專利名稱：有內(nèi)加熱器的熱氣機(jī)的制作方法
有內(nèi)加熱器的熱氣機(jī)
本發(fā)明涉及一種熱氣機(jī)，特別涉及一種其加熱器、冷卻器的一部分分別伸進(jìn)入 配氣活塞的上、下凹腔內(nèi)的熱氣機(jī)。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的熱氣機(jī)，是由外部的加熱器、以及回?zé)崞鳌⒗鋮s器、配氣活塞、動力活 塞、缸體、傳動機(jī)構(gòu)組成，加工難度較高，加熱器也容易產(chǎn)生較大的散熱損失。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是使用縱剖面為H形的配氣活塞，把加熱器和冷卻器的 一部分伸 進(jìn)了其上、下凹腔內(nèi)，可在腔內(nèi)加熱，更有效地利用熱量，減輕配氣活塞的重量、消 除配氣活塞的摩擦，筒化了配氣活塞的潤滑，降低加工難度。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的與傳統(tǒng)的熱氣機(jī)一樣，熱氣機(jī)由配氣活塞、動力 活塞、加熱器、回?zé)崞?、冷卻器、缸體、曲軸等組成，不同的是配氣活塞使用縱剖面 為H形的薄壁筒形金屬件，加熱器、冷卻器的一部分伸進(jìn)配氣活塞的上、下凹腔內(nèi)， 加熱器、冷卻器的其余部分以及回?zé)崞鲃t位于H形配氣活塞外，組成一個一體化的加 熱冷卻配氣氣缸。動力氣缸通過連管與其相連，動力活塞和配氣活塞分別通過連桿與 曲軸連接。具體是
H形的配氣活塞由兩個薄金屬圓杯體底底對接而成，兩底之間加隔熱墊并連接 起來，成為一橫向工作面，活塞整體成一個縱剖面為H形，實(shí)體無空腔的活塞。加熱 器有內(nèi)外兩部分，內(nèi)加熱器也是一圓杯狀金屬實(shí)體，直徑比配氣活塞略小，杯口朝外， 伸進(jìn)配氣活塞的凹腔內(nèi)形成內(nèi)環(huán)氣道，外加熱器是金屬圓筒狀，直徑比配氣活塞圓杯 體略大，套在配氣活塞圓杯體外，形成外環(huán)氣道，內(nèi)外加熱器的端部(圓杯口處)用 環(huán)形金屬件焊接成整體，形成一完整封閉的環(huán)形氣道，當(dāng)然，也可用沖壓或精鑄等方 法進(jìn)行整體加工而成。冷卻器的結(jié)構(gòu)與加熱器完全類似，也由杯形內(nèi)冷卻器和筒形外 冷卻器組成，也在端部用環(huán)形金屬件連接成整體，杯形冷卻器放置在H形配氣活塞的 另一個凹腔內(nèi)，根據(jù)加熱、冷卻方式的不同，加熱器可設(shè)在配氣活塞的上凹腔，也可 設(shè)在下凹腔?；?zé)崞鲃t位于外加熱器和外冷卻器之間，也是圓筒形，直徑比配氣活塞 略大(也可與外加熱器相等)，與配氣活塞間也形成環(huán)形氣道，其間可放置金屬絲網(wǎng) 等吸熱材料。外加熱器、外冷卻器、回?zé)崞魅沃g可用法蘭和隔熱墊連接密封成整 體，也可^^f焊組成一個一體化的加熱冷卻配氣氣缸。
內(nèi)加熱器和內(nèi)冷卻器兩底間有一段距離，形成配氣氣缸的有效容積，這一距離 也決定了配氣活塞的行程大小和工作空間，內(nèi)加熱器和內(nèi)冷卻器兩頂部(杯口間)的 距離也就是配氣氣缸的總高度，等于外加熱器、回?zé)崞?、外冷卻器高度之和，三者之
3間的尺寸分配應(yīng)根據(jù)工作參數(shù)和加熱冷卻方式進(jìn)行調(diào)整。配氣活塞兩杯體的高度應(yīng)與 內(nèi)加熱器和內(nèi)冷卻器杯體的高度相適配，保證配氣活塞的有效行程和氣道的暢通。內(nèi) 加熱器內(nèi)冷卻器或外加熱器外冷卻器朝氣道的表面上應(yīng)有若干縱向的導(dǎo)條或?qū)K，以 保證配氣活塞活動的平穩(wěn)和環(huán)行氣道寬度的均勻。配氣活塞橫向工作面的中央連接活 塞桿，穿過內(nèi)冷卻器底孔上的套管用連桿與曲軸的曲拐相連，內(nèi)冷卻器底部在適當(dāng)位 置另開一孔用管子與動力氣缸連通，當(dāng)然兩缸也可同軸布置，這就需要配氣活塞桿穿 過動力活塞的中間與曲軸連接。當(dāng)配氣活塞上下運(yùn)動時，工質(zhì)氣體就沿內(nèi)加熱器-外 加熱器-回?zé)崞?外冷卻器-內(nèi)冷卻器氣道的順序來回流動，完成熱力循環(huán)，
為了滿足熱力循環(huán)的要求，配氣活塞和動力活塞的曲柄要相差九十度，當(dāng)然也 可以采用本人公開過的用二連桿連接配氣活塞與曲軸的方法，實(shí)現(xiàn)配氣活塞的間歇運(yùn) 動，使之更接近理論循環(huán)，這時兩曲柄的角度要按運(yùn)動要求進(jìn)行調(diào)整。
為了增加換熱效果，加熱器，冷卻器表面應(yīng)有一定的粗糙度，也可用開槽或齒 形外廓的辦法增加散熱面積，此時配氣活塞側(cè)壁外廓也應(yīng)作相應(yīng)的變動。當(dāng)功率較大 時配氣活塞可使用多個同心杯體以增加換熱面積，內(nèi)加熱器，冷卻器此時也應(yīng)與之相 適配。
加熱和冷卻方式可根據(jù)需要而定，如用火焰，光、熱輻射加熱，加熱器可朝下 放，上面冷卻器用流水冷卻(也可加葉翅空冷)，加熱器、冷卻器應(yīng)加外罩，可分別 作為受熱器和水槽并與回?zé)崞鞣指糸_，回?zé)崞鲬?yīng)包覆保溫，如用熱管進(jìn)行加熱和冷卻， 加熱器朝上朝下可視需要而定，此時加熱器、冷卻器與熱管應(yīng)做成一體。
為了加大功率和運(yùn)行平穩(wěn)，可用四組缸體連接在一根曲軸上，每個動力活塞的 曲柄相差九十度，配氣活塞連接到相應(yīng)的曲拐上。成為四缸式的熱氣機(jī)。
動力氣缸與傳統(tǒng)熱氣機(jī)一樣，可以用足夠長的無環(huán)活塞，也可以用帶活塞環(huán)的 活塞，當(dāng)然也可以使用內(nèi)燃機(jī)常用的活塞結(jié)構(gòu)，動力活塞通過連桿與曲軸連接，動力 缸的頂部開孔連接通向配氣氣缸的連通管。
曲軸使用裝配式的結(jié)構(gòu)，便于使用滾珠軸承，功率很大時也可使用傳統(tǒng)的整體 曲軸。相鄰曲柄相差九十度。
為了使運(yùn)行更穩(wěn)定，可在主軸上加裝飛輪，大小根據(jù)需要而定。
整機(jī)應(yīng)整體密封。


圖1、配氣氣缸示意圖。 圖2、熱氣機(jī)連接示意圖。 圖3、裝配式曲軸連接圖示意圖。。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例作進(jìn)一步說明，圖l是配氣氣缸示意圖。配氣活塞l 由圓杯體2圓杯體3底對底隔以絕熱墊4鉚接成整體，活塞桿5安在橫向工作面的中 央，穿過內(nèi)冷卻器6的底部與曲軸連接，外冷卻器7在頂部用環(huán)形件8與內(nèi)冷卻器6 焊在一起，回?zé)崞?通過法蘭把外冷卻器7以及外加熱器12連在一起，之間隔以絕熱墊10和11,回?zé)崞鲀?nèi)有金屬絲網(wǎng)13,外加熱器12的端部也用環(huán)形件14與內(nèi)加熱 器15焊在一起，外冷卻器7外加熱器12的內(nèi)表面按圓周分布各有四個小突筋16, 為配氣活塞的運(yùn)動定位和導(dǎo)向。內(nèi)冷卻器的底部接連通管17與動力氣缸相連。
圖2是整機(jī)的連接圖，配氣氣缸加熱器朝下，冷卻器朝上，動力氣缸與配氣氣 缸采用不同軸的方式，動力氣缸比配氣氣缸直徑小，位于側(cè)上方，兩缸的連通管連接 在動力氣缸頂圓心附近，動力活塞的活塞桿18用連桿19連至上方的曲軸20上，配 氣活塞桿穿過內(nèi)冷卻器底孔套管21后用連桿22連至上方的曲軸上。加熱器的外罩 23成為集熱器收集傳導(dǎo)熱量并減少熱量散失，內(nèi)壁為吸熱材樸，外壁為保溫材抖， 冷卻器外罩24連接冷卻水管成為冷卻水槽。
曲軸采用裝配式，圖3是連接圖，是端面的鍵連接，在需要連接的兩個端面正 中開寬度相同的鍵槽，放進(jìn)等寬的鍵25,以預(yù)先套在外周的管子26進(jìn)行徑向定位， 管子與軸可用銷子固定，滾珠軸承預(yù)先套上的管子上或軸上。曲拐之間的九十度在端 面開槽時控制，這種連接方式可用于軸的連接也可用于曲拐的連接，曲拐的連接還可 以使用圓拄與圓管對套的方法實(shí)現(xiàn)，采用如此裝配式的曲軸可簡化加工又簡化潤滑。 當(dāng)然功率較大時還是使用整體式曲軸更為可靠。
主軸上加裝飛輪，整機(jī)整體密封。
權(quán)利要求
1、一種熱氣機(jī)，由配氣活塞、動力活塞、加熱器、回?zé)崞?、冷卻器、缸體、曲軸等組成，其特征在于配氣活塞使用縱剖面為H形的薄壁筒形金屬件，加熱器、冷卻器的一部分伸進(jìn)配氣活塞的上、下凹腔內(nèi)，加熱器、冷卻器的其余部分以及回?zé)崞鲃t位于H形配氣活塞外，組成一個一體化的加熱冷卻配氣氣缸，動力氣缸通過連管與其相連，動力活塞和配氣活塞分別通過連桿與曲軸連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱氣機(jī)，其特征是配氣活塞由兩個薄金屬圓杯體底底 對接而成，兩底之間加隔熱墊并連接起來，活塞整體成一個縱剖面為H形，實(shí)體無空 腔的活塞，活塞桿通過連桿或二連桿與曲軸連接。.
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱氣機(jī)，其特征是加熱器有內(nèi)外兩部分，內(nèi)加熱器是 一圓杯狀金屬實(shí)體，直徑比配氣活塞略小，杯口朝外，伸進(jìn)配氣活塞的凹腔內(nèi)形成內(nèi) 環(huán)氣道，外加熱器是金屬圓筒狀，直徑比配氣活塞圓杯體略大，套在配氣活塞圓杯體 外，形成外環(huán)氣道，內(nèi)外加熱器的端部用環(huán)形金屬件連成整體，形成一完整封閉的環(huán) 形氣道。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱氣機(jī)，其特征是冷卻器由杯形內(nèi)冷卻器和筒形外冷 卻器組成，端部用環(huán)形金屬件連接成整體，杯形冷卻器放置在H形配氣活塞的另一個 凹腔內(nèi)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱氣機(jī)，其特征是回?zé)崞魑挥谕饧訜崞骱屯饫鋮s器之 間，為圓筒形，直徑比配氣活塞略大，與配氣活塞間也形成環(huán)形氣道，其間可放置金 屬絲網(wǎng)等吸熱材料。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱氣機(jī)，其特征是外加熱器、外冷卻器、回?zé)崞魅?之間用法蘭和隔熱墊連接密封成整體，或用釬焊組成一個一體化的加熱冷卻配氣氣缸。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱氣機(jī)，其特征是加熱器外罩作為集熱器收集傳導(dǎo)熱 量，冷卻器外罩連接冷卻水管作為冷卻水槽。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱氣機(jī)，其特征是曲軸是裝配式曲軸，在需要連接的 兩個端面正中開寬度相同的鍵槽，放進(jìn)等寬的鍵，以套在外周的管子進(jìn)行徑向定位。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱氣機(jī)，其特征是主軸上加裝飛輪，整機(jī)整體密封。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱氣機(jī)，其特征是用四組缸體連接在一根曲軸上，每 個動力活塞的曲柄相差九十度，配氣活塞連接到相應(yīng)的曲拐上。成為四缸式熱氣機(jī)。
全文摘要
一種熱氣機(jī)由缸體和相應(yīng)的活塞、曲軸、加熱器、回?zé)崞?、冷卻器組成，配氣活塞使用縱剖面為H形的薄壁筒形金屬件，加熱器、冷卻器的一部分伸進(jìn)配氣活塞的上、下凹腔內(nèi)，更有效地利用熱量，減輕配氣活塞的重量、消除配氣活塞的摩擦，簡化了配氣活塞的潤滑，降低加工難度。
文檔編號F02G1/055GK101560928SQ200810095318
公開日2009年10月21日 申請日期2008年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月19日
發(fā)明者黃元卓 申請人:黃元卓