[实用新型]整体旋转式斯特林制冷机及其膨胀机结构

说明书

本发明属于制冷技术设备领域，公开了一种整体旋转式斯特林制冷机及其膨胀机结构。膨胀机结构包括膨胀腔、依次设置在膨胀腔内的膨胀活塞、热端换热器、回热器、冷端换热器；膨胀活塞、热端换热器、回热器、冷端换热器四者固定连接，且作为整体可在膨胀腔内进行反复活塞运动，回热器包括丝网外壳、设置在丝网外壳内分别靠近热端换热器和冷端换热器的低目数丝网、设置在两个低目数丝网之间的烧结丝网；膨胀腔上设置膨胀连接孔，膨胀活塞的前端设置内孔，膨胀活塞的侧端设置连接膨胀连接孔与膨胀活塞内孔的通道。本发明在不改变现有产品长度的基础上，在丝网外壳两端分别加入了热端换热器与冷端换热器，在长度、体积上保持不变，提高性能。

技术领域

本发明属于制冷技术设备领域，具体涉及一种整体旋转式斯特林制冷机及其膨胀机结构。

背景技术

斯特林制冷机因其结构简单，安装方便，易于控制等优势在制冷探测器领域中占据重要地位。

斯特林制冷机按照压缩腔与膨胀腔的连接方式可以分为整体式与分置式。整体式将压缩组件与膨胀组件通过偏心转轴集成在一起，在转轴转动时两者运动角度保持90°，整体式的优势在于结构紧凑。分置式将膨胀腔和压缩腔分隔开，膨胀腔和压缩腔之间采用细管相连，膨胀组件采用气动结构，最大程度的减小了膨胀腔的振动，分置式的优势在于振动小，寿命高。

对于斯特林制冷机来说，一般是需要在回热器前面设置一个热端换热器，使得通过压缩腔的高温气体在进入回热器之前能够降到预定温度。而整体式斯特林制冷机为了简化结构通常会取消热端换热器，从而导致进入回热器的氦气还处于较高温度，降低了制冷效率。基于上述同样的原因，整体式斯特林制冷机也取消了冷端换热器，氦气通过回热器冷端后直径进入膨胀腔与冷头进行换热，一定程度上降低了制冷效率。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的之一在于提供一种可以提高制冷机制冷效率的膨胀机结构。

本发明的目的之二在于提供一种整体旋转式斯特林制冷机。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种膨胀机结构，所述膨胀机结构包括膨胀腔、依次设置在膨胀腔内的膨胀活塞、热端换热器、回热器、冷端换热器；

所述膨胀活塞、热端换热器、回热器、冷端换热器四者固定连接，且作为整体可在膨胀腔内进行反复活塞运动，所述回热器包括丝网外壳、设置在丝网外壳内分别靠近热端换热器和冷端换热器的低目数丝网、设置在两个低目数丝网之间的烧结丝网；

所述膨胀腔上设置膨胀连接孔，所述膨胀活塞的前端设置内孔，所述膨胀活塞的侧端设置连接膨胀连接孔与膨胀活塞内孔的通道。

进一步地，所述热端换热器为狭缝式。

进一步优选地，所述热端换热器的外径与膨胀活塞的直径相同；在所述热端换热器与膨胀活塞连接处，所述膨胀活塞的内孔与热端换热器的狭缝相对设置，且所述膨胀活塞的内孔孔径与热端换热器的狭缝外径相同。

本实用新型的热端换热器长度不超过10mm；热端换热器与膨胀活塞经过激光焊接后的长度与现有常用的膨胀活塞长度保持一致；内径相同可以使得膨胀活塞与热端换热器之间的流场相对平缓，减小了气体工质在往复振动产生的阻力损失。

进一步地，所述热端换热器的外径与丝网外壳外径相同；在所述热端换热器与丝网外壳连接处，所述热端换热器的狭缝外径与丝网外壳的内径相同。

进一步地，所述丝网外壳和冷端换热器的材质为Peek材料。

进一步地，所述丝网外壳为圆柱通孔结构。

进一步地，所述冷端换热器为狭缝式。

进一步优选地，所述冷端换热器的外径与丝网外壳外径相同；在所述冷端换热器与丝网外壳连接处，所述冷端换热器的狭缝外径与丝网外壳的内径相同。