專利名稱：斯特林發(fā)動機(jī)的冷卻結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及斯特林發(fā)動機(jī)的冷卻結(jié)構(gòu)。該冷卻結(jié)構(gòu)的特征在于，它具有為了能夠熔化填充金屬施行焊接，從而對由上/下板固定支承的冷卻機(jī)管進(jìn)行密封結(jié)合而在上/下板上形成的溝槽；用于隔斷在上述上板和內(nèi)部汽缸之間的內(nèi)部汽缸中產(chǎn)生的熱向冷卻機(jī)管的方向傳遞；密封部件，用于防止向上述上板和下板外周面泄漏冷卻水。
現(xiàn)有的斯特林發(fā)動機(jī)及其周邊部的構(gòu)成如

圖1及圖2所示，它包括在斯特林發(fā)動機(jī)的汽缸上部的缸蓋1；與上述缸蓋1的下端部結(jié)合的外部汽缸2；形成于外部汽缸2內(nèi)、起引導(dǎo)壓氣活塞4的作用的內(nèi)部汽缸3；在上述內(nèi)部汽缸3內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動的壓氣活塞4；與上述壓氣活塞4結(jié)合、防止動作流體泄漏的壓氣活塞密封件15；由軸與上述壓氣活塞4結(jié)合的動力活塞5；與上述缸蓋1上部連接、接受來自外部熱源的熱能的加熱器管6；使在上述加熱器管6中往復(fù)流動的動作流體通過再生器7而流動、起到動作流體的通路作用，使高溫的動作流體的熱放熱的冷卻機(jī)管8；為了固定支承上述冷卻機(jī)管8而在冷卻機(jī)管8上設(shè)置的上板9；與上述上板9相對、從下面固定支承冷卻機(jī)管8的下板10；使固定支承在上述上/下板9、10的冷卻機(jī)管8結(jié)合的填充金屬16；為了吸入吸收上述冷卻機(jī)管8內(nèi)的動作流體的熱量的冷卻水，而在外部汽缸2上設(shè)置的冷卻水入口11；為使從上述冷卻水入口11吸入的冷卻水吸收冷卻機(jī)管8的熱量后又向外部排出而在外部汽缸2上形成冷卻水出口12；在上述缸蓋1和內(nèi)部汽缸3以及壓氣活塞4之間形成的膨脹空間13；以及在上述壓氣活塞4與動力活塞5之間形成的壓縮密封室14。
下面對這樣構(gòu)成的現(xiàn)有的斯特林發(fā)動機(jī)的動作及其存在的問題進(jìn)行說明。
在圖1及圖2所示的特林發(fā)動機(jī)利用了如下原理密閉容器內(nèi)的機(jī)體在加熱的時候壓力上升而在冷卻的時候壓力則下降。
所以，伴隨壓氣活塞4與動力活塞5在內(nèi)部汽缸3內(nèi)往復(fù)運(yùn)動，在動作流體從壓縮密封室14經(jīng)冷卻機(jī)管8、通過再生器7、再經(jīng)過加熱器管6而來到膨脹空間13時，壓力上升，該上升的壓力作用于動活塞5從而將動力活塞5壓向下方。
而后，相反地動作流體在從膨脹空間13通過加熱器管6、再生器7，冷卻機(jī)管8來到壓縮密封室14時被冷卻，壓力下降，動力活塞5朝上方上升。
從而斯特林發(fā)動機(jī)的動作原理可說成是動作流體的反復(fù)加熱和冷卻的結(jié)果。由于這樣的加熱和冷卻，位于內(nèi)部汽缸3中的膨脹空間13產(chǎn)生的膨脹過程所需的熱量由接受來自外部熱源的熱能的加熱通過冷卻機(jī)管6而獲得；而在壓縮密封室14中產(chǎn)生的壓縮過程所發(fā)生的熱則一邊在冷卻機(jī)管8周圍流動一邊被冷卻水冷卻。
此時，冷卻水通過形成于外部汽缸2的冷卻水入口11而流入，并且一邊在冷卻機(jī)管8周圍流動一邊使在冷卻機(jī)管8中的高溫動作流體冷卻，本身加熱后則通過形成于外部汽缸2的冷卻水出口12而排出到外部。
這樣動作的斯特林發(fā)動機(jī)，使缸蓋1焊接或釬焊結(jié)合在外部汽缸2上部。
并且，起著動作流體通路作用、使動作流體放熱的冷卻機(jī)管8固定支承在上/下板9、10上，這種場合如圖2所示冷卻機(jī)8各自焊接或向每個冷卻機(jī)管8都設(shè)置加熱就熔化的填充金屬16，通過釬焊使冷卻機(jī)管8與上/下板9、10之間的間隙密封而結(jié)合。
然而這樣的現(xiàn)有斯特林發(fā)動機(jī)具有下列問題，由于必須在上/下板與冷卻機(jī)管之間窄的地方密封各個冷卻機(jī)管，所以費(fèi)用必須很大；對氣密的可靠性也變低；在焊接和釬焊作業(yè)時，由于必須使冷卻機(jī)管間保持一定間隙，因而在一定面積下設(shè)置冷卻機(jī)管的數(shù)量受到限制；在上/下板上形成的孔與冷卻機(jī)管的外徑的尺寸必須進(jìn)行精密加工。
并且，由于內(nèi)部汽缸全體做成一體，熱量從上部高溫部向冷卻水側(cè)的低溫部方向傳遞，所以存在熱量損失的問題。
本發(fā)明的主要目的就是提供一種斯特林發(fā)動機(jī)的冷卻結(jié)構(gòu)，利用釬焊，使冷卻器制作容易，通過限定冷卻介質(zhì)(冷卻水)與壓氣活塞密封件之間的接觸部分，來減小向冷卻介質(zhì)(冷卻水)傳遞的熱損失。
為了達(dá)到上述本發(fā)明的目的，采用密封結(jié)合裝置、斷熱裝置、氣密裝置，據(jù)此達(dá)成完成該目的的技術(shù)裝置，上述密封結(jié)合裝置是為了使由上/下板固定支承的冷卻機(jī)管密封結(jié)合而設(shè)計成上/下板上能溶化填充金屬施行焊接的結(jié)構(gòu)；上述斷熱裝置是阻止在該上板與內(nèi)部汽缸之間的內(nèi)部汽缸內(nèi)產(chǎn)生的熱傳遞到冷卻機(jī)管側(cè)；上述氣密裝置是防止冷卻水泄漏到該上板和下板外周面上。
圖面簡單說明。
圖1為現(xiàn)有的斯特林發(fā)動機(jī)的縱剖面圖。
圖2為現(xiàn)有的斯特林發(fā)動機(jī)的冷卻機(jī)管的結(jié)合圖，(A)為焊接結(jié)合時、(B)為釬焊結(jié)合時。
圖3為本發(fā)明的斯特林發(fā)動機(jī)的縱剖面圖，(A)為冷卻結(jié)構(gòu)剖面圖，(B)為沿(A)中的一A-A線的剖面圖，(C)為(A)中的C部放大圖。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的斯特林發(fā)動機(jī)的冷卻結(jié)構(gòu)及其周邊部的構(gòu)成如圖3所示包括與形成于斯特林發(fā)動機(jī)的汽缸上部的缸蓋結(jié)合的外部汽缸101；形成于上述外部汽缸101內(nèi)，起到壓氣活塞導(dǎo)引作用、由兩個凹凸不平部構(gòu)成的內(nèi)部汽缸102；設(shè)置于上述外部汽缸101與內(nèi)部汽缸102之間、使熱排放出冷卻機(jī)管103；在外部汽缸101上形成的冷卻水入口113，使得吸收在上述冷卻機(jī)管103內(nèi)的動作流動的熱的冷卻水被吸入；形成于外部汽缸101上的冷卻水出口113，使得從上述冷卻水入口吸入的冷卻水在吸收冷卻機(jī)管103的熱量后排出到外部；為了使上述冷卻機(jī)管103固定支承而在冷卻機(jī)管103上方設(shè)置的、在內(nèi)周側(cè)的下方具有一定長度的爪104′的上板104；為固定冷卻機(jī)管103，與上述上板104相對地、在冷卻機(jī)管103的下方設(shè)置的下板105；設(shè)置在上述上板104和內(nèi)部汽缸102之間，用于隔斷熱傳遞的斷熱部件106；在上述上板104的上面和下板105的下面的圓周方向具有一定深度的溝槽107；在上述溝槽107上形成有可使冷卻機(jī)管103插入的孔108；為使插入上述孔108的冷卻機(jī)管103密封結(jié)合而在溝槽107中熔化焊接的填充金屬109；防止冷卻水泄漏至上述上/下板104、105的外周面的氣密封部件110；設(shè)置在上述外部汽缸101和內(nèi)部汽缸102之間，使冷卻冷卻機(jī)管103的冷卻水的流動順利進(jìn)行的導(dǎo)流板。
這樣構(gòu)成的本發(fā)明的動作及其作用效果如圖3所示，在長度方向上具有一定厚度的端部的上板104和下板105在上面和下面的圓周方向上形成一定深度的溝槽107。
并且，在溝槽107上為了與冷卻機(jī)管103結(jié)合而形成孔108，如圖3(c)所示，冷卻機(jī)管103插入孔108后，在形成于上/下板104、105的溝槽107上，溶化超過溝槽深度的釬焊用填充金屬而使冷卻機(jī)管103密封結(jié)合在上/下板上。
此時，與上/下板104、105結(jié)合的冷卻機(jī)管103的長度做成比上/下板104、105的厚度更長的狀態(tài)，填充金屬109溶化焊接成比溝槽的深度更厚之后切削毛邊即可。
并且，在內(nèi)周側(cè)的下方形成有具有一定長度的爪104′的上板104與由兩個凹凸結(jié)構(gòu)結(jié)合的內(nèi)部汽缸102之間設(shè)有斷熱部件106，隔斷了在內(nèi)部汽缸102內(nèi)部產(chǎn)生的熱向冷卻機(jī)管103方向的傳遞。
而且，由于在形成于上板104的爪104′的外周面與下板105的外周面上具有氣密封部件110，所以防止了通過冷卻水入口112吸入的冷卻水在吸收了在由上/下板104、105固定支承的冷卻機(jī)管103內(nèi)的動作流體的熱后通過冷卻水出口113排出的冷卻水的泄漏。
上述內(nèi)部汽缸102在上板104的內(nèi)周側(cè)設(shè)置有氣密部件110的地方由兩個凹凸不平的結(jié)構(gòu)結(jié)合，由冷卻水入口112吸入的冷卻水只與內(nèi)部汽缸102的一部分、即壓氣活塞一邊往復(fù)運(yùn)動一邊與內(nèi)部汽缸102接觸的部分接觸，從而可以防止熱損失。
而且，在冷卻機(jī)管103的中間具有導(dǎo)流板，通過冷卻水入口112吸入的冷卻水的流動就可順利地進(jìn)行。
如上述詳細(xì)的說明，使與形成于上/下板的溝槽結(jié)合的冷卻機(jī)管的長度做成比上/下板的厚度長，使釬焊填充金屬熔化焊接于上/下板的溝槽內(nèi)，據(jù)此具有提高維持氣密可靠性的效果。
并且，由于不是每一個冷卻機(jī)管分別與上/下板結(jié)合，從而冷卻機(jī)管之間的距離不存在問題，可以在一定面積下組裝冷卻機(jī)管的數(shù)量可以設(shè)置至最大的數(shù)量，從而具有加工簡單、節(jié)減費(fèi)用的效果。
而且，由冷卻水入口吸入的冷卻水只與在作成凹凸結(jié)構(gòu)的內(nèi)部汽缸內(nèi)一邊進(jìn)行壓氣活塞密封件的往復(fù)運(yùn)動一邊接觸的部分接觸，所以具有防止通過內(nèi)部汽缸的熱的損失的效果。
權(quán)利要求
1.一種斯特林發(fā)動機(jī)的冷卻結(jié)構(gòu)，其特征在于，它包括為了使由上、下板固定支承的冷卻機(jī)管密封結(jié)合，可以使填充金屬熔化焊接地在上/下板上形成的溝槽，隔斷于上述上板與內(nèi)部汽缸之間，在內(nèi)部汽缸中產(chǎn)生的熱傳遞到冷卻機(jī)管的斷熱部件，防止冷卻水泄漏至上述上板和下板外周面的氣密裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的斯特林發(fā)動機(jī)的冷卻結(jié)構(gòu)，其特征在于氣密裝置是，為了能熔化填充金屬進(jìn)行焊接，使冷卻機(jī)管固定支承在上/下板上，在上/下板上形成一定深度的溝槽。
3.如權(quán)利要求1所述的斯特林發(fā)動機(jī)的冷卻結(jié)構(gòu)，其特征在于上述氣密裝置為O型密封圈。
4.如權(quán)利要求1所述的斯特林發(fā)動機(jī)的冷卻結(jié)構(gòu)，其特征在于上述上板為在內(nèi)周側(cè)下方設(shè)有一定長度的爪。
5.如權(quán)利要求1所述的斯特林發(fā)動機(jī)的冷卻結(jié)構(gòu)，其特征在于上述內(nèi)部汽缸為為防止從上部高溫部向冷卻水側(cè)的低溫部傳遞熱量而做成的兩個凹凸結(jié)構(gòu)。
6.如權(quán)利要求1所述的斯特林發(fā)動機(jī)的冷卻結(jié)構(gòu)，其特征在于在上述冷卻機(jī)管的中間，為使冷卻水的流動順利進(jìn)行而設(shè)置有導(dǎo)流板。
7.如權(quán)利要求2所述的斯特林發(fā)動機(jī)的冷卻結(jié)構(gòu)，其特征在于上述溝槽形成于上/下板的圓周方向。
全文摘要
本發(fā)明涉及斯特林發(fā)動機(jī)的冷卻結(jié)構(gòu)，利用釬焊使得冷卻件制作容易，通過限定冷卻水與壓力活塞的接觸部分，減小向冷卻水傳遞熱的熱損失。本發(fā)明的目的按下列方式達(dá)到為了能熔化填充金屬施行焊接，使由上/下板固定支承的冷卻機(jī)管密封結(jié)合，在上板的上面和下板的下面沿圓周方向形成一定深度的密封結(jié)合部使冷卻制作容易，在內(nèi)周側(cè)的下方形成具有一定長度的爪的上板與制成兩個凹凸結(jié)構(gòu)的內(nèi)部汽缸之間形成斷熱裝置，從而隔斷在內(nèi)部汽缸中產(chǎn)生的熱傳遞到冷卻機(jī)管側(cè)以防止熱損失。
文檔編號F02G1/043GK1148664SQ9611119
公開日1997年4月30日 申請日期1996年9月5日 優(yōu)先權(quán)日1995年9月5日
發(fā)明者金成泰 申請人:Lg電子株式會社