[發明專利]多熱頭結構的太陽能斯特林發動機

無效

• 申請號: 200910243735.6
• 申請日: 2009-12-23
• 公開（公告）號: CN102108951A
• 公開（公告）日: 2011-06-29
• 發明（設計）人: 唐大偉;周天;李鐵
• 申請（專利權）人: 中國科學院工程熱物理研究所
• 主分類號: F03G6/06
• 分類號: F03G6/06;F02G1/043
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 周長興

技術領域

本發明涉及一種具有多熱頭分布結構的太陽能斯特林發動機。

背景技術

太陽能斯特林發動機是用于碟式聚光太陽能熱發電技術中的核心動力機械，它能夠直接利用聚焦后的太陽能輸出機械功，從而帶動與其輸出軸相聯的發電機發電。該技術屬于太陽能高溫熱利用領域，是一種利用聚焦后的太陽能進行熱發電的先進技術。該技術由于采用斯特林發動機作為動力機械所以又稱為斯特林太陽能熱發電，它具有光電轉換效率高，使用靈活等優點，既可以單套系統獨立發電，又可以聯合多套系統、根據需要組成太陽能發電站(廠)。

太陽能斯特林發動機的整體結構對于其效率有很大的影響。在已有的斯特林發動機結構中，四缸雙作用結構的機型普遍具有較高的效率。但是其熱頭為四缸共用，因此很難保證熱量能較快速的傳遞于每一個熱腔中。

發明內容

本發明的目的在于提供一種多熱頭結構的太陽能斯特林發動機，更有效的利用聚焦后的太陽光，并大幅降低與其配套的聚光鏡系統的尺寸和制造成本。

為實現上述目的，本發明提供的多熱頭結構的太陽能斯特林發動機，設有多個接收太陽能的熱頭，每個熱頭之間為等角度分布，每個熱腔分別對應相等數量的熱頭。聚集后的太陽能熱量由各熱頭傳入其所對應的熱腔。

本發明的多熱頭結構的太陽能斯特林發動機中，熱頭數量最好為四的倍數，優選的數量為四個，該四個熱頭為十字型分布，相互之間角度為90度。

本發明的效果是：能夠對于太陽能斯特林發動機的每個熱頭分別加熱，熱量能夠更迅速有效的傳遞至每一個熱腔中，因此發動機能夠更加快速的啟動。同時，由于采用了多個分布的熱頭結構，從而大幅降低了拋物面聚光鏡的尺寸，因此降低了其制造的難度和成本。

附圖說明

圖1為本發明的俯視結構圖。

圖2為本發明的側面局部剖視結構圖。

圖3為本發明的具體實施示意圖。

圖4為圖3的側視圖。

附圖中主要標示說明

1-熱頭；2-熱腔；3-活塞；4-冷腔；5-連接管道；6-曲柄連桿；7-曲軸；8-滾珠軸承；9-聯軸器；10-充氣閥；11-聚光鏡。

具體實施方式

本發明是對公知的太陽能斯特林發動機的熱頭進行了改進，至于斯特林發動機本身沒有作任何改動，因此以下只針對熱頭部分作描述，而斯特林發動機的其它部件均為公知技術，本領域技術人員可以輕易想像出來。

本發明的熱頭可以設置為多個，為便于敘述，舉四個熱頭的斯特林發動機為例。

本發明的四個熱頭分別各連接一個熱腔，即專供一個熱腔加熱。這樣的結構不僅能更有效合理的利用外部加熱源，而且可以不用一面很大的太陽能聚光鏡，取而代之的是四面較小的聚光鏡，從而大大降低了碟式熱發電系統中聚光鏡的生產成本。

本發明的四個熱頭分布成十字結構，相互之間的角度均為90度。其優點是可以更為合理的利用聚焦后的太陽光，大副降低與其配套的聚光鏡系統的尺寸和制造成本。

本發明采用的太陽能斯特林發動機在機械結構上為四缸雙作用式，即共有四對工作腔單元，每一對單元依次由冷腔、連接管道、回熱器、熱頭、熱腔、活塞、曲柄連桿組成。每一個熱腔分別具有一個獨立的、專為其供熱的熱頭；熱腔與冷腔之間通過密封圈隔開；四個活塞的相位角依次相差90°，四根曲柄連桿共同驅動一個輸出曲軸；在曲軸的末端裝有一個聯軸器，用于連接發電機的轉軸。整套結構被封閉于一個高壓殼體中，在殼體的一端有一個充氣閥，用于對機器充壓。

下面結合附圖作進一步的描述。

本發明多熱頭結構的太陽能斯特林發動機如圖1、圖2所示。該太陽能斯特林發動機為具有分布式十字熱頭的四缸雙作用結構。四個分布式的熱頭1分別對應四個熱腔2。每一個做功單元分別由分布式熱頭1、熱腔2、活塞3、冷腔4、連接管道5、曲柄連桿6組成。四個曲柄連桿6共同套在同一根曲軸7上，由聯軸器9帶動發電機轉動，從而發電。機器在工作前需要從充壓閥10對機器充一定的壓力，工質氣體采用氦氣。

圖3、圖4是本發明用于一套小型的太陽能碟式熱發電系統中的示意圖。該系統配有分別對應本發明中四個分布式熱頭的小聚光鏡11。由聚光鏡聚得的太陽能直接照射在熱頭上，對四個熱頭同時加熱，從而持續的驅動機器轉動。