[發明專利]一種小孔型脈管熱聲制冷機

有效

• 申請號: 201811183493.1
• 申請日: 2018-10-11
• 公開（公告）號: CN109489300B
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發明（設計）人: 郭志敏
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: F25B23/00
• 分類號: F25B23/00
• 代理公司: 上?？剖⒅R產權代理有限公司 31225
• 代理人: 褚明偉

本發明涉及一種小孔型脈管熱聲制冷機，包括壓縮機、熱端換熱器、回熱器、冷端換熱器，壓縮機的壓縮腔、熱端換熱器、回熱器、冷端換熱器的一端順次連接，所述冷端換熱器的另一端分別與諧振管的一端及脈管的一端連接，所述諧振管的另一端與第一氣庫連接，所述脈管的另一端與第二氣庫連接，所述脈管與第二氣庫之間設置有小孔閥。與現有技術相比，本發明中脈管增加了膨脹做功的低溫氣體，脈管熱端的小孔閥可以調節制冷量；冷端換熱器連接的低溫下的諧振管起到調相作用，由于是在低溫，由粘性阻力與換熱而引起的聲功損失很小。因此，在熱聲制冷機冷端換熱器處連接脈管和小孔閥的結構可以提高熱聲制冷機的效率。

技術領域

本發明涉及制冷機，尤其是涉及一種小孔型脈管熱聲制冷機，屬于制冷領域。

背景技術

熱聲制冷機是一種利用熱聲效應，通過消耗聲功產生制冷量的制冷裝置。由壓力驅動裝置、熱端換熱器、熱聲板疊、低溫端熱交換器、諧振管、共振球組成。其原理是小氣團在熱聲板疊中沿其長度振動，氣體受壓力的作用，做絕熱壓縮和膨脹，因而產生溫度的變化。

小孔閥型脈管制冷機其原理是氣體在脈管里膨脹做功制冷。脈管里的氣體可分為三部分，一部分是參與膨脹制冷的氣體，處于低溫部分，在脈管與冷端換熱器之間運動。一部分是充當氣體活塞的氣體，始終在脈管中運動，并進行周期性的壓縮和膨脹。一部分穿梭于脈管熱端部分往復運動。

傳統的駐波型熱聲制冷機，其關鍵的思想是熱聲堆中的部分氣體經歷絕熱的溫度振蕩，在熱聲堆中，壓力和體積流率的相位角為90°，理想情況下其所產生的聲功為0，而純駐波是不傳送聲功的，依靠熱聲板疊中的不完全熱交換才產生制冷功，因此整機效率較低。

發明內容

本發明的目的就是為了提高基本型熱聲制冷機的效率而提出一種小孔型脈管熱聲制冷機。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

本發明在基本型的熱聲制冷機的基礎上，在其冷端連接脈管以及小孔閥和氣庫，將熱聲制冷機與小孔型脈管制冷機組合成為一種新型的小孔型脈管熱聲制冷機。

一種小孔型脈管熱聲制冷機，包括壓縮機、熱端換熱器、回熱器、冷端換熱器，壓縮機的壓縮腔、熱端換熱器、回熱器、冷端換熱器的一端順次連接，所述冷端換熱器分別與諧振管的一端及脈管的一端連接，所述諧振管的另一端與第一氣庫連接，所述脈管的另一端與第二氣庫連接，所述脈管與第二氣庫之間設置有小孔閥。

優選的，所述壓縮機的壓縮腔與熱端換熱器相連接，熱端換熱器另一端與回熱器熱端連接，回熱器冷端與冷端換熱器連接。

優選的，所述冷端換熱器的另一端分別與諧振管的一端及脈管的一端通過連接部件相連接。

優選的，所述諧振管的另一端與第一氣庫之間通過喇叭口連接，由諧振管向第一氣庫的流向，所述喇叭口橫截面積逐漸增大。

優選的，所述冷端換熱器的另一端與諧振管之間通過喇叭口連接，由冷端換熱器向諧振管的流向，所述喇叭口橫截面積逐漸縮小。

優選的，所述脈管兩端分別設有脈管冷端氣體均勻器、脈管熱端氣體均勻器，脈管兩端添加氣體均勻器，用以防止產生射流破壞脈管中的流場，使系統效率降低。

所述冷端換熱器的另一端與脈管冷端氣體均勻器連接，所述脈管熱端氣體均勻器與小孔閥相連接。

優選的，所述小孔閥與第二氣庫之間通過一個喇叭口連接，由小孔閥向第二氣庫的流向，所述喇叭口橫截面積逐漸增大。

優選的，所述熱端換熱器、回熱器、冷端換熱器、脈管采用直線式布置結構，或，

所述熱端換熱器、回熱器、冷端換熱器、脈管采用同軸式布置結構。

優選的，工作時，所述脈管的冷端、冷端換熱器、諧振管以及第一氣庫均處于低溫。