RS 旋转式斯特林制冷机

〈制冷技术〉微型斯特林制冷机的进展胡白楠1，陈晓屏2，夏明2(1.中国北方工业公司，北京 100053；2.昆明物理研究所，云南昆明 650223）摘要：随着高温超导和空间技术的发展对微型低温制冷机的制冷量、效率和可靠性提出了更高的要求。

新出现的技术如柔性支撑和脉管将对未来的制冷机产生巨大的影响。

介绍了最近几十年里各种微型制冷机的发展状况，特别是重点介绍了微型斯特林制冷机的发展，给出了世界各大制冷机生产厂家的生产水平。

同时本文介绍了目前国内的微型斯特林制冷机发展状况。

关键词：斯特林；制冷机；进展中图分类号：TB66 文献标识码：A 文章编号：1001-8891(2006)12-0730-04The Development of Low-Power Stirling CryocoolerHU Bai-nan1，CHEN Xiao-Ping2，XIA Ming2(1.China North Industries Corporation, Beijing 100053, China; 2.Kunming Institute of Physics, Kunming Yunnan 650223, China)Abstract：With the development of high temperature superconduct and space technology, the requirements for the high efficiency, reliability and cooling max of the low-power cryocoolers will be higher. The new technologies of flexure and pulse tube have enormous effect on future cryocoolers. The development of the low-power stirling cryocooler in several decades is proposed, and many high-power cryocooler companies are presented. The development stirling cryocooler in our country is introduced.Key words：Stirling；cryocooler；development引言在过去的三四十年里微型斯特林制冷机在军事和空间技术上得到了极大的发展。

微型斯特林制冷机可靠性现状及趋势陈晓屏【摘要】制冷机的可靠性一直是军用微型斯特林制冷机最重要的性能指标.首先阐述了可靠性的一些基本知识,之后介绍了RICOR、Thales Cryogenics和BAE等几家公司的斯特林制冷机可靠性预测方法.同时还详细介绍了从上个世纪50年代至今国内外军用微型制冷机可靠性水平的增长情况及其发展趋势,最后介绍了一些制冷机常用的可靠性加速方法.【期刊名称】《真空与低温》【年(卷),期】2010(016)004【总页数】5页(P198-202)【关键词】微型斯特林制冷机;可靠性;趋势;加速【作者】陈晓屏【作者单位】昆明物理研究所,云南,昆明,650223【正文语种】中文【中图分类】TB6611 引言微型斯特林制冷机具有效率高、体积小、质量轻、启动较快、振动低、工作温度宽等优点，广泛应用于车载、机载、舰载军事红外系统。

随着红外探测器的快速发展，热像系统对制冷机的性能及可靠性提出了更高要求，各国制冷机制造商都在努力提高其产品可靠性水平。

作者首先阐述了可靠性的一些基本知识，之后介绍了RICOR、Thales Cryogenics和BAE等几家公司对斯特林制冷机可靠性预测方法。

同时还详细介绍了从上个世纪50年代至今国内外军用微型制冷机可靠性水平的增长情况及其发展趋势。

最后介绍了一些制冷机常用的可靠性加速方法。

对于高成本、高可靠性的航天用微型斯特林制冷机本文不予讨论。

2 微型斯特林制冷机可靠性基本概念2.1 基本概念可靠性的技术指标主要有置信度、失效率、平均无故障工作时间、平均失效前时间、有效度等。

考核斯特林制冷机可靠性最基本指标就是MTBF（Mean Time Between Failures平均无故障工作时间）或MTTF（Mean Time To Failure平均失效前时间）。

MTBF是针对可修复系统而言的，而MTTF主要针对不可修复系统。

对应于浴盆曲线，MTBF描述偶然失效区的失效，而MTTF描述耗损区的失效情况。

民用斯特林循环制冷技术寻求合作IST工程有限公司是一家专门研制及开发新技术和新产品的以色列公司。

公司成功开发完成了一项基于斯特林循环的新型民用制冷技术，这项技术具以下一些特点：• 完全环保。

与现在广泛使用的制冷技术不同，它彻底摈弃了诸如HFC、CFC或其替代品的合成气体，因而对臭氧层没有任何的破坏作用。

IST技术仅仅使用自然界存在的气体，例如氦气-对生态没有任何负作用并完全环保的一种惰性气体。

• 制冷效率高。

与传统制冷技术比较耗电量少，从而可以降低使用成本并最终减少CO2的排放。

• 紧凑及体积小。

传统的制冷单元由三个部分组成，压缩机、冷凝器和蒸发器，而斯特林制冷机仅仅是一个综合体。

这方面的优势表现在不仅可以降低制冷单元的生产成本，而且可以节省冰箱等制冷装置生产过程的成本，比如生产各个组成部分的生产成本，焊接联接管路，清洁管路及充气等成本。

对于斯特林制冷技术而言，冰箱等制冷装置生产过程可以简化到仅仅将斯特林制冷机与冰箱箱体连接即可。

与传统制冷理论不同，斯特林循环制冷理论是一种更为高效的热力学理论。

斯特林循环制冷机是由以色列与美国投资数百万美元研制成功而主要应用于军事领域。

传统的制冷循环是基于制冷介质不同形态之间的转换实现的，而斯特林循环制冷是一个纯气态过程。

IST公司的研发队伍已经成功地将这一技术应于民用制冷工业，既家用冰箱。

民用斯特林制冷机研发周期前后经过了5年的时间，很多机构投资并参与了研发，其中包括法国电力公司 EDF (Electricite de France)等。

研发的工作包括制冷机样机设计、制作、测试、制冷机与冰箱箱体结合以及与采用传统制冷技术伊莱克斯冰箱的对比试验等几个阶段。

斯特林制冷机样机最终的测试分别在法国电力公司位于法国的实验室和IST公司进行，实验结果表明这项技术作为未来的民用制冷技术是完全可行的，不足之处是目前的样机对大容积冰箱的适用效果不如小冰箱，有待改进。

实验对二个规格的冰箱进行，伊莱克斯28升及140升，实验条件及结果如下：1.制冷实验：将4升水从温度25度降到5度（摄氏）28升普通冰箱耗电90.4瓦小时,斯特林冰箱耗电55.3瓦小时,普通冰箱多耗电63%。