[实用新型]一种用于小型斯特林发电机的热端换热器

说明书

一种用于小型斯特林发电机的热端换热器，可解决现有的小型斯特林发电机的热端换热器换热性能不佳的技术问题。包括翅片换热器和导流板，所述翅片换热器外周面开槽，所述槽内预置焊料，所述翅片换热器通过真空钎焊固定在小型斯特林发电机的热端壁上；所述导流板放置在翅片换热器端面。本实用新型通过高温真空钎焊使得翅片换热器与热端壁固定，并且通过在翅片换热器外圆周面开槽，预置焊料，焊料在焊接过程的熔融流动，在焊接面铺展开，保证真空钎焊后翅片换热器与热端壁之间完全接触，消除接触热阻。

技术领域

本实用新型涉及换热器技术领域，具体涉及一种用于小型斯特林发电机的热端换热器。

背景技术

热端换热器是小型斯特林发电机的重要换热部件，其换热性能的好坏直接影响斯特林发电机性能的优劣。由于斯特林发电机热端的气体工质与热端换热器的换热面积小，换热系数低，传热热阻较大，对斯特林发电机的性能产生不利影响。因此，增加热端换热器的换热系数和换热面积，可以有效提升斯特林发电机的性能。

目前小型斯特林发电机热端换热能力的强化主要通过使用小目数和丝径的网片，或在热端壁上开设狭缝以及采用翅片换热器等方式。网片强化换热的方案简单易行，但网片与热端壁的接触为点接触，接触面积小、接触热阻大，且在斯特林发电机运行频率较高时，流动阻力损失显著增大。在热端壁上开设狭缝，虽能增大换热面积，但由于热端壁较薄，且使用的高温合金钢导热性能不佳，因此换热性能提升并不明显。采用翅片换热器强化换热可以大大增加斯特林发电机的热端换热面积和换热系数，但翅片换热器与热端壁之间存在接触热阻，同时气体在翅片中难以均匀流动，影响了翅片换热器的换热性能。

实用新型内容

本实用新型提出的一种用于小型斯特林发电机的热端换热器，可解决现有的小型斯特林发电机的热端换热器换热性能不佳的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：

一种用于小型斯特林发电机的热端换热器，包括翅片换热器和导流板。

本实用新型所述的翅片换热器采用高热导率材料铜，所述导流板为硬质铝，所述热端壁采用高温合金钢；翅片换热器通过真空钎焊进行固定在小型斯特林发电机的热端壁上，导流板放置在翅片换热器端面。

具体的说，在翅片换热器外圆周面开槽，预置焊料，然后通过真空钎焊与热端壁进行固定。焊接过程中，焊料会熔融流动，在焊接面铺展开，保证真空钎焊后翅片换热器与热端壁之间完全接触，消除接触热阻，增强换热性能。导流板使得气体均匀进出翅片换热器，有利于提升翅片换热器的换热性能。

进一步的，在热端壁上与翅片换热器对应位置开设狭缝，可以增强焊料在焊接过程中的流动，同时也增大了焊接面的接触面积和接触强度。

进一步的，为保证换热性能，翅片换热器壁厚较薄，由于铜材料硬度小，因此容易变形，对后期装配不利。通过保留翅片换热器内圆周面一定厚度，来增强翅片换热器的强度，降低装配难度。

更进一步，保留翅片换热器内圆周面一定的厚度，可便于内圆面的加工，有利于提高内圆周面的加工精度，保证翅片换热器与活塞之间的配合间隙，减少发电机运行过程中在间隙中流动的气体，使绝大多数气体在翅片换热器内部流动，提升换热性能。

本实用新型的技术优势：

(1)本实用新型通过使用翅片强化换热，采用高导热率材料铜，大大增加了热端换热面积和换热系数。

(2)本实用新型通过高温真空钎焊使得翅片换热器与热端壁固定，并且通过在翅片换热器外圆周面开槽，预置焊料，焊料在焊接过程的熔融流动，在焊接面铺展开，保证真空钎焊后翅片换热器与热端壁之间完全接触，消除接触热阻。

(3)本实用新型通过在热端壁上与翅片换热器对应位置开设狭缝，增强焊料在焊接过程中的流动，同时增大了焊接面的接触面积和接触强度。