專利名稱：低溫制冷機(jī)回?zé)崞髡髟闹谱鞣椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種制冷機(jī)技術(shù)領(lǐng)域的裝置，具體是一種低溫制冷機(jī)回?zé)崞髡?元件。
背景技術(shù)：
最近三十年是航天技術(shù)、紅外技術(shù)、原子能技術(shù)、超導(dǎo)技術(shù)等現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)迅速發(fā) 展的年代。由于與這些技術(shù)相關(guān)的許多科學(xué)儀器在低溫條件下性能更好，運(yùn)行速度更快，效 率和靈敏度更高，因此與上述技術(shù)相關(guān)的低溫技術(shù)中的一個重要分支_回?zé)崾降蜏刂评錂C(jī) 也隨之蓬勃發(fā)展，其應(yīng)用從國防、軍事、宇航部門向交通、信息、醫(yī)療、電子等商業(yè)領(lǐng)域滲透。 在許多場合，如氣象衛(wèi)星上的紅外輻射計(jì)、醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的核磁成像儀和低溫醫(yī)療冷刀等，均 需簡便可靠的小型低溫制冷機(jī)提供穩(wěn)定的低溫冷源。這些應(yīng)用場合對制冷機(jī)的制冷溫度、 可靠性、振動、電磁干擾、能耗、重量等指標(biāo)提出了苛刻的要求。研制大冷量的低溫制冷機(jī)已 經(jīng)成為低溫領(lǐng)域發(fā)展的一個重要方向。其中，回?zé)崞魇腔責(zé)崾降蜏刂评錂C(jī)的關(guān)鍵部件，通過 回?zé)崞鞯膫鳠崃恳戎评錂C(jī)的冷量大幾十倍，所以其換熱效率，對制冷機(jī)的性能有決定性 影響。通常，低溫回?zé)崞鲀?nèi)部充填鉛丸、磁性材料等顆粒狀蓄冷材料，以提高回?zé)崞鞯男罾?能力，而蓄冷材料的充填方式對于回?zé)崞髂酥琳麢C(jī)的性能有著重要的影響。經(jīng)過對現(xiàn)有技術(shù)的檢索發(fā)現(xiàn)，日本的Inaguchi Takashi等人曾在公開發(fā)表的論文 《Development of 2ff class 4K Gifford-McMahon cycle cooler》中提出了一種用于 G_M 制冷機(jī)的整流元件，該整流元件主要適用于液氦溫區(qū)(4K溫區(qū))范圍內(nèi)。而對于4K以上的 溫區(qū)，由于回?zé)崞鲀?nèi)部的氣流分布及換熱方式與4K以下溫區(qū)有著明顯的區(qū)別，因此該整流 元件對于4K以上溫區(qū)回?zé)崞餍阅艿母纳菩Ч邢?。同時，該整流元件中無導(dǎo)流結(jié)構(gòu)，從而 也影響了其整體性能的提高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供一種低溫制冷機(jī)回?zé)崞髡髟?，?改善蓄冷材料的充填方式，從而達(dá)到改善回?zé)崞鲀?nèi)部氣流分布，使氣流運(yùn)動更加均勻提高 回?zé)崞鲹Q熱效率。低溫制冷機(jī)回?zé)崞鲀?nèi)部加裝此整流元件后，制冷機(jī)的冷量可提高30%，制 冷機(jī)的運(yùn)行效率得到了顯著的改善。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明所述的整流元件均布于回?zé)崞鞯膬?nèi) 部，包括導(dǎo)流層、整流層和過渡層，其中以過渡層為中心，兩側(cè)對稱布置整流層和導(dǎo)流 層，氣流通過回?zé)崞骷八稣髟鐾鶑?fù)交替運(yùn)動。所述的過渡層由紫銅絲網(wǎng)制成，其網(wǎng)孔規(guī)格為100目到400目；所述的整流層由毛氈制成，其厚度為1 2mm ；所述的導(dǎo)流層由不銹鋼絲網(wǎng)制成，其網(wǎng)孔規(guī)格為100目到400目；與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的最大優(yōu)點(diǎn)是1.回?zé)崞鲀?nèi)部加裝整流元件后，其內(nèi)部的氣流分布可以得到明顯的改善，換熱效
3率提高，有利于提升制冷機(jī)的整體性能。2.在整流元件中加裝了導(dǎo)流層，使得氣流在進(jìn)入整流層前提前分流，有利于提高 元件的整流效果。3.整流元件結(jié)構(gòu)簡單，安裝和拆卸方便，無需單獨(dú)加工。


圖1為本發(fā)明的整流元件結(jié)構(gòu)示意圖；其中1為導(dǎo)流層，2為整流層，3為過渡層。圖2為整流元件中絲網(wǎng)及毛氈的剖視圖；其中(a)不銹鋼絲網(wǎng)或紫銅絲網(wǎng)剖視圖，(b)毛氈剖視圖。圖3為回?zé)崞鲀?nèi)部加裝整流元件前后的剖視圖；其中(a)為回?zé)崞鲀?nèi)部無整流元件，(b)為回?zé)崞鲀?nèi)部加裝整流元件，1為回?zé)?器，2為蓄冷材料，3為整流元件圖4為回?zé)崞鲀?nèi)部加裝本發(fā)明的整流元件后對低溫制冷機(jī)性能的影響。
具體實(shí)施例方式下面對本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明，本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行 實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施 例。如圖1所示，本實(shí)施例包括導(dǎo)流層1、整流層2和過渡層3。由于氣流通過回?zé)崞?及整流元件做往復(fù)交替運(yùn)動，因此整流元件采用對稱結(jié)構(gòu)，其中以過渡層3為中心，兩側(cè) 同時布置整流層2和導(dǎo)流層1 ；所述的過渡層3、整流層2和導(dǎo)流層1分別由若干片100目到400目的紫銅絲網(wǎng)、 1 2mm厚的毛氈和100目到400目的不銹鋼絲網(wǎng)構(gòu)成；如圖2所示，為整流元件中絲網(wǎng)及毛氈的剖視圖，其中(a)為不銹鋼絲網(wǎng)或紫銅 絲網(wǎng)剖視圖，(b)為毛氈剖視圖，絲網(wǎng)或毛氈的直徑等于回?zé)崞鞯膬?nèi)徑。如圖3所示，為回?zé)崞鲀?nèi)部加裝整流元件前后的剖視圖，其中如圖3(b)所示，整 流元件3均布在回?zé)崞?的內(nèi)部，以使整流效果達(dá)到最佳。當(dāng)氣流經(jīng)過回?zé)崞?進(jìn)出制冷 機(jī)時，與回?zé)崞鲀?nèi)部的蓄冷材料2發(fā)生熱交換，進(jìn)行吸熱或放熱，其換熱效率直接決定著整 個制冷機(jī)的性能。在回?zé)崞?內(nèi)部加裝整流元件3后，可以改善氣流分布，增加氣流與蓄冷 材料2的換熱效果，從而使得制冷機(jī)的制冷量得到了顯著的提高。通過在低溫制冷機(jī)回?zé)崞鞯膬?nèi)部加裝本發(fā)明的整流元件后，可以明顯改善回?zé)崞?內(nèi)部的氣流分布，從而提高制冷機(jī)的制冷量。圖4是回?zé)崞鲀?nèi)部加裝整流元件前后，制冷機(jī) 的制冷性能對比。通過該圖可以看出，低溫制冷機(jī)回?zé)崞鲀?nèi)部加裝此整流元件后，制冷機(jī)的
冷量可提高30%左右。
權(quán)利要求
一種低溫制冷機(jī)回?zé)崞髡髟?，其特征在于所述的整流元件均布于回?zé)崞鞯膬?nèi)部，包括導(dǎo)流層、整流層和過渡層，其中以過渡層為中心，兩側(cè)對稱布置整流層和導(dǎo)流層，氣流通過回?zé)崞骷八稣髟鐾鶑?fù)交替運(yùn)動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫制冷機(jī)回?zé)崞髡髟?，其特征是，所述的過渡層由紫 銅絲網(wǎng)制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的低溫制冷機(jī)回?zé)崞髡髟?，其特征是，所述的過渡層的 網(wǎng)孔規(guī)格為100目到400目。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫制冷機(jī)回?zé)崞髡髟?，其特征是，所述的整流層由?氈制成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的低溫制冷機(jī)回?zé)崞髡髟?，其特征是，所述的整流層?厚度為1 2mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫制冷機(jī)回?zé)崞髡髟涮卣魇?，所述的?dǎo)流層由不 銹鋼絲網(wǎng)制成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的低溫制冷機(jī)回?zé)崞髡髟?，其特征是，所述的?dǎo)流層的 網(wǎng)孔規(guī)格為100目到400目。
全文摘要
一種制冷機(jī)技術(shù)領(lǐng)域的低溫制冷機(jī)回?zé)崞髡髟?，所述的整流元件均布于回?zé)崞鞯膬?nèi)部，包括導(dǎo)流層、整流層和過渡層，其中以過渡層為中心，兩側(cè)對稱布置整流層和導(dǎo)流層，氣流通過回?zé)崞骷八稣髟鐾鶑?fù)交替運(yùn)動。本發(fā)明以改善蓄冷材料的充填方式，從而達(dá)到改善回?zé)崞鲀?nèi)部氣流分布，提高回?zé)崞鲹Q熱效率的目的。低溫制冷機(jī)回?zé)崞鲀?nèi)部加裝此整流元件后，制冷機(jī)的冷量可提高30％，制冷機(jī)的運(yùn)行效率得到了顯著的改善。
文檔編號B32B15/14GK101936630SQ2010102848
公開日2011年1月5日 申請日期2010年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月17日
發(fā)明者劉華萱, 巨永林, 郝熙歡 申請人:上海交通大學(xué)