專利名稱：汽車的熱聲制冷裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及到一種熱聲制冷裝置，尤其涉及一種使用斯特林型發(fā)動機汽車中的熱聲制冷裝置。
背景技術：
隨著近幾年汽車業(yè)的發(fā)展，尤其是轎車的產量得到快速增長，使得汽車零部件行 業(yè)也得到了飛速發(fā)展，汽車空調作為提高汽車乘坐舒適性的一種重要部件已被廣大汽車制 造企業(yè)及消費者所認可，目前在國內，國產轎車空調裝置率已接近100 %，在其它車型上的 裝置率也在逐年提高，汽車空調裝置已成為汽車中具有舉足輕重的功能部件。隨之而來，國 內汽車空調生產企業(yè)的產銷量也在快速增長，據不完全統(tǒng)計，在2003年時，全國就年生產 汽車空調610萬套，銷售255萬套。汽車在使用過程中會有大量的尾氣排出，巨大的汽車尾 氣排放量意味著巨大的能量浪費，因為汽車排放的尾氣溫度最高可以達到500°C 600°C， 因此，排入大氣中的尾氣廢熱是十分驚人的。如何回收汽車尾氣中的巨大能量是一個十分 值得研究的課題。眾所周知，一般汽車都需要安裝制冷系統(tǒng)，尤其在夏季，需要對車內的空氣進行 制冷。目前，現(xiàn)有的汽車空調都是使用汽車發(fā)動機或者輔助發(fā)動機作為動力的蒸汽壓縮式 制冷系統(tǒng)，這種制冷系統(tǒng)存在以下幾個方面的問題1、由于把發(fā)動機的部分動力用于空調壓縮機，使的油耗平均增加16% 20%。2、由于發(fā)動機的部分動力用于了壓縮機，使的發(fā)動機輸出功率減少10% 12%， 因而造成動力源的配置方面的一些問題，在一些小排量汽車中尤為明顯。3、汽車空調的工質對環(huán)境的破壞。早期汽車空調的工質常用CFC12，這種工質不僅 會破壞臭氧層，而且能引起溫室效應，根據《關于破壞臭氧層物質的蒙特利爾協(xié)議》已經逐 步減少和禁止其使用。其替代產品HFC134a也是一種能導致溫室效應氣體，且價格比CFC12 貴3 5倍，在全球變暖的威脅下，其使用范圍在未來必將受到限制。根據以上分析，如果能利用廢熱作為動力進行汽車空調制冷，具有十分積極的作 用，也是實現(xiàn)汽車節(jié)能的一個有益的途徑。目前廢熱回收型的制冷方法一般有吸收式制冷 和吸附式制冷兩種方法。吸收式制冷盡管擁有無ODP和GWP問題的困擾、機械運轉部件少、 消耗電力少、自平衡能力強、噪聲頻譜可接受以及機械加工量少，難度小等優(yōu)點，但同時也 存在操作維護比較復雜、對真空度要求十分嚴格，易出現(xiàn)冷量衰減、停機和啟動時間長、有 結晶危險、相同容量下機組重量和尺寸較大、只能是單蒸發(fā)溫度、變工況特性較差等缺點； 吸附式制冷盡管擁有采用非氟氯烴類物質作為制冷劑、系統(tǒng)中很少使用運動部件、具有節(jié) 能、環(huán)保、結構簡單、無噪音、運行穩(wěn)定可靠等突出優(yōu)點，但吸附式制冷系統(tǒng)暫時尚無法很好 的克服COP值偏低、制冷量相對較小、體積較大等固有的缺點，此外其冷量冷輸出的連續(xù) 性、穩(wěn)定性和可控性較差也使其目前不能滿足空調用冷的要求。由上述分析可知，這兩種制 冷方式存在體積大、制冷效率低等問題，因而影響其在汽車空調領域的應用。由于汽車尾氣 的溫度最高可以達到500°C 600°C，這個溫度區(qū)域正好為斯特林型熱聲發(fā)動機的工作溫度區(qū)。因此可以利用斯特林型熱聲發(fā)動機來吸收汽車尾氣的余熱來產生動力。然后推動斯 特林型的脈管制冷機來制冷，從而實現(xiàn)對車內的空氣進行調節(jié)。

實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種利用汽車的高溫尾氣對熱聲發(fā)動機 的工質進行加熱，然后使其周期性壓縮和膨脹對外輸出動力的熱聲制冷裝置。為了解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案是汽車的熱聲制冷裝置，包 括與汽車排氣管相連接的汽車尾氣余熱加熱器，在汽車尾氣余熱加熱器的兩端兩側上分 別設置有聲容管和熱緩沖管，在聲容管 的一端與汽車尾氣余熱加熱器之間依次設置有噴射 泵、熱聲回熱端冷卻器和熱聲回熱器，在熱緩沖管上設置有導流冷卻器，聲容管的另一端與 反饋管的一端相連接，在聲容管與反饋管之間設置有防直流彈性隔膜，反饋管的另一端與 諧振腔相連接，在反饋管與諧振腔之間設置有諧振腔隔膜，諧振腔與脈管相連接，在諧振腔 與脈管之間依次設置有預冷器、制冷回熱器和脈管冷端換熱器，在脈管的下端設置有脈管 熱端換熱器，脈管熱端換熱器通過氣管與氣庫相連接，在氣管上設置有調節(jié)閥。本實用新型的優(yōu)點是上述結構的汽車的熱聲制冷裝置，是利用汽車的高溫尾氣 對熱聲發(fā)動機的工質進行加熱，然后使其周期性壓縮和膨脹對外輸出動力，空調系統(tǒng)的制 冷機采用斯特林型的脈管制冷機與其相互配合，上述熱聲制冷裝置的應用不僅可以降低排 入大氣中的尾氣溫度，而且避免現(xiàn)有汽車制冷劑泄露引起的溫室效應以及對臭氧層的破 壞，對環(huán)境起到更有效地保護作用，可以大大節(jié)約汽車的能耗，避免了小排量汽車由于開汽 車空調而出現(xiàn)的動力不足等問題。

圖1為本實用新型汽車的熱聲制冷裝置的結構示意圖。圖中1、汽車排氣管，2、汽車尾氣余熱加熱器，3、聲容管，4、熱緩沖管，5、噴射泵， 6、熱聲回熱端冷卻器，7、熱聲回熱器，8、導流冷卻器，9、反饋管，10、防直流彈性隔膜，11、諧 振腔，12、諧振腔隔膜，13、脈管，14、預冷器，15、制冷回熱器，16、脈管冷端換熱器，17、脈管 熱端換熱器，18、氣管，19、氣庫，20、調節(jié)閥。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施例詳細描述一下本實用新型的具體內容。如圖1所示，汽車的熱聲制冷裝置，包括與汽車排氣管1相連接的汽車尾氣余熱 加熱器2，在汽車尾氣余熱加熱器2的兩端兩側上分別設置有聲容管3和熱緩沖管4，在聲 容管3的一端與汽車尾氣余熱加熱器2之間依次設置有噴射泵5、熱聲回熱端冷卻器6和 熱聲回熱器7，在熱緩沖管4上設置有導流冷卻器8，聲容管3的另一端與反饋管9的一端 相連接，在聲容管3與反饋管9之間設置有防直流彈性隔膜10，反饋管9的另一端與諧振 腔11相連接，在反饋管9與諧振腔11之間設置有諧振腔隔膜12，諧振腔11與脈管13相 連接，在諧振腔11與脈管13之間依次設置有預冷器14、制冷回熱器15和脈管冷端換熱器 16，在脈管13的下端設置有脈管熱端換熱器17，脈管熱端換熱器17通過氣管18與氣庫19 相連接，在氣管18上設置有調節(jié)閥20。[0015]如圖1所示，上述汽車的熱聲制冷裝置的工作原理如下高溫汽車尾氣在汽車尾氣余熱加熱器2中與系統(tǒng)中的氣體工質進行熱交換，將氣體工質溫度升高，由于熱聲回熱 器7中填充徑向導熱系數(shù)較大而軸向熱阻較大的絲網等材料。因此可以在熱聲回熱器7中 建立起相應的溫度梯度，與此同時熱聲回熱端冷卻器6能不斷將從熱聲回熱器7熱端傳導 過來熱量帶走，因此有利熱聲回熱器7中溫度梯度建立和增強，也正因為熱聲回熱器7中 的溫度梯度的存在，導致系統(tǒng)氣體工質產生網交運動，并對外輸出聲功，傳統(tǒng)的行波熱聲發(fā) 動機必須有一個尺寸較長的諧振直管和一個容積較大的諧振腔，其目的是為了在行波環(huán)路 上耦合一個駐波分量以控制系統(tǒng)的頻率和調相，本實用新型通過兩側對稱環(huán)路來實現(xiàn)對系 統(tǒng)頻率的控制以及調相，這樣可以得到更大的轉化效率和聲功輸出。兩端不同相位的氣體 工質通過諧振腔隔膜12傳遞到諧振腔11，兩行振動動波在諧振腔11中發(fā)生迭加和諧振，產 生更強烈的振蕩，振蕩的氣體工質分別在脈管13的冷端和熱端產生冷量和熱量，這樣就可 以根據具體的需要將冷端的冷量或熱端的熱量引入車內，實現(xiàn)車內的氣體調節(jié)。上述實施例僅供說明本實用新型之用，而并非是對本實用新型的限制，有關技術 領域的普通技術人員，在不脫離本實用新型精神和范圍的情況下，還可以作出各種變化和 變型，因此所有等同的技術方案也應屬于本實用新型的保護范疇。
權利要求汽車的熱聲制冷裝置，其特征在于包括與汽車排氣管(1)相連接的汽車尾氣余熱加熱器(2)，在汽車尾氣余熱加熱器(2)的兩端兩側上分別設置有聲容管(3)和熱緩沖管(4)，在聲容管(3)的一端與汽車尾氣余熱加熱器(2)之間依次設置有噴射泵(5)、熱聲回熱端冷卻器(6)和熱聲回熱器(7)，在熱緩沖管(4)上設置有導流冷卻器(8)，聲容管(3)的另一端與反饋管(9)的一端相連接，在聲容管(3)與反饋管(9)之間設置有防直流彈性隔膜(10)，反饋管(9)的另一端與諧振腔(11)相連接，在反饋管(9)與諧振腔(11)之間設置有諧振腔隔膜(12)，諧振腔(11)與脈管(13)相連接，在諧振腔(11)與脈管(13)之間依次設置有預冷器(14)、制冷回熱器(15)和脈管冷端換熱器(16)，在脈管(13)的下端設置有脈管熱端換熱器(17)，脈管熱端換熱器(17)通過氣管(18)與氣庫(19)相連接，在氣管(18)上設置有調節(jié)閥(20)。
專利摘要本實用新型公開了一種汽車的熱聲制冷裝置，包括汽車尾氣余熱加熱器、聲容管、熱緩沖管、噴射泵、熱聲回熱端冷卻器、熱聲回熱器、導流冷卻器、反饋管、防直流彈性隔膜、諧振腔、諧振腔隔膜，諧振腔、脈管、預冷器、制冷回熱器、脈管冷端換熱器、脈管熱端換熱器、氣管、氣庫和調節(jié)閥。其優(yōu)點是上述熱聲制冷裝置的應用不僅可以降低排入大氣中的尾氣溫度，而且避免現(xiàn)有汽車制冷劑泄露引起的溫室效應以及對臭氧層的破壞，對環(huán)境起到更有效地保護作用，可以大大節(jié)約汽車的能耗，避免了小排量汽車由于開汽車空調而出現(xiàn)的動力不足等問題。
文檔編號B60H1/32GK201703227SQ20102019250
公開日2011年1月12日 申請日期2010年5月17日 優(yōu)先權日2010年5月17日
發(fā)明者黃偉 申請人:蘇州賽爾科凌空調有限公司