基于振荡流热管的热声制冷装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种基于振荡流热管的热声制冷装置。它解决了目前采用水换热器，存在换热效率不高，造成整体制冷效率低等问题，具有更高的换热效率，从而可提高其整体制冷效率等优点。其结构为：它包括一个共振腔，在共振腔内设有冷端换热装置和热端换热装置，两换热装置间设有板叠，所述冷、热端换热装置分别为一组振荡流热管。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种基于振荡流热管的热声制冷装置。
技术介绍
对热声制冷装置而言，板叠是其核心部件，热声制冷效应就发生在板叠当中。在板叠的 冷热端分别放置高低温换热器，用来进行热交换。发生器主要功能是维持共振腔中的驻波。 在声波作用下，气体在板叠中振荡，周期性的压缩和膨胀。在声波的压縮和膨胀作用下，一 个沿板叠轴向的平均温度梯度形成，同时假设气体为非粘性理想气体，对进行声振动的介质， 若在其最稠密的时候向其提供能量，而在其稀疏时从其中吸取能量，声振动就会得到加强(热 能转变为声能)。反之，若在最稠密的时候从中吸取能量，而在最稀疏时向其提供能量，声振 动就会得到衰减(声能转变为热能)。冷热端换热器是热声驱动器的重要组成部件，它与加热 器共同帮助板叠建立温度梯度，从而为热声发动机产生并维持声振荡创造必要条件。目前热 声制冷装置中目前普遍采用水换热器，由swift的研究工作以及汤珂博士论文中相关模拟计算结果可知，在不导致换热性能严重恶化的情况下，适当地缩短水冷却器的长度可减小水冷却 器中由于粘滞和热驰豫作用导致的声功率损失，从而强化热声发动机中的声振动，增大输出 压力波的振幅和压比。由此可见，换热器的性能对热机的性能具有很大的影响。然而，目前 热机中普通采用的水冷等形式的换热器的换热效率不高，造成整体制冷效率偏低，因此寻求 一种换热效率较高的换热器显得尤为重要。
技术实现思路
本技术的目的就是为了解决上述不足，提供一种采用振荡流热管换热器取代热声制 冷装置中目前普遍采用的水换热器，使其具有更高的换热效率，从而可提高其整体制冷效率 的基于振荡流热管的热声制冷装置。为实现上述目的，本技术采取的技术方案为一种基于振荡流热管的热声制冷装置，它包括一个共振腔，在共振腔内设有冷端换热装 置和热端换热装置，两换热装置间设有板叠，所述冷、热端换热装置分别为一组振荡流热管。所述共振腔内充满气体介质。所述振荡流热管为抽真空后注入工质的蛇形细管。 所述工质为水或乙醇或丙酮。 所述板叠为平行板叠。 所述振荡流热管与共振腔正交放置。本技术的基于振荡流热管的热声制冷装置，它包括充满气体的共振腔、放置在共振 腔中的平行板叠、冷热端换热装置及声波发生器，冷热端换热装置采用振荡流热管来实现高3效换热。振荡流热管为蛇形的细管，抽真空后注入工质。蛇形细管采用铜管等金属管，内径 为l 5mm，管内工作介质为水、乙醇、丙酮等，管内真空度为1x10—i lxl(^，充液率为40% 70%。振荡流热管替代热声制冷装置中的常规换热器，将热管弯制成一定的形状，置于共振 腔中。振荡流热管(Oscillating Heat Pipe, OHP)又称脉动热管(Pulsating Heat Pipe, PHP)、弯曲毛 细管热管、自激振荡流热管等，是由日本学者Akachi首先于九十年代初提出的，它是把金属 毛细管弯曲成蛇形结构，内部无需任何毛细吸液芯。振荡热管的工作原理在一封闭的蛇形 回路毛细管路中，充有一定量的工作介质，该介质在表面张力及冷热端温差的作用下形成汽 液塞状流随机地出现在蛇形回路中，通过相变(蒸发和冷凝)和汽液振荡实现热量传递。本技术的热管管束与共振腔正交放置，毛细管可以任意弯曲，根据实际空间可以将 热管做成各种不同的形状。本技术所提供的技术与现有技术相比，具有以下优点-采用振荡流热管换热器，具有更高的换热效率，从而可提高其整体制冷效率。振荡流热 管换热器本身具有结构简单，成本低，运行可靠，可以随意弯曲，启动迅速等优点。本实用 新型的换热装置结构简单，基本无运动部件；工质为惰性气体，不对环境造成污染。本专利技术 的实施可有效地提高热声制冷的效率，具有极大的推广价值，可有效地推动电子元器件冷却 技术的发展，提高其性能，扩大其应用范围。附图说明图1本专利技术的结构示意图2振荡流热管结构示意图。其中，l.声波发生器，2.热端换热装置，3.板叠，4.冷端换热装置，5.共振腔，6.振荡流热管。具体实施方式以下结合附图与实施例对本技术做进一步说明。图I中，本技术包括充满气体的共振腔5、放置在共振腔5中的平行板叠3、热端换 热装置2、冷端换热装置4及声波发生器1组成。热端换热装置2和冷端换热装置4均由一组振荡流热管6组成，它们与共振腔5成正交 布置，振荡流热管6是由毛细管弯折和焊接形成的蛇形回路，细管上设有封闭的接口，用于 抽真空和充入工质用。振荡流热管根据具体换热要求，选择长度和内径(能够和管内的工作介质形成毛细管， 一般管子内径1 5mm)合适的金属细管(金属管便于加工并适合作为换热材料)和管内工 作介质(水、乙醇、丙酮等)，弯成闭合的蛇形管，从接口处将管子抽到一定的真空度后(lxl(T1 lxl(T2)，充入工作介质，充液率为40% 70%，然后将管口密封，保持管子不泄漏。本技术的工作原理冷热端换热装置是热声驱动器的重要组成部件，它与加热器共同帮助板叠建立温度梯度，从而为热声发动机产生并维持声振荡创造必要条件。在热声制冷 装置中用振荡流热管换热器取代目前普遍采用的水换热器等，可使其具有更高的换热效率， 从而可提高其整体制冷效率。权利要求1. 一种基于振荡流热管的热声制冷装置，它包括一个共振腔，在共振腔内设有冷端换热装置和热端换热装置，两换热装置间设有板叠，其特征是，所述冷、热端换热装置分别为一组振荡流热管。2. 如权利要求1所述的基于振荡流热管的热声制冷装置，其特征是，所述共振腔内充满 气体介质。3. 如权利要求1所述的基于振荡流热管的热声制冷装置，其特征是，所述振荡流热管为 抽真空后注入工质的蛇形细管。4. 如权利要求3所述的基于振荡流热管的热声制冷装置，其特征是，所述工质为水或乙 醇或丙酮。5. 如权利要求1所述的基于振荡流热管的热声制冷装置，其特征是，所述板叠为平行板叠。6. 如权利要求1所述的基于振荡流热管的热声制冷装置，其特征是，所述振荡流热管与 共振腔正交放置。专利摘要本技术公开了一种基于振荡流热管的热声制冷装置。它解决了目前采用水换热器，存在换热效率不高，造成整体制冷效率低等问题，具有更高的换热效率，从而可提高其整体制冷效率等优点。其结构为它包括一个共振腔，在共振腔内设有冷端换热装置和热端换热装置，两换热装置间设有板叠，所述冷、热端换热装置分别为一组振荡流热管。文档编号F25B23/00GK201285193SQ20082017369公开日2009年8月5日 申请日期2008年10月24日 优先权日2008年10月24日专利技术者刘登瀛, 原成泽, 史勇春, 李选友, 柴本银, 董宪华, 斌 蒋, 玲 高 申请人:山东天力干燥设备有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于振荡流热管的热声制冷装置，它包括一个共振腔，在共振腔内设有冷端换热装置和热端换热装置，两换热装置间设有板叠，其特征是，所述冷、热端换热装置分别为一组振荡流热管。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李选友，史勇春，高玲，柴本银，原成泽，刘登瀛，蒋斌，董宪华，
申请(专利权)人：山东天力干燥设备有限公司，
类型：实用新型
国别省市：88[中国|济南]