[发明专利]一种发电机与制冷机耦合的双斯特林机

摘要

一种发电机与制冷机耦合的双斯特林机，主要由斯特林热机、配气活塞、耦合机壳、功率活塞、板弹簧、压缩活塞、推移活塞、斯特林制冷机组成，其原理是通过耦合斯特林热机和斯特林制冷机，将斯特林热机的功率活塞作为斯特林制冷机的压缩活塞，将热能直接转换成压缩功，进而推动斯特林制冷机制冷。本发明减少了热-电-机-热过程中的两个环节，省去了线性交流发电机和直线电机，从而能够大幅提高空间热源的利用效率，减少了系统的重量，提高了系统的可靠性。同时本发明将斯特林热机和斯特林制冷机在同一轴线布置，实现了自主减振，能够应用于深空探测等多项空间任务中。

主权项

一种发电机与制冷机耦合的双斯特林机，其特征在于：包括斯特林热机（1）、配气活塞（2）、功率气缸（3）、功率活塞（4）、板弹簧（5）、内垫环（7）、耦合机壳（8）、压缩活塞（9）、压缩气缸（10）、推移活塞（11）、斯特林制冷机（12）、冷机膨胀腔（13）、冷机压缩腔（14）、热机压缩腔（15）和热机膨胀腔（16）；其中，所述耦合机壳（8）两端开口，内壁中间位置沿径向设有一隆起结构，该结构左右两侧形成突台；其总体连接关系如下：所述双斯特林机从左向右依次为斯特林热机（1）、功率气缸（3）、耦合机壳（8）、压缩气缸（10）和斯特林制冷机（12），上述各部件之间通过法兰同轴固定连接；配气活塞（2）位于斯特林热机（1）与功率气缸（3）连接处的内腔中，形成径向间隙密封结构，配气活塞（2）和斯特林热机（1）之间的空间形成热机膨胀腔（16）；功率活塞（4）位于功率气缸（3）内腔左端，功率活塞（4）和配气活塞（3）之间的空间形成热机压缩腔（15）；推移活塞（11）位于斯特林制冷机（12）与压缩气缸（10）连接处的内腔中，形成径向间隙密封结构，推移活塞（11）和斯特林制冷机（12）之间的空间形成冷机膨胀腔（13）；压缩活塞（9）位于压缩气缸（10）内腔右端，压缩活塞（9）和推移活塞（10）之间的空间形成冷机压缩腔（14）；所述功率活塞（4）和压缩活塞（9）的轴线位于同一直线上，功率活塞（4）的活塞杆右端和压缩活塞（9）的活塞杆左端固定连接在一起；功率活塞（4）和压缩活塞（9）之间安装有两组柔性板弹簧（5），左侧一组板弹簧的外圆右侧和耦合机壳（8）内壁的左侧凸台抵触连接，右侧一组板弹簧的外圆左侧和耦合机壳（8）内壁的右侧凸台抵触连接；左侧一组板弹簧的内孔套装在功率活塞（4）的活塞杆上，右侧一组板弹簧的内孔套装在压缩活塞（9）的活塞杆上；在功率活塞（4）和左侧一组板弹簧之间、左右两组板弹簧之间，以及压缩活塞（9）和右侧一组板弹簧之间分别设有内垫环（7）进行压紧和定位；由此使功率活塞（4）和功率气缸（3）之间，以及压缩活塞（9）和压缩气缸（10）之间在径向上形成间隙密封结构。