回热式制冷机预冷的低温J-T节流制冷机
阅读：383发布：2024-01-27
专利汇可以提供回热式制冷机预冷的低温J-T节流制冷机专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种回热式制冷机预冷的低温J?T节流制冷机，包括回热预冷单元和J?T节流制冷单元，所述回热预冷单元包括依次相连的两个或两个以上的 回热器 ，至少有一组相邻的两个回热器的连接部位设有阻隔流动的声功传输部件，该阻隔流动的声功传输部件将相邻的两个回热器独立开来，保证各个回热器工作在各自的最佳充气压 力 下，且可将相邻回热器的声功传输。本发明的带有阻隔流动的声功传输部件的多级回热式制冷机预冷的J?T节流制冷循环的制冷性能也会比现有采用单一回热式制冷机预冷的J?T节流制冷循环高，而且可靠性更高，寿命更长，同时具备结构紧凑等优点。，下面是回热式制冷机预冷的低温J-T节流制冷机专利的具体信息内容。
1.一种回热式制冷机预冷的低温J-T节流制冷机，包括回热预冷单元和J-T节流制冷单元，所述回热预冷单元包括依次相连的两个或两个以上的回热器，其特征在于，至少有一组相邻的两个回热器的连接部位设有阻隔流动的声功传输部件，该阻隔流动的声功传输部件将相邻的两个回热器独立开来，保证各个回热器工作在各自的最佳充气压力下，且可将相邻回热器的声功传输。
2.根据权利要求1所述的回热式制冷机预冷的低温J-T节流制冷机，其特征在于，所述多级回热式制冷机为多级脉管制冷机。
3.根据权利要求2所述的回热式制冷机预冷的低温J-T节流制冷机，其特征在于，其特征在于，所述多级脉管制冷机为二级脉管制冷机，所述阻隔流动的声功传输部件设置在第一级回热器冷端与第二级回热器热端之间。
4.根据权利要求3所述的回热式制冷机预冷的低温J-T节流制冷机，其特征在于，其特征在于，所述J-T制冷单元包括按照制冷剂流向依次相连的J-T压缩机、第一级回热式换热器、第一级预冷换热器、第二级回热式换热器、第二级预冷换热器、节流前换热器、节流阀和蒸发器；
所述二级脉管制冷机中第一级冷端换热器(通过第一级热桥对第一级预冷换热器内的制冷剂进行预冷；第二级冷端换热器通过第二级热桥对第二级预冷换热器内的制冷剂进行预冷。
5.根据权利要求4所述的回热式制冷机预冷的低温J-T节流制冷机，其特征在于，其特征在于，所述J-T节流制冷单元中节流前换热器中高压侧管路上有一个与低压侧管路连通的旁通管路，该旁通管路上设有能够产生等焓节流效应的节流元件。
6.根据权利要求1所述的回热式制冷机预冷的低温J-T节流制冷机，其特征在于，所述回热预冷单元包括至少一个斯特林级制冷机和至少一个脉管级制冷机，所述斯特林级制冷机和脉管级制冷机的连接部位设有阻隔流动的声功传输部件，该阻隔流动的声功传输部件将斯特林级制冷机和脉管级制冷机独立开来，保证各级工作在各自的最佳充气压力下，且可实现级间的声功传输。
7.根据权利要求6所述的回热式制冷机预冷的低温J-T节流制冷机，其特征在于，至少一个脉管级制冷机包括至少两个回热器，且至少有一组相邻的两个回热器的连接部位布置有阻隔流动的声功传输部件，该阻隔流动的声功传输部件将相邻的两个回热器独立开来，保证各个回热器工作在各自的最佳充气压力下，且可将相邻回热器的声功传输。
8.根据权利要求6所述的回热式制冷机预冷的低温J-T节流制冷机，其特征在于，所述回热预冷单元包括预冷压缩机、预冷级斯特林级制冷机和低温级脉管级制冷机。
9.根据权利要求8所述的回热式制冷机预冷的低温J-T节流制冷机，其特征在于，所述J-T制冷单元包括按照制冷剂流向依次相连的J-T压缩机、第一级回热式换热器、第一级预冷换热器、第二级回热式换热器、第二级预冷换热器、节流前换热器、节流阀和蒸发器；
所述预冷级斯特林级制冷机中的预冷级冷端换热器通过第一级热桥对第一级预冷换热器内的制冷剂进行预冷；所述低温级脉管级制冷机的冷端换热器通过第二级热桥对第二级预冷换热器内的制冷剂进行预冷。
10.根据权利要求8所述的回热式制冷机预冷的低温J-T节流制冷机，其特征在于，所述J-T节流制冷单元的节流前换热器中高压侧管路上有一个与低压侧管路连通的旁通管路，该旁通管路上设有能够产生等焓节流效应的节流元件。
回热式制冷机预冷的低温J-T节流制冷机
技术领域
[0001] 本发明属于涉及一种制冷系统，具体是涉及一种高效回热式制冷机预冷的低温J-T节流制冷机。
背景技术
[0002] 随着科学技术的进步，低温制冷技术在过去近半个世纪中得到了快速发展，并在航空航天、国防军事、超导、医疗、能源以及低温物理等领域有着广泛而不可替代的应用。目前，对于空间液氦温区的制冷方式主要有液氦(或超流氦)杜瓦技术和机械式制冷技术。其中液氦杜瓦制冷技术利用储存在高真空多层绝热储罐里的液氦或者超流氦的蒸发吸热来实现制冷效应，这种方式可以获得较稳定的温度，在早期的航天探测领域具有广泛的应用，技术相对成熟，但是它存在体积大、重量重、绝热系统复杂，发射成本高以及使用寿命受工质存储量限制等缺点。
[0003] 随着机械式制冷技术的进步和发展，特别是板弹簧和间隙密封等技术的应用，彻底解决了杜瓦技术始终无法克服的长寿命问题，使得机械式制冷技术如斯特林制冷机和脉管制冷机近20年来在航天领域快速发展并占有相当的份额。而在15K以下温区，氦严重偏离理想气体性质、回热材料体积比热容急剧下降等原因造成已在空间大量运用的斯特林制冷机和斯特林型脉管制冷机在液氦温区制冷效率较低。实际空间应用中经常希望压缩机单元能够尽可能靠近散热单元便于热量的耗散，尽可能远离被冷却的探测器装置以减小压缩机带来的热耗散、机械振动和电磁干扰。而回热式低温制冷机的冷端与热端距离比较近，难以实现压缩机和冷头分置的要求，从而限制了其在空间任务中的应用。
[0004] 焦耳-汤普逊制冷机(Joule-Thomson Cooler，以下简称J-T节流制冷机)利用温度低于15K时，氦气的非理想特性显著这一特点带来的Joule-Thomson节流效应获得制冷效应，效率较高。而且J-T节流制冷机工质直流流动，冷端可根据所需冷却的结构进行自由设计等特点所带来的一系列优点使J-T节流制冷机成为空间液氦温区任务的主流。
[0005] 空间液氦温区机械式制冷技术主要集中在日本宇宙研究开发机构(Japan Aerospace Exploration Agency，JAXA)、美国宇航局(National Aeronautics and Space Administration，NASA)和欧洲空间局(European Space Agency，ESA)等机构，这些机构在近年来已发射或即将发射的航天探测器中，使用液氦温区机械式制冷技术的低温空间项目如表1所示。
[0006] 表1采用液氦温区机械式制冷技术的低温空间任务
[0007]
[0008] 从表1可以看到，以上提到的研究机构近年来已有的应用于空间的液氦温区的机械式制冷机大多为预冷型的J-T节流制冷机，且主要采用回热式制冷机预冷，如SMILES、Asrto-H和SPICA项目中的液氦温区J-T节流制冷循环均采用两级斯特林制冷机预冷，在ACTDP项目的竞标过程中更是出现了采用四级高频脉管制冷机、三级斯特林制冷机和三级高频脉管制冷机三种不同的预冷方式，但是预冷性J-T节流制冷技术在低温温区均存在这冷效率不高的技术问题。
发明内容
[0009] 本发明提供了一种高效回热式制冷机预冷的低温J-T节流制冷机，该制冷系统制冷性能高，且同时具备结构紧凑、寿命长和可靠性高等优点。
[0010] 一种回热式制冷机预冷的低温J-T节流制冷机，包括回热预冷单元和J-T节流制冷单元，所述回热预冷单元为带有流动阻隔的声功传输部件的多级回热式制冷机，回热预冷单元与J-T节流制冷单元通过热桥进行热耦合连接。
[0011] 作为优选，所述回热预冷单元包括依次相连的两个或两个以上的回热器，至少有一组相邻的两个回热器的连接部位设有阻隔流动的声功传输部件，该阻隔流动的声功传输部件将相邻的两个回热器独立开来，保证各个回热器工作在各自的最佳充气压力下，且可将相邻回热器的声功传输。
[0012] 带有流动阻隔的声功传输部件的多级回热式制冷机，在不同工作温区的子回热器的连接处布置有阻隔流动的声功传输部件，将多级回热式制冷机的若干个子回热器相互隔绝，无质量的交换，且依据各子回热器的工作温区，利用实验测试或者数值模拟，采用现有的方法，确定与之对应的最优充气压力，同时由于该部件具有弹性可以实现来自压缩机的声功的近乎无损的高效传输，使得该多级回热式制冷机的子回热器在任何一个温度区间都工作在最优的工况，从而使整个回热器工作在较大的温度区间的同时具有较高的效率，且结构更加紧凑，因此，用带有流动阻隔的声功传输部件的多级回热式制冷机预冷的液氦温区J-T节流制冷循环的制冷性能也会比现有采用常用回热式制冷机预冷的液氦温区J-T节流制冷循环更好，同时也具备其他方面的优点。
[0013] 作为优选，所述多级回热式制冷机为多级脉管制冷机。
[0014] 作为优选，所述多级脉管制冷机为二级脉管制冷机，所述阻隔流动的声功传输部件设置在第一级回热器冷端与第二级回热器热端之间。
[0015] 作为优选，所述J-T制冷单元包括按照制冷剂流向依次相连的J-T压缩机、第一级回热式换热器、第一级预冷换热器、第二级回热式换热器、第二级预冷换热器、节流前换热器、节流阀和蒸发器；按照制冷剂流向，J-T压缩机的出口依次通过第一级回热式换热器、第一级预冷换热器，第二级回热式换热器、第二级预冷换热器和节流前换热器的高温侧管路以及节流阀与蒸发器入口连通，蒸发器出口依次通过节流前换热器、第二级回热式换热器和第一级回热式换热器的低温侧管路与J-T压缩机入口连通。
[0016] 所述二级脉管制冷机中第一级冷端换热器(通过第一级热桥对第一级预冷换热器内的制冷剂进行预冷；第二级冷端换热器通过第二级热桥对第二级预冷换热器内的制冷剂进行预冷。
[0017] 为提高J-T节流制冷单元的制冷效率，改善所述J-T节流制冷单元的节流前换热器中高低压两侧氦气水当量不匹配造成的换热器效率低下的情形，作为优选，所述J-T节流制冷单元的节流前换热器可选择采用旁通节流的低温间壁式换热器，此时，作为对上述方案的进一步优选，所述J-T节流制冷单元中节流前换热器中高压侧管路上有一个与低压侧管路连通的旁通管路，该旁通管路上设有能够产生等焓节流效应的节流元件。
[0018] 为便于布置，作为优选的技术方案：所述回热预冷单元可选择带有流动阻隔的声功传输部件的两级高频脉管制冷机，包括预冷压缩机、回热器热端换热器、第一级回热器、第一级冷端换热器、第一级脉管、第一级脉管热端换热器、第一级调相机构、阻隔流动的声功传输部件、第二级回热器、第二级冷端换热器、第二级脉管、第二级脉管热端换热器、第二级调相机构。
[0019] 上述部件的连接方式为：预冷压缩机出口通过管路依次与回热器热端换热器、第一级回热器、第一级冷端换热器、第一级脉管、第一级脉管热端换热器和第一级调相机构连通；第二级回热器依次与第二级冷端换热器、第二级脉管、第二级脉管热端换热器和第二级调相机构连通；第一级回热器冷端通过阻隔流动的声功传输部件与第二级回热器热端连接。
[0020] 所述第一级冷端换热器通过第一级热桥对第一级预冷换热器内的制冷剂进行预冷；所述第二级冷端换热器通过第二级热桥对第二级预冷换热器内的制冷剂进行预冷。
[0021] 所述调相部件可选用多种结构，为提高制冷系统的整体制冷性能，作为优选，所述第一级调相机构和第二级调相机构均由一气库以及设于该气库与相应的脉管热端换热器之间的惯性管组成，同时该气库上布置有与之对应的充气阀。作为进一步优选，所述第二级调相机构同时与所述第二级脉管热端换热器和第一级冷端换热器相连。通过调节部件，能够实现对两级回热器内压力流和质量流相位的调整。
[0022] 作为优选，所述回热预冷单元包括至少一个斯特林级制冷机和至少一个脉管级制冷机，所述斯特林级制冷机和脉管级制冷机的连接部位设有阻隔流动的声功传输部件，该阻隔流动的声功传输部件将斯特林级制冷机和脉管级制冷机独立开来，保证各级工作在各自的最佳充气压力下，且可实现级间的声功传输。
[0023] 作为优选，至少一个脉管级制冷机包括至少两个回热器，且至少有一组相邻的两个回热器的连接部位布置有阻隔流动的声功传输部件，该阻隔流动的声功传输部件将相邻的两个回热器独立开来，保证各个回热器工作在各自的最佳充气压力下，且可将相邻回热器的声功传输。
[0024] 作为优选，所述回热预冷单元为带有流动阻隔的声功传输部件的斯特林/脉管复合制冷机包括预冷压缩机、预冷级斯特林制冷机和低温级脉管制冷机。所述压缩机通过管路与预冷级斯特林制冷机热端连通，所述预冷级斯特林制冷机的冷端通过阻隔流动的声功传输部件与低温级脉管制冷机的热端相连。
[0025] 作为进一步优选，所述J-T制冷单元包括按照制冷剂流向依次相连的J-T压缩机、第一级回热式换热器、第一级预冷换热器、第二级回热式换热器、第二级预冷换热器、节流前换热器、节流阀和蒸发器；按照制冷剂流向，J-T压缩机的出口依次通过第一级回热式换热器、第一级预冷换热器，第二级回热式换热器、第二级预冷换热器和节流前换热器的高温侧管路以及节流阀与蒸发器入口连通，蒸发器出口依次通过节流前换热器、第二级回热式换热器和第一级回热式换热器的低温侧管路与J-T压缩机入口连通。所述预冷级斯特林级制冷机中的预冷级冷端换热器通过第一级热桥对第一级预冷换热器内的制冷剂进行预冷；所述低温级脉管级制冷机的冷端换热器通过第二级热桥对第二级预冷换热器内的制冷剂进行预冷。
[0026] 为提高J-T节流制冷单元的制冷效率，改善所述J-T节流制冷单元的节流前换热器中高低压两侧氦气水当量不匹配造成的换热器效率低下的情形，作为优选，所述J-T节流制冷单元的节流前换热器中高压侧管路上有一个与低压侧管路连通的旁通管路，该旁通管路上设有能够产生等焓节流效应的节流元件。
[0027] 具体讲，所述预冷级斯特林制冷机包括气缸、板弹簧、级后冷却器、连杆、排出器、热端密封圈、冷端密封圈、预冷级冷端换热器；其中排出器通过连杆连接到板弹簧并固定在气缸热端，热端密封圈和冷端密封圈分别布置在排出器的热端和冷端，级后冷却器布置在板弹簧和排出器热端之间，预冷级冷端换热器布置在气缸冷端。
[0028] 所述低温级脉管制冷机包括通过管路依次连通的回热器、冷端换热器、脉管、脉管热端换热器及调相机构。
[0029] 所述调相部件可选用多种结构，为提高制冷系统的整体制冷性能，作为优选，所述调相机构由一气库以及设于该气库与相应的脉管热端换热器之间的惯性管组成，同时该气库上布置有与之对应的充气阀。作为进一步优选，所述调相机构同时与所述脉管热端换热器和预冷级冷端换热器相连，能够实现对回热器内压力流和质量流相位的调整。
[0030] 所述预冷级冷端换热器通过第一级热桥对第一级预冷换热器内的制冷剂进行预冷；所述冷端换热器通过第二级热桥对第二级预冷换热器内的制冷剂进行预冷。
[0031] 为进一步降低所述带有流动阻隔的声功传输部件的斯特林/脉管复合型制冷机的工作温度，作为优选，所述调相机构同时与所述脉管热端换热器和预冷级冷端换热器相连。
[0032] 为进一步降低所述带有流动阻隔的声功传输部件的斯特林/脉管复合型制冷机的工作温度，从而提高整机的效率，作为进一步优选，所述低温级脉管制冷机采用多级结构，在预冷级斯特林制冷机与低温级脉管制冷机的连接处以及低温级脉管制冷机的各级回热器的连接处至少有一处布置有阻隔流动的声功传输部件。
[0033] 与现有技术相比，本发明的有益效果体现在：
[0034] 本发明的采用带有流动阻隔的声功传输部件的回热式制冷机预冷的液氦温区J-T节流制冷系统，预冷级回热式制冷机在工作于不同温区的子回热器的连接处布置有阻隔流动的声功传输部件，将多级回热式制冷机的若干个子回热器相互隔绝，无质量的交换，且依据各子回热器的工作温区，利用实验测试或者数值模拟，采用现有的方法，确定与之对应的最优充气压力，同时由于该部件具有弹性可以实现来自压缩机的声功的近乎无损的高效传输，使得该多级回热式制冷机的子回热器在任何一个温度区间都工作在最优的工况，从而使整个回热器工作在较大的温度区间的同时具有较高的效率，更高效地为制冷级J-T节流制冷循环提供预冷。因此，本发明的带有阻隔流动的声功传输部件的多级回热式制冷机预冷的J-T节流制冷循环的制冷性能也会比现有采用单一回热式制冷机预冷的J-T节流制冷循环高，而且可靠性更高，寿命更长，同时具备结构紧凑等优点。附图说明
[0035] 图1为带有流动阻隔的声功传输部件的两级脉管制冷机预冷的低温J-T节流制冷机的一种实施方式的示意图。
[0036] 图2为带有流动阻隔的声功传输部件的两级脉管制冷机预冷的低温J-T节流制冷机的另一种实施方式的示意图。
[0037] 图3为带有流动阻隔的声功传输部件的两级斯特林/脉管复合型制冷机预冷的低温J-T节流制冷机的一种实施方式的示意图。
[0038] 图4为带有流动阻隔的声功传输部件的两级斯特林/脉管复合型制冷机预冷的低温J-T节流制冷机的另一种实施方式的示意图。
具体实施方式
[0039] 实施例1
[0040] 如图1所示，一种带有流动阻隔的声功传输部件的两级脉管制冷机预冷的低温J-T节流制冷机，包括回热预冷单元PTC和J-T节流制冷单元J-TC。其中J-T节流制冷单元包括J-T压缩机C2、第一级回热式换热器JHX1、第一级预冷换热器PHX1、第二级回热式换热器JHX2、第二级预冷换热器PHX2、节流前换热器JHX3、节流阀O和蒸发器LHC，回热预冷单元为带有流动阻隔的声功传输部件的两级脉管制冷机，包括预冷压缩机C1、回热器热端换热器HX1、第一级回热器RG1、第一级冷端换热器HX2、第一级脉管PT1、第一级脉管热端换热器HX3、第一级惯性管I1、第一级气库R1、第一级充气阀V1、阻隔流动的声功传输部件MIAT1、第二级回热器RG2、第二级冷端换热器HX4、第二级脉管PT2、第二级脉管热端换热器HX5、第二级惯性管I2、第二级气库R2、第二级充气阀V2，第一级热桥TB1和第二级热桥TB2。
[0041] 上述部件的连接关系为：
[0042] J-T节流制冷单元中：J-T压缩机C2的出口通过管路依次与第一级回热式换热器JHX1的高温侧管路、第一级预冷换热器PHX1、第二级回热式换热器JHX2的高温侧管路、第二级预冷换热器PHX2和节流前换热器JHX3的高温侧管路、节流阀O和蒸发器LHC入口连通，蒸发器LHC出口通过管路依次与节流前换热器JHX3的低温侧管路、第二级回热式换热器JHX2的低温侧管路、第一级回热式换热器JHX1的低温侧管路和J-T压缩机C2入口连通。
[0043] 回热预冷单元中：预冷压缩机C1通过管路依次与回热器热端换热器HX1、第一级回热器RG1、第一级冷端换热器HX2、第一级脉管PT1、第一级脉管热端换热器HX3、第一级惯性管I1、第一级气库R1、第一级充气阀V1连通；第二级回热器RG2通过流道依次与第二级冷端换热器HX4、第二级脉管PT2、第二级脉管热端换热器HX5、第二级惯性管I2、第二级气库R2、第二级充气阀V2连通；第一级回热器RG1冷端通过阻隔流动的声功传输部件MIAT1与第二级回热器RG2热端连接，实现第一级回热器RG1和第二级回热器RG2之间的流动阻隔和声功传输。
[0044] 第一级冷端换热器HX2通过第一级热桥TB1对第一级预冷换热器PHX1内的制冷剂进行预冷；第二级冷端换热器HX4通过第二级热桥TB2对第二级预冷换热器PHX2内的制冷剂进行预冷。
[0045] 本实施方式中工质的运行过程为：
[0046] 对于J-T节流制冷单元，制冷剂的运行过程为：制冷剂由J-T压缩机C2压缩至高压并排出，依次流经第一级回热式换热器JHX1的高温侧管路、第一级预冷换热器PHX1、第二级回热式换热器JHX2的高温侧管路、第二级预冷换热器PHX2和节流前换热器JHX3的高温侧管路，进入节流阀O处等焓节流至低压并达到液氦温度后进入蒸发器LHC，经蒸发器LHC与外界换热后蒸发出低压气体工质，依次流经节流前换热器JHX3的低温侧管路、第二级回热式换热器JHX2的低温侧管路、第一级回热式换热器JHX1的低温侧管路，最终返回液氦温区J-T压缩机C2。
[0047] 带有流动阻隔的声功传输部件的两级脉管制冷机与液氦温区J-T节流制冷循环间只存在热量传递，其第一级冷端换热器PHX1和第二级冷端换热器PHX2分别通过第一级热桥TB1和第二级热桥TB2为第一级预冷换热器PHX1和第二级预冷换热器PHX2中制冷工质提供预冷。
[0048] 对于带有流动阻隔的声功传输部件的两级脉管制冷机，其运行过程为：
[0049] 经过预冷压缩机C1压缩的高温高压气体流经回热器热端换热器HX1后冷却至室温，然后与第一级回热器RG1中的回热填料进行换热，温度降低，气体依次通过第一级冷端换热器HX2、第一级脉管PT1、第一级脉管热端换热器HX3、第一级惯性管I1进入第一级气库R1，稳定运行后在第一级冷端换热器HX2处产生制冷效应。第二级回热器RG2靠近热端的气体在第一级冷端换热器HX2的制冷效应的预冷下，温度降至第一级冷端换热器HX2的温度，同时第一级回热器RG1冷端的声功通过阻隔流动的声功传输部件MIAT1传输至第二级回热器RG2热端，驱动第二级回热器RG2中的气体依次通过第二级冷端换热器HX4、第二级脉管PT2、第二级脉管热端换热器HX5、第二级惯性管I2进入第二级气库R2，稳定运行后在第二级冷端换热器HX4处产生制冷效应。
[0050] 将本实施例1的技术方案与传统的两级斯特林或两级脉管制冷机预冷的J-T节流制冷循环进行模拟计算优化，结果对比如下：
[0051] 表2对于两级预冷的液氦温区J-T节流制冷模拟计算结果
[0052]
[0053] 其中J-T节流制冷循环假设条件为：J-T节流制冷循环压缩机吸气压力0.121MPa、第一级预冷温度90K、回热式换热器效率和节流前换热器效率均为0.97、表中J-T高压区间为计算最大COP所在区间。
[0054] 对于液氦温区J-T节流制冷机整机性能，预冷温度越低，达到最高效率(同时也是最大制冷量)所需要的高温侧压力越低，这对于整机的性能、寿命、制造成本等各方面都是有利的。而目前两级斯特林制冷机与两级高频脉管制冷机的所达到的性能为：最低制冷温度11～13K(此时无制冷量)，对于已公开文献中的情况来看，两级斯特林一般在15K～18K的温度范围内对J-T循环预冷。而本发明的带有流动阻隔的声功传输部件的两级脉管制冷机的预期最低制冷温度可至10K以下，即可在10K及以下提供预冷，结合上表2可以看到，采用带有流动阻隔的声功传输部件的两级脉管制冷机预冷能够大大提高J-T节流制冷机的整机性能。
[0055] 实施例2
[0056] 如图2所示，一种带有流动阻隔的声功传输部件的两级脉管制冷机预冷的低温J-T节流制冷机，与实施例1不同之处在于：所述J-T节流制冷单元中节流前换热器JHX3中高压侧管路上有一个与低压侧管路连通的旁通管路，该旁通管路上设有能够产生等焓节流效应的节流元件BO，该结构可以有效的改善节流前换热器JHX3高低压侧制冷工质水当量不平衡的问题，显著提高节流前换热器JHX3的效率，最终实现整机的高效工作。
[0057] 实施例3
[0058] 一种带有流动阻隔的声功传输部件的两级斯特林/脉管复合型制冷机预冷的低温J-T节流制冷机，与实施例1不同之处在于：所述回热预冷单元为带有流动阻隔的声功传输部件的两级斯特林/脉管复合制冷机，包括预冷机压缩机C1、气缸SC、板弹簧FB、连杆RD、级后冷却器AC、排出器DS、热端密封圈HS、冷端密封圈CS、预冷级冷端换热器CHX1、阻隔流动的声功传输部件MIAT、回热器RG、冷端换热器CHX2、脉管PT、脉管热端换热器HHX、惯性管I、气库R、充气阀V。
[0059] 上述回热预冷单元的各部件的通过如下方式连接：
[0060] 板弹簧FB、连杆RD、级后冷却器AC、排出器DS、热端密封圈HS、冷端密封圈CS和预冷级冷端换热器CHX1置于气缸SC内，排出器DS通过连杆RD与板弹簧FB连接固定在气缸SC热端，热端密封圈HS和冷端密封圈CS分别布置在排出器DS的热端和冷端，级后冷却器AC布置在板弹簧FB和排出器DS热端之间，预冷级冷端换热器CHX1布置在气缸SC冷端，压缩机C1通过管路与气缸SC热端连通；回热器RG通过管路依次与冷端换热器CHX2、脉管PT、脉管热端换热器HHX、惯性管I、气库R和充气阀V连接；预冷级冷端换热器CHX1通过阻隔流动的声功传输部件MIAT与回热器RG相连。
[0061] 预冷级冷端换热器CHX1通过第一级热桥TB1对第一级预冷换热器PHX1内的制冷剂进行预冷；冷端换热器CHX2通过第二级热桥TB2对第二级预冷换热器PHX2内的制冷剂进行预冷。
[0062] 本实施方式的带有流动阻隔的声功传输部件的两级斯特林/脉管复合型制冷机预冷的低温J-T节流制冷机的运行过程为：
[0063] 对于J-T节流制冷单元，制冷剂的运行过程为：制冷剂由J-T压缩机C2压缩至高压并排出，依次流经第一级回热式换热器JHX1的高温侧管路、第一级预冷换热器PHX1、第二级回热式换热器JHX2的高温侧管路、第二级预冷换热器PHX2和节流前换热器JHX3的高温侧管路，进入节流阀O处等焓节流至低压并达到液氦温度后进入蒸发器LHC，经蒸发器LHC与外界换热后蒸发出低压气体工质，依次流经节流前换热器JHX3的低温侧管路、第二级回热式换热器JHX2的低温侧管路、第一级回热式换热器JHX1的低温侧管路，最终返回液氦温区J-T压缩机C2。
[0064] 带有流动阻隔的声功传输部件的两级斯特林/脉管复合型制冷机与液氦温区J-T节流制冷循环间只存在热量传递，其第一级冷端换热器PHX1和第二级冷端换热器PHX2分别通过第一级热桥TB1和第二级热桥TB2为第一级预冷换热器PHX1和第二级预冷换热器PHX2中制冷工质提供预冷。
[0065] 对于带有流动阻隔的声功传输部件的两级斯特林/脉管复合型制冷机，其运行过程为：
[0066] 经过预冷压缩机C1压缩的高温高压气体流经级后冷却器AC后冷却至室温，然后与排出器DS中的回热填料进行换热，温度降低，通过控制压缩机C与排出器DS之间的运动，实现低温高压气体在冷端膨胀，温度进一步降低，在预冷级冷端换热器CHX1处产生制冷效应，RG内的气体经过预冷级冷端换热器CHX1的冷却作用，初始温度降至预冷级冷端换热器CHX1的温度，同时预冷级冷端换热器CHX1处的声功通过阻隔流动的声功传输部件MIAT传输至回热器RG内，驱动回热器RG中的气体依次通过冷端换热器CHX2、脉管PT、脉管热端换热器HHX、惯性管I进入气库R，稳定运行后在冷端换热器CHX2处产生制冷效应。
[0067] 实施例4
[0068] 如图4所示，一种带有流动阻隔的声功传输部件的两级斯特林/脉管复合型制冷机预冷的低温J-T节流制冷机，与实施例3不同之处在于：所述J-T节流制冷单元节流前换热器JHX3中高压侧管路上有一个与低压侧管路连通的旁通管路，该旁通管路上设有能够产生等焓节流效应的节流元件BO，该结构可以有效的改善节流前换热器JHX3高低压侧制冷工质水当量不平衡的问题，显著提高节流前换热器JHX3的效率，最终实现整机的高效工作。
[0069] 实施例5～6
[0070] 与实施例1、2的不同之处在于，第二级充气阀V2、第二级气库R2、第二级惯性管I2与第二级脉管热端换热器HX5同时与第一级冷端换热器HX2相连，通过降低第二级气库R2和第二级惯性管I2的工作温度以获得更大的调相角度，最终进一步提高该低温J-T节流制冷机制冷效率。
[0071] 实施例7～8
[0072] 与实施例3、4的不同之处在于，充气阀V、气库R、惯性管I与脉管热端换热器HHX同时与预冷级冷端换热器CHX1相连，通过降低气库R和惯性管I的工作温度以获得更大的调相角度，最终进一步提高该低温J-T节流制冷机制冷效率。
| 标题 | 发布/更新时间 | 阅读量 |
|---|---|---|
| 一种电动汽车寿命管理方法及系统 | 2020-05-08 | 660 |
| 开关寿命评估方法及系统 | 2020-05-08 | 226 |
| 一种散热效果好的新能源LED灯 | 2020-05-08 | 992 |
| 一种自适应抗干扰无线接入基站设备 | 2020-05-08 | 733 |
| 一种物联网传输信号中继器 | 2020-05-08 | 391 |
| 一种信息化教学工程类识图教学用投影仪 | 2020-05-08 | 181 |
| 一种适用于高温环境的空调 | 2020-05-08 | 300 |
| 一种防碾压泄露的锂电池 | 2020-05-08 | 677 |
| 一种新型待机控制电路 | 2020-05-08 | 560 |
| 一种井下工具高温高压试验井筒结构 | 2020-05-08 | 950 |
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台，是提供专利分析，专利查询，专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据，免费查、免费专利分析。
分析报告
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析，涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度，系统通过AI智能系统对图表进行解读，只需1分钟，一键生成行业专利分析报告。
循环寿命热门专利
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈