[发明专利]一种基于分布式节流效应的快速降温节流制冷机

说明书

本发明属于制冷机相关技术领域，其公开了一种基于分布式节流效应的快速降温节流制冷机。快速降温节流制冷机包括：绝热外壳，所述绝热外壳的一端设有出气口和进气口，所述绝热外壳的另一端设有冷盘；轴芯，设于所述绝热外壳内部，所述轴芯与所述冷盘之间设有间距，以使冷盘、内芯与绝热外壳内部形成膨胀腔及返流间隙；换热管，所述换热管螺旋缠绕于所述轴芯，所述换热管内部设有节流内芯，所述换热管的进口与所述进气口连接，所述换热管的出口与所述膨胀腔连接。本申请通过设计节流内芯，增强了分布式节流效应，降低了换热温差，提高了换热效率，使得降温速度更快，缩短降温时间。

技术领域

本发明属于制冷机相关技术领域，更具体地，涉及一种基于分布式节流效应的快速降温节流制冷机。

背景技术

低温技术作为一种前置性技术手段，在各行各业都得到了广泛地应用和需求，如军工、医疗、航天等。节流制冷机是低温制冷机的一种，具有体积小、质量轻、启动快、可靠性高等优点，因此，被广泛应用于需要快速降温的场合，如红外制导芯片的冷却。其原理是利用节流效应，当高压气态工质经过节流孔或节流阀后，压力迅速降低，从而温度降低甚至液化，高压气体由压缩机或高压气体容器提供。一般来说，小型低温节流制冷机会包含一个逆流换热器，用节流后的低温返流对节流前的工质进行预冷，这种返流预冷的结构设计是提高节流制冷机效率、减小降温时间的重要设计。在换热器中，因为管道细长，流动阻力会导致工质的压力降低，而这种压降同样的会改变工质的温度，这种因沿程阻力导致的温度变化称为分布式节流效应。而目前的节流制冷机的设计或使用会忽略这种沿程节流效应，主要的节流过程还是通过节流阀或节流孔等节流装置，该节流能力有限，降温效率低。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种基于分布式节流效应的快速降温节流制冷机，本申请通过设计节流内芯，增强了分布式节流效应，降低了换热温差，提高了换热效率，使得降温速度更快，缩短降温时间。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种基于分布式节流效应的快速降温节流制冷机，所述快速降温节流制冷机包括：绝热外壳，所述绝热外壳的一端设有出气口和进气口，所述绝热外壳的另一端设有冷盘；轴芯，设于所述绝热外壳内部，所述轴芯与所述冷盘之间设有间距，以使冷盘、内芯与绝热外壳内部形成膨胀腔及返流间隙；换热管，所述换热管螺旋缠绕于所述轴芯，所述换热管内部设有节流内芯，所述换热管的进口与所述进气口连接，所述换热管的出口与所述膨胀腔连接。

优选的，所述绝热外壳包括杜瓦外壳以及设于杜瓦外壳底部的底座，所述出气口和进气口设于所述底座上。

优选的，所述节流内芯为丝或肋组成的沿程线型结构。

优选的，所述节流内芯的材料为塑料或金属。

优选的，所述换热管的出口处设有节流阀或节流小孔。

优选的，所述换热管单螺旋或双螺旋缠绕于所述轴芯外部，螺旋之间间隙填充绝热且具有孔隙的材料。

优选的，所述换热管为光管或肋片管。

优选的，所述出气口连接有调节阀，以通过调节阀门的开度控制膨胀腔内的压力，进而控制制冷温度。

优选的，所述轴芯和杜瓦外壳为空心结构。

优选的，所述轴芯的材料为绝热材料。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，本发明提供的基于分布式节流效应的快速降温节流制冷机具有如下有益效果：

1.本申请通过设置螺旋缠绕于轴芯的换热管，且在换热管内部设置节流内芯，当工质经过换热管时，在换热管和节流内芯的共同作用下产生分布节流效应，在温度降低的同时与管外返流换热，既能减小换热温差、提高换热器效率，又能使得工质更快的节流到所需温度，达到快速降温的效果。