利用声波振动原理制成的一种新型声波冰箱系统最近在美国诞生。该系统省去了用活塞进行制冷剂压缩过程,完全靠“声音”制冷。据发明人蒂姆 · 卢卡斯宣称,这种冰箱不仅避免了因使用CFC所产生的环境污染问题,而且还可节电40%。
卢卡斯设计的这种冰箱系统不用活塞泵,而是通过一线性电机振动挠曲隔膜使其产生声波。隔膜的作用类似一台扬声器,它能将声波传入一特定声波室。
声波由隔膜处产生并逐渐向声波室方向传输,待到达声波室后再反射回来。声波室设计成“共振腔”式以便使返回声波恰好与原声波重合。两端相对声波互相增强,并在气压作用下产生异常强大的振摆。
一般声波发生时均会形成振波,这样会使大量的能量以热能的形式而耗费掉。据卢卡斯介绍,他们所设计的声波室只产生高压振幅,无振波出现。
从隔膜端至声波室终端距离内,其压力变化最频繁,设计人员便在此设置两个单相阀。当压力过高时,出口阀开启,压缩后制冷剂逃逸出来进入系统的其余部分。这些气体将按通常的方式被冷却和冷凝,并通过毛细管膨胀。
当压力过低时,被压缩气体再通过进口阀吸回声波室重新压缩。阀门的启闭速度为每秒340次,比传统活塞压缩机快6倍左右。
声波压缩机最大的特点在于它比传统冰箱可节电40%。这在美国尤其适用,因为全美国现有冰箱耗电量几乎占了全国总耗电量的8%以上。
[张长青译自New Scientist,1993年4月4日]