一种具有提高冷却效率的斯特林制冷机制造技术

一种具有提高冷却效率的斯特林制冷机，它包括输入信号弹簧、活塞气缸、回热器、蓄冷器、低温脉管、高温换热器，所述输入信号弹簧给系统输入周期正弦压力波动，通过活塞气缸作用于冷媒气体，所述活塞气缸出口连接回热器进口，该回热器主要冷却出活塞气缸压力气体，所述回热器出口连接蓄冷器进口，蓄冷器用作系统冷量输出窗口，用来将冷量传递给被冷却气体，发明专利技术从冷媒气体在蓄冷器中均布性出发，提出了在冷媒气体出口与蓄冷器连接结构中设置冷媒气体空间分布部件，使进入蓄冷器冷媒气体在蓄冷器内部分布均匀，提高冷媒气体和被冷却介质之间换热利率，从而提升制冷机整体制冷效率。

【技术实现步骤摘要】
一种具有提高冷却效率的斯特林制冷机
本专利技术涉及一种具有提高冷却效率的斯特林制冷机，属于制冷机领域。
技术介绍
随着社会发展，现代工业、军事、能源、交通运输、医疗等诸多领域对低温环境的需求不断加大。脉管型斯特林制冷机与常规制冷机相比，避免了设置低温运动副，具有结构简单、运行可靠、振动小、寿命长的特点。目前，斯特林制冷机COP普遍在3～5%之间，制冷效率较低。本专利技术从冷媒气体在蓄冷器（低温换热器）中均布性出发，提出了在冷媒气体出口与蓄冷器连接结构中设置冷媒气体空间分布部件，使进入蓄冷器冷媒气体在蓄冷器内部分布均匀，提高冷媒气体和被冷却介质之间换热利率，从而提升制冷机整体制冷效率。
技术实现思路
本专利技术公开了一种具有提高冷却效率的斯特林制冷机，常规脉管斯特林制冷机由于冷媒气体在蓄冷器内存在偏流，导致冷媒与被冷却介质之间换热不充分，制冷机整体冷却效率低下。本专利技术对冷媒气体出口与蓄冷器连接结构进行创新设计，利用本专利技术结构可以对冷媒气体进行空间上的再分配，使进入蓄冷器冷媒气体实现空间分布均匀，从而提高了冷媒气体与被冷却介质之间换热效率，提升制冷机整体工作效率。为实现本专利技术的目的，本专利技术一种具有提高冷却效率的斯特林制冷机，它包括输入信号弹簧、活塞气缸、回热器、蓄冷器、低温脉管、高温换热器，所述输入信号弹簧给系统输入周期正弦压力波动，通过活塞气缸作用于冷媒气体，所述活塞气缸出口连接回热器进口，该回热器主要冷却出活塞气缸压力气体，所述回热器出口连接蓄冷器进口，蓄冷器用作系统冷量输出窗口，用来将冷量传递给被冷却气体，所述蓄冷器出口设置连接结构，并在后方通过连接弯管用来连接低温脉管，通过输入信号弹簧给出的周期正弦压力信号，使低温脉管内部产生温度梯度，并且在连接结构结合处附近产生低温端，所述低温脉管高温端与高温换热器进口连接，通过高温换热器将低温脉管高温端热量移除，所述在活塞气缸两侧分别还设有冷媒补充截止阀和紧急放空单向阀。作为优选：所述连接结构内部设有冷媒气体均布器，当冷媒气体膨胀时，通过连接结构使冷媒气体在蓄冷器内部空间中均布，从而提高冷媒气体和被冷却介质之间的换热效率。作为优选：所述冷媒气体均布器由锥面整流拨片和导流孔板组成，所述锥面整流拨片轴线与连接结构轴线重合，锥面整流拨片设置均布贯通小孔。作为优选：所述冷媒气体均布器由半椭球面整流拨片和导流孔板组成，所述半椭球面整流拨片轴线与连接结构轴线重合，且半椭球面整流拨片凹面正对冷媒气体入口，所述半椭球面整流拨片设置均布贯通小孔，其中半椭球面两侧边缘开斜孔。作为优选：所述冷媒气体均布器由圆台面整流拨片和导流孔板组成，所述圆台面整流拨片凹面正对冷媒气体入口，圆台面整流拨片上设置均布贯通小孔，其中圆台面两侧边缘开斜孔，底面开垂直孔。作为优选：所述冷媒气体均布器由锥形环面整流拨片和导流孔板组成，所述锥形环面整流拨片轴线与连接结构轴线重合，锥形环面外侧上边界与连接结构内表面接触。锥形环面整流拨片设置均布贯通小孔，为垂直孔。作为优选：所述冷媒气体均布器由锥形环面整流拨片和导流孔板组成，所述锥形环面整流拨片，锥形环面整流拨片轴线与连接结构轴线重合。锥形环面整流拨片与连接结构内表面存在空隙，锥形环面整流拨片不开孔。作为优选：所述冷媒气体均布器由马鞍面环面整流拨片和导流孔板组成，所述马鞍面环面整流拨片轴线与连接结构轴线重合。类马鞍面环面整流拨片与连接结构内表面存在空隙，类马鞍面环面整流拨片靠近连接结构内表面部分开有贯通小孔。本专利技术从冷媒气体在蓄冷器中均布性出发，提出了在冷媒气体出口与蓄冷器连接结构中设置冷媒气体空间分布部件，使进入蓄冷器冷媒气体在蓄冷器内部分布均匀，提高冷媒气体和被冷却介质之间换热利率，从而提升制冷机整体制冷效率。常规脉管斯特林制冷机由于冷媒气体在蓄冷器（作为低温换热器）内存在偏流，导致冷媒与被冷却介质之间换热不充分，制冷机整体冷却效率低下。本专利技术对冷媒气体出口与蓄冷器连接结构进行创新设计，利用本专利技术结构可以对冷媒气体进行空间上的再分配，使进入蓄冷器冷媒气体实现空间分布均匀，从而提高了冷媒气体与被冷却介质之间换热效率，提升制冷机整体工作效率。附图说明图1为本专利技术斯特林制冷机冷媒气体空间均布机图。图2为本专利技术冷媒气体均布器a的结构示意图。图3为本专利技术冷媒气体均布器b的结构示意图。图4为本专利技术冷媒气体均布器c的结构示意图。图5为本专利技术冷媒气体均布器d的结构示意图。图6为本专利技术冷媒气体均布器e的结构示意图。图7为本专利技术冷媒气体均布器f的结构示意图。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术作详细的介绍，如图1所示，一种具有提高冷却效率的斯特林制冷机，它包括输入信号弹簧2、活塞气缸1、回热器5、蓄冷器6、低温脉管8、高温换热器9，所述输入信号弹簧2给系统输入周期正弦压力波动，通过活塞气缸1作用于冷媒气体，所述活塞气缸1出口连接回热器5进口，该回热器5主要冷却出活塞气缸1压力气体，所述回热器5出口连接蓄冷器6进口，蓄冷器6用作系统冷量输出窗口，用来将冷量传递给被冷却气体，所述蓄冷器6出口设置连接结构7，并在后方通过连接弯管12用来连接低温脉管8，通过输入信号弹簧2给出的周期正弦压力信号，使低温脉管8内部产生温度梯度，并且在连接结构7结合处附近产生低温端，所述低温脉管8高温端与高温换热器9进口连接，通过高温换热器9将低温脉管8高温端热量移除，所述在活塞气缸两侧分别还设有冷媒补充截止阀4和紧急放空单向阀3，所述连接结构7内部设有冷媒气体均布器，当冷媒气体膨胀时，通过连接结构7使冷媒气体在蓄冷器6内部空间中均布，从而提高冷媒气体和被冷却介质之间的换热效率。本专利技术中连接结构7内部整流机构主要在冷媒工质膨胀进入蓄冷器6前起作用，主要作用为将来自低温脉管8低温端的冷媒气体在空间上重新均布。常规斯特林制冷机蓄冷器6与低温脉管8冷端之间存在过渡弯管12，低温脉管8冷端气体进入蓄冷器6前会先进入连接结构7，连接结构7一般为锥形扩孔。冷媒气体沿着过渡弯管12轴线方向进入连接结构7，由于过渡弯管12轴线与连接结构7轴线存在夹角α，导致进入连接结构7的冷媒气体出现偏流，从而导致蓄冷器不同部位出现温差，降低与被冷却介质的换热效率。本专利技术不同与常规斯特林制冷机，增加了连接结构7内部的整流机构，通过设置整流拨片10、导流孔板11，调整进入蓄冷器的冷媒气体在空间上的分布，使其在蓄冷器内均匀分布，提高与被换热介质的换热效率。图2-4所示，a～c示意了来自脉管低温端冷媒气体以接近平行连接结构7轴线方向进入连接结构7时。整流机构中整流拨片10和导流孔板11的布置形式。图2中a结构，来自脉管低温端冷媒气体以连接结构7轴线为中心均布进入连接结构7。连接结构7中设置锥面整流拨片10，锥面整流拨片10轴线与连接结构7轴线重合，锥面整流拨片10设置均布贯通小孔，来自脉管低温端冷媒气体进入连接结构7，通过锥面整流拨片10，部分冷媒气体通过锥面上的均布小孔进入区域Ⅱ，其余冷本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有提高冷却效率的斯特林制冷机，它包括输入信号弹簧、活塞气缸、回热器、蓄冷器、低温脉管、高温换热器，其特征在于所述输入信号弹簧（2）给系统输入周期正弦压力波动，通过活塞气缸（1）作用于冷媒气体，所述活塞气缸（1）出口连接回热器（5）进口，该回热器（5）主要冷却出活塞气缸（1）压力气体，所述回热器（5）出口连接蓄冷器（6）进口，蓄冷器（6）用作系统冷量输出窗口，用来将冷量传递给被冷却气体，所述蓄冷器（6）出口设置连接结构（7），并在后方通过连接弯管（12）用来连接低温脉管（8），通过输入信号弹簧（2）给出的周期正弦压力信号，使低温脉管（8）内部产生温度梯度，并且在连接结构（7）结合处附近产生低温端，所述低温脉管（8）高温端与高温换热器（9）进口连接，通过高温换热器（9）将低温脉管（8）高温端热量移除，所述在活塞气缸两侧分别还设有冷媒补充截止阀（4）和紧急放空单向阀（3）。/n

【技术特征摘要】
1.一种具有提高冷却效率的斯特林制冷机，它包括输入信号弹簧、活塞气缸、回热器、蓄冷器、低温脉管、高温换热器，其特征在于所述输入信号弹簧（2）给系统输入周期正弦压力波动，通过活塞气缸（1）作用于冷媒气体，所述活塞气缸（1）出口连接回热器（5）进口，该回热器（5）主要冷却出活塞气缸（1）压力气体，所述回热器（5）出口连接蓄冷器（6）进口，蓄冷器（6）用作系统冷量输出窗口，用来将冷量传递给被冷却气体，所述蓄冷器（6）出口设置连接结构（7），并在后方通过连接弯管（12）用来连接低温脉管（8），通过输入信号弹簧（2）给出的周期正弦压力信号，使低温脉管（8）内部产生温度梯度，并且在连接结构（7）结合处附近产生低温端，所述低温脉管（8）高温端与高温换热器（9）进口连接，通过高温换热器（9）将低温脉管（8）高温端热量移除，所述在活塞气缸两侧分别还设有冷媒补充截止阀（4）和紧急放空单向阀（3）。


2.根据权利要求1所述的具有提高冷却效率的斯特林制冷机，其特征在于所述连接结构（7）内部设有冷媒气体均布器，当冷媒气体膨胀时，通过连接结构（7）使冷媒气体在蓄冷器（6）内部空间中均布，从而提高冷媒气体和被冷却介质之间的换热效率。


3.根据权利要求1所述的具有提高冷却效率的斯特林制冷机，其特征在于所述冷媒气体均布器由锥面整流拨片（10）和导流孔板（11）组成，所述锥面整流拨片（10）轴线与连接结构（7）轴线重合，锥面整流拨片（10）设置均布贯通小孔。


4.根据权利要求1所述的具有提高冷却效率的斯特林制冷机，其特征在于所述冷媒气体均布器由半椭球面整流拨片（10）和导流孔板（11）组成，所述半椭...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁士豪，何晖，朱程浩，李剑锋，李冬锋，蒋澎，韩小磊，包汉波，汪晗，吴秀杰，孙潇，康玉茹，裴洪敏，
申请(专利权)人：杭州制氧机集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33