[發明專利]一種帶有迷宮回廊回熱器的斯特林發電機

在審

• 申請號: 201710709624.4
• 申請日: 2017-08-18
• 公開（公告）號: CN107701328A
• 公開（公告）日: 2018-02-16
• 發明（設計）人: 施永強;董泉潤
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: F02G1/057
• 分類號: F02G1/057;F03G6/06
• 代理公司: 西北工業大學專利中心61204
• 代理人: 陳星

技術領域

本發明涉及太陽能發電技術領域，具體地說，涉及一種帶有迷宮回廊回熱器的斯特林發電機。

背景技術

社會經濟發展、進步需要能源支撐，而能源供給主要以一次性化石燃料為主，如今化石燃料日趨匱乏及環境污染問題日益嚴重，能夠替代一次性能源的可再生、清潔、環保的綠色能源研究，特別是清潔能源發電的應用已經勢不可擋。

過去的十年間，光伏發電產業受到了各國政府的大力支持，發展清潔能源已經被提到國家戰略層面，光伏發電一直以清潔為宣傳口號，但其所使用的硅光板的生產需要消耗大量的能源，也會產生很大的污染。而采用以太陽能為熱源的斯特林循環發電，不需要使用能耗高、污染大的單晶硅、多晶硅材質的光伏板，真正發揮了太陽能清潔能源的特點。理論研究表明，基于斯特林循環的太陽能發電方式比傳統光伏發電方式具有更高的發電效率，具有很好的發展前景。

為了能高效率的利用熱能，斯特林發動機連接冷熱氣缸的通道中都會裝有回熱器，而傳統的回熱器中的吸熱元件為片層狀金屬板，如發明專利“一種風光聯合發電機”中就是采用的金屬板回熱器，但換熱效率較低。在發明專利“一種帶有螺旋管束回熱器的斯特林發電機”中采用的螺旋管束回熱器，其利用二次環流雖然有較好的換熱效果，但是結構相對復雜，加工難度大且成本高，不便于清洗。再如發明專利“一種帶有插排管束回熱器的斯特林發電機”中采用的插排管束回熱器，利用沖擊對流換熱以增加流體橫掠管束的對流換熱系數來強化換熱，但是其流動阻力較大，帶來了較大的流動損失。

發明內容

為了避免現有技術存在的不足，本發明提出一種帶有迷宮回廊回熱器的斯特林發電機；該發電機基于斯特林循環利用太陽能的熱效應發電，通過增加換熱距離來強化換熱，迷宮回廊不會涉及流動分離的問題，因而不會有附面層分離造成的流動損失，保證發電機較高的發電效率。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:包括太陽灶、熱氣缸、冷氣缸、散熱片、熱氣缸活塞、冷氣缸活塞、回熱器、熱氣缸活塞桿、冷氣缸活塞桿、套筒、曲軸、飛輪、鼓形齒式聯軸器和發電機，所述太陽灶為半球形結構的球面反射鏡，太陽灶安裝在熱氣缸頂部，聚焦太陽能加熱氣缸來提供熱能，太陽灶球面反射鏡的球心位于熱氣缸中軸線上；所述熱氣缸與所述冷氣缸之間通過回熱器相互貫通連接，熱氣缸活塞位于熱氣缸內，且通過熱氣缸活塞桿與套筒鉸接，冷氣缸活塞位于冷氣缸內，且通過冷氣缸活塞桿與套筒鉸接，冷氣缸頂部包裹有散熱片；兩個套筒分別套裝在曲軸凸拐處；所述曲軸位于熱氣缸與冷氣缸的下部，且曲軸靠近冷氣缸的一端與發電機輸出軸通過鼓形齒式聯軸器連接，鼓形齒式聯軸器用于消除因聯軸器前后兩軸不共軸線帶來的曲軸內力，曲軸的另一端連接有飛輪，使太陽能發電系統運轉平穩；

所述回熱器為迷宮回廊式結構，前后貫通，回熱器位于連接冷氣缸與熱氣缸的通道中，熱氣缸向冷氣缸排氣時氣體對回熱器散熱，冷氣從冷氣缸回流至熱氣缸時從回熱器吸收熱量。

所述套筒為兩個半圓形軸瓦扣合而成，安裝在曲軸凸拐處與曲軸同向轉動，套筒材料為黃銅。

所述散熱片為固定在冷氣缸上的同心圓環薄片，用于增加冷氣缸的散熱效率；散熱片采用銅質材料。

有益效果

本發明提出的一種帶有迷宮回廊回熱器的斯特林發電機，該發電機基于斯特林循環利用太陽能熱效應的發電方式，完全替代單晶硅、多晶硅材料，降低生產能耗，減少污染。采用迷宮回廊式回熱器，回熱器位于連接冷、熱氣缸的通道中，熱氣缸向冷氣缸排氣時氣體對回熱器散熱，冷氣從冷氣缸回流至熱氣缸時從回熱器吸收熱量，通過增加換熱距離來強化換熱，迷宮回廊不會涉及流動分離的問題，因而不會有附面層分離造成的流動損失。流體在迷宮回廊通道中流動，延長了換熱距離，吸熱板雙面換熱來強化換熱，保證發電機較高的發電效率。

本發明帶有迷宮回廊回熱器的斯特林發電機還可與各種類型的儲電裝置配合使用，儲存電力。

附圖說明

下面結合附圖和實施方式對本發明一種帶有迷宮回廊回熱器的斯特林發電機作進一步詳細說明。

圖1為本發明帶有迷宮回廊回熱器的斯特林發電機結構示意圖。

圖2為斯特林機結構示意圖。

圖3為迷宮回廊回熱器結構示意圖。

圖4為飛輪固定部位示意圖。

圖中: