[发明专利]一种带热声发动机驱动的汽车

说明书

技术领域

本发明涉及一种带热声发动机驱动的汽车，热声发动机包括驻波型、行波型、行波驻波混合型热声发动机。

背景技术

热声发动机包括热端换热器、回热器、室温端换热器等，热端换热器和室温端换热器提供温差环境，回热器加强内部工质换热，将吸收到的热能转化为内部工质气体交变振荡的声能，具有结构简单、成本低、效率高、环保及可利用低品位热能等优点。其中驻波热声发动机发展较早，效率相对较低。因此行波热声发动机得到了发展。行波热声发动机最初由单级热声核与谐振管组成环路；之后通过并入驻波谐振管，组成了行驻波混合的热声斯特林发动机，效率得到显著改进；近年来，将多级热声核通过谐振管串联成环路，发展得到了多级行波热声发动机。相比于传统行波热声发动机，多级行波热声发动机体积更小、能流密度更高。此外，行波热声发动机可以利用化石燃料燃烧热、液化天然气冷能、太阳能及高温废气余热等高低品位热能来进行驱动。

现有的热声发电系统采用驱动直线电机等形式，将热声发动机输出的声功转化为电功，连接方式简单、结构部件少，效率高，方便用来驱动汽车。此外，热声发动机通过驱动曲柄连杆式电机发电也极具潜力，相比于直线发电机的形式，其成本更低，最大发电量更大。在驱动汽车行驶上具有潜力。

但是目前尚未有带热声发动机驱动的汽车。

发明内容

本发明的目的是针对现有汽车中，大量消耗石油、柴油等化石燃料，排出废气等缺点，提供一种带热声发动机驱动的汽车。热声发动机能将吸收到的热能或冷能转化为内部工质气体交变振荡的声能，再通过活塞、曲柄连杆等传动装置直接用于驱动汽车，或通过发电装置用于电动汽车。此外，热声发动机与内燃机、燃料电池、发电机-电动机组等耦合成高效的动力系统。

为实现以上目的，本发明技术方案如下：

一种带热声发动机驱动的汽车，汽车动力系统设有热声发动机，其中热声发动机包括热端换热器、回热器、室温端换热器，及将声功转化为旋转动力的传动机构。

所述的热声发动机进一步包括冷端换热器。

所述的汽车动力系统，包括热声发动机单独驱动式、热声发动机耦合驱动式。

所述的热声发动机耦合驱动式：热声发动机耦合内燃机或燃料电池得到机械功来驱动汽车；或热声发动机耦合燃料电池得到电能来驱动汽车。

所述的热声发动机耦合驱动式：通过内燃机得到机械功来驱动汽车，热声发动机驱动直线电机或曲柄连杆式旋转电机发电再通过电动机驱动汽车；或通过燃料电池提供电能，热声发动机、内燃机提供机械功来驱动汽车。

本发明的有益效果：热声发动机具有制造成本低、运行性能稳定高效环保、可利用低品位热能等优点。本发明提供的热声发动机驱动的汽车，可实现将吸收到的热能、冷能转化为交变气流振荡的声能，通过合适方式最终用来驱动汽车，不仅适用于传统化石燃料能源，也适用于太阳能、汽车尾气余热等低品位热能。此外，热声发动机可与内燃机、燃料电池耦合驱动汽车，此时热声发动机可利用内燃机排出气余热、燃料电池产生热量或是液化天然气汽车中LNG（液化天然气）的冷量，从而实现能量的多级利用，提高能量利用效率。

附图说明

图1为本发明中涉及到的某一种热声发动机结构示意图，且以三级行波热声发动机为例；

图2A为本发明实施例一中三级行波热声发动机单独驱动的汽车系统示意图；

图2B为本发明实施例一中三级行波热声发动机耦合内燃机驱动的汽车系统示意图；

图3为本发明实施例二中发动机模块串联发电机组驱动的串联式混合动力汽车系统示意图；

图4为本发明实施例三中发动机模块并联发电机组驱动的并联式混合动力汽车系统示意图；

图5A为本发明实施例四中发动机模块混联发电机组驱动的混联式混合动力汽车系统示意图。

图5B为本发明实施例四中内燃机并联行波热声发动机驱动发电机组的混联式混合动力汽车系统示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施例并结合附图对本发明做进一步的描述。