CN107702366A - 热声冷却装置 - Google Patents

Abstract

热声冷却装置包括：管(3)，在管中封入工作流体；第一堆(13)，通过使用温度梯度在工作流体中产生声波；第一高温热交换器(14)，设置在第一堆(13)的第一侧处以加热第一堆(13)的第一侧；第一低温热交换器(12)，设置在第一堆(13)的第二侧处；第二堆(23)，在第二堆中由声波产生温度梯度；第二高温热交换器(24)，设置在第二堆(23)的具有高温的第一侧处；第二低温热交换器(22)，设置在第二堆(23)的具有低温的第二侧处；和热传递部(4)，构造为将第二低温热交换器(22)连接到第一低温热交换器(12)从而在其间传递热。

Description

热声冷却装置

技术领域

本发明涉及一种热声冷却装置，该热声冷却装置利用在热能和声能之间的转换。

背景技术

近来，已经提出了使用热声效应的热声冷却装置，热声效应是在热能和声能之间的转换现象。例如，日本专利申请公布特开2008-101910(JP 2008-101910 A)描述了一种热声装置，在该热声装置中，第一堆和第二堆被设置在成环的管的内部。第一堆被夹在第一高温热交换器和第一低温热交换器之间。第二堆被夹在第二高温热交换器和第二低温热交换器之间。在该热声装置中，通过在第一堆中产生温度梯度而产生了自激励声波。第二低温热交换器能够被声波冷却。

JP 2008-101910 A描述了适当地设定：成环的管的长度、在成环的管中封入的工作流体的状态；以及第一堆和第二堆中的传导路径的直径，从而提高堆中的热交换的效率。

在相关技术中的热声装置中，当第一堆的温度梯度超过临界点时，声波产生。为了将第二堆的低温热交换器冷却到期望温度，可以要求进一步增加第一堆的高温热交换器的温度，从而使得温度梯度大于临界点。即，在热声冷却装置中，操作热声冷却装置所要求的温度趋向于是高的。

发明内容

本申请公开了一种能够降低操作热声冷却装置所要求的温度的热声冷却装置。

根据本发明的一个方面的一种热声冷却装置包括：管，所述管包括至少一个成环的管，并且在所述管中封入工作流体；第一堆，所述第一堆被设置在所述管的内部，并且通过使用所述第一堆中的温度梯度，所述第一堆在所述管中的所述工作流体中产生声波；第一高温热交换器，所述第一高温热交换器被设置在所述第一堆的第一侧处，并且所述第一高温热交换器被构造为通过使用来自所述管的外部的热来加热所述第一堆的所述第一侧；第一低温热交换器，所述第一低温热交换器被设置在所述第一堆的第二侧处，并且所述第一低温热交换器被构造为使得所述第一堆的所述第二侧的温度低于所述第一堆的所述第一侧的温度；第二堆，所述第二堆被设置在所述管的内部，并且其中在所述第二堆中，由所述管中的所述工作流体的所述声波产生温度梯度；第二高温热交换器，所述第二高温热交换器被设置在所述第二堆的第一侧处，在所述第二堆中产生所述温度梯度时，所述第二堆的所述第一侧具有高温；第二低温热交换器，所述第二低温热交换器被设置在所述第二堆的第二侧处，在所述第二堆中产生所述温度梯度时，所述第二堆的所述第二侧具有低温；和热传递部，所述热传递部被构造为将所述第二低温热交换器连接到所述第一低温热交换器，从而在所述第二低温热交换器和所述第一低温热交换器之间传递热。

根据本申请的公开内容，热声冷却装置的操作温度能够被降低。

附图说明

将在下面参考附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义，在附图中同样的附图标记表示同样的元件，并且其中：

图1是示出第一实施例中的热声冷却装置的实例构造的视图；

图2是示出在图1中示出的第一堆、第一高温热交换器和第一低温热交换器的实例构造的剖视图；

图3是示出在图1中示出的第二堆、第二高温热交换器和第二低温热交换器的实例构造的剖视图；

图4是示出在图1中示出的热声冷却装置的变型的视图；

图5是示出在图2中示出的构造的变型的视图；并且

图6是示出第二实施例中的热声冷却装置的实例构造的视图。

具体实施方式

根据本发明的实施例的一种热声冷却装置包括：管，所述管包括至少一个成环的管，并且在所述管中封入工作流体；第一堆，所述第一堆被设置在所述管的内部，并且通过使用所述第一堆中的温度梯度，所述第一堆在所述管中的所述工作流体中产生声波；第一高温热交换器，所述第一高温热交换器被设置在所述第一堆的第一侧处，并且所述第一高温热交换器被构造为通过使用来自所述管的外部的热来加热所述第一堆的所述第一侧；第一低温热交换器，所述第一低温热交换器被设置在所述第一堆的第二侧处，并且所述第一低温热交换器被构造为使得所述第一堆的所述第二侧的温度低于所述第一堆的所述第一侧的温度；第二堆，所述第二堆被设置在所述管的内部，并且其中在所述第二堆中，由所述管中的所述工作流体的所述声波产生温度梯度；第二高温热交换器，所述第二高温热交换器被设置在所述第二堆的第一侧处，在所述第二堆中产生所述温度梯度时，所述第二堆的所述第一侧具有高温；第二低温热交换器，所述第二低温热交换器被设置在所述第二堆的第二侧处，在所述第二堆中产生所述温度梯度时，所述第二堆的所述第二侧具有低温；和热传递部，所述热传递部被构造为将所述第二低温热交换器连接到所述第一低温热交换器，从而在所述第二低温热交换器和所述第一低温热交换器之间传递热(第一构造)。

在第一构造中，管的外部的热使第一堆的第一高温热交换器的温度增加，并且第一低温热交换器的温度被保持低于第一高温热交换器的温度，并且因此在第一堆中产生温度梯度。利用第一堆中的温度梯度，在管的内部的工作流体中产生声波。声波在第二堆中产生与第一堆的温度梯度对应的温度梯度。在第二堆中产生温度梯度时，第二高温热交换器能够控制第二堆的高温侧(即具有高温的第一侧)的温度。能够使得在第二堆的低温侧(即第二侧)处的温度低于在第二堆的高温侧处的受控温度。当经由第二低温热交换器在第二堆的低温侧和管的外部之间执行热交换时，管的外部被冷却。此外，第二低温热交换器被热传递部连接到第一低温热交换器，使得能够在第二低温热交换器和第一低温热交换器之间传递热。相应地，由于第二低温热交换器的温度的降低，第一低温热交换器的温度也降低。因此，第一堆中的温度梯度变大。即，能够在不增加第一高温热交换器的温度的情况下使得第一堆中的温度梯度更大。这相应地使得能够降低在第一堆的高温侧(即第一侧)处要求的温度，即，获得期望的冷却功能所要求的温度。即，能够降低操作热声冷却装置所要求的温度。

在第一构造中，热传递部可以包括热传递管，流体通过所述热传递管在所述第二低温热交换器和所述第一低温热交换器之间流动(第二构造)。利用通过热传递管流动的流体，能够有效地在第二低温热交换器和第一低温热交换器之间传递热。

在第二构造中，热传递管可以被构造为引起所述流体从所述第二低温热交换器流动到所述第一低温热交换器(第三构造)。在第三构造中，被第二低温热交换器冷却的流体能够被移动到第一低温热交换器。因此，第一低温热交换器能够被有效地冷却。

在第一构造中，热传递部可以包括金属热传递体，所述金属热传递体将所述第二低温热交换器连接到所述第一低温热交换器(第四构造)。这使得能够简化热传递部的构造。

在第一至第四构造中的任一构造中，热声冷却装置可以进一步包括冷却器，所述冷却器被构造为冷却所述第二高温热交换器(第五构造)。通过使用冷却器冷却第二高温热交换器，当热声冷却装置操作时，第二低温热交换器的温度能够被进一步降低。因此，能够使得第一堆中的温度梯度更大。

将参考附图描述实施例。在图中相同的附图标记被分配给相同和等同的构成，并且不重复相同的说明。为了描述的方便起见，在每一幅图中，构造可以被简单地或者示意地示出，或者构造可以被部分地省略。

第一实施例

图1是示出第一实施例中的热声冷却装置的实例构造的视图。热声冷却装置10包括：管3，管3包括一个成环的管；和被设置在管3的内部的第一堆13和第二堆23。工作流体被封入管3中。工作流体例如可以是空气、氮气、氦气、氩气或者包括它们中的至少两种的空气-燃料混合物。

第一堆13包括多条传导路径13k，所述多条传导路径13k在管3的长度方向(还称作轴向方向)上延伸通过第一堆13。第二堆23包括多条传导路径23k，所述多条传导路径23k在管3的长度方向上延伸通过第二堆23。传导路径13k、23k是用于工作流体的通道。即，在第一堆13和第二堆23中，工作流体能够在传导路径13k、23k的内部移动。工作流体能够在管3的长度方向上经过第一堆13和第二堆23。注意，堆还能够被称作蓄热器。

当第一堆13的内部的温度梯度超过临界点时，堆13的内部的工作流体振动。当第二堆23的内部的温度梯度超过临界点时，堆23的内部的工作流体振动。工作流体的振动产生声波。作为结果，在管3的内部的工作流体中产生声波。此外，当第一堆13或者第二堆23的内部的工作流体由于管3的内部的声波而振动时，在第一堆13或者第二堆23的内部产生温度梯度。在第一堆13在管长度方向上的第一侧(一端)13A和第二侧(另一端)13B之间产生温度梯度。类似地，在第二堆23在管长度方向上的第一侧(一端)23A和第二侧(另一端)23B之间产生温度梯度。因此，第一堆13和第二堆23能够将热能转换成声能，并且反之亦然。注意，在本说明书中，堆的第一侧(一端)表示堆的一个端表面和从所述一个端表面向内的部分，并且堆的第二侧(另一端)表示堆的另一个端表面和从所述另一个端表面向内的部分。

在第一堆13和第二堆23中，传导路径13k、23k可以例如由在管3的长度方向上延伸的多个壁形成。在此情形中，所述多个壁可以在与管3的长度方向垂直的截面中具有例如格子形状。在另一个实例中，第一堆13和第二堆23中的每一个堆可以是柱状体，该柱状体在管3的长度方向上延伸，并且柱状体具有在长度方向上延伸的多个孔。在又一个实例中，在第一堆13和第二堆23中的每一个堆中，可以布置在管3的长度方向上延伸的多个中空柱。在此情形中，每一个柱具有与轴向方向垂直的六边形截面形状，并且因此能够在无任何间隙的情况下布置柱。即，第一堆13和第二堆23中的每一个堆可以具有蜂窝结构。

第一堆13和第二堆23中的每一个堆可以例如由金属或者陶瓷制成。第一堆13和第二堆23可以分别具有许多传导路径13k、23k。传导路径13k、23k中的每一条传导路径的截面面积可以充分小于管3的内部的截面面积，传导路径13k、23k中的每一条传导路径的截面面积和管3的内部的截面面积垂直于管3的长度方向。注意，第一堆13和第二堆23不必需要具有相同的构造。

在本实施例中，产生温度梯度，使得第一堆13的第一侧13A的温度高于第二侧13B的温度。利用第一堆13中的温度梯度，在管3中产生声波。由于由第一堆13中的温度梯度如此产生的声波，在第二堆23中产生温度梯度。

热交换器14被设置在第一堆13的第一侧13A处，并且热交换器12被设置在第一堆13的第二侧13B处。热交换器24被设置在第二堆23的第一侧23A处，并且热交换器22被设置在第二堆23的第二侧23B处。热交换器12、22、14、24中的每一个热交换器在管3的外部和第一堆13或第二堆23之间执行热交换。当热声冷却装置10操作时，在管3中产生声波，并且在第一堆13的第一侧13A和第二侧13B之间并且在第二堆23的第一侧23A和第二侧23B之间产生温度梯度。被设置在第一堆13的第一侧13A处的热交换器14被称作“第一高温热交换器14”，由于当热声冷却装置10操作时的温度梯度，第一侧13A具有高温。被设置在第一堆13的第二侧13B处的热交换器12被称作“第一低温热交换器12”，由于当热声冷却装置10操作时的温度梯度，第二侧13B具有低温。被设置在第二堆叠体23的第一侧23A处的热交换器24被称作“第二高温热交换器24”，由于当热声冷却装置10操作时的温度梯度，第一侧23A具有高温。被设置在第二堆叠体23的第二侧23B处的热交换器22被称作“第二低温热交换器22”，由于当热声冷却装置10操作时的温度梯度，第二侧23B具有低温。注意，热交换器14、24、12、22不必需要与堆13、23的第一侧13A、23A及第二侧13B、23B形成接触。

第一高温热交换器14在与第一堆13的第一侧13A对应的位置处被设置在管3的外周表面上。第一低温热交换器12在与第一堆13的第二侧13B对应的位置处被设置在管3的外周表面上。第二高温热交换器24在与第二堆23的第一侧23A对应的位置处被设置在管3的外周表面上。第二低温热交换器22在与第二堆23的第二侧23B对应的位置处被设置在管3的外周表面上。

第一高温热交换器14通过使用来自管3的外部的热加热第一堆13的第一侧13A。第一高温热交换器14被连接到外部热源30，从而能够将热从外部热源30传递到第一高温热交换器14。热源30的热经由第一高温热交换器14到达第一堆13的第一侧13A。

第一低温热交换器12在管3的外部和第一堆13的第二侧13B之间传递热，从而调节第一堆13的第二侧13B的温度。例如，第一低温热交换器12能够防止第一堆13的第二侧13B的温度变得高于规定基准温度。即，通过使用第一高温热交换器14和第一低温热交换器12，在第一堆13的第一侧13A和第二侧13B之间的温度梯度(温度差)能够被控制。

第一低温热交换器12、第一堆13和第一高温热交换器14构成通过将输入热转换成工作流体的振动而产生声波的热声原动机(热声发动机)。

在本实施例中，当利用由第一堆13中的温度梯度如此产生的声波而在第二堆23中产生温度梯度时，第二堆23的第二侧23B的温度变得低于第一侧23A的温度。第二高温热交换器24被设置在当由于第一堆13中的温度梯度而在第二堆23的内部产生温度梯度时具有高温的第一侧23A处。第二低温热交换器22被设置在当由于第一堆13中的温度梯度而在第二堆23的内部产生温度梯度时具有低温的第二侧23B处。

第二高温热交换器24在管3的外部和第二堆23的第一侧23A之间传递热，从而调节第二堆23的第一侧23A的温度。例如，第二高温热交换器24能够将第二堆23的第一侧23A的温度维持在规定的温度。

第二低温热交换器22吸收管3的外部的热，并且将热引入第二堆23的第二侧23B中。因此，管3的外部被冷却。换言之，第二低温热交换器22取出由于在第二堆23中产生的温度梯度而温度降低的第二堆23的第二侧23B的冷能，并且将冷能传递到管3的外部。第二低温热交换器22被连接到例如设置在管3的外部的冷却目标40，使得能够在第二低温热交换器22和冷却目标40之间传递热。

第二低温热交换器22、第二堆23和第二高温热交换器24构成从声波(工作流体的振动)产生温度梯度的热声热泵。

热声冷却装置10包括热传递部4，热传递部4将第二低温热交换器22连接到第一低温热交换器12，使得能够在第二低温热交换器22连接到第一低温热交换器12之间传递热。即，热传递部4在第二低温热交换器22和第一低温热交换器12之间传递热。通过使用热传递部4，第二低温热交换器22的冷能被传递到第一低温热交换器12。

接着，将描述热声冷却装置10的实例操作。在图1中示出的构造中，热源30的热经由第一高温热交换器14被传递到第一堆13的第一侧13A。因此，第一堆13的第一侧13A被加热。第一低温热交换器12在管3的外部和第一堆13的第二侧13B之间传递热，从而将第一堆13的第二侧13B的温度维持在规定的第一基准温度(例如环境温度)或更低。因此，第一堆13的第一侧13A的温度变得高于第二侧13B的温度。即，在第一堆13的第一侧13A和第二侧13B之间产生温度梯度(温度差)。

当第一堆13中的温度梯度超过临界点时，第一堆13的内部的工作流体振动以产生声波。第一堆13的内部的工作流体的振动被传递到管3的内部的工作流体。即，在第一堆13中产生的声波经由管3到达第二堆23。因此，在第二堆23中的工作流体振动。当第二堆23的内部的工作流体振动时，在第二堆23的内部产生温度梯度。即，第二堆23的第一侧23A的温度变得高于第二侧23B的温度。

第二高温热交换器24在管3的外部和第二堆23的第一侧23A之间传递热，从而将第二堆23的第一侧23A的温度维持在规定的第二基准温度(例如环境温度)。相应地，当在第二堆23中产生温度梯度时，第二堆23的第二侧23B的温度变得低于第二基准温度。即，第二堆23的第二侧23B被冷却。第二低温热交换器22将第二堆23的第二侧23B的冷能传递到管3的外部的冷却目标40。因此，冷却目标40被冷却。

此外，第二低温热交换器22的冷能经由热传递部4被部分地传递到第一低温热交换器12，并且然后从第一低温热交换器12进一步被传递到第一堆13的第二侧13B。相应地，第一堆13的第二侧13B的温度降低。因此，由于第二堆的第二侧23B的温度降低，冷却目标40和第一堆13的第二侧13B两者均被冷却。当第一堆13的第二侧13B经由热传递部4被冷却时，在第一堆13的第一侧13A和第二侧13B之间的温度梯度增加。因此，能够在不增加第一堆13的第一侧13A的温度的情况下使得第一堆13中的温度梯度更大。作为结果，能够降低热源30的要求温度(即，操作热声冷却装置10所要求的温度)。此外，通过增加第一堆13中的温度梯度，能够提高热声冷却装置10的冷却效率。

图2是示出在图1中示出的第一堆13、第一高温热交换器14和第一低温热交换器12的实例构造的剖视图。在图2中示出的实例中，第一高温热交换器14包围从第一堆13的第一侧13A径向向外设置的管3的外周表面。第一高温热交换器14可以由高热传导材料诸如金属制成。

第一低温热交换器12包围从第一堆13的第二侧13B径向向外设置的管3的外周表面。第一低温热交换器12具有通道12a，通道12a包围管3的外周表面。流体5通过通道12a流动。流体5在管3的周向方向上流动。通道12a具有入口12b和出口12c，流体流入入口12b中，流体5从出口12c流出。入口12b例如被连接到热传递部4。出口12c例如被连接到排泄管(排出管)6。

在图2中示出的实例中，热传递部4包括热传递管4a。流体5通过热传递管4a在第一低温热交换器12和第二低温热交换器22之间流动。第二低温热交换器22也具有通道22a，通道22a包围管3的外周表面(见图3)。热传递管4a将第一低温热交换器12的通道12a连接到第二低温热交换器22的通道22a。

在经过第二低温热交换器22的通道22a的同时，流体5被冷却。然后，流体5通过热传递管4a流入第一低温热交换器12的通道12a中。通道12a中的流体5从第一低温热交换器12吸收热。流入通道12a中的流体5使第一低温热交换器12冷却，并且因此，第一堆13的第二侧13B的温度降低。在通道12a中从第一低温热交换器12吸收热的流体5被从出口12c排出。

在一个实例中，热传递管4a可以被构造为引起流体5从第二低温热交换器22流动到第一低温热交换器12。例如，通过在比第一低温热交换器12高的位置处设置第二低温热交换器22，流体5能够从第二低温热交换器22流动到第一低温热交换器12。替换地，可以设置引起流体5从第二低温热交换器22流动到第一低温热交换器12的泵。注意，流体5可以流动，从而通过第二低温热交换器22和第一低温热交换器12循环。在此情形中，热传递部4可以包括：流体5在从第二低温热交换器22到第一低温热交换器12的方向上流动通过的热传递管；和流体5在与上述方向相反的方向上流动通过的热传递管。即，热传递部4可以包括两根热传递管。

此外，虽然未在图2中示出，但是除了连接到热传递管4a的入口12b之外，通道12a还可以设置有另一个入口。因此，具有第一基准温度的流体能够与来自热传递部4的流体分开地流入通道12a中。例如，除了具有第一基准温度的流体之外，具有比第一基准温度(例如环境温度)低的温度的流体还可以进一步被从热传递部4吸取到通道12a中。因此，在第一堆13的第二侧13B的温度被维持从而不变得高于第一基准温度时，能够使得第二侧13B的温度进一步低于第一基准温度。在此情形中，在第二堆23的第一侧23A的温度被第二高温热交换器24维持在与第一基准温度相同的温度的同时，能够更可靠地使得在第二堆23的第二侧23B处的第二低温热交换器22的温度低于第一基准温度。因此，具有比第一基准温度低的温度的流体5经由热传递部4流入第一低温热交换器12中。

图3是示出在图1中示出的第二堆23、第二高温热交换器24和第二低温热交换器22的实例构造的剖视图。在图3中示出的实例中，第二高温热交换器24包围从第二堆23的第一侧23A径向向外设置的管3的外周表面。第二高温热交换器24具有通道24a，通道24a包围管3的外周表面。具有第二基准温度的流体5a通过通道24a流动。第二基准温度例如可以是环境温度。虽然未在图3中示出，但是通道24a可以设有入口和出口。因此，流体5a能够例如在管3的外部的流体温度调节装置(未示出)和通道24a之间循环。

第二低温热交换器22包围从第二堆23的第二侧23B径向向外设置的管3的外周表面。第二低温热交换器22具有通道22a，通道22a包围管3的外周表面。流体5通过通道22a流动。流体5在管3的周向方向上流动。通道22a具有入口22b和出口22c，流体5流入入口22b中，流体5从出口22c流出。入口22b被连接到流体的源诸如水龙头。出口22c例如被连接到热传递部4的热传递管4a。因此，流体5能够从第二低温热交换器22流动到第一低温热交换器12。在流体5在第二低温热交换器22和第一低温热交换器12之间循环的情形中，入口22b可以经由热传递部4被连接到第一低温热交换器12的出口12c。

流体5、5a中的每一个例如可以是液体(诸如油、水或乙二醇水溶液)或气体。

图4是示出在图1中示出的热声冷却装置的变型的视图。在图4中示出的热声冷却装置10a进一步包括冷却器8，冷却器8冷却第二高温热交换器24。当第二高温热交换器24被冷却器8冷却时，第二堆23的第一侧23A的温度降低。相应地，在第二堆23中产生温度梯度时，第二堆23的第二侧23B的温度也降低。在第二堆23的第二侧23B处的第二低温热交换器22经由热传递部4被连接到第一低温热交换器12。相应地，由于第二堆23的第二侧23B的温度降低，第一堆13的第二侧13B的温度也降低。因此，能够在不增加第一高温热交换器14的温度的情况下使得第一堆13中的温度梯度大。

在一个实例中，在第二高温热交换器24被如在图3中所示构造的情形中，冷却器8可以被构造为使流动通过第二高温热交换器24的流体5a冷却。例如，流体5a可以在第二高温热交换器24和冷却器8之间循环。

在图4中示出的实例中，为第二高温热交换器24设置了冷却器8。在这方面，可以为第一低温热交换器12设置冷却器。例如，第二高温热交换器24和第一低温热交换器12两者均可以设有冷却器。此外，可以仅第一低温热交换器12设有冷却器。当第一低温热交换器12设有冷却器时，能够降低第一堆13的第二侧13B的温度，并且还能够增加第一堆13中的温度梯度。例如，当在热声冷却装置10、10a的启动时第一低温热交换器12被冷却时，能够减小在启动时需要被供应到第一高温热交换器14的热量。即，热声冷却装置10、10a能够在低温下被启动。在热声冷却装置10、10a的启动之后，冷能经由热传递部4被从第二低温热交换器22供应到第一低温热交换器12。相应地，在热声冷却装置10、10a的启动之后，可以停止由冷却器对第一低温热交换器12的冷却。

图5是示出在图2中示出的构造的变型的视图。在图5中示出的实例中，热传递部4包括金属热传递体，金属热传递体将第一低温热交换器12连接到第二低温热交换器22。例如，热传递部4可以包括金属棒，金属棒具有连接到第一低温热交换器12的一端和连接到第二低温热交换器22的另一端。当热传递部4包括金属热传递体时，热传递部4的构造能够被简化。

第二实施例

图6是示出第二实施例中的热声冷却装置10b的实例构造的视图。热声冷却装置10b包括：管3a；以及被设置在管3a的内部的多个第一堆叠体13和一个第二堆叠体23。管3a包括两个成环的管31、32。工作流体被封入管3a中。所述两个成环的管31、32经由分支管33相互连接。所述多个(在这个实施例中，两个)第一堆13被设置在成环的管31中。第二堆23被设置在成环的管32中。第一堆13和第二堆23可以具有与第一实施例中的那些类似的构造。第一堆13的数目不限于两个，并且可以是一个或者三个或更多个。

在第二堆23的第二侧23B处的第二低温热交换器22和在第一堆13的第二侧13B处的第一低温热交换器12相互连接，从而热传递部41、42能够在第二低温热交换器22和第一低温热交换器12之间传递热。因为设置了热传递部41、42，由于第二低温热交换器22的温度的降低，第一低温热交换器12的温度降低。因此，当热声冷却装置10b操作时，由于第二堆23的第二侧23B的温度的降低，第一堆13的第二侧13B的温度降低。这使得能够增加第一堆13中的温度梯度。

已经描述了本发明的实施例，但是本发明不限于以上实施例。例如，虽然热传递部4、41、42中的每一个热传递部优选地具有直线形状，使得热传递路径的长度被缩短，但是热传递部4、41、42可以是弯曲的。此外，热传递部4、41、42的外周表面可以被热绝缘材料覆盖。

热交换器12、14、22、24的构造不限于在以上实例中的构造。在一个实例中，热交换器12、14、22、24中的至少一个热交换器可以进一步包括热传导部，该热传导部包括例如被设置在管3的内部的鳍。在另一个实例中，热交换器12、14、22、24中的每一个热交换器可以进一步包括热传导部，该热传导部具有在管3的长度方向上延伸的多条传导路径，并且热传导部可以在管3中被设置在堆13、23的两侧上。在此情形中，第一堆13在管3的内部被夹在第一高温热交换器14和第一低温热交换器12的热传导部之间。第二堆23在管3的内部被夹在第二高温热交换器24和第二低温热交换器22的热传导部之间。当热交换器12、14、22、24中的每一个热交换器进一步包括如此设置在管3的内部的热传导部时，堆13、23的两端的温度能够被更有效地调节到期望的温度。即，能够进一步提高堆13、23中的热交换的效率。

堆13、23的构造不限于在以上实例中的构造。例如，在第一堆13和第二堆23中，在管3的长度方向上延伸的传导路径13k、23k可以是弯曲的。

Claims (6)

1.一种热声冷却装置，其特征在于包括：

管(3)，所述管(3)包括至少一个成环的管，并且在所述管(3)中封入工作流体；

第一堆(13)，所述第一堆(13)被设置在所述管(3)的内部，并且通过使用所述第一堆(13)中的温度梯度，所述第一堆(13)在所述管(3)中的所述工作流体中产生声波；

第一高温热交换器(14)，所述第一高温热交换器(14)被设置在所述第一堆(13)的第一侧处，并且所述第一高温热交换器(14)被构造为通过使用来自所述管(3)的外部的热来加热所述第一堆(13)的所述第一侧；

第一低温热交换器(12)，所述第一低温热交换器(12)被设置在所述第一堆(13)的第二侧处，并且所述第一低温热交换器(12)被构造为使得所述第一堆(13)的所述第二侧的温度低于所述第一堆(13)的所述第一侧的温度；

第二堆(23)，所述第二堆(23)被设置在所述管(3)的内部，并且在所述第二堆(23)中，由所述管(3)中的所述工作流体的所述声波产生温度梯度；

第二高温热交换器(24)，所述第二高温热交换器(24)被设置在所述第二堆(23)的第一侧处，在所述第二堆(23)中产生所述温度梯度时，所述第二堆(23)的所述第一侧具有高温；

第二低温热交换器(22)，所述第二低温热交换器(22)被设置在所述第二堆(23)的第二侧处，在所述第二堆(23)中产生所述温度梯度时，所述第二堆(23)的所述第二侧具有低温；和

热传递部(4)，所述热传递部(4)被构造为将所述第二低温热交换器(22)连接到所述第一低温热交换器(12)，从而在所述第二低温热交换器(22)和所述第一低温热交换器(12)之间传递热。

2.根据权利要求1所述的热声冷却装置，其中所述热传递部(4)包括热传递管(4a)，流体通过所述热传递管(4a)在所述第二低温热交换器(22)和所述第一低温热交换器(12)之间流动。

3.根据权利要求2所述的热声冷却装置，其中所述热传递管(4a)被构造为引起所述流体从所述第二低温热交换器(22)流动到所述第一低温热交换器(12)。

4.根据权利要求1所述的热声冷却装置，其中所述热传递部(4)包括金属热传递体，所述金属热传递体将所述第二低温热交换器(22)连接到所述第一低温热交换器(12)。

5.根据权利要求1至4中的任一项所述的热声冷却装置，其特征在于进一步包括

冷却器(8)，所述冷却器(8)被构造为冷却所述第二高温热交换器(24)。

6.根据权利要求1所述的热声冷却装置，其中：

所述第一高温热交换器(14)被设置在所述管(3)的外周表面上，且被设置在与所述第一堆(13)的所述第一侧对应的位置处；

所述第一低温热交换器(12)被设置在所述管(3)的所述外周表面上，且被设置在与所述第一堆(13)的所述第二侧对应的位置处；

所述第二高温热交换器(24)被设置在所述管(3)的所述外周表面上，且被设置在与所述第二堆(23)的所述第一侧对应的位置处；并且

所述第二低温热交换器(22)被设置在所述管(3)的所述外周表面上，且被设置在与所述第二堆(23)的所述第二侧对应的位置处。