压力波发生装置

本发明涉及压力波发生设备，尤其涉及一种压力波发生装置。

背景技术：

1、压力波发生器在多个领域均有应用，例如，在斯特林制冷机、脉管制冷机和热声制冷机等电驱动回热式制冷机中，都需要压力波发生器来驱动。

2、现有的压力波发生器的工作原理为利用气缸内活塞的往复运动来产生一定频率的压力波，由于这种压力波发生器具有运动部件，因此，结构较复杂，可靠性较低，且压力振幅较小，难以满足较高压力振幅的设备的驱动需求。

技术实现思路

1、本发明提供一种压力波发生装置，用以解决或改善现有压力波发生器存在结构复杂以及产生的压力振幅较小的问题。

2、本发明提供一种压力波发生装置，包括：谐振管、热声板叠、加热器及冷却器；所述谐振管内填充有液体工质，所述谐振管上设有加压口与压力波输出面，所述加压口用于与加压设备连接；所述热声板叠设于所述谐振管内；所述加热器设于所述热声板叠的一端；所述冷却器设于所述热声板叠的另一端。

3、根据本发明提供的一种压力波发生装置，所述液体工质包括液态钠、汞及丙烯当中的任一种。

4、根据本发明提供的一种压力波发生装置，所述谐振管包括驻波谐振管；所述加热器、所述热声板叠及所述冷却器沿所述驻波谐振管的轴线方向依次设置，所述驻波谐振管沿所述驻波谐振管的轴线方向具有相背离的第一端口与第二端口，所述加热器、所述热声板叠及所述冷却器靠近所述第一端口或所述第二端口设置；在所述加热器、所述热声板叠及所述冷却器靠近所述第一端口设置的情况下，所述加热器与所述第一端口之间的距离小于所述冷却器与所述第一端口之间的距离；在所述加热器、所述热声板叠及所述冷却器靠近所述第二端口设置的情况下，所述加热器与所述第二端口之间的距离小于所述冷却器与所述第二端口之间的距离。

5、根据本发明提供的一种压力波发生装置，所述加压口与所述压力波输出面沿所述驻波谐振管的轴线方向设于所述驻波谐振管的同一端，或者，所述加压口与所述压力波输出面沿所述驻波谐振管的轴线方向分设于所述驻波谐振管的两端。

6、根据本发明提供的一种压力波发生装置，所述谐振管包括行波谐振管；所述行波谐振管呈环状，所述行波谐振管的周长等于一个声波波长，所述行波谐振管上设有调相管段。

7、根据本发明提供的一种压力波发生装置，所述调相管段包括容性管，所述容性管的横截面积大于所述行波谐振管的横截面积，所述容性管与所述热声板叠沿所述行波谐振管的轴线方向的距离等于所述一个声波波长的四分之一。

8、根据本发明提供的一种压力波发生装置，所述调相管段包括阻性管，所述阻性管的横截面积小于所述行波谐振管的横截面积，所述阻性管与所述热声板叠沿所述行波谐振管的轴线方向的距离等于所述一个声波波长的二分之一。

9、根据本发明提供的一种压力波发生装置，所述谐振管包括行驻波谐振管；所述行驻波谐振管包括第一管段与第二管段，所述第一管段呈环状，所述第二管段呈直线状，所述加热器、所述热声板叠及所述冷却器设于所述第一管段内。

10、根据本发明提供的一种压力波发生装置，所述热声板叠上设有多个流道，多个所述流道相互平行，所述流道所述沿谐振管的轴线方向延伸。

11、根据本发明提供的一种压力波发生装置，所述热声板叠包括多孔泡沫或堆叠丝网。

12、本发明提供的压力波发生装置，以液体作为工质，通过利用热声效应，从而在压力波输出面处实现压力波的输出；在需要生成压力波时，由加压设备通过加压口向谐振管内加压，从而给液体工质加压，开启加热器与冷却器，从而在热声板叠内的液体工质形成温度梯度，待温度梯度超过起振临界值时，液体工质就会产生振荡，形成的压力波由压力波输出面输出；液体工质相较于气体工质而言，液体工质的等温压缩率远低于气体工质的等温压缩率，则在一定声功输出下能够获得比气体工质大得多的压力振幅，相应地速度振幅也比气体工质小得多，数十瓦的声功流率即可伴随几个兆帕的压力振幅，而现有的通过运动部件产生的压力波一般在1兆帕以下，由此，本发明的压力波发生装置提升了压力波的压力振幅，且无需设置运动部件，结构简单，免维护性好，使用寿命长。

技术特征：

1.一种压力波发生装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的压力波发生装置，其特征在于，

3.根据权利要求1所述的压力波发生装置，其特征在于，

4.根据权利要求3所述的压力波发生装置，其特征在于，

5.根据权利要求1所述的压力波发生装置，其特征在于，

6.根据权利要求5所述的压力波发生装置，其特征在于，

7.根据权利要求5所述的压力波发生装置，其特征在于，

8.根据权利要求1所述的压力波发生装置，其特征在于，

9.根据权利要求1所述的压力波发生装置，其特征在于，

10.根据权利要求1所述的压力波发生装置，其特征在于，

技术总结本发明涉及压力波发生设备技术领域，提供一种压力波发生装置，包括：谐振管、热声板叠、加热器及冷却器；谐振管内填充有液体工质，谐振管上设有加压口与压力波输出面，加压口用于与加压设备连接；热声板叠设于谐振管内；加热器设于热声板叠的一端，冷却器设于热声板叠的另一端；本发明通过在谐振管内填充等温压缩率较小的液体工质，增大了输出的压力振幅，且无需使用运动部件，结构简单，使用寿命长。技术研发人员：杨睿,王军翔,罗二仓受保护的技术使用者：中国科学院理化技术研究所技术研发日：技术公布日：2024/6/13