、第一回熱器102和第一熱端換熱器103的長度之和；
所述的法蘭加厚墊具有互補型結(jié)構(gòu)，一側(cè)能與M型凹凸面法蘭對接，另一側(cè)能與F型凹凸面法蘭對接，材料為不銹鋼。
[0021]所述的利用中溫熱源的可調(diào)式行波熱聲熱機系統(tǒng)，其中，由第二主室溫冷端換熱器101b、第二回熱器102b、第二熱端換熱器103b、法蘭加厚墊123以及熱聲核套筒114組成熱聲熱機第二熱聲核結(jié)構(gòu)。
[0022]本發(fā)明所提供的利用中溫熱源的可調(diào)式行波熱聲熱機系統(tǒng)，由于采用了①在傳統(tǒng)行波熱聲熱機環(huán)路中的合適位置增加至少一級熱聲熱機單元，使得聲功在環(huán)路中逐級放大，達到提高系統(tǒng)熱效率，降低系統(tǒng)起振溫度的目的，并同時能做到在單級熱聲熱機和雙級熱聲熱機之間手動切換;②在本發(fā)明中應用一種新型熱聲核結(jié)構(gòu)，通過此結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)對回熱器長度的離散性調(diào)節(jié);③將熱聲熱機環(huán)路分成若干段，每段用法蘭連接，通過更換不同長度的諧振管段，使得諧振管的總長度為1/4波長、1/2波長或3/4波長，從而實現(xiàn)對行波熱聲熱機系統(tǒng)的頻率調(diào)節(jié);④在熱聲熱機環(huán)路中的合適位置加裝調(diào)節(jié)閥，通過控制調(diào)節(jié)閥的開度，實現(xiàn)對系統(tǒng)中壓力波動和速度波動的相位調(diào)節(jié)，并保證回熱器處在系統(tǒng)高聲阻抗區(qū)域，同時還能達到控制輸出聲功的目的;⑤在熱聲熱機環(huán)路中加裝等徑三通。通過控制非環(huán)路三通支管的長度來實現(xiàn)熱聲熱機系統(tǒng)與外置負載的匹配性調(diào)節(jié)。
[0023]并且本發(fā)明具有如下優(yōu)點:
本熱聲熱機系統(tǒng)的可調(diào)性主要體現(xiàn)在:①熱聲熱機級數(shù)可調(diào);②回熱器長度可調(diào);③系統(tǒng)自激振蕩頻率可調(diào);④壓力波與速度波相位可調(diào);⑤系統(tǒng)與外置負載匹配性可調(diào)。
[0024]
【附圖說明】
[0025]圖1是本發(fā)明第一實施例的利用中溫熱源的可調(diào)式單級行波熱聲熱機系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖2是本發(fā)明第二實施例的利用中溫熱源的可調(diào)式雙級行波熱聲熱機系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖3是本發(fā)明實施例的熱聲熱機系統(tǒng)的可調(diào)節(jié)回熱器長度的熱聲核結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖4是本發(fā)明熱聲熱機系統(tǒng)實施例的法蘭加厚墊結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖5是本發(fā)明熱聲熱機系統(tǒng)的熱聲核套筒結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]
【具體實施方式】
[0031]本發(fā)明提供了一種利用中溫熱源的可調(diào)式行波熱聲熱機系統(tǒng)，包括至少一個行波熱聲熱機單元，本實施例采用一個或兩個行波熱聲熱機單元、反饋環(huán)路、諧振管、調(diào)節(jié)閥、負載以及必要的法蘭連接件和T型三通組成的環(huán)形結(jié)構(gòu)。熱聲熱機單元包括依次相連的主室溫冷端換熱器、回熱器、熱端熱器、熱緩沖管、次室溫冷端換熱器。本熱聲熱機系統(tǒng)的可調(diào)性主要體現(xiàn)在:①熱聲熱機級數(shù)可調(diào)；②回熱器長度可調(diào)；③系統(tǒng)自激振蕩頻率可調(diào)；④壓力波與速度波相位可調(diào);⑤系統(tǒng)與外置負載匹配性可調(diào)。
[0032]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚、明確，以下參照附圖并舉實施例對本發(fā)明進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0033]實施例1 請參見圖1，圖1是本發(fā)明第一實施例的利用中溫熱源的可調(diào)式單級行波熱聲熱機系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖1所示的利用中溫熱源的可調(diào)式單級行波熱聲熱機系統(tǒng)，包括順次相連的:
用于冷卻氣體工質(zhì)，同時保證第一回熱器(102)與之接觸的平面恒定在室溫溫度下的第一主室溫冷端換熱器(101);
用于發(fā)生熱聲效應的第一回熱器(102);
用于向系統(tǒng)輸入熱能，同時保證第一回熱器(102)與之接觸的平面恒定在相對高溫溫度下的第一熱端換熱器(103)；
用于防止第一熱端換熱器(103)與第一次室溫冷端換熱器(105)直接接觸而發(fā)生熱短路現(xiàn)象的第一熱緩沖管(104);
用于吸收因靜電導熱或瑞利聲流而未被完全消除的余熱的第一次室溫冷端換熱器(105)；
用于連接諧振管(107)及反饋環(huán)路的T型三通(106);
以及用于傳輸氣體工質(zhì)及調(diào)整系統(tǒng)聲場分布的反饋環(huán)路；
所述的T型三通(106)的非環(huán)路支管與用于輸出聲功的諧振管(107)以及負載(108)相連。這里，可以通過更換不同長度的諧振管107來控制單級行波熱聲熱機系統(tǒng)的自激振蕩頻率，同時根據(jù)輸出的頻率特性實現(xiàn)負載與系統(tǒng)的良好匹配。
[0034]所述的反饋環(huán)路包括五段諧振直管(109&、109(:、113)、兩個1]型彎管10%、一段變徑管112、八對法蘭110以及調(diào)節(jié)閥111，通過控制調(diào)節(jié)閥111的開度能實現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)壓力波與速度波相位的調(diào)整，同時控制系統(tǒng)輸出功率的大小。
[0035]即本實施例1中，如圖1所示，所述的反饋環(huán)路包括依次相連接的用于傳遞氣體工質(zhì)的第一諧振直管(109a)、第一 U型彎管(109b)、第二諧振直管(109c)，與第二諧振直管(109c)連接的用于傳遞氣體工質(zhì)的的第三諧振直管(113)、第四諧振直管(109d)、第二 U型彎管(109e)、第五諧振直管(109f)、以及一段用于導流的第一變徑管(112)、通過所述變徑管(112)連接至第一主室溫冷端換熱器(101);
在所述反饋環(huán)路的各部分連接處設(shè)置通過法蘭(110)連接；
并在所述第三諧振直管(113)內(nèi)設(shè)置調(diào)節(jié)閥(111)，通過控制調(diào)節(jié)閥(111)的開度能實現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)壓力波與速度波相位的調(diào)整，同時控制系統(tǒng)輸出功率的大??；
所述第一次室溫冷端換熱器(105)和調(diào)節(jié)閥的內(nèi)徑與諧振管106的內(nèi)徑相等。本發(fā)明實施例中，所述諧振管(107)可拆卸連接在所述T型三通(106)的非環(huán)路支管上，可更換不同長度的諧振管(107)來控制行波熱聲熱機系統(tǒng)的自激振蕩頻率。
[0036]如圖1所示，本實施例中，所述第一熱端換熱器103與一中溫熱源相連接，通過吸收熱源的熱量使得第一熱端換熱器103溫度迅速升高，形成高溫端。第一主室溫冷端換熱器101以及第一次室溫冷端換熱器105與一室溫或低于室溫熱源相連接以形成室溫端。第一回熱器102—端與第一熱端換熱器103(高溫端)相接，另一端與第一主室溫冷端換熱器101(室溫端)相接，使得第一回熱器102上形成一定的溫度梯度，在此溫度梯度的作用下，發(fā)生熱聲效應，實現(xiàn)了熱能到聲功的轉(zhuǎn)換。產(chǎn)生的聲功依次通過第一熱端換熱器103、第一熱緩沖管104、第一次室溫冷端換熱器105，在T型三通處一部分聲波進入諧振管107，最后被末端負載108消耗，另一部分聲波沿著反饋環(huán)路振蕩傳播，通過第一諧振直管109a、第一U型彎管109b、第二諧振直管109c、調(diào)節(jié)閥111、第三諧振直管113以及變徑管112，最后重新進入熱聲核TAEl，使得系統(tǒng)形成壓力相位與體積流率相位同相的行波聲場
所述熱聲核TAEl (第一主室溫冷端換熱器101、第一回熱器102、第一熱端換熱器103)、變徑管112以及第一熱緩沖管104的截面流通面積大于第一次室溫冷端換熱器105、諧振管107、反饋環(huán)路以及調(diào)節(jié)閥111的截面流通面積。大的熱聲核TAEl橫截面積可以有效降低回熱器中氣體工質(zhì)的振蕩速度，從而降低了回熱器中的粘性損失。
[0037]所述諧振管107和反饋環(huán)路的截面流通面積為所述回熱器102截面流通面積的I/
4。這樣可保證第一回熱器102處在系統(tǒng)的高聲阻抗位置，同時也可減小諧振管107中氣體振蕩的粘性損失。
[0038]所述第一次室溫冷端換熱器105和調(diào)節(jié)閥111的內(nèi)徑與諧振管106的內(nèi)徑相等。
[0039]本圖1所示的實施例1中，所述順次相連的用于冷卻氣體工質(zhì)，同時保證第一回熱器(102)與之接觸的平面恒定在室溫溫度下的第一主室溫冷端換熱器(101)、用于發(fā)生熱聲效應的第一回熱器(102)、用于向系統(tǒng)輸入熱能，同時保證第一回熱器(102)與之接觸的平面恒定在相對高溫溫度下的第一熱端換熱器(103)、用于防止第一熱端換熱器(103)與第一次室溫冷端換熱器(105)直接接觸而發(fā)生熱短路現(xiàn)象的第一熱緩沖管(104)、用于吸收因靜電導熱或瑞利聲流而未被完全消除的余熱的第一次室溫冷端換熱器(105)構(gòu)成第一級行波熱聲熱機單元。
[0040]所述的利用中溫熱源的可調(diào)式行波熱聲熱機系統(tǒng)，可將單級熱聲熱機系統(tǒng)反饋環(huán)路中的一段較長直管替換成熱聲熱機單元，從而實現(xiàn)了單級熱聲熱機系統(tǒng)到雙級行波熱聲熱機系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換，如實施例2所述。
[0041 ] 實施例2
本發(fā)明第二實施例的利用中溫熱源的可調(diào)式行波熱聲熱機系統(tǒng)，如圖2所示，在圖1所示的利用中溫熱源的可調(diào)式單級行波熱聲熱機系統(tǒng)基礎(chǔ)上，將單級熱聲熱機系統(tǒng)反饋環(huán)路中的一段較長直管(113)替換成第二級熱聲熱機單元，從而實現(xiàn)了單級熱聲熱機系統(tǒng)到雙級行波熱聲熱機系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換。所述的雙級行波熱聲熱機系統(tǒng)中包含兩級行波熱聲熱機單
J L ο
[0042]圖2是本發(fā)明第二實施例的利用中溫熱源的可調(diào)式雙級行波熱聲熱機系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，將所述單級行波熱聲熱機中的諧振直管113替換成第二級行波熱聲熱機單元，所述第二級行波熱聲熱機單元也包括