[发明专利]采用离心式螺旋型回热器的4K低温脉管制冷机及方法

摘要

本发明涉及一种采用离心式螺旋型回热器的4K低温脉管制冷机及方法，属于制冷技术领域。它特点在于三级回热器（13）低于20K温区部位增加了离心式螺旋型流道（5），其中离心式螺旋型流道（5）热端与三级回热器（13）冷端连接，离心式螺旋型流道（5）冷端与三级冷端换热器（18）第一端连接；离心式螺旋流道（5）可以使工作于该温区的流体氦的性质更接近理想气体。因此对于提高低温回热式制冷机的制冷效率有着至关重要的作用。

主权项

一种采用了离心式螺旋型回热器的4K低温制冷机，包括一级回热式脉管制冷机（10）、二级回热式脉管制冷机（27）、三级回热式脉管制冷机（19）、热桥（4）；其中一级回热式脉管制冷机（10）包括一级压缩机（1）、一级冷却器（2）、一级回热器（3）、一级脉管（6）、一级热端换热器（7）、一级惯性管（8）、一级气库（9）;其中一级压缩机（1）的出口与一级冷却器（2）的入口相连，一级冷却器（2）的出口又与一级回热器（3）的入口相连,一级脉管（6）的出口连接一级热端换热器（7）第一端，一级热端换热器（7）第二端经过一级惯性管（8）连接一级气库（9）；其中二级回热式脉管制冷机（27）包括二级压缩机（20）、二级冷却器（21）、二级回热器（22）、二级脉管（23）、二级热端换热器（24）、二级惯性管（25）、二级气库（26）;其中二级压缩机（20）出口连接二级冷却器（21）入口, 二级冷却器（21）出口连接二级回热器（22）入口，二级脉管（23）出口连接二级热端换热器（24）第一端，二级热端换热器（24）第二端经过二级惯性管（25）连接二级气库（26）；其中三级回热式脉管制冷机（19）包括三级压缩机（11）、三级冷却器（12）、三级回热器（13）、离心式螺旋型流道（5）、三级冷端换热器（18）、三级脉管（17）、三级热端换热器（16）、三级惯性管（15）、三级气库（14）;其中三级压缩机（11）出口连接三级冷却器（12）入口，三级冷却器（12）出口连接三级回热器（13）热端，三级回热器（13）冷端连接三级冷端换热器（18）第一端，三级冷端换热器（18）第二端连接三级脉管（17）入口，三级脉管（17）出口连接三级热端换热器（16）第一端， 三级热端换热器（16）第二端通过三级惯性管（15）连接三级气库（14）；               上述一级回热器（3）出口、一级脉管（6）入口、三级回热器（13）、二级回热器（22）的中部通过第一热桥（4‑1）依次连接到一起；二级脉管（23）入口、二级回热器（22）出口、三级回热器（13）、三级脉管（17）出口、三级热端换热器（16）第一端通过第二热桥（4‑2）依次连接到一起；其特征在于：三级回热器（13）低于20K温区部位增加了离心式螺旋型流道（5） ，其中离心式螺旋型流道（5）热端与三级回热器（13）冷端连接，离心式螺旋型流道（5）冷端与三级冷端换热器（18）第一端连接；离心式螺旋流道（5）从热端到冷端其螺旋半径逐渐减小，它的作用是使工作于该温区的流体氦的性质更接近理想气体。