[发明专利]一种采用多级热耦合V-M型脉冲管制冷机的制冷系统

摘要

一种采用多级热耦合V-M型脉冲管制冷机的制冷系统，其由一个高频压力波发生器、两或三级斯特林型脉冲管制冷机、一个低频V-M型压力波发生器和一个低温侧脉冲管制冷机组成；斯特林型脉冲管制冷机工作于多温区段，其中高温区作为冷源冷却低频V-M型压力波发生器冷端，同时预冷低温侧脉管制冷机热端；低温区段进一步对低温侧脉冲管制冷机回热器中段进行冷却；热压缩机则依靠室温与斯特林型制冷机高温区冷源之间的温度梯度产生压力波动；压力波动驱动低温侧脉冲管制冷机到达更低温区；可解决现有液氦温区制冷机体积庞大、效率低、振动大等问题，具有制冷系统工作于液氢温区以上、热效率高、结构紧凑、体积小及免维护等优点。

主权项

一种采用多级热耦合V‑M型脉冲管制冷机的制冷系统；其由一个高频压力波发生器(1)、两级斯特林型脉冲管制冷机、一个低频V‑M型压力波发生器和一个低温侧脉冲管制冷机组成；所述两级斯特林型脉冲管制冷机中的第一级斯特林型脉冲管制冷机由依次连接于所述高频压力波发生器(1)出口端的一级热端换热器(2)、一级回热器(3)、一级冷端换热器(4)、一级脉冲管(5)、一级脉冲管热端换热器(6)、一级惯性管(7)和一级气库(8)组成；所述两级斯特林型脉冲管制冷机中的第二级斯特林型脉冲管制冷机由依次连接于所述一级冷端换热器(4)出口端的二级回热器(10)、二级冷端换热器(11)、二级脉冲管(12)、二级脉冲管热端换热器(13)、二级惯性管(14)和二级气库(15)组成；所述低频V‑M型压力波发生器由室温排出器及通过连接管路依次连通于一室温排出器下部空腔的压缩机热端换热器(19)、压缩机侧回热器(20)、压缩机侧冷端换热器(21)、热缓冲管(23)和热缓冲管热端换热器(22)组成，所述热缓冲管热端换热器(22)通过气体连接管路与所述室温排出器上部空腔相连通；所述室温排出器由排出器壳体、裝于排出器壳体之内的室温排出器活塞(18)和固定安装于所述室温排出器活塞(18)上端的驱动电机连杆(34)组成；所述低温侧脉冲管制冷机由依次连接于所述压缩机侧冷端换热器(21)出口端的低温侧第一换热器(24)、低温侧第一回热器(25)、低温侧中间换热器(26)、低温侧第二回热器(27)、低温侧冷端换热器(28)、低温侧脉冲管(29)、低温侧脉冲管热端换热器(30)、第一阀门(31)和低温侧气库(33)组成；所述室温排出器和压缩机热端换热器(19)间的连接管路与所述低温侧脉冲管热端换热器(30)和第一阀门(31)间的连接管路之间装有第二阀门(32)；所述压缩机侧冷端换热器(21)和热缓冲管(23)以及一级冷端换热器(4)和第一级脉冲管(5)通过第一热桥(9)相并联；所述二级冷端换热器(11)和二级脉冲管(12)以及所述低温侧中间换热器(26)通过第二热桥(17)相并联。