[發明專利]一種對置式無振動功回收脈管制冷機

在審

• 申請號: 201810771390.0
• 申請日: 2018-07-13
• 公開（公告）號: CN109028635A
• 公開（公告）日: 2018-12-18
• 發明（設計）人: 陳曦;何韓軍;楊易坤;張楠
• 申請（專利權）人: 上海理工大學
• 主分類號: F25B9/14
• 分類號: F25B9/14
• 代理公司: 上海德昭知識產權代理有限公司 31204
• 代理人: 郁旦蓉;顏愛國

本發明的對置式無振動功回收脈管制冷機，包括具有壓縮腔的壓縮部、冷指部以及功回收部；冷指部具有級后換熱器、熱端換熱器，壓縮腔通過壓縮管路與級后換熱器相連通，功回收部具有功回收缸，功回收缸內設置有兩個對稱布置的功回收活塞以及兩個對稱布置的位于功回收活塞外側的固定活塞，功回收活塞、固定活塞以及功回收缸構成功回收腔，兩個功回收活塞以及功回收缸構成膨脹腔，膨脹腔通過管路與熱端換熱器相連通，功回收腔通過功回收管路與壓縮管路相連通，壓縮部、冷指部以及功回收部呈直線設置，因為制冷機結構采用直線型，具有冷端氣流直接從回熱器進入脈管的優點，流動均勻，死體積小，最大限度地避免了氣流轉折損失，從而獲取較高的制冷效率。

技術領域

本發明涉及低溫制冷機領域，特別是涉及一種對置式脈管制冷機。

背景技術

基本型脈管制冷機是首先由吉福特(Gifford)和朗斯沃斯(Longsworth)在1963年提出的。它有兩種理想循環：基本壓縮循環和可逆循環。基本壓縮循環中采用帶有切換閥門的壓縮機，故屬于G-M型制冷機；可逆循環中采用的是無閥壓縮機，屬于斯特林型制冷機。脈管制冷機可分為同軸型、U型和直線型三種。基本型脈管制冷機除了壓縮氣體和切換閥是室溫運動部件外，沒有在低溫下運動的部件。所以脈管制冷機結構簡單、運行可靠；但制冷效率不高。

目前所使用的傳統型脈管制冷機采用慣性管和氣庫對系統中的壓力波與質量流進行調相，由于脈管熱端出口的聲功仍然具有做功能力，在慣性管型脈管制冷機中，這些聲功會以廢熱的形式通過慣性管和氣庫耗散至大氣，直接導致慣性管型脈管制冷機的效率低下。

發明內容

為了解決上述問題，以及提高脈管制冷機的效率，減小振動，增強可靠性，本發明對傳統的脈管制冷機進行了優化設計，本發明的目的之一在于提供一種對置式無振動功回收脈管制冷機，本發明在原有的脈管制冷機基礎上進行改進，用對置的壓縮機代替原有的壓縮機，增加了功回收系統，系統有兩個對置的功回收活塞，用于回收脈管內氣體膨脹產生的功，同時也具有調相功能。

本發明采用一種新型的調相結構—“質量-彈簧”組成的振子系統對制冷機調相，同時該結構的聲功回收功能，能在一定程度上提高脈管制冷機的效率。另一方面為了減小脈管制冷機的振動，壓縮機和功回收活塞采用對置設置，使之更加適用于酒柜、高空應用等對可靠性，振動要求極高的場合。

本發明提供了一種對置式無振動功回收脈管制冷機，具有這樣的特征，包括壓縮部，具有壓縮缸，壓縮缸內設置有兩個對稱布置的壓縮活塞，兩個壓縮活塞以及壓縮缸構成壓縮腔；冷指部，具有級后換熱器、熱端換熱器，壓縮腔通過壓縮管路與級后換熱器相連通；以及功回收部，具有功回收缸，功回收缸內設置有兩個對稱布置的功回收活塞以及兩個對稱布置的位于功回收活塞外側的固定活塞，功回收活塞、固定活塞以及功回收缸構成功回收腔，兩個功回收活塞以及功回收缸構成膨脹腔，膨脹腔通過管路與熱端換熱器相連通，功回收腔通過功回收管路與壓縮管路相連通，其中，壓縮部、冷指部以及功回收部呈直線設置。

在本發明提供的對置式無振動功回收脈管制冷機中，還可以具有這樣的特征：其中，冷指部包括順次連接的級后換熱器、回熱器、冷端換熱器、脈管、熱端換熱器，回熱器采用金屬絲網，金屬絲網的目數為250～600目，絲徑為20～50微米。

另外，在本發明提供的對置式無振動功回收脈管制冷機中，還可以具有這樣的特征：其中，功回收膨脹機包括分別對稱設置在功回收缸內的兩個功回收活塞、兩個功回收活塞桿、兩個固定活塞、兩個板彈簧，功回收活塞桿的桿徑與功回收活塞的直徑比為0.2～0.5。

另外，在本發明提供的對置式無振動功回收脈管制冷機中，還可以具有這樣的特征：其中，功回收腔與壓縮腔的掃氣容積之比為0.3～1。

另外，在本發明提供的對置式無振動功回收脈管制冷機中，還可以具有這樣的特征：其中，固定活塞與功回收缸構成背壓腔。