一種斯特林發動機用高效換熱器的製作方法
2023-05-17 03:24:11 1
專利名稱：一種斯特林發動機用高效換熱器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種換熱器，特殊是一種斯特林發動機用高效換熱器。
背景技術：
隨著全球能源與環保的形勢日趨嚴峻，斯特林發動機由於其具有多種能源的廣泛適應性和優良的環境特性已越來越受到重視，所以，在水下動力、太陽能動力、空間站動力、熱泵空調動力、車用混合推進動力等方面得到了廣泛的研究與重視，並且已得到了一些成功的應用。斯特林發動機又稱熱氣機，它是一種採用外部熱源加熱的外燃式發動機，因此具有對多種熱源或燃料的適應性，如可採用傳統的燃油、天然氣、沼氣、酒精等燃料，也可以採用太陽能、工業餘熱、固體燃料、生物質能等，範圍十分廣泛。斯特林發動機主要由加熱系統、工質循環系統、傳動系統等組成，加熱系統產生的熱量通過加熱器傳遞給斯特林發動機的內部工質，通過斯特林循環，推動活塞做功，並通過傳動系統的曲軸或輸出軸對外輸出。傳統的斯特林發動機一般有兩個活塞，即動力活塞和配氣活塞，動力活塞和配氣活塞之間有一個連接通道，即工質氣體通道，配氣活塞在加熱器、回熱器、換熱器內不斷穿梭運動，起到配氣的作用；動力活塞對工質氣體進行壓縮，同時在工質氣體受熱膨脹時，工質氣體又推動動力活塞向外做功。斯特林發動機尚存在的主要問題和缺點是製造成本較高，尤其是加熱器、換熱器製造較為困難，工藝要求高。工質密封技術較難，密封件的可靠性和壽命還存在問題，功率調節控制系統較複雜，機器較為笨重。斯特林發動機的未來發展將更多的應用新材料(如陶瓷)和新工藝，以降低造價；對實際循環進行理論研究，完善結構，提高性能指標；在應用方面，正大力研究汽車用的大功率燃煤斯特林發動機、太陽能斯特林發動機和特種用途斯特林發動機等。本實用新型就斯特林發動機中關鍵部件之一一換熱器進行了結構改進，優化了傳統換熱器結構，加大了冷卻面積，降低了生產難度，提高了換熱器密封的可靠性，降低了洩露可能。
實用新型內容本實用新型的目的在於克服現有技術的不足，提供一種冷卻面積大、生產難度低、密封性好的一種斯特林發動機用高效換熱器。本實用新型的目的是通過以下技術方案來實現的一種斯特林發動機用高效換熱器，它包括外部包裹有冷卻介質的換熱器殼體、內膽和工質氣體通道；所述的換熱器殼體的外部為冷卻介質通道，所述的冷卻介質包括氣體或液體中的一種；所述的內膽位於換熱器殼體的內部，工質氣體通道設於換熱器殼體的兩端。本實用新型所述的內膽的外尺寸略小於換熱器殼體的內部尺寸，內膽的外部形狀與換熱器殼體的內部形狀緊密配合，形成一個環形間隙。[0010]本實用新型所述的內膽上設有多個固定塊，固定塊將內膽與換熱器殼體緊固在一起。本實用新型所述的工質氣體通道與內膽和換熱器殼體形成的環形間隙相通。本實用新型的有益效果是(I)結構簡單，製造容易，成本低；(2)換熱器殼體由耐高壓材料製成，整體強度高,工質氣體洩漏概率低；(3)換熱器的冷卻面積大，冷卻速度快，冷卻效果好；(4)整個發動機的附加容積小。
圖1為本實用新型的結構示意圖；圖中，1-換熱器殼體,2-殼體內壁，3-殼體外壁，4-內膽，5-冷卻水入口，6-冷卻水出口，7-固定塊，8-工質氣體通道。
具體實施方式
以下結合附圖進一步詳細描述本實用新型的技術方案，但本實用新型的保護範圍不局限於以下所述。如圖1所示，一種斯特林發動機用高效換熱器，它包括外部包裹有冷卻介質的換熱器殼體1、內膽4和工質氣體通道8 ；所述的換熱器殼體I的外部為冷卻介質通道，所述的冷卻介質包括氣體或液體中的一種；所述的內膽位於換熱器殼體I的內部，工質氣體通道8設於換熱器殼體I的兩端。本實用新型所述的內膽4的外尺寸略小於換熱器殼體I的內部尺寸，內膽4的外部形狀與換熱器殼體I的內部形狀緊密配合，形成一個環形間隙。本實用新型所述的內膽4上設有多個固定塊7，固定塊7將內膽4與換熱器殼體I緊固在一起，起到支撐整個內膽的目的。本實用新型所述的工質氣體通道8與內膽4和換熱器殼體I形成的環形間隙相通。本實用新型圖1中採用的冷卻介質是液體，設有冷卻水入口 5和冷卻水出口 6。本實用新型的工作原理是換熱器殼體I和內膽4之間形成的環形間隙作為傳熱界面，換熱器殼體I的殼體內壁2與工質氣體接觸，工質氣體通過熱交換將其攜帶的熱量傳給換熱器殼體I，換熱器殼體I的殼體外壁3與冷卻介質接觸,冷卻介質不斷帶走換熱器殼體I上熱量，從而達到冷卻發動機內部循環的工質氣體的目的。
權利要求1.一種斯特林發動機用高效換熱器，其特徵在於它包括外部包裹有冷卻介質的換熱器殼體(I)、內膽(4)和工質氣體通道(8)；所述的換熱器殼體(I)的外部為冷卻介質通道，所述的冷卻介質包括氣體或液體中的一種；所述的內膽位於換熱器殼體(I)的內部，工質氣體通道(8)設於換熱器殼體(I)的兩端。
2.根據權利要求1所述的一種斯特林發動機用高效換熱器，其特徵在於所述的內膽 (4)的外尺寸略小於換熱器殼體(I)的內部尺寸，內膽(4)的外部形狀與換熱器殼體(I)的內部形狀緊密配合，形成一個環形間隙。
3.根據權利要求1所述的一種斯特林發動機用高效換熱器，其特徵在於所述的內膽(4)上設有多個固定塊(7 )，固定塊(7 )將內膽(4)與換熱器殼體(I)緊固在一起。
4.根據權利要求1所述的一種斯特林發動機用高效換熱器，其特徵在於所述的工質氣體通道(8)與內膽(4)和換熱器殼體(I)形成的環形間隙相通。
專利摘要本實用新型公開了一種斯特林發動機用高效換熱器，它包括外部包裹有冷卻介質的換熱器殼體(1)、內膽(4)和工質氣體通道(8)；所述的換熱器殼體(1)的外部為冷卻介質通道，所述的冷卻介質包括氣體或液體中的一種；所述的內膽位於換熱器殼體(1)的內部，工質氣體通道(8)設於換熱器殼體(1)的兩端。所述的內膽(4)與換熱器殼體(1)形成一個環形間隙。所述的內膽(4)上設有多個固定塊(7)，固定塊(7)將內膽(4)與換熱器殼體(1)緊固在一起。所述的工質氣體通道(8)與內膽(4)和換熱器殼體(1)形成的環形間隙相通。本實用新型具有冷卻面積大、生產難度和成本低、密封性好、洩漏概率低等特點。
文檔編號F02G1/057GK202832853SQ20122055467
公開日2013年3月27日 申請日期2012年10月26日 優先權日2012年10月26日
發明者毛珂, 毛林彬 申請人:成都宇能通能源開發有限公司