[发明专利]一种热声驱动的热耦合型两级脉管制冷系统

摘要

本发明公开了一种热声驱动热耦合型两级脉管制冷系统。它包括依次连接的U形双边驱动热声发动机、连接管和热耦合型两级脉管制冷机。本发明的特点在于由U形谐振管连接两个热声核，声功流从热声板叠的冷端和热端两个方向流出，分别驱动U形谐振管中的声振荡和脉管制冷机；两个热声核输出的反相压力波通过连接管分别驱动热耦合型两级脉管制冷机的两级，脉管制冷机连接在热声发动机的两端压力波腹位置，较大的输出压比有利于脉管制冷机获得更佳的低温制冷性能；采用热声板叠与热声回热器联合运行方式，以提升声功输出能力和整机效率；U形谐振管中引入液体活塞形成气液耦合振荡系统，降低谐振频率并增大压比，进而提升驱动脉管制冷机性能。

主权项

一种热声驱动热耦合型两级脉管制冷系统，其特征在于包括U形双边驱动热声发动机、第一连接管(7)、第二连接管(17)和热耦合型两级脉管制冷机；所述的U形双边驱动热声发动机由U形谐振管(1)连接两个热声核构成；热声核从下到上包括依次连接的第一水冷却器(2)、热声板叠(3)、第一加热器(4)、第一热缓冲管(5)和第二水冷却器(6)；所述的热耦合型两级脉管制冷机包括依次连接的第一级脉管制冷机、热桥(29)和第二级脉管制冷机；第一级脉管包括依次连接的第一级制冷回热器热端换热器(8)、第一级制冷回热器(9)、第一级冷头(10)、第一级脉管(11)、第一级脉管热端换热器(12)、第一级小孔阀(13)、第一级惯性管(14)和第一级气库(15)，第一级制冷回热器热端换热器(8)引出管通过第一级双向进气阀(16)与第一级脉管热端换热器(12)引出管连接；第二级脉管包括依次连接的第二级制冷回热器热端换热器(18)、预冷回热器(19)、预冷换热器(20)、第二级制冷回热器(21)、第二级冷头(22)、第二级脉管(23)、第二级脉管热端换热器(24)、第二级小孔阀(25)、第二级惯性管(26)和第二级气库(27)，第二级制冷回热器热端换热器(18)的引出管通过第二级双向进气阀(28)与第二级脉管热端换热器(24)引出管连接；第一级冷头(10)下部设有热桥(29)连接到预冷换热器(20)的下部；一热声核上端引出管通过第一连接管(7)与热耦合型两级脉管制冷机的第一级制冷回热器热端换热器(8)的引出管连接；另一热声核上端引出管通过第二连接管(17)与热耦合型两级脉管制冷机的第二级制冷回热器热端换热器(18)的引出管连接。