CN101619713B - 具有螺旋流道谐振管的热声发动机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种具有螺旋流道谐振管的热声发动机，包括热声转换器和谐振管，所述谐振管包括一筒体和一螺杆，所述螺杆的外壁开设有外螺纹，所述筒体的内壁与所述螺杆的外壁对合形成螺旋状流道，所述螺旋状流道与所述筒体相通。所述螺旋状流道用于在不改变流道实际长度的基础上使工质气体沿着所述螺旋状流道振荡。所述螺旋状流道的截面为圆形或方形。本发明提供的具有螺旋状流道谐振管的热声发动机，可以实现在不改变流道实际长度的基础上，使得热声发动机的整体尺寸大幅度缩小，提高热声发动机的结构紧凑性。
Description
技术领域
本发明涉及一种热声动力装置，特别是一种具有螺旋流道谐振管的热声发动机。
背景技术
热声发动机是一种无污染，无运动部件的新型热机。图1为现有技术热声发动机的结构示意图。如图1所示，热声发动机包括顺序连接的热声转换器和谐振管4。热声转换器包括热端换热器1、板叠或回热器2和冷端换热器3。其中，谐振管4的流道由柱形直管或者带有一定锥度的直管构成。谐振管4做为热声发动机中的重要部件，主要作用是一方面调节系统的工作频率另一方面提供与热声发动机匹配的体积流，从而获得合适的压力波动量。由于热声发动机的换热能力限制和粘性阻力等引起的功耗会随着热声发动机的共振频率的增加而增加，所以，对于一个热声发动机而言，降低其共振频率，将会减小耗散，提高热声发动机的转换效率。
通常，热声发动机的共振频率主要决定于三个因素，工作气体的声速、谐振管的长度以及边界条件。为了使热声发动机的共振频率低于60赫兹，则以氦气为工质的谐振管的长度一般要在8米左右。可见，如果要在图1所示的热声发动机中制作一个频率低于60赫兹的声学共振系统，谐振管4的轴线方向上的长度会较长，增加了热声发动机的占地空间，不便于热声发动机的应用。
发明内容
本发明的目的是针对现有热声发动机中，由于为降低谐振频率，谐振管的轴线方向上的长度需要较长，进而导致热声发动机的结构不紧凑，占地空间大，不便于热声发动机实际应用的问题，提供了一种具有螺旋流道谐振管的热声发动机，在不改变流道实际长度的基础上，实现热声发动机的整体尺寸大幅度缩小，从而提高热声发动机的结构紧凑性。
为了实现上述目的，本发明提供了一种具有螺旋流道谐振管的热声发动机，包括顺序连接的热声转换器和谐振管。所述谐振管包括一筒体和一螺杆，所述螺杆的外壁开设有外螺纹，所述筒体的内壁与所述螺杆的外壁对合形成螺旋状流道，所述螺旋状流道与所述筒体相通，所述螺旋状流道用于在不改变流道实际长度的基础上使工质气体沿着所述螺旋状流道振荡。
由以上技术方案可知，本发明提供的具有螺旋流道谐振管的热声发动机，可以实现在不改变流道实际长度的基础上，使得热声发动机的整体尺寸大幅度缩小，提高热声发动机的结构紧凑性。
下面通过具体实施例并结合附图对本发明做进一步的详细描述。
附图说明
图1为现有技术热声发动机的结构示意图。
图2为本发明具有螺旋流道谐振管的热声发动机实施例一的谐振管流道截面的结构示意图。
图3为本发明具有螺旋流道谐振管的热声发动机实施例一的谐振管流道的结构示意图。
图4为本发明具有螺旋流道谐振管的热声发动机实施例二的谐振管流道截面的结构示意图。
图5为本发明具有螺旋流道谐振管的热声发动机实施例二的谐振管流道的结构示意图。
图6为本发明具有螺旋流道谐振管的热声发动机实施例三的谐振管流道截面的结构示意图。
图7A为本发明具有螺旋流道谐振管的热声发动机实施例三的谐振管流道的结构示意图。
图7B为本发明具有螺旋流道谐振管的热声发动机实施例三的优选谐振管流道的结构示意图。
图8为本发明具有螺旋流道谐振管的热声发动机实施例四的谐振管流道截面为方形的结构示意图。
图9为本发明具有螺旋流道谐振管的热声发动机实施例四的谐振管流道的结构示意图。
图10为本发明具有螺旋状流道谐振管的热声发动机实施例四的谐振管流道的另一结构示意图。
图11为本发明具有螺旋流道谐振管的热声发动机实施例五的谐振管流道的结构示意图。
图12为本发明具有螺旋流道谐振管的热声发动机实施例六的谐振管流道的结构示意图。
图13为本发明具有螺旋流道谐振管的热声发动机实施例七的谐振管流道的结构示意图。
图14为本发明具有螺旋流道谐振管的热声发动机实施例八的谐振管流道的结构示意图。
具体实施方式
本发明涉及的具有螺旋流道谐振管的热声发动机，包括常规热声发动机具有的热声转换器。热声转换器主要由顺序连接的热端换热器、板叠或回热器、冷端换热器组成。与热声转换器相连的谐振管，采用螺旋的方式将流道布置于一个圆筒的内侧，与现有技术相比，在没有改变流道实际长度的基础上，提高了热声发动机的结构紧凑性。下面通过在各种热声发动机上安装该具有螺旋流道的谐振管，详细介绍具有螺旋流道谐振管的热声发动机的结构。
图2为本发明具有螺旋流道谐振管的热声发动机实施例一的谐振管流道截面的结构示意图。图3为本发明具有螺旋流道谐振管的热声发动机实施例一的谐振管流道的结构示意图。结合图2与图3所示，该热声发动机为驻波型热声发动机，包括热声转换器和谐振管4，其中热声转换器包括顺序连接的热端换热器1、板叠2、冷端换热器3。与热声转换器相连的谐振管4包括螺杆11和筒体12，螺杆11和筒体12紧密对合，配合形成螺旋状流道。具体地，将螺杆11的外侧切割出外螺纹17，该外螺纹17的凹部15为半圆形，将一端封闭的筒体12的内侧切割出内螺纹(未图示)，内螺纹的凹部14的形状与外螺纹17的凹部15形状一致，为半圆形。螺杆11的外螺纹17与筒体12的内螺纹紧密对合，形成截面为圆形的螺旋状流道13，且螺旋状流道13与筒体12相通，以此构成一部分谐振管。螺杆11的外壁与筒体12的内壁之间的接触面16需要通过O圈或胶粘等方式密封。
其工作原理为：首先在该驻波热声发动机的热端换热器1与冷端换热器3之间建立起温度梯度，当温度梯度超过临近温度梯度时，热声发动机开始工作，将收集到的热能转换成波动形式的声能，在谐振管4内形成周期疏密相间的声波，谐振管4内的工质气体在这种压力波的驱动下，在板叠中来回运动，即形成往复变化的压力和密度波，工质气体沿着确定长度的截面为圆形的螺旋状流道13振荡，从而带动谐振管4的远离热声转换器的一端发生流体激振，产生动力。
本实施例中的驻波热声发动机具有截面为圆形的螺旋流道的谐振管，可以在不改变谐振管流道实际长度的基础上，大幅缩减现有技术中直管形式谐振管的轴向尺寸，从而缩小了热声发动机的占地空间，提高了热声发动机的结构紧凑性。本实施例中的具有圆形截面螺旋流道谐振管的热声发动机也可为一行波热声发动机。
图4为本发明具有螺旋流道谐振管的热声发动机实施例二的谐振管流道截面的结构示意图。图5为本发明具有螺旋流道谐振管的热声发动机实施例二的谐振管流道的结构示意图。结合图4与图5所示，该热声发动机为驻波型热声发动机，包括热声转换器和谐振管4，其中热声转换器包括顺序连接的热端换热器1、板叠2、冷端换热器3。与热声转换器相连的谐振管4包括螺杆21和筒体22，螺杆21和筒体22紧密对合，配合形成螺旋状流道，螺杆21内部还包括一中空流道28。具体地，将具有中空流道28的螺杆21的外侧切割出外螺纹27，该外螺纹27的凹部25为半圆形，将一端封闭的筒体22的内侧切割出内螺纹(未图示)，内螺纹的凹部24的形状与外螺纹27的凹部25形状一致，为半圆形。螺杆21的外螺纹27与筒体22的内螺纹紧密对合，形成截面为圆形的螺旋状流道23，且螺旋状流道23与筒体22相通。螺杆21的中空流道28在远离热声转换器的一端也与筒体22相通，在靠近热声转换器一端封闭，工质气体沿螺旋状流道23和中空流道28振荡，以此构成一部分谐振管。中空流道28的直径要大于或等于螺旋状流道23的截面的最大直径。螺杆21的外壁与筒体22的内壁之间的接触面26需要通过O圈或胶粘等方式密封。
其工作原理为：首先在该驻波热声发动机的热端换热器1与冷端换热器3之间建立起温度梯度，当温度梯度超过临近温度梯度时，热声发动机开始工作，将收集到的热能转换成波动形式的声能，在谐振管4内形成周期疏密相间的声波，谐振管4内的工质气体在这种压力波的驱动下，在板叠中来回运动，即形成往复变化的压力和密度波，工质气体沿着确定长度的截面为圆形的螺旋状流道23和螺杆21的中空流道28振荡，从而带动谐振管4的远离热声转换器的一端发生流体激振，产生动力。
本实施例中的驻波热声发动机具有截面为圆形的螺旋流道的谐振管，工质气体在沿螺旋流道振荡后，可继续沿螺杆的中空流道振荡，即在不改变工质气体工作频率的条件下，螺旋状流道的长度可在螺杆具有上述结构的中空流道后缩短，进而使谐振管的轴向尺寸进一步缩小，使具有谐振管的驻波热声发动机的结构将更加紧凑。本实施例中的具有圆形截面螺旋流道谐振管的热声发动机也可为一行波热声发动机。
图6为本发明具有螺旋流道谐振管的热声发动机实施例三的谐振管流道截面的结构示意图。图7A为本发明具有螺旋流道谐振管的热声发动机实施例三的谐振管流道的结构示意图。结合图6和图7A所示，该热声发动机为驻波型热声发动机，包括热声转换器和谐振管4，其中热声转换器包括顺序连接的热端换热器1、板叠2、冷端换热器3。与热声转换器相连的谐振管4包括螺杆31和筒体32，螺杆31和筒体32紧密对合，配合形成螺旋状流道。具体地，将螺杆31的外侧切割出外螺纹37，该外螺纹37的凹部35为方形，将一端封闭的一筒体32的内壁与螺杆31的外壁紧密对合，形成截面为方形的螺旋状流道33，且螺旋状流道33与筒体32相通，以此构成一部分谐振管。螺杆31的外壁与筒体32的内壁之间的接触面36需要通过O圈或胶粘等方式密封。同时，为保证在相等的流道截面积下，流道的湿周较小，即减少流体与壁面接触面积以减少粘性损失，形状为方形的凹部35的形状最优选的为正方形，因此，在实际操作中应尽可能使螺旋状流道33的方形截面的长宽比接近1。
其工作原理为：首先在该驻波热声发动机的热端换热器1与冷端换热器3之间建立起温度梯度，当温度梯度超过临近温度梯度时，热声发动机开始工作，将收集到的热能转换成波动形式的声能，在谐振管4内形成周期疏密相间的声波，谐振管4内的工质气体在这种压力波的驱动下，在板叠中来回运动，即形成往复变化的压力和密度波，工质气体沿着确定长度的截面为方形的螺旋状流道33振荡，从而带动谐振管4的远离热声转换器的一端发生流体激振，产生动力。
本实施例中的驻波热声发动机具有截面为方形的螺旋流道的谐振管，可以在不改变谐振管流道实际长度的基础上，大幅缩减现有技术中直管形式谐振管的轴向尺寸，且方形截面加工简单，易于实现，降低了加工成本。本实施例中的具有方形截面螺旋流道谐振管的热声发动机也可为一行波热声发动机。
优选的，图7B为本发明具有螺旋流道谐振管的热声发动机实施例三的优选谐振管流道的结构示意图。结合图6和图7B所示，实施例三中的螺杆31内部还包括一中空流道38，中空流道38的直径要大于或等于螺旋状流道33的截面的最大直径，在远离热声转换器的一端与筒体32相通，在靠近热声转换器一端封闭，使工质气体沿螺旋状流道33和中空流道38振荡。工质气体在沿螺旋流道33振荡后，继续沿螺杆31的中空流道38振荡，即在不改变工质气体工作频率的条件下，螺旋状流道33的长度可在螺杆31具有上述结构的中空流道38后缩短，进而使谐振管4的轴向尺寸进一步缩小，具有谐振管4的驻波热声发动机的结构将更加紧凑。
图8为本发明具有螺旋流道谐振管的热声发动机实施例四的谐振管流道的结构示意图。图9为本发明具有螺旋状流道谐振管的热声发动机实施例四的谐振管流道的结构示意图。在实施例二的基础上，该螺旋流道的截面积可以是渐扩的。结合图8和图9所示，该热声发动机为驻波型热声发动机，包括热声转换器和谐振管4，其中热声转换器包括顺序连接的热端换热器1、板叠2、冷端换热器3。与热声转换器相连的谐振管4包括螺杆41和筒体42，螺杆41和筒体42紧密对合，配合形成螺旋状流道，螺杆41内部还包括一中空流道48。具体地，将具有中空流道48的螺杆41的外侧切割出外螺纹47，该外螺纹47的凹部45为半圆形，将一端封闭的筒体42的内侧切割出内螺纹(未图示)，内螺纹的凹部44的形状与外螺纹47的凹部45形状一致，为半圆形。其中，外螺纹47的凹部45的截面直径是逐渐扩大的，内螺纹的凹部44的半圆形截面的直径按照凹部45扩大比例而扩大，螺杆41的外螺纹47与筒体42的内螺纹紧密对合，形成截面为圆形的螺旋状流道43，且螺旋状流道43与筒体42相通。螺杆41的中空流道48在远离热声转换器的一端也与筒体42相通，在靠近热声转换器一端封闭，工质气体沿螺旋状流道43和中空流道48振荡，以此构成一部分谐振管。中空流道48的直径要大于或等于螺旋状流道43的截面的最大直径。螺杆41的外壁与筒体42的内壁之间的接触面46需要通过O圈或胶粘等方式密封。
其工作原理为：首先在该驻波热声发动机的热端换热器1与冷端换热器3之间建立起温度梯度，当温度梯度超过临近温度梯度时，热声发动机开始工作，将收集到的热能转换成波动形式的声能，在谐振管4内形成周期疏密相间的声波，谐振管4内的工质气体在这种压力波的驱动下，在板叠中来回运动，即形成往复变化的压力和密度波，工质气体沿着确定长度的截面为方形的螺旋状流道43和螺杆41的中空流道48振荡，从而带动谐振管4的远离热声转换器的一端发生流体激振，产生动力。
本实施例中的驻波热声发动机具有螺旋流道的谐振管，且其螺旋流道的圆形截面积为渐扩的。可以在不改变谐振管流道实际长度的基础上，大幅缩减现有技术中直管形式谐振管的轴向尺寸，且采用渐扩截面的螺旋流道谐振管可以达到减小粘性耗散，消除激波，提高系统压比的目的。图10为本发明具有螺旋状流道谐振管的热声发动机实施例四的谐振管流道的另一结构示意图。本实施例中的具有圆形渐扩截面螺旋流道谐振管的热声发动机也可为如图10所示的一具有方形渐扩截面螺旋流道谐振管的热声发动机。
图11为本发明具有螺旋流道谐振管的热声发动机实施例五的谐振管流道的结构示意图。该热声发动机为环路式行波型热声发动机，包括热声转换器和谐振管4，其中热声转换器包括热端换热器1、回热器2、冷端换热器3及谐振管4，还包括有热缓冲管5、次冷端换热器6及反馈管7。与热声转换器相连的谐振管4包括螺杆51和筒体52，螺杆51和筒体52紧密对合，配合形成螺旋状流道，螺杆51内部还包括一中空流道58。具体地，将具有中空流道58的螺杆51的外侧切割出外螺纹57，该外螺纹57的凹部55为方形，将一端封闭的一筒体52的内壁与螺杆51的外壁紧密对合，形成截面为方形的螺旋状流道53，且螺旋状流道53与筒体52相通。螺杆51的中空流道58在远离热声转换器的一端也与筒体52相通，在靠近热声转换器一端封闭，工质气体沿螺旋状流道53和中空流道58振荡，以此构成一部分谐振管。中空流道58的直径要大于或等于螺旋状流道53的截面的最大直径。螺杆51的外壁与筒体52的内壁之间的接触面需要通过O圈或胶粘等方式密封。同时，为保证在相等的流道截面积下，流道的湿周较小，即减少流体与壁面接触面积以减少粘性损失，形状为方形的凹部55的形状最优选的为正方形，因此，在实际操作中应尽可能使螺旋状流道53的方形截面的长宽比接近1。
其工作原理为：首先在该环路式行波型热声发动机的热端换热器1与冷端换热器3之间建立起温度梯度，当温度梯度超过临近温度梯度时，热声发动机开始工作，将收集到的热能转换成波动形式的声能，在谐振管4内形成周期疏密相间的声波，谐振管4内的工质气体在这种压力波的驱动下，在板叠中来回运动，即形成往复变化的压力和密度波，工质气体沿着确定长度的截面为方形的螺旋状流道53和螺杆51的中空流道58振荡，从而带动谐振管4的远离热声转换器的一端发生流体激振，产生动力。
本实施例中的环路式行波型热声发动机具有螺旋流道谐振管，缩小了热声发动机的占地空间，提高了热声发动机的结构紧凑性。本实施例中，螺旋状流道截面的形状也可为圆形。
图12为本发明具有螺旋流道谐振管的热声发动机实施例六的谐振管流道的结构示意图。在实施例五的基础上，谐振管螺旋流道的截面面积可以是渐扩的。该热声发动机为环路式行波型热声发动机，包括热声转换器和谐振管4，其中热声转换器包括热端换热器1、回热器2、冷端换热器3及谐振管4，还包括有热缓冲管5、次冷端换热器6及反馈管7。与热声转换器相连的谐振管4包括螺杆61和筒体62，螺杆61和筒体62紧密对合，配合形成螺旋状流道，螺杆61内部还包括一中空流道68。具体地，将具有中空流道68的螺杆61的外侧切割出外螺纹67，该外螺纹67的凹部65为方形，将一端封闭的一筒体62的内壁与螺杆61的外壁紧密对合，形成截面为方形的螺旋状流道63，其中，外螺纹67的凹部65的方形截面长宽是逐渐扩大的，且螺旋状流道63与筒体62相通，螺杆61的中空流道68在远离热声转换器的一端也与筒体62相通，在靠近热声转换器一端封闭，工质气体沿螺旋状流道63和中空流道68振荡，以此构成一部分谐振管。中空流道68的直径要大于或等于螺旋状流道63的截面的最大直径。螺杆61的外壁与筒体62的内壁之间的接触面需要通过O圈或胶粘等方式密封。同时，为保证在相等的流道截面积下，流道的湿周较小，即减少流体与壁面接触面积以减少粘性损失，形状为方形的凹部65的形状最优选的为正方形，因此，在实际操作中应尽可能使螺旋状流道63的方形截面的长宽比接近1。
其工作原理为：首先在该环路式行波型热声发动机的热端换热器1与冷端换热器3之间建立起温度梯度，当温度梯度超过临近温度梯度时，热声发动机开始工作，将收集到的热能转换成波动形式的声能，在谐振管4内形成周期疏密相间的声波，谐振管4内的工质气体在这种压力波的驱动下，在板叠中来回运动，即形成往复变化的压力和密度波，工质气体沿着确定长度的截面为方形的螺旋状流道63和螺杆61中空流道68振荡，从而带动谐振管4的远离热声转换器的一端发生流体激振，产生动力。
本实施例中的环路式行波型热声发动机具有螺旋流道谐振管，缩小了热声发动机的占地空间，提高了热声发动机的结构紧凑性。采用渐扩截面的螺旋流道谐振管可以达到减小粘性耗散，消除激波，提高系统压比的目的。本实施例中，流道的渐扩截面的形状也可为圆形。
图13为本发明具有螺旋流道谐振管的热声发动机实施例七的谐振管流道的结构示意图。该热声发动机为同轴式行波型热声发动机，包括热声转换器和谐振管4，其中热声转换器包括热端换热器1、回热器2、冷端换热器3及谐振管4，还包括有热缓冲管5、次冷端换热器6和反馈管7。与热声转换器相连的谐振管4包括螺杆71和筒体72，螺杆71和筒体72紧密对合，配合形成螺旋状流道，螺杆71内部还包括一中空流道78。具体地，将具有中空流道78的螺杆71的外侧切割出外螺纹77，该外螺纹77的凹部75为方形，将一端封闭的一筒体72的内壁与螺杆71的外壁紧密对合，形成截面为方形的螺旋状流道73，且该流道73与筒体72相通。螺杆71的中空流道78在远离热声转换器的一端也与筒体72相通，在靠近热声转换器一端封闭，工质气体沿螺旋状流道73和中空流道78振荡，以此构成一部分谐振管。中空流道78的直径要大于或等于螺旋状流道73的截面的最大直径。螺杆71的外壁与筒体72的内壁之间的接触面需要通过O圈或胶粘等方式密封。同时，为保证在相等的流道截面积下，流道的湿周较小，即减少流体与壁面接触面积以减少粘性损失，形状为方形的凹部75的形状最优选的为正方形，因此，在实际操作中应尽可能使螺旋状流道73的方形截面的长宽比接近1。
其工作原理为：首先在该同轴式行波型热声发动机的热端换热器1与冷端换热器3之间建立起温度梯度，当温度梯度超过临近温度梯度时，热声发动机开始工作，将收集到的热能转换成波动形式的声能，在谐振管4内形成周期疏密相间的声波，谐振管4内的工质气体在这种压力波的驱动下，在板叠中来回运动，即形成往复变化的压力和密度波，工质气体沿着确定长度的截面为方形的螺旋状流道73和螺杆71的中空流道78振荡，从而带动谐振管4的远离热声转换器的一端发生流体激振，产生动力。
本实施例中的同轴式行波型热声发动机具有螺旋流道谐振管，缩小了热声发动机的占地空间，提高了热声发动机的结构紧凑性。本实施例中，螺旋状流道截面的形状也可为圆形。
图14为本发明具有螺旋流道谐振管的热声发动机实施例八的谐振管流道的结构示意图。在实施例七的基础上，谐振管螺旋流道的截面面积可以是渐扩的。该热声发动机为同轴式行波型热声发动机，包括热声转换器和谐振管4，其中热声转换器包括热端换热器1、回热器2、冷端换热器3及谐振管4，还包括有热缓冲管5、次冷端换热器6和反馈管7。与热声转换器相连的谐振管4包括螺杆81和筒体82，螺杆81和筒体82紧密对合，配合形成螺旋状流道，螺杆81内部还包括一中空流道88。具体地，将具有中空流道88的螺杆81的外侧切割出外螺纹87，该外螺纹87的凹部85为方形，将一端封闭的一筒体82的内壁与螺杆81的外壁紧密对合，形成截面为方形的螺旋状流道83，其中，外螺纹87的凹部85的方形截面长宽是逐渐扩大的，将一端封闭的一筒体82的内壁与螺杆81的外壁紧密对合，形成截面为方形的螺旋状流道83，且螺旋状流道83与筒体82相通。螺杆81的中空流道88在远离热声转换器的一端也与筒体82相通，在靠近热声转换器一端封闭，工质气体沿螺旋状流道83和中空流道88振荡，以此构成一部分谐振管。中空流道88的直径要大于或等于螺旋状流道83的截面的最大直径。螺杆81的外壁与筒体82的内壁之间的接触面需要通过O圈或胶粘等方式密封。同时，为保证在相等的流道截面积下，流道的湿周较小，即减少流体与壁面接触面积以减少粘性损失，形状为方形的凹部85的形状最优选的为正方形，因此，在实际操作中应尽可能使螺旋状流道83的方形截面的长宽比接近1。
其工作原理为：首先在该同轴式行波型热声发动机的热端换热器1与冷端换热器3之间建立起温度梯度，当温度梯度超过临近温度梯度时，热声发动机开始工作，将收集到的热能转换成波动形式的声能，在谐振管4内形成周期疏密相间的声波，谐振管4内的工质气体在这种压力波的驱动下，在板叠中来回运动，即形成往复变化的压力和密度波，工质气体沿着确定长度的截面为方形的螺旋状流道83和螺杆81的中空流道88振荡，从而带动谐振管4的远离热声转换器的一端发生流体激振，产生动力。
本实施例中的同轴式行波型热声发动机具有螺旋流道谐振管，缩小了热声发动机的占地空间，提高了热声发动机的结构紧凑性。采用渐扩截面的螺旋流道谐振管可以达到减小粘性耗散，消除激波，提高系统压比的目的。本实施例中，流道的渐扩截面的形状也可为圆形。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (9)
1.一种具有螺旋流道谐振管的热声发动机，包括顺序连接的热声转换器和谐振管，其特征在于，所述谐振管包括一筒体和一螺杆，所述螺杆的外壁开设有外螺纹，所述筒体的内壁与所述螺杆的外壁对合形成螺旋状流道，所述螺旋状流道与所述筒体相通，所述螺旋状流道用于在不改变流道实际长度的基础上使工质气体沿着所述螺旋状流道振荡。
2.根据权利要求1所述的具有螺旋流道谐振管的热声发动机，其特征在于，所述螺杆的外螺纹的凹部形状为半圆形。
3.根据权利要求2所述的具有螺旋流道谐振管的热声发动机，其特征在于，所述筒体的内壁开设有内螺纹，所述内螺纹的凹部形状为半圆形，所述内螺纹与所述螺杆的外螺纹对合形成截面为圆形的螺旋状流道。
4.根据权利要求1所述的具有螺旋流道谐振管的热声发动机，其特征在于，所述螺杆的外螺纹的凹部形状为方形。
5.根据权利要求4所述的具有螺旋流道谐振管的热声发动机，其特征在于，形状为方形的所述螺杆的外螺纹的凹部的形状为正方形。
6.根据权利要求1-5任一所述的具有螺旋流道谐振管的热声发动机，其特征在于，所述螺杆内设置有一中空流道，所述中空流道的直径大于或等于所述螺旋状流道的截面最大直径，所述中空流道靠近所述热声转换器一端封闭，远离所述热声转换器的一端与所述筒体相通。
7.根据权利要求6所述的具有螺旋流道谐振管的热声发动机，其特征在于，所述螺旋状流道的截面积是渐扩的。
8.根据权利要求7所述的具有螺旋流道谐振管的热声发动机，其特征在于，所述热声发动机为环路式或同轴式行波热声发动机。
9.根据权利要求7所述的具有螺旋流道谐振管的热声发动机，其特征在于，所述热声发动机为驻波热声发动机。
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