冷热双缸外转子发动机制造技术

本发明专利技术公开了一种冷热双缸外转子发动机，包括固定于发动机基座上并用于作为外转子发动机的内支架的固定偏心轴，固定偏心轴上通过轴承支承套设有用于通过热胀效应驱使而转动做功的热缸外转子机构以及用于通过冷缩效应驱使而转动做功的冷缸外转子机构，固定偏心轴上热缸外转子机构所处部位的偏心截面圆与冷缸外转子机构所处部位的偏心截面圆之间存在偏心角度差；热缸外转子机构与冷缸外转子机构之间设有用于将热缸外转子机构的型腔与冷缸外转子机构的型腔隔离以防止传导热量短路的中隔板，中隔板上开设有用于热缸外转子机构型腔内的热气流向冷缸外转子机构型腔的热气通道以及用于冷缸外转子机构型腔内的冷气流向热缸外转子机构型腔的冷气通道。

Cold and hot dual cylinder external rotor engine

The invention discloses a double cylinder cold outer rotor engine, including engine fixed on the base and is used as a fixed eccentric shaft bracket in the outer rotor engine, fixed eccentric shaft supported by the bearing sleeve is provided with a cylinder driven by heat expansion effect and heat the outer rotor rotate mechanism and used to rotate through the contraction effect driven by the cold cylinder outer rotor mechanism, eccentric angle difference between the eccentric section of eccentric section fixed eccentric shaft hot cylinder outer rotor position of the circle and the mechanism of the cold cylinder outer rotor mechanism which parts are used; the cavity heat isolation cylinder outer rotor body cavity and the outer rotor mechanism in the cold cylinder to prevent the conduction clapboard is arranged between the heat quantity short cylinder rotor mechanism and cold cylinder outer rotor plate is arranged on the body, septum for hot cylinder outer rotor cavity heat flow mechanism Hot air channel for external cavity of cold cylinder outer rotor mechanism and cold air channel for cold air flowing into the outer cavity of the outer cylinder rotor mechanism of the outer cylinder mechanism of the cold cylinder.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及热气发动机
，特别地，涉及一种冷热双缸外转子发动机。
技术介绍
活塞式热气发动机，又称斯特林发动机，是一种外部加热的闭式循环发动机。是一种独特的热机，通过气体受热膨胀、遇冷压缩而产生动力。是一种外燃发动机，使燃料连续地燃烧，蒸发的膨胀氢气(或氦气)作为动力气体使活塞运动，膨胀气体在冷气室冷却，反复地进行这样的循环过程。斯特林循环按正向循环工作时可以作热机循环，对外输出功；按逆向循环工作时，可以作热泵循环。为了使热气发动机的动力性能提高，需要减少冷热双缸之间连接管路的容积，而且要减小流通阻力提高热交换能力，使斯特林发动机的设计制造难度提高，需要研究更接近斯特林循环的换气机构和热交换部件以及机械途径。
技术实现思路
本专利技术提供了一种冷热双缸外转子发动机，以解决现有斯特林发动机，为了使热气发动机的动力性能提高，需要减少冷热双缸之间连接管路的容积，而且要减小流通阻力提高热交换能力，造成斯特林发动机的设计制造难度提高的技术问题。本专利技术提供一种冷热双缸外转子发动机，包括固定于发动机基座上并用于作为外转子发动机的内支架的固定偏心轴，固定偏心轴上通过轴承支承套设有用于通过热胀效应驱使而转动做功的热缸外转子机构以及用于通过冷缩效应驱使而转动做功的冷缸外转子机构，固定偏心轴上热缸外转子机构所处部位的偏心截面圆与冷缸外转子机构所处部位的偏心截面圆之间存在偏心角度差；热缸外转子机构与冷缸外转子机构之间设有用于将热缸外转子机构的型腔与冷缸外转子机构的型腔隔离以防止传导热量短路的中隔板，中隔板上开设有用于热缸外转子机构型腔内的热气流向冷缸外转子机构型腔的热气通道以及用于冷缸外转子机构型腔内的冷气流向热缸外转子机构型腔的冷气通道。进一步地，热缸外转子机构包括热缸五角内转子以及热缸外机匣转子，热缸外机匣转子转动带动热缸外机匣转子型腔内的热缸五角内转子在热缸外机匣转子型腔内作展成运动；热缸五角内转子与热缸外机匣转子有转速差，热缸五角内转子与热缸外机匣转子之间形成多个用于随热缸五角内转子与热缸外机匣转子的相对转动容腔容积大小呈周期性变化的热缸月牙形气室，热缸外机匣转子外设有用于对热缸外机匣转子外周提供流动热气并与热缸外机匣转子内的热缸月牙形气室进行热交换以提高热缸月牙形气室内的热量的换热通道，中隔板上设有用于热缸月牙形气室容积变大过程中将冷缸外转子机构型腔内排出的冷气吸入热缸月牙形气室内遇热进行膨胀做功的热缸进气口，热缸进气口连通冷气通道；中隔板上设有用于热缸月牙形气室容积变小过程中将热缸月牙形气室内升温后的热气排向冷缸外转子机构型腔内的热缸排气口，热缸排气口连通热气通道；热缸月牙形气室、热缸进气口、热缸排气口三者一一对应布设。进一步地，换热通道采用固接于发动机基座上用于收集热气气流并防止热缸外机匣转子遇冷的热气涡壳。进一步地，换热通道的输出端连有用于将带火焰的热气引向换热通道内与热缸月牙形气室进行热交换以提高热缸月牙形气室内的热量并将换热后的气体引出换热通道的引气斗。进一步地，冷缸外转子机构包括冷缸五角内转子以及冷缸外机匣转子，冷缸外机匣转子转动带动冷缸外机匣转子型腔内的冷缸五角内转子在冷缸外机匣转子型腔内作展成运动；冷缸五角内转子与冷缸外机匣转子有转速差，冷缸五角内转子与冷缸外机匣转子之间形成多个用于随冷缸五角内转子与冷缸外机匣转子的相对转动容腔容积大小呈周期性变化的冷缸月牙形气室，中隔板上设有用于冷缸月牙形气室容积变大过程中将热缸外转子机构型腔内排出的热气吸入冷缸月牙形气室内遇冷进行冷缩做功的冷缸进气口，冷缸进气口连通热气通道；中隔板上设有用于冷缸月牙形气室容积变小过程中将冷缸月牙形气室内降温后的冷气排向热缸外转子机构型腔内的冷缸排气口，冷缸排气口连通冷气通道；冷缸月牙形气室、冷缸进气口、冷缸排气口三者一一对应布设。进一步地，冷缸外机匣转子外设有用于加快冷缸外机匣转子内腔散热的散热片；散热片外设有用于为散热片提供喷淋水以加快散热片散热的喷淋水冷装置。进一步地，中隔板包括封盖并固接于热缸外机匣转子的型腔上的热板以及封盖并固接于冷缸外机匣转子的型腔上的冷板，热板与冷板固接。进一步地，热缸五角内转子外开设有用于将吸入的冷气分配到相应的热缸月牙形气室内的热缸配气槽；和/或冷缸五角内转子外开设有用于将吸入的热气分配到相应的冷缸月牙形气室内的冷缸配气槽。进一步地，固定偏心轴通过花键机械连接在发动机基座的安装节上；固定偏心轴内具有用于引入高压气体的空气道；空气道的前端设有用于固定偏心轴工作时通过灌脂封闭空气道前端的润滑脂接口；空气道后端设有用于向空气道内打入高压气体以使热缸外转子机构增压而提高扭矩和功率的增压接口。进一步地，冷热双缸外转子发动机通过发动机基座安装于航天飞行器、船舶、潜艇或固定翼无人机上，用作辅助动力装置。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术冷热双缸外转子发动机，既利用了α型斯特林发动机的热缸和冷缸都能依靠气体热胀冷缩做功的原理；又利用了外转子发动机缸体热交换性能良好并能适时开启或密闭气缸的特点。利用在火焰中高速旋转的热翅加热热缸外转子机构内封闭气室的冷气，使其密闭状态膨胀做功；将膨胀了的热气转移到冷缸外转子机构，再利用在空气中高速旋转的散热片冷却冷缸外转子机构内封闭空间的热气，使其密闭状态收缩再次做功；然后将收缩了的冷气转移到热缸外转子机构，继续下一次循环。采用热缸外转子机构和冷缸外转子机构两个气缸分别加热和冷却，即冷热双缸的技术，避免了采用单一的密闭气缸交替加热和冷却使内部气体热胀冷缩做功的办法；通过来回转移气体的巧妙方法实现了冷热分区，可以持续地加热和冷却。将冷热双缸热气发动机的基本原理套用在外转子发动机结构上，设计出本专利技术冷热双缸外转子热气发动机。将双缸外转子发动机的热气缸和冷气缸内的工质通过中隔板进行交换，同时设计了两个五角转子不同的工作相位，实现热气缸变容室和冷气缸变容室的完美配合。利用五角转子边沿和端面进/排气口的相对运动，这些气室会按时序打开或关闭。每个热缸变容室都会适时吸入少量容积的高密度冷气，密闭后升温，气体膨胀做功；每个冷缸变容室都会适时吸入满容积的低密度热气，密闭后降温，气体收缩，气压力也做功。冷热双缸外转子热气发动机结构紧凑，没有不平衡惯性力，转速高，分区加热和冷却，可回热利用，热效率高，显著提升热气发动机的制造工艺性和实用性。除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本专利技术还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本专利技术作进一步详细的说明。附图说明构成本申请的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1是本专利技术优选实施例的冷热双缸外转子发动机的结构示意图之一；图2是本专利技术优选实施例的冷热双缸外转子发动机的结构示意图之二；图3是本专利技术优选实施例的热缸外转子机构的结构示意图；图4是本专利技术优选实施例的冷缸外转子机构的结构示意图。图例说明：1、固定偏心轴；101、空气道；102、润滑脂接口；103、增压接口；2、热缸外转子机构；201、热缸五角内转子；2011、热缸配气槽；202、热缸外机匣转子；203、热缸月牙形气室；204、换热通道；205、热缸进气口；206、热缸排气口；3、冷缸外转子机构；301、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种冷热双缸外转子发动机，包括固定于发动机基座(7)上并用于作为外转子发动机的内支架的固定偏心轴(1)，其特征在于，所述固定偏心轴(1)上通过轴承支承套设有用于通过热胀效应驱使而转动做功的热缸外转子机构(2)以及用于通过冷缩效应驱使而转动做功的冷缸外转子机构(3)，所述固定偏心轴(1)上所述热缸外转子机构(2)所处部位的偏心截面圆与所述冷缸外转子机构(3)所处部位的偏心截面圆之间存在偏心角度差；所述热缸外转子机构(2)与所述冷缸外转子机构(3)之间设有用于将所述热缸外转子机构(2)的型腔与所述冷缸外转子机构(3)的型腔隔离以防止传导热量短路的中隔板(4)，所述中隔板(4)上开设有用于所述热缸外转子机构(2)型腔内的热气流向冷缸外转子机构(3)型腔的热气通道(5)以及用于所述冷缸外转子机构(3)型腔内的冷气流向热缸外转子机构(2)型腔的冷气通道(6)。

【技术特征摘要】
1.一种冷热双缸外转子发动机，包括固定于发动机基座(7)上并用于作为外转子发动机的内支架的固定偏心轴(1)，其特征在于，所述固定偏心轴(1)上通过轴承支承套设有用于通过热胀效应驱使而转动做功的热缸外转子机构(2)以及用于通过冷缩效应驱使而转动做功的冷缸外转子机构(3)，所述固定偏心轴(1)上所述热缸外转子机构(2)所处部位的偏心截面圆与所述冷缸外转子机构(3)所处部位的偏心截面圆之间存在偏心角度差；所述热缸外转子机构(2)与所述冷缸外转子机构(3)之间设有用于将所述热缸外转子机构(2)的型腔与所述冷缸外转子机构(3)的型腔隔离以防止传导热量短路的中隔板(4)，所述中隔板(4)上开设有用于所述热缸外转子机构(2)型腔内的热气流向冷缸外转子机构(3)型腔的热气通道(5)以及用于所述冷缸外转子机构(3)型腔内的冷气流向热缸外转子机构(2)型腔的冷气通道(6)。2.根据权利要求1所述的冷热双缸外转子发动机，其特征在于，所述热缸外转子机构(2)包括热缸五角内转子(201)以及热缸外机匣转子(202)，所述热缸外机匣转子(202)转动带动所述热缸外机匣转子(202)型腔内的所述热缸五角内转子(201)在所述热缸外机匣转子(202)型腔内作展成运动；所述热缸五角内转子(201)与所述热缸外机匣转子(202)有转速差，所述热缸五角内转子(201)与所述热缸外机匣转子(202)之间形成多个用于随所述热缸五角内转子(201)与所述热缸外机匣转子(202)的相对转动容腔容积大小呈周期性变化的热缸月牙形气室(203)，所述热缸外机匣转子(202)外设有用于对所述热缸外机匣转子(202)外周提供流动热气并与所述热缸外机匣转子(202)内的所述热缸月牙形气室(203)进行热交换以提高所述热缸月牙形气室(203)内的热量的换热通道(204)，所述中隔板(4)上设有用于所述热缸月牙形气室(203)容积变大过程中将所述冷缸外转子机构(3)型腔内排出的冷气吸入所述热缸月牙形气室(203)内遇热进行膨胀做功的热缸进气口(205)，所述热缸进气口(205)连通所述冷气通道(6)；所述中隔板(4)上设有用于所述热缸月牙形气室(203)容积变小过程中将所述热缸月牙形气室(203)内升温后的热气排向所述冷缸外转子机构(3)型腔内的热缸排气口(206)，所述热缸排气口(206)连通所述热气通道(5)；所述热缸月牙形气室(203)、所述热缸进气口(205)、所述热缸排气口(206)三者一一对应布设。3.根据权利要求2所述的冷热双缸外转子发动机，其特征在于，所述换热通道(204)采用固接于所述发动机基座(7)上用于收集热气气流并防止所述热缸外机匣转子(202)遇冷的热气涡壳。4.根据权利要求2所述的冷热双缸外转子发动机，其特征在于，所述换热通道(204)的输出端连有用于将热气气流引向所述换热通道(204)内与所述热缸月牙形气室(203)进行热交换以提高所述热缸月牙形气室(203)内的热量并将换热后的气体引出所述换热通道(204)的引气斗(8)。5.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘飞亭，贾春洁，
申请(专利权)人：中国南方航空工业集团有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43