一种脉管制冷机制造技术

本发明专利技术涉及制冷技术领域，提供了一种脉管制冷机。该脉管制冷机包括压缩机和热声转换部件，热声转换部件包括依次连接的主散热器、回热器和低温换热器，低温换热器远离回热器的一端通过隔热散热管道连接气缸；气缸和声功吸收器连通，且气缸内设置有活塞和弹簧；活塞通过弹簧与气缸连接，且在受力时，活塞以及弹簧沿着所述气缸缸筒的轴向运动。本方案中活塞和弹簧组成振子，通过调整活塞的质量和弹簧的刚度，可以使隔热散热管道靠近气缸的端部处压力和速度之间的相位差满足特定关系，进而在回热器内获得行波，从而在避免出现直流或者无法适应于较小的制冷机等情况的前提下，进一步提高制冷性能的脉管制冷机。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及制冷
，提供了一种脉管制冷机。该脉管制冷机包括压缩机和热声转换部件，热声转换部件包括依次连接的主散热器、回热器和低温换热器，低温换热器远离回热器的一端通过隔热散热管道连接气缸；气缸和声功吸收器连通，且气缸内设置有活塞和弹簧；活塞通过弹簧与气缸连接，且在受力时，活塞以及弹簧沿着所述气缸缸筒的轴向运动。本方案中活塞和弹簧组成振子，通过调整活塞的质量和弹簧的刚度，可以使隔热散热管道靠近气缸的端部处压力和速度之间的相位差满足特定关系，进而在回热器内获得行波，从而在避免出现直流或者无法适应于较小的制冷机等情况的前提下，进一步提高制冷性能的脉管制冷机。【专利说明】-种脉管制冷机
本专利技术设及制冷
，尤其设及一种脉管制冷机。
技术介绍
脉管制冷机是一种重要的制冷机结构，在航空、航天、军事、弱电超导等领域有着 重要的应用。 脉管制冷机要想获得良好的制冷性能，其中的一个关键因素是在回热器内获得理 想的相位关系，而调相部件就是为了调节回热器内的相位关系。不同种类的调相部件所能 够实现的相位关系的理想程度是不一样的，因此采用不同的调相部件时制冷机所能够达到 的性能是不同的。 最早的脉管制冷机没有专口的调相部件，回热器内的声场为驻波，即压力和速度 的相位差接近90度，在相同的制冷量情况下，流动损失最大，因此性能最差。 此后人们专利技术了小孔型脉管制冷机，小孔和气库的联合作用，可W使回热器内的 压力和体积流相位角减小，因此流动损失减小，制冷性能获得大幅提升。 图1给出了一种小孔型脉管制冷机的结构，该小孔型脉管制冷机主要由直线压缩 机（图中只画出了直线压缩机的活塞1)和热声转换部件组成。热声转换部件主要包括主散 热器2、回热器3、低溫换热器4、热缓冲管5、次散热器6和调相部件。其中，调相部件为小孔阀 9和气库10的组合。 图1中的脉管制冷机，其直线压缩机利用交流电在线圈内感应出交变磁场，推动活 塞1做往复直线运动，产生压力波，将电能转化为声波形式的机械能。声波进入热声转换部 件后在低溫换热器4内吸收热量，之后经过回热器3并在主散热器2内将热量散入环境当中， 从而产生制冷效果。[000引其中，与传统曲轴结构的旋转压缩机相比，直线压缩机因为采用板黃或者气体轴 承支撑技术，活塞和气缸之间没有任何摩擦，所W不但电声转换效率非常高，而且使用寿命 也大为延长。此外，图1中的脉管制冷机热声转换部件完全由换热器和管件组成，没有任何 机械运动部件，并且制冷效率较高，因此二者的组合构成了一种高效、结构紧凑、长寿命的 低溫制冷机。 但是小孔型脉管制冷机存在的问题是其压力和速度依然存在一定的相位差，从而 其制冷性能还有待提高。 在此基础上，后来又有人专利技术了双向进气型脉管制冷机和惯性管型脉管制冷机， 运两种调相方式都可W在回热器内获得行波相位，即压力和速度的相位差为零度。在相同 的制冷量情况下，运两种脉管制冷机流动损失最小，因此制冷机性能再次获得提升。但运两 种脉管制冷机的调相方式也有自己不足的地方:双向进气型脉管制冷机容易导致直流流 动，反而恶化制冷机性能;惯性管型脉管制冷机的惯性管调相能力在其直径比较小时是有 限的，在比较小的制冷机中仍然不能实现所需要的相位关系。 综上所述，现有脉管制冷机的调相方式均存在不足，有的难W使回热器获得理想 的行波相位，有的虽然可W获得理想的相位关系，但同时会带来其他类似直流、无法适应于 较小的制冷机等问题。
技术实现思路
(-)要解决的技术问题 本专利技术要解决的技术问题就是提供一种可W相对现有技术进一步提高制冷性能 的脉管制冷机，在获得理想的行波相位的同时，避免出现直流或者无法适应于较小的制冷 机等问题。 (二很术方案 为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种脉管制冷机，包括压缩机和热声转换 部件，所述热声转换部件包括依次连接的主散热器、回热器和低溫换热器，所述低溫换热器 远离所述回热器的一端通过隔热散热管道连接气缸;所述气缸和声功吸收器连通，且所述 气缸内设置有活塞和弹黃;所述活塞通过所述弹黃与所述气缸连接，且在受力时，所述活塞 W及所述弹黃沿着所述气缸缸筒的轴向运动。 优选地，所述隔热散热管道包括热缓冲管和次散热器;且所述低溫换热器、热缓冲 管、次散热器和气缸依次连接。 优选地，所述隔热散热管道包括连接管和隔热散热块;所述连接管的一端和所述 低溫换热器连接，另一端和所述气缸连接;所述隔热散热块固定在所述活塞靠近所述低溫 换热器的一侧。 优选地，沿着远离所述低溫换热器的方向上，所述气缸被所述活塞的运动行程分 为第一区段、第二区段和第=区段;所述活塞运动行程与所述第二区段相对应;所述声功吸 收器和所述第一区段连通。 优选地，沿着远离所述低溫换热器的方向上，所述气缸被所述活塞的运动行程分 为第一区段、第二区段和第=区段;所述活塞运动行程与所述第二区段相对应;所述声功吸 收器和所述第=区段连通。 优选地，所述弹黃的数量为一根，且位于所述活塞远离所述低溫换热器的一侧。 优选地，所述弹黃的数量为两根，且分别位于所述活塞的两侧。 优选地，所述压缩机为直线压缩机。 优选地，所述声功吸收器为惯性管。 优选地，所述声功吸收器为小孔阀和气库的组合，且所述气缸通过所述小孔阀与 所述气库连接。(立巧益效果本专利技术的技术方案具有W下优点：本专利技术的脉管制冷机，包括压缩机和热声转换 部件，所述热声转换部件包括依次连接的主散热器、回热器和低溫换热器，所述低溫换热器 远离所述回热器的一端通过隔热散热管道连接气缸;所述气缸和声功吸收器连通，且所述 气缸内设置有活塞和弹黃;所述活塞通过所述弹黃与所述气缸连接，且在受力时，所述活塞 W及所述弹黃沿着所述气缸缸筒的轴向运动。通常为了使脉管制冷机获得好的制冷性能， 就要在回热器内获得行波相位，对应地，在次散热器处要获得的压力与速度之间的相位差 要满足特定的角度关系。一般而言，当隔热散热管道靠近气缸的端部处，压力与速度之间的 相位差为60度左右时，在回热器内可W获得行波相位。本方案中活塞和弹黃组成振子，通过 调整活塞的质量和弹黃的刚度，可W使隔热散热管道靠近气缸的端部处压力和速度之间的 相位差满足特定关系，进而在回热器内获得行波，从而在避免出现直流或者无法适应于较 小的制冷机等情况的前提下，进一步提高制冷性能的脉管制冷机。【附图说明】 为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可W 根据运些附图获得其他的附图。 图1是现有技术的脉管制冷机的结构示意图； 图2是实施例一的脉管制冷机的结构示意图； 图3是实施例二的脉管制冷机的结构示意图；图4是实施例S的脉管制冷机的结构示意图； 图中：1、电机执行部件；2、主散热器;3、回热器;4、低溫换热器;5、热缓冲管;6、次 散热器;7、活塞;8、弹黃;9、小孔阀；10、气库；11、隔热散热块。【具体实施方式】 下面结合附图和实施例对本专利技术的实施方式作进一步详细描述。W下实施例用于 说明本专利技术，但不能用来限制本专利技术的范围。 在本专利技术的描述中，需要说明的是，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种脉管制冷机，包括压缩机和热声转换部件，所述热声转换部件包括依次连接的主散热器、回热器和低温换热器，其特征在于，所述低温换热器远离所述回热器的一端通过隔热散热管道连接气缸；所述气缸和声功吸收器连通，且所述气缸内设置有活塞和弹簧；所述活塞通过所述弹簧与所述气缸连接，且在受力时，所述活塞以及所述弹簧沿着所述气缸缸筒的轴向运动。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：胡剑英，罗二仓，吴张华，戴巍，
申请(专利权)人：中国科学院理化技术研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11