一種利用液態(tài)金屬導(dǎo)電的熱聲發(fā)電機(jī)制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及發(fā)電裝置技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種利用液態(tài)金屬導(dǎo)電的熱聲發(fā)電機(jī)。本發(fā)明專利技術(shù)提供的利用液態(tài)金屬導(dǎo)電的熱聲發(fā)電機(jī)包括一個(gè)內(nèi)部設(shè)有液態(tài)金屬的儲(chǔ)液管、至少一個(gè)熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)及至少一個(gè)摩擦發(fā)電機(jī)，儲(chǔ)液管的兩個(gè)端部中的至少一個(gè)與熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)連接，摩擦發(fā)電機(jī)包括連接形成導(dǎo)電環(huán)路的外接負(fù)載及兩個(gè)電極，兩個(gè)電極設(shè)于儲(chǔ)液管內(nèi)且其中一個(gè)電極始終與儲(chǔ)液管內(nèi)的液態(tài)金屬接觸，另一個(gè)電極的外表面設(shè)有發(fā)電材料層，熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)推動(dòng)儲(chǔ)液管內(nèi)的液態(tài)金屬做升降往復(fù)運(yùn)動(dòng)，以使得設(shè)有發(fā)電材料層的電極與液態(tài)金屬在接觸狀態(tài)和分離狀態(tài)之間切換。本申請(qǐng)通過(guò)設(shè)有液態(tài)金屬的儲(chǔ)液管起到諧振子的作用，導(dǎo)電性能優(yōu)異且性質(zhì)穩(wěn)定，可靠性強(qiáng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低。

Thermoacoustic generator using liquid metal conducting

The invention relates to the technical field of a power generation device, in particular to a thermoacoustic generator which is made of liquid metal. The liquid storage provided by liquid metal conductive thermal acoustic generator includes a liquid metal inside the tube, at least one of the thermoacoustic engine and at least one friction generator, two ends of the liquid storage tube and at least one of the thermoacoustic engine connected friction generator includes forming a conductive connection loop the external load and the two electrodes, two electrodes arranged on the liquid storage tube and one electrode always liquid metal in contact with liquid storage tube, the outer surface of another electrode material layer has a power, a thermoacoustic engine driven liquid metal liquid storage tube is made to make a lifting reciprocating motion. The electrode and the liquid metal material layer power switching between the contact state and the state of separation. The utility model has the advantages that the utility model has the advantages of good conductivity performance, stable property, high reliability, simple structure and low production cost.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及發(fā)電裝置
，尤其涉及一種利用液態(tài)金屬導(dǎo)電的熱聲發(fā)電機(jī)，具體涉及一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造成本低且能提高生產(chǎn)效率的利用液態(tài)金屬導(dǎo)電的熱聲發(fā)電機(jī)。
技術(shù)介紹
熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)是將熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的新型動(dòng)力裝置，如果將其與發(fā)電機(jī)相連，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能就構(gòu)成了一種熱聲發(fā)電機(jī)。熱聲發(fā)電機(jī)是一種外燃式的發(fā)電設(shè)備，可以利用廢熱、太陽(yáng)能、工業(yè)余熱等進(jìn)行發(fā)電，因此具有廣泛的應(yīng)用前景。如圖1為一種雙作用熱聲發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)，它由三個(gè)單元組成，每個(gè)單元包括熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)和直線電機(jī)。熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)的核心部件包括主水冷器1、回?zé)崞?、加熱器3、熱緩沖管4及次水冷器5；直線電機(jī)包括膨脹活塞11、膨脹腔11’、壓縮活塞12、壓縮腔12’、動(dòng)子13及定子14等。熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)的次水冷器5跟直線電機(jī)的膨脹腔11’相連，直線電機(jī)的壓縮腔12’再跟另一個(gè)單元中熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)的主水冷器1相連，這樣各單元之間首尾相連構(gòu)成一個(gè)環(huán)路。直線電機(jī)的活塞和動(dòng)子13起到諧振子的作用，決定系統(tǒng)的工作頻率。系統(tǒng)工作時(shí)，熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)的加熱器3溫度升高到一定值，系統(tǒng)就會(huì)產(chǎn)生自激的聲波振蕩，聲波消耗部分能量波推動(dòng)膨脹活塞11往復(fù)運(yùn)動(dòng)，將聲波形式的機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽暡ǖ氖Ｓ嗄芰客ㄟ^(guò)電機(jī)的動(dòng)子13傳遞到壓縮活塞12，再以聲波的形式進(jìn)入另一個(gè)單元的發(fā)動(dòng)機(jī)，聲波在回?zé)崞?中能量被放大后再推動(dòng)該單元中的膨脹活塞11工作。采用上述結(jié)構(gòu)的熱聲發(fā)電機(jī)，直線電機(jī)的膨脹活塞11及壓縮活塞12和動(dòng)子13采用板簧支撐，且膨脹活塞11及壓縮活塞12與氣缸之間采用精密的間隙密封以消除二者之間的摩擦，這對(duì)加工工藝提出了很高的要求，加工成本高且生存效率低下；另外直線電機(jī)的磁路、線圈等制作成本高，這些因素最后導(dǎo)致熱聲發(fā)電機(jī)生產(chǎn)成本較為昂貴，難以實(shí)用化。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
(一)要解決的技術(shù)問(wèn)題本專利技術(shù)的目的是：提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造成本低且能提高生產(chǎn)效率的利用液態(tài)金屬導(dǎo)電的熱聲發(fā)電機(jī)，以解決現(xiàn)有的熱聲發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、對(duì)加工工藝要求高而造成的成本高、生產(chǎn)效率低及實(shí)用性差的問(wèn)題。(二)技術(shù)方案為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本專利技術(shù)提供了一種利用液態(tài)金屬導(dǎo)電的熱聲發(fā)電機(jī)，包括一個(gè)內(nèi)部設(shè)有液態(tài)金屬的儲(chǔ)液管、至少一個(gè)熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)及至少一個(gè)摩擦發(fā)電機(jī)，所述儲(chǔ)液管的兩個(gè)端部中的至少一個(gè)與所述熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)連接，所述摩擦發(fā)電機(jī)包括連接形成導(dǎo)電環(huán)路的外接負(fù)載及兩個(gè)電極，所述兩個(gè)電極設(shè)于所述儲(chǔ)液管內(nèi)且其中一個(gè)所述電極始終與所述儲(chǔ)液管內(nèi)的液態(tài)金屬接觸，另一個(gè)所述電極的外表面設(shè)有發(fā)電材料層，所述熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)推動(dòng)所述儲(chǔ)液管內(nèi)的液態(tài)金屬做升降往復(fù)運(yùn)動(dòng)，以使得所述設(shè)有發(fā)電材料層的電極與所述液態(tài)金屬在接觸狀態(tài)和分離狀態(tài)之間切換。其中，所述熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)包括第一端及第二端，所述儲(chǔ)液管的端部與所述熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)的第一端連接，且該端部通過(guò)反饋管與所述熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)的第二端連接。其中，所述熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)包括依次連接的主冷水器、回?zé)崞鳌⒓訜崞鳌峋彌_管及次水冷器，所述次水冷器與所述儲(chǔ)液管的端部連接，所述主冷水器通過(guò)所述反饋管與該端部連接。其中，所述熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)包括依次連接的熱腔、加熱器、回?zé)崞骷爸骼渌鳎鲋骼渌髋c所述儲(chǔ)液管的端部連接。其中，所述儲(chǔ)液管的兩個(gè)端部均設(shè)有浮子，且設(shè)于靠近所述摩擦發(fā)電機(jī)的儲(chǔ)液管端部的浮子構(gòu)造有兩個(gè)用于穿設(shè)所述兩個(gè)電極的通孔。其中，所述外表面設(shè)有發(fā)電材料層的電極的下端為針尖結(jié)構(gòu)。其中，所述儲(chǔ)液管包括第一端和第二端，所述摩擦發(fā)電機(jī)的數(shù)量為兩個(gè)，其中一個(gè)所述摩擦發(fā)電機(jī)的兩個(gè)電極設(shè)于靠近所述儲(chǔ)液管的第一端的端口處，另一個(gè)所述摩擦發(fā)電機(jī)的兩個(gè)電極設(shè)于靠近所述儲(chǔ)液管的第二端的端口處。其中，所述儲(chǔ)液管的剖面形狀為U型或V型或W型。其中，所述液態(tài)金屬為汞或鈉鉀混合物或鎵或鈉或鉀。其中，所述發(fā)電材料層為具有多個(gè)凸起結(jié)構(gòu)的發(fā)電材料層。其中，所述發(fā)電材料層采用聚酰亞胺或聚四氟乙烯或聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯或聚氯乙烯或聚二甲硅氧烷或聚對(duì)二甲苯材質(zhì)制成。(三)有益效果本專利技術(shù)的上述技術(shù)方案具有如下優(yōu)點(diǎn)：本專利技術(shù)提供了一種利用液態(tài)金屬導(dǎo)電的熱聲發(fā)電機(jī)，包括一個(gè)內(nèi)部設(shè)有液態(tài)金屬的儲(chǔ)液管、至少一個(gè)熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)及至少一個(gè)摩擦發(fā)電機(jī)，儲(chǔ)液管的兩個(gè)端部中的至少一個(gè)與熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)連接，摩擦發(fā)電機(jī)包括連接形成導(dǎo)電環(huán)路的外接負(fù)載及兩個(gè)電極，兩個(gè)電極設(shè)于儲(chǔ)液管內(nèi)且其中一個(gè)電極始終與儲(chǔ)液管內(nèi)的液態(tài)金屬接觸，另一個(gè)電極的外表面設(shè)有發(fā)電材料層，熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)推動(dòng)儲(chǔ)液管內(nèi)的液態(tài)金屬做升降往復(fù)運(yùn)動(dòng)，以使得設(shè)有發(fā)電材料層的電極與液態(tài)金屬在接觸狀態(tài)和分離狀態(tài)之間切換。本申請(qǐng)?zhí)峁┑膬?chǔ)液管替代傳統(tǒng)電機(jī)結(jié)構(gòu)中的活塞動(dòng)子，起到諧振子的作用，決定熱聲發(fā)電機(jī)的工作頻率，大大簡(jiǎn)化了傳統(tǒng)電機(jī)結(jié)構(gòu)，降低了對(duì)加工工藝的要求及生產(chǎn)成本，經(jīng)濟(jì)性好，實(shí)用性強(qiáng)，利于進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)及推廣；同時(shí)利用液態(tài)金屬導(dǎo)電，導(dǎo)電性能優(yōu)異且性質(zhì)穩(wěn)定，在保證發(fā)電效率的前提下又提高了發(fā)電機(jī)的可靠性。附圖說(shuō)明圖1是現(xiàn)有技術(shù)中熱聲發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本專利技術(shù)一種利用液態(tài)金屬導(dǎo)電的熱聲發(fā)電機(jī)實(shí)施例一的駐波熱聲發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本專利技術(shù)一種利用液態(tài)金屬導(dǎo)電的熱聲發(fā)電機(jī)實(shí)施例二的行波熱聲發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4中(a)至(d)為本專利技術(shù)一種利用液態(tài)金屬導(dǎo)電的熱聲發(fā)電機(jī)實(shí)施例一的利用液態(tài)金屬將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能的狀態(tài)變化圖。圖中：1：主冷水器；2：回?zé)崞鳎?：加熱器；4：熱緩沖管；5：次水冷器；6：儲(chǔ)液管；7、9：電極；8：發(fā)電材料層；10：外接負(fù)載；11：膨脹活塞；11’：膨脹腔；12：壓縮活塞；12’：壓縮腔；13：動(dòng)子；14：定子；15：熱腔；16：液態(tài)金屬；17：反饋管；18：浮子。具體實(shí)施方式為使本專利技術(shù)實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本專利技術(shù)實(shí)施例中的附圖，對(duì)本專利技術(shù)實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本專利技術(shù)的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本專利技術(shù)中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本專利技術(shù)保護(hù)的范圍。實(shí)施例一如圖2所示，本專利技術(shù)提供了一種利用液態(tài)金屬導(dǎo)電的熱聲發(fā)電機(jī)，其中，本實(shí)施例提供的熱聲發(fā)電機(jī)是由駐波熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的，熱聲發(fā)電機(jī)具體包括一個(gè)內(nèi)部設(shè)有液態(tài)金屬16的儲(chǔ)液管6、至少一個(gè)熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)及至少一個(gè)摩擦發(fā)電機(jī)，本申請(qǐng)利用液態(tài)金屬16導(dǎo)電，導(dǎo)電性能優(yōu)異且性質(zhì)穩(wěn)定，在保證發(fā)電效率的前提下又提高了發(fā)電機(jī)的可靠性；儲(chǔ)液管6的兩個(gè)端部中的至少一個(gè)與熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)連接，摩擦發(fā)電機(jī)包括連接形成導(dǎo)電環(huán)路的外接負(fù)載10及兩個(gè)電極，兩個(gè)電極設(shè)于儲(chǔ)液管6內(nèi)且其中一個(gè)電極始終與儲(chǔ)液管6內(nèi)的液態(tài)金屬16接觸，另一個(gè)電極的外表面設(shè)有發(fā)電材料層8，熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)推動(dòng)儲(chǔ)液管6內(nèi)的液態(tài)金屬16做升降往復(fù)運(yùn)動(dòng)，以使得設(shè)有發(fā)電材料層8的電極與液態(tài)金屬16在接觸狀態(tài)和分離狀態(tài)之間切換；在本實(shí)施例中，兩個(gè)電極分別為電極7和電極9，其中，電極9始終與液態(tài)金屬接觸，電極7上覆蓋有發(fā)電材料層8，在熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)推動(dòng)液態(tài)金屬16做升降往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，與液態(tài)金屬16在接觸狀態(tài)和分離狀態(tài)之間切換，以將機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋１旧暾?qǐng)?zhí)峁┑膬?chǔ)液管6替代傳統(tǒng)電機(jī)結(jié)構(gòu)中的活塞動(dòng)子，起到諧振子的作用，決定熱聲發(fā)電機(jī)的工作頻率，大大簡(jiǎn)化了傳統(tǒng)電機(jī)結(jié)構(gòu)，降低了對(duì)加工工藝的要求及生產(chǎn)成本，經(jīng)濟(jì)性好，實(shí)用性強(qiáng)，利于進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)及推廣。具體地，熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)包括依次連接的熱本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種利用液態(tài)金屬導(dǎo)電的熱聲發(fā)電機(jī)，其特征在于：包括一個(gè)內(nèi)部設(shè)有液態(tài)金屬的儲(chǔ)液管、至少一個(gè)熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)及至少一個(gè)摩擦發(fā)電機(jī)，所述儲(chǔ)液管的兩個(gè)端部中的至少一個(gè)與所述熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)連接，所述摩擦發(fā)電機(jī)包括連接形成導(dǎo)電環(huán)路的外接負(fù)載及兩個(gè)電極，所述兩個(gè)電極設(shè)于所述儲(chǔ)液管內(nèi)且其中一個(gè)所述電極始終與所述儲(chǔ)液管內(nèi)的液態(tài)金屬接觸，另一個(gè)所述電極的外表面設(shè)有發(fā)電材料層，所述熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)推動(dòng)所述儲(chǔ)液管內(nèi)的液態(tài)金屬做升降往復(fù)運(yùn)動(dòng)，以使得所述設(shè)有發(fā)電材料層的電極與所述液態(tài)金屬在接觸狀態(tài)和分離狀態(tài)之間切換。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種利用液態(tài)金屬導(dǎo)電的熱聲發(fā)電機(jī)，其特征在于：包括一個(gè)內(nèi)部設(shè)有液態(tài)金屬的儲(chǔ)液管、至少一個(gè)熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)及至少一個(gè)摩擦發(fā)電機(jī)，所述儲(chǔ)液管的兩個(gè)端部中的至少一個(gè)與所述熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)連接，所述摩擦發(fā)電機(jī)包括連接形成導(dǎo)電環(huán)路的外接負(fù)載及兩個(gè)電極，所述兩個(gè)電極設(shè)于所述儲(chǔ)液管內(nèi)且其中一個(gè)所述電極始終與所述儲(chǔ)液管內(nèi)的液態(tài)金屬接觸，另一個(gè)所述電極的外表面設(shè)有發(fā)電材料層，所述熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)推動(dòng)所述儲(chǔ)液管內(nèi)的液態(tài)金屬做升降往復(fù)運(yùn)動(dòng)，以使得所述設(shè)有發(fā)電材料層的電極與所述液態(tài)金屬在接觸狀態(tài)和分離狀態(tài)之間切換。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用液態(tài)金屬導(dǎo)電的熱聲發(fā)電機(jī)，其特征在于：所述熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)包括第一端及第二端，所述儲(chǔ)液管的端部與所述熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)的第一端連接，且該端部通過(guò)反饋管與所述熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)的第二端連接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用液態(tài)金屬導(dǎo)電的熱聲發(fā)電機(jī)，其特征在于：所述熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)包括依次連接的主冷水器、回?zé)崞鳌⒓訜崞鳌峋彌_管及次水冷器，所述次水冷器與所述儲(chǔ)液管的端部連接，所述主冷水器通過(guò)所述反饋管與該端部連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用液態(tài)金屬導(dǎo)電的熱聲發(fā)電機(jī)，其特征在于：所述熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)包括依次連接的熱腔、加熱器、回?zé)崞骷爸骼渌鳎鲋骼渌髋c所...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：胡劍英，羅二倉(cāng)，陳燕燕，吳張華，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中國(guó)科學(xué)院理化技術(shù)研究所，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：北京;11