活塞缸体配合结构、自由活塞发动机及发电机制造技术

本发明专利技术涉及动力设备技术领域，提供一种活塞缸体配合结构、自由活塞发动机及发电机。活塞缸体配合结构，包括缸体和膨胀活塞，膨胀活塞与缸体的端部围成膨胀腔；缸体的侧壁设有进气孔和排气孔，膨胀活塞设有进气通道和排气通道，进气通道和排气通道均第一端与膨胀腔连通，第二端贯通膨胀活塞的外壁；膨胀活塞运行至进气行程时，进气通道与进气孔连通，膨胀活塞运行至排气行程时，排气通道与排气孔连通。通过膨胀活塞运行至相应的行程而通过缸体上的气孔以及膨胀活塞上的通道进行排气或进气，不受高温影响，从而能够有效地解决现有技术中电磁阀工作于高温条件受用寿命较短的缺陷，进而能够降低自由活塞发动机的使用成本和维护成本。成本。成本。

【技术实现步骤摘要】
活塞缸体配合结构、自由活塞发动机及发电机


[0001]本专利技术涉及动力设备
，尤其涉及一种活塞缸体配合结构、自由活塞发动机及发电机。

技术介绍

[0002]工作于布雷顿循环的自由活塞发动机，通常包括外壳、两个活塞以及连接两个活塞的活塞杆，两个活塞分别与外壳的两端构成膨胀腔和压缩腔。现有技术中主要通过检测活塞位置，并基于活塞的控制电磁阀的启闭，从而控制工质向膨胀腔流入或者从膨胀腔流出。工质在膨胀腔内处于高温高压状态，使得电磁阀需要工作在高温条件下，导致电磁阀的使用寿命较低，从而导致自由活塞发动机的使用成本较高。因此，亟需解决自由活塞发动机的电磁阀使用寿命较低的问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供一种活塞缸体配合结构、自由活塞发动机及发电机，用以解决现有技术中自由活塞发动机的电磁阀使用寿命较低的缺陷，实现降低自由活塞发动机的使用成本及维护成本的效果。
[0004]本专利技术提供一种活塞缸体配合结构，包括缸体和可滑动地设置于所述缸体之内的膨胀活塞，所述膨胀活塞与所述缸体的端部围成膨胀腔；
[0005]所述缸体的侧壁设有进气孔和排气孔，所述膨胀活塞设有进气通道和排气通道，所述进气通道和所述排气通道均第一端与所述膨胀腔连通，第二端贯通所述膨胀活塞的外壁；
[0006]其中，所述膨胀活塞运行至进气行程时，所述进气通道与所述进气孔连通，所述膨胀活塞运行至排气行程时，所述排气通道与所述排气孔连通。
[0007]根据本专利技术提供的一种活塞缸体配合结构，所述进气孔的数量设置为至少两个，至少两个所述进气孔沿所述膨胀活塞的位移方向排布；
[0008]所述排气孔的数量设置为至少两个，至少两个所述排气孔沿所述膨胀活塞的位移方向排布。
[0009]根据本专利技术提供的一种活塞缸体配合结构，还包括进气导槽和排气导槽；
[0010]所述进气导槽设置于所述缸体的内壁并与所述进气孔连通，或者，所述进气导槽设置于所述膨胀活塞的外壁并与进气通道连通；
[0011]所述排气导槽设置于所述缸体的内壁并与所述排气孔连通，或者，所述排气导槽设置于所述膨胀活塞的外壁并与所述排气通道连通。
[0012]根据本专利技术提供的一种活塞缸体配合结构，所述进气导槽和所述排气导槽均沿所述膨胀活塞的位移方向延伸。
[0013]根据本专利技术提供的一种活塞缸体配合结构，所述进气导槽和所述排气导槽均沿所述膨胀活塞的周向延伸并向所述膨胀活塞的位移方向弯曲。
[0014]根据本专利技术提供的一种活塞缸体配合结构，还包括隔挡板，所述膨胀活塞靠近所述膨胀腔的一端的内部设有空腔，所述空腔内设有朝向所述膨胀腔设置的所述隔挡板。
[0015]本专利技术还提供一种自由活塞发动机，包括压缩活塞、活塞杆和如上所述的活塞缸体配合结构；
[0016]所述压缩活塞可滑动地设置于所述缸体远离所述膨胀活塞的一端，并且所述压缩活塞与所述缸体远离所述膨胀活塞的一端围成压缩腔，所述活塞杆分别与所述膨胀活塞和所述压缩活塞相连接。
[0017]根据本专利技术提供的一种自由活塞发动机，还包括驱动电机，所述驱动电机与所述活塞杆相连接，并用于驱动所述活塞杆转动。
[0018]根据本专利技术提供的一种自由活塞发动机，还包括涡轮，所述涡轮套装于所述活塞杆。
[0019]本专利技术还提供一种发电机，包括发电机定子、发电机动子以及如上所述的自由活塞发动机，所述发电机动子能够相对所述发电机定子运动，所述自由活塞发动机与所述发动机动力连接，用于驱动所述发动机动子运动。
[0020]本专利技术提供的活塞缸体配合结构，通过在缸体的侧壁设置进气孔和排气孔，以及在膨胀活塞设置进气通道和排气通道。在膨胀活塞运行至进气行程，缸体的进气孔与膨胀活塞的进气通道连通，从而可使气体依次经过缸体的进气孔与膨胀活塞的进气通道而进入到膨胀腔内。在膨胀活塞运行至排气行程时，缸体的排气孔与膨胀活塞的排气通道连通，从而可以使膨胀腔内的气体依次经过膨胀活塞的排气通道与缸体的排气孔排出。
[0021]如此设置，可以通过膨胀活塞运行至相应的行程而通过缸体上的气孔以及膨胀活塞上的通道进行排气或进气，无需使用电磁阀控制进气排气，不受高温影响，从而能够有效地解决现有技术中电磁阀工作于高温条件受用寿命较短的缺陷，进而能够降低自由活塞发动机的使用成本和维护成本。
[0022]同时，由于不再使用电磁阀，因此可以不再检测膨胀活塞的位置，从而能够减少电器元件的使用，进而能够简化自由活塞发动机的结构，提高运行可靠性，降低设计制造成本。
[0023]进一步，本专利技术提供的自由活塞发动机和发电机，由于包含了本专利技术提供的活塞缸体配合结构，因此同时也就包含了活塞缸体配合结构的上述所有优点。
附图说明
[0024]为了更清楚地说明本专利技术或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0025]图1是本专利技术实施例中提供的基于电磁阀的闭式自由活塞发动机的原理示意图；
[0026]图2是本专利技术实施例中提供的基于电磁阀的开式自由活塞发动机的原理示意图；
[0027]图3是本专利技术实施例中提供的第一种气缸活塞配合结构的结构示意图；
[0028]图4是本专利技术实施例中提供的第二种气缸活塞配合结构的结构示意图；
[0029]图5是本专利技术实施例中提供的第一种自由活塞发动机的结构示意图；
[0030]图6是本专利技术实施例中提供的第二种自由活塞发动机的结构示意图；
[0031]图7是本专利技术实施例中提供的第三种自由活塞发动机的结构示意图。
[0032]附图标记：
[0033]1、缸体；2、膨胀活塞；3、膨胀腔；4、进气孔；5、排气孔；6、进气通道；7、排气通道；8、进气导槽；9、排气导槽；10、压缩活塞；11、活塞杆；12、压缩腔；13、驱动电机；14、涡轮；15、发电机定子；16、发电机动子；17、加热器；18、冷却器；19、回热器；20、空腔；21、隔挡板。
具体实施方式
[0034]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术中的附图，对本专利技术中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0035]参考图1所示，本专利技术实施例中提供的基于电磁阀的闭式自由活塞发动机，包括缸体1、膨胀活塞2、压缩活塞10和活塞杆11，膨胀活塞2与缸体1的左端围成膨胀腔3，压缩活塞10与缸体1的右端围成压缩腔12，活塞杆11分别与膨胀活塞2和压缩活塞10相连接。其中，膨胀腔3和压缩腔12均与加热器17连通，同时膨胀腔3和压缩腔12均与冷却器18连通。
[0036]图1所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种活塞缸体配合结构，其特征在于，包括缸体和可滑动地设置于所述缸体之内的膨胀活塞，所述膨胀活塞与所述缸体的端部围成膨胀腔；所述缸体的侧壁设有进气孔和排气孔，所述膨胀活塞设有进气通道和排气通道，所述进气通道和所述排气通道均第一端与所述膨胀腔连通，第二端贯通所述膨胀活塞的外壁；其中，所述膨胀活塞运行至进气行程时，所述进气通道与所述进气孔连通，所述膨胀活塞运行至排气行程时，所述排气通道与所述排气孔连通。2.根据权利要求1所述的活塞缸体配合结构，其特征在于，所述进气孔的数量设置为至少两个，至少两个所述进气孔沿所述膨胀活塞的位移方向排布；所述排气孔的数量设置为至少两个，至少两个所述排气孔沿所述膨胀活塞的位移方向排布。3.根据权利要求1所述的活塞缸体配合结构，其特征在于，还包括进气导槽和排气导槽；所述进气导槽设置于所述缸体的内壁并与所述进气孔连通，或者，所述进气导槽设置于所述膨胀活塞的外壁并与进气通道连通；所述排气导槽设置于所述缸体的内壁并与所述排气孔连通，或者，所述排气导槽设置于所述膨胀活塞的外壁并与所述排气通道连通。4.根据权利要求3所述的活塞缸体配合结构，其特征在于，所述进气导槽和所述排气导槽均沿所述膨胀活塞的位移方向延伸。5.根据权利要求3所述的活塞缸体配合...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗二仓，孙岩雷，陈远航，胡剑英，常德鹏，罗靖，陈燕燕，余国瑶，张丽敏，吴张华，王海涛，
申请(专利权)人：中国科学院理化技术研究所，
类型：发明
国别省市：