冷却装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种冷却装置，其特征在于，将接合高温用热交换器和低温用热交换器的片堆、和接合冷却用热交换器和冷却输出用热交换器的片堆的各自的两端相互连结而形成的环路管，和在该环路管的外侧或／和内侧至少设置一个以上的声波产生装置构成的管路内封入工作流体，在该工作流体中产生驻波及行波，并进行冷却，而根据该冷却装置，主要能够使驻波及行波产生的开始时间明显缩短，且能进行稳定的控制。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及利用热声效应的冷却装置。
技术介绍
由于利用热声效应的冷却装置与采用压缩机等的冷却装置相比，可动部分少，因此具有可靠性高等优点，越来越引起注意。此外，最近从环境的角度来看，可利用废热且不采用氟碳气的冷却装置也越来越引起重视。作为第一现有技术，具有由在工作流体中封入惰性气体的管子、配置在管子一端的扬声器及设置在该管子的端部附近的片堆(stack)构成的热声制冷机(例如“史蒂文·加勒特(Steven Garrett)等二人共著“热声冷冻”，冷冻，平成5年6月号，第64卷，第788号”)。该热声制冷机中，如果扬声器在管子内以引起驻波的频率振动，则所述工作流体沿形成片堆的板间前后振动，伴随驻声波的压力变化，产生绝热压缩以及绝热膨胀，结果被冷却。然而，存在下述课题不容易在片堆内使驻波高效地变换为热而进行热交换。作为第二现有技术，具有在环路管内的一个片堆内通过自励振荡产生驻波及行波，用另一方的片堆得到冷却效果的、具有两个片堆的热声制冷机(例如“专利第3015786号公报”)。该自励振荡的热声制冷机，已被记载了经过近20年成功的例子(参照例如“史蒂文·加勒特(StevenGarrett)等二人共著“声音的力(The Power of sound)”、(美国)、美国·科学”、2000年、88卷、P.523、图8)。从这种设备来看，存在下述缺点利用热声效应的制冷机仍不容易自励地使驻波及行波产生，且到开始产生为止所需要的时间长。其理由可认为是，如果构成装置的环路管中被两个热交换器夹持的两个片堆严格配置在该环路管的给定位置上或同时环状管的形状等没有满足规定条件，则不产生自励振荡，而且是由于在片堆内驻波以及行波没有高效地进行热交换等的缘故。即，发现自励振荡条件、创作满足该条件的可振荡的装置是最大的课题。此外，为了使振荡频率尽可能低，提高热声效应的效率以及/或者输出，不得不使制冷机的环路管长变长，因此存在装置变大的课题。如上所述，仍存在不容易自励地使驻波以及行波产生，或者到开始产生为止所需要的时间变长及装置变大的两个课题，并在工业利用上极大地阻碍了发展，从实用性的角度来看阻碍了对所提供的产品的普及。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，用于解决上述缺点，提供一种可容易地使自励振荡产生并缩短到开始冷却为止的时间、提高效率、实现小型化的冷却装置。第1专利技术的冷却装置，其特征在于，将接合高温用热交换器和低温用热交换器的片堆、和接合冷却用热交换器和冷却输出用热交换器的片堆的各自的两端相互连结而形成的环路管，和在该环路管的外侧或/和内侧至少设置一个以上的声波产生装置构成的管路内封入工作流体，在该工作流体中产生驻波及行波，并进行冷却。根据第1专利技术，能够使驻波及行波产生的开始时间明显缩短且进行稳定的控制。第2专利技术是上述的冷却装置，其特征在于，所述声波产生装置通过构成所述环路管的一部分或者全部而形成。第3专利技术是上述任一项所述的冷却装置，其特征在于，所述声波产生装置由压电膜构成。根据第2及第3专利技术，主要可谋求实现冷却装置的简便化的小型化。第4专利技术是上述的冷却装置，其特征在于，所述声波产生装置具有容器，该容器按以下方式设置，即，由阀或者阀门，将具有与所述环路管内部的压力之间的压力差的工作流体连通至该环路管。第5专利技术是上述任一项的冷却装置，其特征在于，所述两个片堆的一方或者两方具有振动产生装置。第6专利技术不仅可明显缩短驻波及行波产生的开始时间，且可进行稳定的控制，而且可提高与片堆接合的热交换器的效率，使冷却输出增大。第7专利技术是上述的冷却装置，其特征在于，所述振动产生装置由压电元件构成。第7专利技术可实现简便的高效冷却装置。第8专利技术是上述任一项的冷却装置，其特征在于，所述两个片堆的一方或者两方由压电元件构成。第8专利技术是上述任一项的冷却装置，其特征在于，所述两个片堆的一方或者两方由流路截面积不同的流路构成。第9专利技术是上述任一项的冷却装置，其特征在于，所述两个片堆的一方或者两方由靠近片堆的中心时流路截面积小的流路且朝向该通路管的外周时流路截面积大的流路构成。第10专利技术是上述任一项的冷却装置，其特征在于，所述两个片堆的一方或者两方、以及所述高温用热交换器和所述低温用热交换器或/和所述冷却用热交换器和所述冷却输出用热交换器由流路截面积不同的流路构成。即，上述记载中，以下的3方式特征是构成由流路截面积不同的流路构成。第一，由上述两个片堆的一方或者两方、及上述高温用热交换器和上述低温用热交换器由流路截面积不同的流路构成。第二，由上述两个片堆的一方或者两方、及上述冷却用热交换器和上述冷却输出用热交换器由流路截面积不同的流路构成。第三，由上述两个片堆的一方或者两方、及上述高温用热交换器和上述低温用热交换器和上述冷却用热交换器和上述冷却输出用热交换器由流路截面积不同的流路构成。第11专利技术是上述任一项的冷却装置，其特征在于，所述两个片堆的一方或者两方由片堆的流路长度不同的流路构成。第12专利技术是上述任一项的冷却装置，其特征在于，所述两个片堆的一方或两方由片堆的流路长度靠近中心时流路长度长的流路且朝向该通路管的外周时流路长度短的流路构成。第13专利技术是上述任一项的冷却装置，其特征在于，所述两个片堆的一方或者两方、以及所述高温用热交换器和所述低温用热交换器或/和所述冷却用热交换器和所述冷却输出用热交换器由片堆的流路长度不同的流路构成。第14专利技术是上述任一项的冷却装置，其特征在于，所述两个片堆的一方或者两方、以及所述高温用热交换器和所述低温用热交换器或/和所述冷却用热交换器和所述冷却输出用热交换器由片堆的流路长度靠近中心时流路长度长的流路且朝向该通路管外周时流路长度短的流路构成。从第7到第14为止的专利技术，提高了与片堆接合的热效应器的效率，提高了冷却效率，可实现装置的小型化。第15专利技术提供一种冷却装置，其特征在于，通过结合上述任一项所述的冷却装置的冷却输出用热交换器和上述任一项所述的另外的冷却装置的冷却用热交换器并将该结合进行多次而构成。第15专利技术提高了冷却容量，可得到更低的温度。附图说明图1是表示有关本专利技术的冷却装置的一实施方式的截面概略图。图2是表示有关本专利技术的冷却装置的另一实施方式的截面概略图。图3是表示有关本专利技术的冷却装置的再一实施方式的截面概略图。图4是表示具有有关本专利技术的振动产生装置的片堆的冷却装置的再一或者另一实施方式的截面概略图。图5是表示有关本专利技术的片堆的一实施方式的细管径的截面概略图。图6是表示有关本专利技术的片堆的一实施方式的细管长的截面概略图。图7是表示有关本专利技术的片堆及热交换器的一实施方式的细管长的截面概略图。图8是表示有关本专利技术的多级式冷却装置的一实施方式的截面概略图。图中1、2-片堆；3、33、333-高温用热交换器；4、44、444-低温用热交换器；5、55、555-冷却用热交换器；6、66、666-冷却输出用热交换器；7、8-环路管；9-声波产生装置；10-压电膜；11-阀或者阀门；12-工作流体容器；13-振动产生装置。具体实施例方式以下，边参照附图，边对本专利技术进行详细的说明。图1是表示有关本专利技术的冷却及冷冻装置的一实施方式的剖视概略图。在图1中，与高温用热交换器3和低温用热交换器4接合的片堆1、与冷却用热交换器5和冷却输出用热交换器6接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种冷却装置，其特征在于，具备：接合高温用热交换器和低温用热交换器的片堆；接合冷却用热交换器和冷却输出用热交换器的片堆；上述两个片堆的两端相互连结而形成的环路管；和设置在所述环路管的外侧或／和内侧的声波产生装置，该冷却装置形 成管路，在所述管路中封入工作流体，在所述工作流体中产生驻波及行波并进行冷却。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：渡边好章，坂本真一，
申请(专利权)人：学校法人同志社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]