[发明专利]紧凑的热声阵列能量转换器

权利要求书

1.一种热声能量转换器，用于将热能转换为电，包括：

多个谐振器，每个谐振器具有第一端、第二开放端、以及叠层，所述第一端、所述第二开放端限定谐振器室，所述叠层设置于所述谐振器室内；

声室，耦合至所述多个谐振器的所述第二开放端中的每一个并与所述第二开放端中的所述每一个流体连通；

工作流体，设置于室内部所述谐振器室内；

机电变换器，耦合至所述声室并与所述工作流体连通，其中，所述机电变换器上所述工作流体的振动致动所述机电变换器生成电；以及

声室，设置于所述谐振器的所述第二端，

其中，所述声室将声波的至少一部分反射并放大回到所述谐振器中的每一个的所述第一端；

由此，所述声室将所述多个谐振器生成的声波的至少一部分反射并放大回到所述多个谐振器中的每一个的第一端。

2.如权利要求1所述的热声能量转换器，其中，所述叠层包括第一热交换器、第二热交换器，所述第一热交换器与所述叠层的第一侧相邻设置并热耦合至所述谐振器的热侧，所述第二热交换器与所述叠层的第二侧相邻设置并热耦合至所述谐振器的冷侧，所述谐振器的所述冷侧热耦合至所述声室。

3.如权利要求1所述的热声能量转换器，还包括热耦合机构，所述热耦合机构耦合至每个谐振器以将热能从所述热耦合机构传递至所述多个热交换器，用于在每个谐振器内产生至少一个驻波。

4.如权利要求3所述的热声能量转换器，其中，所述机电变换器的面总体与所述多个谐振器的所述叠层平行设置并与所述叠层总体同轴对准。

5.如权利要求1所述的热声能量转换器，其中，所述机电变换器设置于所述声室的一端并与设置于所述声室内的所述工作流体流体连通。

6.如权利要求1所述的热声能量转换器，其中，每个谐振器具有总体柱状的谐振器室、锥形柱状谐振器室、或类亥姆霍兹谐振器室。

7.如权利要求1所述的热声能量转换器，其中，所述叠层包括选自包括原棉和玻璃棉的材料构成的组的无规纤维叠层材料。

8.如权利要求1所述的热声能量转换器，其中，所述工作流体选自包括空气、惰性气体、以及惰性气体的混合物的气体构成的组。

9.如权利要求1所述的热声能量转换器，其中，所述机电变换器包括压电元件，所述压电元件能够由频率大于2000Hz的声音致动，并由其生成电。

10.如权利要求9所述的热声能量转换器，其中，所述压电元件能够由具有超声频率的声音致动，并由其生成电。

11.如权利要求1所述的热声能量转换器，其中，所述热交换器包括导热金属网眼。

12.一种热声能量生成器，包括：

热耦合元件；

多个热声谐振器，耦合至所述热耦合元件，在受到来自所述热耦合元件的热能的作用时，所述谐振器中的每一个能够在其中生成驻波，并且每个所述谐振器具有第一封闭端和第二开放端；

声室，具有第一端，所述第一端耦合至所述多个谐振器的所述第二开放端中的每一个并与所述第二开放端中的所述每一个流体连通，所述声室的体积大于所述多个谐振器之一的所述谐振器室；

工作流体，设置于所述谐振器室和所述声室内；

压电变换器，耦合至所述声室的第二端并与所述工作流体连通，其中，所述压电变换器上的所述工作流体的振动致动所述压电变换器生成电。

13.如权利要求12所述的热声能量生成器，其中，所述多个热声谐振器中的每一个包括第一热交换器、第二热交换器，所述第一热交换器与叠层的第一侧相邻设置并热耦合至所述谐振器的热侧，所述第二热交换器与所述叠层的第二侧相邻设置并热耦合至所述谐振器的冷侧，所述谐振器的所述冷侧热耦合至所述声室。

14.如权利要求12所述的热声能量生成器，其中，所述压电变换器的面总体与所述多个谐振器的所述叠层平行设置并与所述叠层总体同轴对准。

15.如权利要求12所述的热声能量生成器，其中，所述压电变换器设置于所述声室的一端并与设置于所述声室内的所述工作流体流体连通。

16.如权利要求12所述的热声能量生成器，其中，每个谐振器具有总体柱状的谐振器室、锥形柱状谐振器室、或类亥姆霍兹谐振器室。