[實(shí)用新型]一種斯特林發(fā)動機(jī)用高效換熱器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220554674.2
• 申請日: 2012-10-26
• 公開（公告）號: CN202832853U
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 毛珂;毛林彬
• 申請（專利權(quán)）人: 成都宇能通能源開發(fā)有限公司
• 主分類號: F02G1/057
• 分類號: F02G1/057
• 代理公司: 成都金英專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51218
• 代理人: 袁英

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種換熱器，特殊是一種斯特林發(fā)動機(jī)用高效換熱器。

背景技術(shù)

隨著全球能源與環(huán)保的形勢日趨嚴(yán)峻，斯特林發(fā)動機(jī)由于其具有多種能源的廣泛適應(yīng)性和優(yōu)良的環(huán)境特性已越來越受到重視，所以，在水下動力、太陽能動力、空間站動力、熱泵空調(diào)動力、車用混合推進(jìn)動力等方面得到了廣泛的研究與重視，并且已得到了一些成功的應(yīng)用。

斯特林發(fā)動機(jī)又稱熱氣機(jī)，它是一種采用外部熱源加熱的外燃式發(fā)動機(jī)，因此具有對多種熱源或燃料的適應(yīng)性，如可采用傳統(tǒng)的燃油、天然氣、沼氣、酒精等燃料，也可以采用太陽能、工業(yè)余熱、固體燃料、生物質(zhì)能等，范圍十分廣泛。斯特林發(fā)動機(jī)主要由加熱系統(tǒng)、工質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)等組成，加熱系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量通過加熱器傳遞給斯特林發(fā)動機(jī)的內(nèi)部工質(zhì)，通過斯特林循環(huán)，推動活塞做功，并通過傳動系統(tǒng)的曲軸或輸出軸對外輸出。傳統(tǒng)的斯特林發(fā)動機(jī)一般有兩個(gè)活塞，即動力活塞和配氣活塞，動力活塞和配氣活塞之間有一個(gè)連接通道，即工質(zhì)氣體通道，配氣活塞在加熱器、回?zé)崞鳌Q熱器內(nèi)不斷穿梭運(yùn)動，起到配氣的作用；動力活塞對工質(zhì)氣體進(jìn)行壓縮，同時(shí)在工質(zhì)氣體受熱膨脹時(shí)，工質(zhì)氣體又推動動力活塞向外做功。

斯特林發(fā)動機(jī)尚存在的主要問題和缺點(diǎn)是制造成本較高，尤其是加熱器、換熱器制造較為困難，工藝要求高。工質(zhì)密封技術(shù)較難，密封件的可靠性和壽命還存在問題，功率調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)較復(fù)雜，機(jī)器較為笨重。斯特林發(fā)動機(jī)的未來發(fā)展將更多的應(yīng)用新材料(如陶瓷)和新工藝，以降低造價(jià)；對實(shí)際循環(huán)進(jìn)行理論研究，完善結(jié)構(gòu)，提高性能指標(biāo)；在應(yīng)用方面，正大力研究汽車用的大功率燃煤斯特林發(fā)動機(jī)、太陽能斯特林發(fā)動機(jī)和特種用途斯特林發(fā)動機(jī)等。

本實(shí)用新型就斯特林發(fā)動機(jī)中關(guān)鍵部件之一——換熱器進(jìn)行了結(jié)構(gòu)改進(jìn)，優(yōu)化了傳統(tǒng)換熱器結(jié)構(gòu)，加大了冷卻面積，降低了生產(chǎn)難度，提高了換熱器密封的可靠性，降低了泄露可能。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種冷卻面積大、生產(chǎn)難度低、密封性好的一種斯特林發(fā)動機(jī)用高效換熱器。

本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：一種斯特林發(fā)動機(jī)用高效換熱器，它包括外部包裹有冷卻介質(zhì)的換熱器殼體、內(nèi)膽和工質(zhì)氣體通道；

所述的換熱器殼體的外部為冷卻介質(zhì)通道，所述的冷卻介質(zhì)包括氣體或液體中的一種；所述的內(nèi)膽位于換熱器殼體的內(nèi)部，工質(zhì)氣體通道設(shè)于換熱器殼體的兩端。

本實(shí)用新型所述的內(nèi)膽的外尺寸略小于換熱器殼體的內(nèi)部尺寸，內(nèi)膽的外部形狀與換熱器殼體的內(nèi)部形狀緊密配合，形成一個(gè)環(huán)形間隙。

本實(shí)用新型所述的內(nèi)膽上設(shè)有多個(gè)固定塊，固定塊將內(nèi)膽與換熱器殼體緊固在一起。

本實(shí)用新型所述的工質(zhì)氣體通道與內(nèi)膽和換熱器殼體形成的環(huán)形間隙相通。

本實(shí)用新型的有益效果是：

（1）結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，成本低；

（2）換熱器殼體由耐高壓材料制成，整體強(qiáng)度高，工質(zhì)氣體泄漏概率低；

（3）換熱器的冷卻面積大，冷卻速度快，冷卻效果好；

（4）整個(gè)發(fā)動機(jī)的附加容積小。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中，1-換熱器殼體，2-殼體內(nèi)壁，3-殼體外壁，4-內(nèi)膽，5-冷卻水入口，6-冷卻水出口，7-固定塊，8-工質(zhì)氣體通道。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖進(jìn)一步詳細(xì)描述本實(shí)用新型的技術(shù)方案，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不局限于以下所述。

如圖1所示，一種斯特林發(fā)動機(jī)用高效換熱器，它包括外部包裹有冷卻介質(zhì)的換熱器殼體1、內(nèi)膽4和工質(zhì)氣體通道8；

所述的換熱器殼體1的外部為冷卻介質(zhì)通道，所述的冷卻介質(zhì)包括氣體或液體中的一種；所述的內(nèi)膽位于換熱器殼體1的內(nèi)部，工質(zhì)氣體通道8設(shè)于換熱器殼體1的兩端。

本實(shí)用新型所述的內(nèi)膽4的外尺寸略小于換熱器殼體1的內(nèi)部尺寸，內(nèi)膽4的外部形狀與換熱器殼體1的內(nèi)部形狀緊密配合，形成一個(gè)環(huán)形間隙。

本實(shí)用新型所述的內(nèi)膽4上設(shè)有多個(gè)固定塊7，固定塊7將內(nèi)膽4與換熱器殼體1緊固在一起，起到支撐整個(gè)內(nèi)膽的目的。

本實(shí)用新型所述的工質(zhì)氣體通道8與內(nèi)膽4和換熱器殼體1形成的環(huán)形間隙相通。

本實(shí)用新型圖1中采用的冷卻介質(zhì)是液體，設(shè)有冷卻水入口5和冷卻水出口6。

本實(shí)用新型的工作原理是：換熱器殼體1和內(nèi)膽4之間形成的環(huán)形間隙作為傳熱界面，換熱器殼體1的殼體內(nèi)壁2與工質(zhì)氣體接觸，工質(zhì)氣體通過熱交換將其攜帶的熱量傳給換熱器殼體1，換熱器殼體1的殼體外壁3與冷卻介質(zhì)接觸，冷卻介質(zhì)不斷帶走換熱器殼體1上熱量，從而達(dá)到冷卻發(fā)動機(jī)內(nèi)部循環(huán)的工質(zhì)氣體的目的。