专利名称：旋转式热声动力装置的制作方法
技术领域：
本发明属于热气或燃烧生成物的发动机技术领域，具体涉及到一种热能向机械能转换的旋转式热声动力装置。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是包括设置在转轴上的左端盖和右端盖，在左端盖和右端盖之间固定有外筒体和内筒体，其特点是，在外筒体的内壁上设置有高温肋片，内筒体的外壁上设置有与高温肋片相对应的低温肋片，且在左端盖和右端盖上还设置有套装在内筒体和外筒体之间的倾斜的热声片。
本发明的另一特点是热声片与内筒体半径方向的夹角为5～40度；内筒体的内壁上还开设有冷却通道，且在冷却通道内还设置有导流叶片；内筒体内的转轴上还设置有飞轮。
由于本发明在左、右端盖之间设置有封闭的双层筒体即内、外筒体，且在内、外筒体之间的工作腔内还设置有倾斜的热声片，通过倾斜的热声片将热声动力的微小波动转换为发动机的高速旋转，提高了输出功率和热功转换效率，整个装置采用全封闭结构，无相对运动部件不用考虑谐振，因此体积、尺寸小。
参见
图1，2，3，本发明由外筒体2、内筒体8、热声片4、转轴1、左端盖9和右端盖10组成。左端盖9和右端盖10套装在转轴1上，在左端盖9和右端盖10之间固定有内筒体8和外筒体2，外筒体2的内壁上布置有高温肋片3，内筒体8的外壁上布置有低温肋片5，且在左端盖9或右端盖10上还设置有套装在内筒体8和外筒体2之间的倾斜的热声片4，热声片4与内、外筒体半径方向的夹角为5～40度，高温肋片3、低温肋片5与热声片4一起构成了热声腔，在内筒体8的内壁上还开设有冷却通道11，且在冷却通道11内还设置有导流叶片6，为了使本发明能够平稳运行在内筒体8内的转轴1上还设置有飞轮7。
参见3，4，本发明外筒体2的内壁上布置有高温肋片3，构成了本发明的加热器；内筒体8的外壁上布置有低温肋片5，构成了本发明的冷却器；热声片4为倾斜的，与半径方向成5～40度的夹角。内外筒体间的空间为热声腔。在工作中外筒体2温度高于内筒体8，内、外筒体与热声片固定为一个整体，绕内外筒体中心旋转。
由于内、外筒体温度不同，根据Sondhauss管热声理论，只要保证足够的径向温度梯度，热声腔内便会产生热声振荡，工质在图4所示的通道A-B-C内形成声波。装置的旋转运动导致了离心力，作用于工质，使热声腔内的工质产生了非均匀的压力场靠近外筒处的A点压力较高，而靠近内筒处的C点压力较低。由于声波为纵波，根据Rayleigh准则，在一个周期内，相当于微元工质以A-B-C-B-A的顺序运动。非均匀压力场的存在使A-B-C为压力减小的膨胀过程，C-B-A为压力增加的压缩过程，热力状态变化如图5。由于内外筒体温度不同，因此该过程有功率输出。而离心力的存在使A点与C点具有较大压力差，使热声循环过程的压力变化幅度增大，提高了装置的输出功率和热功转换效率。
本发明通过旋转的离心力来提高热声循环输出功率和循环效率，并通过热声过程将热能转换为声能推动装置旋转，输出旋转的机械能。高温热源作月于外筒体2，使高温肋片3保持较高温度；当装置旋转时导流叶片6可自动吸入冷却介质使内筒体8保持较低的温度，这样在热声腔内便会产生热声振荡，声能作用于倾斜的热声片5上将扭矩传递给左、右端盖，最后通过轴输出机械能。高温热源可以由燃烧煤、石油或天然气等燃料产生，也可以是太阳能、地热能或核能。
权利要求
1.一种旋转式热声动力装置，包括设置在转轴[1]上的左端盖[9]和右端盖[10]，在左端盖[9]和右端盖[10]之间固定有外筒体[2]和内筒体[8]，其特征在于在外筒体[2]的内壁上设置有高温肋片[3]，内筒体[8]的外壁上设置有与高温肋片[3]相对应的低温肋片[5]，且在左端盖[9]和右端盖[10]上还设置有套装在内筒体[8]和外筒体[2]之间的倾斜的热声片[4]。
2.根据权利要求1所述的旋转式热声动力装置，其特征在于所说的热声片[4]与内筒体[8]半径方向的夹角为5～40度。
3.根据权利要求1所述的旋转式热声动力装置，其特征在于所说的内筒体[8]的内壁上还开设有冷却通道[11]，且在冷却通道[11]内还设置有导流叶片[6]。
4.根据权利要求1所述的旋转式热声动力装置，其特征在于所说的内筒体[8]内的转轴[1]上还设置有飞轮[7]。
全文摘要
本发明公开了一种旋转式热声动力装置,包括设置在转轴上的左端盖、右端盖,在左、右端盖之间固定有内、外筒体,外筒体的内壁上设置有高温肋片,内筒体的外壁上设置有与高温肋片相对应的低温肋片,且在左、右端盖上还设置有套装在内、外筒体之间的热声片。本发明的高温热源作用于外筒体,使高温肋片保持较高温度；当装置旋转时导流叶片可自动吸入冷却介质使内筒体保持较低的温度,这样在热声腔内便会产生热声振荡,声能作用于倾斜的热声片上将扭矩传递给左、右端盖,最后通过轴输出机械能。
文档编号F03G7/00GK1423050SQ0214556
公开日2003年6月11日 申请日期2002年12月30日 优先权日2002年12月30日
发明者刘继平, 邢秦安, 严俊杰, 陈国慧, 林万超 申请人:西安交通大学