CN107449203A - 一种带导冷结构的冰箱 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种带导冷结构的冰箱，包括制冷装置以及储藏室，所述储藏室用于放置待冷冻物，所述制冷装置设置为斯特林电机，所述斯特林电机的冷端固定有导冷结构，所述导冷结构包括导冷管，所述导冷管包括外管壁、内管壁与内腔，所述内管壁上形成有若干毛细孔，所述毛细孔与所述内腔连通，且所述外管壁包覆内管壁以使所述毛细孔与所述内腔形成密闭空间。导冷管上形成毛细孔，导冷管的内部填充制冷工质，工质在内腔中运动，而导冷管的外壁与冷端接触吸收冷量，使得冷凝产生的液态工质会在毛细孔中凝结，且由于虹吸现象在毛细孔中运动，使得冷量可以较快的进行交换，整个导冷管的冷量分布更加均匀，提高换冷效果。
Description
技术领域
本发明涉及斯特林电机领域，具体涉及一种带导冷结构的冰箱。
背景技术
新型低温制冷机在大温差制冷工况(制冷温差>60℃时)下，制冷效率相对较高。尤其是在应用于-70℃以下超低温冰箱制冷***中，新型低温制冷机制冷效率可达到传统复叠式蒸汽压缩制冷***的2倍以上，具有显著的节能优势。同时，由于新型低温制冷机可以不采用油润滑，消除了采用蒸汽压缩式制冷的超低温冰箱常见的低温油堵故障，***更加稳定可靠。而且，这些新型低温制冷机通常采用氮气、氦气等天然物质作为制冷工质，更加环保，随着超低温冰箱应用的普及，这些新型低温制冷机的应用前景更加广泛。而在这些新型低温制冷机中，斯特林制冷机以其结构简单，没有处于低温下的运动部件，运行可靠，振动小，寿命长的优点得到了广泛应用。
而超低温冰箱如果采取斯特林电机制冷，会存在一个问题，目前，现有技术中，通过毛细管直接或间接与斯特林电机的冷端接触固定，形成导冷结构，将冷量导出，加快制冷效果，毛细管管径较小，能增加与空气或者液态介质的换冷效率，而其与斯特林电机冷端的换冷效率较低，难以起到一个最佳的导冷效果，且这种导冷结构难以对超低温冰箱的供冷，起到最佳效果。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种带导冷结构的冰箱，解决以上技术问题；
本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：一种带导冷结构的冰箱，包括制冷装置以及储藏室，所述储藏室用于放置待冷冻物，所述制冷装置设置为斯特林电机，所述斯特林电机的冷端固定有导冷结构，所述导冷结构包括导冷管，所述导冷管包括外管壁、内管壁与内腔，所述内管壁上形成有若干毛细孔，所述毛细孔与所述内腔连通，且所述外管壁包覆内管壁以使所述毛细孔与所述内腔形成密闭空间，所述导冷管的一部分与所述冷端直接或间接接触，所述密闭空间内部填充有制冷工质，所述导冷管的一部分直接或间接与储藏室内部空气接触以将冷量从所述斯特林电机的冷端导入所述储藏室。
进一步地，所述导冷管的截面形状为矩形。
进一步地，每一所述冰箱内部形成储存空间，所述储藏室设置于所述储存空间，所述储存空间设置有一开口，所述储存空间设置有用于密封所述存储空间的开口的密封箱门；每一所述储藏室设置有开口，每一储藏室设置有用于密封所述储藏室的开口的密封室门。
进一步地，所述导冷管的内腔向内管壁方向延伸形成若干沟槽，所述沟槽沿所述导冷管的轴向设置。
进一步地，每一所述沟槽的截面形状相同且均匀的分布于所述内管壁内侧。
进一步地，所述制冷装置包括第一斯特林电机和第二斯特林电机，所述第一斯特林电机包括第一换热头和第一机身，所述第二斯特林电机包括第二换热头和第二机身，所述第一机身和第二机身一体设置以使所述第一换热头和第二换热头向背设置，且沿一对称平面对称，所述第一斯特林电机还包括第一压缩活塞，所述第二斯特林电机还包括第二压缩活塞，所述第一压缩活塞和第二压缩活塞的运动轨迹位于同一直线上，且任意时刻所述第一压缩活塞和所述第二压缩活塞的位置沿所述对称平面的位置相同；
所述第一斯特林电机的冷端和所述第二斯特林电机的冷端分别设置有所述导冷结构。
进一步地，所述导冷管向下延伸设置。
进一步地，所述冷端固定有固定块，所述固定块上开设有让位槽，所述让位槽沿所述固定块背离所述冷端的一侧向所述冷端的方向开设，所述导冷管的一部分插接于所述让位槽中与所述冷端固定。
进一步地，所述斯特林电机的冷端固定有圆管抱箍，所述固定块通过圆管抱箍固定于所述冷端。
进一步地，所述导冷管包括主管体以及与所述主管体一体设置的若干旁路管体，所述旁路管体与所述主管体垂直设置。
有益效果：由于采用以上技术方案，本发明通过这样设置，导冷管上形成毛细孔，导冷管的内部填充制冷工质，工质在内腔中运动，而导冷管的外壁与冷端接触吸收冷量，使得冷凝产生的液态工质会在毛细孔中凝结，且由于虹吸现象在毛细孔中运动，使得冷量可以较快的进行交换，整个导冷管的冷量分布更加均匀，可以将斯特林电机产生的冷量最大程度的可以进行换冷。
附图说明
图1为实施例1冰箱结构示意图一；
图2为实施例1冰箱结构示意图二；
图3为实施例1中斯特林电机的结构示意图；
图4为实施例1中导冷管的截面图；
图5为实施例1中图3的俯视图；
图6为图3中A-A向视图；
图7为实施例2冰箱结构示意图；
图8为实施例2制冷装置结构示意图。
附图标记：1、制冷装置；2、储藏室；21、密封室门；3、箱体；31、密封箱门；4、导冷结构；101、冷端；102、热端；100、导冷管；110、外管壁； 120、内管壁；121、毛细孔；130、内腔；131、沟槽；200、固定块；201、让位槽；311、圆管抱箍；3111、紧固单元；312、螺纹孔；3112、形变槽； 410、第一换热头；411、第一冷端；412、第一热端；420、第一机身；421、第一背压腔；422、第一压缩活塞；423、第一直线电机；424、第一压缩弹簧； 431、第一散热翅片；510、第二换热头；511、第二冷端；512、第二热端； 520、第二机身；521、第二背压腔；531、第二散热翅片；522、第二压缩活塞；523、第二直线电机；524、第二压缩弹簧；600、底座。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
参照图1所示，实施例1如图所示，参照图1和图2所示，一种带导冷结构4的冰箱，包括制冷装置1以及储藏室2，所述储藏室2用于放置待冷冻物，所述制冷装置1设置为斯特林电机，所述斯特林电机的冷端101固定有导冷结构4，所述导冷结构4包括导冷管100，所述导冷管100包括外管壁 110、内管壁120与内腔130，所述内管壁120上形成有若干毛细孔121，所述毛细孔121与所述内腔130连通，且所述外管壁110包覆内管壁120以使所述毛细孔121与所述内腔130形成密闭空间，所述导冷管100的一部分与所述冷端101直接或间接接触，所述密闭空间内部填充有制冷工质，所述导冷管100的一部分直接或间接与储藏室2内部空气接触以将冷量从所述斯特林电机的冷端101导入所述储藏室2。参照图6所示，每一所述冰箱内部形成储存空间，所述储藏室2设置于所述储存空间，所述储存空间设置有一开口，所述储存空间设置有用于密封所述存储空间的开口的密封箱门31；每一所述储藏室2设置有开口，每一储藏室2设置有用于密封所述储藏室2的开口的密封室门21，参照图示，可知，如果有三个储藏室2，每个储藏室2设置对应的密封室门21，三个储藏室2共用一个密封箱门31。
参照图3和图4所示，对导冷结构4进行详述：参照图3所示，导冷管 100包括外管壁110、内管壁120与内腔130，内管壁120上形成有若干毛细孔121，毛细孔121与内腔130连通，毛细孔121呈海绵状分布，且外管壁110包覆内管壁120以使毛细孔121与内腔130形成密闭空间，导冷管100 的一部分与冷端101直接或间接接触，密闭空间内部填充有制冷工质，制冷工质优选为气态的制冷工质，凝结温度低于-100摄氏度。导冷管100的内腔 130向内管壁120方向延伸形成若干沟槽131，沟槽131沿导冷管100的轴向设置。每一沟槽131的截面形状相同且均匀的分布于内管壁120内侧。而该结构的成型工艺如下，首先将圆管管材通过冲压形成带有沟槽131的内腔 130，然后在内腔130中填入腐蚀剂，将内管壁120腐蚀出毛细孔121，腐蚀工艺可以是铜管动态腐蚀工艺，是铜管的内管壁120形成若干毛细孔121，而外管壁110仍然是密闭的。然后在管材内腔130通入制冷工质，密封管材，导冷管100的两端分别设置有密封结构。密封管材的方式可以是通过密封件密封，也可以直接分别将管材两端压紧使开口形变紧闭，然后将缝隙焊接形成密闭空间，使得制冷工质留在导冷管100的内部。而导冷管100将冷量由冷端101向外传递，对外部实现制冷，且内部工质自循环流动，提高制冷效果。参照图5,导冷管100的截面形状为矩形，矩形的长和宽的比大于4:1。其长度不做限定，整体上呈长方形带状，而参照图4和图5所示，冷端101 固定有固定块200，固定块200上开设有让位槽201，让位槽201沿固定块 200背离冷端101的一侧向冷端101的方向开设，导冷管100的一部分插接于让位槽201中与冷端101固定。为了保证插接固定的牢固度，导冷管100 可以折弯形成一个直角，让位槽201与该直角结构适配，直角***让位槽201 中，形成固定结构，固定块200采用导冷率高的材料制成，外部可以包覆绝热材料，避免冷量的流失。另一方面，也可以导冷管100直接与冷端101接触，只要实现导冷管100与冷端101的固定即可，在此不做赘述。参照图6 所示，所述冷端101固定有圆管抱箍311，所述固定块200通过圆管抱箍311 固定于所述冷端101。圆管抱箍311包括一紧固单元3111，圆管抱箍311通过紧固单元3111将冷端101抱死；圆管抱箍311包括若干沿轴向贯穿圆管抱箍311的螺纹孔312，固定块200通过螺纹孔312与圆管抱箍311螺纹连接，具体可以是在固定块200的对应位置设置螺纹孔312，通过螺栓依次穿过圆管抱箍311和固定块200上的螺纹孔312实现固定，所述圆管抱箍311的外侧面形成有若干形变槽3112，所述形变槽3112沿所述圆管抱箍311的轴向延伸贯穿所述圆管抱箍311。由于如果需要实现导冷，那么势必要增加圆管抱箍311的壁厚，而壁厚增加使得圆管抱箍311不易形变，所以设置如图所示的形变槽3112，以便于所述圆管抱箍311的形变，形变槽3112沿所述圆管抱箍311的周向均匀分布。
实施例2，与实施例1的区别在于，参照图7、8所示，所述制冷装置1 包括第一斯特林电机和第二斯特林电机，所述第一斯特林电机包括第一换热头410和第一机身420，所述第二斯特林电机包括第二换热头510和第二机身520，所述第一机身420和第二机身520一体设置以使所述第一换热头410 和第二换热头510向背设置，且沿一对称平面对称，所述第一斯特林电机还包括第一压缩活塞422，所述第二斯特林电机还包括第二压缩活塞522，所述第一压缩活塞422和第二压缩活塞522的运动轨迹位于同一直线上，且任意时刻所述第一压缩活塞422和所述第二压缩活塞522的位置沿所述对称平面的位置相同；所述第一斯特林电机的冷端101和所述第二斯特林电机的冷端 101分别设置有所述导冷结构4。
本发明的核心内容在于，通过两个斯特林电机的结构背向设置，控制两个压缩活塞的位置都根据对称平面(图中虚线所在平面)对称，这样产生的重心偏移就可以相互抵消，而这种设计与原有的斯特林电机结构几乎完全相同，将两个斯特林电机背向对称固定，制冷量为原有的两倍，斯特林电机是横置的，无需设置减震结构，减小了设置减震结构导致斯特林电机整体重量增加，所以本设计的技术要点在于，第一斯特林电机和第二斯特林电机的内部元件的要素都要对应且对称设置。
第一换热头410包括有第一冷端411101和第一热端412102，第二换热头510包括有第二冷端511101和第二热端512102，做制冷机使用时，第一冷端411101和第二冷端511101分别位于装置的两侧，也就是冷量产生在两侧，通过风机或导冷元件进行导冷，第一换热头410和第二换热头510的结构及重量、材质完全相同，保证重心偏移量相同。
第一机身420内部设置有第一压缩弹簧424，第二机身520的内部设置有第二压缩弹簧524，第一压缩弹簧424结构和刚度与第二压缩弹簧524的结构和刚度相同。第一机身420内部设置有第一压缩弹簧424，第二机身520 的内部设置有第二压缩弹簧524，第一压缩弹簧424和第二压缩弹簧524的重量相同。压缩弹簧的刚度、重量、结构都会导致重心偏移量、偏移频率不同，所以严格控制第一压缩弹簧424和第二压缩弹簧524的刚度、重量和结构相同，保证两个压缩弹簧形变程度在任何情况下都是非常接近的，保证减震的效果。
第一机身420内部设置有第一直线电机423，第二机身520的内部设置有第二直线电机523，第一直线电机423和第二直线电机523受控于同一控制信号工作。第一直线电机423和第二直线电机523的型号相同。直线电机的励磁参数也是影响重心偏移的重要指标之一，所以将两个直线电机的型号设置相同，保证两个直线电机在同步工作的过程中产生的励磁电流大小相同，励磁方向相同，作用力相同，减小振动和偏移量。而两个电机的励磁电路输出引线相互并联，共用控制端，就可以使得两个电机接收到的信号完全相同，输出电流和频率保证一致，使得第一压缩活塞422和第二压缩活塞522的工作频率始终保持一致。第一压缩活塞422和第二压缩活塞522的重量相同，控制重心偏移量。
还包括底座600，底座600固定连接于第一斯特林电机和第二斯特林电机，底座600的材料和形状不做局限，但是需要供第一斯特林电机和第二斯特林电机所在的平面为水平面，这样所受到的重力分量相同，不会影响到活塞杆的正常工作，保证工作效率。底座600所在平面与第一活塞和第二活塞的运动轨迹平行。
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种带导冷结构的冰箱，包括制冷装置以及储藏室，所述储藏室用于放置待冷冻物，所述制冷装置设置为斯特林电机，其特征在于，所述斯特林电机的冷端固定有导冷结构，所述导冷结构包括导冷管，所述导冷管包括外管壁、内管壁与内腔，所述内管壁上形成有若干毛细孔，所述毛细孔与所述内腔连通，且所述外管壁包覆内管壁以使所述毛细孔与所述内腔形成密闭空间，所述导冷管的一部分与所述冷端直接或间接接触，所述密闭空间内部填充有制冷工质，所述导冷管的一部分直接或间接与储藏室内部空气接触以将冷量从所述斯特林电机的冷端导入所述储藏室。
2.根据权利要求1所述的一种带导冷结构的冰箱，其特征在于，所述导冷管的截面形状为矩形。
3.根据权利要求1所述的一种带导冷结构的冰箱，其特征在于，每一所述冰箱内部形成储存空间，所述储藏室设置于所述储存空间，所述储存空间设置有一开口，所述储存空间设置有用于密封所述存储空间的开口的密封箱门；每一所述储藏室设置有开口，每一储藏室设置有用于密封所述储藏室的开口的密封室门。
4.根据权利要求1所述的一种带导冷结构的冰箱，其特征在于，所述导冷管的内腔向内管壁方向延伸形成若干沟槽，所述沟槽沿所述导冷管的轴向设置。
5.根据权利要求4所述的一种带导冷结构的冰箱，其特征在于，每一所述沟槽的截面形状相同且均匀的分布于所述内管壁内侧。
6.根据权利要求1所述的一种带导冷结构的冰箱，其特征在于，所述制冷装置包括第一斯特林电机和第二斯特林电机，所述第一斯特林电机包括第一换热头和第一机身，所述第二斯特林电机包括第二换热头和第二机身，所述第一机身和第二机身一体设置以使所述第一换热头和第二换热头向背设置，且沿一对称平面对称，所述第一斯特林电机还包括第一压缩活塞，所述第二斯特林电机还包括第二压缩活塞，所述第一压缩活塞和第二压缩活塞的运动轨迹位于同一直线上，且任意时刻所述第一压缩活塞和所述第二压缩活塞的位置沿所述对称平面的位置相同；
所述第一斯特林电机的冷端和所述第二斯特林电机的冷端分别设置有所述导冷结构。
7.根据权利要求6所述的一种带导冷结构的冰箱，其特征在于，所述导冷管向下延伸设置。
8.根据权利要求7所述的一种带导冷结构的冰箱，其特征在于，所述冷端固定有固定块，所述固定块上开设有让位槽，所述让位槽沿所述固定块背离所述冷端的一侧向所述冷端的方向开设，所述导冷管的一部分插接于所述让位槽中与所述冷端固定。
9.根据权利要求8所述的一种带导冷结构的冰箱，其特征在于，所述斯特林电机的冷端固定有圆管抱箍，所述固定块通过圆管抱箍固定于所述冷端。
10.根据权利要求6所述的一种带导冷结构的冰箱，其特征在于，所述导冷管包括主管体以及与所述主管体一体设置的若干旁路管体，所述旁路管体与所述主管体垂直设置。
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Cited By (2)
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2017
- 2017-08-14 CN CN201710692381.8A patent/CN107449203A/zh active Pending
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