[发明专利]同时回收利用冷能和热能的双作用热声发电系统

摘要

一种同时回收利用冷能和热能的双作用热声发电系统，其包括至少三组热声发电单元、一低温冷能供应系统和一低品位热能供应系统，每组热声发电单元均由一个直线发电机和一个热声发动机组成；热声发动机包括依次相连的第一室温换热器、第一热缓冲管、冷端换热器、回热器、热端换热器、第二热缓冲管、第二室温换热器和连接管；该发电系统可同时回收利用冷能和热能，提高能源利用率；回热器高低温端形成大的温度梯度，可提高回热器产生声功的能力，增大系统发电量；在冷端与热端换热器处各增加一级热缓冲管和室温换热器，可减少冷热能损失，可避免发电机工作在冷或热环境中，提高系统可靠性。具有广阔的应用前景。

主权项

一种同时回收利用冷能和热能的双作用热声发电系统，其包括至少三组热声发电单元，所述至少三组热声发电单元构成环路；所述至少三组热声发电单元的每组热声发电单元均由一个直线发电机和一个热声发动机组成；所述直线发电机由汽缸、置于汽缸内两端的压缩活塞和膨胀活塞、与所述压缩活塞及膨胀活塞相连的发电机动子、绕制于发电机动子外围的发电机定子线圈和与所述发电机定子线圈电连接的发电机负载组成；所述热声发动机包括依次相连的第一室温换热器、回热器、热端换热器、第二热缓冲管、第二室温换热器和连接管；每组热声发电单元的直线发电机的汽缸上端部与该组热声发电单元的热声发动机的第一室温换热器通过管道相连通；该组热声发电单元的热声发动机的连接管与下一组热声发电单元的直线发电机的汽缸下端部相连通；首组热声发电单元的直线发电机的汽缸下端部与末组热声发电单元的热声发动机的第二室温换热器相连通；其特征在于：还包括低温冷能供应系统和低品位热能供应系统；所述至少三组热声发电单元的每组热声发电单元的热声发动机的第一室温换热器上依次连接第一热缓冲管和冷端换热器，所述冷端换热器与该组热声发电单元的热声发动机的回热器相连；所述低温冷能供应系统包括冷能存储罐、冷能阀门和冷能输出管道；所述冷能存储罐内冷能通过冷能阀门和冷能输出管道分别输送给每组热声发电单元的热声发动机的冷端换热器，以使冷端换热器成为低温端；所述低品位热能供应系统包括热能存储罐、热能阀门和热能输出管道；所述热能存储罐内热能通过热能阀门和热能输出管道分别输送给每组热声发电单元的热声发动机的热端换热器，以使热端换热器成为高温端；在每组热声发电单元的热声发动机的回热器两端形成温度梯度，所述同时回收利用冷能和热能的双作用热声发电系统在该温度梯度下自激起振，将热能转化成声功；每组热声发电单元产生的声功沿着温度梯度正方向先传递到该组热声发电单元的热声发动机的第二热缓冲管和第二室温换热器，然后由该组热声发电单元的热声发动机的连接管传递到下一组热声发电单元的直线发电机，将一部分声功转化成电功，将剩余的声功继续传递到下一组热声发电单元的热声发动机的第一室温换热器和第一热缓冲管并通过回热器产生声功和放大声功；依次传递下去将声功转化成电功。