CN109974364A - 冰箱 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种冰箱，包括蒸发器、与蒸发器连接的毛细管、以及连接蒸发器与毛细管的第一流体输送管，其中，第一流体输送管包括一第一过渡管段，第一过渡管段中设置一导流柱，导流柱沿第一过渡管段的延伸方向延伸，以用于对进入第一过渡管段中的流体进行疏导平顺，达到降低气流流动噪音的目的。

Description

冰箱

技术领域

本发明涉及家电技术领域，特别是涉及冰箱。

背景技术

现有的冰箱、冰柜等制冷***中，高压冷媒通过毛细管的节流喷入低压端的蒸发管中，毛细管喷射口处的冷媒存在剧烈的气液相变，冷媒流速处在跨音速区域，会产生较强烈的噪音，影响冰箱整体声品质。

现有改善喷射噪声的方案，主要是加长喷射段过渡管的长度，使得气液相变平稳。另外，还有通过在喷射管路外包裹胶泥，达到隔音的效果。但是，在实际设计中，过渡管长度不可能无限长，加长过渡管的改善效果比较有限，而胶泥贴附的方案无法从根本是解决噪声问题，治标不治本，效果不显著，而且还导致成本上升。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的一个目的是要提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的冰箱。

本发明一个进一步的目的是降低流体流动噪音和改善冰箱整体声品质。

本发明提供了一种冰箱，包括蒸发器、与蒸发器连接的毛细管、以及连接蒸发器与毛细管的第一流体输送管，其中

第一流体输送管包括一第一过渡管段，第一过渡管段中设置一导流柱；

导流柱沿第一过渡管段的延伸方向延伸，以用于对进入第一过渡管段中的流体进行疏导平顺，达到降低气流噪声的目的。

可选地，导流柱的中轴线与第一过渡管段的中轴线重合。

可选地，导流柱呈锥形，且呈锥形的导流柱的小头朝向第一过渡管段的进端方向。

可选地，导流柱朝向第一过渡管段进端的端部呈锥形。

可选地，呈锥形的导流柱的锥角α₁满足：15°＜α₁＜60°。

可选地，导流柱朝向第一过渡管段进端的端部的锥角α₂满足：15°＜α₂＜60°。

可选地，导流柱的直径D1与第一过渡管段的内径D满足：D1/D＜1/2。

可选地，导流柱的长度与第一过渡管段的长度大致相等。

可选地，冰箱，还包括：

冷藏室；

毛细管包括冷藏毛细管，蒸发器包括用于向冷藏室提供冷量的冷藏蒸发器。

可选地，冰箱，还包括：

冷冻室；

毛细管包括冷冻毛细管，蒸发器包括用于向冷冻室提供冷量的冷冻蒸发器。

本发明的冰箱，蒸发器与毛细管之间的第一流体输送管具有一第一过渡管段，第一过渡管段中设置有一导流柱，导流柱对进入第一过渡管段内的高速流体进行疏导平顺，减小来流的湍动效应，平顺流体流动状态，从而达到降低气流流动噪音的目的。

进一步地，本发明的冰箱中，导流柱呈锥形，且呈锥形的导流柱的小头朝向第一过渡管段的进端方向，或者导流柱朝向第一过渡管段进端的端部呈锥形，由此形成了具有一定迎流角度的导流柱，具有更好的平顺气流的效果。从而显著降低气流流动噪音。

更进一步地，本发明的冰箱中，导流柱的迎流角度满足特别的条件，可显著提升降噪效果，同时减小气流流动阻力。

根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本发明一个实施例的冰箱的制冷循环***的原理性示意图；

图2是根据本发明一个实施例的冰箱的第一过渡管段的横截面示意图；

图3是根据本发明一个实施例的冰箱的第一过渡管段的纵向剖面图；以及

图4是本发明一个实施例的冰箱与现有技术的冰箱在开机过程中的噪音频谱对比图。

具体实施方式

本实施例首先提供了一种冰箱，图1是根据本发明一个实施例的冰箱的制冷循环***的原理性示意图。

冰箱一般性地可包括箱体，箱体内限定有至少一个前部敞开的储物间室，储物间室的外周包覆有箱体外壳，箱体外壳与储物间室之间填充有保温材料，例如发泡剂，以避免冷量散失。储物间室通常为多个，如冷藏室、冷冻室、变温室等。具体的储物间室的数量和功能可根据预先的需求进行配置。

冰箱可以为直冷式冰箱或者风冷式冰箱，其可以使用压缩式制冷循环作为冷源。如图1所示，制冷循环***一般性可包括压缩机10、冷凝器20、毛细管和蒸发器等。制冷剂在蒸发器中以低温直接或间接地与储物间室发生热交换，吸收储物间室的热量并气化，产生的低压蒸气被压缩机10吸入，经压缩机10压缩后以高压排出，压缩机10排出的高压气态制冷剂进入冷凝器20，被常温的冷却水或空气冷却，凝结成高压液体，高压液体流经毛细管节流，变成低压低温的气液两相混合物，进入蒸发器，其中的液态制冷剂在蒸发器中蒸发制冷，产生的低压蒸汽再次被压缩机10吸入，如此周而复始，不断循环，实现了冰箱的持续制冷。

一般地，冰箱的制冷循环***可为单循环***或双循环***等，单循环***中制冷剂的走向为压缩机10--冷凝器20--毛细管--蒸发器--压缩机10，其中，毛细管和蒸发器均为单个。如图1所示，双循环***具有两个独立的毛细管和蒸发器，分别为与冷藏室对应的冷藏毛细管40、冷藏蒸发器50和与冷冻室对应的冷冻毛细管60和冷冻蒸发器70。冰箱控制***控制打开或关闭通往冷藏室或冷冻室的制冷剂，以精确地控制冷藏室和冷冻室的温度。

如图1所示，冰箱的制冷循环***还可包括回热器30，从冷凝器20流出的温度较高的液态制冷剂，与来自蒸发器温度较低的制冷剂蒸汽在回热器30中进行热交换，使液态制冷剂过冷，气态制冷剂过热，经过回热器30换热后的过冷的液态制冷剂流入毛细管，使得经毛细管节流后制冷剂的液态多，气态少，提高制冷效果；经过回热器30换热后的过热的气态制冷剂被压缩机10吸入，防止液态制冷剂回到压缩机10发生液击现象。

毛细管喷射口处的冷媒存在剧烈的气液相变，冷媒流速处在跨音速区域，会产生较强烈的噪音，技术人员通常会在毛细管与蒸发器之间的第一流体输送管的管壁外贴附胶泥，达到隔音的目的，此种方案虽然能一定程度上减小噪音，但治标不治本，无法从根本上消除噪音源，并且还会带来成本的上升。

由于第一流体输送管的管径较小，为保证管路中制冷剂流体的顺畅流动，技术人员通常不会想到改变管路本身的结构。而本发明中，技术人员经过大量的技术论证，创造性地对毛细管与蒸发器之间的第一流体输送管本身的结构进行改进，从根源上解决流体流动噪音，同时还可避免流体与管道产生共振的问题，显著提升冰箱的整体声品质。

图2是根据本发明一个实施例的冰箱的第一过渡管段110的横截面示意图，图3是根据本发明一个实施例的冰箱的第一过渡管段110的纵向剖面图。

具体地，如图2、3所示，第一流体输送管包括一第一过渡管段110，第一过渡管段110中设置一导流柱120，导流柱120沿第一过渡管段110的延伸方向延伸。导流柱120可对由毛细管喷射口喷射进入第一过渡管段110内的高速流体进行疏导平顺，减小来流的湍动效应，平顺流体流动状态，从而达到降低气流流动噪音的目的。

第一过渡管段110可位于第一流体输送管靠近毛细管出端的位置，相对于蒸发器，第一过渡管段110更加靠近毛细管喷射口处，毛细管喷射口处喷射的流体经由第一流体输送管的第一过渡管段110之后，进一步流动至蒸发器中，第一过渡管段110特别的设计，降低了毛细管喷射的流体的流动噪音，改善了冰箱的整体声品质。

再次参见图1，针对双循环***的冰箱，毛细管包括冷藏毛细管40和冷冻毛细管60，蒸发器包括冷藏蒸发器50和冷冻蒸发器70，冷藏毛细管40与冷藏蒸发器50之间的第一流体输送管路包括一第一过渡管段110(图1中所示的B1)，冷冻毛细管60和冷冻蒸发器70之间的输送管路包括一第一过渡管段110(图1中所示的B2)。

导流柱120的长度与第一过渡管段110的长度大致相等，导流柱120可通过焊接的方式连接于第一过渡管段110的内壁上。导流柱120的外壁可形成有沿导流柱120圆周方向间隔分布的多个翼片120a，导流柱120通过该多个翼片120a焊接于第一过渡管段110的内壁上，多个翼片120a可沿导流柱120的圆周方向均匀间隔分布，多个翼片120a可位于导流柱120延伸方向的中心位置。如图2所示，导流柱120的外壁沿其圆周方向形成有均匀间隔分布的四个翼片120a，四个翼片120a分别与第一过渡管段110的内壁焊接，从而将导流柱120固定于第一过渡管段110的内部，保持导流柱120的稳定性。

特别地，在本发明的其中一个实施方式中，导流柱120呈锥形，也即是导流柱120整体结构为锥形柱，且导流柱120的小头朝向第一过渡管段110的进端方向，也即是说，呈锥形的导流柱120的锥形小头位于气流流动方向的上游，锥形结构的导流柱120可对进入第一过渡管段110内的气流进行更好地疏导、平顺，显著减小了来流的湍动效应，极大地改善了气流流动噪音。

在本发明的另一个实施方式中，如图3所示，导流柱120朝向第一过渡管段110进端的端部呈锥形。也可理解为，导流柱120包括一直柱段和与直柱段相接且位于直柱段上游的锥形柱段，由此形成了端部呈锥形的导流柱120，且导流柱120呈锥形的端部正对来流方向，以对进入第一过渡管段110内的高速气流进行更好地疏导、平顺。

呈锥形的导流柱120的锥角α₁满足：15°＜α₁＜60°，导流柱120朝向第一过渡管段110进端的端部的锥角α₂满足：15°＜α₂＜60°。这里的锥角α₁可以理解为：呈锥形的导流柱120所在的圆锥的顶点和圆锥的直径的两个端点构成的等腰三角形的顶角，这里的锥角α₂可以理解为：导流柱120呈锥形的端部所在的圆锥的顶点和圆锥的直径的两个端点构成的等腰三角形的顶角。

呈锥形的导流柱120的锥角α₁、导流柱120朝向第一过渡管段110进端的端部的锥角α₂均可称为导流柱120的迎流锥角α，如图3所示的迎流锥角α₂，导流柱120的迎流锥角越小，气流平顺过度的区域就越长，相应的气流流动阻力也就越小，但在导流柱120直径一定的情况下，导流柱120的迎流锥角越小，导流柱120的迎流端越细，潜在的会带来导流柱120的可靠性强度弱化，在高速气流的冲击作用下，容易导致导流柱120折断。而导流柱120的迎流锥角越大，对气流造成的流动阻力相对越大，会导致再生气流噪声的产生。为此，本实施例将导流柱120的迎流锥角限定在上述范围内，可避免上述问题的出现，在最大程度降低气流流动噪音的同时，保持气流流动顺畅，避免气流阻力过大而影响冰箱制冷性能。

导流柱120的中轴线与第一过渡管段110的中轴线重合，也即是说，导流柱120处于第一过渡管段110的纵向中心区域，导流柱120的直径D1与第一过渡管段110的内径D满足：D1/D＜1/2。

由于毛细管喷射口处的区域为湍流效应显著区域，毛细管喷射口与蒸发器之间的第一流体输送管中的气流处于高速射流状态，其中，第一流体输送管中心区域的湍流效应及流速远远大于管路内壁面区域的湍流效应及流速，因此，导流柱120设置在第一流体输送管的第一过渡管段110的中心区域，可极大地减弱湍动效应，改善噪音。根据第一过渡管段110的尺寸选择合适尺寸的导流柱120，可保证第一过渡管段110的有效流通面积，降低压损，保持冰箱的制冷性能，同时，达到更好的降噪效果。

图4是本发明一个实施例的冰箱与现有技术的冰箱在开机过程中的噪音频谱对比图。

如图4所示，对比例的冰箱与本实施例的冰箱的唯一区别在于，对比例的冰箱不具有本实施例的第一过渡管段110。由图4可知，本实施例的具有第一过渡管段110的冰箱对1250Hz至1600HZ的气流噪声有显著的改善，而该频段为人耳感受最敏感的中频频段，由此，通过改善该频段噪音值，可以显著改善听感品质，使得用户不易察觉冰箱的噪音，提升用户的使用体验。

本发明的其中一个实施例中，冰箱可为风冷式冰箱，冰箱还包括送风风道和设置于送风风道中的风机，风机配置为促使经蒸发器冷却后的空气通过送风风道流入储物间室中，以改变储物间室的温度。

在风冷式冰箱中，送风风道中的气流的主要分布形态为湍流形态，对于现有的光滑内壁的送风风道，近壁面容易产生湍流再生噪声，影响冰箱声品质，并且还会降低气流流阻，影响风量。为改善风道中流体流动噪音。本发明中，设计人员创造性地对送风风道的结构进行改进，以从根本上改善送风风道内气流流动噪声，改善冰箱声品质。

具体地，送风风道的内壁形成有向送风风道内部空间凸出的多个凸条，凸条沿送风风道延伸方向延伸，多个凸条沿送风风道内壁的周向方向平行分布，以利用相邻的两个凸条形成槽状流道，多个槽状流道将气流分散，避免送风风道内产生湍流，降低气流流动噪音，同时有助于降低流阻，改善流量。

多个凸条可沿送风风道内壁的周向方向均匀间隔分布，或者多个凸条可沿送风风道内壁的周向方向依次连续分布。

本实施例中，凸条的横截面呈齿状，多个齿状的凸条沿送风风道内壁的周向方向依次连续分布。送风风内壁被设计为齿状结构，破坏了送风风道内流体在近壁面的湍流形态，将噪音能量大的大涡流破碎成能量小的小涡流，从而显著地降低气流流动噪音。另外，相邻的两个凸条形成沟槽状的流道，多个沟槽状的流道引导气流更加集束的流过送风风道，平顺了湍流状态，降低了气流流阻，避免了气流在其他方向无序流动带来的流量损失。

呈齿状的凸条的齿尖角α为锐角，以提升对送风风道内涡流的破碎效果。特别地，齿尖角α满足：45°≤α≤90°。齿尖角α越小，凸条越尖锐，对大涡流的破碎效果越好，但由于高速气流的碰撞，过于尖锐的凸条，磨损也较快，尖角被磨损后变圆角，影响降噪效果，并且齿尖角越小，送风风道的加工脱模难度也越高。综合降噪效果、加工工艺及寿命磨损，本实施例中凸条的齿尖角α满足：45°≤α≤90°，满足该设计的送风风道不但能显著降低气流流动噪音，且易于加工、寿命较长，可长期保持较好的降噪效果。

可选地，齿尖角α可为65°，此种类型的送风风道可达到最优的降噪效果，并降低了加工难度。

呈齿状的凸条的高度H可满足：其中，L为送风风道的有效长度，Re＝ρvd/μ，其中Re为雷诺常数，ρ为送风风道内的气流密度，v为送风风道内的气流流速，d为送风风道的等效直径，μ为气流的动力粘度系数。一般地，冰箱的送风风道内流动的气流的雷诺常数Re可取2500。

一般地，送风风道为矩形，送风风道的等效直径为矩形的送风风道的等效圆形风道直径，送风风道的有效长度为送风风道内气流的直线行程。

送风风道内气流的流动状态与送风风道内气流的流速、送风风道的等效直径以及送风风道的有效长度相关，上述公式计算的高度为气流在送风风道中的边界层高度，凸条的高度H设计为气流边界层高度，可达到最优的降噪效果，同时最大化降低气流流阻和减少流量损失。

压缩机排出的高压气态制冷剂经第二流体输送管流动至冷凝器中，由于高压流体流速很快，产生的噪声能量很高，也会带来管路振动加剧的问题，影响冰箱整体声品质。

本实施例中，第二流体输送管包括一第二过渡管段，第二过渡管段中设置一沿第二过渡管段延伸方向延伸的内管，内管外壁与第二过渡管段的内壁间隔空间设置，第二过渡管段的进端与压缩机的出端连通，第二过渡管段的出端与冷凝器的进端连通。由压缩机出端(排气口)排出的流体进入第二过渡管段中，一部分流体在第二过渡管段与内管之间的间隔空间内流动，一部分在内管中流动。

由于压缩机排气处气流流动表现为管路中心处流速远远高于管路壁面处流速，气流流动的噪声能量大部分集中在管路的中心区域，第二过渡管段中设置有内管，使得内管中高速流体和第二过渡管段与内管之间流动的低速气流在内管的出口端处进行充分混合，破坏第二过渡管段中心区域的湍动状态，降低内管中高速流体的喷射速度，从而显著降低流体流动噪音。

第二过渡管段可位于第二流体输送管临近压缩机出端的位置，相对于冷凝器，第二过渡管段更加靠近压缩机排气管处，可以理解为，压缩机排气管的出端与第二过渡管段连接。压缩机排气管排出的气流经由第二流体输送管的第二过渡管段之后，并进一步流动至冷凝器处，从而可改善压缩机排气管处气流流动导致的振动噪声，进一步提升冰箱整体声品质。

内管的中轴线可与第二过渡管段的中轴线重合，也即是说，内管处于第二过渡管段的纵向中心区域，内管中的高速气流和内管与第二过渡管段之间的区域中的低速气流在内管出口处进行均匀充分地混合，破坏内管出口处流体喷射速度，从而提升降噪效果。

第二过渡管段的长度为8cm至15cm，内管的长度与第二过渡管段的长度大致相同，通过设计特别长度的第二过渡管段，达到充分降低流体流动噪音，并保证流体流动顺畅，保持冰箱的制冷性能。

内管的外壁可形成有沿内管圆周方向间隔分布的多个翼片，内管通过该多个翼片焊接于第二过渡管段的内壁上，多个翼片可沿内管的圆周方向均匀间隔分布，多个翼片可位于内管延伸方向的中心位置。内管的外壁沿其圆周方向可形成有均匀间隔分布的四个翼片，四个翼片分别与第二过渡管段的内壁焊接，从而将内管固定于第二过渡管段的内部。

特别地，在本发明的其中一个实施方式中，内管可为锥形管，且锥形管的小口径端位于流体流动方向的上游，流体通过锥形管的小口径端进入内管中。第二过渡管段中的锥形管对进入第二过渡管段中的气流进行平滑导流，并控制进入内管和进入第二过渡管段与内管之间的气流比例，在降低气流流动噪声的同时，保持气流流动顺畅。

锥形管的圆锥角α满足，20°≤α≤60°，这里的圆锥角α可以理解为：锥形管所在的圆锥的顶点和圆锥的直径的两个端点构成的等腰三角形的顶角。若锥形管处于水平状态，锥形管的小口径端的边部与水平线的夹角即为α/2，10°≤α/2≤30°。通过限定锥形管的圆锥角α的大小，合理控制进入内管和进入第二过渡管段与内管之间的环形区域的气流比例，合理控制进入第二过渡管段的中间核心区域，也即是内管中的有效入流面积，确保在内管的出口端有足够的低速气流和高度气流混合，提升降噪效果。同时，避免了过渡管段的中间核心区域入流面积过大而导致内管与过渡管段之间区域的气流流动阻力增大的问题。由此实现了在提升降噪效果的同时，保证气流流动顺畅，实现冰箱的正常制冷。

在本发明的另一实施方式中，内管可包括锥形管段和与锥形管段的大口径端相接的直管段，并且锥形管段位于直管段的上游，也即是说，流体通过锥形管段的小口径端进入内管中。锥形管段对进入内管中的气流和进入第二过渡管段与内管之间的区域的气流进行平滑导流，并控制进入内管和进入第二过渡管段与内管之间的气流比例，在降低气流流动噪声的同时，保持气流流动顺畅。

同样地，锥形管段的圆锥角α满足，20°≤α≤60°，这里的圆锥角α可以理解为：锥形管段所在的圆锥的顶点和圆锥的直径的两个端点构成的等腰三角形的顶角，锥形管段处于水平状态，锥形管的小口径端的边部与水平线的夹角即为α/2，10°≤α/2≤30°。通过限定锥形管段的圆锥角α的大小，合理控制进入内管和进入第二过渡管段与内管之间的环形区域的气流比例，实现了在提升降噪效果的同时，保持气流流动顺畅，保持冰箱的制冷性能。

本实施例的冰箱，蒸发器与毛细管之间的第一流体输送管具有一第一过渡管段110，第一过渡管段110中设置有一导流柱120，导流柱120对进入第一过渡管段110内的高速流体进行疏导平顺，减小来流的湍动效应，平顺流体流动状态，从而达到降低气流流动噪音的目的。

进一步地，本实施例的冰箱中，导流柱120呈锥形，且呈锥形的导流柱120的小头朝向第一过渡管段110的进端方向，或者导流柱120朝向第一过渡管段110进端的端部呈锥形，由此形成了具有一定迎流角度的导流柱120，可带来更好的平顺气流的效果。

更进一步地，本实施例的冰箱中，导流柱120的迎流角度满足特别的条件，可显著提升降噪效果，同时减小气流流动阻力。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (10)

1.一种冰箱，包括蒸发器、与所述蒸发器连接的毛细管、以及连接所述蒸发器与所述毛细管的第一流体输送管，其中

所述第一流体输送管包括一第一过渡管段，所述第一过渡管段中设置一导流柱；

所述导流柱沿所述第一过渡管段的延伸方向延伸，以用于对进入所述第一过渡管段中的流体进行疏导平顺，达到降低气流噪声的目的。

2.根据权利要求1所述的冰箱，其中

所述导流柱的中轴线与所述第一过渡管段的中轴线重合。

3.根据权利要求1所述的冰箱，其中

所述导流柱呈锥形，且呈锥形的所述导流柱的小头朝向所述第一过渡管段的进端方向。

4.根据权利要求1所述的冰箱，其中

所述导流柱朝向所述第一过渡管段进端的端部呈锥形。

5.根据权利要求3所述的冰箱，其中

呈锥形的所述导流柱的锥角α₁满足：15°＜α₁＜60°。

6.根据权利要求4所述的冰箱，其中

所述导流柱朝向所述第一过渡管段进端的端部的锥角α₂满足：15°＜α₂＜60°。

7.根据权利要求1所述的冰箱，其中

所述导流柱的直径D1与所述第一过渡管段的内径D满足：D1/D＜1/2。

8.根据权利要求1所述的冰箱，其中

所述导流柱的长度与所述第一过渡管段的长度大致相等。

9.根据权利要求1所述的冰箱，还包括：

冷藏室；

所述毛细管包括冷藏毛细管，所述蒸发器包括用于向所述冷藏室提供冷量的冷藏蒸发器。

10.根据权利要求1所述的冰箱，还包括：

冷冻室；

所述毛细管包括冷冻毛细管，所述蒸发器包括用于向所述冷冻室提供冷量的冷冻蒸发器。