[发明专利]一种气耦合脉冲管制冷机通道式冷端换热器及实现方法

权利要求书

1.一种气耦合脉冲管制冷机通道式冷端换热器，包括换热器外壳一(1)、换热器外壳二(9)、锥形狭缝体一(17)、锥形狭缝体二(13)、贯通孔一(4)、贯通孔二(12)、层流元件一(5)、层流元件二(18)、层流元件三(14)、槽道一(6)、槽道二(7)、堵头(8)，其特征在于：

将换热器外壳一(1)与换热器外壳二(9)作为冷端换热器的主换热面以及前后级冷指的气耦合接口，通过在换热器外壳一(1)与换热器外壳二(9)内部切割狭缝，并在换热器外壳一(1)内部加工槽道一(6)与槽道二(7)，实现第一级蓄冷器(16)、第一级脉冲管(11)以及第二级蓄冷器(3)之间的连接，并保护内部的锥形狭缝体一(17)、贯通孔一(4)、锥形狭缝二(13)、贯通孔二(12)、槽道一(6)以及槽道二(7)；在换热器外壳一(1)左半部中心处铣出直径为4mm的贯通孔一(4)，其上、下端面分别与换热器外壳一(1)的上、下端面齐平；从换热器外壳一(1)右侧面铣出3mm的槽道一(6)，使其左侧与贯通孔一(4)连通；在贯通孔一4左侧均匀切割锥形狭缝体一(17)，其上端面长度略小于第二级蓄冷器(3)下端面的半径，下端面长度略小于第一级蓄冷器(16)上端面的半径；沿贯通孔一(4)圆周在与槽道一(6)不连通部分均匀切割锥形狭缝，狭缝的宽度控制在0.2mm，条数控制为36条，具体情况视第二级蓄冷器(3)及其后阻力与第一级脉管(11)及其后阻力的比值而定；

在换热器外壳二(9)上端面中心处均匀切割出锥形狭缝体二(13)，其上端面直径为8mm，下端面直径略小于第一级脉管(11)的内径；围绕锥形狭缝体二(13)上下端面的中心线均匀切割锥形狭缝，狭缝的宽度控制在0.12mm，条数控制为48条，具体情况视加工精度与第一级脉管(11)及其后阻力而定；在锥形狭缝体二(13)的中心线处设置一个直径为3mm的贯通孔二(12)，其上、下端面分别与锥形狭缝二(13)的上、下端面齐平；在锥形狭缝体二(13)正上方铣出圆形槽道二(7)，其圆周直径略大于锥形狭缝体二(13)上端面直径，且一端与槽道一(6)连通；在槽道一(6)右侧设置堵头(8)，从而共同形成一种气耦合脉冲管制冷机通道式冷端换热器。

2.一种如权利要求1所述的气耦合脉冲管制冷机通道式冷端换热器的实现方法，其特征在于：

换热器外壳一(1)与换热器外壳二(9)均为紫铜材质，在换热器外壳一(1)的内部使用慢走丝线切割技术切割出锥形狭缝体一(17)，锥形狭缝体一(17)锥度的控制方法为其大端面直径略小于第一级蓄冷器(16)的内径，小端面直径略小于第二级蓄冷器(3)的内径；在换热器外壳二(9)的内部使用慢走丝线切割技术切割出锥形狭缝体二(13)，锥形狭缝体二(13)锥度的控制方法为其大端面直径略小于第一级脉冲管(11)的内径，小端面直径约为8mm；分别在锥形狭缝体一(17)和锥形狭缝体二(13)的中心处设置中空的贯通孔一(4)与贯通孔二(12)，锥形狭缝体一(17)的狭缝沿贯通孔一(14)圆周与槽道一(6)不连通的部分沿圆周240°～270°均匀切割；锥形狭缝体二(13)的狭缝围绕贯通孔二(12)沿圆周360°均匀切割；第一级蓄冷器(16)插入换热器外壳一(1)内部7mm，在两者空隙部分放置环形底座二(15)，环形底座二(15)与第一级蓄冷器(16)以及换热器外壳一(1)下端面根部凹槽紧贴；第二级蓄冷器(3)插入换热器外壳一(1)内部6mm，在两者空隙部分放置环形底座一(2)，环形底座一(2)与第二级蓄冷器(3)以及换热器外壳一(1)上端面根部凹槽紧贴；第一级脉冲管(11)插入换热器外壳二(9)内部6mm，在两者空隙部分放置环形底座三(10)，环形底座三(10)与第一级脉冲管(11)以及换热器外壳二(9)下端面根部凹槽紧贴；堵头(8)为紫铜材质，右端面与换热器外壳一(1)右侧面齐平，左端面与槽道二(7)侧面相接；槽道二(7)直径略大于锥形狭缝体二(13)直径，一侧与槽道一(6)连通，轴线与贯通孔二(12)轴线重合；槽道一(6)左侧与贯通孔一(4)连通；在第一级蓄冷器(16)与换热器外壳一(1)、第二级蓄冷器(3)与换热器外壳一(1)以及第一级脉冲管(11)与换热器外壳二(9)之间分别放置约2.5mm厚的层流元件二(18)、层流元件一(5)以及层流元件三(14)；各环形底座两端面、换热器外壳一(1)与换热器外壳二(9)以及换热器外壳一(1)与堵头(8)均通过洁净钎焊技术沿圆周焊接；实现第一级蓄冷器(16)、第二级蓄冷器(3)、第一级脉冲管(11)、换热器外壳一(1)以及换热器外壳二(9)之间的连接，从而形成一种气耦合脉冲管制冷机通道式冷端换热器。