一种适用于斯特林发动机的过载保护系统及过载保护方法

摘要

本发明公开一种适用于斯特林发动机的过载保护系统及过载保护方法，保护系统包括与斯特林发动机的热腔连通的储气罐，当斯特林发动机内压力超过P0时，发动机内的高温高压气体定压进入储气罐，当斯特林发动机内压力低于P0时，高压气体定压进入发动机热腔，起到了对发动机过载保护的作用；通过设置储气罐实现对太阳能的吸收利用，相比直接切除热量的办法，此法的太阳能利用率更高，发动机的输出功率更高。

说明书

技术领域

本发明属于斯特林发动机技术，涉及斯特林发动机的过载保护技术，具体涉及一种适用于斯特林发动机的过载保护系统及过载保护方法。

背景技术

斯特林发动机循环的P-V图如图1所示，从图中可见P1为循环的最高压力，假设该状态点的压力值超过了发动机所允许的最高压力P0，则出现过载。

斯特林发动机现行的过载保护大多通过切断热量来实现，将原来的循环由1→2→3→4变为1″→2″→3→4，如此一来不仅使发动机输出功率出现大幅下降，而且在切断热量过程中，太阳能没有得到利用，降低了电站的经济性。

发明内容

针对以上问题，本发明目的在于提供一种适用于斯特林发动机的过载保护系统及过载保护方法，实现过载保护、同时不会降低太阳能利用率。

为达到上述目的，本发明是采取如下技术方案予以实现的：

一种适用于斯特林发动机的过载保护系统，包括与斯特林发动机的热腔连通的储气罐，储气罐内部带有活塞和为活塞提供预紧力的弹簧，储气罐进气口和排气口均与斯特林发动机热腔连通，弹簧的预紧力与斯特林发动机允许的最高压力P0平衡，当斯特林发动机内压力超过P0时，发动机内的高温高压气体定压进入储气罐，当斯特林发动机内压力低于P0时，高压气体定压进入发动机热腔。

进一步，储气罐进气口和排气口均设置有簧片。

进一步，所述储气罐为高压气体储罐。

一种斯特林发动机过载保护方法，发动机工作过程中，储气罐内弹簧的预紧力与发动机允许的最高压力P0相平衡，当发动机内压力超过P0时，发动机内的高温高压气体定压进入储气罐，起到对发动机的过载保护；

当斯特林发动机定容加热完成开始定温膨胀时，发动机腔内压力开始下降，当斯特林发动机内压力低于P0时，高压气体定压进入发动机热腔内，完成膨胀过程。

进一步，储气罐进气口和排气口均设置有簧片，高压气体顶开簧片进入或排出储气罐。

进一步，所述簧片为铜合金簧片。

本发明的适用于斯特林发动机的过载保护系统及过载保护方法，保护系统包括与斯特林发动机的热腔连通的储气罐，当斯特林发动机内压力超过P0时，发动机内的高温高压气体定压进入储气罐，当斯特林发动机内压力低于P0时，高压气体定压进入发动机热腔，起到了对发动机过载保护的作用。

本发明方法可以有效的限制了斯特林发动机的最高压力，通过设置储气罐实现对太阳能的吸收利用，相比直接切除热量的办法，此法的太阳能利用率更高，发动机的输出功率更高。

附图说明

图1斯特林循环P-V图

图2本发明系统框图

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，本文所描述的实施例仅仅为本发明的一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，均属于本发明保护范围。

如图2所示，本发明适用于斯特林发动机的过载保护系统，包括与斯特林发动机的热腔连通的储气罐，储气罐内部带有活塞和为活塞提供预紧力的弹簧，储气罐进气口和排气口均与斯特林发动机热腔连通，弹簧的预紧力与斯特林发动机允许的最高压力P0平衡，当斯特林发动机内压力超过P0时，发动机内的高温高压气体定压进入储气罐，当斯特林发动机内压力低于P0时，高压气体定压进入发动机热腔。

储气罐为高压气体储罐，储气罐进气口和排气口均设置有簧片，高压气体顶开簧片进入或排出储气罐；所述簧片为铜合金簧片。

斯特林发动机的过载保护方法，储气罐内弹簧的预紧力与发动机允许的最高压力P0相平衡，当发动机内压力超过P0时，进气簧片被顶开，发动机内的高温高压气体将定压进入储气罐，即图1中的循环过程由4→1变为4→1’直到定容加热过程完成，整个过程中最高压力始终为P0，即图1中的点1’，起到了对发动机过载保护的作用。

当斯特林发动机定容加热完成开始定温膨胀时，发动机腔内压力开始下降，此时存储于储气罐内的高温高压气体由排气口定压进入发动机内，最终完成膨胀过程，即图1中的1’→2’过程。

从图1可以看出，该方法可以有效的限制了斯特林发动机的最高压力，并且过程4→1’的存在，可以实现对太阳能的吸收利用，相比直接切除热量的办法，此法的太阳能利用率更高，而且由图1可见S1’2’341’＞S1”2”341”，即发动机的输出功率更高。

以上实施例仅用于说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，所属领域的普通技术人员依然可以对本发明的具体实施方案进行修改或者等同替换，而这些并未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均在本发明的权利要求保护范围之内。