上柴柴油机备件-斯特林发动机用加热器：技术领域与背景介绍斯特林发动机应用领域

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斯特林发动机加热器的制造方法

【技术领域】

[0001] 本发明涉及一种加热器，尤其涉及一种斯特林发动机的加热器。

【背景技术】

斯特林发动机是一种外部供热（或燃烧）的活塞发动机，以气体为工质，以闭式热回收循环方式工作。斯特林发动机主要由外部供热（燃烧）系统、工作循环系统（热能-机械能转换系统）、传动系统（机械能输出系统）、辅助系统和监控系统组成。其中加热器是斯特林发动机的重要组成部分之一，其作用主要是使内部工质吸收外部热量。

[0003] 一般中、大功率的斯特林发动机采用加热管加热器，如中国专利CN2.1公开了一种管状加热器。小型斯特林发动机考虑到结构紧凑等因素，采用翅片式加热器，即一体化加热器。中国专利ZL2.6公开了一种翅片式加热器，应用于小功率燃气斯特林发动机。该加热器结构主要形式为加热器筒体外侧和内侧设置直列翅片，加热器筒体内侧和外侧设置的直列翅片与加热器筒体为一体，通过铸造或机加工制成。这种加热器结构具有结构紧凑、可靠性高的优点，适合小型斯特林发动机使用，但也存在以下不足：由于斯特林发动机的特点，加热器工质侧的传热性能比外部烟气的传热性能强得多，而当内翅片和外翅片采用相同材料加工成一体时，翅片效率较低，不能有效地将热量传递给工质，影响斯特林发动机的性能，降低发动机效率。

【发明概要】

[0004]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种斯特林发动机用加热器，解决了加热器筒体内外翅片换热效果不匹配的问题，具有结构紧凑、工艺简单、换热效率高、制造成本低的特点。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来解决的：

[0006] 一种斯特林发动机用加热器，包括加热器筒体，设置在加热器筒体外侧的外翅片和设置在加热器筒体内侧的内翅片，其特征在于：还包括由导热系数高于筒体的材料制成的内筒体，内筒体嵌套在加热器筒体中，内筒体与筒体连为一体，内筒体内侧设置有内翅片。

[0007] 优选的，在上述斯特林发动机加热器中，加热器的内筒与筒体通过焊接或螺纹连接为一体。

[0008] 优选地，在上述斯特林发动机加热器中，所述加热器筒体采用不锈钢材料或耐高温合金钢材料制成，内筒采用导热系数较高的纯铜材料制成。

[0009] 优选地，在上述斯特林发动机加热器中，所述外翅片和内翅片为一字形结构或螺旋形结构。

简言之船舶配件，本实用新型的有益效果为：

[0011]本实用新型的加热器具有比气缸高得多的导热系数，且虽然内翅片的面积小于外翅片，但内外翅片的导热系数相当，大大提高了内翅片的导热效率，使工质能够更有效地吸收外部热量，有利于提高整机性能，提高发动机效率。

【附图说明】

[0012] 下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。

图1为本实用新型的结构剖面图；

其中：

[0015]1.圆柱体；2.外翅片；3.内圆柱体；4.内翅片。

【具体实施方法】

[0016]图1为本实用新型的实施例。

该加热器包括筒体1和内筒体3，筒体1外侧设有一字形外翅片2，内筒体3嵌套在筒体1内，一般采用焊接或螺纹连接连为一体，内筒体3内侧设有内翅片4，内翅片4为一字形，内翅片4一般采用机械加工而成。为了防止加工过程中的变形，内筒3先通过焊接或螺纹连接的方式与筒体1连接，再用机加工的方法得到内筒3。为了使筒体内外导热相匹配，内筒3采用导热系数较高的材料，例如筒体1采用不锈钢或耐高温合金钢材料，内筒3采用纯铜材料。内翅片4采用纯铜材料，其导热系数很高，工作温度500℃时约为360W/(mK)，远高于加热器筒体1所采用的耐高温合金钢(500℃时约为24W/(mK))，作为内翅片4，它既不需要承受内部工质的压力，也不需要承受外部烟气的高温。同时内部的工作介质一般为纯氦气或者其他惰性气体，不会对铜造成氧化问题，因此内部采用纯铜翅片可以保证使用的可靠性。

[0018] 筒体1采用铸造或锻造后再进行机械加工的方式制成，其中外翅片2也常常采用切肩的方式制成船用柴油机，当然也可以采用整体铸造的方式一次性制成。

[0019] 本实用新型的加热器适用于氢气、氦气等多种工作流体，可应用于多种形式的小型斯特林发动机，如四缸双作用斯特林发动机、单缸自由活塞斯特林发动机等，所利用的能源类型包括燃气、太阳能、热辐射等。

[0020] 本实用新型并不局限于上述形式，还可适用于翅片的材料、结构、数量或排列方式等其他变化，但只要采用两种材料的组合，或进行等效变化或修改，均落在本专利的保护范围内。

主权

1.一种斯特林发动机加热器，包括加热器筒体(1)，加热器筒体(1)外侧设有外翅片(2)，加热器筒体(1)内侧设有内翅片(4)，其特征在于：还包括由导热系数高于筒体(1)的材料制成的内筒体(3)斯特林发动机 应用，内筒体(3)嵌套在加热器筒体(1)内，内筒体(3)与筒体(1)连接为一体，内翅片(4)设置在内筒体(3)的内侧。2.根据权利要求1所述的斯特林发动机加热器，其特征在于：加热器内筒体(3)与筒体(1)通过焊接或螺纹连接连接为一体。3.根据权利要求1或2所述的斯特林发动机加热器，其特征在于：加热器筒体(1)采用不锈钢材料或耐高温合金钢材料制成，内筒体(3)采用导热系数更高的纯铜材料制成。 4.根据权利要求1或2所述的斯特林发动机加热器，其特征在于：所述外翅片(2)和内翅片(4)为一字形或螺旋形结构。5.根据权利要求3所述的斯特林发动机加热器，其特征在于：所述外翅片(2)和内翅片(4)为一字形或螺旋形结构。

[专利摘要]本实用新型公开了一种斯特林发动机用加热器，包括加热器筒体(1)斯特林发动机 应用，设置在加热器筒体(1)外侧的外翅片(2)和设置在内侧的内翅片(4)，还包括由导热系数高于筒体(1)的材料制成的内筒体(3)，内筒体(3)嵌套设置在加热器筒体(1)内，内筒体(3)与筒体(1)连为一体，内翅片(4)设置在内筒体(3)的内侧；该加热器具有结构紧凑、工艺简单、热交换效率高、制造成本低的特点，适用于中小功率的斯特林发动机使用。

【IPC分类】F02G1/055

【公众号】

【申请编号】CN2

【发明人】黄晓宇、周建明、朱天宇、周天学、谷俊杰、赵卫平

【申请人】上海齐耀电源技术有限公司

【发表日期】2016年2月3日

【申请日期】2015年8月10日

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