[发明专利]一种基于斯特林发动机的废热发电嵌入式实时控制装置

权利要求书

1.一种基于斯特林发动机的废热发电嵌入式实时控制装置，其特征在于：包括斯特林发动机模块(1)、实时温度检测模块(2)、实时电机驱动模块(3)、可变大小皮带轮模块(4)、固定大小皮带轮(5)、发电机驱动轴(6)、发电机(7)、弹簧(24)、活动皮带轮(25)、导轨(26)、皮带Ⅰ(27)和皮带Ⅱ(29)；所述斯特林发动机模块(1)与可变大小皮带轮模块(4)通过皮带Ⅰ(27)连接，实时温度检测模块(2)与实时电机驱动模块(3)连接，实时电机驱动模块(3)与可变大小皮带轮模块(4)连接，可变大小皮带轮模块(4)与固定大小皮带轮(5)连接，固定大小皮带轮(5)与发电机驱动轴(6)通过皮带Ⅱ(29)连接，发电机驱动轴(6)直接驱动发电机(7)进行发电；

所述斯特林发动机模块(1)不断的做功带动可变大小皮带轮模块(4)转动，实时温度检测模块(2)实时检测斯特林发动机模块(1)中热腔(11)与冷腔(17)的温度并传至实时电机驱动模块(3)，实时电机驱动模块(3)用于控制可变大小皮带轮模块(4)中带轮叶片(28)进行径向的直线运动使由多个皮带轮叶片(28)构成的皮带轮外径大小得到改变，可变大小皮带轮模块(4)的皮带轮叶片(28)外径大小改变，带动皮带Ⅰ(27)的松紧状态改变，通过弹簧(24)与小型活动皮带轮(25)的自动支撑，使皮带Ⅰ(27)始终保持紧绷状态，弹簧(24)的伸缩运动，带动小型活动皮带轮(25)在导轨(26)内运动，可变大小皮带轮模块(4)的运动带动固定大小皮带轮(5)运动，固定大小皮带轮(5)运动带动发电机驱动轴(6)直接驱动发电机(7)进行发电；

所述斯特林发动机模块(1)包括烟囱内部吸热片(8)、热传导导管(9)、烟囱外部导热片(10)、热腔(11)、冷热气体交换导管(13)、冷热气体交换腔(14)、冷腔活塞(15)、冷腔(17)、水管冷却模块(18)、热腔活塞(19)、热腔传动连接杆(20)、固定轴承(21)、驱动轮(22)和冷腔传动连接杆(23)；所述热传导导管(9)分别与烟囱内部吸热片(8)和烟囱外部导热片(10)连接，烟囱内部吸热片(8)紧贴烟囱内侧墙体，热传导导管(9)嵌于烟囱墙体内部，烟囱外部导热片(10)紧贴烟囱外侧墙体，热腔(11)与烟囱外部导热片(10)紧贴一起，冷腔(17)外侧与水管冷却模块(18)紧贴一起，热腔(11)与冷腔(17)共同通过冷热气体交换导管(13)连接冷热气体交换腔(14)，冷热气体交换腔(14)中充入氦气或氢气作为斯特林发动机的做功工质，热腔传动连接杆(20)分别与热腔活塞(19)和驱动轮(22)连接，冷腔传动连接杆(23)分别与冷腔活塞(15)和驱动轮(22)连接，热腔活塞(19)在热腔(11)内做直线伸缩运动，冷腔活塞(15)在冷腔(17)内做直线伸缩运动，热腔传动连接杆(20)与冷腔传动连接杆(23)共同驱动固定在固定轴承(21)上的驱动轮(22)转动，驱动轮(22)与可变大小皮带轮模块(4)通过皮带Ⅰ(27)连接；

所述可变大小皮带轮模块(4)包括皮带轮叶片(28)、螺纹杆(30)、固定螺母(31)、被动锥形齿轮(32)、主动锥形齿轮(33)、齿轮轴(34)、齿轮槽(35)、固定轴(36)、圆柱齿轮Ⅰ(37)、圆柱齿轮Ⅱ(38)、电机驱动齿轮(39)、步进电机(40)；所述皮带轮叶片(28)通过皮带Ⅰ(27)与斯特林发动机模块(1)连接，通过斯特林发动机模块(1)带动皮带轮叶片(28)转动，皮带轮叶片(28)转动带动固定在固定轴(36)上的固定大小皮带轮(5)运动，固定螺母(31)固定在皮带轮叶片(28)的内侧边缘，螺纹杆(30)从固定螺母(31)中穿过固定在被动锥形齿轮(32)上，主动锥形齿轮(33)与固定在固定轴(36)上的被动锥形齿轮(32)通过轮齿咬合固定在一起，用来改变传动方向，主动锥形齿轮(33)固定在齿轮轴(34)上，齿轮轴(34)的下部有齿轮槽(35)，齿轮槽(35)与圆柱齿轮Ⅰ(37)通过轮齿咬合固定在一起，圆柱齿轮Ⅰ(37)与圆柱齿轮Ⅱ(38)固定在一起，圆柱齿轮Ⅰ(37)与圆柱齿轮Ⅱ(38)通过轴承固定在固定轴(36)上，步进电机(40)固定在固定轴(36)上，电机驱动齿轮(39)固定在步进电机(40)驱动轴上且与圆柱齿轮Ⅱ(38)通过轮齿咬合固定在一起；步进电机(40)工作，驱动电机驱动齿轮(39)带动圆柱齿轮Ⅱ(38)与圆柱齿轮Ⅰ(37)转动，圆柱齿轮Ⅰ(37)带动齿轮轴(34)转动，通过主动锥形齿轮(33)将传动力转移到被动锥形齿轮(32)上，被动锥形齿轮(32)与螺纹杆(30)同步转动，螺纹杆(30)转动推动固定螺母(31)运动带动皮带轮叶片(28)进行径向的直线运动使由多个皮带轮叶片(28)构成的皮带轮外径大小得到改变。