[实用新型]小功率热气机发电机组

说明书

本实用新型是一种小功率热气机发电机组，它属于动力类。

热气机（斯特林发动机）是一种利用外部能源加热的闭式循环活塞式发动机，它按斯特林循环工作。热气机都有加热器、回热器和冷却器。依靠密封在缸内的气体工质的加热和冷却来工作的，即借助气体工质的膨胀和压缩来做有用功的。

高指标的热气机都以分子量小的气体，如氢、氦气作工质，因其导热系数较高，粘度较低，性能上有许多优点。但低指标的热气机也可以用空气作为工质，因为用空气工质更容易密封，如有泄漏也容易补充，给机器的维修保养带来方便。

热气机可以利用各种不同的能源进行加热，如固体、气体或液体燃料，甚至也可用太阳能加热。国外已有的热气机大都采用液体或气体燃料工作。本实用新型提供的热气机发电机组可以用固体燃料：包括煤或生物质能成型燃料，在燃烧炉中燃烧，燃料的热能用来加热热气机缸内的工质，实现斯特林循环的热功转换。余热可进一步利用，实现热电联供，充分提高了热能的利用率。

本实用新型的目的是提供一种结构简单紧凑、体积小、能高速运转以空气作工质的热气机发电机组，配以燃烧固体燃料的燃烧炉，实现热电联供，具有广泛的实用价值。

本实用新型的小功率热气机发电机组，由热气机，发电机和燃烧炉所组成。热气机是单作用双活塞式，两缸平行并列布置，缸内分别置有配气活塞和动力活塞、热气机的冷却器、回热器和加热器装在缸体的顶部。整体的肋片式加热器具有内、外肋片以增大换热面积，圆锥形的外肋片与燃烧炉炉口相吻合，而内肋片的缝隙形成工质的流道，圆锥形肋片式加热器，不仅换热面积大，而与传统的管式加热器相比，更容易与燃烧炉相匹配，更加坚固可靠。

本实用新型的小功率热气机，采用了能平衡惯性力的四连杆摆块机构（专利申请号89105479.0），动力活塞和配气活塞分别用两根连杆与摆块铰接，摆块的下端与曲轴的曲柄销铰接，而上端受拉杆约束，拉杆的另一端铰接在耐压壳上，组成特定的四连杆摆块机构，在摆块上装在配重，而在曲柄臂上装有平衡重。该机构的主要特点是气缸基本上不受侧推力（连杆摆角可小于1°），从而保证了无油润滑活塞环的可靠密封。采用摆块上加配重，使摆块机构的质量中心与曲柄销中心相重合，然后在曲柄臂上加平衡重，实现往复惯性力的平衡。采用四连杆摆块机构的另一个优点是可以保证并列两缸活塞，按需要的相位差（90°～110°）进行运动，并列两缸所形成的气道，可以减少无益容积，从而保证了热气机的性能。

本实用新型的小功率热气机采用了全密封式的曲轴箱结构，将发电机置于全密封的曲轴箱内并与热气机的曲轴相连。在耐压壳的一端装有接线柱，将发电机的电流输出。这样就避免了采用旋转密封件，只存在容易解决的静密封问题，从而使整机结构简化并保证了可靠性。热气机的曲轴的另一端，装有超越离合器，该超越离合器与起动轴相连，起动轴上装有轴密封，并伸出耐压壳与起动轮相连，起动时驱动起动轮便能转动曲轴，而当热气机正常运转后，超越离合器会自动地脱开。热气机采用空气作为循环工质。

燃烧炉配有风机、空气预热器、烟气道、和烟囱等。燃烧炉与烟气道为一整体，燃烧炉的炉口与热气机的加热器相匹配，组织高温燃气均匀地加热锥形加热器，并强化外表面的换热。燃烧炉利用烟囱拔风和风机强制鼓风，燃烧炉可从侧面加燃料，炉底设有带水封的出渣斗。炽热的炭渣掉入水斗中，从而形成水煤气强化燃烧。空气预热器置于烟囱中，用风机将预热空气送进燃烧炉。

本实用新型与现有技术比较，有如下优点：热气机的结构简单紧凑、体积小，能高速运转，燃烧炉可以燃用固体燃料，能使热能合理地充分利用。

本实用新型的特点，还可以从以下附图和实施例得到进一步的说明。

图1，热气机发电机组及燃烧炉总体示意图；

图2，热气机横剖面示意图；

图3，热气机发电机组纵剖面示意图。

图面编号：

1－热气机发电机组    2－负载    3－炉口

4－蓄电池    5－加燃料口    6－燃烧炉

7－炉排    8－出渣水封斗    9－风机

12－空气预热器    13－烟囱    16－烟气道

17－加热器    18－回热器    19－冷却器

20－机身    21－耐压壳    22－四连杆摆块机构

23－平衡重    24－配重    25－曲柄销

26－拉杆    27－摆块    28－连杆

29－动力活塞    30－配气活塞    31－内肋片

32－外肋片    33－集中流道    34－发电机