[发明专利]基于行驻波正交叠加声场的热声发动机驱动热声制冷机

权利要求书

1.一种基于行驻波正交叠加声场的热声发动机驱动热声制冷机，包括：环状的行波通道(2)、一个或多个制冷单元驻波管(1)、一个或多个声波发生单元驻波管(10)，其特征在于：所述制冷单元驻波管(1)与行波通道(2)垂直相交，在交汇处放置由制冷单元室温端冷却器(3)、制冷单元热声回热器(4)、冷头(5)依次相连组成的热声制冷单元(A)，所述声波发生单元驻波管(10)与行波通道(2)垂直相交，在交汇处放置由声波发生单元室温端冷却器(6)、声波发生单元热声回热器(7)和高温端加热器(8)依次相连组成的声波发生单元(B)，所述制冷单元驻波管(1)提供的驻波成分与行波通道(2)提供的行波成分在热声制冷单元(A)处正交叠加，所述声波发生单元驻波管(10)提供的驻波成分与行波通道(2)提供的行波成分在声波发生单元(B)处正交叠加，热声制冷单元(A)位于制冷单元驻波管(1)中压力波幅附近，声波发生单元(B)位于声波发生单元驻波管(10)中压力波幅附近，利用驻波成分的高阻抗特性和行波成分的行波相位特性，使得热声制冷单元(A)和声波发生单元(B)均工作于高阻抗行波相位区。

2.如权利要求书1所述的基于行驻波正交叠加声场的热声发动机驱动热声制冷机，其特征在于：所述一个或多个制冷单元驻波管(1)、所述一个或多个声波发生单元驻波管(10)与行波通道(2)中声波振荡频率相同。

3.如权利要求书1所述的基于行驻波正交叠加声场的热声发动机驱动热声制冷机，其特征在于：所述制冷单元热声回热器(4)的温度梯度方向与行波通道(2)中声功传播方向相反，所述温度梯度方向指由低温端指向高温端的方向。

4.如权利要求书1所述的基于行驻波正交叠加声场的热声发动机驱动热声制冷机，其特征在于：所述声波发生单元热声回热器(7)的温度梯度方向与行波通道(2)中声功传播方向一致，声功经过多级声波发生单元(B)逐级放大。

5.如权利要求书1所述的基于行驻波正交叠加声场的热声发动机驱动热声制冷机，其特征在于：所述的驻波管(1)为1/4波长管或半波长管。

6.如权利要求书1所述的基于行驻波正交叠加声场的热声发动机驱动热声制冷机，其特征在于：还包括安装于所述行波环路中的直流抑制器(9)。

7.如权利要求书1或6所述的基于行驻波正交叠加声场的热声发动机驱动热声制冷机，其特征在于：所述的直流抑制器(9)为金属弹性膜、有机弹性膜或喷射泵。

8.如权利要求书7所述的基于行驻波正交叠加声场的热声发动机驱动热声制冷机，所述的有机弹性膜为硅胶、橡胶、或聚酯塑料制作的弹性膜片；所述的金属弹性膜为弹簧钢、铍青铜或不锈钢制作的弹性膜片。

9.如权利要求书1所述的基于行驻波正交叠加声场的热声发动机驱动热声制冷机，其特征在于：使用氦气、氩气、氖气、氪气、二氧化碳、氩气或氢气中的一种或者多种气体组成的混合气体作为工作介质。

10.如权利要求书1所述的基于行驻波正交叠加声场的热声发动机驱动热声制冷机，其特征在于：所述制冷单元驻波管(1)和声波发生单元驻波管(10)共同连接到谐振腔(11)。