[发明专利]一种太空发电装置

说明书

本发明公开了一种太空发电装置，包括热声发动机和发电机，所述热声发动机，用于将太空环境中的热能和冷能转换成振荡波形式的机械能，所述发电机，在谐振管处旁通或串接，用于将所述振荡波转换成电能，所述的热声发动机为环路型行波热声发动机或驻波热声发动机，热声发动机的热声核包括两个辐射换热器和一个回热器。本发明结构简单，制造成本低，运行高效、灵活，且可同时利用太空中的热能和冷能。

技术领域

本发明涉及一种太空发电装置，特别是涉及一种应用于太空环境的热声发电系统。

背景技术

空间技术是探索、开发和利用宇宙空间的技术，其在经济、军事、政治、科学研究等方面具有重要战略意义。太空环境中的人造卫星、空间探测器、空间站等装置都需要消耗电能，因此为这些装置提供电力对开发空间技术具有重要意义。

光伏发电技术是一种相对成熟且在太空中得到较多应用的太阳能发电技术，其是最直接利用太阳能发电的方式，但该技术无法利用太阳光中大量的热量，以及太空中其他热源的热量。光伏发电技术工艺较为成熟，但发电效率较低。且该方式无法利用太空环境中的冷能。空间辐射制冷是利用宇宙空间的冷黑环境（温度低于4.2K，黑度近似为1），将热量通过辐射的方式传递到宇宙空间而进行降温的，它是一种被动式制冷技术。在空间飞行器上，通常载有低温下工作的红外探测器，空间辐射制冷技术通常应用于为探测器的光学系统部分提供低温环境。

太空环境中，同时存在可供利用的热能和冷能，可以天然地提供热声发电系统所需的温差驱动力。热声发电系统可同时利用太空环境中的热能和冷能。但是太空中的热声发动机受限于重量、体积等因素，另外还需要满足太空环境的要求，所以目前尚缺乏应用于太空环境的高效的热声发动机的性能报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种太空发电装置，能同时利用太空环境中的热能和冷能，并高效地进行发电。

一种太空发电装置，包括热声发动机和发电机，所述热声发动机，用于将太空环境中的热能和冷能转换成振荡波形式的机械能，所述发电机，在谐振管处旁通或串接，用于将所述振荡波转换成电能，所述的热声发动机为环路型行波热声发动机或驻波热声发动机，热声发动机的热声核包括两个辐射换热器和一个回热器。

所述的环路型行波热声发动机包括带机械振子的谐振管，谐振管根据实际频率及热声核位置要求，选择机械振子。

所述辐射型换热器在热源辐射一侧，吸收宽频谱的热辐射，在太空的暗面一侧，将热量辐射向太空环境。

所述的回热器一侧辐射换热器利用太空热能时，另一侧利用冷能；反之，一侧辐射换热器利用冷能时，另一侧利用太空热能。

进一步设有可调遮光罩，根据实际调整扩展角，外表面起到反射作用，内表面起到聚焦作用，通过可调遮光罩，从而保证热声发动机的一侧辐射换热器得到太空热能，另一侧辐射换热器利用太空中的冷能。

本发明的有益效果：

能同时利用太空环境中的热能和冷能，将其转换成振荡波形式的机械能，并在谐振管处将振荡波传输至发电机再转换成电能。本发明技术方案还可在回热器外壳上安装可调遮光罩，保证热声发电系统能同时利用太空中的热能和冷能。因此，本发明结构简单、成本低、运行稳定，可以同时利用太空热能和冷能，具有较高的发电效率。另外，本发明中的热声发电系统声功传输方向可逆，工作灵活，更适用于太空环境。

附图说明

图1-A为本发明新型的太空发电装置实施例一的一种结构示意图；

图1-B为本发明新型的太空发电装置实施例一的另一种结构示意图；

图2-A为本发明新型的太空发电装置实施例二的一种结构示意图；

图2-B为本发明新型的太空发电装置实施例二的另一种结构示意图；