一种预热式斯特林发电机组的制作方法

本实用新型涉及斯特林发电技术领域，具体地说是一种预热式斯特林发电机组。

背景技术：

斯特林发电机是一种以斯特林发动机提供动力源转化为电能的发电机。斯特林发动机是通过气缸内工作介质经过冷却、压缩、吸热、膨胀为一个周期的循环来输出动力，常规斯特林发电机常采用火焰加热斯特林发动机加热头的方式进行能量转化，但是直接火焰加热会造成大量热量随废气排出而损失掉，同时为保证加热火焰的正常燃烧，避免燃气燃烧不充分还要额外增加热空气助燃，目前国内能够将斯特林发电系统投入实际生产的案例很少，除去系统本身结构复杂，科技含量高以外，燃气热量损失严重也是造成了斯特林发电机组无法大规模应用的重要原因。

技术实现要素：

本实用新型的技术任务是解决现有技术的不足，提供一种预热式斯特林发电机组。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

本设计的核心思想是，将发电系统运行过程中所需要的热源、气源和冷却系统连同斯特林发动机集成在一起，将单台斯特林发电机与燃烧器集成在框架结构内，在保证斯特林发电机组发电功率的情况下，两层结构的壳体在隔热排出废气的同时利用燃烧器本体及高温废气的温度对助燃空气预热，同时设计了专用的水封结构组成高效散热循环系统，外部冷水通过进水管在水封结构中形成环流，实现对斯特林发电机冷却端的冷却。

一种预热式斯特林发电机组，包括壳体，壳体为两层套筒型结构，外层空间安装陶瓷隔热层，内层与燃烧器筒壁形成预热腔体与排气腔体，燃烧器的顶部接口与燃气进管相接，燃烧器的侧面接口分别安装初级三通接头和次级三通接头，初级三通接头一端接空气进管，另一端接次级三通接头，初级三通接头通过进气管与壳体进气口相连通，次级三通接头与燃烧器相连通，次级三通接头先连接单向阀再通过出气管与壳体空气出口相连通；排气腔体为壳体与发电机固定板形成环形烟道。

燃烧器安装在壳体上，燃烧器对应安装发电机，发电机的加热器部分伸入到燃烧器的腔体内。

壳体安装在支架上，支架安装发电机固定板，发电机固定板上有四组螺杆，发电机通过安装在发电机固定板的螺杆上。

发电机上安装冷却器，冷却器上安装水封，水封与发电机出水孔通过转接软管相连，发电机的进水孔安装进水管，水封的出水孔安装出水管。

本实用新型的一种预热式斯特林发电机组，现有技术相比所产生的有益效果是：本发明一种预热式斯特林发电机组，在保证斯特林发电机组发电功率的情况下，利用高温废气的余热对助燃空气预热，同时采用高效散热循环系统，体积小，大大提高了斯特林发电机的燃气利用率。

附图说明

图1是本实用新型结构主视剖面图；

图2是本实用新型结构俯视图；

图3是本实用新型结构三维图；

图4是本实用新型发电机第一三维图；

图5是本实用新型发电机第二三维图；

图中各标号表示：

1、支架，2、单向阀，3、出气管，4、壳体，5、水封，6、发电机，7、限位螺母，8、燃气进管，9、燃烧器，10、进气管，11、预热腔体，12、陶瓷隔热层，13、排气腔体，14、发电机固定板，15、出水管，16、进水管，17、加热器，18、冷却器，19、排气管，20、弹簧，21、初级三通接头，22、空气进管，23、次级三通接头。

具体实施方式

结合附图对本实用新型的实施例进行说明。

一种预热式斯特林发电机组，包括壳体4，壳体4为两层套筒型结构，外层空间安装陶瓷隔热层12，内层与燃烧器9筒壁形成预热腔体11与排气腔体13，燃烧器9的顶部接口与燃气进管8相接，燃烧器9的侧面接口分别安装初级三通接头21和次级三通接头23，初级三通接头21一端接空气进管22，另一端接次级三通接头23，初级三通接头21通过进气管10与壳体4进气口相连通，次级三通接头23与燃烧器9相连通，次级三通接头23先连接单向阀2再通过出气管3与壳体4空气出口相连通；排气腔体13为壳体4与发电机固定板14形成环形烟道，排气腔体13与排气管19连接。

作为本实用新型的第一实施例，斯特林发动机的燃烧器是主要换热器之一，其作用是在高温下将外部热源热量传递给内部流动工质。同时，斯特林发动机内部工质气体处于振荡流动状态。

具体的，从气化炉输送来的燃气从燃气进管8进入到燃烧器9中，从外部风机输送来的空气从空气进管22进入到燃烧器9中，燃气和空气混合点燃后，产生的热量加热发电机的加热器17。

作为本实用新型的第一实施例，预热腔体11与排气腔体13之间通过环形密封盖进行隔离，具体的，壳体4与燃烧器9筒壁围成的空腔被环形密封盖分成两部分。

作为本实用新型的第一实施例，出气管3在燃烧器9筒壁上的安装位置高于进气管10，在工作的过程中外部的冷空气进入预热腔体11内受热后温度升高，热空气上升对流进入出气管3中。

进一步，出气管3上安装球阀，通过调整球阀的开合予度能够控制预热腔体11内热空气的温度，即当将球阀开口予度调小时，进入出气管3中的热空气温度高，流量小。相反的，当将球阀开口予度调大时，进入出气管3中的热空气温度低，流量大。

燃烧器9安装在壳体4上，燃烧器9对应安装发电机6，发电机6的加热器17部分伸入到燃烧器9的腔体内。

作为本实用新型的第一实施例，助燃空气从空气进管22进入，经初级三通接头21分两路，支路1经次级三通接头23进入燃烧器9，支路2经进气管10进入壳体4的预热腔体11，预热后从出气管3、单向阀2进入次级三通接头23与支路1空气混合后进入进入燃烧器9。

壳体4安装在支架1上，支架1安装发电机固定板14，发电机固定板14上有四组螺杆，发电机6通过限位螺母7安装在发电机固定板14的螺杆上，限位螺母7上安装弹簧20。

发电机6上安装冷却器18，冷却器18上安装水封5，水封5与发电机6出水孔通过转接软管相连，发电机6的进水孔安装进水管16，水封5的出水孔安装出水管15。

作为本实用新型的第一实施例，冷却水从进水管16进入发电机冷却18，再从转接水管24进入水封5，吸走发电机主体产生的热量，从出水管15流出。

应当说明的是，以上内容仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对本实用新型保护范围的限制，尽管该具体实施方式部分对本实用新型作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。

技术特征：

1.一种预热式斯特林发电机组，其特征在于，包括壳体（4），所述壳体（4）为两层套筒型结构，外层空间安装陶瓷隔热层（12），内层与燃烧器（9）筒壁形成预热腔体（11）和排气腔体（13），所述燃烧器（9）的顶部接口与燃气进管（8）相接，所述燃烧器（9）的侧面接口分别安装初级三通接头（21）和次级三通接头（23），所述初级三通接头（21）一端接空气进管（22），另一端接次级三通接头（23），所述初级三通接头（21）通过进气管（10）与壳体（4）进气口相连通，所述次级三通接头（23）与燃烧器（9）相连通，所述次级三通接头（23）先连接单向阀（2）再通过出气管（3）与壳体（4）空气出口相连通；所述排气腔体（13）为壳体（4）与发电机固定板（14）形成的环形烟道，所述排气腔体（13）与排气管（19）连接。

2.根据权利要求1所述的一种预热式斯特林发电机组，所述燃烧器（9）安装在壳体（4）上，所述燃烧器（9）对应安装发电机（6），所述发电机（6）的加热器（17）部分伸入到燃烧器（9）的腔体内。

3.根据权利要求2所述的一种预热式斯特林发电机组，其特征在于，壳体（4）安装在支架（1）上，所述支架（1）安装发电机固定板（14），所述发电机固定板（14）上有四组螺杆，所述发电机（6）通过限位螺母（7）安装在所述发电机固定板（14）的螺杆上，所述限位螺母（7）上安装弹簧（20）。

4.根据权利要求2所述的一种预热式斯特林发电机组，其特征在于，所述发电机（6）上安装冷却器（18），所述冷却器（18）上安装水封（5），所述水封（5）与发电机（6）出水孔通过转接软管相连，所述发电机（6）的进水孔安装进水管（16），所述水封（5）的出水孔安装出水管（15）。

技术总结
本实用新型提供一种预热式斯特林发电机组，属于斯特林发电技术领域。将发电系统运行过程中所需要的热源、气源和冷却系统连同斯特林发动机集成在一起，将单台斯特林发电机与燃烧器集成在框架结构内，在保证斯特林发电机组发电功率的情况下，两层结构的壳体在隔热排出废气的同时利用燃烧器本体及高温废气的温度对助燃空气预热，同时设计了专用的水封结构组成高效散热循环系统，外部冷水通过进水管在水封结构中形成环流，实现对斯特林发电机冷却端的冷却。

技术研发人员：康辉;徐福鸿;庞景文;路伟;肖炀
受保护的技术使用者：青岛启迪能源与动力技术研究院
技术研发日：2020.07.22
技术公布日：2021.04.06