[发明专利]具有机械驱动扩展器的低温斯特林制冷机

权利要求书

1.一种低温制冷装置，包括：

外壳，被配置成封闭气态工作试剂；

容积式压缩机，具有移动部件，所述移动部件被配置成由线性电磁致动器在所述外壳内沿着所述装置的纵向轴线前后驱动；

置换器，包括再生式热交换器，并且所述置换器被配置成在连接至所述外壳的远端的冷指内沿着所述纵向轴线前后滑动，所述置换器的近端连接至置换器柱塞，所述置换器柱塞包括能够使所述工作试剂在所述再生式热交换器与在所述置换器柱塞的近侧的温暖室之间流动的孔；以及

辅助块，被配置成在所述外壳内且在所述置换器柱塞与所述压缩机的所述移动部件之间沿着所述纵向轴线前后滑动；

其中，所述辅助块通过传动弹簧连接至所述压缩机的所述移动部件并且通过置换器弹簧连接至所述置换器柱塞，使得所述压缩机的所述移动部件的运动被传送至所述置换器，所述辅助块包括能够使所述工作试剂在压缩室与所述温暖室之间流动的孔，所述压缩室位于所述压缩机的所述移动部件与所述辅助块之间，并且所述辅助块的质量以及所述传动弹簧和所述柱塞弹簧的弹簧刚度被选择成引入所述置换器的运动相对于所述压缩机的所述移动部件的运动的预定相移，所述置换器的运动和所述压缩机的所述移动部件的运动都被周期性地前后驱动。

2.根据权利要求1所述的装置，还包括电磁驱动器，所述电磁驱动器被配置成前后驱动所述压缩机的所述移动部件。

3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述电磁驱动器包括：移动组件，所述移动组件包括轴向且相反极化的永磁体，所述永磁体被配置成在所述外壳内沿着所述纵向轴线前后滑动；以及线圈和护铁，所述线圈缠绕在所述外壳周围并且所述护铁封闭驱动线圈。

4.根据权利要求3所述的装置，其中，所述压缩机包括驱动活塞，所述驱动活塞连接到从磁性组件向远侧延伸的轴。

5.根据权利要求3所述的装置，其中，轴向且相反磁化的所述永磁体被铁磁垫片分开。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的装置，其中，所述压缩机的所述移动部件是活塞，所述装置还包括在所述活塞与静态气缸之间的间隙密封件。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的装置，其中，所述压缩机的所述移动部件是气缸，所述装置还包括在所述气缸与静态活塞之间的间隙密封件。

8.根据权利要求7所述的装置，其中，所述压缩机包括具有近侧盖的气缸，所述磁性组件围绕并附接到气缸套，所述气缸被配置成围绕固定到所述外壳的柱形芯前后滑动。

9.根据权利要求8所述的装置，还包括在所述芯与所述气缸套之间的间隙密封件。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的装置，还包括线性电动机，所述线性电动机被配置成前后驱动所述压缩机的所述移动部件。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的装置，其中，选择预定相移以优化所述装置的性能系数。

12.根据权利要求11所述的装置，其中，所述预定相移在25°至35°的范围内。

13.根据权利要求11所述的装置，其中，所述辅助块的运动与所述驱动活塞的运动之间的相移在195°至205°的范围内。

14.根据权利要求1至13中任一项所述的装置，还包括在所述置换器柱塞与所述外壳之间的间隙密封件。

15.根据权利要求1至14中任一项所述的装置，所述辅助块的远端通过所述置换器弹簧机械地联接至前柱塞，所述前柱塞连接至所述置换器。

16.根据权利要求15所述的装置，其中，所述置换器包括再生式热交换器或再生器。

17.根据权利要求15所述的装置，其中，所述辅助块和前块中的每者包括中心孔，以便允许所述工作试剂在压缩室、所述温暖室和再生器的温暖侧之间的气动连通。