[发明专利]太阳能斯特林发动机加热头换热器

权利要求书

1.一种太阳能斯特林发动机加热头换热器；其特征在于所述的太阳能斯特林发动机加热头换热器是由四组加热头组件圆周阵列组成；加热头组件包括活塞腔体(1)、回热腔体(2)、加热管(3)、温度传感器(4)；活塞腔体(1)与回热腔体(2)装于安装与发动机上，活塞腔体(1)与回热腔体(2)在发动机缸体安装位置上相对相位角为90°；在每对活塞腔体(1)与回热腔体(2)之间装有N个加热管(3)，形成由N个加热管(3)排列组合而成的太阳光接受曲面；在活塞腔体(1)内及加热管(3)上分别装有多个温度传感器(4)。

2.根据权利要求1所述的太阳能斯特林发动机加热头换热器，其特征在于所述的活塞腔体(1)的下部加工有安装法兰，安装法兰口与发动机安装断面平行；活塞腔体(1)的轴线与发动机主轴平行，活塞腔体(1)的顶部加工有插入加热管(3)的台阶孔，每格台阶孔均有焊接配合空和气道通气孔组成，气道通气孔与焊接配合孔要求同轴，台阶孔台阶面与轴线要求垂直；焊接配合孔与加热管(3)之间选择真空钎焊工艺进行连接，加热管(3)和孔的单边间隙为0-0.1mm。

3.根据权利要求1所述的太阳能斯特林发动机加热头换热器，其特征在于所述的回热腔体(2)的下部加工有安装法兰，安装法兰口与发动机安装断面平行；回热腔体(2)的轴线与发动机主轴平行。

4.根据权利要求1所述的太阳能斯特林发动机加热头换热器，其特征在于所述的活塞腔体(1)、回热腔体(2)加热管(3)及温度传感器(4)采用高温合金或耐热钢材料制成，连接处采用高温真空钎焊工艺焊接，使换热器部件具备耐高温高压特性。

5.根据权利要求1所述的太阳能斯特林发动机加热头换热器，其特征在于所述的加热管(3)迎光面采用球面螺旋线形或梯形螺旋线形设计，每组换热器由12-18根热管组成一个换热面，一台发动机由相同的四组换热器构成一个完整的发动机换能部件，换能部件组成一个内球面状或内凹型的受热面，高能聚光光源较为均匀照射在接受面上位置，使加热管(3)迎光面各处得到均匀的能量供给；球形面换热器面积与光热源能量密度匹配设计，使加热管(3)表面能流密度处于合适的范围内。

6.根据权利要求1所述的太阳能斯特林发动机加热头换热器，其特征在于所述的每根加热管(3)均由a、b、c、d、e段组成；每个加热管(3)的a段和e段是垂直于活塞腔体(1)和回热腔体(2)上平面，平行于对应台阶孔轴线；每根加热管(3)的b段、c段和d段根据不同发动机功率设计出不同尺寸规格和弧段，但是各弧段之间采取相切连接，连贯、无急回弯衔接；不同发动机设计b段、c段和d段尺寸不同同时，弧段数量可以调整增加或减少，并保证迎光面所有管段尺寸是一样的。

7.根据权利要求1所述的太阳能斯特林发动机加热头换热器，其特征在于所述的四个加热头组件的加热管(3)上各设置1-2个温度传感器；温度传感器(4)钎焊于加热管(3)光照背侧，能够充分测得外管壁实际温度；在活塞腔体(1)的汇流腔内侧也装有一个温度传感器(4)，温度传感器(4)采用真空钎焊进行焊接，保证温度传感器(4)的焊缝处不能够漏内部工作气体；通过活塞腔体(1)的汇流腔内插入温度传感器，检测工质温度，同时通过对比加热管(3)光照背侧的温度传感器(4)的信息，控制整体发动机工质压力和输出功率。

8.根据权利要求2所述的太阳能斯特林发动机加热头换热器，其特征在于所述的台阶孔的数量与加热管(3)的数量相同为12-18个。