[發明專利]一種慣性管脈管裝置

有效

• 申請號: 201611114217.0
• 申請日: 2016-12-07
• 公開（公告）號: CN108168134B
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發明（設計）人: 朱紹偉
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: F25B9/14
• 分類號: F25B9/14
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 林君如

本發明涉及一種慣性管脈管裝置，包括壓縮機和與壓縮機連接的冷頭，該冷頭包括依次連接的熱端換熱器、回熱器、冷端換熱器、慣性管和脈管，所述的壓縮機具有至少兩個工作腔，所述的熱端換熱器與其中至少一個工作腔連接，所述的脈管與壓縮機中的另外的工作腔連接，在脈管以及與其連接的壓縮機的工作腔之間還設有氣庫；此外，還可以通過將冷頭設置成順次連接的多個冷頭，以多個冷頭中的空容積來發揮氣庫的功能。與現有技術相比，本發明具有慣性管損耗小，工作效率高等優點。

技術領域

本發明涉及一種脈管裝置，尤其是涉及一種慣性管脈管裝置。

背景技術

在一種階梯活塞型直線壓縮機驅動的慣性管脈管制冷機中，冷頭由熱端換熱器、回熱器、低溫換熱器、脈管、慣性管和氣庫組成。階梯活塞與階梯氣缸形成兩個工作腔，一個工作腔通過熱端熱器連接于回熱器室溫端，另一個工作腔連接于氣庫。脈管的冷端的氣體的膨脹功一部分通過慣性管耗散掉，余下的通過慣性管到達氣庫被連接于氣庫的工作腔回收。其效率要高于簡單的慣性管脈管制冷機。慣性管是一根細長管，氣體在里面高速往復流動，慣性管兩端的壓力波相位相差約180度。階梯活塞型直線壓縮機驅動的慣性管脈管制冷機的逆向循環為發動機，因而可作為利用液化天然氣冷量的冷源的脈管發動機。由于慣性管在室溫下，氣體的粘度大，因而產生很大的損失。

中國專利201310597043.8公開了一種慣性管脈管裝置，包括冷頭和壓縮機，所述的冷頭包括室溫換熱器、回熱器、冷量換熱器、慣性管和脈管，所述的壓縮機具有兩個同相工作腔，所述的脈管與壓縮機其中一個工作腔連接，所述的室溫換熱器與壓縮機另一個工作腔連接。由于慣性管在低溫下，氣體粘度較小，同時由于氣體聲速減低而帶來慣性管長度的減小，從而使慣性管的損失減低。理論上，脈管容積大可使慣性管長度減小，損失減低。但該脈管的容積有一個最佳值，過大脈管的損失增大，這限制而使得所需的慣性管的尺寸較長，使得慣性管的損失較大。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種慣性管脈管裝置及其應用。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種慣性管脈管裝置，包括壓縮機和與壓縮機連接的第一冷頭，該第一冷頭包括依次連接的第一熱端換熱器、第一回熱器、第一冷端換熱器、第一慣性管和第一脈管，所述的壓縮機具有兩個工作腔，所述的第一熱端換熱器與其中一個工作腔連接，所述的第一脈管與另一個工作腔連接，在第一脈管和與其連接的壓縮機的工作腔之間還接入一個氣庫。

進一步的，所述的壓縮機包括階梯氣缸和階梯活塞，兩者之間形成兩個工作腔，所述的第一熱端換熱器連接其中一個工作腔，所述的第一脈管和氣庫連接另一個工作腔。

進一步的，所述的壓縮機為對置式壓縮機，所述的階梯活塞設有兩個，并相對設置在階梯氣缸的兩端，所述的兩個階梯活塞與階梯氣缸之間形成呈對置式的兩個第一工作腔和兩個第二工作腔，所述的第一熱端換熱器連接兩個第二工作腔，所述的氣庫與第一脈管連接兩個第一工作腔。

進一步的，在第一熱端換熱器與壓縮機的工作腔之間還接入至少一個第二冷頭，所述的第二冷頭包括順次連接的第二熱端換熱器、第二回熱器、第二冷端換熱器和第二脈管，其中，第二熱端換熱器與壓縮機的工作腔連接，第二脈管連接第一熱端換熱器。

更進一步的，在第二脈管熱端和第二工作腔之間還設有連通兩者的旁通管路。

進一步的，所述的氣庫被另一個第二冷頭取代，所述的第二冷頭包括順次連接的第二熱端換熱器、第二回熱器、第二冷端換熱器和第二脈管，其中，第二熱端換熱器與第一脈管連接，第二脈管與壓縮機的工作腔連接。

更進一步的，在第二脈管的熱端與第二回熱器的熱端之間還設有連通兩者的旁通管路。

進一步的，所述的氣庫可以與壓縮機工作腔的死容積疊加結合。