、第一回热器102和第一热端换热器103的长度之和；
所述的法兰加厚垫具有互补型结构，一侧能与M型凹凸面法兰对接，另一侧能与F型凹凸面法兰对接，材料为不锈钢。
[0021]所述的利用中温热源的可调式行波热声热机系统，其中，由第二主室温冷端换热器101b、第二回热器102b、第二热端换热器103b、法兰加厚垫123以及热声核套筒114组成热声热机第二热声核结构。
[0022]本发明所提供的利用中温热源的可调式行波热声热机系统，由于采用了①在传统行波热声热机环路中的合适位置增加至少一级热声热机单元，使得声功在环路中逐级放大，达到提高系统热效率，降低系统起振温度的目的，并同时能做到在单级热声热机和双级热声热机之间手动切换;②在本发明中应用一种新型热声核结构，通过此结构能够实现对回热器长度的离散性调节;③将热声热机环路分成若干段，每段用法兰连接，通过更换不同长度的谐振管段，使得谐振管的总长度为1/4波长、1/2波长或3/4波长，从而实现对行波热声热机系统的频率调节;④在热声热机环路中的合适位置加装调节阀，通过控制调节阀的开度，实现对系统中压力波动和速度波动的相位调节，并保证回热器处在系统高声阻抗区域，同时还能达到控制输出声功的目的;⑤在热声热机环路中加装等径三通。通过控制非环路三通支管的长度来实现热声热机系统与外置负载的匹配性调节。
[0023]并且本发明具有如下优点:
本热声热机系统的可调性主要体现在:①热声热机级数可调;②回热器长度可调;③系统自激振荡频率可调;④压力波与速度波相位可调;⑤系统与外置负载匹配性可调。
[0024]
【附图说明】
[0025]图1是本发明第一实施例的利用中温热源的可调式单级行波热声热机系统的结构示意图。
[0026]图2是本发明第二实施例的利用中温热源的可调式双级行波热声热机系统的结构示意图。
[0027]图3是本发明实施例的热声热机系统的可调节回热器长度的热声核结构示意图。
[0028]图4是本发明热声热机系统实施例的法兰加厚垫结构示意图。
[0029]图5是本发明热声热机系统的热声核套筒结构示意图。
[0030]
【具体实施方式】
[0031]本发明提供了一种利用中温热源的可调式行波热声热机系统，包括至少一个行波热声热机单元，本实施例采用一个或两个行波热声热机单元、反馈环路、谐振管、调节阀、负载以及必要的法兰连接件和T型三通组成的环形结构。热声热机单元包括依次相连的主室温冷端换热器、回热器、热端热器、热缓冲管、次室温冷端换热器。本热声热机系统的可调性主要体现在:①热声热机级数可调；②回热器长度可调；③系统自激振荡频率可调；④压力波与速度波相位可调;⑤系统与外置负载匹配性可调。
[0032]为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0033]实施例1 请参见图1，图1是本发明第一实施例的利用中温热源的可调式单级行波热声热机系统的结构示意图。图1所示的利用中温热源的可调式单级行波热声热机系统，包括顺次相连的:
用于冷却气体工质，同时保证第一回热器(102)与之接触的平面恒定在室温温度下的第一主室温冷端换热器(101);
用于发生热声效应的第一回热器(102);
用于向系统输入热能，同时保证第一回热器(102)与之接触的平面恒定在相对高温温度下的第一热端换热器(103)；
用于防止第一热端换热器(103)与第一次室温冷端换热器(105)直接接触而发生热短路现象的第一热缓冲管(104);
用于吸收因静电导热或瑞利声流而未被完全消除的余热的第一次室温冷端换热器(105)；
用于连接谐振管(107)及反馈环路的T型三通(106);
以及用于传输气体工质及调整系统声场分布的反馈环路；
所述的T型三通(106)的非环路支管与用于输出声功的谐振管(107)以及负载(108)相连。这里，可以通过更换不同长度的谐振管107来控制单级行波热声热机系统的自激振荡频率，同时根据输出的频率特性实现负载与系统的良好匹配。
[0034]所述的反馈环路包括五段谐振直管(109&、109(:、113)、两个1]型弯管10%、一段变径管112、八对法兰110以及调节阀111，通过控制调节阀111的开度能实现系统内压力波与速度波相位的调整，同时控制系统输出功率的大小。
[0035]即本实施例1中，如图1所示，所述的反馈环路包括依次相连接的用于传递气体工质的第一谐振直管(109a)、第一 U型弯管(109b)、第二谐振直管(109c)，与第二谐振直管(109c)连接的用于传递气体工质的的第三谐振直管(113)、第四谐振直管(109d)、第二 U型弯管(109e)、第五谐振直管(109f)、以及一段用于导流的第一变径管(112)、通过所述变径管(112)连接至第一主室温冷端换热器(101);
在所述反馈环路的各部分连接处设置通过法兰(110)连接；
并在所述第三谐振直管(113)内设置调节阀(111)，通过控制调节阀(111)的开度能实现系统内压力波与速度波相位的调整，同时控制系统输出功率的大小；
所述第一次室温冷端换热器(105)和调节阀的内径与谐振管106的内径相等。本发明实施例中，所述谐振管(107)可拆卸连接在所述T型三通(106)的非环路支管上，可更换不同长度的谐振管(107)来控制行波热声热机系统的自激振荡频率。
[0036]如图1所示，本实施例中，所述第一热端换热器103与一中温热源相连接，通过吸收热源的热量使得第一热端换热器103温度迅速升高，形成高温端。第一主室温冷端换热器101以及第一次室温冷端换热器105与一室温或低于室温热源相连接以形成室温端。第一回热器102—端与第一热端换热器103(高温端)相接，另一端与第一主室温冷端换热器101(室温端)相接，使得第一回热器102上形成一定的温度梯度，在此温度梯度的作用下，发生热声效应，实现了热能到声功的转换。产生的声功依次通过第一热端换热器103、第一热缓冲管104、第一次室温冷端换热器105，在T型三通处一部分声波进入谐振管107，最后被末端负载108消耗，另一部分声波沿着反馈环路振荡传播，通过第一谐振直管109a、第一U型弯管109b、第二谐振直管109c、调节阀111、第三谐振直管113以及变径管112，最后重新进入热声核TAEl，使得系统形成压力相位与体积流率相位同相的行波声场
所述热声核TAEl (第一主室温冷端换热器101、第一回热器102、第一热端换热器103)、变径管112以及第一热缓冲管104的截面流通面积大于第一次室温冷端换热器105、谐振管107、反馈环路以及调节阀111的截面流通面积。大的热声核TAEl横截面积可以有效降低回热器中气体工质的振荡速度，从而降低了回热器中的粘性损失。
[0037]所述谐振管107和反馈环路的截面流通面积为所述回热器102截面流通面积的I/
4。这样可保证第一回热器102处在系统的高声阻抗位置，同时也可减小谐振管107中气体振荡的粘性损失。
[0038]所述第一次室温冷端换热器105和调节阀111的内径与谐振管106的内径相等。
[0039]本图1所示的实施例1中，所述顺次相连的用于冷却气体工质，同时保证第一回热器(102)与之接触的平面恒定在室温温度下的第一主室温冷端换热器(101)、用于发生热声效应的第一回热器(102)、用于向系统输入热能，同时保证第一回热器(102)与之接触的平面恒定在相对高温温度下的第一热端换热器(103)、用于防止第一热端换热器(103)与第一次室温冷端换热器(105)直接接触而发生热短路现象的第一热缓冲管(104)、用于吸收因静电导热或瑞利声流而未被完全消除的余热的第一次室温冷端换热器(105)构成第一级行波热声热机单元。
[0040]所述的利用中温热源的可调式行波热声热机系统，可将单级热声热机系统反馈环路中的一段较长直管替换成热声热机单元，从而实现了单级热声热机系统到双级行波热声热机系统的转换，如实施例2所述。
[0041 ] 实施例2
本发明第二实施例的利用中温热源的可调式行波热声热机系统，如图2所示，在图1所示的利用中温热源的可调式单级行波热声热机系统基础上，将单级热声热机系统反馈环路中的一段较长直管(113)替换成第二级热声热机单元，从而实现了单级热声热机系统到双级行波热声热机系统的转换。所述的双级行波热声热机系统中包含两级行波热声热机单
J L ο
[0042]图2是本发明第二实施例的利用中温热源的可调式双级行波热声热机系统的结构示意图。如图2所示，将所述单级行波热声热机中的谐振直管113替换成第二级行波热声热机单元，所述第二级行波热声热机单元也包括