CN100371589C - 无焊缝的热声发动机加热器 - Google Patents

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CN100371589C CNB2006100529947A CN200610052994A CN100371589C CN 100371589 C CN100371589 C CN 100371589C CN B2006100529947 A CNB2006100529947 A CN B2006100529947A CN 200610052994 A CN200610052994 A CN 200610052994A CN 100371589 C CN100371589 C CN 100371589C
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Abstract

本发明公开了一种无焊缝的热声发动机加热器组件。该组件包括不锈钢谐振管，装在不锈钢谐振管内部的紫铜翅片式换热器，装在不锈钢谐振管外部的不锈钢密封套管，在密封套管、谐振管、翅片式换热器上横向贯穿着若干不锈钢加热棒套管。所述的换热器传热翅片具有矩形狭缝流体通道。所述的加热棒套管内插入加热棒。本发明的不锈钢密封套与不锈钢谐振管之间、加热棒套管与谐振管壁和密封套管之间以及紫铜翅片式换热器与不锈钢谐振管之间均采用了过盈配合的连接方法，因而免除了整个加热装置焊接的需要，不仅有效地克服了以往加热器内工质气体在高温高压下的泄漏问题，而且避免了由于焊接工艺导致的工件变形、烧穿烧焦等问题，为进一步提高热声发动机加热器的可靠性及增大加热功率提供了可能。

Description

无焊缝的热声发动机加热器
技术领域
本发明涉及一种无焊缝的热声发动机加热器。
背景技术
热声发动机仅由换热器和管件构成，利用工质声场固有的压力、速度和位移振动结合适当的固体边界条件，实现热能向机械能的转换，整机除了振荡的工作流体外，没有任何机械运动部件，有望成为一种完全没有运动部件的新型热力机械。热声发动机的核心部件包括：加热器、热声板叠和冷却器。根据热声理论，当热声板叠两端产生的温度梯度大于临界温度梯度时，热声发动机就会发生自激振荡，热能开始向机械能发生转换。冷却器通过冷却水将热声板叠的冷端温度控制在室温附近，故板叠上温度梯度的大小就取决于加热器向系统提供的加热功率。为了取得更大的温度梯度，必然要求加热器能够输入更大的功率和具有更高的效率。然而，加热器加热功率的提高受到焊缝材料在高温高压下密封性能的限制。以往的加热器多采用焊接技术，涉及异种金属的焊接以及具有易烧穿、烧焦、热影响区大、焊件变形大、接头质量低、焊后表面需抛光处理等缺点。本发明提供一种无焊缝的热声发动机加热器，不仅完全克服了传统焊接所产生的缺点，而且能够有效地避免工质气体因焊缝质量导致的高温高压下的泄漏问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种无焊缝的热声发动机加热器组件。
它包括不锈钢谐振管，装在不锈钢谐振管内部的紫铜翅片式换热器，装在不锈钢谐振管外部的不锈钢密封套管，在密封套管、谐振管、翅片式换热器上横向贯穿着若干不锈钢加热棒套管。所述的换热器传热翅片具有矩形狭缝流体通道。所述的加热棒套管内插入加热棒。
所述的不锈钢密封套管与不锈钢谐振管通过基孔制过盈配合
Figure C20061005299400031
套接。不锈钢谐振管与紫铜翅片式换热器通过基孔制过盈配合
Figure C20061005299400032
套接。横向贯穿不锈钢密封套管、谐振管和紫铜翅片式换热器的加热棒套管通过基孔制过盈配合
Figure C20061005299400033
与之套接。矩形狭缝流体通道的形状为带有圆角的矩形狭缝。
本发明的不锈钢密封套与不锈钢谐振管之间、加热棒套管与谐振管壁和密封套管之间以及紫铜翅片式换热器与不锈钢谐振管之间均采用了过盈配合的连接方法，因而免除了整个加热装置焊接的需要，不仅有效地克服了以往加热器内工质气体在高温高压下的泄漏问题，而且避免了由于焊接工艺导致的工件变形、烧穿烧焦等问题，为进一步提高热声发动机加热器的可靠性及增大加热功率提供了可能。
附图说明
图1(a)是无焊缝热声发动机加热器主视图；
图1(b)是无焊缝热声发动机加热器侧视图。
具体实施方式
如图1所示，无焊缝的热声发动机加热装置具有不锈钢谐振管，装在不锈钢谐振管2内部的紫铜翅片式换热器3，装在不锈钢谐振管2外部的不锈钢密封套管1，在密封套管1、谐振管2、翅片式换热器3上横向贯穿着若干不锈钢加热棒套管4。所述的换热器传热翅片3具有矩形狭缝流体通道5。所述的加热棒套管4内插入加热棒6。
所述的不锈钢密封套管1与不锈钢谐振管2通过基孔制过盈配合
Figure C20061005299400041
套接。不锈钢谐振管2与紫铜翅片式换热器3通过基孔制过盈配合
Figure C20061005299400042
套接。横向贯穿不锈钢密封套管1、谐振管2和紫铜翅片式换热器3的加热棒套管4通过基孔制过盈配合
Figure C20061005299400043
与之套接。矩形狭缝流体通道5的形状为带有圆角的矩形狭缝。
实施例
加热器的流体通道5是通过在紫铜翅片式换热器3(Φ56u6×64mm)上线切割出的若干宽度为1.5mm的带圆角的矩形狭缝。不锈钢谐振管2内径为Φ56H7mm，线切割好的翅片式换热器3通过过盈配合与谐振管2套接。为了强化密封效果，同时控制谐振管2由于在使用中处于高温环境下的形变，将谐振管2与不锈钢密封套管1再通过过盈配合
Figure C20061005299400045
套接。示例的加热器中，谐振管2的外径为Φ60v6mm，密封套管1的内径为Φ60H7mm。当密封套管1，谐振管2和翅片式换热器3套接成一体后，在密封套管横向通过线切割，打出10个内径为Φ10H7mm的孔，每个孔中设置一根外径为Φ10x6mm的不锈钢加热棒套管4，加热棒套管4通过过盈配合
Figure C20061005299400051
与孔套接。示例加热器的加热棒套管4壁厚为2mm，加热棒6放置在加热棒套管4中进行加热，避免与工作介质的直接接触，如果加热棒意外损坏可以方便地更换。

Claims (2)

1.一种无焊缝的热声发动机加热器组件，其特征在于：它包括不锈钢谐振管(2)，装在不锈钢谐振管(2)内部的紫铜翅片式换热器(3)，装在不锈钢谐振管(2)外部的不锈钢密封套管(1)，在密封套管(1)、谐振管(2)、翅片式换热器(3)上横向贯穿着若干不锈钢加热棒套管(4)，所述的换热器传热翅片(3)具有矩形狭缝流体通道(5)，所述的加热棒套管(4)内插入加热棒(6)，所述的不锈钢密封套管(1)与不锈钢谐振管(2)通过基孔制过盈配合套接，不锈钢谐振管(2)与紫铜翅片式换热器(3)通过基孔制过盈配合
Figure C2006100529940002C2
套接，横向贯穿不锈钢密封套管(1)、谐振管(2)和紫铜翅片式换热器(3)的加热棒套管(4)通过基孔制过盈配台
Figure C2006100529940002C3
与之套接。
2.根据权利要求1所述的一种无焊缝的热声发动机加热装置，其特征在于：所述的矩形狭缝流体通道(5)的形状为带有圆角的矩形狭缝。
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