[发明专利]一种用于声能发电机的配气活塞

说明书

本发明公开了一种用于声能发电机的配气活塞，包括活塞本体、板弹簧组件和支架，所述支架上固设有活塞杆、气缸和进气通道，所述活塞本体安装于所述气缸内并与所述气缸内壁为间隙密封，所述活塞本体为内部中空结构，所述板弹簧组件固定于所述活塞本体内部中间偏下位置的内侧壁上，所述活塞杆穿过所述活塞本体下端面与所述板弹簧组件连接，所述活塞杆与所述活塞本体下端面为间隙密封；本发明通过将板弹簧置于配气活塞内部，给配气活塞提供较大的径向支撑，避免其在气缸内发生径向偏移，保证其与气缸之间的间隙密封，无需再设置结构复杂、制造难度大的气体轴承结构，克服了传统外气体轴承机构因增大工作气体的泄露量而对整机性能产生的影响。

技术领域

本发明是涉及一种配气活塞，具体说，是涉及一种用于声能发电机的配气活塞。

背景技术

当今，随着常规燃料煤、石油、天然气的日益消耗，使用传统燃料的热机面临着空前的危机。根据最近资料显示，我国能源经济可开发剩余可采储量的资源保证度仅为129.7年。其中原煤115年，天然气49年，原油仅为20年。其次，常规燃料在燃烧过程中会产生大量CO2，使全球温室效应不断加剧，威胁人类生存。

作为一种外部供热的活塞式发动机——声能发动机，它主要以氢气、氦气、氮气甚至空气作为工质，与内燃发动机相比具有热效率高、结构简单、可靠性高、寿命长、燃料来源广、低振动和噪声、排气污染少等诸多优点，在航空航天、核能和太阳能利用以及余热回收等诸多领域都具有巨大的潜力。

配气活塞作为声能发电机的重要部件之一，其设计的好坏直接影响整机的工作性能。配气活塞与气缸之间为间隙密封，单边间隙只有8μm～20μm，为了保证配气活塞与气缸不发生接触摩擦，常在配气活塞上增设气体轴承结构来增加配气活塞的径向支撑力，但由此带来的缺点是使整个配气活塞的结构复杂，加工制造难度加大，此外气体轴承机构会略微增大工作气体的泄露量，对整机性能也会有所影响。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题和需求，本发明的目的是提供一种用于声能发动机的配气活塞结构，板弹簧置于配气活塞内部，可给配气活塞提供较大的径向支撑，避免配气活塞在气缸内发生径向偏移，保证配气活塞与气缸之间的间隙密封。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种用于声能发电机的配气活塞，其特征在于：包括活塞本体、板弹簧组件和支架，所述支架上固定设有活塞杆、气缸和进气通道，所述活塞本体安装于所述气缸内并与所述气缸内壁为间隙密封设置，所述活塞本体为内部中空结构，所述板弹簧组件设置于所述活塞本体内部并与所述活塞本体中间偏下位置的内侧壁固定连接，所述活塞杆一端穿过所述活塞本体1下端面与所述板弹簧组件的中心位置连接，所述活塞杆与所述活塞本体下端面为间隙密封设置，所述活塞杆的另一端固定连接于所述支架上，所述进气通道开设于所述气缸和所述支架的连接处；将板弹簧组件置于活塞本体内中间偏下位置，可以提供较大地径向支撑力，使配气活塞的上下两端均可与气缸保证合适的间隙密封；若采用单边布置的方式(即为：将板弹簧组件置于活塞本体的上端面或下端面的方式)，板弹簧组件与配气活塞则为典型的悬臂梁结构，易在配气活塞的上端或下端产生较大的径向偏移，使得配气活塞与气缸接触摩擦。

作为优选方案，所述板弹簧组件包括数个并列设置板弹簧，每两片相邻的板弹簧之间通过设有的板弹簧垫片间隔设置。

作为进一步优选方案，所述板弹簧组件距离所述活塞本体上端面的距离a为活塞本体的轴向长度L的0.65倍；由于整个配气活塞的重心偏离配气活塞几何中心的位置，通过上述设置以使配气活塞获得平衡支撑。

作为进一步优选方案，所述活塞本体的外径φ为40mm～50mm，所述活塞本体的轴向长度L为70mm～76mm。

作为进一步优选方案，所述板弹簧的外径为35mm～38mm，所述板弹簧的厚度为1mm；所述板弹簧提供适当的弹性，实现与活塞本体弹性连接的同时，足以支撑所述活塞本体。