Konzeptstudie eines angetriebenen Kaltteils für Linear-Stirlingkühler

摘要

In den letzten 15 Jahren haben sich Technologie und Leistungsklassen für Stirling-Kleinkühler aufgrund von Weiterentwicklungen der IR-Sensoren deutlich verändert. Die Betriebstemperatur für MWIR- Sensoren (Mid-Wave Infrared) stieg mit Einführung der HOT-Technologie (High Operating Temperature) schrittweise von 77K auf bis zu 160K an. Um die veränderten Anforderungen erfüllen zu können, wurde mit der SX-Reihe eine neue Generation von kompakten Freikolben-Linearkühlern entwickelt. Vorrangiges Ziel war dabei die Verbesserung von SWaP,C (Size, Weight and Power, Costs). Sowohl bei Kühlern der HOT-Technologie als auch bei Kühlern für tiefere Temperaturen bleibt die Leistungsaufnahme zumeist das entscheidende Kriterium. Um die Leistungsaufnahme weiter zu senken, wurde daher ein Kaltteil mit aktivem Antrieb konzipiert. Der aktive Antrieb ermöglicht die variable Einstellung von Regeneratorhub und Phasenlage zwischen Regenerator und Kompressorkolben. Deren Einfluss auf die Gesamtleistungsaufnahme wird untersucht um mögliche Optionen zur Senkung der Leistungsaufnahme durch einen aktiven Antrieb zu bewerten. Der aktuelle Stand und erste Ergebnisse der Konzeptstudie werden vorgestellt.