[发明专利]一种用于声能制冷机的回热器及其制造方法、声能制冷机及工作过程

说明书

本发明涉及本发明涉及声能制冷机的部件，特别是一种用于声能制冷机的回热器及其制造方法、声能制冷机及工作过程。声能制冷机包括上机壳、膨胀气缸、热端换热器、冷端换热器、压缩腔和膨胀腔，回热器为聚四氟乙烯经高温、高压烧结制成的环形圆柱状结构，声能制冷机的压缩腔和膨胀腔分别位于膨胀气缸的底端和顶端，回热器、热端换热器、冷端换热器环绕于膨胀气缸外部，回热器外环面与上机壳的内侧紧贴，内环面与膨胀气缸的外侧紧贴，下端抵住热端换热器，上端抵住冷端换热器。本发明的用于声能制冷机的回热器具有孔隙率高、比表面积大、强度韧性高等优点，可使声能制冷机的回热性能大幅提升，且与整机装配简单，提高装配效率。

技术领域

本发明涉及声能制冷机的部件，特别是一种用于声能制冷机的回热器及其制造方法、声能制冷机及工作过程。

背景技术

声能制冷机作为一种小型低温回热式制冷机，利用膨胀气缸内气体周期性膨胀和压缩来制取冷量，具有结构紧凑、制冷温区广、制冷效率高、节能环保等优点，受到了越来越多的重视。由于气体膨胀和压缩后经过同一流道空间进行热交换，因此，声能制冷机是一种回热式声能制冷机。

回热器是回热式声能制冷机的关键部件，承担冷、热流体间周期性换热的任务。与传统的换热器不同，回热器的特点在于冷、热流体交替流经同一流道空间，通过与回热填料的直接接触实现热交换。而在传统的换热器中，冷、热两股流体的流道是彼此分隔的，流体之间通过分隔壁面进行传热，因此也被称为间壁式换热器。

从热力学效率方面来讲，采用回热器所实现的回热过程可以提高制冷循环的热力效率。在低温制冷机工作过程中，回热器周期地积累上一次循环所得冷量，并将其传递给下一次循环的入流工质，充分利用了制冷过程中不同温位的制冷量，提高了能量的利用率。

发明内容

本发明提供了一种用于声能制冷机的回热器、其工作过程及制造方法，可大幅提升声能制冷机的回热性能，提高声能制冷机的制冷效率。

本发明的技术方案为：

一种用于声能制冷机的回热器，所述声能制冷机包括上机壳、膨胀气缸、热端换热器、冷端换热器、压缩腔和膨胀腔，所述回热器为聚四氟乙烯经高温、高压烧结制成的环形圆柱状结构，所述声能制冷机的压缩腔和膨胀腔分别位于膨胀气缸的底端和顶端，所述回热器、热端换热器、冷端换热器环绕于膨胀气缸外部，所述回热器外环面与上机壳的内侧紧贴，内环面与膨胀气缸的外侧紧贴，下端抵住热端换热器，上端抵住冷端换热器。

所述回热器的内径为37.6mm-39.6mm，单边厚度为4mm-8mm。

所述回热器的长度为55mm-62mm。

所述回热器的孔隙率为30％-80％。

一种回热器的制造方法，包括以下步骤：

步骤一：按一定升温速度对聚四氟乙烯形坯进行升温烧制，直至升至烧结温度；

步骤二：在烧结温度下保温一段时间；

步骤三：将已经烧结好的聚四氟乙烯成型物从烧结温度降至室温冷却。

所述步骤一的升温速度为35℃/h-45℃/h，烧结温度为380℃-390℃。

所述步骤二的保温为，在380℃～385℃温度下保温1小时。

所述步骤三的冷却为，先将聚四氟乙烯成型物冷却至150℃，再取出放于石棉箱内冷却至室温。

一种声能制冷机，包括上机壳、膨胀气缸、热端换热器、冷端换热器、压缩腔和膨胀腔，还包括回热器，所述压缩腔和膨胀腔分别位于膨胀气缸的底端和顶端，所述回热器、热端换热器、冷端换热器环绕于膨胀气缸外部，所述回热器外环面与上机壳的内侧紧贴，内环面与膨胀气缸的外侧紧贴，下端抵住热端换热器，上端抵住冷端换热器。