本发明涉及斯特林发电机技术领域，具体为一种自由活塞式斯特林热封闭光热发电机。
背景技术：
太阳能是永恒的清洁能源，如何利用太阳能资源成了当今能源科研的一个重要课题。目前光伏领域相对成熟目前光伏生产成本高，并且加工材料会带来重度污染；聚焦光热制造成本同样较高，维护成本较大，对环境也有一定的要求。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种自由活塞式斯特林热封闭光热发电机，通过太阳光照射密封环境产生高温来进行发电，发电效率高，能进行低温自启动；本自由活塞式斯特林热封闭光热发电机是一个全封闭式的发电系统，免维护，生产成本低，安装方便，应用灵活；可建立大规模电站或小规模家庭布局，可分布于陆面或水面上发电，是一个水、陆两用的离网型发电系统，可以有效解决背景技术中的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种自由活塞式斯特林热封闭光热发电机，包括半球形集热罩，所述半球形集热罩和传导受热基体之间形成封闭的集热腔，传导受热基体的下表面开设有膨胀腔，传导受热基体的下表面通过螺栓固定有隔热基座，隔热基座的下表面中间位置固定有活塞缸体，活塞缸体的内部顶端通过隔热基座上的通孔和膨胀腔连通，活塞缸体的内部上端设有动力活塞，活塞缸体的内壁下部设有第一回力弹片和第二回力弹片，第一回力弹片和第二回力弹片均与运动活塞弹片固定基座连接。
所述活塞缸体下端的通气口和外壳上端的通气口连接，与外壳上端的通气口对应外壳内部顶面设有滑管，滑管的内壁和受力活塞的侧面滑动连接，滑管内部上端为冷腔，受力活塞的下端和磁轴的上端连接，外壳的内壁中部固定有定子铁芯固定架，定子铁芯固定架的上方固定有第三回力弹片，定子铁芯固定架的下方固定有第四回力弹片，第三回力弹片和第四回力弹片均与磁轴连接，定子铁芯固定架的中间位置固定有定子铁芯，定子铁芯上固定有定子绕组，与定子绕组对应磁轴的侧面固定有条形磁铁，条形磁铁的磁铁s极朝向左侧，条形磁铁的磁铁n极朝向右侧，条形磁铁之间设有隔磁层。
所述外壳的下端和蓄电池底座上端的卡座卡接，蓄电池底座的内部底面左右两侧对称固定有第一蓄电池和第二蓄电池，蓄电池底座内部底面的中间位置固定有电磁线圈，外壳的下端开放设置，外壳的下端固定有控制电路板，磁轴的下端贯穿并延伸至控制电路板的下方，磁轴的下端固定有永磁铁，电磁线圈的输入端通过电磁线圈供电线路和控制电路板的输出端电连接，控制电路板的输入端和定子绕组的输出端电连接，控制电路板的输出端分别与第一蓄电池和第二蓄电池的输入端电连接。
作为本发明的一种优选技术方案，所述半球形集热罩和传导受热基体之间设有第一密封圈。
作为本发明的一种优选技术方案，所述传导受热基体和隔热基座之间设有第二密封圈。
作为本发明的一种优选技术方案，所述控制电路板的上表面和下表面分别固定有第三密封圈和第四密封圈。
作为本发明的一种优选技术方案，所述第一回力弹片位于第二回力弹片的上部。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本自由活塞式斯特林热封闭光热发电机，通过太阳光照射密封环境产生高温来进行发电，发电效率高，能进行低温自启动；本自由活塞式斯特林热封闭光热发电机是一个全封闭式的发电系统，免维护，生产成本低，安装方便，应用灵活；可建立大规模电站或小规模家庭布局，可分布于陆面或水面上发电，是一个水、陆两用的离网型发电系统。
附图说明
图1为本发明主视结构示意图；
图2为本发明主视剖面结构示意图；
图3为本发明a处结构放大示意图；
图4为本发明b处结构放大示意图。
图中：1半球形集热罩、2集热腔、3第一密封圈、4传导受热基体、5膨胀腔、6螺栓、7第二密封圈、8隔热基座、9动力活塞、10活塞缸体、11第一回力弹片、12第二回力弹片、13运动活塞弹片固定基座、14冷腔、15受力活塞、16外壳、17第三回力弹片、18定子铁芯固定架、19定子铁芯、20定子绕组、21磁铁s极、22磁铁n极、23隔磁层、24磁轴、25第四回力弹片、26第三密封圈、27控制电路板、28第四密封圈、29第一蓄电池、30第二蓄电池、31永磁铁、32电磁线圈、33电磁线圈供电线路、34蓄电池底座。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：一种自由活塞式斯特林热封闭光热发电机，包括半球形集热罩1，半球形集热罩1和传导受热基体4之间形成封闭的集热腔2，半球形集热罩1和传导受热基体4之间设有第一密封圈3，半球形集热罩1与传导受热基体4之间形成封闭的集热腔2，太阳光照射在半球形集热罩1上，将集热腔2内的气体加热（为了提高能量转换效率，可以采用氢气或者氦气），传导受热基体4的下表面开设有膨胀腔5，传导受热基体4的下表面通过螺栓6固定有隔热基座8，传导受热基体4和隔热基座8之间设有第二密封圈7，隔热基座8的下表面中间位置固定有活塞缸体10，活塞缸体10的内部顶端通过隔热基座8上的通孔和膨胀腔5连通，活塞缸体10的内部上端设有动力活塞9，活塞缸体10的内壁下部设有第一回力弹片11和第二回力弹片12，第一回力弹片11和第二回力弹片12均与运动活塞弹片固定基座13连接，第一回力弹片11位于第二回力弹片12的上部。
活塞缸体10下端的通气口和外壳16上端的通气口连接，与外壳16上端的通气口对应外壳16内部顶面设有滑管，滑管的内壁和受力活塞15的侧面滑动连接，滑管内部上端为冷腔14，传导受热基体4将集热腔2内的热量传递到膨胀腔5，使得加热膨胀腔5内的气体（氢气或者氦气），使膨胀腔5内的气体膨胀推动动力活塞9做功，在第一回力弹片11和第二回力弹片12的作用下，动力活塞9向上运动，气体通过动力活塞9和活塞缸体10之间的缝隙被压进冷腔14冷却，气体不断膨胀冷却，促使动力活塞9往复做直线运动，受力活塞15的下端和磁轴24的上端连接，外壳16的内壁中部固定有定子铁芯固定架18，定子铁芯固定架18的上方固定有第三回力弹片17，定子铁芯固定架18的下方固定有第四回力弹片25，第三回力弹片17和第四回力弹片25均与磁轴24连接，定子铁芯固定架18的中间位置固定有定子铁芯19，定子铁芯19上固定有定子绕组20，与定子绕组20对应磁轴24的侧面固定有条形磁铁，条形磁铁的磁铁s极21朝向左侧，条形磁铁的磁铁n极22朝向右侧，条形磁铁之间设有隔磁层23，磁轴24做往复直线运动时不断切割定子绕组20进行发电。
外壳16的下端和蓄电池底座34上端的卡座卡接，蓄电池底座34的内部底面左右两侧对称固定有第一蓄电池29和第二蓄电池30，蓄电池底座34内部底面的中间位置固定有电磁线圈32，外壳16的下端开放设置，外壳16的下端固定有控制电路板27，控制电路板27的上表面和下表面分别固定有第三密封圈26和第四密封圈28，磁轴24的下端贯穿并延伸至控制电路板27的下方，磁轴24的下端固定有永磁铁31，电磁线圈32的输入端通过电磁线圈供电线路33和控制电路板27的输出端电连接，控制电路板27的输入端和定子绕组20的输出端电连接，控制电路板27的输出端分别与第一蓄电池29和第二蓄电池30的输入端电连接，通过太阳光照射密封环境产生高温来进行发电，发电效率高，能进行低温自启动；本自由活塞式斯特林热封闭光热发电机是一个全封闭式的发电系统，免维护，生产成本低，安装方便，应用灵活；可建立大规模电站或小规模家庭布局，可分布于陆面或水面上发电，是一个水、陆两用的离网型发电系统。
在使用时：半球形集热罩1与传导受热基体4之间形成封闭的集热腔2，太阳光照射在半球形集热罩1上，将集热腔2内的气体加热（为了提高能量转换效率，可以采用氢气或者氦气），通过传导受热基体4将热量传递到膨胀腔5，使得加热膨胀腔5内的气体（氢气或者氦气），使膨胀腔5内的气体膨胀推动动力活塞9做功，在第一回力弹片11和第二回力弹片12的作用下，动力活塞9向上运动，气体通过动力活塞9和活塞缸体10之间的缝隙被压进冷腔14冷却，气体不断膨胀冷却，促使动力活塞9往复做直线运动。当动力活塞9向下压缩气体时，冷腔14气体推动受力活塞15向下运动，同时第三回力弹片17和第四回力弹片25为磁轴24提供往复运动惯量，促使磁轴24向上运动，各腔体之间通过相互作用形成压强差，促使动力活塞9、磁轴24有规律的做往复直线运动。磁轴24与定子铁芯固定架18之间是一个扁平式永磁直线电机的结构，磁轴24上并排有多块条形磁铁，磁极为相同方向，磁轴24做往复直线运动时不断切割定子绕组20进行发电，产生的电量经过控制电路板27整流后存储在第一蓄电池29和第二蓄电池30里。在蓄电池底座34里安装有电磁线圈32，磁轴24末端为永磁铁31，当控制电路板27上的位移传感器检测到磁轴24有向下运动的趋势时，电磁线圈32产生间歇式电磁力，拉动磁轴24快速起振，由于各腔体之间压力的相互作用，动力活塞9也会同时起振。
在陆地上安装时，需要将隔热基座8以下的部分埋入土层，在水面上安装时，隔热基座8以下的部分会潜入水下，隔热基座8以上的部分会漂浮在水面上。通过土层或水进行冷却，膨胀腔5与冷腔14之间形成温差，从而使系统能够循环稳定工作。
本发明，通过太阳光照射密封环境产生高温来进行发电，发电效率高，能进行低温自启动；本自由活塞式斯特林热封闭光热发电机是一个全封闭式的发电系统，免维护，生产成本低，安装方便，应用灵活；可建立大规模电站或小规模家庭布局，可分布于陆面或水面上发电，是一个水、陆两用的离网型发电系统。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。