同时利用冷热源的声学共振型多级行波热声发动机系统

摘要

一种同时利用冷热源的声学共振型多级行波热声发动机系统，其包括至少三个热声发动机单元；每个热声发动机单元通过谐振管首尾相连构成一个波长长度的环路；每个热声发动机单元包括依次相连的第一室温换热器、第一热缓冲管、冷端换热器、回热器、热端换热器、第二热缓冲管、第二室温换热器和谐振管；每一热声发动机单元的热端换热器与热源相连形成高温端，冷端换热器与冷源相连低温端，回热器上形成温度梯度，在该温度梯度下将热能转化成声功，声功沿着温度梯度正方向传播并放大：如此循环，使得系统稳定运行；其优点：同时利用冷热温源，增大回热器的温度梯度，大幅提高发动机产生声功能力；此外多级结构相当于多个热声发动机同时工作，结构紧凑。

主权项

一种同时利用冷热源的声学共振型多级行波热声发动机系统，其包括：至少三个热声发动机单元，所述至少三个热声发动机单元的每个热声发动机单元通过谐振管首尾相连构成一个波长长度的环路；所述至少三个热声发动机单元的每个热声发动机单元包含依次相连的第一室温换热器、回热器和热端换热器；其特征在于，还包括依次连接于所述第一室温换热器上的第一热缓冲管和冷端换热器，冷端换热器与回热器相连；以及依次连接于所述热端换热器上的第二热缓冲管和第二室温换热器，第二室温换热器与谐振管相连；所述每个热声发动机单元的谐振管一端与该级热声发动机单元的第二室温换热器相连，另一端与下一级热声发动机单元的第一室温换热器相连，该级热声发动机单元的第一室温换热器的另一端通过谐振管与上一级热声发动机单元的第二室温换热器相连形成所述的一个波长长度的环路结构；所述每一热声发动机单元的热端换热器与一热源相连，吸收热源的热量形成高温端；所述每一热声发动机单元的冷端换热器与一冷源相连，吸收冷源的冷量形成低温端，在该热声发动机单元的回热器上形成温度梯度；该回热器在该温度梯度下将热能转化成声功，声功沿着温度梯度的正方向传播：该热声发动机单元回热器中所产生的声功依次经过该热声发动机单元的热端换热器、第二热缓冲管和第二室温换热器，再经谐振管传递到下一级热声发动机单元；在下一级热声发动机单元中依次经第一室温热器、第一热缓冲管和冷端换热器后传递至该级热声发动机单元的回热器，在该级热声发动机单元的回热器温度梯度下声功再一次被放大，由此回热器流出的声功经该级热声发动机单元的热端换热器、第二热缓冲管和第二室温换热器后再由谐振管向下一级热声发动机单元传递；如此循环，使得利用冷、热源的声学共振型多级行波热声发动机系统稳定运行之中。