一种声学共振型行波热声发电系统

摘要

一种声学共振型行波热声发电系统，其由至少三台声学共振型行波热声发动机、至少一台直线电机和谐振管组成；该至少三台声学共振型行波热声发动机通过谐振管首尾相连以构成环路回路；每一热声发动机单元均包含主室温换热器、回热器、热端换热器、热缓冲管、次室温端换热器、谐振管及环路直流抑制器；直线电机旁接于谐振管上；与现有技术相比，本发明的声学共振型行波热声发电系统可以将不同品位的热能转化成电能，具有可靠性好、效率高、功率灵活等优点，可应用于太阳能、生物质能、工业余热等利用领域，具有很好的实用价值和应用前景。

主权项

一种声学共振型行波热声发电系统，其由至少三台声学共振型行波热声发动机（1）、至少一台直线电机（2）和谐振管（109）组成；所述的至少三台声学共振型行波热声发动机（1）通过谐振管（109）首尾相连以构成环路回路；每台所述的声学共振型行波热声发动机（1）均包括：依次相连的主室温端换热器（101）、回热器（102）、热端换热器（103）、热缓冲管（105）、次室温端换热器（107）；所述的谐振管（109）二端分别连接第一变径管（108）和第二变径管（110），所述第一变径管（108）接于每一台声学共振型行波热声发动机（1）的次室温端换热器（107）端，所述的第二变径管（110）接于每一台声学共振型行波热声发动机（1）的主室温端换热器（101）端；其特征在于，还包括：连接于热端换热器（103）与热缓冲管（105）间的热端层流化元件（104）和连接于热缓冲管（105）与次室温端换热器（107）间的室温端层流化元件（106）；所述的直线发电机（2）由两个对置放置的直线电机组成；所述的直线电机由活塞（201）、支撑单元（202）、定子线圈（203）、动子磁体（204）及外壳（205）组成；所述的直线发电机（2）旁接于所述谐振管（109）上；所述每台所述的声学共振型行波热声发动机（1）的热端换热器（103）与一高于环境温度的高温热源相连以吸收该高温热源的热量形成高温端；所述的主室温端换热器（101）和次室温端换热器（107）分别与室温热源相连，将热量释放给环境以形成室温端；在每台所述的声学共振型行波热声发动机（1）的回热器（102）上形成温度梯度，在该温度梯度条件下，热能转化成声功；上一台声学共振型行波热声发动机（1）传递过来的声功在该台每台声学共振型行波热声发动机（1）的回热器（102）中得以放大，放大的声功沿着温度梯度的正方向传播，依次经过该台声学共振型行波热声发动机（1）的热端换热器（103）、热缓冲管（105）、次室温端换热器（107）和第一变径管（108）向谐振管（109）及直线发电机（2）输出；一部分声功驱动直线发电机（2）的活塞（201）及动子磁体（204）做往复运动，动子磁体（204）在定子线圈（203）中运动，造成定子线圈（203）中磁通量的变化；定子线圈（203）中将产生用以驱动电负载的感应电动势，而完成声功到电能的转化；剩余声功沿所述谐振管（109）传播到下一台声学共振型行波热声发动机（1）的主室温端换热器（101），并在该下一台声学共振型行波热声发动机（1）的回热器的温度梯度下放大；如此循环构成声学共振型行波热声发电系统。