CN106401793B - 一种光热联产的斯特林发动机 - Google Patents
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Abstract
一种光热联产的斯特林发动机，本发明涉及斯特林发动机领域，其结构为：包括柔性活塞，柔性活塞与密封法兰密封连接，密封法兰通过螺栓A与冷缸，冷缸通过密封圈、螺栓B与热缸密封连接，其特征在于：所述密封法兰与冷缸还通过螺栓A固定有V形活塞支架，V形活塞支架通过连接片与弹性封头固定连接，弹性封头通过设置在活塞开口处的防滑装置与活塞筒体固定连接，活塞筒体上设置有压力均衡孔，所述压力均衡孔设置在活塞筒体底部往上三分之二以上处。本发明的有益效果在于：能够实现光热加热和燃烧加热的多种加热管方式，从而拓展了特定型号的斯特林发动机的应用场合，储能功能的设计可以使斯特林发动机在缺乏外源加热时，在一定时间内仍能持续运行。
Description
一、技术领域
本发明涉及斯特林发动机领域，特别涉及一种光热联产的斯特林发动机。
二、背景技术
斯特林发动机虽然可以被多种外源加热，但对于特定型号的斯特林发动机，其加热热源仍然十分单一，要么使用光热加热，要么使用可燃气体加热；这使得斯特林发动机的热源单一，限制了斯特林发动机的使用环境和场合，即在不同的环境或适用场合下，需要购置不同热源类型的发动机。
三、发明内容
针对上述问题本发明提供一种光热联产的斯特林发动机，其结构为：柔性活塞（1）的底部与密封法兰（2）密封连接，密封法兰（2）通过螺栓A（3）与冷缸（7）密封连接，冷缸（7）通过密封圈（11）、螺栓B（9）与热缸（10）密封连接，冷缸（7）与热缸（10）长度相等，所述密封法兰（2）与冷缸（7）之间还通过螺栓A（3）固定有V形活塞支架（4），V形活塞支架（4）通过连接片（5）与活塞筒体（6）上的弹性封头（14）固定连接，活塞筒体（6）上设置有压力均衡孔（12），所述压力均衡孔（12）设置在冷缸（7）内的活塞筒体（6）上；所述热缸（10）的外侧还设置有与热缸（10）密闭的炉体外壳（15），炉体外壳（15）与热缸（10）之间的空腔内底部设置有熔盐或液态金属（21），空腔内顶部设置有惰性气体（22），炉体底部中间设置有光加热腔（18），炉体底部光加热腔（18）边沿设置有燃气炉（17）或电加热炉（17），燃气炉（17）与燃气管（16）连通或电加热炉（17）与电缆（16）连通，燃气炉（17）外侧边沿设置有排烟孔（20）。
所述弹性封头（14）通过设置在活塞开口处的防滑装置（13）与活塞筒体（6）固定连接。
所述冷缸（7）上还设置有散热装置（8），所述散热装置（8）为固定在冷缸（7）上的散热片，散热片为散热材料制成。
所述V形活塞支架（4）有2个，中心对称设置。
活塞筒体（6）由导热且耐高温的轻型材料制成；弹性封头（14）为弹性密封材料制成；V形活塞支架（4）为刚性材料制成。
活塞筒体（6）底部往上三分之二以上的位置设置有压力均衡孔（12），压力均衡孔（12）使气体在活塞筒体（6）内与热缸（10）和冷缸（7）内之间自由流动。
所述炉体外壳（15）表面涂有陶瓷喷涂材料，内壁涂有抗腐蚀材料，炉体底部涂有导热抗腐蚀材料。
熔盐或液态金属（21）与惰性气体（22）的体积比为4:1。
本发明的工作原理是：斯特林发动机在需要时可以通过燃烧可燃气体加热高温中间换热器中的熔盐或液态金属（21），通过熔盐或液态金属（21）传热加热斯特林发动机的热缸（10），实现斯特林发动机运行；也可以利用聚光镜，将光热聚焦在光加热腔（18）内加热熔盐或液态金属（21），实现对斯特林发动机热缸（10）加热的需求，而使斯特林发动机运行；由于燃气炉（17）的燃烧特性，可燃气体在燃烧室内不会充分燃烧，且已经燃烧的气体会产生燃烧产物，这些未燃烧气体和燃烧产物均以气态的形式通过排烟孔（20）排出，保证加热器内的压力恒定；炉体外壳（15）表面涂有陶瓷喷涂材料，可以避免炉体外壳（15）内熔盐或液态金属（21）热能的流失，从而实现一定的储能功能。
内壁涂有抗腐蚀材料，防止液态金属和熔盐对炉体外壳（15）的材料腐蚀。
惰性气体（22）为氩气或氮气，用于防止熔盐或液态金属（21）氧化。
本发明的有益效果在于：特定型号的斯特林发动机加热热源单一的问题，可以实现光热加热和燃烧加热的多种加热管方式，从而拓展了特定型号的斯特林发动机的应用场合，储能功能的设计可以使斯特林发动机在缺乏外源加热时，在一定时间内仍能持续运行，从而进一步实现可在多场合下多环境下运行的功能。
四、附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为图1的防滑装置的局部放大图；
图中：1、柔性活塞，2、密封法兰，3、螺栓A，4、 V形活塞支架，5、连接片，6、活塞筒体，7、冷缸，8、散热装置，9、螺栓B，10、热缸，11、密封圈，12、压力均衡孔，13、防滑装置，14、弹性封头，15、炉体外壳，16、燃气管或电缆，17、燃气炉或电加热炉，18、光加热腔，19、炉体底部隔板，20、排烟孔，21、熔盐或液态金属，22、惰性气体。
五、具体实施方式
实施例1，一种光热联产的斯特林发动机，其结构为：柔性活塞（1）的底部与密封法兰（2）密封连接，密封法兰（2）通过螺栓A（3）与冷缸（7）密封连接，冷缸（7）通过密封圈（11）、螺栓B（9）与热缸（10）密封连接，冷缸（7）与热缸（10）长度相等，所述密封法兰（2）与冷缸（7）之间还通过螺栓A（3）固定有V形活塞支架（4），V形活塞支架（4）通过连接片（5）与活塞筒体（6）上的弹性封头（14）固定连接，活塞筒体（6）上设置有压力均衡孔（12），所述压力均衡孔（12）设置在冷缸（7）内的活塞筒体（6）上；所述热缸（10）的外侧还设置有与热缸（10）密闭的炉体外壳（15），炉体外壳（15）与热缸（10）之间的空腔内底部设置有熔盐或液态金属（21），空腔内顶部设置有惰性气体（22），炉体底部中间设置有光加热腔（18），炉体底部光加热腔（18）边沿设置有燃气炉（17）或电加热炉（17），燃气炉（17）与燃气管（16）连通或电加热炉（17）与电缆（16）连通，燃气炉（17）外侧边沿设置有排烟孔（20）。
所述弹性封头（14）通过设置在活塞开口处的防滑装置（13）与活塞筒体（6）固定连接。
所述冷缸（7）上还设置有散热装置（8），所述散热装置（8）为固定在冷缸（7）上的散热片，散热片为散热材料制成。
所述V形活塞支架（4）有2个，中心对称设置。
活塞筒体（6）由导热且耐高温的轻型材料制成；弹性封头（14）为弹性密封材料制成；V形活塞支架（4）为刚性材料制成。
活塞筒体（6）底部往上三分之二以上的位置设置有压力均衡孔（12），压力均衡孔（12）使气体在活塞筒体（6）内与热缸（10）和冷缸（7）内之间自由流动。
所述炉体外壳（15）表面涂有陶瓷喷涂材料，内壁涂有抗腐蚀材料，炉体底部涂有导热抗腐蚀材料。
熔盐或液态金属（21）与惰性气体（22）的体积比为4:1。
Claims (7)
1.一种光热联产的斯特林发动机，其特征在于：柔性活塞（1）的底部与密封法兰（2）密封连接，密封法兰（2）通过螺栓A（3）与冷缸（7）密封连接，冷缸（7）通过密封圈（11）、螺栓B（9）与热缸（10）密封连接，冷缸（7）与热缸（10）长度相等，所述密封法兰（2）与冷缸（7）之间还通过螺栓A（3）固定有V形活塞支架（4），V形活塞支架（4）通过连接片（5）与活塞筒体（6）上的弹性封头（14）固定连接，活塞筒体（6）上设置有压力均衡孔（12），所述压力均衡孔（12）设置在冷缸（7）内的活塞筒体（6）上；所述热缸（10）的外侧还设置有与热缸（10）密闭的炉体外壳（15），炉体外壳（15）与热缸（10）之间的空腔内底部设置有熔盐或液态金属（21），空腔内顶部设置有惰性气体（22），炉体底部中间设置有光加热腔（18），炉体底部光加热腔（18）边沿设置有燃气炉（17）或电加热炉（17），燃气炉（17）与燃气管（16）连通或电加热炉（17）与电缆（16）连通，燃气炉（17）外侧边沿设置有排烟孔（20）。
2.根据权利要求1所述的一种光热联产的斯特林发动机，其特征在于：所述弹性封头（14）通过设置在活塞开口处的防滑装置（13）与活塞筒体（6）固定连接。
3.根据权利要求1所述的一种光热联产的斯特林发动机，其特征在于：所述冷缸（7）上还设置有散热装置（8），所述散热装置（8）为固定在冷缸（7）上的散热片，散热片为散热材料制成。
4.根据权利要求1所述的一种光热联产的斯特林发动机，其特征在于：所述V形活塞支架（4）有2个，中心对称设置。
5.根据权利要求1所述的一种光热联产的斯特林发动机，其特征在于：活塞筒体（6）由导热且耐高温的轻型材料制成；弹性封头（14）为弹性密封材料制成；V形活塞支架（4）为刚性材料制成。
6.根据权利要求1所述的一种光热联产的斯特林发动机，其特征在于：活塞筒体（6）底部往上三分之二以上的位置设置有压力均衡孔（12），压力均衡孔（12）使气体在活塞筒体（6）内与热缸（10）和冷缸（7）内之间自由流动。
7.根据权利要求1所述的一种光热联产的斯特林发动机，其特征在于：所述炉体外壳（15）表面涂有陶瓷喷涂材料，内壁涂有抗腐蚀材料，炉体底部涂有导热抗腐蚀材料；熔盐或液态金属（21）与惰性气体（22）的体积比为4:1。
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