[發明專利]用于慣性管調相的聲功放大器及其脈管制冷機

無效

• 申請號: 200910100287.4
• 申請日: 2009-06-29
• 公開（公告）號: CN101603743A
• 公開（公告）日: 2009-12-16
• 發明（設計）人: 甘智華;范炳燕;陳杰;邱利民
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: F25B9/14
• 分類號: F25B9/14
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司
• 代理人: 張法高

技術領域

本發明涉及聲功放大器和采用慣性管調相的脈管制冷機，尤其涉及一種用于慣性管調相的聲功放大器及其脈管制冷機。?

背景技術

脈管制冷機無低溫下的運動部件，具有結構簡單、成本低、機械振動小、可靠性高、壽命長等優點，成為當前低溫制冷機的研究熱點。相比GM型脈管制冷機，斯特林型脈管制冷機由于體積小、結構緊湊，受到廣泛關注。由焓流調相理論可知，質量流和壓力波之間的相位差對脈管制冷機的制冷性能影響很大，所以選擇恰當的調相機構對提高脈管制冷機性能有著重要意義。目前脈管制冷機根據調相方式主要可分為以下三種：小孔型、雙向進氣型、慣性管型。與小孔型調相方式相比，慣性管利用細長管內振蕩氣流的慣性作用來調節相位差，具有更寬的相位調節能力和更好的性能。與雙向進氣型調相方式相比，慣性管型結構中沒有環路，可消除由于直流現象引起的脈管冷端溫度的波動，因此，慣性管調相方式更適用于斯特林型高頻脈管制冷機。?

Radebaugh等人的研究表明：在交變流動中，當回熱器中部質量流和壓力波同相的時候，脈管制冷機的制冷效率最高，此時回熱器熱端的質量流約超前壓力波30°，冷端的質量流約落后壓力波30°，這就要求在慣性管入口處質量流落后壓力波約60°，這就意味著慣性管要有至少60°的調相能力。對于冷端PV功較小的脈管制冷機來說，慣性管入口質量流落后壓力波60°是不現實的，迫切需要提高脈管熱端的聲功，增強慣性管調相能力，以滿足調相角度！?

對于理想的回熱器，其熱端聲功與冷端聲功之比正比于熱端溫度與冷端溫度，利用這一原理，在脈管內適當位置填入回熱材料，將具有將冷端聲功放大的作用，也即本發明的核心內容，這使得脈管熱端慣性管可獲得所需要的相位調節。?

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的不足，提供一種用于慣性管調相的聲功放大器及其脈管制冷機。?

用于慣性管調相的聲功放大器是：在脈管內距熱端X處填充長度為L的回熱材料，滿足X-L＞0。?

一種帶有聲功放大器的脈管制冷機包括一級壓縮機、一級回熱器、一級脈?管、一級聲功放大器、一級慣性管、一級氣庫，一級壓縮機與一級回熱器熱端相連，一級回熱器冷端與一級脈管冷端相連，一級脈管熱端經一級慣性管與一級氣庫相連，一級聲功放大器位于一級脈管內距熱端X處，一級聲功放大器的長度為L，X-L＞0。?

一種帶有聲功放大器的脈管制冷機包括一級壓縮機、一級回熱器、一級脈管、一級聲功放大器、一級慣性管、一級氣庫，二級壓縮機、二級回熱器預冷段、二級回熱器段、二級脈管、二級聲功放大器、二級慣性管、二級氣庫，熱橋，一級壓縮機與一級回熱器熱端相連，一級回熱器冷端與一級脈管冷端相連，一級脈管熱端經一級慣性管與一級氣庫相連，一級聲功放大器位于一級脈管內距熱端X處，一級聲功放大器的長度為L，X-L＞0。二級壓縮機與二級回熱器預冷段熱端相連，二級回熱器預冷段冷端與二級回熱器段熱端相連，二級回熱器段冷端與二級脈管冷端相連，二級脈管熱端經二級慣性管與二級氣庫相連，二級聲功放大器位于二級脈管內距熱端X處，二級聲功放大器的長度為L，X-L＞0。二級回熱器預冷段冷端通過熱橋與一級冷端相連。?

一種帶有聲功放大器的脈管制冷機包括一級脈管、一級聲功放大器、一級慣性管、一級氣庫，二級壓縮機、二級回熱器預冷段、二級回熱器段、二級脈管、二級聲功放大器、二級慣性管、二級氣庫，熱橋，一級脈管冷端與二級回熱器預冷段 冷端相通，一級脈管熱端經一級慣性管與一級氣庫相連，一級聲功放大器位于一級脈管內距熱端X處，一級聲功放大器的長度為L，X-L＞0。二級壓縮機與二級回熱器預冷段熱端相連，二級回熱器預冷段冷端與二級回熱器段熱端相連，二級回熱器段冷端與二級脈管冷端相連，二級脈管熱端經二級慣性管與二級氣庫相連，二級聲功放大器位于二級脈管內距熱端X處，二級聲功放大器的長度為L，X-L＞0。?

本發明通過在脈管內增加聲功放大器，增大脈管熱端的聲功，從而增大慣性管的調相角度，提高制冷機的性能。對于理想的回熱器，其熱端聲功與冷端聲功之比正比于熱端溫度與冷端溫度，利用這一原理，在脈管內適當位置增加聲功放大器，將具有將冷端聲功放大的作用，也即本發明的核心內容，這使得脈管熱端慣性管可獲得所需要的相位調節。?

附圖說明

圖1是帶有聲功放大器的單級脈管制冷機示意圖，聲功放大器位于脈管適當位置；?

圖2(a)是帶有聲功放大器的兩級熱耦合型脈管制冷機示意圖，一級和二?級均采用聲功放大器；?