斯特林发电机制造技术

本发明专利技术提供一种斯特林发电机，包括：壳体，所述壳体内形成有膨胀腔、压缩腔以及背腔；多个热管加热器，均部分贯设于所述壳体内、且沿所述壳体的轴向延伸；以及，发电单元，设于所述背腔内；其中，各所述热管加热器均包括热管以及传热件，所述热管具有蒸发段以及冷凝段，所述蒸发段用于与热源连接，所述冷凝段均设于所述壳体内、且与所述传热件对应设置，各所述传热件内具有气体流道，所述气体流道与所述膨胀腔连通。本发明专利技术提供的斯特林发电机采用长直热管加热器的同时对整机结构进行调整，在满足应用工况的同时实现轴向热管加热器与发电单元的高效耦合，有效减少能量在传输中的热量损耗、提高了发电机的工作效率。提高了发电机的工作效率。提高了发电机的工作效率。

【技术实现步骤摘要】
斯特林发电机


[0001]本专利技术涉及发动机
，尤其涉及一种斯特林发电机。

技术介绍

[0002]热管耦合自由活塞斯特林发电机由实现热声转换的发动机与声电转换的直线电机两部分组成。其中发动机侧需要实现高温热管与发动机加热器的结构与热耦合。高温热管有柱形直热管(亦可大角度弯折)与异形热管两种。其中柱形直热管更为成熟，与自由活塞斯特林的耦合一般有两种方式：即发动机热头横截面插入式，以及发动机热头轴向插入式。但都受限于发动机热头在横截面与轴向长度上的过度紧凑，使得热管冷凝段长度与发动机的尺寸适配性较差，只能用于低功率匹配，对于高功率、紧凑型发动机结构的应用存在限制。异形集成式热管加热器能实现发动机与热管之间的高效耦合，发电机功率可达几十千瓦。但其热管结构与发动机的承压壁集成，异形热管具有显著结构依赖特点，通用性差，结构复杂，工艺要求高，目前尚不成熟。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供一种斯特林发电机，用以解决传统技术中热管加热器的冷凝段与发动机尺寸适配性较差，导致发动机效率较低的问题。
[0004]针对现有技术存在的问题，本专利技术实施例提供一种斯特林发电机，包括：
[0005]壳体，所述壳体内形成有膨胀腔、压缩腔以及背腔；以及，
[0006]多个热管加热器，均部分贯设于所述壳体内、且沿所述壳体的轴向延伸；
[0007]其中，各所述热管加热器均包括热管以及传热件，所述热管具有蒸发段以及冷凝段，所述蒸发段用于与热源连接，所述冷凝段均设于所述壳体内、且与所述传热件对应设置，各所述传热件内具有气体流道，所述气体流道与所述膨胀腔连通。
[0008]根据本专利技术提供的一种斯特林发电机，所述传热件包括导热铜块，所述导热铜块内开设有安装通孔，所述热管的所述冷凝段插设于所述安装通孔内；
[0009]所述导热铜块内还开设有多个气体槽道，各所述气体槽道均用于形成所述气体流道，所述安装通孔与所述气体流道均沿所述壳体的轴向延伸。
[0010]根据本专利技术提供的一种斯特林发电机，各所述气体槽道沿所述安装通孔的周向呈环形分布。
[0011]根据本专利技术提供的一种斯特林发电机，各所述热管加热器还包括设于所述安装通孔的套筒，所述热管设于所述套筒内，所述套筒与所述壳体连接；和/或，所述套筒与所述壳体一体成型设置。
[0012]根据本专利技术提供的一种斯特林发电机，所述斯特林发电机还包括设于所述壳体内的回热器以及冷却器，所述热管加热器、所述回热器以及所述冷却器依次连接。
[0013]根据本专利技术提供的一种斯特林发电机，所述斯特林发电机包括设于所述压缩腔与所述膨胀腔之间的排出器以及设于所述压缩腔的动力活塞，所述发电单元包括设于所述背
腔的一个直线电机，所述直线电机包括定子以及动子，所述动力活塞与所述动子驱动连接；
[0014]所述动力活塞具有沿所述壳体的轴向往复运动的活动行程，以在活动的过程中驱动所述动子运动。
[0015]根据本专利技术提供的一种斯特林发电机，所述斯特林发电机包括设于所述压缩腔与所述膨胀腔之间的排出器以及设于所述压缩腔的两个动力活塞，所述发电单元包括设于所述背腔的两个对置电机，两个所述对置电机沿所述背腔的长度方向间隔设置；
[0016]各所述对置电机均包括定子以及动子，各所述动力活塞与各所述动子分别驱动连接，两个所述动力活塞相对设置、且均具有垂直于所述壳体轴向的活动行程，以在活动的过程中驱动对应的所述动子。
[0017]根据本专利技术提供的一种斯特林发电机，所述斯特林发电机还包括设于所述壳体上的弹簧减震机构，所述弹簧减震机构用于减震。
[0018]本专利技术提供的斯特林发电机，采用整体式的多个长热管加热器结构来实现热量传输，在采用长直热管加热器的同时对整机结构进行调整，在满足应用工况的同时实现轴向热管加热器与发电单元的高效耦合，有效减少能量在传输中的热量损耗、提高了发电机的工作效率。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本专利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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，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。
[0020]图1是本专利技术提供的斯特林发电机第一实施例的正视图结构示意图；
[0021]图2是图1的局部竖剖视图结构示意图；
[0022]图3是图1横剖视图结构示意图；
[0023]图4是图1竖剖视图结构示意图；
[0024]图5是本专利技术提供的斯特林发电机第二实施例的竖剖视图结构示意图。
[0025]附图标记：
[0026]1：斯特林发电机；
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2：壳体；
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3：热管加热器；
[0027]4：发电单元；
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5：动力活塞；
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6：排出器；
[0028]7：回热器；
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8：冷却器；
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9：膨胀腔；
[0029]10：压缩腔；
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11：背腔；
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12：封闭区域；
[0030]13：热管；
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14：传热件；
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15：蒸发段；
[0031]16：冷凝段；
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17：套筒；
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18：导热铜块；
[0032]19：气体槽道；
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20：定子；
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21：动子；
[0033]22：弹簧减震机构；
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23：直线电机；
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24：对置电机。
具体实施方式
[0034]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术中的附图，对本专利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专利技术一部分实施例，
而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。
[0035]在本专利技术实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0036]在本专利技术实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种斯特林发电机，其特征在于，包括：壳体，所述壳体内形成有膨胀腔、压缩腔以及背腔；多个热管加热器，均部分贯设于所述壳体内、且沿所述壳体的轴向延伸；以及，发电单元，设于所述背腔内，用于发电；其中，各所述热管加热器均包括热管以及传热件，所述热管具有蒸发段以及冷凝段，所述蒸发段用于与热源连接，所述冷凝段均设于所述壳体内、且与所述传热件对应设置，各所述传热件内具有气体流道，所述气体流道与所述膨胀腔连通。2.根据权利要求1所述的斯特林发电机，其特征在于，所述传热件包括导热铜块，所述导热铜块内开设有安装通孔，所述热管的所述冷凝段插设于所述安装通孔内；所述导热铜块内还开设有多个气体槽道，各所述气体槽道均用于形成所述气体流道，所述安装通孔与所述气体流道均沿所述壳体的轴向延伸。3.根据权利要求2所述的斯特林发电机，其特征在于，各所述气体槽道沿所述安装通孔的周向呈环形分布。4.根据权利要求2所述的斯特林发电机，其特征在于，各所述热管加热器还包括设于所述安装通孔的套筒，所述热管设于所述套筒内，所述套筒与所述壳体连接；和/或，所述套筒与所述壳体一体成型设置。5.根据权利要求1所述的斯特林发电机，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈燕燕，王海涛，余国瑶，罗靖，张丽敏，胡剑英，吴张华，罗二仓，
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：