一种带有插排管束回热器的斯特林发电机制造技术

本发明专利技术公开了一种带有插排管束回热器的斯特林发电机设备，包括太阳灶，斯特林机，插排管束回热器，飞轮，鼓形齿式联轴器，发电机等主要机构。其技术要点是：采用基于斯特林循环利用太阳能热效应的发电方式，完全替代单晶硅、多晶硅材料，降低生产能耗，减少污染。在斯特林机中加装插排管束回热器以提高热能的利用效率，利用冲击对流换热以增加流体横掠管束的对流换热系数来强化换热。在冷气缸外部加装散热片以提高散热效率。利用一定质量的飞轮储存释放角动能使得斯特林机运转更加平稳。用超越离合器解决两动力轴转速不匹配的问题。

A Stryn generator with socket tube bundle heat exchanger

The invention discloses a socket with a tube bundle heat exchanger Stryn generator equipment, including solar cooker, Stryn machine, strip tube heat exchanger, flywheel, drum gear coupling, the main mechanism of generator etc.. The technical points of the invention are that the power generation mode based on the recycling of solar heat effect in Stryn is used to completely replace monocrystalline silicon and polycrystalline silicon materials, so as to reduce production energy consumption and reduce pollution. Install socket tube heat exchanger to improve the heat efficiency of the machine in Stryn, by the impact of convective heat transfer fluid to increase the convective heat transfer coefficient across the bundle to strengthen heat transfer. A cooling fin is arranged outside the cold cylinder to improve the heat dissipation efficiency. By using a certain mass of flywheels to store the kinetic energy of the release angle, Stryn machines operate more smoothly. Using overrunning clutch to solve the problem of speed mismatch between two power shafts.

【技术实现步骤摘要】
一种带有插排管束回热器的斯特林发电机
本专利技术涉及一种带有插排管束回热器的斯特林发电机。
技术介绍
社会经济发展、进步需要能源支撑，而能源供给主要以一次性化石燃料为主，如今化石燃料日趋匮乏及环境污染问题日益严重，能够替代一次性能源的可再生、清洁、环保的绿色能源研究，特别是清洁能源发电的应用已经势不可挡。过去的十年间，光伏发电产业受到了各国政府的大力支持，发展清洁能源已经被提到国家战略层面，光伏发电一直以清洁为宣传口号，但其所使用的硅光板的生产需要消耗大量的能源，也会产生很大的污染。而采用以太阳能为热源的斯特林循环发电，不需要使用能耗高、污染大的单晶硅、多晶硅材质的光伏板，真正发挥了太阳能清洁能源的特点。理论研究表明，基于斯特林循环的太阳能发电方式比传统光伏发电方式具有更高的发电效率，具有很好的发展前景。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是：为了解决现有技术的不足，本专利技术提出了一种带有插排管束回热器的斯特林发电机。基于斯特林循环利用太阳能的热效应发电，避免使用能耗高污染大的光伏板。采用插排管束利用冲击对流换热以增加流体横掠管束的对流换热系数来强化换热。本专利技术的技术方案是：一种带有插排管束回热器的斯特林发电机，发电机中的热气缸和冷气缸之间通过排管束回热器连接；所述插排管束回热器为一空腔体，上下密封，左右贯通；腔体内设有若干插排管束，气体穿过若干插排管束，进行强化换热。本专利技术的进一步技术方案是：所述排管束回热器上下通过盖子进行密封，盖子和箱体间设有防漏气的垫圈，二者采用螺栓连接。本专利技术的进一步技术方案是：所述内部插排管束的排数在16-26之间。本专利技术的进一步技术方案是：排数选定后按照Zhukauskas关联式计算插排管束的平均表面传热系数。本专利技术的进一步技术方案是：所述斯特林机包括太阳灶1、鼓形齿式联轴器13、发电机14、热气缸2、冷气缸3、散热片4、热气缸活塞5、冷气缸活塞6、热气缸连杆8、冷气缸连杆9、两个套筒10和曲轴11；两个气缸之间通过回热器7相互贯通连接；热气缸2内设有热气缸活塞5，冷气缸3内设有冷气缸活塞6；套筒10套在曲轴11凸起处，两个活塞与套筒10之间分别通过连杆进行连接，且连杆两端与活塞和套筒16铰接；曲轴11靠近冷气缸3的一端与鼓形齿式联轴器13连接；冷气缸3顶部包裹有散热片4；热气缸2外部连有太阳灶，为吸收太阳能为热气缸2提供热能，活塞上下运动，由于采取铰接，使得连杆在上下运动时能够偏离活塞轴线进行运动，从而带动曲轴11轴向转动进行做功，所做的功经鼓形齿式联轴器21将功传递给发电机15，从而实现发电。本专利技术的进一步技术方案是：所述套筒10采用两个轴瓦拼接而成，材质为黄铜，其在曲轴11上能够进行轴向转动。本专利技术的进一步技术方案是：所述鼓形齿式联轴器13消除因联轴器前后两轴不共轴线而带来的曲轴内力。本专利技术的进一步技术方案是：所述曲轴11未与发电机14连接的一端还连接有飞轮12，使太阳能发电系统运转更加平稳。本专利技术的进一步技术方案是：所述热气缸2外部连有太阳灶，用于吸收太阳能为热气缸2提供热能。本专利技术的进一步技术方案是：所述太阳灶为一半球形的球面反射镜，球面反射镜的球心位于热气缸中轴线上。专利技术效果本专利技术的技术效果在于：本专利技术提出的一种带有螺旋管束回热器的斯特林发电机，采用基于斯特林循环利用太阳能热效应的发电方式，完全替代单晶硅、多晶硅材料，降低生产能耗，减少污染。采用插排管束回热器利用冲击对流换热强化对流传热，增加换热效率，提高能量利用率。附图说明图1为斯特林发电机整体结构图图2为插排回热器整体效果图图3为插排回热器内部结构图图4为插排回热器纵向剖面图附图标记说明：1—太阳灶；2—热气缸；3—冷气缸；4—散热片；5—热气缸活塞；6—冷气缸活塞；7—插排管束回热器；8—热气缸连杆；9—冷气缸连杆；10—套筒；11—曲轴；12—飞轮；13—鼓形齿式联轴器；14—发电机；15—储热柱；16—垫片；17—螺栓；18—垫圈具体实施方式本专利技术的技术方案是：一种带有插排管束回热器的斯特林发电机，包括太阳灶1、热气缸2、冷气缸3、散热片4、热气缸活塞5、冷气缸活塞6、插排管束回热器7、热气缸连杆8、冷气缸连杆9、两个套筒10、曲轴11、飞轮12、鼓形齿式联轴器13和发电机14；两个气缸之间通过插排管束回热器7相互贯通连接；热气缸2内设有热气缸活塞5，冷气缸3内设有冷气缸活塞6；套筒10套在曲轴11凸起处，两个活塞与套筒10之间分别通过连杆进行连接，且连杆两端与活塞和套筒10铰接；曲轴11靠近冷气缸3的一端与鼓形齿式联轴器13连接；冷气缸3顶部包裹有散热片4；活塞上下运动，由于采取铰接，使得连杆在上下运动时能够偏离活塞轴线进行运动，从而带动曲轴11轴向转动进行做功。所述太阳灶1与太阳能发电系统连接，用于聚集热气为太阳能发电系统提供热能。所述套筒10采用两个轴瓦拼接而成，材质为黄铜，其在曲轴11上能够进行轴向转动。所述鼓形齿式联轴器13消除因联轴器前后两轴不共轴线而带来的曲轴内力。所述曲轴11未与发电机14连接的一端还连接有飞轮12，使太阳能发电系统运转更加平稳。所述插排管束回热器7是一个内部带有插排管束15的方形箱体，前后贯通，上面有盖。盖子和箱体间有房漏气的垫圈16，二者采用螺栓连接。流体横掠插排管束时，流体在管间交替收缩和扩张的弯曲通道中流动，产生强烈扰动，强化换热。参见图1-图4，本专利技术包括太阳灶，斯特林机，插排管束回热器，飞轮，鼓形齿式联轴器，发电机等装置。所述太阳灶为一个半球形的球面反射镜，安装于斯特林机的热气缸底部，聚焦太阳能加热斯特林机的热气缸来为其提供热能，球面反射镜的球心位于热气缸中轴线上。所述斯特林机为一个以聚焦太阳光为热源的外燃机，主要结构有热气缸、冷气缸、散热片、活塞、插排管束回热器、连杆、曲轴、套筒。散热片是位于冷气缸上的铜质同心圆环薄片，用于增加冷气缸的散热效率。回热器位于连接冷热气缸的通道中，热气缸向冷气缸排气时气体对回热器散热，冷气从冷气缸回流至热气缸时从回热器吸收热量，充分利用热能，即太阳能使得热气缸活塞先动，然后带动冷气缸活塞动，从而依次交替运动，提高发电机效率。套筒内圈的轴瓦为黄铜，曲轴为钢材，二者配合可以降低摩擦，提高零件的使用寿命。连杆和活塞铰接，连杆可以绕活塞有小角度的转动。所述飞轮为一个六孔钢制轮盘，在曲轴运转至上下死点(即当压力角等于90度时，连杆对从动件的驱动力或力矩为零的情形)时可以利用简单的机械驱动装置(旋转飞轮)驱动飞轮旋转使曲轴冲过死点开始运转。飞轮具有较大的质量，可以储存释放角动能使得斯特林机运转更加平稳。由于曲轴转速是随转动位置而变化的，当曲轴转速增高时，飞轮的动能增加，把角动能贮蓄起来；当曲轴转速降低时，飞轮动能减少，把角动能释放出来。同时，飞轮可以用来减少曲轴运转过程的速度波动，使运转更加平稳。所述鼓形齿式联轴器可以消除因联轴器前后两轴的不同轴度而带来的曲轴11的内力。所述回热器为一种表面式热交换器，即工质通过热交换器交换热量，而工质间无直接接触的一种热交换器。回热器位于连接冷热气缸的通道中，热气缸向冷气缸排气时气体对回热器散热，冷气从冷气缸回流至热气缸时从回热器吸收热量，回热器外部采用良好的绝热材料，管道采用热的良导体，同时通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带有插排管束回热器的斯特林发电机，其特征在于，发电机中的热气缸和冷气缸之间通过排管束回热器连接；所述插排管束回热器为一空腔体，上下密封，左右贯通；腔体内设有若干插排管束，气体穿过若干插排管束，进行强化换热。

【技术特征摘要】
1.一种带有插排管束回热器的斯特林发电机，其特征在于，发电机中的热气缸和冷气缸之间通过排管束回热器连接；所述插排管束回热器为一空腔体，上下密封，左右贯通；腔体内设有若干插排管束，气体穿过若干插排管束，进行强化换热。2.如权利要求1所述的一种带有插排管束回热器的斯特林发电机，其特征在于，所述排管束回热器上下通过盖子进行密封，盖子和箱体间设有防漏气的垫圈，二者采用螺栓连接。3.如权利要求1所述的一种带有插排管束回热器的斯特林发电机，其特征在于，所述内部插排管束的排数在16-26之间。4.如权利要求3所述的一种带有插排管束回热器的斯特林发电机，其特征在于，排数选定后按照Zhukauskas关联式计算插排管束的平均表面传热系数。5.如权利要求1所述的一种带有螺旋管束回热器的斯特林发电机，其特征在于，所述斯特林机包括太阳灶(1)、鼓形齿式联轴器(13)、发电机(14)、热气缸(2)、冷气缸(3)、散热片(4)、热气缸活塞(5)、冷气缸活塞(6)、热气缸连杆(8)、冷气缸连杆(9)、两个套筒(10)和曲轴(11)；两个气缸之间通过回热器(7)相互贯通连接；热气缸(2)内设有热气缸活塞(5)，冷气缸(3)内设有冷气缸活塞(6)；套筒(10)套在曲轴(11)凸起处，两个活塞与套筒(10)之间分别通过连杆进行连接，且连杆两端与...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴艳辉，汪一舟，赵征，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61