[发明专利]多级U型气耦合脉冲管制冷机连管式换热器及实现方法

权利要求书

1.一种多级U型气耦合脉冲管制冷机连管式换热器，包括换热器外壳(1)、连管(6)、锥形狭缝体一(19)、贯通孔一(18)、层流元件(15)、锥形狭缝体二(11)、贯通孔二(14)，其特征在于：

将换热器外壳(1)作为冷端换热器的主换热面与前后级冷指的气耦合接口，通过在其内部切割狭缝以及连通外部连管(6)实现第一级蓄冷器(17)、第二级蓄冷器(3)以及第一级脉管(13)之间的连接，并保护内部的锥形狭缝体一(19)、贯通孔一(18)、锥形狭缝体二(11)以及贯通孔二(14)；在换热器外壳(1)左半部铣出6mm厚的圆形凹槽一(4)，在圆形凹槽一(4)下端面中心均匀切割出锥形狭缝体一(19)，其上端面直径略小于第二级蓄冷器(3)的内径，下端面直径略小于第一级蓄冷器(17)的内径；围绕锥形狭缝体一(19)上下端面的中心线均匀切割锥形狭缝，狭缝的宽度为0.1mm，条数为48条；在锥形狭缝体一(19)的中心线处设置一个直径为3mm的贯通孔(18)，其上、下端面分别与锥形狭缝的上、下端面齐平；

在换热器外壳(1)右半部铣出1.5mm厚的圆形凹槽二(9)，圆形凹槽二(9)下端面中心均匀切割出锥形狭缝体二(11)，其上端面直径8mm，下端面直径略小于第一级脉管(13)的内径；围绕锥形狭缝体二(11)上下端面的中心线均匀切割锥形狭缝，狭缝的宽度控制为0.15mm，条数为36条，具体情况视加工精度与第一级脉管(13)及其后阻力而定；在锥形狭缝体二(11)的中心线处设置一个直径为1.5mm的贯通孔二(14)，其上、下端面分别与锥形狭缝体二(11)的上、下端面齐平；

在圆形凹槽一(4)右部沿直径方向钻出圆形通孔(5)，孔径约为5mm，在圆形通孔(5)右侧设置连管(6)；连管由薄壁直管(7)、弧形弯管(8)以及连管底座(10)三部分组成，薄壁直管(7)内径与圆形通孔(5)直径相等，弧形弯管(8)两端面内径相等且两端面所在平面呈90度夹角；在连管底座(10)内切出一锥形通孔(45)，锥形通孔(45)上端面与弧形连管(8)下端面相通且两端面直径相等，锥形通孔(45)下端面直径与锥形狭缝体二(11)上端面直径相等，从而共同形成一种多级U型气耦合脉冲管制冷机连管式冷端换热器。

2.一种如权利要求1所述的一种多级U型气耦合脉冲管制冷机连管式冷热器的实现方法，其特征在于：

换热器外壳(1)为紫铜材质，在换热器外壳(1)的内部使用慢走丝线切割技术分别切割出锥形狭缝体一(19)和锥形狭缝体二(11)，锥形狭缝体一(19)锥度的控制方法为其大端面直径略小于第一级蓄冷器(17)的内径，小端面直径略小于第二级蓄冷器(3)的内径；锥形狭缝体二(11)锥度的控制方法为其大端面直径略小于第一级脉冲管(13)的内径，小端面直径约为8mm；分别在锥形狭缝体一(19)和锥形狭缝体二(11)的中心处设置中空的贯通孔一(18)与贯通孔二(14)，锥形狭缝体一(19)和锥形狭缝体二(11)的狭缝均围绕各自狭缝体上下端面的中心线沿圆周360度均匀切割；第一级蓄冷器(17)插入换热器外壳(1)内部2mm，在两者空隙部分放置环形底座三(16)，环形底座三(16)与第一级蓄冷器(17)以及换热器外壳(1)下端面根部凹槽紧贴；第二级蓄冷器(3)插入换热器外壳(1)内部2mm，在两者空隙部分放置环形底座一(2)，环形底座一(2)与第二级蓄冷器(3)以及换热器外壳(1)上端面根部凹槽紧贴；第一级脉冲管(13)插入换热器外壳(1)内部约1mm，在两者空隙部分放置环形底座二(12)，环形底座二(12)与第一级脉冲管(13)以及换热器外壳(1)下端面根部凹槽紧贴；连管(6)为不锈钢304材质，连管底座(10)插入圆形凹槽二(9)并与锥形狭缝体二(11)上端面紧贴，薄壁直管(7)左端插入圆形通孔(5)内约1mm；各环形底座两端面、薄壁直管(7)与圆形通孔(5)、弧形弯管(8)均通过洁净焊接技术沿圆周焊接；实现第一级蓄冷器(17)、第二级蓄冷器(3)、第一级脉冲管(13)、换热器外壳(1)以及连管(6)之间的连接，从而形成一种多级U型气耦合脉冲管制冷机连管式冷端换热器。