专利名称：用氮、空气作工质的双缸气体制冷机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种低温制冷设备，特别是公开一种用氮、空气作工质的双缸气体制冷机，应用于冷藏和空调。
本实用新型的技术方案是一种用氮、空气作工质的双缸气体制冷机，包括压缩腔、气缸、活塞、冷却器、内管推移活塞、膨胀气缸，其特征在于气体制冷机还设有再生换热器，所述的压缩腔、气缸、活塞、冷却器、推移活塞、膨胀气缸采用两组，在两个膨胀气缸之间连接再生换热器，其连接关系是压缩腔连接气缸与活塞，活塞在气缸内，气缸的上端设置冷却器，冷却器上方再连接内管和膨胀气缸，膨胀气缸内设置推移活塞，另外一组也是对称地采用相同连接的压缩腔、气缸、活塞、冷却器、内管、膨胀气缸、推移活塞，在膨胀气缸和之间连接再生换热器。
本实用新型的工作过程从热力特性曲线的过程知道，每组的气缸和活塞开始等温压缩，然后有一小段等压推动气体到膨胀气缸上部，由于再生换热器的作用，在气缸中随着曲轴转动某一转角时，压力、体积、温度(P、V、T)都不变，因此实现如下热力图形(见附图
2)如果T2非常接近T3，T5非常接近T6，因此工作过程类似二个等温过程、二个等容过程循环，但是也可以T3非常接近T4，T6非常接近T1，因此可得到类似二个等温过程、二个等压过程循环，这两者都相当于逆向卡诺循环，在本实用新型结构中都能实现。
本实用新型用氮、空气作工质的双缸气体制冷机的明显优点在于既可在-150℃左右的温度区间工作，经过适当的结构改进，也可在环境温度区间工作，当采用不同工质时，在系统内也可得到具有相变过程制冷，由于在本实用新型在压缩过程和膨胀过程都十分接近等温过程，且相互之间并不始终串通，因此，具有最佳热力完善度的制冷效果，同时具有结构简单、工作可靠、无噪声、特别是对环境不会产生污染，填补了市场上短缺的制冷温度-150℃左右气体制冷机。
根据附图，本实用新型实现一种用氮、空气作工质的双缸气体制冷机，包括压缩腔、气缸、活塞、冷却器、内管推移活塞、膨胀气缸，其特征在于还设有再生换热器，所述的压缩腔、气缸、活塞、冷却器、推移活塞、膨胀气缸采用两组，在两个膨胀气缸之间连接再生换热器，其连接关系是压缩腔(1)连接气缸(2)与活塞(3)，活塞(3)在气缸(2)内，气缸(2)的上端设置冷却器(4)，冷却器(4)上方再连接内管(5)和膨胀气缸(9)，膨胀气缸(9)内设置推移活塞(7)，另外一组也是对称地采用相同连接的压缩腔(19)、气缸(18)、活塞(17)、冷却器(16)、内管(15)、膨胀气缸(11)、推移活塞(13)，在膨胀气缸(9)和(11)之间连接再生换热器(10)；在推移活塞(7)、(13)或者膨胀气缸(9)、(11)内设有条形再生器(8)、(12)，这有利于保持膨胀气缸的洁净；在膨胀气缸(9)、(11)的底部设置缓冲器(6)、(14)，缓冲器(6)、(14)与推移活塞(7)、(13)接触端面磁极性极性相同。这可避免推移活塞下行时可能撞击膨胀气缸底部，因此缓冲器是一种保护装置；双缸气体制冷机的工质是氮、空气，也可以是其它制冷工质。本实用新型工作过程是压缩腔(1)和压缩腔(19)起动后，活塞(3)和(17)一上一下同时工作，为叙述方便，由气缸(2)内的活塞(3)向上运动，压缩气体，使气体压力上升，此时膨胀气缸(9)中压力较低，使气体通过冷却器(4)被冷却，由内管(5)流向膨胀气缸(9)，并推动推移活塞(7)向上运动，当活塞(3)继续向上运动，气体压力继续升高，推移活塞(7)也继续向上，最后气体进入推移活塞(7)上部，压力增大，迫使再生换热器(10)的阀门打开或突破再生换热器(10)上的微孔，一部份进入再生换热器(10)，另一部份留在膨胀气缸(9)内的推移活塞(7)上部，同时温度降低，然后，推移活塞(7)继续上升，直到上死点，此时，膨胀气缸(9)内的空气绝大部份进入再生换热器(10)；与活塞(3)向上运动的同时，活塞(17)向下运动到达下死点，并从再生换热器(10)中吸入气体，由于气体进入气缸(18)很快，使膨胀气缸(11)上部气体过度膨胀，因此推移活塞(13)暂时停留在上部，直至推移活塞(13)两端压力相等，推移活塞(13)才随着自重作慢慢下行直到下死点，而此时气缸(18)内的活塞(17)已通过下死点往上运动，并向膨胀气缸(11)下面部份充气，此时膨胀气缸(11)中压力较低，使气体通过冷却器(16)被冷却，由内管(15)流向膨胀气缸(11)，并推动推移活塞(13)向上运动，实现了等温压缩，当活塞(17)继续向上运动，气体压力继续升高，推移活塞(13)也继续向上，最后气体进入推移活塞(13)上部压力增大，迫使再生换热器(10)的阀门打开或突破再生换热器(10)上的微孔，一部份进入再生换热器(10)，另一部份留在膨胀气缸(11)内的推移活塞(13)上部，同时温度降低，然后，推移活塞(13)继续上升，直到上死点，与此同时，活塞(3)向下运动，到达下死点，活塞(3)和活塞(17)重复上述运动，周而复始，从而达到制冷的目的。
权利要求1.一种用氮、空气作工质的双缸气体制冷机，包括压缩腔、气缸、活塞、冷却器、内管，推移活塞、膨胀气缸，其特征在于气体制冷机还设有再生换热器，所述的压缩腔、气缸、活塞、冷却器、推移活塞、膨胀气缸采用两组，在两个膨胀气缸之间连接再生换热器，其连接关系是压缩腔(1)连接气缸(2)与活塞(3)，活塞(3)在气缸(2)内，气缸(2)的上端设置冷却器(4)，冷却器(4)上方再连接内管(5)和膨胀气缸(9)，膨胀气缸(9)内设置推移活塞(7)，另外一组也是对称地采用相同连接的压缩腔(19)、气缸(18)、活塞(17)、冷却器(16)、内管(15)、膨胀气缸(11)、推移活塞(13)，在膨胀气缸(9)和(11)之间连接再生换热器(10)。
2.根据权利要求1所述的用氮、空气作工质的双缸气体制冷机，其特征在于在推移活塞(7)、(13)或者膨胀气缸(9)、(11)内设有条形再生器(8)、(12)。
3.根据权利要求1或2所述的用氮、空气作工质的双缸气体制冷机，其特征在于在膨胀气缸(9)、(11)的底部设置缓冲器(6)、(14)，缓冲器(6)、(14)与推移活塞(7)、(13)接触端面的磁极极性相同。
4.根据权利要求3所述的用氮、空气作工质的双缸气体制冷机，其特征在于双缸气体制冷机的工质是氮、空气。
专利摘要用氮、空气作工质的双缸气体制冷机,包括压缩腔、气缸、活塞、冷却器、内管、推移活塞、膨胀气缸,其特征在于:气体制冷机还设有再生换热器,所述的压缩腔、气缸、活塞、冷却器、推移活塞、膨胀气缸采用两组,在两个膨胀气缸之间连接再生换热器,既可在－150℃左右的温度区间工作,具有最佳热力完善度的制冷效果,同时具有结构简单、工作可靠、无噪声、特别是对环境不会产生污染,填补了市场短缺的制冷温度－150℃左右制冷机。
文档编号F25B1/02GK2509530SQ01245749
公开日2002年9月4日 申请日期2001年6月5日 优先权日2001年6月5日
发明者韩鸿兴 申请人:韩鸿兴