基于斯特林热机的光气互补式吸热器制造技术

本实用新型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。本实用新型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。

Photo-gas Complementary Heat Absorber Based on Stirling Heat Engine

【技术实现步骤摘要】
基于斯特林热机的光气互补式吸热器
本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...

【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：新型
国别省市：浙江,33