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[发明专利]输液芯、换热机构以及斯特林发电机-CN202210392152.5在审
发明人：胡剑英;刘斌;陈燕燕;罗二仓;吴张华;孙岩雷;张丽敏 -专利权人：中国科学院理化技术研究所
申请日： 2022-04-14 - 公布日： 2023-10-27 - 主分类号： F02G1/055 文献下载
摘要：本发明涉及发电技术领域，提供一种输液芯、换热机构以及斯特林发电机，输液芯包括至少两根输液管和丝网，输液管具有供液体流动的内腔，输液管上开设有多个与内腔连通的导通孔，相邻的输液管之间的侧壁相互抵接；丝网，包绕于输液管外侧，且丝网的内壁与输液管的外壁贴合，并与输液管之间形成供液体流通的流道；其中，输液管分别连接热源和换热器，以将换热器与热源换热。通过上述方式，丝网包绕在两根输液管外后，与换热器的外壁面以及热源外壁面相贴合的面积更大，输液效果更好，且可以达到更好的换热效果，由此可以适应更高功率的斯特林发电机。
输液机构以及斯特林发电机

[发明专利]热驱动热声转换系统及制冷机-CN202210400177.5在审
发明人： 罗二仓;胡易伟;徐静远;王欣;吴张华;张丽敏 -专利权人：中国科学院理化技术研究所
申请日： 2022-04-15 - 公布日： 2023-10-27 - 主分类号： F25B23/00 文献下载
摘要：本发明涉及热声制冷、供热和热声发电技术领域，提出保护一种热驱动热声转换系统及制冷机，热驱动热声转换系统包括发动机和制冷机，发动机包括依次连接的发动机室温端换热器、发动机回热器以及发动机热端换热器；制冷机包括依次连接的制冷机室温端换热器、制冷机回热器以及制冷机冷端换热器，制冷机室温端换热器靠近发动机热端换热器一侧设置；其中，发动机的进口与制冷机的出口之间通过谐振管首尾连接形成环路，且谐振管上设有至少一个空腔，用于辅助谐振管调相。在谐振管的调相结构中加入空腔结构，形成新型调相结构，可以提高谐振管的调相能力、提高系统的性能、降低系统核心单元的数量，结构更加简单紧凑，稳定性更高，使用寿命大大提升。
驱动转换系统制冷机

[发明专利]一种热管-CN202210393884.6在审
发明人：胡剑英;刘斌;陈燕燕;罗二仓;张丽敏;孙岩雷;吴张华 -专利权人：中国科学院理化技术研究所
申请日： 2022-04-14 - 公布日： 2023-10-27 - 主分类号： F28D15/02 文献下载
摘要：本发明提供一种热管，该热管包括外壳、吸液芯和输液芯，吸液芯包括蒸发段吸液芯和冷凝段吸液芯，蒸发段吸液芯设于蒸发段的内壁表面，冷凝段吸液芯设于冷凝段的内壁表面，蒸发段吸液芯和冷凝段吸液芯内有液相介质；输液芯设于蒸汽通道内，输液芯连接于蒸发段吸液芯与冷凝段吸液芯之间。本发明通过输液芯代替绝热段的吸液芯，大大增加了液体介质的运输量，有效提升了热管内部液体介质的回流效果，输液芯降低了蒸汽流动对液体输运的影响，进一步提升了热管的传热性能，且输液芯的设计更有利于热管的弯曲，适用于大直径的热管弯曲作业，提高了热管的实用性。
一种热管

[发明专利]多级热声热驱动系统-CN202210476372.6有效
发明人：孙浩杰;余国瑶;马航宇;戴巍;罗二仓 -专利权人：中国科学院理化技术研究所
申请日： 2022-04-29 - 公布日： 2023-10-27 - 主分类号： F25B23/00 文献下载
摘要：本发明涉及热驱动热机技术领域，提供一种多级热声热驱动系统，包括发动机、声学谐振管、一级制冷单元和二级制冷单元，声学谐振管与发动机的第一压缩腔相连通，一级制冷单元设置于声学谐振管上，二级制冷单元与声学谐振管远离发动机的一端相连通。通过发动机配合声学谐振管来使一级制冷单元和二级制冷单元能产生冷量，所产生的冷量便可对液化气体进行分级制冷，可以大幅度减小换热机构与液化气体之间的不可逆换热损失，从而提升系统效率，满足不同浓度离网天然气矿井的开采需求。
多级热声热驱动系统

[发明专利]一种自由活塞斯特林热机调相器机构-CN202110778717.9有效
发明人：陈燕燕;罗靖;张丽敏;罗二仓;胡剑英;余国瑶;吴张华 -专利权人：中国科学院理化技术研究所
申请日： 2021-07-09 - 公布日： 2023-10-24 - 主分类号： F02G1/043 文献下载
摘要：本发明提供一种自由活塞斯特林热机调相器机构，包括壳体、压缩腔、气体弹簧活塞、调相器Rod杆、调相器和换热装置，壳体内部形成有第一空腔，第一空腔内设置有动力活塞，动力活塞的外周设置有直线电机。压缩腔的一端与壳体连接，压缩腔内部设置有气体弹簧装置，气体弹簧装置内部形成有第二空腔，气体弹簧装置设置有开口；通过气体弹簧腔和板弹簧的合理布置及配合，能够在满足更大刚度需求的同时简化间隙密封结构，提高密封面处随工况变化的温度稳定性，降低系统部件的加工和装配难度，从而有效地提高发电机性能和稳定性，并延长使用寿命，在大功率自由活塞斯特林热机的应用中极具发展潜力。
一种自由活塞斯特林热机调相器机构

[发明专利]一种感应式热声液态金属磁流体发电方法-CN202011503580.8有效
发明人： 罗二仓;蒋超;解家春;余国瑶;朱顺敏;赵爱虎;吕征;刘凯旋;赵守智 -专利权人：中国科学院理化技术研究所;中国原子能科学研究院
申请日： 2020-12-18 - 公布日： 2023-10-20 - 主分类号： H02K44/08 文献下载
摘要：本发明提供的感应式热声液态金属磁流体发电方法，将感应式液态金属磁流体发电机耦合在热声发动机的谐振管内，通过热声效应将核反应堆提供的热能转化为热声发动机内工质往复振荡的声能（机械能），推动感应式液态金属磁流体发电机中的液态金属往复运动，在外加恒定磁场的作用下，磁芯周围的环形流道中往复流动的液态金属中感应出交变的环形电流，进而产生沿流道轴向的交变磁场，进一步，交变磁场在缠绕于管道外侧的线圈中感应出电动势，通过外接负载，即可实现电能的输出，该系统由于使用了热声发动机和磁流体发电机相结合的发电技术，理论发电效率高且完全无机械运动部件，可靠性高，使用寿命长。
一种感应式热声液态金属流体发电方法

[发明专利]基于热释电效应的发电系统-CN202311073786.5在审
发明人：杨睿;杨宇鹏;罗二仓;余国瑶 -专利权人：中国科学院理化技术研究所
申请日： 2023-08-24 - 公布日： 2023-10-13 - 主分类号： F03G7/00 文献下载
摘要：本发明涉及热能利用技术领域，提供一种基于热释电效应的发电系统，包括热声发动机和密封管道，热声发动机和密封管道中均填充有可相变工质，可相变工质能够随温度变化在液态与气态之间转换，热声发动机的两端通过密封管道相连接，以形成环形回路结构，热声发动机内设置有发电单元，热声发动机驱动可相变工质产生自激振荡使可相变工质作为传热工质与发电单元的热释电材料换热，以使发电单元产生电流；本发明采用能够在液态与气态之间转换的可相变工质，能够在较小的冷热端温差下实现起振，进而降低所需驱动热源温度，以扩大其对低品位热源的适用性，整个系统无需机械运动部件，提高了可靠性，有利于延长使用寿命。
基于热释电效应发电系统

[发明专利]一种以制冷机为冷源的复合温度波动抑制结构-CN201810307044.7有效
发明人：高波;罗二仓;潘长钊;张海洋;陈燕燕 -专利权人：中国科学院理化技术研究所
申请日： 2018-04-08 - 公布日： 2023-10-13 - 主分类号： F25B9/14 文献下载
摘要：本发明涉及一种以制冷机为冷源的复合温度波动抑制结构，其包括：制冷机，其提供冷源；制冷机冷端法兰，其连接到所述制冷机；样品法兰，其与样品进行连接；在所述制冷机冷段法兰与所述样品法兰之间设置有复合温度波动抑制结构。本发明结合了热容法和热阻法两者各自的优点，采用薄片状的热容材料降低温度波动而基本不引起温度升高，采用细长且具有高导热的热阻材料降低温度波动而基本不引起温度升高；热容材料均采用高导热系数的低温胶或直接焊接的形式与其他部件相连接，杜绝了螺纹连接导致的接触热阻不可控的缺点。
一种制冷机复合温度波动抑制结构

[发明专利]分布式斯特林发电系统-CN202210302031.7在审
发明人：吴张华;王彤;陈燕燕;胡剑英;罗二仓 -专利权人：中国科学院理化技术研究所
申请日： 2022-03-24 - 公布日： 2023-10-03 - 主分类号： F02G1/043 文献下载
摘要：本发明涉及发电系统技术领域，提供一种分布式斯特林发电系统，其包括：热管堆、导热件、发电机和多个斯特林发动机；所述热管堆设有多个热管，多个所述热管和多个所述斯特林发动机的高温端换热器分别连接于所述导热件，使所述热管的热量能够通过所述导热件传导至所述高温端换热器；所述发电机设有压缩腔，每一所述斯特林发动机的气室与所述发电机的压缩腔相连通。该分布式斯特林发电系统中的多个斯特林发动机通过导热件与热管连接，增大了系统换热面积，减小了热损失，提高了发电系统的热电转换效率。且该系统的冗余性高、加工制造难度低。
分布式斯特林发电系统

[发明专利]两级回路行波热声发动机驱动的液态金属磁流体发电系统-CN202210286861.5在审
发明人：蒋超;吴张华;罗二仓;朱顺敏;王彤;胡剑英;余国瑶 -专利权人：中国科学院理化技术研究所
申请日： 2022-03-22 - 公布日： 2023-09-29 - 主分类号： F03G7/00 文献下载
摘要：本发明提供一种两级回路行波热声发动机驱动的液态金属磁流体发电系统，包括：两级回路行波热声发动机和液态金属磁流体发电机组，两级回路行波热声发动机包括两个热声转换单元，两个热声转换单元首尾连接，以构成行波回路，液态金属磁流体发电机组包括两个液态金属磁流体发电机，两个液态金属磁流体发电机均包括液态金属，两个液态金属磁流体发电机设于行波回路，在两个热声转换单元中的任意一个热声转换单元的作用下，两个液态金属磁流体发电机中的液态金属的流动方向相反，液态金属运动产生的振动相互抵消，进而减小了发电系统的振动，提高了发电输出性能的稳定性。
两级回路行波声发动机驱动液态金属流体发电系统

[发明专利]发电装置及系统-CN202210224855.7在审
发明人： 罗二仓;常德鹏;孙岩雷;胡剑英;陈燕燕;张丽敏;余国瑶;吴张华 -专利权人：中国科学院理化技术研究所
申请日： 2022-03-09 - 公布日： 2023-09-19 - 主分类号： F02C1/10 文献下载
摘要：本发明提供一种发电装置及系统，该发电装置包括壳体、压气活塞、动力单元、第一管路、第二管路、透平膨胀机和旋转电机，压气活塞设置于壳体内，且压气活塞将壳体分隔为动力腔和压气腔，动力单元设置于动力腔内，动力单元与压气活塞相连，用于使压气活塞在壳体内部进行往复运动，第一管路上设置有加热机构，第一管路的分别与压气腔和透平膨胀机相连通，第二管路上设置有冷却机构，第二管路分别与压气腔和透平膨胀机相连通，旋转电机与透平膨胀机的传动连接。具有换热结构简单、单级压比高、可靠性强、功率密度高的优点，适用于中小功率发电领域。
发电装置系统

[发明专利]发电装置及系统-CN202210226257.3在审
发明人： 罗二仓;常德鹏;孙岩雷;胡剑英;陈燕燕;张丽敏;余国瑶;吴张华 -专利权人：中国科学院理化技术研究所
申请日： 2022-03-09 - 公布日： 2023-09-19 - 主分类号： F02G1/043 文献下载
摘要：本发明提供一种发电装置及系统，该发电装置包括机壳、活塞、发电机定子和发电机动子，机壳内部设置活塞，活塞将机壳内部的空腔分隔为膨胀腔、背腔和压缩腔；发电机定子设置于背腔内；发电机动子在背腔内与活塞相连，活塞驱动发电机动子往复运动形成交变磁场；第一管路设有加热机构，第一管路的第一端与压缩腔的出气孔相连通，第一管路的第二端与膨胀腔的回气孔相连通；第二管路设有冷却机构，第二管路的第一端与压缩腔的进气孔相连通，第二管路的第二端与膨胀腔的排气孔相连通。本发明相较于常规的轴流式和离心式压气机而言，提高了单级压比，同时自由活塞结构保证了效率和寿命，因此更加适合于中小功率发电领域。
发电装置系统

[发明专利]一种感应式热声液态金属磁流体多相交流发电系统-CN202011509155.X有效
发明人： 罗二仓;蒋超;解家春;朱顺敏;余国瑶;赵爱虎;吕征;刘凯旋;赵守智 -专利权人：中国科学院理化技术研究所;中国原子能科学研究院
申请日： 2020-12-18 - 公布日： 2023-09-15 - 主分类号： H02K44/18 文献下载
摘要：本发明提供的感应式热声液态金属磁流体多相交流发电系统，将感应式液态金属磁流体发电机耦合在多级行波热声发动机的谐振管内，通过热声效应将外部热源提供的热能转化为热声发动机内工质往复振荡的声能(机械能)，推动感应式液态金属磁流体发电机中的液态金属往复运动。在外加恒定磁场的作用下，磁芯周围的环形流道中往复流动的液态金属中感应出交变的环形电流，进而产生沿流道轴向的交变磁场，进一步，交变磁场在缠绕于管道外侧的线圈中感应出电动势，通过外接负载，即可实现电能的输出，该系统由于使用了热声发动机和磁流体发电机相结合的发电技术，理论发电效率高且完全无机械运动部件，可靠性高，使用寿命长。
一种感应式热声液态金属流体多相交流发电系统

[发明专利]透平发电系统-CN202210186310.1在审
发明人： 罗二仓;常德鹏;孙岩雷;胡剑英;陈燕燕;张丽敏;余国瑶;吴张华 -专利权人：中国科学院理化技术研究所
申请日： 2022-02-28 - 公布日： 2023-09-05 - 主分类号： F01K25/10 文献下载
摘要：本发明提供一种透平发电系统，包括至少一个发电装置，所述发电装置包括依次连接的直线压缩机、回热装置、加热器、透平膨胀机、旋转电机以及冷却器；其中，所述直线压缩机具有压缩腔，所述压缩腔上分别开设有进气口以及出气口，所述出气口与回热装置连接，所述进气口与所述冷却器连接，所述进气口与所述出气口处均设有单向阀。本发明提供的透平发电系统，旨在解决传统中小型功率发电系统体积大、单机压比受限、效率和比功率低的问题。
透平发电系统

[发明专利]两相流换热系统和热声系统-CN202310779106.5在审
发明人： 罗二仓;胡剑英;常德鹏;罗靖;孙岩雷;陈燕燕;张丽敏;余国瑶;吴张华 -专利权人：中国科学院理化技术研究所
申请日： 2023-06-28 - 公布日： 2023-08-29 - 主分类号： F25B23/00 文献下载
摘要：本发明提供一种两相流换热系统，包括换热器和介质循环管路。换热器包括第一介质通道和第二介质通道，介质循环管路包括由上游至下游依次连接的液化装置、流体输送泵和气液两相转换组件，介质循环管路的上游端与下游端分别与第一介质通道的出口和进口连通。工作时，气液两相转换组件使介质循环管路内的液体介质转换为饱和状态，气液两相介质进入第一介质通道。当第二介质通道内的介质温度低于第一介质通道内的介质温度时，第一介质通道内的气相介质发生相变液化。在相变过程中，相变潜热传递至第二介质通道的介质，而气液两相介质的温度不会发生改变。因此第一介质通道的进出口温度一致，不会出现换热器的轴向和周向温度分布不均匀的情况。
两相流换热系统

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