CN110094277A - 一种基于热声驱动的发电装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于热声驱动的发电装置。装置包括：静电感应发电机和热声发动机；静电感应发电机，包括储电极板、第一电极层和第二电极层；热声发动机，包括目标管道，目标管道为谐振管或与谐振管连通的管道；储电极板的电极面和第一电极层的电极面相对设置，且均位于目标管道中；第一电极层和第二电极层电连接；储电极板，用于根据热声发动机产生的声能，沿目标管道往复运动，以使得自身与第一电极层产生静电感应；第一电极层，用于根据静电感应，与第二电极层配合产生流动的感应电荷以形成电流。本发明提供的装置具有结构简单、对加工工艺要求低、制作成本低、耐久性高、可靠性高以及输出功率高等优点。

Description

一种基于热声驱动的发电装置

技术领域

本发明涉及热声发电技术领域，更具体地，涉及一种基于热声驱动的发电装置。

背景技术

当一个管道中存在适当的温度梯度和声场时，声波振荡就会自发产生，将热能转化成声波形式的机械能，这就是热致声效应。热声发动机作为一种新型外燃式热机，它利用热致声效应将热能转化为声能，具有无机械运动部件带来的运行可靠和长寿命、潜在热效率高和环境友好等优点。根据热声转换的声场特性，热声发动机可分为行波热声发动机和驻波热声发动机，两者各有优势：驻波热声发动机板叠内的热交换过程基于不可逆过程、热效率略低，但是其具有结构简单的优点；相比于基于不可逆循环的驻波热声发动机而言，行波热声发动机基于可逆的斯特林循环，潜在热效率更高。

将热声发动机和声电转换装置(发电机)耦合在一起就能将热声发动机产生的声能转换为电能，这就是热声发电技术。

图1为传统热声发电系统结构示意图。如图1所示，该系统包括：热声发动机1和直线发电机3。热声发动机1包括热腔11、加热器12、回热器13、室温换热器14和谐振管15。直线发电机3包括第一活塞31、动子磁铁32、定子线圈33和气缸34。热声发动机1的加热器12和室温换热器14在回热器13的两端形成温差，系统自激起振产生往复振荡的压力波动，将外部热能转化成声功。声功传递时产生分流，一部分声功流向谐振管15，以保证系统在特定的频率下稳定工作；另一部分声功流向直线发电机3并转化成了电功。

尽管传统热声发电系统可高效地将外部热能转化为电能，但该系统存在下述问题：首先，直线发电机3的气缸34和第一活塞31之间必须采用高精度的间隙密封技术，这对零部件的加工制造和装配提出了严苛的要求；其次，直线发电机3的磁路和线圈等制作成本高，这些因素使得热声发动机生产成本较为昂贵，难以商业化。

图2为现有热声驱动摩擦纳米发电系统结构示意图。如图2所示，该系统包括：热声发动机1和至少一个摩擦纳米发电机4，所述摩擦纳米发电机4位于膜盒6中，且通过一连接管道5与热声发动机1相连。该系统利用热声发动机1将外部热能转化为声能，再利用摩擦纳米发电机4将声能转化为电能输出。该系统虽然具有成本低廉、结构简单等优点，但在实际应用中发现，为了保证摩擦纳米发电机4的输出特性，需要两个摩擦层材料(高分子材料薄膜层41和金属材料薄膜层42)不断的接触或摩擦，发电机的耐久性和可靠性不能保证，这一因素极大地限制了热声驱动摩擦纳米发电系统的推广应用。此外，摩擦纳米发电机4的输出功率很大程度上依赖于参与摩擦材料的表面电荷密度，为了提高摩擦材料的表面电荷密度进而增加热声驱动摩擦纳米发电系统的输出功率，现有的技术是通过对摩擦材料表面进行物理改性从而增加两个摩擦材料层的有效接触面积，提高材料表面电荷的存储能力，进而提高材料的表面电荷密度，例如在摩擦材料表面通过光刻蚀等方法制备纳米颗粒、纳米线或纳米棒阵列。这一措施一方面增加了摩擦纳米发电机的加工制作成本，另一方面也降低了发电机的耐久性。

发明内容

本发明提供一种克服现有技术中发电机结构复杂、制作成本高、耐久性和可靠性低等问题的基于热声驱动的发电装置。

根据本发明的一个方面，提供一种基于热声驱动的发电装置，包括：静电感应发电机和热声发动机；

所述静电感应发电机，包括储电极板、第一电极层和第二电极层；

所述热声发动机，包括目标管道，所述目标管道为谐振管或与所述谐振管连通的管道；

所述储电极板的电极面和所述第一电极层的电极面相对设置，且均位于所述目标管道中；所述第一电极层和所述第二电极层电连接；

所述储电极板，用于根据所述热声发动机产生的声能，沿所述目标管道往复运动，以使得自身与所述第一电极层产生静电感应；

所述第一电极层，用于根据所述静电感应，与所述第二电极层配合产生流动的感应电荷以形成电流。

优选地，所述热声发动机还包括：

依次相连的加热器、回热器和室温换热器；其中，

依次相连的加热器、回热器和室温换热器；其中，

所述加热器，用于吸收外界高温热源热量以形成高温端；

所述室温换热器，用于与外界循环冷却水换热或通过热管向外界散热以形成室温端；

所述回热器，用于根据所述加热器和所述室温换热器，产生温度梯度，以使得在所述温度梯度大于温度阈值时，所述热声发动机中的气体产生往复振荡以驱动所述储电极板沿所述目标管道的轴向往复运动。

优选地，所述装置还包括：

位于所述目标管道中的弹性元件和活塞；其中，

所述弹性元件的伸缩方向为所述目标管道的轴向，所述弹性元件的一端固定于所述目标管道中，所述弹性元件的另一端与所述活塞的第一端面连接；所述活塞的第二端面与所述储电极板绝缘连接。

优选地，所述装置还包括：

位于所述目标管道外部的直流电源和开关，所述直流电源与所述开关的一端电连接，所述开关的另一端与所述储电极板电连接；

其中，所述直流电源，用于为所述储电极板充入单一极性的电荷。

优选地，若所述目标管道为与所述谐振管连通的管道，则所述目标管道的一端与所述谐振管连通，所述目标管道的另一端与声容连通。

优选地，所述储电极板的电极面垂直于所述目标管道的轴线，所述第一电极层的电极面与所述储电极板的电极面平行设置，所述第二电极层设置于所述目标管道的内部或外部。

优选地，所述储电极板的电极面平行于所述目标管道的轴线，所述第一电极层的电极面与所述储电极板的电极面平行设置，所述第二电极层设置于所述目标管道的内部且与所述第一电极层位于同一平面。

优选地，所述第一电极层和所述第二电极层的材料相同或不同。

优选地，所述储电极板、所述第一电极层或所述第二电极层的材料为金、银、铂、铝、镍、铜、钛和铬中的一种或多种。

优选地，所述储电极板的外表面覆盖有绝缘材料，所述绝缘材料为驻极体材料、绝缘体材料或半导体材料。

本发明提供的一种基于热声驱动的发电装置，通过将静电感应发电机的储电极板和第一电极层均设置于热声发动机的目标管道中，使得储电极板根据热声发动机产生的声能，沿目标管道的轴向往复运动，从而使得储电极板所带电荷在第一电极层上的电势发生变化，或者，使得储电极板所带电荷分别在第一电极层和第二电极层上的电势均发生变化，进而使得第一电极层和第二电极层间产生流动的感应电荷以形成电流。在第一电极层和第二电极层间接入负载，即可为该负载供电。在工作过程中，储电极板和第一电极层并不发生接触，提高了发电装置的耐久性和稳定性。此外，由于储电极板可以储存尽可能多的电荷，所以发电装置的输出功率大大提高。因此，该发电装置具有结构简单、对加工工艺要求低、制作成本低、耐久性高、可靠性高以及输出功率高等优点。

附图说明

图1为传统热声发电系统结构示意图；

图2为现有热声驱动摩擦纳米发电系统结构示意图；

图3为根据本发明实施例提供的一种基于热声驱动的静电感应发电装置的结构示意图；

图4为根据本发明实施例提供的一种基于热声驱动的静电感应发电装置的工作原理示意图；

图5为根据本发明另一实施例提供的一种基于热声驱动的静电感应发电装置的结构示意图；

图6为根据本发明另一实施例提供的一种基于热声驱动的静电感应发电装置的结构示意图；

图7为根据本发明另一实施例提供的一种基于热声驱动的静电感应发电装置的结构示意图；

其中，

1-热声发动机； 2-静电感应发电机； 3-直线发电机；

4-摩擦纳米发电机； 5-连接管道； 6-膜盒；

7-弹簧； 8-活塞； 9-声容；

11-热腔； 12-加热器； 13-回热器；

14-室温换热器； 15-谐振管； 21-储电极板；

22-绝缘材料层； 23-第一电极层； 24-开关；

25-直流电源； 26-负载； 27-第二电极层；

31-第一活塞； 32-动子磁铁； 33-定子线圈；

34-气缸； 41-高分子材料薄膜层； 42-金属材料薄膜层。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

本发明实施例的目的在于提供一种结构简单，制作成本低，耐久性和可靠性高的基于热声驱动的静电感应发电装置，实现热声发动机系统中声能到电能的转化。以解决传统热声发电系统结构复杂、对加工工艺要求高、成本高等问题，同时解决现有热声驱动摩擦纳米发电系统耐久性和可靠性低、输出功率低等问题。

本实施例提供一种基于热声驱动的发电装置，包括：

静电感应发电机和热声发动机；所述静电感应发电机，包括储电极板、第一电极层和第二电极层；所述热声发动机，包括目标管道，所述目标管道为谐振管或与所述谐振管连通的管道；所述储电极板的电极面和所述第一电极层的电极面相对设置，且均位于所述目标管道中；所述第一电极层和所述第二电极层电连接；所述储电极板，用于根据所述热声发动机产生的声能，沿所述目标管道往复运动，以使得自身与所述第一电极层产生静电感应；所述第一电极层，用于根据所述静电感应，与所述第二电极层配合产生流动的感应电荷以形成电流。

具体地，静电感应发电机包括储电极板、第一电极层和第二电极层。热声发动机具有多条管道，多条管道中至少包含有一条谐振管。静电感应发电机的储电极板和第一电极层需设置在目标管道中，其中，目标管道是指：热声发动机的谐振管或与谐振管连通的管道。需要说明的是，若目标管道有多条，则多条目标管道中的每一条目标管道中均可设置一台静电感应发电机。以下均以在一条目标管道中设置静电感应发电机的过程进行说明。

热声发动机用于将热能转换成声能，该声能以声波的形式在目标管道中自激振荡以产生往复运动，设置于目标管道中的储电极板根据声能，在目标管道的轴向产生往复运动，从而使得其与第一电极层周期性靠近和分离，从而使得储电极板所带的电荷在第一电极层上的电势改变，在静电感应作用下感应电荷在第一电极层和第二电极层之间流动，从而形成电流。此时，若第一电极层和第二电极层中间连接有负载，则可对该负载供电。

需要说明的是，储电极板的电极面和所述第一电极层的电极面相对设置是指，储电极板携带有电荷的一面与第一电极层携带有电荷的一面面对面设置。两者之间存在间隙，所述间隙优选1～20mm，且在往复运动过程中储电极板不与第一电极层接触。

本实施例提供的一种基于热声驱动的发电装置，通过将静电感应发电机的储电极板和第一电极层均设置于热声发动机的目标管道中，使得储电极板根据热声发动机产生的声能，沿目标管道的轴向往复运动，从而使得储电极板所带电荷在第一电极层上的电势发生变化，或者，使得储电极板所带电荷分别在第一电极层和第二电极层上的电势均发生变化，进而使得第一电极层和第二电极层间产生流动的感应电荷以形成电流。在第一电极层和第二电极层间接入负载，即可为该负载供电。在工作过程中，储电极板和第一电极层并不发生接触，提高了发电装置的耐久性和稳定性。此外，由于储电极板可以储存尽可能多的电荷，所以发电装置的输出功率大大提高。因此，该发电装置具有结构简单、对加工工艺要求低、制作成本低、耐久性高、可靠性高以及输出功率高等优点。

基于上述实施例，本实施例对热声发动机的工作原理作出说明，所述热声发动机还包括：

依次相连的加热器、回热器和室温换热器；其中，所述加热器，用于吸收外界高温热源热量以形成高温端；所述室温换热器，用于与外界循环冷却水换热或通过热管向外界散热以形成室温端；所述回热器，用于根据所述加热器和所述室温换热器，产生温度梯度，以使得在所述温度梯度大于温度阈值时，所述热声发动机中的气体产生往复振荡以驱动所述储电极板沿所述目标管道的轴向往复运动。

在上述实施例的基础上，本实施例中提供的装置还包括：

位于所述目标管道中的弹性元件和活塞；其中，所述弹性元件的伸缩方向为所述目标管道的轴向，所述弹性元件的一端固定于所述目标管道中，所述弹性元件的另一端与所述活塞的第一端面连接；所述活塞的第二端面与所述储电极板绝缘连接。

弹性元件优选为弹簧，弹簧的作用是辅助储电极板以更好地实现往复运动，使其能够快速、精准地回到其初始位置，其中，初始位置是指在整个装置未工作时，储电极板所处的位置。

活塞位于弹簧和储电极板之间，由于包裹第一电极层通常较薄，弹簧与第一电极层的接触面积也较小，因此，弹簧难以与第一电极层实现良好的固定。在弹簧与第一电极层间增加活塞，由于活塞较厚，弹簧可以多种方式与活塞的第一端面牢固固定，并且，活塞的第二端面与第一电极层绝缘连接，两者之间的接触面积也较大，因此，两者可实现牢固固定。

需要说明的是，活塞的另一作用在于对往复力起到缓冲作用，使得储电极板在做往复运动时受力更加均匀。需要说明的是，活塞与目标管道之间间隙密封设置。

本实施例提供的一种基于热声驱动的发电装置，通过在发电装置中添加弹性元件和活塞，能够辅助储电极板以更好地实现往复运动。

基于上述实施例，所述装置还包括：

位于所述目标管道外部的直流电源和开关，所述直流电源与所述开关的一端电连接，所述开关的另一端与所述储电极板电连接；

其中，所述直流电源，用于为所述储电极板充入单一极性的电荷。

基于上述实施例，若所述目标管道为与所述谐振管连通的管道，则所述目标管道的一端与所述谐振管连通，所述目标管道的另一端与声容连通。

基于上述实施例，所述储电极板的电极面垂直于所述目标管道的轴线，所述第一电极层的电极面与所述储电极板的电极面平行设置，所述第二电极层设置于所述目标管道的内部或外部。

具体地，由于第一电极层与储电极板平行设置，当储电极板的电极面垂直于目标管道的轴线时，第一电极层的电极面也垂直于目标管道的轴线。第二电极层与第一电极层电连接，第二电极层可设置在目标管道的内部，也可设置在目标管道的外部。

基于上述实施例，所述储电极板的电极面平行于所述目标管道的轴线，所述第一电极层的电极面与所述储电极板的电极面平行设置，所述第二电极层设置于所述目标管道的内部且与所述第一电极层位于同一平面。

具体地，储电极板的电极面还可平行于目标管道的轴线，由于第一电极层与储电极板平行设置，当储电极板的电极面平行于目标管道的轴线时，第一电极层的电极面也平行于目标管道的轴线。第二电极层与第一电极层电连接，第二电极层只能设置在目标管道的内部且与所述第一电极层位于同一平面。

需要说明的是，此时第二电极层的电极面也需与储电极板的电极面相对设置，并且，第一电极层和第二电极层之间沿目标管道轴向方向相隔一段距离，所述距离优选1～10cm。经过储电极板平衡点且与储电极板的电极面垂直的直线在第一电极层的电极面所在平面上的投影点，位于第一电极层的平衡点和第二电极层的平衡点所连线段之间。

所述第一电极层和所述第二电极层的材料相同或不同。

所述储电极板、所述第一电极层或所述第二电极层的材料为金、银、铂、铝、镍、铜、钛和铬中的一种或多种。

所述储电极板的外表面覆盖有绝缘材料，所述绝缘材料为驻极体材料、绝缘体材料或半导体材料。例如聚四氟乙烯、聚酰亚胺、聚二苯基丙烷碳酸酯、聚甲醛、人造纤维、氯丁橡胶、天然橡胶、聚乙烯、聚丙烯、聚录乙烯、硅、锗、砷化镓和硫化镉等。

以下将结合附图，并通过具体的举例来对本发明实施例进行进一步详细的说明：

图3为根据本发明实施例提供的一种基于热声驱动的静电感应发电装置的结构示意图，如图3所示，该装置主要由热声发动机1、弹簧7、活塞8和静电感应发电机2组成。所述热声发动机1包括依次相连的加热器12、回热器13、室温换热器14和谐振管15，所述弹簧7、活塞8和静电感应发电机2均串接于热声发动机1的谐振管15中。所述热声发动机1可以为驻波热声发动机、行波热声发动机、行波/驻波混合型热声发动机或双作用行波热声发动机等。

所述静电感应发电机2包括储电极板21、第一电极层23和第二电极层27，所述第一电极层23和第二电极层27分别与外接的负载26两端电连接。所述储电极板21完全包裹于绝缘材料层22中，所述绝缘材料层22的一端与活塞8的端面绝缘连接。所述弹簧7一端固定，另一端与所述活塞8的另一端面固定连接。所述储电极板21和所述第一电极层23平行相向布置，两者均位于热声发动机1的谐振管15内，且两者之间形成间隙。所述储电极板21和所述第一电极层23各自所在平面均与热声发动机谐振管15轴向方向垂直。所述第一电极层23固定于热声发动机谐振管15内部，且所述第一电极层23与所述热声发动机谐振管15之间保持电绝缘。气体的往复振荡驱动活塞8往复运动，进而驱动所述储电极板21和绝缘材料层22往复运动，因此所述绝缘材料层22和所述第一电极层23之间的距离会发生周期性改变。但所述绝缘材料层22在往复运动的过程中不与所述第一电极层23接触。所述负载26和所述第二电极层27位于所述热声发动机谐振管15外部。所述储电极板21通过开关24与直流电源25电连接，所述直流电源25用于给储电极板21充注电荷。

在基于热声驱动的静电感应发电装置工作前，闭合开关24，直流电源25对所述储电极板21充注电荷，当储电极板21上的电荷量达到饱和状态时，断开开关24，电荷就被储存在了所述储电极板21上。对所述储电极板21充注电荷可以通过电晕或气隙击穿放电法、接触充电法、电子或者离子束辐照法或者是其他注入电荷的工艺实现，充电途径对于本发明的发电过程没有影响，也不构成对本发明的限制。

所述储电极板21的材料可以选自金、银、铂、铝、镍、铜、钛、铬等金属导体或上述金属形成的合金。

所述绝缘材料层22的材料需要具有很好的静电荷保持能力，优选驻极体材料、绝缘体材料或半导体材料，例如聚四氟乙烯、聚酰亚胺、聚二苯基丙烷碳酸酯、聚甲醛、人造纤维、氯丁橡胶、天然橡胶、聚乙烯、聚丙烯、聚录乙烯、硅、锗、砷化镓、硫化镉等。

所述第一电极层23的材料和所述第二电极层27的材料可以相同，也可以不同。所述第一电极层的材料或所述第二电极层的材料可以选自金、银、铂、铝、镍、铜、钛、铬等金属导体或上述金属形成的合金。

所述基于热声驱动的静电感应发电装置中的热声发动机1使用的气体工质选自氮气、氦气、二氧化碳、氩气中的一种或其组合。

下面具体说明本实施例提供的一种基于热声驱动的静电感应发电装置的工作过程：

所述热声发动机的加热器12吸收外界高温热源热量形成高温端，所述室温换热器14与外界循环冷却水换热或通过热管向外界散热等方式形成室温端，从而在回热器13上建立起温度梯度，当温度梯度超过温度阈值时，热声发动机1开始工作，热声发动机1中的气体开始自激起振产生往复振荡的压力波动。往复振荡的压力波动驱动活塞8往复运动，进而驱动所述储电极板21和绝缘材料层22往复运动。绝缘材料层22的往复运动使得静电感应发电机中绝缘材料层22和第一电极层23周期性靠近和分离，但在运动过程中绝缘材料层22不与第一电极层23接触。所述储电极板21预先储存有单一电性电荷，储电极板21的往复运动使储电极板21所带的电荷在第一电极层23上的电势改变，在静电感应作用下感应电荷在第一电极层23和第二电极层27之间流动，对负载26进行供电。

图4为根据本发明实施例提供的一种基于热声驱动的静电感应发电装置的工作原理示意图，如图4所示，假设储电极板21预先储存有负电荷，当绝缘材料层22靠近第一电极层23时，由于储电极板21和第一电极层23之间的静电感应作用，储电极板21带有的负电荷对第一电极层23上的负电荷有排斥作用，因此在第一电极层23和第二电极层27之间形成电荷流动，如图4(a)所示。当储电极板21远离第一电极层23时，储电极板21带有的负电荷对第一电极层23上的负电荷的排斥作用减弱，在第一电极层23和第二电极层27之间形成反向的电荷流动，如图4(b)所示。如此往复，静电感应发电机2就将工作气体往复振荡的声能(机械能)转化为电能输出。

通过上述表述可以看出，相比于传统热声发电系统采用的基于电磁感应效应的直线发电机，静电感应发电机具有结构设计简单、制作成本低廉、制备材料种类众多等突出优点。相比现有的热声驱动摩擦纳米发电方式，本发明实施例提供的一种基于热声驱动的静电感应发电装置在工作过程中，储电极板和第一电极层并不发生接触，避免了摩擦纳米发电机中两个摩擦层材料不断的接触或摩擦，提高了发电装置的耐久性和稳定性。此外，由于所述储电极板可以储存尽可能多的电荷，所以基于热声驱动的静电感应发电装置的输出功率密度较摩擦纳米发电机大大提高。

基于上述实施例，图5为根据本发明另一实施例提供的一种基于热声驱动的静电感应发电装置的结构示意图，本实施例作为上述实施例中的一种基于热声驱动的静电感应发电装置的变形，其结构如图5所示，静电感应发电机2采用串接的方式安装于热声发动机谐振管15中。所述储电极板21、绝缘材料层22、第一电极层23和第二电极层27各自所在平面均与热声发动机1的谐振管15轴向方向平行。经过储电极板21平衡点且与储电极板的电极面垂直的直线在第一电极层23的电极面所在平面上的投影点，位于第一电极层23的平衡点和第二电极层27的平衡点所连线段之间。包裹储电极板21的绝缘材料层22的底面与第一电极层23和第二电极层27所在平面保持间隙。第一电极层23和第二电极层27均固定于热声发动机谐振管15内部，且两者位于同一平面上，两者之间在沿谐振管轴向方向相隔一段距离。此外，第一电极层23和第二电极层27与热声发动机谐振管15之间保持电绝缘。气体的往复振荡驱动活塞8往复运动，进而驱动所述储电极板21和绝缘材料层22在沿谐振管轴向方向往复运动，由于储电极板21预先储存有单一电性电荷，储电极板21的往复运动使储电极板21所带的电荷在第一电极层23和第二电极层27上的电势改变，在静电感应作用下感应电荷在第一电极层23和第二电极层27之间流动，对负载26进行供电。

基于上述实施例，图6为根据本发明另一实施例提供的一种基于热声驱动的静电感应发电装置的结构示意图，本实施例作为上述实施例中的一种基于热声驱动的静电感应发电装置的变形，其结构如图6所示，静电感应发电机2采用旁通的方式安装在声容9和谐振管15之间。

基于上述实施例，图7为根据本发明另一实施例提供的一种基于热声驱动的静电感应发电装置的结构示意图，本实施例作为上述实施例中的一种基于热声驱动的静电感应发电装置的变形，其结构如图7所示，静电感应发电机2采用旁通的方式安装在声容9和谐振管15之间。

最后，本发明的方案仅为较佳的实施方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于热声驱动的发电装置，其特征在于，包括：静电感应发电机和热声发动机；

所述静电感应发电机，包括储电极板、第一电极层和第二电极层；

所述热声发动机，包括目标管道，所述目标管道为谐振管或与所述谐振管连通的管道；

所述储电极板的电极面和所述第一电极层的电极面相对设置，且均位于所述目标管道中；所述第一电极层和所述第二电极层电连接；

所述储电极板，用于根据所述热声发动机产生的声能，沿所述目标管道往复运动，以使得自身与所述第一电极层产生静电感应；

所述第一电极层，用于根据所述静电感应，与所述第二电极层配合产生流动的感应电荷以形成电流。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述热声发动机还包括：

依次相连的加热器、回热器和室温换热器；其中，

所述加热器，用于吸收外界高温热源热量以形成高温端；

所述室温换热器，用于与外界循环冷却水换热或通过热管向外界散热以形成室温端；

所述回热器，用于根据所述加热器和所述室温换热器，产生温度梯度，以使得在所述温度梯度大于温度阈值时，所述热声发动机中的气体产生往复振荡以驱动所述储电极板沿所述目标管道的轴向往复运动。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：

位于所述目标管道中的弹性元件和活塞；其中，

所述弹性元件的伸缩方向为所述目标管道的轴向，所述弹性元件的一端固定于所述目标管道中，所述弹性元件的另一端与所述活塞的第一端面连接；所述活塞的第二端面与所述储电极板绝缘连接。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：

位于所述目标管道外部的直流电源和开关，所述直流电源与所述开关的一端电连接，所述开关的另一端与所述储电极板电连接；

其中，所述直流电源，用于为所述储电极板充入单一极性的电荷。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，若所述目标管道为与所述谐振管连通的管道，则所述目标管道的一端与所述谐振管连通，所述目标管道的另一端与声容连通。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述储电极板的电极面垂直于所述目标管道的轴线，所述第一电极层的电极面与所述储电极板的电极面平行设置，所述第二电极层设置于所述目标管道的内部或外部。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述储电极板的电极面平行于所述目标管道的轴线，所述第一电极层的电极面与所述储电极板的电极面平行设置，所述第二电极层设置于所述目标管道的内部且与所述第一电极层位于同一平面。

8.根据权利要求1至7中任一所述的装置，其特征在于，所述第一电极层和所述第二电极层的材料相同或不同。

9.根据权利要求1至7中任一所述的装置，其特征在于，所述储电极板、所述第一电极层或所述第二电极层的材料为金、银、铂、铝、镍、铜、钛和铬中的一种或多种。

10.根据权利要求1至7中任一所述的装置，其特征在于，所述储电极板的外表面覆盖有绝缘材料，所述绝缘材料为驻极体材料、绝缘体材料或半导体材料。