本發(fā)明屬于尾氣余熱再利用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于尾氣余熱處理的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)。

背景技術(shù)：

隨著全球氣候的變暖、地球資源的日益枯竭，節(jié)能減排的理念越來越深入人心。據(jù)有關(guān)資料顯示表明，機(jī)動(dòng)車有高達(dá)30％的能量隨尾氣排放。而工業(yè)尾氣中熱量的損失更為嚴(yán)重。目前，對于尾氣中低品質(zhì)熱量的再利用方式主要是發(fā)電。斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)由于其具有不受熱源形式限制、運(yùn)行噪聲低、熱效率高等優(yōu)點(diǎn)，逐漸成為尾氣余熱發(fā)電領(lǐng)域的研究重點(diǎn)。目前已經(jīng)出現(xiàn)了許多形式各異的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)，但這些斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)普遍存在效率低下、結(jié)構(gòu)臃腫、制造成本高的缺點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對上述問題，本發(fā)明提供了一種用于尾氣余熱處理的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)。利用機(jī)動(dòng)車的尾氣以及工業(yè)尾氣中的高溫作為斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的熱源，使得尾氣中的熱能轉(zhuǎn)換為斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械能，然后再通過發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)化為電能。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種用于尾氣余熱處理的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)，其包括:換熱器、制冷裝置、回?zé)崞?、冷凝氣缸、熱力氣缸、?dòng)力機(jī)構(gòu)、發(fā)電機(jī)、機(jī)架以及動(dòng)力機(jī)構(gòu)支架。其中，熱力氣缸、換熱器管束、回?zé)崞?、制冷裝置內(nèi)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(fù)運(yùn)動(dòng)的的活塞形成一個(gè)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(jīng)進(jìn)氣口進(jìn)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(nèi)管、散熱翅片以及散熱風(fēng)扇組成，所述散熱翅片安裝在制冷裝置內(nèi)管束外，散熱風(fēng)扇安裝在散熱翅片側(cè)面，與散熱翅片呈直角。

所述動(dòng)力機(jī)構(gòu)安裝在動(dòng)力機(jī)構(gòu)支架上，包括熱力端推桿活塞、冷凝端推桿活塞、曲柄連桿機(jī)構(gòu)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(fù)運(yùn)動(dòng)，通過曲柄連桿機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)并輸出電能。

所述熱力端推桿活塞與冷凝端推桿活塞結(jié)構(gòu)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(yīng)的直線軸承配合，在直線軸承中左右往復(fù)運(yùn)動(dòng)；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(jī)構(gòu)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(dòng)下，上曲柄和下曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)連桿運(yùn)動(dòng)，通過中曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)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(qiáng)化散熱。

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

所述發(fā)電機(jī)安裝在機(jī)架上，通過皮帶與中曲柄連接。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

一種用于尾氣余熱處理的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，造價(jià)低廉，使用壽命長，工作效率高，能夠使機(jī)動(dòng)車的尾氣以及工業(yè)尾氣中得余熱得到充分的再利用。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的背面軸測圖；

圖2為本發(fā)明的正面軸測圖；

圖3為本發(fā)明的剖視圖；

圖4為本發(fā)明的動(dòng)力裝置放大示意圖；

圖5為本發(fā)明的熱力端推桿活塞和冷凝端推桿活塞的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中標(biāo)號(hào)說明：1.機(jī)架；2.熱力氣缸；3.動(dòng)力機(jī)構(gòu)；4.發(fā)電機(jī)；5.動(dòng)力機(jī)構(gòu)支架；6.冷凝氣缸；7.制冷裝置；8.回?zé)崞鳎?.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(fēng)扇；73.制冷裝置內(nèi)管束；91.進(jìn)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(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步說明：

一種用于尾氣余熱處理的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)，其包括機(jī)架1，熱力氣缸2，動(dòng)力機(jī)構(gòu)3，發(fā)電機(jī)4，動(dòng)力機(jī)構(gòu)支架5，冷凝氣缸6，制冷裝置7，回?zé)崞?，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(fēng)扇72，制冷裝置內(nèi)管束73，進(jìn)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?zé)崞?、制冷裝置內(nèi)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(gè)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(jìn)氣口91進(jìn)入換熱器殼程93經(jīng)折流板一95、折流板二96、折流板三97導(dǎo)流加熱換熱器管束94內(nèi)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(fēng)扇72、制冷裝置內(nèi)管束73組成，散熱風(fēng)扇72安裝在散熱翅片71側(cè)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(nèi)管束73外；所述冷凝氣缸6外表面呈翅片狀以強(qiáng)化散熱。

本實(shí)施例中，所述動(dòng)力機(jī)構(gòu)3安裝在動(dòng)力機(jī)構(gòu)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(jī)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(fù)運(yùn)動(dòng)；所述曲柄連桿機(jī)構(gòu)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(fā)電機(jī)4安裝在機(jī)架上，通過皮帶307與中曲柄305連接。

使用過程中，當(dāng)尾氣流過換熱器殼程93時(shí)，加熱換熱器管束94，整個(gè)密封腔內(nèi)的空氣受熱膨脹，熱力端推桿活塞309向外側(cè)運(yùn)動(dòng)，通過滑槽332帶動(dòng)下曲柄310轉(zhuǎn)動(dòng)，下曲柄310通過連桿311帶動(dòng)中曲柄305轉(zhuǎn)動(dòng)，之后，制冷裝置內(nèi)管束73中的空氣熱量通過散熱翅片71由散熱風(fēng)扇72加速釋放到空氣中，整個(gè)密封腔內(nèi)的空氣收縮，冷凝端活塞306向內(nèi)側(cè)運(yùn)動(dòng)，通過滑槽332帶動(dòng)上曲柄303轉(zhuǎn)動(dòng)，上曲柄303通過連桿311帶動(dòng)中曲柄305轉(zhuǎn)動(dòng)，如此，完成一個(gè)循環(huán)。整個(gè)過程中，蓄能飛輪302隨中曲軸305轉(zhuǎn)動(dòng)，上配重塊314隨上曲柄303轉(zhuǎn)動(dòng)，下配重塊313隨下曲柄310轉(zhuǎn)動(dòng)，使整個(gè)機(jī)構(gòu)平穩(wěn)運(yùn)行。中曲柄305轉(zhuǎn)動(dòng)通過皮帶307帶動(dòng)發(fā)電機(jī)4轉(zhuǎn)動(dòng)輸出電能。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。