[实用新型]一种防止配气活塞发生径向偏移的声能发电机

说明书

本实用新型公开了一种防止配气活塞发生径向偏移的声能发电机。包括膨胀气缸、压缩气缸、配气活塞、活塞杆、动力活塞、动力活塞板弹簧、永磁体、线圈、加热器、回热器、冷却器。配气活塞内部设置配气活塞小板弹簧，其中心点固定于活塞杆左端面，外圆处固定在配气活塞右壳体端面上；活塞杆右端部设置配气活塞大板弹簧，其中心点固定于活塞杆右端面，外圆处固定于配气活塞弹簧支架上。上述双侧布置板弹簧结构，可对配气活塞提供较大的径向支撑，避免配气活塞在膨胀气缸内发生径向偏移，保证配气活塞与气缸之间的间隙密封，有效地延长了声能发电机的工作寿命。动力活塞设有调节动子质量的扇形通孔，可精确调节动子质量，使声波压缩组件达到共振状态。

技术领域

本实用新型涉及一种声能热电转换装置，特别是一种防止配气活塞发生径向偏移的声能发电机。

背景技术

当今，随着常规燃料煤、石油、天然气的日益消耗，使用传统燃料的热机面临着空前的危机。根据最近资料显示，我国能源经济可开发剩余可采储量的资源保证度仅为129.7年。其中原煤115年，天然气49年，原油仅为20年。其次，常规燃料在燃烧过程中会产生大量CO2，使全球温室效应不断加剧，威胁人类生存。

声能热电转换装置作为一种外部供热的活塞式发动机，主要以氢气、氦气、氮气甚至空气作为工作介质，气缸内工作介质在外部供热和冷却装置的作用下，以吸热、膨胀、冷却、压缩作为一个周期的循环来输出动力，动力带动永磁铁往复运动，切割线圈发电。随着新能源的兴起，特别是与太阳能相结合，声能发电机成为太阳能发电的一种重要方式。其与传统燃烧燃料发电相比具有热效率高、结构简单、可靠性高、寿命长、燃料来源广、低振动和噪声、排气污染少等诸多优点，在航空航天、核能和太阳能利用以及余热回收等诸多领域都具有巨大的潜力。

由于声能热电转换装置依靠气体的膨胀压缩带动活塞往复运动，因此造成其失效原因主要有三个：漏气、磨损和弹簧断裂。其中磨损是指活塞与气缸之间直接接触摩擦，导致活塞气缸间的环隙增大，间隙密封(单边间隙8～20μm)被破坏。在声能热电转换装置中，配气活塞因为距离支撑弹簧较远，更易发生径向偏移，使得配气活塞与膨胀气缸接触磨损。声能热电转换装置多采用板弹簧支撑技术，与传统的柱弹簧相比，板弹簧的径向刚度较大，但轴向刚度较小，且在大行程下易发生疲劳断裂，所以合理设计活塞振幅与弹簧片数是保证声能热电转换装置长寿命运行的关键。

实用新型内容

针对以上问题和需求，本实用新型提供了一种防止配气活塞发生径向偏移的声能发电机，可对配气活塞提供较大的径向支撑，避免配气活塞在气缸内发生径向偏移，保证配气活塞与气缸之间的间隙密封，有效地延长了声能发电机的工作寿命。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种声能发电机，包括声波膨胀组件、声波压缩组件、冷却组件、直线电机组件以及支撑组件，所述声波膨胀组件包括配气活塞、活塞杆、膨胀气缸、加热器、回热器、配气活塞小板弹簧和配气活塞大板弹簧；，声波压缩组件包括压缩气缸、动力活塞、永磁体支架、永磁体和线圈和动力活塞板弹簧，冷却组件包括冷却器，支撑组件包括右壳体；

所述膨胀气缸设置于左部，压缩气缸为圆筒形薄壁件、紧贴设置于膨胀气缸右端面上，膨胀气缸内部设置有可在其内部往复运动的配气活塞，压缩气缸内部设置有可在其内部往复运动的动力活塞；所述膨胀气缸右端面中心开有气缸孔，所述活塞杆穿过气缸孔，左端部位于配气活塞内部，右端部贯穿动力活塞，位于右壳体右部；所述加热器和冷却器分别环设于膨胀气缸左部和右部的外周面上，所述回热器环设于膨胀气缸外周面、加热器和冷却器的中间；所述气缸孔内径略大于活塞杆外径，活塞杆可沿轴向往复运动，气体可自气缸孔与活塞杆之间的环隙在膨胀气缸和压缩气缸之间来回流动；所述永磁体支架环设于压缩气缸外部，所述动力活塞右端面伸出压缩气缸、与永磁体支架右部的左端面连接，永磁体支架的右端面设置有动力活塞板弹簧，外表面环设有永磁体，永磁体外侧环设有线圈，