气体弹簧调相器及热声发电机制造技术

本发明专利技术提供一种气体弹簧调相器及热声发电机，其中气体弹簧调相器包括法兰、室温侧气缸、室温侧活塞、室温侧壁面、高温侧气缸和高温侧活塞，室温侧气缸与法兰的第一端面相连，以使法兰、室温侧气缸和室温侧活塞之间形成第一室温弹簧腔；室温侧壁面与法兰的第一端面相连，以使法兰、室温侧气缸、室温侧活塞和室温侧壁面之间形成第二室温弹簧腔；高温侧气缸与法兰的第二端面相连，法兰、高温侧气缸和高温侧活塞之间形成空容积，在高温侧气缸上对应空容积的位置处设有第一通气孔。本发明专利技术提供的气体弹簧调相器，能够有效解决现有技术中高温侧的气缸和活塞由于温度升高导致的变形难以控制的问题，提高了气体弹簧调相器的性能。提高了气体弹簧调相器的性能。提高了气体弹簧调相器的性能。

【技术实现步骤摘要】
气体弹簧调相器及热声发电机


[0001]本专利技术涉及热声设备
，尤其涉及一种气体弹簧调相器及热声发电机。

技术介绍

[0002]热声技术是一种实现热能与声波(声波是机械能的一种)之间的能量转换的技术。为了获得理想的转换效率，热声设备中的关键部件(主要是回热器)必须获得特定的声场相位关系，因此调相器是热声设备中必不可少的部件。针对小功率的热声设备，调相器主要是采用弹簧活塞组成的谐振结构进行调相。随着热声设备功率的增大，调相器动质量将相应地增大，而板簧要想获得大刚度，厚度必须增加，但其对应的变形量就会减少，无法同时满足大功率设备中大刚度、大位移的需求，因此人们设计出了气体弹簧调相器。
[0003]然而现有结构的气体弹簧调相器，一般包括高温侧和室温侧两个气体弹簧腔。高温侧气体弹簧腔因为通过薄壁筒与高温换热器相邻，因此高温热气很容易加热高温气体弹簧腔周围的活塞和气缸，出现高温侧的气缸和活塞由于温度升高导致的变形难以控制的问题，进而造成活塞气缸配合变差，严重影响调相器的性能。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种气体弹簧调相器，用以解决现有技术中高温侧的气缸和活塞由于温度升高导致的变形难以控制的问题，提高了气体弹簧调相器的性能。
[0005]本专利技术提供一种气体弹簧调相器，包括法兰、室温侧气缸、室温侧活塞、室温侧壁面、高温侧气缸和高温侧活塞，所述室温侧气缸与所述法兰的第一端面相连，所述室温侧活塞设置于所述室温侧气缸内，以使所述法兰、所述室温侧气缸和所述室温侧活塞之间形成第一室温弹簧腔；所述室温侧壁面与所述法兰的第一端面相连，且所述室温侧壁面设置于所述室温侧气缸的外部，以使所述法兰、所述室温侧气缸、所述室温侧活塞和所述室温侧壁面之间形成第二室温弹簧腔；所述高温侧气缸与所述法兰的第二端面相连，所述高温侧活塞设置于所述高温侧气缸内，所述法兰、所述高温侧气缸和所述高温侧活塞之间形成空容积，在所述高温侧气缸上对应所述空容积的位置处设有第一通气孔。
[0006]根据本专利技术提供的一种气体弹簧调相器，还包括活塞轴，所述法兰设有供所述活塞轴穿过的轴孔，所述活塞轴的第一端穿过所述轴孔与所述室温侧活塞相连，所述活塞轴的第二端与所述高温侧活塞相连。
[0007]根据本专利技术提供的一种气体弹簧调相器，还包括薄壁筒和防辐射屏，所述薄壁筒与所述高温侧活塞相连，所述防辐射屏设置于所述薄壁筒的内部，且所述防辐射屏与所述薄壁筒相连。
[0008]根据本专利技术提供的一种气体弹簧调相器，还包括高温侧壳体，所述高温侧壳体与所述法兰的第二端面相连，所述高温侧气缸和所述薄壁筒均设置于所述高温侧壳体的内部，以使所述高温侧壳体、所述高温侧气缸以及所述薄壁筒之间形成膨胀腔。
[0009]根据本专利技术提供的一种气体弹簧调相器，还包括室温侧壳体和电机活塞，所述室
温侧壳体与所述法兰的第一端面相连，所述室温侧壁面和所述电机活塞均设置于所述室温侧壳体的内部，以使所述室温侧壳体、所述法兰、所述室温侧壁面以及所述电机活塞之间形成压缩腔。
[0010]根据本专利技术提供的一种气体弹簧调相器，在所述法兰上设有第二通气孔，所述第二通气孔贯穿所述法兰的第一端面和第二端面，且所述第二通气孔的一端与所述高温侧气缸的外部相连通，所述第二通气孔的另一端与所述压缩腔相连通。
[0011]根据本专利技术提供的一种气体弹簧调相器，在所述法兰上设有第二通气孔，所述第二通气孔贯穿所述法兰的第一端面和第二端面，且所述第二通气孔的一端与所述高温侧气缸的外部相连通，所述第二通气孔的另一端与所述第二室温弹簧腔相连通；在所述第二室温弹簧腔的内部设有通气管道，所述通气管道的一端与所述第二通气孔相连通，所述通气管道的另一端穿过所述室温侧壁面与所述压缩腔相连通。
[0012]根据本专利技术提供的一种气体弹簧调相器，还包括设置于所述高温侧壳体内且依次连通的水冷器、回热器和高温换热器，所述水冷器、所述回热器和所述高温换热器均设置于所述高温侧气缸的外侧，且所述水冷器靠近所述法兰，所述高温换热器远离所述法兰。
[0013]根据本专利技术提供的一种气体弹簧调相器，所述室温侧活塞为一端封闭且另一端开口的筒体结构，所述室温侧活塞的开口端朝向所述法兰；所述高温侧活塞为一端封闭且另一端开口的筒体结构，所述高温侧活塞的开口端背向所述法兰。
[0014]本专利技术还提供一种热声发电机，包括上述的气体弹簧调相器。
[0015]本专利技术中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果之一：
[0016]本专利技术提供的气体弹簧调相器，包括法兰、室温侧气缸、室温侧活塞、室温侧壁面、高温侧气缸和高温侧活塞，将室温侧气缸与法兰的第一端面相连，将室温侧活塞设置于室温侧气缸内并与室温侧气缸滑动配合，以使法兰、室温侧气缸和室温侧活塞之间形成第一室温弹簧腔；将室温侧壁面与法兰的第一端面相连，并将室温侧壁面设置于室温侧气缸的外部，以使法兰、室温侧气缸、室温侧活塞和室温侧壁面之间形成第二室温弹簧腔；将高温侧气缸与法兰的第二端面相连，将高温侧活塞设置于高温侧气缸内并与高温侧气缸滑动配合，使高温侧气缸和高温侧活塞之间形成空容积，并在高温侧气缸上对应该空容积的位置处设置第一通气孔。由此，本专利技术提供的气体弹簧调相器，通过在高温侧气缸上设置与空容积连通的第一通气孔，从而使得高温侧的空容积失去原有的气体弹簧的作用，通过在室温侧分别设置第一室温弹簧腔和第二室温弹簧腔，当室温侧活塞进行往复运动时，会同时改变第一室温弹簧腔和第二室温弹簧腔内的压力，由于第一室温弹簧腔和第二室温弹簧腔均设置于室温侧，不易被加热，因此能够保持室温侧气缸和室温侧活塞之间的密封间隙稳定，从而避免升温变形的问题，提高了气体弹簧调相器的性能。
[0017]本专利技术提供的热声发电机，包括上述的气体弹簧调相器。由于该热声发电机设置有上述的气体弹簧调相器，使得该热声发电机具有上述气体弹簧调相器的全部优点，进而提高了该热声发电机的使用性能。
[0018]本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本专利技术或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]图1是本专利技术提供的气体弹簧调相器的一种结构示意图；
[0021]图2是本专利技术提供的气体弹簧调相器的另一种结构示意图。
[0022]附图标记：
[0023]1：法兰；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
2：高温侧气缸；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
3：室温侧气缸；
[0024]4：高温侧活塞；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
5：室温侧活塞；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
6：轴孔；
[0025]7：活塞轴；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种气体弹簧调相器，其特征在于，包括法兰、室温侧气缸、室温侧活塞、室温侧壁面、高温侧气缸和高温侧活塞，所述室温侧气缸与所述法兰的第一端面相连，所述室温侧活塞设置于所述室温侧气缸内，以使所述法兰、所述室温侧气缸和所述室温侧活塞之间形成第一室温弹簧腔；所述室温侧壁面与所述法兰的第一端面相连，且所述室温侧壁面设置于所述室温侧气缸的外部，以使所述法兰、所述室温侧气缸、所述室温侧活塞和所述室温侧壁面之间形成第二室温弹簧腔；所述高温侧气缸与所述法兰的第二端面相连，所述高温侧活塞设置于所述高温侧气缸内，所述法兰、所述高温侧气缸和所述高温侧活塞之间形成空容积，在所述高温侧气缸上对应所述空容积的位置处设有第一通气孔。2.根据权利要求1所述的气体弹簧调相器，其特征在于，还包括活塞轴，所述法兰设有供所述活塞轴穿过的轴孔，所述活塞轴的第一端穿过所述轴孔与所述室温侧活塞相连，所述活塞轴的第二端与所述高温侧活塞相连。3.根据权利要求1所述的气体弹簧调相器，其特征在于，还包括薄壁筒和防辐射屏，所述薄壁筒与所述高温侧活塞相连，所述防辐射屏设置于所述薄壁筒的内部，且所述防辐射屏与所述薄壁筒相连。4.根据权利要求3所述的气体弹簧调相器，其特征在于，还包括高温侧壳体，所述高温侧壳体与所述法兰的第二端面相连，所述高温侧气缸和所述薄壁筒均设置于所述高温侧壳体的内部，以使所述高温侧壳体、所述高温侧气缸以及所述薄壁筒之间形成膨胀腔。5.根据权利要求4所述的气体弹簧调相器，其特征在于，还包括室温侧壳体和电机活塞，所述室温侧壳体与所述法兰的第...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡剑英，张丽敏，陈燕燕，罗二仓，吴张华，
申请(专利权)人：中国科学院理化技术研究所，
类型：发明
国别省市：