CN106762212B - 一种斯特林电机及除霜单元 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种斯特林电机的除霜单元及斯特林电机，用于固定于斯特林电机的冷端，包括换热组件、加热组件以及固定结构，所述换热组件通过固定结构与固定于所述冷端；所述加热组件工作时对换热组件加热；所述加热组件包括加热管，所述换热组件靠近所述固定结构的一侧开设有嵌槽，所述嵌槽的形状与所述加热管适配，所述加热管嵌入所述嵌槽设置。除霜单元通过换热组件与加热组件接触，加热组件就不会直接暴露在空气中，而是对换热组件进行加热，换热组件直接与冷端接触，由于气体介质的换热效率大于固体介质，加热管嵌入换热组件中，热量优先传导到冷端，在热平衡原理的作用下不容易溢散到空气中，保证了斯特林电机的工作效率。

Description

一种斯特林电机及除霜单元

技术领域

本发明涉及电机技术领域，具体涉及斯特林电机的除霜单元。

背景技术

斯特林发动机是除蒸汽机和内燃机之外的又一类往复式动力机械；斯特林发动机既可作为原动机使用，也可以作为致冷机、热泵或压力发生器使用。其结构包括励磁结构、机械动力装置以及换热室，机械动力装置通过机械运动压缩或膨胀换热室内部的工质，而这些工质一般为惰性气体，惰性气体被压缩时温度降低，而相应的膨胀动作会使温度上升，而通过这样的循环，就可以在电机的外部为分别形成冷端和热端，起到制冷或者制热的功能；而利用该循环的逆循环，也就是通过在热端和冷端分别给予不同温度的换热介质，使热端的工质被加热而冷端的工质被降温，带动机械动力装置动作，使得励磁结构可以输出电流，作发电用。

而斯特林电机的的冷端由于制冷效果，容易产生结霜现象，而目前通过一除霜单元固定在斯特林电机的冷端，进行除霜工作，而目前的除霜单元中的加热组件的一部分直接与冷端接触，另一部分裸露，而这样一来，加热组件对冷端加热的同时，会对空气进行加热，影响斯特林电机的工作效率。

发明内容

本发明的第一目的在于，提供一种斯特林电机的除霜单元，可以使加热组件不直接与空气接触，解决以上技术问题；

本发明的第二目的在于，提供一种斯特林电机，可以使除霜单元的加热组件不直接与空气接触，解决以上技术问题；

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：一种斯特林电机的除霜单元，用于固定于斯特林电机的冷端，包括换热组件、加热组件以及固定结构，所述换热组件通过固定结构与固定于所述冷端；所述加热组件工作时对换热组件加热；所述加热组件包括加热管，所述换热组件靠近所述固定结构的一侧开设有嵌槽，所述嵌槽的形状与所述加热管适配，所述加热管嵌入所述嵌槽设置。

进一步的，所述加热管的截面形状设置为圆形，所述嵌槽的形状对应所述加热管设置。

进一步的，所述换热组件包括一体设置的换热板、换热翼片和条状换热凸起，所述换热翼片和条状换热凸起分别设置于所述换热板的两侧，且所述换热翼片的长度方向和所述条状换热凸起的长度方向平行；所述嵌槽开设于所述条状换热凸起上。

进一步的，所述加热管的数量设置为两个，所述嵌槽和所述条状换热凸起的数量所述加热管的数量对应设置为两个，且两个条状加热凸起之间具有让位空间，所述固定结构包括圆管抱箍，所述圆管抱箍与所述换热板固定，所述圆管抱箍包括一紧固单元，所述圆管抱箍通过紧固单元将所述冷端抱死，且所述圆管抱箍的一部分位于所述让位空间中。

进一步的，所述条状换热凸起的横截面面积大于或等于所述加热管的横截面面积。

进一步的，所述条状换热凸起的横截面形状为圆环，所述条状换热凸起的内壁厚度小于或等于所述换热板的厚度。

进一步的，所述加热组件还包括温度传感器，所述温度传感器固设于所述换热组件的间隙中用于检测所述换热组件的温度，所述温度传感器连接于所述加热管的控制单元，所述换热组件与所述加热管连接并控制所述加热管工作。

进一步的，所述圆管抱箍包括若干沿轴向贯穿所述圆管抱箍的螺纹孔，所述换热组件通过所述螺纹孔与所述圆管抱箍螺纹连接。

进一步的，所述圆管抱箍的外侧面形成有若干形变槽，所述形变槽沿所述圆管抱箍的轴向延伸贯穿所述圆管抱箍。

为了实现本发明的第二目的，提供一种斯特林电机，包括冷端，所述冷端固定有上述的斯特林电机的除霜单元。

有益效果：由于采用以上技术方案，本发明通过这个技术方案，由于这样设置，除霜单元通过换热组件与加热组件接触，加热组件就不会直接暴露在空气中，而是对换热组件进行加热，换热组件直接与冷端接触，由于气体介质的换热效率大于固体介质，加热管嵌入换热组件中，热量优先传导到冷端，在热平衡原理的作用下不容易溢散到空气中，保证了斯特林电机的工作效率。

附图说明

图1为本发明的斯特林电机内部侧视方向示意图；

图2为本发明的斯特林电机内部俯视方向示意图；

图3为图2中A-A方向示意图；

图4为实施例2中换热组件结构示意图；

图5为图4的B部放大图。

附图标记：100、壳体；200、电机本体；210、热端；220、冷端；310、固定结构；311、圆管抱箍；3111、紧固单元；312、螺纹孔；3112、形变槽；320、换热组件；321、嵌槽；322、换热翼片；323、间隙；324、条形换热凸起；325、换热板；330、加热组件；331、加热管；332、温度传感器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。

实施例1，参照图1-2，一种带除霜单元的斯特林电机，包括壳体100以及电机本体200，电机本体200包括有冷端220和热端210，冷端220设置有除霜单元，除霜单元包括换热组件320、加热组件330以及固定结构310，换热组件320通过固定结构310与固定于冷端220；加热组件330工作时对换热组件320加热；加热组件330包括加热管331，换热组件320靠近固定结构310的一侧，嵌槽321的形状与加热管331适配，加热管331嵌入嵌槽321设置。加热管331设置为两个，嵌槽321的数量对应换热管的数量设置。换热管的设置方向与换热翼片322的长度方向相同。

换热组件320所述换热组件包括一体设置的换热板325、换热翼片322和条状换热凸起324，每一换热翼片322与壳体100的底面不平行，且在相邻的换热翼片322之间形成间隙323，换热翼片322于壳体100的底面垂直。固定结构310包括圆管抱箍311，圆管抱箍311包括一紧固单元3111，圆管抱箍311通过紧固单元3111将冷端220抱死；圆管抱箍311包括若干沿轴向贯穿圆管抱箍311的螺纹孔312，换热组件320通过螺纹孔312与圆管抱箍311螺纹连接，具体可以是在换热组件320的对应位置设置螺纹孔312，通过螺栓依次穿过圆管抱箍311和换热组件320上的螺纹孔312实现固定，如图3所示，螺纹孔312可以设置为四个提高固定效果，而紧固单元3111可以是目前适用于圆管抱箍311的任意结构，可以是卡接结构，可以是螺纹紧固结构，图3所示的为螺纹紧固结构，通过螺栓抱死斯特林电机的冷端220实现固定效果。

所述圆管抱箍的外侧面形成有若干形变槽3112，所述形变槽3112沿所述圆管抱箍311的轴向延伸贯穿所述圆管抱箍311。由于如果需要实现导冷，那么势必要增加圆管抱箍311的壁厚，而壁厚增加使得圆管抱箍311不易形变，所以设置如图所示的形变槽3112，以便于所述圆管抱箍311的形变，形变槽3112沿所述圆管抱箍311的周向均匀分布。

加热组件330包括加热管331，换热组件320上开设有嵌槽321，嵌槽321的形状与加热管331适配，加热管331嵌入嵌槽321设置。换热管是直接嵌入嵌槽321设置的，且换热管为圆管，可以增加其与换热组件320的接触面积，提高加热效果，同时，对换热管进行加热时，会直接加热换热组件320，就不会对空气进行加热，保证斯特林电机的工作效率和提高除霜单元的工作效率。

加热组件330还包括温度传感器332，温度传感器332固设于换热组件320的间隙323中用于检测换热组件320的温度，温度传感器332连接于加热管331的控制单元，换热单元与加热管331连接并控制加热管331工作。通过温度传感器332设置在任意的间隙323上，对间隙323进行温度检测，避免换热组件320温度过高影响斯特林电机的工作效率，而控制单元的具体电路不做赘述，可以是由比较电路和开关单元组成的恒温控制电路，而温度传感器332可以采用粘接或螺纹连接固定于所述换热组件320的间隙323上。

实施例2，参照图4所示，与实施例1的区别在于，实施例2中所述换热翼片322和条状换热凸起分别设置于所述换热板325的两侧，且所述换热翼片322的长度方向和所述条状换热凸起的长度方向平行；所述嵌槽321开设于所述条状换热凸起上，所述加热管331的数量设置为两个，所述嵌槽321和所述条状换热凸起的数量所述加热管331的数量对应设置为两个，且两个条状加热凸起之间具有让位空间，所述固定结构310包括圆管抱箍311，所述圆管抱箍311与所述换热板325固定，所述圆管抱箍311包括一紧固单元3111，所述圆管抱箍311通过紧固单元3111将所述冷端220抱死，且所述圆管抱箍311的一部分位于所述让位空间中。这样设置，换热板325的体积就由于存在的让位空间得以减少整个换热组件320的体积相对减小，以使得热容减小，提高换热翼片322的换热效率。进一步的，所述条状换热凸起的横截面面积大于或等于所述加热管331的横截面面积。如图5所示，通过这样设计，加热管331加热的条状换热凸起时，由于条状换热凸起的横截面积大于加热管331的横截面积，也就是S1的面积大于S2的面积，使得热量更容易从条状散热凸起导入到换热板325上，从而在换热翼片322上与空气接触，不会在条状换热凸起上直接逸散。进一步的，所述条状换热凸起的横截面形状为圆环，所述条状换热凸起的内壁厚度小于或等于所述换热板325的厚度，也就是D2大于D1。这样一来，可以使得热量更容易从条状散热凸起导入到换热板325上，圆管抱箍311和换热板325之间还可以设置导热硅胶。

实施例3，将实施例1中的除霜单元单独使用，通过固定结构330可以将该除霜单元固定于任意的斯特林电机上，实现除霜工作。

以上所述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 (10)

1.一种斯特林电机的除霜单元，用于固定于斯特林电机的冷端，其特征在于，包括换热组件、加热组件以及固定结构，所述换热组件通过固定结构与固定于所述冷端；所述加热组件工作时对换热组件加热；所述加热组件包括加热管，所述换热组件靠近所述固定结构的一侧开设有嵌槽，所述嵌槽的形状与所述加热管适配，所述加热管嵌入所述嵌槽设置。

2.根据权利要求1所述的一种斯特林电机的除霜单元，其特征在于，所述加热管的截面形状设置为圆形，所述嵌槽的形状对应所述加热管设置。

3.根据权利要求1所述的一种斯特林电机的除霜单元，其特征在于，所述换热组件包括一体设置的换热板、换热翼片和条状换热凸起，所述换热翼片和条状换热凸起分别设置于所述换热板的两侧，且所述换热翼片的长度方向和所述条状换热凸起的长度方向平行；所述嵌槽开设于所述条状换热凸起上。

4.根据权利要求3所述的一种斯特林电机的除霜单元，其特征在于，所述加热管的数量设置为两个，所述嵌槽的数量、所述条状换热凸起的数量和所述加热管的数量对应设置为两个，且两个条状换热凸起之间具有让位空间，所述固定结构包括圆管抱箍，所述圆管抱箍与所述换热板固定，所述圆管抱箍包括一紧固单元，所述圆管抱箍通过紧固单元将所述冷端抱死，且所述圆管抱箍的一部分位于所述让位空间中。

5.根据权利要求4所述的一种斯特林电机的除霜单元，其特征在于，所述条状换热凸起的横截面面积大于或等于所述加热管的横截面面积。

6.根据权利要求4所述的一种斯特林电机的除霜单元，其特征在于，所述条状换热凸起的横截面形状为圆环，所述条状换热凸起的内壁厚度小于或等于所述换热板的厚度。

7.根据权利要求1所述的一种斯特林电机的除霜单元，其特征在于，所述加热组件还包括温度传感器，所述温度传感器固设于所述换热组件的间隙中用于检测所述换热组件的温度，所述温度传感器连接于所述加热管的控制单元，换热组件与所述加热管连接并控制所述加热管工作。

8.根据权利要求4所述的一种斯特林电机的除霜单元，其特征在于，所述圆管抱箍包括若干沿轴向贯穿所述圆管抱箍的螺纹孔，所述换热组件通过所述螺纹孔与所述圆管抱箍螺纹连接。

9.根据权利要求4所述的一种斯特林电机的除霜单元，其特征在于，所述圆管抱箍的外侧面形成有若干形变槽，所述形变槽沿所述圆管抱箍的轴向延伸贯穿所述圆管抱箍。

10.一种斯特林电机，包括冷端，其特征在于，所述冷端固定有如权利要求1-9任意一项所述的斯特林电机的除霜单元。