[发明专利]高效双活塞热气机

说明书

技术领域

本发明涉及一种双活塞热气机，具体地说是一种高效双活塞热气机。

背景技术

在一定的工质压强，一定的冷热端温差的前提下影响热气机效能提升的主要因素有冷热端工质气流往返的热穿梭损失，无益容积损失，传统的加热器容积通过回热器容积和冷却器容积相互连通，也就是说在加热器加热膨胀腔内工质膨胀推动活塞做功的同时，另一部分高温工质气体通过回热器被冷却器中和冷却，白白浪费，主要的无益容积有加热器容积，回热器容积，冷却器容积之和，且工作全过程该无益容积不变。另外传统热气机动力输出轴上的曲柄之间的相位角是固定的，不便于进行角度微调，难以使发动机达到最佳工作状态。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种加热做功时冷却器容积关闭，冷却压缩时，加热器容积关闭的高效双活塞热气机。

为了解决上述技术问题，本发明的高效双活塞热气机，包括具有加热器的膨胀腔和具有冷却器的压缩腔，膨胀腔和压缩腔之间通过回热器连通，膨胀腔内设置膨胀活塞，压缩腔内设置压缩活塞，膨胀活塞和压缩活塞分别和动力输出端连接，膨胀腔的端部具有均布设置的与膨胀活塞端面配合的加热沉孔，压缩腔的端部具有均布设置的与膨胀活塞端面配合的冷却沉孔，所述膨胀活塞包括膨胀活塞本体以及与膨胀活塞本体配合并能够作相对往复滑动的膨胀封门，膨胀活塞本体和膨胀封门之间设置有一号压缩弹簧，所述膨胀封门能够在膨胀活塞本体的往复运动作用下打开或封闭加热沉孔和膨胀腔之间的通道，所述压缩活塞包括压缩活塞本体以及与压缩活塞本体配合可作相对往复滑动的压缩封门，所述压缩活塞本体和压缩封门之间设置有二号压缩弹簧，所述压缩封门能够在压缩活塞本体的往复运动作用下打开或封闭冷却沉孔和压缩腔之间的通道。

所述膨胀活塞本体内具有膨胀封门安置腔，所述膨胀封门的一端安置在膨胀封门安置腔内，另外一端伸出到膨胀腔内，所述一号压缩弹簧安置在膨胀封门安置腔内并靠压在膨胀封门的底部，所述压缩活塞本体内具有压缩封门安置腔，所述压缩封门的一端安置在压缩封门安置腔内，另外一端伸出到压缩腔内，所述二号压缩弹簧安置在压缩封门安置腔内并靠压在压缩封门的底部，所述膨胀活塞本体和压缩活塞本体上还分别设置有与回热器相通的柱面凹槽。

所述膨胀活塞本体和压缩活塞本体上分别具有设置有活塞限位台阶，所述膨胀封门和压缩封门的底部分别设置有使其不能脱离各自安置腔的封门限位凸台。

所述膨胀封门和压缩封门均具有中心导孔，所述膨胀封门和压缩封门的底部均设置有轴承安置孔，膨胀封门和压缩封门的轴承安置孔内分别安置有直线轴承，所述膨胀封门安置腔和压缩封门安置腔的底部分别设置有导杆，所述导杆伸入到中心导孔内。

所述回热器的一端连接在膨胀腔的侧壁上，另外一端连接在压缩腔的侧壁上，所述膨胀腔的加热沉孔为热交换加热管，所述压缩腔的冷却沉孔为热交换冷却管。

所述膨胀腔的底部为膨胀平衡腔体，所述膨胀平衡腔体通过连接管连接另外一套高效双活塞热气机的膨胀平衡腔体，两套所述高效双活塞热气机中膨胀活塞工作的相位角成180度；压缩腔的底部为压缩平衡腔体，所述压缩平衡腔体通过连接管连接另外一套高效双活塞热气机的压缩平衡腔体，两套所述高效双活塞热气机中压缩活塞工作的相位角成180度。

所述膨胀平衡腔体和压缩平衡腔体的连接管之间连接一条连通管，所述连通管上分别经过一个气压平衡阀和两套所述高效双活塞热气机中的压缩腔的冷却端连通。

所述膨胀活塞和压缩活塞通过连杆机构连接两根曲柄轴上的曲柄，两根曲柄轴端分别固定连接齿轮，两齿轮之间通过动力输出齿轮轴相互啮合将动力输出。

所述膨胀活塞本体具有一个与膨胀腔内径配合的膨胀活塞密封柱面以及一段直径小于膨胀腔内径的膨胀活塞内柱面，所述膨胀封门具有与膨胀腔内径配合的膨胀封门外柱面以及与膨胀活塞内柱面配合的膨胀封门内柱面，所述一号压缩弹簧安置在膨胀活塞密封柱面与膨胀封门的端面之间，所述压缩活塞本体具有一个与压缩腔内径配合的压缩活塞密封柱面以及一段直径小于压缩腔内径的压缩活塞内柱面，所述压缩封门具有与压缩腔内径配合的压缩封门外柱面以及与压缩活塞内柱面配合的压缩封门内柱面，所述二号压缩弹簧安置在压缩活塞密封柱面与压缩封门的端面之间。

所述膨胀封门和压缩封门上分别具有设置有封门限位台阶，所述膨胀活塞本体和压缩活塞本体的底部分别设置有使其不能脱离各自封门内柱面的活塞限位凸台。