[发明专利]一种减小回热式低温制冷机回热器蓄冷材料轴向导热的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种减小回热式低温制冷机回热器蓄冷材料轴向导热的方法。 

背景技术

回热式低温制冷机，如斯特林制冷机、GM制冷机，其中的回热器蓄冷材料起着贮存能量的作用，交变流动的冷热振荡流体，分别在制冷循环的各个周期中与回热器蓄冷材料进行热交换。回热器蓄冷材料要求具有高热容、低导热系数，一般选用不锈钢、铍青铜、镍或铅等金属材料，这些材料在低温下热容较大，导热系数较小，但是相对于聚四氟乙烯或聚酰亚胺等非金属材料，其导热系数仍然很大，造成回热器轴向导热损失较大，尤其对于小冷量的回热式低温制冷机的效率有较大的影响。 

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题，提出了一种减小回热式低温制冷机减小回热器蓄冷材料轴向导热的方法。本发明改变现有技术中回热器全部装入金属蓄冷材料的方法，在对回热器换热性能不影响的前提下，提供一种减小回热器轴向导热的方法，该方法使工质气体流过回热器填料，既能保证工质在金属蓄冷材料中换热和流动充分，有利于提高回热器效率、又能够减小流阻损失，从而提高低温制冷机的效率。 

本发明的目的是通过下述技术方案实现： 

本发明的一种减小回热式低温制冷机回热器蓄冷材料轴向导热的方法具体实现步骤如下： 

步骤一、根据回热器的内孔尺寸确定热阻隔器的外径，使热阻隔器的外径与回热器的内孔达到紧配合，在热阻隔器上均匀打孔，孔径为Φ0.2mm，镂空面积占热阻隔器截面积的25～40％，镂空面积占热阻隔器截面积比率的计算如公式(I)： 

η=n×d22d12×100%---(I)]]>

其中：η-镂空面积占热阻隔器截面积比率； 

n-打孔数目； 

d₁-热阻隔器直径，即回热器筒体内径； 

d₂-打孔直径； 

步骤二，在填充回热式低温制冷机回热器蓄冷材料前，首先将1个热阻隔器装入回热器筒底部； 

步骤三，装入回热器蓄冷材料，装入量按照回热器能够加入的总蓄冷材料量按间隔比例装入，比例计算如公式(II)，将公式(II)计算值向下取整得到a，则蓄冷材料装入量为回热器能装入的总蓄冷材料量的比例为 

a=0.03×lδ---(II)]]>

其中：a-装入的热阻隔器数量； 

l-回热器长度； 

δ-热阻隔器厚度； 

步骤四，按照公式(II)计算的回热器能装入的总蓄冷材料量的 量，加入回热器蓄冷材料后，再装入1个热阻隔器； 

步骤五如步骤三、步骤四依次交替装入回热器蓄冷材料和热阻隔器，热阻隔器数量为a个，如步骤三中的公式(II)计算。 

所述热阻隔器的材料为聚酰亚胺或聚四氟乙烯，热阻隔器的厚度为0.2～0.5mm，热阻隔器总厚度小于或等于回热器总长度的3％，公式(II)计算值向下取整得到的a值为热阻隔器装入的数量，所述交替装入回热器蓄冷材料和热阻隔器是指热阻隔器之间为蓄冷材料，每份蓄冷材料的装入量相同且每个热阻隔器之间的间距相同。 

有益效果