図1は、単一段熱音響熱機関を示す。熱音響熱機関の段当たりの音響パワー入力（利得）当たりの音響パワー出力の量は、再生器の高温端と低温端の間の温度比によって制限される。機関の全体的な利得を増加させるために、単一段熱音響熱機関を直列に接続して多段熱機関を形成することがある。しかしながら、従来技術の多段機関は、熱的にも機械的にも面倒で、体積的にも非効率であり、スケールダウンがうまく行われず、高い熱応力を受ける。これは、気体状の作動流体の音響パワー経路を、熱インターフェイスの共通セットに複数回露出させるために使用される幾何学的形状に起因する。折り返しループトポロジーは、熱インターフェイス点の共通のセットを提供するために使用されてきたが、非常に大きく、進行波熱機関のサブクラスに対してのみ機能する。

一実施形態における本発明は、単一のドーム型圧力容器内で同じ熱インターフェイスに複数回再アクセスするために、音響パワーパスのトポロジー的折り畳みを備えた多段進行波熱音響機関を包含する。本発明の熱音響機関は、ホットジョイントの最小化のため、製造がよりシンプルで安価であり、より信頼性が高い。