一种回热器套筒结构及回热器制造技术

本发明专利技术涉及回热器领域，提供了一种回热器套筒结构及回热器，包括：非室温换热器、室温换热器外壳和非室温换热器外壳，室温换热器外壳和非室温换热器外壳分别连接于套筒本体的两端，且室温换热器外壳、套筒本体和非室温换热器外壳为一体结构。本发明专利技术公开的回热器，包括室温换热器、非室温换热器和本回热器套筒结构，室温换热器固定于室温换热器外壳的内部，非室温换热器固定于非室温换热器外壳的内部。本发明专利技术将室温换热器外壳、套筒本体和非室温换热器外壳加工成为为一体结构，取消了之间的连接法兰，避免了因回热器与换热器之间通过法兰连接所产生的热应力增加的问题，使回热器与换热器相接处的热应力大幅度减少，提高了回热器的安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种回热器套筒结构及回热器
本专利技术涉及回热器领域，特别是涉及一种回热器套筒结构及回热器。
技术介绍
在热声热机、热声制冷机、斯特林热机、斯特林制冷机、G-M等热压缩机等系统中，回热器是热功转换的主要场所。回热器技术的专利技术与发展是回热式热机技术发展史上最为重要的一步，有效地提高了其所在系统的热功转换效率。如图1所示，回热器通常工作于室温换热器1和非室温换热器2之间，这两个换热器给回热器提供工作所需要的温差，回热器在这个温差驱动下实现热功转换。回热器作为上述系统热功转换的核心部件，回热器的安全性、使用寿命影响着整个系统的安全性与使用寿命。传统回热器结构如图1所示，由圆柱形的套筒本体3内部填充由丝网、丝绵等回热器填充物4组成。室温换热器外壳5和非室温换热器外壳6分别通过连接法兰7连接于套筒本体3的两端，室温换热器1和非室温换热器2分别固定于室温换热器外壳5和非室温换热器外壳6内部。因现有技术中的套筒本体3两端是采用法兰连接固定的，套筒变形时会受到法兰的约束，因此热应力也会增加。在发动机系统中，非室温换热器为高温换热器，发动机热源温度一般为900K，甚至更高，所以导致回热器两端存在较大的温差，因此套筒本体两端的热变形相差很大。同样的，在制冷机中，非室温端换热器为冷端换热器，回热器两端同样存在很大温差，导致套筒本体两端的热变形不一致。图2和图3给出了回热器由于温差引起的热变形图示，图2表示发动机系统中套筒本体壁面形变，图3表示制冷机系统中套筒本体壁面形变，图中显示的是放大的示意图。可以看出，由于两端变形量不一致，导致回热器外套筒产生弯曲，使得套筒壁发生一定程度的剪切形变。由于回热器的长度受到系统工作频率的制约，长度不能随意增长，通常小于10厘米的量级，因此，回热器热变形导致产生的热应力随着直径的增大迅速增加，而壁面的承压能力则迅速下降，大大的降低系统安全性能，甚至会造成严重的安全事故。但是，在这些发动机、制冷机系统实现大功率、产业化时，直径的增大是不可避免的。因此，在大功率的发动机、制冷机中，套筒本体热变形引起的壁面应力集中是必须要考虑的。但是，这种由热应力集中引起的回热器安全性能降低的问题，未见有相关报道来进行改善此情况。如果将这种回热器的结构改进，提高其安全性，很显然有利于提高这些系统的安全性及使用寿命，同时，对于这些系统的市场推广、应用是非常有益的。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本专利技术的目的是提供一种回热器套筒结构及回热器，解决现有技术中由于回热器两端存在较大的温度梯度，使得套筒本体壁两端热变形量差异较大，使得套筒壁发生一定程度的剪切变形，导致套筒本体壁面存在热应力集中，使得回热器的安全性下降的问题。(二)技术方案为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种回热器套筒结构，包括：套筒本体、室温换热器外壳和非室温换热器外壳，所述室温换热器外壳和非室温换热器外壳分别连接于所述套筒本体的两端，且所述室温换热器外壳、所述套筒本体和所述非室温换热器外壳为一体结构。其中，包括：还包括卡箍，所述卡箍沿所述套筒本体的轴向方向紧密套设于所述套筒本体的外侧壁。其中，所述卡箍还分别紧密套设于所述室温换热器外壳和非室温换热器外壳的外侧壁。其中，所述卡箍为多个，且相邻所述卡箍沿所述套筒本体的轴向方向紧密排列。其中，所述卡箍的外圈宽度小于所述卡箍的内圈宽度。其中，所述卡箍的厚度与所述套筒本体的厚度相等。其中，所述室温换热器外壳的端部与所述非室温换热器外壳的端部分别设有法兰连接孔。其中，还包括缓冲区，所述套筒本体的内侧设有凹槽，所述缓冲区设置在所述凹槽内，且所述缓冲区与所述套筒本体留有间隙。其中，所述缓冲区为缓冲柱或缓冲块。本专利技术还公开一种回热器，包括：室温换热器、非室温换热器以及如本专利技术的回热器套筒结构，所述室温换热器固定于所述室温换热器外壳的内部，所述非室温换热器固定于所述非室温换热器外壳的内部。(三)有益效果本专利技术提供的一种回热器套筒结构及回热器，将室温换热器外壳、套筒本体和非室温换热器外壳加工成为为一体结构，取消了之间的连接法兰，避免了因回热器与换热器之间通过法兰连接所产生的热应力增加的问题，使回热器与换热器相接处的热应力大幅度减少，提高了回热器的安全性。附图说明图1为现有技术中回热器的结构示意图；图2为现有技术中发动机系统中套筒本体壁面形变示意图；图3为现有技术中制冷机系统中套筒本体壁面形变示意图；图4为本专利技术实施例1的纵截面剖面图；图5为本专利技术实施例2的纵截面剖面图；图6为本专利技术实施例3的结构示意图；图7为图6中A结构的局部放大图。图中，1、室温换热器；2、非室温换热器；3、套筒本体；4、回热器填充物；5、室温换热器外壳；6、非室温换热器外壳；7、连接法兰；8、卡箍；10、O型密封圈；12、缓冲区。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。实施例1：如图4所示，本专利技术公开一种回热器套筒结构，包括：套筒本体3、室温换热器外壳5和非室温换热器外壳6，所述室温换热器外壳5和非室温换热器外壳6分别连接于所述套筒本体3的两端，且所述室温换热器外壳5、所述套筒本体3和所述非室温换热器外壳6为一体结构。基于实施例1的回热器套筒结构，本实施例还公开一种回热器，包括：室温换热器1、非室温换热器2以及如本实施例的回热器套筒结构，所述室温换热器1固定于所述室温换热器外壳5的内部，所述非室温换热器2固定于所述非室温换热器外壳6的内部。具体的，套筒本体3为中空圆柱体，套筒本体3内部填充有回热器填充物4。具体的，因现有技术中的套筒本体3两端是采用法兰连接固定的，套筒变形时会受到法兰的约束，因此热应力也会增加，本实施例中将套筒本体3、室温换热器外壳5和非室温换热器外壳6加工成为一体结构，并将室温换热器1和非室温换热器2分别固定在室温换热器外壳5和非室温换热器外壳6内部；或者去掉室温换热器外壳5和非室温换热器外壳6，将套筒本体3的长度延长，并将室温换热器1和非室温换热器2固定在套筒本体3内部的两端，其实质上均为取消套筒本体3的连接处的法兰连接。本实施例由于套筒本体3、室温换热器外壳5和非室温换热器外壳6之间没有了法兰约束，回热器和室温换热器1、非室温换热器2相接处的热应力就会大幅度减少。其中，所述室温换热器外壳5的端部与所述非室温换热器外壳6的端部分别设有法兰连接孔，用于室温换热器1与室本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种回热器套筒结构，其特征在于，包括：套筒本体(3)、室温换热器外壳(5)和非室温换热器外壳(6)，所述室温换热器外壳(5)和非室温换热器外壳(6)分别连接于所述套筒本体(3)的两端，且所述室温换热器外壳(5)、所述套筒本体(3)和所述非室温换热器外壳(6)为一体结构。/n

【技术特征摘要】
1.一种回热器套筒结构，其特征在于，包括：套筒本体(3)、室温换热器外壳(5)和非室温换热器外壳(6)，所述室温换热器外壳(5)和非室温换热器外壳(6)分别连接于所述套筒本体(3)的两端，且所述室温换热器外壳(5)、所述套筒本体(3)和所述非室温换热器外壳(6)为一体结构。


2.如权利要求1所述的回热器套筒结构，其特征在于，还包括卡箍(8)，所述卡箍(8)沿所述套筒本体(3)的轴向方向紧密套设于所述套筒本体(3)的外侧壁。


3.如权利要求2所述的回热器套筒结构，其特征在于，所述卡箍(8)还分别紧密套设于所述室温换热器外壳(5)和非室温换热器外壳(6)的外侧壁。


4.如权利要求3所述的回热器套筒结构，其特征在于，所述卡箍(8)为多个，且相邻所述卡箍(8)沿所述套筒本体(3)的轴向方向紧密排列。


5.如权利要求2-4中任意一项所述的回热器套筒结构，其特征在于，所述卡箍(8)的外圈宽度小于所述卡箍(...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡剑英，贾子龙，孙岩雷，罗二仓，张丽敏，陈燕燕，罗开琦，
申请(专利权)人：中国科学院理化技术研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11