專利名稱：熱聲轉(zhuǎn)換器和包括熱聲轉(zhuǎn)換器的發(fā)電機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熱聲轉(zhuǎn)換器。本發(fā)明還涉及一種包括根據(jù)本發(fā) 明的熱聲轉(zhuǎn)換器的發(fā)電機以及一種包括根據(jù)本發(fā)明的發(fā)電機的發(fā) 電站。
背景技術(shù)：
通常，根據(jù)本發(fā)明的發(fā)電機可以在眾多應(yīng)用(汽車發(fā)動機，車 載電力發(fā)電機，發(fā)電站，等)中使用。
本發(fā)明的發(fā)電站用于例如裝備隔離站點和/或荒涼區(qū)域。
產(chǎn)生聲波的熱聲轉(zhuǎn)換裝置(其連接至將聲波的機械能轉(zhuǎn)換為電 能的工作臺)目前在相當多的研究實驗室中作為工作的目的。目前 已知裝置除了使用已知的熱聲轉(zhuǎn)換現(xiàn)象外，還^f吏用集成一些運動元 件或者振動金屬薄片，甚至兩者相結(jié)合，的轉(zhuǎn)換器。這些結(jié)構(gòu)的重 復使用導致了可靠性的嚴重降低并且使工業(yè)維護非常復雜。
本發(fā)明的熱聲轉(zhuǎn)換器和本發(fā)明的發(fā)電機不具有這些缺點。

發(fā)明內(nèi)容
事實上，本發(fā)明涉及一種熱聲轉(zhuǎn)換器，包括加熱源；冷卻源； 導熱元件的組，所述導熱元件彼此間隔并且4皮此固定，所述組位于 加熱源和冷卻源之間以便在導熱元件的第 一 端和導熱元件的與第一端相反的第二端之間形成溫度梯度；以及熱力學流體，所述熱力 學流體填充導熱元件之間的空間和導熱元件周圍的空間以《更在i真 充導熱元件周圍空間的熱力學流體中在溫度梯度的效應(yīng)下形成聲 波，其特征在于，加熱源包括一個整體金屬件，該整體金屬件由嵌 有加熱管的圓柱形壁和橫向壁組成，橫向壁將圓柱形壁分為圓4主形 壁的第一部分和圓柱形壁的第二部分，橫向壁、圓柱形壁的第一部 分和相對于圓柱形壁的第一部分與橫向壁相對的附加壁限定包括 熱源的空間。
根據(jù)本發(fā)明的附力。特征，所述加熱源包括在所述加熱管頂端的 上方插入所述圓柱形壁的第二部分中的防熱層，并且防熱層^f吏加熱
源與冷卻源熱絕纟彖，防熱層由開有通孔的壁構(gòu)成，導熱元件的ia安 置在孔中，熱力學流體填充位于沖黃向壁、圓4主形壁的第二部分和由 防熱層與導熱元件的組所組成的結(jié)構(gòu)之間的空間。
才艮據(jù)本發(fā)明的附加特4正，導熱元件的組由一個結(jié)構(gòu)固定，所述 結(jié)構(gòu)緊圍導熱元件的組。
根據(jù)本發(fā)明的另 一 附加特征，緊圍導熱元件的組的結(jié)構(gòu)通過壁 在冷卻源中延伸，所述壁形成脈絡(luò)，所述聲波在^c絡(luò)中傳導。
根據(jù)本發(fā)明的另一附加特征，冷卻源包括圓柱形壁，所述圓柱 形壁與加熱源的圓柱形壁連4妄并且通過熱絕》彖層與加熱源的圓柱 形壁隔離。
根據(jù)本發(fā)明的另一附加特征，熱絕緣層是陶瓷層。
根據(jù)本發(fā)明的另一附加特征，熱力學流體在交換器蒸發(fā)器中循 環(huán)，所述交換器蒸發(fā)器被集成在冷卻源的壁中。根據(jù)本發(fā)明的另 一附加特征，循環(huán)在交換器蒸發(fā)器中的熱力學 流體是乙醇或曱醇。
才艮據(jù)本發(fā)明的另 一附加特征，冷卻源包4舌通過周圍空氣的自然 對流來冷卻的交換器冷凝器。
根據(jù)本發(fā)明的第二實施例，所述冷卻源包括一組冷卻加熱管, 所述冷卻加熱管的第 一端和第 一 中間點之間的部分分布在限定月永 絡(luò)的壁的內(nèi)面上，在限定脈絡(luò)的壁中和冷卻源的壁中開有 一些《L以 <更能夠31入熱聲轉(zhuǎn)換器的冷卻加熱管，冷卻加熱管的第二中間點和 它們的與第 一端相反的第二端之間的部分被焊接在冷卻器上。
根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的附加特征，安置在脈絡(luò)內(nèi)部的冷卻 加熱管部分通過翼片連接。
根據(jù)本發(fā)明的另 一 附加特征，所述加熱源的加熱管包含熱力學流體。
根據(jù)本發(fā)明的另 一 附加特征，包含在力ff熱管中的熱力學流體是 大氣壓下的鈉。
根據(jù)本發(fā)明的另一附加特征，加熱管的內(nèi)部裝備有襯層，所述 襯層能夠組織包含有熱力學流體的蒸發(fā)區(qū)域和冷凝區(qū)域之間的熱 力學;充體的資u動。
才艮據(jù)本發(fā)明的另 一附加特;江，填充導熱元件之間的空間和導熱 元件周圍空間的熱力學流體是熔化的堿金屬。
根據(jù)本發(fā)明的另一附加特征，熔化的堿金屬是熔化的鈉、熔化 的^f氐共夂容物Na-K或者熔〗t的4里。才艮據(jù)本發(fā)明的另 一附加特4正，絕熱材并+包圍加熱源和冷卻源。 沖艮據(jù)本發(fā)明的另一附加特征，導熱元件的《且是通過焊接^皮ot匕固
定的一組導熱4反。
才艮據(jù)本發(fā)明的另 一實施例，導熱元件的組是;f皮此盤繞的打爭宵帶
和平滑帶形成的帶盤(bobine)。
根據(jù)本發(fā)明的另 一附加特征，安全殼使得能夠彌補填充所述4反 之間的空間和所述^反周圍空間的熱力學流體的泄漏，并且能夠通過 預(yù)安裝在所述殼的冷卻附件中的中和裝置來消除泄漏。
根據(jù)本發(fā)明的另 一附加特征，附加壁是對于光透明的窗口，以 1"更曰光一穿過附力口壁，力口熱源就構(gòu)成日光爐。
本發(fā)明還涉及一種發(fā)電機，包括從熱梯度產(chǎn)生聲波的熱聲轉(zhuǎn)換 器，和從通過所述熱聲轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生的駐聲波產(chǎn)生電的i茲流體動力學 轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述熱聲轉(zhuǎn)換器是根據(jù)本發(fā)明的將熱能轉(zhuǎn)換 為機械能的熱轉(zhuǎn)換器。
根據(jù)本發(fā)明的另 一特征，所述磁流體動力學轉(zhuǎn)換器包括
-脈絡(luò)，聲波在其中振蕩；
-/f茲回3各，能夠在樂;M各中產(chǎn)生垂直于聲波流動方向的》茲場；
-兩個電才及，位于脈絡(luò)的兩側(cè)、與脈絡(luò)電絕緣并且沿垂直于聲 波濟u動方向和》茲場方向的4由線對齊，和
-兩個收集器電纜，與脈絡(luò)電絕緣并且分別連接至兩個電極。根據(jù)本發(fā)明的另 一附加特征，電極是非磁性金屬的棱柱體并且 通過包裹電極的陶瓷保護層與脈絡(luò)電絕緣。
根據(jù)本發(fā)明的另 一實施例，所述磁流體動力學轉(zhuǎn)換器包括 -脈絡(luò)，聲波在其中振蕩；
-感應(yīng)傳感器和測量電路，確定聲波相對于時間的角頻率和移 動速度；
-處理器，根據(jù)角頻率和移動速度的測量產(chǎn)生控制信息； -電流發(fā)生器，由控制信息控制，和； - 一組線圈，位于所述脈絡(luò)的兩側(cè)并且與電流發(fā)生器相連。 本發(fā)明還涉及發(fā)電站，包括
-根據(jù)本發(fā)明的電力發(fā)電機，其中，熱聲轉(zhuǎn)換器是裝備有具有 窗口的日光爐的轉(zhuǎn)4灸器；以及
-曰光聚集天線，所述窗口基本上被定位在聚集天線的聚焦區(qū) 域處。
根據(jù)本發(fā)明的附加特征，所述發(fā)電站包括能量存儲裝置。
根據(jù)本發(fā)明的發(fā)電機獨特地以靜態(tài)的方式從熱中產(chǎn)生電，而沒 有元件運動。這集成了一定凄t量的元件和纟支術(shù)，它們的合理配合允 許可靠且長期的工作。根據(jù)本發(fā)明的發(fā)電機具有例如生產(chǎn)大約20KW低壓電 (220V/50Hz)的能力。在電能裝置包括能量積累裝置的情況下， 有利地，在缺少日光照射時可能產(chǎn)生能量。


通過參考附圖閱讀優(yōu)選實施例，本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點會顯 而易見，其中
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的發(fā)電機的縱向剖面圖2A示出了根據(jù)本發(fā)明的熱聲轉(zhuǎn)換器的加熱源的縱向剖面
圖2B和2C示出了圖2A所示的加熱源的兩個4黃向剖面圖3示出了協(xié)助本發(fā)明加熱源實現(xiàn)的整體金屬件的3D透^L圖4A-4C示出了在根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施例的熱力學流 體中能夠產(chǎn)生聲波的機械元件的示意圖5示出了根據(jù)本發(fā)明熱聲轉(zhuǎn)換器的冷卻源的第 一 實施例的縱 向剖面圖6A和6B分別示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的冷卻源的 ^v向剖面圖和一黃向剖面圖7A和圖7B分別示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的磁流體 動力學轉(zhuǎn)換器的橫向剖面圖和縱向剖面圖；圖8A-8B示出了可以被用在本發(fā)明范圍內(nèi)的密封介質(zhì)的連4妾 裝配；
圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的磁流體動力學轉(zhuǎn)換器； 圖10示出了包括根據(jù)本發(fā)明的發(fā)電機的發(fā)電站的例子；
具體實施例方式
據(jù)本發(fā)明的電力發(fā)電才幾包括從熱產(chǎn)生聲波的熱聲轉(zhuǎn)4灸器 CTA和從通過熱聲轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生的聲波產(chǎn)生電的磁流體動力學4爭換 器CMHD (參照圖1 )。
熱聲轉(zhuǎn)換器包括加熱源(參照圖2A, 2B和3 )和冷卻源(參 照圖5和6A-6B )。加熱源包4舌
-整體金屬件，該金屬件由嵌有加熱管2的圓柱形壁1和橫向 壁7組成，該沖黃向壁爿尋圓4主形壁1分為圓4主形壁的第一部分la 和圓柱形壁的第二部分lb;
■窗口 3,和；
-防熱層4,在其中"^入能夠在壓力梯度歲文應(yīng)下在熱力學^危體 中產(chǎn)生聲波的導熱元件的組5。
由才黃向壁7、圓柱形壁的第一部分la和窗口 3組成的系統(tǒng)構(gòu)成 曰光爐，在其中會聚光線L。光線L通過窗口 3進入日光爐。
位于壁7上方、圓柱形壁的第二部分lb側(cè)邊的空間包含受壓 的熱力學流體F，在防護層4和《且5構(gòu)成的系鄉(xiāng)克上方的冷卻源系統(tǒng)中也具有該受壓的熱力學流體F 。受壓的熱力學流體F伊乙選i也是火容 化的堿金屬(諸如熔化的鈉、熔化的低共熔物Na-K或熔化的鋰)。
優(yōu)選地，嵌入壁1的加熱管2具有管的形狀，該管的軸線幾乎 平行于構(gòu)成壁1的圓柱的軸線。加熱管在壁7的兩側(cè)上延伸并且優(yōu) 選;也以均勻的方式分布在圓^主形壁1上。由圓^主形壁1 (其中嵌有 加熱管2)和橫向壁7構(gòu)成的整體金屬件優(yōu)選地用鉻鎳鐵臺金601 實現(xiàn)。作為非限定性例子，整體金屬件的內(nèi)徑D和長度L分別為 300 mm和400 mm。力口熱管6勺直4圣d侈寸:fe口是25 mm。
加熱管2具有將日光爐發(fā)出的熱輸送到受壓的熱力學流體F的 功能，該受壓的熱力學流體^皮容納在由壁7、圓柱形壁的第二部分 lb以及防護層4和《且5構(gòu)成的系鄉(xiāng)克限定的空間中。力口熱管2包含熱 力學流體(諸如大氣壓下的鈉)。優(yōu)選地，加熱管2的內(nèi)部裝備有 襯層，所述襯層使得能夠組織容納在蒸發(fā)區(qū)域和冷凝區(qū)域之間的熱
力學5危體的《u動。
導熱元件的組5可以通過不同的方法實玉見。例如它可以由4皮此 間隔且固定在一起(例如通過焊接)的平行板組構(gòu)成(參照圖2A 和2C)。板可以是金屬的或非金屬的。這樣的板組(通常稱作"堆") 通過筐6(panier)固定在適當?shù)奈恢茫摽鹪诶鋮s源邊側(cè)的延長形 成脈絡(luò)V,該脈絡(luò)構(gòu)成用于聲波傳導的通道(參照圖1)。例如，板 的厚度為0.7 mm并JU反之間的間隔為0.7至1 mm。
才艮據(jù)本發(fā)明的變型，熱交換的效率可以通過添加大量制造的翼 片8來提高，所述翼片將加熱管2連接到筐6上(參照圖2C )。
才艮據(jù)另一個實施例，組5由帶盤B (bobine)組成，帶盤的圏 彼此間隔(參照圖4A至4C )。帶盤B安裝在由介質(zhì)環(huán)bd環(huán)繞的金 屬環(huán)帶Cm中。環(huán)帶Cm和介質(zhì)環(huán)bd具有與上述篋6同樣的功能。根據(jù)優(yōu)選實施例，帶盤B借助于在核心N周圍彼此環(huán)繞的打褶帶 fp和平滑帶fl來實現(xiàn)。因此，打褶帶fp的褶4吏圈彼此分開。帶盤B 安裝在轉(zhuǎn)換器CTA中以使帶盤的軸線近似平行于轉(zhuǎn)換器的圓柱形 壁的軸線。通過將金屬片在兩個碾壓器(它們的表面分別具有隆凸 和凹陷的褶皺形狀)之間通過，褶帶被設(shè)置為自身已知的形狀。作 為非限定性例子，帶具有例如等于0.7mm的厚度ep。打褶帶fp的 褶的凹陷cr例如近似等于0.7mm。帶的表面可以通過金屬或陶覺保 護層進4于表面處理或者可以容納褶皺。
從加熱源的最熱點到冷卻源的最冷點，轉(zhuǎn)換器構(gòu)成一個受壓空 間。作為非限定性例子，才艮據(jù)本發(fā)明，這個受壓空間有利地在它的 最熱端可以承受住200巴的壓力和1000°K的溫度。組5在受壓空 間中的幾何位置^皮限定為以1更當構(gòu)成組的導熱元件的端部遭受溫 度差時可以產(chǎn)生壓力波。
圖5示出了本發(fā)明熱聲轉(zhuǎn)換器的冷卻源的第一實施例。冷卻源 包括
a) 空心圓柱形管9，其中集成了配備加熱管的交換器蒸發(fā) 器10，和
b) 交換器冷凝器ll，設(shè)置在磁流體動力學轉(zhuǎn)換器CMHD 的外圍并且交換器蒸發(fā)器10的加熱管伸入其中。
熱力學流體在交換器蒸發(fā)器io內(nèi)循環(huán)。集成有交換器蒸發(fā)器 10的空心圓柱形管9具有一個側(cè)壁，該側(cè)壁安置在加熱源的側(cè)壁延 伸處。熱絕纟彖件或者熱絕纟彖層12 (例如陶瓷或氧化鋁)將加熱源和 冷卻源的側(cè)壁隔開以Y更在兩個壁之間建立熱絕纟彖。轉(zhuǎn)換器11的冷 卻區(qū)域通過管壁中集成的交換器蒸發(fā)器10保持在期望的溫度，并 且在該蒸發(fā)器中熱力學流體優(yōu)選地在低壓以及例如80°C的溫度下蒸發(fā)。因此，冷卻源通過交換器蒸發(fā)器和由自然對流的大氣冷卻的 冷凝器的合作來實現(xiàn)。
系統(tǒng)的運行需要限制與組件的加熱部分外部的對流熱損耗這 是完全i殳置在熱聲轉(zhuǎn)換器CTA周圍的絕熱材津+ 13的作用。系統(tǒng)的 良好運行也需要組5不被熱流繞過，這會降低效率。這個繞過的熱 流一方面被防熱層4(阻止液體金屬中向冷卻源的對流傳熱)限制， 另一方面^皮熱絕纟彖密封墊或者熱絕纟彖層12限制。
如前面已經(jīng)^是及的，組5的定位篋6以脈絡(luò)V的形狀在熱聲轉(zhuǎn) 換器的冷卻區(qū)域中延伸。定位筐6和脈絡(luò)V具有將組5保持在適當
位置、用于引導聲波以及支撐防熱層4 (限制組5的熱旁路)的功
6匕 s匕。
當發(fā)電4幾從環(huán)境溫度到它的運4亍條件時，i真充裝置的熱力學流 體熔化并且膨月長。有利地，i殳置在冷卻源末端部分的中性氣體空間 允許熱力學流體一定的膨"長并且通過犧牲空間來調(diào)節(jié)運4亍壓力。
在發(fā)電4幾的下部的冷卻附件中預(yù)定位有能夠消除熱力學流體 (該熱力學流體通過適度的運動,人受壓空間中流出)的液體空間 (圖中未示出)。
圖6A和6B分別示出了根據(jù)本發(fā)明第二實施例的冷卻源的縱 向剖面圖和牙黃向剖面圖。力口熱管組q (例如乙醇力口熱管)凈皮部分地 安置在限定脈絡(luò)V的壁的一'卜部分長度上。優(yōu)選地，這些加熱管q 4皮均勻分布在壁的一小部分上。在脈絡(luò)V的壁和壁9中形成的對齊 的孔使得能夠從轉(zhuǎn)換器CTA中引出加熱管q。密封元件XI ， X2使 壁9在加熱管q的引出孔處與外部熱絕緣。加熱管q —旦從轉(zhuǎn)換器 CTA中引出，就插入帶有翼片的冷卻器Rd中。根據(jù)本發(fā)明冷卻源的第二實施例的改進，加熱管q通過翼片w連4妄至月永絡(luò)V的內(nèi)部 (參照圖6B)。
安置在發(fā)電機冷卻部分中的磁流體動力學轉(zhuǎn)換器CMHD使得 能夠?qū)⒙暡ㄞD(zhuǎn)換為交流電流。磁流體動力學轉(zhuǎn)換器CMHD的第一 個例子在圖7A和圖7B中^皮示出。
圖7A是轉(zhuǎn)換器CMHD的橫向剖面圖，圖7B是轉(zhuǎn)換器CMHD 的纟從向剖面圖。
在保護外殼J中，轉(zhuǎn)換器包括
- 一小部分脈絡(luò)V，其中熱力學流體F在中心線位置周圍 以駐波的形式振蕩；
- 磁回路(A1，C1,A2,C2),在小部分月永絡(luò)V中能夠產(chǎn)生垂 直于駐波振蕩運動方向和磁通密度(在1和2特斯拉之 間的范圍內(nèi))方向的》茲場S ,和；
- 兩個電才及El, E2,沿垂直于才展蕩運動方向和》茲場》方向 的軸線2十齊。
》茲回3各由兩個7Jc久》茲4失A1,A2組成，該永久》茲4失的通量通過兩 個半環(huán)形層狀》茲回路Cl, C2成環(huán)狀。構(gòu)成》茲回i 各Cl， C2的金屬 優(yōu)選地具有高磁導率。脈絡(luò)V的壁P具有很小的厚度并且由非磁性 金屬(例如鉻鎳鐵合金或哈司特鎳合金)構(gòu)成。因此，壁P能夠讓 ^茲通量無偏離的通過。
電才及E1和E2由非/磁性金屬的棱柱體組成并且通過相應(yīng)包裹電 極的陶資保護層dl和d2與脈絡(luò)V電絕緣。與脈絡(luò)V電絕緣的收 集器電纜kl和k2分別與相應(yīng)電極E1和E2電連接。圖8A和8B示出了密封介質(zhì)連接的可能裝配，該連接包裹電極 Ei (i=l, 2 )和導體ki之間的電連4妄。
導體ki的端部14倚靠在構(gòu)成電極Ei的棱柱體上。介電元件 di通過焊料15 一皮焊接在導體ki上。在增加導體的同時可以將同一 電極分割(參照圖8B)。通過將電極對設(shè)置為串聯(lián)，電極的分割具 有可以4是高電壓的優(yōu)點。
例如，為了控制脈絡(luò)中的內(nèi)部壓力等于200巴，磁回路Cl， C2、 7Jc久不茲纟失Al， A2、電才及El, E2和專餘出導體kl， k2凈皮i里入復 合泡沫基體M中，該基體將壓力傳送給保護殼J (參照圖7A )。
圖9示出了根據(jù)本發(fā)明第二實施例的^t流體動力學轉(zhuǎn)換器。
兩個感應(yīng)傳感器16連接在測量電^各17上，該測量電路限定才展
蕩的熱力學流體的波的按照時間角頻率(CD)和移動速度(v(t))。
根據(jù)這些測量，快速處理器18產(chǎn)生控制信息I，該控制信息控制電 流發(fā)生器19。電流發(fā)生器19連4妄至線圏20。線圏20中的感應(yīng)電 流在脈絡(luò)V中產(chǎn)生相對于速度v (t)相位偏移的振蕩f茲場》。該線 圈控制方法與用在有源—磁性阻尼器中的方法類似。
圖10示出了包括根據(jù)本發(fā)明電力發(fā)電機的發(fā)電站的例子。
發(fā)電站主要包括根據(jù)本發(fā)明的發(fā)電機21和日光會聚天線22。 發(fā)電機21的窗口被近似定位在會聚天線的聚焦區(qū)域。例如，會聚 天線22具有大約100m2的面積并且在大約1000。K時在聚焦點的爐 上會聚50至80KW的熱能。根據(jù)本發(fā)明的改進，發(fā)電站包括能量 存儲裝置23(電池，氬儲存器，等)，當該能量存儲裝置連接至熱 聲轉(zhuǎn)換器的加熱源時，該能量存儲裝置使得能夠在沒有日光照射的 情況下產(chǎn)生能量。
權(quán)利要求
1. 一種熱聲轉(zhuǎn)換器，所述熱聲轉(zhuǎn)換器包括加熱源(1，2，7，3)；冷卻源(9，10，11)；導熱元件的組(5)，所述導熱元件彼此間隔并且彼此固定，所述組(5)位于加熱源和冷卻源之間以便在導熱元件的第一端和導熱元件的與所述第一端相對的第二端之間形成溫度梯度；以及熱力學流體(F)，所述熱力學流體填充在所述導熱元件之間的空間和所述導熱元件周圍的空間，以便在溫度梯度的效應(yīng)下在填充在導熱元件周圍空間的熱力學流體中形成聲波，其特征在于，所述加熱源包括一個整體金屬件，所述金屬件包括圓柱形壁(1)和橫向壁(7)，所述圓柱形壁嵌有加熱管(2)，所述橫向壁將所述圓柱形壁分為圓柱形壁的第一部分(1a)和圓柱形壁的第二部分(1b)，所述橫向壁(7)、所述圓柱形壁的第一部分和相對于所述圓柱形壁的第一部分(1a)與所述橫向壁(7)相對的附加壁(3)限定出包含熱源的空間。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱聲轉(zhuǎn)換器，其中，所述加熱源包括在 所述加熱管(2 )—端的上方插入所述圓4主形壁的第二部分(lb ) 中的防熱層(4 )，并且所述防熱層4吏所述加熱源與所述冷卻源 熱絕纟彖，所述防熱層(4)由開有通孔的壁構(gòu)成，所述導熱元 件的組(5)安置在所述通孔中，所述熱力學流體(F)填充 在位于所述4黃向壁(7)、所述圓柱形壁的第二部分(lb)和由 所述防熱層(4 )與所述導熱元件的組(5 )組成的結(jié)構(gòu)之間的 空間。
3. 才艮據(jù)權(quán)利要求1或2所述的熱聲轉(zhuǎn)換器，其中，所述導熱元件 的組(5)由結(jié)構(gòu)(6， Cm, bd)固定，所述結(jié)構(gòu)緊圍所述導 熱元件的組(5)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的熱聲轉(zhuǎn)換器，其中，緊圍所述導熱元件 的組(5)的所述結(jié)構(gòu)(6， Cm， bd)通過壁(P)在所述冷卻 源的圓柱形壁(9)的內(nèi)部延伸，所述壁(P)形成脈絡(luò)(V)， 所述聲波在所述脈絡(luò)中傳播。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的熱聲轉(zhuǎn)換器，其中，所述冷卻源包括圓 柱形壁(9)，所述圓柱形壁(9)與所述加熱源的圓柱形壁(1 ) 連4妻并且通過熱絕》彖層(12)與所述加熱源的圓柱形壁隔離。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的熱聲轉(zhuǎn)換器，其中，所述熱絕緣層(12 ) 是陶瓷層。
7. 4艮據(jù)權(quán)利要求5或6所述的熱聲轉(zhuǎn)換器，其中，熱力學流體在 交換器蒸發(fā)器(IO)中循環(huán)，所述交換器蒸發(fā)器被集成在所述 》令卻源的壁(9)中。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的熱聲轉(zhuǎn)換器，其中，在交換器蒸發(fā)器(10)中循環(huán)的所述熱力學流體是乙醇或曱醇。
9. 才艮據(jù)權(quán)利要求7或8所述的熱聲轉(zhuǎn)換器，包括通過周圍空氣的 自然對流來冷卻的交換器冷凝器(11 )。
10. 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的熱聲轉(zhuǎn)換器，其中，所述冷卻源 包4舌一組冷卻加熱管(q),所述冷卻加熱管的第一端和第一中 間點之間的部分分布在限定所述月永絡(luò)(V)的所述壁(p)的 內(nèi)面上，在限定所述月永絡(luò)(V)的所述壁(p)中和所述冷卻源的壁(9)中開有一些孔以便能夠從所述熱聲轉(zhuǎn)換器中引出 所述冷卻加熱管，所述冷卻加熱管(q)的第二中間點和與它 們的第 一端相對的第二端之間的部分被插入到冷卻器(Rd ) 中。
11. 才艮據(jù)權(quán)利要求IO所述的熱聲轉(zhuǎn)換器，其中，所述冷卻加熱管 (q)的安置在所述脈絡(luò)(V)內(nèi)部的部分通過翼片(w)連4妄。
12. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的熱聲轉(zhuǎn)換器，其中，所述 加熱管(2)包含熱力學流體。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的熱聲轉(zhuǎn)換器，其中，包含在所述加熱 管(2)中的所述熱力學流體是大氣壓下的鈉。
14. 根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的熱聲轉(zhuǎn)換器，其中，所述加熱 管(2)的內(nèi)部裝備有襯層，所述襯層使得能夠組織在包含有 熱力學流體的蒸發(fā)區(qū)域和冷凝區(qū)域之間的熱力學流體的流動。
15. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的熱聲轉(zhuǎn)換器，其中，填充 在導熱元件之間的空間和導熱元件周圍空間的所述熱力學流 體是熔化的>5咸金屬。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的熱聲轉(zhuǎn)換器，其中，所述熔化的石威金 屬是熔化的鈉、熔化的低共熔物Na-K或者熔化的鋰。
17. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的熱聲轉(zhuǎn)換器，其中，絕熱 材泮牛(13)包圍所述加熱源和所述冷卻源。
18. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的熱聲轉(zhuǎn)換器，其中，所述 導熱元件的組(5)是通過焊"l妄彼此固定的一組導熱4反。
19. 根據(jù)權(quán)利要求1至18中任一項所述的熱聲轉(zhuǎn)換器，其中，所 述導熱元件的組(5)是由彼此盤繞的打褶帶(fp)和平滑帶(fl)形成的帶盤(B)。
20. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的熱聲轉(zhuǎn)換器，其中，安全殼 使得能夠彌補填充在所述板之間的空間和所述玲反周圍空間的 熱力學流體的泄漏，并且通過預(yù)安裝在所述轉(zhuǎn)換器的冷卻附件 中的中和裝置來消除所述泄漏。
21. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的熱聲轉(zhuǎn)換器，其中，所述 附加壁(3)是透光的窗口，以便日光(L) 一穿過所述附加 壁(3)所述加熱源就構(gòu)成日光爐。
22. —種發(fā)電機，所述發(fā)電機包括由熱梯度產(chǎn)生聲波的熱聲轉(zhuǎn)換 器和由通過所述熱聲轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生的駐聲波產(chǎn)生電的》茲流體動 力學轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述熱聲轉(zhuǎn)換器是根據(jù)權(quán)利要求1 至21中任一項所述的轉(zhuǎn)換器。
23. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的發(fā)電機，其中，所述/F茲流體動力學轉(zhuǎn) 換器包括-脈絡(luò)(V),聲波在所述月永絡(luò)中振蕩；陽》茲回路(Al， Cl, A2， C2)，能夠在所述脈絡(luò)(V)中產(chǎn)生 垂直于聲波流動方向的石茲場；-兩個電極(E1, E2)，位于所述脈絡(luò)(V)的兩側(cè)，與所述 月永纟備(V )電絕纟彖并且沿垂直于聲波流動方向和》茲場方向的軸 線對齊，以及-兩個收集器電纜(kl, k2)，與所述月永絡(luò)(V)電絕#彖并且 分別連接至所述兩個電極(E1, E2)。
24. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的發(fā)電機，其中，所述電極(E1， E2) 是非磁性金屬的棱柱體并且通過包裹所述電極的陶瓷保護層(dl， d2)與所述脈絡(luò)(V)電絕緣。
25. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的發(fā)電機，其中，所述》茲流體動力學轉(zhuǎn) 換器包括-脈絡(luò)(V)，聲波在所述脈絡(luò)中振蕩；-感應(yīng)傳感器(16)和測量電i^各(17),確定聲波相對于時間 的角頻率(co )和移動速度(v(t));-處理器(18),根據(jù)角頻率和移動速度的測量產(chǎn)生控制信息 (I);-電流發(fā)生器(19),由所述控制信息(I)控制；以及- 一組線圏(20)， 4立于所述脈絡(luò)(V)的兩側(cè)并且與所述電 流發(fā)生器相連。
26. 發(fā)電站，所述發(fā)電站包括電力發(fā)電機，其特征在于，在熱聲 轉(zhuǎn)換器是根據(jù)權(quán)利要求21所述的轉(zhuǎn)換器的情況下，所述電力 發(fā)電機是根據(jù)權(quán)利要求22至25中任一項所述的發(fā)電機(21 )， 并且其特征在于，所述發(fā)電站包括日光聚集天線(22),所述 熱源的窗口 (3)基本上被定位在聚集天線的聚焦區(qū)域處。
27. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的發(fā)電站，所述發(fā)電站包括能量存儲裝 置(23 )。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種熱聲轉(zhuǎn)換器，該熱聲轉(zhuǎn)換器包括加熱源(1，2，7，3)和冷卻源，其中加熱源(1，2，7，3)包括整體金屬件，該金屬件由圓柱形壁(1)、集成在圓柱形壁(1)中的加熱管(2)和橫向壁(7)組成，該橫向壁將圓柱形壁分為圓柱形壁的第一部分(1a)和圓柱形壁的第二部分(1b)，橫向壁(7)、圓柱形壁的第一部分和相對于圓柱形壁的第一部分(1a)與橫向壁(7)面對的附加壁(3)限定出包含熱源的空間。本發(fā)明適用于電力生產(chǎn)(電力發(fā)電機，汽車發(fā)動機，發(fā)電站，等)。
文檔編號F02G1/04GK101421504SQ200780013216
公開日2009年4月29日 申請日期2007年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月13日
發(fā)明者讓-埃德蒙·謝 申請人:原子能技術(shù)公司