一种可用于非恒温热源的热声热机换热器制造技术

本实用新型专利技术公开一种可用于非恒温热源的热声热机换热器，包括由热端换热器和冷端换热器组成的换热器，其特征在于，所述热端换热器的主剖面为一波峰与波谷相衔接的波浪形结构；所述热端换热器包括上管壁和下管壁，所述下管壁上的波峰高于位于相邻上管壁上的波谷。本实用新型专利技术采用波浪形结构可以大大增加与热源的接触面积，使热量更高效地被吸收，减少不稳定的非恒温热源对其热声热机的作业产生影响；另外波浪形结构还使得该热端换热器具有良好的伸缩性，避免加热膨胀而导致换热器或其它部件的损坏。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及热声机领域，尤其涉及一种可用于非恒温热源的热声热机换热器。
技术介绍
热声发电技术作为一种绿色环保的前沿技术，具有良好的发展前景。经过近几十年的发展，这项技术逐渐成熟。相比于传统的热机，热声热机具有以下优点:(1)热声热机在工作的过程中没有运动部件，而且稳定，可靠性高，避免了摩擦造成的能量损失和机械部件损耗；(2)热声热机可利用的热源广泛，其可利用工业余热，太阳能，地热能和生物质能等低品位热源；(3)热声热机中一般采用氦气等环保的惰性气体作为工作的介质，无毒，也不会造成温室效应。热声热机的主要功能部件包括热端换热器、冷端换热器、回热器、热缓冲管和谐振管等，其中，热端换热器作为热声热机的受热部件，其功能是从外部吸收热量，使在热端换热器和冷端换热器之间的回热器两端能建立充分的温度梯度，当回热器两端的温度梯度达到热声热机的临界温度梯度时，在一定的条件下，热能便可通过热声效应转化成声能，并可通过直线发电机转化成电能或热栗制冷。要使热声热机不断地运转，需要满足多方面的条件。其中，回热器两端的温度梯度必须达到或超过热声热机的临界温度梯度，这就要求外部热源能够提供足够强度的热量和热端换热器具有良好的导热性能。另外，热端换热器传递给回热器的热量要相对稳定，只有这样才能使热声热机不断地工作，这要求有一个稳定的外部热量来源或者要求热端换热器具有良好的蓄热能力。目前处于实验室研发阶段的热声热机，为了便于调控各种参数及分析系统性能，对热端换热器的加热方式一般是在热端换热器的位置布置若干根筒式加热棒对热端换热器集中加热，即在实验室中，对热端换热器的加热要求一般是具有良好的导热性能材料且能提供持续稳定的热量输入即可。然而在实际应用中，由于热声热机的热端换热器一般通过外界加热方式受热，如采用工业余热、太阳能、地热能和生物质能等低品位热源来进行加热，这种非恒温热源的质量和稳定性较低，采用实验室中所用的筒式加热棒换热器并不能满足实际生产中的需要，其受热面积小，加热要求相对集中，且一般不具备良好的蓄热性會K。因此，现有技术还有待于改进和发展。
技术实现思路
鉴于上述现有技术的不足，本技术的目的在于提供一种可用于非恒温热源的热声热机换热器，旨在解决现有技术中换热器的筒式加热棒在采用非恒温热源时，因蓄热能力差而不能保证持续稳定的热量输入，并且加热时容易发生膨胀导致换热器损坏的问题。本技术的技术方案如下:一种可用于非恒温热源的热声热机换热器，包括由热端换热器和冷端换热器组成的换热器，其中，所述热端换热器的主剖面为一波浪形结构。所述可用于非恒温热源的热声热机换热器，其中，所述波浪形结构包括均为波浪形的上管壁和下管壁，所述下管壁位于上管壁的下方，所述下管壁上的波峰高于相邻上管壁上的波谷。所述可用于非恒温热源的热声热机换热器，其中，所述上管壁的波峰为弧形结构。所述可用于非恒温热源的热声热机换热器，其中，所述上管壁的波峰为平面形结构。所述可用于非恒温热源的热声热机换热器，其中，所述下管壁的波峰为一弧形结构。所述可用于非恒温热源的热声热机换热器，其中，所述上管壁的波谷为弧形结构。所述可用于非恒温热源的热声热机换热器，其中，所述下管壁的波谷为弧形结构。所述可用于非恒温热源的热声热机换热器，其中，所述波浪形结构为一弧形结构。所述可用于非恒温热源的热声热机换热器，其中，所述波峰到波谷之间的距离为5厘米。所述可用于非恒温热源的热声热机换热器，其中，所述两个波峰之间的距离为I厘米。有益效果:本技术公开一种可用于非恒温热源的热声热机换热器，其所述热端换热器由波浪形结构的上管壁和下管壁所组成，所述下管壁位于上管壁的下方，且下管壁上的波峰高于位于相邻上管壁上的波谷。采用波浪形结构可以大大增加与热源的接触面积，使热量更高效地被吸收，减少不稳定的非恒温热源对其热声热机的作业产生影响；另外波浪形结构还使得该热端换热器具有良好的伸缩性，避免加热膨胀而导致换热器或其它部件的损坏。【附图说明】图1为本技术所述热声热机换热器的结构示意图。图2为本技术实施例1中所述热端换热器的结构示意图。图3为本技术实施例1中所述热端换热器进行换热时的示意图。图4为本技术实施例2中所述热端换热器的结构示意图。图5为本技术实施例3中所述热端换热器的结构示意图。图6为本技术实施例4中所述热端换热器的结构示意图。图7为本技术实施例4中所述热端换热器的结构示意图。【具体实施方式】本技术提供一种可用于非恒温热源的热声热机换热器，为使本技术的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。本技术提供一种可用于非恒温热源的热声热机换热器，包括由热端换热器和冷端换热器，其中，所述热端换热器的主剖面为一波浪形结构。具体地，所述热端换热器包括均为波浪形的上管壁和下管壁，所述下管壁位于上管壁的下方，所述下管壁上的波峰高于相邻上管壁上的波谷。需要说明的是，主剖面是指沿着所述热端换热器的俯视方向上，垂直切割所成剖面结构。本技术所述热端换热器由波浪形结构的上管壁和下管壁所组成，所述下管壁上的波峰高于位于相邻上管壁上的波谷。且该热端换热器的主剖面为一波峰与波谷相衔接的波浪形结构，采用波浪形结构可以大大增加与热源的接触面积，使热量更高效地被吸收，减少不稳定的非恒温热源对其热声热机的作业产生影响；另外波浪形结构还使得该热端换热器具有良好的伸缩性，避免加热膨胀而导致换热器或其它部件的损坏。如图1和图2所示，一般而言，热声热机由热端换热器1，回热器2，冷端换热器3，热缓冲管4，谐振管5，导流管6，热缓冲导流管7等组成。其中，回热器2两端分别与热端换热器I和冷端换热器3接触。回热器2与热端换热器I流体流道B中的流体接触，流体流道B与热缓冲管4接通，热缓冲管4与谐振管5接通，谐振管5通过导流器6与冷端换热器3相接。当热声热机开始工作时，其热端换热器I通过外置热源吸收热量形成高温，而冷端换热器3通过水冷却或者其他的冷却方式进行冷却保持常温，使回热器2两端形成温度梯度。当温度梯度达到热声热机的临界温度梯度后，在一定条件下，热声热机便开始自激起振，流体作为介质来回振荡，消耗热能产生声能，回热器2就这样把热能转化成声能，在热声热机的合适位置上安置直线电机便可向外发电。具体地，所述热端换热器可以为不锈钢片、铜片或其它具有良好导热性能的合金材料所制成，其一面与回热器接触，另外一面与非恒温热源接触，采用这些特定的材料，在其具有一定厚度时热端换热器能具有良好的蓄热性能。另外，在较佳实施例中，所述热端换热器在回热器上的垂直投影面积与回热器的面积一致，保证热端换热器所吸收的热量能最大程度地传输到回热器中。热端换热器和回热器之间可以通过热传导、热对流和热辐射这三种热传递方式进行热传递，使得二者之间的热交换得以高效进行。并且，在相同的回热器尺寸下，本技术所述热端换热器采用波浪形结构可以增加与热源的接触面积，且能有良好的伸缩性，能有效避免因加热膨胀而导致热端换热器或其它部件的损坏，在外部热源为不稳定的非恒温热源当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可用于非恒温热源的热声热机换热器，包括由热端换热器和冷端换热器组成的换热器，其特征在于，所述热端换热器的主剖面为一波浪形结构。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈佰满，徐如长，肖汉敏，蒋润花，黄斯珉，杨小平，王文豪，
申请(专利权)人：东莞理工学院，
类型：新型
国别省市：广东;44