本技术涉及低温制冷机,具体涉及到一种多孔非金属材料回热器。
背景技术:
1、回热器是回热式低温制冷机中的关键部件,其性能对低温制冷机整体性能有着至关重要的影响。回热器承担着冷热流体间周期性换热的功能,冷热流体通过交替流动与回热填料直接接触实现热交换。在低温制冷机工作过程中,回热器周期性地积累上一次循环所得冷量,并将其传递给下一次循环的入流工质,充分利用了制冷过程中不同温位的制冷量,提高了能量的利用率。回热器材料的结构和热物理性质是影响其效率的关键性因素,为满足工作要求,回热器材料需要具备换热面积大、体积比热容高和轴向导热小等特点。目前在液氮温区以上工作的回热式低温制冷机中广泛使用多片层叠金属丝网作为回热填料,包括不锈钢丝网和铜丝网,其目数一般为100目到500目,受限于编织工艺,最大不超过635目。
2、目前在液氮温区以上工作的回热式低温制冷机中广泛使用多片层叠金属丝网作为回热材料,为保证足够的换热面积和较小的水力半径,丝网需要采用较高的目数,对尺寸精度的要求高,工艺复杂导致成本较高,单一尺寸的丝网片且无法较好地匹配不同内径的回热器。不管是单一金属丝网填充,还是采用其他材料与丝网混填,都需要将圆形网片叠放整齐再送入不锈钢筒或塑料筒中,其数量高达上百片,耗时费力。丝网堆叠的紧密程度很难精确控制,丝网数量过多会导致流动阻力大幅度增加,数量过少会导致换热量不足,反复填充过程中也存在划伤气缸内壁的风险。
3、在小型低温制冷机如斯特林制冷机、脉管制冷机大批量生产中,需要找到性能和成本的平衡点,原料成本和生产效率是一个不容忽视的问题,作为回热器的最重要组成部分金属丝网将带来一定的原料和人工的成本压力,不利于商业化推广。
技术实现思路
1、本实用新型提供了一种多孔非金属材料回热器,所述多孔非金属材料回热器包含有由非金属薄膜卷绕形成的多层状圆环形主体,不同层数之间的所述非金属薄膜之间留有间隙;
2、所述非金属薄膜均匀分布有微孔,在所述微孔的外沿设有位于所述非金属薄膜至少一侧面的凸起卷边,所述凸起卷边端面不与所述非金属薄膜平行。
3、进一步的,所述非金属薄膜的材料为pc、pet或者pen。
4、进一步的,由整条所述非金属薄膜卷绕形成所述多层状圆环形主体,所述非金属薄膜位于多层状圆环形主体内外两侧的起始端和终点端通过胶带或胶水与相邻层的所述非金属薄膜粘结固定。
5、进一步的,若干片首尾连接的所述非金属薄膜卷绕形成所述多层状圆环形主体,相邻两片所述非金属薄膜通过胶带或胶水粘结固定,位于多层状圆环形主体内侧的首片所述非金属薄膜的起始端以及位于多层状圆环形主体外侧的最后一片所述非金属薄膜的终点端通过胶带或胶水与相邻层的所述非金属薄膜粘结固定。
6、进一步的,所述微孔的直径为0.08mm-0.1mm,所述微孔的密度为每平方厘米6-8个。
7、进一步的,所述卷边凸起的高度为0.06-0.12mm。
8、进一步的,所述凸起卷边端面为高低不平的不规则端面。
9、采用上述方案后,本实用新型与现有技术比较,具有以下优点:
10、1)本实用新型采用的非金属材料价格相对低廉,降低了回热器的成本;非金属材料可以在固定物或直接在膨胀气缸上进行缠绕,得到的环状回热器组装简单,卷制过程易于操作;非金属材料密度小,缠绕后制成的回热器部件质量轻,有利于小型低温制冷机整机轻量化。此外,非金属材料在光滑度和柔韧性方面具有一定的优势,避免了划伤气缸的风险。
11、2)非金属薄膜表面上打孔形成的凸起卷边在相邻的两层材料之间径向起到支撑作用,增加了回热器的孔隙率,使气流通道更加规则,降低了气体工质流动时的阻力和压降损失,非金属材料自身导热性差的特点也可以降低轴向导热损失,进一步提升回热效率。可根据使用需求改变回热器所用材料从而改变整体结构,在精确控制气流通道形状和尺寸的同时,对于不同型号的制冷机适应性好。此外,为了避免微孔被堵住,本申请将凸起卷边的端面设置为高低不平的不规则端面,使得微孔始终处于导通状态,提高气体流通性。
1.一种多孔非金属材料回热器,其特征在于,所述多孔非金属材料回热器包含有由非金属薄膜(2)卷绕形成的多层状圆环形主体,不同层数之间的所述非金属薄膜(2)之间留有间隙;
2.如权利要求1所述的一种多孔非金属材料回热器,其特征在于,所述非金属薄膜(2)的材料为pc、pet或者pen。
3.如权利要求2所述的一种多孔非金属材料回热器,其特征在于,由整条所述非金属薄膜(2)卷绕形成所述多层状圆环形主体,所述非金属薄膜(2)位于多层状圆环形主体内外两侧的起始端和终点端通过胶带或胶水与相邻层的所述非金属薄膜(2)粘结固定。
4.如权利要求2所述的一种多孔非金属材料回热器,其特征在于,若干片首尾连接的所述非金属薄膜(2)卷绕形成所述多层状圆环形主体,相邻两片所述非金属薄膜(2)通过胶带或胶水粘结固定,位于多层状圆环形主体内侧的首片所述非金属薄膜(2)的起始端以及位于多层状圆环形主体外侧的最后一片所述非金属薄膜(2)的终点端通过胶带或胶水与相邻层的所述非金属薄膜(2)粘结固定。
5.如权利要求1所述的一种多孔非金属材料回热器,其特征在于,所述微孔(3)的直径为0.08mm-0.1mm,所述微孔(3)的密度为每平方厘米6-8个。
6.如权利要求1所述的一种多孔非金属材料回热器,其特征在于,所述卷边凸起的高度为0.06-0.12mm。
7.如权利要求1所述的一种多孔非金属材料回热器,其特征在于,所述凸起卷边(301)端面为高低不平的不规则端面。
