[发明专利]一种柔性脉管制冷机

说明书

本发明公开了一种柔性脉管制冷机，依次包括压缩机、回热器热端换热器、回热器、冷端换热器、脉管和脉管热端换热器，其特征在于，整个所述脉管或靠近热端部分的脉管为柔性脉管，所述柔性脉管由波纹管实现。本发明优点在于结构更加简单、紧凑，只要控制波纹管的刚度，就可以达到满意的调相效果。

技术领域

本发明涉及一种柔性脉管制冷机，属于脉管制冷机技术领域。

背景技术

20世纪60年代，美国的Gifford和Longsworth发现当一根中空的管子中存在交变的压力波时，管子的封闭端会发热，并且沿着轴向方向形成了温度梯度，进而装上回热器和层流化原件，在脉管靠近压缩机出口处可以获得低温，这就是脉管制冷机的原型。随着研究的推进，人们发现优化换热设备可以有效的降低脉管制冷机的最低制冷温度，因此，包含压缩机、主冷却器、回热器、次冷却器、脉管、层流化元件的基本型脉管问世，如图1所示。但基本型脉管缺乏调相能力，导致制冷效率低下，因而相继出现了多种调相结构。常用的调相机构有小孔型、多向进气型、惯性管型，如图2所示。为了进一步提高调相能力，最近又出现了室温调相型脉管制冷机，如图3所示，在脉管热端连接一位移活塞，该位移活塞既可以是主动驱动型，来主动调节与压缩机的相位，也可以是被动自由活塞型，后面连接弹簧通过调节弹簧刚度，来调节与压缩机的相位。很显然，这种调相方式，增加了机器的复杂程度，降低了机器的可靠性，增大了振动。

发明内容

本发明要解决的技术问题是如何提升脉管制冷机的技术可靠性。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供了一种柔性脉管制冷机，依次包括压缩机、回热器热端换热器、回热器、冷端换热器、脉管和脉管热端换热器，其特征在于，整个所述脉管或靠近热端部分的脉管为柔性脉管，所述柔性脉管由波纹管实现。

优选的，所述脉管热端换热器后方依次连接有惯性管和气库。

优选的，所述气库为可变体积的柔性气库，所述柔性气库由波纹管实现。

优选的，所述脉管内设有平行通道，所述平行通道由聚四氟乙烯/尼龙或低导热率材料采用3D打印或板材制成，构成所述平行通道的通道片厚度范围为0.1mm-0.5mm，所述平行通道两端通过圆环固定。

优选的，所述柔性脉管制冷机均可应用于GM型脉管制冷机上。

本发明优点在于结构更加简单、紧凑，只要控制波纹管的刚度，就可以达到满意的调相效果。

附图说明

图1为基本型脉管制冷机示意图；其中，1-压缩机，2-回热器热端换热器，3-回热器，4-冷端换热器，5-脉管，6-脉管热端换热器；

图2为惯性管型脉管制冷机示意图；

图3为位移活塞型脉管制冷机示意图；其中，压缩机，2-回热器热端换热器，3-回热器，4-冷端换热器，5-脉管，6-脉管热端换热器，7-位移器：此处为自由室温活塞；

图4为部分柔性脉管型脉管制冷机示意图；其中，1-压缩机，2-回热器热端换热器，3-回热器，4-冷端换热器，5-脉管：此处热端为波纹管，6-脉管热端换热器，7-位移器：此处为惯性管，8-气库；

图5为全部柔性脉管型脉管制冷机示意图；其中，1-压缩机，2-回热器热端换热器，3-回热器，4-冷端换热器，5-脉管：此处热端为波纹管，6-脉管热端换热器，7-位移器：此处为惯性管，8-气库；

图6为柔性气库型脉管制冷机示意图；其中，1-压缩机，2-回热器热端换热器，3-回热器，4-冷端换热器，5-脉管：此处为多通道波纹管，6-脉管热端换热器，7-位移器：此处为惯性管，8-气库：此处采用波纹管实现柔性气库；

图7为平行通道型脉管制冷机示意图；其中，(a)为脉管制冷机轴向正视图示意图、(b)为平行通道脉管侧视图；