CN1556360A - 以噪声为驱动源的热声制冷机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种以噪声为驱动源的热声制冷机。它依次连接有噪声收集器、热端换热器、热声板叠、冷端换热器、谐振管和谐振腔。本发明以噪声为驱动源，噪声源种类很多，包括电声源(例如改进的电动扬声器、压电扬声器和高频直线电机驱动声发生器)、热声源(驻波型和行波型热声驱动器)和气动声源等。它们的共同点是都需要消耗有用能源(如电能、热能和动能等)。本发明旨在利用在日常环境中无处不在的噪声，并将其收集起来用于驱动热声制冷机，以达到变废为宝，实现其巨大的实用价值。采用单向反射式的牛角型声道，把环境中的噪声收集并放大，从而提高声压级以达到热声制冷系统的要求。

Description

以噪声为驱动源的热声制冷机
                        技术领域
本发明涉及一种以噪声为驱动源的热声制冷机。
                        背景技术
热声制冷是利用热声效应进行泵热，即由于声场中的固体介质与振荡的流体之间的相互作用，使得距固体壁面一定范围内逆着声传播方向产生一个时均热流，并在这个区域内吸收声功的现象。热声制冷效应显然依赖于系统中声波的存在，因而首要工作是产生声波。目前普遍采用经改进的电动扬声器或者压电式扬声器和高频直线电机驱动声发生器。此外，也有采用气动式声波发生器。然而，它们的共同之处是需要消耗有用的能源来获取声功。在日常环境中，噪声是无处不在的，尤其是一些特定的工业场合中，噪声级甚至达到人们无法忍受的地步，若能把噪声收集起来变废为宝用于驱动热声制冷机，将具有巨大的实用价值。
                         发明内容
本发明的目的是提供一种以噪声为驱动源的热声制冷机。
它依次连接有噪声收集器、热端换热器、热声板叠、冷端换热器和谐振管和谐振腔。
本发明以噪声为驱动源，噪声源种类很多，包括电声源(例如改进的电动扬声器、压电扬声器和高频直线电机驱动声发生器)、热声源(驻波型和行波型热声驱动器)和气动声源等。它们的共同点是都需要消耗有用能源(如电能、热能和动能等)。本发明旨在利用在日常环境中无处不在的噪声，并将其收集起来用于驱动热声制冷机，以达到变废为宝，实现其巨大的实用价值。采用单向反射式的牛角型声道，把环境中的噪声收集并放大，从而提高声压级以达到热声制冷系统的要求。
                         附图说明
图1是以噪声为驱动源的热声制冷机结构示意图；
图2是本发明噪声收集器噪声收集放大原理示意图。
                       具体实施方式
以噪声为驱动源的热声制冷机依次连接有噪声收集器1、热端换热器2、热声板叠3、冷端换热器4和谐振管5和谐振腔6。噪声收集器1是“牛角型”声道，并设有噪声收集器入口端7和噪声收集器出口端8。
噪声收集器是系统中的驱动源。虽然噪声在环境中是无处不在的，然而以驱动热声制冷机的标准来衡量，其声压级还是太小，没法直接加以利用。为了能够达到变废为宝的目的，首要考虑的问题是把声压级提高。鉴于我们不加入新的有用能源的前提，必须通过机械的方式来实现把比较大面积的声功集中到一个比较小的面积上，这样就能够提高声流密度。然而，我们知道声波辐射到一个表面上(尤其是刚性壁面)时必然会产生反射，这样是不利于我们收集声功的。如果仅仅是为了克服声功的反射，我们当然也可以采用具有强吸声效果的吸声材料，但是此时被吸收进去的声波却被消耗在吸声材料之中，因而就谈不上放大并加以利用了。于是，我们考虑采用一种经过特殊设计的“牛角型”声通道(如图2所示)，在该声道中，任何方向的声波入射到入口端(管径较粗端)，其反射通道必然是向内(指管径比较小的一端)单向的，于是，管入口面积上的声功将全部集中到细端出口8，声功密度将大大提高，具体的放大倍数仅取决于两者的面积比。该结构对声功收集放大是一种简单而有效的方法，能够在不付出额外能耗的情况下实现把噪声加以利用的目的。
环境噪声经过上述的声通道后，其声压级得到了大大的提高，然后被输入到热声制冷机中去，声通道的出口与热声制冷机的入口耦合连接，于是顺利地实现热声制冷机声源的替代。声波进入制冷机的谐振管中后，相继通过热端换热器、热声板叠和冷端换热器等部件，在热声板叠中实现热声效应，以达到制冷的目的。

Claims (2)

1.一种以噪声为驱动源的热声制冷机，其特征在于它依次连接有噪声收集器(1)、热端换热器(2)、热声板叠(3)、冷端换热器(4)和谐振管(5)和谐振腔(6)。
2.根据权利要求1所述的一种以噪声为驱动源的热声制冷机，其特征在于所说噪声收集器(1)是“牛角型”声道，并设有噪声收集器入口端(7)和噪声收集器出口端(8)。
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