[发明专利]一种直线型双作用热声发电系统

摘要

一种新型直线型双作用热声发电系统，其由依次串接于直线型压缩机与直线型发电机之间且间隔放置的N个热声发动机和N-1个直线型双作用发电机组成；直线型压缩机位于系统起始端，直线型发电机位于系统最未端；直线型压缩机和直线型发电机均为单活塞工作；直线型双作用发电机的两个活塞同时工作；N为2-20的正整数；本系统取消了谐振管结构，极大减小了系统空体积，提高了功率密度；调节热声发动机两端的直线电机的频率特性可实现所需相位；热声发动机产生的声功没有耗散在谐振管，而被直线电机膨胀活塞所吸收，可获得更高的效率；此外，热声发动机的热源可利用太阳能、工业废热或烟气等低品位能源，提高了能源利用率。

主权项

一种直线型双作用热声发电系统，其特征在于，其组成如下：依次串接于直线型压缩机（1）与直线型发电机（4）之间且间隔放置的N个热声发动机（2）和N‑1个直线型双作用发电机（3）；所述直线型压缩机（1）位于所述直线型双作用热声发电系统的起始端，所述直线型发电机（4）位于所述直线型双作用热声发电系统的最未端；所述直线型压缩机（1）和直线型发电机（4）分别为单活塞工作的直线型压缩机和单活塞工作的直线型发电机；所述N‑1个直线型双作用发电机（3）的每一个直线型双作用发电机均为两个活塞同时工作的直线型双作用发电机；N为2‑20的正整数；所述直线型压缩机（1）由第一压缩活塞（8）、与第一压缩活塞（8）的活塞轴相连的压缩机动子（6）、固定所述压缩机动子（6）的第一板弹簧（7）和绕制于所述压缩机动子（6）外围的压缩机定子线圈（5）组成；所述直线型压缩机（1）将外界电源输入的电能转化为声功，之后将声功输入给所述N个热声发动机的第一个热声发动机；所述N个热声发动机（2）中的每一个热声发动机由依次串接的主室温换热器（13）、回热器（14）、热端换热器（15）、热缓冲管（16）和次室温换热器（17）组成；所述N‑1个直线型双作用发电机（3）中的每一直线型双作用发电机均由分别固定于一活塞轴两端的第一膨胀活塞（18）和第二压缩活塞（23）、与所述活塞轴相连的双作用发电机动子（21）、固定于所述双作用发电机动子（21）两侧活塞轴上的第二板弹簧（19）及第三板弹簧（22）、和绕制于所述双作用发电机动子（21）外围的双作用发电机定子线圈（20）组成；所述直线型发电机（4）由第二膨胀活塞（9）、与所述第二膨胀活塞（9）的活塞轴相连的发电机动子（11）、固定所述发电机动子（11）的第四板弹簧（10）和绕制于所述发电机动子（11）外围的发电机定子线圈（12）组成；所述第二膨胀活塞（9）吸收来自所述N个热声发动机（2）中的第N个热声发动机的声功，在直线型发电机（4）处将声功转换为电能输出给外接负载；所述直线型压缩机（1）的第一压缩活塞（8）与直线型发电机（4）的第二膨胀活塞（9）相对放置；对所述直线型压缩机（1）输入交流电；对所述N个热声发动机（2）中的每一个热声发动机的热端换热器（15）加热；所述N个热声发动机（2）中的每一个热声 发动机的主室温换热器（13）和次室温换热器（17）均通冷却水使其保持在室温范围；位于所述直线型双作用热声发电系统起始端的直线型压缩机1的第一压缩活塞（8）与所述N个热声发动机（2）中的第一个热声发动机器的主室温换热器（13）相连；第一个热声发动机的次室温换热器（17）与所述N‑1个直线型双作用发电机（3）中的第一个直线型双作用发电机的第一膨胀活塞（18）相连；第一个直线型双作用发电机的第二压缩活塞（23）与所述N个热声发动机（2）中的第二个热声发动机的主室温换热器（13）相连；第二个热声发动机的次室温换热器（17）与所述N‑1个直线型双作用发电机（3）中的第二个直线型双作用发电机的第一膨胀活塞（18）相连；第二个直线型双作用发电机的第二压缩活塞（23）再与所述N个热声发动机（2）中的第三个热声发动机的主室温换热器（13）相连；以此类推，热声发动机与直线型双作用发电机交替相互串联，所述N个热声发动机（2）中的第N个热声发动机的主室温换热器（13）与所述N‑1个直线型双作用发电机（3）中的第N‑1个直线型双作用发电机的第二压缩活塞（23）相连，第N个热声发动机的次室温换热器（17）与所述直线型发电机（4）的第二膨胀活塞（9）相连；所述N‑1个直线型双作用发电机（3）的每一直线型双作用发电机均有两个活塞同时工作，一个为第一膨胀活塞（18）吸收上一个热声发动机产生的声功，在该直线型双作用发电机处将声功转换为电能对外接负载输出进行发电；另一个为第二压缩活塞（23）将声功输入到下一个热声发动机。