[发明专利]一种冷端换热器运动的G-M制冷机和方法

权利要求书

1.一种冷端换热器运动的G-M制冷机，包括带有进气阀和排气阀的气缸，其特征在于，还包括：

回热器，安装在所述气缸内；

冷端换热器，与所述气缸的制冷端通过动密封连接；

驱动机构，用于驱动冷端换热器按制冷机的运行频率进行往复运动以改变所述气缸的制冷端容积；

所述驱动机构包括：连接冷端换热器的连接件和驱动连接件的动力源；

所述动力源采用气压驱动系统，包括：

恒压源；

气动腔，与恒压源连接；

推移活塞，安装在气动腔内将其分隔为与恒压源连通的恒压腔以及与气缸的进出气管路连通的变压腔，所述推移活塞位于变压腔的侧面与连接件固定。

2.如权利要求1所述的冷端换热器运动的G-M制冷机，其特征在于，所述动力源布置在所述冷端换热器背向所述气缸的一侧，所述连接件为第一连杆。

3.如权利要求1所述的冷端换热器运动的G-M制冷机，其特征在于，所述动力源布置在所述气缸远离所述冷端换热器一端，所述连接件为自所述气缸远离所述冷端换热器一端延伸至冷端换热器并连接的第二连杆。

4.如权利要求3所述的冷端换热器运动的G-M制冷机，其特征在于，所述第二连杆设有多根，围绕气缸分布。

5.如权利要求1所述的冷端换热器运动的G-M制冷机，其特征在于，所述连接件的材质为木材或者塑料。

6.一种冷端换热器运动的G-M制冷方法，其特征在于，使用如权利要求1所述的冷端换热器运动的G-M制冷机，包括以下步骤：

(1)循环开始时，所述冷端换热器位于其运动行程最靠近回热器的位置，所述气缸内容积为最小值，进气阀打开，排气阀关闭，高压气体充入气缸、回热器和冷端换热器中的空隙；

(2)进气阀保持打开，当压力平衡后，动力源通过连接件驱动冷端换热器向远离气缸方向运动，气缸容积增大，高压气体通过回热器进入气缸，气体在通过回热时，向回热填料放热，气体的温度降低；

(3)当冷端换热器运动至其最远离气缸的位置，气缸内容积达到其最大值时，关闭进气阀，打开排气阀，气缸内高压气体经回热器向排气阀放气，气体膨胀过程产生的制冷量从冷端换热器输出；

(4)保持排气阀开启，动力源驱动冷端换热器向靠近气缸方向运动，气体从气缸中通过回热器由排气阀排出，气体由下而上经过回热器时，从回热填料吸热，填料的温度下降，气体的温度升高，冷端换热器达到起始位置时，关闭排气阀，完成一个制冷循环。

7.一种冷端换热器运动的G-M制冷方法，其特征在于，使用如权利要求1所述的冷端换热器运动的G-M制冷机，包括以下步骤：

(1)循环开始时，所述冷端换热器位于其运动行程最靠近回热器的位置，所述气缸内容积为最小值，进气阀打开，排气阀关闭，高压气体充入气缸、回热器和冷端换热器之间的空隙以及气动腔；

(2)进气阀保持打开，当压力平衡后，推移活塞通过连接件驱动冷端换热器向远离气缸方向运动，气缸容积增大，高压气体通过回热器进入气缸，气体在通过回热时，向回热填料放热，气体的温度降低；

(3)当冷端换热器运动至其最远离气缸的位置，气缸内容积达到其最大值时，关闭进气阀，打开排气阀，气缸内高压气体经回热器向排气阀放气，气体膨胀过程产生的制冷量从冷端换热器输出；

(4)保持排气阀开启，推移活塞驱动冷端换热器向靠近气缸方向运动，气体从气缸中通过回热器由排气阀排出，气体由下而上经过回热器时，从回热填料吸热，填料的温度下降，气体的温度升高，冷端换热器达到起始位置时，关闭排气阀，完成一个制冷循环。