一種用于尾氣余熱處理的斯特林發動機的制作方法

本發明屬于尾氣余熱再利用技術領域，具體涉及一種用于尾氣余熱處理的斯特林發動機。

背景技術：

隨著全球氣候的變暖、地球資源的日益枯竭，節能減排的理念越來越深入人心。據有關資料顯示表明，機動車有高達30％的能量隨尾氣排放。而工業尾氣中熱量的損失更為嚴重。目前，對于尾氣中低品質熱量的再利用方式主要是發電。斯特林發動機由于其具有不受熱源形式限制、運行噪聲低、熱效率高等優點，逐漸成為尾氣余熱發電領域的研究重點。目前已經出現了許多形式各異的斯特林發動機，但這些斯特林發動機普遍存在效率低下、結構臃腫、制造成本高的缺點。

技術實現要素：

針對上述問題，本發明提供了一種用于尾氣余熱處理的斯特林發動機。利用機動車的尾氣以及工業尾氣中的高溫作為斯特林發動機的熱源，使得尾氣中的熱能轉換為斯特林發動機的機械能，然后再通過發電機轉化為電能。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種用于尾氣余熱處理的斯特林發動機，其包括:換熱器、制冷裝置、回熱器、冷凝氣缸、熱力氣缸、動力機構、發電機、機架以及動力機構支架。其中，熱力氣缸、換熱器管束、回熱器、制冷裝置內管束、冷凝氣缸各腔體依次密封連接，利用插入熱力氣缸和冷凝氣缸中能往復運動的的活塞形成一個u型的密封腔體，中間充滿空氣；所述熱力氣缸和冷凝氣缸軸線平行；所述換熱器為列管式換熱器，由換熱器殼程和換熱器管束組成，尾氣經進氣口進入換熱器殼程，加熱換熱器管束，從出氣口排放；所述制冷裝置由制冷裝置內管、散熱翅片以及散熱風扇組成，所述散熱翅片安裝在制冷裝置內管束外，散熱風扇安裝在散熱翅片側面，與散熱翅片呈直角。

所述動力機構安裝在動力機構支架上，包括熱力端推桿活塞、冷凝端推桿活塞、曲柄連桿機構以及蓄能飛輪；熱力端推桿活塞和冷凝端推桿活塞在空氣作用下左右往復運動，通過曲柄連桿機構驅動發電機轉動并輸出電能。

所述熱力端推桿活塞與冷凝端推桿活塞結構一樣，均由上活塞桿、滑槽、下活塞桿和活塞連接而成，上活塞桿和下活塞桿分別與對應的直線軸承配合，在直線軸承中左右往復運動；所述熱力端推桿活塞和冷凝端推桿活塞分別插入熱力氣缸與冷凝氣缸中，并分別與熱力氣缸和冷凝氣缸軸線平行。

所述曲柄連桿機構包括上曲柄、中曲柄、下曲柄以及將它們連接在一起的連桿，在上曲柄和下曲柄上分別裝有配重塊；在滑槽的帶動下，上曲柄和下曲柄轉動，帶動連桿運動，通過中曲柄轉動帶動發電機轉動輸出電能。

所述蓄能飛輪安裝在中曲柄軸端。

所述冷凝氣缸外表面呈翅片狀以強化散熱。

所述換熱器內部裝有三塊折流板，等間距安放在換熱器管束外，引導尾氣通過換熱器殼程。

所述發電機安裝在機架上，通過皮帶與中曲柄連接。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

一種用于尾氣余熱處理的斯特林發動機結構緊湊，造價低廉，使用壽命長，工作效率高，能夠使機動車的尾氣以及工業尾氣中得余熱得到充分的再利用。

附圖說明

圖1為本發明的背面軸測圖；

圖2為本發明的正面軸測圖；

圖3為本發明的剖視圖；

圖4為本發明的動力裝置放大示意圖；

圖5為本發明的熱力端推桿活塞和冷凝端推桿活塞的結構示意圖；

圖中標號說明：1.機架；2.熱力氣缸；3.動力機構；4.發電機；5.動力機構支架；6.冷凝氣缸；7.制冷裝置；8.回熱器；9.換熱器；301.直線軸承一；302.蓄能飛輪；303.上曲柄；304.直線軸承二；305.中曲柄；306.冷凝端推桿活塞；307.皮帶；308.直線軸承三；309.熱力端推桿活塞；310.下曲柄；311.連桿；312.直線軸承四；313.下配重塊；314.上配重塊；331.上活塞桿；332.滑槽；333.下活塞桿；334.活塞；71.散熱翅片；72.散熱風扇；73.制冷裝置內管束；91.進氣口；92.出氣口；93.換熱器殼程；94.換熱器管束；95.折流板一；96.折流板二；97.折流板三

具體實施方式

下面結合附圖對本發明做進一步說明：

一種用于尾氣余熱處理的斯特林發動機，其包括機架1，熱力氣缸2，動力機構3，發電機4，動力機構支架5，冷凝氣缸6，制冷裝置7，回熱器8，換熱器9，直線軸承一301，蓄能飛輪302，上曲柄303，直線軸承二304，中曲柄305，冷凝端活塞306，皮帶307，直線軸承三308，熱力端活塞309，下曲柄310，連桿311，直線軸承四312，下配重塊313，上配重塊314，上活塞桿331，滑槽332，下活塞桿333，活塞334，散熱翅片71，散熱風扇72，制冷裝置內管束73，進氣口91，出氣口92，換熱器殼程93，換熱器管束94，折流板一95，折流板二96，折流板三97；其中，所述熱力氣缸2、換熱器管束94、回熱器8、制冷裝置內管束73、冷凝氣缸6各腔體依次密封連接，利用插入熱力氣缸和冷凝氣缸中的活塞形成一個u型的密封腔體，中間充滿空氣；所述熱力氣缸2和冷凝氣缸6軸線平行；所述換熱器9為列管式換熱器，由換熱器殼程93和換熱器管束94組成，尾氣由進氣口91進入換熱器殼程93經折流板一95、折流板二96、折流板三97導流加熱換熱器管束94內空氣后從出氣口92排出，所述折流板一95、折流板二96、折流板三97等間距安放在換熱器管束94外；所述制冷裝置由散熱翅片71、散熱風扇72、制冷裝置內管束73組成，散熱風扇72安裝在散熱翅片71側面，與散熱翅片71呈直角，所述散熱翅片71安裝在制冷裝置內管束73外；所述冷凝氣缸6外表面呈翅片狀以強化散熱。

本實施例中，所述動力機構3安裝在動力機構支架5上，包括熱力端推桿活塞309、冷凝端推桿活塞306、曲柄連桿機構以及蓄能飛輪302；所述熱力端推桿活塞309和冷凝端推桿活塞306結構相同，均由上活塞桿331、滑槽332、下活塞桿333和活塞334連接而成，熱力端推桿活塞309的活塞334插入到熱力氣缸2中，上活塞桿331和下活塞桿333分別與直線軸承三308和直線軸承四312配合，冷凝端推桿活塞306的活塞334插入到冷凝氣缸6中，上活塞桿331和下活塞桿333分別與直線軸承二304和直線軸承一301配合，熱力端推桿活塞309和冷凝端推桿活塞306分別與熱力氣缸2和冷凝氣缸6軸線平行，并能在氣缸中左右往復運動；所述曲柄連桿機構包括上曲柄303、中曲柄305、下曲柄310以及將它們連接在一起的連桿311，在上曲柄303和下曲柄310上分別裝有上配重塊314和下配重塊313；所述蓄能飛輪安裝在中曲柄軸端；所述發電機4安裝在機架上，通過皮帶307與中曲柄305連接。

使用過程中，當尾氣流過換熱器殼程93時，加熱換熱器管束94，整個密封腔內的空氣受熱膨脹，熱力端推桿活塞309向外側運動，通過滑槽332帶動下曲柄310轉動，下曲柄310通過連桿311帶動中曲柄305轉動，之后，制冷裝置內管束73中的空氣熱量通過散熱翅片71由散熱風扇72加速釋放到空氣中，整個密封腔內的空氣收縮，冷凝端活塞306向內側運動，通過滑槽332帶動上曲柄303轉動，上曲柄303通過連桿311帶動中曲柄305轉動，如此，完成一個循環。整個過程中，蓄能飛輪302隨中曲軸305轉動，上配重塊314隨上曲柄303轉動，下配重塊313隨下曲柄310轉動，使整個機構平穩運行。中曲柄305轉動通過皮帶307帶動發電機4轉動輸出電能。

以上顯示和描述了本發明的基本原理、主要特征和本發明的優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和范圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明范圍內。本發明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。