[實用新型]斯特林熱機太陽能集熱器

有效

• 申請號: 201320750987.X
• 申請日: 2013-11-26
• 公開（公告）號: CN203642527U
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發明（設計）人: 萬斌
• 申請（專利權）人: 萬斌
• 主分類號: F24J2/24
• 分類號: F24J2/24;F24J2/46
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 林寶堂

技術領域

本實用新型涉及斯特林熱機技術領域，尤其涉及一種斯特林熱機太陽能集熱器。

背景技術

斯特林發動機是獨特的熱機，因為理論上的效率幾乎等于理論最大效率，稱為卡諾循環效率，因此斯特林發動機在新能源發電以及軍工方面具有廣泛的應用。斯特林發動機是通過氣體受熱膨脹、遇冷壓縮而產生動力的，這是一種外燃發動機，使燃料連續地燃燒，膨脹氫氣（或氦）作為動力氣體使活塞運動，膨脹氣體在冷氣室冷卻，反復地進行這樣的循環過程，活塞柄的外端連接曲柄連桿機構，從而帶動三相發電機轉動，把機械能轉化為電能。現在常見的斯特林熱機的外部熱源通常都是通過燃料燃燒或者利用太陽能集熱器加熱等，燃料燃燒既浪費能量又會污染環境，常見的太陽能集熱器通過收集集熱板收集太陽能給斯特林熱機的熱端加熱，然而斯特林熱機工作受到外界熱端溫度影響很大，熱端溫度不穩定會嚴重影響斯特林熱機的工作效率和使用壽命，同時太陽能集熱器內部各個部位受到太陽光照射角度不同，有的地方溫度高，有的地方溫度低，從而導致斯特林熱機熱端溫度不均勻，影響斯特林熱機的工作效率和使用壽命；同時太陽能集熱器自身內部溫度不均勻，也會影響其自身的使用壽命。

中國專利授權公告號：CN202188666U，授權公告日2012年4月11日，公開了一種太陽能集熱器，解決了現有太陽能集熱器熱損失較大的問題，太陽能集熱器包括一個底座，該底座具有一沿橫向展開的凹腔，凹腔處設有若干呈管狀的熱交換管，底座的凹腔處還設有太陽能電池，熱交換管與儲水箱的之間的連接管設有水泵且水泵與太陽能電池相聯。太陽能集熱器能有效減少熱損失，且具有環保節能的優點。其不足之處是該種太陽能集熱器不能均勻穩定的把熱量有效的傳遞給熱交換管，該種太陽能集熱器用于斯特林熱機時，由于熱交換管受熱不均勻嚴重影響斯特林熱機的工作效率和使用壽命。

實用新型內容

本實用新型為了克服現有技術中的太陽能集熱器表面受熱不均勻，使用壽命短，同時也無法把熱量均勻穩定的傳遞給熱交換管的不足，提供了一種能均勻、穩定的把熱量傳遞給斯特林熱機的熱交換管，提高斯特林熱機工作效率和使用壽命的斯特林熱機太陽能集熱器。

為了實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案：

一種斯特林熱機太陽能集熱器，包括集熱罩和設在集熱罩內的熱交換管，集熱罩的開口端設有集熱板，集熱板與集熱罩之間圍成一個封閉的集熱腔，所述的集熱腔內設有金屬鈉，集熱腔內充滿惰性氣體，熱交換管的兩端分別從集熱罩的底部伸出集熱罩外并與斯特林熱機氣缸的熱端、冷端分別連通。陽光照射在集熱板上，集熱腔內溫度升高，金屬鈉的熔點只有98攝氏度，因此集熱腔溫度達到鈉的熔點后金屬鈉熔化呈液態，溫度繼續升高后，液態的金屬鈉吸收熱量在集熱腔內形成鈉霧，從而把熱量均勻的傳遞給熱交換管，為斯特林熱機的氣缸熱端氣體加熱，熱交換管吸收鈉霧的熱量后，鈉霧凝結成液滴后下落到集熱罩底部，繼續吸熱生成鈉霧，依此循環，保證集熱腔內溫度穩定，源源不斷的為熱交換管提供熱量；由于太陽照射角度一直在改變，集熱板上有的地方溫度高、有的地方溫度低，集熱板的內側面則充滿鈉霧，鈉霧能迅速把溫度高的區域熱量吸收向溫度低的區域轉移，從而防止集熱板局部高溫，而縮短集熱板的使用壽命，對集熱板起到保護作用，使用該種太陽能集熱器，能保證斯特林熱機氣缸熱端的氣體溫度穩定，從而使得熱端與冷端之間的溫差穩定，斯特林熱機工作效率高，使用壽命長。

作為優選，所述的集熱罩為半球體，集熱板為球面板，集熱板的外凸面朝向集熱罩的底部，所述的集熱罩的開口端內壁延伸形成支撐環，所述的支撐環的外側面與集熱板的內側周圍貼合支撐，所述的集熱罩的端部設有環形壓塊，所述的環形壓塊與集熱罩之間螺栓連接。球面自身具有良好的支撐強度和抗壓能力，由于集熱板面積很大，支撐環能增加集熱罩與集熱板之間的貼合面積，增加連接穩定性，還能增加密封性能；同時支撐環也增加了熱傳遞面積，集熱板上的熱量也能快速直接的傳遞到集熱罩上，從而直接對附著在集熱罩內壁上的鈉滴加熱。

作為優選，所述的支撐環的外側面設有環形槽，所述的環形槽內設有環形密封圈。環形密封圈能增加集熱板與集熱罩之間的密封性能，防止空氣進入集熱腔內導致金屬鈉氧化。