CN109450215A - 一种外接式固体热声发电装置 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种外接式固体热声发电装置，包括发电单元，所述发电单元包括弾性轴、直线轴承，直线轴承为中空结构，弾性轴的中段位于直线轴承的中空结构里，弾性轴的中段分别设置冷端和热端，弾性轴采取悬臂梁的形式固接在刚性结构上，直线轴承的外部缠有线圈，冷端与热端采用磁性材料，在冷端、热端温差的作用下，弹性轴由于热声效在直线轴承内部发生往复振动，导电线圈中的磁通量发生变化产生感应电流。本发明采用固体介质进行发电，不需要考虑装置的气密性，降低了热声发电的成本，且其结构简单，在冷、热两端温差不发生剧烈波动时，发电量稳定，具有一定的工程意义。

Description

一种外接式固体热声发电装置

技术领域

本发明涉及的是一种热声效应装置，具体地说是热声效应发电装置。

背景技术

热声发电装置是一种利用热声效应将热能、声能通过一次或多次过程转化为电能的装置。

热声效应是指固体介质与振荡流体之间产生的时均能量效应，产生沿着(或逆着)声传播方向的时均热流和时均功流。按能量转换方向的不同，热声效应分为两类：一是用热能来产生声能，包括各类热声发动机；二是用声能来输运热能，包括各种回热式制冷机。

目前，热声效应多应用于以流体为介质的热声发动机，但由于其稳定性、功率以及设备空间利用率等问题，尚未得到有效的应用。

发明内容

本发明的目的在于提供简易、高可靠性的一种外接式固体热声发电装置。

本发明的目的是这样实现的：

本发明一种外接式固体热声发电装置，其特征是：包括发电单元，所述发电单元包括弾性轴、直线轴承，直线轴承为中空结构，弾性轴的中段位于直线轴承的中空结构里，弾性轴的中段分别设置冷端和热端，弾性轴采取悬臂梁的形式固接在刚性结构上，直线轴承的外部缠有线圈，冷端与热端采用磁性材料，在冷端、热端温差的作用下，弹性轴由于热声效在直线轴承内部发生往复振动，导电线圈中的磁通量发生变化产生感应电流。

本发明还可以包括：

1、发电单元与发电单元之间串联、并联或者混联。

2、冷端和热端采用磁极轴线分布的环形磁铁，弾性轴采用导热材料。

本发明的优势在于：本发明通过固体热声效应，将冷、热端之间的温差转化为弹性杆的往复振动，通过电磁感应原理将机械能转化为电能进行储存，在本发明中，采用固体介质进行发电，不需要考虑装置的气密性，降低了热声发电的成本，且其结构简单，在冷、热两端温差不发生剧烈波动时，发电量稳定，具有一定的工程意义。

附图说明

图1为本发明的主视图；

图2为本发明的剖视图；

图3为弾性轴的示意图。

具体实施方式

下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：

结合图1-3，一种外接式固体热声发电单元，包括冷端4、热端3、线圈5、弹性轴1、直线轴承2，在冷端4及热端3的作用下，弹性轴1由于热声效应发生往复振动，因此在直线轴承2上缠绕导电线圈5并将其固定于刚性物体，将外接式固体热声发电装置的热端3与冷端4采用磁性材料制作，在弹性杆1的往复振动过程中，直线轴承2上线圈5的磁通量发生变化而产生感应电流，当冷4、热端3之间的温差不出现大幅度波动时，外接式固体热声发电装置的发电频率达到稳定，此时通过电容器等储电设备即可储存固体热声发电装置所产生的电能。

作为上述技术方案的进一步改进，若干个外接式固体热声发电单元进行串联，串联过程中冷4、热端3分别对应；或若干个外接式固体热声发电单元进行并联，并联过程中冷4、热端3分别对应；或若干个外接式固体热声发电单元进行混联，混联过程中冷4、热端3分别对应。

冷4、热端3材料采用磁极轴线分布的环形磁铁。

弹性杆1的制作材料采取导热材料。

将直线轴承2套装于具有冷端4及热端3的弹性杆1上(冷端4与热端3材料为磁性材料)，并在直线轴承2上缠绕导电线圈5，弹性轴1采取悬臂梁的形式固接在刚性结构上。

Claims (3)

1.一种外接式固体热声发电装置，其特征是：包括发电单元，所述发电单元包括弾性轴、直线轴承，直线轴承为中空结构，弾性轴的中段位于直线轴承的中空结构里，弾性轴的中段分别设置冷端和热端，弾性轴采取悬臂梁的形式固接在刚性结构上，直线轴承的外部缠有线圈，冷端与热端采用磁性材料，在冷端、热端温差的作用下，弹性轴由于热声效在直线轴承内部发生往复振动，导电线圈中的磁通量发生变化产生感应电流。

2.根据权利要求1所述的一种外接式固体热声发电装置，其特征是：发电单元与发电单元之间串联、并联或者混联。

3.根据权利要求1或2所述的一种外接式固体热声发电装置，其特征是：冷端和热端采用磁极轴线分布的环形磁铁，弾性轴采用导热材料。