[发明专利]采用多块板式换热器的脉管制冷机

说明书

本发明涉及采用多块板式换热器的脉管制冷机。采用多块板式换热器的脉管制冷机包括顺序连接的脉管、冷量换热器及回热器，冷量换热器为多块板式换热器，由分别连接在脉管与回热器上起换热作用的两个端部换热板及设置在两个端部换热板之间起气体均匀作用的中间换热板组成，端部换热板与中间换热板由固定件组装成整体，相邻两块换热板上的气体通道呈交叉放置。与现有技术相比，本发明中的换热设备采用交叉放置的多块狭缝式或孔式换热板，有利于减小气体流动阻力，使气体流动均匀，同时，相邻狭缝垂直或孔交错增强了气体和换热器间的换热，具有气流阻力小、换热效果好的特点。本发明可采用直线型脉管制冷机和U型脉管制冷机等多种形式。

技术领域

本发明涉及一种脉管制冷机，尤其是涉及一种采用多块板式换热器的脉管制冷机。

背景技术

自80年代小孔型脉管制冷机发明以来，先后出现了双向进气型、双活塞型、四阀型、惯性管型等多种形式。脉管制冷机的性能随着脉管热端调相机构的改进而不断提高。脉管制冷机具有稳定性好，低温端没有运动部件等优点。随着效率的不断提高，脉管制冷机正在逐步取代G-M、Stirling制冷机，成为市场的主流低温制冷机。

除了调相机构的改进外，低温制冷机的冷量换热器的优化也是提高制冷机整机性能的有效途径。由于受到制冷机自身结构的限制，小型低温制冷机的冷量换热器一般尺寸较小。目前，冷量换热器的主要结构有两种，一是采用以丝网作为填充材料，二是采用单块狭缝式换热板。以丝网作为填充材料的冷量换热器具有换热系数高的特点，但是丝网阻力系数大，流体流过丝网时阻力损失太大，影响制冷机的性能；而采用单块狭缝式换热板作为冷量换热器，相比于丝网填料换热器的优点是，换热器对气体的流阻小，但单块狭缝换热器换热不充分。

斯特林型脉管制冷机一般在高频下运行，运行频率大约50-100Hz，因此回热器尺寸很大，脉管尺寸很小。而为了减小阻力，回热器的长度一般在50mm左右，因此，增大回热器的方法只有加大其直径，而脉管直径可由其最佳长径比而设计。因此，存在回热器直径与脉管直径相差很大的问题，特别是大功率下，脉管与回热器直径差更大。气体在回热器与脉管之间往复流动，冷量换热器介于脉管与回热器之间，既要起到换热作用，又要起到脉管与回热器之间的气体均匀器的作用，使气体流入回热器和脉管都能做到均匀，提高制冷量，一般的冷量换热器无法胜任这种状况。

发明内容

为了解决背景技术中所提到的脉管制冷机存在的缺点，本发明旨在提供一种采用多块板式换热器的脉管制冷机，脉管制冷机的冷量换热器采用多块板式换热器，以此增强脉管制冷机冷端换热器的换热效率，并起到气体均匀器的作用，进而改善制冷机整机性能。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

采用多块板式换热器的脉管制冷机，包括顺序连接的脉管、冷量换热器及回热器，所述的冷量换热器为多块板式换热器，所述的多块板式换热器由分别连接在脉管与回热器上起换热作用的两个端部换热板及设置在两个端部换热板之间起气体均匀作用的中间换热板组成，所述的中间换热板至少设有一个。所述的端部换热板与中间换热板由固定件组装成整体，相邻两块换热板上的气体通道呈交叉放置。

分别连接在脉管与回热器上起换热作用的两个端部换热板的直径不同，当中间换热板设有一个时，所述的中间换热板直径介于两个端部换热板之间；当中间换热板至少设有两个时，所述的中间换热板直径分别与其对应的端部换热板相当。以此可以实现回热器与脉管间的尺寸过渡。

优选地，所述的端部换热板与中间换热板平行间隔设置，相邻的两块换热板之间留有间隙。间隙的存在使得气体的速度和温度更加均匀，有利于气体和换热板间的换热。换热板用作换热器的同时，也起到均流气体的作用。使得气体在进入回热器和脉管中时，尤其是进入回热器中时，不会产生过大扰动，从而保证气流均匀，减少换热损失。

所述的固定件为内部中空的管状结构，所述的端部换热板与中间换热板设置在固定件内。