高频微型脉冲管制冷机实用化研究.pdfVIP

高频微型脉冲管制冷机的实用化研究木 梁惊涛闺令文周远朱文秀靖葳巨永林蔡京辉 (中国科学院理化技术研究所旺中心 北京市2711信籍loooeo) 一夏：脉冲臂捌冷机经过多年的茇晨，性能不断改暮．目前已开始进^实用化I嗡_段．磁赣墅脉 ’ 冲臂错狰机结掏蟹凑。应用方便，井巨圭蔓工作在需采量较大的液氰沮区，固此将首先得到一定 鬣蕞的应用．车文舟留了作者针对艨冲f剖冲机在红井和超导方面的应用所作的实用化工作，讨 论了尚持杆决的闷曩． 关t词：脉冲管制狰帆实用化 l前言 最近十多年，脉冲管{扫!|_冷机研究取褥7一系歹U进展，包括双向进气、多路旁遗、惯性臂、 第二4、孔、喷嘴等的提出和直流现象、脉冲管内二次流动现象的发现等．使得臆冲管镧冷机 的效事逐步得受睫高，现在已基本能够满足实用要求。脉冲管翩冷机具有的低沮下无运动部 件的独特优点，在某些场合可以弥朴其在效率方面的不足，成为一种现实的选择．盟此，从 嗣内外的发展态势来看，脉冲管翻冷机已经开始进入实用化阶段． 脉冲管制冷机按压力波产生的方式可分为两种类型：(I)低频大功率脉冲管制冷机，采 甩氯压缩机加旋转阀产生压力波；(2)高撅徽型脉冲臂铡冷机，由潘塞的往复运动直接产生 压力波．由于后者比前者效率更高、结构更紧凑，在渡氮溢区制冷功率较小的埒台(目前一 般小于15w)，采用后者更为有利．因此，我们在脉冲管捌拎机的实用化方面，选择高频徽 型脉冲管制冷机作为主要方向．针对不同用途的红外和超导器件的冷却需求，开展实用亿研 究． 2用于红外器件冷却的脉冲管制冷机 按用途分为空『司应用和非空间应用两类，前者主要指为气象、资源、靛寨和菝警簪卫星 的红外探鼍器件提供长寿命冷潭，后者主要指为飞机、舰船、战车等武器装备以及民用红井 器件提供方便可誊的冷瀑． z1空闫应用脉冲警翻冷机 低温中心宜“九五。以来，与中科院t海技术钧理所联台开屡空闻虹外掭—嚣用簟垂脉 冲管镧冷机研究1．脉冲管制冷器采用再轴和多路旁通结构．压缩机为发性驱动．在采用低 沮中心研制的采用轮式弹簧的压缩机提供压力波的情况下，翻冷功事达到2釉—Ⅳ，85K以 上，簟入功卑29w。重量小于3l毡．连续工作寿命达捌Z100小时以上。圈I为该制冷机的 长寿命实验结果．从图中可以看出，借冷机冷螭温度波动为士lK，基本上平穗．在连续工 作约1200小时后，翻冷量小于上述指标。卸认为髓冷机失效，停机后分析检翻帕结果表明t 冷量下障主要是由于工质污染． ·置蠢白纂科学基童■肚项目(批准号。5972靳15，j钾口∞．．) B 如果采用板弹簧支撑的压缩机，并严格控制工艺过程，制冷机的效率和寿命可以进一步 提高．低温中心与上海技术物理所将在“十五”继续联合开展空间长寿命脉冲管制冷机自q研 制工作。 ^z一●k三。-．4 E。p E，E一点量 0fte oUrl) c●●tan st(h Tim●●in 图1脉冲管制冷机的长寿命实验结果 2·2』舞裂篇髫嚣澍此类脉冲管制冷机的寿命和效率要求较低，蜊管冷指的 与空间脉冲管制冷机相比．此类脉冲管制冷静L的寿命和双翠曼累敉仳’怛脲。个耳“““ 肘然穰裂二嚣燃嫠嚣瓣芡黧。减小脉冲管冷删阮 低温中心在空间脉冲管制冷机技术的基础上t增大辅八功羊’藏1、脲什百俘’9州“。“’ 研制苫针对军事应用的脉冲管制冷机样机，图2为其结构示意图。 图2季空间应用脉冲管制冷机结构示意图 最低温度可达到 ． 韵制冷功奉为 ·j巴挣孺外恐从煳瑚口’列6““’4“ 80K 3screw制冷功率·这样的制冷能力已经艟够满足—些军