현재 저온 초전도, 우주 탐사 등 첨단 분야에서는 액체 헬륨 온도대 냉각 기술의 소형화, 높은 신뢰성 및 장수명 특성에 대한 긴급한 요구가 있습니다. 다단계 스털링 펄스관 냉동기는 이러한 요구를 충족시키는 매우 유망한 해결책입니다. 본 논문에서는 열 결합 구조의 3단계 스털링 펄스관 냉동 시스템을 설계 및 제작하였습니다. 이 시스템은 중과력한이 생산한 2단계 고주파 스털링 냉동기(70 Hz)를 3단계의 예냉용으로 사용하며, 70 K에서 5 W 및 32 K에서 2 W의 냉량을 제공합니다. 3단계 냉지에 대해 먼저 Sage를 이용하여 간소화된 냉동기 모델을 구축하고, 운전 주파수, 평균 압력 및 예냉 온도 등 주요 운전 매개변수를 결정한 후, 3단계에 대한 시뮬레이션 최적화를 수행하고 최종적으로 설계 및 실험 플랫폼 구축을 완료하였습니다. 실험 결과 평균 압력 1.4 MPa, 주파수 21 Hz, 총 입력 전력 약 370 W 상태에서 냉단 최저 온도가 5.16 K에 도달하였고, 6 K에서 50 mW 및 7 K에서 102 mW의 전형적인 냉량을 나타냈습니다.

3단계; 액체 헬륨 온도대; 회수기; 펄스관 냉동기