[发明专利]一种基于斯特林热机的光气互补式吸热器

说明书

本发明涉及斯特林热机技术领域，公开了一种基于斯特林热机的光气互补式吸热器，包括吸热器外壳，吸热器外壳的顶部设有透光口，吸热器外壳内设有集热罩，集热罩呈碗状结构，集热罩的开口端朝向透光口；集热罩由若干导热管排布而成，相邻两根导热管之间形成导流间隙，每根导热管的下端弯折延伸形成内导热支管，每根导热管的上端弯折延伸形成外导热支管，吸热器外壳的底部设有外集热管、内集热管；集热罩的底部设有环状的布气管，布气管的上侧设有燃气喷嘴，布气管的一端连接有燃气管，透光口处设有透光板。本发明整体节奏紧凑、稳定性好，既可以吸收太阳光的热量，又能利用燃气燃烧的热能，环境适应能力强，不受天气影响。

技术领域

本发明涉及斯特林热机技术领域，尤其涉及一种基于斯特林热机的光气互补式吸热器。

背景技术

斯特林发动机是通过气缸内工作介质(氢气或氦气)经过冷却、压缩、吸热、膨胀为一个周期的循环来输出动力，因此又被称为也叫斯特林热机。斯特林发动机是一种外燃发动机，其有效效率一般介于汽油机与柴油机之间。通过外部人员对斯特林发动机的热端进行加热，使得气缸内的介质吸热、膨胀、冷却、压缩循环，将热能转化为机械能，因此斯特林发动机在新能源发电以及军工方面具有广泛的应用。例如现在的一种斯特林太阳能发电机，即通过斯特林热机将太阳光的热能转化为机械能输出，通过机械能带动发电机组工作、发电；太阳能斯特林发电机系统中，为了最大限度的吸收太阳光的热能，通常会设置一个吸热器(也叫集热器)，通过吸热器吸收聚集后的太阳光的热能，从而确保提高斯特林热机热端的供热。然而常规的斯特林太阳能发电机，其工作时间、工作状态受太阳光影响较大，阴雨天气以及夜间均无法用于发电，太阳能发电机利用率低。

发明内容

本发明为了解决现有技术中的斯特林太阳能发电机存在的上述问题，提供了一种基于斯特林热机的光气互补式吸热器，该种吸热器在晴天能吸收太阳光的热能为斯特林热机的热端加热，夜间或阴雨天气能利用燃气对斯特林热机的热端进行供热，从而确保斯特林发电机组能够持续工作、发电，不受天气状况的限制。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于斯特林热机的光气互补式吸热器，包括吸热器外壳，吸热器外壳的顶部设有透光口，所述吸热器外壳内设有集热罩，所述的集热罩呈碗状结构，集热罩的开口端朝向透光口；所述集热罩由若干导热管排布而成，相邻两根导热管之间形成导流间隙，每根导热管的下端弯折延伸形成内导热支管，每根导热管的上端弯折延伸形成外导热支管，所述吸热器外壳的底部设有外集热管、内集热管，外导热支管与外集热管连接，内导热支管与内集热管连接，外集热管、内集热管上均设有伸出吸热器外壳外部的导流管；所述集热罩的底部设有环状的布气管，布气管的上侧设有朝向集热罩底部的燃气喷嘴，布气管的一端连接有燃气管，所述吸热器外壳的外侧设有排气管；所述透光口处设有透光板。

外集热管、内集热管上的导流管分别与斯特林热机内的缸体的热端、冷端连接，导热管内填充有气体导热工质，例如氢气、氮气或其他惰性气体：在有阳光的情况下，太阳光通过外部锅状的反光杯聚光后从透光口处射到集热罩上，从而对导热管进行加热，加热管内的气体导热工质吸热后会对斯特林热机内缸体的热端加热，通过气体膨胀以推动斯特林热机缸体内的活塞往复运动，输出机械能，机械能带动发电机组发电；在夜间或者阳光不足的情况下，燃气管内供入燃气，燃气从燃气喷嘴处喷出并点火，从而对集热罩(每根导热管的周围)的底部进行火焰加热，每根导热管吸热对气体介质进行加热并汇流到外集热管、内集热管中，可以根据需要设置多组外集热管、内集热管，同时将导热管也分成多组，分别与对应的外集热管、内集热管连接，每一处导热管分别对应一个斯特林热机，这样整个吸热器能驱动斯特林热机组工作。该种吸热器结构紧凑，性能稳定，受环境限制小，能通过光气互补，保持斯特林热机持续对外输出机械能进行发电；透光板能减小吸热器外壳内的热能损失。