一种基于斯特林热机的光气互补式吸热器制造技术

本发明专利技术涉及斯特林热机技术领域，公开了一种基于斯特林热机的光气互补式吸热器，包括吸热器外壳，吸热器外壳的顶部设有透光口，吸热器外壳内设有集热罩，集热罩呈碗状结构，集热罩的开口端朝向透光口；集热罩由若干导热管排布而成，相邻两根导热管之间形成导流间隙，每根导热管的下端弯折延伸形成内导热支管，每根导热管的上端弯折延伸形成外导热支管，吸热器外壳的底部设有外集热管、内集热管；集热罩的底部设有环状的布气管，布气管的上侧设有燃气喷嘴，布气管的一端连接有燃气管，透光口处设有透光板。本发明专利技术整体节奏紧凑、稳定性好，既可以吸收太阳光的热量，又能利用燃气燃烧的热能，环境适应能力强，不受天气影响。

A Photo-gas Complementary Heat Absorber Based on Stirling Heat Engine

The invention relates to the technical field of Stirling heat engine, and discloses a photo-gas complementary heat absorber based on Stirling heat engine, which comprises a heat absorber shell, a light transmitter at the top of the heat absorber shell, a heat collector cover inside the heat absorber shell, a bowl-shaped structure of the heat collector cover, the opening end of the heat collector cover facing the light transmitter opening; the heat collector cover is arranged by several heat conducting tubes, and between two adjacent heat conducting tubes. The inner heat conducting branch is formed by bending and extending the lower end of each heat conducting pipe, and the outer heat conducting branch is formed by bending and extending the upper end of each heat conducting pipe. The bottom of the shell of the heat collector is provided with an external heat collecting pipe and an inner heat collecting pipe; the bottom of the heat collecting cover is provided with a circular air distribution pipe, and the upper side of the air distribution pipe is provided with a gas nozzle; the end of the air distribution pipe is connected with a gas transmission pipe, and the light transmission port is provided with a light transmission pipe. Board. The invention has compact overall rhythm and good stability, can not only absorb the heat of sunlight, but also utilize the heat energy of gas combustion, and has strong environmental adaptability and is not affected by weather.

【技术实现步骤摘要】
一种基于斯特林热机的光气互补式吸热器
本专利技术涉及斯特林热机
，尤其涉及一种基于斯特林热机的光气互补式吸热器。
技术介绍
斯特林发动机是通过气缸内工作介质(氢气或氦气)经过冷却、压缩、吸热、膨胀为一个周期的循环来输出动力，因此又被称为也叫斯特林热机。斯特林发动机是一种外燃发动机，其有效效率一般介于汽油机与柴油机之间。通过外部人员对斯特林发动机的热端进行加热，使得气缸内的介质吸热、膨胀、冷却、压缩循环，将热能转化为机械能，因此斯特林发动机在新能源发电以及军工方面具有广泛的应用。例如现在的一种斯特林太阳能发电机，即通过斯特林热机将太阳光的热能转化为机械能输出，通过机械能带动发电机组工作、发电；太阳能斯特林发电机系统中，为了最大限度的吸收太阳光的热能，通常会设置一个吸热器(也叫集热器)，通过吸热器吸收聚集后的太阳光的热能，从而确保提高斯特林热机热端的供热。然而常规的斯特林太阳能发电机，其工作时间、工作状态受太阳光影响较大，阴雨天气以及夜间均无法用于发电，太阳能发电机利用率低。
技术实现思路
本专利技术为了解决现有技术中的斯特林太阳能发电机存在的上述问题，提供了一种基于斯特林热机的光气互补式吸热器，该种吸热器在晴天能吸收太阳光的热能为斯特林热机的热端加热，夜间或阴雨天气能利用燃气对斯特林热机的热端进行供热，从而确保斯特林发电机组能够持续工作、发电，不受天气状况的限制。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种基于斯特林热机的光气互补式吸热器，包括吸热器外壳，吸热器外壳的顶部设有透光口，所述吸热器外壳内设有集热罩，所述的集热罩呈碗状结构，集热罩的开口端朝向透光口；所述集热罩由若干导热管排布而成，相邻两根导热管之间形成导流间隙，每根导热管的下端弯折延伸形成内导热支管，每根导热管的上端弯折延伸形成外导热支管，所述吸热器外壳的底部设有外集热管、内集热管，外导热支管与外集热管连接，内导热支管与内集热管连接，外集热管、内集热管上均设有伸出吸热器外壳外部的导流管；所述集热罩的底部设有环状的布气管，布气管的上侧设有朝向集热罩底部的燃气喷嘴，布气管的一端连接有燃气管，所述吸热器外壳的外侧设有排气管；所述透光口处设有透光板。外集热管、内集热管上的导流管分别与斯特林热机内的缸体的热端、冷端连接，导热管内填充有气体导热工质，例如氢气、氮气或其他惰性气体：在有阳光的情况下，太阳光通过外部锅状的反光杯聚光后从透光口处射到集热罩上，从而对导热管进行加热，加热管内的气体导热工质吸热后会对斯特林热机内缸体的热端加热，通过气体膨胀以推动斯特林热机缸体内的活塞往复运动，输出机械能，机械能带动发电机组发电；在夜间或者阳光不足的情况下，燃气管内供入燃气，燃气从燃气喷嘴处喷出并点火，从而对集热罩(每根导热管的周围)的底部进行火焰加热，每根导热管吸热对气体介质进行加热并汇流到外集热管、内集热管中，可以根据需要设置多组外集热管、内集热管，同时将导热管也分成多组，分别与对应的外集热管、内集热管连接，每一处导热管分别对应一个斯特林热机，这样整个吸热器能驱动斯特林热机组工作。该种吸热器结构紧凑，性能稳定，受环境限制小，能通过光气互补，保持斯特林热机持续对外输出机械能进行发电；透光板能减小吸热器外壳内的热能损失。作为优选，所述透光口的内壁延伸形成下挡圈，吸热器外壳上位于透光口的外侧设有外翻边，所述的透光板盖在下挡圈上，所述的透光板为石英玻璃板，透光板的上侧边缘处设有环形挡圈，环形挡圈与外翻边螺栓连接。石英玻璃板在保持阳光穿过的情况下能防止外界雨水、杂质等进入吸热器内，而且石英玻璃板透光性能强。作为优选，所述吸热器外壳的内壁处设有环状凸檐，所述环状凸檐与集热罩的边缘处接触密封，所述的集热罩将吸热器壳体内的空间分隔成加热室和燃烧室，其中位于集热罩底部的空间为燃烧室，位于集热罩开口端的空间为加热室。环状凸檐能增加吸热器外壳的整体强度，同时配合集热罩将吸热器外壳内部的空间完全隔离，燃烧室内燃气燃烧的时候，加热室内的空气能阻隔热量从透光口处散发出去。作为优选，所述燃烧室的内壁设有耐火涂层，所述加热室的内壁设有耐高温涂层。耐火涂层对燃烧室的内壁起到防护作用；耐高温涂层对加热室的内壁起到防护作用。作为优选，所述的外导热支管的侧面设有若干导热翅片。燃气喷嘴处喷出的燃气燃烧时，火焰会沿着集热罩的底面向上延伸，延伸到导热翅片处，直接对导热翅片进行加热，从而促进介质腔内的介质与燃烧室进行热交换，有利于热能利用。作为优选，所述吸热器外壳的下端内部设有环形管道，环形管道内设有环形隔板，所述环形隔板将环形管道内的空间分隔成内通道、外通道，所述的燃气管与内通道连通，吸热器外壳的外部设有与内通道连通的进气总管，内通道内位于燃气管与进气总管之间的部位设有内隔板，所述排气管的内端与外通道连通，吸热器外壳的内部设有与外通道连通的导气管，所述外通道内位于排气管与导气管之间设有外隔板。燃气进入进气总管后，沿着内通道一周后通过燃气管进入布气管，燃烧后的尾气从排气管、外通道、导气管处排出，从而使得高温尾气与常温燃气通过环形隔板在内通道、外通道之间实现热交换，利用尾气的热能对燃气进行预热。作为优选，所述进气总管的外端设有混气罐，混气罐上连接有第一进气管、第二进气管，第一进气管、第二进气管上均设有电控阀。第一进气管处进入燃气，第二进气管处进入助燃气体，燃气与助燃气体在混气罐内后形成混合燃气进入燃气喷嘴进行燃烧。作为优选，所述的燃气喷嘴包括喷嘴管、基座、导流罩，所述喷嘴管的下端与布气管连接，所述基座的中心设有连接通孔，基座的下端设有连接套，所述喷嘴管的上端伸入连接通孔内与连接套之间螺纹连接，所述基座的上端设有导流叶轮，所述导流叶轮包括下连接片、上连接片、若干叶片，相邻叶片之间形成导流通道，下连接片与喷嘴管的上端转动连接，所述导流罩上均匀分布有若干排气孔，所述吸热器外壳的底部位于每个燃气喷嘴的一侧均设有点火器。混合燃气从喷嘴管上端排出，并从导流通道之间排出，混合燃气经过导流通道的时候带动导流叶轮转动，从而使得到导流叶轮转动，可以通过改变混合燃气的流速来改变导流叶轮的转速，导流叶轮转动，一方面使得混合燃气中的燃气与助燃气进一步混合均匀，燃烧更加充分，另一方面能提高燃气喷嘴对集热罩底部加热均匀性、增大加热面积。作为优选，所述导热管的外表面设有黑色导热涂层。黑色导热涂层能增强集热罩吸收太阳光的热能。因此，本专利技术具有如下有益效果：(1)集热罩内表面可吸收太阳光的热能，集热罩底面也吸收燃气的热能，整体结构紧凑，稳定性好；(2)既可以吸收太阳光的热量，又能利用燃气燃烧的热能，从而实现光气互补，环境适应能力强，不受天气影响；(3)燃气燃烧后的尾气热能对燃气进行预热，热利用率高，热能损失小；(4)燃气喷嘴在燃气的流动作用下，内部的导流叶轮可转动，使得燃气与助燃气体混合更加均匀，燃烧更加充分。附图说明图1为本专利技术的一种结构示意图。图2为布气管与环形通道的连接示意图。图3为集热罩的俯视图。图4为图1中A处局部放大示意图。图5为燃气喷嘴的结构示意图。图6为导流叶轮的横截面示意图。图中：吸热器外壳1、透光口2、下挡圈200、外翻边201、透光板202、环形挡圈203、集热罩3、导热管300、外导热支管4、导热翅片400、内导热本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于斯特林热机的光气互补式吸热器，包括吸热器外壳，吸热器外壳的顶部设有透光口，其特征是，所述吸热器外壳内设有集热罩，所述的集热罩呈碗状结构，集热罩的开口端朝向透光口；所述集热罩由若干导热管排布而成，相邻两根导热管之间形成导流间隙，每根导热管的下端弯折延伸形成内导热支管，每根导热管的上端弯折延伸形成外导热支管，所述吸热器外壳的底部设有外集热管、内集热管，外导热支管与外集热管连接，内导热支管与内集热管连接，外集热管、内集热管上均设有伸出吸热器外壳外部的导流管；所述集热罩的底部设有环状的布气管，布气管的上侧设有朝向集热罩底部的燃气喷嘴，布气管的一端连接有燃气管，所述吸热器外壳的外侧设有排气管；所述透光口处设有透光板。

【技术特征摘要】
1.一种基于斯特林热机的光气互补式吸热器，包括吸热器外壳，吸热器外壳的顶部设有透光口，其特征是，所述吸热器外壳内设有集热罩，所述的集热罩呈碗状结构，集热罩的开口端朝向透光口；所述集热罩由若干导热管排布而成，相邻两根导热管之间形成导流间隙，每根导热管的下端弯折延伸形成内导热支管，每根导热管的上端弯折延伸形成外导热支管，所述吸热器外壳的底部设有外集热管、内集热管，外导热支管与外集热管连接，内导热支管与内集热管连接，外集热管、内集热管上均设有伸出吸热器外壳外部的导流管；所述集热罩的底部设有环状的布气管，布气管的上侧设有朝向集热罩底部的燃气喷嘴，布气管的一端连接有燃气管，所述吸热器外壳的外侧设有排气管；所述透光口处设有透光板。2.根据权利要求1所述的一种基于斯特林热机的光气互补式吸热器，其特征是，所述透光口的内壁延伸形成下挡圈，吸热器外壳上位于透光口的外侧设有外翻边，所述的透光板盖在下挡圈上，所述的透光板为石英玻璃板，透光板的上侧边缘处设有环形挡圈，环形挡圈与外翻边螺栓连接。3.根据权利要求2所述的一种基于斯特林热机的光气互补式吸热器，其特征是，所述吸热器外壳的内壁处设有环状凸檐，所述环状凸檐与集热罩的边缘处接触密封，所述的集热罩将吸热器壳体内的空间分隔成加热室和燃烧室，其中位于集热罩底部的空间为燃烧室，位于集热罩开口端的空间为加热室。4.根据权利要求3所述的一种基于斯特林热机的光气互补式吸热器，其特征是，所述燃烧室的内壁设有耐火涂层，所述加热室的内壁设有耐高温涂层。5.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：范继美，
申请(专利权)人：杭州温斯特新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33