[實用新型]一種用于聲能自由活塞式機器的內置水冷換熱器

有效

• 申請號: 201721828803.1
• 申請日: 2017-12-25
• 公開（公告）號: CN208579662U
• 公開（公告）日: 2019-03-05
• 發明（設計）人: 陳曦;楊厚成
• 申請（專利權）人: 陜西仙童科技有限公司
• 主分類號: F28D21/00
• 分類號: F28D21/00;F25B9/14
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 王永偉;陸惠中

本實用新型公開了一種用于聲能自由活塞式機器的內置水冷換熱器，包括依次連接的換熱外翅片、水套外殼體、水套內殼體及換熱內翅片，水套外殼體、水套內殼體之間設有水側流通道，水套外殼體與水套內殼體上下兩端的組合處設有供液集管和回液集管，換熱外翅片的外壁及換熱內翅片的內壁分別設有散熱翅片組；本實用新型的有益效果是：采用內置水冷換熱器的結構，有效減少了接觸熱阻，降低傳熱溫差，提高機器熱效率，相比于傳統的風冷翅片式換熱器，水冷換熱具有更高的傳熱系數，制冷機外側無需加設翅片或者水套，使整機結構更加緊湊。

技術領域

本實用新型是涉及一種內置水冷換熱器，具體說，是涉及一種用于聲能自由活塞式機器的內置水冷換熱器，屬于熱交換技術領域，特別是熱交換領域中的聲能自由活塞式機器熱端散熱器體的設計與制造。

背景技術

1861年，Stirling提出了一種由兩個等溫壓縮和膨脹過程與兩個等容回熱過程組成的閉式熱力循環，稱為斯特林循環，也就是聲能自由活塞式機器的基本熱力學原理。

聲能自由活塞式熱機利用熱在壓力氣體中產生自激振蕩這一熱聲現象，可將熱能轉換為壓力波動(聲能)，從而實現熱能轉化為機械能。相反，聲能自由活塞式制冷機利用熱聲逆效應可以實現從低溫熱源吸熱再釋放至高溫熱源的制冷過程。聲能自由活塞式機器具有諸多優點，例如：a.采用惰性氣體作為工質，因此不會導致臭氧破壞和溫室效應。b.基本結構非常簡單緊湊，壽命長、可靠性高。c.采用無油潤滑和間隙密封技術，任意角度均可正常運行。

熱端換熱器作為聲能自由活塞式機器中的關鍵部件，對整機性能起著至關重要的影響，若熱端換熱不充分，則整機的能效比會大幅下降。傳統的熱端換熱器多采用將狹縫式換熱器置于氣缸與機殼間的環形空間內，狹縫換熱器外壁面緊貼機殼內壁面。此種結構所帶來的不利影響為狹縫換熱器與機殼內壁面存在著較大的接觸熱阻，且機殼通常為鋼材，導熱系數較低，所以導致熱端換熱不充分，制冷機性能下降，且由于在機殼外部再加裝翅片，使整機體積增大。

實用新型內容

為了解決上述技術問題和技術需求，本實用新型提出一種用于聲能自由活塞式機器的內置水冷換熱器，氣體工質與換熱外翅片和換熱內翅片充分接觸換熱，進而將熱量傳導至水套殼體，循環水流過水套外殼體和水套內殼體組合形成的水側流通通道，將聲能自由活塞式機器熱端產生的熱量導出。

為實現上述目的，本實用新型采用的技術方案如下：

一種用于聲能自由活塞式機器的內置水冷換熱器，其特征在于：所述內置水冷換熱器為圓形，包括依次連接的換熱外翅片、水套外殼體、水套內殼體及換熱內翅片，水套外殼體、水套內殼體之間設有水側流通道，水套外殼體與水套內殼體上下兩端的組合處設有供液集管和回液集管，換熱外翅片的外壁及換熱內翅片的內壁分別設有散熱翅片組。

作為優選方案，所述的水側流通道包括水套外殼體與水套內殼體在兩者連接的表面開有多個環狀的、截面為矩形的凹槽，水套外殼體與水套內殼體上的凹槽共同組成水側流通通道。

作為優選方案，所述的水套外殼體、水套內殼體的上的凹槽為相互錯開排列設置。

作為優選方案，所述的水套外殼體與水套內殼體上下兩端均有半圓弧凸臺，并延伸到內側形成錐形凹槽，組合構成水側的供液集管和回液集管。

作為進一步優選方案，所述的供液集管和回液集管接口上分別設有進液管和回液管，所述的水套外殼體、水套內殼體的下端設有連接凸臺。

作為進一步優選方案，作為進一步優選方案，所述的環狀的凹槽寬度約為0.5mm～2mm，高度約為0.3mm～1mm，每個凹槽間距為0.5mm～2mm。

作為進一步優選方案，所述的換熱外翅片與水套外殼體、水套內殼體與換熱內翅片之間采用焊接連接。

與現有技術相比，本實用新型具有如下有益效果：