CN103047046B - 一种热气机用回热器组件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种热气机用回热器组件，包括采用多层金属丝网叠置而成的丝网组件和外套筒，丝网组件内置于外筒体内，所述的丝网组件由两个或多个丝网焊接件组成；所述的丝网组件外周与外套筒内壁之间采用扩散焊的方式焊接成一个整体；所述的丝网焊接件采用多层220～250目的不锈钢丝网叠置而成，上下相邻的两层丝网之间采用扩散焊的方式焊接成一体；该回热器组件具有工艺性好、拆卸更换方便、可靠性高的特点，适合斯特林发动机使用。

Description

一种热气机用回热器组件

技术领域

本发明涉及热气机,尤其是热气机用回热器组件。

背景技术

热气机回热器是热气机循环系统的关键部件，是直接影响热气机性能的关键部件之一。回热器安装在加热器和冷却器之间，其功能是储存和放出热能：在工质从加热管向冷却器运动过程中，经过回热器时工质中的部分热能被回热器吸收，使工质温度从循环的最高温度得以下降；而当工质在后半个循环期由冷却器向加热管运动，再次经过回热器时，回热器将热能放回给工质，使出回热器的工质得到能量，温度得以上升。回热器能否吸收较多的热能，或及时放出较多的热能将影响热气机的热效率，即回热器效率的高低在很大程度上将影响热气机整机的效率。回热器的工作条件十分恶劣，工作温度通常在650℃以上，热负荷很大。当回热器低温端和高温端的温度比为0.3～0.35，热气机的转速为1500～3000r/min时，回热器的温度变化率高达20000～30000℃/s。回热器的热容量是热气机所有换热器中最高的，约为加热器热容量的5～6倍，冷却器热容量的9～10倍。

现在一般高性能热气机的回热器通常采用200～250目的不锈钢丝网制造，换热表面积与单位容积的比值高达300cm²/cm³。美国STM公司设计了一种回热器，该回热器将数百片不锈钢丝网与回热器筒体烧结在一起，这样可以保证回热器与套筒之间的配合很紧密，以防止工质从它们之间的配合面处泄漏，造成短路，影响回热效果。但该结构存在如下不足之处：

1.由于丝网组件在压制和烧制的过程中，本身存在很大的变形量，使得丝网组件的尺寸无法精确控制。

2.在将丝网组件压入筒体时，丝网组件与筒体之间存在很大摩擦力，使其可能被压缩无法保证丝网组件原有的高度，导致丝网组件致密度增加，流阻增加，偏离原设计最佳值。

3.丝网组件与回热器筒体之间烧结不牢，在工作过程中出现脱落或者变形现象。

4.热气机工作中，工质不可避免的会受到污染，从而导致回热器被污染，随着工作时间的增加，回热器的工作效率必然会降低，但丝网组件与回热器筒体烧结在一起，致使其无法更换，维修性差。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种热气机用回热器组件，解决解决传统的回热器在制造过程中内部丝网本体尺寸不易精确控制，容易变形脱落和无法拆卸更换的技术问题。

为实现上述目的，本发明提出了一种热气机用回热器组件，包括采用多层金属丝网叠置而成的丝网组件和外套筒，丝网组件内置于外筒体内，其特征在于：所述的丝网组件由两个或多个丝网焊接件组成；所述的丝网组件外周与外套筒内壁之间采用扩散焊的方式焊接成一个整体。

优选地，上述的热气机用回热器组件，其特征在于：所述的丝网焊接件采用多层220～250目的不锈钢丝网叠置而成，上下相邻的两层丝网之间采用扩散焊的方式焊接成一体。

优选地，上述的热气机用回热器组件，其特征在于：所述的丝网组件的底面与外套筒下端之间留有1mm～1.5mm左右的间隙，并在此间隙中均匀布置多个垫块支撑。

优选地，上述的热气机用回热器组件，其特征在于：所述的外套筒的上、下两端都预留有可加工的翻边，用于对回热器组件组装焊接成型后再进行机加工以控制其长度方向的尺寸精度。

优选地，上述的热气机用回热器组件，其特征在于：所述的外套筒的上部侧面设置有两个孔，用于与支管型的回热器筒体相匹配。

优选地，上述的热气机用回热器组件，其特征在于：所述的外套筒下端由于一个用于安装定位回热器组件用的凸台，凸台上端为与回热器筒体相适配的锥面结构。

总之，本发明具有如下优点：

1、本发明的丝网组件由两块或多块丝网焊接件组成，这样可以根据单块丝网焊接件的高度进行选配，即降低了加工难度，也可以更准确的保证丝网组件的总高度。

2、丝网组件的外面装有外套筒，两者之间采用扩散焊方式联接，这样可以保证回热器组件在工作时不会松动；这种结构也可保证回热器组件在直径方向上的尺寸精确可控。

3、外套筒与丝网组件端部之间留有1mm的间隙，这样可以使得回热器组件很容易被拆卸下来，解决了丝网组件被工质污染后不能更换的问题，提高了维修性。

4、回热器组件外套筒四周根据需要可以开有孔洞，满足回热器筒体中工质流动的需要。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

图1是本发明的结构剖视图，其安装在回热器筒体内。

图2是本发明本体部分的结构剖视图。

图3是本发明外套筒的结构剖视图。

图4是图1中A的局部放大图。

其中：

1-回热器筒体，2-回热器组件，21-外套筒，22-丝网焊接件一，23-丝网焊接件二，24-垫块，25-孔，3-冷却器。

具体实施方式

图1-4所示为本发明的一个实施例，该回热器组件2安装在回热器筒体1内部，下端安装冷却器3，其由外套筒21、丝网焊接件组成，丝网焊接件内置于外套筒21内部。该丝网焊接件有丝网焊接件一22和丝网焊接件23部分组成，也可以由多块丝网焊接件组成。丝网组件采用多层金属丝网叠置，再以扩散焊的方式烧结而成。丝网一般采用不锈钢材料加工而成，多采用200-250目的丝网，丝网目数越多即越密，回热效果越好，但流动阻力越大，因此设计时需要综合考虑回热器组件的回热容量和阻力要求来选择丝网的类型。回热器丝网组件由两块或多块丝网焊接件组成，这样可以根据单块丝网焊接件的高度进行选配，即降低了加工难度，也可以更精确地控制证丝网组件的总高度。

外套筒21内壁和丝网组件之间采用扩散焊的方式联接，避免了工质气体从外套筒21内壁和丝网组件结合面处泄漏，防止气体未进行回热而直接短路流出。这对于提高回热器组件的回热效果，提高热气机的性能具有积极作用。

该回热器组件2的其中一端也就是外套筒21的内腔底面和丝网组件下底面之间留有一定的间隙，预留该间隙可以方便安装回热器组件的拆装工具，方便回热器组件的拆装和更换，一般间隙预留1～1.5mm左右。在间隙中里面均匀布置着若干垫块，这样可以使丝网组件上下受力均匀，防止工作过程中丝网组件的窜动和变形，同时不影响拆卸工装的安装。

回热器组件2的外套筒21上下两面都预留一定尺寸的翻边，在回热器组件组装焊接完成后，再进行机加工，可以方便精确控制回热器组件在长度或高度尺寸方向上的尺寸，提高加工工艺性。

在回热器组件2的外套筒21上部侧面开有两个孔25，这两个孔25对支管型的回热器筒体1尤为重要，位置根据支管的进出口位置而定，这样可以增加工质与丝网组件之间的接触面积，减小流动阻力，增加回热效果。

在回热器组件2的外套筒21的下端有一凸台，该凸台用于安装固定回热器组件2用，回热器组件2与回热器筒体1安装时，该凸台抵靠在回热器筒体1内腔的相应台阶上。上述的凸台上端为锥面过渡，与回热器筒体1的锥面台阶相配合，这种结构便于回热器组件2的定位。

本领域技术人员应该认识到，上述的具体实施方式只是示例性的，是为了更好的使本领域技术人员能够理解本专利，不能理解为是对本专利保护范围的限制，只要是根据本专利所揭示精神的所作的任何等同变更或修饰，均落入本专利保护的范围。

Claims (3)

1.一种热气机用回热器组件，包括采用多层金属丝网叠置而成的丝网组件和外套筒(21)，丝网组件内置于外套筒(21)内，其特征在于：所述的丝网组件由多个丝网焊接件(22、23)组成；所述的丝网组件外周与外套筒(21)内壁之间采用扩散焊的方式焊接成一个整体；

所述的丝网焊接件(22、23)采用多层220～250目的不锈钢丝网叠置而成，上下相邻的两层丝网之间采用扩散焊的方式焊接成一体；

所述的丝网组件的底面与外套筒(21)下端之间留有1mm～1.5mm的间隙，并在此间隙中均匀布置多个垫块(24)支撑；

所述的外套筒(21)的上、下两端都预留有可加工的翻边，用于对回热器组件组装焊接成型后再进行机加工以控制其长度方向的尺寸精度。

2.根据权利要求1所述的热气机用回热器组件，其特征在于：所述的外套筒(21)的上部侧面设置有两个孔(25)，用于与支管型的回热器筒体(1)相匹配。

3.根据权利要求2所述的热气机用回热器组件，其特征在于：所述的外套筒(21)下端具有一个用于安装定位回热器组件用的凸台，凸台上端为与回热器筒体(1)相适配的锥面结构。