[发明专利]输出旋转动力的热声发动机

说明书

技术领域

本发明涉及一种热声动力装置，特别是一种输出旋转动力的热声发动 机。

背景技术

现有技术中将热声发动机产生的交变流动转换为回转运动输出功是通过 活塞推动连杆机构来实现的。如图11所示，为现有热声发动机的结构示意图， 在热端换热器1中加入热量，板叠2上形成温度梯度；当温度梯度超过临界 温度梯度时系统开始工作，产生压力波；在该压力波的推动下，活塞12往复 运动，通过连杆13带动曲轴14转动，该转动的曲轴14可以与旋转负载相连， 输出功。其存在的问题主要有：①存在侧向力，活塞12与活塞腔间存在较大 磨损，由于系统中不能有油存在，活塞12与活塞腔间的干摩擦会严重影响使 用寿命；②活塞12位移固定，无法实现连续可调；③曲柄连杆机构存在运动 死点，造成起动困难；④曲柄连杆与系统之间密封困难，系统要么将曲柄连 杆机构一起包括到系统中造成体积庞大，要么只能工作在常压下，均会使系 统的功率密度较低。

自整流空气透平主要是指，在气体的双向流动(交变流动)情形下，能够 始终按一个固定方向旋转的透平装置，通常可以分为冲击透平(impulse turbine)和威尔斯透平(Wells turbine)。

发明内容

本发明的目的是针对现有热声发动机产生的往复交变的振荡气流转换为 旋转运动输出功方法中，由于采用活塞推动曲柄连杆机构，引起的磨损大、 效率低、寿命短，以及活塞运动位移不可调的问题，提供一种输出旋转动力 的热声发动机，实现将热声发动机产生的往复交变的振荡气流转换为旋转运 动，并输出功，具有磨损小、效率高、可控性好。

为了实现上述目的，本发明提供了一种输出旋转动力的热声发动机，包 括热端换热器、板叠或回热器、冷端换热器及谐振管，其特征在于还包括： 自整流空气透平装置，用于将振荡气流的交变流动转换成为旋转运动，位于 所述谐振管内。

所述自整流空气透平装置为冲击透平装置或威尔斯透平装置。

由以上技术方案可知，本发明提供的输出旋转动力的热声发动机，可以 实现将热声发动机产生的往复交变的振荡气流转换为旋转运动，并输出功， 以驱动负载，具有磨损小、效率高、使用寿命长，可控性好的特点。

下面通过具体实施例并结合附图对本发明做进一步的详细描述。

附图说明

图1A为本发明输出旋转动力的热声发动机实施例一的结构示意图；

图1B为本发明输出旋转动力的热声发动机实施例一的冲击透平装置的 平面结构示意图；

图1C为本发明输出旋转动力的热声发动机实施例一的冲击透平装置的 立体结构示意图；

图1D为本发明输出旋转动力的热声发动机实施例一的冲击透平装置的 另一平面结构示意图；

图2A为本发明输出旋转动力的热声发动机实施例二的结构示意图；

图2B为本发明输出旋转动力的热声发动机实施例二的威尔斯透平装置 的平面结构示意图；

图2C为本发明输出旋转动力的热声发动机实施例二的威尔斯透平装置 的另一平面结构示意图；

图3为本发明输出旋转动力的热声发动机实施例三的结构示意图；

图4为本发明输出旋转动力的热声发动机实施例四的结构示意图；

图5为本发明输出旋转动力的热声发动机实施例五的结构示意图；

图6为本发明输出旋转动力的热声发动机实施例六的结构示意图；

图7A为本发明输出旋转动力的热声发动机实施例七的结构示意图；

图7B为本发明输出旋转动力的热声发动机实施例七的另一结构示意图；

图8为本发明输出旋转动力的热声发动机实施例八的结构示意图；

图9为本发明输出旋转动力的热声发动机实施例九的结构示意图；

图10A为本发明输出旋转动力的热声发动机实施例的谐振腔用弹性质量 块代替的结构示意图；

图10B为本发明输出旋转动力的热声发动机实施例的谐振腔用弹性质量 膜代替的结构示意图；

图11为现有技术热声发动机的结构示意图。

具体实施方式