一种带有迷宫回廊回热器的斯特林发电机.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107701328A(43)申请公布日2018.02.16(21)申请号201710709624.4(22)申请日2017.08.18(71)申请人西北工业大学地址710072陕西省西安市友谊西路127号(72)发明人施永强董泉润(74)专利代理机构西北工业大学专利中心61204代理人陈星(51)Int.Cl.F02G1/057(2006.01)F03G6/06(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称一种带有迷宫回廊回热器的斯特林发电机(57)摘要本发明公开了一种带有迷宫回廊回热器的斯特林发电机，属于太阳能发电技术领域。该发电机基于斯特林循环利用太阳能热效应的发电方式，完全替代其它材料，降低生产能耗，减少污染。采用迷宫回廊式回热器，回热器位于连接冷气缸与热气缸的通道中，热气缸向冷气缸排气时气体对回热器散热，冷气从冷气缸回流至热气缸时从回热器吸收热量；通过增加换热距离来强化换热，迷宫回廊不会涉及流动分离的问题，因而不会有附面层分离造成的流动损失。流体在迷宫回廊通道中流动，延长了换热距离，吸热板双面换热来强化换热，保证发电机具有较高的发电效率。带有迷宫回廊回热器的斯特林发电机还可与各种类型的储电装置配合使用，储存电力。CN107701328ACN107701328A权利要求书1/1页1.一种带有迷宫回廊回热器的斯特林发电机，其特征在于:包括太阳灶、热气缸、冷气缸、散热片、热气缸活塞、冷气缸活塞、回热器、热气缸活塞杆、冷气缸活塞杆、套筒、曲轴、飞轮、鼓形齿式联轴器和发电机，所述太阳灶为半球形结构的球面反射镜，太阳灶安装在热气缸顶部，聚焦太阳能加热气缸来提供热能，太阳灶球面反射镜的球心位于热气缸中轴线上；所述热气缸与所述冷气缸之间通过回热器相互贯通连接，热气缸活塞位于热气缸内，且通过热气缸活塞杆与套筒铰接，冷气缸活塞位于冷气缸内，且通过冷气缸活塞杆与套筒铰接，冷气缸顶部包裹有散热片；两个套筒分别套装在曲轴凸拐处；所述曲轴位于热气缸与冷气缸的下部，且曲轴靠近冷气缸的一端与发电机输出轴通过鼓形齿式联轴器连接，鼓形齿式联轴器用于消除因联轴器前后两轴不共轴线带来的曲轴内力，曲轴的另一端连接有飞轮，使太阳能发电系统运转平稳；所述回热器为迷宫回廊式结构，前后贯通，回热器位于连接冷气缸与热气缸的通道中，热气缸向冷气缸排气时气体对回热器散热，冷气从冷气缸回流至热气缸时从回热器吸收热量。2.根据权利要求1所述的带有迷宫回廊回热器的斯特林发电机，其特征在于:所述套筒为两个半圆形轴瓦扣合而成，安装在曲轴凸拐处与曲轴同向转动，套筒材料为黄铜。3.根据权利要求1所述的带有迷宫回廊回热器的斯特林发电机，其特征在于:所述散热片为固定在冷气缸上的同心圆环薄片，用于增加冷气缸的散热效率；散热片采用铜质材料。2CN107701328A说明书1/3页一种带有迷宫回廊回热器的斯特林发电机技术领域[0001]本发明涉及太阳能发电技术领域，具体地说，涉及一种带有迷宫回廊回热器的斯特林发电机。背景技术[0002]社会经济发展、进步需要能源支撑，而能源供给主要以一次性化石燃料为主，如今化石燃料日趋匮乏及环境污染问题日益严重，能够替代一次性能源的可再生、清洁、环保的绿色能源研究，特别是清洁能源发电的应用已经势不可挡。[0003]过去的十年间，光伏发电产业受到了各国政府的大力支持，发展清洁能源已经被提到国家战略层面，光伏发电一直以清洁为宣传口号，但其所使用的硅光板的生产需要消耗大量的能源，也会产生很大的污染。而采用以太阳能为热源的斯特林循环发电，不需要使用能耗高、污染大的单晶硅、多晶硅材质的光伏板，真正发挥了太阳能清洁能源的特点。理论研究表明，基于斯特林循环的太阳能发电方式比传统光伏发电方式具有更高的发电效率，具有很好的发展前景。[0004]为了能高效率的利用热能，斯特林发动机连接冷热气缸的通道中都会装有回热器，而传统的回热器中的吸热元件为片层状金属板，如发明专利“一种风光联合发电机”中就是采用的金属板回热器，但换热效率较低。在发明专利“一种带有螺旋管束回热器的斯特林发电机”中采用的螺旋管束回热器，其利用二次环流虽然有较好的换热效果，但是结构相对复杂，加工难度大且成本高，不便于清洗。再如发明专利“一种带有插排管束回热器的斯特林发电机”中采用的插排管束回热器，利用冲击对流换热以增加流体横掠管束的对流换热系数来强化换热，但是其流动阻力较大，带来了较大的流动损失。发明内容[0005]为了避免现有技术存在的不足，本发明提出一种带有迷宫回廊回热器的斯特林发电机；该发电机基于斯特林循环利用太阳能的热效应发电，通过增加换热距离来强化换热，迷宫回廊不会涉及流动分离的问题，因而不会有附面层分离造成的流