[實用新型]一種斯特林發(fā)動機換熱器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320249900.0
• 申請日: 2013-05-10
• 公開（公告）號: CN203257563U
• 公開（公告）日: 2013-10-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 萬斌
• 申請（專利權(quán)）人: 萬斌
• 主分類號: F02G1/055
• 分類號: F02G1/055;F02G1/057;F28D21/00;F28F21/08
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務(wù)所有限公司 33109
• 代理人: 林寶堂

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種斯特林發(fā)動機，尤其涉及一種斯特林發(fā)動機換熱器。?

背景技術(shù)

換熱器是斯特林發(fā)動機的重要部件，加熱、冷卻、回?zé)岫夹枰?jīng)過換熱器。目前，斯特林發(fā)動機加熱普遍采用管式換熱器或翅片式換熱器，冷卻主要是用水冷換熱器，回?zé)岫加眯顭崾綋Q熱器。綜合平衡換熱器通流容積、工質(zhì)流阻損失、熱交換能力三者的矛盾，是各類換熱器必須遵循的原則。常見的典型的斯特林發(fā)動機換熱器包括一個外筒，外筒內(nèi)設(shè)置多層的金屬絲網(wǎng)，為了增大氣體與換熱器之間的換熱面積，金屬絲網(wǎng)上的孔目非常致密，而且多大數(shù)百層的金屬絲網(wǎng)通過焊接疊合在一起，然后與外筒焊接固定，同時由于換熱器內(nèi)的氣體壓力很大，為了防止金屬絲網(wǎng)拱起變形，保證金屬絲網(wǎng)的使用壽命，每層金屬絲網(wǎng)當(dāng)都緊密貼合后焊接成一體，并且為了減小氣體阻力，每層金屬絲網(wǎng)的孔位都一一對應(yīng)，該種結(jié)構(gòu)的換熱器內(nèi)的金屬絲網(wǎng)的制造加工成本非常昂貴，焊接技術(shù)復(fù)雜，從而導(dǎo)致整個斯特林發(fā)動機的成本很高，不利于推廣使用；金屬絲網(wǎng)周圍與外筒焊接的縫隙遠大于孔目的間隙，當(dāng)氣體經(jīng)過金屬絲網(wǎng)的時候，金屬絲網(wǎng)中心的阻力較周圍的阻力大，因此有較多的氣體從周圍的間隙中通過換熱器，造成邊緣效應(yīng)，導(dǎo)致熱交換效率低；由于每層金屬絲絲網(wǎng)的孔位一一對應(yīng)，構(gòu)成直孔通道，氣體從最上層的金屬絲網(wǎng)經(jīng)過直孔通道后達到最下層的金屬絲網(wǎng)，整個過程中氣體與金屬絲網(wǎng)的接觸面積也較小，熱交換面積小，而且氣流不穩(wěn)定，嚴(yán)重影響換熱器的熱交換效率。因此如何降低換熱器的制造成本，最大限度的增加換熱面積，提高熱交換效率是設(shè)計斯特林換熱器的一個重點、難點。?

例如：中國專利申請公告號：CN102086820A，申請公布日2011年6月8日，公開了一種斯特林熱機環(huán)形換熱器，包括一個環(huán)形換熱器主體及其兩端各有的多個連接管；環(huán)形換熱器內(nèi)呈中心對稱分布換熱通道兩條以上，對稱中心是中央通道中心，各換熱通道兩端各有一個連接管，換熱通道之間的換熱壁內(nèi)有多個換熱孔，環(huán)形換熱器表面布滿換熱片。將多個工作腔斯特林熱機各自獨立的換熱器合為一體，滿足了處于各熱力學(xué)過程的工作腔的換熱需求；有效增大了換熱器與熱源間的換熱面積，增強了換熱能力，完全可以用風(fēng)冷系統(tǒng)取代現(xiàn)有的水冷系統(tǒng)；尤其是用于斯特林可逆熱機，空間利用充分，整機體積更小。其不足之處是該種換熱器仍然是采用換熱片來實現(xiàn)增大換熱面積的效果，整個換熱器制造成本仍然很高，同時依靠增加換熱孔和換熱通道來提高熱交換效率，并沒有從根本上解決換熱器換熱效率低的難題，換熱效率仍然較低。?

實用新型內(nèi)容

本實用新型為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的斯特林發(fā)動機換熱器制造成本高，換熱面積小，熱交換效率低的不足，提供了一種結(jié)構(gòu)簡單、成本低，換熱面積顯著增加，換熱效率高的斯特林發(fā)動機換熱器。?

為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案：?

一種斯特林發(fā)動機換熱器，包括換熱器外殼，所述的換熱器外殼呈圓筒狀結(jié)構(gòu)，所述的換熱器外殼內(nèi)設(shè)有球狀體，所述的球狀體充滿整個換熱器外殼內(nèi)部，所述的球狀體之間兩兩相互接觸連接形成換熱器本體，所述的換熱器外殼的內(nèi)壁與換熱器本體外側(cè)面固定連接。球狀體兩兩相切連接組合成一個圓柱狀的空間結(jié)構(gòu)，即為換熱器本體，與常見的翅片形換熱器比較，球狀體加工非常簡單、加工成本低，整體制造成本非常低，從而使得斯特林發(fā)動機便于推廣使用；氣體經(jīng)過換熱器本體的時候與球狀體的外表面的接觸面積非常大，換熱面積非常大，換熱效率非常高；換熱器本體整體結(jié)構(gòu)均勻，與換熱器外殼之間的連接也均勻，氣體經(jīng)過換熱器本體一端的時候收到的阻力均勻，不存在邊緣效應(yīng)，熱交換效率也提高了；氣體從換熱器本體的一端流向另一端的時候，氣體的路線不是直線，會在不同的球狀體表面多次反射，氣流均勻穩(wěn)定，從而保證足夠的熱交換面積。總之，與現(xiàn)有技術(shù)中的各種換熱器比較，該種結(jié)構(gòu)的換熱器極大的降低了整體成本，促進了斯特林發(fā)動機的推廣使用，并從根本上解決了換熱面積小，熱交換效率低的難題。