[发明专利]水冷装置及具有该水冷装置的外燃机

说明书

技术领域

本发明涉及发动机及其水冷部件，尤其与一种水冷装置及一种具有该水冷装置的外燃机有关。

背景技术

外燃机是一种外燃的闭式循环往复活塞式热力发动机，因它是在1816年为苏格兰的斯特林所发明，故又称斯特林发动机，也称为热气机。外燃机中传递能量的媒介物质(通常是高压气体)叫工质，在一个、两个、四个或多个封闭的气缸内充有一定容积的工质。气缸一端为热腔，另一端为冷腔。工质在低温冷腔中压缩，然后流到高温热腔中迅速加热，膨胀做功。燃料在气缸外的燃烧室内连续燃烧所带来的热量或者外部热源通过加热器传给工质，因此工质不直接参与燃烧，也不需要更换。

由于外燃机避免了传统内燃机的震爆做功问题，从而实现了低噪音、低污染和低运行成本。外燃机可以燃烧各种可燃气体，如：天然气、沼气、石油气、氢气、煤气等，也可燃烧柴油、液化石油气等液体燃料，还可以燃烧木材，以及利用太阳能等。只要热腔与冷腔之间达到一定的温差，外燃机即可做功运行，环境温度越低，则温差越容易变大，因此用于发电时发电效率越高。外燃机最大的优点是功率和效率不受海拔高度影响，非常适合于高海拔地区使用。

对于现有技术的外燃机及其工作原理，申请人的公布号为CN101846014A(以下简称文献1)、公布日为2010年9月29日、发明名称为《热气机》的中国发明专利申请公开了一种四缸式外燃机及其工作原理。另一申请人的公开号CN1563693A(以下简称文献2)、公开日为2005年1月12日、发明名称为《一种外燃机》的中国发明专利申请公开了一种两缸式外燃机及其工作原理。同时，授权公告号为CN1292162C(以下简称文献3)、授权公告日为2006年12月27日、发明名称为《用于控制外燃机的动力输出器的系统和方法》的中国发明专利，在其说明书附图图3和说明书第9、10页，也公开了一种两个气缸相互垂直的斯特林发动机及其工作原理。

然而，现有技术的外燃机存在以下的缺陷。

如图1所示，其为一种现有技术的外燃机的剖视示意图，其属于双作用式外燃机，包括曲轴箱8、热气缸3、环形加热器41、回热器5、冷却器6和冷气缸7，热气缸3、环形加热器41、回热器5、冷却器6和冷气缸7之间依次气路连通而形成气体通道。曲轴箱8内具有曲轴81，曲轴81的曲颈82上连接有连杆823、827，连杆823、827分别通过销833、837连接热气缸3和冷气缸7内设置的活塞30、70，形成传动系统。通过外部热源(例如燃烧室42)加热环形加热器41以使所述气体通道内的气体(或称工质)在作为冷端的冷气缸7和作为热端的热气缸3之间往复运动膨胀收缩以推动活塞30、70带动曲轴81周期运动做功，从而带动曲轴81的轴心上连接的飞轮(图中未示出)转动以向外输送能量。

如图1所示，在热气缸3和冷气缸7的外部，分别套设有水冷箱93、97，在水冷箱93、97与热气缸3、冷气缸7的外壁之间形成充满冷却液的水冷腔913、917，以对热气缸3、冷气缸7的外壁进行冷却。水冷箱的93、97的顶部通过水冷箱上法兰943、947与所述外壁上的下法兰923、927相连接，上、下法兰之间设置有密封垫953、957，以防止冷却液露出。

现有技术的外燃机的水冷装置，虽然能够实现对热气缸3、冷气缸7的外壁的冷却，但是，现有技术外燃机的密封垫953、957却不能享受水冷箱93、97带来的冷却效果，经常会因温度过高而变形，影响外燃机的热气缸3和冷气缸7，尤其是热气缸3的密封效果。

为了不影响外燃机的工作，在密封垫953、957损坏的情况下，需进行更换，这样就增加了外燃机的维护成本，也降低了外燃机的工作效率。

同样，对于其他具有气缸的发动机，如果气缸使用类似的水冷装置，也同样会面临上述因密封垫受热变形而增加发动机维护成本、影响发动机工作效率的问题。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种水冷效果好、维护成本低、操作方便的用于气缸的水冷装置，以解决现有技术的水冷装置密封垫易变形所带来的维护成本高、工作效率低的技术问题。

本发明的另一目的在于提供一种具有本发明水冷装置的外然机。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：