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(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利说明书
(10)申请公布号CN1523309A
(43)申请公布日2004.08.25
(21)申请号C7
(22)申请日2003.09.05
(71)申请人中国科学院上海技术物理研究所
地址200083上海市玉田路500号
(72)发明人吴亦农陈永生张武
(74)专利代理机构上海新天专利代理有限公司
代理人张泽纯
(51)Int.CI
F25B9/14
权利要求说明书说明书幅图
(54)发明名称
气动分置式斯特林制冷机的调相器
(57)摘要
本发明公开了一种气动分置式斯特
林制冷机的调相器,所述的调相器由调节
件和二个圆柱形螺旋弹簧构成,调节件为
一金属圆盘,其上、下二圆面的径向外侧
开有圆周形的凹槽,其中一个圆面的圆心
有一个与膨胀活塞螺接的安装块。二个圆
柱形螺旋弹簧分别嵌在金属圆盘的圆周形
凹槽内,安装块与膨胀活塞连接成一体,
整个调相器置在膨胀单元的气动腔内,调
节件的外径与气动腔壁之间留有狭缝。本
发明是利用狭缝来为膨胀活塞提供一个合
适的阻尼,使压缩活塞和膨胀活塞的运动
维持在一个合适的相位差,从而使制冷机
产生制冷效应。本发明的最大优点是制冷
机寿命长、体积小和质量轻,适合于航
天、军事等部门的应用。
法律状态
法律状态公告日法律状态信息法律状态
权利要求说明书
1.一种气动分置式斯特林制冷机的调相器,所述的气动分置式斯特林制冷机由独立
结构的压缩单元与膨胀单元中间通过导气连管连接而成;其特征在于:
所述的调相器由调节件(2)和二个圆柱形螺旋弹簧(3)构成,调节件为一金属圆盘,
其上、下二圆面的径向外侧开有圆周形的凹槽(201),其中一个圆面的圆心有一个
与膨胀活塞螺接的安装块(202);二个圆柱形螺旋弹簧(3)分别嵌在金属圆盘的上、
下二圆周形凹槽(201)内,安装块与膨胀活塞(5)螺接成一体,整个调相器置在膨胀
单元的气动腔内(9),调节件的外径与气动腔壁内径之间留有狭缝(10)。
说明书
u技术领域/u
本发明涉及气动分置式斯特林制冷机,具体是指制冷机中的调相器。
u背景技术/u
气动分置式斯特林制冷机由于其结构简单、系统控制方便,自问世以来,就受到了
航天、军事等部门的青睐。气动分置式斯特林制冷机由独立结构的压缩单元与膨胀
单元中间通过导气连管连接而成。压缩单元进来的脉动气体导致膨胀腔和气动腔之
间的压力差也脉动变化,使膨胀活塞在此脉动力下作往复运动,若此往复运动与膨
胀腔压力脉动之间的相位差保持在比较合适的范围内(其范围为80°-120°左右),制
冷效应就能产生。因此,为了使制冷机能够达到较好的制冷效果,必须为膨胀活塞
提供一个合适的阻尼,使压缩活塞和膨胀活塞的运动维持在一个合适的相位差。
目前,比较通用的阻尼方式有以下三种:
1.摩擦阻尼:在膨胀活塞和膨胀气缸壁之间放置垫圈,气体的脉动变化要大到足以
克服摩擦阻力时,膨胀活塞才能运动,这样膨胀活塞的运动就被延迟了。这种方式
的先天不足就是摩擦阻力系数难以保持为恒定值,而且随着时间的推移,垫圈会被
一点点的磨光,从而导致摩擦阻力系数越来越小,制冷机将会失效。
2.蓄冷器(回热器)压降:在蓄冷器内把填料装填得非常紧密,或者装入目数比较高
的丝网,使蓄冷器内的阻力系数比较大,从而气体在蓄冷器内运动时会产生很大的
阻力,延迟了膨胀活塞的运动。这种方式的不足在于为了追求相位差而忽视了蓄冷
器的热力学性能,过大的蓄冷器阻力导致脉动压力衰减过大,从而制冷能力也被削
弱。
3.电磁阻尼:在气动腔内安装一个动圈直线电机,线圈与膨胀活塞做成一体,膨胀
活塞运动时将带动线圈运动,运动的线圈在磁场作用下产生电流,而该电流在磁场
的作用下产生了与线圈运动相反的力,从而达到延迟膨胀活塞运
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