邢恩春，陈厚磊，唐清君，荀玉强，蔡京辉，梁惊涛

（1.中国科学院大学，北京 100190；2.中国科学院理化技术研究所，北京 100190）

1.6 kg小型同轴脉冲管制冷机实验研究

邢恩春1，2，陈厚磊2，唐清君2，荀玉强2，蔡京辉2，梁惊涛2

（1.中国科学院大学，北京 100190；2.中国科学院理化技术研究所，北京 100190）

小型脉冲管制冷机在空间以及军事领域有广泛的应用前景，通过提高制冷机的工作频率可减小制冷机的体积与质量。研制了1台重1.6 kg的脉冲管制冷机并进行了实验优化。采用实验室研制的小型直线压缩机驱动，惯性管气库、双向进气作为调相机构，在输入电功45 W，冷端温度80 K时可获得2.12 W的制冷量，相对卡诺效率13.0%。由于运行频率高，冷指尺寸小，冷指降温时间短，2 m in降温到80 K，并且冷头温度受重力影响较小。

小型；同轴；脉冲管制冷机

0 引言

脉冲管制冷机由于冷端没有运动部件，具有结构简单、振动小、寿命长、可靠性高等优点，在航空航天以及低温超导领域得到了广泛的应用。脉冲管制冷机多为针对空间应用设计，为保障制冷机的寿命和可靠性，体积质量一般较大，目前国内的空间脉冲管制冷机质量一般在5 kg以上，远大于地面军用斯特林制冷机1～2 kg的质量。

近年来，美国对脉冲管制冷机开展了小型化研究。美国学者Radebaugh等提出通过提高频率，并配合较高的充气压力与更小水力直径的回热填料，可以在减小制冷机体积与质量的同时保持较高的制冷机效率，并通过Regen3.2模拟计算了回热器性能随频率的变化曲线，指出选取合适的运行条件及回热器尺寸，1 000 Hz超高频下的回热器同60 Hz回热器效率相差不大[1]。……