[发明专利]径流式自增压气波制冷装置及其制冷方法

权利要求书

1.一种径流式自增压气波制冷装置及其制冷方法，其特征在于：该装置包括高压气阀(2)，气波膨胀—压缩机(5)，冷却器(6)，冷交换器(8)和冷气阀(9)；其中气波膨胀—压缩机(5)的外圆周处有高压气入口(3)、低温低压气出口(1)，内圆周处有回温低压气入口(7)、中压气出口(4)；气波膨胀—压缩机(5)的内部有转动盘(22)，盘内有多条径向辐射排列、周边封闭、内外两端部开口的转动槽道(19)；固定的外圆周毂(12)上，开有两个气体径向通口，弧长短的是高压气喷口(11)，另一弧长长的是低压冷气导出口(17)；固定的扇形封挡体(14)上，也开有一个径向通口—压缩气导出口(13)，扇形封挡体(14)的外部圆弧空缺处，形成轴向开口的低压气导入口(15)；高压气从气波膨胀—压缩机(5)的高压气入口(3)进入，通过其外圆周毂(12)上的高压气喷口(11)，依次地短时脉冲射入与高压气喷口(11)瞬间对齐开口的各条转动槽道(19)中，通过气波的作用，将能量传递给转动槽道(19)内的低压气体，低压气被压缩、升温升压成中压气，通过气波膨胀—压缩机(5)的扇形封挡体(14)上的压缩气导出口(13)、从中压气出口(4)流出；中压气出了气波膨胀—压缩机(5)之后，先进入冷却器(6)中冷却，放出在被压缩时获得的热量，冷却之后再进到冷交换器(8)的热程中放热降温，产生中等压力而不是低压的冷气输出。而在转动槽道(19)内膨胀做功后的高压气体变成低温低压气，经气波膨胀—压缩机(5)的外圆周毂(12)上的低压冷气导出口(17)、从低温低压气出口(1)流出；然后，低温低压气直接进到冷交换器(8)的冷程中，将冷量交换给从冷却器(6)中出来的中压气，使其变成装置输出的制冷气；而从冷交换器(8)热程中出来的已回温的低压气，还要进到气波膨胀—压缩机(5)的回温低压气入口(7)，通过扇形封挡体(14)外部圆弧空缺处的低压气导入口(15)，从转动槽道(19)的内端开口进到槽道中，被从外端口脉冲射入的高压气流压缩而获得增压，再经扇形封挡体(14)上的压缩气导出口(13)、从中压气出口(4)流出；

制冷方法的特征在于：

气体流程围绕着气波膨胀—压缩机(5)，构建了回流气波压缩和冷交换两个过程：一是气体两次进、出气波膨胀—压缩机(5)，二是在第二次进入气波膨胀—压缩机(5)之前和第二次流出气波膨胀—压缩机(5)之后，都进到冷交换器(8)中进行换热；回流气波压缩过程直接回收利用机中气波的能量，使气波膨胀—压缩机(5)自行将制冷后的气体重新升压，而冷交换过程能使气体获得常温后再压缩而提高效率，之后又重获低温；在保证制冷温度降的前提下，该方法使制冷装置进、出口总的压力降大为减小。

2.如权利要求1所述的径流式自增压气波制冷装置，其特征在于，位于转动盘(22)内部的多条转动槽道(19)，每条都是径向排列、周边封闭、只有两端开口的流道，槽道两端开口边界的圆周面，即转动盘(22)的内和外圆周面，距离固定的扇形封挡体(14)的外圆弧面，和外圆周毂(12)的内圆周面，均留有满足不擦碰转动的间隙；外圆周毂(12)上径向开通的高压气喷口(11)、低压冷气导出口(17)，和扇形封挡体(14)上径向开通的压缩气导出口(13)、低压气导入口(15)的各个中心，到转动盘(22)轴心的连线，沿着圆周方向，都呈错位角度排布，使各个入、出口与每一条转动槽道(19)的两端开口，总是错时地相连通或者被端板的端面隔断，以实现高压气按时间差依次流入流出转动槽道(19)。

3.如权利要求1或2所述的径流式自增压气波制冷装置，其特征在于，气波膨胀—压缩机(5)内，高压气喷口(11)、和低压冷气导出口(17)的各中心，到转动盘(22)轴心的二条连线，沿着转动盘(22)的转向，错开的圆周夹角α1为10～300°；高压气喷口(11)、和压缩气导出口(13)的各中心，到转动盘(22)轴心的二条连线，沿着转动盘(22)的转向，错开的夹角α2为0～270°；压缩气导出口(13)、和低压气导入口(15)的各中心，到转动盘(22)轴心的二条连线，沿着转动盘(22)的转向，错开的圆周夹角α3 为45～315°。