氦四回热器的结构示意图；
[0033]图4a是本实用新型4K低温制冷机氦四回热器本体焊接前的俯视结构示意图；
[0034]图4b是本实用新型4K低温制冷机氦四回热器本体焊接前的侧视结构示意图；图5a是本实用新型4K低温制冷机氦四回热器的上盖焊接前的俯视结构示意图；
[0035]图5b是本实用新型4K低温制冷机氦四回热器的上盖焊接前的侧视结构示意图；
[0036]图6a是本实用新型4K低温制冷机氦四回热器的下盖焊接前的俯视结构示意图；
[0037]图6b是本实用新型4K低温制冷机氦四回热器的下盖焊接前的侧视结构示意图；
[0038]图7a为本实用新型4K低温制冷机氦四回热器的俯视结构示意图；
[0039]图7b为图7a中的局部放大结构示意图；
[0040]图8为本实用新型4K低温制冷机氦四回热器的侧视结构示意图；
[0041]图9a为本实用新型4K低温制冷机氦四回热器的仰视结构示意图；
[0042]图9b为图9a中的局部放大结构示意图。
[0043]上述附图中:
[0044]1.压缩机、2.旋转阀、3.传输管、4.热端换热器、5.—级回热器、6.—级回热器冷端换热器、7.—级冷端流体通道、8.—级脉管冷端换热器、9.一级脉管、10.—级脉管热端换热器、11.一级气库、12.二级回热器1、13.二级回热器I1、14.二级回热器冷端换热器、15.二级冷端流体通道、16.二级脉管冷端换热器、17.二级脉管、18.二级脉管热端换热器、
19.二级气库、20.—级小孔阀、21.—级双向进气阀1、22.—级双向进气阀I1、23.二级小孔阀、24.二级双向进气阀1、25.二级双向进气阀I1、26.毛细管。
[0045]101.本体、102.上盖、103.下盖、104.空腔、105.内狭缝、106.外狭缝、107.增强狭缝、108.通孔。
【具体实施方式】
[0046]如图3a所示，一种带有氦-4回热器的低温制冷机，为两级脉管制冷结构，其中二级回热器II为本实用新型改进的4K氦-4回热器(氦四回热器)。低温制冷机其余部件之间的连接关系均可采用现有技术。
[0047]如图3b所示，一种4K氦-4回热器，包括本体101、固定在本体101顶端的上盖102以及固定在本体101底端的下盖103。
[0048]本实施例中，本体101、上盖102、下盖103三者是通过焊接固定，同时本体101、上盖102、下盖103的外狭缝和增强狭缝是在三者焊接后直接一体加工而成的。
[0049]首先对焊接前的本体101、上盖102、下盖103作如下说明:
[0050]图4a、图4b为焊接前的本体101的俯视和侧视结构示意图，本体101内设有轴向贯穿整个本体的空腔104，空腔104与本体101同轴设置，空腔104的内径约为本体101内径的1/5，且位于本体101的轴心处。本体101上设有若干开口朝向空腔104内的内狭缝105，多个内狭缝105沿本体101的轴心周向呈辐射状均匀布置。本体101顶端和底端外周缘设有焊接缝，用于与上盖102和下盖103的焊接。
[0051]如图5a、5b所示，为本实用新型的上盖102的焊接前的俯视和侧视结构示意图，上盖102中心设有通孔108，通孔108中心与本体101上的空腔104同轴对正且相互连通，用于安装毛细管26。毛细管26 —端与通孔108密封焊接，另一端穿过二级回热器112、一级回热器冷端换热器6、一级回热器5、热端换热器4与二级气库19连通，使得二级气库19与氦四回热器连接。上盖102上的通孔108孔沿需要毛细管四周彻底焊接密封。上盖102底部设有焊接缝，用于与本体101顶部的焊缝焊接。
[0052]如图6a、6b所示，为本实用新型的下盖103的焊接前的俯视和侧视结构示意图，下盖103顶面设有焊接缝，用于与本体101底部的焊接缝焊接。
[0053]下盖103顶部需要跟本体101底部彻底焊接密封。上盖102底部需要跟本体101顶部彻底焊接密封。
[0054]图7a、图7b、图8、图9a、图9b为本体101、上盖102、下盖103的焊接装配后，外狭缝加工完成后的4K氦-4回热器的结构示意图。
[0055]如图7a为焊接后的4K氦-4回热器的俯视结构示意图。其中图7b为图7a中的局部放大图。图8为焊接后的4K氦-4回热器的侧视结构示意图。图9a为焊接后的4K氦-4回热器的仰视结构示意图。图9b为图9a的局部放大图。
[0056]如图7a、图7b、图8、图9a、图9b中，本体101、上盖102、下盖103上设有相互对正、大小相等、一次成型的若干外狭缝106。外狭缝106的靠口朝外(背向空腔104)。多个外狭缝106沿本体101的轴心周向呈辐射状均匀布置。
[0057]上盖102、下盖103上，每条外狭缝106两侧均设有两个靠口朝外(背向空腔104)的增强狭缝107，两条相邻外狭缝106之间设有两个增强狭缝107。
[0058]本体101上，多个外狭缝106和内狭缝105交叉设置；每条外狭缝106两侧均设有两个增强狭缝107 ;两条相邻外狭缝106之间设有两个靠口朝外(背向空腔104)的增强狭缝107 ;外狭缝106和内狭缝105、增强狭缝107的深度方向均沿本体101径向设置。在本体101径向上，增强狭缝107的深度为外狭缝106深度的约2/3。
[0059]实际安装时，需要将回热器本体101等置于回热器壳体内，回热器本体101里面和外面都有许多狭缝，其中外狭缝106、增强狭缝107与回热器壳体之间构成工作流体的流动通道，使得通过狭缝工作流体氦四顺利流动，进而进入二级脉管冷端换热器和二级脉管中。内狭缝105和空腔104构成回热填料的容纳空间。通过各狭缝，工作流体和回热填料(氦-4)之间进行换热。
[0060]本实用新型的4K低温制冷机的氦-4回热器通过本体内外的狭缝式设计，把氦-4作为回热器填料利用，使得回热器内的氦-4和在回热器外流动的工作流体氦-4换热。通过回热器本体和二级气库19连接的毛细管实现氦-4回热器内的一定压力，使得充气压力的调节能满足需要的填料氦-4的比热特性。跟现有的4K温区利用的特殊填料相比，本实用新型的氦-4回热器在较大的温度区间，都具有较高的体积比热容，而且氦-4的导热更小。能够显著提高换热量，减少热损失，进而提高4K温区制冷效率。
[0061]以上所述的内容仅为本实用新型的优选实施例，并非因此即限制本实用新型的专利保护范围，凡是运用本实用新型说明书及附图内容所作的等效设计变换，可以应用在其他4K低温制冷机有关的技术领域，均同理包括在本实用新型的保护范围内。
【主权项】
1.一种氦四回热器，包括带有空腔的本体、分别设置在本体顶部和底部的上盖和下盖，其特征在于，所述本体上设有开口朝向所述空腔的内狭缝以及开口背对空腔朝外的外狭缝；所述外狭缝和内狭缝互相独立，且沿本体轴线周向交替设置，相邻外狭缝和内狭缝之间形成换热面；所述上盖和下盖上分别设有与所述外狭缝对应的狭缝结构，所述上盖和下盖分别将内狭缝的顶端和底端密封。2.根据权利要求1所述的氦四回热器，其特征在于，所述相邻外狭缝和内狭缝之间设有开口背对空腔朝外的增强狭缝。3.根据权利要求1所述的氦四回热器，其特征在于，所述上盖上设有与所述空腔连通的通孔。4.根据权利要求2所述的氦四回热器，其特征在于，所述外狭缝、内狭缝、增强狭缝的深度方向与所述本体的径向一致，且以所述本体的中轴线呈辐射状均匀布置。5.根据权利要求4所述的氦四回热器，其特征在于，所述空腔的直径为所述本体直径的 1/6 ?1/4。6.根据权利要求4所述的氦四回热器，其特征在于，所述外狭缝和内狭缝的深度为所述本体直径的1/4?1/2.5 ;所述增强狭缝的深度为所述本体直径的1/5?1/3。7.一种低温制冷机，其特征在于，该低温制冷机中回热器采用权利要求1-6任一权利要求所述的氦四回热器。8.根据权利要求7所述的低温制冷机，其特征在于，所述低温制冷机中位于4K温区部分的回热器采用权利要求1-6任一权利要求所述的氦四回热器。9.根据权利要求7或8所述的低温制冷机，其特征在于，所述低温制冷机为二级脉管制冷机，所述上盖与二级脉管制冷机的二级气库之间连接有毛细管，该毛细管一端与所述本体的空腔连通，另一端与二级气库连通。10.根据权利要求9所述的低温制冷机，其特征在于，所述毛细管的另一端穿过二级脉管制冷机的二级回热器热端、一级回热器冷端换热器、一级回热器和热端换热器与所述二级气库连通。
【专利摘要】本实用新型公开了一种氦四回热器以及该有该回热器的低温制冷机，其中回热器包括带有空腔的本体、分别设置在本体顶部和底部的上盖和下盖，本体上设有开口朝向所述空腔的内狭缝以及开口背对空腔朝外的外狭缝；所述上盖和下盖上分别设有与所述外狭缝对应的狭缝结构，所述上盖和下盖分别将内狭缝的顶端和底端密封。本实用新型的氦四回热器以及带有该回热器的低温制冷机，通过回热器内外狭缝式结构的设计，使得流体填料氦四和工作流体氦四换热，因而不需要利用传统的特殊球填料，能够提高4K温区制冷效率，节省4K低温制冷机的制造成本。
【IPC分类】F25B40/06
【公开号】CN204880890
【申请号】CN201520424962
【发明人】邱利民, 金光鲜, 甘智华, 王建军, 黄宸
【申请人】浙江大学
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年6月18日