[实用新型]一种用于惯性管调相的声功放大器及其脉管制冷机

说明书

技术领域

本实用新型涉及声功放大器和采用惯性管调相的脉管制冷机，尤其涉及一种用于惯性管调相的声功放大器及其脉管制冷机。

背景技术

脉管制冷机无低温下的运动部件，具有结构简单、成本低、机械振动小、可靠性高、寿命长等优点，成为当前低温制冷机的研究热点。相比GM型脉管制冷机，斯特林型脉管制冷机由于体积小、结构紧凑，受到广泛关注。由焓流调相理论可知，质量流和压力波之间的相位差对脉管制冷机的制冷性能影响很大，所以选择恰当的调相机构对提高脉管制冷机性能有着重要意义。目前脉管制冷机根据调相方式主要可分为以下三种：小孔型、双向进气型、惯性管型。与小孔型调相方式相比，惯性管利用细长管内振荡气流的惯性作用来调节相位差，具有更宽的相位调节能力和更好的性能。与双向进气型调相方式相比，惯性管型结构中没有环路，可消除由于直流现象引起的脉管冷端温度的波动，因此，惯性管调相方式更适用于斯特林型高频脉管制冷机。

Radebaugh等人的研究表明：在交变流动中，当回热器中部质量流和压力波同相的时候，脉管制冷机的制冷效率最高，此时回热器热端的质量流约超前压力波30°，冷端的质量流约落后压力波30°，这就要求在惯性管入口处质量流落后压力波约60°，这就意味着惯性管要有至少60°的调相能力。对于冷端PV功较小的脉管制冷机来说，惯性管入口质量流落后压力波60°是不现实的，迫切需要提高脉管热端的声功，增强惯性管调相能力，以满足调相角度！

对于理想的回热器，其热端声功与冷端声功之比正比于热端温度与冷端温度，利用这一原理，在脉管内适当位置填入回热材料，将具有将冷端声功放大的作用，也即本实用新型的核心内容，这使得脉管热端惯性管可获得所需要的相位调节。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供一种用于惯性管调相的声功放大器及其脉管制冷机。

用于惯性管调相的声功放大器是：金属管内部填充回热材料，它位于距脉管热端X处，或在脉管内距热端X处填充长度为L的回热材料，满足X-L＞0。

一种带有声功放大器的脉管制冷机包括一级压缩机、一级回热器、一级脉管、一级声功放大器、一级惯性管、一级气库，一级压缩机与一级回热器热端相连，一级回热器冷端与一级脉管冷端相连，一级脉管热端经一级惯性管与一级气库相连，一级声功放大器位于距一级脉管内距热端X处，其中一级声功放大器距脉管热端的距离为X，一级声功放大器的长度为L，X-L＞0。

一种带有声功放大器的脉管制冷机包括一级压缩机、一级回热器、一级脉管、一级声功放大器、一级惯性管、一级气库，二级压缩机、二级回热器预冷段、二级回热器段、二级脉管、二级声功放大器、二级惯性管、二级气库，热桥，一级压缩机与一级回热器热端相连，一级回热器冷端与一级脉管冷端相连，一级脉管热端经一级惯性管与一级气库相连，一级声功放大器位于距一级脉管内距热端X处，其中一级声功放大器距脉管热端的距离为X，一级声功放大器的长度为L，X-L＞0.二级压缩机与二级回热器预冷段热端相连，二级回热器预冷段冷端与二级回热器段热端相连，二级回热器段冷端与二级脉管冷端相连，二级脉管热端经二级惯性管与二级气库相连，二级声功放大器位于距二级脉管内距热端X处，其中二级声功放大器距脉管热端的距离为X，二级声功放大器的长度为L，X-L＞0.二级回热器预冷段冷端通过热桥与一级冷端相连.

一种带有声功放大器的脉管制冷机包括一级脉管、一级声功放大器、一级惯性管、一级气库，二级压缩机、二级回热器预冷段、二级回热器段、二级脉管、二级声功放大器、二级惯性管、二级气库，热桥，一级脉管冷端与二级回热器预冷段热端相通，一级脉管热端经一级惯性管与一级气库相连，一级声功放大器位于距一级脉管内距热端X处，其中一级声功放大器距脉管热端的距离为X，一级声功放大器的长度为L，X-L＞0。二级压缩机与二级回热器预冷段热端相连，二级回热器预冷段冷端与二级回热器段热端相连，二级回热器段冷端与二级脉管冷端相连，二级脉管热端经二级惯性管与二级气库相连，二级声功放大器位于距二级脉管内距热端X处，其中二级声功放大器距脉管热端的距离为X，二级声功放大器A1的长度为L，X-L＞0。

本实用新型通过在脉管内增加声功放大器，增大脉管热端的声功，从而增大惯性管的调相角度，提高制冷机的性能。对于理想的回热器，其热端声功与冷端声功之比正比于热端温度与冷端温度，利用这一原理，在脉管内适当位置增加声功放大器，将具有将冷端声功放大的作用，也即本实用新型的核心内容，这使得脉管热端惯性管可获得所需要的相位调节。

附图说明