CN211819714U - 一种斯特林发动机环形加热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种斯特林发动机环形加热器，包括燃烧室、气缸、位于燃烧室进气口处用于增大进气压力的风机、与风机相连的扩压管、位于燃烧室内包围气缸一周的环形气室、设于环形气室内圈的燃气喷嘴、位于燃气喷嘴附近用于点火的点火器、用于驱动点火器的供电线路、位于燃烧室上部用于排出废气的排气管、与环形气室外部连接的管道、位于管道上的气阀以及与管道相连的外部天然气储气罐。本实用新型通过采用外加燃烧室和环形气室的外部加热装置，并且气缸选择导热条件好的材料，增加加热面积，使得燃烧室内温度更均匀，气缸内部工质吸热量增加，加热器表面平均温度高，从而提高斯特林发动机的热效率。

Description

一种斯特林发动机环形加热器

技术领域：

本实用新型涉及一种斯特林发动机环形加热器，其属于发动机加热器技术领域。

背景技术：

斯特林发动机是一种外部供热或燃烧的活塞式发动机,适用于各种能源，无论是液态的、气态的或固态的燃料，如天然气、柴油、液化石油气及清洁燃料。当采用载热系统(如热管)间接加热时，几乎可以使用任何高温热源。在分布式能源领域、清洁燃气发电领域、太阳能发电领域有着重要的应用。

斯特林发动机理想循环又称之为斯特林循环，包括两个等温过程和两个等容过程。斯特林循环实际上是以等容过程替换了卡诺循环的等熵过程，因此，斯特林循环可以达到热力学最高效率——卡诺循环效率，同时斯特林发动机单次循环做功要比卡诺循环大，因此，斯特林循环有很好的做功效益，发动机本身不需要作任何更改。

斯特林发动机主要由外部供热燃烧系统、工作循环系统热能一机械能转换系统、传动系统机械能输出系统、辅助系统以及监控系统等组成。外燃系统是斯特林发动机的重要组成部分,其主要功能是通过合理、高效地组织燃烧与换热,将燃料的化学能转化为热能并通过热交换器传递给加热器,再由加热器将热能通过热交换传递给机内工质,从而使得机内工质在发动机内膨胀做功,将热能转换成机械能。由此可见,一台发动机效率的高低,不仅取决于发动机本身的循环效率,而且与其外燃系统的燃烧转换效率的高低也有着很大的关系。为此,要设计出高效、可靠的斯特林发动机,外燃系统的设计至关重要。

在实际斯特林循环中，一方面，现有加热器外部供热能量不足，热损耗大，导致加热管内工质温度不够高，对外做功较弱。另一方面，工质的压缩产生的压缩热,有可能使得在加热器管体内的气体工质温度高于加热器管体的壁面温度,对于加热器管体材料的耐温性和使用寿命提出了挑战。现有加热器中存在的上述问题,不但会降低斯特林发动机的热效率,严重时更会导致加热管体的超温爆管,使斯特林发动机无法正常运转。

综上所述，为改进斯特林发动机的工作性能，对其燃烧室与加热器进行优化设计是有必要的。

实用新型内容：

本实用新型提供一种斯特林发动机环形加热器，通过采用外加燃烧室和环形气室的外部加热装置，并且气缸选择导热条件好的材料，增加加热面积，使得燃烧室内温度更均匀，气缸内部工质吸热量增加，加热器表面平均温度高，从而提高斯特林发动机的热效率。

本实用新型所采用的技术方案有：一种斯特林发动机环形加热器，包括燃烧室、气缸、位于燃烧室进气口处用于增大进气压力的风机、与风机相连的扩压管、位于燃烧室内包围气缸一周的环形气室、设于环形气室内圈的燃气喷嘴、位于燃气喷嘴附近用于点火的点火器、用于驱动点火器的供电线路、位于燃烧室上部用于排出废气的排气管、与环形气室外部连接的管道、位于管道上的气阀以及与管道相连的外部天然气储气罐。

进一步地，所述燃气喷嘴的数目为六个，环形分布于环形气室的内侧，相互成60°夹角。

进一步地，所述点火器位于环形气室内侧，和燃气喷嘴并排放置，所述燃气喷嘴和点火器呈交错布置。

进一步地，所述气阀共包括两个，分别位于环形气室之内的燃料供给管道上和燃烧室外的燃料供给管道上。

进一步地，所述扩压管位于燃烧室的右下方，排气管位于燃烧室的左上方，二者呈错开布置。

进一步地，所述风机布置于燃烧室进气口处，呈圆形。

本实用新型具有如下有益效果：外加燃烧室的环形气室加热器可抵抗任何方向上的风速影响，使加热器燃烧稳定，大大提高加热器的加热效率；环形气室的加热结构，将受热面积由局部受热增加到整个圆柱侧面都受热，使得受热面积大大增加，从而提升换热效率；装有风机的扩压管进气通道使得燃烧室在由充足的新鲜空气支持燃烧的基础上还进一步地降低了进气口出空气的速度，减少燃烧室内空气对流，使得火焰稳定，加热稳定；整个加热装置架构简单，制造工艺简单，维修方便，具有良好的经济性。

附图说明：

图1为本实用新型斯特林发动机环形加热器的整体结构示意图。

图2为图1的另一示意图。

图3位图1的又一结构示意图。

图4位图1的又一结构示意图。

图5为本实用新型风机的示意图。

图6为本实用新型环形加热器示意图。

图7为图6的另一示意图。

具体实施方式：

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

本实用新型斯特林发动机环形加热器包括燃烧室1、气缸、位于燃烧室1进气口处用于增大进气压力的风机2、与风机2相连的扩压管3、位于燃烧室1内包围气缸一周的环形气室4、设于环形气室4内圈的燃气喷嘴5、位于燃气喷嘴5附近用于点火的点火器6、用于驱动点火器6的供电线路、位于燃烧室1上部用于排出废气的排气管8、与环形气室4外部连接的管道9、位于管道9上的气阀10以及与管道9相连的外部天然气储气罐。

燃气喷嘴5的数目为六个，环形分布于环形气室4的内侧，相互成60°夹角。

点火器6位于环形气室4内侧，和燃气喷嘴5并排放置。

气阀10共包括两个，分别位于环形气室4之内的燃料供给管道上和燃烧室外的燃料供给管道上。

如图1至图4所示，扩压管3位于燃烧室1的右下方，排气管8位于燃烧室1 的左上方，二者呈错开布置，风机2设置在扩压管3的进口处。

如图5所示，风机2布置于燃烧室1进气口处，呈圆形。

如图6至图7所示，燃油供给管道9与环形气室4外部连接，环形气室4内圈开孔燃气喷嘴5，在燃气喷嘴5附近设置点火器6，燃气喷嘴5和点火器6在环形气室4内部呈交错布置。

本实用新型斯特林发动机环形加热器，加热器为环形设计，环形气室4包围在气缸外侧，燃气喷嘴5位于环形气室4和气缸之间，燃气喷嘴5附近设有用于点火的点火器6，斯特林发动机开始起动之前，先打开靠近天然气储气罐处的管道9上的气阀10，同时燃烧室1进气口处风机2开始工作，然后再打开管道9进入燃烧室1入口处设置的气阀10通入可燃气体，外部空气在风机2的作用下进入扩压管3，其次开始点火，在点火器6的作用下点燃可燃气体，扩压管3会使得进入的空气流速下降，不至于影响燃气喷嘴5处可燃气体燃烧，空气由燃烧室1左侧下方的进气口进入，燃烧废气由燃烧室1 右侧上方的排气口排出，燃烧室1内气体流向为向上和水平流动，能够尽可能减小气体流动对可燃气体燃烧造成的影响。

本实用新型斯特林发动机环形加热器通过支架及其缓震装置固定在工作机上，支架分为垂向固定支架和横向固定支架，垂向固定支架位于燃烧室下方，横向固定支架位于燃烧室侧壁。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下还可以作出若干改进，这些改进也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种斯特林发动机环形加热器，其特征在于：包括燃烧室(1)、气缸、位于燃烧室(1)进气口处用于增大进气压力的风机(2)、与风机(2)相连的扩压管(3)、位于燃烧室(1)内包围气缸一周的环形气室(4)、设于环形气室(4)内圈的燃气喷嘴(5)、位于燃气喷嘴(5)附近用于点火的点火器(6)、用于驱动点火器(6)的供电线路、位于燃烧室(1)上部用于排出废气的排气管(8)、与环形气室(4)外部连接的管道(9)、位于管道(9)上的气阀(10)以及与管道(9)相连的外部天然气储气罐。

2.如权利要求1所述的斯特林发动机环形加热器，其特征在于：所述燃气喷嘴(5)的数目为六个，环形分布于环形气室(4)的内侧，相互成60°夹角。

3.如权利要求2所述的斯特林发动机环形加热器，其特征在于：所述点火器(6)位于环形气室(4)内侧，和燃气喷嘴(5)并排放置，所述燃气喷嘴(5)和点火器呈交错布置。

4.如权利要求3所述的斯特林发动机环形加热器，其特征在于：所述气阀(10)共包括两个，分别位于环形气室(4)之内的燃料供给管道上和燃烧室外的燃料供给管道上。

5.如权利要求4所述的斯特林发动机环形加热器，其特征在于：所述扩压管(3)位于燃烧室(1)的右下方，排气管(8)位于燃烧室(1)的左上方，二者呈错开布置。

6.如权利要求4所述的斯特林发动机环形加热器，其特征在于：所述风机(2)布置于燃烧室(1)进气口处，呈圆形。

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