[发明专利]一种可调式双作用行波热声系统

说明书

技术领域

本发明涉及能源动力以及低温制冷技术中的双作用行波热声系统，特别涉及一种可调式双作用行波热声系统。

背景技术

双作用热声系统是最近提出来的一种新型的能量转换装置，它可以利用热能在其回热器内建立温度梯度，产生自激振荡的压力波，压力波推动发电机向外输出电能，这种结构称为双作用热声发动机；也可以利用电能通过压缩机产生压力波，压力波在回热器内进行热量搬运，获得制冷效果，这种结构称为双作用热声制冷机。相比于传统的热声系统，双作用热声系统效率更高，结构更加紧凑，更加接近于实际应用。

双作用热声制冷系统目前存在一个比较重要的技术障碍：当温度降低到一定的值，回热器内的温度梯度较大时，制冷机系统会产生自激震荡；自激震荡通常会使制冷机系统出现两个工作频率，同时阻止冷头温度的进一步降低，从而使制冷机性能严重恶化，甚至无法获得所需的制冷温度。

在双作用热声发动机系统中，不同的压缩机之间以及不同的热声转换部件之间由于加工和装配上的细微差异，使得压缩机之间的性能存在差异，热声转换器之间的性能也存在差异，并且这种差异在双作用热声发动机系统环路中通过反馈被放大，因此在实际的热声发动机系统中当回热器内的温度梯度较高时，发动机系统也常常会出现不能稳定工作的状况。

发明内容

本发明目的在于提供一种可调式双作用行波热声系统，可以克服现有技术中的双作用制冷机中的自激震荡问题和双作用热声发动机中不一致性问题缺陷，能够使双作用热声系统中的压缩机及热声转换部件一致稳定地运行。

本发明的技术方案如下：

本发明提供的可调式双作用行波热声系统，其由双作用行波热声系统和至少一个调节器件组成，所述调节器件安装在双作用行波热声系统的压缩机与热声转换部件之间的连接管道上。

所述调节器件为阀门、惯性管、气库或其组合。

所述的双作用行波热声系统为双作用热声发动机系统、双作用热声制冷系统或双作用热泵系统。

所述的双作用热声发动机系统为单级双作用热声发动机系统或多级双作用热声发动机系统。所述双作用热声制冷系统为单级双作用热声制冷系统或多级双作用热声制冷系统。所述的双作用热泵系统为单级双作用热泵系统或多级双作用热泵系统。

本发明提供的双作用行波热声系统的特点在于：在行波热声系统各单元间出现性能不一致和系统失稳时，调节器件可以调节流经此处的功流损耗、体积流率、相位关系等，从而保持各单元间工作性能的一致性。

附图说明

图1为本发明的可调式双作用行波热声系统中的可调式双作用（单级）行波热声制冷机（实施例1）的结构示意图；

图2为本发明的可调式双作用行波热声系统中的可调式双作用（单级）行波热声发动机（实施例2）的结构示意图；

图3为本发明的可调式双作用行波热声系统中的可调式双作用（两级）行波热声制冷机（实施例3）的结构示意图。

其中：直线电机1           热声转换部件2      阀门31

      惯性管32            气库33             膨胀腔11,11’

      压缩腔12            第一常温换热器21   回热器22

      非常温换热器23,23’ 热缓冲管24,24’

      第二常温换热器25,25’

具体实施方式

图1为本发明的可调式双作用行波热声系统中的可调式双作用（单级）行波热声制冷机（实施例1）的结构示意图；

本实施例的双作用单级低温热声制冷机由首尾相连并形成环路的三个基本单元组成；每个基本单元均由直线电机1和热声转换部件2组成；所述的热声转换部件2由依次相连的第一常温换热器21、回热器22和非常温换热器23组成；本实施例的调节器件选用阀门31；本实施例有二个阀门31分别安装在位于左侧和下方的双作用行波热声系统的压缩机12与热声转换部件的第一常温换热器21之间的连接管道上。

阀门也可以由惯性管32替代。