CN104373311A - 热声发电机及应用其的壁挂炉 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种热声发电机，包括一热声发动机、一直线发电机、一燃烧装置，所述热声发动机具有一个凸起的吸热头，热声发动机与直线发电机相连接，燃烧装置内设有燃烧腔室，燃烧装置上装有伸入燃烧腔室的燃气进气管、点火针，该燃烧腔室上游端连通空气吸入口、下游端连通烟气排出口；所述吸热头自燃烧腔室的下游端伸入燃烧腔室，且燃烧腔室下游端设有热回收管，该热回收管的入口连接冷水管接头，热回收管的出口连接热管接头。故本发明热声发电机不仅燃烧效果好、换热效率高，且有利于余烟的排放与余烟热能的利用，并且产品结构简单。

Description

热声发电机及应用其的壁挂炉

技术领域

本发明涉及一种热声发电机及应用其的壁挂炉。 

背景技术

现有的热声发电机设有容纳燃烧器、热交换器、回热器、发电机冷却器、活塞的气缸，所述燃烧器与热交换器之间形成燃烧室，这种结构的热声发电机不仅余烟排放不畅，并且不利于余烟中热能的回收。为有效利用余烟热能，对热声发电机及应用其的壁挂炉进行了研制。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题的一方面是要提供一种热声发电机，它不仅燃烧效果好、换热效率高，且有利于余烟的排放与余烟热能的利用，并且产品结构简单。 

本发明所要解决的技术问题的另一方面是要提供一种应用上述热声发电机的壁挂炉，它可有效回收热声发电机的余热，提高壁挂炉的换热效率。 

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：一种热声发电机，包括一热声发动机、一直线发电机、一燃烧装置，所述热声发动机具有一个凸起的吸热头，热声发动机与直线发电机相连接，燃烧装置内设有燃烧腔室，燃烧装置上装有伸入燃烧腔室的燃气进气管、点火针，该燃烧腔室上游端连通空气吸入口、下游端连通烟气排出口；所述吸热头自燃烧腔室的下游端伸入燃烧腔室，且燃烧腔室下游端设有热回收管，该热回收管的入口连接冷水管接头，热回收管的出口连接热管接头。 

根据本发明上述实施例的热声发电机，还可以具有如下附加的技术特征： 

根据本发明的一个实施例，所述吸热头包括一伸入燃烧腔室内的端部和一位于燃烧腔室下游端的颈部，所述端部外周壁设有吸热翅片，热回收管盘绕设于该颈部外周壁外侧。

根据本发明的一个实施例，所述吸热头的颈部外周壁处设置一隔热件，热回收管盘绕设于该隔热件外侧。 

根据本发明的一个实施例，所述燃烧装置还设有空气通道，空气通道一端装有风机，另一端通过空气吸入口连通燃烧腔室。 

根据本发明的一个实施例，所述热回收管为波纹管。 

根据本发明的一个实施例，所述热声发动机还具有一设于燃烧腔室外的冷却部，该冷却部连接直线发电机，所述冷却部内设有冷却管，该冷却管的入口连接冷水管接头，冷却管的出口连接热回收管的入口。 

根据本发明的一个实施例，所述直线发电机内设有活塞，所述活塞穿过热声发动机的冷却部伸入吸热头内，冷却管环绕活塞体设置。 

根据本发明的一个实施例，所述冷却管为波纹管。 

根据本发明的一个实施例，所述吸热头内设有惰性气体，吸热头吸收燃烧腔室内高温热量，实现热能-声波-机械能的转化，直线发电机内还设有永磁体、电枢，机械能带动活塞、永磁体、电枢工作，实现电能转化。 

根据本发明的第二方面实施例的壁挂炉，包括上述实施例所述的热声发电机。 

一种壁挂炉，包括壁挂炉机体、采暖器，以及上述热声发电机，所述壁挂炉机体的热水出口与采暖器的热水入口通过热水管连通，采暖器的冷水出口与壁挂炉机体的冷水入口通过冷水管连通，冷水管上设有水泵，所述热声发电机中冷水管接头与所述冷水管上水泵的下游端连通，热声发电机中热水管接头连通所述热水管。 

本发明同背景技术相比所产生的有益效果：本发明采用在热声发电机内设置一带燃烧腔室的燃烧装置，燃烧装置上装有伸入燃烧腔室的燃气进气管、点火针，该燃烧腔室上游端连通空气吸入口、下游端连通烟气排出口，所述吸热头自燃烧腔室的下游端伸入燃烧腔室内，且燃烧腔室下游端靠近烟气排出口处设有热回收管，该热回收管的入口连接冷水管接头，热回收管的出口连接热水管接头，如此使得本发明热声发电机不仅燃烧效果好、换热效率高，且有利于余烟的排放与余烟热能的利用，并且产品结构简单。 

进一步地，本发明中设有上述热声发电机的壁挂炉，通过回收利用热声发电机产生的余烟热能，为采暖器供热，故具有节能环保等特点。 

附图说明： 

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明中热声发电机100的结构示意图；

图2为图1的进一步详解图，其中箭头表示空气或余烟的流向图；

图3为图1中热声发动机02、直线发电机01装配结构示意图；

图4为图3的立体图。

具体实施方式：下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中各图中相同的标号表示相同的部分。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。 

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示所指的部位必须具有特定的方位，不能理解为对本发明的限制。 

下面首先结合附图具体描述根据本发明第一方面实施例的热声发电机100。 

请参见附图图1、图3、图4所示，热声发电机100包括一直线发电机01、热声发动机02、燃烧装置03。 

热声发动机02设于直线发电机01上方且与直线发电机01相连接；燃烧装置03下方设有热声发动机02，具体地，热声发动机具有一个凸起的吸热头21，燃烧装置03内设有燃烧腔室31，所述吸热头21自燃烧腔室31的下游端伸入燃烧腔室31内，也即吸热头21从燃烧装置03的下方自下而上地伸入燃烧腔室31内。燃烧装置03上还装有伸入燃烧腔室31的燃气进气管32、点火针33，且该燃烧腔室31上游端连通空气吸入口34、下游端连通烟气排出口35，燃烧腔室31下游端设有热回收管04，该热回收管04的入口连接冷水管接头05，热回收管04的出口连接热水管接头06。 

正由于本发明采用了上述技术方案，参见附图图2，燃气从燃气进气管32进入燃烧腔室31上游端、空气从空气吸入口34进入燃烧腔室31上游端，点火针33点火以实现燃烧腔室31内的燃烧，燃烧产生的高温热能被吸热头吸收，通过第一次换热的烟气进入燃烧腔室31的下游端，并与热回收管04进行第二次换热，最后余烟从烟气排出口35排出。采用在燃烧腔室31内燃烧与现有技术中燃烧器燃烧的技术手段相比较，本发明不仅燃烧效果好，且热效率更高，并且产品的结构也简单，有助于降低产品的成本；再者烟气排出口与热回收管的设置，有利于余烟的排放与余烟热能的利用，使得本发明产品节能环保。 

进一步地，所述热回收管04为波纹管，以增强换热效率；燃烧装置03还设有空气通道36，空气通道36一端装有风机07、另一端通过空气吸入口34连通燃烧腔室31，通过控制风机07可以有效控制空气的吸入量，可使得空气-燃气的比例达到最佳，以助燃烧充分。 

根据本发明的一个实施例，所述吸热头21包括一端部211和一颈部212，所述端部211伸入燃烧腔室31内上游端设置，且所述端部211外周壁设有吸热翅片213，以增大换热面积，有助于热量的吸收；所述颈部212位于燃烧腔室31下游端，而所述热回收管04盘绕设于该颈部212外周壁外侧。通过盘绕设置热回收管04，可有效增大热回收管04与余烟的接触面积，进而进一步增强换热效率。优选地，所述吸热头21的颈部212外周壁处设置一隔热件23，热回收管04盘绕设于该隔热件23外侧，所述隔热件23可由硅酸铝材料制造，具有隔热、保温、回热的作用。 

根据本发明又一实施例，所述热声发动机02还包括一设于燃烧腔室31外的冷却部22，该冷却部22与直线发电机01相连接，冷却部22内设有冷却管08，所述冷却管08为波纹管，所述冷却管08的入口连接冷水管接头05，冷却管08的出口连接热回收管04的入口。在与直线发电机01相连接的冷却部22设置冷却管08，有助于隔离热量从热声发动机02传导至直线发电机01，起到保护直线发电机01的作用。进一步地，所述直线发电机01内设有活塞11，所述活塞11穿过热声发动机02的冷却部22伸入吸热头21内，冷却管08环绕活塞11体设置。采用环绕活塞11外壁设置冷却管08，有助于增大冷却管08的吸热面积，进一步帮助冷却。 

根据本发明又一实施例，所述吸热头21内设有惰性气体，吸热头21吸收燃烧腔室31内高温热量，实现热能-声波-机械能的转化；直线发电机01内还设有永磁体12、电枢13，机械能带动活塞11、永磁体12、电枢13工作，实现电能转化。 

根据本发明的第二方面实施例的壁挂炉，所述壁挂炉包括上述结构的热声发电机100，以及壁挂炉机体200和采暖器300。所述壁挂炉机体200的热水出口与采暖器300的热水入口通过热水管400连通，采暖器300的冷水出口与壁挂炉机体200的冷水入口通过冷水管500连通，冷水管500上设有水泵600，如此形成一个采暖水回路；进一步地，所述热声发电机100中冷水管接头05与所述冷水管500上水泵600的下游端连通，热声发电机100中热水管接头06连通所述热水管400，如此形成另一个采暖水回路。根据本发明实施例的壁挂炉的其它具体构成和性能对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。 

本发明中壁挂炉正由于采用了上述结构，进入采暖器300的热水经过了壁挂炉机体200和/或热声发电机100的加热，在水泵600的作用下，采暖器300流出的冷水再次进入壁挂炉机体200和/或热声发电机100进行加热。换而言之，在现有的壁挂炉机体200采暖水回路上增加了一个热声发电机100换热回路，如此通过利用回收利用热声发电机100产生的余烟热能，为采暖器供热，故具有节能环保等特点。 

上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型，以获取本发明所述的有益效果，这些各种变化、修改、替换和变型均在本发明的保护范围内。 

Claims (10)

1.一种热声发电机（100），其包括：

一热声发动机（02），所述热声发动机具有一个凸起的吸热头（21）；

一与热声发动机（02）相连接的直线发电机（01）；

其特征在于：

所述热声发电机（100）还包括一设有燃烧腔室（31）的燃烧装置（03），燃烧装置（03）上装有伸入燃烧腔室（31）的燃气进气管（32）、点火针（33），该燃烧腔室（31）上游端连通空气吸入口（34）、下游端连通烟气排出口（35）；

所述吸热头（21）自燃烧腔室（31）的下游端伸入燃烧腔室（31）内，且燃烧腔室（31）下游端设有热回收管（04），该热回收管（04）的入口连接冷水管接头（05），热回收管（04）的出口连接热水管接头（06）。

2.根据权利要求1所述的热声发电机，其特征在于所述吸热头（21）包括：一伸入燃烧腔室（31）内的端部（211），该端部（211）外周壁设有吸热翅片（213）；

一位于燃烧腔室（31）下游端的颈部（212），所述热回收管（04）盘绕设于该颈部（212）外周壁外侧。

3.根据权利要求1所述的热声发电机，其特征在于所述吸热头（21）的颈部（212）外周壁处设置一隔热件（23），热回收管（04）盘绕设于该隔热件（23）外侧。

4.根据权利要求1所述的热声发电机，其特征在于所述燃烧装置（03）还设有空气通道（36），空气通道（36）一端装有风机（07）、另一端通过空气吸入口（34）连通燃烧腔室（31）。

5.根据权利要求1~4中任一项所述的热声发电机，其特征在于所述热回收管（04）为波纹管。

6.根据权利要求5所述的热声发电机，其特征在于所述热声发动机（02）还具有一设于燃烧腔室（31）外的冷却部（22），该冷却部（22）连接直线发电机（01），所述冷却部（22）内设有冷却管（08），该冷却管（08）的入口连接冷水管接头（05），冷却管（08）的出口连接热回收管（04）的入口。

7.根据权利要求6所述的热声发电机，其特征在于所述直线发电机（01）内设有活塞（11），所述活塞（11）穿过热声发动机（02）的冷却部（22）伸入吸热头（21）内，冷却管（08）环绕活塞（11）设置。

8.根据权利要求7所述的热声发电机，其特征在于所述冷却管（08）为波纹管。

9.根据权利要求8所述的热声发电机，其特征在于所述吸热头（21）内设有惰性气体，吸热头（21）吸收燃烧腔室（31）内高温热量，实现热能-声波-机械能的转化，直线发电机（01）内还设有永磁体（12）、电枢（13），机械能带动活塞（11）、永磁体（12）、电枢（13）工作，实现电能转化。

10.一种壁挂炉，包括壁挂炉机体（200）和采暖器（300），所述壁挂炉机体（200）的热水出口与采暖器（300）的热水入口通过热水管（400）连通，采暖器（300）的冷水出口与壁挂炉机体（200）的冷水入口通过冷水管（500）连通，冷水管（500）上设有水泵（600），其特征在于：

还包括根据权利要求1~9中任一项所述的热声发电机（100），所述热声发电机（100）中冷水管接头（05）与所述冷水管（500）上水泵（600）的下游端连通，热声发电机（100）中热水管接头（06）连通所述热水管（400）。