斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)外燃系統(tǒng)的進(jìn)排氣及空氣預(yù)熱結(jié)構(gòu)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)外燃系統(tǒng)的進(jìn)排氣及空氣預(yù)熱結(jié)構(gòu)，在燃燒區(qū)的下端外圍設(shè)置有環(huán)形空氣腔，環(huán)形空氣腔的上端靠接設(shè)置環(huán)形煙氣腔，所述環(huán)形空氣腔上設(shè)置空氣入口，所述環(huán)形煙氣腔上設(shè)置煙氣出口；環(huán)形煙氣腔和燃燒區(qū)的外圍之間構(gòu)成空氣-煙氣換熱腔，空氣-煙氣換熱腔內(nèi)沿圓周方向等間隔設(shè)置有N塊（20≦N≦32，N為偶數(shù)）具有一定旋扭角度的換熱旋流板，相鄰換熱旋流板之間構(gòu)成交替設(shè)置的空氣流道和煙氣流道，不僅使得空氣和煙氣的換熱更為充分均勻，大大提高了換熱效率，而且使得預(yù)熱后的空氣能迅速地流入到空氣旋流器；由于氣路布置合理巧妙，因此減小了空氣在空氣流道以及煙氣在煙氣流道中流動(dòng)時(shí)的流動(dòng)阻力，使得外燃系統(tǒng)的進(jìn)、排氣高效穩(wěn)定。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)外燃系統(tǒng)的進(jìn)排氣及空氣預(yù)熱結(jié)構(gòu)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)外燃系統(tǒng)的進(jìn)排氣及空氣預(yù)熱結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]伴隨著全球性的能源危機(jī)和環(huán)境危機(jī)，斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)由于其熱效率高、污染小以及能源適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)已經(jīng)越來(lái)越受到重視?？諝忸A(yù)熱結(jié)構(gòu)作為斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)外燃系統(tǒng)的重要組成部分，是斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的主要高溫?zé)峤粨Q結(jié)構(gòu)，它可充分利用高溫?zé)煔獾挠酂峒訜嶂伎諝猓顾固亓职l(fā)動(dòng)機(jī)外燃系統(tǒng)的效率大幅度提高，從而提高斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的整機(jī)效率。此外，空氣預(yù)熱結(jié)構(gòu)還可以使外燃系統(tǒng)的燃燒更充分更清潔。而進(jìn)排氣結(jié)構(gòu)則關(guān)系到斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的高效、可靠性運(yùn)行，其中進(jìn)氣結(jié)構(gòu)引導(dǎo)助燃空氣經(jīng)空氣預(yù)熱結(jié)構(gòu)順利進(jìn)入燃燒區(qū)，排氣結(jié)構(gòu)則對(duì)排出的燃燒煙氣導(dǎo)向，引導(dǎo)燃燒煙氣經(jīng)空氣預(yù)熱結(jié)構(gòu)順利進(jìn)入排氣出口，迅速排入大氣。為此，為斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)一種結(jié)構(gòu)緊湊、換熱效率高、氣路布置合理巧妙的外燃系統(tǒng)的進(jìn)排氣及空氣預(yù)熱結(jié)構(gòu)非常有意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明旨在于為斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的外燃系統(tǒng)提供一種結(jié)構(gòu)緊湊、換熱效率高、氣路布置合理巧妙的進(jìn)排氣及空氣預(yù)熱結(jié)構(gòu)。
[0004]為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，擬采用以下技術(shù)方案:
斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)外燃系統(tǒng)的進(jìn)排氣及空氣預(yù)熱結(jié)構(gòu)，包括燃燒區(qū)，該燃燒區(qū)為斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)外燃系統(tǒng)中用于混合氣燃燒的空腔，所述燃燒區(qū)的下端外圍設(shè)置有環(huán)形空氣腔，環(huán)形空氣腔的上端靠接設(shè)置環(huán)形煙氣腔，所述環(huán)形空氣腔上沿圓周方向?qū)ΨQ(chēng)設(shè)置有兩個(gè)空氣入口，所述環(huán)形煙氣腔上沿圓周方向?qū)ΨQ(chēng)設(shè)置有兩個(gè)煙氣出口；所述環(huán)形煙氣腔的內(nèi)側(cè)面相對(duì)環(huán)形空氣腔的內(nèi)側(cè)面外移一定距離；
所述環(huán)形煙氣腔的外圍覆有第一保溫石棉層，環(huán)形煙氣腔的上端覆蓋有絕熱防護(hù)罩，絕熱防護(hù)罩內(nèi)填充有第二保溫石棉層，所述燃燒區(qū)的上端覆蓋有空氣-煙氣隔離罩，所述絕熱防護(hù)罩的下端和空氣-煙氣隔離罩的上端之間設(shè)置有可使空氣旋流進(jìn)入燃燒區(qū)的空氣旋流器；
所述環(huán)形煙氣腔和燃燒區(qū)的外圍之間構(gòu)成空氣-煙氣換熱腔，空氣-煙氣換熱腔內(nèi)沿圓周方向等間隔設(shè)置有N塊由耐熱材料制作的斜置且具有一定旋扭角度的換熱旋流板，20SNS 32，N為偶數(shù)，相鄰換熱旋流板之間構(gòu)成空氣流道或者煙氣流道，所述空氣流道和煙氣流道交替設(shè)置，于是空氣流道具有N/2個(gè)，煙氣流道也具有N/2個(gè);各個(gè)所述煙氣流道的內(nèi)側(cè)面上端開(kāi)設(shè)有一個(gè)上部燃燒煙氣開(kāi)口，煙氣流道的內(nèi)側(cè)面構(gòu)成燃燒區(qū)的外側(cè)面，也即燃燒區(qū)的外側(cè)面上部開(kāi)設(shè)有N/2個(gè)上部燃燒煙氣開(kāi)口，各個(gè)所述煙氣流道的外側(cè)面下端開(kāi)設(shè)有一個(gè)下部燃燒煙氣開(kāi)口，下部燃燒煙氣開(kāi)口與位于煙氣流道外側(cè)的所述環(huán)形煙氣腔的內(nèi)側(cè)面貫通；
各個(gè)所述空氣流道的底端面外側(cè)開(kāi)設(shè)有一個(gè)底部預(yù)熱空氣開(kāi)口，底部預(yù)熱空氣開(kāi)口與位于空氣流道下端的所述環(huán)形空氣腔的上端面貫通，各個(gè)所述空氣流道的頂端面開(kāi)設(shè)有一個(gè)頂部預(yù)熱空氣開(kāi)口，從頂部預(yù)熱空氣開(kāi)口出來(lái)的空氣經(jīng)絕熱防護(hù)罩和空氣-煙氣隔離罩之間的空間進(jìn)入所述空氣旋流器，空氣旋流器用于使空氣旋流，從而提升空氣進(jìn)入燃燒室的進(jìn)氣效果；
空氣從環(huán)形空氣腔的兩個(gè)空氣入口進(jìn)入后，沿底部預(yù)熱空氣開(kāi)口進(jìn)入空氣-煙氣換熱腔的各個(gè)空氣流道，并由空氣流道的頂部預(yù)熱空氣開(kāi)口流出，煙氣從煙氣流道的上部燃燒煙氣開(kāi)口進(jìn)入空氣-煙氣換熱腔的各個(gè)煙氣流道，并從煙氣流道的下部燃燒煙氣開(kāi)口流出至環(huán)形煙氣腔，最后從環(huán)形煙氣腔的兩個(gè)煙氣出口流出；在空氣-煙氣換熱腔內(nèi)空氣流道內(nèi)的空氣和相鄰兩側(cè)的煙氣流道內(nèi)的煙氣均能進(jìn)行換熱，大大提高了空氣和煙氣的換熱效率；
由于各個(gè)換熱旋流板本身斜置且具有一定的旋扭角度，相對(duì)于豎向設(shè)置的直的換熱旋流板而言，不僅可以增加空氣和煙氣流動(dòng)時(shí)的擾動(dòng)，使得空氣和煙氣的換熱更為充分均勻，而且可以使預(yù)熱后的空氣從頂部預(yù)熱空氣開(kāi)口流出時(shí)具有一定的切向速度，從而使得預(yù)熱后的空氣更迅速地流入到空氣旋流器；
所述絕熱防護(hù)罩與其連接結(jié)構(gòu)采用螺釘固定的方式連接，所述空氣-煙氣隔離罩與其連接結(jié)構(gòu)采用焊接方式連接，所述絕熱防護(hù)罩、空氣旋流器以及空氣-煙氣隔離罩之間采用焊接方式連接，所述換熱旋流板與其連接部分采用密封焊接方式連接。
[0005]進(jìn)一步，所述空氣流道的底部預(yù)熱空氣開(kāi)口和頂部預(yù)熱空氣開(kāi)口的形狀均為扇形，且頂部預(yù)熱空氣開(kāi)口的面積較大，各個(gè)空氣流道的底部預(yù)熱空氣開(kāi)口和頂部預(yù)熱空氣開(kāi)口的相鄰部分密封設(shè)置。
[0006]進(jìn)一步，所述空氣-煙氣換熱腔內(nèi)沿圓周方向等間隔設(shè)置有24塊由耐熱材料制作的斜置且具有一定旋扭角度的換熱旋流板。
[0007]進(jìn)一步，所述環(huán)形空氣腔上的兩個(gè)空氣入口的軸線和環(huán)形煙氣腔上的兩個(gè)煙氣出口的軸線位于同一豎向平面內(nèi)。
[0008]本發(fā)明的有益效果是:首先，此斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)外燃系統(tǒng)的進(jìn)排氣及空氣預(yù)熱結(jié)構(gòu)由于沿圓周方向等間隔設(shè)置了 N塊(20SNS32，N為偶數(shù))換熱旋流板，從而形成交替設(shè)置的空氣流道和煙氣流道，于是空氣可以通過(guò)換熱旋流板與相鄰兩側(cè)的煙氣均進(jìn)行換熱，大大提高了換熱效率;其次，由于換熱旋流板本身斜置且旋扭了一定的角度，一方面增加了空氣和煙氣流動(dòng)時(shí)的擾動(dòng)，使得空氣和煙氣的換熱更加充分均勻，另一方面使得預(yù)熱后的空氣從頂部預(yù)熱空氣開(kāi)口流出時(shí)具有一定的朝向空氣旋流器的切向速度，從而使預(yù)熱后的空氣更迅速地流入到空氣旋流器;再次，由于空氣和煙氣的氣路布置合理巧妙，因此減小了空氣在空氣流道以及煙氣在煙氣流道中流動(dòng)時(shí)的流動(dòng)阻力，使得外燃系統(tǒng)的進(jìn)氣、排氣高效穩(wěn)定;最后，此斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)外燃系統(tǒng)的進(jìn)排氣及空氣預(yù)熱結(jié)構(gòu)結(jié)可在高溫環(huán)境下長(zhǎng)時(shí)間可靠穩(wěn)定地工作，并顯示出高溫?zé)煔庖约暗蜏乜諝庵g良好的密封性能。
【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1為本發(fā)明實(shí)施例的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖2為本發(fā)明實(shí)施例沿圓周方向的部分截?cái)嘟Y(jié)構(gòu)圖；
圖3為本發(fā)明實(shí)施例的頂部預(yù)熱空氣開(kāi)口和底部預(yù)熱空氣開(kāi)口相對(duì)環(huán)形空氣腔的俯視位置圖；
圖4為本發(fā)明實(shí)施例的換熱旋流板的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5為本發(fā)明實(shí)施例的絕熱防護(hù)罩的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖中:1、燃燒區(qū)；2、環(huán)形空氣腔;3、環(huán)形煙氣腔;4、空氣入口；5、煙氣出口；6、第一保溫石棉層;7、絕熱防護(hù)罩;8、第二保溫石棉層;9、空氣-煙氣隔離罩；10、空氣旋流器；11、空氣-煙氣換熱腔；12、換熱旋流板；13、空氣流道；14、煙氣流道；15、上部燃燒煙氣開(kāi)口； 16、下部燃燒煙氣開(kāi)口； 17、底部預(yù)熱空氣開(kāi)口； 18、頂部預(yù)熱空氣開(kāi)口。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖以及實(shí)施例來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，但不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限定。
[0012]如圖1所示，斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)外燃系統(tǒng)的進(jìn)排氣及空氣預(yù)熱結(jié)構(gòu)，包括燃燒區(qū)I，該燃燒區(qū)I為斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)外燃系統(tǒng)中用于混合氣燃燒的空腔，所述燃燒區(qū)I的下端外圍設(shè)置有環(huán)形空氣腔2，環(huán)形空氣腔2的上端靠接設(shè)置環(huán)形煙氣腔3，所述環(huán)形空氣腔2上沿圓周方向?qū)ΨQ(chēng)設(shè)置有兩個(gè)空氣入口4，所述環(huán)形煙氣腔3上沿圓周方向?qū)ΨQ(chēng)設(shè)置有兩個(gè)煙氣出口5，圖1中環(huán)形空氣腔2上的兩個(gè)空氣入口 4的軸線和環(huán)形煙氣腔3上的兩個(gè)煙氣出口 5的軸線位于同一豎向平面內(nèi)；所述環(huán)形煙氣腔3的內(nèi)側(cè)面相對(duì)環(huán)形空氣腔2的內(nèi)側(cè)面外移一定距離以在該距離處開(kāi)設(shè)下文的底部預(yù)熱空氣開(kāi)口 17;
所述環(huán)形煙氣腔3的外圍覆有第一保溫石棉層6，環(huán)形煙氣腔3的上端覆蓋有絕熱防護(hù)罩7，絕熱防護(hù)罩7內(nèi)填充有第二保溫石棉層8，第一保溫石棉層6和第二保溫石棉層8用以隔絕高溫?zé)煔獾臒崃?，所述燃燒區(qū)I的上端覆蓋有空氣-煙氣隔離罩9，所述絕熱防護(hù)罩7的下端和空氣-煙氣隔離罩9的上端之間設(shè)置有可使空氣旋流進(jìn)入燃燒區(qū)I內(nèi)的空氣旋流器10;所述絕熱防護(hù)罩7與其連接結(jié)構(gòu)采用螺釘固定的方式連接，所述空氣-煙氣隔離罩9與其連接結(jié)構(gòu)采用焊接方式連接，所述絕熱防護(hù)罩7、空氣旋流器10以及空氣-煙氣隔離罩9之間采用焊接方式連接。
[0013]如圖1、圖2所示，圖2為本發(fā)明實(shí)施例沿圓周方向的部分截?cái)嘟Y(jié)構(gòu)圖，所述環(huán)形煙氣腔3和燃燒區(qū)I的外圍之間構(gòu)成空氣-煙氣換熱腔11，空氣-煙氣換熱腔11內(nèi)沿圓周方向等間隔設(shè)置有24塊由耐熱材料制作的斜置且具有一定旋扭角度的換熱旋流板12，換熱旋流板12的結(jié)構(gòu)如圖4所示，換熱旋流板12與其連接部分采用密封焊接方式連接，相鄰換熱旋流板12之間構(gòu)成空氣流道13或者煙氣流道14，所述空氣流道13和煙氣流道14交替設(shè)置，于是空氣流道13具有12個(gè)，煙氣流道14也具有12個(gè);各個(gè)所述煙氣流道14的內(nèi)側(cè)面上端開(kāi)設(shè)有一個(gè)上部燃燒煙氣開(kāi)口 15，煙氣流道14的內(nèi)側(cè)面構(gòu)成燃燒區(qū)I的外側(cè)面，也即燃燒區(qū)I的外側(cè)面上部開(kāi)設(shè)有12個(gè)上部燃燒煙氣開(kāi)口 15，各個(gè)所述煙氣流道14的外側(cè)面下端開(kāi)設(shè)有一個(gè)下部燃燒煙氣開(kāi)口 16，下部燃燒煙氣開(kāi)口 16與位于煙氣流道14外側(cè)的所述環(huán)形煙氣腔3的內(nèi)側(cè)面貫通；圖2中示出了兩個(gè)空氣流道13和兩個(gè)煙氣流道14，其中，近處的煙氣流道14只示出了位于煙氣流道14的外側(cè)面下端的下部燃燒煙氣開(kāi)口 16，上部燃燒煙氣開(kāi)口 15未示出，遠(yuǎn)處的煙氣流道14只示出了位于煙氣流道14的內(nèi)側(cè)面上端的上部燃燒煙氣開(kāi)口 15，下部燃燒煙氣開(kāi)口 16未示出；本發(fā)明中的換熱旋流板12也可以是范圍在20到32之間(包括20和32)的其他偶數(shù)個(gè)； 各個(gè)所述空氣流道13的底端面外側(cè)開(kāi)設(shè)有一個(gè)底部預(yù)熱空氣開(kāi)口 17，底部預(yù)熱空氣開(kāi)口 17與位于空氣流道13下端的所述環(huán)形空氣腔2的上端面貫通，各個(gè)所述空氣流道13的頂端面開(kāi)設(shè)有一個(gè)頂部預(yù)熱空氣開(kāi)口 18，從頂部預(yù)熱空氣開(kāi)口 18出來(lái)的空氣經(jīng)絕熱防護(hù)罩7和空氣-煙氣隔離罩9之間的空間進(jìn)入所述空氣旋流器10，空氣旋流器10用于使空氣旋流，從而提升空氣進(jìn)入燃燒室I的進(jìn)氣效果；圖2中，近處的空氣流道13只示出了位于空氣流道13的底端面外側(cè)的底部預(yù)熱空氣開(kāi)口 17，頂部預(yù)熱空氣開(kāi)口 18未示出，遠(yuǎn)處的空氣流道13只示出了位于空氣流道13的頂端面上端的頂部預(yù)熱空氣開(kāi)口 18，底部預(yù)熱空氣開(kāi)口 17未示出；
如圖2、圖3所示，所述空氣流道13的底部預(yù)熱空氣開(kāi)口 17和頂部預(yù)熱空氣開(kāi)口 18的形狀均為扇形，且頂部預(yù)熱空氣開(kāi)口 18的面積較大，各個(gè)空氣流道13的底部預(yù)熱空氣開(kāi)口 17和頂部預(yù)熱空氣開(kāi)口 18的相鄰部分密封設(shè)置。
[0014]本實(shí)施例斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)外燃系統(tǒng)的進(jìn)排氣及空氣預(yù)熱結(jié)構(gòu)的工作方式如下:鼓風(fēng)機(jī)將新鮮空氣經(jīng)兩個(gè)空氣入口 4送入到環(huán)形空氣腔2，新鮮空氣由環(huán)形空氣腔2經(jīng)底部預(yù)熱空氣開(kāi)口 17進(jìn)入到空氣-煙氣換熱腔11的空氣流道13，而燃燒區(qū)I內(nèi)的高溫?zé)煔饨?jīng)上部燃燒煙氣開(kāi)口 15進(jìn)入到空氣-煙氣換熱腔11的煙氣流道14，然后空氣流道13內(nèi)的空氣與相鄰兩側(cè)煙氣流道14內(nèi)的煙氣在流動(dòng)過(guò)程中通過(guò)帶有一定旋扭角度的換熱旋流板12充分?jǐn)_動(dòng)并進(jìn)行換熱，換熱后的預(yù)熱空氣再?gòu)捻敳款A(yù)熱空氣開(kāi)口 18流出并以一定的切向速度快速流入到空氣旋流器10，經(jīng)空氣旋流器10進(jìn)入燃燒區(qū)1，并與燃燒區(qū)I噴入的燃料形成均勻混合氣，再經(jīng)點(diǎn)火系統(tǒng)點(diǎn)火燃燒。而在煙氣流道14內(nèi)和相鄰兩個(gè)空氣流道13換熱后的煙氣溫度則有所下降，再經(jīng)下部燃燒煙氣開(kāi)口 16進(jìn)入到環(huán)形煙氣腔3，并從環(huán)形煙氣腔3上的兩個(gè)煙氣出口 5排入到大氣。
[0015]本實(shí)施例中，在空氣-煙氣換熱腔11內(nèi)空氣流道13內(nèi)的空氣和相鄰兩側(cè)的煙氣流道14內(nèi)的煙氣均能進(jìn)行換熱，大大提高了空氣和煙氣的換熱效率；由于各個(gè)換熱旋流板12本身斜置且旋扭了一定的角度，相對(duì)于豎向設(shè)置的直的換熱旋流板而言，不僅可以增加空氣和煙氣流動(dòng)時(shí)的擾動(dòng)，使得空氣和煙氣的換熱更為充分均勻，而且可以使預(yù)熱后的空氣從頂部預(yù)熱空氣開(kāi)口 18流出時(shí)具有一定的切向速度，從而使得預(yù)熱后的空氣更迅速地流入到空氣旋流器10。
[0016]此外，由于環(huán)形空氣腔2(環(huán)形空氣腔2的上端面與底部預(yù)熱空氣開(kāi)口 17貫通)、頂部預(yù)熱空氣開(kāi)口 18(開(kāi)設(shè)在空氣流道13的頂端面的外側(cè)且較大面積設(shè)計(jì))、空氣流道13、換熱旋流板12(斜置具有一定的旋扭角度)、空氣旋流器10的位置設(shè)計(jì)，使得空氣的氣路設(shè)計(jì)合理巧妙；由于上部燃燒煙氣開(kāi)口 15(開(kāi)設(shè)在煙氣流道14的內(nèi)側(cè)面的上端)、煙氣流道14、下部燃燒煙氣開(kāi)口 16(開(kāi)設(shè)在煙氣流道14的外側(cè)面的下端)、環(huán)形煙氣腔3(環(huán)形煙氣腔3的內(nèi)側(cè)面與下部燃燒煙氣開(kāi)口 16貫通)的位置設(shè)計(jì)，使得煙氣的氣路設(shè)計(jì)合理巧妙，因此能減小空氣在空氣流道13以及煙氣在煙氣流道14中流動(dòng)時(shí)的流動(dòng)阻力，使得外燃系統(tǒng)的進(jìn)氣、排氣高效穩(wěn)定。
[0017]以上所述的具體實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思作舉例說(shuō)明，應(yīng)當(dāng)指出，在不脫離本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思的情況下，相關(guān)技術(shù)人員可對(duì)所描述的具體實(shí)施例做相應(yīng)的修改和潤(rùn)飾，與該技術(shù)相似的結(jié)構(gòu)方式及實(shí)施例均屬本發(fā)明所保護(hù)的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)外燃系統(tǒng)的進(jìn)排氣及空氣預(yù)熱結(jié)構(gòu)，包括燃燒區(qū)，該燃燒區(qū)為斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)外燃系統(tǒng)中用于混合氣燃燒的空腔，所述燃燒區(qū)的下端外圍設(shè)置有環(huán)形空氣腔，環(huán)形空氣腔的上端靠接設(shè)置環(huán)形煙氣腔，所述環(huán)形空氣腔上沿圓周方向?qū)ΨQ(chēng)設(shè)置有兩個(gè)空氣入口，所述環(huán)形煙氣腔上沿圓周方向?qū)ΨQ(chēng)設(shè)置有兩個(gè)煙氣出口；所述環(huán)形煙氣腔的內(nèi)側(cè)面相對(duì)環(huán)形空氣腔的內(nèi)側(cè)面外移一定距離； 所述環(huán)形煙氣腔的外圍覆有第一保溫石棉層，環(huán)形煙氣腔的上端覆蓋有絕熱防護(hù)罩，絕熱防護(hù)罩內(nèi)填充有第二保溫石棉層，所述燃燒區(qū)的上端覆蓋有空氣-煙氣隔離罩，所述絕熱防護(hù)罩的下端和空氣-煙氣隔離罩的上端之間設(shè)置有可使空氣旋流進(jìn)入燃燒區(qū)的空氣旋流器； 所述環(huán)形煙氣腔和燃燒區(qū)的外圍之間構(gòu)成空氣-煙氣換熱腔，空氣-煙氣換熱腔內(nèi)沿圓周方向等間隔設(shè)置有N塊由耐熱材料制作的斜置且具有一定旋扭角度的換熱旋流板，20SNS 32，N為偶數(shù)，相鄰換熱旋流板之間構(gòu)成空氣流道或者煙氣流道，所述空氣流道和煙氣流道交替設(shè)置，于是空氣流道具有N/2個(gè)，煙氣流道也具有N/2個(gè);各個(gè)所述煙氣流道的內(nèi)側(cè)面上端開(kāi)設(shè)有一個(gè)上部燃燒煙氣開(kāi)口，煙氣流道的內(nèi)側(cè)面構(gòu)成燃燒區(qū)的外側(cè)面，也即燃燒區(qū)的外側(cè)面上部開(kāi)設(shè)有N/2個(gè)上部燃燒煙氣開(kāi)口，各個(gè)所述煙氣流道的外側(cè)面下端開(kāi)設(shè)有一個(gè)下部燃燒煙氣開(kāi)口，下部燃燒煙氣開(kāi)口與位于煙氣流道外側(cè)的所述環(huán)形煙氣腔的內(nèi)側(cè)面貫通； 各個(gè)所述空氣流道的底端面外側(cè)開(kāi)設(shè)有一個(gè)底部預(yù)熱空氣開(kāi)口，底部預(yù)熱空氣開(kāi)口與位于空氣流道下端的所述環(huán)形空氣腔的上端面貫通，各個(gè)所述空氣流道的頂端面開(kāi)設(shè)有一個(gè)頂部預(yù)熱空氣開(kāi)口，從頂部預(yù)熱空氣開(kāi)口出來(lái)的空氣經(jīng)絕熱防護(hù)罩和空氣-煙氣隔離罩之間的空間進(jìn)入所述空氣旋流器，空氣旋流器用于使空氣旋流，從而提升空氣進(jìn)入燃燒室的進(jìn)氣效果； 空氣從環(huán)形空氣腔的兩個(gè)空氣入口進(jìn)入后，沿底部預(yù)熱空氣開(kāi)口進(jìn)入空氣-煙氣換熱腔的各個(gè)空氣流道，并由空氣流道的頂部預(yù)熱空氣開(kāi)口流出，煙氣從煙氣流道的上部燃燒煙氣開(kāi)口進(jìn)入空氣-煙氣換熱腔的各個(gè)煙氣流道，并從煙氣流道的下部燃燒煙氣開(kāi)口流出至環(huán)形煙氣腔，最后從環(huán)形煙氣腔的兩個(gè)煙氣出口流出；在空氣-煙氣換熱腔內(nèi)空氣流道內(nèi)的空氣和相鄰兩側(cè)的煙氣流道內(nèi)的煙氣均能進(jìn)行換熱，大大提高了空氣和煙氣的換熱效率； 由于各個(gè)換熱旋流板本身斜置且具有一定的旋扭角度，相對(duì)于豎向設(shè)置的直的換熱旋流板而言，不僅可以增加空氣和煙氣流動(dòng)時(shí)的擾動(dòng)，使得空氣和煙氣的換熱更為充分均勻，而且可以使預(yù)熱后的空氣從頂部預(yù)熱空氣開(kāi)口流出時(shí)具有一定的切向速度，從而使得預(yù)熱后的空氣更迅速地流入到空氣旋流器； 所述絕熱防護(hù)罩與其連接結(jié)構(gòu)采用螺釘固定的方式連接，所述空氣-煙氣隔離罩與其連接結(jié)構(gòu)采用焊接方式連接，所述絕熱防護(hù)罩、空氣旋流器以及空氣-煙氣隔離罩之間采用焊接方式連接，所述換熱旋流板與其連接部分采用密封焊接方式連接。2.如權(quán)利要求1所述的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)外燃系統(tǒng)的進(jìn)排氣及空氣預(yù)熱結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述空氣流道的底部預(yù)熱空氣開(kāi)口和頂部預(yù)熱空氣開(kāi)口的形狀均為扇形，且頂部預(yù)熱空氣開(kāi)口的面積較大，各個(gè)空氣流道的底部預(yù)熱空氣開(kāi)口和頂部預(yù)熱空氣開(kāi)口的相鄰部分密封設(shè)置。3.如權(quán)利要求1或2所述的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)外燃系統(tǒng)的進(jìn)排氣及空氣預(yù)熱結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述空氣-煙氣換熱腔內(nèi)沿圓周方向等間隔設(shè)置有24塊由耐熱材料制作的斜置且具有一定旋扭角度的換熱旋流板。4.如權(quán)利要求3所述的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)外燃系統(tǒng)的進(jìn)排氣及空氣預(yù)熱結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述環(huán)形空氣腔上的兩個(gè)空氣入口的軸線和環(huán)形煙氣腔上的兩個(gè)煙氣出口的軸線位于同一豎向平面內(nèi)。
【文檔編號(hào)】F23L15/00GK105841185SQ201510949540
【公開(kāi)日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2015年12月18日
【發(fā)明人】熊樹(shù)生, 孫亞博, 毛彬滔, 宋洪健, 鄭宜坤, 黃曉波
【申請(qǐng)人】浙江大學(xué)