[發(fā)明專利]極低溫吸附式制冷機(jī)及制冷方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310598397.4
• 申請日: 2013-11-22
• 公開（公告）號: CN104654654A
• 公開（公告）日: 2015-05-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 羅寶軍;梁驚濤;王兆利;閆濤;洪國同;蔡京輝
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所
• 主分類號: F25B17/00
• 分類號: F25B17/00
• 代理公司: 北京路浩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 孟憲功

1.一種極低溫吸附式制冷機(jī)，其特征在于，其包括：

吸附床（1）；

蒸發(fā)器（2）；

分別與吸附床（1）和蒸發(fā)器（2）連接的連通管（3），其與吸附床（1）、蒸發(fā)器（2）共同形成一封閉空腔；

填充在所述封閉空腔內(nèi)的工質(zhì)氣體；以及

分別與吸附床（1）和連通管（3）連接的用于對吸附床（1）進(jìn)行冷卻并對工質(zhì)氣體進(jìn)行冷凝的冷凝件（4）。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的極低溫吸附式制冷機(jī)，其特征在于，所述連通管（3）一端與所述吸附床（1）的內(nèi)腔連通，另一端穿過所述冷凝件（4）與所述蒸發(fā)器（2）的內(nèi)腔連通；其中

所述連通管（3）的內(nèi)腔、所述吸附床（1）的內(nèi)腔和所述蒸發(fā)器（2）的內(nèi)腔共同構(gòu)成所述封閉空腔。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的極低溫吸附式制冷機(jī)，其特征在于，所述吸附床（1）主要由吸附劑、導(dǎo)熱器和加熱器構(gòu)成。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的極低溫吸附式制冷機(jī)，其特征在于，所述吸附劑為活性炭，所述導(dǎo)熱器為導(dǎo)熱肋片。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的極低溫吸附式制冷機(jī)，其特征在于，所述工質(zhì)氣體為氦4。

6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的極低溫吸附式制冷機(jī)，其特征在于，其還包括：

分別與所述吸附床（1）和所述冷凝件（4）連接的用于進(jìn)行熱傳導(dǎo)的熱開關(guān)（5）。

7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的極低溫吸附式制冷機(jī)，其特征在于，所述冷凝件（4）為熱沉，所述連通管（3）為泵管。

8.一種利用權(quán)利要求1-7中任一項所述的極低溫吸附式制冷機(jī)實現(xiàn)極低溫制冷的方法，其特征在于，其包括如下步驟：

1）將極低溫吸附式制冷機(jī)的冷凝件（4）與外部機(jī)械制冷機(jī)的冷頭連接并進(jìn)行降溫，直至極低溫吸附式制冷機(jī)的所有部件溫度降至預(yù)定值；

2）關(guān)閉熱開關(guān)吸附泵（6）的加熱，對極低溫吸附式制冷機(jī)的吸附床（1）加熱，隨著溫度和壓力的升高，吸附床（1）解吸出吸附的工質(zhì)氣體，工質(zhì)氣體將沿連通管（3）經(jīng)冷凝件（4）冷凝液化后進(jìn)入蒸發(fā)器（2），直至吸附的工質(zhì)氣體解吸完成及工質(zhì)氣體冷凝完成；

3）開啟熱開關(guān)吸附泵（6）的加熱，對吸附床（1）降溫，隨著溫度的降低，吸附床（1）吸附工質(zhì)氣體,吸附床（1）內(nèi)壓力降低，蒸發(fā)器（2）內(nèi)未冷凝的工質(zhì)氣體經(jīng)連通管（3）流入吸附床（1）并被吸附，蒸發(fā)器（2）內(nèi)壓強(qiáng)和溫度下降，進(jìn)而獲得極低溫制冷效應(yīng)；

4）當(dāng)蒸發(fā)器（2）內(nèi)制冷劑完全蒸發(fā)后，重復(fù)上述步驟2）和3），從而實現(xiàn)極低溫吸附式制冷機(jī)的間隙工作。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，步驟4）中所述極低溫度為1K以下溫度。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，步驟1）中所述極低溫吸附式制冷機(jī)是在真空條件下進(jìn)行降溫的，所述機(jī)械制冷機(jī)為≤4.5K機(jī)械制冷機(jī)，所述預(yù)定值≤4.5K。