無氟裡昂氣冷式冰箱的製作方法

2023-07-31 06:09:31

專利名稱：無氟裡昂氣冷式冰箱的製作方法
技術領域：
本實用新型是一種冰箱，特別是一種不用氟裡昂而用空氣為製冷工質的冰箱。
冰箱技術近十年來發展很快，種類規格繁多，以製冷方式來分，有以下幾類1、氟裡昂製冷冰箱採用壓縮式(機械運行)氟裡昂製冷循環系統。
2、無氟裡昂製冷冰箱利用半導體元件製冷；磁振蕩壓縮式製冷。
3、混合工質製冷冰箱採用以氨作製冷劑、水作吸收劑、氫作擴散劑的製冷系統。
冰箱技術雖然發展很快，有的技術也很成熟，如氟裡昂製冷的應用已非常廣泛，但還有明顯不足之處1、氟裡昂製冷冰箱、混合工質製冷冰箱、化學式製冷冰箱、均對大氣臭氧層有極大的破壞作用，並對大自然生態平衡、生物、人類均有嚴重的危害性，國際協約組織已將氟裡昂製冷技術列為取締之列。
2、磁振蕩製冷、半導體製冷、太陽能製冷等冰箱，耗能過大，成本高，難以推廣應用。
鑑於現有技術存在的問題，本實用新型提出一種新型冰箱。
本實用新型的目的是提供一種無氟裡昂氣冷式冰箱，採用具有空氣式壓差製冷器的製冷系統，無毒、高效、節能、使用方便。
本實用新型冰箱主要包括冷凍室、冷藏室和製冷裝置三部分，其特點在於製冷裝置是具有壓差式製冷器的空氣式製冷裝置，該壓差式製冷器是本實用新型冰箱的核心裝置，已於92年11月18日申請專利，申請號為92113032。
本實用新型製冷裝置由集氣器、氣體混合乾燥器、壓縮機、油水過濾器、熱交換器、壓差式製冷器、分配器、氣路控制閥組成製冷系統集氣器裝設有多個回集入氣管，與冷凍室和冷藏室的製冷回氣出口連接；氣體混合乾燥器包括依次連接的進氣腔、乾燥器、送風腔和電機，其進氣腔前端有一進氣口與集氣器的出氣口和熱交換器的回氣出口相連通，進氣腔壁裝有鋼網以與外界相通，所述送風腔有一出氣口；壓縮機的進氣口與上述氣體混合乾燥器的送風出氣口相連接，壓縮機的出氣口經一油水過濾器與熱交換器相連接；壓差式製冷器具有一對開式球形內腔外固體，在外固體兩側與球形腔軸線平行對稱各裝一進氣管，進氣管端為一細徑直管，腔體正上方有一熱氣出管，正下方有一冷氣出管，冷熱氣出管分別與兩各三通閥的一個進氣埠相連接；分配器具有一入氣口與兩個三通閥的一入氣埠相連通，接收來自壓差式製冷器輸出的冷氣或熱氣，多個熱氣口均勻輸出冷氣或熱氣送至應用設備，以及一與熱交換器連接的出氣口；兩個三通閥的另一出氣口連接一接水盒；熱交換器為逆流式熱交換器，其熱氣流入口接油水分離器的出口，冷氣流出口接壓差式製冷器入口；冷氣流入口接分配器的出口，交換後回氣出口接氣體混合乾燥器的進氣腔；冷凍室和冷藏室內裝有散熱系統，包括與製冷裝置分配器的出氣口連通的多路送氣管，冷凍室上冷管、下冷管、後冷管、冷藏室後冷管，與集氣器入氣口連通的多路回氣管，以及固裝散熱管的金屬散冷板。
為增強散冷效果，散冷管採用薄壁外螺紋金屬管，冷凍室和冷藏室的塑料內腔採用多孔塑料薄板製成。
由於本實用新型冰箱具有上述獨特結構，故具有如下突出優點1、無氟裡昂以空氣為製冷工質，成本低、無汙染，對自然、生物、人類均無危害。
2、節能製冷循環快，每秒可達2.8次以上，熱傳導冷量消耗低，啟動次數減少；又由於製冷效率高，製冷量比現有方法高50－70％，相對用電量降低，日耗電量下降。
另外，本實用新型冰箱採用新方法除霜，不需電熱化霜，可節能15－20％(以200立升冰箱為例)。
3、節材本實用新型冰箱雖有三個補助件，但免去了冷卻管和複雜龐大的蒸發器，可節省大量材料。
4.安全冰箱散冷管內壓力僅為0.25MPa左右(氟裡昂製冷系統為0.9－1.0MPa)，故不易洩漏；且因採用空氣為工質，也無洩漏危害。
5.極大的社會效益無氟裡昂氣冷式冰箱技術的問世，對國家面臨的技術換代有不可忽視的經濟價值和社會效益。
下面，接合附圖詳細說明本實用新型無氟裡昂氣冷式冰箱的具體實施例。


圖1是本實用新型冰箱的正視示意圖；圖2是本實用新型冰箱的側視示意圖；圖3是本實用新型冰箱的後視示意圖；圖4是本實用新型冰箱製冷系統示意圖；圖5是本實用新型冰箱製冷裝置側視示意圖；圖6是本實用新型冰箱製冷裝置俯視示意圖；圖7是本實用新型冰箱壓差製冷器正視圖；圖8是本實用新型冰箱壓差製冷器俯視圖；圖9是本實用新型冰箱製冷分配器側視圖；
圖10是本實用新型冰箱製冷分配器俯視圖；
圖11是本實用新型冰箱製冷集氣器側視圖；
圖12是本實用新型冰箱製冷集氣器俯視圖；
圖13是本實用新型冰箱散冷管系統設置示意圖；
圖14是本實用新型冰箱散冷管縱剖圖；
圖15是本實用新型冰箱散冷管橫剖圖；
圖16是本實用新型冰箱內腔多孔塑料薄板結構圖。
圖17是本實用新型冰箱製冷混合乾燥器側視圖。
圖18是本實用新型冰箱製冷混合乾燥器正視圖。
本實用新型無氟裡昂氣冷式冰箱，如
圖1、2、3所示，包括冷凍室(1)、冷藏室(2)、製冷裝置(3)三個主要部分；具有箱體外殼(4)、冷凍室門(5)、冷藏室門(6)、中隔板(7)、保溫層(8)、塑料內襯(9)，以及裝有控制電路和顯示器的頂部(10)；本實用新型的獨特結構是採用無氟裡昂氣冷式製冷裝置(3)，該製冷裝置(3)，如圖4、5、6所示，由集氣器(11)、氣體混合乾燥器(12)、壓縮機(13)、油水過濾器(14)、熱交換器(15)、壓差式製冷器(16)、分配器(17)及兩個氣路控制電磁閥(18)(19)組成製冷系統，組裝於一箱體(20)內，裝設在冰箱底部後側；其中，集氣器(11)接收冷凍室(1)、冷藏室(2)中散冷管系統的回氣送至氣體混合乾燥器(12)；氣體混合乾燥器(12)由依次相連的進氣腔(21)、乾燥室(22)、送氣腔(23)構成，進氣腔(21)的入氣管(24)與集氣器(11)的出口和熱交換器(15)的回氣口相連通，進氣腔(21)的腔壁裝有鋼網(25)，可吸入補充空氣，三路氣體混合後，經乾燥室(22)送至送風腔(23)，腔內裝設的風輪(26)在電機(27)的驅動下將氣體送出，作為氣源供給壓縮機(13)；壓縮機(13)輸出的高壓氣體進入油水過濾器(14)進行淨化，再經熱交換器降溫，然後分兩路送至壓差式製冷器(16)；壓差式製冷器(16)包括一具有球形膨脹腔的對開式外固體(28)，腔內有保溫防腐塗料內襯(29)，在外固體(28)的兩側，相對於球形腔軸線平行對稱設置兩進氣管(30)，進氣管(30)內端為一細徑直管式噴咀，球形腔正下方為冷氣出口(31)、正上方為熱氣出口(32)，熱氣出口(32)處裝設一調整杆(33)，用以調節冷熱氣流的比例和溫度；當製冷應用時，冷氣出口(31)、熱氣出口(32)分別與兩三通電磁閥(18)(19)的一個入口端相連通；電磁閥(18)的出口接分配器(17)的入口(39)，閥(19)的出口連接一接水盒(36)；
分配器(17)包括一具有球形內腔的對開式保溫殼體(38)，腔內壁有內襯(37)，殼體(38)裝有一與三通閥(18)相通的入氣口(39)，接收來自壓差製冷器(16)的氣體，有一與熱交換器(15)相通的出氣口(40)，還有多個製冷氣出氣口(41)，出氣口(41)與散冷管相連，向冷凍室(1)和冷藏室(2)輸送製冷氣體；熱交換器(15)為一逆流式交換器，其熱氣流入口(44)接收來自油水過濾器(14)的高壓氣體，過濾後的氣體經熱交換降溫從出口(45)輸出，分兩路送至壓差式製冷器(16)的進氣口(30)；熱交換器(15)的冷氣流入口(46)接收來自分配器(17)出氣口(40)的輸出冷氣，經熱交換從出口(47)輸出送至氣體混合乾燥器(12)的進氣腔(21)成為氣源的一部分；製冷氣體從製冷裝置輸出後，流經冰箱內散冷管系統，然後回集到集氣器(11)，集氣器(11)包括一管狀腔體(50)及兩端蓋(51)，一端蓋上有一出氣管(52)，腔內橫置一多孔氣體分配板(53)，分配板上部的管狀腔(50)上設置有多個回集入氣管(54)，腔內下部安裝一熱電偶(55)，回氣經分配板(53)後均勻分布，可使監測溫度準確，以利據此控制製冷系統的運行。
散冷管系統與製冷裝置相連，全部由薄壁外螺紋金屬管構成。如圖7所示，與分配器(17)相連的多路(如四路)送氣管(58)從冰箱的後側部分別上伸至冷凍室(1)上部、後部和下部，以及冷藏室(2)後部，然後往復彎回分別形成冷凍室上冷管(59)、後冷管(60)、下冷管(61)及冷藏室後冷管(62)，然後分別經多路(如四路)回氣管(63)從冰箱後部另一側回到製冷裝置(3)的集氣器(11)入口。
為固定安裝散冷管和增強散冷效果，所有散冷管均裝設在相應的金屬散冷板上。
本實用新型的散冷管是一種特製的異形金屬管，可採用青銅管，如
圖14所示，管內徑為2－4mm，管壁厚0.5mm，管壁外有高1.0mm的螺紋，這種結構的散冷管有效地增大了散冷麵積。
為增強散冷系統的散冷效果，冷凍室(1)、冷藏室(2)的內襯(9)由多孔薄壁塑料板製成，如
圖15所示，塑料薄板上開有多個長形孔，用以導冷和引水，該塑料板可和冰箱其它內板熱焊連接，也可一次成型。
本實用新型冰箱的工作過程如下啟動電源後，氣體混合乾燥器(12)開始工作，將來自集氣器(11)的低溫(－10℃)回氣、27℃的熱交換回氣和環境溫度(32℃)的補充空氣進行混合乾燥，輸出14－15℃的氣體供給壓縮機(13)；所採用壓縮機(13)的規格可為排氣量4.5m3／h，功率120W，工作壓力1Mpa；所輸出的高壓氣體經過濾除去油水，在0.8Mpa壓力、25－28℃溫度下進入熱交換器(15)；熱交換器(15)由分配器(17)提供－15－－17℃的冷氣，經熱交換後成為27℃回氣送入混合乾燥器(12)作為氣源的一部分；高壓氣體經熱交換降溫至16－17℃，由雙對稱氣路進入壓差製冷器(16)，經膨脹製冷，總氣量的70％成為－14－－19℃的冷氣(壓差製冷器的製冷溫差為30－35℃或更高)，同時，還產生40－50℃的熱氣；當製冷應用時，－14－－19℃的冷氣進入分配器(17)的球形腔，氣體進一步降溫(降2－4℃)後從多個出氣口均勻輸出送至散冷系統，又因出氣口管徑細，輸出氣體再次增壓，更有利於其在散冷管中的流動；本實用新型分配器的獨特結構，具有對氣體降溫、增壓、均勻輸出的多方面功能。
冷氣從分配器(17)輸出，經多路並聯送氣管(58)(比如四路)分別單路進入冷動室上冷管(59)、後冷管(60)、下冷管(61)和冷藏室後冷管(62)，使冷凍室溫度達－15℃以下。完成製冷作用後，氣體又經多路並聯回氣管(63)各自單路送到集氣器(11)的多個入氣口(54)，此時集氣器(11)的氣體溫度低於－10℃，此回氣再送回混合乾燥器(12)作為氣源的一部分。這樣，形成製冷系統的循環，循環速度可為2.8次／秒。
集氣器(11)內的熱電偶(55)監測回氣溫度，根據所測溫度對冰箱製冷系統的運行進行控制。本實用新型冰箱啟動次數遠少於其他類型冰箱，因而也能節約電能。
本實用新型冰箱製冷裝置的結構，提供了獨特的除霜方法，不採用耗能大的電加熱方式，而是利用壓差式製冷器(16)所輸出的40－50℃熱氣流進行除霜，其過程如下改變與壓差製冷器(16)冷熱端連通的兩三通閥的輸出方向，使三通閥(19)(18)分別與分配器入氣口(39)和接水盒(36)連通，向分配器(17)提供熱氣，向接水盒(36)排出冷氣，此時，分配器(17)向散熱管路輸送熱氣流進行除霜，而後氣體從回氣管(63)回到集氣器(11)，再入混合乾燥器(12)，從而向壓縮機(13)提供較高溫度的氣源，加快了化霜速度；除霜後的水，經內襯多孔板流到排水管(66)，又經出水管(67)流入接水盒(36)，除霜迅速而節電。
本實用新型冰箱各種現有冰箱的主要技術指標比較列表附後。
權利要求1.一種無氟氣冷式冰箱，包括冷凍室、冷藏室、製冷裝置部分，其特徵在於製冷裝置由集氣器、氣體混合乾燥器、壓縮機、油水過濾器、熱交換器、壓差式製冷器、分配器、氣路控制閥組成製冷系統；集氣器裝設有多個回集入氣管，與冷凍室和冷藏室的製冷回氣出口連接；氣體混合乾燥器包括依次連接的進氣腔、乾燥器、送風腔和電機，其進氣腔前端有一進氣口與集氣器的出氣口和熱交換器的回氣出口相連通，進氣腔壁裝有鋼網以與外界相通，所述送風腔有一出氣口；壓縮機的進氣口與上述氣體混合乾燥器的送風出氣口相連接，壓縮機的出氣口經一油水過濾器與熱交換器相連接；壓差式製冷器具有一對開式球形內腔外固體，在外固體兩側與球形腔軸線平行對稱各裝一進氣管，進氣管端為一細徑直管，腔體正上方有一熱氣出管，正下方有一冷氣出管，冷熱氣出管分別與兩各三通閥的一個進氣埠相連接；分配器具有一入氣口與兩個三通閥的一入氣埠相連通，接收來自壓差式製冷器輸出的冷氣或熱氣，多個熱氣口均勻輸出冷氣或熱氣送至應用設備，以及一與熱交換器連接的出氣口；兩個三通閥的另一出氣口連接一接水盒；熱交換器為逆流式熱交換器，其熱氣流入口接油水分離器的出口，冷氣流出口接壓差式製冷器入口；冷氣流入口接分配器的出口，交換後回氣出口接氣體混合乾燥器的進氣腔；冷凍室和冷藏室內裝有散熱系統，包括與製冷裝置分配器的出氣口連通的多路送氣管，冷凍室上冷管、下冷管、後冷管、冷藏室後冷管，與集氣器入氣口連通的多路回氣管，以及固裝散熱管的金屬散冷板。
2.一種如權利要求1所述的無氟氣冷式冰箱，其特徵在於所述散冷管採用薄壁外螺紋金屬管，以增強散冷效果。
3.一種如權利要求1、2所述的無氟氣冷式冰箱，其特徵在於所述散冷管為內徑2－4mm、壁厚0.5mm、壁外螺紋高0.1mm的青銅管。
4.一種如權利要求1、3所述的無氟裡昂氣冷式冰箱，其特徵在於冰箱冷凍室和冷藏室內襯塑料板採用多孔塑料薄板，以利導冷、引水。
專利摘要本實用新型為以空氣為製冷工質的冰箱，包括冷凍室、冷藏室和空氣式製冷裝置，製冷裝置的核心是具有球形內腔的壓差式製冷器，該製冷器下方和上方分別有冷氣與熱氣出口，冷氣送至冰箱的散冷系統進行循環；散冷系統包括冷凍室上冷管、下冷管、後冷管和冷藏室後冷管；除霜時，製冷裝置向散冷管輸送熱氣。本實用新型冰箱無毒、高效、價廉。
文檔編號F25D11/02GK2155534SQ93205240
公開日1994年2月9日 申請日期1993年3月10日 優先權日1993年3月10日
發明者劉加才, 吳祖發, 梅大銳, 匡淑英 申請人:吳祖發