[实用新型]一种用于斯特林装置的冷却器

说明书

本实用新型公开了一种用于斯特林装置的冷却器，冷却器设置在压力壳和缸套之间，包括一体成型的环形底座、分流板及环形顶盖，所述分流板均匀设于环形底座和环形顶盖之间，相邻分流板之间形成液体流道，分流板内设有贯穿于环形底座和环形顶盖端面的通气孔，分流板之间还形成有与压力壳的进水端和出水端连通的进水口和出水口，位于进水口和出水口两侧的分流板依次错位设置，与缸套和压力壳之间形成迂回形流道，水流从进水口流入，经过迂回形流道在出水口汇集流出。该冷却器构型适于铸造量产，气路和水路之间的气密易实现，其经济性及可靠性显著优于本领域现有的壳管冷却器型式。

技术领域

本实用新型涉及斯特林装置技术领域，尤其是一种用于斯特林装置的冷却器。

背景技术

斯特林装置以斯特林循环为工作原理，是基于热源温差工作的闭式循环机械；工作介质通常为氦气，对环境友好。斯特林机器内部至少需要两个动子来实现膨胀腔与压缩腔的容积变化，从而实现热功转换效果。端部紧邻压缩腔的动子被称为动力活塞或压缩活塞，端部紧邻膨胀腔的动子称为排出器或配气活塞；两个动子的往复运动会驱动工质通过相互毗邻的换热器、回热器、冷却器流道在膨胀腔、压缩腔间往复穿梭，工质的压力在该过程中会经历与动子不同步的周期变化，由此产生热功转换。

冷却器布置于压缩腔与回热器常温端面之间，通常型式为间壁肋片式或者壳管式，通过外部气流或者水流携带和释放掉工质在压缩过程中产生的压缩热。间壁肋片式通常应用于小型斯特林装置，如图10所示，水流通道和气体通道分别位于两侧，气密性易保证，但肋效率限制了其换热效率，缸套也得不到高效冷却。

壳管式冷却器通常应用于大中型斯特林装置，工质走管程，冷却介质走壳程，管程和壳程之间必须保证可靠的气密，常规的工艺是在平行的上、下端板上对应打阵列孔，上、下端板的外周用套管封闭，围成壳程空间。把薄壁管装配于端板上的配对孔中，再逐个焊接或整体钎焊。此型冷却器的不足之处在于制作工艺复杂，工作过程中一旦有焊点失效将导致整机失效。具体的，在NASA命名为《SPDE/SPRE Final Summary Report》的报告的第6到第8页公开了一款斯特林壳管冷却器参数及照片，内有1548根通气管。该冷却器采用焊接工艺，管束数量巨大，致其成本高昂。

实用新型内容

针对上述技术问题，本实用新型提出了一种用于斯特林装置的冷却器，该冷却器完全弥补了现有技术的缺陷，采用铸造工艺一体成型，极大的降低了生产制造成本；采用对称的迂回形流道，使冷却介质在冷却器本体内均匀流动，工质气流和缸套均能够被有效冷却，提高整机运行稳定性，且气流和冷却介质之间易保证气密性，可靠性远高于依赖焊接的传统壳管冷却器。

一种用于斯特林装置的冷却器，冷却器设置在压力壳和缸套之间，包括一体成型的环形底座、分流板及环形顶盖，所述分流板均匀设于环形底座和环形顶盖之间，相邻分流板之间形成液体流道，分流板内设有贯穿于环形底座和环形顶盖端面的通气孔，分流板之间还形成有与压力壳的进水端和出水端连通的进水口和出水口，位于进水口和出水口两侧的分流板依次错位设置，与缸套和压力壳之间形成迂回形流道，水流从进水口流入，经过迂回形流道在出水口汇集流出。

作为上述技术方案的优选，所述分流板的内侧位于同一环形立面上，位于进水口和出水口两侧的分流板的外侧每间隔一块抵靠在压力壳上，缸套的外立面上设有挡块，相邻两块抵靠压力壳的分流板之间的分流板的内侧抵靠在挡块上，分流板与缸套、压力壳及挡块之间形成迂回形流道。

作为上述技术方案的优选，位于进水口和出水口两侧的分流板依次分别抵靠在缸套和压力壳上，与缸套和压力壳之间形成迂回形流道。

作为上述技术方案的优选，所述进水口和出水口成组设置。

作为上述技术方案的优选，所述液体流道为槽状，液体流道沿着环形底座和环形顶盖的周向均匀分布。

作为上述技术方案的优选，所述液体流道的横截面为孔状，液体流道沿着环形底座和环形顶盖的周向和轴向均匀分布。