自由活塞式斯特林发电机制造技术

本实用新型专利技术涉及一种自由活塞式斯特林发电机，包括壳体、热作用部分和发电部分，所述发电部分内置于所述壳体另一端，所述发电部分包括线圈、动力活塞、连接所述动力活塞的动力活塞连杆和连接所述动力活塞连杆的磁体，所述动力活塞位于所述压缩腔内，所述线圈固设于所述壳体内，所述动力活塞带动所述动力活塞连杆上的所述磁体相对所述线圈移动，所述线圈切割所述磁体的磁感线，所述线圈包括至少两个线圈单元,至少两个所述线圈单元轴向串接。本实用新型专利技术发电部分的线圈采用至少两个线圈单元轴向串接形成整个线圈，相比于传统径向绕制的线圈，节省了内部空间，提高了整机的结构紧凑性。提高了整机的结构紧凑性。提高了整机的结构紧凑性。

【技术实现步骤摘要】
自由活塞式斯特林发电机


[0001]本技术涉及发电机
，尤其是指一种自由活塞式斯特林发电机。

技术介绍

[0002]自由活塞式斯特林发电机是由自由活塞式斯特林发动机和直线发电机耦合而成。斯特林发动机与直线发电机连接，可先通过外界输入的热能转化为斯特林发动机的机械能，再通过直线发电机将斯特林发动机提供的机械能转化为电能输出。通过二者的耦合设计，实现外部提供的热能到机械能再到电能的转变。这种发动机具有外燃、闭式循环等特点，无机械传动和油润滑装置。将自由活塞斯特林发电机的工作频率提升至100Hz以上能有效提升系统的功率密度，使其具有便携特性，显著拓宽应用领域。同时，将该类发电机对置布置或采用增加主动或被动控制等方式能有效降低该类发电机的噪音，使其具有静音特性，满足民用和军事领域对环境噪音的要求。因此自由活塞斯特林发电机具有热源适用性广、高效、环保等诸多突出优点。
[0003]现有技术中，自由活塞式斯特林发电机的线圈一般为2
‑
4组，传统的径向绕制使发电部分不够紧凑，存在体积过大的缺陷。

技术实现思路

[0004]为此，本技术所要解决的技术问题在于克服现有技术中自由活塞式斯特林发电机发电部分的线圈不够紧凑从而使发电部分体积过大的问题，从而提供一种线圈轴向分布的自由活塞式斯特林发电机。
[0005]为解决上述技术问题，本技术提供了一种自由活塞式斯特林发电机，包括壳体、热作用部分和发电部分，所述壳体包括膨胀腔和压缩腔；所述热作用部分内置于所述壳体一端,所述膨胀腔和所述压缩腔连接所述热作用部分且分别位于所述热作用部分的两端；所述发电部分内置于所述壳体另一端，所述发电部分包括线圈、动力活塞、连接所述动力活塞的动力活塞连杆和连接所述动力活塞连杆的磁体，所述动力活塞位于所述压缩腔内，所述线圈固设于所述壳体内，所述动力活塞带动所述动力活塞连杆上的所述磁体相对所述线圈移动，所述线圈切割所述磁体的磁感线，所述线圈包括至少两个线圈单元,至少两个所述线圈单元轴向串接。
[0006]在本技术的一个实施例中，所述线圈包括四个线圈单元,四个所述线圈单元轴向串接且通过线圈骨架绕制。
[0007]在本技术的一个实施例中，所述磁体包括至少三个磁体单元，至少三个所述磁体单元轴向连接且磁极交错排列。
[0008]在本技术的一个实施例中，所述磁体通过铁框架连接所述动力活塞连杆。
[0009]在本技术的一个实施例中，所述发电部分还包括板弹簧结构，所述板弹簧结构包括板弹簧和支撑所述板弹簧的板弹簧支架，所述板弹簧支架固设于所述壳体内，所述板弹簧与所述动力活塞连杆连接，所述动力活塞连杆带动所述板弹簧产生形变。
[0010]在本技术的一个实施例中，所述板弹簧的中部与所述动力活塞连杆径向连接。
[0011]在本技术的一个实施例中，所述板弹簧包括两组，分别位于所述板弹簧支架的两端。
[0012]在本技术的一个实施例中，所述线圈固设于所述板弹簧支架。
[0013]在本技术的一个实施例中，所述磁体包括六组且沿所述动力活塞连杆径向环形分布。
[0014]在本技术的一个实施例中，所述线圈包括六组，每组所述线圈的位置对应一组所述磁体。
[0015]本技术的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
[0016]本技术所述的自由活塞式斯特林发电机，发电部分的线圈采用至少两个线圈单元轴向分布形成整个线圈，相比于传统径向绕制的线圈，节省了内部空间，提高了整机的结构紧凑性。
附图说明
[0017]为了使本技术的内容更容易被清楚的理解，下面根据本技术的具体实施例并结合附图，对本技术作进一步详细的说明，其中
[0018]图1是本技术实施例中自由活塞式斯特林发电机的剖面结构示意图。
[0019]图2是如图1所述自由活塞式斯特林发电机中发电部分的轴向示意图。
[0020]说明书附图标记说明：1、壳体；11、膨胀腔；12、压缩腔；2、发电部分；21、线圈；22、动力活塞；23、动力活塞连杆；24、磁体；25、第一板弹簧结构；251、第一板弹簧；252、第一板弹簧支架；253、板弹簧垫片； 26、铁框架；3、热作用部分；31、移气活塞；32、移气活塞连杆；33、蓄热器；34、集流器；35、冷端换热器；36、第二板弹簧结构；361、第二板弹簧；362、第二板弹簧支架；37、导流孔；38、金属板。
具体实施方式
[0021]下面结合附图和具体实施例对本技术作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本技术并能予以实施，但所举实施例不作为对本技术的限定。
[0022]参照图1所示，本技术的自由活塞式斯特林发电机，包括壳体1、发电部分2和热作用部分3，所述壳体1包括膨胀腔11和压缩腔12，所述膨胀腔11位于所述壳体1的最右端，所述压缩腔12位于所述壳体1的中部位置，本实施例中，所述壳体1采用耐压材料制成，优选地，可采用高温不锈钢。(本实施例中，以轴向方向区分左右方向)
[0023]所述发电部分2内置于所述壳体1的左端，所述发电部分2包括线圈21、动力活塞22、连接所述动力活塞22的动力活塞连杆23、连接所述动力活塞连杆23的磁体24和第一板弹簧结构25，所述动力活塞22位于所述压缩腔12内，所述动力活塞22的周向表面设有镀钛涂层(本实施例中，所述动力活塞22的周向表面设有镀钛涂层具体指对所述动力活塞22的周向表面进行整体镀钛处理，再进行120℃
‑
150℃度烘烤，烘烤的时间约为15
‑
20分钟，使涂层完全粘结)，所述压缩腔12的内壁设有T i N涂层，由于所述TiN 涂层存在硬而光滑的特性，而所述镀钛涂层存在柔软的特性，因此所述动力活塞22和压缩腔12形成了软硬结合的
摩擦副，实现两者之间的动摩擦，即采用干摩擦技术实现了所述动力活塞22和压缩腔12之间的间隙密封，减少了泄漏损失，替代了现有技术中复杂的气浮轴承结构，有效避免气浮轴承故障和影响发电机性能的问题，进一步提高了系统可靠性，简化了流程和系统结构；所述动力活塞连杆23一端与所述动力活塞22连接，另一端向所述壳体1的左端延伸。
[0024]所述磁体24位于所述动力活塞连杆23的左端，所述磁体24包括六组，六组所述磁体24通过铁框架26固设于所述动力活塞连杆23上(通过所述铁框架26，可使每组所述磁体24的磁感线更密集地聚集在所述线圈21处)，所述铁框架26与所述动力活塞连杆23焊接，所述铁框架26的横截面呈六面体结构，每组所述磁体24对应所述铁框架26的一面并采用金属胶粘接于所述铁框架26上(即六组所述磁体24沿所述动力活塞连杆23径向环形分布，相邻两组所述磁体24之间呈60度V形)；每组所述磁体24包括至少三个磁体单元，所述磁体包含的所述磁体单元轴向排列连接(即各个所述磁体单元的磁极交错排列，通过异性磁极相吸的原理相互连接)，相邻两组磁体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自由活塞式斯特林发电机，其特征在于：包括，壳体，所述壳体包括膨胀腔和压缩腔；热作用部分，所述热作用部分内置于所述壳体一端,所述膨胀腔和所述压缩腔连接所述热作用部分且分别位于所述热作用部分的两端；发电部分，所述发电部分内置于所述壳体另一端，所述发电部分包括线圈、动力活塞、连接所述动力活塞的动力活塞连杆和连接所述动力活塞连杆的磁体，所述动力活塞位于所述压缩腔内，所述线圈固设于所述壳体内，所述动力活塞带动所述动力活塞连杆上的所述磁体相对所述线圈移动，所述线圈切割所述磁体的磁感线，所述线圈包括至少两个线圈单元,所述线圈包含的所述线圈单元轴向分布。2.根据权利要求1所述的一种自由活塞式斯特林发电机，其特征在于：所述线圈包括四个线圈单元,所述线圈单元通过线圈骨架绕制。3.根据权利要求1所述的一种自由活塞式斯特林发电机，其特征在于：所述磁体包括至少三个磁体单元，所述磁体包含的所述磁体单元轴向连接且各所述磁体单元的磁极交错排列。4.根据权利要求1所述的一种自由活塞式斯特林发电机，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：王吉，邓伟峰，
申请(专利权)人：苏州大学张家港工业技术研究院，
类型：新型
国别省市：