專利名稱：一種采用不銹鋼纖維回?zé)岵牧系母哳l回?zé)崞骷捌涿}管制冷機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及制冷機，尤其涉及一種不銹鋼纖維回?zé)岵牧系母哳l回?zé)崞骷捌涿}
管制冷機
背景技術(shù)：
從上世紀(jì)八十年代以來，隨著國防軍事、環(huán)境、商業(yè)、醫(yī)學(xué)、交通運輸、能源、農(nóng)業(yè)和 生物、工業(yè)、科學(xué)研究諸多領(lǐng)域?qū)Φ蜏丨h(huán)境的需求的產(chǎn)生，使得低溫制冷機在理論和實用化 上都得到了迅速的發(fā)展。不斷出現(xiàn)的新的應(yīng)用，對低溫制冷機的效率和可靠性、體積和重 量、以及振動和電磁干擾等提出了越來越高的要求。 脈管制冷機最早由Gifford和Longsworth在上個世紀(jì)六十年代中期提出。但是 由于其較低的效率而一直沒有得到較大的發(fā)展。直到八十年代中期，脈管制冷機才逐漸開 始吸引研究者的熱情，一系列改進(jìn)的提出使得其效率得到迅速的提升。由于在冷端沒有運 動部件，脈管制冷機較之斯特林制冷機和G-M制冷機，具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低、機械振動小、 可靠性高、壽命長等優(yōu)點。這使得脈管制冷機可以與各種器件配合形成小型特種儀器，在軍 事武器(如夜視儀)，超導(dǎo)技術(shù)(如SQUID器件)，科研及工業(yè)(如紅外熱像儀)，醫(yī)療儀器 設(shè)備(如醫(yī)用局部MRI)，移動通信基站(如超導(dǎo)濾波器)等領(lǐng)域具有較大的優(yōu)越性和廣泛 的應(yīng)用前景。 根據(jù)驅(qū)動方式不同，脈管制冷機主要可分為G-M型脈管和斯特林型脈管兩種形 式。前者由G-M壓縮機(有閥壓縮機)通過旋轉(zhuǎn)閥驅(qū)動制冷機，其工作頻率一般在9Hz(主 要由于旋轉(zhuǎn)閥速度的限制)以下。而后者使用曲柄連桿或直線壓縮機(無閥壓縮機)驅(qū)動， 工作頻率一般在30Hz以上。 斯特林型脈管制冷機由于采用較高的頻率和無閥壓縮機，較之G-M型具有效率高 (2倍-5倍)、體積小(5倍以上)、重量輕(5倍以上)等優(yōu)勢，因此主要在空間和軍事方面 得到廣泛應(yīng)用，近年來也逐步向民用方面拓展。 在輸入功不變的情況下，更高的工作頻率能有效地減小斯特林型脈管制冷機的冷 頭和壓縮機的大小、重量，加快降溫速率，這對于軍事、空間等要求制冷機微型化的應(yīng)用場 合具有重要意義。近幾年來，100Hz以上的高頻斯特林脈管制冷機已成為脈管制冷機的重要 研究方向之一。 為了使得斯特林型脈管制冷機的回?zé)崞髟?00Hz，甚至更高的頻率下仍然具有較 高的效率，必須滿足以下要求 1.回?zé)岵牧系奶卣鞒叽绫仨毿∮诓牧系臒釢B透深度，即Dm〈 Stm，以確?；?zé)岵?料的熱容能夠充分利用。 2.回?zé)岵牧闲纬傻牧鞯赖乃χ睆奖仨毿∮诹黧w工質(zhì)的熱滲透深度，即Dh
< Stg，以確保工質(zhì)的充分換熱。 表1常用不銹鋼絲網(wǎng)的尺寸參數(shù)目教 絲徑/um水力肓徑/um_宇隙率
325 35.6 63.98 0.6422 400 25.4 55.44 0.6858
500 25.4 39.28 0.6073
635_^_30.58_0.6014 如圖4所示，80K，3. 5MPa下，氦氣工質(zhì)和不銹鋼回?zé)岵牧系臒釢B透深度隨著工作 頻率的升高而減小。 圖5和圖6分別給出了不同頻率下，不銹鋼和氦氣熱滲透深度隨溫度的變化曲線， 并分別與常用不銹鋼絲網(wǎng)的絲徑和水力直徑的比較。80K時，氦氣在150Hz，5MPa時的熱滲 透深度為31.88 iim，與635目絲網(wǎng)的水力直徑30. 58 y m相當(dāng)。但是當(dāng)頻率高于150Hz，壓 力高于5. OMPa時，氦氣的熱滲透深度將小于635目絲網(wǎng)的水力直徑(當(dāng)量直徑)。例如頻 率為300Hz，壓力為7. OMPa時，氦氣的熱滲透深度僅為19. 68y m，遠(yuǎn)小于635目絲網(wǎng)的水力 直徑。隨著溫度的降低，氦氣的熱滲透深度也迅速下降，使得在35K， 120Hz，3. 5MPa時氦氣 的熱滲透深度為21.99iim，也已小于635目絲網(wǎng)的水力直徑。 可見，限制不銹鋼絲網(wǎng)為回?zé)岵牧系幕責(zé)崞髟诟哳l下獲得較高效率的原因主要在 于高頻(常匹配以高壓)下，常用不銹鋼絲網(wǎng)的水力直徑相比氦氣的熱滲透深度大，使 得低溫下氦氣工質(zhì)與不銹鋼絲網(wǎng)未能獲得良好的換熱，從而使得制冷機無法獲得較高的效率。 由于編織工藝的限制，常規(guī)的不銹鋼絲網(wǎng)填料所能達(dá)到的極限是635目。在80K 溫區(qū)，635目不銹鋼絲網(wǎng)不能滿足頻率在150Hz以上回?zé)崞鞯膿Q熱要求；在35K溫區(qū)，635目 不銹鋼絲網(wǎng)不能滿足頻率在100Hz以上回?zé)崞鞯膿Q熱要求。 而目前不銹鋼纖維的最小絲徑可達(dá)2 ii m。參照不銹鋼絲網(wǎng)的統(tǒng)計計算方法，得到 不同空隙率下形成的流道水力直徑，如附圖7所示。由于不銹鋼纖維的絲徑比不銹鋼絲網(wǎng) 的絲徑小的多，因此在填充率較小，即空隙率較大的情況下仍然能夠獲得比不銹鋼絲網(wǎng)更 小的水力直徑。如附圖8所示，在空隙率為0. 7時，絲徑8ym以下的不銹鋼纖維形成的流 道水力直徑均小于80K，300Hz，7. OMPa時氦氣工質(zhì)的熱滲透深度，足以滿足該工況下回?zé)?器的有效換熱。絲徑為2 ii m的不銹鋼纖維在空隙率為0. 7時的水力直徑僅為4. 67 ii m，足 可以滿足回?zé)崞髟?00K-80K和80K-35K溫區(qū)，1000Hz， 10. OMPa工況下的高效運行。

發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)、工藝的不足，提供一種采用不銹鋼纖維回?zé)?材料的高頻回?zé)崞骷捌涿}管制冷機。 采用不銹鋼纖維回?zé)岵牧系母哳l回?zé)崞魇窃诓讳P鋼管內(nèi)填充有絲徑 為2 ii m-15 y m的不銹鋼纖維構(gòu)成回?zé)崞鳎責(zé)崞髟?00-80K溫區(qū)的工作頻率為 150Hz-1000Hz，在80K-35K溫區(qū)的工作頻率為100Hz-1000Hz。 —種采用不銹鋼纖維回?zé)岵牧系母哳l回?zé)崞鞯拿}管制冷機包括一級壓縮機、一級 回?zé)崞鳠岫藫Q熱器、一級回?zé)崞鳌⒁患壚涠藫Q熱器、一級脈管、一級脈管熱端換熱器和一級 調(diào)相機構(gòu)，一級壓縮機、一級回?zé)崞鳠岫藫Q熱器(HX1)、一級回?zé)崞鳌⒁患壚涠藫Q熱器、一級 脈管、一級脈管熱端換熱器和一級調(diào)相機構(gòu)依次連接， 一級回?zé)崞鳠岫藫Q熱器入口 、一級回?zé)崞鞒隹?、一級冷端換熱器入口以及一級脈管熱端換熱器出口變徑處設(shè)有錐形過渡段，錐 形過渡段中填充紫銅絲絨， 一級回?zé)崞髦刑畛涞幕責(zé)岵牧蠟榻z徑2 i！ m-15 i！ m的不銹鋼纖 維，工作頻率為150Hz-1000Hz，工作溫區(qū)為300K-80K。 —種采用不銹鋼纖維回?zé)岵牧系母哳l回?zé)崞鞯拿}管制冷機包括一級壓縮機、一級 回?zé)崞鳠岫藫Q熱器、一級回?zé)崞?、一級冷端換熱器、一級脈管、一級脈管熱端換熱器、一級調(diào) 相機構(gòu)、級間熱橋、二級壓縮機、二級預(yù)冷段回?zé)崞鳠岫藫Q熱器、二級高預(yù)冷段回?zé)崞鳌⒍?預(yù)冷段回?zé)崞骼涠藫Q熱器、二級低溫段回?zé)崞?、二級冷端換熱器、二級脈管、二級脈管熱端 換熱器和二級調(diào)相機構(gòu)，一級壓縮機、一級回?zé)崞鳠岫藫Q熱器、一級回?zé)崞?、一級冷端換熱 器、一級脈管、一級脈管熱端換熱器和一級調(diào)相機構(gòu)依次連接，二級壓縮機、二級預(yù)冷段回 熱器熱端換熱器、二級預(yù)冷段回?zé)崞?、二級預(yù)冷段回?zé)崞骼涠藫Q熱器、二級低溫段回?zé)崞鳌?二級冷端換熱器、二級脈管、二級脈管熱端換熱器和二級調(diào)相機構(gòu)依次連接，一級冷端換熱 器通過級間熱橋與二級預(yù)冷段回?zé)崞骼涠藫Q熱器連接， 一級回?zé)崞鳠岫藫Q熱器入口 、一級 回?zé)崞鞒隹?、一級冷端換熱器入口、一級脈管熱端換熱器(HX3)出口、二級預(yù)冷段回?zé)崞?熱端換熱器入口、二級預(yù)冷段回?zé)崞鞒隹?、二級低溫段回?zé)崞鞒隹?、二級冷端換熱器以及 二級脈管熱端換熱器出口變徑處設(shè)有錐形過度段，錐形過渡段中填充紫銅絲絨，一級回?zé)?器、二級預(yù)冷段回?zé)崞骱投壍蜏囟位責(zé)崞髦刑畛涞幕責(zé)岵牧暇鶠榻z徑2 ii m-15 ii m的不 銹鋼纖維， 一級回?zé)崞鞯墓ぷ黝l率為150Hz-1000Hz，工作溫區(qū)為300K-80K， 二級預(yù)冷段回 熱器的工作頻率為100Hz-1000Hz，工作溫區(qū)為300K-80K，二級低溫段回?zé)崞鞯墓ぷ黝l率為 100Hz-1000Hz，工作溫區(qū)為80K-35K。 —種采用不銹鋼纖維回?zé)岵牧系母哳l回?zé)崞鞯拿}管制冷機包括二級壓縮機、二級 預(yù)冷段回?zé)崞鳠岫藫Q熱器、二級高預(yù)冷段回?zé)崞?、二級預(yù)冷段回?zé)崞骼涠藫Q熱器、二級低溫 段回?zé)崞?、二級冷端換熱器、二級脈管、二級脈管熱端換熱器、二級調(diào)相機構(gòu)、一級脈管、一 級脈管熱端換熱器、一級調(diào)相機構(gòu)，二級壓縮機、二級預(yù)冷段回?zé)崞鳠岫藫Q熱器、二級高預(yù) 冷段回?zé)崞?、二級預(yù)冷段回?zé)崞骼涠藫Q熱器、二級低溫段回?zé)崞?、二級冷端換熱器、二級脈 管、二級脈管熱端換熱器和二級調(diào)相機構(gòu)依次連接，二級預(yù)冷段回?zé)崞骼涠藫Q熱器出口引 出通路與一級脈管連接，一級脈管與一級脈管熱端換熱器、一級調(diào)相機構(gòu)依次連接，二級預(yù) 冷段回?zé)崞鳠岫藫Q熱器入口 、二級預(yù)冷段回?zé)崞鞒隹?、二級低溫段回?zé)崞鞒隹?、二級冷端換 熱器、二級脈管熱端換熱器出口、二級預(yù)冷段回?zé)崞骼涠藫Q熱器和一級脈管熱端換熱器變 徑處設(shè)有錐形過度段，錐形過渡段中填充紫銅絲絨，二級預(yù)冷段回?zé)崞骱投壍蜏囟位責(zé)?器中填充的回?zé)岵牧暇鶠榻z徑2 ii m-15 i！m的不銹鋼纖維，二級預(yù)冷段回?zé)崞鞯墓ぷ黝l率 為100Hz-1000Hz，工作溫區(qū)為300K-80K，二級低溫段回?zé)崞鞯墓ぷ黝l率為100Hz-1000Hz， 工作溫區(qū)為80K-35K。 與常規(guī)的不銹鋼絲網(wǎng)相比，不銹鋼纖維的絲徑更小(不銹鋼絲網(wǎng)的最小絲徑為 20. 6 ii m，而不銹鋼纖維的最小絲徑為2 ii m)，可以形成更小水力直徑的流體通道?？梢?使得單級脈管制冷機在80K溫區(qū)，150Hz-1000Hz的高頻；二級脈管制冷機在35K溫區(qū)， 100Hz-1000Hz的高頻下高效運行。脈管制冷機各個變徑處的錐形過渡用紫銅纖維填充，既 增加了氣體換熱，也有效減小了因錐形過渡帶來的死體積，對制冷機的性能具有一定的提 高。
圖1為采用不銹鋼纖維為回?zé)岵牧系母哳l單級脈管制冷機的示意圖； 圖2為采用不銹鋼纖維為回?zé)岵牧系母哳l二級熱耦合脈管制冷機的示意圖； 圖3為采用不銹鋼纖維為回?zé)岵牧系母哳l二級氣耦合脈管制冷機的示意圖； 圖4為溫度80K，平均壓力3. 5MPa時，氦工質(zhì)和不銹鋼材料的熱滲透深度隨頻率升 高而減小的趨勢圖； 圖5為不同頻率下不銹鋼材料熱滲透深度隨溫度變化的曲線以及和常用不銹鋼 絲網(wǎng)絲徑的比較圖； 圖6為不同頻率下(對應(yīng)不同壓力)氦氣工質(zhì)熱滲透深度隨溫度變化的曲線以及 和常用不銹鋼絲網(wǎng)水力直徑的比較圖； 圖7為不同空隙率下，不同絲徑的不銹鋼纖維形成的水力直徑曲線圖； 圖8為不同頻率下氦氣工質(zhì)熱滲透深度隨溫度的變化以及和空隙率0. 7，不同絲
徑的不銹鋼纖維水力直徑的比較圖。
具體實施方式采用不銹鋼纖維回?zé)岵牧系母哳l回?zé)崞魇窃诓讳P鋼管內(nèi)填充有絲徑為 2iim-15iim的不銹鋼纖維構(gòu)成高頻回?zé)崞?，回?zé)崞髟?00-80K溫區(qū)的工作頻率為 150Hz-1000Hz，在80K-35K溫區(qū)的工作頻率為100Hz-1000Hz。 具體裝配方法是在不銹鋼管中均勻填充不銹鋼纖維，壓緊，兩端用硬質(zhì)絲網(wǎng)封住 構(gòu)成回?zé)崞?。各錐形過渡段TJ采用紫銅纖維填充。 如附圖l，采用不銹鋼纖維為回?zé)岵牧系母哳l單級脈管制冷機包括一級壓縮機 Cl、一級回?zé)崞鳠岫藫Q熱器HX1 、一級回?zé)崞鱎G1 、一級冷端換熱器HX2、一級脈管PT1 、一級 脈管熱端換熱器HX3和一級調(diào)相機構(gòu)IT7，一級壓縮機C1、一級回?zé)崞鳠岫藫Q熱器HX1、一級 回?zé)崞鱎G1、一級冷端換熱器HX2、一級脈管PT1、一級脈管熱端換熱器HX3和一級調(diào)相機構(gòu) IT7依次連接，一級回?zé)崞鳠岫藫Q熱器HX1入口、一級回?zé)崞鞒隹?RG1、一級冷端換熱器HX2 入口以及一級脈管熱端換熱器HX3出口變徑處設(shè)有錐形過渡段TJ，錐形過渡段TJ中填充 有紫銅絲絨， 一級回?zé)崞鱎G1中填充的回?zé)岵牧蠟榻z徑2 ii m-15 ii m的不銹鋼纖維，工作頻 率為150Hz-1000Hz，工作溫區(qū)為300K-80K。系統(tǒng)安裝完畢后，對系統(tǒng)內(nèi)部抽真空至10—中a 左右，然后充入O. 2-0. 4MPa高純氦氣，保持5分鐘左右再對系統(tǒng)內(nèi)部抽真空至10—屮a左右。 如此反復(fù)抽真空_充氣3-4次后，最終充入工作壓力的高純氦氣，既可保證系統(tǒng)中氦氣工質(zhì) 的純度。調(diào)節(jié)一級壓縮機C1的運行頻率至脈管制冷機的工作頻率，打開一級壓縮機C1電 源，直至一級脈管熱端換熱器HX3處達(dá)到穩(wěn)定的制冷溫度。 如附圖2，采用不銹鋼纖維回?zé)岵牧系母哳l回?zé)崞鞯拿}管制冷機包括一級壓縮機 Cl、一級回?zé)崞鳠岫藫Q熱器HX1 、一級回?zé)崞鱎G1 、一級冷端換熱器HX2、一級脈管PT1 、一級 脈管熱端換熱器HX3、一級調(diào)相機構(gòu)IT7、級間熱橋TB、二級壓縮機C2、二級預(yù)冷段回?zé)崞鳠?端換熱器HX4、二級高預(yù)冷段回?zé)崞鱎G21、二級預(yù)冷段回?zé)崞骼涠藫Q熱器HX5、二級低溫段 回?zé)崞鱎G22、二級冷端換熱器HX6、二級脈管PT2、二級脈管熱端換熱器HX7和二級調(diào)相機 構(gòu)IT2，一級壓縮機Cl、一級回?zé)崞鳠岫藫Q熱器HX1、一級回?zé)崞鱎G1、一級冷端換熱器HX2、 一級脈管PT1、一級脈管熱端換熱器HX3和一級調(diào)相機構(gòu)IT7依次連接，二級壓縮機C2、二級預(yù)冷段回?zé)崞鳠岫藫Q熱器HX4、二級預(yù)冷段回?zé)崞鱎G21、二級預(yù)冷段回?zé)崞骼涠藫Q熱器 HX5、二級低溫段回?zé)崞鱎G22、二級冷端換熱器HX6、二級脈管PT2、二級脈管熱端換熱器HX7 和二級調(diào)相機構(gòu)IT2依次連接， 一級冷端換熱器HX2通過級間熱橋TB與二級預(yù)冷段回?zé)崞?冷端換熱器(HX5)連接，一級回?zé)崞鳠岫藫Q熱器HX1入口、一級回?zé)崞鞒隹?RG1、一級冷端 換熱器HX2入口 、一級脈管熱端換熱器HX3出口 、二級預(yù)冷段回?zé)崞鳠岫藫Q熱器HX4入口 、 二級預(yù)冷段回?zé)崞鱎G22出口、二級低溫段回?zé)崞鱎G21出口 、二級冷端換熱器HX6以及二 級脈管熱端換熱器HX7出口變徑處設(shè)有錐形過度段TJ，錐形過渡段TJ中填充紫銅絲絨，一 級回?zé)崞鱎G1、二級預(yù)冷段回?zé)崞鱎G21和二級低溫段回?zé)崞鱎G22中填充的回?zé)岵牧暇鶠?絲徑2 ii m-15 ii m的不銹鋼纖維， 一級回?zé)崞鱎G1的工作頻率為150Hz-1000Hz，工作溫區(qū)為 300K-80K，二級預(yù)冷段回?zé)崞鱎G21的工作頻率為100Hz-1000Hz，工作溫區(qū)為300K-80K，二 級低溫段回?zé)崞鱎G22的工作頻率為100Hz-1000Hz，工作溫區(qū)為80K-35K。系統(tǒng)安裝完畢后， 對系統(tǒng)內(nèi)部抽真空至10—屮a左右，然后充入0. 2-0. 4MPa高純氦氣，保持5分鐘左右再對系 統(tǒng)內(nèi)部抽真空至10—中a左右。如此反復(fù)抽真空_充氣3-4次后，最終充入工作壓力的高純 氦氣，既可保證系統(tǒng)中氦氣工質(zhì)的純度。調(diào)節(jié)一級壓縮機C1的頻率至一級回?zé)崞鱎G1的工 作頻率，調(diào)節(jié)二級壓縮機C2的頻率至二級預(yù)冷段回?zé)崞鱎G21和二級低溫段回?zé)崞鱎G22的 工作頻率，打開一級壓縮機Cl和二級壓縮機C2的電源，直至一級脈管熱端換熱器HX3和二 級冷端換熱器HX6處達(dá)到穩(wěn)定的制冷溫度。 如圖3所示，采用不銹鋼纖維回?zé)岵牧系母哳l回?zé)崞鞯拿}管制冷機包括二級壓縮 機C2、二級預(yù)冷段回?zé)崞鳠岫藫Q熱器HX4、二級高預(yù)冷段回?zé)崞鱎G21、二級預(yù)冷段回?zé)崞骼?端換熱器HX5、二級低溫段回?zé)崞鱎G22、二級冷端換熱器HX6、二級脈管PT2、二級脈管熱端 換熱器HX7、二級調(diào)相機構(gòu)IT2、一級脈管PT1 、一級脈管熱端換熱器HX3、一級調(diào)相機構(gòu)IT1 ， 二級壓縮機C2、二級預(yù)冷段回?zé)崞鳠岫藫Q熱器HX4、二級高預(yù)冷段回?zé)崞鱎G21、二級預(yù)冷段 回?zé)崞骼涠藫Q熱器股5、二級低溫段回?zé)崞鱎G22、二級冷端換熱器HX6、二級脈管PT2、二級 脈管熱端換熱器HX7和二級調(diào)相機構(gòu)IT2依次連接，二級預(yù)冷段回?zé)崞骼涠藫Q熱器HX5出 口引出通路與一級脈管PT1連接， 一級脈管PT1與一級脈管熱端換熱器HX3、一級調(diào)相機構(gòu) IT1依次連接，二級預(yù)冷段回?zé)崞鳠岫藫Q熱器HX4入口 、二級預(yù)冷段回?zé)崞鱎G22出口 、二級 低溫段回?zé)崞鱎G21出口 、二級冷端換熱器HX6、二級脈管熱端換熱器HX7出口 、二級預(yù)冷段 回?zé)崞骼涠藫Q熱器HX5和一級脈管熱端換熱器HX3變徑處設(shè)有錐形過度段TJ，錐形過渡段 TJ中填充紫銅絲絨，二級預(yù)冷段回?zé)崞鱎G21和二級低溫段回?zé)崞鱎G22中填充的回?zé)岵牧?均為絲徑2 ii m-15 ii m的不銹鋼纖維，二級預(yù)冷段回?zé)崞鱎G21的工作頻率為100Hz-1000Hz， 工作溫區(qū)為300K-80K，二級低溫段回?zé)崞鱎G22的工作頻率為100Hz-1000Hz，工作溫區(qū)為 80K-35K。系統(tǒng)安裝完畢后，對系統(tǒng)內(nèi)部抽真空至10—屮a左右，然后充入0. 2-0. 4MPa高純氦 氣，保持5分鐘左右再對系統(tǒng)內(nèi)部抽真空至10—中a左右。如此反復(fù)抽真空-充氣3-4次后， 最終充入工作壓力的高純氦氣，既可保證系統(tǒng)中氦氣工質(zhì)的純度。調(diào)節(jié)二級壓縮機C2的頻 率至二級預(yù)冷段回?zé)崞鱎G21和二級低溫段回?zé)崞鱎G22的工作頻率，打開二級壓縮機C2的 電源，直至一級脈管熱端換熱器HX3和二級預(yù)冷段回?zé)崞骼涠藫Q熱器HX5處達(dá)到穩(wěn)定的制 冷溫度。
權(quán)利要求一種采用不銹鋼纖維回?zé)岵牧系母哳l回?zé)崞?，其特征在于在不銹鋼管內(nèi)填充有絲徑為2m-15μm的不銹鋼纖維構(gòu)成高頻回?zé)崞?，回?zé)崞髟?00-80K溫區(qū)的工作頻率為150Hz-1000Hz，在80K-35K溫區(qū)的工作頻率為100Hz-1000Hz。
2. —種采用不銹鋼纖維回?zé)岵牧系母哳l回?zé)崞鞯拿}管制冷機，其特征在于包括一級壓 縮機(Cl)、一級回?zé)崞鳠岫藫Q熱器(HX1)、一級回?zé)崞?RG1)、一級冷端換熱器(HX2)、一級 脈管(PT1)、一級脈管熱端換熱器(HX3)和一級調(diào)相機構(gòu)(IT7)，一級壓縮機(Cl)、一級回 熱器熱端換熱器(HX1)、一級回?zé)崞?RG1)、一級冷端換熱器(HX2)、一級脈管(PT1)、一級 脈管熱端換熱器(HX3)和一級調(diào)相機構(gòu)(IT7)依次連接，一級回?zé)崞鳠岫藫Q熱器(HX1)入 口、一級回?zé)崞鞒隹?(RG1)、一級冷端換熱器(HX2)入口以及一級脈管熱端換熱器(HX3)出 口變徑處設(shè)有錐形過渡段(TJ)，錐形過渡段(TJ)中填充紫銅絲絨，一級回?zé)崞?RG1)中填 充的回?zé)岵牧蠟榻z徑2 ii m-15 ii m的不銹鋼纖維，工作頻率為150Hz-1000Hz，工作溫區(qū)為 300K-80K。
3. —種采用不銹鋼纖維回?zé)岵牧系母哳l回?zé)崞鞯拿}管制冷機，其特征在于包括一級壓 縮機(Cl)、一級回?zé)崞鳠岫藫Q熱器(HX1)、一級回?zé)崞?RG1)、一級冷端換熱器(HX2)、一級 脈管(PT1)、一級脈管熱端換熱器(HX3)、一級調(diào)相機構(gòu)(IT7)、級間熱橋(TB)、二級壓縮機 (C2)、二級預(yù)冷段回?zé)崞鳠岫藫Q熱器(HX4)、二級高預(yù)冷段回?zé)崞?RG21)、二級預(yù)冷段回?zé)?器冷端換熱器(HX5)、二級低溫段回?zé)崞?RG22)、二級冷端換熱器(HX6)、二級脈管(PT2)、 二級脈管熱端換熱器(HX7)和二級調(diào)相機構(gòu)(IT2)，一級壓縮機(Cl)、一級回?zé)崞鳠岫藫Q 熱器(HX1)、一級回?zé)崞?RG1)、一級冷端換熱器(HX2)、一級脈管(PT1)、一級脈管熱端換 熱器(HX3)和一級調(diào)相機構(gòu)(IT7)依次連接，二級壓縮機(C2)、二級預(yù)冷段回?zé)崞鳠岫藫Q 熱器(HX4)、二級預(yù)冷段回?zé)崞?RG21)、二級預(yù)冷段回?zé)崞骼涠藫Q熱器(HX5)、二級低溫段 回?zé)崞?RG22)、二級冷端換熱器(HX6)、二級脈管(PT2)、二級脈管熱端換熱器(HX7)和二 級調(diào)相機構(gòu)(IT2)依次連接，一級冷端換熱器(HX2)通過級間熱橋(TB)與二級預(yù)冷段回 熱器冷端換熱器(HX5)連接，一級回?zé)崞鳠岫藫Q熱器(HX1)入口、一級回?zé)崞鞒隹?(RG1)、 一級冷端換熱器(HX2)入口、一級脈管熱端換熱器(HX3)出口、二級預(yù)冷段回?zé)崞鳠岫藫Q 熱器(HX4)入口、二級預(yù)冷段回?zé)崞?RG22)出口、二級低溫段回?zé)崞?RG21)出口、二級 冷端換熱器(HX6)以及二級脈管熱端換熱器(HX7)出口變徑處設(shè)有錐形過度段(TJ)，錐 形過渡段(TJ)中填充紫銅絲絨，一級回?zé)崞?RG1)、二級預(yù)冷段回?zé)崞?RG21)和二級低 溫段回?zé)崞?RG22)中填充的回?zé)岵牧暇鶠榻z徑2iim-15iim的不銹鋼纖維，一級回?zé)崞?(RG1)的工作頻率為150Hz-1000Hz，工作溫區(qū)為300K-80K， 二級預(yù)冷段回?zé)崞?RG21)的工 作頻率為100Hz-1000Hz，工作溫區(qū)為300K-80K，二級低溫段回?zé)崞?RG22)的工作頻率為 100Hz-1000Hz，工作溫區(qū)為80K-35K。
4. 一種采用不銹鋼纖維回?zé)岵牧系母哳l回?zé)崞鞯拿}管制冷機，其特征在于包括二級 壓縮機(C2)、二級預(yù)冷段回?zé)崞鳠岫藫Q熱器(HX4)、二級高預(yù)冷段回?zé)崞?RG21)、二級預(yù) 冷段回?zé)崞骼涠藫Q熱器(HX5)、二級低溫段回?zé)崞?RG22)、二級冷端換熱器(HX6)、二級脈 管(PT2)、二級脈管熱端換熱器(HX7)、二級調(diào)相機構(gòu)(IT2)、一級脈管(PT1)、一級脈管熱 端換熱器(HX3)、一級調(diào)相機構(gòu)(IT1)，二級壓縮機(C2)、二級預(yù)冷段回?zé)崞鳠岫藫Q熱器 (HX4)、二級高預(yù)冷段回?zé)崞?RG21)、二級預(yù)冷段回?zé)崞骼涠藫Q熱器(HX5)、二級低溫段回 熱器(RG22)、二級冷端換熱器(HX6)、二級脈管(PT2)、二級脈管熱端換熱器(HX7)和二級調(diào)相機構(gòu)(IT2)依次連接，二級預(yù)冷段回?zé)崞骼涠藫Q熱器(HX5)出口引出通路與一級脈 管(PT1)連接，一級脈管(PT1)與一級脈管熱端換熱器(HX3)、一級調(diào)相機構(gòu)(IT1)依次連 接，二級預(yù)冷段回?zé)崞鳠岫藫Q熱器(HX4)入口、二級預(yù)冷段回?zé)崞?RG22)出口、二級低溫 段回?zé)崞?RG21)出口、二級冷端換熱器(HX6)、二級脈管熱端換熱器(HX7)出口、二級預(yù)冷 段回?zé)崞骼涠藫Q熱器(HX5)和一級脈管熱端換熱器(HX3)變徑處設(shè)有錐形過度段(TJ)，錐 形過渡段(TJ)中填充紫銅絲絨，二級預(yù)冷段回?zé)崞?RG21)和二級低溫段回?zé)崞?RG22) 中填充的回?zé)岵牧暇鶠榻z徑2iim-15iim的不銹鋼纖維，二級預(yù)冷段回?zé)崞?RG21)的工 作頻率為100Hz-1000Hz，工作溫區(qū)為300K-80K，二級低溫段回?zé)崞?RG22)的工作頻率為 100Hz-1000Hz，工作溫區(qū)為80K-35K。
專利摘要本實用新型公開了一種采用不銹鋼纖維回?zé)岵牧系母哳l回?zé)崞骷捌渲评錂C。采用不銹鋼纖維回?zé)岵牧系母哳l回?zé)崞魇窃诓讳P鋼管內(nèi)填充有絲徑為2μm-15μm的不銹鋼纖維構(gòu)成高頻回?zé)崞?，?00K-80K溫區(qū)的工作頻率為150Hz-1000Hz，在80K-35K溫區(qū)的工作頻率為100Hz-1000Hz。這種新型的高頻回?zé)崞鞑粌H可以應(yīng)用于80K溫區(qū)單級脈管制冷機，也可以應(yīng)用在35K溫區(qū)多級熱耦合或氣耦合脈管制冷機。不銹鋼纖維具有比傳統(tǒng)不銹鋼絲網(wǎng)更小的絲徑，能夠形成更小的流體通道，可以使得回?zé)崞髟?00K-80K溫區(qū)，150-1000Hz的高頻工況下，或者在80K-35K溫區(qū)，100-1000Hz的高頻工況下，高效工作。脈管制冷機中各個變徑處采用錐形過渡段結(jié)構(gòu)，并填充紫銅絲絨以減小錐形過渡段的死體積，從而提高制冷機性能。
文檔編號F25B9/14GK201463425SQ20092012390
公開日2010年5月12日 申請日期2009年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月29日
發(fā)明者吳英哲, 曹瀟麗, 甘智華, 邱利民 申請人:浙江大學(xué)