基于斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的取暖爐送風(fēng)裝置設(shè)計(jì)

1、【摘要】目前，在農(nóng)村冬季取暖依舊采用取暖爐取暖,該取暖爐一般沒有送風(fēng)裝置,這就造成爐膛內(nèi)氧氣含量不足,使煤塊不能完全燃燒，既浪費(fèi)能源，又造 成環(huán)境污染。針對(duì)以上問題，本文設(shè)計(jì)一種基于斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的取暖爐送風(fēng)裝置。該裝置利用排煙管道內(nèi)的廢氣與冬季室外環(huán)境之間形成的溫差驅(qū)動(dòng)斯特林發(fā)動(dòng) 機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而通過調(diào)速裝置帶動(dòng)葉片轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)取暖爐進(jìn)行送風(fēng)。不僅回收利用了廢氣中的能量，節(jié)省了能源，而且取暖爐可以自動(dòng)調(diào)節(jié)送風(fēng)量，使燃燒充分，減少了 廢氣對(duì)環(huán)境的污染?！娟P(guān)鍵詞】取暖爐；送風(fēng)裝置；斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)；能源引言隨著社會(huì)的發(fā)展，環(huán)境污染越發(fā)嚴(yán)重，尤其是冬季取暖爐廢氣的排放，為此本文提出一種基于斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的

2、取暖爐送風(fēng)裝置,該裝置利用取暖爐 排煙管道內(nèi)的廢氣與冬季室外環(huán)境之間形成的溫差，為爐膛送風(fēng)，使?fàn)t膛內(nèi)過量空氣系數(shù)趨于最佳，從而是煤塊完全燃燒，節(jié)省能源，保護(hù)環(huán)境。以下詳細(xì)的介紹了 該裝置的結(jié)構(gòu)和工作原理。1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1.1系統(tǒng)總體構(gòu)成取暖爐送風(fēng)裝置主要由斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)、機(jī)體、扇葉、離心球調(diào)速機(jī)構(gòu)、電磁調(diào)速機(jī)構(gòu)、橋式整流電路、蓄電池等組成。其結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。其中，熱缸嵌入到排煙管道內(nèi)，冷缸暴露在室外環(huán)境中，轉(zhuǎn)盤上的轉(zhuǎn)圈與爐門通過連桿連接。1.斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)；2.機(jī)體；3.扇葉；4.轉(zhuǎn)子；5.永磁鐵；6.離心球；7.定子；8.線圈；9.軸承；10.皮帶1.2斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)由飛輪、曲軸、連

3、桿、熱缸和冷缸。熱缸活塞為交換活塞，冷缸活塞為動(dòng)力活塞，都通過連桿與曲軸連接，曲軸一端安裝有飛輪和皮帶 輪。熱缸的口部與冷缸的底部利用導(dǎo)氣管連通。當(dāng)熱缸被加熱到一定程度時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)飛輪，動(dòng)力活塞往下運(yùn)動(dòng)將冷缸中的氣體壓到熱氣室，氣體在熱缸受熱膨脹推動(dòng)活 塞向口部運(yùn)動(dòng)，當(dāng)氣體到達(dá)冷缸時(shí)，氣體冷卻收縮，活塞縮回，又將氣體壓到熱氣室，這樣就形成了一個(gè)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而可以產(chǎn)生動(dòng)力。這就是斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的基本 原理。1.3離心球調(diào)速機(jī)構(gòu)離心球調(diào)速機(jī)構(gòu)由轉(zhuǎn)軸、皮帶輪、轉(zhuǎn)盤、離心球和連桿組成。皮帶輪與轉(zhuǎn)軸固結(jié)，轉(zhuǎn)盤可以在轉(zhuǎn)軸上軸向移動(dòng)，而不能相對(duì)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)。離心球通過一個(gè) 連桿轉(zhuǎn)盤連接，通過另一個(gè)連桿與轉(zhuǎn)軸連接，連接

4、處均為活動(dòng)鉸鏈。當(dāng)皮帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)軸又帶動(dòng)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)離心球繞轉(zhuǎn)軸做圓周運(yùn) 動(dòng)。當(dāng)轉(zhuǎn)速增加時(shí)，離心球做離心運(yùn)動(dòng)，通過連桿拉動(dòng)轉(zhuǎn)盤沿轉(zhuǎn)軸軸向運(yùn)動(dòng)。1.4電磁調(diào)速機(jī)構(gòu)電磁調(diào)速機(jī)構(gòu)由帶有圓柱形永磁鐵的轉(zhuǎn)盤和帶有線圈的定子組成。結(jié)構(gòu)如圖2所示。當(dāng)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)其上的永磁鐵相對(duì)定子上的線圈運(yùn)動(dòng)，從而切割磁感線，受到阻力的作用。當(dāng)轉(zhuǎn)速增加時(shí)，轉(zhuǎn)盤沿軸向向定子上的線圈靠近，阻力增大，起到調(diào)速的作用。1.永磁鐵；2.線圈1.5電能儲(chǔ)存機(jī)構(gòu)電能儲(chǔ)存機(jī)構(gòu)主要包括橋式整流電路、開關(guān)和蓄電池組成，橋式整流電路將線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電流整合成直流，從而為蓄電池充電。1.6鼓風(fēng)機(jī)構(gòu)鼓風(fēng)機(jī)構(gòu)主要由皮帶輪、扇葉

5、和機(jī)體組成，當(dāng)皮帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)扇葉轉(zhuǎn)動(dòng)，從而可以為爐膛送風(fēng)。2工作原理該系統(tǒng)的主要應(yīng)用與冬季取暖爐，在取暖爐穩(wěn)定工作時(shí)，排煙管道的廢氣余熱加熱斯特林熱缸，熱缸與暴露在室外環(huán)境中的冷缸之間形成一定溫差，此 時(shí)給斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪一定初速度，發(fā)動(dòng)機(jī)開始運(yùn)行。文星期刊論文發(fā)表網(wǎng)其上的皮帶輪通過皮帶帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)，離心球以一定速度繞轉(zhuǎn)軸做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)盤穩(wěn) 定在一定高度，爐門對(duì)應(yīng)一定開度。當(dāng)爐膛內(nèi)燃燒變得劇烈時(shí)，此時(shí)需要更多的送風(fēng)量，排煙管道廢氣溫度升高，斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速增加，轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速增加，轉(zhuǎn)盤離心 球離心運(yùn)動(dòng)，由于磁阻的作用，離心球會(huì)穩(wěn)定在一個(gè)對(duì)應(yīng)的半徑上繞轉(zhuǎn)軸做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，此時(shí)轉(zhuǎn)盤相對(duì)額定工況向上移動(dòng)一定距離，爐門開度增大，送風(fēng)量增大。 當(dāng)爐膛內(nèi)燃燒變得緩慢時(shí)，情況恰好相反。3結(jié)論本文詳細(xì)介紹了基于斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的取暖爐送風(fēng)裝置的設(shè)計(jì)。闡明了各個(gè)模塊的功能及其結(jié)構(gòu)，并對(duì)系統(tǒng)工作原理做了詳細(xì)的介紹，該設(shè)計(jì)可以根 據(jù)爐膛內(nèi)的燃燒狀況及時(shí)調(diào)整送風(fēng)量，充分回收利用廢氣余熱節(jié)省了電能，保證了燃料的充分燃燒，保