[实用新型]一种两级自由活塞斯特林发电机

说明书

本实用新型提供了一种两级自由活塞斯特林发电机，包括：第一气缸；动力活塞；配气活塞组件，其包括位于第一气缸内的第二配气活塞、第一配气活塞以及连接第一配气活塞、第二配气活塞之间的弹性件；换热组件。本实用新型的斯特林发电机，借助弹性件的滞后作用使第一配气活塞的运动滞后于第二配气活塞一定的相位角，有助于大部分气体工质与第二加热器进行充分的热交换，提高发电机的运行效率；借助弹性件的滞后作用使两个配气活塞的运动之间存在一定的相位角，从而利用配气活塞的运动推动气体工质先通过第二回热器进入第二膨胀腔，再通过第一回热器进入第一膨胀腔，分别吸收第二加热器和第一加热器中的热量，进而提高发电机的效率。

技术领域

本实用新型涉及斯特林发电机技术领域，尤其涉及一种两级自由活塞斯特林发电机。

背景技术

随着人口的持续增长以及人们生活水平的提高，对能源的需求量日益增加，化石能源日渐枯竭；与此同时，化石能源的使用也导致了全球变暖以及气候变化等问题。上述矛盾促使人们开始探索新的替代能源，这就需要更加有效的能源利用方式。随着全球能源与环保的形势日趋严峻，斯特林发动机由于其具有多种能源的广泛适应性和优良的环境特性已越来越受到重视。

斯特林发电机，是一种外部加热的闭式循环活塞式发电机。活塞式斯特林发电机是斯特林发电机的一个重要分支，是一种靠活塞往复运动实现热力循环的动力装置。而传统的两级谐波往复式自由活塞斯特林发电机采用单一的两级配气活塞，两级活塞运动相位相同，因此只能推动部分工质气体在两级热交换器之间流动，且该部分气体与中间及换热器的换热并不充分，而其余工质气体只能吸收中间换热器的热量并向外膨胀，这导致输入发电机的热量得不到充分利用，降低整个发电机的工作效率。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提出了一种两级自由活塞斯特林发电机，解决或至少部分解决现有技术中存在的技术缺陷。

为实现上述目的，本实用新型采用下述技术方案：

第一方面，本实用新型提出了一种两级自由活塞斯特林发电机，包括：

第一气缸；

动力活塞，其位于所述第一气缸内并可在所述第一气缸内做往复运动；

配气活塞组件，其包括位于所述第一气缸内的第二配气活塞、第一配气活塞以及连接所述第一配气活塞、所述第二配气活塞之间的弹性件，所述第一配气活塞、所述第二配气活塞均可在所述第一气缸内做往复运动，所述第二配气活塞靠近所述动力活塞，所述动力活塞与所述第二配气活塞之间形成压缩腔，所述第一配气活塞与所述第一气缸内壁之间形成第一膨胀腔，所述第一配气活塞、所述第二配气活塞之间形成第二膨胀腔；

换热组件，其包括设置于第一气缸外的相互串联并连通的第一加热器、第一回热器、第二加热器、第二回热器以及冷却器，所述第一加热器连通所述第一膨胀腔，所述第二加热器连通所述第二膨胀腔，所述冷却器连通所述压缩腔。

优选的是，所述的两级自由活塞斯特林发电机，还包括：

动力活塞板弹簧，其固定在所述第一气缸内；

动力活塞杆，其一端与所述动力活塞板弹簧连接、另一端与所述动力活塞连接。

优选的是，所述的两级自由活塞斯特林发电机，还包括：

配气活塞板弹簧，其固定在所述第一气缸内；

配气活塞杆，其一端与所述配气活塞板弹簧连接、另一端穿过所述动力活塞并与所述第二配气活塞连接。

优选的是，所述的两级自由活塞斯特林发电机，还包括：

配气活塞板弹簧，其固定在所述第一气缸内；

配气活塞杆，其一端与所述配气活塞板弹簧连接，另一端穿过所述动力活塞杆、所述动力活塞并与所述第二配气活塞连接。