[发明专利]无运动部件的热驱动热声制冷机

摘要

一种新型热驱动的热声制冷机装置，它由一个热声发动机和一个热声制冷机组成。热声发动机部分和制冷机部分，分别利用半波谐振或近谐振声场产生的热致声作用和声制冷作用，将高温热源的热能部分转换为声能和消耗声能将低温热源的热量输送到环境。这种热驱动的热声制冷机中，声场的行波部分和驻波部分，在热声发动机部分的回热器中均是产生热致声效应；在热声制冷机部分的回热器中均是产生泵热效应。

主权项

1.一种热驱动的热声制冷机装置，它可视为一个热声发动机和一个热声制冷机组合而成，它利用振荡的可压缩流体(声)介质与固体介质之间热相互作用产生的热声效应工作，其中热声发动机部分利用热声效应中的热致声作用将高温热源的热量部分转换为声能，声能被直接用于驱动热声制冷机，热声制冷机部分热声效应中的声致冷作用将低温热源的热量输送到环境热源；热声发动机部分由环境温度热声放热器、发动机热声回热器、高温热声吸热器、高温声波导管、发动机热声谐振管、环境温度声波导管、带声阻抗调节器的声波导管或导管组组成的声波反馈调节回路等声学和热声部件组成；热声制冷机部分由环境温度热声放热器、制冷机热声回热器、低温热声吸热器、低温声波导管、制冷机热声谐振管、室温声波导管、声吸收器、带声阻抗调节器的声波导管或导管组组成的声波反馈调节回路等部件组成；热声发动机部分和热声制冷机部分共用一个由带声阻抗调节器的声波导管构成的声波的主反馈调节回路；其主要特征是，热声发动机和热声制冷机中的声场是均是半波谐振或半波近谐振声场，各回路的长度约为声波的半波长或大于四分之一波长和小于半波长；在热声发动机回热器中，工作流体速度波动的相位超前于压力波动的相位，声场的行波部分和驻波部分产生的热声效应均是热致声效应；在热声制冷机回热器中，工作流体压力波动的相位超前于速度波动的相位，声场的行波部分和驻波部分产生的热声效应均是泵热效应；发动机热声谐振管的两端分别处于高温和环境温度，制冷机热声谐振管的两端分别处于环境温度和低温(制冷温度)；发动机热声回热器产生的声能流的一部分由声波的主反馈调节回路反馈给发动机热声回热器，形成一个贯穿整个热声回热器的声能流(行波)；制冷机由热声发动机部分提供的声能流一部分提供给热声回热器用于泵热，一部分通过热声回热器和热声谐振管传播到热声发动机部分，形成一个穿透整个制冷机的声能流(行波)；热声发动机与热声制冷机部分共用的声波的主反馈调节回路连接在发动机与制冷机共用的两个环境温度声波导管之间，声波的次反馈调节回路分别连接在发动机和制冷机的热声回热器和热声谐振管之间。