NL1026313C1 - Thermoacoustic energy converter used as heat pump or motor, contain highly open three dimensional structure for reducing turbulence - Google Patents

Thermoacoustic energy converter used as heat pump or motor, contain highly open three dimensional structure for reducing turbulence Download PDF

Info

Publication number
NL1026313C1
NL1026313C1 NL1026313A NL1026313A NL1026313C1 NL 1026313 C1 NL1026313 C1 NL 1026313C1 NL 1026313 A NL1026313 A NL 1026313A NL 1026313 A NL1026313 A NL 1026313A NL 1026313 C1 NL1026313 C1 NL 1026313C1
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
energy converter
heat
open
flow
dimensional structure
Prior art date
Application number
NL1026313A
Other languages
Dutch (nl)
Inventor
Cornelis Maria De Blok
Original Assignee
Cornelis Maria De Blok
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Cornelis Maria De Blok filed Critical Cornelis Maria De Blok
Priority to NL1026313A priority Critical patent/NL1026313C1/en
Application granted granted Critical
Publication of NL1026313C1 publication Critical patent/NL1026313C1/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15DFLUID DYNAMICS, i.e. METHODS OR MEANS FOR INFLUENCING THE FLOW OF GASES OR LIQUIDS
    • F15D1/00Influencing flow of fluids
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B9/00Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point
    • F25B9/14Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the cycle used, e.g. Stirling cycle
    • F25B9/145Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the cycle used, e.g. Stirling cycle pulse-tube cycle
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2309/00Gas cycle refrigeration machines
    • F25B2309/14Compression machines, plants or systems characterised by the cycle used 
    • F25B2309/1403Pulse-tube cycles with heat input into acoustic driver
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2309/00Gas cycle refrigeration machines
    • F25B2309/14Compression machines, plants or systems characterised by the cycle used 
    • F25B2309/1416Pulse-tube cycles characterised by regenerator stack details

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

A highly open three-dimensional structure is mounted next to a high temperature heat exchanger (5, 6) or heating element in order to reduce the amplitude and propagation of turbulence and convective flow. The structure comprises an open cell synthetic or metal foam, synthetic yarns or metal wires and has a porosity of more than 97% and a pore size equal to at least five times the thermal boundary layer thickness. A flow guide is provided between the open structure and resonator (2).

Description

·—· /· - · /

Onderdrukken van wervelingen in thermoakoestische systemen ACHTERGROND VAN DE UITVINDINGSuppressing vortices in thermoacoustic systems. BACKGROUND OF THE INVENTION

ƒ · ' De uitvinding heeft betrekking op het verminderen van de warmteThe invention relates to the reduction of heat

1 · I1 · I

; 5 en koude verliezen in een thermoakoestische energieconverter (TAEC) ·> ' ten gevolge van wervelingen en parasitaire stromingen. In het algemeen is een TAEC een gesloten systeem waarin in een thermodynamisch kringproces warmte en akoestische energie, dat wil zeggen gasdrukoscillaties, in elkaar worden omgezet. Een TAEC bevat een 10 akoestisch of akoestisch-mechanisch resonantiecircuit, waarbinnen zich een gas bevindt, alsmede twee warmtewisselaars, ter weerszijde van een "regenerator" bestaande uit een poreus materiaal met een grote warmtecapaciteit.; 5 and cold losses in a thermoacoustic energy converter (TAEC) due to swirls and parasitic currents. In general, a TAEC is a closed system in which heat and acoustic energy, i.e. gas pressure oscillations, are converted into each other in a thermodynamic cycle process. A TAEC comprises an acoustic or acoustic-mechanical resonance circuit, within which there is a gas, as well as two heat exchangers, on either side of a "regenerator" consisting of a porous material with a large heat capacity.

Een TAEC kan als warmtepomp worden gebruikt of als motor. In het 15 eerste geval wordt mechanische (akoestisch) energie toegevoerd, waardoor, middels een elektromechanische omzetter bijvoorbeeld via een membraan, balg of vrije-zuiger constructie, het gas in trilling wordt gebracht; door middel van het oscillerende gas wordt vervolgens warmte van de ene naar de andere warmtewisselaar "gepompt". In het tweede 20 geval, als motor, wordt aan de ene warmtewisselaar warmte toegevoerd bij hoge temperatuur en bij de andere warmtewisselaar afgevoerd bij lage temperatuur waardoor oscillatie van de gaskolom in stand wordt gehouden; de gasbeweging of periodieke drukvariatie kan als nuttige energie bijvoorbeeld via het membraan worden uitgekoppeld. Bedoelde 25 warmtepomp kan ook direct door bedoelde warmtemotor worden aangedreven waardoor een door warmte aangedreven warmtepompend systeem ontstaat met in het geheel geen mechanisch bewegende delen [1]. Thermoakoestische energie conversie vindt plaats bij relatief grote periodieke (ac) drukvariaties in de orde van 10% van de gemiddelde 30 druk. Als gevolg van de hiermee samenhangende hoge waarde van de periodieke gassnelheden is de gasstroming in met name de akoestische resonator turbulent en ontstaan door in- en uitstromen wervelingen die zich ook zich ook voortplanten naar delen van het systeem waar een lagere snelheidsanplitude.heerst zoals rond de warmtewisselaars en 35 regenerator. Dergelijke wervelingen kunnen ook ontstaan door een ongelijke verdeling van de stromingsweerstand over de doorsnede zoals een gat of luchtspleet waardoor plaatselijk een periodieke versnelling van het gas optreedt. Dit wordt ook wel "jet streaming" genoemd [2]. Ook ontstaat, afhankelijk van de positie, door de hoge of lage 1026313 2 temperatuur van de warmtewisselaars convectie waardoor een deel van de toegevoerde warmte of opgewekte koude ongebruikt wordt afgevoerd. Experimenteel en in de is vastgesteld dat door de hiervoor beschreven wervelingen en parasitaire stromingen meer dan de helft van het aan de 5 warmtewisselaars toegevoerd vermogen of opgewekte koude verloren kan gaan waardoor het rendement van het systeem nadelig wordt beïnvloed.A TAEC can be used as a heat pump or as a motor. In the first case, mechanical (acoustic) energy is supplied, whereby the gas is made to vibrate by means of an electromechanical converter, for example via a membrane, bellows or free-piston construction; heat is then "pumped" from one heat exchanger to another by means of the oscillating gas. In the second case, as a motor, heat is supplied at one heat exchanger at high temperature and at the other heat exchanger at low temperature, whereby oscillation of the gas column is maintained; the gas movement or periodic pressure variation can be decoupled as useful energy via the membrane, for example. Said heat pump can also be directly driven by said heat engine, whereby a heat-driven heat pumping system is created with no mechanically moving parts at all [1]. Thermoacoustic energy conversion takes place at relatively large periodic (ac) pressure variations in the order of 10% of the average pressure. As a result of the associated high value of the periodic gas velocities, the gas flow in the acoustic resonator, in particular, is turbulent and vortices flow in and out which also propagate to parts of the system where a lower velocity amplitude prevails, such as around the heat exchangers and regenerator. Such vortices can also arise due to an uneven distribution of the flow resistance over the cross-section such as a hole or air gap, whereby a periodic acceleration of the gas occurs locally. This is also called "jet streaming" [2]. Depending on the position, convection is also caused by the high or low temperature of the heat exchangers, as a result of which part of the heat or cold generated is removed unused. It has been established experimentally and by the above-described vortices and parasitic currents that more than half of the power supplied or heat generated to the heat exchangers can be lost, thereby adversely affecting the efficiency of the system.

In de literatuur zijn methoden bekend om deze parasitaire stromingen en wervelingen te beperken. Methoden hiervoor zijn bekend als flow 10 straightners. Deze bestaan in principe uit een bundel in de stromingsrichting geplaatste buizen met een diameter kleiner dan de diameter van de hoofdstroming en groter dan de thermische indringdiepte of een samenstel van in de stromingsrichting geplaatste lamellen met vergelijkbare afmetingen.Methods are known in the literature to limit these parasitic currents and swirls. Methods for this are known as flow 10 straightners. These consist in principle of a bundle of tubes placed in the flow direction with a diameter smaller than the diameter of the main flow and larger than the thermal penetration depth or an assembly of slats of comparable dimensions placed in the flow direction.

1515

Bekende uitvoeringsvormen van flow straigtners moeten zo goed mogelijk in lijn met de hoofdstromingrichting worden geplaatst om deze niet te verstoren en kunnen daardoor niet worden gebruikt in en nabij gecompliceerde vormen en stromingen.Known embodiments of flow jet tunnels must be positioned as closely as possible in line with the main flow direction so as not to disturb them and therefore cannot be used in and near complicated shapes and flows.

20 Ook aan de gelijkmatigheid van dergelijke flow straigthners worden hoge eisen gesteld omdat een ongelijke verdeling over de doorsnede weer aanleiding kan zijn voor het ontstaan van nieuwe wervelingen.High demands are also placed on the uniformity of such flow straigthners because an uneven distribution over the cross-section can in turn lead to the creation of new swirls.

Een beperking is dat deze flow straightners slechts in twee richtingen (haaks op de hoofdstromingrichting) effect hebben. Een verder bezwaar 25 is dat door de ononderbroken wand van de buizen of lamellen in de richting van de oscillerende gasstrcaning Rayleigh streaming [2] wordt opgewekt en dat een thermoakoestisch warmtepompend effect wordt geïntroduceerd dat vergelijkbaar is met het thermoakoestisch effect dat optreedt in de pulse tube of stack [3].A limitation is that these flow straightners only have effect in two directions (perpendicular to the main flow direction). A further drawback is that Rayleigh streaming [2] is generated by the continuous wall of the tubes or slats in the direction of oscillating gas streaming and that a thermoacoustic heat-pumping effect is introduced that is comparable to the thermoacoustic effect that occurs in the pulse tube or stack [3].

30 Bekende uitvoeringsvormen van flow straightners zijn hierdoor minder effectief.Known embodiments of flow straightners are therefore less effective.

SAMENVATTING VAN DE UITVINDINGSUMMARY OF THE INVENTION

De uitvinding heeft betrekking op het beperken van wervelingen en 35 parasitaire stromingen nabij de warmtewisselaars en andere systeemdelen in thermoakoestische systemen op een zodanige wijze dat de hiervoor genoemde beperkingen worden opgeheven. Volgens de uitvinding wordt hier toe de vrije ruimte nabij de warmtewisselaars geheel of gedeeltelijk opgevuld met een 3-dimensionale zeer open 40 structuur met een volume porositeit > 97% en met een poriediameter ten 1026313 3 minste een orde groter dan de thermische grenslaag. De / stromingsweerstand die hierdoor aan het systeem wordt toegevoegd is zeer klein vergeleken met de stromingsweerstand van de regenerator-warmtewisselaarcombinatie maar groot t.o.v. de weerstand en inertie 5 van de vrije ruimte. Dit zal hierna met een getallenvoorbeeld worden toegelicht.The invention relates to limiting swirls and parasitic currents near the heat exchangers and other system parts in thermoacoustic systems in such a way that the aforementioned limitations are removed. To this end, according to the invention, the free space near the heat exchangers is completely or partially filled with a 3-dimensional very open structure with a volume of porosity> 97% and with a pore diameter of at least 1026313 3 at least an order larger than the thermal boundary layer. The flow resistance which is added to the system as a result is very small compared to the flow resistance of the regenerator-heat exchanger combination, but large with respect to the resistance and inertia of the free space. This will be explained below with a numerical example.

Wervelingen en convectie worden in stand gehouden of opgewekt door zeer geringe plaatselijke drukverschillen (Δρ). De hiermee 10 samenhangende plaatselijke gassnelheid (v) bedraagt: v = —Swirls and convection are maintained or generated by very small local pressure differences (Δρ). The local gas velocity (v) associated with this is: v = -

RR

De dc stromingsweerstand (R) in de vrije ruimte ‘in het systeem is zeer 15 gering (< 1 N.s.nf3) waardoor ondanks het geringe drukverschil binnen wervels of andere verstoringen (1-10 Pa) plaatselijk toch aanzienlijke gassnelheden (1 -10 m.s'1) kunnen ontstaan. Deze gemiddelde (dc) gassnelheden treden op over een doorsnede A wat resulteert in een plaatselijke volumestroom V = v.A. Hoewel het mechanisch c.q.The flow resistance (R) in the free space in the system is very low (<1 Nsnf 3), so that despite the small pressure difference within vertebrae or other disturbances (1-10 Pa), considerable gas velocities (1 -10 m) are still locally achieved. s'1). These average (dc) gas velocities occur over a section A, resulting in a local volume flow V = v.A. Although it is mechanically c.q.

20 akoestisch vermogensverlies t.g.v. deze dc stroming in het algemeen verwaarloosbaar klein is kan een dergelijke volumestroom in aanwezigheid van een temperatuurgradiënt (ΔΤ) een aanzienlijke hoeveelheid warmte of koude (Q) verplaatsen gelijk aan:Acoustic power loss due to this flow is generally negligibly small, such a volume flow in the presence of a temperature gradient (ΔΤ) can move a considerable amount of heat or cold (Q) equal to:

25 Q-V.p£pAT25 Q-V.p £ pAT

Met p de soortelijke massa en cp de warmtecapaciteit van het gas.With p the specific mass and cp the heat capacity of the gas.

Dit is met name het geval bij de hoge temperatuur warmtewisselaar (bijvoorbeeld 900 °C) van de motor en de lage temperatuur 30 warmtewisselaar (bijvoorbeeld -40 °C) van de warmtepompThis is in particular the case with the high temperature heat exchanger (e.g. 900 ° C) of the engine and the low temperature heat exchanger (e.g. -40 ° C) from the heat pump

Door het aanbrengen van een 3-dimensionale structuur volgens de uitvinding wordt de aan de vrije ruimte in alle richtingen een identieke stromingsweerstand toegevoegd waardoor de absolute waarde 35 van de parasitaire gasstromingen in alle richtingen evenredig wordt verminderd.By providing a 3-dimensional structure according to the invention, an identical flow resistance is added to the free space in all directions, whereby the absolute value of the parasitic gas flows in all directions is reduced proportionally.

Een typische waarde van R voor de hier bedoelde structuur bedraagt 10 , N.s.m3. Bij het oorspronkelijke drukverschil in de wervelingen neemt 1026313 1 4 hierdoor de plaatselijke gassnelheid en het hiermee samenhangend warmteverlies af met een factor 10. De nominale waarde van de stromingsweerstand van een regenerator-warmtewisselaar combinatie in : , een TA systeem ligt in de orde van de karakteristieke impedantie (Zo) ‘ 5 van het gas. Voor lucht bij atmosferische druk is dit 420 N.s.m-3. De i toegevoegde stromingsweerstand van de 3-dmensionale structuur (10 N.s.m-3) is hierbij te verwaarlozen.A typical value of R for the structure referred to here is 10, N.s.m3. With the original pressure difference in the vortices, 1026313 1 4 therefore reduces the local gas velocity and the associated heat loss by a factor of 10. The nominal value of the flow resistance of a regenerator-heat exchanger combination in:, a TA system is in the order of characteristic impedance (Zo) of the gas. For air at atmospheric pressure this is 420 N.s.m-3. The added flow resistance of the 3-dimensional structure (10 N.s.m-3) is negligible.

Door de 3-dimensionale structuur is plaatsing en positie onafhankelijk van de hoofdstromingrichting waardoor deze structuur ook in ruimten 10 met gecompliceerde vorm of stroming kan worden aangebracht zonder de ac hoofdstroming noemenswaardig te beïnvloeden.Due to the 3-dimensional structure, placement and position are independent of the main flow direction, as a result of which this structure can also be provided in spaces 10 with complicated shape or flow without appreciably influencing the main flow.

Een verdere vermindering van warmteverlies ten gevolge van wervelingen kan worden bereikt door het aanbrengen van een stromingsgeleider tussen resonator en warmtewisselaars. Propagatie van wervelingen 15 vanuit de resonator wordt hierdoor belemmerd. De vorm van deze stromingsgeleider is zodanig dat de hoofdstroming minimaal wordt beïnvloed. Bij zeer hoge temperaturen van warmtewisselaar of verwarmingselement kan de naar de warmtewisselaar gerichte zijde van deze stromingsgeleider worden voorzien van een warmte reflecterende 20 coating of afwerking om warmtestraling richting resonator te verminderen waardoor het rendement gunstig wordt beïnvloed.A further reduction of heat loss due to vortices can be achieved by providing a flow conductor between resonator and heat exchangers. Propagation of vortices 15 from the resonator is hereby impeded. The shape of this flow conductor is such that the main flow is minimally affected. At very high temperatures of the heat exchanger or heating element, the side of this flow conductor facing the heat exchanger can be provided with a heat-reflecting coating or finish to reduce heat radiation towards the resonator, so that the efficiency is favorably influenced.

REFERENTIESREFERENCES

[1], Internationale publicatie WO99/20957 25 [2] S. Backhouse and G.W. Swift. "A thermoacoustic Stirling heat engine: Detailed study", J. Acoust. Soc. Am 107, 3148 (2000) [3] W.E.Gifford and R.C.Longsworth. Surface heat pumping.[1], International publication WO99 / 20957 25 [2] S. Backhouse and G.W. Swift. "A thermoacoustic Stirling heat engine: Detailed study", J. Acoust. Soc. Am 107, 3148 (2000) [3] W.E.Gifford and R.C. Longsworth. Surface heat pumping.

Internatianal Advances in Cyrogenic Engineering. Plenum, New York, 1966, Vol 11, pp. 171-179.Internatianal Advances in Cyrogenic Engineering. Plenum, New York, 1966, Vol 11, pp. 171-179.

3030

ÜITVOERINGSVOORBEELDENEXECUTIVE EXAMPLES

De uitvinding zal hieronder nader worden uiteengezet aan de hand van in de figuren weergegeven uitvoeringsvoorbeelden. Figuur 1 toont 35 schematisch de opbouw van een regeneratieve thermoakoestische energie converter (TAEC) welke zich bevind in een behuizing 1 welke via en vernauwde buis 2, ook wel aangeduidt als resonator, is gekoppeld met een tweede behuizing 3 waarin zich een, niet getekende, tweede TAEC bevindt welke bijvoorbeeld als warmtepomp is geconfigureerd. Een 40 dergelijke inrichting is bekend uit de literatuur en uit de 1026313 " 5 internationale publicatie W099/20957 als een door warmte aangedreven thermoakoestische warmtepomp. De eerste TAEC, bestaat uit een regenerator 4 ingeklemd tussen twee warmtewisselaar 5,6. Door middel • > van een eerste warmtewisselaar of verwarmingselement 5 wordt, bijThe invention will be explained in more detail below with reference to exemplary embodiments shown in the figures. Figure 1 shows schematically the structure of a regenerative thermoacoustic energy converter (TAEC) which is located in a housing 1 which is coupled via a narrowed tube 2, also referred to as a resonator, to a second housing 3 in which a, not shown, second TAEC which is configured, for example, as a heat pump. Such a device is known from the literature and from 1026313 "international publication WO99 / 20957 as a heat-driven thermoacoustic heat pump. The first TAEC consists of a regenerator 4 sandwiched between two heat exchangers 5,6. a first heat exchanger or heating element 5 is, at

1 1 I1 1 I

5 hoge temperatuur, warmte aan het thermoakoestisch toegevoerd. Door , i middel van een akoestisch aanpassingscircuit gevormd door het volume 7 en de akoestische bypass 8 wordt in de regenerator een reële akoestische impedantie gecreëerd welke essentieel is voor een efficiënte conversie van warmte in akoestische energie 105 high temperature, heat supplied to the thermoacoustic. By means of an acoustic adjustment circuit formed by the volume 7 and the acoustic bypass 8, a real acoustic impedance is created in the regenerator which is essential for an efficient conversion of heat into acoustic energy 10

Met de uitvinding volgens figuur 2 wordt beoogd het warmteverlies van de hoge en lage temperatuur warmtewisselaars 5,6 ten gevolge van wervelingen en convectie in de open ruimte 7 te verminderen op een zodanige wijze dat de eerder genoemde beperkingen 15 worden opgeheven of voorkomen.The object of the invention according to Figure 2 is to reduce the heat loss of the high and low temperature heat exchangers 5,6 as a result of swirls and convection in the open space 7 in such a way that the aforementioned limitations are removed or prevented.

Volgens de uitvinding wordt hiervoor de vrije ruimte 7 nabij één of beide warmtewisselaars 5,6 geheel of gedeeltelijk opgevuld met een 3-dimensionale zeer open structuur 9 met een volume porositeit > 97% en met een poriediameter van ten minste 5 maal de thermische grenslaag.According to the invention, the free space 7 near one or both heat exchangers 5,6 for this is completely or partially filled with a 3-dimensional very open structure 9 with a volume of porosity> 97% and with a pore diameter of at least 5 times the thermal boundary layer.

20 Bedoelde zeer open structuur kan zijn opgebouwd uit kunststof of metaaldraden welke in een 3-dimensionle structuur met elkaar verbonden zijn.Said very open structure can be constructed from plastic or metal wires which are connected to each other in a 3-dimensional structure.

In de voorkeursuitvoering bestaat bedoelde 3-dimensionale structuur uit open cel kunststof of metaalschuim met een poriegrootte van ten 25 minste 5 maal de thermische grenslaagdikte en een volume porositeit van > 97% waarvan de vorm eenvoudig is aan te passen aan de vorm van de vrije ruimte 7.In the preferred embodiment, said 3-dimensional structure consists of open cell plastic or metal foam with a pore size of at least 5 times the thermal boundary layer thickness and a volume porosity of> 97%, the shape of which can be easily adapted to the shape of the free space 7.

Figuur 3 geeft een uitvoeringsvorm waarbij door het plaatsen van een stromingsgeleider 10 tussen de vernauwde buis 2 en de 3-dimensionale 30 structuur 9 en warmtewisselaar 5 waardoor propagatie van wervelingen vanuit de vernauwde buis 2 wordt belemmerd en een verdere beperking van warmteverlies ten gevolge van wervelingen nabij de warmtewisselaar 5 wordt bereikt. De naar de warmtewisselaar of verwarmingselement 5 gerichte zijde van de stromingsgeleider kan worden voorzien van een 35 warmte reflecterende coating of afwerking om bij zeer hoge temperatuur van warmtewisselaar 5 verliezen door warmtestraling te verminderen.Figure 3 shows an embodiment in which by placing a flow conductor 10 between the narrowed tube 2 and the 3-dimensional structure 9 and heat exchanger 5, whereby propagation of swirls from the narrowed tube 2 is impeded and a further limitation of heat loss due to swirls near the heat exchanger 5. The side of the flow conductor directed towards the heat exchanger or heating element 5 can be provided with a heat-reflecting coating or finish to reduce losses due to heat radiation at a very high temperature of heat exchanger 5.

40 102631340 1026313

Claims (5)

1. Thermoakoestische energieconvertor waarbij nabij de lage en hoge temperatuurwarmtewisselaar of verwarmingselement een zeer open 3-dimensionale structuur is aangebracht waardoor dê amplitude en 5 propagatie van wervelingen en convectieve stroming en het daardoor veroorzaakte warmteverlies aanzienlijk is verminderd.A thermoacoustic energy converter in which a very open 3-dimensional structure is arranged near the low and high temperature heat exchanger or heating element, whereby the amplitude and propagation of vortices and convective flow and the heat loss caused thereby are considerably reduced. 2. Thermoakoestische energieconvertor volgens conclusie 1 met het kenmerk dat de 3-dimensionale zeer open structuur bestaat uit een open cel kunststof of metaalschuim met een porositeit > 97% en een 10 poriegrootte van ten minste 5 maal de thermische grenslaagdikte2. Thermo-acoustic energy converter according to claim 1, characterized in that the 3-dimensional very open structure consists of an open-cell plastic or metal foam with a porosity> 97% and a pore size of at least 5 times the thermal boundary layer thickness 3. Thermoakoestische energieconvertor volgens conclusie 1 met het kenmerk dat de 3-dimensionale zeer open structuur is opgebouwd kunststof of metaaldraden draden welke in een 3-dimensionle structuur met elkaar verbonden zijn met een porositeit > 97% en een maaswijdte IS van ten minste 5 maal de thermische grenslaagdikte.Thermoacoustic energy converter according to claim 1, characterized in that the 3-dimensional very open structure is made up of plastic or metal wires which are connected to each other in a 3-dimensional structure with a porosity of> 97% and a mesh size of at least 5 times the thermal boundary layer thickness. 4. Thermoakoestische energieconvertor volgens conclusie 1 met het kenmerk dat tussen de 3-dimensionale zeer open structuur en resonator een stromingsgeleider is geplaatstThermo-acoustic energy converter according to claim 1, characterized in that a flow conductor is placed between the 3-dimensional very open structure and resonator 5. Thermoakoestische energieconvertor volgens conclusie 4 met 20 het kenmerk dat de naar de hoge temperatuurwaxmtewisselaar of verwarmingselement gerichte zijde van de stromingsgeleider is voorzien van een warmte reflecterende coating of afwerking. 10263135. Thermo-acoustic energy converter according to claim 4, characterized in that the side of the flow conductor directed towards the high-temperature heat exchanger or heating element is provided with a heat-reflecting coating or finish. 1026313
NL1026313A 2004-06-02 2004-06-02 Thermoacoustic energy converter used as heat pump or motor, contain highly open three dimensional structure for reducing turbulence NL1026313C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL1026313A NL1026313C1 (en) 2004-06-02 2004-06-02 Thermoacoustic energy converter used as heat pump or motor, contain highly open three dimensional structure for reducing turbulence

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL1026313 2004-06-02
NL1026313A NL1026313C1 (en) 2004-06-02 2004-06-02 Thermoacoustic energy converter used as heat pump or motor, contain highly open three dimensional structure for reducing turbulence

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL1026313C1 true NL1026313C1 (en) 2005-12-05

Family

ID=35697042

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL1026313A NL1026313C1 (en) 2004-06-02 2004-06-02 Thermoacoustic energy converter used as heat pump or motor, contain highly open three dimensional structure for reducing turbulence

Country Status (1)

Country Link
NL (1) NL1026313C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102042185A (en) * 2010-12-22 2011-05-04 西安交通大学 Plate type thermoacoustic nucleus with tapered channel and design method thereof
CN108801444A (en) * 2017-04-26 2018-11-13 中国科学院理化技术研究所 A kind of array thermoacoustic generator

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102042185A (en) * 2010-12-22 2011-05-04 西安交通大学 Plate type thermoacoustic nucleus with tapered channel and design method thereof
CN102042185B (en) * 2010-12-22 2012-11-28 西安交通大学 Plate type thermoacoustic nucleus with tapered channel and design method thereof
CN108801444A (en) * 2017-04-26 2018-11-13 中国科学院理化技术研究所 A kind of array thermoacoustic generator

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Garrett Resource letter: TA-1: Thermoacoustic engines and refrigerators
Yazaki et al. A pistonless Stirling cooler
Tijani Loudspeaker-driven thermo-acoustic refrigeration
Yazaki et al. Traveling wave thermoacoustic engine in a looped tube
Biwa et al. Experimental demonstration of thermoacoustic energy conversion in a resonator
Lycklama à Nijeholt et al. Simulation of a traveling-wave thermoacoustic engine using computational fluid dynamics
Zolpakar et al. Experimental investigations of the performance of a standing wave thermoacoustic refrigerator based on multi-objective genetic algorithm optimized parameters
JP5570899B2 (en) Thermoelectric acoustic engine and method of use
US8640467B2 (en) Acoustic power transmitting unit for thermoacoustic systems
Abdoulla-Latiwish et al. Two-stage travelling-wave thermoacoustic electricity generator for rural areas of developing countries
Saechan et al. Thermoacoustic cooler to meet medical storage needs of rural communities in developing countries
NL1026313C1 (en) Thermoacoustic energy converter used as heat pump or motor, contain highly open three dimensional structure for reducing turbulence
Kajurek et al. Design and simulation of a small capacity thermoacoustic refrigerator
Prashantha et al. Design and optimization of a loudspeaker driven 10-W cooling power thermoacoustic refrigerator
Minner Theoretical evaluation of the optimal performance of a thermoacoustic refrigerator
So et al. An internal streaming instability in regenerators
Murti et al. Analysis of multi-cylinder type liquid piston Stirling cooler
Piccolo et al. Convective heat transport along a thermoacoustic couple in the transient regime
WO2021152798A1 (en) Thermoacoustic device
Al-Kayiem Investigation of travelling-wave thermoacoustic engines with different configurations
Novotný et al. Standing-wave thermoacoustic engines
WO2020045600A1 (en) Thermoacoustic device
Wakeland et al. Thermoacoustics with idealized heat exchangers and no stack
Al-Mufti et al. Thermo acoustic Refrigeration: Short Review
WO2022024426A1 (en) Thermoacoustic device

Legal Events

Date Code Title Description
VD1 Lapsed due to non-payment of the annual fee

Effective date: 20090101