專(zhuān)利名稱(chēng)：改良斯特林制冷機(jī)冷量輸配裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于制冷技術(shù)領(lǐng)域，涉及商用改良斯特林循環(huán)制冷機(jī)械的改進(jìn)。
迄今已經(jīng)公開(kāi)的各種沒(méi)有工質(zhì)相變的改良斯特林制冷機(jī)械未能進(jìn)入溫度范圍在正12°～負(fù)45°的商用和家用領(lǐng)域，其原因之一是缺乏與斯特林制冷機(jī)大密度快速制冷相匹配的大密度、快速輸配冷量的裝置，無(wú)法充分發(fā)揮改良斯特林制冷機(jī)的潛力。
本實(shí)用新型提供一種適用于商用和家用溫度范圍的改良斯特林循環(huán)制冷機(jī)械的冷量輸配裝置，以解決將制冷機(jī)大密度的制冷量快速傳輸?shù)嚼洳叵?庫(kù))的問(wèn)題。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是一種商用改良斯特林循環(huán)制冷機(jī)械的冷量輸配裝置，其特征在于，它由耦合換熱裝置1、與耦合換熱裝置連接的熱管過(guò)渡段8、與熱管過(guò)渡段連接的熱管蒸發(fā)段9組成。耦合換熱裝置1由一個(gè)斯特林循環(huán)制冷機(jī)的冷頭19和一個(gè)冷凝器5組成，冷頭19的內(nèi)部有連接斯特林循環(huán)制冷機(jī)壓縮缸2內(nèi)腔和連接膨脹缸3內(nèi)腔的工質(zhì)通道4。冷凝器5由槽型冷凝排12、一個(gè)作為熱管氣態(tài)工質(zhì)出口的出口導(dǎo)管6、熱管接頭21和一個(gè)密封殼體13構(gòu)成，密封殼體13與槽型冷凝排12密封連接，形成一個(gè)封閉的冷凝腔。一個(gè)隔熱盒14包覆在密封殼體13的外面。一個(gè)熱管接頭21的內(nèi)端穿過(guò)隔熱盒14和密封殼體13與冷凝器5的冷凝腔連通，其外端有一個(gè)與熱管過(guò)渡段8連接的法蘭盤(pán)7。槽型冷凝排12與冷頭19是一個(gè)整體銅質(zhì)器件。出口導(dǎo)管6的下部水平地插入熱管接頭21的內(nèi)圈管壁上，出口導(dǎo)管6與熱管接頭21外管壁之間形成熱管液態(tài)工質(zhì)流通的環(huán)狀通道11，出口導(dǎo)管6的上部向上彎曲一個(gè)角度，使其出口靠近槽型冷凝排12。熱管蒸發(fā)段9的外面固定著很多散熱翅片10，熱管蒸發(fā)段依冷藏箱(庫(kù))頂部的形狀排列并固定，熱管過(guò)渡段8的兩端分別與法蘭盤(pán)7和熱管蒸發(fā)段9連接。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是把斯特林制冷機(jī)的冷頭與熱管的冷凝段直接耦合在一起構(gòu)成耦合換熱裝置，在冷頭和冷凝器件之間不存在熱阻，無(wú)需任何動(dòng)力就可以快速、大密度交換熱量，可以將冷頭上的大密度冷流迅速輸配到冷藏箱(庫(kù))中去，從而提高了改良斯特林制冷機(jī)械在商用和家用領(lǐng)域的性能價(jià)格比，擴(kuò)大了改良斯特林循環(huán)制冷機(jī)械的使用范圍。


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圖1是本實(shí)用新型在冷藏箱(庫(kù))中的安裝示意圖。
圖2是左右兩個(gè)耦合換熱裝置在冷藏箱(庫(kù))中并列安裝的示意圖。
圖3是并列的兩個(gè)耦合換熱裝置的剖面示意圖。
圖4是圖3中A--A剖面的示意圖。
圖5是圖3中B--B剖面的示意圖。
圖6是圖4中局部I的放大圖。
圖7是圖2中C--C剖面的示意圖。
圖8是散熱翅片示意圖。
以下結(jié)合附圖給出的實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。參見(jiàn)圖1，這是本實(shí)用新型在冷藏箱(庫(kù))中安裝的示意圖。17是冷藏箱(庫(kù))的壁板，使用隔熱材料制作。耦合換熱裝置1安裝在靠近冷藏箱(庫(kù))頂部的一面壁板上。改良斯特林循環(huán)制冷機(jī)安裝在該面壁板的另一側(cè)，位于冷藏箱(庫(kù))的外面。斯特林制冷機(jī)的壓縮缸2、膨脹缸3和冷頭19穿過(guò)壁板伸入冷藏箱(庫(kù))內(nèi)。
參見(jiàn)圖3和圖5，耦合換熱裝置1包括一個(gè)斯特林循環(huán)制冷機(jī)的冷頭19和一個(gè)冷凝器5。冷頭19內(nèi)部有連接制冷機(jī)壓縮缸2內(nèi)腔和連接膨脹缸3內(nèi)腔的工質(zhì)通道4。制冷機(jī)工作時(shí)，氣體工質(zhì)交替地在工質(zhì)通道4中被壓縮和膨脹做功，使冷頭不斷積累大密度的冷量。參見(jiàn)圖6，這是耦合換熱裝置的放大圖。與冷頭工質(zhì)通道反向的另一側(cè)是槽型冷凝排12，事實(shí)上它可以與冷頭作成一體。使用一整塊銅制造一體化的冷頭19和槽型冷凝排12。在槽型冷凝排的表面鍍上鎳或鋁質(zhì)的防腐蝕層。
槽型冷凝排12與密封殼體13密封連接，在槽型冷凝排的下面、密封殼體內(nèi)部形成一個(gè)封閉的冷凝腔。通過(guò)一個(gè)熱管接頭21使冷凝腔與外面的熱管連接。熱管接頭21也是一段熱管，它的一端穿過(guò)隔熱盒14和密封殼體13與冷凝器5的冷凝腔連通，稱(chēng)該端為內(nèi)端口；其外端口管壁上有一個(gè)與熱管過(guò)渡段8連接的法蘭盤(pán)7。在冷凝腔內(nèi)有一個(gè)熱管氣態(tài)工質(zhì)出口導(dǎo)管6，它的下部水平地插入熱管接頭21的內(nèi)圈管壁上，保持輕微的過(guò)盈配合以滿(mǎn)足需要的連接強(qiáng)度。這樣，出口導(dǎo)管6與熱管接頭21外管壁之間形成熱管液態(tài)工質(zhì)流通的環(huán)狀通道11，出口導(dǎo)管6的上部向上彎曲一個(gè)角度，使其出口靠近槽型冷凝排12。通過(guò)法蘭盤(pán)7的連接后，出口導(dǎo)管6的內(nèi)孔與熱管過(guò)渡段8的內(nèi)圈管腔連通；環(huán)狀通道11與熱管過(guò)渡段8的液態(tài)工質(zhì)通道相通。出口導(dǎo)管6和密封殼體13可以使用不銹鋼制造。一個(gè)隔熱盒14包覆在密封殼體13的外面。熱管蒸發(fā)段9布置在冷藏箱(庫(kù))的頂部，沿頂部形狀排列。圖1中是沿矩形的頂部排列一周。熱管蒸發(fā)段9固定在冷藏箱(庫(kù))的壁板上。為增加熱交換面積，熱管蒸發(fā)段上連接著大量的翅片10。熱管過(guò)渡段8起連接耦合換熱裝置1和熱管蒸發(fā)段9的任務(wù)，它一端通過(guò)法蘭盤(pán)7與熱管接頭21連接，另一端與熱管蒸發(fā)段9連接。
由于熱管的結(jié)構(gòu)和工作原理是公知的，所以在此不做重復(fù)。本實(shí)用新型的冷量輸配過(guò)程是大密度、快速聚集到制冷機(jī)冷頭19上的冷流在耦合換熱裝置1中進(jìn)行熱交換。由熱管出口導(dǎo)管6噴出的熱管氣態(tài)工質(zhì)連續(xù)不斷地噴射到槽型冷凝排12的表面，吸收冷頭的冷量，冷凝為液體，沿槽型冷凝排流下，滴落到冷凝腔，形成一定高度的液面20。同時(shí)，液態(tài)工質(zhì)沿環(huán)狀通道11進(jìn)入熱管接頭21、熱管過(guò)渡段8和熱管蒸發(fā)段9內(nèi)的液態(tài)工質(zhì)通道。位于冷藏箱(庫(kù))內(nèi)的熱管蒸發(fā)段9吸收周?chē)諝獾臒崃?，使其?nèi)部的液態(tài)工質(zhì)被蒸發(fā)汽化，沿?zé)峁苤行牡臍鈶B(tài)工質(zhì)通道高速流向耦合換熱裝置1，最后經(jīng)出口導(dǎo)管6噴出，重新噴射到槽型冷凝排12上。如此循環(huán)不已，冷頭19上的冷流被不斷地傳輸?shù)嚼洳叵?庫(kù))中去，直至達(dá)到設(shè)定的冷藏溫度為止。
參見(jiàn)圖6，為了便于冷凝后的液態(tài)工質(zhì)進(jìn)入環(huán)狀通道11，冷凝腔的底面可以加工成一個(gè)斜面，使熱管接頭21位于斜面的最低端。從垂直剖面看，冷凝腔呈漏斗形，使冷凝成液體的熱管液態(tài)工質(zhì)能順利地流進(jìn)環(huán)狀通道11。出口導(dǎo)管6的上部出口上翹一定的角度，一方面接近槽型冷凝排12，另一方面保證該出口高于冷凝腔中液態(tài)工質(zhì)的液面20。
對(duì)于容積較小的冷藏箱(庫(kù))可以使用一套冷量輸配裝置。對(duì)于較大容積的冷藏箱(庫(kù))，為了達(dá)到更好的輸配效果，可以使用兩套冷量輸配裝置。圖2、3、4顯示的都是兩個(gè)耦合換熱裝置并列的結(jié)構(gòu)，這時(shí)改良斯特林循環(huán)制冷機(jī)械應(yīng)有相應(yīng)的兩套壓縮缸和膨脹缸。圖3、4顯示了左右兩個(gè)耦合換熱裝置的組合，一個(gè)隔熱盒14包覆在外面。左右兩個(gè)耦合換熱裝置除了熱管出口導(dǎo)管6的安裝位置和冷凝腔的底面傾斜方向相差180度以外，在其他結(jié)構(gòu)上沒(méi)有差別。左右耦合換熱裝置形成對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)。這種設(shè)計(jì)便于在冷藏箱(庫(kù))中對(duì)稱(chēng)地布置熱管。參見(jiàn)圖2，由兩個(gè)對(duì)稱(chēng)的耦合換熱裝置1并列安裝，左耦合換熱裝置連接的熱管蒸發(fā)段沿冷藏箱(庫(kù))頂部左半邊排列并固定，右耦合換熱裝置連接的熱管蒸發(fā)段沿冷藏箱(庫(kù))頂部右半邊排列并固定。
參見(jiàn)圖7，熱管蒸發(fā)段9安裝在冷藏箱(庫(kù))的頂部，會(huì)產(chǎn)生上下冷熱空氣的對(duì)流。為了加強(qiáng)冷藏箱(庫(kù))內(nèi)空氣的對(duì)流速度，可以在冷藏箱(庫(kù))的頂部安裝切向風(fēng)機(jī)16。風(fēng)機(jī)的出口對(duì)著熱管蒸發(fā)段9向下吹氣，加速空氣流動(dòng)。在冷藏箱(庫(kù))中可以形成如圖7所示的氣流路線(xiàn)。圖中18是貯存物品的隔板。這種垂直于冷藏箱(庫(kù))中軸線(xiàn)的自然或者強(qiáng)迫對(duì)流，可以迅速使冷藏箱(庫(kù))內(nèi)的冷藏溫度達(dá)到均勻。切向風(fēng)機(jī)16的安裝數(shù)量根據(jù)冷藏箱(庫(kù))的容積確定。
圖8顯示了連接在熱管蒸發(fā)段9上的散熱翅片10的結(jié)構(gòu)，為四邊形，底邊有一個(gè)10～20度的傾斜角α，以利于除霜滴水。
將改良斯特林循環(huán)制冷機(jī)反轉(zhuǎn)，可將之變成制熱機(jī)，此時(shí)本實(shí)用新型成為輸配熱量的裝置，可以對(duì)冷藏箱(庫(kù))進(jìn)行加溫除霜。
權(quán)利要求1.一種改良斯特林制冷機(jī)的冷量輸配裝置，其特征在于，它由耦合換熱裝置(1)、與耦合換熱裝置連接的熱管過(guò)渡段(8)、與熱管過(guò)渡段連接的熱管蒸發(fā)段(9)組成，耦合換熱裝置(1)由一個(gè)斯特林循環(huán)制冷機(jī)的冷頭(19)和一個(gè)冷凝器(5)組成，冷頭(19)的內(nèi)部有連接斯特林循環(huán)制冷機(jī)壓縮缸(2)內(nèi)腔和連接膨脹缸(3)內(nèi)腔的工質(zhì)通道(4)；冷凝器(5)由槽型冷凝排(12)、一個(gè)作為熱管氣態(tài)工質(zhì)出口的出口導(dǎo)管(6)、熱管接頭(21)和一個(gè)密封殼體(13)構(gòu)成，密封殼體(13)與槽型冷凝排(12)密封連接，形成一個(gè)封閉的冷凝腔，一個(gè)隔熱盒(14)包覆在密封殼體(13)的外面，一個(gè)熱管接頭(21)的內(nèi)端穿過(guò)隔熱盒(14)和密封殼體(13)與冷凝器(5)的冷凝腔連通，其外端有一個(gè)與熱管過(guò)渡段(8)連接的法蘭盤(pán)(7)；槽型冷凝排(12)與冷頭(19)是一個(gè)整體銅質(zhì)器件；出口導(dǎo)管(6)的下部水平地插入熱管接頭(21)的內(nèi)圈管壁上，出口導(dǎo)管(6)與熱管接頭(21)外管壁之間形成熱管液態(tài)工質(zhì)流通的環(huán)狀通道，出口導(dǎo)管(6)的上部向上彎曲一個(gè)角度，使其出口靠近槽型冷凝排(12)；熱管蒸發(fā)段(9)的外面固定著很多散熱翅片(10)，熱管蒸發(fā)段依冷藏箱(庫(kù))頂部的形狀排列并固定；熱管過(guò)渡段(8)的兩端分別與法蘭盤(pán)(7)和熱管蒸發(fā)段(9)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷量輸配裝置，其特征在于，所說(shuō)的冷凝器(5)的底面是一個(gè)斜面，熱管接頭(21)位于該斜面的最低端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的冷量輸配裝置，其特征在于，在槽型冷凝排(12)上有防腐蝕鍍層，密封殼體(13)和出口導(dǎo)管(6)由不銹鋼制造。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的冷量輸配裝置，其特征在于，在熱管蒸發(fā)段(9)的上部有切向風(fēng)機(jī)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的冷量輸配裝置，其特征在于，在熱管蒸發(fā)段(9)的上部有切向風(fēng)機(jī)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型屬于制冷技術(shù)領(lǐng)域,它由耦合換熱裝置1與耦合換熱裝置連接的熱管過(guò)渡段8、與熱管過(guò)渡段連接的熱管蒸發(fā)段9組成。耦合換熱裝置1由一個(gè)斯特林循環(huán)制冷機(jī)的冷頭19和一個(gè)冷凝器5組成,冷凝器5由槽型冷凝排12、一個(gè)作為熱管氣態(tài)工質(zhì)出口的出口導(dǎo)管6、熱管接頭21和一個(gè)密封殼體13構(gòu)成。本實(shí)用新型無(wú)需任何動(dòng)力就可以快速、大密度交換熱量,提高了改良斯特林制冷機(jī)械在商用和家用領(lǐng)域的性能價(jià)格比,擴(kuò)大了使用范圍。
文檔編號(hào)F25B9/14GK2378696SQ9921366
公開(kāi)日2000年5月17日 申請(qǐng)日期1999年6月9日 優(yōu)先權(quán)日1999年6月9日
發(fā)明者李國(guó)富 申請(qǐng)人:李國(guó)富