一种多级并联型的行波热声发动机系统技术方案

本发明专利技术提供了一种多级并联型的行波热声发动机系统，包括若干个热声发动机单元(14)通过谐振管(12)首尾串联成环路；所述热声发动机单元(14)包括依次相通的主室温换热器(1)、若干级并联结构、次室温换热器(11)；各级并联结构均包括依次相连的回热器、热端换热器和热缓冲管；所述若干级并联结构中的各热端换热器的工作温度沿同一方向递减，以形成梯级工作温度，从而实现变温热源的梯级利用。该系统的单个热声发动机单元内通过并联结构实现变温热源的梯级利用，系统结构紧凑，能源利用效率高；同时，多单元的多级结构能满足不同功率需求的应用场合。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及能源动力
，尤其涉及一种多级并联型的行波热声发动机系统。
技术介绍
在一定声场条件下，通过在狭窄流道中来回振荡的可压缩气体与周围固体介质之间的热交换，可实现声波主要传输方向上功的放大效应或泵热效应，即热声效应。热声发动机就是利用热声效应将外界高温热源输入的热量转换成声能的装置。根据热声转换核心部件中声场特性，热声发动机可分为驻波型和行波型两种。在驻波型热声发动机中，由于存在不可逆热交换，其热声效率较低。而在行波型热声发动机中，理想情况下热声效应依赖于可逆等温热交换，热声效率较高。1999年，美国的Swift等人研制出如图1所示的一种带谐振管的行波热声发动机，其热声效率高达30％，可与传统热机相媲美。在随后的近十年间，采用这种行波热声发动机驱动发电机或热声制冷的相关研究在各国得到了一定发展。但是由于谐振管的尺寸大，整机的功率密度低，使其应用受到限制。2010年，荷兰的DeBlock提出了如图2所示的一种新的环形结构的多单元行波热声发动机(专利公布号：WO2010107308A1)，使得谐振管的尺寸大大减小。但是由于谐振管与高温端换热器直接相连，使得谐振管工作在较高本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多级并联型的行波热声发动机系统，其特征在于，包括若干个热声发动机单元(14)和谐振管(12)；所有热声发动机单元(14)通过谐振管(12)首尾串联成环路；所述热声发动机单元(14)包括依次相通的主室温换热器(1)、若干级并联结构、次室温换热器(11)；各级并联结构均包括依次相连的回热器、热端换热器和热缓冲管，所述主室温换热器(1)的输出端并联各级并联结构的回热器输入端，所述次室温换热器(11)的输入端并联各级并联结构的回热器输出端；所述若干级并联结构中的各热端换热器的工作温度沿同一方向递减，以形成梯级工作温度。

【技术特征摘要】
1.一种多级并联型的行波热声发动机系统，其特征在于，包括若干个热声发动机单元(14)和谐振管(12)；所有热声发动机单元(14)通过谐振管(12)首尾串联成环路；所述热声发动机单元(14)包括依次相通的主室温换热器(1)、若干级并联结构、次室温换热器(11)；各级并联结构均包括依次相连的回热器、热端换热器和热缓冲管，所述主室温换热器(1)的输出端并联各级并联结构的回热器输入端，所述次室温换热器(11)的输入端并联各级并联结构的回热器输出端；所述若干级并联结构中的各热端换热器的工作温度沿同一方向递减，以形成梯级工作温度。2.根据权利要求1所述多级并联型的行波热声发动机系统，其特征在于，所述若干级并联结构中的各回热器截面面积沿热端换热器工作温度递减的方向依次增大，长度依次减小。3.根据权利要求1所述多级并联型的行波热声发动机系统，其特征在于，所述热...

【专利技术属性】
技术研发人员：张丽敏，罗二仓，吴张华，胡剑英，戴巍，
申请(专利权)人：中国科学院理化技术研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11