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[发明专利]输液芯、换热机构以及斯特林发电机-CN202210392152.5在审
发明人：胡剑英;刘斌;陈燕燕;罗二仓;吴张华;孙岩雷;张丽敏 -专利权人：中国科学院理化技术研究所
申请日： 2022-04-14 - 公布日： 2023-10-27 - 主分类号： F02G1/055 文献下载
摘要：本发明涉及发电技术领域，提供一种输液芯、换热机构以及斯特林发电机，输液芯包括至少两根输液管和丝网，输液管具有供液体流动的内腔，输液管上开设有多个与内腔连通的导通孔，相邻的输液管之间的侧壁相互抵接；丝网，包绕于输液管外侧，且丝网的内壁与输液管的外壁贴合，并与输液管之间形成供液体流通的流道；其中，输液管分别连接热源和换热器，以将换热器与热源换热。通过上述方式，丝网包绕在两根输液管外后，与换热器的外壁面以及热源外壁面相贴合的面积更大，输液效果更好，且可以达到更好的换热效果，由此可以适应更高功率的斯特林发电机。
输液机构以及斯特林发电机

[发明专利]一种热管-CN202210393884.6在审
发明人：胡剑英;刘斌;陈燕燕;罗二仓;张丽敏;孙岩雷;吴张华 -专利权人：中国科学院理化技术研究所
申请日： 2022-04-14 - 公布日： 2023-10-27 - 主分类号： F28D15/02 文献下载
摘要：本发明提供一种热管，该热管包括外壳、吸液芯和输液芯，吸液芯包括蒸发段吸液芯和冷凝段吸液芯，蒸发段吸液芯设于蒸发段的内壁表面，冷凝段吸液芯设于冷凝段的内壁表面，蒸发段吸液芯和冷凝段吸液芯内有液相介质；输液芯设于蒸汽通道内，输液芯连接于蒸发段吸液芯与冷凝段吸液芯之间。本发明通过输液芯代替绝热段的吸液芯，大大增加了液体介质的运输量，有效提升了热管内部液体介质的回流效果，输液芯降低了蒸汽流动对液体输运的影响，进一步提升了热管的传热性能，且输液芯的设计更有利于热管的弯曲，适用于大直径的热管弯曲作业，提高了热管的实用性。
一种热管

[发明专利]发电装置及系统-CN202210224855.7在审
发明人：罗二仓;常德鹏;孙岩雷;胡剑英;陈燕燕;张丽敏;余国瑶;吴张华 -专利权人：中国科学院理化技术研究所
申请日： 2022-03-09 - 公布日： 2023-09-19 - 主分类号： F02C1/10 文献下载
摘要：本发明提供一种发电装置及系统，该发电装置包括壳体、压气活塞、动力单元、第一管路、第二管路、透平膨胀机和旋转电机，压气活塞设置于壳体内，且压气活塞将壳体分隔为动力腔和压气腔，动力单元设置于动力腔内，动力单元与压气活塞相连，用于使压气活塞在壳体内部进行往复运动，第一管路上设置有加热机构，第一管路的分别与压气腔和透平膨胀机相连通，第二管路上设置有冷却机构，第二管路分别与压气腔和透平膨胀机相连通，旋转电机与透平膨胀机的传动连接。具有换热结构简单、单级压比高、可靠性强、功率密度高的优点，适用于中小功率发电领域。
发电装置系统

[发明专利]发电装置及系统-CN202210226257.3在审
发明人：罗二仓;常德鹏;孙岩雷;胡剑英;陈燕燕;张丽敏;余国瑶;吴张华 -专利权人：中国科学院理化技术研究所
申请日： 2022-03-09 - 公布日： 2023-09-19 - 主分类号： F02G1/043 文献下载
摘要：本发明提供一种发电装置及系统，该发电装置包括机壳、活塞、发电机定子和发电机动子，机壳内部设置活塞，活塞将机壳内部的空腔分隔为膨胀腔、背腔和压缩腔；发电机定子设置于背腔内；发电机动子在背腔内与活塞相连，活塞驱动发电机动子往复运动形成交变磁场；第一管路设有加热机构，第一管路的第一端与压缩腔的出气孔相连通，第一管路的第二端与膨胀腔的回气孔相连通；第二管路设有冷却机构，第二管路的第一端与压缩腔的进气孔相连通，第二管路的第二端与膨胀腔的排气孔相连通。本发明相较于常规的轴流式和离心式压气机而言，提高了单级压比，同时自由活塞结构保证了效率和寿命，因此更加适合于中小功率发电领域。
发电装置系统

[发明专利]透平发电系统-CN202210186310.1在审
发明人：罗二仓;常德鹏;孙岩雷;胡剑英;陈燕燕;张丽敏;余国瑶;吴张华 -专利权人：中国科学院理化技术研究所
申请日： 2022-02-28 - 公布日： 2023-09-05 - 主分类号： F01K25/10 文献下载
摘要：本发明提供一种透平发电系统，包括至少一个发电装置，所述发电装置包括依次连接的直线压缩机、回热装置、加热器、透平膨胀机、旋转电机以及冷却器；其中，所述直线压缩机具有压缩腔，所述压缩腔上分别开设有进气口以及出气口，所述出气口与回热装置连接，所述进气口与所述冷却器连接，所述进气口与所述出气口处均设有单向阀。本发明提供的透平发电系统，旨在解决传统中小型功率发电系统体积大、单机压比受限、效率和比功率低的问题。
透平发电系统

[发明专利]两相流换热系统和热声系统-CN202310779106.5在审
发明人：罗二仓;胡剑英;常德鹏;罗靖;孙岩雷;陈燕燕;张丽敏;余国瑶;吴张华 -专利权人：中国科学院理化技术研究所
申请日： 2023-06-28 - 公布日： 2023-08-29 - 主分类号： F25B23/00 文献下载
摘要：本发明提供一种两相流换热系统，包括换热器和介质循环管路。换热器包括第一介质通道和第二介质通道，介质循环管路包括由上游至下游依次连接的液化装置、流体输送泵和气液两相转换组件，介质循环管路的上游端与下游端分别与第一介质通道的出口和进口连通。工作时，气液两相转换组件使介质循环管路内的液体介质转换为饱和状态，气液两相介质进入第一介质通道。当第二介质通道内的介质温度低于第一介质通道内的介质温度时，第一介质通道内的气相介质发生相变液化。在相变过程中，相变潜热传递至第二介质通道的介质，而气液两相介质的温度不会发生改变。因此第一介质通道的进出口温度一致，不会出现换热器的轴向和周向温度分布不均匀的情况。
两相流换热系统

[发明专利]传热装置及斯特林发动机-CN202210157141.9在审
发明人：胡剑英;陈燕燕;张丽敏;罗二仓;孙岩雷;吴张华;刘斌 -专利权人：中国科学院理化技术研究所
申请日： 2022-02-21 - 公布日： 2023-08-29 - 主分类号： F28D15/02 文献下载
摘要：本发明涉及换热装置技术领域，提供一种传热装置及斯特林发动机，其中，传热装置用于向斯特林发动机的热端换热器传递热量，传热装置包括用于容纳冷凝介质的壳体；壳体包括蒸发部、冷凝部和过渡部，冷凝部用于包覆在热端换热器的外部，蒸发部位于冷凝部的下方且蒸发部与冷凝部的下端连通、以使冷凝部的液态冷凝介质在重力作用下向蒸发部流动，过渡部的第一端与冷凝部连通，第二端与蒸发部连通，过渡部的第一端的横截面积大于过渡部的第二端的横截面积。如此设置，直接使传热装置的冷凝部包覆在热端换热器上，能够保证传热装置与热端换热器之间的换热效率；避免了对紫铜块的设置，有利于减小质量，进而可以解决大功率的斯特林发动机笨重的问题。
传热装置斯特林发动机

[发明专利]新型热驱动斯特林机制冷系统-CN202210107978.2在审
发明人： 孙岩雷;罗二仓;常德鹏;胡剑英;罗靖;陈燕燕;张丽敏;余国瑶;吴张华 -专利权人：中国科学院理化技术研究所
申请日： 2022-01-28 - 公布日： 2023-08-08 - 主分类号： F25B9/14 文献下载
摘要：本发明涉及制冷技术领域，提供一种新型热驱动斯特林机制冷系统，包括：依次连接的至少一个发动机和至少一个制冷机构；发动机内设有发动机谐振活塞，发动机谐振活塞的相对两侧为发动机膨胀腔和发动机压缩腔，发动机谐振活塞外周侧设有热交换组件，热交换组件包括依次连接的发动机高温换热器、发动机回热器以及发动机室温换热器，发动机室温换热器靠近发动机压缩腔一侧设置，发动机上设有连接管，连接管一端与发动机压缩腔连通；制冷机构包括制冷机构谐振活塞，制冷机构谐振活塞的相对两侧为制冷机构膨胀腔和制冷机构压缩腔，连接管与制冷机构压缩腔连通，发动机用于将产生的声功经连接管输送至制冷机构以制热、制冷或制电。由此使得系统结构更加紧凑，功率密度更高。
新型驱动斯特林机制系统

[发明专利]氢燃料发动机发电装置及系统-CN202210107963.6在审
发明人：罗二仓;常德鹏;孙岩雷;吴张华;胡剑英;陈燕燕;余国瑶;罗靖 -专利权人：中国科学院理化技术研究所
申请日： 2022-01-28 - 公布日： 2023-08-08 - 主分类号： F02G3/02 文献下载
摘要：本发明提供一种氢燃料发动机发电装置及系统，包括发动机结构件、发电机部件、隔热密封件、气体单向输送组件、回热部件和燃烧器；发动机结构件内设有腔体，腔体的两端分别设有膨胀腔和压缩腔，中间设有背腔；发电机部件安装在背腔中；隔热密封件安装在膨胀腔和背腔之间；气体单向输送组件与压缩腔连通；回热部件和压缩腔之间设有单向流动结构；回热部件依次与燃烧器和膨胀腔连通，回热部件和膨胀腔之间设有单向流动结构；燃烧器与膨胀腔之间设有单向流动结构。本发明实现了稳定的工质流动，使得氢气的燃烧更加安全可靠，整个燃烧过程容易控制，不会出现异常燃烧现象，隔热密封件减小了高温窜气损失，回热部件提升了循环效率。
燃料发动机发电装置系统

[发明专利]热驱动斯特林制冷系统-CN202210038241.X在审
发明人：罗二仓;常德鹏;孙岩雷;胡剑英;罗靖;陈燕燕;张丽敏;余国瑶;吴张华 -专利权人：中国科学院理化技术研究所
申请日： 2022-01-13 - 公布日： 2023-07-25 - 主分类号： F25B9/14 文献下载
摘要：本发明提供一种热驱动斯特林制冷系统，包括多个依次连接的斯特林单元，各所述斯特林单元包括相对设置的一个斯特林发动机以及一个斯特林制冷机，所述斯特林发动机具有发动机活塞，所述斯特林制冷机具有制冷机活塞，所述发动机活塞与所述制冷机活塞分设于一个活塞杆的两端，所述活塞杆用于传递机械功；其中，相邻的两个所述斯特林发动机由连接管相互连接、且相邻的两个斯特林制冷机由所述连接管相互连接，或者，相邻的两个所述斯特林发动机由所述连接管相互连接。本发明提供的热驱动斯特林制冷系统，旨在解决现有的双效型自由活塞斯特林热机系统存在运动部件较多、结构复杂、体积冗余以及功率密度较低等问题。
驱动斯特林制冷系统

[发明专利]一种利用余热驱动的热声斯特林制冷系统-CN202110565797.X有效
发明人：罗二仓;王军翔;张丽敏;罗开琦;胡剑英;吴张华;孙岩雷 -专利权人：中国科学院理化技术研究所
申请日： 2021-05-24 - 公布日： 2023-07-21 - 主分类号： F25B9/14 文献下载
摘要：本发明提供一种利用余热驱动的热声斯特林制冷系统，包括壳体、直线电机、冷热转换装置、余热回收装置和冷量输出装置，直线电机包括电机活塞、设置于电机活塞上的永磁体和设置于电机活塞外周的硅钢片。冷热转换装置包括排出器以及围绕于排出器的外周并依次连接的制冷机冷端换热器、制冷机回热器、制冷机室温换热器、热缓冲管、加热器、发动机回热器和发动机室温换热器。由于热声斯特林制冷机只有一个排出器和一个电机活塞，相较于传统双效斯特林制冷机减少了运动部件，一方面简化了整机结构，整机更加紧凑；另一方面大大降低了机械振动，提高了整机的适用性和可靠性，可以有效克服传统热驱动斯特林热机多谐振子耦合的缺陷。
一种利用余热驱动热声斯特林制冷系统

[发明专利]基于非共振型自循环换热器的自由活塞斯特林发电系统-CN202310408493.1在审
发明人：罗二仓;罗靖;孙岩雷;胡剑英;陈燕燕;吴张华;余国瑶;安佰锋 -专利权人：中国科学院理化技术研究所
申请日： 2023-04-17 - 公布日： 2023-07-07 - 主分类号： F02G1/043 文献下载
摘要：本发明提供一种基于非共振型自循环换热器的自由活塞斯特林发电系统，属于热能发电领域，包括自由活塞斯特林发电机、热交换器、第一单向控制单元和第二单向控制单元，第一单向控制单元、第二单向控制单元、自由活塞斯特林发电机和热交换器通过管道连通以形成循环通路，第一单向控制单元和第二单向控制单元分别设在自由活塞斯特林发电机的进气端和出气端，用于实现单向进气或出气。本发明实现自由活塞斯特林发电机的单向进气或单向出气，避免管道内部气体随着自由活塞斯特林发电机内部的压力波动而波动，由此降低管道中的声功损耗，提高系统的发电效率，此外还可通过引入逆流式换热器保证两个单向控制单元均工作在允许温度范围内。
基于共振循环换热器自由活塞斯特林发电系统

[发明专利]内置压气装置的自由活塞斯特林发电系统-CN202310613247.X在审
发明人：罗靖;罗二仓;胡剑英;吴张华;张丽敏;孙岩雷;陈燕燕 -专利权人：中国科学院理化技术研究所
申请日： 2023-05-29 - 公布日： 2023-07-07 - 主分类号： F02G1/043 文献下载
摘要：本发明涉及自由活塞斯特林发电机技术领域，提供一种内置压气装置的自由活塞斯特林发电系统，包括热源、斯特林发电机、压气装置和氦气传热管路，氦气传热管路依次穿过热源和斯特林发电机，以使氦气传热管路中的传热气体与热源传热后供给斯特林发电机传热发电，通过在斯特林发电机的膨胀腔内增设压气腔，由斯特林发电机中的调相器的动能提供压气驱动力，不需要依靠其它额外驱动部件，简化了斯特林发电系统的结构，并且氦气传热管路采用气体介质，产生的高压气体直流与热源直接耦合换热，不需要考虑其它传热介质(例如熔盐、液态金属等)对热头结构的腐蚀，具有结构简单紧凑、热源适应性广以及热电效率高的优点。
内置压气装置自由活塞斯特林发电系统

[发明专利]高压氦气换热系统、换热方法及回热式热机系统-CN202310502506.1在审
发明人：罗靖;罗二仓;胡剑英;吴张华;张丽敏;孙岩雷;陈燕燕 -专利权人：中国科学院理化技术研究所
申请日： 2023-05-06 - 公布日： 2023-06-30 - 主分类号： F28D7/10 文献下载
摘要：本发明涉及回热式热机技术领域，提供一种高压氦气换热系统、换热方法及回热式热机系统，高压氦气换热系统的一侧与外部热源连通，另一侧与回热式热机的高温换热器的壳程连通；包括：换热环路，换热环路内部充入高压氦气；轴流式风机，设置于换热环路上，轴流式风机用于换热环路中产生一股氦气直流与外部热源耦合换热。本发明提供的高压氦气换热系统及回热式热机系统，通过在换热环路内充入高压氦气，且换热环路上设置有轴流式风机，轴流式风机用于换热环路中产生氦气直流并与外部热源耦合换热，不需要考虑液态金属等腐蚀性传热介质与热头承压结构的材料兼容性，具有结构简单紧凑、热源适应性广以及热电效率高等优点。
高压氦气系统方法回热式热机

[实用新型]一种直线压缩机-CN202320197483.3有效
发明人：胡剑英;陈志栩;罗二仓;张丽敏;孙岩雷;吴张华;陈燕燕 -专利权人：中国科学院理化技术研究所
申请日： 2023-02-13 - 公布日： 2023-06-27 - 主分类号： F04B27/00 文献下载
摘要：本实用新型提供了气体压缩机领域的一种直线压缩机，包括壳体、气缸组件以及压缩组件，所述壳体限定有一内腔；所述气缸组件连接于所述内腔中并将所述内腔分割为中间的背腔与两侧的排气腔，所述背腔与排气腔之间相互密闭，所述背腔中具有形成压缩空气的压缩腔的缸筒；在缸筒内配置有往复运动的活塞组件，活塞组件具有对称配置的第一活塞体与第二活塞体，所述第一活塞体与所述第二活塞体内的轴向分别配置有吸气通道，在所述第一活塞体与所述第二活塞体之间配置有吸气腔室，所述吸气腔室与所述背腔连通；通过两个背向的压缩腔和共用的背腔，将两个活塞和气缸分别连为一体，从而抵消活塞的轴向压力不平衡，达到抑制活塞漂移的效果。
一种直线压缩机

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