CN106762209B - 一种带散热结构的双头斯特林电机设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种带散热结构的双头斯特林电机设备，包括第一斯特林电机和第二斯特林电机，所述第一斯特林电机包括第一换热头和第一机身，散热结构包括一体设置的接触部以及若干散热翼片，所述接触部固定于所述第一机身和所述第二机身，且所述接触部与第一机身的外表面和所述第二机身的外表面贴合。由于通过双头斯特林电机的设置，重心偏移可以相互抵消，这样一来，无需设置减震结构，就可以在其外部设置散热结构，对机身进行散热，使得机身的热量可以及时排出。

Description

一种带散热结构的双头斯特林电机设备

技术领域

本发明涉及斯特林电机技术领域，具体是涉及一种带散热结构的双头斯特林电机设备。

背景技术

斯特林电机是一种能以多种燃料为能源的闭循环回热式发动机；或称为热气机.斯特林发动机是除蒸汽机和内燃机视之外的又一类往复式动力机械；斯特林发动机既可以作为原动机使用，也可以作为致冷机、热泵或压力发生器使用。

斯特林电机一般包括机身和换热头两部分组成，换热头包括冷端和热端，通过内部活塞的往复运动压缩工质实现制冷或加热的效果，而机身内部包括直线电机、压缩活塞以及压缩弹簧，其尾端形成有背压腔，用于使机身压力均衡。

而由于需要使压缩活塞在动作是会使机身产生重心偏移，从而产生振动，所以一般都是在机身的外表面设置减震结构，通过一个环形配重块补偿重心偏移，起到减震效果，但是由于机身上设置了减震结构，而机身产生的热量无法得到很好的散热，所以会影响机身本身的寿命。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，现旨在提供一种带散热结构的双头斯特林电机设备，以起到散热效果。

具体技术方案如下：

一种带散热结构的双头斯特林电机设备，包括第一斯特林电机和第二斯特林电机，所述第一斯特林电机包括第一换热头和第一机身，所述第二斯特林电机包括第二换热头和第二机身，所述第一机身和第二机身固定连接以使所述第一换热头和第二换热头向背设置，且沿一对称平面对称，所述第一斯特林电机还包括第一压缩活塞，所述第二斯特林电机还包括第二压缩活塞，所述第一压缩活塞和第二压缩活塞的运动轨迹位于同一直线上，且任意时刻所述第一压缩活塞和所述第二压缩活塞的位置沿所述对称平面的位置相同；

还包括散热结构，所述散热结构包括一体设置的接触部以及若干散热翼片，所述接触部固定于所述第一机身和所述第二机身，且所述接触部与第一机身的外表面和所述第二机身的外表面贴合。

进一步的，所述散热结构包括

第一散热组件，包括第一接触部以及与所述第一接触部固定设置的所述散热翼片；

第二散热组件，包括第二接触部以及与所述第二接触部固定设置的所述散热翼片；

紧固组件，用于固定连接第一接触部和第二接触部，当所述第一接触部和第二接触部固定时，所述第一接触部的内表面和第二接触部的内表面形成一与所述第一机身的外表面以及所述第二机身的外表面均适配的圆柱腔。

进一步的，所述紧固组件包括第一紧固片、第二紧固片和紧固螺栓，所述第一紧固片和第二紧固片分别设置在第一散热组件和第二散热组件上，所述第一紧固片和第二紧固片上分别开设有紧固孔，所述紧固螺栓穿过紧固孔以实现第一散热组件和第二散热组件的固定连接。

进一步的，所述第一紧固片和所述第二紧固片的所述紧固孔均设置有两个，所述紧固螺栓的数量对应设置为两个。

进一步的，所述散热翼片之间形成有让位间隙，部分所述的散热翼片上形成有让位孔，以使紧固工具可以从所述让位间隙穿过所述让位孔以实现对所述紧固螺栓的紧固动作。

进一步的，所述的第一紧固片和所述第二紧固片的数量均设置为两个，分别设置于所述的第一散热组件和第二散热组件的两端，所述紧固组件的数量对应设置为两个。

进一步的，所述散热翼片的长度方向与第一机身和所述第二机身的轴线方向平行。

进一步的，所述第一机身和所述第二机身一体设置。

进一步的，所述第一机身的尾端形成有第一背压腔，所述第二机身的尾端设置有第二背压腔，所述第一背压腔和所述第二背压腔连通设置。

进一步的，所述第一机身内部设置有第一压缩弹簧，所述第二机身的内部设置有第二压缩弹簧，所述第一压缩弹簧结构和刚度与所述第二压缩弹簧的结构和刚度相同。

上述技术方案的积极效果是：

上述的带散热结构的双头斯特林电机设备，由于通过双头斯特林电机的设置，重心偏移可以相互抵消，这样一来，无需设置减震结构，就可以在其外部设置散热结构，对机身进行散热，使得机身的热量可以及时排出。

附图说明

图1为本发明的一种双头斯特林电机设备的侧视结构图；

图2为本发明的一种双头斯特林电机设备的剖视结构图；

图3为本发明的散热结构主视图；

图4为第一散热组件结构的俯视图。

附图中：110、第一换热头；111、第一冷端；112、第一热端；120、第一机身；121、第一背压腔；122、第一压缩活塞；123、第一直线电机；124、第一压缩弹簧；210、第二换热头；211、第二冷端；212、第二热端；220、第二机身；121、第二背压腔；122、第二压缩活塞；123、第二直线电机；124、第二压缩弹簧；310、第一散热组件；320、第二散热组件；331、紧固螺栓；332、紧固孔；333、第一紧固片；334、第二紧固片；340、让位间隙；350、让位孔；301、散热翼片；302、圆柱腔。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图1至附图4对本发明提供的技术方案作具体阐述，但以下内容不作为本发明的限定。

一种带散热结构的双头斯特林电机设备，包括第一斯特林电机和第二斯特林电机，第一斯特林电机包括第一换热头110和第一机身120，第二斯特林电机包括第二换热头210和第二机身220，第一机身120和第二机身220固定连接以使第一换热头110和第二换热头210向背设置，且沿一对称平面对称，第一斯特林电机还包括第一压缩活塞122，第二斯特林电机还包括第二压缩活塞122，第一压缩活塞122和第二压缩活塞122的运动轨迹位于同一直线上，且任意时刻第一压缩活塞122和第二压缩活塞122的位置沿对称平面的位置相同。

本发明的核心内容在于，通过两个斯特林电机的结构背向设置，控制两个压缩活塞的位置都根据对称平面(图中虚线所在平面)对称，这样产生的重心偏移就可以相互抵消，而这种设计与原有的斯特林电机结构几乎完全相同，将两个斯特林电机背向对称固定，制冷量为原有的两倍，斯特林电机是横置的，无需设置减震结构，减小了设置减震结构导致斯特林电机整体重量增加，所以本设计的技术要点在于，第一斯特林电机和第二斯特林电机的内部元件的要素都要对应且对称设置，所以就提供了散热结构的设计空间，实现对机身的散热。

第一换热头110包括有第一冷端111和第一热端112，第二换热头210包括有第二冷端211和第二热端212，做制冷机使用时，第一冷端111和第二冷端211分别位于装置的两侧，也就是冷量产生在两侧，通过风机或导冷元件进行导冷，第一换热头110和第二换热头210的结构及重量、材质完全相同，保证重心偏移量相同。

第一机身120和第二机身220一体设置。第一机身120的尾端形成有第一背压腔121，第二机身220的尾端设置有第二背压腔121，第一背压腔121和第二背压腔121连通设置，如图2，背压腔的大小决定了对机身的压力大小和斯特林电机的使用寿命，而这样的结构设置，就可以使两个斯特林电机的背压腔一体设置，共享了备压腔的空间。

第一机身120内部设置有第一压缩弹簧124，第二机身220的内部设置有第二压缩弹簧124，第一压缩弹簧124结构和刚度与第二压缩弹簧124的结构和刚度相同。第一机身120内部设置有第一压缩弹簧124，第二机身220的内部设置有第二压缩弹簧124，第一压缩弹簧124和第二压缩弹簧124的重量相同。压缩弹簧的刚度、重量、结构都会导致重心偏移量、偏移频率不同，所以严格控制第一压缩弹簧124和第二压缩弹簧124的刚度、重量和结构相同，保证两个压缩弹簧形变程度在任何情况下都是非常接近的，保证减震的效果。

第一机身120内部设置有第一直线电机123，第二机身220的内部设置有第二直线电机123，第一直线电机123和第二直线电机123受控于同一控制信号工作。第一直线电机123和第二直线电机123的型号相同。直线电机的励磁参数也是影响重心偏移的重要指标之一，所以将两个直线电机的型号设置相同，保证两个直线电机在同步工作的过程中产生的励磁电流大小相同，励磁方向相同，作用力相同，减小振动和偏移量。而两个电机的励磁电路输出引线相互并联，共用控制端，就可以使得两个电机接收到的信号完全相同，输出电流和频率保证一致，使得第一压缩活塞122和第二压缩活塞122的工作频率始终保持一致。第一压缩活塞122和第二压缩活塞122的重量相同，控制重心偏移量。

参照图3和图4所示，对散热结构进行介绍，还包括散热结构，散热结构包括一体设置的接触部以及若干散热翼片301，接触部固定于第一机身120和第二机身220，且接触部与第一机身120的外表面和第二机身220的外表面贴合。参照图3所示，接触部由第一接触部和第二接触部形成一个圆柱腔302可以抱死机身，实现导热的效果。散热结构包括

第一散热组件310，包括第一接触部以及与第一接触部固定设置的散热翼片301；

第二散热组件320，包括第二接触部以及与第二接触部固定设置的散热翼片301；

紧固组件，用于固定连接第一接触部和第二接触部，当第一接触部和第二接触部固定时，第一接触部的内表面和第二接触部的内表面形成一与第一机身120的外表面以及第二机身220的外表面均适配的圆柱腔302。

紧固组件包括第一紧固片333、第二紧固片334和紧固螺栓331，第一紧固片333和第二紧固片334分别设置在第一散热组件310和第二散热组件320上，第一紧固片333和第二紧固片334上分别开设有紧固孔332，紧固螺栓331穿过紧固孔332以实现第一散热组件310和第二散热组件320的固定连接。

参照图4所示，第一紧固片333和第二紧固片334的紧固孔332均设置有两个，紧固螺栓331的数量对应设置为两个。

散热翼片301之间形成有让位间隙340，部分的散热翼片301上形成有让位孔350，图3的虚线处，以使紧固工具可以从让位间隙340穿过让位孔350以实现对紧固螺栓331的紧固动作，由于设置了散热翼片301，这样就会对安装和拆卸造成不便，紧固工具例如螺丝刀，以及扳手没有放置位置，所以在散热翼片301上开设让位孔350，就可以实现安装和拆卸。

第一紧固片333和第二紧固片334的数量均设置为两个，分别设置于的第一散热组件310和第二散热组件320的两端，紧固组件的数量对应设置为两个，使用时，将两侧的紧固组件分别拧紧，就可以实现固定连接的效果。散热翼片301的长度方向与第一机身120和第二机身220的轴线方向平行。

以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种带散热结构的双头斯特林电机设备，其特征在于，包括第一斯特林电机和第二斯特林电机，所述第一斯特林电机包括第一换热头和第一机身，所述第二斯特林电机包括第二换热头和第二机身，所述第一机身和第二机身固定连接以使所述第一换热头和第二换热头相背设置，且沿一对称平面对称，所述第一斯特林电机还包括第一压缩活塞，所述第二斯特林电机还包括第二压缩活塞，所述第一压缩活塞和第二压缩活塞的运动轨迹位于同一直线上，且任意时刻所述第一压缩活塞和所述第二压缩活塞的位置沿所述对称平面的位置相同；

还包括散热结构，所述散热结构包括一体设置的接触部以及若干散热翼片，所述接触部固定于所述第一机身和所述第二机身，且所述接触部与第一机身的外表面和所述第二机身的外表面贴合；

所述散热结构包括

第一散热组件，包括第一接触部以及与所述第一接触部固定设置的所述散热翼片；

第二散热组件，包括第二接触部以及与所述第二接触部固定设置的所述散热翼片；

紧固组件，用于固定连接第一接触部和第二接触部，当所述第一接触部和第二接触部固定时，所述第一接触部的内表面和第二接触部的内表面形成一与所述第一机身的外表面以及所述第二机身的外表面均适配的圆柱腔。

2.根据权利要求1所述的一种带散热结构的双头斯特林电机设备，其特征在于，所述紧固组件包括第一紧固片、第二紧固片和紧固螺栓，所述第一紧固片和第二紧固片分别设置在第一散热组件和第二散热组件上，所述第一紧固片和第二紧固片上分别开设有紧固孔，所述紧固螺栓穿过紧固孔以实现第一散热组件和第二散热组件的固定连接。

3.根据权利要求2所述的一种带散热结构的双头斯特林电机设备，其特征在于，所述第一紧固片和所述第二紧固片的所述紧固孔均设置有两个，所述紧固螺栓的数量对应设置为两个。

4.根据权利要求2所述的一种带散热结构的双头斯特林电机设备，其特征在于，所述散热翼片之间形成有让位间隙，部分所述的散热翼片上形成有让位孔，以使紧固工具可以从所述让位间隙穿过所述让位孔以实现对所述紧固螺栓的紧固动作。

5.根据权利要求2所述的一种带散热结构的双头斯特林电机设备，其特征在于，所述的第一紧固片和所述第二紧固片的数量均设置为两个，分别设置于所述的第一散热组件和第二散热组件的两端，所述紧固组件的数量对应设置为两个。

6.根据权利要求1所述的一种带散热结构的双头斯特林电机设备，其特征在于，所述散热翼片的长度方向与第一机身和所述第二机身的轴线方向平行。

7.根据权利要求1所述的一种带散热结构的双头斯特林电机设备，其特征在于，所述第一机身和所述第二机身一体设置。

8.根据权利要求7所述的一种带散热结构的双头斯特林电机设备，其特征在于，所述第一机身的尾端形成有第一背压腔，所述第二机身的尾端设置有第二背压腔，所述第一背压腔和所述第二背压腔连通设置。

9.根据权利要求1所述的一种带散热结构的双头斯特林电机设备，其特征在于，所述第一机身内部设置有第一压缩弹簧，所述第二机身的内部设置有第二压缩弹簧，所述第一压缩弹簧结构和刚度与所述第二压缩弹簧的结构和刚度相同。