[发明专利]直线型脉管制冷机集成式锥形狭缝冷端换热器及制造方法

摘要

本发明公开了一种直线型脉管制冷机的集成式锥形冷端换热器及制造方法，其主要由外壳、锥形狭缝体以及T型导流芯柱三部分组成。外壳为主散热面和耦合接口，并保护锥形狭缝体和T型导流芯柱，且实现与蓄冷器及脉管的连接；在外壳内部使用慢走丝线切割技术切割出锥形狭缝体，并在中心处设置一个T型导流芯柱，导流芯柱上切割出芯柱狭缝。本发明在不等直径间均匀切割锥形狭缝的方式实现了在有限体积内的换热面积最大化，切割方式由大直径端向小直径端自然过渡，热阻和流动损失均最小化；实现了不附加气体导流器完成脉管内气体的层流化。该发明将大幅度促进直线型脉管制冷机整机性能的提升，对于其实用化乃至航天应用等方面都具有非常积极的意义。

主权项

一种直线型脉管制冷机的集成式锥形狭缝冷端换热器，包括外壳（5）、锥形狭缝体（6）以及T型导流芯柱（7），其特征在于：所述的外壳（5）首先作为冷端换热器的主散热面和与被冷却器件的耦合接口，并保护内部的锥形狭缝体（6）和T型导流芯柱（7），且实现与蓄冷器（1）及脉管（11）的连接；在外壳（5）的内部均匀切割出锥形狭缝体（6），锥形狭缝体（6）的左端面直径与蓄冷器（1）的内径相等，右端面直径与脉管（11）的内径相等，锥形狭缝体（6）的左端面与蓄冷管加厚管壁（4）以及蓄冷填料（2）的右端面齐平，右端面与脉管根部凸台（12）的右端面齐平；锥形狭缝围绕锥形狭缝体（6）左右端面的中心线均匀切割，狭缝的宽度控制在0.1～0.15mm之间，条数控制在48～64条之间；在锥形狭缝体（6）的中心处设置一个中空的T型导流芯柱（7），其左右端面分别与锥形狭缝体（6）的左右端面齐平，中心留有一个1～1.5mm的贯通孔（13）；T型导流芯柱（7）由芯柱细部（14）和芯柱粗部（15）组成，芯柱细部（14）约占总长度的2/3，芯柱粗部（15）约占总长度的1/3，芯柱粗部（15）与芯柱细部（14）的直径比为1.1：1；围绕贯通孔（13）的中心线，在T型导流芯柱（7）上均匀切割出芯柱狭缝（16），狭缝的宽度控制0.05～0.1mm之间，条数控制在18～24条之间，从而形成用于直线型脉管制冷机的集成式锥形狭缝冷端换热器。