CN108240270A - 一种回热结构及其布置方式 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种回热结构及其布置方式，属于斯特林电机的技术领域。一种回热结构及其布置方式包括沿斯特林电机的热端向冷端方向依次设置的热端散热片、再生器和冷端散热片，同时，再生器为带有若干凸起的薄膜卷设而成，散热片为片状的金属条多次折叠并首尾相连组成的环状，并且相邻的折叠间形成有多层错位孔隙；本发明将再生器用带有凸起的薄膜呈卷设置，保证每层薄膜之间均有间隙，利于通气、换热和吸热，且成本低，制造方便，同时，还将散热片呈折叠设置，并形成多层错位的孔隙，同样利于通气，提升回热效率，并且，热端散热片高度大于冷端散热片，利于放热，性能更好，还将两散热器和再生器厚度一致并与壳体均贴合，提升了回热性能。

Description

一种回热结构及其布置方式

技术领域

本发明涉及斯特林电机的技术领域，具体是涉及一种回热结构及其布置方式。

背景技术

斯特林电机存在有冷端和热端，并且在冷端和热端之间设置有回热结构，在冷端和热端中的工质在流动的过程中经过回热结构，通过回热结构实现交替的吸热和放热，从而实现斯特林电机的正常运转。

传统的，回热结构一般包括热端散热片、冷端散热片以及再生器，并且再生器一般为不锈钢金属丝网，通过不锈钢金属丝网的吸热和放热能力，满足工质温度和压力的变化。但是，传统的回热结构由于采用了不锈钢金属丝网的再生器，导致在生产或维护以及维修过程中造成了一定拆装困难问题，同时，不锈钢金属丝网由于其结构的原因，导致其吸热和放热分布的不均匀性，还造成了吸热和放热效率低的问题。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，现旨在提供一种回热结构及其布置方式，以在斯特林电机的活塞的运动壳体外套设一回热结构，且回热结构位于斯特林电机圆筒状外壳内，回热结构包括位于热端的热端散热片和冷端的冷端散热片，同时，热端散热片和冷端散热片之间设置有再生器，并且冷端散热片通过固定环安装于运动壳体上，热端散热片和再生器直接套设于运动壳体上，同时，再生器为带有凸起的薄膜规则卷曲而成，透气性好，更能实现气体的间隔式吸热和放热，热端散热片和冷端散热片均为片状的金属带经折叠后形成的波浪形弯折带，并将每一弯折带的首尾连接形成环形散热片，实现了热端和冷端的导气和散热，同时，热端散热片高度大于冷端散热片高度，放热效果更好，提升了回热结构的性能，从而提高了斯特林电机的使用性能。

具体技术方案如下：

一种回热结构，具有这样的特征，包括：两散热片、再生器以及固定环，两散热片分别设置于再生器的两端，其中，

再生器为薄膜呈卷设置，薄膜上规则设置有若干凸起，并且呈卷后的再生器的相邻的两层的薄膜之间的凸起错开设置；

两散热片为热端散热片和冷端散热片，热端散热片和冷端散热片均为片状的金属带多次折叠而成，并且折叠后的金属带首尾相连形成环形散热片，同时，热端散热片的高度大于冷端散热片的高度；

固定环为薄壁金属环，固定环设置于冷端散热片的环形内圈内，且固定环的外壁与冷端散热片的内壁贴合。

上述的一种回热结构，其中，呈卷设置的再生器设置有中空，且再生器的中空直径大小与热端散热片的内圈直径大小一致。

上述的一种回热结构，其中，再生器的薄膜上的凸起呈棱锥设置。

上述的一种回热结构及其布置方式，其中，再生器的最外层薄膜与相邻层之间均设置有焊点，再生器的最内层薄膜与相邻层之间同样设置有焊点，焊点为熔点。

上述的一种回热结构，其中，散热片上的每层折叠的横截面形状均呈“S”字形设置，且相邻的两层折叠的布置方向相反，并在相邻的两层折叠之间形成孔隙。

上述的一种回热结构，其中，散热片的横截面上，孔隙设置有四层，且四层孔隙呈错位分布。

上述的一种回热结构，其中，热端散热片、冷端散热片以及再生器的厚度均相同。

一种布置方式，具有这样的特征，包括上述回热结构，还包括运动壳体和外壳，运动壳体为斯特林电机的活塞在其内部运动的壳体，运动壳体为筒状，且运动壳体靠近斯特林电机冷端的一端设置有凹陷的台阶，外壳为斯特林电机的外部壳体，外壳呈桶状设置，外壳套设在运动壳体外，回热结构设置于运动壳体和外壳之间，且沿斯特林电机的热端到冷端的方向依次设置有热端散热片、再生器和冷端散热片。

上述的一种布置方式，其中，热端散热片和再生器的内壁均贴合于运动壳体的外壁上，热端散热片、冷端散热片以及再生器的外壁均贴合于外壳的内壁上。

上述的一种布置方式，其中，固定环的内壁贴合于运动壳体呈台阶设置的一端的外壁上。

上述技术方案的积极效果是：1、再生器呈卷设置，且再生器由带有凸起的薄膜卷设而成，每层之间均设置有间隙，透气性好，便于交替性的吸热和放热，提升了回热结构的性能；2、热端散热片、冷端散热片以及再生器的厚度均一致，且热端散热片和再生器直接将运动壳体和外壳之间的间隙封住，冷端散热片通过固定环将运动壳体和外壳之间的间隙封住，实现了斯特林电机热端和冷端之间的气体进行流动时，都必须经过两散热片和再生器，提升了斯特林电机的使用性能；3、热端散热片的高度大于冷端散热片的高度，使热端散热片的放热效果更好，提升了回热结构的性能；4、薄膜卷设的再生器的内层和外层通过熔点焊接在其他层上，可防止再生器散掉，维持其形状，且操作方便，易于生产。

附图说明

图1为本发明的一种回热结构及其布置方式的实施例的结构图；

图2为本发明一较佳实施例的再生器的展开图；

图3为本发明一较佳实施例的再生器的一视角的结构图；

图4为本发明一较佳实施例的散热器的展开状态的横截面图。

附图中：1、运动壳体；2、外壳；3、热端散热片；31、孔隙；4、冷端散热片；5、再生器；51、凸起；52、焊点；6、固定环。

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。

图1为本发明的一种回热结构的实施例的结构图；图2为本发明一较佳实施例的再生器的展开图；图3为本发明一较佳实施例的再生器的一视角的结构图；图4为本发明一较佳实施例的散热器的展开状态的横截面图。如图1、图2、图3以及图4所示，本实施例提供的回热结构包括：热端散热片3、孔隙31、冷端散热片4、再生器5、凸起51、焊点52以及固定环6。

具体的，将斯特林电机中活塞运动的腔体作为运动壳体1，在斯特林电机的外部的壳体为外壳2，且于运动壳体1呈圆筒状设置，在运动壳体1靠近斯特林电机冷端的一端设置有凹陷的台阶，外壳2呈圆桶装设置，同时，外壳2套设于运动壳体1上，运动壳体1和外壳2之间设置有回热结构。

具体的，回热结构包括两散热片和一再生器5，两散热片分别设置于再生器5的两端。两散热片分别为热端散热片3和冷端散热片4，并且沿斯特林电机的热端到冷端的方向依次设置有热端散热片3、再生器5和冷端散热片4，同时，冷端散热片4上设置有固定环6，固定环6为薄壁金属环，固定环6设置于冷端散热片4的环形内圈内，且固定环6的外壁与冷端散热片4的内壁贴合，通过固定环6将冷端散热片4固定于运动壳体1上。

具体的，两散热片均为片状的金属带经多次折叠后形成的，折叠后的散热片呈波浪形设置，并且将折叠后的散热片首尾相连形成环形散热片，便于套设于运动壳体1和外壳2之间，效果更加合理。

更加具体的，热端散热片3的高度大于冷端散热片4的高度，提升了放热效率，从而提升了回热结构的性能，提高了斯特林电机的总体性能。并且，散热片的每一折叠的横截面形状均呈“S”字形设置，同时，相邻的两折叠的设置方向相反，从而在两相邻的折叠之间形成孔隙31，便于气体的通过，并且，一散热片上设置有四层孔隙31，且四层孔隙31均呈错位设置，更加充分与气体热交换，提升回热结构的性能。

更加具体的，再生器5呈卷设置，再生器5设置有中空，且再生器5在呈卷后的中空内径大小与呈环状设置的热端散热片3的内径大小一致，同时，再生器5为薄膜卷设而成，且薄膜上规则设置有若干凸起51，并且在薄膜卷设后，相邻两层薄膜上的凸起51呈错开设置，保证了每一凸起51均能将两层的薄膜分开并形成间隙，便于气体的流通，提升再生器5的交替性的吸热和放热能力，提升使用性能。

更加具体的，再生器5上的最外层薄膜与相邻层之间设置有焊点52，再生器5上的最内层薄膜与相邻层之间同样设置有焊点52，防止了成卷后的再生器5上的薄膜会散开，安全性更高，稳定性更好。优选的，焊点52为熔点，将最外层或最内层的薄膜的边缘经过受热熔化后与其他层的薄膜粘接在一起，操作方便，无需额外增加材料成本，生产更加快速、便捷，同时成本较低。

作为优选的实施方式，再生器5上的凸起51呈棱锥设置，保证了凸起51和薄膜之间的接触面积小，更利于气体的流通，并且棱锥的凸起51结构更加稳定，不易在安装再生器5的过程中由于挤压造成相邻层的薄膜贴在一起，提升了结构的稳定性，保证了再生器5的使用性能。

作为优选的实施方式，热端散热片3的厚度、冷端散热片4的厚度以及再生器5的厚度均一致，实现了气体流动的通畅性，保证了回热结构工作的最优性能。

在安装过程中，呈环形设置的热端换热器的内壁与运动壳体1的外壁贴合，热端换热器的外壁与运动壳体1的内壁贴合，同时，再生器5的内壁与运动壳体1的内壁贴合，再生器5的外壁与运动壳体1的内壁贴合，并且在冷端散热片4上，冷端散热片4的外壁与外壳2的内壁贴合，冷端散热片4的内壁与固定环6的外壁贴合，固定环6的内壁与运动壳体1设置有凹陷台阶的一端的外壁贴合，且热端散热片3和再生器5直接将运动壳体1和外壳2之间的间隙封住，冷端散热片4通过固定环6将运动壳体1和外壳2之间的间隙封住，保证了斯特林电机的热端和冷端气体完全从两个散热片和再生器5中通过，提升了回热结构的性能。

本实施例提供的回热结构及其布置方式，包括沿斯特林电机的热端向冷端方向依次设置的热端散热片3、再生器5和冷端散热片4，并且三者厚度一致，热端散热片3的高度大于冷端散热片4的高度，同时，再生器5为带有若干凸起51的薄膜卷设而成，散热片为片状的金属条多次折叠并首尾相连组成的环状，并且相邻的折叠间形成有多层错位孔隙31；将再生器5用带有凸起51的薄膜呈卷设置，保证每层薄膜之间均有间隙，利于通气、换热和吸热，且成本低，制造方便，同时，还将散热片呈折叠设置，并形成多层错位的孔隙31，同样利于通气，提升回热效率，并且，热端散热片3高度大于冷端散热片4，利于放热，性能更好，还将两散热器和再生器5厚度一致并与壳体均贴合，提升了回热性能。

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 (10)

1.一种回热结构，其特征在于，包括：两散热片、再生器以及固定环，两所述散热片分别设置于所述再生器的两端，其中，

所述再生器为薄膜呈卷设置，所述薄膜上规则设置有若干凸起，并且呈卷后的所述再生器的相邻的两层的所述薄膜之间的所述凸起错开设置；

两所述散热片为热端散热片和冷端散热片，所述热端散热片和所述冷端散热片均为片状的金属带多次折叠而成，并且折叠后的所述金属带首尾相连形成环形散热片，同时，所述热端散热片的高度大于所述冷端散热片的高度；

所述固定环为薄壁金属环，所述固定环设置于所述冷端散热片的环形内圈内，且所述固定环的外壁与所述冷端散热片的内壁贴合。

2.根据权利要求1所述的一种回热结构，其特征在于，呈卷设置的所述再生器设置有中空，且所述再生器的中空直径大小与所述热端散热片的内圈直径大小一致。

3.根据权利要求2所述的一种回热结构，其特征在于，所述再生器的所述薄膜上的所述凸起呈棱锥设置。

4.根据权利要求1所述的一种回热结构，其特征在于，所述再生器的最外层薄膜与相邻层之间设置有焊点，所述再生器的最内层薄膜与相邻层之间同样设置有焊点,所述焊点为熔点。

5.根据权利要求1所述的一种回热结构，其特征在于，所述散热片上的每层折叠的横截面形状均呈“S”字形设置，且相邻的两层折叠的布置方向相反，并在相邻的两层折叠之间形成孔隙。

6.根据权利要求5所述的一种回热结构，其特征在于，所述散热片的横截面上，所述孔隙设置有四层，且四层所述孔隙呈错位分布。

7.根据权利要求1所述的一种回热结构，其特征在于，所述热端散热片、所述冷端散热片以及所述再生器的厚度均相同。

8.一种布置方式，其特征在于，包括权利要求1～7所述回热结构，还包括运动壳体和外壳，所述运动壳体为斯特林电机的活塞在其内部运动的壳体，所述运动壳体为筒状，且所述运动壳体靠近斯特林电机冷端的一端设置有凹陷的台阶，所述外壳为斯特林电机的外部壳体，所述外壳呈桶状设置，所述外壳套设在所述运动壳体外，所述回热结构设置于所述运动壳体和所述外壳之间，且沿斯特林电机的热端到冷端的方向依次设置有所述热端散热片、所述再生器和所述冷端散热片。

9.根据权利要求8所述的一种布置方式，其特征在于，所述热端散热片和所述再生器的内壁均贴合于所述运动壳体的外壁上，所述热端散热片、所述冷端散热片以及所述再生器的外壁均贴合于所述外壳的内壁上。

10.根据权利要求8所述的一种布置方式，其特征在于，所述固定环的内壁贴合于所述运动壳体呈台阶设置的一端的外壁上。