[发明专利]一种斯特林发电及强制对流散热的重力热管装置

说明书

本发明属于矸石山散热装置技术领域，具体是一种斯特林发电及强制对流散热的重力热管装置。包括重力热管、活塞驱动结构、发电部分以及风扇，其中重力热管包括内部气道壁和热管外壁，内部气道壁设置在热管外壁内部，内部气道壁下端设置有工质流动通道，内部气道壁和热管外壁之间为气体工质通道，工质流动通道与气体工质通道连通，气体工质通道上部安装气缸加热腔，并且留有可供气体通过的缝隙；气缸加热腔上部安装活塞驱动结构，活塞驱动结构与发电部分连接，发电部分驱动风扇。本发明将矸石山重力热管的热量转化为机械能，其优点是气缸加热腔可以深入到热管中心的深部，于汽化的工质有更大的接触面积，更大程度的利用了矸石山深部积温产生的热量。

技术领域

本发明属于矸石山散热装置技术领域，具体是一种斯特林发电及强制对流散热的重力热管装置。

背景技术

煤矸石是指煤矿在开拓掘进、采煤和煤炭洗选等生产过程中排出的含碳岩石，是煤矿生产过程中的废弃物。煤矸石在空气中极易自燃，自燃煤矸石山是一种比较特殊的燃烧系统，具有蓄热大、易复燃的特点。露天堆放的矸石山时常发生自燃，造成资源浪费、环境污染，严重的还会引发事故。统计数据表明，自建国以来长期积存的煤矸石总量达50亿吨以上，占地1.33万多公顷，规模较大的矸石山约1500多座，其中具有自燃危险的大型矸石山约有300余座，且仍以2亿吨/年的速度增长。这些煤矸石经常年风蚀雨蚀等环境作用，分解产生大量粉尘、酸性水和重金属离子，严重恶化当地生态环境，污染大气、水体、土壤和植被。特别是自燃矸石山，烧空后容易引起坍塌，遇降水极易引发喷爆和爆炸事故，威胁矿区群众生命健康。

自燃煤矸石山堆放区域地温比正常地温高30℃以上，在生态环境及植被构建过程中受到高温胁迫，自燃防治困难、生态恢复缓慢。当前常规治理煤堆或煤矸石山自燃的防灭火技术如注浆、黄土覆盖等，主要从“隔氧”的角度来控制煤矸石山自燃。但由于矸石山内部积聚的热量无法及时散除，随着时间推移多会发生复燃。要达到自燃煤矸石山生态治理的终极目标—彻底灭火不再复燃，打破热量聚集的物理条件是关键，自燃煤矸石山高温余热消除是矿区生境恢复亟需解决的关键课题。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提供一种斯特林发电及强制对流散热的重力热管装置。

本发明采取以下技术方案：一种斯特林发电及强制对流散热的重力热管装置，包括重力热管、活塞驱动结构、发电部分以及风扇，其中重力热管包括内部气道壁和热管外壁，内部气道壁设置在热管外壁内部，内部气道壁下端设置有工质流动通道，内部气道壁和热管外壁之间为气体工质通道，工质流动通道与气体工质通道连通，气体工质通道上部安装气缸加热腔，并且留有可供气体通过的缝隙；气缸加热腔上部安装活塞驱动结构，活塞驱动结构与发电部分连接，发电部分驱动风扇。

进一步的，活塞驱动结构包括与气缸加热腔的上部连通的大活塞腔，大活塞腔内设有可上下运动的大活塞，大活塞腔上部设置有大活塞上盖，大活塞上盖上部固定有小活塞腔，小活塞腔下部与大活塞腔上部连通，小活塞腔内部有可上下移动的小活塞。

进一步的，发电部分包括发电机，发电机中部设置有中间连杆，中间连杆一端与风扇固定，另一端通过联轴器与二号齿轮连接，二号齿轮与一号齿轮啮合，一号齿轮由连杆的一端驱动，连杆另一端与小活塞固定，连杆为两段插销子的直杆，一端通过小活塞销与小活塞连接，另一端通过一号齿轮销与一号齿轮连接。

进一步的，发电机安装在发电机支撑上，发电机支撑固定在齿轮支撑座上，所述的一号齿轮和二号齿轮安装在齿轮支撑座上，齿轮支撑座固定在大活塞上盖上。

进一步的，大活塞底部设置有大活塞底部隔离垫，所述的大活塞顶部设置有大活塞顶部隔离垫。

进一步的，热管外壁外侧设置有散热片。