CN203534030U - 一种冰箱蒸发器的超声振动激励装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种冰箱蒸发器的超声振动激励装置，包括超声波换能器，所述超声波换能器通过传振板安装于所述蒸发器的金属液管上方。本实用新型在安装时能够充分利用蒸发器所在的紧凑空间进行安装，可以保持风冷冰箱冷冻室的风道隔板不受影响，无需改动风道隔板，尽可能少的影响风量和风道。本实用新型中超声波换能器的振动方向可以和蒸发器翅片上的霜晶体生长方向相垂直，以利于将霜振动脱落翅片，具有长时间维持蒸发器表面无霜或少霜的效果，并可以延长风冷冰箱两次相邻的化霜周期。

Description

一种冰箱蒸发器的超声振动激励装置

技术领域

本实用新型涉及一种冰箱蒸发器的超声振动激励装置。

背景技术

通过国内外部门单位和学者进行的超声波除霜或抑制结霜的可行性研究表明，利用超声波依靠金属中传播所引发的超声振动效应可进行除霜，如日本提出了采用换能器和变幅杆的超声振动装置，可以减少铝片60%的积霜；意大利学者定制了大翅片间距的蒸发器，并采用在翅片上黏贴矩形压电片的方式可以减少翅片的积霜，并延长两次的化霜间隔。东南大学的相关试验研究表明：依靠超声波在空气中传播所引起的空气紊流具有一定的抑制结霜能力。西安交通大学研究发现，超声振动具有折断翅片早期霜晶体、实现蒸发器抑制结霜的作用。因此，超声波具有一定的延缓蒸发器化霜间隔、减少冷面积霜的优势。如果能很好的应用于风冷冰箱，将能减少风冷冰箱的化霜功耗以及因电加热化霜引起的温度波动等弊端。

目前，国内外整体在翅-管式蒸发器的超声波除霜或抑制结霜研究成果很少，主要的技术限制是于如何在翅-管式蒸发器上安装外在的激励源并实现高效传振。

部分学者提出了一些翅-管式蒸发器的超声激励装置与结构，如：意大利的技术人员提出在每个翅片上黏贴一个矩形压电片；日本方面采用相邻铜管的激励；韩国方面采用蒸发器两侧U型管；我国西安交大的科研人员提出可以焊接或添加金属板作为传振板，并与所有的铜管相连接，以在传振板上安装换能器。针对于现有的三门风冷冰箱所采用的小型蒸发和冷冻室的蒸发器的放置空间，以上超声激励装置均不太适用。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种冰箱蒸发器的超声振动激励装置，具有长时间维持蒸发器表面无霜或少霜的效果，并可以延长风冷冰箱两次相邻的化霜周期。

本实用新型提供一种冰箱蒸发器的超声振动激励装置，包括超声波换能器，所述超声波换能器安装于所述蒸发器的金属液管上方。

进一步地，还包括传振板，所述超声波换能器通过传振板安装于所述蒸发器的金属液管上方。

进一步地，所述传振板与金属液管之间焊接固定。

进一步地，所述蒸发器具有两个金属挡板，所述超声波换能器固定于两个金属挡板之间，并处于远离蒸发器所连接的储液罐一侧。

进一步地，所述传振板的材质为金属。

进一步地，所述传振板的材质为铝或铜。

进一步地，所述蒸发器的金属液管为双排液管，所述双排液管的每一排液管与超声波换能器之间均设置有一个传振板。

进一步地，所述金属液管为铜管或铝管。

进一步地，所述超声波换能器为振动筛换能器或高温换能器。

进一步地，所述冰箱为风冷冰箱或风冷、直冷混合的混合型冰箱。

本实用新型具有的优点在于：

本实用新型提供一种冰箱蒸发器的超声振动激励装置，在安装时能够充分利用蒸发器所在的紧凑空间进行安装，可以保持风冷冰箱冷冻室的风道隔板不受影响，无需改动风道隔板，尽可能少的影响风量和风道。本实用新型中超声波换能器的振动方向可以和蒸发器翅片上的霜晶体生长方向相垂直，以利于将霜振动脱落翅片，具有长时间维持蒸发器表面无霜或少霜的效果，并可以延长风冷冰箱两次相邻的化霜周期。

附图说明

图1是本实用新型提供的冰箱蒸发器的超声振动激励装置的主视图；

图2是本实用新型提供的冰箱蒸发器的超声振动激励装置的俯视图；

图3是本实用新型提供的冰箱蒸发器的超声振动激励装置的局部放大图。

图中：1-毛细管连接口；2-压缩机连接口；3-储液罐；4-蒸发器金属挡板；5-翅片；6-超声波换能器；6A、6B-超声波换能器电极；7-传振板；8-金属液管；8A-前侧金属液管；8B-后侧金属液管；9-电加热管电线；10-电加热管；11-电加热管卡扣。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。

本实用新型提供一种冰箱蒸发器的超声振动激励装置，可以使蒸发器实现无霜，并提高蒸发器的换热效率，实现在风冷冰箱的高效换热。

本实用新型通过在蒸发器上安装超声波换能器6，使得蒸发器在传统冷媒诱导的低频、大幅度振动基础上叠加高频、低振幅的超声振动，以达到蒸发器无霜/少霜的目的，具有防霜/除霜和强化换热效果，能够延长冰箱蒸发器两次的电加热化霜周期，减少电加热除霜能耗，并避免冰箱的温度频繁波动。

根据现有风冷冰箱的蒸发器安装室尺寸考虑，在其传统翅-管式蒸发器的基础上安装本实用新型所提供的超声振动激励装置，以适合超声波换能器6在蒸发器上的安装以及蒸发器的工艺制造、以利于传振。本实用新型提供的冰箱蒸发器的超声振动激励装置，如图1～图3所示，包括超声波换能器6，所述风冷冰箱的蒸发器的金属液管8上方设置有传振板7，该传振板7的材料为金属材料，形状为矩形，并进一步优选为矩形铝板或铜板，金属液管8和传振板7的接触处进行焊接，使传振板7和蒸发器的金属液管8之间实现刚性连接。所述超声波换能器上具有超声波换能器电极6A、6B。所述风冷冰箱中的蒸发器的安装结构如图1和图2所示，与现有技术中相同，蒸发器的金属液管8的一侧通过储液罐3连接压缩机连接口2，且蒸发器的输入口连接毛细管连接口1，蒸发器的输入口与连接毛细管连接口1连接，将低温高压的冷媒在蒸发器金属液管8内传送，经膨胀蒸发后变为气液两相混合物的冷媒送入到储液罐3中，通过气体和液体的分离，将液体留于储液罐3中防止其进入压缩机，气体则通过储液罐的输出口2流入压缩机进行冷媒的再压缩，形成高温高压气体。蒸发器的两侧具有蒸发器金属挡板4，中间具有多个翅片5；蒸发器的底部具有电加热管10，与金属液管8的底部之间安装有电加热管卡扣11，该电加热管10连接电加热管电线9。 

本实用新型中将超声波换能器6安装于所焊接的传振板7上，使得超声波换能器6的振动传到传振板7上，进而传到蒸发器的金属液管8上，并传到翅片5上，使得翅片5上分布有高频、低振幅的超声振动。所述超声波换能器6的振动形式为纵向振动，在超声电源激励下依据其谐振频率工作。所采用的超声振动模式为强迫振动，使得蒸发器上主要只有一种高频的振动，便于超声波换能器6在其共振频率处工作以及实现超声电源的调谐。

本实用新型中传振板7上安装的纵向振动的超声波换能器6，可以连续在空气中振动不过热，可以优选为振动筛换能器或高温换能器。所述超声波换能器6工作时产生的热量会部分被蒸发器冷却。

本实用新型在实际应用中可以在超声波换能器6的外部套接一个塑料或金属材质的外壳。

本实用新型具有长时间维持蒸发器表面无霜或少霜的效果，并且，最重要的，本实用新型并非为了全部取代风冷冰箱的电加热化霜，其最主要的目的在于延长风冷冰箱两次相邻的化霜周期，如：从常规的每天加热化霜一次，延长到每周加热蒸发器化霜一次，可以从而减少冰箱的温度波动，进而实现节能、保鲜的效果。     

本实用新型主要使用于风冷冰箱，尤其适用于不超过250L的风冷冰箱或者有风冷、直冷的混合型冰箱，例如：可适用于三门式风冷冰箱，其中下部两个门均为冷冻室所设置，上部门为冷藏箱所设置。

本实用新型所适用的风冷冰箱中，其蒸发器为采用双排的铜管或铝管，即如图2所示的前侧金属液管8A、后侧金属液管8B，以及铝质翅片所构成的小型翅-管式换热器，且超声波换能器下方所安装的传振板7优选为采用两个传振板，每个传振板7的面积为5cm×5cm，其厚度优选为1mm ~3mm。所述传振板7可以采用焊接的方式与蒸发器上方的双排的铜管或铝管8A、8B相互刚性固定，以便于超声波换能器产生的机械振动可以通过该传振板传递到铜管或者铝管8A、8B上，所述的铜管或铝管8A、8B主要用于传输冷媒，并用于传输超声振动。本实用新型提供的冰箱蒸发器的超声振动激励装置，其实施例中蒸发器尺寸大小为330 mm×270 mm×60mm；蒸发器两侧选择为铝制的蒸发器金属挡板4；单个翅片5的大小为195mm×60mm，为铝质翅片；金属液管8为铝管，铝管和翅片5采用穿孔和胀管工艺进行连接、固定。蒸发器采用变翅片间距方式以利于传统电加热化霜时的霜脱落，从翅片5上顶端起沿翅片长度方向155mm的翅片间距为3mm，剩余部分翅片间距为6mm和12mm。

所焊接的传振板7安装于蒸发器金属液管8长度方向的右半部分（即远离储液罐的一侧）的中部位置，如图1所示，其中蒸发器的右侧金属挡板和超声波换能器6的中心距离约为85mm。所焊接的传振板7厚度为2~3mm，大小为60mm×60mm，刚度强，不易折弯。传振板7上通过螺栓和超声胶固定一个26~40kHz频率范围的超声波换能器6，该超声波换能器6可在空气中较长时间工作而不过热。

如图2所示， 在蒸发器顶端2个金属液管8上焊接传振板7的主要目的是：在适合蒸发器在风冷冰箱内室安装的情况下，安装超声波换能器6以激励整个蒸发器实现高频、低振幅的振动。蒸发器顶端2个金属液管8为平行固定，与毛细管连接的前侧金属液管8A温度低于与储液罐3连接的后侧金属液管8B，当在前侧金属液管8A和后侧金属液管8B上面焊接一块传振板7后，会形成一定的热传导，但此处的热量交换相对于整个蒸发器的制冷量影响不大；同时，超声波换能器6所处位置避开了风冷冰箱蒸发器上侧的抽风风扇，在牺牲了一定的风量的情况下，依靠超声振动的强化换热功能增强了蒸发器的换热效率；并依靠超声波除霜功能始终维持蒸发器表面无霜或少霜状态；

超声波换能器6的振动首先传递到所焊接的传振板7上，进而传到蒸发器金属液管8上，金属液管8上的超声振动进而再传递到蒸发器的整个翅片5上。

尽管由于金属液管8和翅片5之间会存在一定的超声能量损失，但通过试验表明，小于100W的超声振动能量即可保证整个蒸发器的抑制结霜效果。

本实用新型中将超声波换能器6固定在蒸发器的上方，相对于传统的将超声波换能器6安装在蒸发器的两侧或者正面，其具有如下优点：

第一，可以保持风冷冰箱冷冻室的风道隔板不受影响，无需改动风道隔板；

第二，充分利用蒸发器所在的紧凑空间，适合超声波换能器的安装；

第三，超声波换能器的振动方向可以和蒸发器翅片上的霜晶体生长方向相垂直，以利于将霜振动脱落翅片；

第四，尽可能少的影响风量和风道；

第五，从蒸发器顶部的中间部位向整个蒸发器传递振动，相对从蒸发器两侧的U型金属液管传递可以覆盖更大面积，减少振动损失；

第六，安装在蒸发器底部的加热管在加热蒸发器化霜时的高温效应对超声波换能器的高温影响小，不易对超声波换能器产生破坏。

以上所述实施例仅是为充分说明本实用新型而所举的较佳的实施例，本实用新型的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本实用新型基础上所作的等同替代或变换，均在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围以权利要求书为准。

Claims (10)

1.一种冰箱蒸发器的超声振动激励装置，其特征在于，包括超声波换能器，所述超声波换能器安装于所述蒸发器的金属液管上方。

2.根据权利要求1所述的冰箱蒸发器的超声振动激励装置，其特征在于，还包括传振板，所述超声波换能器通过传振板安装于所述蒸发器的金属液管上方。

3.根据权利要求2所述的冰箱蒸发器的超声振动激励装置，其特征在于，所述传振板与金属液管之间焊接固定。

4.根据权利要求3所述的冰箱蒸发器的超声振动激励装置，其特征在于，所述蒸发器具有两个金属挡板，所述超声波换能器固定于两个金属挡板之间，并处于远离蒸发器所连接的储液罐一侧。

5.根据权利要求4所述的冰箱蒸发器的超声振动激励装置，其特征在于，所述传振板的材质为金属。

6.根据权利要求5所述的冰箱蒸发器的超声振动激励装置，其特征在于，所述传振板的材质为铝或铜。

7.根据权利要求4所述的冰箱蒸发器的超声振动激励装置，其特征在于，所述蒸发器的金属液管为双排液管，所述双排液管的每一排液管与超声波换能器之间均设置有一个传振板。

8. 根据权利要求7所述的冰箱蒸发器的超声振动激励装置，其特征在于，所述金属液管为铜管或铝管。

9.根据权利要求8所述的冰箱蒸发器的超声振动激励装置，其特征在于，所述超声波换能器为振动筛换能器或高温换能器。

10.根据权利要求9所述的冰箱蒸发器的超声振动激励装置，其特征在于，所述冰箱为风冷冰箱或风冷、直冷混合的混合型冰箱。

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