脉管冷却式自由活塞斯特林发电机制造技术

本实用新型专利技术涉及发电机技术领域，提供一种脉管冷却式自由活塞斯特林发电机，包括斯特林发动机、直线发电机和导冷件，所述直线发电机的动子与所述斯特林发动机的动力输出端相连接；所述导冷件的一端与所述直线发电机的壳体相连接，另一端与冷源连接，所述导冷件配置为将所述冷源的冷量传递至所述直线发电机的壳体、以对所述直线发电机进行降温处理。如此设置，利用导冷件将冷量传递至直线发电机能够对直线发电机降温处理，可以防止或缓解斯特林发动机的温度对直线发电机的温度的影响，在提升斯特林发动机的冷端温度时，可以避免直线发电机的温度升高，避免磁铁的磁性衰减，进而保障直线发电机的输出性能。直线发电机的输出性能。直线发电机的输出性能。

【技术实现步骤摘要】
脉管冷却式自由活塞斯特林发电机


[0001]本技术涉及发电机
，尤其涉及一种脉管冷却式自由活塞斯特林发电机。

技术介绍

[0002]深空探测是未来科学研究的重要方向，其关键在于解决长时间飞行的能源动力问题，自由活塞斯特林发电机结构简单，噪音振动小，热电转换效率高，能源适用性强，寿命长，免维护，适合于复杂的深空环境。由于空间环境的特殊性，能源系统通常通过辐射器向外辐射散热。辐射器的面积与温度的四次方成负相关关系，故提升冷端温度是减小辐射器面积的有效途径，提升冷端温度是自由活塞斯特林发电机实现未来空间应用的必然发展方向。
[0003]现有技术中，自由活塞斯特林发电机的直线发电机与冷却器直接接触，若提升冷端温度，必然使得直线发电机的温度上升。由于自由活塞斯特林发电机中采用的磁铁为具有高矫顽力和高磁能积的铷铁硼材料，其在120℃就会发生磁性衰减的现象，从而极大影响发电机的输出性能。
[0004]因此，如何解决现有技术中的自由活塞斯特林发电机在提升冷端温度时存在的磁铁磁性衰减、发电机的输出性能下降的问题，成为本领域技术人员所要解决的重要技术问题。

技术实现思路

[0005]本技术提供一种脉管冷却式自由活塞斯特林发电机，用以解决现有技术中的自由活塞斯特林发电机在提升冷端温度时存在的磁铁磁性衰减、发电机的输出性能下降的缺陷。
[0006]本技术提供一种脉管冷却式自由活塞斯特林发电机，包括斯特林发动机、直线发电机和导冷件，所述直线发电机的动子与所述斯特林发动机的动力输出端相连接；
[0007]所述导冷件的一端与所述直线发电机的壳体相连接，另一端与冷源连接，所述导冷件配置为将所述冷源的冷量传递至所述直线发电机的壳体、以对所述直线发电机进行降温处理。
[0008]根据本技术提供的一种脉管冷却式自由活塞斯特林发电机，所述冷源包括能够产生冷量的制冷机构，所述导冷件的另一端与所述制冷机构相连接。
[0009]根据本技术提供的一种脉管冷却式自由活塞斯特林发电机，所述导冷件与所述直线发电机的壳体柔性连接，所述导冷件与所述制冷机构柔性连接。
[0010]根据本技术提供的一种脉管冷却式自由活塞斯特林发电机，所述制冷机构包括压力波发生组件、蓄冷器、脉冲管和换热部，所述蓄冷器的第一端通过连接管路与所述压力波发生组件连通，所述换热部具有供换热介质流通的换热通道，所述换热通道的两端分别与所述蓄冷器和所述脉冲管连通，所述换热部与所述导冷件相连接。
[0011]根据本技术提供的一种脉管冷却式自由活塞斯特林发电机，所述制冷机构还包括第一换热器，所述第一换热器具有供所述换热介质流通的第一通道，所述第一通道的两端分别与所述连接管路和所述蓄冷器连通。
[0012]根据本技术提供的一种脉管冷却式自由活塞斯特林发电机，所述制冷机构还包括第二换热器、惯性管和气室，所述第二换热器具有供所述换热介质流通的第二通道，所述第二通道的一端与所述脉冲管连通，另一端通过所述惯性管与所述气室连通。
[0013]根据本技术提供的一种脉管冷却式自由活塞斯特林发电机，所述斯特林发动机包括具有密闭空腔的外壳与设置在所述密闭空腔的配气活塞、动力活塞和温度调节组件，所述温度调节组件和所述直线发电机沿所述外壳的第一端至第二端的方向依次设置在所述外壳的内部，所述直线发电机的动子与所述动力活塞相连接；
[0014]所述配气活塞将所述密闭空腔分隔为膨胀腔和压缩腔，所述膨胀腔通过所述温度调节组件与所述压缩腔连通，所述动力活塞可滑动地设置在所述压缩腔内。
[0015]根据本技术提供的一种脉管冷却式自由活塞斯特林发电机，所述压力波发生组件包括设置在所述外壳内部的缸筒和可往复移动地设置在所述缸筒内部的压力活塞，所述压力活塞相对于所述缸筒的移动方向与所述动力活塞和所述配气活塞的移动方向一致，
[0016]所述压力活塞与所述缸筒滑动密封连接，所述动力活塞和所述配气活塞中的一者与所述压力活塞相连接。
[0017]根据本技术提供的一种脉管冷却式自由活塞斯特林发电机，所述温度调节组件包括加热器、回热器和冷却器，所述加热器、所述回热器和所述冷却器沿所述外壳的第一端至第二端的方向依次设置，所述直线发电机设置在所述冷却器远离所述回热器的一侧。
[0018]根据本技术提供的一种脉管冷却式自由活塞斯特林发电机，所述斯特林发动机还包括与所述外壳连接的第一弹性件，所述第一弹性件与所述配气活塞相连接；
[0019]所述斯特林发动机还包括与所述外壳连接的第二弹性件，所述第二弹性件与所述动力活塞相连接。
[0020]本技术提供的脉管冷却式自由活塞斯特林发电机中，包括斯特林发动机、直线发电机和导冷件，直线发电机的动子与斯特林发动机的动力输出端相连接，通过斯特林发动机带动直线发电机的动子相对于直线发电机的定子往复移动、以切割磁力线，从而使直线发电机输出电能。导冷件的一端与直线发电机的壳体相连接，另一端与冷源连接，用于将冷源的冷量传递至直线发电机的壳体、以对直线发电机进行降温处理，从而防止或缓解斯特林发动机的温度对直线发电机的温度的影响，在提升斯特林发动机的冷端温度时，可以避免直线发电机的温度升高，避免磁铁的磁性衰减，进而保障直线发电机的输出性能。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本技术或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图1是本技术提供的脉管冷却式自由活塞斯特林发电机的结构示意图。
[0023]附图标记：
[0024]1：导冷件；2：直线发电机的动子；3：压力波发生组件；4：蓄冷器；5：脉冲管；6：换热部；7：连接管路；8：第一换热器；9：第二换热器；10：惯性管；11：气室；12：外壳；13：配气活塞；14：动力活塞；15：膨胀腔；16：压缩腔；17：缓冲腔；18：加热器；19：回热器；20：冷却器；21：第一弹性件；22：第二弹性件；23：直线发电机的定子。
具体实施方式
[0025]为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术中的附图，对本技术中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0026]下面结合图1描述本技术的脉管冷却式自由活塞斯特林发电机。
[0027]如图1所示，本技术实施例提供的脉管冷却式自由活塞斯特林发电机包括斯特林发动机、直线发电机和导冷件1，具体来说，直线发电机的动子2与斯特林发动机的动力输出端相连接，通过斯特林发动机带动直线发电机的动子2相对于直本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种脉管冷却式自由活塞斯特林发电机，其特征在于，包括斯特林发动机、直线发电机和导冷件，所述直线发电机的动子与所述斯特林发动机的动力输出端相连接；所述导冷件的一端与所述直线发电机的壳体相连接，另一端与冷源连接，所述导冷件配置为将所述冷源的冷量传递至所述直线发电机的壳体、以对所述直线发电机进行降温处理。2.根据权利要求1所述的脉管冷却式自由活塞斯特林发电机，其特征在于，所述冷源包括能够产生冷量的制冷机构，所述导冷件的另一端与所述制冷机构相连接。3.根据权利要求2所述的脉管冷却式自由活塞斯特林发电机，其特征在于，所述导冷件与所述直线发电机的壳体柔性连接，所述导冷件与所述制冷机构柔性连接。4.根据权利要求2所述的脉管冷却式自由活塞斯特林发电机，其特征在于，所述制冷机构包括压力波发生组件、蓄冷器、脉冲管和换热部，所述蓄冷器的第一端通过连接管路与所述压力波发生组件连通，所述换热部具有供换热介质流通的换热通道，所述换热通道的两端分别与所述蓄冷器和所述脉冲管连通，所述换热部与所述导冷件相连接。5.根据权利要求4所述的脉管冷却式自由活塞斯特林发电机，其特征在于，所述制冷机构还包括第一换热器，所述第一换热器具有供所述换热介质流通的第一通道，所述第一通道的两端分别与所述连接管路和所述蓄冷器连通。6.根据权利要求5所述的脉管冷却式自由活塞斯特林发电机，其特征在于，所述制冷机构还包括第二换热器、惯性管和气室，所述第二换热器具有供所述换热介质流通的第二通道，所述第二通道的一端与所述脉冲管连通，...

【专利技术属性】
技术研发人员：池春云，牟健，李瑞杰，林明嫱，焦珂欣，杨明卓，洪国同，梁惊涛，
申请(专利权)人：中国科学院理化技术研究所，
类型：新型
国别省市：