【技术实现步骤摘要】
本技术涉及热泵,尤其涉及一种超高温自由活塞斯特林热泵结构。
技术介绍
1、现有技术中,电驱动自由活塞斯特林热泵结构包含热泵单元和压缩机单元,其具体工作原理为:通入交变电流的铜线圈产生不断变化的磁场,电磁力驱动动力活塞实现往复运动,从而向压缩腔内传递声功和压力波动。声功依次经过排出器、低温换热器、回热器和高温换热器,在回热器中被利用并产生泵热效果,最终热量从低温换热器传递到高温换热器并输出到外部装置。
2、目前,电驱动自由活塞斯特林热泵结构中热泵单元与压缩机单元直接连接,其中压缩机活塞端面与压缩腔气体直接接触,并向气体传递声功。在自由活塞斯特林热泵单元中,高温换热器及压缩腔中为气体温度较高的区域,当有更高泵热温度如500℃及以上温区的工作需求时,该区域的温度亦会相应上升。这样,随着自由活塞斯特林热泵泵热温度的升高,压缩腔气体热量传递至压缩机电机侧,压缩机侧工作环境温度亦会随之上升。
3、然而,当电机长时间工作在高温环境中时,现有电机磁体会产生退磁等不可逆现象,严重影响电机性能,最终使得整个热泵结构的性能下降。此外,现有耐高温永磁体材料如钐钴等,最高耐受温度约为350℃,难以满足自由活塞斯特林热泵在500℃及以上温区的工作需求。因此,自由活塞斯特林热泵向更高温区的发展受到了很大的制约。
技术实现思路
1、本技术的目的在于提供一种超高温自由活塞斯特林热泵结构,用以解决自由活塞斯特林热泵在实现超高温泵热时压缩机性能易受高温影响而性能下降的问题,使得自由活塞斯特林热泵
2、为了实现上述目的,本技术提供一种超高温自由活塞斯特林热泵结构,包括相连接的压缩机单元和热泵单元,所述压缩机单元与所述热泵单元之间形成有压缩腔,所述压缩腔设置为加长压缩腔,
3、所述压缩机单元包括:
4、动力活塞,所述动力活塞能够进行往复运动以对所述压缩腔内气体做功;
5、dome筒,设置于所述动力活塞朝向所述压缩腔的一侧。
6、根据本技术提供的超高温自由活塞斯特林热泵结构,所述压缩机单元还包括:
7、防辐射屏,设置于所述dome筒中。
8、根据本技术提供的超高温自由活塞斯特林热泵结构,所述防辐射屏设置为多级防辐射屏。
9、根据本技术提供的超高温自由活塞斯特林热泵结构,所述动力活塞的数量为两个,两个所述动力活塞相对设置,且所述dome筒与所述动力活塞一一对应设置。
10、根据本技术提供的超高温自由活塞斯特林热泵结构,所述动力活塞和所述热泵单元的延伸方向位于同一直线上。
11、根据本技术提供的超高温自由活塞斯特林热泵结构,所述超高温自由活塞斯特林热泵结构的数量为两个,两个所述超高温自由活塞斯特林热泵结构呈同轴对置布置结构,且两个所述超高温自由活塞斯特林热泵结构的所述热泵单元相连通。
12、根据本技术提供的超高温自由活塞斯特林热泵结构,所述压缩机单元还包括:
13、直线振荡电机,所述动力活塞包括相连接的主体部和插接部,所述插接部插设于所述直线振荡电机的线圈内,所述dome筒设置于所述主体部上。
14、根据本技术提供的超高温自由活塞斯特林热泵结构,所述压缩机单元还包括:
15、第一平面支撑弹性件,设置于所述动力活塞背离所述压缩腔的一侧。
16、根据本技术提供的超高温自由活塞斯特林热泵结构,所述热泵单元包括:
17、低温换热器、回热器和高温换热器,沿远离所述压缩腔至靠近所述压缩腔的方向依次设置;
18、排出器,设置于由所述低温换热器、所述回热器和所述高温换热器围成的容置空间内,所述排出器的一端与所述动力活塞之间形成所述压缩腔,所述排出器的另一端形成膨胀腔。
19、根据本技术提供的超高温自由活塞斯特林热泵结构,所述热泵单元还包括:
20、基座,固定设置于所述容置空间内;
21、第二平面支撑弹性件,一端与所述基座相连接,另一端与所述排出器相连接。
22、本技术提供的超高温自由活塞斯特林热泵结构,包括相连接的压缩机单元和热泵单元,压缩机单元与热泵单元之间形成有压缩腔,压缩腔设置为加长压缩腔。压缩机单元包括:动力活塞,动力活塞能够进行往复运动以对压缩腔内气体做功;dome筒,设置于动力活塞朝向压缩腔的一侧。如此设置,通过增长压缩腔腔体,且在动力活塞上添置dome筒,可有效减少压缩腔气体热量向压缩机电机侧的传导,有效降低压缩机电机侧的工作环境温度,延长热泵结构在超高温泵热时的使用寿命,最终使得自由活塞斯特林热泵在超高温温区工作的性能和可靠性得到显著提高。
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1.一种超高温自由活塞斯特林热泵结构,其特征在于,包括相连接的压缩机单元(100)和热泵单元(200),所述压缩机单元(100)与所述热泵单元(200)之间形成有压缩腔(4),所述压缩腔(4)设置为加长压缩腔,
2.根据权利要求1所述的超高温自由活塞斯特林热泵结构,其特征在于,所述压缩机单元(100)还包括:
3.根据权利要求2所述的超高温自由活塞斯特林热泵结构,其特征在于,所述防辐射屏(14)设置为多级防辐射屏。
4.根据权利要求1至3任一项所述的超高温自由活塞斯特林热泵结构,其特征在于,所述动力活塞(13)的数量为两个,两个所述动力活塞(13)相对设置,且所述dome筒(15)与所述动力活塞(13)一一对应设置。
5.根据权利要求1至3任一项所述的超高温自由活塞斯特林热泵结构,其特征在于,所述动力活塞(13)和所述热泵单元(200)的延伸方向位于同一直线上。
6.根据权利要求5所述的超高温自由活塞斯特林热泵结构,其特征在于,所述超高温自由活塞斯特林热泵结构的数量为两个,两个所述超高温自由活塞斯特林热泵结构呈同轴对置布
7.根据权利要求1所述的超高温自由活塞斯特林热泵结构,其特征在于,所述压缩机单元(100)还包括:
8.根据权利要求7所述的超高温自由活塞斯特林热泵结构,其特征在于,所述压缩机单元(100)还包括:
9.根据权利要求1所述的超高温自由活塞斯特林热泵结构,其特征在于,所述热泵单元(200)包括:
10.根据权利要求9所述的超高温自由活塞斯特林热泵结构,其特征在于,所述热泵单元(200)还包括:
...【技术特征摘要】
1.一种超高温自由活塞斯特林热泵结构,其特征在于,包括相连接的压缩机单元(100)和热泵单元(200),所述压缩机单元(100)与所述热泵单元(200)之间形成有压缩腔(4),所述压缩腔(4)设置为加长压缩腔,
2.根据权利要求1所述的超高温自由活塞斯特林热泵结构,其特征在于,所述压缩机单元(100)还包括:
3.根据权利要求2所述的超高温自由活塞斯特林热泵结构,其特征在于,所述防辐射屏(14)设置为多级防辐射屏。
4.根据权利要求1至3任一项所述的超高温自由活塞斯特林热泵结构,其特征在于,所述动力活塞(13)的数量为两个,两个所述动力活塞(13)相对设置,且所述dome筒(15)与所述动力活塞(13)一一对应设置。
5.根据权利要求1至3任一项所述的超高温自由活塞斯特林热泵结构,其特征在于,所述动力...
【专利技术属性】
技术研发人员:罗二仓,代龙冉,罗开琦,胡剑英,孙岩雷,吴张华,陈燕燕,
申请(专利权)人:中国科学院理化技术研究所,
类型:新型
国别省市:
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