[發明專利]一種抑制水平性能衰減的蓄冷式制冷機在審

申請號：	202010796704.X	申請日：	2020-08-10
公開（公告）號：	CN111879028A	公開（公告）日：	2020-11-03
發明（設計）人：	李奧;周志坡;巢偉;蔡旭東	申請（專利權）人：	中船重工鵬力（南京）超低溫技術有限公司
主分類號：	F25B9/14	分類號：	F25B9/14;F25D3/00
代理公司：	南京天華專利代理有限責任公司 32218	代理人：	李德濺
地址：	211153 江***	國省代碼：	江蘇;32
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種抑制水平性能衰減蓄冷式制冷機
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【說明書】：

本發明公開了一種抑制水平性能衰減的蓄冷式制冷機，包括氣缸（13）和推移活塞，推移活塞的活塞筒體（121）的外周面與氣缸（13）的內周面之間的間隙（122a）構成制冷劑氣體流動的第二氣體通道（122），且第二氣體通道（122）與排氣孔（12b）連通，所述第二氣體通道（122）的低溫側設有緩沖腔（125），該緩沖腔（125）沿著垂直于推移活塞軸向方向的徑向投影距離d2大于第二氣體通道（122）垂直于推移活塞軸向的最大徑向投影距離d1；且在推移活塞的軸向位置上，緩沖腔（125）比排氣孔（12b）遠離氣缸（13）的冷端。本發明設置的緩沖腔能夠在非豎直狀態下運行制冷機時，有效抑制制冷性能的衰減。

技術領域

本發明屬于低溫制冷機技術領域，具體地說是一種能抑制制冷機水平運行時性能衰減的蓄冷式制冷機。

背景技術

蓄冷式制冷機，例如，包括GM制冷機、斯特林制冷機。這些制冷機具有缸體和在其內部進行往復運動的推移活塞。

隨著制冷溫度的降低，制冷機冷端的溫度由室溫300K逐漸降低到20K溫區以下。從圖8所示制冷劑（氦氣）的氣體密度變化看，低于15K溫區以下，氦氣的密度急劇增加，到4K溫區時，形成液相氦。

通常，運動的活塞外周面直徑略小于氣缸內周面直徑，形成制冷劑氣體流動的第二氣體通道。制冷機在運行過程中采用豎直向下的方式運行，如圖1、圖2所示方向。制冷劑氣體形成溫度的梯度分布，即圖1中的上端是高溫氣體、密度小，下端是低溫氣體、密度大，受重力影響該狀態為穩定狀態，這有利于制冷機的運行。

但是一旦制冷機水平放置運行時（與圖1所示的垂直方向），在第二氣體通道內不能像流經蓄冷材料的制冷劑氣體依靠多孔效應形成的穩定溫度分布。由于，低溫端的氦氣密度遠遠大于15K溫區以上的氦氣密度，在狹長的第二氣體通道內冷熱端的氣流將相互混合，并且隨著通道的環形截面面積增大，這種影響將更加劇烈，造成制冷機性能衰減，表1給出隨著制冷機二級推移活塞的增大而變化的制冷機性能對比表。