專利名稱：一種用于蓄熱式斯特林發(fā)動機的加熱蓄熱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種加熱蓄熱裝置，特別是一種用于蓄熱式斯特林發(fā)動機的加熱
蓄熱裝置。
背景技術(shù)：
隨著全球能源與環(huán)保的形勢日趨嚴峻，斯特林發(fā)動機由于其具有多種能源的廣泛適應(yīng)性和優(yōu)良的環(huán)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(diào)動力、車用混合推進動力等方面得到了廣泛的研究與重視，并且已得到了一些成功的應(yīng)用。斯特林發(fā)動機又稱熱氣機，它是一種采用外部熱源加熱的外燃式發(fā)動機，因此具有對多種熱源或燃料的適應(yīng)性，如可采用傳統(tǒng)的燃油、天然氣、沼氣、酒精等燃料，也可以采用太陽能、工業(yè)余熱、固體燃料、生物質(zhì)能等，范圍十分廣泛。斯特林發(fā)動機主要由加熱系統(tǒng)、工質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)等組成，加熱系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量通過加熱器傳遞給斯特林發(fā)動機的內(nèi)部工質(zhì)，通過斯特林循環(huán)，推動活塞做功，并通過傳動系統(tǒng)的曲軸或輸出軸對外輸出。傳統(tǒng)的斯特林發(fā)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(zhì)氣體通道，配氣活塞在加熱器、回?zé)崞鳌⒗鋮s器內(nèi)不斷穿梭運動，起到配氣的作用；動力活塞對工質(zhì)氣體進行壓縮，同時在工質(zhì)氣體受熱膨脹時，工質(zhì)氣體又推動動力活塞向外做功。斯特林發(fā)動機尚存在的主要問題和缺點是制造成本較高，尤其是加熱器、冷卻器制造較為困難，工藝要求高。工質(zhì)密封技術(shù)較難，密封件的可靠性和壽命還存在問題，功率調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)較復(fù)雜，機器較為笨重。斯特林發(fā)動機的未來發(fā)展將更多的應(yīng)用新材料(如陶瓷)和新工藝，以降低造價；對實際循環(huán)進行理論研究，完善結(jié)構(gòu)，提高性能指標(biāo)；在應(yīng)用方面，正大力研究汽車用大功率燃煤斯特林發(fā)動機、太陽能斯特林發(fā)動機和特種用途斯特林發(fā)動機等。斯特林發(fā)動機不排廢氣，除燃燒室需要的空氣外，不需要其他空氣，所以適用于都市環(huán)境和外層空間。如果采用蓄熱式加熱器，整個發(fā)動機將成為一個不需要空氣，也完全沒有污染物排放的清潔發(fā)動機，適合在室內(nèi)或者環(huán)境要求較高的場合使用。本實用新型就斯特林發(fā)動機中關(guān)鍵部件之一一加熱器進行了結(jié)構(gòu)改進，優(yōu)化了傳統(tǒng)加熱器的結(jié)構(gòu)，加大了換熱面積，同時將原有傳統(tǒng)的加熱器改為可以自帶能源的加熱蓄熱裝置，本設(shè)備一物兩用，既是加熱器又是蓄熱器。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種既能加熱又能蓄熱、保溫效果好的、不產(chǎn)生污染物的一種用于蓄熱式斯特林發(fā)動機的加熱蓄熱裝置。本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的一種用于蓄熱式斯特林發(fā)動機的加熱蓄熱裝置，它包括控制器、至少一個加熱元件、若干個蓄熱體和絕熱層，所述的加熱元件分別與控制器相連，蓄熱體依附在加熱元件的周圍，絕熱層包裹在蓄熱體的四周。本實用新型所述的蓄熱體上設(shè)有溫度傳感器，所述的溫度傳感器與控制器相連接。本實用新型所述的絕熱層的兩端均設(shè)有一個工質(zhì)氣體通道。本實用新型所述的工質(zhì)氣體通道上設(shè)有氣體閥門，所述的氣體閥門分別與控制器相連。本實用新型所述的氣體閥門由高溫絕熱材料制成。本實用新型所述的加熱元件包括電熱管、熱管和內(nèi)部流動著高溫工質(zhì)介質(zhì)的管道中的一種或多種的組合。本實用新型所述的控制器還與電源相連。本實用新型的有益效果是(I)由于加熱器一直處于高溫，需要時可以馬上發(fā)動，不像傳統(tǒng)斯特林發(fā)動機需要較長暖機時間以確保加熱器達到工作溫度；(2)由于蓄熱材料的比熱不受充放熱的影響，蓄熱材料的蓄熱能力不會隨著充放熱次數(shù)的而明顯減小，因此，蓄熱材料擁有幾乎無限次的蓄熱循環(huán)壽命；(3)采用加熱元件加熱，可以很方便的通過各種方式進行充熱；(4)蓄熱材料易得，可以完全回收再利用?？梢圆捎萌沾尚顭岵考鼐鶠榈貧ぶ泻孔顬樨S富的氧、硅、鋁等元素，原料成本極為低廉，且對環(huán)境無污染；(5)蓄熱能量密度大按照氧化鋁加熱到1500攝氏度計算，其熱能能量密度可達400wh/kg ；(6)相比傳統(tǒng)斯特林發(fā)動機采用的金屬材料制成的加熱器，其工作溫度一般在70(T800攝氏度，如采用陶瓷加熱器，工作溫度更高，用氧化鋁可達1500攝氏度以上，可以大大提高斯特林發(fā)動機熱效率；(7)剩余熱量檢測方便，蓄熱器的溫度可以直接反映蓄熱器的剩余攜帶能量；(8)適合做成大規(guī)模的系統(tǒng)，系統(tǒng)空間尺寸越大，保溫越好處理，儲能效果越好，可以大規(guī)模的儲存電網(wǎng)的富裕功率；(9)不依賴于空氣，不產(chǎn)生污染物，適合封閉空間如室內(nèi)使用。

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖中，1-蓄熱體，2-工質(zhì)氣體通道，3-加熱元件，4-絕熱層，5-溫度傳感器，6_氣體閥門，7-控制器，8-電源。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖進一步詳細描述本實用新型的技術(shù)方案，但本實用新型的保護范圍不局限于以下所述。如圖1所示，一種用于蓄熱式斯特林發(fā)動機的加熱蓄熱裝置，它包括控制器7、至少一個加熱元件3、若干個蓄熱體I和絕熱層4，所述的加熱元件3分別與控制器7相連，蓄熱體I依附在加熱元件3的周圍，絕熱層4包裹在蓄熱體I的四周。[0029]本實用新型所述的蓄熱體I上設(shè)有溫度傳感器5，所述的溫度傳感器5與控制器7相連接。本實用新型所述的絕熱層4的兩端均設(shè)有一個工質(zhì)氣體通道2。本實用新型所述的工質(zhì)氣體通道2上設(shè)有氣體閥門6，所述的氣體閥門6分別與控制器7相連。本實用新型所述的氣體閥門6由高溫絕熱材料制成。本實用新型所述的加熱元件3包括電熱管、熱管和內(nèi)部流動著高溫工質(zhì)介質(zhì)的管道中的一種或多種的組合。本實用新型所述的控制器7還與電源8相連。本實用新型的工作原理如下由于蓄熱體I為有一定孔隙的物體，加熱元件3直接和蓄熱體I接觸，加熱的時候直接將熱量傳遞給蓄熱體1，由于在蓄熱體I上設(shè)有溫度傳感器5，當(dāng)溫度達到設(shè)定值以后，控制器7將切斷加熱元件的電源，停止加熱。通過工質(zhì)氣體在蓄熱體I內(nèi)的孔隙與已經(jīng)被加熱的蓄熱體I換熱從而實現(xiàn)工質(zhì)氣體的加熱。在蓄熱體I的四周均包裹有一定厚度的絕熱層4，以隔絕蓄熱體I向外散失熱能。絕熱層4的兩端均設(shè)有一個工質(zhì)氣體通道2，工質(zhì)氣體通道2上均設(shè)有一個高溫絕熱材料制成的氣體閥門6。當(dāng)蓄熱裝置處于蓄熱狀態(tài)時，控制器7將氣體閥門6置于關(guān)閉狀態(tài)，從而保證最低的熱量損失；當(dāng)蓄熱裝置處于工作狀態(tài)時，控制器7將氣體閥門6置于開啟狀態(tài)，從而保證工質(zhì)氣體得以進出蓄熱器內(nèi)部。
權(quán)利要求1.一種用于蓄熱式斯特林發(fā)動機的加熱蓄熱裝置，其特征在于它包括控制器(7)、至少一個加熱元件(3)、若干個蓄熱體(I)和絕熱層(4)，所述的加熱元件(3)分別與控制器 (7 )相連，蓄熱體(I)依附在加熱元件(3 )的周圍，絕熱層(4 )包裹在蓄熱體(I)的四周。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于蓄熱式斯特林發(fā)動機的加熱蓄熱裝置，其特征在于所述的蓄熱體(I)上設(shè)有溫度傳感器(5 )，所述的溫度傳感器(5 )與控制器(7 )相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于蓄熱式斯特林發(fā)動機的加熱蓄熱裝置，其特征在于所述的絕熱層(4)的兩端均設(shè)有一個工質(zhì)氣體通道(2)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的一種用于蓄熱式斯特林發(fā)動機的加熱蓄熱裝置，其特征在于所述的工質(zhì)氣體通道(2)上設(shè)有氣體閥門(6)，所述的氣體閥門(6)分別與控制器(7) 相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的一種用于蓄熱式斯特林發(fā)動機的加熱蓄熱裝置，其特征在于所述的氣體閥門(6)由高溫絕熱材料制成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于蓄熱式斯特林發(fā)動機的加熱蓄熱裝置，其特征在于所述的加熱元件(3)包括電熱管、熱管和內(nèi)部流動著高溫工質(zhì)介質(zhì)的管道中的一種或多種的組合。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于蓄熱式斯特林發(fā)動機的加熱蓄熱裝置，其特征在于所述的控制器(7)還與電源(8)相連。
專利摘要本實用新型公開了一種用于蓄熱式斯特林發(fā)動機的加熱蓄熱裝置，它包括控制器(7)、至少一個加熱元件(3)、若干個蓄熱體(1)和絕熱層(4)，所述的加熱元件(3)分別與控制器(7)相連，蓄熱體(1)依附在加熱元件(3)的周圍，絕熱層(4)包裹在蓄熱體(1)的四周，所述的蓄熱體(1)上設(shè)有溫度傳感器(5)，所述的溫度傳感器(5)與控制器(7)相連，所述的絕熱層(4)的兩端均設(shè)有一個工質(zhì)氣體通道(2)，工質(zhì)氣體通道(2)上設(shè)有氣體閥門(6)，氣體閥門(6)與控制器(7)相連。本實用新型具有既能加熱又能蓄熱、保溫效果好的、不產(chǎn)生污染物、蓄熱能量密度大、剩余能量檢測方便、適合做成大規(guī)模系統(tǒng)等特點。
文檔編號F02G1/053GK202832852SQ20122055471
公開日2013年3月27日 申請日期2012年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月26日
發(fā)明者毛珂, 毛林彬 申請人:成都宇能通能源開發(fā)有限公司