一种用于声能自由活塞式机器的内置水冷换热器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种用于声能自由活塞式机器的内置水冷换热器，包括依次连接的换热外翅片、水套外壳体、水套内壳体及换热内翅片，水套外壳体、水套内壳体之间设有水侧流通道，水套外壳体与水套内壳体上下两端的组合处设有供液集管和回液集管，换热外翅片的外壁及换热内翅片的内壁分别设有散热翅片组；本实用新型专利技术的有益效果是：采用内置水冷换热器的结构，有效减少了接触热阻，降低传热温差，提高机器热效率，相比于传统的风冷翅片式换热器，水冷换热具有更高的传热系数，制冷机外侧无需加设翅片或者水套，使整机结构更加紧凑。

A built-in water-cooled heat exchanger for sound energy free piston machine

The utility model discloses a built-in water-cooled heat exchanger for a sound energy free piston type machine, which comprises heat exchanger outer fins, water jacket outer shell, water jacket inner shell and heat exchanger inner fins connected in turn, water side flow channels are arranged between water jacket outer shell and water jacket inner shell, and the combination of the upper and lower ends of water jacket outer shell and water jacket inner shell is provided with a liquid supply collecting pipe and a liquid return collecting pipe. The outer wall of the fin and the inner wall of the heat exchange inner fin are respectively provided with heat dissipation fin sets; the beneficial effect of the utility model is that the structure of the built-in water-cooled heat exchanger can effectively reduce the contact heat resistance, reduce the temperature difference of heat transfer, and improve the thermal efficiency of the machine. Compared with the traditional air-cooled fin heat exchanger, the water-cooled heat transfer has higher heat transfer coefficient, and there is no need to install fins or fins on the outer side of the refrigerator. Water jacket makes the whole machine more compact.

【技术实现步骤摘要】
一种用于声能自由活塞式机器的内置水冷换热器
本技术是涉及一种内置水冷换热器，具体说，是涉及一种用于声能自由活塞式机器的内置水冷换热器，属于热交换
，特别是热交换领域中的声能自由活塞式机器热端散热器体的设计与制造。
技术介绍
1861年，Stirling提出了一种由两个等温压缩和膨胀过程与两个等容回热过程组成的闭式热力循环，称为斯特林循环，也就是声能自由活塞式机器的基本热力学原理。声能自由活塞式热机利用热在压力气体中产生自激振荡这一热声现象，可将热能转换为压力波动(声能)，从而实现热能转化为机械能。相反，声能自由活塞式制冷机利用热声逆效应可以实现从低温热源吸热再释放至高温热源的制冷过程。声能自由活塞式机器具有诸多优点，例如：a.采用惰性气体作为工质，因此不会导致臭氧破坏和温室效应。b.基本结构非常简单紧凑，寿命长、可靠性高。c.采用无油润滑和间隙密封技术，任意角度均可正常运行。热端换热器作为声能自由活塞式机器中的关键部件，对整机性能起着至关重要的影响，若热端换热不充分，则整机的能效比会大幅下降。传统的热端换热器多采用将狭缝式换热器置于气缸与机壳间的环形空间内，狭缝换热器外壁面紧贴机壳内壁面。此种结构所带来的不利影响为狭缝换热器与机壳内壁面存在着较大的接触热阻，且机壳通常为钢材，导热系数较低，所以导致热端换热不充分，制冷机性能下降，且由于在机壳外部再加装翅片，使整机体积增大。
技术实现思路
为了解决上述技术问题和技术需求，本技术提出一种用于声能自由活塞式机器的内置水冷换热器，气体工质与换热外翅片和换热内翅片充分接触换热，进而将热量传导至水套壳体，循环水流过水套外壳体和水套内壳体组合形成的水侧流通通道，将声能自由活塞式机器热端产生的热量导出。为实现上述目的，本技术采用的技术方案如下：一种用于声能自由活塞式机器的内置水冷换热器，其特征在于：所述内置水冷换热器为圆形，包括依次连接的换热外翅片、水套外壳体、水套内壳体及换热内翅片，水套外壳体、水套内壳体之间设有水侧流通道，水套外壳体与水套内壳体上下两端的组合处设有供液集管和回液集管，换热外翅片的外壁及换热内翅片的内壁分别设有散热翅片组。作为优选方案，所述的水侧流通道包括水套外壳体与水套内壳体在两者连接的表面开有多个环状的、截面为矩形的凹槽，水套外壳体与水套内壳体上的凹槽共同组成水侧流通通道。作为优选方案，所述的水套外壳体、水套内壳体的上的凹槽为相互错开排列设置。作为优选方案，所述的水套外壳体与水套内壳体上下两端均有半圆弧凸台，并延伸到内侧形成锥形凹槽，组合构成水侧的供液集管和回液集管。作为进一步优选方案，所述的供液集管和回液集管接口上分别设有进液管和回液管，所述的水套外壳体、水套内壳体的下端设有连接凸台。作为进一步优选方案，作为进一步优选方案，所述的环状的凹槽宽度约为0.5mm～2mm，高度约为0.3mm～1mm，每个凹槽间距为0.5mm～2mm。作为进一步优选方案，所述的换热外翅片与水套外壳体、水套内壳体与换热内翅片之间采用焊接连接。与现有技术相比，本技术具有如下有益效果：本技术通过采用内置水冷换热器的结构，有效减少了接触热阻，降低传热温差，提高机器热效率；相比于传统的风冷翅片式换热器，水冷换热具有更高的传热系数；制冷机外侧无需加设翅片或者水套，使整机结构更加紧凑。附图说明图1为本技术提供的水套外壳体轴侧图；图2为本技术提供的水套内壳体轴测图；图3为本技术提供的水套剖视图；图4为本技术提供的内置水冷换热器装配体爆炸图；图5为本技术提供的内置水冷换热器与机壳装配剖视图；图6为本技术提供的翅片设计图。具体实施方式一种用于声能自由活塞式机器的内置水冷换热器，所述内置水冷换热器为圆形，包括依次连接的换热外翅片、水套外壳体、水套内壳体及换热内翅片，水套外壳体、水套内壳体之间设有水侧流通道，水套外壳体与水套内壳体上下两端的组合处设有供液集管和回液集管，换热外翅片的外壁及换热内翅片的内壁分别设有散热翅片组。换热外翅片、水套外壳体、水套内壳体及换热内翅片均为圆形外观，直径依次缩小，以形成嵌套配合结构，散热翅片组包括多片按一定间距排列的金属片。所述的水侧流通道包括水套外壳体与水套内壳体在两者连接的表面开有多个环状的、截面为矩形的凹槽，水套外壳体与水套内壳体上的凹槽共同组成水侧流通通道。所述的水套外壳体、水套内壳体的上的凹槽为相互错开排列设置。相互错开排列设置的凹槽可使水流构成混合通道，与水套外壳体、水套内壳体具有较大的接触效果。所述的水套外壳体与水套内壳体上下两端均有半圆弧凸台，并延伸到内侧形成锥形凹槽，组合构成水侧的供液集管和回液集管。锥形凹槽对水流具有导向作用，可提高水流的流速。所述的供液集管和回液集管接口上分别设有进液管和回液管，所述的水套外壳体、水套内壳体的下端设有连接凸台。连接凸台用于将本散热器架起支撑在圆筒状的机壳中。所述的环状的凹槽宽度约为0.5mm～2mm，高度约为0.3mm～1mm，每个凹槽间距为0.5mm～2mm。所述的换热外翅片与水套外壳体、水套内壳体与换热内翅片之间采用焊接连接。以下结合附图对本技术的技术方案做进一步详细描述：结合图1至图6所示，本技术提供的一种用于声能自由活塞式机器的内置水冷换热器包括包括换热翅片100、水套200、进液管301、出液管302、机壳400，其中换热翅片100、水套200、进液管301、出液管302材料均为紫铜，所述换热翅片100包括换热外翅片110和换热内翅片120。所述水套包括水套外壳体210和水套内壳体220。如图1、图2所示，所述水套外壳体210内侧表面开有矩形凹槽211，上下两端有半圆弧凸台212，其内侧有锥形凹槽213。所述矩形凹槽211宽度约为0.5mm-2mm，高度约为0.3mm-1mm，每个凹槽间距为0.5mm-2mm。所述水套内壳体220与水套外壳体210结构类似，在外侧表面开有矩形凹槽221，上下两端有半圆弧凸台222，其内侧有锥形凹槽223。如图3所示，所述水套外壳体210与水套内壳体220于焊接面214、224焊接固定，水套内外壳体共同组成水侧流通通道201、供液集管202和回液集管203。供液集管202与回液集管203成锥形，在靠近焊接面204处横截面积较大，靠近末端处横截面积减小。以供液集管202为例说明其工作原理：沿流动方向(虚线箭头)，供液集管202内的循环水流过若干个水侧流通通道201后总流量下降，为了保持供液集管202内静压一致，所以沿流动方向减小供液集管202的横截面积，以增加靠近末端处循环水流速，从而使得各个水侧流通通道201内流量均匀，提高换热效率。如图4所示，所述换热外翅片110与换热内翅片120上下两端均有半圆凹槽111、121，与水套外壳体210和水套内壳体220的半圆弧凸台212、222相互配合。所述半圆凹槽111、121处的翅片长度略短于其他翅片长度。换热外翅片110与水套外壳体210于焊接面215焊接固定，所述换热翅片下120与水套内壳体220于焊接面225焊接固定。如图5所示，所述进液管301、出液管302在焊接面204与水套200进行焊接固定，以保证水不会渗漏至制冷机内部。在焊接面401与机壳4本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于声能自由活塞式机器的内置水冷换热器，其特征在于：所述内置水冷换热器为圆形，包括依次连接的换热外翅片、水套外壳体、水套内壳体及换热内翅片，水套外壳体、水套内壳体之间设有水侧流通道，水套外壳体与水套内壳体上下两端的组合处设有供液集管和回液集管，换热外翅片的外壁及换热内翅片的内壁分别设有散热翅片组。

【技术特征摘要】
1.一种用于声能自由活塞式机器的内置水冷换热器，其特征在于：所述内置水冷换热器为圆形，包括依次连接的换热外翅片、水套外壳体、水套内壳体及换热内翅片，水套外壳体、水套内壳体之间设有水侧流通道，水套外壳体与水套内壳体上下两端的组合处设有供液集管和回液集管，换热外翅片的外壁及换热内翅片的内壁分别设有散热翅片组。2.根据权利要求1所述的用于声能自由活塞式机器的内置水冷换热器，其特征在于：所述的水侧流通道包括水套外壳体与水套内壳体在两者连接的表面开有多个环状的、截面为矩形的凹槽，水套外壳体与水套内壳体上的凹槽共同组成水侧流通通道。3.根据权利要求1所述的用于声能自由活塞式机器的内置水冷换热器，其特征在于：所述的水套外壳体、水套内壳体的上的凹槽为相互错开排列设置。4.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈曦，杨厚成，
申请(专利权)人：陕西仙童科技有限公司，
类型：新型
国别省市：陕西,61