專利名稱：無氟里昂氣冷式冰箱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種冰箱，特別是一種不用氟里昂而用空氣為制冷工質(zhì)的冰箱。
冰箱技術(shù)近十年來發(fā)展很快，種類規(guī)格繁多，以制冷方式來分，有以下幾類1、氟里昂制冷冰箱采用壓縮式(機(jī)械運(yùn)行)氟里昂制冷循環(huán)系統(tǒng)。
2、無氟里昂制冷冰箱利用半導(dǎo)體元件制冷;磁振蕩壓縮式制冷。
3、混合工質(zhì)制冷冰箱采用以氨作制冷劑、水作吸收劑、氫作擴(kuò)散劑的制冷系統(tǒng)。
冰箱技術(shù)雖然發(fā)展很快，有的技術(shù)也很成熟，如氟里昂制冷的應(yīng)用已非常廣泛，但還有明顯不足之處1、氟里昂制冷冰箱、混合工質(zhì)制冷冰箱、化學(xué)式制冷冰箱、均對(duì)大氣臭氧層有極大的破壞作用，并對(duì)大自然生態(tài)平衡、生物、人類均有嚴(yán)重的危害性，國(guó)際協(xié)約組織已將氟里昂制冷技術(shù)列為取締之列。
2、磁振蕩制冷、半導(dǎo)體制冷、太陽能制冷等冰箱，耗能過大，成本高，難以推廣應(yīng)用。
鑒于現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提出一種新型冰箱。
本發(fā)明的目的是提供一種無氟里昂氣冷式冰箱，采用具有空氣式壓差制冷器的制冷系統(tǒng)。
本發(fā)明的另一目的是提供一種無氟里昂氣冷式冰箱，采用薄壁外螺紋異形管為散冷管，以提高散冷效率。
本發(fā)明的又一目的是提供一種無氟里昂氣冷式冰箱，利用壓差式制冷器輸出的熱氣流進(jìn)行除霜，節(jié)約電能，使用方便。
本發(fā)明冰箱主要包括冷凍室、冷藏室和制冷裝置三部分，其特征在于制冷裝置是具有壓差式制冷器的空氣式制冷裝置，該壓差式制冷器是本發(fā)明冰箱的核心裝置，已于92年11月18日申請(qǐng)專利，申請(qǐng)?zhí)枮?2113032。
本發(fā)明制冷裝置由集氣器、氣體混合干燥器、壓縮機(jī)、油水過濾器、熱交換器、壓差式制冷器、分配器、氣路控制閥組成制冷系統(tǒng)集氣器收集冷凍室和冷藏室的制冷回氣;
氣體混合干燥器將制冷回氣、熱交換回氣、補(bǔ)充新氣進(jìn)行混合干燥，然后供給壓縮機(jī);
壓縮氣體經(jīng)油水過濾器后送至熱交換器，高壓氣體經(jīng)熱交換降溫后進(jìn)入壓差式制冷器;
壓差式制冷器具有一球形內(nèi)腔對(duì)開式外固體，在外固體兩側(cè)與球形腔軸線平行對(duì)稱各裝一進(jìn)氣管，進(jìn)氣管端為一細(xì)徑直管，腔體正上方有一熱氣出管，正下有一冷氣出管，冷、熱氣出管分別與兩個(gè)三通電磁發(fā)閥的一個(gè)進(jìn)氣口相連通;
分配器具有一入氣口與兩個(gè)三通閥的一出氣口相通接收來自壓差式制冷器輸出的冷氣或熱氣、多個(gè)出氣口均勻輸出冷氣或熱氣送至應(yīng)用設(shè)備，以及一與熱交換器相連通的出氣口;
兩個(gè)三通閥的另一通路連通一接水盒;
熱交換器為逆流式交換器，其熱流入口接收高壓氣體，經(jīng)熱交換輸出至壓差制冷器;冷氣流入口接收來自分配器的冷氣，經(jīng)熱交換送至氣體混合干燥器;
冷凍室和冷藏室內(nèi)裝有散冷系統(tǒng)，包括與制冷裝置分配器的出氣口連通的送氣管、與集氣器入氣口連通的回氣管，冷凍室上管、下冷管、后冷管，冷藏室后冷管，以及固裝散冷管的金屬散冷板;
為增強(qiáng)散冷效果，散冷管采用薄壁外螺紋金屬管，冷凍室和冷藏室的塑料內(nèi)腔采用多孔塑料薄板制成。
由于本發(fā)明冰箱具有上述獨(dú)特結(jié)構(gòu)，故具有如下突出優(yōu)點(diǎn)1、無氟里昂以空氣為制冷工質(zhì)，成本低、無污染，對(duì)自然、生物、人類均無危害。
2、節(jié)能制冷循環(huán)快，每秒可達(dá)2.8次以上，熱傳導(dǎo)冷量消耗低，啟動(dòng)次數(shù)減少;又由于制冷效率高，制冷量比現(xiàn)有方法高50-70%，相對(duì)用電量降低，日耗電量下降。
另外，本發(fā)明冰箱采用新方法除霜，不需電熱化霜，可節(jié)能15-20%(以200立升冰箱為例)。
3、節(jié)材本發(fā)明冰箱雖有三個(gè)補(bǔ)助件，但免去了冷卻管和復(fù)雜龐大的蒸發(fā)器，可節(jié)省大量材料。
4.安全冰箱散冷管內(nèi)壓力僅為0.25MPa左右(氟里昂制冷系統(tǒng)為0.9-1.0MPa)，故不易泄漏;且因采用空氣為工質(zhì)，也無泄漏危害。
5.極大的社會(huì)效益無氟里昂氣冷式冰箱技術(shù)的問世，對(duì)國(guó)家面臨的技術(shù)換代有不可忽視的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)效益。
下面，接合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明無氟里昂氣冷式冰箱的具體實(shí)施例。


圖1是本發(fā)明冰箱的正視示意圖;
圖2是本發(fā)明冰箱的側(cè)視示意圖;
圖3是本發(fā)明冰箱的后視示意圖;
圖4是本發(fā)明冰箱制冷系統(tǒng)示意圖;
圖5是本發(fā)明冰箱制冷裝置側(cè)視示意圖;
圖6是本發(fā)明冰箱制冷裝置俯視示意圖;
圖7是本發(fā)明冰箱壓差制冷器正視圖;
圖8是本發(fā)明冰箱壓差制冷器俯視圖;
圖9是本發(fā)明冰箱制冷分配器側(cè)視圖;
圖10是本發(fā)明冰箱制冷分配器俯視圖;
圖11是本發(fā)明冰箱制冷集氣器側(cè)視圖;
圖12是本發(fā)明冰箱制冷集氣器俯視圖;
圖13是本發(fā)明冰箱散冷管系統(tǒng)設(shè)置示意圖;
圖14是本發(fā)明冰箱散冷管縱剖圖;
圖15是本發(fā)明冰箱散冷管橫剖圖;
圖16是本發(fā)明冰箱內(nèi)腔多孔塑料薄板結(jié)構(gòu)圖.
圖17是本發(fā)明冰箱制冷混合干燥器側(cè)視圖.
圖18是本發(fā)明冰箱制冷混合干燥器正視圖.
本發(fā)明無氟里昂氣冷式冰箱，如圖1、2、3所示，包括冷凍室(1)、冷藏室(2)、制冷裝置(3)三個(gè)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(nèi)襯(9)，以及裝有控制電路和顯示器的頂部(10);
本發(fā)明的獨(dú)特結(jié)構(gòu)是采用無氟里昂氣冷式制冷裝置(3)，該制冷裝置(3)，如圖4、5、6所示，由集氣器(11)、氣體混合干燥器(12)、壓縮機(jī)(13)、油水過濾器(14)、熱交換器(15)、壓差式制冷器(16)、分配器(17)及兩個(gè)氣路控制電磁閥(18)(19)組成制冷系統(tǒng)，組裝于一箱體(20)內(nèi)，裝設(shè)在冰箱底部后側(cè);
其中，集氣器(11)接收冷凍室(1)、冷藏室(2)中散冷管系統(tǒng)的回氣送至氣體混合干燥器(12);
氣體混合干燥器(12)由依次相連的進(jìn)氣腔(21)、干燥室(22)、送氣腔(23)構(gòu)成，進(jìn)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(jìn)氣腔(21)的腔壁裝有鋼網(wǎng)(25)，可吸入補(bǔ)充空氣，三路氣體混合后，經(jīng)干燥室(22)送至送風(fēng)腔(23)，腔內(nèi)裝設(shè)的風(fēng)輪(26)在電機(jī)(27)的驅(qū)動(dòng)下將氣體送出，作為氣源供給壓縮機(jī)(13);
壓縮機(jī)(13)輸出的高壓氣體進(jìn)入油水過濾器(14)進(jìn)行凈化，再經(jīng)熱交換器降溫，然后分兩路送至壓差式制冷器(16);
壓差式制冷器(16)包括一具有球形膨脹腔的對(duì)開式外固體(28)，腔內(nèi)有保溫防腐涂料內(nèi)襯(29)、在外固體(28)的兩側(cè)，相對(duì)于球形腔軸線平行對(duì)稱設(shè)置兩進(jìn)氣管(30)，進(jìn)氣管(30)內(nèi)端為一細(xì)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(shè)一調(diào)整桿(33)，用以調(diào)節(jié)冷熱氣流的比例和溫度;當(dāng)制冷應(yīng)用時(shí)，冷氣出口(31)、熱氣出口(32)分別與兩三通電磁閥(18)(19)的一個(gè)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(nèi)腔的對(duì)開式保溫殼體(38)，腔內(nèi)壁有內(nèi)襯(37)，殼體(38)裝有一與三通閥(18)相通的入氣口(39)，接收來自壓差制冷器(16)的氣體，有一與熱交換器(15)相通的出氣口(40)，還有多個(gè)制冷氣出氣口(41)，出氣口(41)與散冷管相連，向冷凍室(1)和冷藏室(2)輸送制冷氣體;
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，過濾后的氣體經(jīng)熱交換降溫從出口(45)輸出，分兩路送至壓差式制冷器(16)的進(jìn)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(jīng)熱交換從出口(47)輸出送至氣體混合干燥器(12)的進(jìn)氣腔(21)成為氣源的一部分;
制冷氣體從制冷裝置輸出后，流經(jīng)冰箱內(nèi)散冷管系統(tǒng)，然后回集到集氣器(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(nèi)橫置一多孔氣體分配板(53)，分配板上部的管狀腔(50)上設(shè)置有多個(gè)回集入氣管(54)，腔內(nèi)下部安裝一熱電偶(55)，回氣經(jīng)分配板(53)后均勻分布，可使監(jiān)測(cè)溫度準(zhǔn)確，以利據(jù)此控制制冷系統(tǒng)的運(yùn)行。
散冷管系統(tǒng)與制冷裝置相連，全部由薄壁外螺紋金屬管構(gòu)成。如圖7所示，與分配器(17)相連的多路(如四路)送氣管(58)從冰箱的后側(cè)部分別上伸至冷凍室(1)上部、后部和下部，以及冷藏室(2)后部，然后往復(fù)彎回分別形成冷凍室上冷管(59)、后冷管(60)、下冷管(61)及冷藏室后冷管(62)，然后分別經(jīng)多路(如四路)回氣管(63)從冰箱后部另一側(cè)回到制冷裝置(3)的集氣器(11)入口。
為固定安裝散冷管和增強(qiáng)散冷效果，所有散冷管均裝設(shè)在相應(yīng)的金屬散冷板上。
本發(fā)明的散冷管是一種特制的異形金屬管，可采用青銅管，如圖14所示，管內(nèi)徑為2-4mm，管壁厚0.5mm，管壁外有高1.0mm的螺紋，這種結(jié)構(gòu)的散冷管有效地增大了散冷面積。
為增強(qiáng)散冷系統(tǒng)的散冷效果，冷凍室(1)、冷藏室(2)的內(nèi)襯(9)由多孔薄壁塑料板制成，如圖15所示，塑料薄板上開有多個(gè)長(zhǎng)形孔，用以導(dǎo)冷和引水，該塑料板可和冰箱其它內(nèi)板熱焊連接，也可一次成型。
本發(fā)明冰箱的工作過程如下啟動(dòng)電源后，氣體混合干燥器(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(huán)境溫度(32℃)的補(bǔ)充空氣進(jìn)行混合干燥，輸出14-15℃的氣體供給壓縮機(jī)(13);所采用壓縮機(jī)(13)的規(guī)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(jīng)過濾除去油水，在0.8Mpa壓力、25-28℃溫度下進(jìn)入熱交換器(15);熱交換器(15)由分配器(17)提供-15--17℃的冷氣，經(jīng)熱交換后成為27℃回氣送入混合干燥器(12)作為氣源的一部分;高壓氣體經(jīng)熱交換降溫至16-17℃，由雙對(duì)稱氣路進(jìn)入壓差制冷器(16)，經(jīng)膨脹制冷，總氣量的70%成為-14--19℃的冷氣(壓差制冷器的制冷溫差為30-35℃或更高)，同時(shí)，還產(chǎn)生40-50℃的熱氣;
當(dāng)制冷應(yīng)用時(shí)，-14--19℃的冷氣進(jìn)入分配器(17)的球形腔，氣體進(jìn)一步降溫(降2-4℃)后從多個(gè)出氣口均勻輸出送至散冷系統(tǒng)，又因出氣口管徑細(xì)，輸出氣體再次增壓，更有利于其在散冷管中的流動(dòng);本發(fā)明分配器的獨(dú)特結(jié)構(gòu)，具有對(duì)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(jīng)多路并聯(lián)送氣管(58)(比如四路)分別單路進(jìn)入冷動(dòng)室上冷管(59)、后冷管(60)、下冷管(61)和冷藏室后冷管(62)，使冷凍室溫度達(dá)-15℃以下。完成制冷作用后，氣體又經(jīng)多路并聯(lián)回氣管(63)各自單路送到集氣器(11)的多個(gè)入氣口(54)，此時(shí)集氣器(11)的氣體溫度低于-10℃，此回氣再送回混合干燥器(12)作為氣源的一部分。這樣，形成制冷系統(tǒng)的循環(huán)，循環(huán)速度可為2.8次/秒。
集氣器(11)內(nèi)的熱電偶(55)監(jiān)測(cè)回氣溫度，根據(jù)所測(cè)溫度對(duì)冰箱制冷系統(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)行控制。本發(fā)明冰箱啟動(dòng)次數(shù)遠(yuǎn)少于其他類型冰箱，因而也能節(jié)約電能。
本發(fā)明冰箱制冷裝置的結(jié)構(gòu)，提供了獨(dú)特的除霜方法，不采用耗能大的電加熱方式，而是利用壓差式制冷器(16)所輸出的40-50℃熱氣流進(jìn)行除霜，其過程如下改變與壓差制冷器(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(shí)，分配器(17)向散熱管路輸送熱氣流進(jìn)行除霜，而后氣體從回氣管(63)回到集氣器(11)，再入混合干燥器(12)，從而向壓縮機(jī)(13)提供較高溫度的氣源，加快了化霜速度;除霜后的水，經(jīng)內(nèi)襯多孔板流到排水管(66)，又經(jīng)出水管(67)流入接水盒(36)，除霜迅速而節(jié)電。
本發(fā)明冰箱各種現(xiàn)有冰箱的主要技術(shù)指標(biāo)比較列表附后。
權(quán)利要求
1.一種無氟氣冷式冰箱，包括冷凍室、冷藏室、制冷裝置三部分，其特征在于制冷裝置由集氣器、氣體混合干燥器、壓縮機(jī)、油水過濾器、熱交換器、壓差式制冷器、分配器、氣路控制閥組成制冷系統(tǒng)；集氣器收集冷凍室和冷藏室的制冷回氣；氣體混和干燥器將制冷回氣、熱交換回氣、補(bǔ)充空氣進(jìn)行混合干燥，然后送至壓縮機(jī)；壓縮氣體經(jīng)油水過濾器后送至熱交換器，高壓氣體經(jīng)熱交換降溫后進(jìn)入壓差式制冷器；壓差式制冷器具有一對(duì)開式球形內(nèi)腔外固體，在外固體兩側(cè)與球形腔軸線平行對(duì)稱各裝一進(jìn)氣管，進(jìn)氣管端為一細(xì)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個(gè)三通電磁閥的一個(gè)進(jìn)氣端口相連通；分配器具有一入氣口與兩個(gè)三通閥的一出氣端口相通接收來自壓差式制冷器輸出的冷氣或熱氣，多個(gè)熱氣口均勻輸出冷氣或熱氣送至應(yīng)用設(shè)備，以及一與熱交換器連通的出氣口；兩個(gè)三通閥的另一出氣口連通一接水盒；熱交換器為逆流式交換器，其熱氣流入口接收高壓氣體，經(jīng)熱交換降溫輸出送至壓差制冷器；冷氣流入口接收來自分配器的冷氣，經(jīng)熱交換送至氣體混合干燥器；冷凍室和冷藏室內(nèi)裝有散熱系統(tǒng)，包括與制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、后冷管、冷藏室后冷管，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(quán)利要求1所述的無氟氣冷式冰箱，其特征在于所述散冷管采用薄壁外螺紋金屬管，以增強(qiáng)散冷效果。
3.一種如權(quán)利要求1、2所述的無氟氣冷式冰箱，其特征在于所述散冷管為內(nèi)徑2-4mm、壁厚0.5mm、壁外螺紋高0.1mm的青銅管。
4.一種如權(quán)利要求1、3所述的無氟氣冷式冰箱，其特征在于冰箱冷凍室冷藏室內(nèi)襯塑料板采用多孔塑料薄板，以利導(dǎo)冷、引水。
全文摘要
本發(fā)明為以空氣為制冷工質(zhì)的冰箱，包括冷凍室、冷藏室和空氣式制冷裝置，制冷裝置的核心是具有球形內(nèi)腔的壓差式制冷器，該制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(tǒng)進(jìn)行循環(huán)；散冷系統(tǒng)包括冷凍室上冷管，下冷管、后冷管和冷藏室后冷管；除霜時(shí)，制冷裝置向散冷管輸送熱氣。本發(fā)明冰箱無毒高效價(jià)廉。
文檔編號(hào)F25B9/00GK1078795SQ93102298
公開日1993年11月24日 申請(qǐng)日期1993年3月10日 優(yōu)先權(quán)日1993年3月10日
發(fā)明者劉加才, 吳祖發(fā), 匡淑英, 梅大銳 申請(qǐng)人:吳祖發(fā)