一种膜片式固体热声发电装置的制作方法

本发明涉及的是一种热声效应装置，具体地说是热声效应发电装置。

背景技术：

热声发电装置是一种利用热声效应将热能、声能通过一次或多次过程转化为电能的装置。

热声效应是指固体介质与振荡流体之间产生的时均能量效应，产生沿着(或逆着)声传播方向的时均热流和时均功流。

压电效应是指某些电介质在沿一定方向上受到外力的作用而变形时，其内部会产生极化现象，同时在它的两个相对表面上出现正负相反的电荷。当外力去掉后，它又会恢复到不带电的状态，这种现象称为正压电效应。当作用力的方向改变时，电荷的极性也随之改变。

目前，热声效应多应用于以流体为介质的热声发动机，但由于其稳定性、功率以及设备空间利用率等问题，尚未得到有效的应用。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供简易、高可靠性的一种膜片式固体热声发电装置。

本发明的目的是这样实现的：

一种膜片式固体热声发电装置，其特征是：包括发电单元，所述发电单元包括弾性轴、压电薄膜，弾性轴的中部设置固体导热介质，固定导热介质的两端分别设置热端和冷端，压电薄膜套于热端与冷端之间，并与冷端一侧相连，压电薄膜外部连接连接环，连接环与工程设备布置于一体,在冷端、热端温差的作用下，弹性轴由于热声效应发生往复振动，压电薄膜亦发生往复振动从而产生电能，通过储电设备储存产生的电能。

本发明还可以包括：

1、发电单元与发电单元之间串联、并联或者混联。

2、所述压电薄膜为pvdf压电薄膜，弹性轴制作材料为导热材料，压电薄膜与弹性轴之间采取胶粘材料进行固结。

本发明的优势在于：本发明通过固体热声效应，将冷、热端之间的温差转化为弹性杆的往复振动，通过压电效应将机械能转化为电能进行储存，在本发明中，采用固体介质进行发电，不需要考虑装置的气密性，降低了热声发电的成本，且其结构简单，在冷、热两端温差不发生剧烈波动时，发电量稳定，具有一定的工程意义。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的剖视图；

图3为弾性轴的示意图。

具体实施方式

下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：

结合图1-3，一种膜片式固体热声发电装置，包括冷端6、热端2、连接环4、固体导热介质3、胶粘材料7、弹性轴1、压电薄膜5，在冷端6及热端2的作用下，弹性轴1由于热声效应发生往复振动，将压电薄膜5固结于弾性轴1冷端6附近，在弹性杆1的往复振动过程中，压电薄膜5亦会发生往复振动，由于压电效应压电薄膜5上将会产生电能，当冷6、热端2之间的温差不出现大幅度波动时，膜片式固体热声发电装置的发电频率达到稳定，此时通过电容器等储电设备即可储存膜片式固体热声发电装置所产生的电能。

作为上述技术方案的进一步改进，若干个膜片式固体热声发电装置进行串联，串联过程中冷6、热端2分别对应；或若干个膜片式固体热声发电装置进行并联，并联过程中冷6、热端2分别对应；或若干个膜片式固体热声发电装置进行混联，混联过程中冷6、热端2分别对应。

采取胶粘材料将压电薄膜5与连接环4结合为整体，将连接环4与工程设备布置于一体，在具有冷端6及热端2的弹性杆1上，在弹性轴1中部设置固体导热介质3，并在固体导热介质3两端设置绝热层，使固体导热介质3左右两端具有温度差，且温度在固体导热介质的分布上呈阶梯状，弾性轴1一端固定于刚体表面，由此完成整个装置的搭建。

技术特征：

技术总结
本发明的目的在于提供一种膜片式固体热声发电装置，包括发电单元，所述发电单元包括弾性轴、压电薄膜，弾性轴的中部设置固体导热介质，固定导热介质的两端分别设置热端和冷端，压电薄膜套于热端与冷端之间，并与冷端一侧相连，压电薄膜外部连接连接环，连接环与工程设备布置于一体。本发明通过固体热声效应，将冷、热端之间的温差转化为弹性杆的往复振动，通过压电效应将机械能转化为电能进行储存，在本发明中，采用固体介质进行发电，不需要考虑装置的气密性，降低了热声发电的成本，且其结构简单，在冷、热两端温差不发生剧烈波动时，发电量稳定，具有一定的工程意义。

技术研发人员：杜敬涛;赵雨皓;刘杨
受保护的技术使用者：哈尔滨工程大学
技术研发日：2018.12.07
技术公布日：2019.04.16