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CN102146856B - 斯特林低温高效发电装置 - Google Patents

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CN102146856B CN 201110124817 CN201110124817A CN102146856B CN 102146856 B CN102146856 B CN 102146856B CN 201110124817 CN201110124817 CN 201110124817 CN 201110124817 A CN201110124817 A CN 201110124817A CN 102146856 B CN102146856 B CN 102146856B
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王丰
王义彪
张涛
雷屹坤
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Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
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Abstract

本发明涉及一种斯特林低温高效发电装置，属于温差发电装置。它包括配气活塞缸（1）、导气管（2）、动力活塞缸（3）、缸槽（4）、配气活塞腔罩（5）、橡胶环（6）、配气大活塞（8）、发电机（15）、储能电容（16）。通过给腔内的气体加热，使配气活塞上下往复运动，压力变化引起动力活塞在动力活塞缸中水平往复运动，从而通过摇杆带动飞轮转动，同时与飞轮通过转轴固连的主动轮做同步运动并通过传动皮带带动从动轮转动，进而使发电机发电，并将电能储存于电容中并将电能输出。该发明可低温高效发电，符合当代“节能减排”的理念，另外这装置中安装储电电容，能收集很小的电流，提高现有装置对能源的利用率，集成化高。

Description

斯特林低温高效发电装置
所属技术领域
    本发明是一种斯特林低温高效发电装置，属于温差发电装置技术领域。 
背景技术
斯特林发动机是外燃、闭式循环往复活塞式热力发动机。只要热端和冷端有温差就能运转。它适用于各种能源，无论是液态的、气态的或固态的燃料只要是在热端加热，就能做功发电，而发动机本身除加热器外不需要作任何更改，并且高原上也可正常使用。目前发动机为了提高其效率和功率，内部工质一般选用高压氦气，我们从工质出发对它进行改进选用常压空气和低沸点相变工质。来提高其效率和功率。上世纪中叶研究者使用复合工质时无法保证两种成分在汽缸中的均匀分配，另外凝结的液滴在汽化时可能会带来大的波动，这也成为复合工质在工程中不能应用的根本原因。该发明改进了结构并定位于低温使用，能很好的解决压力波动的问题。 
发明内容
本发明的目的在于提供一种斯特林低温高效发电装置。 
一种斯特林低温高效发电装置，由斯特林发动机与发电储能装置组成，其特征在于：上述斯特林发动机包括配气活塞缸、通过导气管与配气活塞缸连通的动力活塞缸；其中配气活塞缸由缸槽、安装于缸槽上的配气活塞腔罩、安装缸槽内橡胶环、弹簧、配气大活塞组成；其中橡胶环安装于配气活塞腔罩下方、配气大活塞通过弹簧安装于橡胶环下方；其中配气活塞腔罩、橡胶环、配气大活塞之间形成的空间为配气活塞腔；上述配气活塞腔罩为锥型或斜坡型；还包括安装于动力活塞缸内的动力小活塞； 上述发电储能装置包括转轴固定件、通过轴承安装于转轴固定件上的转轴、还包括同轴固定于转轴上的飞轮和主动轮，还包括皮带及从动轮、以及依次与从动轮相连的发电机和储能电容；上述飞轮通过连杆与动力小活塞相连；上述配气活塞腔内具有沸点在60-90摄氏度的液态工质和空气。 
上述斯特林低温高效发电装置，其特征在于：还包括与上述发电储能装置相连的太阳能收集装置。 
上述斯特林低温高效发电装置，其特征在于：上述太阳能收集装置由支架、左半球型太阳能反射镜、右半球型太阳能反射镜组成；其中斯特林发动机与发电储能装置安装于上述支架上，左半球型太阳能反射镜和右半球型太阳能反射镜分别通过转轴安装于支架左右两侧，当左半球型太阳能反射镜和右半球型太阳能反射镜闭合时整体为球型。 
原理说明 
上述装置使用过程中，加热配气活塞缸，利用斯特林循环带动飞轮转动；飞轮通过皮带轮带动发电机工作，并通过储能电容储能。
其中配气活塞腔内加入低沸点液态工质是为了利用其参与斯特林循环，由于其受热后变成气态，在配气活塞罩处遇冷后变成液态流回配气活塞缸底部，提高配气活塞腔内的增压比，进一步提高功率。上述配气活塞腔罩采用为锥型或斜坡型是为了便于液体流回配气活塞缸底部。 
   本发明改进了斯特林发电机，实现低温高效发电的目的，尤其是能在较低温差下进行高效的发电。 
附图说明
   图1是本发明装置核心部分的总体布局示意图； 
图2是装置核心部件的俯视示意图；
图3是装置正视外观示意图；
图中标号名称：1是配气活塞缸，2是导气管，3是动力活塞缸，4是缸槽，5是配气活塞腔罩，6是橡胶环，7是弹簧，8是配气大活塞，9是动力小活塞，10是转轴固定件，11是转轴，12是飞轮 ，13是主动轮，14是从动轮，15是发电机，16是储能电容，17是连杆，18是皮带，19是支架，20是左半球型太阳能反射镜，21是右半球型太阳能反射镜，22是支架转轴 。
具体实施方式
在图1至图2中，方形壳外底部加热，使得配气活塞腔内部的复合工质（空气+低沸点液体）温度升高，这样配气活塞腔内部的压力增加，在弹簧7和压力的共同作用下，配气大活塞8开始做简谐振动，使得配气活塞腔内的气体在配气活塞的上下表面流动。配气活塞腔罩5为冷端，空气通过通风孔进入带走圆锥顶部的热量。当气流到达圆锥顶上时，复合工质中的空气遇冷压缩和低沸点工质遇冷凝结使得腔内的压力减小使得动力活塞前后产生压差运动带动飞轮12转动。并通过主动轮13带动从动轮14转动带动发电机15产生电量并存到电容16里。 
  在图3中，方形壳外底端的热量来自 左半球型太阳能反射镜20和右半球型太阳能反射镜21所反射的太阳光和在阳光不足时固体燃烧室中的固体燃料。左半球型太阳能反射镜20和右半球型太阳能反射镜21可随太阳的角度而手动调节，其分别围绕左半球型太阳能反射镜转动副和右半球型太阳能反射镜转动副转动，达到反射最佳位置。 
   在图中方形壳固定于支架19上，支架19合起来后，右半球型太阳能反射镜21可将其收于腹中。 

Claims (3)

1.一种斯特林低温高效发电装置，由斯特林发动机与发电储能装置组成，其特征在于：
上述斯特林发动机包括配气活塞缸（1）、通过导气管（2）与配气活塞缸连通的动力活塞缸（3）；
其中配气活塞缸由缸槽（4）、安装于缸槽上的配气活塞腔罩（5）、安装于缸槽内的橡胶环（6）、弹簧（7）和配气大活塞（8）组成；其中橡胶环（6）安装于配气活塞腔罩（5）下方、配气大活塞（8）通过弹簧安装于橡胶环（6）下方；其中配气活塞腔罩、橡胶环（6）、配气大活塞（8）之间形成的空间为配气活塞腔；上述配气活塞腔罩（5）为锥型或斜坡型；
还包括安装于动力活塞缸（3）内的动力小活塞（9）； 
上述发电储能装置包括转轴固定件（10）、通过轴承安装于转轴固定件上的转轴（11）、还包括同轴固定于转轴上的飞轮（12）和主动轮（13），还包括皮带（18）及从动轮（14）、以及依次与从动轮相连的发电机（15）和储能电容（16）；
上述飞轮通过连杆（17）与动力小活塞（9）相连；
上述配气活塞腔内具有沸点在60-90摄氏度的液态工质和空气。
2.根据权利要求1所述的斯特林低温高效发电装置，其特征在于：还包括与上述发电储能装置相连的太阳能收集装置。
3.根据权利要求2所述的斯特林低温高效发电装置，其特征在于：上述太阳能收集装置由支架（19）、左半球型太阳能反射镜（20）、右半球型太阳能反射镜（21）组成；其中斯特林发动机与发电储能装置安装于上述支架（19）上，左半球型太阳能反射镜（20）和右半球型太阳能反射镜（21）分别通过支架转轴（22）安装于支架左右两侧，当左半球型太阳能反射镜（20）和右半球型太阳能反射镜（21）闭合时整体为球型。
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