[发明专利]一种用于声能制冷机的环形狭缝换热器

说明书

本发明公开了一种用于声能制冷机的环形狭缝换热器，属于换热器技术领域。所述用于声能制冷机的环形狭缝换热器包括内肋体和内套，所述内肋体为由内环面向外环面开口的环状筒体，所述内套套设于所述内肋体内且过盈配合，所述内肋体的内环面上间隔开设有多个狭缝，以使所述内肋体和内套之间形成气体流动的狭缝通道。本发明可使交变流动的工质气体与换热器内壁强制对流换热，且具有较大的换热系数；在对外的导热方向上，本发明中的内肋体与内套的过盈配合以及内肋体与外翅片焊接结构消除了接触热阻；此外内肋体采用具有较小的导热热阻的紫铜材料制作，因而本发明的热端狭缝换热器体具有较好的散热效果。

技术领域

本发明涉及换热器技术领域，具体涉及一种用于声能制冷机的环形狭缝换热器。

背景技术

声能制冷机包括斯特林制冷机、斯特林型脉管制冷机等，采用氦气或氢气在机器内形成高频压力波来实现制冷效果，其中斯特林制冷机是采用气体膨胀制冷的闭式循环，由压缩单元与膨胀单元无阀连通而成。目前斯特林制冷机向大冷量发展,制冷温区也变广，向中高(100K～270K)温区发展。特别是应用于低温冰箱的斯特林制冷机，其制冷量由几十瓦到几百瓦。

对于小型斯特林制冷机，压缩氦气进入的蓄冷器流道及压缩气缸本身就作为热端狭缝换热器，不需要单独设计热端狭缝换热器。但对于大冷量的斯特林制冷机，热端散热是很重要的，因而需要配置热端换热器。热端狭缝换热器要求热负荷较大，并且要求尽量降低热端狭缝换热器内的氦气流动阻力，并减少热端狭缝换热器的氦气空容积。同样，冷端换热器作为斯特林制冷机重要的导冷元件，承担着将膨胀腔内的冷量传导至外界的作用，其换热效率的高低直接关系到制冷机的制冷性能。

专利申请号为US20040026067的美国专利，其名称为heat exchanger forstirling refrigerating machine,heat exchanger body,and method ofmanufacturing heat exchanger body，其结构(图1)是采用环形波纹翅片(corrugatedfin)放入两个不同直径的同心圆环套筒内，环形波纹翅片的内外环分别与内外套焊接而成。该方法通过波纹翅片增大了换热面积，但是其制作难度较大，波纹翅片流道很难保持均匀一致，从而降低换热效率，增大流阻；而且不易控制环形空间内的空容积。

公开号为CN 1231407A的中国专利公开了使用具有翅片结构热交换器的斯特林制冷装置。其用于曲柄连杆型斯特林制冷机中(图2)，内外翅片一体铸造，外侧加了水冷却套。其专利中内套与换热器主体并没有采用热配合，其接触热阻会较大，故没用充分利用内套的散热面积。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种用于声能制冷机的环形狭缝换热器，该环形狭缝换热器可使交变流动的工质气体与换热器内壁强制对流换热，且具有较大的换热系数；在对外的导热方向上，内肋体与内套的过盈配合以及内肋体与外翅片焊接结构消除了接触热阻；此外内肋体采用具有较小的导热热阻的紫铜材料制作，因而热端狭缝换热器体具有较好的散热效果。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种用于声能制冷机的环形狭缝换热器，包括内肋体和内套，所述内肋体为由内环面向外环面开口的环状筒体，所述内套套设于所述内肋体内且过盈配合，所述内肋体的内环面上间隔开设有多个狭缝，以使所述内肋体和内套之间形成气体流动的狭缝通道。

进一步地，所述用于声能制冷机的环形狭缝换热器还包括多块外翅片，所述多块外翅片均匀固设于所述内肋体的外环面上。

进一步地，所述内肋体上的狭缝采用线切割成型。

进一步地，所述内肋体采用紫铜制造，所述内套采用不锈钢制造，所述外翅片采用铝制造。

进一步地，多个所述狭缝于所述内肋体的内环面上等距离开设。