[發(fā)明專利]一種氣耦合脈沖管制冷機通道式冷端換熱器及實現(xiàn)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110263190.6
• 申請日: 2021-03-11
• 公開（公告）號: CN113154714B
• 公開（公告）日: 2022-09-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黨海政;譚涵
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學院上海技術(shù)物理研究所
• 主分類號: F25B9/14
• 分類號: F25B9/14;F25B39/00;F25D3/00;F28F21/08;F28F9/24
• 代理公司: 上海滬慧律師事務所 31311
• 代理人: 郭英

1.一種氣耦合脈沖管制冷機通道式冷端換熱器，包括換熱器外殼一(1)、換熱器外殼二(9)、錐形狹縫體一(17)、錐形狹縫體二(13)、貫通孔一(4)、貫通孔二(12)、層流元件一(5)、層流元件二(18)、層流元件三(14)、槽道一(6)、槽道二(7)、堵頭(8)，其特征在于：

將換熱器外殼一(1)與換熱器外殼二(9)作為冷端換熱器的主換熱面以及前后級冷指的氣耦合接口，通過在換熱器外殼一(1)與換熱器外殼二(9)內(nèi)部切割狹縫，并在換熱器外殼一(1)內(nèi)部加工槽道一(6)與槽道二(7)，實現(xiàn)第一級蓄冷器(16)、第一級脈沖管(11)以及第二級蓄冷器(3)之間的連接，并保護內(nèi)部的錐形狹縫體一(17)、貫通孔一(4)、錐形狹縫二(13)、貫通孔二(12)、槽道一(6)以及槽道二(7)；在換熱器外殼一(1)左半部中心處銑出直徑為4mm的貫通孔一(4)，其上、下端面分別與換熱器外殼一(1)的上、下端面齊平；從換熱器外殼一(1)右側(cè)面銑出3mm的槽道一(6)，使其左側(cè)與貫通孔一(4)連通；在貫通孔一4左側(cè)均勻切割錐形狹縫體一(17)，其上端面長度略小于第二級蓄冷器(3)下端面的半徑，下端面長度略小于第一級蓄冷器(16)上端面的半徑；沿貫通孔一(4)圓周在與槽道一(6)不連通部分均勻切割錐形狹縫，狹縫的寬度控制在0.2mm，條數(shù)控制為36條，具體情況視第二級蓄冷器(3)及其后阻力與第一級脈管(11)及其后阻力的比值而定；

在換熱器外殼二(9)上端面中心處均勻切割出錐形狹縫體二(13)，其上端面直徑為8mm，下端面直徑略小于第一級脈管(11)的內(nèi)徑；圍繞錐形狹縫體二(13)上下端面的中心線均勻切割錐形狹縫，狹縫的寬度控制在0.12mm，條數(shù)控制為48條，具體情況視加工精度與第一級脈管(11)及其后阻力而定；在錐形狹縫體二(13)的中心線處設(shè)置一個直徑為3mm的貫通孔二(12)，其上、下端面分別與錐形狹縫二(13)的上、下端面齊平；在錐形狹縫體二(13)正上方銑出圓形槽道二(7)，其圓周直徑略大于錐形狹縫體二(13)上端面直徑，且一端與槽道一(6)連通；在槽道一(6)右側(cè)設(shè)置堵頭(8)，從而共同形成一種氣耦合脈沖管制冷機通道式冷端換熱器。

2.一種如權(quán)利要求1所述的氣耦合脈沖管制冷機通道式冷端換熱器的實現(xiàn)方法，其特征在于：

換熱器外殼一(1)與換熱器外殼二(9)均為紫銅材質(zhì)，在換熱器外殼一(1)的內(nèi)部使用慢走絲線切割技術(shù)切割出錐形狹縫體一(17)，錐形狹縫體一(17)錐度的控制方法為其大端面直徑略小于第一級蓄冷器(16)的內(nèi)徑，小端面直徑略小于第二級蓄冷器(3)的內(nèi)徑；在換熱器外殼二(9)的內(nèi)部使用慢走絲線切割技術(shù)切割出錐形狹縫體二(13)，錐形狹縫體二(13)錐度的控制方法為其大端面直徑略小于第一級脈沖管(11)的內(nèi)徑，小端面直徑約為8mm；分別在錐形狹縫體一(17)和錐形狹縫體二(13)的中心處設(shè)置中空的貫通孔一(4)與貫通孔二(12)，錐形狹縫體一(17)的狹縫沿貫通孔一(14)圓周與槽道一(6)不連通的部分沿圓周240°～270°均勻切割；錐形狹縫體二(13)的狹縫圍繞貫通孔二(12)沿圓周360°均勻切割；第一級蓄冷器(16)插入換熱器外殼一(1)內(nèi)部7mm，在兩者空隙部分放置環(huán)形底座二(15)，環(huán)形底座二(15)與第一級蓄冷器(16)以及換熱器外殼一(1)下端面根部凹槽緊貼；第二級蓄冷器(3)插入換熱器外殼一(1)內(nèi)部6mm，在兩者空隙部分放置環(huán)形底座一(2)，環(huán)形底座一(2)與第二級蓄冷器(3)以及換熱器外殼一(1)上端面根部凹槽緊貼；第一級脈沖管(11)插入換熱器外殼二(9)內(nèi)部6mm，在兩者空隙部分放置環(huán)形底座三(10)，環(huán)形底座三(10)與第一級脈沖管(11)以及換熱器外殼二(9)下端面根部凹槽緊貼；堵頭(8)為紫銅材質(zhì)，右端面與換熱器外殼一(1)右側(cè)面齊平，左端面與槽道二(7)側(cè)面相接；槽道二(7)直徑略大于錐形狹縫體二(13)直徑，一側(cè)與槽道一(6)連通，軸線與貫通孔二(12)軸線重合；槽道一(6)左側(cè)與貫通孔一(4)連通；在第一級蓄冷器(16)與換熱器外殼一(1)、第二級蓄冷器(3)與換熱器外殼一(1)以及第一級脈沖管(11)與換熱器外殼二(9)之間分別放置約2.5mm厚的層流元件二(18)、層流元件一(5)以及層流元件三(14)；各環(huán)形底座兩端面、換熱器外殼一(1)與換熱器外殼二(9)以及換熱器外殼一(1)與堵頭(8)均通過潔凈釬焊技術(shù)沿圓周焊接；實現(xiàn)第一級蓄冷器(16)、第二級蓄冷器(3)、第一級脈沖管(11)、換熱器外殼一(1)以及換熱器外殼二(9)之間的連接，從而形成一種氣耦合脈沖管制冷機通道式冷端換熱器。