專利名稱：多熱頭結(jié)構(gòu)的太陽能斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有多熱頭分布結(jié)構(gòu)的太陽能斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)。
背景技術(shù)：
太陽能斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)是用于碟式聚光太陽能熱發(fā)電技術(shù)中的核心動(dòng)力機(jī)械，它能 夠直接利用聚焦后的太陽能輸出機(jī)械功，從而帶動(dòng)與其輸出軸相聯(lián)的發(fā)電機(jī)發(fā)電。該技術(shù) 屬于太陽能高溫?zé)崂妙I(lǐng)域，是一種利用聚焦后的太陽能進(jìn)行熱發(fā)電的先進(jìn)技術(shù)。該技術(shù) 由于采用斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力機(jī)械所以又稱為斯特林太陽能熱發(fā)電，它具有光電轉(zhuǎn)換效 率高，使用靈活等優(yōu)點(diǎn)，既可以單套系統(tǒng)獨(dú)立發(fā)電，又可以聯(lián)合多套系統(tǒng)、根據(jù)需要組成太 陽能發(fā)電站(廠)。太陽能斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的整體結(jié)構(gòu)對于其效率有很大的影響。在已有的斯特林發(fā)動(dòng) 機(jī)結(jié)構(gòu)中，四缸雙作用結(jié)構(gòu)的機(jī)型普遍具有較高的效率。但是其熱頭為四缸共用，因此很難 保證熱量能較快速的傳遞于每一個(gè)熱腔中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種多熱頭結(jié)構(gòu)的太陽能斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)，更有效的利用聚 焦后的太陽光，并大幅降低與其配套的聚光鏡系統(tǒng)的尺寸和制造成本。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的多熱頭結(jié)構(gòu)的太陽能斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)，設(shè)有多個(gè)接 收太陽能的熱頭，每個(gè)熱頭之間為等角度分布，每個(gè)熱腔分別對應(yīng)相等數(shù)量的熱頭。聚集后 的太陽能熱量由各熱頭傳入其所對應(yīng)的熱腔。本發(fā)明的多熱頭結(jié)構(gòu)的太陽能斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)中，熱頭數(shù)量最好為四的倍數(shù)，優(yōu)選 的數(shù)量為四個(gè)，該四個(gè)熱頭為十字型分布，相互之間角度為90度。本發(fā)明的效果是能夠?qū)τ谔柲芩固亓职l(fā)動(dòng)機(jī)的每個(gè)熱頭分別加熱，熱量能夠 更迅速有效的傳遞至每一個(gè)熱腔中，因此發(fā)動(dòng)機(jī)能夠更加快速的啟動(dòng)。同時(shí)，由于采用了多 個(gè)分布的熱頭結(jié)構(gòu)，從而大幅降低了拋物面聚光鏡的尺寸，因此降低了其制造的難度和成 本。


圖1為本發(fā)明的俯視結(jié)構(gòu)圖。圖2為本發(fā)明的側(cè)面局部剖視結(jié)構(gòu)圖。圖3為本發(fā)明的具體實(shí)施示意圖。圖4為圖3的側(cè)視圖。附圖中主要標(biāo)示說明1-熱頭；2-熱腔；3-活塞；4-冷腔；5-連接管道；6_曲柄連桿；7_曲軸；8_滾珠 軸承；9-聯(lián)軸器；10-充氣閥；11-聚光鏡。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明是對公知的太陽能斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的熱頭進(jìn)行了改進(jìn)，至于斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)本 身沒有作任何改動(dòng)，因此以下只針對熱頭部分作描述，而斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的其它部件均為公 知技術(shù)，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以輕易想像出來。本發(fā)明的熱頭可以設(shè)置為多個(gè)，為便于敘述，舉四個(gè)熱頭的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)為例。本發(fā)明的四個(gè)熱頭分別各連接一個(gè)熱腔，即專供一個(gè)熱腔加熱。這樣的結(jié)構(gòu)不僅 能更有效合理的利用外部加熱源，而且可以不用一面很大的太陽能聚光鏡，取而代之的是 四面較小的聚光鏡，從而大大降低了碟式熱發(fā)電系統(tǒng)中聚光鏡的生產(chǎn)成本。本發(fā)明的四個(gè)熱頭分布成十字結(jié)構(gòu)，相互之間的角度均為90度。其優(yōu)點(diǎn)是可以更 為合理的利用聚焦后的太陽光，大副降低與其配套的聚光鏡系統(tǒng)的尺寸和制造成本。本發(fā)明采用的太陽能斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)在機(jī)械結(jié)構(gòu)上為四缸雙作用式，即共有四對工 作腔單元，每一對單元依次由冷腔、連接管道、回?zé)崞?、熱頭、熱腔、活塞、曲柄連桿組成。每 一個(gè)熱腔分別具有一個(gè)獨(dú)立的、專為其供熱的熱頭；熱腔與冷腔之間通過密封圈隔開；四 個(gè)活塞的相位角依次相差90°，四根曲柄連桿共同驅(qū)動(dòng)一個(gè)輸出曲軸；在曲軸的末端裝有 一個(gè)聯(lián)軸器，用于連接發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸。整套結(jié)構(gòu)被封閉于一個(gè)高壓殼體中，在殼體的一端有 一個(gè)充氣閥，用于對機(jī)器充壓。下面結(jié)合附圖作進(jìn)一步的描述。本發(fā)明多熱頭結(jié)構(gòu)的太陽能斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)如圖1、圖2所示。該太陽能斯特林發(fā)動(dòng) 機(jī)為具有分布式十字熱頭的四缸雙作用結(jié)構(gòu)。四個(gè)分布式的熱頭1分別對應(yīng)四個(gè)熱腔2。 每一個(gè)做功單元分別由分布式熱頭1、熱腔2、活塞3、冷腔4、連接管道5、曲柄連桿6組成。 四個(gè)曲柄連桿6共同套在同一根曲軸7上，由聯(lián)軸器9帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而發(fā)電。機(jī)器在 工作前需要從充壓閥10對機(jī)器充一定的壓力，工質(zhì)氣體采用氦氣。圖3、圖4是本發(fā)明用于一套小型的太陽能碟式熱發(fā)電系統(tǒng)中的示意圖。該系統(tǒng)配 有分別對應(yīng)本發(fā)明中四個(gè)分布式熱頭的小聚光鏡11。由聚光鏡聚得的太陽能直接照射在熱 頭上，對四個(gè)熱頭同時(shí)加熱，從而持續(xù)的驅(qū)動(dòng)機(jī)器轉(zhuǎn)動(dòng)。
權(quán)利要求
1.一種多熱頭結(jié)構(gòu)的太陽能斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，該發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)有多個(gè)接收太陽 能的熱頭，每個(gè)熱頭之間為等角度分布，且每個(gè)熱腔對應(yīng)的熱頭的數(shù)量相等，太陽能熱量由 各熱頭傳入其分別所對應(yīng)的熱腔。
2.如權(quán)利要求1所述多熱頭結(jié)構(gòu)的太陽能斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述熱頭數(shù)量 為四的倍數(shù)。
3.如權(quán)利要求1所述多熱頭結(jié)構(gòu)的太陽能斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述熱腔的數(shù) 量為四個(gè)。
全文摘要
一種多熱頭結(jié)構(gòu)的太陽能斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)，該發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)有多個(gè)接收太陽能的熱頭，每個(gè)熱頭之間為等角度分布，每個(gè)熱腔分別對應(yīng)相等數(shù)量的熱頭。聚集后的太陽能熱量由各熱頭傳入其所對應(yīng)的熱腔。由于本發(fā)明采用多熱頭加熱結(jié)構(gòu)，因此只需要配套多面用來聚集陽光的小聚光鏡，替代了傳統(tǒng)的與集中式單熱頭斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)配套使用的單面大尺寸聚光鏡，從而大大縮小了太陽能斯特林熱發(fā)電系統(tǒng)的空間尺寸和制造成本，并能更有效合理的利用聚焦后的太陽能。
文檔編號F03G6/06GK102108951SQ20091024373
公開日2011年6月29日 申請日期2009年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月23日
發(fā)明者周天, 唐大偉, 李鐵 申請人:中國科學(xué)院工程熱物理研究所