[发明专利]一种声能自由活塞式制冷机

权利要求书

1.一种声能自由活塞式制冷机，其特征在于：包括压缩机构、膨胀机构和外壳支撑机构；所述外壳支撑机构用于支撑固定所述压缩机构和所述膨胀机构，并形成用于所述压缩机构和所述膨胀机构运行的密封空腔，所述压缩机构包括压缩活塞、压缩弹簧和直线电机，所述压缩活塞分别通过设有的连接组件与所述压缩弹簧、所述直线电机连接并通过所述直线电机驱动，所述直线电机的永磁体固定在与所述压缩活塞连接的永磁体支架上；所述膨胀机构包括膨胀活塞、活塞杆和膨胀弹簧，所述活塞杆穿过所述压缩活塞的轴向中心通孔和所述连接组件的轴向中心孔并通过两端分别与所述膨胀活塞和所述膨胀弹簧连接；所述连接组件包括轴向厚度或/和径向厚度可调的配重构件，所述配重构件采用密度大于金属铝和金属铜的高密度材质制得。

2.根据权利要求1所述的声能自由活塞式制冷机，其特征在于：所述连接组件还包括设有轴向中心孔并同轴设置的连接件一、连接件二、固定螺钉以及圆周均布的数个螺钉四，所述连接件一设有的台阶轴结构上依次通过所述连接件二和所述永磁体支架通过的轴向中心孔并卡紧，所述连接件二、永磁体支架、压缩活塞依次同轴设置并通过数个所述螺钉四固定连接，所述固定螺钉依次穿过所述压缩弹簧的轴向中心孔、所述连接件一的轴向中心孔与所述压缩活塞的轴向中心通孔内壁通过螺纹连接，所述连接件一、连接件二构成所述配重构件。

3.根据权利要求2所述的声能自由活塞式制冷机，其特征在于：所述活塞杆为台阶轴结构，所述活塞杆的大径端与所述膨胀活塞连接，所述活塞杆的小径端穿过所述压缩活塞轴向中心通孔和所述固定螺钉的轴向中心孔与所述膨胀弹簧连接，所述压缩活塞轴向中心通孔的孔径与所述活塞杆的大径端相适配，所述固定螺钉的轴向中心孔的孔径与所述活塞杆的小径端相适配，通过设置所述活塞杆的小径段的长度或/所述固定螺钉的长度用于限定所述膨胀活塞的下止点。

4.根据权利要求3所述的声能自由活塞式制冷机，其特征在于：所述压缩活塞的轴向中心通孔与所述活塞杆大径段为间隙密封，所述压缩活塞的轴向中心通孔内径与所述活塞杆大径段的外径差值为16～40μm。

5.根据权利要求1所述的声能自由活塞式制冷机，其特征在于：所述压缩弹簧与所述膨胀弹簧的外边缘通过设有的定位圆柱间隔设置，所述压缩活塞的振幅定义为X1，所述膨胀活塞的振幅定义为X2，则定位圆柱的轴向长度为a·(X1+X2)，其中a＝0.7～0.9。

6.根据权利要求5所述的声能自由活塞式制冷机，其特征在于：所述压缩活塞的振幅X1为8mm，所述膨胀活塞的振幅X2为5mm，所述定位圆柱的轴向长度为11.7mm。

7.根据权利要求5所述的声能自由活塞式制冷机，其特征在于：所述压缩弹簧与膨胀弹簧的外边缘和所述定位圆柱通过螺钉一与设有的筒状电机支架一端固定连接，所述电机支架的另一端通过穿过外轭铁的螺钉三固定在所述外壳支撑机构上。

8.根据权利要求1所述的声能自由活塞式制冷机，其特征在于：所述外壳支撑机构包括下支架，所述下支架与所述膨胀机构设有的膨胀气缸相配合形成分别与所述压缩活塞和所述膨胀活塞相适配的气缸部；所述压缩活塞的顶面上开有的轴向进气通道，所述压缩活塞的侧壁外环面上开有与所述轴向进气通道连通的活塞径向小孔，在所述下支架上设有与所述活塞径向小孔对应的气缸径向小孔，所述活塞径向小孔与所述气缸径向小孔在平衡位置时对齐。

9.根据权利要求8所述的声能自由活塞式制冷机，其特征在于：在所述下支架上对应所述气缸径向小孔处设有凹槽，并在与直线电机装配后形成连通所述直线电机上端与外壳支撑机构间压缩腔的气流通道，所述活塞径向小孔的外圆周设有方形槽，所述活塞径向小孔与所述气缸径向小孔的孔径φ范围为0.1mm～0.5mm，所述轴向进气通道的内径为1mm～1.5mm，所述方形槽的宽度比所述活塞径向小孔的孔径φ大0.5mm～1.5mm，所述方形槽的长度为6mm～10mm，所述方形槽的深度为0.5mm～1mm。

10.根据权利要求1所述的声能自由活塞式制冷机，其特征在于：所述压缩弹簧与所述膨胀弹簧在外环面上分别对应设有切口所述切口与所述外壳支撑机构上的设有的电源接口相配合。