CN102147164A - 高效脉管制冷机 - Google Patents

高效脉管制冷机 Download PDF

Info

Publication number
CN102147164A
CN102147164A CN 201110127564 CN201110127564A CN102147164A CN 102147164 A CN102147164 A CN 102147164A CN 201110127564 CN201110127564 CN 201110127564 CN 201110127564 A CN201110127564 A CN 201110127564A CN 102147164 A CN102147164 A CN 102147164A
Authority
CN
China
Prior art keywords
vas
heat exchanger
vascular
regenerator
end heat
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN 201110127564
Other languages
English (en)
Inventor
王博
王龙一
袁园
甘智华
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhejiang University ZJU
Original Assignee
Zhejiang University ZJU
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhejiang University ZJU filed Critical Zhejiang University ZJU
Priority to CN 201110127564 priority Critical patent/CN102147164A/zh
Publication of CN102147164A publication Critical patent/CN102147164A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Jet Pumps And Other Pumps (AREA)

Abstract

本发明公开了一种高效脉管制冷机，它包括顺次连接的压缩机、传输管、回热器热端换热器、回热器、回热器冷端换热器、减压喷管、冷端流道、脉管、脉管热端换热器、惯性管和气库。本发明根据脉管制冷机工作温区的不同（以6K为界限），在回热器冷端换热器和脉管之间连接一个渐缩喷管（制冷温度为6K以下）或渐扩扩压管（制冷温度为6K以上），以相应的减小或提高脉管冷端入口处的膨胀气体工质的压力，从而增大等熵膨胀系数
Figure DEST_PATH_IMAGE002
，最终提高脉管制冷机的效率。

Description

高效脉管制冷机
技术领域
本发明涉及回热式低温制冷机，尤其涉及一种高效脉管制冷机。
背景技术
低温制冷技术长期有力地推动了科学技术的进步，现已广泛应用于军事、医疗、航天、超导等领域。机械式低温制冷机是低温制冷技术中最主流的技术，它的制冷温区已涵盖4K以上的所有低温温区，在种类众多的低温制冷机种，脉管制冷机由于冷端没有运动部件，具有结构简单，成本低、机械振动小、寿命长等优点，具有在军事、医疗、航天等领域广泛应用的前景，从而成为研究的热点。但是，由于脉管制冷机的回热器损失、工质不完全膨胀等一系列因素导致脉管制冷机的效率依然偏低（在80K时的相对卡诺效率约为10%-20%）。
机械式制冷机的制冷机理包括等焓节流和等熵膨胀两种，而脉管制冷机的制冷机机理属于后者，且脉管制冷机的膨胀部位位于脉管冷端，等熵膨胀系数                                               
Figure 2011101275648100002DEST_PATH_IMAGE002
是表征在等熵膨胀过程中，温度随着压力变化而变化的一个系数，等熵膨胀系数
Figure 73986DEST_PATH_IMAGE002
越高，表明相同的压降下温度降低的更多，即膨胀的更充分，制冷机的效率更高。
发明内容
本发明的目的是针对现有脉管制冷机效率非常低，克服现有技术的不足，提供一种高效脉管制冷机。
一种高效脉管制冷机包括顺次连接的压缩机、传输管、回热器热端换热器、回热器、回热器冷端换热器、渐缩喷管、冷端流道、脉管、脉管热端换热器、惯性管和气库。
另一种高效脉管制冷机包括顺次连接的压缩机、传输管、回热器热端换热器、回热器、回热器冷端换热器、冷端流道、渐扩扩压管、脉管、脉管热端换热器、惯性管和气库。
本发明根据对不同温度下，等熵膨胀系数
Figure 53444DEST_PATH_IMAGE002
随压力的变化情况进行研究得出如下结论：在大于大约6K的温区内，等熵膨胀系数
Figure 833181DEST_PATH_IMAGE002
随着压力的升高而增大；而在小于大约6K的温区，等熵膨胀系数
Figure 293637DEST_PATH_IMAGE002
随着压力的增大而减小。同时，由于制冷机中的工质流动速度是小于声速的，根据喷管的性质可知：当流速小于当地声速时（即马赫数小于1），使用减缩喷管和渐扩扩压管可以分别实现降压和增压的效果，即根据制冷机的制冷温区的不同可以通过在回热器冷端换热器和脉管之间使用减缩喷管或渐扩扩压管来实现脉管进口处压力的减小或增大，从而增大等熵膨胀系数
Figure 108009DEST_PATH_IMAGE002
，达到提高制冷机效率的目的。具体实施方式为：当制冷温度高于6K时，在回热器冷端换热器和脉管之间加入渐扩扩压管，提高脉管进口的压力，增大等熵膨胀系数，从而提高效率；当制冷温度小于6K时，在回热器冷端换热器和脉管之间加入渐缩喷管，以减小脉管进口的压力，增大等熵膨胀系数，从而提高效率。
附图说明
图1是带渐缩喷管的高效脉管制冷机结构示意图；
图2是带渐扩扩压管的高效脉管制冷机结构示意图；
图3是本发明的渐缩喷管的示意图；
图4是本发明的渐扩扩压管的示意图；
图中：压缩机1、传输管2、回热器热端换热器3、回热器4、回热器冷端换热器5、渐缩喷管6、冷端流道7、脉管8、脉管热端换热器9、惯性管10和气库11、渐扩扩压管12。
具体实施方式
本发明根据制冷温度的不同，通过在回热器冷端换热器和脉管之间加入渐缩喷管或者渐扩扩压管喷管，调节脉管入口处的压力，从而增大等熵膨胀系数，使膨胀更充分，实现提高脉管制冷机效率的目的。
如图1所示，使用渐缩喷管的工作在6K温区以下的带喷管的高效脉管制冷机包括顺次连接的压缩机1、传输管2、回热器热端换热器3、回热器4、回热器冷端换热器5、渐缩喷管6、冷端流道7、脉管8、脉管热端换热器9、惯性管10和气库11。
如图2所示，使用渐扩扩压管的工作在6K温区以上的高效脉管制冷机包括顺次连接的压缩机1、传输管2、回热器热端换热器3、回热器4、回热器冷端换热器5、渐扩扩压管喷管12、冷端流道7、脉管8、脉管热端换热器9、惯性管10和气库11。
渐缩喷管6的结构图如图3所示，图中箭头方向表示流体流动方向。
渐扩扩压管12的结构如图4所示，图中箭头方向表示流体流动方向。

Claims (2)

1.一种高效脉管制冷机，其特征在于包括顺次连接的压缩机(1)、传输管(2)、回热器热端换热器(3)、回热器(4)、回热器冷端换热器(5)、渐缩喷管(6)、冷端流道(7)、脉管(8)、脉管热端换热器(9)、惯性管(10)和气库(11)。
2.一种高效脉管制冷机，其特征在于包括顺次连接的压缩机(1)、传输管(2)、回热器热端换热器(3)、回热器(4)、回热器冷端换热器(5)、冷端流道(7)、渐扩扩压管(12)、脉管(8)、脉管热端换热器(9)、惯性管(10)和气库(11)。
CN 201110127564 2011-05-17 2011-05-17 高效脉管制冷机 Pending CN102147164A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 201110127564 CN102147164A (zh) 2011-05-17 2011-05-17 高效脉管制冷机

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 201110127564 CN102147164A (zh) 2011-05-17 2011-05-17 高效脉管制冷机

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN102147164A true CN102147164A (zh) 2011-08-10

Family

ID=44421548

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN 201110127564 Pending CN102147164A (zh) 2011-05-17 2011-05-17 高效脉管制冷机

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102147164A (zh)

Cited By (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104019587A (zh) * 2014-04-29 2014-09-03 浙江大学 低温回热器及低温制冷机
CN104654650A (zh) * 2013-11-22 2015-05-27 同济大学 惯性管脉管装置及其应用
CN108168133A (zh) * 2016-12-07 2018-06-15 同济大学 一种惯性管脉管制冷机
CN110966786A (zh) * 2018-12-19 2020-04-07 李华玉 第二类热驱动压缩式热泵
CN111365883A (zh) * 2019-03-19 2020-07-03 李华玉 第四类热驱动压缩式热泵
CN111365877A (zh) * 2019-03-11 2020-07-03 李华玉 第四类热驱动压缩式热泵
CN111365887A (zh) * 2019-03-10 2020-07-03 李华玉 第四类热驱动压缩式热泵
CN111365879A (zh) * 2019-03-17 2020-07-03 李华玉 第四类热驱动压缩式热泵
CN111365890A (zh) * 2019-03-22 2020-07-03 李华玉 第四类热驱动压缩式热泵
CN111365891A (zh) * 2019-03-22 2020-07-03 李华玉 第四类热驱动压缩式热泵
CN111365884A (zh) * 2019-03-24 2020-07-03 李华玉 第四类热驱动压缩式热泵
CN111365885A (zh) * 2019-03-24 2020-07-03 李华玉 第四类热驱动压缩式热泵
CN111365889A (zh) * 2019-03-17 2020-07-03 李华玉 第四类热驱动压缩式热泵
CN111365886A (zh) * 2019-03-10 2020-07-03 李华玉 第四类热驱动压缩式热泵
CN111365880A (zh) * 2019-03-17 2020-07-03 李华玉 第四类热驱动压缩式热泵
CN111365888A (zh) * 2019-03-11 2020-07-03 李华玉 第四类热驱动压缩式热泵
CN111442556A (zh) * 2019-03-19 2020-07-24 李华玉 第四类热驱动压缩式热泵
CN111442554A (zh) * 2019-03-10 2020-07-24 李华玉 第四类热驱动压缩式热泵
CN111503917A (zh) * 2019-03-26 2020-08-07 李华玉 第四类热驱动压缩式热泵
CN111536714A (zh) * 2019-03-26 2020-08-14 李华玉 第四类热驱动压缩式热泵
CN111536710A (zh) * 2019-03-19 2020-08-14 李华玉 第四类热驱动压缩式热泵
CN111536709A (zh) * 2019-03-19 2020-08-14 李华玉 第四类热驱动压缩式热泵
CN111578550A (zh) * 2019-03-11 2020-08-25 李华玉 第四类热驱动压缩式热泵
CN111750560A (zh) * 2019-03-26 2020-10-09 李华玉 第四类热驱动压缩式热泵
CN111750559A (zh) * 2019-03-26 2020-10-09 李华玉 第四类热驱动压缩式热泵
CN115218515A (zh) * 2020-03-15 2022-10-21 李华玉 第二类热驱动压缩式热泵
CN115355628A (zh) * 2020-03-14 2022-11-18 李华玉 第二类热驱动压缩式热泵

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2519895Y (zh) * 2001-12-07 2002-11-06 西安交通大学 脉管制冷机
US20050210888A1 (en) * 2004-03-26 2005-09-29 Mitchell Matthew P Cooling load enclosed in pulse tube cooler
CN101561197A (zh) * 2009-05-18 2009-10-21 浙江大学 一种节流型脉管制冷机
CN202083146U (zh) * 2011-05-17 2011-12-21 浙江大学 一种高效脉管制冷机

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2519895Y (zh) * 2001-12-07 2002-11-06 西安交通大学 脉管制冷机
US20050210888A1 (en) * 2004-03-26 2005-09-29 Mitchell Matthew P Cooling load enclosed in pulse tube cooler
CN101561197A (zh) * 2009-05-18 2009-10-21 浙江大学 一种节流型脉管制冷机
CN202083146U (zh) * 2011-05-17 2011-12-21 浙江大学 一种高效脉管制冷机

Cited By (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104654650A (zh) * 2013-11-22 2015-05-27 同济大学 惯性管脉管装置及其应用
CN104654650B (zh) * 2013-11-22 2017-04-05 同济大学 惯性管脉管装置及其应用
CN104019587A (zh) * 2014-04-29 2014-09-03 浙江大学 低温回热器及低温制冷机
CN104019587B (zh) * 2014-04-29 2016-08-24 浙江大学 低温回热器及低温制冷机
CN108168133B (zh) * 2016-12-07 2020-06-26 同济大学 一种惯性管脉管制冷机
CN108168133A (zh) * 2016-12-07 2018-06-15 同济大学 一种惯性管脉管制冷机
CN110966786A (zh) * 2018-12-19 2020-04-07 李华玉 第二类热驱动压缩式热泵
CN111442554A (zh) * 2019-03-10 2020-07-24 李华玉 第四类热驱动压缩式热泵
CN111365887A (zh) * 2019-03-10 2020-07-03 李华玉 第四类热驱动压缩式热泵
CN111365886A (zh) * 2019-03-10 2020-07-03 李华玉 第四类热驱动压缩式热泵
CN111578550A (zh) * 2019-03-11 2020-08-25 李华玉 第四类热驱动压缩式热泵
CN111365877A (zh) * 2019-03-11 2020-07-03 李华玉 第四类热驱动压缩式热泵
CN111365888A (zh) * 2019-03-11 2020-07-03 李华玉 第四类热驱动压缩式热泵
CN111365879A (zh) * 2019-03-17 2020-07-03 李华玉 第四类热驱动压缩式热泵
CN111365889A (zh) * 2019-03-17 2020-07-03 李华玉 第四类热驱动压缩式热泵
CN111365880A (zh) * 2019-03-17 2020-07-03 李华玉 第四类热驱动压缩式热泵
CN111536710A (zh) * 2019-03-19 2020-08-14 李华玉 第四类热驱动压缩式热泵
CN111442556A (zh) * 2019-03-19 2020-07-24 李华玉 第四类热驱动压缩式热泵
CN111365883A (zh) * 2019-03-19 2020-07-03 李华玉 第四类热驱动压缩式热泵
CN111536709A (zh) * 2019-03-19 2020-08-14 李华玉 第四类热驱动压缩式热泵
CN111365891A (zh) * 2019-03-22 2020-07-03 李华玉 第四类热驱动压缩式热泵
CN111365890A (zh) * 2019-03-22 2020-07-03 李华玉 第四类热驱动压缩式热泵
CN111365885A (zh) * 2019-03-24 2020-07-03 李华玉 第四类热驱动压缩式热泵
CN111365884A (zh) * 2019-03-24 2020-07-03 李华玉 第四类热驱动压缩式热泵
CN111536714A (zh) * 2019-03-26 2020-08-14 李华玉 第四类热驱动压缩式热泵
CN111503917A (zh) * 2019-03-26 2020-08-07 李华玉 第四类热驱动压缩式热泵
CN111750560A (zh) * 2019-03-26 2020-10-09 李华玉 第四类热驱动压缩式热泵
CN111750559A (zh) * 2019-03-26 2020-10-09 李华玉 第四类热驱动压缩式热泵
CN115355628A (zh) * 2020-03-14 2022-11-18 李华玉 第二类热驱动压缩式热泵
CN115218515A (zh) * 2020-03-15 2022-10-21 李华玉 第二类热驱动压缩式热泵

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102147164A (zh) 高效脉管制冷机
CN106016821B (zh) 第一类热驱动压缩-吸收式热泵
CN100529589C (zh) 一种带喷射器的小型节流低温制冷机循环***
CN107521698B (zh) 一种环控***余热制冷装置
CN104019579B (zh) 利用余热驱动引射器的混合工质低温制冷循环***
CN106440493B (zh) 第四类热驱动压缩-吸收式热泵
CN102901263B (zh) 采用声压放大器的多级脉管制冷机
CN202083146U (zh) 一种高效脉管制冷机
CN115046309A (zh) 一种涡流管二氧化碳热泵***及其热回收方法
CN101561197B (zh) 一种节流型脉管制冷机
CN202902684U (zh) 采用声压放大器的多级脉管制冷机
CN107560226B (zh) 液氢温区预冷型直接节流jt制冷机
CN206094628U (zh) 一种由传输管连接压缩装置与回热器的低温制冷机
CN108050722B (zh) 利用涡流管能量分离效应预冷的一次节流低温制冷***
CN211575585U (zh) 一种带喷射器膨胀的涡流管制冷***
CN100557339C (zh) 一种多屏真空多层绝热的单级脉管制冷机
CN211060434U (zh) 一种引射增压双级过冷跨临界co2双温***
CN204100637U (zh) 一种两次减压二氧化碳家用电冰箱
CN201104048Y (zh) 一种采用氦3-氦4混合工质的1-4k温区脉管制冷机
CN107192154A (zh) 一种高脉管膨胀效率的脉管制冷机
CN103808057B (zh) 一种回收声功的级联型脉管制冷机
CN103175330B (zh) 活塞功回收型脉管制冷***
CN209783032U (zh) 气体co2驱动风机辅助过冷的co2跨临界制冷***
CN2519895Y (zh) 脉管制冷机
CN204141881U (zh) 采用离心式螺旋型回热器的4k低温脉管制冷机

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20110810