CN216522516U - 一种制冷机回热器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种制冷机回热器，包括沿热交换腔的热端到冷端依次设置的高温区、中温区和低温区，所述高温区中填充SiO2气凝胶，所述中温区填充叠放的第一不锈钢丝网，所述低温区填充有金属小球，所述第一不锈钢丝网为烧结钢丝网。本实用新型的制冷机回热器，制冷效率较高，填充物可以重复利用。
Description
技术领域
本实用新型涉及制冷设备技术领域，特别涉及一种制冷机回热器。
背景技术
斯特林制冷机因其结构简单，安装方便，振动较小，易于控制等优势广泛应用于低温领域。回热器是斯特林制冷机中的核心部件，氦气在回热器中进行热交换，从而在两端形成明显的冷热温差。回热器需要在轴向上具有较低的导热率，在径向上则相反，为了使氦气能够与回热器填料进行充分换热，需要填料具有较大的热容和比表面积，起到蓄热和蓄冷的作用。
现有技术中回热器的填充材料是通过钢管压在一起的不锈钢丝网，不同的目数匹配不同的工作频率。为了提高回热器效率，最常见的方法是将回热器进行分段填充不同目数的丝网，制冷效率较低。同时，不同分段的不锈钢丝网压制成一体结构，压制过程中会导致钢丝网变形，从而使金属填料只能使用一次，取出后即报废，不能重复利用。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型提供了一种制冷机回热器，制冷效率较高，填充物可以重复利用。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种制冷机回热器，包括沿热交换腔的热端到冷端依次设置的高温区、中温区和低温区，所述高温区中填充SiO2气凝胶，所述中温区填充叠放的第一不锈钢丝网，所述低温区填充有金属小球，所述第一不锈钢丝网为烧结钢丝网。
可选地，所述高温区、中温区和低温区之间通过分隔丝网隔开，所述分隔丝网为400目不锈钢丝网。
可选地，所述分隔丝网上喷涂石墨烯涂层。
可选地，所述高温区的长度占所述热交换腔总长度的55％，所述中温区的长度占所述热交换腔总长度的35％，所述低温区的长度占所述热交换腔总长度的10％。
可选地，所述第一不锈钢丝网为400目不锈钢丝网，所述第一不锈钢丝网为平纹编织网。
可选地，所述第一不锈钢丝网的孔隙率为0.69-0.70。
可选地，所述金属小球的材质为铅、不锈钢或Er3Ni中的一种。
可选地，所述金属小球的直径为0.5mm-1mm。
可选地，所述高温区远离所述中温区的一端设置有第二不锈钢丝网，所述第二不锈钢丝网为100目不锈钢丝网；所述低温区远离所述中温区的一端设置有第三不锈钢丝网，所述第三不锈钢丝网为100目不锈钢丝网。
可选地，所述第二不锈钢丝网和第三不锈钢丝网的孔隙率为0.660-0.670。
从上述技术方案可以看出，本实用新型提供的制冷机回热器，在高温区采用所述SiO2气凝胶填充，所述SiO2气凝胶的孔隙率、比表面积和比热容更大，换热更强，制冷效率较高，其导热系数较低，轴向导热更低。低温区填充金属小球，比热容较高。中温区填充叠放的所述烧结钢丝网，不需要压制变形，仅为叠放，所述烧结钢丝网不会变形，便于回收重复利用。同时，所述SiO2气凝胶和金属小球也不会变形，也便于回收利用，节约了资源。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例提供的制冷机回热器的剖视结构示意图；
图2为本实用新型实施例提供的第二不锈钢丝网的结构示意图；
图3为本实用新型实施例提供的分隔丝网的结构示意图。
其中：
1、回热器外壳，2、高温区，3、中温区，4、低温区，5、分隔丝网，6、第二不锈钢丝网，7、第三不锈钢丝网。
具体实施方式
本实用新型公开了一种制冷机回热器，制冷效率较高，填充物可以重复利用。
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1，本实用新型的制冷机回热器，包括回热器外壳1，回热器外壳1内设置有两端贯通的热交换腔，沿所述热交换腔的热端到冷端依次设置的高温区2、中温区3和低温区4。高温区2中填充SiO2气凝胶，中温区3填充叠放的第一不锈钢丝网，低温区4填充有金属小球，所述第一不锈钢丝网为烧结钢丝网。
其中，所述SiO2气凝胶的孔隙率为80-99.8％，孔隙直径为50-100nm。
本实用新型的制冷机回热器，在高温区2采用所述SiO2气凝胶填充，所述SiO2气凝胶的孔隙率、比表面积和比热容更大，换热更强，制冷效率较高，其导热系数较低，轴向导热更低。低温区4填充金属小球，比热容较高。中温区3填充叠放的所述烧结钢丝网，不需要压制变形，仅为叠放，所述烧结钢丝网不会变形，便于回收重复利用。同时，所述SiO2气凝胶和金属小球也不会变形，也便于回收利用，节约了资源。
其中，高温区2、中温区3和低温区4之间通过分隔丝网5隔开，分隔丝网5为400目不锈钢丝网，如图3所示。高温区2与中温区3之间通过一片分隔丝网5隔开，中温区3和低温区4之间也通过一片分隔丝网5隔开。
为了提高径向导热，分隔丝网5上喷涂石墨烯涂层，而在不同的温区之间放置一片丝网对轴向导热的影响较小，同时，又便于不同温区的分隔。
为了使氦气在高温区2的换热更为充分，高温区2的长度占所述热交换腔总长度的55％，中温区3的长度占所述热交换腔总长度的35％，低温区4的长度占所述热交换腔总长度的10％。
具体的，中温区3内填充的所述第一不锈钢丝网为400目不锈钢丝网，所述第一不锈钢丝网为平纹编织网，丝径为0.025mm，孔隙率为0.693，所述第一不锈钢丝网每毫米厚度叠置不少于20片，以提高换热效率。
其中，所述金属小球的材质为铅、不锈钢或Er3Ni中的一种。在一具体实施例中，低温区4采用Er3Ni小球填充，在低于液氮温区时Er3Ni具有比铅和不锈钢更大的比热容，Er3Ni更有优势。Er3Ni小球直径范围为0.5mm-1mm。在其他实施例中，低温区4采用铅或不锈钢小球填充时，铅或不锈钢小球的直径也为0.5mm-1mm。
为了避免SiO2气凝胶从高温区2的热端流出，同时对热端的氦气整流，高温区2远离中温区3的一端设置有第二不锈钢丝网6，第二不锈钢丝网6为100目不锈钢丝网。同样的，为了避免金属小球从低温区4的冷端流出，同时对冷端的氦气整流，低温区4远离中温区3的一端设置有第三不锈钢丝网7，第三不锈钢丝网7为100目不锈钢丝网。其中，第二不锈钢丝网6和第三不锈钢丝网7的孔隙率为0.660-0.670。在一具体实施例中，第二不锈钢丝网6和第三不锈钢丝网7的孔隙率为0.668。
本实用新型的制冷机回热器制作方法：将所述第一不锈钢丝网、分隔丝网5、Er3Ni小球在超声波清洗机中清洗20分钟，高温真空箱中烘烤12小时，温度为450℃。将石墨烯溶于水中，将溶液喷洒于两片分隔丝网5的表面。按照从冷端到热端的顺序填充：将第三不锈钢丝网7放置于回热器外壳1的冷端处，将Er3Ni小球均匀放置，长度为回热器的热交换腔长度的10％。放置一片分隔丝网5，放置所述第一不锈钢丝网，长度为回热器的热交换腔长度的35％，放置另一片分隔丝网5，放置SiO2气凝胶，填充好后，将第二不锈钢丝网6放置于回热器热端处，填充完成。
在本方案的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本方案的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本方案的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种制冷机回热器，其特征在于，包括沿热交换腔的热端到冷端依次设置的高温区、中温区和低温区，所述高温区中填充SiO2气凝胶，所述中温区填充叠放的第一不锈钢丝网，所述低温区填充有金属小球，所述第一不锈钢丝网为烧结钢丝网。
2.根据权利要求1所述的制冷机回热器，其特征在于，所述高温区、中温区和低温区之间通过分隔丝网隔开，所述分隔丝网为400目不锈钢丝网。
3.根据权利要求2所述的制冷机回热器，其特征在于，所述分隔丝网上喷涂石墨烯涂层。
4.根据权利要求1所述的制冷机回热器，其特征在于，所述高温区的长度占所述热交换腔总长度的55％，所述中温区的长度占所述热交换腔总长度的35％，所述低温区的长度占所述热交换腔总长度的10％。
5.根据权利要求1所述的制冷机回热器，其特征在于，所述第一不锈钢丝网为400目不锈钢丝网，所述第一不锈钢丝网为平纹编织网。
6.根据权利要求5所述的制冷机回热器，其特征在于，所述第一不锈钢丝网的孔隙率为0.69-0.70。
7.根据权利要求1所述的制冷机回热器，其特征在于，所述金属小球的材质为铅、不锈钢或Er3Ni中的一种。
8.根据权利要求1所述的制冷机回热器，其特征在于，所述金属小球的直径为0.5mm-1mm。
9.根据权利要求1所述的制冷机回热器，其特征在于，所述高温区远离所述中温区的一端设置有第二不锈钢丝网，所述第二不锈钢丝网为100目不锈钢丝网；所述低温区远离所述中温区的一端设置有第三不锈钢丝网，所述第三不锈钢丝网为100目不锈钢丝网。
10.根据权利要求9所述的制冷机回热器，其特征在于，所述第二不锈钢丝网和第三不锈钢丝网的孔隙率为0.660-0.670。
Priority Applications (1)
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| CN202122994264.1U CN216522516U (zh) | 2021-11-29 | 2021-11-29 | 一种制冷机回热器 |
Applications Claiming Priority (1)
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Family Applications (1)
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| CN202122994264.1U Active CN216522516U (zh) | 2021-11-29 | 2021-11-29 | 一种制冷机回热器 |
Country Status (1)
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2021
- 2021-11-29 CN CN202122994264.1U patent/CN216522516U/zh active Active
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