[实用新型]斯特林循环装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及利用斯特林循环进行发电及冷却等的斯特林循环装置。

背景技术

目前已知有将置换器和活塞同轴配置于气缸内的构造的斯特林循环装置，其作为发电机及冷冻机等实用化。同时，在这种斯特林循环装置中，在活塞上安装有永久磁铁，且夹持该永久磁铁配置定子和轭铁。在发电机的情况下，因从外部给予的温度差而工作气体重复压缩和膨胀，由此活塞往复运动，该运动能量通过永久磁铁和定子的电磁作用而变换成电能。另一方面，在冷冻机的情况下，通过在定子的电磁线圈中流过驱动电流，活塞往复运动，伴随该往复运动，工作气体重复压缩和膨胀，由此产生低温部和高温部的温度差。

在太阳热发电装置中，通过将太阳的光聚光，有时高温部的温度例如为800℃或其以上。在这种发电装置应用斯特林循环装置的情况下，位于高温部侧的置换器及气缸的耐热性能成为问题。

通常，置换器及收容其的气缸使用耐热性较高的聚苯硫醚（PPS PolyPhenylene Sulfide）等树脂材料。树脂材料的使用界限温度尽管耐热性优异也为大致300℃以下，在800℃的高温下连续运转的装置中不能使用树脂材料。

为了进一步提高耐热性，例如也考虑使用不锈钢等金属材料。但是，在置换器等使用金属材料的情况下，热传导率升高，因此，高温部和低温部的隔热性能降低，由此存在发电效率降低的问题。另外，在使用金属材料的情况下，存在相比树脂重量重的问题及零件数量增加而成本增加的问题。

发明内容

本实用新型是鉴于这种情况而创立的，其目的在于，提供一种在保持高温部和低温部的隔热的同时，可以在高的温度下使用的斯特林循环装置。

本实用新型提供一种斯特林循环装置，其具有：使中心轴一致地配置于外壳中的第一气缸及第二气缸、可往复运动地插入所述第一气缸的置换器、可往复运动地插入所述第二气缸的活塞、面向所述置换器的一端部的高温的膨胀室、面向所述置换器的另一端部和所述活塞的低温的压缩室、将所述膨胀室和所述压缩室连通的气体流路、蓄积在所述气体流路流动的动作气体的热的蓄热式热交换器，所述第一气缸及所述置换器的至少一方由陶瓷材料或碳材料形成。

优选的是，所述斯特林循环装置中，与所述第一气缸的内面滑动的所述置换器的滑动部由碳材料或陶瓷材料形成。

优选的是，所述置换器包含：由陶瓷材料形成且面向所述膨胀室的头部、由金属形成且保持所述头部的基部、由碳材料或陶瓷材料形成且设于所述基部的外面的所述滑动部。

优选的是，所述滑动部具有截面为圆形的包围所述基部的全周的环状的滑动面。

优选的是，与所述第二气缸的内面滑动的所述活塞的滑动部由碳材料或陶瓷材料形成。

优选的是，形成所述第一气缸及所述置换器的至少一方的所述陶瓷材料为铝系陶瓷材料、氧化锆系陶瓷材料、碳化硅系陶瓷材料、氮化硅系陶瓷材料、氮化铝系陶瓷材料、皂石系陶瓷材料、或硅铝氧氮系陶瓷材料。（实用新型的效果）

根据本实用新型，可以提供一种在保持高温部和低温部的隔热的同时，可以在高的温度下使用的斯特林循环装置。。

附图说明

图1是表示本实用新型实施方式的斯特林循环装置的构成之一例的剖面图；

图2是图解图1所示的斯特林循环装置的置换器和活塞的主要部分的图。

符号说明

1…外壳、2…上部外壳、3…中间部外壳、5…气缸保持部、6…外部片、7…下部外壳、8…盖部、10…上部气缸、11…下部气缸、12…膨胀室、13…吸热片、14…蓄热式热交换器（再生器）、15…散热片、16…连通孔、17…压缩室、18…轭铁、19…轭铁保持部、20…活塞、21…基部、22…贯通部、23、24…滑动部、25…磁铁、30…定子、33…线圈、36…铁心、40…支承部、41…支柱、43…支承基台、51、52…弹簧部件、61、62…连杆、70…置换器、71…基部、72…滑动部、73…头部。

具体实施方式

下面，作为本实用新型实施方式的斯特林循环装置，以适用于发电机的斯特林循环装置为例进行说明。

图1是表示本实用新型实施方式的斯特林循环装置的构成之一例的剖面图。另外，图2是图解图1所示的斯特林循环装置的置换器和活塞的主要部分的图。