一種便攜式靜音電源的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電源領(lǐng)域，特別是一種便攜式靜音電源，其采用一自由活塞斯特林發(fā)電機(jī)將一燃燒器產(chǎn)生的熱量轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的電力輸出，并通過一懸掛系統(tǒng)使該電源具有高可靠性。
【背景技術(shù)】
[0002]便攜式電源在戶外運(yùn)動(dòng)、露營、野外作業(yè)、海島和軍事等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用基礎(chǔ)，為生產(chǎn)和生活設(shè)備提供可靠而穩(wěn)定的電力。目前商用的便攜式電源大多采用內(nèi)燃機(jī)將汽油或柴油燃燒產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)化為電能。相比蓄電池等可移動(dòng)電源方式，這類便攜式電源具有能量密度高，續(xù)航便捷等優(yōu)點(diǎn)。但這種便攜式電源的最主要問題在于噪音大，其噪音指標(biāo)為60分貝(7米遠(yuǎn))，高于正常工作和生活所能忍受的50分貝左右的指標(biāo)；維護(hù)周期短，維護(hù)成本高，一般為幾十個(gè)小時(shí)就要對(duì)火花塞、油箱和燃油過濾器等進(jìn)行維護(hù)；維護(hù)工作復(fù)雜，包括需要對(duì)火花塞、油箱、燃油過濾器和氣門等進(jìn)行清洗和調(diào)校等，嚴(yán)重制約了便攜式電源的應(yīng)用。
[0003]外燃式熱機(jī)是另一類可用來制作便攜式電源的熱力機(jī)械，它可將液體或者氣體燃料燃燒產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械功，該機(jī)械功可由一電機(jī)轉(zhuǎn)化為電能輸出。外燃式熱機(jī)的燃料適用性廣，可采用汽油、柴油等常規(guī)燃料，亦可采用生物質(zhì)作為燃料，甚至可直接采用其它發(fā)熱體產(chǎn)生的廢熱等。在外燃式熱機(jī)中，自由活塞斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)是一種非常有應(yīng)用潛力的熱機(jī)。它與直線發(fā)電機(jī)連接而構(gòu)成的自由活塞斯特林發(fā)電機(jī)不僅具有外燃式熱機(jī)燃料適用性廣的優(yōu)點(diǎn)，還具有以下突出優(yōu)點(diǎn)。第一，它內(nèi)部無機(jī)械傳動(dòng)部件，無油潤滑，因而其可靠性高，理論壽命可無限長，無需任何維護(hù)措施；第二，其采用氦氣或者氮?dú)獾葰怏w作為工質(zhì)，綠色環(huán)保；第三，在幾千瓦及以下功率量級(jí)，其效率較內(nèi)燃機(jī)更高；第四，其可通過提升工作頻率等方式提升系統(tǒng)的比功率(單位發(fā)電功率所需的機(jī)體重量)，系統(tǒng)更緊湊，更便攜；最后，它內(nèi)部機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件均做直線運(yùn)動(dòng)，可采用主動(dòng)或被動(dòng)方式減震，因而其具有突出的靜音特性。
[0004]圖1是一種自由活塞斯特林發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)示意圖。如圖1所示，該自由活塞斯特林發(fā)電機(jī)系統(tǒng)包括一自由活塞斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)和一直線電機(jī)；所述自由活塞斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)由膨脹腔1，耐壓缸體2，熱端內(nèi)部換熱器3，熱端外部換熱器4，回?zé)崞?，室溫端換熱器6，排出器7，壓縮腔8，動(dòng)力活塞9，平面支撐彈簧12，熱端臺(tái)階16，排出器凸起15，排出器臺(tái)階16和動(dòng)力活塞凸起17組成；直線電機(jī)則由直線電機(jī)定子10，電機(jī)動(dòng)子11和電機(jī)背腔13組成；外部熱量被熱端外部換熱器4吸收，并經(jīng)由熱端內(nèi)部換熱器3傳遞給工質(zhì)，通過工質(zhì)的膨脹吸熱、壓縮放熱等循環(huán)往復(fù)過程，該熱量在回?zé)崞?內(nèi)轉(zhuǎn)化為聲功(一種機(jī)械功)，聲功經(jīng)由排出器7傳遞給動(dòng)力活塞9，最終由動(dòng)力活塞9帶動(dòng)電機(jī)動(dòng)子11切割磁力線轉(zhuǎn)化成電能輸出，從而完成了從熱能到電能的轉(zhuǎn)換。這一創(chuàng)新結(jié)構(gòu)引入了一體化熱端換熱器制造工藝、干摩擦技術(shù)和氣體防撞結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)化了制造工藝，降低了制造成本并進(jìn)一步提升了可靠性，為大規(guī)模應(yīng)用創(chuàng)造了條件。
[0005]本實(shí)用新型正是利用上述技術(shù)條件，進(jìn)一步提出適用于便攜式電源的應(yīng)用結(jié)構(gòu)，創(chuàng)新性地引入了懸掛系統(tǒng)，有效降低了電源對(duì)放置狀態(tài)的要求，使該便攜式電源能適應(yīng)不同的使用方式，具有很強(qiáng)的適應(yīng)性和高可靠性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實(shí)用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)緊湊、高效、靜音的便攜式電源系統(tǒng)，以克服現(xiàn)有便攜式電源技術(shù)中的不足。
[0007]本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:
[0008]本實(shí)用新型提供的便攜式靜音電源，其由自由活塞斯特林發(fā)電機(jī)系統(tǒng)19、燃燒器系統(tǒng)20和懸掛系統(tǒng)40組成；
[0009]所述的自由活塞斯特林發(fā)電機(jī)系統(tǒng)19包括自由活塞斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)和直線電機(jī)；所述自由活塞斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)由膨脹腔1，耐壓缸體2，熱端內(nèi)部換熱器3，熱端外部換熱器4，回?zé)崞?，室溫端換熱器6，排出器7，壓縮腔8，動(dòng)力活塞9，平面支撐彈簧12，熱端臺(tái)階16，排出器凸起15，排出器臺(tái)階16和動(dòng)力活塞凸起17組成；所述直線電機(jī)由直線電機(jī)定子10，電機(jī)動(dòng)子11和電機(jī)背腔13組成；外部熱量被熱端外部換熱器4吸收，并經(jīng)由熱端內(nèi)部換熱器3傳遞給工質(zhì)，通過工質(zhì)的膨脹吸熱和壓縮放熱的循環(huán)往復(fù)過程，將熱量在回?zé)崞?內(nèi)轉(zhuǎn)化為聲功，該聲功經(jīng)由排出器7傳遞給動(dòng)力活塞9，最終由動(dòng)力活塞9帶動(dòng)電機(jī)動(dòng)子11切割磁力線轉(zhuǎn)化成電能輸出，以完成從熱能到電能的轉(zhuǎn)換；其特征在于:所述的自由活塞斯特林發(fā)電機(jī)系統(tǒng)19還包括減震裝置18和室溫?fù)Q熱回路；所述減震裝置18連接于所述電機(jī)背腔13之上，并由平面板彈簧和質(zhì)量塊組成；所述室溫?fù)Q熱回路由依次連接于所述自由活塞斯特林發(fā)電機(jī)的室溫端換熱器6外殼上并形成水循環(huán)回路的進(jìn)水管31、水泵35、散熱器32、出水管36和水量控制閥34組成；所述水循環(huán)回路之內(nèi)裝有風(fēng)機(jī)33 ;
[0010]所述懸掛系統(tǒng)40為N根柱狀彈簧或弓形彈簧，其與自由活塞斯特林發(fā)電機(jī)呈懸掛式連接，其中N為3— 10的正整數(shù)。
[0011]所述燃燒器系統(tǒng)20由燃燒室21、通過燃料輸送管25及裝于燃料輸送管25上的燃料控制閥26與所述燃燒室21相連通的燃料瓶27及逆流換熱器23組成；所述燃燒室21的進(jìn)氣口和出氣口分別通過進(jìn)氣管及出氣管與所述逆流換熱器23相連通；所述逆流換熱器23的進(jìn)氣端裝有起始端帶進(jìn)氣扇24的進(jìn)氣管；所述燃燒室21內(nèi)的煙氣經(jīng)由所述逆流換熱器23之后排出；所述燃料瓶27內(nèi)裝燃料為丁烷或其他可燃?xì)怏w；
[0012]所述自由活塞斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的膨脹腔1，耐壓缸體2，熱端內(nèi)部換熱器3和熱端外部換熱器4位于所述燃燒器系統(tǒng)20的燃燒室21之內(nèi)。
[0013]所述自由活塞斯特林發(fā)電機(jī)的工質(zhì)為氦氣或氮?dú)?。所述耐壓缸體2和設(shè)于其外部的熱端外部換熱器4為同一種材料一體化加工制成。所述懸掛系統(tǒng)40與所述自由活塞斯特拉發(fā)電機(jī)的室溫端換熱器6外殼相連接。
[0014]本實(shí)用新型提供的便攜式靜音電源采用了自由活塞斯特林發(fā)電機(jī)，其具有工藝簡(jiǎn)單，成本低和可靠性高等優(yōu)點(diǎn)；采用了低成本的柱狀彈簧或弓形彈簧作為懸掛系統(tǒng)有效降低了系統(tǒng)噪音，使系統(tǒng)具有突出的靜音效果，同時(shí)該懸掛結(jié)構(gòu)使靜音電源能適應(yīng)不同的放置方式，增強(qiáng)了系統(tǒng)可靠性和適用性；采用燃燒器給自由活塞斯特林發(fā)電機(jī)供熱使系統(tǒng)具有燃料適用性廣、能量密度高和操作簡(jiǎn)便等特點(diǎn)。
【附圖說明】
[0015]圖1為自由活塞斯特林發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2為本實(shí)用新型便攜式靜音電源(實(shí)施例)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例進(jìn)一步描述本實(shí)用新型；但所描述的實(shí)施例是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0018]圖2為本實(shí)用新型的便攜式靜音電源系統(tǒng)(實(shí)施例)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，
[0019]本實(shí)用新型的便攜式靜音電源，其由自由活塞斯特林發(fā)電機(jī)系統(tǒng)19、燃燒器系統(tǒng)20和懸掛系統(tǒng)40組成；
[0020]所述的自由活塞斯特林發(fā)電機(jī)系統(tǒng)19包括自由活塞斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)和直線電機(jī)；所述自由活塞斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)由膨脹腔1，耐壓缸體2，熱端內(nèi)部換熱器3，熱端外部換熱器4，回?zé)崞?，室溫端換熱器6，排出器7，壓縮腔8，動(dòng)力活塞9，平面支撐彈簧12，熱端臺(tái)階16，排出器凸起15，排出器臺(tái)階16和動(dòng)力活塞凸起17