[实用新型]一种斯特林发动机用高效换热器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种换热器，特殊是一种斯特林发动机用高效换热器。

背景技术

随着全球能源与环保的形势日趋严峻，斯特林发动机由于其具有多种能源的广泛适应性和优良的环境特性已越来越受到重视，所以，在水下动力、太阳能动力、空间站动力、热泵空调动力、车用混合推进动力等方面得到了广泛的研究与重视，并且已得到了一些成功的应用。

斯特林发动机又称热气机，它是一种采用外部热源加热的外燃式发动机，因此具有对多种热源或燃料的适应性，如可采用传统的燃油、天然气、沼气、酒精等燃料，也可以采用太阳能、工业余热、固体燃料、生物质能等，范围十分广泛。斯特林发动机主要由加热系统、工质循环系统、传动系统等组成，加热系统产生的热量通过加热器传递给斯特林发动机的内部工质，通过斯特林循环，推动活塞做功，并通过传动系统的曲轴或输出轴对外输出。传统的斯特林发动机一般有两个活塞，即动力活塞和配气活塞，动力活塞和配气活塞之间有一个连接通道，即工质气体通道，配气活塞在加热器、回热器、换热器内不断穿梭运动，起到配气的作用；动力活塞对工质气体进行压缩，同时在工质气体受热膨胀时，工质气体又推动动力活塞向外做功。

斯特林发动机尚存在的主要问题和缺点是制造成本较高，尤其是加热器、换热器制造较为困难，工艺要求高。工质密封技术较难，密封件的可靠性和寿命还存在问题，功率调节控制系统较复杂，机器较为笨重。斯特林发动机的未来发展将更多的应用新材料(如陶瓷)和新工艺，以降低造价；对实际循环进行理论研究，完善结构，提高性能指标；在应用方面，正大力研究汽车用的大功率燃煤斯特林发动机、太阳能斯特林发动机和特种用途斯特林发动机等。

本实用新型就斯特林发动机中关键部件之一——换热器进行了结构改进，优化了传统换热器结构，加大了冷却面积，降低了生产难度，提高了换热器密封的可靠性，降低了泄露可能。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种冷却面积大、生产难度低、密封性好的一种斯特林发动机用高效换热器。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：一种斯特林发动机用高效换热器，它包括外部包裹有冷却介质的换热器壳体、内胆和工质气体通道；

所述的换热器壳体的外部为冷却介质通道，所述的冷却介质包括气体或液体中的一种；所述的内胆位于换热器壳体的内部，工质气体通道设于换热器壳体的两端。

本实用新型所述的内胆的外尺寸略小于换热器壳体的内部尺寸，内胆的外部形状与换热器壳体的内部形状紧密配合，形成一个环形间隙。

本实用新型所述的内胆上设有多个固定块，固定块将内胆与换热器壳体紧固在一起。

本实用新型所述的工质气体通道与内胆和换热器壳体形成的环形间隙相通。

本实用新型的有益效果是：

（1）结构简单，制造容易，成本低；

（2）换热器壳体由耐高压材料制成，整体强度高，工质气体泄漏概率低；

（3）换热器的冷却面积大，冷却速度快，冷却效果好；

（4）整个发动机的附加容积小。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图中，1-换热器壳体，2-壳体内壁，3-壳体外壁，4-内胆，5-冷却水入口，6-冷却水出口，7-固定块，8-工质气体通道。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本实用新型的技术方案，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。

如图1所示，一种斯特林发动机用高效换热器，它包括外部包裹有冷却介质的换热器壳体1、内胆4和工质气体通道8；

所述的换热器壳体1的外部为冷却介质通道，所述的冷却介质包括气体或液体中的一种；所述的内胆位于换热器壳体1的内部，工质气体通道8设于换热器壳体1的两端。

本实用新型所述的内胆4的外尺寸略小于换热器壳体1的内部尺寸，内胆4的外部形状与换热器壳体1的内部形状紧密配合，形成一个环形间隙。

本实用新型所述的内胆4上设有多个固定块7，固定块7将内胆4与换热器壳体1紧固在一起，起到支撑整个内胆的目的。

本实用新型所述的工质气体通道8与内胆4和换热器壳体1形成的环形间隙相通。

本实用新型图1中采用的冷却介质是液体，设有冷却水入口5和冷却水出口6。

本实用新型的工作原理是：换热器壳体1和内胆4之间形成的环形间隙作为传热界面，换热器壳体1的壳体内壁2与工质气体接触，工质气体通过热交换将其携带的热量传给换热器壳体1，换热器壳体1的壳体外壁3与冷却介质接触，冷却介质不断带走换热器壳体1上热量，从而达到冷却发动机内部循环的工质气体的目的。