冷水機(jī)制冷的模式多種多樣，這里介紹一種極限的制冷模式，脈管制冷機(jī)的發(fā)展過(guò)程
最初的脈管制冷機(jī)是由美國(guó)的Gifford和Long-sworth于1963年發(fā)明的。他們利用一股氣體在薄壁管內(nèi)作周期性壓力振蕩所產(chǎn)生的制冷效果發(fā)明了脈管制冷機(jī)。他們的脈管制冷機(jī)由蓄冷器，脈沖管和換熱器組成，這種制冷機(jī)后來(lái)被稱為基本型脈管制冷機(jī)。他們最初用GM型壓縮機(jī)加切換閥來(lái)提供周期性的壓力振蕩，但切換閥會(huì)引起較大的阻力損失，所以他們于1967年用無(wú)閥壓縮機(jī)來(lái)直接驅(qū)動(dòng)制冷機(jī)，這就是所謂的可逆脈管制冷機(jī)。該方案可以回收很大一部分壓縮功，提高了制冷效率。由于本身制冷機(jī)理的限制，基本型脈管制冷機(jī)的最低制冷溫度和效率遠(yuǎn)不能和當(dāng)時(shí)已有的低溫制冷機(jī)相比，因此在相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)沒有引起重視。
1984年，前蘇聯(lián)學(xué)者M(jìn)ikulin等提出了后來(lái)稱之為小孔型脈管制冷機(jī)的方案，該方案在基本型脈管制冷機(jī)的熱端換熱器前安設(shè)了一個(gè)節(jié)流小孔，并在換熱器后連接了一個(gè)體積較大額氣庫(kù)，這一改進(jìn)極大地提高了制冷能力，Mikulin等用空氣和氦氣作為制冷工質(zhì)，分別獲得了105K和64K的最低制冷溫度。隨后美國(guó)和中國(guó)學(xué)者在上述方案的基礎(chǔ)上進(jìn)行了一系列的研究和改進(jìn)。小孔型脈管制冷機(jī)的出現(xiàn)使其實(shí)用化有了可能，但其效率和最低制冷溫度與其他制冷機(jī)相比仍有較大差距。
1990年，西安交通大學(xué)朱紹偉等提出了雙向進(jìn)氣型脈管制冷機(jī)流程，用氣體分配器直接將一股氣流從壓縮機(jī)出口接至脈沖管熱端，該方案在中科院低溫中心得到了驗(yàn)證，獲得了42K的最低制冷溫度。 |
