本发明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，从而可提高热声制冷装置的制冷系数。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。
【技术实现步骤摘要】
本专利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。声波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，周期性的压縮和膨胀。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)。换热器是热声机械中效率的最大制约因素，福特公 司的Mozurkewich对热声效应中横向热交换进行了模拟研究，另外，还对板叠中的温度分布 进行了模拟计算，为热声机械换热器的设计提供了参考依据。目前热声制冷装置中普遍采用 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 性能对热声制冷机的性能具有很大的影响。然而，目前热声制冷机中普通采用的水冷等形式 的换热器换热效率不高，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
本专利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，本专利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，两换热装置间设有平行板叠，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。所述气体为氩气、氮气、氦气、C02或这些气体的两种或多种混合物。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、乙醇、丙酮或溴化锂。 所述振荡流热管与共振腔正交放置。本专利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效换 热。共振腔内充入的气体为氩气、氮气、氦气、C02或这些气体的两种或多种混合物，充 气压力为0.5 2MPa，声源频率为25~500Hz。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0.5 5mm，管内工作介质为水、乙醇、丙酮或溴化锂， 管内真空度为lxlO" lxl(^Pa，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。振荡流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。本专利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。本专利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，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。本专利技术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l本专利技术的结构示意图； 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。具体实施例方式下面结合附图与实施例对本专利技术做进一步说明。图1中，本专利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0.5 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、溴化锂等)，弯成闭合的蛇形管，从接口处将管子抽到一定的真空度后(lxlO" lxl(^Pa)，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。本专利技术的工作原理冷热端换热装置是热声制冷装置的重要组成部件，在热声制冷装置中用振荡流热管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 热声制冷装置的制冷能力。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，两换热装置间设有平行板叠，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、乙 醇、丙酮或溴化锂。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，所述振荡流热管与 共振腔正交放置。6. 如权利要求2所述的基于振荡流热管的热声制冷装置，其特征是，所述气体介质为氩气、氮气、氦气、C02中的至少一种或这些气体的两种或多种混合物。全文摘要本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，从而可提高热声制冷装置的制冷系数。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F25B23/00GK101441008SQ200810238698公开日2009年5月27日 申请日期2008年12月22日 优先权日2008年12月22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，两换热装置间设有平行板叠，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：发明
国别省市：88[中国|济南]
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