传热装置及斯特林发动机制造方法及图纸

本发明专利技术涉及换热装置技术领域，提供一种传热装置及斯特林发动机，其中，传热装置用于向斯特林发动机的热端换热器传递热量，传热装置包括用于容纳冷凝介质的壳体；壳体包括蒸发部、冷凝部和过渡部，冷凝部用于包覆在热端换热器的外部，蒸发部位于冷凝部的下方且蒸发部与冷凝部的下端连通、以使冷凝部的液态冷凝介质在重力作用下向蒸发部流动，过渡部的第一端与冷凝部连通，第二端与蒸发部连通，过渡部的第一端的横截面积大于过渡部的第二端的横截面积。如此设置，直接使传热装置的冷凝部包覆在热端换热器上，能够保证传热装置与热端换热器之间的换热效率；避免了对紫铜块的设置，有利于减小质量，进而可以解决大功率的斯特林发动机笨重的问题。动机笨重的问题。动机笨重的问题。

【技术实现步骤摘要】
传热装置及斯特林发动机


[0001]本专利技术涉及换热装置
，尤其涉及一种传热装置及斯特林发动机。

技术介绍

[0002]自由活塞斯特林发动机由冷端换热器、回热器、热端换热器和活塞等构成。热端换热器主要用于将热源的热量传递至工作介质，以对工作介质进行加热。在实际应用中的很多情况下，热源不能直接与热端换热器进行热交换，往往需要在热源与热端换热器之间设置热管等传热装置。
[0003]对于热管与热端换热器之间的连接，一般在热端换热器的外部设置紫铜块，并将热管的冷凝段插入紫铜块中，利用紫铜块将热管冷凝段的热量传递至热端换热器。但此种结构仅适用于功率较小的斯特林发动机，若将此种结构应用至功率较大的斯特林发动机，紫铜块的尺寸也会相应增加，会出现紫铜块的导热温差较大、质量较大的问题，使斯特林发动机变得非常笨重，且效率大幅度降低。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种传热装置及斯特林发动机，用以解决上述问题。
[0005]本专利技术提供一种传热装置，用于向斯特林发动机的热端换热器传递热量，所述传热装置包括用于容纳冷凝介质的壳体；
[0006]所述壳体包括蒸发部、冷凝部和过渡部，所述冷凝部用于包覆在所述热端换热器的外部，所述蒸发部位于所述冷凝部的下方且所述蒸发部与所述冷凝部的下端连通、以使所述冷凝部的液态冷凝介质在重力作用下向所述蒸发部流动，所述过渡部设置在所述冷凝部与所述蒸发部之间，所述过渡部的第一端与所述冷凝部连通，第二端与所述蒸发部连通，所述过渡部的第一端的横截面积大于所述过渡部的第二端的横截面积。
[0007]根据本专利技术提供的一种传热装置，所述冷凝部用于与所述热端换热器接触的表面为冷凝面，所述冷凝面向下倾斜设置；
[0008]所述蒸发部内设置有吸液芯，所述吸液芯沿所述蒸发部的轴线方向延伸。
[0009]根据本专利技术提供的一种传热装置，所述过渡部的侧壁向下倾斜设置，所述吸液芯靠近所述冷凝部的一端延伸至所述过渡部内。
[0010]根据本专利技术提供的一种传热装置，所述蒸发部的轴线为直线；
[0011]所述蒸发部的轴线与竖直方向重合，或，所述蒸发部的轴线与所述竖直方向之间具有夹角。
[0012]根据本专利技术提供的一种传热装置，所述冷凝部呈圆环形，所述冷凝部设置为能够套设于所述热端换热器的外部且与所述热端换热器的外表面贴合接触。
[0013]根据本专利技术提供的一种传热装置，所述热端换热器具有多个供所述斯特林发动机的工作介质流通的换热管，所述冷凝部上设置有供所述换热管穿过的穿设通道。
[0014]根据本专利技术提供的一种传热装置，所述冷凝面位于所述蒸发部的一侧；
[0015]和/或，所述冷凝部的内部设置有导流板，所述导流板位于所述冷凝面靠近所述蒸发部的一侧，所述导流板设置为能够防止所述蒸发部的气态冷凝介质在进入所述冷凝部时直接作用在所述冷凝面。
[0016]根据本专利技术提供的一种传热装置，所述壳体设置有多个，多个所述壳体相互独立，多个所述壳体的所述冷凝部设置为沿所述热端换热器的周向分布。
[0017]本专利技术还提供一种斯特林发动机，包括上述的传热装置。
[0018]根据本专利技术提供的一种斯特林发动机，所述传热装置设置有多个，多个所述传热装置相互独立，多个所述传热装置沿所述斯特林发动机的轴线方向分布。
[0019]本专利技术提供的传热装置中，将冷凝部包覆在热端换热器的外部，使蒸发部延伸至热源处。蒸发部受热，其内部的冷凝介质受热蒸发转化为气态冷凝介质，气态冷凝介质经过渡部向冷凝部流动，在冷凝部冷凝形成液态冷凝介质，同时释放热量，热量通过壳体可以传递至热端换热器。液态冷凝介质在自身重力作用下沿冷凝部的侧壁向下流动并经过渡部进入蒸发部，进入蒸发部的液态冷凝介质再次受热蒸发，依此循环。如此设置，直接使冷凝部包覆在热端换热器上，能够保证传热装置与热端换热器之间的换热效率，提高斯特林发动机的效率；避免了对紫铜块的设置，有利于减小质量，进而可以解决大功率的斯特林发动机笨重的问题。
[0020]进一步，在本专利技术提供的斯特林发动机中，由于具备如上所述的传热装置，因此同样具备如上所述的各种优势。
附图说明
[0021]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。
[0022]图1是本专利技术提供的传热装置设置在斯特林发动机上时的结构示意图一；
[0023]图2是本专利技术提供的传热装置的结构示意图一；
[0024]图3是本专利技术提供的传热装置的结构示意图二；
[0025]图4是本专利技术提供的传热装置具有两个壳体时的结构示意图；
[0026]图5是本专利技术提供的传热装置具有三个壳体时的结构示意图；
[0027]图6是本专利技术提供的传热装置设置在斯特林发动机上时的结构示意图二；
[0028]图7是本专利技术提供的传热装置的结构示意图三。
[0029]附图标记：
[0030]1：热端换热器；2：壳体；3：蒸发部；4：冷凝部；5：吸液芯；6：换热管；7：穿设通道；8：过渡部；9：冷凝面；10：导流板。
具体实施方式
[0031]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。
[0032]下面结合图1至图7描述本专利技术的传热装置。
[0033]如图1至图7所示，本专利技术实施例提供的传热装置用于设置在热源与斯特林发动机的热端换热器1之间，以将热源的热量传递至斯特林发动机的热端换热器1，为热端换热器1提供热量。
[0034]本专利技术实施例中的传热装置包括壳体2，壳体2的内部容纳有冷凝介质。冷凝介质的材质可以为钠、钾、锂等。上述壳体2包括蒸发部3、冷凝部4和过渡部8，具体地，冷凝部4用于包覆在热端换热器1的外部。蒸发部3位于冷凝部4的下方且蒸发部3与冷凝部4的下端连通，以使冷凝部4的液态冷凝介质在自身重力作用下向蒸发部3流动。
[0035]过渡部8设置在冷凝部4与蒸发部3之间，过渡部8为两端均敞口的筒状结构，过渡部8的第一端与冷凝部4连通，第二端与蒸发部3连通。过渡部8的第一端的横截面积大于过渡部8的第二端的横截面积，蒸发部3内的气态冷凝介质在经过过渡部8向冷凝部4流动时，流速降低。气态冷凝介质在冷凝部4内的流动方向与液态冷凝介质在冷凝面9上的流动方向相反或呈钝角，气态冷凝介质直接吹在冷凝面9上，会对液态冷凝介质的流动产生阻碍作用。减小气态冷凝介质的流速后，可以减小因气态冷凝介质的流速过高产生的对液态冷凝介质的流动的阻碍作用，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种传热装置，其特征在于，用于向斯特林发动机的热端换热器传递热量，所述传热装置包括用于容纳冷凝介质的壳体；所述壳体包括蒸发部、冷凝部和过渡部，所述冷凝部用于包覆在所述热端换热器的外部，所述蒸发部位于所述冷凝部的下方且所述蒸发部与所述冷凝部的下端连通、以使所述冷凝部的液态冷凝介质在重力作用下向所述蒸发部流动，所述过渡部设置在所述冷凝部与所述蒸发部之间，所述过渡部的第一端与所述冷凝部连通，第二端与所述蒸发部连通，所述过渡部的第一端的横截面积大于所述过渡部的第二端的横截面积。2.根据权利要求1所述的传热装置，其特征在于，所述冷凝部用于与所述热端换热器接触的表面为冷凝面，所述冷凝面向下倾斜设置；所述蒸发部内设置有吸液芯，所述吸液芯沿所述蒸发部的轴线方向延伸。3.根据权利要求2所述的传热装置，其特征在于，所述过渡部的侧壁向下倾斜设置，所述吸液芯靠近所述冷凝部的一端延伸至所述过渡部内。4.根据权利要求2所述的传热装置，其特征在于，所述蒸发部的轴线为直线；所述蒸发部的轴线与竖直方向重合，或，所述蒸发部的轴线与所述竖直方向之间具有夹角。5...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡剑英，陈燕燕，张丽敏，罗二仓，孙岩雷，吴张华，刘斌，
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：