[发明专利]一种小孔型脉管热声制冷机

说明书

本发明涉及一种小孔型脉管热声制冷机，包括压缩机、热端换热器、回热器、冷端换热器，压缩机的压缩腔、热端换热器、回热器、冷端换热器的一端顺次连接，所述冷端换热器的另一端分别与谐振管的一端及脉管的一端连接，所述谐振管的另一端与第一气库连接，所述脉管的另一端与第二气库连接，所述脉管与第二气库之间设置有小孔阀。与现有技术相比，本发明中脉管增加了膨胀做功的低温气体，脉管热端的小孔阀可以调节制冷量；冷端换热器连接的低温下的谐振管起到调相作用，由于是在低温，由粘性阻力与换热而引起的声功损失很小。因此，在热声制冷机冷端换热器处连接脉管和小孔阀的结构可以提高热声制冷机的效率。

技术领域

本发明涉及制冷机，尤其是涉及一种小孔型脉管热声制冷机，属于制冷领域。

背景技术

热声制冷机是一种利用热声效应，通过消耗声功产生制冷量的制冷装置。由压力驱动装置、热端换热器、热声板叠、低温端热交换器、谐振管、共振球组成。其原理是小气团在热声板叠中沿其长度振动，气体受压力的作用，做绝热压缩和膨胀，因而产生温度的变化。

小孔阀型脉管制冷机其原理是气体在脉管里膨胀做功制冷。脉管里的气体可分为三部分，一部分是参与膨胀制冷的气体，处于低温部分，在脉管与冷端换热器之间运动。一部分是充当气体活塞的气体，始终在脉管中运动，并进行周期性的压缩和膨胀。一部分穿梭于脉管热端部分往复运动。

传统的驻波型热声制冷机，其关键的思想是热声堆中的部分气体经历绝热的温度振荡，在热声堆中，压力和体积流率的相位角为90°，理想情况下其所产生的声功为0，而纯驻波是不传送声功的，依靠热声板叠中的不完全热交换才产生制冷功，因此整机效率较低。

发明内容

本发明的目的就是为了提高基本型热声制冷机的效率而提出一种小孔型脉管热声制冷机。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

本发明在基本型的热声制冷机的基础上，在其冷端连接脉管以及小孔阀和气库，将热声制冷机与小孔型脉管制冷机组合成为一种新型的小孔型脉管热声制冷机。

一种小孔型脉管热声制冷机，包括压缩机、热端换热器、回热器、冷端换热器，压缩机的压缩腔、热端换热器、回热器、冷端换热器的一端顺次连接，所述冷端换热器分别与谐振管的一端及脉管的一端连接，所述谐振管的另一端与第一气库连接，所述脉管的另一端与第二气库连接，所述脉管与第二气库之间设置有小孔阀。

优选的，所述压缩机的压缩腔与热端换热器相连接，热端换热器另一端与回热器热端连接，回热器冷端与冷端换热器连接。

优选的，所述冷端换热器的另一端分别与谐振管的一端及脉管的一端通过连接部件相连接。

优选的，所述谐振管的另一端与第一气库之间通过喇叭口连接，由谐振管向第一气库的流向，所述喇叭口横截面积逐渐增大。

优选的，所述冷端换热器的另一端与谐振管之间通过喇叭口连接，由冷端换热器向谐振管的流向，所述喇叭口横截面积逐渐缩小。

优选的，所述脉管两端分别设有脉管冷端气体均匀器、脉管热端气体均匀器，脉管两端添加气体均匀器，用以防止产生射流破坏脉管中的流场，使系统效率降低。

所述冷端换热器的另一端与脉管冷端气体均匀器连接，所述脉管热端气体均匀器与小孔阀相连接。

优选的，所述小孔阀与第二气库之间通过一个喇叭口连接，由小孔阀向第二气库的流向，所述喇叭口横截面积逐渐增大。

优选的，所述热端换热器、回热器、冷端换热器、脉管采用直线式布置结构，或，

所述热端换热器、回热器、冷端换热器、脉管采用同轴式布置结构。

优选的，工作时，所述脉管的冷端、冷端换热器、谐振管以及第一气库均处于低温。