CN206801723U - 两台并联斯特林机换热式回热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开的两台并联斯特林机换热式回热器，包括两台斯特林机，每台斯特林机包括膨胀室，膨胀室上固定加热器，膨胀室末端密封连接回热结构，回热结构另一端密封连接压缩室，压缩室与膨胀室在同一直线上，压缩室上固定冷凝器，每台斯特林机两端包括活塞，两台斯特林机通过同一回热结构连接；本实用新型解决了现有技术中换热强度不足的问题，膨胀室与压缩室的工质在换热管两边逆向流动，实现了逆流换热，换热管不需要很大的蓄热能力，换热效果好；本实用新的回热器用换热管取代现有的金属丝网，制造工艺简单，降低了成本，可靠性更高；适用于大功率斯特林发动机。

Description

两台并联斯特林机换热式回热器

技术领域

本实用新型属于能源设备技术领域，具体涉及两台并联斯特林机换热式回热器。

背景技术

回热器是现代斯特林机的重要工作装置之一，由于其使得斯特林发动机热效率提高！特别是近来在能源发电领域的良好表现被逐步受到重视，并得到长足的发展，但从现有的文献和专利文献来看，现有技术都是围绕单个斯特林热机的回热器工况进行改进和提高，主要方法是采用金属丝网蓄热式回热器。换热强度和时间明显不足。

大量的传统的斯特林机回热器试图通过设置横向换热通道达到减少纵向热流失，导致结构复杂，制造困难。但两个并联的斯特林发动机共用一个换热式回热器。实现以简单可靠的结构实现逆流换热式结构的换热，具有相当大的展望前景。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种两台并联斯特林机换热式回热器，解决了现有技术中换热强度不足的问题。

本实用新型所采用的技术方案是：两台并联斯特林机换热式回热器，包括两台斯特林机，每台斯特林机包括加热部分和冷凝部分，加热部分包括膨胀室，膨胀室上安装加热器，冷凝部分包括压缩室，压缩室上安装冷凝器，膨胀室和压缩室一端设置有活塞，

加热部分和冷凝部分之间密封连接回热结构，回热结构包括外壳，外壳内设置有垂直相交的第一换热管和第二换热管，外壳的中间设置相互垂直的第一隔热板和第二隔热板，第一隔热板和第二隔热板的4个边均和外壳密封连接，

两台斯特林机的膨胀室和压缩室密封连接第一换热管或第二换热管的管口所在外壳的侧面。

本实用新型的特征还在于，

外壳为非密封结构，第一换热管和第二换热管的管口均穿过外壳。

第一换热管和第二换热管均至少有2个，且相互平行。

外壳外包有绝热层。

本实用新型的有益效果是：

1).两台斯特林机的膨胀室与压缩室的工质分别在第一换热管、第一换热管两边逆向流动，实现了逆流换热，不需要很大的蓄热能力，换热效果好；

2).用换热管取代现有的金属丝网，制造工艺简单，降低了成本，可靠性更高；

3).本实用新型的两台并联斯特林机换热式回热器适用于大功率斯特林发动机。

附图说明

图1是本实用新型两台并联斯特林机换热式回热器的结构示意图；

图2是本实用新型两台并联斯特林机换热式回热结构示意图；

图3是本实用新型两台并联斯特林机换热式回热器结构的局部剖视图。

图中，1.膨胀室，2.加热器，3.回热结构，4.压缩室，5.冷凝器，6.活塞，7.绝热层；

301.外壳，302.第一换热管，303.第二换热管，304.第一隔热板，305.第二隔热板。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

本实用新型提供了两台并联斯特林机换热式回热器，如图1所示，包括两台斯特林机，每台斯特林机包括加热部分和冷凝部分，加热部分包括膨胀室1，膨胀室1上安装加热器2，冷凝部分包括压缩室4，压缩室4上安装冷凝器5，膨胀室1和压缩室4一端设置有活塞6，

如图2所示，加热部分和冷凝部分之间密封连接回热结构3，回热结构3包括外壳301，外壳301内设置有垂直相交的第一换热管302和第二换热管303，外壳301的中间设置相互垂直的第一隔热板304和第二隔热板305，第一隔热板304和第二隔热板305的4个边均和外壳301密封连接，

两台斯特林机的膨胀室1和压缩室4密封连接第一换热管302或第二换热管303的管口所在外壳301的侧面。

外壳301为非密封结构，第一换热管302和第二换热管303的管口均穿过外壳301。

如图3所示，第一换热管302和第二换热管303均至少有2个，且相互平行。

外壳301外包有绝热层7。

每一台斯特林机换热式回热器工作原理为：斯特林机包括膨胀室1和压缩室4，其中膨胀室1和压缩室4相对立，工质在膨胀室1内经加热器2加热，吸收热量，定温膨胀后，通过回热结构3到达压缩室4，回热结构3吸收部分热量，在压缩室4内被冷却器5冷却，热量被冷却器5空冷或者水冷带走，压缩室4活塞6开始上移压缩工质，使得工质通过回热结构3返回膨胀室1，膨胀室1的活塞6开始下移，完成一个循环。

本实用新型的两台并联斯特林机换热式回热器的工作原理为：两台斯特林机共用一个回热结构3，两台斯特林机处于对立状态：

a.第一台斯特林机运转时，工质在膨胀室1内吸收了热量，定温膨胀；同时第二台斯特林机工质经冷却器5冷却之后通过压缩室4的活塞6上移；

b.第一台斯特林机内工质携带吸收的热量通过回热结构3到达压缩室4，部分热量被回热结构3吸收热量，同时第二台斯特林机工质通过回热结构3到达膨胀室1，吸收回热结构3的热量；

c.第一台斯特林机的压缩室4内工质经冷却器5冷却之后通过压缩室4的活塞6上移压缩工质；同时第二台斯特林机在膨胀室1内经加热器2加热，活塞6下移；

d.第一台斯特林机内工质通过回热结构3到达膨胀室1，吸收回热结构3的热量，同时第二台斯特林机工质通过回热结构3到达压缩室4，部分热量被回热结构3吸收热量；

e.以上过程为完成一个循环。

活塞6上移时，工质被压缩；活塞6下移时，工质热膨胀。活塞6具有密封作用，保证斯特林发动机工作腔体的密封性能，可以连接转轴提供动力输出。

第一隔热板304和第二隔热板305将回热结构3分为四块区域保证热量集中换热，同时作为第一换热管302和第二换热管303构架支撑作用。

外壳301外包有绝热层7防止回热器热量外辐射耗损，保证第一换热管302和第二换热管303换热效率，降低回热器热损失。

外壳301为非密封结构，第一换热管302和第二换热管303的管口均穿过外壳301，为工质提供流动通道。

通过上述方式，本实用新型的两台并联斯特林机换热式回热器解决了现有技术中换热强度不足的问题，两台斯特林机膨胀室与压缩室的工质在换热管两面逆向流动，实现了逆流换热，一个处于定温膨胀过程，另一个就处于定温压缩过程；一个处于等容吸热过程，另一个就处于等容放热过程；一个处于定容放热过程，另一个就处于定容吸热过程；一个处于定温压缩过程，另一个就处于定温膨胀过程；如此形成一个循环，处于等容放热过程和等容吸热过程的两个工作腔内的工质在换热室回热器内流动方向相反，前者放热，后者吸热。处于定温膨胀过程和定温压缩过程的两个工作腔内的工质在回热器内基本不流动，前者吸热，后者放热。当斯特林机依次按等温膨胀过程、等容放热过程、等温压缩过程、等容吸热过程的斯特林循环运行时，位置相对的两个斯特林机工作腔依次按处于定温膨胀过程和定温压缩过程、处于等容放热过程和等容吸热过程、处于定温压缩过程和定温膨胀过程、处于等容吸热过程和等容放热过程的次序循环运行。在任何时间内的两个斯特林机内热传递方向都相反，正好实现逆流换热；换热管不需要很大的蓄热能力，换热效果好；换热管取代现有的金属丝网，制造工艺简单，降低了成本，可靠性更高；适用于大功率斯特林发动机。

Claims (4)

1.两台并联斯特林机换热式回热器，其特征在于，包括两台斯特林机，每台所述斯特林机包括加热部分和冷凝部分，所述加热部分包括膨胀室(1)，所述膨胀室(1)上安装加热器(2)，所述冷凝部分包括压缩室(4)，所述压缩室(4)上安装冷凝器(5)，所述膨胀室(1)和压缩室(4)一端设置有活塞(6)，

所述加热部分和冷凝部分之间密封连接回热结构(3)，所述回热结构(3)包括外壳(301)，所述外壳(301)内设置有垂直相交的第一换热管(302)和第二换热管(303)，所述外壳(301)的中间设置相互垂直的第一隔热板(304)和第二隔热板(305)，所述第一隔热板(304)和第二隔热板(305)的4个边均和外壳(301)密封连接，

两台所述斯特林机的膨胀室(1)和压缩室(4)密封连接第一换热管(302)或第二换热管(303)的管口所在外壳(301)的侧面。

2.如权利要求1所述的两台并联斯特林机换热式回热器，其特征在于，所述外壳(301)为非密封结构，第一换热管(302)和第二换热管(303)的管口均穿过外壳(301)。

3.如权利要求2所述的两台并联斯特林机换热式回热器，其特征在于，所述第一换热管(302)和第二换热管(303)均至少有2个，且相互平行。

4.权利要求2所述的两台并联斯特林机换热式回热器，其特征在于，所述外壳(301)外包有绝热层(7)。