專利名稱：以噪聲為驅(qū)動(dòng)源的熱聲制冷機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種以噪聲為驅(qū)動(dòng)源的熱聲制冷機(jī)。
背景技術(shù)：
熱聲制冷是利用熱聲效應(yīng)進(jìn)行泵熱，即由于聲場(chǎng)中的固體介質(zhì)與振蕩的流體之間的相互作用，使得距固體壁面一定范圍內(nèi)逆著聲傳播方向產(chǎn)生一個(gè)時(shí)均熱流，并在這個(gè)區(qū)域內(nèi)吸收聲功的現(xiàn)象。熱聲制冷效應(yīng)顯然依賴于系統(tǒng)中聲波的存在，因而首要工作是產(chǎn)生聲波。目前普遍采用經(jīng)改進(jìn)的電動(dòng)揚(yáng)聲器或者壓電式揚(yáng)聲器和高頻直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)聲發(fā)生器。此外，也有采用氣動(dòng)式聲波發(fā)生器。然而，它們的共同之處是需要消耗有用的能源來獲取聲功。在日常環(huán)境中，噪聲是無處不在的，尤其是一些特定的工業(yè)場(chǎng)合中，噪聲級(jí)甚至達(dá)到人們無法忍受的地步，若能把噪聲收集起來變廢為寶用于驅(qū)動(dòng)熱聲制冷機(jī)，將具有巨大的實(shí)用價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種以噪聲為驅(qū)動(dòng)源的熱聲制冷機(jī)。
它依次連接有噪聲收集器、熱端換熱器、熱聲板疊、冷端換熱器和諧振管和諧振腔。
本發(fā)明以噪聲為驅(qū)動(dòng)源，噪聲源種類很多，包括電聲源(例如改進(jìn)的電動(dòng)揚(yáng)聲器、壓電揚(yáng)聲器和高頻直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)聲發(fā)生器)、熱聲源(駐波型和行波型熱聲驅(qū)動(dòng)器)和氣動(dòng)聲源等。它們的共同點(diǎn)是都需要消耗有用能源(如電能、熱能和動(dòng)能等)。本發(fā)明旨在利用在日常環(huán)境中無處不在的噪聲，并將其收集起來用于驅(qū)動(dòng)熱聲制冷機(jī)，以達(dá)到變廢為寶，實(shí)現(xiàn)其巨大的實(shí)用價(jià)值。采用單向反射式的牛角型聲道，把環(huán)境中的噪聲收集并放大，從而提高聲壓級(jí)以達(dá)到熱聲制冷系統(tǒng)的要求。


圖1是以噪聲為驅(qū)動(dòng)源的熱聲制冷機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明噪聲收集器噪聲收集放大原理示意圖。
具體實(shí)施例方式
以噪聲為驅(qū)動(dòng)源的熱聲制冷機(jī)依次連接有噪聲收集器1、熱端換熱器2、熱聲板疊3、冷端換熱器4和諧振管5和諧振腔6。噪聲收集器1是“牛角型”聲道，并設(shè)有噪聲收集器入口端7和噪聲收集器出口端8。
噪聲收集器是系統(tǒng)中的驅(qū)動(dòng)源。雖然噪聲在環(huán)境中是無處不在的，然而以驅(qū)動(dòng)熱聲制冷機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)來衡量，其聲壓級(jí)還是太小，沒法直接加以利用。為了能夠達(dá)到變廢為寶的目的，首要考慮的問題是把聲壓級(jí)提高。鑒于我們不加入新的有用能源的前提，必須通過機(jī)械的方式來實(shí)現(xiàn)把比較大面積的聲功集中到一個(gè)比較小的面積上，這樣就能夠提高聲流密度。然而，我們知道聲波輻射到一個(gè)表面上(尤其是剛性壁面)時(shí)必然會(huì)產(chǎn)生反射，這樣是不利于我們收集聲功的。如果僅僅是為了克服聲功的反射，我們當(dāng)然也可以采用具有強(qiáng)吸聲效果的吸聲材料，但是此時(shí)被吸收進(jìn)去的聲波卻被消耗在吸聲材料之中，因而就談不上放大并加以利用了。于是，我們考慮采用一種經(jīng)過特殊設(shè)計(jì)的“牛角型”聲通道(如圖2所示)，在該聲道中，任何方向的聲波入射到入口端(管徑較粗端)，其反射通道必然是向內(nèi)(指管徑比較小的一端)單向的，于是，管入口面積上的聲功將全部集中到細(xì)端出口8，聲功密度將大大提高，具體的放大倍數(shù)僅取決于兩者的面積比。該結(jié)構(gòu)對(duì)聲功收集放大是一種簡(jiǎn)單而有效的方法，能夠在不付出額外能耗的情況下實(shí)現(xiàn)把噪聲加以利用的目的。
環(huán)境噪聲經(jīng)過上述的聲通道后，其聲壓級(jí)得到了大大的提高，然后被輸入到熱聲制冷機(jī)中去，聲通道的出口與熱聲制冷機(jī)的入口耦合連接，于是順利地實(shí)現(xiàn)熱聲制冷機(jī)聲源的替代。聲波進(jìn)入制冷機(jī)的諧振管中后，相繼通過熱端換熱器、熱聲板疊和冷端換熱器等部件，在熱聲板疊中實(shí)現(xiàn)熱聲效應(yīng)，以達(dá)到制冷的目的。
權(quán)利要求
1.一種以噪聲為驅(qū)動(dòng)源的熱聲制冷機(jī)，其特征在于它依次連接有噪聲收集器(1)、熱端換熱器(2)、熱聲板疊(3)、冷端換熱器(4)和諧振管(5)和諧振腔(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以噪聲為驅(qū)動(dòng)源的熱聲制冷機(jī)，其特征在于所說噪聲收集器(1)是“牛角型”聲道，并設(shè)有噪聲收集器入口端(7)和噪聲收集器出口端(8)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種以噪聲為驅(qū)動(dòng)源的熱聲制冷機(jī)。它依次連接有噪聲收集器、熱端換熱器、熱聲板疊、冷端換熱器、諧振管和諧振腔。本發(fā)明以噪聲為驅(qū)動(dòng)源，噪聲源種類很多，包括電聲源(例如改進(jìn)的電動(dòng)揚(yáng)聲器、壓電揚(yáng)聲器和高頻直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)聲發(fā)生器)、熱聲源(駐波型和行波型熱聲驅(qū)動(dòng)器)和氣動(dòng)聲源等。它們的共同點(diǎn)是都需要消耗有用能源(如電能、熱能和動(dòng)能等)。本發(fā)明旨在利用在日常環(huán)境中無處不在的噪聲，并將其收集起來用于驅(qū)動(dòng)熱聲制冷機(jī)，以達(dá)到變廢為寶，實(shí)現(xiàn)其巨大的實(shí)用價(jià)值。采用單向反射式的牛角型聲道，把環(huán)境中的噪聲收集并放大，從而提高聲壓級(jí)以達(dá)到熱聲制冷系統(tǒng)的要求。
文檔編號(hào)F25B23/00GK1556360SQ20041001582
公開日2004年12月22日 申請(qǐng)日期2004年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月12日
發(fā)明者金滔, 陳國邦, 湯珂, 金 滔 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)