熱聲熱機(jī)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種熱聲熱機(jī)系統(tǒng)，包括多個(gè)相同的熱聲熱機(jī)環(huán)路結(jié)構(gòu)，每個(gè)所述熱聲熱機(jī)環(huán)路結(jié)構(gòu)包括至少三個(gè)能夠進(jìn)行熱聲轉(zhuǎn)換的熱聲熱機(jī)單元；每個(gè)所述熱聲熱機(jī)環(huán)路結(jié)構(gòu)中的熱聲熱機(jī)單元相互連接形成氣體工質(zhì)循環(huán)流動(dòng)的環(huán)路結(jié)構(gòu)；所述多個(gè)熱聲熱機(jī)環(huán)路結(jié)構(gòu)的幾何中心重合，且各熱聲熱機(jī)環(huán)路結(jié)構(gòu)中的熱聲熱機(jī)單元交錯(cuò)設(shè)置。本發(fā)明提供的熱聲熱機(jī)系統(tǒng)，通過(guò)設(shè)置多個(gè)相同的幾何中心重合的熱聲熱機(jī)環(huán)路結(jié)構(gòu)，各環(huán)路結(jié)構(gòu)中的熱聲熱機(jī)單元交錯(cuò)設(shè)置，這樣，對(duì)應(yīng)位置的熱聲熱機(jī)單元中的直線電機(jī)的工作相位相同時(shí)，可相互抵消電機(jī)殼體的振動(dòng)。
【專利說(shuō)明】熱聲熱機(jī)系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及能量轉(zhuǎn)換裝置技術(shù)，尤其涉及一種熱聲熱機(jī)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]聲波在氣體中傳播時(shí)，會(huì)使傳播介質(zhì)氣體產(chǎn)生壓力、位移和溫度的波動(dòng)。當(dāng)氣體與固定邊界相作用時(shí)，會(huì)引發(fā)聲波能量與熱能之間的轉(zhuǎn)換，這就是熱聲效應(yīng)。
[0003]熱聲系統(tǒng)就是利用熱聲效應(yīng)原理設(shè)計(jì)的一種能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，可以將熱能轉(zhuǎn)化為聲波能量，或者將聲波能量轉(zhuǎn)換成熱能，熱聲系統(tǒng)包括熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)和熱聲制冷機(jī)，熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)和熱聲制冷機(jī)是以空氣、氮?dú)饣蚝獾榷栊詺怏w作為工作介質(zhì)，具有高效、安全、使用壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)，因此獲得了人們的廣泛關(guān)注。
[0004]圖1為現(xiàn)有的熱聲系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，該熱聲系統(tǒng)包括三個(gè)基本的熱聲熱機(jī)單元，每個(gè)熱聲熱機(jī)單元包括直線電機(jī)al和熱聲轉(zhuǎn)換裝置a2。
[0005]直線電機(jī)al包括氣缸all、活塞al2、活塞桿al3、電機(jī)外殼al4、定子al5、動(dòng)子al6和板簧al7。
[0006]定子al5與電機(jī)外殼al4的內(nèi)壁固定連接,動(dòng)子al6與定子al5間隙配合,活塞桿al3與動(dòng)子al6固定連接，活塞桿al3與板簧al7固定連接，直線電機(jī)al工作時(shí)，動(dòng)子al6通過(guò)活塞桿al3帶動(dòng)活塞al2在氣缸all內(nèi)作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
[0007]熱聲轉(zhuǎn)換裝置a2包括依次連接的主水冷器a21、回?zé)崞鱝22和主換熱器a23，主水冷器a21與一個(gè)直線電機(jī)al的氣缸內(nèi)腔，即壓縮腔al8連通，主換熱器a23與另一個(gè)直線電機(jī)的氣缸內(nèi)腔，即膨脹腔al9連通，各熱聲轉(zhuǎn)換裝置a2與直線電機(jī)al順序連接，這樣，該各熱聲熱機(jī)單元相互連接組成一個(gè)工質(zhì)循環(huán)流動(dòng)的環(huán)路結(jié)構(gòu)。
[0008]該熱聲系統(tǒng)作為制冷機(jī)工作時(shí)，接通直線電機(jī)al的電源，動(dòng)子al6帶動(dòng)活塞al2在氣缸all內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生聲波能量進(jìn)入主水冷器a21，通過(guò)回?zé)崞鱝22，在回?zé)崞鱝22內(nèi)聲波能量被消耗掉大部分，產(chǎn)生制冷效應(yīng)，使主換熱器a23降溫，剩余聲波能量再?gòu)闹鲹Q熱器a23出來(lái)，反饋給另一個(gè)直線電機(jī)的膨脹腔al9，再傳遞給第二個(gè)直線電機(jī)al的活塞al20
[0009]該熱聲系統(tǒng)作為發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，聲波在回?zé)崞鱝22和主換熱器a23內(nèi)吸收熱能轉(zhuǎn)換為聲波能量，聲波能量被放大再?gòu)闹鲹Q熱器a23出來(lái)，進(jìn)入直線電機(jī)al的膨脹腔al9，推動(dòng)活塞al2運(yùn)動(dòng)，聲波能量在活塞al處被分成兩部分，一部分進(jìn)入壓縮腔al8，反饋進(jìn)入另一回?zé)崞鱝22,剩余部分通過(guò)直線電機(jī)al轉(zhuǎn)換為輸出電功。
[0010]但是，該熱聲系統(tǒng)是由多個(gè)熱聲熱機(jī)單元組成的環(huán)路結(jié)構(gòu)，環(huán)路結(jié)構(gòu)中各熱聲熱機(jī)單元中直線電機(jī)活塞的相位不同(即運(yùn)動(dòng)位置不同)，一個(gè)環(huán)路結(jié)構(gòu)中熱聲熱機(jī)單元的數(shù)量決定相位差的大小，上述系統(tǒng)中有三個(gè)熱聲熱機(jī)單元，各活塞的相位差為120°，由于環(huán)路結(jié)構(gòu)中各電機(jī)相位不同，在動(dòng)力特性上，產(chǎn)生的振動(dòng)不能彼此抵消，因此，整個(gè)熱聲系統(tǒng)存在較大的振動(dòng)。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明提供一種熱聲熱機(jī)系統(tǒng)，能夠抵消各熱聲熱機(jī)單元中電機(jī)外殼的振動(dòng)。
[0012]本發(fā)明提供一種熱聲熱機(jī)系統(tǒng)，包括多個(gè)相同的熱聲熱機(jī)環(huán)路結(jié)構(gòu)，每個(gè)所述熱聲熱機(jī)環(huán)路結(jié)構(gòu)包括至少三個(gè)能夠進(jìn)行熱聲轉(zhuǎn)換的熱聲熱機(jī)單元；
[0013]每個(gè)所述熱聲熱機(jī)環(huán)路結(jié)構(gòu)中的熱聲熱機(jī)單元相互連接形成氣體工質(zhì)循環(huán)流動(dòng)的環(huán)路結(jié)構(gòu)；
[0014]所述多個(gè)熱聲熱機(jī)環(huán)路結(jié)構(gòu)的幾何中心重合，且各熱聲熱機(jī)環(huán)路結(jié)構(gòu)中的熱聲熱機(jī)單元交錯(cuò)設(shè)置。
[0015]本發(fā)明提供的熱聲熱機(jī)系統(tǒng)，通過(guò)設(shè)置多個(gè)相同的幾何中心重合的熱聲熱機(jī)環(huán)路結(jié)構(gòu)，各環(huán)路結(jié)構(gòu)中的熱聲熱機(jī)單元交錯(cuò)設(shè)置，這樣，對(duì)應(yīng)位置的熱聲熱機(jī)單元中的直線電機(jī)的工作相位相同時(shí)，可相互抵消電機(jī)殼體的振動(dòng)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中熱聲熱機(jī)系統(tǒng)的原理示意圖；
[0017]圖2為本發(fā)明提供的熱聲熱機(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖3A為本發(fā)明提供的熱聲熱機(jī)系統(tǒng)中第一種結(jié)構(gòu)(主換熱器為管束式換熱器)的熱聲熱機(jī)單元示意圖；
[0019]圖3B為本發(fā)明提供的熱聲熱機(jī)系統(tǒng)中第一種結(jié)構(gòu)(主換熱器為翅片式換熱器)的熱聲熱機(jī)單元示意圖；
[0020]圖3C為本發(fā)明提供的熱聲熱機(jī)系統(tǒng)中第一種結(jié)構(gòu)(主換熱器為殼管式換熱器)的熱聲熱機(jī)單元示意圖；
[0021]圖4A為本發(fā)明提供的熱聲熱機(jī)系統(tǒng)中第二種結(jié)構(gòu)(主換熱器為管束式換熱器)的熱聲熱機(jī)單元示意圖；
[0022]圖4B為本發(fā)明提供的熱聲熱機(jī)系統(tǒng)中第二種結(jié)構(gòu)(主換熱器為翅片式換熱器)的熱聲熱機(jī)單元示意圖；
[0023]圖4C為本發(fā)明提供的熱聲熱機(jī)系統(tǒng)中第二種結(jié)構(gòu)(主換熱器為殼管式換熱器)的熱聲熱機(jī)單元示意圖；
[0024]圖5A為本發(fā)明提供的熱聲熱機(jī)系統(tǒng)中第三種結(jié)構(gòu)(主換熱器為管束式換熱器)的熱聲熱機(jī)單元示意圖；
[0025]圖5B為本發(fā)明提供的熱聲熱機(jī)系統(tǒng)中第三種結(jié)構(gòu)(主換熱器為翅片式換熱器)的熱聲熱機(jī)單元示意圖；
[0026]圖5C為本發(fā)明提供的熱聲熱機(jī)系統(tǒng)中第三種結(jié)構(gòu)(主換熱器為殼管式換熱器)的熱聲熱機(jī)單元示意圖；
[0027]圖6為本發(fā)明實(shí)施例一提供的熱聲熱機(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖7為本發(fā)明實(shí)施例一提供的熱聲熱機(jī)系統(tǒng)中直線電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖8為本發(fā)明實(shí)施例一提供的熱聲熱機(jī)系統(tǒng)中連接基座的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖9為本發(fā)明實(shí)施例一提供的熱聲熱機(jī)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖10為本發(fā)明實(shí)施例二提供的熱聲熱機(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖11為本發(fā)明實(shí)施例二提供的熱聲熱機(jī)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)示意圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0033]本發(fā)明提供一種熱聲熱機(jī)系統(tǒng),該熱聲熱機(jī)系統(tǒng)包括有多個(gè)相同的熱聲熱機(jī)環(huán)路結(jié)構(gòu)，每個(gè)熱聲熱機(jī)環(huán)路結(jié)構(gòu)包括至少三個(gè)能夠進(jìn)行熱聲轉(zhuǎn)換的熱聲熱機(jī)單元，每個(gè)熱聲熱機(jī)環(huán)路結(jié)構(gòu)的各熱聲熱機(jī)單元相互連接形成氣體工質(zhì)循環(huán)流動(dòng)的環(huán)路結(jié)構(gòu)；如圖2中包括有兩個(gè)熱聲熱機(jī)環(huán)路結(jié)構(gòu)，熱聲熱機(jī)單元A、熱聲熱機(jī)單元B及熱聲熱機(jī)單元C組成一個(gè)環(huán)路結(jié)構(gòu)，熱聲熱機(jī)單元A’、熱聲熱機(jī)單元B’及熱聲熱機(jī)單元C’組成另一個(gè)環(huán)路結(jié)構(gòu)，每一個(gè)環(huán)路結(jié)構(gòu)都是一個(gè)氣體工質(zhì)循環(huán)流動(dòng)的環(huán)路。當(dāng)然，每個(gè)環(huán)路機(jī)構(gòu)并不限于三個(gè)熱聲熱機(jī)單元，也可為四個(gè)或更多個(gè)。
[0034]本發(fā)明提供的熱聲熱機(jī)系統(tǒng)中，多個(gè)熱聲熱機(jī)環(huán)路結(jié)構(gòu)的幾何中心重合，且各熱聲熱機(jī)環(huán)路結(jié)構(gòu)中的熱聲熱機(jī)單元交錯(cuò)設(shè)置，這樣，工作時(shí)，使對(duì)應(yīng)位置的熱聲熱機(jī)單元中的直線電機(jī)的相位相同，可抵消因各電機(jī)存在相位差所引起的振動(dòng)。如圖2中，一個(gè)環(huán)路結(jié)構(gòu)中的熱聲熱機(jī)單元A、熱聲熱機(jī)單元B及熱聲熱機(jī)單元C與另一個(gè)環(huán)路結(jié)構(gòu)中的熱聲熱機(jī)單元A’、熱聲熱機(jī)單元B’及熱聲熱機(jī)單元C’交錯(cuò)設(shè)置，且熱聲熱機(jī)單元A與熱聲熱機(jī)單元A’對(duì)應(yīng)，熱聲熱機(jī)單元B與熱聲熱機(jī)單元B’對(duì)應(yīng)，熱聲熱機(jī)單元C與熱聲熱機(jī)單元C’對(duì)應(yīng)，工作時(shí)，使各對(duì)應(yīng)位置的熱聲熱機(jī)單元中直線電機(jī)的活塞運(yùn)動(dòng)相位相同，可抵消電機(jī)殼體的振動(dòng)。
[0035]本發(fā)明提供的熱聲熱機(jī)系統(tǒng)，每個(gè)熱聲熱機(jī)環(huán)路結(jié)構(gòu)中，熱聲轉(zhuǎn)換裝置中兩端的體積流相位差為120度，有利于提高熱聲轉(zhuǎn)換效率。
[0036]本發(fā)明提供的熱聲熱機(jī)系統(tǒng)中，各熱聲熱機(jī)單元結(jié)構(gòu)相同，但熱聲熱機(jī)單元的結(jié)構(gòu)有多種，組成環(huán)路的連接方式也不同，下面介紹熱聲熱機(jī)單元的具體結(jié)構(gòu):
[0037]第一種結(jié)構(gòu)
[0038]該種結(jié)構(gòu)中，熱聲熱機(jī)單元包括熱聲轉(zhuǎn)換裝置及直線電機(jī)，熱聲轉(zhuǎn)換裝置與直線電機(jī)連接形成U形結(jié)構(gòu)。具體的，熱聲轉(zhuǎn)換裝置包括依次連通的主換熱器、回?zé)崞骷爸魉淦鳎本€電機(jī)包括氣缸及所述氣缸中往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞，所述活塞將所述氣缸內(nèi)的腔體分隔形成壓縮腔及膨脹腔；
[0039]每個(gè)熱聲熱機(jī)環(huán)路結(jié)構(gòu)中，每個(gè)熱聲熱機(jī)轉(zhuǎn)換裝置中的主換熱器及主水冷器分別與不同直線電機(jī)中的膨脹腔及壓縮腔連通，以形成工質(zhì)循環(huán)流動(dòng)的環(huán)路結(jié)構(gòu)。
[0040]具體如圖3A所示，直線電機(jī)Ia的氣缸Ila中，活塞12a的兩側(cè)分別形成壓縮腔13a及膨脹腔14a，熱聲轉(zhuǎn)換裝置2a包括依次連通的主水冷器21a、回?zé)崞?2a、及主換熱器23a，其中，主水冷器21a與壓縮腔13a連通，主換熱器23a與不同直線電機(jī)的膨脹腔14a連通(同樣的，膨脹腔14a與不同熱聲轉(zhuǎn)換裝置中的23a連通)，形成工質(zhì)循環(huán)流動(dòng)的環(huán)路結(jié)構(gòu)。
[0041]圖3B及圖3C所示的熱聲熱機(jī)單元的結(jié)構(gòu)與圖3A基本相同，都形成U形結(jié)構(gòu)，不同的是，這三種熱聲熱機(jī)單元中的主換熱器不同，圖3A中的主換熱器23a為管束式換熱器，即采用耐高溫材料(主要指作為發(fā)動(dòng)機(jī)使用時(shí))或耐低溫材料(主要指作為制冷機(jī)使用時(shí))的管束制作而成；圖38中的主換熱器23b為翅片式換熱器，即采用紫銅、鋁或鋁黃銅等導(dǎo)熱系數(shù)高的材料制作而成的翅片式結(jié)構(gòu)；圖3C中的主換熱器23c為殼管式換熱器，即換熱器包括多根軸向密布的細(xì)管，細(xì)管內(nèi)部供熱機(jī)工質(zhì)流動(dòng)，細(xì)管外側(cè)供傳熱介質(zhì)流動(dòng)。[0042]第二種結(jié)構(gòu)
[0043]該種結(jié)構(gòu)中，熱聲轉(zhuǎn)換裝置與直線電機(jī)同軸設(shè)置(主要是指熱聲轉(zhuǎn)換裝置的回?zé)崞髋c直線電機(jī)的活塞同軸)，具體是，熱聲轉(zhuǎn)換裝置包括依次連通的主換熱器、回?zé)崞骷爸魉淦?，直線電機(jī)包括氣缸及所述氣缸中往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞，與氣缸連通設(shè)置有內(nèi)套筒，內(nèi)套筒外側(cè)套設(shè)有外套筒，所述內(nèi)套筒內(nèi)部形成膨脹腔，所述活塞背離所述膨脹腔的一側(cè)形成壓縮腔；
[0044]熱聲轉(zhuǎn)換裝置中的回?zé)崞魈自O(shè)在所述內(nèi)套筒與所述外套筒之間，主換熱器及主水冷器分別在回?zé)崞鞯膬蓚?cè)，并且熱聲轉(zhuǎn)換裝置中的主換熱器與直線電機(jī)中的膨脹腔連通，主水冷器與壓縮腔連通。
[0045]每個(gè)熱聲熱機(jī)環(huán)路結(jié)構(gòu)中，各熱聲熱機(jī)單元中的壓縮腔通過(guò)管路互相連通。
[0046]具體如圖4A所示，熱聲轉(zhuǎn)換裝置2d包括依次連通的主換熱器21d、回?zé)崞?2d及主水冷器23d，直線電機(jī)Id包括氣缸Ild及氣缸Ild中往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞12d，與氣缸Ild連通設(shè)置有內(nèi)套筒24d，內(nèi)套筒24d外側(cè)套設(shè)有外套筒25d，內(nèi)套筒24d內(nèi)部形成膨脹腔14d，活塞12d背離膨脹腔14d的一側(cè)形成壓縮腔13d ；
[0047]熱聲轉(zhuǎn)換裝置2d中的回?zé)崞?2d套設(shè)在內(nèi)套筒24d與外套筒25d之間，即回?zé)崞?2d為環(huán)形結(jié)構(gòu)，與直線電機(jī)的氣缸同軸設(shè)置，主換熱器23d及主水冷器21d分別在回?zé)崞?2d的兩側(cè)，并且主換熱器23d與膨脹腔14d連通，主水冷器21d與壓縮腔13d連通。
[0048]每個(gè)熱聲熱機(jī)環(huán)路結(jié)構(gòu)中，各熱聲熱機(jī)單元的壓縮腔13d通過(guò)管路15d相互連通，形成工質(zhì)循環(huán)流動(dòng)的環(huán)路結(jié)構(gòu)。
[0049]圖4B及圖4C所示的熱聲熱機(jī)單元的結(jié)構(gòu)與圖4A基本相同，不同的是，圖4A中的主換熱器23d為管束式換熱器，圖4B中的主換熱器23e為翅片式換熱器，圖4C中的主換熱器23f為殼管式換熱器。
[0050]第三種結(jié)構(gòu)
[0051 ] 該結(jié)構(gòu)中，熱聲轉(zhuǎn)換裝置與直線電機(jī)也是同軸設(shè)置，與上述實(shí)施例二不同的是，實(shí)施例二中的各熱聲熱機(jī)單元通過(guò)壓縮腔連通形成工質(zhì)循環(huán)流動(dòng)的環(huán)路結(jié)構(gòu)，而本實(shí)施例中的各熱聲熱機(jī)單元通過(guò)膨脹腔連通形成工質(zhì)循環(huán)流動(dòng)的環(huán)路結(jié)構(gòu)。
[0052]具體如圖5A所示，熱聲轉(zhuǎn)換裝置2g中的回?zé)崞?2g套設(shè)在內(nèi)套筒24g與外套筒25g之間，與直線電機(jī)的活塞同軸設(shè)置，主換熱器23g與膨脹腔14g連通，主水冷器21g與壓縮腔13g連通。
[0053]圖5A所示的結(jié)構(gòu)中，主換熱器23g為管束式換熱器，其連接比較靈活，因此，每個(gè)熱聲熱機(jī)環(huán)路結(jié)構(gòu)中，各熱聲熱機(jī)單元的膨脹腔Hg可通過(guò)管束式換熱器相互連通，形成工質(zhì)循環(huán)流動(dòng)的環(huán)路結(jié)構(gòu)。
[0054]圖5B及圖5C所示的熱聲熱機(jī)單元的結(jié)構(gòu)與圖5A基本相同，不同的是，圖5A中的主換熱器23g為管束式換熱器，各熱聲熱機(jī)單元的膨脹腔14g通過(guò)主換熱器23g相互連通；圖5B中的主換熱器23h為翅片式換熱器，各熱聲熱機(jī)單元的膨脹腔14h通過(guò)管路15h相互連通；圖5C中的主換熱器23i為殼管式換熱器，各熱聲熱機(jī)單元的膨脹腔14i通過(guò)管路15i相互連通。
[0055]上述各不同結(jié)構(gòu)的熱聲熱機(jī)單元，有著不同的特點(diǎn)，第一種結(jié)構(gòu)的熱聲熱機(jī)單元，熱聲熱機(jī)裝置與直線電機(jī)形成U型結(jié)構(gòu)，U型結(jié)構(gòu)可以靈活的進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，但結(jié)構(gòu)相對(duì)比較松散；第二種結(jié)構(gòu)及第三種結(jié)構(gòu)的熱聲熱機(jī)單元，熱聲轉(zhuǎn)換裝置與直線電機(jī)形成同軸型結(jié)構(gòu)，其中，第二種結(jié)構(gòu)中，壓縮腔側(cè)設(shè)置有連接管以互相連通，端部的主換熱器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，第三種結(jié)構(gòu)中，膨脹腔互相連通，其壓縮腔側(cè)無(wú)管路，結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，工質(zhì)流動(dòng)性相對(duì)較好。每一種結(jié)構(gòu)的熱聲熱機(jī)單元中，主換熱器根據(jù)應(yīng)用的需要，可以設(shè)置為管束式換熱器、翅片式換熱器或殼管式換熱器。
[0056]下面以上述第三種結(jié)構(gòu)(同軸型且膨脹腔互相連通)的熱聲熱機(jī)單元組成的熱聲熱機(jī)系統(tǒng)為例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0057]實(shí)施例一
[0058]如圖6所示，本實(shí)施例提供的熱聲熱機(jī)系統(tǒng)包括有多個(gè)熱聲熱機(jī)環(huán)路結(jié)構(gòu)，每個(gè)熱聲熱機(jī)環(huán)路結(jié)構(gòu)中的熱聲熱機(jī)單元包括有直線電機(jī)I及熱聲轉(zhuǎn)換裝置2，直線電機(jī)I與熱聲轉(zhuǎn)換裝置2同軸設(shè)置，該實(shí)施例提供的熱聲轉(zhuǎn)換裝置2中的主換熱器為翅片式換熱器(也可為殼管式換熱器)，其具體結(jié)構(gòu)見(jiàn)上述熱聲熱機(jī)單元的第三種結(jié)構(gòu)的描述。
[0059]本實(shí)施例中，直線電機(jī)I的具體結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖7所示，該直線電機(jī)I包括動(dòng)子組件11、定子組件12、連接法蘭13及階梯活塞14組成，連接法蘭13可為定子組件12提供定位連接面，同時(shí)也為直線電機(jī)在系統(tǒng)中的裝配提供接口，本實(shí)施例中，連接法蘭13可與氣缸15做成一體，以提高兩者的同軸度；階梯活塞14為系統(tǒng)提供不同大小的工作活塞面積，使得在相同的活塞位移下獲得不同的體積流率，并起到氣體的壓力波動(dòng)與活塞的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)換作用。
[0060]本實(shí)施例提供的熱聲熱機(jī)系統(tǒng)還包括連接基座3及背蓋4，連接基座3為熱聲轉(zhuǎn)換裝置2及直線電機(jī)I提供安裝平臺(tái)。
[0061]連接基座3的具體結(jié)構(gòu)件圖8所示，該連接基座3上設(shè)置有多個(gè)安裝座31，用于安裝同軸設(shè)置的熱聲轉(zhuǎn)換裝置2及直線電機(jī)I ;在各安裝座31之間設(shè)置有冷卻通道32，用于通冷卻水以冷卻各熱聲轉(zhuǎn)換裝置中的主水冷器，冷卻水從進(jìn)水口 33進(jìn)入，流經(jīng)冷卻通道32，從出水口 34中流出。
[0062]背蓋4用于密封循環(huán)流動(dòng)的氣體工質(zhì)，為系統(tǒng)提供工作環(huán)境，具體是背蓋4可與連接基座3等組合形成一個(gè)密封容器，氣體工質(zhì)在該密封容器中流動(dòng)。
[0063]如圖6所示，本實(shí)施例提供的熱聲轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中，各熱聲熱機(jī)單元中的膨脹腔通過(guò)連接管路5連接，連接組成的整體結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖9所示，該系統(tǒng)形成有兩個(gè)環(huán)路結(jié)構(gòu)，每個(gè)環(huán)路結(jié)構(gòu)中設(shè)置有三個(gè)熱聲熱機(jī)單元，兩個(gè)環(huán)路結(jié)構(gòu)中的熱聲熱機(jī)單元相互交錯(cuò)設(shè)置，工作狀態(tài)時(shí)，對(duì)應(yīng)位置的直線電機(jī)的活塞運(yùn)動(dòng)相位相同，可以抵消電機(jī)振動(dòng)。在實(shí)際應(yīng)用中，可引入三相交流電作為輸入電源，直接使直線電機(jī)的活塞獲得理想的相位差。
[0064]實(shí)施例二
[0065]本發(fā)明實(shí)施例二還提供一種熱聲熱機(jī)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，如圖10所示，本實(shí)施例提供的熱聲熱機(jī)系統(tǒng)中，熱聲轉(zhuǎn)換裝置2’中的主換熱器21’為管束式換熱器，且該系統(tǒng)中各熱聲熱機(jī)單元的膨脹腔直接通過(guò)管束式換熱器連通，管束式換熱器不僅起到連接氣路的作用，同時(shí)也是膨脹腔的換熱器。該系統(tǒng)通過(guò)管束式換熱器連接形成的整體結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖11所示，包括有多個(gè)環(huán)路結(jié)構(gòu)，每個(gè)環(huán)路結(jié)構(gòu)中的熱聲熱機(jī)單元交錯(cuò)設(shè)置。
[0066]本實(shí)施例中的直線電機(jī)1、連接基座3及背蓋4等結(jié)構(gòu)與作用與上述實(shí)施例相同，在此不再贅述。[0067]本發(fā)明提供的熱聲熱機(jī)系統(tǒng)，通過(guò)設(shè)置多個(gè)相同的幾何中心重合的熱聲熱機(jī)環(huán)路結(jié)構(gòu)，各環(huán)路結(jié)構(gòu)中的熱聲熱機(jī)單元交錯(cuò)設(shè)置，這樣，對(duì)應(yīng)位置的熱聲熱機(jī)單元中的直線電機(jī)的相位相同，可相互抵消電機(jī)殼體的振動(dòng)。
[0068]最后應(yīng)說(shuō)明的是:以上各實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種熱聲熱機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，包括多個(gè)相同的熱聲熱機(jī)環(huán)路結(jié)構(gòu)，每個(gè)所述熱聲熱機(jī)環(huán)路結(jié)構(gòu)包括至少三個(gè)能夠進(jìn)行熱聲轉(zhuǎn)換的熱聲熱機(jī)單元； 每個(gè)所述熱聲熱機(jī)環(huán)路結(jié)構(gòu)中的熱聲熱機(jī)單元相互連接形成氣體工質(zhì)循環(huán)流動(dòng)的環(huán)路結(jié)構(gòu)； 所述多個(gè)熱聲熱機(jī)環(huán)路結(jié)構(gòu)的幾何中心重合，且各熱聲熱機(jī)環(huán)路結(jié)構(gòu)中的熱聲熱機(jī)單元交錯(cuò)設(shè)置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱聲熱機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，每個(gè)所述熱聲熱機(jī)單元包括熱聲轉(zhuǎn)換裝置及直線電機(jī)，所述熱聲轉(zhuǎn)換裝置包括依次連通的主換熱器、回?zé)崞骷爸魉淦?，所述直線電機(jī)包括氣缸及所述氣缸中往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞，所述活塞將所述氣缸內(nèi)的腔體分隔形成壓縮腔及膨脹腔； 每個(gè)所述熱聲熱機(jī)環(huán)路結(jié)構(gòu)中，每個(gè)所述熱聲熱機(jī)轉(zhuǎn)換裝置中的主換熱器及所述主水冷器分別與不同直線電機(jī)中的膨脹腔及壓縮腔連通，以形成氣體工質(zhì)循環(huán)流動(dòng)的環(huán)路結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱聲熱機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，每個(gè)所述熱聲熱機(jī)單元包括熱聲轉(zhuǎn)換裝置及直線電機(jī)，所述熱聲轉(zhuǎn)換裝置包括依次連通的主換熱器、回?zé)崞骷爸魉淦鳎鲋本€電機(jī)包括氣缸及所述氣缸中往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞，與所述氣缸連通設(shè)置有內(nèi)套筒，所述內(nèi)套筒外側(cè)套設(shè)有外套筒，所述內(nèi)套筒內(nèi)部形成膨脹腔，所述活塞背離所述膨脹腔的一側(cè)形成壓縮腔； 所述回?zé)崞魈自O(shè)在所述內(nèi)套筒與所述外套筒之間，所述主換熱器及所述主水冷器分別在所述回?zé)崞鞯膬蓚?cè)，所述主換熱器與所述膨脹腔連通，所述主水冷器與所述壓縮腔連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的熱聲熱機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，每個(gè)所述熱聲熱機(jī)環(huán)路結(jié)構(gòu)中，各所述熱聲熱機(jī)單元中的膨脹腔互相連通。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的熱聲熱機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，每個(gè)所述熱聲熱機(jī)環(huán)路結(jié)構(gòu)中，各所述熱聲熱機(jī)單元中的壓縮腔互相連通。
6.根據(jù)權(quán)利要求2-5任一所述的熱聲熱機(jī)系統(tǒng),其特征在于，每個(gè)所述熱聲轉(zhuǎn)換裝置的主換熱器為管束式換熱器。
7.根據(jù)權(quán)利要求2-5任一所述的熱聲熱機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，每個(gè)所述熱聲轉(zhuǎn)換裝置的主換熱器為翅片式換熱器。
8.根據(jù)權(quán)利要求2-5任一所述的熱聲熱機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，每個(gè)所述熱聲轉(zhuǎn)換裝置的主換熱器為殼管式換熱器。
9.根據(jù)權(quán)利要求2-5任一所述的熱聲熱機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，還包括連接基座，用于安裝所述多個(gè)熱聲熱機(jī)環(huán)路結(jié)構(gòu)中的熱聲熱機(jī)單元。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的熱聲熱機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，所述連接基座中設(shè)置有通冷卻水的冷卻通道，用以對(duì)每個(gè)所述熱聲熱機(jī)單元中的主水冷器進(jìn)行冷卻。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的熱聲熱機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，所述連接基座上連接設(shè)置有背蓋，用以密封循環(huán)流動(dòng)的氣體工質(zhì)。
【文檔編號(hào)】F03G7/00GK103758715SQ201410014746
【公開(kāi)日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2014年1月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月13日
【發(fā)明者】雷綱, 張益炳, 李海冰 申請(qǐng)人:中科力函(深圳)熱聲技術(shù)有限公司