專利名稱：吸附調(diào)相式脈管制冷機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種吸附調(diào)相式脈管制冷機(jī)，屬脈管制冷機(jī)。
背景技術(shù)：
脈管制冷機(jī)由于無低溫下運(yùn)動(dòng)部件，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、振動(dòng)小、可靠性高等突出優(yōu)點(diǎn)，有望在信息、超導(dǎo)和空間等高新技術(shù)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，一直以來是低溫制冷機(jī)的研究熱點(diǎn)。由交變流體流體理論可知，為了使脈管制冷機(jī)獲得良好的制冷性能，需要采用各種調(diào)相機(jī)構(gòu)，使其冷端的壓力波與質(zhì)量流同相。經(jīng)過各國(guó)學(xué)者近二十年的努力，先后提出了小孔氣庫型、雙向進(jìn)氣型和慣性管型等多種結(jié)構(gòu)的脈管制冷機(jī)，脈管制冷機(jī)性能不斷改善，在一些性能指標(biāo)上甚至已超越傳統(tǒng)的低溫制冷機(jī)。
然而，在上述所有結(jié)構(gòu)形式的脈管制冷機(jī)中，為了獲得最佳制冷性能所需的相移量，氣庫都是必不可少的重要組成部分。在實(shí)際應(yīng)用中，氣庫的體積往往十分龐大，約為脈管制冷機(jī)系統(tǒng)其余所有部分空體積的5-10倍，氣庫的存在不僅大大增加了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)尺寸和重量，也增加了制冷機(jī)在運(yùn)動(dòng)場(chǎng)合使用時(shí)的應(yīng)力載荷，給制冷機(jī)在空間等技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用帶來很大的障礙。與此同時(shí)，由于氣庫空體積的存在，為了達(dá)到與傳統(tǒng)低溫制冷機(jī)相同的性能，需要有更多的氣體參與循環(huán)，能耗也很高。因此，為了進(jìn)一步優(yōu)化脈管制冷機(jī)結(jié)構(gòu)和性能，使其獲得大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用，十分有必要對(duì)現(xiàn)有的氣庫調(diào)相型脈管制冷機(jī)進(jìn)行改進(jìn)或發(fā)展基于其它調(diào)相方式的脈管制冷機(jī)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的旨在針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)緊湊、調(diào)相能力強(qiáng)、穩(wěn)定性好和能耗低的吸附調(diào)相式脈管制冷機(jī)。
實(shí)現(xiàn)上述目的的吸附調(diào)相式脈管制冷機(jī)，包括雙向進(jìn)氣閥、脈管熱端換熱器、脈管、脈管冷端換熱器、冷頭、回?zé)崞骼涠藫Q熱器、回?zé)崞?、回?zé)崞鳠岫藫Q熱器；其特征是還包括在所說的脈管熱端換熱器外端設(shè)有與該脈管熱端換熱器相連通的吸附器，利用吸附器良好的容抗和感抗效應(yīng)，取代傳統(tǒng)脈管制冷機(jī)中的氣庫和慣性管，從而達(dá)到制冷機(jī)工作所需的最佳相移量。
與目前采用的氣庫、慣性管型脈管制冷機(jī)相比，該系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)緊湊、調(diào)相能力強(qiáng)、穩(wěn)定性好和能耗低等突出優(yōu)點(diǎn)，有助于推動(dòng)脈管制冷機(jī)的大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用。
四

圖1是吸附調(diào)相式脈管制冷機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖；上述圖中標(biāo)號(hào)名稱1、雙向進(jìn)氣閥，2、吸附器，3、脈管熱端換熱器，4、脈管，5、脈管冷端換熱器，6、冷頭，7、回?zé)崞骼涠藫Q熱器，8、回?zé)崞鳎?、回?zé)崞鳠岫藫Q熱器。
五具體實(shí)施例方式
由圖1可知，本發(fā)明的吸附調(diào)相式脈管制冷機(jī)包括雙向進(jìn)氣閥1、脈管熱端換熱器3、脈管4、脈管冷端換熱器5、冷頭6、回?zé)崞骼涠藫Q熱器7、回?zé)崞?、回?zé)崞鳠岫藫Q熱器9；其中脈管4的熱端連于脈管熱端換熱器3、冷端連于脈管冷端換熱器5；回?zé)崞?的熱端連于回?zé)崞鳠岫藫Q熱器9、冷端連于回?zé)崞骼涠藫Q熱器7；脈管冷端換熱器5與回?zé)崞骼涠藫Q熱器7通過冷頭6相連；脈管熱端換熱器3與回?zé)崞鳠岫藫Q熱器9通過雙向進(jìn)氣閥1相連；其特征是還包括在所說的脈管熱端換熱器3外端設(shè)有與該脈管熱端換熱器3相連通的吸附器2。
我們知道吸附器中的吸附劑由多孔介質(zhì)組成，具有很強(qiáng)的吸附效應(yīng)，由吸附理論可知，吸附劑吸附能力的大小與工作溫度和壓力有關(guān)，在溫度相同的情況下，吸附能力隨壓力的增加而增大。在脈管制冷機(jī)中，工作流體以交變流動(dòng)為特征，因此在膨脹和壓縮階段，吸附劑吸附的工質(zhì)氣體量是不同的。在壓縮階段，隨著氣體壓力的升高，吸附器內(nèi)吸附劑會(huì)不斷吸附來自于脈管的工質(zhì)氣體，而在膨脹階段隨著脈管內(nèi)壓力的降低，吸附劑則會(huì)釋放其在壓縮階段吸附的工質(zhì)氣體，使其進(jìn)入脈管參與制冷循環(huán)。上述工作特點(diǎn)與氣庫的作用完全相同，可見，通過在脈管熱端換熱器外端設(shè)置與其連通的吸附器可以實(shí)現(xiàn)氣庫的調(diào)相功能。與此同時(shí)，與單純氣庫調(diào)相不同的是，由于吸附劑內(nèi)存在大量氣體孔穴，以及吸附劑之間接觸形成的氣體小通道，使得氣體在流經(jīng)吸附器時(shí)具有較大的慣性阻力，起到慣性管的作用，從而進(jìn)一步改善脈管熱端的相移量?；谏鲜龇治隹芍?，吸附器具有良好的容抗和感抗效應(yīng)，可以將氣庫和慣性管的相移功能集于一體，實(shí)現(xiàn)制冷機(jī)工作所需的最佳相移。在實(shí)際應(yīng)用中，由于吸附器的容抗、感抗效應(yīng)與吸附劑種類、工質(zhì)物性、制冷機(jī)結(jié)構(gòu)尺寸和工作參數(shù)等多種因素有關(guān)，應(yīng)根據(jù)不同情況，選用合適的吸附劑及其粒徑。
與目前采用的氣庫、慣性管型脈管制冷機(jī)相比，由于吸附器能夠同時(shí)起到氣庫和慣性管的功能，調(diào)相能力更為強(qiáng)大，采用體積較小的吸附器即可實(shí)現(xiàn)所需的相移量，不僅使制冷機(jī)整機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更為緊湊，與此同時(shí)，參與制冷循環(huán)所需的工質(zhì)氣體量也可相應(yīng)減少，從而降低制冷機(jī)運(yùn)行能耗。此外，由于吸附器內(nèi)填充有吸附劑，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度比單純充盈氣體的氣庫大大增強(qiáng)，加之吸附效應(yīng)受吸附器外在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)影響較小，在空間、軍事等非靜態(tài)工作場(chǎng)合能夠獲得更為穩(wěn)定的制冷性能。
權(quán)利要求
1.一種吸附調(diào)相式脈管制冷機(jī)，包括雙向進(jìn)氣閥(1)、脈管熱端換熱器(3)、脈管(4)、脈管冷端換熱器(5)、冷頭(6)、回?zé)崞骼涠藫Q熱器(7)、回?zé)崞?8)、回?zé)崞鳠岫藫Q熱器(9)；所述脈管(4)的熱端連于脈管熱端換熱器(3)、脈管(4)的冷端連于脈管冷端換熱器(5)；所述回?zé)崞?8)的熱端連于回?zé)崞鳠岫藫Q熱器(9)、回?zé)崞?8)的冷端連于回?zé)崞骼涠藫Q熱器(7)；脈管冷端換熱器(5)與回?zé)崞骼涠藫Q熱器(7)通過冷頭(6)相連；脈管熱端換熱器(3)與回?zé)崞鳠岫藫Q熱器(9)通過雙向進(jìn)氣閥(1)相連；其特征是還包括在所說的脈管熱端換熱器(3)外端設(shè)有與該脈管熱端換熱器(3)相連通的吸附器(2)。
全文摘要
一種吸附調(diào)相式脈管制冷機(jī)，屬脈管制冷機(jī)。包括雙向進(jìn)氣閥(1)、脈管熱端換熱器(3)、脈管(4)、脈管冷端換熱器(5)、冷頭(6)、回?zé)崞骼涠藫Q熱器(7)、回?zé)崞?8)、回?zé)崞鳠岫藫Q熱器(9)；其特征是還包括在所說的脈管熱端換熱器(3)外端設(shè)有與其連通的吸附器(2)，利用吸附器良好的容抗和感抗效應(yīng)，取代傳統(tǒng)脈管制冷機(jī)中的氣庫和慣性管，從而達(dá)到制冷機(jī)工作所需的最佳相移量。與目前采用的氣庫、慣性管型脈管制冷機(jī)相比，該系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)緊湊、調(diào)相能力強(qiáng)、穩(wěn)定性好和能耗低等優(yōu)點(diǎn)，有助于推動(dòng)脈管制冷機(jī)的大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用。
文檔編號(hào)F25B17/00GK1975292SQ200610098350
公開日2007年6月6日 申請(qǐng)日期2006年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月12日
發(fā)明者蔣彥龍, 李華林, 元偉偉 申請(qǐng)人:南京航空航天大學(xué)