CN105066500B - 一种热驱动脉冲管制冷机系统 - Google Patents
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Abstract
一种热驱动脉冲管制冷机系统，其包括：自由活塞斯特林发动机、脉冲管制冷机及声学谐振管；声学谐振管为一等径或变径管道，自由活塞斯特林发动机和脉冲管制冷机分别连接于声学谐振管的两侧；自由活塞斯特林发动机、脉冲管制冷机及声学谐振管分别为一或二个；由自由活塞斯特林发动机产生的声功经由声学谐振管传输至脉冲管制冷机，并由脉冲管制冷机产生制冷效应；声学谐振管不仅起到声功传输作用，还可起到声场调相功能；该热驱动脉冲管制冷机的热‑声、声‑冷转换核心部件——制冷机回热器中的声场均为行波相位，热效率高，同时脉冲管制冷机内无机械运动部件，兼具低振动和高可靠性，可在60～150K温区获得几百至几千瓦，甚至更高的制冷量。
Description
技术领域
本发明涉及热能动力系统领域，尤其涉及一种热驱动脉冲管制冷机系统。
背景技术
随着人类环保和可持续发展意识的增强，天然气、煤层气和页岩气等这类清洁能源在一次能源结构中的比重不断增加。但相比煤炭和石油等传统能源，天然气、煤层气和页岩气由于常温常压下为气态，因而给大规模、远距离和长期储存带来了困难。由于这类清洁燃料的燃烧值较高，所以采用燃烧小比例的气体将剩余绝大部分比例气体液化，是一种非常高效的工作模式，充分满足从气源到终端市场的运输和储存要求。在这类液体燃料的储存中，液化天然气等会因罐体漏热等而部分气化，造成放空等燃料浪费，将这部分气化的天然气再冷凝以避免能源浪费亦是不可或缺的重要手段。
申请号为201510170198.2的中国发明专利申请(一种热驱动低温制冷机系统)总结了目前现有的液化技术，并指出：采用外燃回热式发动机驱动回热式低温制冷机的技术路径，即由一台设备实现燃烧热能向低温制冷量的转化，是一种非常高效的工作模式。该申请提出了由一台自由活塞斯特林发动机，一个声学谐振管和一台自由活塞斯特林低温制冷机构建成的热驱动低温制冷机，该热驱动低温制冷机采用声学谐振管取代传统自由活塞型热驱动低温制冷机中的机械谐振单元，从而能简化系统结构，降低机体震动；图1给出了其基本结构。从图1中可以看出，该热驱动低温制冷机利用声学谐振管进行声场调相，使两侧的自由活塞斯特林发动机和自由活塞斯特林制冷机的回热器均工作在行波成分为主的声场中，保证了系统的高效运行；同时，用声学谐振管取代传统结构的机械振子，降低了工艺难度，提升了制冷机的可靠性。
然而，该热驱动低温制冷机系统的自由活塞斯特林制冷机中存在机械运动部件——排出器，该运动部件对工艺要求较高，需保证较好的间隙密封效果和较小的机械阻尼，同时，该运动部件的存在亦会产生较大的机壳振动，尽管该申请提出通过对置布置的方式以降低排出器引起的振动，但该结构亦增加了系统的复杂程序，降低了可靠性。
发明内容
本发明的目的在于针对上述自由活塞斯特林发动机驱动自由活塞斯特林制冷机中存在的制冷机子系统振动大的缺点，而提出的一种热驱动脉冲管制冷机系统；它不仅能充分利用自由活塞斯特林发动机热效率高、结构紧凑和功率密度高的优点，同时能充分利用脉冲管制冷机热效率高、结构简单和振动小的突出优点，并结合了声学谐振管结构简单、振动小的特点，从而构建了一中更高效、高可靠性和低振动的热驱动低温制冷机系统。
本发明的技术方案如下：
本发明提供的热驱动脉冲管制冷机系统，其包括：自由活塞斯特林发动机2、脉冲管制冷机1及声学谐振管3；其特征在于，所述声学谐振管3为一等径或变径管道，所述自由活塞斯特林发动机2和所述脉冲管制冷机1分别连接于所述声学谐振管3的两侧；所述自由活塞斯特林发动机2、脉冲管制冷机1及声学谐振管3分别为一个或二个。
所述自由活塞斯特林发动机2、脉冲管制冷机1及声学谐振管3均为一个时，所述自由活塞斯特林发动机2的发动机缸体29和所述脉冲管制冷机1的制冷机缸体11分别连接于所述声学谐振管3的两侧。
所述热驱动脉冲管制冷机系统为对称布置的二个，该二个对置布置的热驱动脉冲管制冷机系统相互独立，两者的缸体之间刚性连接，两个自由活塞斯特林发动机的发动机缸体相互连通，两者共用一个膨胀腔。此时的热驱动脉冲管制冷机系统还可包括一个连通于二个对置布置的热驱动脉冲管制冷机系统的二个声学谐振管3之间的声导管52，所述声导管52的连接位置为声学谐振管3与二个对置布置的热驱动脉冲管制冷机系统的自由活塞斯特林发动机2的结合处或者声学谐振管3与二个对置布置的热驱动脉冲管制冷机系统的脉冲管制冷机1的结合处。
所述自由活塞斯特林发动机2为结构和参数完全相同的二个，声学谐振管3和脉冲管制冷机1分别为一个时；所述两个自由活塞斯特林发动机2对置布置，两个自由活塞斯特林发动机2的发动机缸体29分别通过一个三通管的二个管口相连接，该三通管的第三个管口依次连接声学谐振管3和脉冲管制冷机1。
所述自由活塞斯特林发动机2包括：
与所述声学谐振管3一侧相连通的发动机缸体29；
固定于所述发动机缸体29内近声学谐振管3侧的固定底座21；
依次装于所述发动机缸体29内壁上的发动机放热端换热器22、发动机回热器23和发动机吸热端换热器24，所述发动机放热端换热器22与所述固定底座21相连；
裝于发动机放热端换热器22、发动机回热器23和发动机吸热端换热器24构成的空腔内的带有平面支撑弹簧27或气体弹簧的排出器26；
所述排出器26通过平面支撑弹簧27的中心杆与固定底座21固定连接；或者所述排出器26采用气体弹簧支撑，并由气体弹簧提供往复力；
所述排出器26与发动机缸体29的内顶端构成膨胀腔25；
所述排出器26与所述固定底座21之间的空腔形成压缩腔28；所述固定底座21上设有通孔与发动机放热端换热器22相连通；所述膨胀腔25与压缩腔28相连通，所述排出器26在压缩腔28和膨胀腔25之间往复振动。
所述脉冲管制冷机1包括：
与所述声学谐振管3相连的制冷机缸体11；
依次装于制冷机缸体11内壁上的制冷机放热端换热器12、制冷机回热器13和制冷机吸热端换热器14，依次连接于所述制冷机吸热端换热器14的脉冲管15、制冷机室温端换热器16和声学调相机构17。
所述自由活塞斯特林发动机2的发动机吸热端换热器22、发动机放热端换热器24为翅片式换热器或管壳换热器；所述发动机吸热端换热器22和发动机放热端换热器24的壁面材料为紫铜；所述发动机吸热端换热器22和发动机放热端换热器24的外侧壳体材料为不锈钢；所述发动机回热器23内部填充不锈钢丝网、不锈钢纤维毡或者不锈钢丝绵；所述不锈钢丝绵指的是很细的不锈钢丝随机堆置在一起形成的絮状交织物，这是一种较为专业的称法。
所述脉冲管制冷机1的制冷机吸热端换热器12为翅片式或者管束式结构；翅片式吸热端换热器的内壁面材料为紫铜，外侧壳体材料为不锈钢或者紫铜；管束式吸热端换热器的材料为紫铜；制冷机吸热端换热器12外侧加装换热翅片以增加换热面积；
所述脉冲管制冷机1的制冷机放热端换热器13为翅片式或者管壳式结构；制冷机放热端换热器13的壁面材料为紫铜或铝合金，外侧壳体材料为不锈钢；
所述脉冲管制冷机1的制冷机室温端换热器16为翅片式、管壳式或者丝网堆积结构；翅片式制冷机室温端换热器16的内壁面材料为紫铜，外侧壳体材料为不锈钢或者紫铜；管壳式制冷机室温端换热器的材料为紫铜或者不锈钢；丝网堆积型制冷机室温端换热器的内部填充材料为紫铜丝网，壳体材料为不锈钢；
所述脉冲管制冷机1的制冷机回热器13内部填充不锈钢丝网、不锈钢纤维毡或者不锈钢随机丝绵；
所述脉冲管制冷机1的声学调相机构17包括惯性管和气库，惯性管为单一直径或组合直径圆管，材料为紫铜，气库为一定容积的腔体，材料为不锈钢。
所述自由活塞斯特林发动机2的发动机排出器23为等径圆筒或为变径圆锥筒，其材质为不锈钢或铝合金；所述的发动机排出器23与发动机缸体29内壁不接触，两者为间隙密封。
所述的自由活塞斯特林发动机2、声学谐振管3和脉冲管制冷机1采用同轴直线布置、L型布置或者U型布置。
本发明的制冷机回热器和脉冲管的布置可以为直线型布置，即两者顺次连接且均为圆管形结构；也可以为同轴型布置，即脉冲管与制冷机回热器同轴嵌套，脉冲管为中间圆筒形结构，制冷机回热器为外侧环状结构；
本发明提供的热驱动脉冲管制冷机系统，采用声学谐振管耦合自由活塞斯特林发动机和脉冲管制冷机，不仅使系统保留了高效的优点，而且制冷机端无运动部件的特性也有效降低了系统的振动，降低了工艺难度和系统复杂程度，提升了可靠性。
附图说明
图1是已申请公开的专利：新型热驱动低温制冷机系统的结构示意图；
图2是直线型脉冲管制冷机结构示意图；
图3是同轴型脉冲管制冷机结构示意图；
图4是实施例1提供的热驱动脉冲管制冷机系统结构示意图；
图5是实施例2提供的热驱动脉冲管制冷机系统发动机对置布置结构示意图；
图6是实施例3提供的热驱动脉冲管制冷机系统耦合对置式布置结构示意图；
图7是实施例4提供的热驱动脉冲管制冷机系统分置对置式布置结构示意图；
图8是实施例1提供的热驱动脉冲管制冷机系统工作原理示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
图4是本发明的热驱动脉冲管制冷机系统(实施例1)结构示意图。如图4所示，本实施例的热驱动脉冲管制冷机系统的自由活塞斯特林发动机2、声学谐振管3和脉冲管制冷机1均为一个；声学谐振管3为一等径或者变径管道，自由活塞斯特林发动机2和脉冲管制冷机1分别连接于声学谐振管3的两侧；
所述自由活塞斯特林发动机2包括：
与声学谐振管3一侧相连通的发动机缸体29；
固定于发动机缸体29内近声学谐振管3侧的发动机固定底座21；
依次装于发动机缸体29内壁上的发动机环状放热端换热器22、发动机环状回热器23和发动机环状吸热端换热器24，发动机环状放热端换热器22与发动机固定底座21相连；
裝于发动机环状放热端换热器22、发动机环状回热器23和发动机环状吸热端换热器24构成的空腔内部的带有发动机平面支撑弹簧27的发动机排出器26；
发动机排出器26通过发动机平面支撑弹簧27与发动机固定底座21的中心连接杆固定连接；发动机排出器26与发动机缸体29的内顶端构成发动机膨胀腔25；
发动机排出器26与所述发动机固定底座21之间的空腔形成发动机压缩腔28；发动机固定底座21上设有通孔使发动机压缩腔28与发动机放热端换热器22相连通；发动机膨胀腔25与发动机压缩腔28相连通，发动机排出器26在发动机压缩腔25和发动机膨胀腔28之间往复振动；
发动机环状吸热端换热器24与发动机环状放热端换热器22为翅片式换热器或管壳换热器，发动机换热壁面材料为紫铜或铝合金，外侧壳体材料一般为不锈钢，具体形式可根据实际换热需要决定；
发动机环状回热器23内部填充多孔材料，通常为不锈钢丝网、不锈钢纤维毡或者不锈钢随机丝绵；
发动机排出器26的主体为等截面或变截面圆筒，材料一般选用不锈钢或铝合金，且壁厚较薄，以减小轴向导热损失；由于一侧连接着发动机固定底座21，因此，发动机出器26两端气体压力作用的面积并不相同；两端压差也构成了发动机排出器26往复振动的回复力的一部分；
发动机排出器26与发动机气缸壁间采用间隙密封，既可减小发动机膨胀腔25与发动机压缩腔28间的窜气损失与漏热损失，同时也避免了接触密封引起的摩擦损失；
发动机平面支撑弹簧27中心连接发动机固定底座21，边缘连接发动机排出器26；发动机平面支撑弹簧27一方面约束发动机排出器26的径向位移，防止间隙密封遭到破坏，另一方面提供发动机排出器26在轴向方向往复运动时所需的回复力；在某些特殊应用场合，发动机排出器的支撑亦可采用气浮轴承方式，排出器往复运动的部分回复力可由气体弹簧提供；
发动机固定底座21通常为T型结构；边缘固定于发动机缸体29，中心连接杆固定发动机平面支撑弹簧27；
所述脉冲管制冷机1包括：
与声学谐振管相连的缸体11；
安装于缸体内壁上的制冷机放热端换热器12、制冷机回热器13、制冷机吸热端换热器14、脉冲管15、制冷机室温端换热器16和声学调相机构17；
制冷机回热器13和脉冲管15的布置可以是直线型，即两者顺次连接且均为圆管形结构(如图2所示)，亦可以是同轴型布置，即脉冲管15与制冷机回热器13同轴嵌套，脉冲管15为中间圆管形结构，而制冷机回热器13为外侧环状结构(如图3所示)；
脉冲管制冷机1的制冷机吸热端换热器14一般为翅片式或者管束式结构；翅片式吸热端换热器的内壁面材料为紫铜，外侧壳体材料为不锈钢或者紫铜，管束式吸热端换热器的材料为紫铜；制冷机吸热端换热器外侧可增加换热翅片以增加换热面积；
脉冲管制冷机1的制冷机放热端换热器12一般为翅片式或者管壳式结构；制冷机放热端换热器12的壁面材料为紫铜或铝合金，外侧壳体材料为不锈钢；
脉冲管制冷机1的制冷机室温端换热器16一般为翅片式、管壳式或者丝网堆积结构。翅片式室温端换热器的内壁面材料为紫铜，外侧壳体材料为不锈钢或者紫铜；管壳式室温端换热器的材料为紫铜或者不锈钢；丝网堆积型室温端换热器的内部填充材料为紫铜丝网，壳体材料为不锈钢；
脉冲管制冷机1的制冷机回热器13内部填充多孔材料，通常为不锈钢丝网、不锈钢纤维毡或者不锈钢随机丝绵；
脉冲管制冷机1的声学调相机构17一般包括惯性管和气库，惯性管为单一直径或组合直径圆管，材料为紫铜，气库为一定容积的腔体，材料为不锈钢。声学调相机构的作用为通过振荡气体的声阻、声感和声容作用使气体工质在制冷机回热器中实现高效的声-热转换，从而保证制冷机的高效运行；
声学谐振管3为一等径或者变径管道，其一端与自由活塞斯特林发动机2的发动机压缩腔28相连通，另一端与脉冲管制冷机1的放热端换热器12相连；
自由活塞斯特林发动机2、声学谐振管3、脉冲管制冷机1三部分可同轴排列，所述声学谐振管3位于自由活塞斯特林发动机2与脉冲管制冷机1中间；该三部分亦可根据应用场合而布置成L型或者U型等其他结构形式。
本实施例的热驱动脉冲管制冷机系统的工作过程由若干个循环周期构成，每一个循环周期可分为图6所示的a，b，c和d共4个过程，具体如下，以下自由活塞斯特林发动机2和脉冲管制冷机1分别简称为发动机和制冷机：
a过程：发动机排出器26自平衡位置向左止点移动，使气体在压缩腔28内被压缩，并通过放热端换热器22向外界放热；此时，由于声学谐振管3的调相作用，制冷机中的气体从制冷机放热端换热器12流经制冷机回热器13进入制冷机吸热端换热器14，途中将热量释放给制冷机回热器13，气体温度降低，然后气体在吸热端换热器14内膨胀，通过吸热端换热器14从外界吸热，产生制冷量；
b过程：发动机排出器26从左止点向平衡位置移动，气体热量从发动机压缩腔28流经发动机回热器23进入发动机膨胀腔25，途中将热量释放给发动机回热器23，气体温度降低；此时，制冷机中的气体工质先继续在吸热端换热器14内膨胀吸热，然后从制冷机吸热端换热器14流经制冷机回热器13进入制冷机放热端换热器12，途中气体与制冷机回热器13进行换热，制冷机回热器13温度降低，气体温度升高；
c过程：发动机排出器26从平衡位置向右止点移动，气体在发动机膨胀腔25内，通过吸热发动机端换热器24从外界吸热膨胀，此过程中，发动机回热器23将热能转换为声能；此时，制冷机中气体工质先是继续流入制冷机放热端换热器12，然后在制冷机放热端换热器12内被压缩，并通过制冷机放热端换热器12向外界放热；
d过程：发动机排出器26从右止点回到平衡位置，气体热量从发动机膨胀腔25流经发动机回热器23进入发动机压缩腔28，图中将热量释放给发动机回热器23，发动机回热器23温度升高，气体温度降低。此时，制冷机中气体工质先是继续在制冷机放热端换热器12内压缩并通过制冷机放热端换热器12向外界放热，然后气体开始从制冷机放热端换热器12流经制冷机回热器13进入制冷机吸热端换热器14，途中与制冷机回热器13换热，制冷机回热器13温度升高，气体温度降低。
完成上述一完整循环过程后，发动机2将外部燃烧热能转化为声能，并通过声学谐振管3将绝大部分声能传输至制冷机1，制冷机1将声能转化成某一设定温度下的制冷量；系统中仅有发动机2的排出器26做简谐振动，制冷机内无机械运动部件；这一高效循环的关键因素之一在于声学谐振管的调相作用，由于自由活塞斯特林发动机出口和脉冲管制冷机入口的声场结构基本相同，因而两者直接耦合将无法工作，而声学谐振管的引入则能使该声场反向，从而满足自由活塞斯特林发动机和脉冲管制冷机边界声场条件，使两者高效运行。
基于上述，本发明的热驱动脉冲管制冷机系统，不仅使系统保留了高效的优点，而且制冷机端无运动部件的特性也有效降低了系统的振动，降低了工艺难度和系统复杂程度，提升了可靠性。
实施例2：
图5是本发明实施例2的热驱动脉冲管制冷机系统的结构示意图；由图5可知，本实施例的热驱动脉冲管制冷机系统由位于声学谐振管3两侧的两个自由活塞斯特林发动机2和一个脉冲管制冷机1组成；两个自由活塞斯特林发动机2呈对置布置；两个自由活塞斯特林发动机2的发动机固定底座21与声学谐振管3之间采用一个三通管连接。
实施例2的工作原理与实施例1相同，区别在于实施例2中的自由活塞斯特林发动机为两个，且结构参数完全相同，并呈对置布置；如图5所示，两个自由活塞斯特林发动机2在同一条轴线上，发动机固定底座21通过一个三通管连接，此布置可使两个自由活塞斯特林发动机的发动机排出器26运动相位相差180°，从而完全抵消由排出器引起的震动。相比实施例1，实施例2振动、噪音更小，功率更高。
实施例3：
图6是本发明实施例3的热驱动脉冲管制冷机系统耦合对置式布置的结构示意图；如图6所示，两个脉冲管制冷机1和声学谐振管3分别各自独立，而两个自由活塞斯特林发动机2则共享同一个膨胀腔，该耦合对置式布置系统沿轴向呈对称布置结构。
实施例3的工作原理与实施例1相同，区别在于实施例3采用两套结构参数完全相同的系统沿轴向对称布置；如图6所示，这两套系统的发动机共用同一个发动机膨胀腔，可使两个发动机排出器运动相位相差180°，从而完全抵消两套系统的机体震动。相比实施例1，实施例3的振动、噪音小，有利于获得大制冷量。
实施例4：
图7是本发明实施例4提供的热驱动脉冲管制冷机系统分置对置式布置结构示意图；如图7所示，自由活塞斯特林发动机2、脉冲管制冷机1和声学谐振管3均为两个且相对布置，两个自由活塞斯特林发动机的吸热端换热器相互独立且相互靠近，通过一刚性件51连接两个发动机的缸体；为平衡两个热驱动脉冲管制冷机系统内的压力、消除因为机械加工、装配等造成的两个系统的不一致性和保持两套系统的运动相位相差180°，两个系统的声学谐振管通过一声导管52连接。
其工作原理与实施例1相同，区别在于实施例4采用两套结构参数完全相同的系统对置布置；如图7所示，将两套系统同轴对称布置，采用刚性件51连接两个发动机的缸体，并采用声导管52平衡压力和保持一致性，使两套系统的平均压力完全相同，系统内的压力波动完全相同，保证两套系统内自由活塞斯特林发动机排出器运行相位完全相同，从而排出器的振动由于对称布置结构而完全抵消。相比实施例1，实施例4震动噪音小；相比实施例3，实施例4装配难度低，可靠性较高；同时，实施例4亦有利于获得更大的制冷量。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (11)
1.一种热驱动脉冲管制冷机系统，其包括：自由活塞斯特林发动机(2)、脉冲管制冷机(1)及声学谐振管(3)；其特征在于，所述声学谐振管(3)为一等径或变径管道，所述自由活塞斯特林发动机(2)和所述脉冲管制冷机(1)分别连接于所述声学谐振管(3)的两侧；所述自由活塞斯特林发动机(2)、脉冲管制冷机(1)及声学谐振管(3)分别为一个或二个。
2.按权利要求1所述的热驱动脉冲管制冷机系统，其特征在于，所述自由活塞斯特林发动机(2)、脉冲管制冷机(1)及声学谐振管(3)均为一个时，所述自由活塞斯特林发动机(2)的发动机缸体(29)和所述脉冲管制冷机(1)的制冷机缸体(11)分别连接于所述声学谐振管(3)的两侧。
3.按权利要求2所述的热驱动脉冲管制冷机系统，其特征在于，所述热驱动脉冲管制冷机系统为对称布置的二个，该二个对置布置的热驱动脉冲管制冷机系统相互独立，两者的缸体之间刚性连接，两个自由活塞斯特林发动机的发动机缸体相互连通，两者共用一个膨胀腔。
4.按权利要求3所述的热驱动脉冲管制冷机系统，其特征在于，还包括一个连通于二个对置布置的热驱动脉冲管制冷机系统的二个声学谐振管(3)的声导管(52)，所述声导管(52)的连接位置为声学谐振管(3)与二个对置布置的热驱动脉冲管制冷机系统的自由活塞斯特林发动机(2)的结合处或者声学谐振管(3)与二个对置布置的热驱动脉冲管制冷机系统的脉冲管制冷机(1)的结合处。
5.按权利要求1所述的热驱动脉冲管制冷机系统，其特征在于，所述自由活塞斯特林发动机(2)为结构和参数完全相同的二个，声学谐振管(3)和脉冲管制冷机(1)分别为一个时；所述两个自由活塞斯特林发动机(2)对置布置，两个自由活塞斯特林发动机(2)的发动机缸体(29)分别通过一个三通管的二个管口相连接，该三通管的第三个管口依次连接声学谐振管(3)和脉冲管制冷机(1)。
6.按权利要求1所述的热驱动脉冲管制冷机系统，其特征在于，所述自由活塞斯特林发动机(2)包括：
与所述声学谐振管(3)一侧相连通的发动机缸体(29)；
固定于所述发动机缸体(29)内近声学谐振管(3)侧的固定底座(21)；
依次装于所述发动机缸体(29)内壁上的发动机放热端换热器(22)、发动机回热器(23)和发动机吸热端换热器(24)，所述发动机放热端换热器(22)与所述固定底座(21)相连；
裝于发动机放热端换热器(22)、发动机回热器(23)和发动机吸热端换热器(24)构成的空腔内的带有平面支撑弹簧(27)或气体弹簧的排出器(26)；
所述排出器(26)通过平面支撑弹簧(27)的中心杆与固定底座(21)固定连接；或者所述排出器(26)采用气体弹簧支撑，并由气体弹簧提供往复力；
所述排出器(26)与发动机缸体(29)的内顶端构成膨胀腔(25)；
所述排出器(26)与所述固定底座(21)之间的空腔形成压缩腔(28)；所述固定底座(21)上设有通孔与发动机放热端换热器(22)相连通；所述膨胀腔(25)与压缩腔(28)相连通，所述排出器(26)在压缩腔(28)和膨胀腔(25)之间往复振动。
7.按权利要求1所述的热驱动脉冲管制冷机系统，其特征在于，所述脉冲管制冷机(1)包括：
与所述声学谐振管(3)相连的制冷机缸体(11)；
依次装于制冷机缸体(11)内壁上的制冷机放热端换热器(12)、制冷机回热器(13)和制冷机吸热端换热器(14)，依次连接于所述制冷机吸热端换热器(14)的脉冲管(15)、制冷机室温端换热器(16)和声学调相机构(17)。
8.按权利要求6所述的热驱动脉冲管制冷机系统，其特征在于，所述自由活塞斯特林发动机(2)的发动机吸热端换热器(22)、发动机放热端换热器(24)为翅片式换热器或管壳换热器；所述发动机吸热端换热器(22)和发动机放热端换热器(24)的壁面材料为紫铜；所述发动机吸热端换热器(22)和发动机放热端换热器(24)的外侧壳体材料为不锈钢；所述发动机回热器(23)内部填充不锈钢丝网、不锈钢纤维毡或者不锈钢丝绵。
9.按权利要求7所述的热驱动脉冲管制冷机系统，其特征在于，所述脉冲管制冷机1的制冷机吸热端换热器(12)为翅片式或者管束式结构；翅片式吸热端换热器的内壁面材料为紫铜，外侧壳体材料为不锈钢或者紫铜；管束式吸热端换热器的材料为紫铜；制冷机吸热端换热器(12)外侧加装换热翅片以增加换热面积；
所述脉冲管制冷机(1)的制冷机放热端换热器(13)为翅片式或者管壳式结构；制冷机放热端换热器(13)的壁面材料为紫铜或铝合金，外侧壳体材料为不锈钢；
所述脉冲管制冷机(1)的制冷机室温端换热器(16)为翅片式、管壳式或者丝网堆积结构；翅片式制冷机室温端换热器(16)的内壁面材料为紫铜，外侧壳体材料为不锈钢或者紫铜；管壳式制冷机室温端换热器的材料为紫铜或者不锈钢；丝网堆积型制冷机室温端换热器的内部填充材料为紫铜丝网，壳体材料为不锈钢；
所述脉冲管制冷机(1)的制冷机回热器(13)内部填充不锈钢丝网、不锈钢纤维毡或者不锈钢随机丝绵；
所述脉冲管制冷机(1)的声学调相机构(17)包括惯性管和气库，惯性管为单一直径或组合直径圆管，材料为紫铜，气库为一定容积的腔体，材料为不锈钢。
10.按权利要求6所述的热驱动脉冲管制冷机系统，其特征在于，所述自由活塞斯特林发动机(2)的发动机排出器(23)为等径圆筒或为变径圆锥筒，其材质为不锈钢或铝合金；所述的发动机排出器(23)与发动机缸体(29)内壁不接触，两者为间隙密封。
11.按权利要求1所述的热驱动脉冲管制冷机系统，其特征在于，所述的自由活塞斯特林发动机(2)、声学谐振管(3)和脉冲管制冷机(1)采用同轴直线布置、L型布置或者U型布置。
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