[發(fā)明專利]采用復(fù)合熱源的雙作用斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810127593.6
• 申請(qǐng)日: 2018-02-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108194222A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-06-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃護(hù)林;朱桂平;高歌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): F02G1/044
• 分類號(hào): F02G1/044;F02G1/055
• 代理公司: 南京同澤專利事務(wù)所(特殊普通合伙) 32245
• 代理人: 趙洪玉;閆彪

本發(fā)明涉及一種采用復(fù)合熱源的雙作用斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)，由加熱器、氣缸、冷卻器和回?zé)崞鹘M合而成，所述氣缸和回?zé)崞鞯臄?shù)量均為四個(gè)；所述氣缸呈圓周均勻分布并安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)體上，所述回?zé)崞饕渤蕡A周均勻分布并安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)體上，所述回?zé)崞髋c氣缸交錯(cuò)布置；所述加熱器包括底部設(shè)有反光錐的透明玻璃圓桶、設(shè)置在透明玻璃圓桶外側(cè)的吸熱管腔、位于吸熱管腔內(nèi)的若干吸熱管，所述吸熱管腔的外側(cè)以及透明玻璃圓桶的底部設(shè)有隔熱體；所述回?zé)崞黜敳吭O(shè)有回?zé)崞骷埽鰵飧醉敳吭O(shè)有氣缸集管，所述氣缸集管和回?zé)崞骷芡ㄟ^(guò)吸熱管連通，所述吸熱管整體呈倒U形且豎直設(shè)置。該發(fā)動(dòng)機(jī)可采用多種熱源加熱，能夠在充分利用太陽(yáng)能的前提下實(shí)現(xiàn)全天候工作。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種采用復(fù)合熱源的雙作用斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)，屬于熱氣機(jī)利用技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)(Stirling Engine)，是一種外部加熱的閉式循環(huán)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)。在這類機(jī)器中，工質(zhì)(一般為氫氣、氦氣或空氣)被封閉在循環(huán)回路中，通過(guò)外部加熱，在較高的溫度和壓力下膨脹，推動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)；通過(guò)冷卻器冷卻工質(zhì)，使工質(zhì)在較低的溫度和壓力下壓縮，從而獲得正的循環(huán)功。其熱力過(guò)程是按斯特林循環(huán)進(jìn)行的，即由等溫吸熱、等容放熱、等溫放熱和等容吸熱四個(gè)可逆過(guò)程組成。

目前常用的雙作用式斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)一般由加熱器、氣缸、冷卻器和回?zé)崞靼匆欢樞驘崂浣Y(jié)構(gòu)相接組合而成，氣缸通常為四個(gè)。高壓的氣體工質(zhì)在氣缸上部加熱膨脹，驅(qū)動(dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)；活塞下部分的氣體進(jìn)入冷卻器、回?zé)崞鳎俅芜M(jìn)入加熱器被加熱；活塞向下運(yùn)動(dòng)到底后由曲軸（或斜盤(pán)）帶動(dòng)傳其向上運(yùn)動(dòng)，氣缸內(nèi)的氣體進(jìn)入加熱器加熱后，進(jìn)入回?zé)崞骰責(zé)幔龠M(jìn)入冷卻器冷卻，完成一個(gè)循環(huán)動(dòng)作。四個(gè)氣缸內(nèi)的活塞和氣體交替循環(huán)運(yùn)動(dòng)，四個(gè)活塞交替上下，產(chǎn)生上下的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，由活塞桿帶動(dòng)曲軸（或斜盤(pán)）旋轉(zhuǎn)，將功輸出，工作較為平順。

但是傳統(tǒng)的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)通常只能采用一種熱源加熱，如采用太陽(yáng)能加熱時(shí)，則吸熱器需要設(shè)計(jì)成高效的太陽(yáng)能加熱的吸熱腔式，而不能利用其他加熱方式，反之，如采用加熱方式，則也不能再利用太陽(yáng)能加熱。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決技術(shù)問(wèn)題是：克服上述技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種可采用多種熱源加熱的雙作用斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)，能夠在充分利用太陽(yáng)能的前提下實(shí)現(xiàn)全天候工作。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案是：一種采用復(fù)合熱源的雙作用斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)，包括加熱器、氣缸、冷卻器和回?zé)崞鳎鰵飧缀突責(zé)崞鞯臄?shù)量均為四個(gè)；所述氣缸呈圓周均勻分布并安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)體上，所述回?zé)崞饕渤蕡A周均勻分布并安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)體上，所述回?zé)崞髋c氣缸交錯(cuò)布置；任一回?zé)崞黜敳窟B接有一回?zé)崞骷埽膫€(gè)回?zé)崞骷車(chē)蓤A環(huán)形；任一氣缸頂部連接有一氣缸集管，四個(gè)氣缸集管與四個(gè)回?zé)崞骷芤灰粚?duì)應(yīng)且也圍成圓環(huán)形，四個(gè)回?zé)崞骷車(chē)傻膱A環(huán)形與四個(gè)氣缸集管?chē)傻膱A環(huán)形同心設(shè)置；所述加熱器包括底部設(shè)有反光錐的透明玻璃圓桶、設(shè)置在透明玻璃圓桶外側(cè)并包圍透明玻璃圓桶的吸熱管腔、位于吸熱管腔內(nèi)的若干吸熱管，所述透明玻璃圓桶的頂部設(shè)有采光口，所述采光口處覆蓋有透明玻璃蓋板，所述吸熱管腔上設(shè)有進(jìn)口和出口，所述吸熱管腔的外側(cè)以及透明玻璃圓桶的底部設(shè)有隔熱體；所述氣缸集管和回?zé)崞骷芡ㄟ^(guò)吸熱管連通，所述吸熱管整體呈倒U形且豎直設(shè)置。

優(yōu)選的，所述回?zé)崞鳌飧住⒒責(zé)崞骷堋飧准芎臀鼰峁芫捎酶邷睾辖鸹蚰蜔徜摬牧现瞥伞?/p>

本發(fā)明在使用時(shí)，當(dāng)氣體在吸熱管內(nèi)被加熱時(shí)，受熱在氣缸內(nèi)膨脹，驅(qū)動(dòng)氣缸內(nèi)的活塞向下運(yùn)動(dòng)，活塞桿隨活塞一起向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)連接其上的曲軸或斜盤(pán)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)，將功輸出；當(dāng)活塞運(yùn)動(dòng)到氣缸底部后，由于曲軸或斜盤(pán)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)，使其開(kāi)始向上運(yùn)動(dòng)，高壓氣體返流，在吸熱管內(nèi)吸熱，氣體通過(guò)回?zé)崞鲗⒉糠譄崃績(jī)?chǔ)存于回?zé)崞髦泻筮M(jìn)入冷卻器冷卻。當(dāng)活塞運(yùn)動(dòng)到頂后，氣體從冷卻器流向回?zé)崞鳎栈責(zé)崞鲀?nèi)部分熱能升溫，再次進(jìn)入吸熱管加熱，受熱在氣缸內(nèi)膨脹，完成一個(gè)斯特林循環(huán)。