脈管制冷機(jī)及其導(dǎo)流結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及制冷機(jī)領(lǐng)域，具體涉及一種脈管制冷機(jī)及其導(dǎo)流結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]脈管制冷機(jī)在冷頭沒(méi)有運(yùn)動(dòng)部件，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行穩(wěn)定、性能可靠的優(yōu)點(diǎn)，是一種極具發(fā)展?jié)摿Φ牡蜏刂评錂C(jī)。目前，斯特林型脈管制冷機(jī)已經(jīng)成功應(yīng)用到紅外探測(cè)器、超導(dǎo)濾波器、強(qiáng)電超導(dǎo)等諸多領(lǐng)域?，F(xiàn)有脈管制冷機(jī)內(nèi)通常會(huì)存在突變截面，即流道流通面積的突然變化。在這些突變截面兩側(cè)，大流道內(nèi)的流動(dòng)是否均勻?qū)χ评錂C(jī)性能的影響非常顯著，而小流道內(nèi)的流動(dòng)均勻與否對(duì)系統(tǒng)性能基本沒(méi)影響。往復(fù)運(yùn)動(dòng)的工作流體在由小流道進(jìn)入大流道時(shí)容易出現(xiàn)射流，導(dǎo)致大流道內(nèi)出現(xiàn)流動(dòng)不均勻現(xiàn)象，從而使制冷機(jī)的性能急劇下降。
[0003]如圖1所示，現(xiàn)有脈管制冷機(jī)的突變界面常出現(xiàn)在慣性管9與脈管7的連接處、冷端連接管4與脈管7的連接處，另外，冷端連接管4與冷端換熱管3之間、主水冷器入口處也存在突變截面，但后兩者的射流對(duì)制冷機(jī)性能影響稍小。為了消除射流導(dǎo)致的流動(dòng)不均勻現(xiàn)象，現(xiàn)有技術(shù)常在突變截面處安裝一定的導(dǎo)流結(jié)構(gòu)，如圖1所示，在突變截面處安裝一定厚度的絲網(wǎng)作為導(dǎo)流層6。絲網(wǎng)具有一定的阻力，射流流體的動(dòng)能在遇到絲網(wǎng)后會(huì)被逐漸耗散掉，然后再均勻地通過(guò)導(dǎo)流絲網(wǎng)進(jìn)入大流道。絲網(wǎng)作為導(dǎo)流層在整個(gè)流動(dòng)橫截面提供均勻的阻力，從而耗散射流的動(dòng)力，但是絲網(wǎng)在導(dǎo)流過(guò)程中伴隨著過(guò)大的阻力損失，導(dǎo)流效果會(huì)越來(lái)越差。為了解決這個(gè)問(wèn)題，也有人提出在正對(duì)射流的地方增加絲網(wǎng)厚度，但是當(dāng)氣流反向流動(dòng)時(shí)，也就是氣流從大流道進(jìn)入小流道時(shí)則不利于大流道內(nèi)氣流的均勻流動(dòng)，因此也未見(jiàn)到良好的結(jié)果。也有人試圖在小管和導(dǎo)流層之間增設(shè)一定的空間，使氣流從小管內(nèi)流出后迅速均勻地分散開(kāi)流向?qū)Я鲗?，再進(jìn)入大流道。這種設(shè)計(jì)的效果也是很微弱的，因?yàn)樯淞鞯臄U(kuò)散角為10度左右，這意味著如果要讓射流自然地分散開(kāi)，小管與導(dǎo)流層之間的空間長(zhǎng)度將非常長(zhǎng)，這在實(shí)際應(yīng)用中不可能實(shí)現(xiàn)。
[0004]綜上所述，現(xiàn)有脈管制冷機(jī)導(dǎo)流結(jié)構(gòu)在導(dǎo)流過(guò)程中伴隨著過(guò)大的阻力損失，導(dǎo)流效果會(huì)越來(lái)越差。雖然有很多人提出過(guò)想法，但是都無(wú)法達(dá)到良好的效果，所以提供一種脈管制冷機(jī)導(dǎo)流結(jié)構(gòu)解決目前導(dǎo)流效果不佳的問(wèn)題十分重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種脈管制冷機(jī)導(dǎo)流結(jié)構(gòu)解決目前導(dǎo)流效果不佳的問(wèn)題。
[0006]為此目的，本發(fā)明提出了一種脈管制冷機(jī)導(dǎo)流結(jié)構(gòu)，包括:冷端連接管、脈管、慣性管，還包括位于所述脈管內(nèi)的第一導(dǎo)流層和第二導(dǎo)流層、連接所述第一導(dǎo)流層與所述冷端連接管的第一過(guò)渡腔、連接所述第二導(dǎo)流層與所述慣性管的第二過(guò)渡腔、位于所述第一過(guò)渡腔內(nèi)的第一擋片和/或位于所述第二過(guò)渡腔內(nèi)的第二擋片。
[0007]優(yōu)選地，所述第一擋片與所述第一導(dǎo)流層平行，并正對(duì)所述冷端連接管，所述第一擋片的直徑小于所述冷端連接管的直徑；和/或，
[0008]所述第二擋片與所述第二導(dǎo)流層平行，并正對(duì)所述慣性管，所述第二擋片的直徑小于所述慣性管的直徑。
[0009]優(yōu)選地，所述第一導(dǎo)流層和所述第二導(dǎo)流層為均勻的多孔材料。
[0010]優(yōu)選地，所述第一導(dǎo)流層和所述第二導(dǎo)流層是絲網(wǎng)材料。
[0011]優(yōu)選地，該導(dǎo)流結(jié)構(gòu)還包括:位于所述第一導(dǎo)流層至少一側(cè)的支架和位于所述第二導(dǎo)流層至少一側(cè)的支架。
[0012]優(yōu)選地，所述支架為起支撐作用的網(wǎng)，所述支架卡在所述脈管內(nèi)。
[0013]優(yōu)選地，所述第一導(dǎo)流層和所述第二導(dǎo)流層是纖維氈材料。
[0014]優(yōu)選地，所述第一擋片緊貼所述第一導(dǎo)流層，所述第二擋片緊貼所述第二導(dǎo)流層。
[0015]優(yōu)選地，所述第一擋片和所述第二擋片為圓形。
[0016]優(yōu)選地，所述第二導(dǎo)流層厚度比所述第一導(dǎo)流層厚度大。
[0017]優(yōu)選地，所述第一過(guò)渡腔和所述第二過(guò)渡腔均為喇叭口形狀。
[0018]另一方面，本發(fā)明還提供了一種脈管制冷機(jī)，包括:主散熱器、回?zé)崞?、冷端換熱器和氣庫(kù)，還包括上述任意一項(xiàng)所述的脈管制冷機(jī)導(dǎo)流結(jié)構(gòu)。
[0019]通過(guò)采用本發(fā)明所提供的脈管制冷機(jī)導(dǎo)流結(jié)構(gòu)，在導(dǎo)流過(guò)程中阻力損失小，導(dǎo)流效果大大提高，脈管內(nèi)的氣流流動(dòng)均勻，使制冷機(jī)的制冷量大幅提升。
【附圖說(shuō)明】
[0020]通過(guò)參考附圖會(huì)更加清楚的理解本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)，附圖是示意性的而不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明進(jìn)行任何限制，在附圖中:
[0021]圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)中脈管制冷機(jī)常用的導(dǎo)流結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2示出了本發(fā)明實(shí)施例1的脈管制冷機(jī)導(dǎo)流結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖3示出了本發(fā)明實(shí)施例1中導(dǎo)流結(jié)構(gòu)的局部放大示意圖；
[0024]圖4示出了本發(fā)明實(shí)施例1中氣流在圖3所示結(jié)構(gòu)中的流動(dòng)示意圖；
[0025]圖5示出了本發(fā)明實(shí)施例1中支架的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖6示出了本發(fā)明實(shí)施例2的脈管制冷機(jī)導(dǎo)流結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖7示出了本發(fā)明實(shí)施例2中導(dǎo)流結(jié)構(gòu)的局部放大示意圖；
[0028]圖8示出了傳統(tǒng)導(dǎo)流結(jié)構(gòu)與本發(fā)明新的導(dǎo)流結(jié)構(gòu)對(duì)制冷機(jī)的性能影響比較示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0030]如圖2所示，本發(fā)明脈管制冷機(jī)導(dǎo)流結(jié)構(gòu)包括:冷端連接管4、脈管6、慣性管7，還包括:位于所述脈管6內(nèi)的第一導(dǎo)流層501和第二導(dǎo)流層502、連接所述第一導(dǎo)流層501與所述冷端連接管4的第一過(guò)渡腔101、連接所述第二導(dǎo)流層502與所述慣性管7的第二過(guò)渡腔102、位于所述第一過(guò)渡腔101內(nèi)的第一擋片111和/或位于所述第二過(guò)渡腔102內(nèi)的第二擋片112。下面結(jié)合具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提供的脈管制冷機(jī)導(dǎo)流結(jié)構(gòu)展開(kāi)詳細(xì)說(shuō)明。
[0031]實(shí)施例1
[0032]如圖2-5所示，本發(fā)明脈管制冷機(jī)導(dǎo)流結(jié)構(gòu)除包括現(xiàn)有的冷端連接管4、脈管6、慣性管7外，還包括位于所述脈管6內(nèi)的第一導(dǎo)流層501和第二導(dǎo)流層502。其中較優(yōu)地，所述第一導(dǎo)流層501和所述第二導(dǎo)流層502為均勻的多孔材料；所述第一導(dǎo)流層501和所述第二導(dǎo)流層502可以是40目的絲網(wǎng)材料，厚度可以為3mm左右，為了起到良好的制冷效果，所述第二導(dǎo)流層502厚度一般比所述第一導(dǎo)流層501厚度大。因?yàn)閷?dǎo)流層絲網(wǎng)比較薄軟，所以為了防止絲網(wǎng)在氣流作用下變形而影響導(dǎo)流效果，較優(yōu)地，脈管制冷機(jī)導(dǎo)流結(jié)構(gòu)還包括:位于第一導(dǎo)流層501至少一側(cè)的支架901和位于第二導(dǎo)流層至少一側(cè)的支架902。優(yōu)選地，在第一導(dǎo)流層501的兩側(cè)均設(shè)置有支架901，以及在第二導(dǎo)流層502的兩側(cè)均設(shè)置有支架902。支架為起支撐作用的網(wǎng)，支架的橫向尺寸與脈管6的徑向尺寸相匹配，便于使支架卡在脈管6內(nèi)。當(dāng)脈管6的橫截面為圓形時(shí)，支架直徑優(yōu)選與脈管6的內(nèi)徑相同。支架的設(shè)計(jì)原則是在滿足支撐強(qiáng)度的條件下盡量薄，盡量減少其對(duì)氣流的阻擋作用，所以支架最好采用圖5所示的結(jié)構(gòu)。圖5雖然以支架901為例示，但支架902也可以采用類似的結(jié)構(gòu)。
[0033]該導(dǎo)流結(jié)構(gòu)還包括:連接