CN108759147A - 一种采用脉管型自由活塞斯特林制冷机的酒柜 - Google Patents

Abstract

根据本发明的采用脉管型自由活塞斯特林制冷机的酒柜，包括酒柜箱体和制冷系统，酒柜箱体由外部绝热框架和门围成的内部制冷区域构成，制冷系统由脉管型自由活塞斯特林制冷机、重力热管散热装置、有芯热管导冷装置、环形锁紧件和环形紧固件构成并置于的酒柜箱体内的顶部；重力热管散热装置包括多个U型重力热管，该重力热管的蒸发端通过的环形锁紧件与斯特林制冷机的散热面紧密接触相连，该重力热管的冷凝端设有第一翅片，该第一翅片外设有第一风扇，有芯热管导冷装置包括多个有芯热管，该有芯热管的冷凝端通过的环形紧固件与斯特林制冷机的冷头相连；该有芯热管的蒸发端设有第二翅片，该第二翅片外设有第二风扇，用以对第二翅片进行对流散冷。

Description

一种采用脉管型自由活塞斯特林制冷机的酒柜

技术领域

本发明属于家电领域，具体涉及一种采用脉管型自由活塞斯特林制冷机的酒柜。

背景技术

储藏各种高级酒类时，为保持它的良好品质，需将其存放在一定环境中。保存葡萄酒的环境要求恒温、恒湿、避光、避震、通风、无异味。酒柜能精确地控制葡萄酒储存的环境，防止其因氧化而变质。

目前，市售的酒柜一般采用热电制冷和蒸汽压缩制冷两种制冷方式。

采用热电制冷的酒柜，使用热电致冷器(TEC)作为主要冷源。热电致冷器的工作原理基于热电第二效应(即玻尔帖效应)：两种不同的金属构成闭合回路，当回路中存在直流电流时，两个接头之间将产生温差。采用热电制冷的酒柜无振动、无噪音、无污染、重量轻，并且通过改变流过TEC的电流，可以达到精确控温。但它温控范围小，一般温控范围在10～12℃或者12～22℃，并受环境温度的影响比较大，只能比环境温度下降6～8℃，高温地区不适用。

采用蒸汽压缩制冷的酒柜的制冷系统，由压缩机、冷凝器、节流部件和蒸发器四个基本部分组成，各个部分通过管道连接在一起组成一个封闭的系统。系统内充以一定量的制冷剂，制冷剂在系统内通过压缩、冷凝、节流、蒸发四个循环过程制冷。采用蒸汽压缩制冷的酒柜制冷速度快，制冷效果好，技术成熟，因此性能稳定、寿命长。采用蒸汽压缩制冷的酒柜工作时，压缩机在温控器的控制下间歇启停。当酒柜中的温度高于设定温度时，压缩机启动制冷，柜内温度降低，直至酒柜中的温度达到设定温度以下的某一临界值，压缩机停止工作，柜内温度开始上升。当温度上升至另一高于设定温度的临界值时，压缩机又开始启动工作。以上过程反复循环。因此，即使酒柜处于稳定状态，酒柜中的温度和湿度也有周期性的波动，这对酒的保存不利。

申请号2011100245791的发明专利“一种采用斯特林制冷机的酒柜”中采用斯特林制冷机解决上述问题，用来实现酒柜控温精度高，环境适应性好，湿度、温度波动小的功能，但传统斯特林制冷机的膨胀活塞仍具有冷热端高频运动带来的泵气损失、穿梭损失以及轴向导热损失等缺陷。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种使用新型高效的脉管型自由活塞斯特林制冷机的酒柜，本发明的同轴脉管型自由活塞斯特林制冷机取消了传统自由活塞斯特林制冷机较长的低温膨胀活塞，以较短室温区工作的功回收膨胀活塞代替。自由活塞斯特林制冷机的膨胀气缸变成了脉管冷指的脉冲管，脉冲管冷端布置有层流化的导流器，热端设有二级热端换热器。这种改变结合了自由活塞斯特林制冷机和脉管制冷机的优点，通过取消在冷热端高频运动的膨胀活塞，消除了低温膨胀活塞带来的泵气损失、穿梭损失以及轴向导热损失。通过热端设置较短的室温膨胀活塞解决了脉管制冷机的声功回收问题，因此，当完全回收冷端声功时，该新型脉管型自由活塞斯特林制冷机理论效率为卡诺循环效率。同时，取消低温膨胀活塞降低了制冷机制造难度，减小了整机质量。

本发明提供了一种采用脉管型自由活塞斯特林制冷机的酒柜，具有这样的特征，包括酒柜箱体和制冷系统，酒柜箱体由外部绝热框架和门围成的内部制冷区域构成，的制冷系统由脉管型自由活塞斯特林制冷机、重力热管散热装置、有芯热管导冷装置、环形锁紧件和环形紧固件构成并置于的酒柜箱体内的顶部；的重力热管散热装置包括多个U型重力热管，该重力热管的蒸发端通过的环形锁紧件与斯特林制冷机的散热面紧密接触相连，该重力热管的冷凝端设有第一翅片，该第一翅片外设有第一风扇，用以对第一翅片进行对流散热；的有芯热管导冷装置包括多个有芯热管，该有芯热管的冷凝端通过的环形紧固件与斯特林制冷机的冷头相连；该有芯热管的蒸发端设有第二翅片，该第二翅片外设有第二风扇，用以对第二翅片进行对流散冷；在酒柜箱体内部的后板前和的有芯热管导冷装置下平行于该后板设置有一块钢制薄板，在该后板和钢制薄板之间的间隙形成风道，该钢制薄板上有不均匀的出风小孔，该钢制薄板的底部向酒柜后板弯折，使的钢制薄板底部与的后板的间隙减小；在的制冷区域设有多个存酒架，酒柜箱体顶部设有通风口，酒柜箱体左侧对应第一翅片处开有散热口，酒柜箱体顶部对应第二翅片处开有吸风口，脉管型自由活塞斯特林制冷机包括直线电机、压缩单元、膨胀机单元以及机架，其中，机架包括法兰、设置在法兰中的活塞管以及底座，法兰呈圆盘形状，该法兰的一侧还设置有同心的小圆盘，底座呈筒状，一端与法兰的另一侧相连，另一端为自由端，底座的中心线与法兰的中心线重合，活塞管为直通管，一端开口位于小圆盘的外侧，另一端开口位于底座内，活塞管内具有柱形活塞腔，用于容纳制冷机的压缩活塞和膨胀活塞，活塞腔上设置有多个穿透活塞管管壁的通孔，直线电机包括外轭铁、内轭铁以及动子，外轭铁、内轭铁分别设置在机架上且外轭铁、内轭铁之间具有间隙，动子设置在间隙中，压缩单元具有压缩活塞、压缩活塞弹簧，压缩活塞弹簧通过连接件与机架固定连接，压缩活塞设置在活塞管中，一端与动子相连且与压缩活塞弹簧相连，另一端为自由端，膨胀机单元包括膨胀活塞、膨胀活塞弹簧、膨胀活塞杆、一级热端换热器、二级热端换热器、回热器、脉冲管、冷端换热器，一级热端换热器呈圆筒状，套在活塞管的外壁上且设置在小圆盘的端面上，脉冲管的一端与活塞管外侧一端相连，另一端与冷端换热器相连，回热器呈圆筒状，设置在脉冲管的外侧，一端与冷端换热器相连，另一端与一级热端换热器相连，二级热端换热器设置在脉冲管内，膨胀活塞在活塞管中，膨胀活塞弹簧通过连接件与机架固定连接，膨胀活塞杆的一端与膨胀活塞相连，另一端穿过压缩活塞、压缩活塞弹簧后与膨胀活塞弹簧相连，压缩活塞、膨胀活塞以及活塞腔构成压缩腔，膨胀活塞、二级热端换热器以及活塞腔构成膨胀腔。

在本发明提供的采用脉管型自由活塞斯特林制冷机的酒柜中，还可以具有这样的特征：其中，重力热管的蒸发端分别固定安装在环形锁紧件的环内侧沿圆周方向的环形凹槽内。

另外，在本发明提供的采用脉管型自由活塞斯特林制冷机的酒柜中，还可以具有这样的特征：其中，有芯热管的冷凝端分别固定安装在环形紧固件上表面的孔中。

另外，在本发明提供的采用脉管型自由活塞斯特林制冷机的酒柜中，还可以具有这样的特征：其中，环形锁紧件为环形并设有两个用于固定该环形锁紧件的螺栓孔，环外侧开有若干缺口。

另外，在本发明提供的采用脉管型自由活塞斯特林制冷机的酒柜中，还可以具有这样的特征：其中，重力热管的蒸发端与斯特林制冷机的散热面接触处涂有导热硅脂。

另外，在本发明提供的采用脉管型自由活塞斯特林制冷机的酒柜中，还可以具有这样的特征：其中，有芯热管的冷凝端与斯特林制冷机的冷头接触处涂有导热硅脂。

另外，在本发明提供的采用脉管型自由活塞斯特林制冷机的酒柜中，还可以具有这样的特征：其中，的钢制薄板上的出风小孔的孔径沿垂直方向自上而下由小变大。

另外，在本发明提供的采用脉管型自由活塞斯特林制冷机的酒柜中，其特征在于，还包括设置在脉冲管一端且位于脉冲管内的导流器。

另外，在本发明提供的采用脉管型自由活塞斯特林制冷机的酒柜中，还可以具有这样的特征：其中，在冷端换热器和回热器还设置有第一滤层，第一滤层呈筒状，采用不锈钢丝网制成。

另外，在本发明提供的采用脉管型自由活塞斯特林制冷机的酒柜中，还可以具有这样的特征：其中，回热器呈筒状，采用聚酯类薄膜制成。

发明的作用与效果

本发明使用脉管型自由活塞斯特林制冷机作为酒柜制冷系统的冷源，利用膨胀工作气体(通常为氦气)制冷，为减小振动，斯特林制冷机底部有被动式减震器。工作时，工作气体从斯特林制冷机的冷头吸收热量，在斯特林制冷机的散热面放出热量。通常，对于大冷量的斯特林制冷机，工作气体与冷头、工作气体与散热面的换热量比都较大，而热管传热效率高，使用热管进行冷量传递和热量散发，在较小的空间能达到较大的换热量。按照工作液体回流动力分，热管可分为有芯热管、两相闭式热虹吸管(又称重力热管)等等。一般有芯热管由管壳、吸液芯和端盖组成。热管内部是被抽成负压状态，充入适当的液体，这种液体沸点低，容易挥发。管壁有吸液芯，其由毛细多孔材料构成。热管一段为蒸发端，另外一段为冷凝端，当热管一段受热时，毛细管中的液体迅速蒸发，蒸气在微小的压力差下流向另外一端，并且释放出热量，重新凝结成液体，液体再沿多孔材料靠毛细力的作用流回蒸发段，如此循环不止，热量由热管一端传至另外一端。这种循环是快速进行的，热量可以被源源不断地传导开来。对于长距离的热量传递，通常采用重力热管。重力热管没有吸液芯，因此结构简单。重力热管只能单向导热，且冷凝段必须高于蒸发段。工作时，重力热管内部的工作液体在蒸发段吸热汽化成为蒸气，蒸气上升至冷却段释放热量重新凝结成液体，再依靠重力回流到蒸发段。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)由于采用脉管型自由活塞斯特林制冷机，通过改变驱动电压来控制制冷量，实现精确控湿、控温，在酒柜处于稳定状态时，容易实现酒柜内部温度湿度恒定不变。

(2)由于采用脉管型自由活塞斯特林制冷机与热管技术结合，不仅使酒柜内控温精度高，环境适应性好，而且湿度、温度波动小。

(3)本发明的同轴脉管型自由活塞斯特林制冷机取消了传统自由活塞斯特林制冷机较长的低温膨胀活塞，以较短室温区工作的功回收膨胀活塞代替。自由活塞斯特林制冷机的膨胀气缸变成了脉管冷指的脉冲管，脉冲管冷端布置有层流化的导流器，热端设有二级热端换热器。这种改变结合了自由活塞斯特林制冷机和脉管制冷机的优点，通过取消在冷热端高频运动的膨胀活塞，消除了低温膨胀活塞带来的泵气损失、穿梭损失以及轴向导热损失。通过热端设置较短的室温膨胀活塞解决了脉管制冷机的声功回收问题，因此，当完全回收冷端声功时，该新型脉管型自由活塞斯特林制冷机理论效率为卡诺循环效率。同时，取消低温膨胀活塞降低了制冷机制造难度，减小了整机质量。

附图说明

图1是本发明采用脉管型自由活塞斯特林制冷机的酒柜中斯特林制冷机的示意图；

图2是本发明采用脉管型自由活塞斯特林制冷机的酒柜中重力热管散热装置的示意图；

图3是本发明采用脉管型自由活塞斯特林制冷机的酒柜中有芯热管导冷装置的示意图；

图4是本发明采用脉管型自由活塞斯特林制冷机的酒柜中斯特林制冷机、重力热管散热装置和有芯热管导冷装置的组合装配示意图；

图5是本发明采用脉管型自由活塞斯特林制冷机的酒柜中环形锁紧件的示意图；

图6是环形锁紧件与重力热管组装并沿着图5中的平面B剖开后的剖视图；

图7是本发明采用脉管型自由活塞斯特林制冷机的酒柜的立体图；

图8是图7中酒柜拆去门和右壁面的右视图；

图9是本发明采用脉管型自由活塞斯特林制冷机的酒柜的后视图；

图10是本发明的实施例中脉管型自由活塞斯特林制冷机剖面示意图；

图11是本发明的实施例中机架的立体示意图；

图12是图11中A向视图；以及

图13是图12中C-C剖视图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本发明脉管型自由活塞斯特林制冷机作具体阐述。

以下结合附图和实施例对本发明做进一步的说明，但不应以此限制本发明的保护范围。

请先参阅图1-6，如图所示，重力热管散热装置200包括4个U型重力热管203，重力热管203内充注丙烷作为导热工质，该重力热管 203的蒸发端分别固定安装在铝制的环形锁紧件800的环内侧沿圆周方向的环形凹槽812内，与斯特林制冷机100的散热面101紧密接触相连，并在接触处涂有导热硅脂，环形锁紧件800上设置有两个螺栓孔806、807，通过螺栓连接副205，使环形锁紧件800与斯特林制冷机100的散热面紧密固定，环形锁紧件800的环圆周外侧开有若干缺口808、809、810，用以降低环的刚度。该重力热管203的冷凝端分别设有第一翅片201，该第一翅片201外设有第一风扇202，用以对第一翅片201进行对流散热。

重力热管203的数量和型号可以根据实际的换热量进行选择。本实施例的重力热管203的数量为4，工作时，斯特林制冷机100的散热面101产生的热量由重力热管203传递给第一翅片201散热，并由重力热管的第一风扇202对该第一翅片201进行强制对流散热。

环形紧固件301是一个铜制的空腔体，在该环形紧固件301外表面打孔，将有芯热管304的冷凝端分别插入孔中，并焊接成为一个热管组件，该热管组件内充注丙烷作为导热工质，该有芯热管304的蒸发端设有第二翅片308，该第二翅片308外设有第二风扇303，用以对第二翅片308进行对流散冷，环形紧固件301的内侧与斯特林制冷机100的冷头102紧密接触，并在接触处涂有导热硅脂。

在环形锁紧件800与环形紧固件301之间套有绝热材料401，以尽量避免二者之间的热量传递。

如图7-9所示，本发明采用斯特林制冷机的酒柜，包括酒柜箱体 500和制冷系统，其特点在于的酒柜箱体500由外部绝热框架511和门504围成的内部制冷区域514构成，的制冷系统400由斯特林制冷机100、重力热管散热装置200、有芯热管导冷装置300、环形锁紧件800和环形紧固件301构成并置于的酒柜箱体500内的顶部；

在酒柜箱体内部的后板602前和的有芯热管导冷装置300下平行于该后板602设置有一块钢制薄板513，在该后板602和钢制薄板 513之间的间隙形成风道601，该钢制薄板513上有不均匀的出风小孔，这些出风小孔的孔径沿垂直方向自上而下由小变大，该钢制薄板 513的底部向酒柜后板602弯折形成一定的弧度，使的钢制薄板513 底部与的后板602的间隙减小；

在的制冷区域514设有多个存酒架506、507、508、509、510，酒柜箱体顶部设有通风口501，酒柜箱体左侧对应第一翅片201处开有散热口502，酒柜箱体顶部对应第二翅片308处开有吸风口503。

有芯热管的第二风扇303从酒柜上部的通风口501吸入空气，空气通过第二翅片308降温后进入风道601中。环形紧固件301中，被冷头102冷凝的丙烷液体在毛细力的作用下进入有芯热管304，然后蒸发成气态返回第二环形紧固件301。冷风由上部进入风道601向下流动，流动过程中部分冷风从出风小孔流出，使存酒架506、 507、508、509、510上的酒冷却，另一部分从钢制薄板513底部流出。

如图10所示，同轴脉管型自由活塞斯特林制冷机100包括直线电机1、压缩单元、膨胀机单元、无阻尼动力吸振单元4、机架50以及外壳60。

如图11、12、13所示，机架50包括法兰52、设置在法兰52中的活塞管51以及底座53。

其中，法兰52呈圆盘形状，该法兰的一侧还设置有同心的小圆盘521，法兰52上均匀设置有多个连接通孔。

底座53呈筒状，一端与法兰52的一侧相连，另一端为自由端，底座53的中心线与法兰52的中心线重合，底座53的自由端上设置有多个连接螺孔，实施例中，底座53为围绕法兰52的中心线设置的四个支腿。

活塞管51为直管，设置在法兰52中且与法兰52同轴线，外侧一端开口位于小圆盘521的外侧，内侧一端开口位于底座53内，活塞管51内具有柱形活塞腔，活塞腔上设置有多个垂直于活塞管轴线并穿透活塞管管壁的通孔511，实施例中，通孔511的截面为圆弧槽，数量为3个。

直线电机1包括外轭铁11、内轭铁14以及动子，外轭铁11、内轭铁14分别设置在机架上且外轭铁、内轭铁之间具有间隙，动子设置在间隙中，动子包括永磁体13和永磁体支架15。

如图1所示，直线电机1主要包括外轭铁11、线圈12、永磁体 13、内轭铁14，永磁体支架15，动子包括永磁体13、永磁体支架15、连接件16、固定螺母18、压缩活塞19以及压缩活塞板弹簧17(计算动子质量时只取板弹簧质量的1/3)，永磁体支架15与永磁体13 相连接，并与压缩活塞19和连接件16通过螺纹连接。外轭铁11与内轭铁14为软磁材料，常用电功纯铁、硅钢片等材料制作，永磁体 13为永磁材料，常用汝铁硼、铝镍钴永磁材料来制作。外轭铁11、线圈12、永磁体13、内轭铁14均为环形，并且采用同轴布置。外轭铁11、内轭铁14分别设置在机架50上且外轭铁、内轭铁之间具有间隙，动子设置在间隙中。

当线圈通入直流电时，外轭铁11和内轭铁14会形成磁力回线，从而在外轭铁11和内轭铁14上产生磁极。当在线圈中通入交流电时，永磁体13就会受到交变电磁力而做往复直线运动。当永磁体13做往复直线运动时，会带动压缩活塞19做往复直线运动，压缩活塞板弹簧17提供轴向的往复弹性力以及径向支撑。

压缩单元包括连接件16、压缩活塞板弹簧17、固定螺母18、压缩活塞19。压缩活塞板弹簧17通过固定螺母18与连接件16相连接，压缩活塞板弹簧17与机架50通过连接件固定连接，压缩活塞19设置在活塞腔中，一端与动子相连且与压缩活塞弹簧17相连，另一端为自由端。

膨胀机单元包括膨胀活塞21、膨胀活塞板弹簧22、活塞杆23、一级热端换热器26、二级热端换热器33、回热器25、脉冲管31、冷端换热器24、冷指壳35，

一级热端换热器26呈圆筒状，套在活塞管51的外壁上且设置在小圆盘521的端面上，一级热端换热器26与机架50为分体结构，一级热端换热器26与活塞管51的外壁过盈配合。

脉冲管31的一端与活塞管51外侧一端相连，另一端与冷端换热器24相连，

回热器25呈截面呈环形的圆筒状，设置在脉冲管31的外侧，一端与冷端换热器24相连，另一端与一级热端换热器26相连。回热器 25采用聚酯类薄膜、尼龙以及聚四氟乙烯材料中的任意一种制成，实施例中回热器25采用采用聚酯类薄膜制成，聚酯类薄膜的厚度为 20-50μm。

二级热端换热器33设置在脉冲管31内，位于脉冲管31与活塞管51的连接处，二级热端换热器33与机架50为分体结构，二级热端换热器33与活塞管51的内壁过盈配合。

膨胀活塞21设置在活塞管51中，膨胀活塞板弹簧22通过连接件与机架50固定连接，活塞杆23的一端与膨胀活塞21相连，另一端穿过压缩活塞19、压缩活塞板弹簧17后与膨胀活塞板弹簧22相连，

压缩活塞19、膨胀活塞21以及活塞腔构成压缩腔，压缩活塞19、二级热端换热器33以及活塞腔构成膨胀腔，膨胀腔与压缩腔为同轴布置。

冷指壳35设置在一级热端换热器26、回热器25、冷端换热器 24的外部，外壳60设置在机架50以及膨胀机单元30的外部，外壳 60、冷指壳35与机架50通过连接件连接成一体。

散热器27位于一级热端换热器26的外侧且设置在冷指壳35上，一级热端换热器26将热量通过冷指壳35传递给外侧的散热器27，最终释放给环境。

无阻尼动力吸振单元4与外壳60相连且设置在外壳60的外部，用于对制冷机进行减震。

膨胀活塞与压缩活塞的运动过程以及气体流动过程：

膨胀活塞板弹簧22与活塞杆23固定，膨胀活塞21与活塞杆23相连。

膨胀活塞21为纯气动驱动，利用膨胀活塞21和压缩活塞19之间的位移相位差产生制冷效应，通常膨胀活塞21的位移领先压缩活塞19 的位移70°～100°。由于直线电机为正弦交流电激励，所以膨胀活塞 21和压缩活塞19的运动也是呈正弦曲线的连续运动，但为了阐述其工作原理，假设膨胀活塞21与压缩活塞19按照循环规律做间歇性跳跃式运动。

声波压缩过程：膨胀活塞21停留在上止点不动，压缩活塞19由下止点向上运动，此时主压缩腔29内的声波被压缩，并流入气缸外侧的一级热端换热器26，将压缩过程产生的热量释放给一级热端换热器 26，一级热端换热器26再将热量通过外壳体传递给外侧的散热器27，最终释放给环境。理想情况下认为气缸与外壳体是完全导热的，同时一级热端换热器26与散热器27的换热面积无限大，因此工质的温度保持不变。但在实际过程中，等温压缩是不可能实现的，且膨胀活塞21 不可能间歇运动，在压缩活塞19向上运动的时膨胀活塞21已经开始向下运动。

回热器放热过程：压缩活塞19运动至上止点后不动，膨胀活塞21 向下运动，此时声波通过回热器25，与回热器25内的填料充分接触换热，将热量释放至回热器25内，此时回热器25的温度升高，声波温度和压力降低。但在实际换热过程中，回热器25换热过程并不是定容的，也不可能实声波和回热器25填料的完全换热。

声波层流流动过程：气体流经冷端换热器24后通过导流器32，以层流的形式进入脉冲管31，把脉冲管31内气体推向膨胀腔28。气体受挤压后，压力和温度上升。产生的热量通过二级热端换热器33沿径向传递至一级热端换热器26，最终传递至散热器27并释放给环境。在膨胀腔28内的气体膨胀做功，辅助推动膨胀活塞向下止点，功回收压缩腔变小，起到了回收声功的作用。在实际工作过程中，压缩活塞19 并不会一直停留在上止点，而是会随膨胀活塞21一起向下运动，但需指出的是两者并不是同向运动而是膨胀活塞领先压缩活塞一定的相位角。

声波制冷过程：膨胀活塞21从下止点开始向上运动至上止点，压缩活塞19运动至下止点，膨胀活塞21将膨胀腔28内的声波推回至脉冲管31中，气体在脉冲管内膨胀吸热，产生制冷效应，在脉冲管31顶部靠近导流器32处达到最低制冷温度。产生的冷量通过冷端换热器24 导出至用冷环境。声波工质再沿原路径返回回热器25内并与填料充分接触换热，吸收回热器25内的热量后，重新返回主压缩腔29等待下一次压缩。该过程声波的温度和压力上升，回热器25温度下降。在实际过程中，压缩活塞19达到下止点时膨胀活塞21并未达到上止点，而是在返回上止点的过程中，但其在位移波相位上仍超前压缩活塞19。

本实施例适用于220K(-53℃)以上的制冷温度，可以提供 50W-200W的制冷量。

经实验表明，本发明采用斯特林制冷机的酒柜实现了酒柜内的湿度控制和温度控制，具有控温精度高、相对湿度波动小的特点。

实施例的作用与效果

本实施例的脉管型自由活塞斯特林制冷机取消了传统自由活塞斯特林制冷机较长的低温膨胀活塞，以较短室温区工作的功回收膨胀活塞代替。自由活塞斯特林制冷机的膨胀气缸变成了脉管冷指的脉冲管，脉冲管冷端布置有层流化的导流器，热端设有二级热端换热器。这种改变结合了自由活塞斯特林制冷机和脉管制冷机的优点，通过取消在冷热端高频运动的膨胀活塞，消除了低温膨胀活塞带来的泵气损失、穿梭损失以及轴向导热损失。通过热端设置较短的室温膨胀活塞解决了脉管制冷机的声功回收问题，因此，当完全回收冷端声功时，该新型脉管型自由活塞斯特林制冷机理论效率为卡诺循环效率。同时，取消低温膨胀活塞降低了制冷机制造难度，减小了整机质量。

上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种采用脉管型自由活塞斯特林制冷机的酒柜，其特征在于：

包括酒柜箱体和制冷系统，

所述酒柜箱体由外部绝热框架和门围成的内部制冷区域构成，所述的制冷系统由脉管型自由活塞斯特林制冷机、重力热管散热装置、有芯热管导冷装置、环形锁紧件和环形紧固件构成并置于所述的酒柜箱体内的顶部；

所述的重力热管散热装置包括多个U型重力热管，该重力热管的蒸发端通过所述的环形锁紧件与所述斯特林制冷机的散热面紧密接触相连，该重力热管的冷凝端设有第一翅片，该第一翅片外设有第一风扇，用以对第一翅片进行对流散热；

所述的有芯热管导冷装置包括多个有芯热管，该有芯热管的冷凝端通过所述的环形紧固件与所述斯特林制冷机的冷头相连；该有芯热管的蒸发端设有第二翅片，该第二翅片外设有第二风扇，用以对第二翅片进行对流散冷；

在所述酒柜箱体内部的后板前和所述的有芯热管导冷装置下平行于该后板设置有一块钢制薄板，在该后板和钢制薄板之间的间隙形成风道，该钢制薄板上有不均匀的出风小孔，该钢制薄板的底部向酒柜后板弯折，使所述的钢制薄板底部与所述的后板的间隙减小；

在所述的制冷区域设有多个存酒架，所述酒柜箱体顶部设有通风口，所述酒柜箱体左侧对应所述第一翅片处开有散热口，所述酒柜箱体顶部对应所述第二翅片处开有吸风口，

所述脉管型自由活塞斯特林制冷机包括直线电机、压缩单元、膨胀机单元以及机架，

其中，所述机架包括法兰、设置在所述法兰中的活塞管以及底座，

所述法兰呈圆盘形状，该法兰的一侧还设置有同心的小圆盘，

所述底座呈筒状，一端与法兰的另一侧相连，另一端为自由端，所述底座的中心线与所述法兰的中心线重合，

所述活塞管为直通管，一端开口位于所述小圆盘的外侧，另一端开口位于所述底座内，所述活塞管内具有柱形活塞腔，用于容纳所述制冷机的压缩活塞和膨胀活塞，所述活塞腔上设置有多个穿透所述活塞管管壁的通孔，

所述直线电机包括外轭铁、内轭铁以及动子，所述外轭铁、所述内轭铁分别设置在所述机架上且外轭铁、内轭铁之间具有间隙，所述动子设置在所述间隙中，

所述压缩单元具有压缩活塞、压缩活塞弹簧，所述压缩活塞弹簧通过连接件与所述机架固定连接，所述压缩活塞设置在所述活塞管中，一端与所述动子相连且与所述压缩活塞弹簧相连，另一端为自由端，

所述膨胀机单元包括膨胀活塞、膨胀活塞弹簧、膨胀活塞杆、一级热端换热器、二级热端换热器、回热器、脉冲管、冷端换热器，

所述一级热端换热器呈圆筒状，套在所述活塞管的外壁上且设置在所述小圆盘的端面上，

所述脉冲管的一端与所述活塞管外侧一端相连，另一端与所述冷端换热器相连，

所述回热器呈圆筒状，设置在所述脉冲管的外侧，一端与所述冷端换热器相连，另一端与所述一级热端换热器相连，

所述二级热端换热器设置在所述脉冲管内，

所述膨胀活塞在所述活塞管中，所述膨胀活塞弹簧通过连接件与所述机架固定连接，所述膨胀活塞杆的一端与所述膨胀活塞相连，另一端穿过所述压缩活塞、所述压缩活塞弹簧后与所述膨胀活塞弹簧相连，

所述压缩活塞、所述膨胀活塞以及所述活塞腔构成压缩腔，

所述膨胀活塞、所述二级热端换热器以及所述活塞腔构成膨胀腔。

2.根据权利要求1所述的采用脉管型自由活塞斯特林制冷机的酒柜，其特征在于：

其中，所述重力热管的蒸发端分别固定安装在所述环形锁紧件的环内侧沿圆周方向的环形凹槽内。

3.根据权利要求1所述的采用脉管型自由活塞斯特林制冷机的酒柜，其特征在于：

其中，所述有芯热管的冷凝端分别固定安装在环形紧固件上表面的孔中。

4.根据权利要求1所述的采用脉管型自由活塞斯特林制冷机的酒柜，其特征在于：

其中，所述环形锁紧件为环形并设有两个用于固定该环形锁紧件的螺栓孔，环外侧开有若干缺口。

5.根据权利要求1所述的采用脉管型自由活塞斯特林制冷机的酒柜，其特征在于：

其中，所述重力热管的蒸发端与所述斯特林制冷机的散热面接触处涂有导热硅脂。

6.根据权利要求1所述的采用脉管型自由活塞斯特林制冷机的酒柜，其特征在于：

其中，所述有芯热管的冷凝端与所述斯特林制冷机的冷头接触处涂有导热硅脂。

7.根据权利要求1所述的采用脉管型自由活塞斯特林制冷机的酒柜，其特征在于：

其中，所述的钢制薄板上的出风小孔的孔径沿垂直方向自上而下由小变大。

8.根据权利要求1所述的采用脉管型自由活塞斯特林制冷机的酒柜，其特征在于，还包括：

设置在所述脉冲管一端且位于所述脉冲管内的导流器。

9.根据权利要求1所述的采用脉管型自由活塞斯特林制冷机的酒柜，其特征在于：

在所述冷端换热器和所述回热器之间还设置有第一滤层，所述第一滤层呈筒状，采用不锈钢丝网制成。

10.根据权利要求1所述的采用脉管型自由活塞斯特林制冷机的酒柜，其特征在于：

其中，所述回热器呈筒状，采用聚酯类薄膜制成。