一種熱聲雙作用油潤滑發電系統技術方案

一種熱聲雙作用油潤滑發電系統，其具有至少三級串接的基本單元，每級基本單元均由熱聲轉換裝置、諧振裝置和油潤滑發電機組成；熱聲轉換裝置由依次連接的第一室溫換熱器、回熱器、非室溫換熱器、熱緩沖管和第二室溫換熱器組成；諧振裝置的雙U型管內裝互不相溶的液體A和液體B；雙U型管的三根豎直管內液面之上分別具有空腔；油潤滑發電機與液體B液面上的空腔相連；上一級基本單元的第一空腔與下一級基本單元的熱聲轉換裝置的第一常溫換熱器相連，末級基本單元的第一空腔與首級熱聲轉換裝置的第一常溫換熱器相連；本發明專利技術使用油潤滑發電機將機械能轉換為電能，降低系統工藝要求和制造成本，同時提高系統可靠性。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及能源動力技術中的油潤滑發電系統，特別涉及一種熱聲雙作用油潤滑發電系統。
技術介紹
雙作用熱聲發電機是一種新型的能量轉換裝置，它利用熱聲效應原理將熱能轉化為聲波形式的機械能，再利用直線發電機將機械能轉換為可方便使用的電能。熱聲發電機是以外熱源為驅動，不必消耗化石能源，可以充分利用工業廢熱、太陽能等作為其驅動熱源，在化石能源日漸枯竭的今天有著廣闊的應用前景。圖1為一種雙作用熱聲發電機的結構示意圖。它主要由三個基本單元組成，每個基本單元包括熱聲轉換部件和直線發電機。熱聲轉換部件為依次連接的第一常溫換熱器1，回熱器2，非常溫換熱器3，熱緩沖管4和第二常溫換熱器5。直線發電機主要由活塞9、氣缸10、支撐板簧11、定子12、動子13等組成。熱聲轉換部件吸收外接熱量，將熱能轉換為聲波形式的機械能，推動直線發電機的活塞9往復運動，帶動發電機動子13與定子12之間相對運動，從而向外輸出電能。在熱聲轉換部件中是不能存在潤滑油的，否則潤滑油附著在換熱器和回熱器內表面上，其熱力性能會急劇惡化，因此在發電機中不能采用潤滑油對氣缸和活塞之間進行潤滑。直線發電機采用板簧支撐活塞和動子，使活塞與氣缸之間形成微小的間隙但不相互接觸，這樣既起到了很好的密封作用，同時也解決了潤滑的問題。直線發電機的巧妙結構雖然可以解決無油密封的問題，但是直線發電機是一種嶄新的技術，其工藝要求非常高，工業化生產的技術還很不成熟，因此在實際的應用中還存在很大的障礙。目前氣缸與活塞之間采用潤滑油進行密封和潤滑是一種非常成熟的技術，圖2所示就是一種采用油潤滑的發電機結構示意圖，機械能推動活塞往復運動，往復運動被曲柄連桿機構轉換為旋轉運動，旋轉的轉子14通過與定子12之間電磁感應將機械能轉換為電能。曲柄15上可以連接多個連桿16和氣缸10構成一種多缸的發電機結構。當然采用潤滑油對活塞9和氣缸10進行潤滑的發電機還有很多其它結構，這里只是列舉其中的一種。
技術實現思路
本專利技術目的在于提供一種熱聲雙作用油潤滑發電系統，用以解決現有技術中的缺陷，能夠降低生產成本，提高使用壽命。本專利技術的技術方案如下:本專利技術提供的熱聲雙作用油潤滑發電系統，其具有至少三級串接的基本單元，每級基本單元均由一個熱聲轉換裝置、一個諧振裝置和一個油潤滑發電機8組成；所述熱聲轉換裝置由依次連接的第一室溫換熱器1、回熱器2、非室溫換熱器3、熱緩沖管4和第二室溫換熱器5組成；所述非常溫換熱器為工作在非室溫環境下的溫換熱器；所述諧振裝置包括一個雙U型管18，該雙U型管18內裝有互不相溶的液體A和液體B ;液體B裝于所述雙U型管18的第一根豎直管上部，液體A裝于所述雙U型管18的管內其余部分；所述雙U型管18的三根豎直管內液面之上分別具有第一空腔、中間空腔和第二空腔；所述第二室溫換熱器5與所述雙U型管18的中間空腔相連；所述雙U型管18的第二空腔與所述油潤滑發電機8相連，所述第二空腔位于雙U型管18裝有液體B的豎直管上部;至少三級串接的基本單元中的上一級基本單元的雙U型管18的第一空腔與下一級基本單元的熱聲轉換裝置的第一常溫換熱器I相連，末級基本單元的雙U型管18的第一空腔與首級熱聲轉換裝置的第一常溫換熱器I相連。所述雙U型管18的第一空腔、中間空腔和第二空腔內均漂浮有一個固體浮子17。所述的液體A為離子液體、水或液態金屬。所述的油潤滑發電機為多缸油潤滑發電機，所述的各級基本單元共用一臺多缸油潤滑發電機。本專利技術具有下述優點:本專利技術的熱聲雙作用油潤滑發電系統具有:使用工藝成熟、價格低廉的油潤壓縮機替代了工藝尚不成熟、價格昂貴的直線發電機，大大降低系統成本，提高系統的使用壽命O附圖說明圖1為現有的熱聲雙作用發電系統的結構示意圖2為現有的一種油潤滑發電機的結構示意圖3為本專利技術的熱聲雙作用油潤滑發電系統(實施例1)的結構示意圖4為本專利技術的熱聲雙作用油潤滑發電系統(實施例2)的結構示意圖。具體實施方式下面結合附圖及實施例進一步描述本專利技術，顯然，所述的實施例是本專利技術一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本專利技術中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本專利技術保護的范圍。實施例1:圖3為本專利技術熱聲雙作用油潤滑發電系統的一實施例的示意圖，其具有三級(首級、中級及末級)基本單元，每級基本單元均由一個熱聲轉換裝置、一個諧振裝置和一個油潤滑發電機8組成；所述熱聲轉換裝置由依次連接的第一室溫換熱器1、回熱器2、非室溫換熱器3、熱緩沖管4和第二室溫換熱器5組成；所述非常溫換熱器為工作在非室溫環境下的溫換熱器；所述諧振裝置包括一個雙U型管18，該雙U型管18內裝有互不相溶的液體A和液體B ;液體B裝于所述雙U型管18的第一根豎直管上部，液體A裝于所述雙U型管18的管內其余部分；所述雙U型管18的三根豎直管內液面之上分別具有第一空腔、中間空腔和第二空腔；所述第二室溫換熱器5與所述雙U型管18的中間空腔相連；所述雙U型管18的第二空腔與所述油潤滑發電機8相連，所述第二空腔位于雙U型管18裝有液體B的豎直管上部;三級串接的基本單元中的首級基本單元的雙U型管18的第一空腔與中級基本單元的熱聲轉換裝置的第一常溫換熱器I相連，中級本單元的雙U型管18的第一空腔與末級基本單元的熱聲轉換裝置的第一常溫換熱器I相連，末級基本單元的雙U型管18的第一空腔與首級熱聲轉換裝置的第一常溫換熱器I相連。本實施例的液體A可以為水或液態汞(任一離子液體均可以)；液體B與油潤滑發電機8的潤滑油相同，系統工作時，向非常溫換熱器3內加入熱量，將其溫度升高，回熱器2內就會建立一定的溫度梯度，當該溫度梯度增大到一定值時，系統內就會產生自激振蕩的壓力波，壓力波在回熱器2和非常溫換熱器3內將熱能吸收并轉換為聲波形式的機械能進入熱緩沖管4、第二常溫換熱器5和雙U型管，推動液體A和液體B做往復運動；液體B將其中一部分能量進一步傳遞給油潤滑發電機8，通過油潤滑發電機8將機械能轉換為電能，液體A則將剩余能量反饋給下一級基本單元中的第一常溫換熱器I ;在該系統中因為液體B與液體A互不溶解，并且液體A比液體B的密度小，因此液體B始終位于與油潤滑壓縮機相連的豎直管內，不會進入熱聲轉換裝置內，因此熱聲轉換裝置可以保持其高效的性能，其產生的聲功可以被高效、工藝成熟、廉價的油潤滑壓縮機轉換為電能輸出。在本實施例中，非常溫換熱器3也可以保持在低溫狀態，這樣回熱器2內同樣也可以建立溫度梯度，也可以讓系統產生自激振蕩的壓力波對外輸出電能，但功流傳輸的方向會發生改變；壓力波在回熱器2內將熱能吸收并轉換為聲波形式的機械能進入第一常溫換熱器I和雙U型管，推動液體A和液體B做往復運動；液體B將其中一部分能量進一步傳遞給油潤滑發電機，通過發電機將機械能轉換為電能，液體A則將其余能量反饋給另一個基本單元中的第二常溫換熱器5、熱緩沖管4和非常溫換熱器3。實施例2:圖4為本專利技術熱聲雙作用油潤滑發電系統的第二實施例的示意圖，它有四級基本單元，每級基本單元中的熱聲轉換裝置和諧振裝置與第一實施例相同，但在諧振裝置的雙U型管18的三根豎直管的液面上均漂浮有一個固體浮子17 ;固體浮子的直徑比豎直管直徑略小，基本占據了整個液面，這樣主要是為了防止液體在高速振動時位于液面本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種熱聲雙作用油潤滑發電系統，其特征在于，其具有至少三級串接的基本單元，每級基本單元均由一個熱聲轉換裝置、一個諧振裝置和一個油潤滑發電機(8)組成；所述熱聲轉換裝置由依次連接的第一室溫換熱器(1)、回熱器(2)、非室溫換熱器(3)、熱緩沖管(4)和第二室溫換熱器(5)組成；所述非常溫換熱器為工作在非室溫環境下的換熱器；所述諧振裝置包括一個雙U型管(18)，該雙U型管(18)內裝有互不相溶的液體A和液體B；液體B裝于所述雙U型管(18)的第一根豎直管上部，液體A裝于所述雙U型管(18)的管內其余部分；所述雙U型管(18)的三根豎直管內液面之上分別具有第一空腔、中間空腔和第二空腔；所述第二室溫換熱器(5)與所述雙U型管(18)的中間空腔相連；所述雙U型管(18)的第二空腔與所述油潤滑發電機(8)相連，所述第二空腔位于雙U型管(18)裝有液體B的豎直管上部；至少三級串接的基本單元中的上一級基本單元的雙U型管(18)的第一空腔與下一級基本單元的熱聲轉換裝置的第一常溫換熱器(1)相連，末級基本單元的雙U型管(18)的第一空腔與首級熱聲轉換裝置的第一常溫換熱器(1)相連。

【技術特征摘要】
1.一種熱聲雙作用油潤滑發電系統，其特征在于，其具有至少三級串接的基本單元，每級基本單元均由一個熱聲轉換裝置、一個諧振裝置和一個油潤滑發電機(8)組成； 所述熱聲轉換裝置由依次連接的第一室溫換熱器(I)、回熱器(2)、非室溫換熱器(3)、熱緩沖管(4)和第二室溫換熱器(5)組成；所述非常溫換熱器為工作在非室溫環境下的換熱器； 所述諧振裝置包括一個雙U型管(18)，該雙U型管(18)內裝有互不相溶的液體A和液體B;液體B裝于所述雙U型管(18)的第一根豎直管上部，液體A裝于所述雙U型管(18)的管內其余部分；所述雙U型管(18)的三根豎直管內液面之上分別具有第一空腔、中間空腔和第二空腔；所述第二室溫換熱器(5)與所述雙U型管(18)的中間空腔相連；所述雙U型管(18)的第二空腔與所述...

【專利技術屬性】
技術研發人員：羅二倉，胡劍英，吳張華，戴巍，余國瑤，陳燕燕，王曉濤，
申請(專利權)人：中國科學院理化技術研究所，
類型：發明
國別省市：