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2016年2月8日

烹饪器中的扬声器如何如何动力电器和切割污染

贡献者:抢劫转手

热声炉原型
这是热声器件的原型,其附着在烹饪器中以产生电力。照片由保罗蒙哥马利提供

装有扬声器和其他廉价部件的设备可以清理脏,刀架烹调并将其转换为发电机。它是一个小型热声发电机,它连接到炉子上,将热量转换为声波,然后转化为电力。该概念植根于美国宇航局空间探测器推进技术,但它经济实惠足以用于发展区域。

宾夕法尼亚州立大学最近的机械工程毕业保罗蒙哥马利,去年开发了该设备的工作原型。正如他解释的那样,它使用炉子的剩余热量在谐振器内产生高幅度声波。然后,它通过反向操作的扬声器通信波以产生电力。其优点是其低成本预计约为25美元,而不是除扬声器之外的移动部位,它可能比热电发电机更有效。

看看内部,该装置由陶瓷的“堆栈”制成,该陶瓷“堆栈”在一端加热并在另一端冷却。堆叠在一个谐振器内,一端具有扬声器。这就是它的工作原理。

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该髓陶瓷“堆栈”位于谐振器内。堆叠的细胞矩阵在谐振器上运行长度明智,并允许空气来回流动。照片由保罗蒙哥马利提供

从热量到声音
Montgomery使材料成本降低,并从折叠的金属板内建立了一个谐振器,一个细长的腔室。内部是陶瓷堆叠,其是运行谐振器的长度的中空矩形通道的矩阵。当炉子烧伤生物质时,它会加热堆叠的一侧。堆叠的通道内的空气加热并扩展到另一侧。在那里,空气合同,因为它将热量消失为一个储物散热器,这块扁平的金属金属块,使大气进入大气中,就像在笔记本电脑中发现的那些。

当空气冷却时,它收缩。通过定义,谐振器内的振荡扩展和收缩是声波的。温度梯度越大 - 热和冷端之间的差异 - 空气膨胀和收缩的差异。这种动作提高了波浪的幅度,使其更响亮,更强大。这也解释了其一些效率。虽然热电发电机可以利用约200摄氏度的温度梯度,但这种发电机可以处理蒙哥马利的三次或四次。

从声音到电力
通常,扬声器将电力转换为振动锥体以产生声音的机械能。扬声器内的电磁铁称为音圈,被永磁体包围,并在该磁场内来回移动。流入电磁铁的电流快速切换方向,使电磁铁来回改变电磁铁的极性。切换极性会产生身份危机,交替地吸引电磁铁 - 并从永磁体的任一端排斥它。它的来回运动振动了锥体。什么东西有效有更多深入解释在演讲者内部发生了什么。

在蒙哥马利的设备中,振荡空气击中扬声器,超出堆叠的凉爽端。反向工作,声波来回振动锥体。锥形推动并拉动磁场内的电磁铁,发电。蒙哥马利E.Xplains详细设计本文由美国声学学会在线发表。

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保罗蒙哥马利在宾夕法尼亚州的实验室里拿着他的发明。照片由保罗蒙哥马利提供

干净的炉子拯救生命
一旦设备执行其声学魔法,它就会使用使用的炉子的转换热量来充电。电池可以亮起LED,充电电话或电源其他小型器件。但是 - 这是“清洁”部分 - 首先,它为一个小粉丝提供动力。

我们报告了另一个扇动烹饪灶具这里的概念是一样的。风扇将烟雾卷吹回燃烧的生物量,因此几乎可以焚烧所有材料。黑碳和其他温室气体和致癌物质被破坏而不进入厨房,厨师的肺部或大气。风扇还提高了炉灶的效率,因此它需要更少的燃料并更快烹饪。

为什么一个干净的厨师?蒙哥马利为他的项目吸引了灵感言论自说美国国务卿希拉里克林顿去年在克林顿全球倡议的年度会议上给了去年。她宣布推出新的政府和私营企业联盟,这些企业将推动更清洁的炊具。今天,全球所有家庭的近一半仍然用脏兮兮,喷射炉灶和开火。清洁厨房的全球联盟旨在通过2020年取代1亿件脏炉子和开火坑,这将是解决这个问题的良好开端。

下一步是什么
蒙哥马利去年毕业并将炉子原型归入即将到来的课程。原型证明了这项技术,但新课程将不得不增加它的电量。“未来的模型将使用移动磁铁传感器而不是扬声器,”蒙哥马利说。

新阶级可能会在秋季再次占据项目。史蒂文·瓦特雷特·古代学学院教授表示,他们将欢迎与该领域的专家合作。

资源
用于生物质燃烧的厨师炉灶的热声学共同发电机(蒙哥马利的纸)
清洁炉灶充电电子和缓解全球变暖
DIY太阳能炉和发电
希拉里克林顿在CGI的演讲

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抢劫转手

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