[实用新型]一种可用于非恒温热源的热声热机换热器

说明书

技术领域

本实用新型涉及热声机领域，尤其涉及一种可用于非恒温热源的热声热机换热器。

背景技术

热声发电技术作为一种绿色环保的前沿技术，具有良好的发展前景。经过近几十年的发展，这项技术逐渐成熟。相比于传统的热机，热声热机具有以下优点：（1）热声热机在工作的过程中没有运动部件，而且稳定，可靠性高，避免了摩擦造成的能量损失和机械部件损耗；（2）热声热机可利用的热源广泛，其可利用工业余热，太阳能，地热能和生物质能等低品位热源；（3）热声热机中一般采用氦气等环保的惰性气体作为工作的介质，无毒，也不会造成温室效应。热声热机的主要功能部件包括热端换热器、冷端换热器、回热器、热缓冲管和谐振管等，其中，热端换热器作为热声热机的受热部件，其功能是从外部吸收热量，使在热端换热器和冷端换热器之间的回热器两端能建立充分的温度梯度，当回热器两端的温度梯度达到热声热机的临界温度梯度时，在一定的条件下，热能便可通过热声效应转化成声能，并可通过直线发电机转化成电能或热泵制冷。

要使热声热机不断地运转，需要满足多方面的条件。其中，回热器两端的温度梯度必须达到或超过热声热机的临界温度梯度，这就要求外部热源能够提供足够强度的热量和热端换热器具有良好的导热性能。另外，热端换热器传递给回热器的热量要相对稳定，只有这样才能使热声热机不断地工作，这要求有一个稳定的外部热量来源或者要求热端换热器具有良好的蓄热能力。

目前处于实验室研发阶段的热声热机，为了便于调控各种参数及分析系统性能，对热端换热器的加热方式一般是在热端换热器的位置布置若干根筒式加热棒对热端换热器集中加热，即在实验室中，对热端换热器的加热要求一般是具有良好的导热性能材料且能提供持续稳定的热量输入即可。然而在实际应用中，由于热声热机的热端换热器一般通过外界加热方式受热，如采用工业余热、太阳能、地热能和生物质能等低品位热源来进行加热，这种非恒温热源的质量和稳定性较低，采用实验室中所用的筒式加热棒换热器并不能满足实际生产中的需要，其受热面积小，加热要求相对集中，且一般不具备良好的蓄热性能。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

实用新型内容

鉴于上述现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种可用于非恒温热源的热声热机换热器，旨在解决现有技术中换热器的筒式加热棒在采用非恒温热源时，因蓄热能力差而不能保证持续稳定的热量输入，并且加热时容易发生膨胀导致换热器损坏的问题。

本实用新型的技术方案如下：

一种可用于非恒温热源的热声热机换热器，包括由热端换热器和冷端换热器组成的换热器，其中，所述热端换热器的主剖面为一波浪形结构。

所述可用于非恒温热源的热声热机换热器，其中，所述波浪形结构包括均为波浪形的上管壁和下管壁，所述下管壁位于上管壁的下方，所述下管壁上的波峰高于相邻上管壁上的波谷。

所述可用于非恒温热源的热声热机换热器，其中，所述上管壁的波峰为弧形结构。

所述可用于非恒温热源的热声热机换热器，其中，所述上管壁的波峰为平面形结构。

所述可用于非恒温热源的热声热机换热器，其中，所述下管壁的波峰为一弧形结构。

所述可用于非恒温热源的热声热机换热器，其中，所述上管壁的波谷为弧形结构。

所述可用于非恒温热源的热声热机换热器，其中，所述下管壁的波谷为弧形结构。

所述可用于非恒温热源的热声热机换热器，其中，所述波浪形结构为一弧形结构。

所述可用于非恒温热源的热声热机换热器，其中，所述波峰到波谷之间的距离为5厘米。

所述可用于非恒温热源的热声热机换热器，其中，所述两个波峰之间的距离为1厘米。

有益效果：本实用新型公开一种可用于非恒温热源的热声热机换热器，其所述热端换热器由波浪形结构的上管壁和下管壁所组成，所述下管壁位于上管壁的下方，且下管壁上的波峰高于位于相邻上管壁上的波谷。采用波浪形结构可以大大增加与热源的接触面积，使热量更高效地被吸收，减少不稳定的非恒温热源对其热声热机的作业产生影响；另外波浪形结构还使得该热端换热器具有良好的伸缩性，避免加热膨胀而导致换热器或其它部件的损坏。

附图说明

图1为本实用新型所述热声热机换热器的结构示意图。

图2为本实用新型实施例1中所述热端换热器的结构示意图。

图3为本实用新型实施例1中所述热端换热器进行换热时的示意图。

图4为本实用新型实施例2中所述热端换热器的结构示意图。