專利名稱：斯特林循環(huán)制冷機的熱力組件的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于制冷技術領域，涉及對斯特林循環(huán)制冷機的改進。
已公開的各種改良斯特林循環(huán)制冷機方案都有一個共同的缺點，例如美國專利3074244和4796430公開的改良斯特林循環(huán)制冷機方案，其回熱器和冷頭內(nèi)部的氣流通道成90°角，回熱器和微型散熱器的連接也有一個轉折角。由于在高壓區(qū)存在這兩個曲折，使工質流道不夠通暢，壓力損失較大。又由于高壓工質流從微型散熱器進入回熱器需有一個轉折整流區(qū)而增加了死容積。這兩者都導致了熱效率的降低。此外，這種結構使高壓腔多出一個安裝接合面，增加了工質氣體泄漏的隱患，降低了可靠性。
本實用新型的目的是克服現(xiàn)有改良斯特林循環(huán)制冷機方案的上述缺點，提供一種改良斯特林循環(huán)制冷機熱力組件的新結構，降低工質流道的阻力，提高熱效率和工作的可靠性。
本實用新型的技術方案是一種斯特林循環(huán)制冷機的熱力組件，由帶有氣流通道2的冷頭1、回熱器3、微型散熱器4、膨脹活塞缸5、汽缸頭6、回熱器壓板8組成，回熱器3的冷端與冷頭1中的氣流通道2連通，回熱器3的熱端與安裝在汽缸頭6中的微型散熱器4連通，膨脹活塞缸5的一端與氣流通道2的另一端連接，膨脹活塞缸5的另一端安裝在汽缸頭6中，回熱器壓板8固定在活塞缸5和回熱器3上，回熱器3、微型散熱器4和膨脹活塞缸5通過冷頭1上的氣流通道2連通，構成一個封閉的通道，其特征在于，回熱器3與微型散熱器4共軸并焊接為一體；回熱器3與氣流通道2的夾角α為135°±15°。
本實用新型的優(yōu)點是第一、微型散熱器和回熱器共軸成一條直線，而且高壓工質流又以135°±15°的角度進入膨脹腔，使工質得到整流，大大減少了流阻和死容積，提高了熱效率。第二、由于微型散熱器和回熱器共軸成一直線，并焊接為一體，消除了它們之間的安裝接合面，在最容易泄漏高壓工質的部位，改善了流道的密封性，從而提高了整機工作可靠性。第三、回熱器的布局突破了傳統(tǒng)的垂直方式，而采用傾斜方式，擴大了壓縮缸和膨脹缸之間的距離，大大擴大了將馬達與曲軸合二為一的機電一體化的先進驅動機構的適用范圍，并擴大了工程設計的優(yōu)化裕度。例如，按本實用新型設計的一個改良斯特林循環(huán)制冷機方案，其內(nèi)腔由Φ260毫米減小到Φ210毫米，大幅度減輕了作為壓力容器的曲軸箱的壓力負荷，也減少了整機的外徑尺寸。


。
圖1是本實用新型的結構示意圖。
圖2是回熱器3、微型散熱器4、氣流通道2之間的角度示意圖。
以下結合附圖給出的實施例對本實用新型做進一步說明。參見圖1，本熱力組件由帶有氣流通道2的冷頭1、回熱器3、微型散熱器4、膨脹活塞缸5、汽缸頭6、回熱器壓板8組成。以不銹鋼管為管壁的回熱器3的冷端與氣流通道2的一端密封連通，回熱器3的熱端與安裝在汽缸頭6中的銅質微型散熱器4連通。膨脹活塞缸5的一端與氣流通道2的另一端密封連接，膨脹活塞缸5的另一端安裝在汽缸頭6中的安裝孔內(nèi)。回熱器壓板8固定在活塞缸5和回熱器3上。回熱器3、微型散熱器4和膨脹活塞缸5通過冷頭1上的氣流通道2連通，構成一個可變?nèi)莘e的密閉腔。被壓縮缸壓縮的高壓氣體工質，一般為氮氣或氦氣，在這個密閉腔內(nèi)實現(xiàn)等溫壓縮、等容降壓、等溫膨脹和等容增壓四個熱力過程，也就是完成一個近似逆斯特林循環(huán)的熱力循環(huán)。本實用新型的改進在于，第一、回熱器3與微型散熱器4共軸，連成直線，并焊接為一體。參見圖2，線段AD代表氣流通道2的軸線，線段AB代表回熱器3的軸線，線段BC代表微型散熱器4的軸線，在已有技術中線段ABC為折線通道，在本實用新型中，線段ABC變成直線通道，消除了轉折整流區(qū)的死容積。而且，回熱器3和微型散熱器4焊接為一體，提高了密封性。第二、將回熱器3與冷頭1由垂直連接改為傾斜連接，使回熱器3與氣流通道2的夾角α即圖2中線段AD與AB的夾角，形成135°±15°的整流角度。從而減少工質在過渡界面上高速流動的壓力損失。
為了增加冷頭的剛性并承受拉力，可以在冷頭1的兩側各固定一個拉力管7，其一端與冷頭1固定，另一端與回熱器壓板8固定。
權利要求1.一種斯特林循環(huán)制冷機的熱力組件，由帶有氣流通道(2)的冷頭(1)、回熱器(3)、微型散熱器(4)、膨脹活塞缸(5)、汽缸頭(6)、回熱器壓板(8)組成，回熱器(3)的冷端與氣流通道(2)的一端連通，回熱器(3)的熱端與安裝在汽缸頭(6)中的微型散熱器(4)連通，膨脹活塞缸(5)的一端與氣流通道(2)的另一端連通，膨脹活塞缸(5)的另一端安裝在汽缸頭(6)中，回熱器壓板(8)固定在活塞缸(5)和回熱器(3)上，回熱器(3)、微型散熱器(4)和膨脹活塞缸(5)通過冷頭(1)上的氣流通道(2)連通，構成一個封閉的通道，其特征在于，回熱器(3)與微型散熱器(4)共軸并焊接為一體；回熱器(3)與氣流通道(2)的夾角為135°±15°。
2.根據(jù)權利要求1所述的斯特林循環(huán)制冷機的熱力組件，其特征在于，在冷頭(1)的兩側各有一個拉力管(7)，其一端與冷頭(1)固定，另一端與汽缸頭(6)固定。
專利摘要本實用新型涉及對斯特林循環(huán)制冷機的改進。本實用新型由冷頭1、回熱器3、微型散熱器4、膨脹活塞缸5、汽缸頭6、回熱器壓板8組成，回熱器3、微型散熱器4和膨脹活塞缸5通過冷頭1上的氣流通道2構成封閉的工質通道。其特征在于，回熱器3與微型散熱器4共軸并焊接為一體；回熱器3與氣流通道2的夾角為135°±15°。本實用新型能降低工質流阻，減少死容積，提高熱效率和可靠性。
文檔編號F25B9/14GK2354081SQ9824896
公開日1999年12月15日 申請日期1998年11月11日 優(yōu)先權日1998年11月11日
發(fā)明者李國富 申請人:李國富