專利名稱:一種斯特林制冷機金屬泡沫換熱器的制造方法
【專利摘要】本實用新型所提供的斯特林制冷機金屬泡沫換熱器安裝在斯特林制冷機的冷頭上，用于制冷機熱量交換,而不是像目前的斯特林制冷機那樣把換熱器和膨脹活塞集成在一起，這樣就能減輕膨脹活塞的重量，從而提高了制冷機的運行效率。另外，本實用新型提供的斯特林制冷機金屬泡沫換熱器利用金屬泡沫換熱，換熱介質(zhì)從換熱器的上導流口進入換熱器，經(jīng)過換熱器中的金屬泡沫換熱后，再通過換熱器的下導流口輸出，因為金屬泡沫具有大交換面積的特點，換熱面積大，比表面積高，所以換熱效率高，特別適合應用于大制冷量斯特林制冷機。
【專利說明】
一種斯特林制冷機金屬泡沬換熱器
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種全新的斯特林制冷機換熱器，屬于工程熱物理的流動與傳熱領域。
【背景技術】
[0002]斯特林制冷機由壓縮單元與膨脹單元無閥連通而成，它采用氣體膨脹壓縮方式制冷。自問世以來，受到了航天、軍事等部門的青睞，現(xiàn)已應用于光電、電子、真空、制冷等諸多領域。目前斯特林制冷機向大冷量、中高溫區(qū)(10K?270K)發(fā)展，同時制冷溫區(qū)也變廣。
[0003]換熱器是斯特林制冷機的重要部件，換熱器效率的高低對制冷機的制冷效率影響很大。換熱器的設計原則是流阻小、熱容大、比表面積高。換熱器安裝在斯特林制冷機的膨脹機部分，對于小型斯特林制冷機，一般把換熱器和膨脹活塞集成在一起，即在膨脹活塞內(nèi)部填充金屬絲作為換熱器。而在大制冷量的斯特林制冷機中，為了機器的動力學優(yōu)化匹配，需要減輕膨脹活塞的重量，因而金屬絲不再填充在膨脹活塞內(nèi)部，而是把填充金屬絲的換熱器單獨置于膨脹氣缸外側(cè)，其缺點是填充不均勻，影響換熱效果。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型是為了解決上述問題而進行的，目的在于提供一種用于斯特林制冷機金屬泡沫換熱器。
[0005]本實用新型提供了一種斯特林制冷機金屬泡沫換熱器，安裝在斯特林制冷機的冷頭端，用于為斯特林制冷機提供熱量交換，其特征在于，具有:上封板;下封板，一面與上封板連接，另一面與冷頭連接；以及金屬泡沫，其中，在上封板與下封板之間設置有空腔，在空腔內(nèi)設置有用于熱量交換的金屬泡沫。
[0006]在本實用新型提供的斯特林制冷機金屬泡沫換熱器中，還可以具有這樣的特征:其中，金屬泡沫為鎳金屬泡沫。
[0007]另外，在本實用新型提供的斯特林制冷機金屬泡沫換熱器中，還可以具有這樣的特征:上封板或下封板的外緣與空腔之間設置有通孔。
[0008]另外，在本實用新型提供的斯特林制冷機金屬泡沫換熱器中，還可以具有這樣的特征:通孔為兩個，呈上下直線排列，分別為上導流口和下導流口。
[0009]另外，在本實用新型提供的斯特林制冷機金屬泡沫換熱器中，還可以具有這樣的特征:其中，上封板及下封板的材料為金屬。
[0010]另外，在本實用新型提供的斯特林制冷機金屬泡沫換熱器中，還可以具有這樣的特征:其中，上封板及下封板的材料為紫銅，其材料牌號為TU2。
[0011]另外，在本實用新型提供的斯特林制冷機金屬泡沫換熱器中，還可以具有這樣的特征:其中，上封板與下封板之間通過焊接連接。
[0012]本實用新型還提供了一種具有金屬泡沫換熱器的斯特林制冷機，其特征在于，包括:斯特林制冷機本體，具有冷頭；以及金屬泡沫換熱器，具有下封板，下封板與冷頭固定連接，其中，金屬泡沫換熱器為斯特林制冷機金屬泡沫換熱器。
[0013]在本實用新型提供的具有金屬泡沫換熱器的斯特林制冷機，還可以具有這樣的特征:冷頭與下封板為粘結(jié)連接，粘合劑為含有環(huán)氧樹脂的低溫導熱膠。
[0014]實用新型的作用與效果
[0015]本實用新型所提供的斯特林制冷機金屬泡沫換熱器安裝在斯特林制冷機的冷頭上，用于制冷機熱量交換，而不是像目前的斯特林制冷機那樣把換熱器和膨脹活塞集成在一起，這樣就能減輕膨脹活塞的重量，從而提高了制冷機的運行效率。另外，本實用新型提供的斯特林制冷機金屬泡沫換熱器利用金屬泡沫換熱，換熱介質(zhì)從換熱器的上導流口進入換熱器，經(jīng)過換熱器中的金屬泡沫換熱后，再通過換熱器的下導流口輸出，因為金屬泡沫具有大交換面積的特點，換熱面積大，比表面積高，所以換熱效率高，特別適合應用于大制冷量斯特林制冷機。
【附圖說明】

[0016]圖1是本實用新型的實施例中斯特林制冷機本體及金屬泡沫換熱器示意圖。
【具體實施方式】
[0017]為了使本實用新型實現(xiàn)的技術手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，以下實施例結(jié)合附圖對本實用新型提供的斯特林制冷機金屬泡沫換熱器作具體闡述。
[0018]實施例
[0019]圖1是本實用新型實施例中斯特林制冷機及金屬泡沫換熱器示意圖。
[0020]如圖1所示，具有金屬泡沫換熱器的斯特林制冷機100具有:斯特林制冷機本體10及金屬泡沫換熱器20。
[0021 ]斯特林制冷機本體10包括冷頭，冷頭設置在斯特林制冷機本體10的上部。
[0022]其中，金屬泡沫換熱器20，包括:下封板21、上封板22、金屬泡沫23。
[0023]下封板21，呈圓形，直徑為200mm，厚度為13mm，下封板21的材料為金屬紫銅，其材料牌號為TU2，下封板21的一面內(nèi)部設置有空腔I，斯特林制冷機本體10的冷頭在空腔I內(nèi)與下封板21之間通過粘結(jié)連接，粘合劑為含有環(huán)氧樹脂的低溫導熱膠。
[0024]下封板21的另一面與設置在其上方的上封板22固定連接。
[0025]上封板22，設置在下封板21的上面，呈圓形，直徑為200mm，厚度為4mm，上封板22的材料為金屬紫銅，材料牌號為TU2，與下封板21通過焊接連接，用作下封板21的上蓋板，上封板22與下封板21之間設置有空腔2，
[0026]金屬泡沫23，設置在空腔2中，實施例中的金屬泡沫23為鎳金屬泡沫。
[0027]上封板22或下封板21的外緣與空腔2之間設置有通孔，通孔為兩個，呈上下直線排列，分別為上導流口 24和下導流口 25。
[0028]具有金屬泡沫換熱器的斯特林制冷機100工作原理如下:
[0029]金屬泡沫換熱器20安裝在斯特林制冷機本體10的冷頭上，操作人員連接金屬泡沫換熱器20與換熱介質(zhì)之間的管路，換熱前的介質(zhì)從上導流口 24進入，換熱介質(zhì)通過金屬泡沫換熱，換熱后的介質(zhì)從下導流口25輸出，用于對低溫真空栗、低溫超導材料的冷卻。
[0030]操作人員將初始溫度為80k的換熱介質(zhì)氦氣從上導流口輸入，輸入的氦氣以一定初始速度從上導流口射入金屬泡沫中，擴散充滿整個設置有鎳金屬泡沫23的空腔2，經(jīng)過金屬泡沫的換熱后，換熱后的氦氣從下導流口 25輸出，輸出的溫度降為30-50k，輸出的氦氣用于對低溫真空栗、低溫超導材料的冷卻，這樣即完成了換熱過程。
[0031]實施例的作用與效果
[0032]本實用新型所提供的斯特林制冷機金屬泡沫換熱器安裝在斯特林制冷機的冷頭上，用于制冷機熱量交換，而不是像目前的斯特林制冷機那樣把換熱器和膨脹活塞集成在一起，這樣就能減輕膨脹活塞的重量，從而提高了制冷機的運行效率。另外，因為本實用新型提供的斯特林制冷機金屬泡沫換熱器利用金屬泡沫換熱，換熱介質(zhì)從上導流口進入，經(jīng)過金屬泡沫換熱，再通過下導流口輸出，因為金屬泡沫具有大交換面積的特點，換熱面積大，比表面積高，所以換熱效率高，特別適合應用于大制冷量斯特林制冷機。
[0033]另外，因為本實施例金屬泡沫換熱器的上封板、下封板的材料采用紫銅，其材料牌號為TU2，上封板與下封板之間通過焊接連接，所以本實施金屬泡沫換熱器具有結(jié)構(gòu)簡單，材料采購容易獲得，制造方便的優(yōu)點。
[0034]上述實施方式為本實用新型的優(yōu)選案例，并不用來限制本實用新型的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種斯特林制冷機金屬泡沫換熱器，安裝在斯特林制冷機的冷頭端，用于為所述斯特林制冷機提供熱量交換，其特征在于，具有: 上封板； 下封板，一面與所述上封板連接，另一面與所述冷頭連接；以及 金屬泡沫， 其中，在所述上封板與所述下封板之間設置有空腔，在所述空腔內(nèi)設置有用于熱量交換的所述金屬泡沫。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬泡沫換熱器，其特征在于: 其中，所述金屬泡沫為鎳金屬泡沫。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬泡沫換熱器，其特征在于: 其中，所述上封板或所述下封板的外緣與空腔之間設置有通孔。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的金屬泡沫換熱器，其特征在于: 其中，所述通孔為兩個，呈上下直線排列，分別為上導流口和下導流口。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬泡沫換熱器，其特征在于: 其中，所述上封板及所述下封板的材料為金屬。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的金屬泡沫換熱器，其特征在于: 其中，所述上封板及所述下封板的材料為紫銅，其材料牌號為TU2。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬泡沫換熱器，其特征在于: 其中，所述上封板與所述下封板之間通過焊接連接。8.一種具有金屬泡沫換熱器的斯特林制冷機，其特征在于，包括: 斯特林制冷機本體，具有冷頭；以及 金屬泡沫換熱器，具有下封板，所述下封板與所述冷頭固定連接， 其中，所述金屬泡沫換熱器為權(quán)利要求1-7中所述的斯特林制冷機金屬泡沫換熱器。9.一種如權(quán)利要求8所述的具有金屬泡沫換熱器的斯特林制冷機，其特征在于: 所述冷頭與所述下封板為連接粘結(jié)連接，粘合劑為含有環(huán)氧樹脂的低溫導熱膠。
【文檔編號】F28F21/08GK205718044SQ201620365248
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年4月27日
【發(fā)明人】陳曦, 申璐, 許睿飏, 葛睿涵, 周朝棟
【申請人】上海理工大學