紧凑型卧式斯特林发电机组的制作方法

本技术涉及斯特林发电机，进一步地涉及一种紧凑型卧式斯特林发电机组。

背景技术：

1、目前，斯特林发动机作为一种外燃机，因其较高的热效率和低振动特性而受到广泛关注。该发动机以其独特的闭式热力循环原理而著称，不同于内燃机直接燃烧燃料产生动力，而是通过外部热源对封闭工作气体加热和冷却，实现连续的吸热-膨胀-放热-压缩循环过程，从而将热能转化为机械功。

2、传统的曲柄连杆式斯特林发动机多采用立式布局，这种设计虽然能够保证其基本工作原理的有效实施，但在实际应用中存在一定的局限性。立式斯特林发电机组由于其结构特点，需要较大的垂直安装空间，这不仅限制了它在空间受限环境下的适用性，比如舰船内部空间、车载热电联供装置等场景中的部署，而且增加了安装难度及成本。此外，传统立式布置斯特林机的加热器与机身直接多采用法兰连接，从而增加了法兰和螺钉的布置空间，导致各气缸之间的缸心距较大，进一步加大了整体体积，不利于实现紧凑化和小型化的设计需求。

3、因此，亟需一种紧凑型的斯特林发电机组设计，能够在实现性能目标的前提下，解决高度空间占用大和总体积过大的问题。

技术实现思路

1、针对上述技术问题，本技术的目的在于提供一种紧凑型卧式斯特林发电机组，提出了一种紧凑的结构设计，至少能解决高度空间占用大的问题，能够减少斯特林发电机组在不同使用场景下的限制，有利于更广泛的推广及使用。

2、为了实现上述目的，本技术提供一种紧凑型卧式斯特林发电机组，包括：

3、机身，包括第一机身与第二机身，所述第一机身与所述第二机身沿水平方向相对接且共同围构成一容置腔，构成斯特林机换热器的支撑结构；

4、曲轴箱，设置于所述第二机身背离所述第一机身一侧，并且与所述第二机身相连通，所述第一机身、所述第二机身与所述曲轴箱同轴设置；

5、所述曲轴箱内设置有传动机构，且所述传动机构在工质压力的作用下被驱动；

6、发电机，所述发电机与所述传动机构配合连接，使得所述发电机能够在所述传动机构被驱动的情况下进入发电状态；

7、基座，一端设置于工作平台，另一端用于承接所述第一机身与所述第二机身，以对所述紧凑型卧式斯特林发电机组进行整体支撑。

8、值得一提的是，利用一种紧凑的布局提高了发电机组的空间利用率，显著降低了发电机组对垂直安装空间的需求，使得发电机组的应用范围更广，具有更强的适应性和灵活性。

9、在一些实施方式中，所述紧凑型卧式斯特林发电机组还包括沿第一方向依次排布的加热器、回热器以及冷却器，所述第一方向为由所述第一机身指向所述第二机身的方向；

10、所述加热器与所述第一机身压接相连，所述加热器、所述回热器和所述冷却器分别呈连通设置。

11、值得一提的是，令第一机身直接压合加热器，实现了加热器的筒体与机身的紧密布局，相比起传统方式中，通过额外的法兰连接机身和加热器的筒体的设计，能够令缸心距实现最小化设计，减少发电机组的横向方向上的宽度，令整体尺寸得以控制。

12、在一些实施方式中，所述传动机构包括有曲轴，所述曲轴上设置有传动件，所述传动件与所述发电机的输出端配合连接。

13、在一些实施方式中，所述发电机为永磁电机；

14、所述曲轴包括第一曲轴和第二曲轴，所述传动件为曲轴端齿轮，所述曲轴端齿轮分别对应设置于所述第一曲轴和所述第二曲轴；且所述永磁电机的输出端配置有电机齿轮，所述电机齿轮的相对位置位于两个所述曲轴端齿轮之间，并且同时与两个所述曲轴端齿轮相啮合。

15、此处永磁电机的电机齿轮直接与斯特林机曲轴末端齿轮精密啮合，形成高效传动结构，避免使用中间传动机构，不仅提高了整体传动效率，还显著减少了高度方向上的空间占用，从而实现装置的小型化和紧凑性。

16、在一些实施方式中，所述第二机身与所述曲轴箱通过螺钉固定连接，所述第一机身与所述第二机身通过至少一紧固螺钉相连，且所述紧固螺钉在水平方向上同时贯穿所述第一机身、所述第二机身。

17、在一些实施方式中，所述曲轴箱上设置有多个预设固定点，多个所述预设固定点沿所述曲轴箱的高度方向均匀排布；

18、所述紧固螺钉的数量与所述预设固定点的数量相对应，所述紧固螺钉分别对应连接于所述预设固定点，从而对所述曲轴箱形成部分穿透。

19、可以理解的，第二机身被预先安装于曲轴箱，以提供稳定的支撑，第一机身、第二机身再同时通过一个或多个紧固螺钉与曲轴箱实现穿透式的连接，能够保证连接的稳固性，而且利用这种连接方式能够减少传统的法兰连接结构造成的空间占用，有效地减少了发电机组在横向方向上的占用。

20、在一些实施方式中，所述紧凑型卧式斯特林发电机组还包括燃烧室，所述燃烧室设置于所述第一机身背离所述第二机身一侧，并且与所述第一机身相连通。

21、在一些实施方式中，所述基座包括并排设置的第一基座和第二基座，所述第一基座和所述第二基座均固定于所述工作平台；

22、其中，所述燃烧室固设于所述第一基座，所述曲轴箱固设于所述第二基座，从而在长度方向上形成两点式支撑结构。

23、可以理解的，通过两点式支撑结构适应了卧式布置的需求，还有效避免了因重心分布不均导致的潜在不稳定问题，从而优化了整体装置的力学性能和可靠性。

24、在一些实施方式中，所述紧凑型卧式斯特林发电机组还包括油底壳，适于收集润滑油；

25、所述油底壳设置于所述曲轴箱的底部，所述油底壳的底部固定于第二基座的底部，且所述第二基座上固设有纵向连接端，所述曲轴箱的侧壁固定于所述纵向连接端。

26、在一些实施方式中，所述燃烧室内设置有换热器，所述换热器与供热端相连接，使得在工作过程中，能够将所述换热器中的工作介质与所述燃烧室中具有余热的工作介质进行热交换，再将换热后形成的高温工作介质输送至所述供热端，以加热待加热物质，从而令所述紧凑型卧式斯特林发电机组形成热电联供系统。

27、与现有技术相比，本技术所提供的一种紧凑型卧式斯特林发电机组具有以下有益效果：

28、1、本技术所提供的一种紧凑型卧式斯特林发电机组，将发电机组的结构设置为卧式结构布局，有效地降低了高度占用空间，同时采用紧凑化设计在多维方向上压缩了发电机组的体积，令发电机组能够适用于更多安装空间有限的工作环境、场合。

29、2、本技术所提供的一种紧凑型卧式斯特林发电机组，摒弃了传统的中间传动机构，令曲轴上的齿轮直接与发电机的输出端齿轮相啮合连接，形成高效的齿轮传动连接，实现了从机械能到电能的直接、高效转换，提升了整体系统的传动效率，而且大幅降低了额外的空间占用。

30、3、本技术所提供的一种紧凑型卧式斯特林发电机组，利用分体式机身结构，使其中一侧机身能够直接压合住加热器，实现了缸心距最小化，并保持各工作腔室独立高效运行，这种设计既缩减了整机尺寸，又提升了单位体积内的能量密度。

31、4、本技术所提供的一种紧凑型卧式斯特林发电机组，根据卧式结构布局设置双底座结构，前后两端分别位于燃烧室和曲轴箱位置，优化了设备重心分布，增强了整体装置的力学性能和运行稳定性。

32、5、本技术所提供的一种紧凑型卧式斯特林发电机组，在燃烧室内集成设置有换热器，利用热能交换将燃烧室内产生的部分残余热量用于加热热水或者气体等工作介质，在有限的空间内实现高效的能源转换和多功能应用，提高了这种紧凑型卧式斯特林发电机组的能量利用效率。

33、6、本技术所提供的一种紧凑型卧式斯特林发电机组，摒弃了传统设置中斯特林机内部布局方式、发动机和发电机的联轴器连接，以及部件间法兰连接等不利于装置紧凑化的设计，同时做到减少在横向、纵向等多维度上的空间占用，而且搭配永磁电机的使用，能够最大化地减轻发电机组的体积和重量，实现整体结构紧凑化。