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1、第8期《红外》月刊微型斯特林制冷机的研究进展陈永生*,,(中国科学院上海技术物理研究所上海200083),1引言破性的提高为斯特林制冷机的进一步发展开。、、、、、、创了广阔的道路美英法德日等发达国最近30年是航天技术红外技术原子能。、、、家纷纷加入了斯特林制冷机研发的行列技术超导技术以及低温电子学低温物理低,斯特林制冷机的热力过程是变质量过程温医学和低温生物学等现代科学技术迅速发展的年代。由而且每一个工质微团在每一次循环中所经历的于与这些技术相关的许多科学仪器同,、、循环过程并非完全相同因此对斯特林制冷在低温条件下性能更好运行速度更快效率,,
2、,机的研究国外的重点是在整机的研制上理和灵敏度更高因此推动了低温技术中的一个,,论研究是作为产品开发过程中的辅助手段但重要分支小型低温制冷机的蓬勃发展其—。应、、、、两者的重要性是相互结合的用从国防军事宇航部门向交通信息医、。,疗电子等商业领域渗透在许多场合如气象、.卫星上的红外辐射计遥感卫星上的红外探测2微型斯特林制冷机发展概论仪、导弹制导系统、医学领域中的核磁成像仪、,、为满足航天军事技术对小型低温制冷机和低温医疗冷刀等均需要可靠简便的小型。,低温制冷机提供稳定的低温冷源这些场合对的迫切需求发达国家投入了大量资源进行制、、、、。制冷机的制
3、冷温度冷量振动电磁干扰能冷机的研制由于牛津型斯特林制冷机在性能、、。,,耗重量寿命等指标提出了苛刻的要求上的重大突破满足了可靠性要求因此在20斯特林制冷机是逆向斯特林循环工作的制,世纪80年代初各国纷纷选择斯特林制冷机作。..冷机斯特林循环是由0Rstirling于1816年。,为研制的重点经过近20年的努力微型斯特[l,提出的由两个等温过程和两个等容回热过林,制冷机的性能得到了进一步提高制冷温度,。程组成最初用于热力发动机19世纪60年代,可满足低温超导的需求结构从整体式发展到A.Kirk,利用逆向斯特林循环进行制冷获得成,、,。,分置式发
4、展了电磁气动等多种驱动方式功[al但是由于当时生产力水平低下整套制。寿命达到了5至10年lv],,冷设备的经济性比较差未能得到推广直到。下面对国外主要研制单位研制斯特林制冷20世纪60年代才得到大力发展1954年荷兰机所采取的研制路线、关键技术、最新成果进PlliipS实验室研制成实用的逆向斯特林循环制。,。77K6somw【3]行简单的介绍冷机该机在时获得的冷量.a,21Hymtie(英国)20世纪70年代末英国牛津大学成功研制。。[’,5】Hymati公司具有40年的JT制冷器开发经出牛津型斯特林制冷机由于采用了线性、、、,、、电机驱动方
5、案动态非接触密封板弹簧支撑验这对其研制高可靠性长寿命低成本的斯,。,污染控制等关键技术制冷机的性能得到了突特林制冷机极有参考价值1989年Hymatic,2001级硕士研究生《红外》月刊2002年,s8。公司开始与牛津大学进行密切合作研制微型L/[]。.ls]22eryoteehnologiessA(法国)斯特林制冷机,Hymati。eryoteehnologie。sA1959是法国公司在牛津型斯特林制冷机的基础创建于年,。,上首先集中精力开发somw@20K制冷机乃至欧洲低温制冷机市场的翘楚集低温制冷,,为研究间隙动密封直径对制冷机性能的影
6、响机的设计与生产制造于一体斯特林制冷机生aC,:Hym七i公司制作了8台不同尺寸的制冷机进行产量已达到每周约40台产品实现系列化有,,,;数据测试找到了密封直径的最佳值然后根直线电机驱动与旋转电机驱动有整体式与分,,据此数据设计了6台制冷机验证制冷机的性置式制冷机80K时制冷量从250mw到3w不,,。能稳定性选择2台进行寿命实验2台进行振等其前身是从事JT制冷器生产的Intertech-。,e动测试获得成功后在英国GECMarconiInfra-niqusA(1971年创建)与法国第一家从事旋一R,cABGe’l公司与HTS项目的资助下Hy
7、mati公司分转电机驱动的斯特林制冷机研制的semca、。,一别进行了soomw@soKZw@6oK(SW回soK)(1952年创建)1990年SIGNAALUS砒被”一。son一,roeenooes制冷机的研制【川ThomCSF合并与CythlgiSA成为,Hymatic5,目前公司已经开发成功了0姐妹公司并肩开发线形电机驱动的微型斯特、、,‘o。,nwswZoomw$1J冷量的三个系列产品林制冷机{]。,roeeooes多次被应用于航天项目中制冷机效率均超过近10年来CythnxgiSA在微型斯,,。。4%寿命测试超过26000小时Hym
8、ati公司特林制冷机的理论与实验研究中取得了重大进1。,整体式微型斯特林制冷机结构如图所示[s]展对制冷机的一系列工艺问题进行了卓有成C:Hymati公司在牛津型斯
