实施方案
[0022] 下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
[0023] 如附图1所示的斯特林发动机燃气式加热装置,包括集热腔3,所述集热腔3的一端设有燃烧器1,另一端通过密封夹5连接斯特林发动机的热端,集热腔3的靠近所述密封夹5的一侧设有辐射板6与多个排气口,每个排气口均连接有一条用于输出尾气的尾气回气管4;集热腔3外侧裹有保温高温棉7。
[0024] 如附图2-附图4所示,所述燃烧器1内设有燃气室11、空气室12与打火设备13,所述燃气室11设有燃气入口,所述空气室12设有空气入口;所述燃气室11与所述集热腔3之间设有多个燃气进口14,所述空气室12与所述集热腔3之间设有多个空气进口15。为了使空气与燃气充分混合,每个所述燃气进口14周围均围绕有多个空气进口15,这样燃气与空气刚进入集热腔3就可以充分混合,从源头保证了充分燃烧。
[0025] 作为优选,所述燃气进口14的数目为12个,12个燃气进口14呈均匀圆周阵列排布,每个燃气进口14的周围均匀圆周阵列分布有6个空气进口15。
[0026] 此外,所述空气室12设有一个向所述集热腔3内部方向延伸的圆柱凸起结构16作为空气补充结构,所述圆柱凸起结构16的端面上设有多个轴向风口17,圆柱凸起结构16的外圆周面上设有多个径向风口18,这种结构可以保证燃烧过程空气充足且能及时补气,保证充分燃烧。工作时,可在空气入口处连接鼓风机配合工作,使得该装置达到良好的工作效果。
[0027] 所有的所述排气口分布在所述集热腔3的腔壁上,在对加热炉设计前期的实验过程中和理论仿真分析中,由于本装置的尾气排气孔位于加热炉上部,在回气管进行排气过程中,热量会较多的集中于设备的上端,为了保证加热过程中的温度均匀性,本装置中设计位于集热腔3下端的排气口的排布较位于集热腔3上端的排气口的排布更加密集。如附图5所示,共有12个排气口连接12个尾气回气管4,由下而上看,单侧的7根尾气回气管4之间的角度间距由下而上依次为23°、26°、29°、32°、34°、36°。所有的所述尾气回气管4均沿径向穿过保温高温棉7通向回气腔8,所述回气腔8设有尾气排气口9,工作时,尾气排气口9可连接引风机保证排气效果。所述回气腔8与集热腔3相邻,燃烧器1穿过回气腔8通向集热腔3。回气管4穿过保温高温棉7可以防止热量耗散,燃烧器1穿过回气腔8通向集热腔3可以通过尾气余热对燃烧器1中的气体预热。
[0028] 斯特林发动机在工作过程中,需要吸收大量的热量,为了增加斯特林发动机的发电功率,在加热炉的集热腔中设计了辐射板,当燃气燃烧后,发动机中的工质气体处于对流换热状态,同时燃烧后的尾气通过回气管排出,排出的尾气会带走大量的热量,为了让较多的热量保留在加热炉内,本加热装置在集热腔中设计了辐射板如图6所示,增加了燃气燃烧后的流阻,同时对辐射板进行加热,随着辐射板温度的升高,加热炉内产生的热量与发动机的热端是对流换热与辐射换热相结合,使得加热炉内的热量能够较多的被发动机所吸收,增加了发电效率。所述辐射板6包括固定环61以及等距平行排列在固定环61内部的多个辐射棒62,所述辐射棒62由直径4mm的高温合金杆配合高温陶瓷管串接而成,如图所示,高温合金杆与高温陶瓷管紧挨在一起构成辐射棒62。所述辐射板6有两个,两个辐射板6沿集热腔3的径向叠放在一起,且两个辐射板6的辐射棒62相互垂直,即两者相位相差90°。
[0029] 如附图7所示,所述密封夹5包括圆锥环51,所述圆锥环的小口端固连在所述集热腔3上,所述圆锥环51内壁上设有软质高温棉52,圆锥环51及设置在其内壁上的软质高温棉52整体扣合在斯特林发动机的热端的外壁上,如此能够有效保证斯特林发动机的热端与集热腔3之间的密封性。软质高温棉52通过螺钉53固定在圆锥环51上。
[0030] 在加热炉的使用过程中,由于炉内有一定的流阻,为了保证热量的持续供给和炉内燃烧过程的效率,在空气入口端要加入鼓风系统对燃烧过程补充空气,在尾气排出口加上引风系统,建立炉内气体的有效循环。
[0031] 本发明的可保证燃气与空气充分混合并充分燃烧,产生的热量大,且通过辐射板结构使集热腔对斯特林发动机的热端的供热均匀,在提高发电效率的同时保证了燃料的充分燃烧,节能环保且发电效果好。
[0032] 以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出:对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。