采用脉管型自由活塞斯特林制冷机的多温区风冷冰箱制造技术

技术编号:20393587 阅读:26 留言:0更新日期:2019-02-20 04:22
根据本实用新型专利技术的采用脉管型自由活塞斯特林制冷机的多温区风冷冰箱,包括冰箱箱体、制冷部、控制部,冰箱箱体具有至少一个风室、设置在风室外部的送风道以及回风道,风室的风室壁上分别设置有连通送风道与风室内部的送风口以及连通回风道与风室内部的回风口,回风口的位置高于送风口的位置,送风道与回风道均为密闭通道且相连通,制冷部包括脉管型自由活塞斯特林制冷机、冷端换热器、冷端送风装置,冷端换热器设置在冷端上且位于送风道与回风道的连接处,冷端换热器分隔送风道与回风道,控制器分别与室内温度传感器、冷头温度传感器、风室送风阀、风室回风阀相连,控制器分别控制风室送风阀、风室回风阀的阀门开合的大小。

【技术实现步骤摘要】
采用脉管型自由活塞斯特林制冷机的多温区风冷冰箱
本技术属于家电领域,具体涉及一种采用脉管型自由活塞斯特林制冷机的多温区风冷冰箱。
技术介绍
随着人们生活水平的提高,普通冰箱(温度高于-18℃)的冷冻功能逐渐无法满足人们对一些食品的冷冻要求,如一些海鲜需要在-40℃以下保存更好。以肉食品为例,在普通冰箱保存时,7℃冷藏不能超过2日,0℃冷藏不能超过5日,-18℃冷冻时,时间也不能超过1个月。对于需要长时间保存的食品,冷冻温度越低,越可抑制微生物生长繁殖和酶的活性,营养损失比较小,保存鲜度越好。传统的家用冰箱制冷一般采用单级蒸汽压缩式节流制冷系统,由压缩机、冷凝器、节流部件和蒸发器四个基本部分组成,各个部分通过管道连接在一起组成一个封闭的系统。系统内充以一定量的制冷剂,制冷剂在系统内通过压缩、冷凝、节流、蒸发四个循环过程制冷。采用蒸汽压缩制冷的冰箱制冷速度快,制冷效果好,技术成熟,因此性能稳定、寿命长。采用蒸汽压缩制冷的冰箱工作时,压缩机在温控器的控制下间歇启停。当冰箱中的温度高于设定温度时,压缩机启动制冷,柜内温度降低,直至冰箱中的温度达到设定温度以下的某一临界值,压缩机停止工作,冰箱内温度开始上升。当温度上升至另一高于设定温度的临界值时,压缩机又开始启动工作。以上过程反复循环。因此,即使冰箱处于稳定状态,箱体中的温度也有周期性的波动,这对于一些像海鲜类的高级食品保存不利。而且单级蒸汽压缩节流制冷系统也很难实现-40℃以下的制冷温度,无法满足对一些食品保存的温度需求。斯特林制冷循环由两个等温过程和等容过程组成,其理论循环效率为卡诺效率。相对来说,在低温制冷工况下采用斯特林制冷技术具有更高的制冷效率。斯特林制冷机采用气体膨胀制冷的闭式循环,由压缩单元与膨胀单元无阀连通而成。采用氦气作为制冷工质,不会对臭氧层产生破坏,是一种极其环保的制冷技术。自由活塞斯特林制冷机没有复杂的管路系统,压缩机和膨胀机集成在一起,具有运动部件少、无油润滑、不易磨损、可靠性高、寿命长、结构紧凑、重量轻、制冷效率高等优点,而且还具有控温精度高,满负荷和局部负荷下都具有较高的效率,通过调节输入电压即可控制制冷量和制冷温度。
技术实现思路
本技术的目的之一在于提供一种使用新型高效的脉管型自由活塞斯特林制冷机的多温区风冷冰箱,本技术的同轴脉管型自由活塞斯特林制冷机取消了传统自由活塞斯特林制冷机较长的低温膨胀活塞,以较短室温区工作的功回收膨胀活塞代替。自由活塞斯特林制冷机的膨胀气缸变成了脉管冷指的脉冲管,脉冲管冷端布置有层流化的导流器,热端设有二级热端换热器。这种改变结合了自由活塞斯特林制冷机和脉管制冷机的优点,通过取消在冷热端高频运动的膨胀活塞,消除了低温膨胀活塞带来的泵气损失、穿梭损失以及轴向导热损失。通过热端设置较短的室温膨胀活塞解决了脉管制冷机的声功回收问题,因此,当完全回收冷端声功时,该新型脉管型自由活塞斯特林制冷机理论效率为卡诺循环效率。同时,取消低温膨胀活塞降低了制冷机制造难度,减小了整机质量。本技术提供了一种采用脉管型自由活塞斯特林制冷机的多温区风冷冰箱,具有这样的特征,包括冰箱箱体、制冷部、控制部,其中,冰箱箱体具有至少一个风室、设置在风室外部的送风道以及回风道,风室的风室壁上分别设置有连通送风道与风室内部的送风口以及连通回风道与风室内部的回风口,回风口的位置高于送风口的位置,送风道与回风道均为密闭通道且相连通,制冷部包括脉管型自由活塞斯特林制冷机、冷端换热器、冷端送风装置,脉管型自由活塞斯特林制冷机具有冷指,冷指具有冷端和热端,冷端换热器设置在冷端上且位于送风道与回风道的连接处,冷端换热器分隔送风道与回风道,送风装置设置在送风道或回风道中,位于冷端换热器旁,控制部包括控制器、室内温度传感器、冷头温度传感器、风室送风阀、风室回风阀,风室送风阀设置在送风口中,风室回风阀设置在回风口中,室内温度传感器设置在风室内,冷头温度传感器设置在冷端上,控制器分别与室内温度传感器、冷头温度传感器、风室送风阀、风室回风阀相连,控制器分别控制风室送风阀、风室回风阀的阀门开合的大小,脉管型自由活塞斯特林制冷机包括直线电机、压缩单元、膨胀机单元以及机架,其中,机架包括法兰、设置在法兰中的活塞管以及底座,法兰呈圆盘形状,该法兰的一侧还设置有同心的小圆盘,底座呈筒状,一端与法兰的另一侧相连,另一端为自由端,底座的中心线与法兰的中心线重合,活塞管为直通管,一端开口位于小圆盘的外侧,另一端开口位于底座内,活塞管内具有柱形活塞腔,用于容纳制冷机的压缩活塞和膨胀活塞,活塞腔上设置有多个穿透活塞管管壁的通孔,直线电机包括外轭铁、内轭铁以及动子,外轭铁、内轭铁分别设置在机架上且外轭铁、内轭铁之间具有间隙,动子设置在间隙中,压缩单元具有压缩活塞、压缩活塞弹簧,压缩活塞弹簧通过连接件与机架固定连接,压缩活塞设置在活塞管中,一端与动子相连且与压缩活塞弹簧相连,另一端为自由端,膨胀机单元包括膨胀活塞、膨胀活塞弹簧、膨胀活塞杆、一级热端换热器、二级热端换热器、回热器、脉冲管、冷端换热器,一级热端换热器呈圆筒状,套在活塞管的外壁上且设置在小圆盘的端面上,脉冲管的一端与活塞管外侧一端相连,另一端与冷端换热器相连,回热器呈圆筒状,设置在脉冲管的外侧,一端与冷端换热器相连,另一端与一级热端换热器相连,二级热端换热器设置在脉冲管内,膨胀活塞在活塞管中,膨胀活塞弹簧通过连接件与机架固定连接,膨胀活塞杆的一端与膨胀活塞相连,另一端穿过压缩活塞、压缩活塞弹簧后与膨胀活塞弹簧相连,压缩活塞、膨胀活塞以及活塞腔构成压缩腔,膨胀活塞、二级热端换热器以及活塞腔构成膨胀腔。另外,在本技术提供的采用脉管型自由活塞斯特林制冷机的多温区冰箱中,其特征在于,还包括:设置在冷端换热器上的解冻装置。另外,在本技术提供的采用脉管型自由活塞斯特林制冷机的多温区冰箱中,还可以具有这样的特征:其中,解冻装置为缠绕在冷端换热器外部的电热丝。另外,在本技术提供的采用脉管型自由活塞斯特林制冷机的多温区冰箱中,还可以具有这样的特征:其中,冷端换热器为翅片式换热器。另外,在本技术提供的采用脉管型自由活塞斯特林制冷机的多温区冰箱中,还可以具有这样的特征:其中,控制器还包括控制回风阀门信道、控制温度传感器信道、控制进风阀门信道、控制冷端温度传感器信道、控制冷端风扇信道。另外,在本技术提供的采用脉管型自由活塞斯特林制冷机的多温区冰箱中,还可以具有这样的特征:其中,回风口与送风口不在同一风室壁中。另外,在本技术提供的采用脉管型自由活塞斯特林制冷机的多温区冰箱中,还可以具有这样的特征:其中,冷端送风装置为风扇。另外,在本技术提供的采用脉管型自由活塞斯特林制冷机的多温区冰箱中,其特征在于,还包括:设置在热端上的热端换热器以及散热风扇,热端换热器以及散热风扇均设置在同一个密闭箱体内。另外,在本技术提供的采用脉管型自由活塞斯特林制冷机的多温区冰箱中,还可以具有这样的特征:其中,密闭箱体设置有引入新风的进风口和实现热端散热的出风口。技术的作用与效果与现有的冰箱相比,本技术的有益效果在于:(1)由于采用自由活塞斯特林制冷机,可以使冰箱的最低制冷温度达到-60℃,并且可以通过改变本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种采用脉管型自由活塞斯特林制冷机的多温区风冷冰箱,其特征在于,包括:冰箱箱体、制冷部、控制部,其中,所述冰箱箱体具有至少一个风室、设置在所述风室外部的送风道以及回风道,所述风室的风室壁上分别设置有连通所述送风道与所述风室内部的送风口以及连通所述回风道与所述风室内部的回风口,所述回风口的位置高于所述送风口的位置,所述送风道与所述回风道均为密闭通道且相连通,所述制冷部包括脉管型自由活塞斯特林制冷机、冷端换热器、冷端送风装置,所述脉管型自由活塞斯特林制冷机具有冷指,所述冷指具有冷端和热端,所述冷端换热器设置在所述冷端上且位于所述送风道与所述回风道的连接处,所述冷端换热器分隔所述送风道与所述回风道,所述送风装置设置在所述送风道或所述回风道中,位于所述冷端换热器旁,所述控制部包括控制器、风室内温度传感器、冷头温度传感器、风室送风阀、风室回风阀,所述风室送风阀设置在所述送风口中,所述风室回风阀设置在所述回风口中,所述室内温度传感器设置在所述风室内,所述冷头温度传感器设置在所述冷端上,所述控制器分别与所述室内温度传感器、所述冷头温度传感器、所述风室送风阀、所述风室回风阀相连,所述控制器分别控制所述风室送风阀、所述风室回风阀的阀门开合的大小,所述脉管型自由活塞斯特林制冷机包括直线电机、压缩单元、膨胀机单元以及机架,其中,所述机架包括法兰、设置在所述法兰中的活塞管以及底座,所述法兰呈圆盘形状,该法兰的一侧还设置有同心的小圆盘,所述底座呈筒状,一端与法兰的另一侧相连,另一端为自由端,所述底座的中心线与所述法兰的中心线重合,所述活塞管为直通管,一端开口位于所述小圆盘的外侧,另一端开口位于所述底座内,所述活塞管内具有柱形活塞腔,用于容纳所述制冷机的压缩活塞和膨胀活塞,所述活塞腔上设置有多个穿透所述活塞管管壁的通孔,所述直线电机包括外轭铁、内轭铁以及动子,所述外轭铁、所述内轭铁分别设置在所述机架上且外轭铁、内轭铁之间具有间隙,所述动子设置在所述间隙中,所述压缩单元具有压缩活塞、压缩活塞弹簧,所述压缩活塞弹簧通过连接件与所述机架固定连接,所述压缩活塞设置在所述活塞管中,一端与所述动子相连且与所述压缩活塞弹簧相连,另一端为自由端,所述膨胀机单元包括膨胀活塞、膨胀活塞弹簧、膨胀活塞杆、一级热端换热器、二级热端换热器、回热器、脉冲管、冷端换热器,所述一级热端换热器呈圆筒状,套在所述活塞管的外壁上且设置在所述小圆盘的端面上,所述脉冲管的一端与所述活塞管外侧一端相连,另一端与所述冷端换热器相连,所述回热器呈圆筒状,设置在所述脉冲管的外侧,一端与所述冷端换热器相连,另一端与所述一级热端换热器相连,所述二级热端换热器设置在所述脉冲管内,所述膨胀活塞在所述活塞管中,所述膨胀活塞弹簧通过连接件与所述机架固定连接,所述膨胀活塞杆的一端与所述膨胀活塞相连,另一端穿过所述压缩活塞、所述压缩活塞弹簧后与所述膨胀活塞弹簧相连,所述压缩活塞、所述膨胀活塞以及所述活塞腔构成压缩腔,所述膨胀活塞、所述二级热端换热器以及所述活塞腔构成膨胀腔。...

【技术特征摘要】
1.一种采用脉管型自由活塞斯特林制冷机的多温区风冷冰箱,其特征在于,包括:冰箱箱体、制冷部、控制部,其中,所述冰箱箱体具有至少一个风室、设置在所述风室外部的送风道以及回风道,所述风室的风室壁上分别设置有连通所述送风道与所述风室内部的送风口以及连通所述回风道与所述风室内部的回风口,所述回风口的位置高于所述送风口的位置,所述送风道与所述回风道均为密闭通道且相连通,所述制冷部包括脉管型自由活塞斯特林制冷机、冷端换热器、冷端送风装置,所述脉管型自由活塞斯特林制冷机具有冷指,所述冷指具有冷端和热端,所述冷端换热器设置在所述冷端上且位于所述送风道与所述回风道的连接处,所述冷端换热器分隔所述送风道与所述回风道,所述送风装置设置在所述送风道或所述回风道中,位于所述冷端换热器旁,所述控制部包括控制器、风室内温度传感器、冷头温度传感器、风室送风阀、风室回风阀,所述风室送风阀设置在所述送风口中,所述风室回风阀设置在所述回风口中,所述室内温度传感器设置在所述风室内,所述冷头温度传感器设置在所述冷端上,所述控制器分别与所述室内温度传感器、所述冷头温度传感器、所述风室送风阀、所述风室回风阀相连,所述控制器分别控制所述风室送风阀、所述风室回风阀的阀门开合的大小,所述脉管型自由活塞斯特林制冷机包括直线电机、压缩单元、膨胀机单元以及机架,其中,所述机架包括法兰、设置在所述法兰中的活塞管以及底座,所述法兰呈圆盘形状,该法兰的一侧还设置有同心的小圆盘,所述底座呈筒状,一端与法兰的另一侧相连,另一端为自由端,所述底座的中心线与所述法兰的中心线重合,所述活塞管为直通管,一端开口位于所述小圆盘的外侧,另一端开口位于所述底座内,所述活塞管内具有柱形活塞腔,用于容纳所述制冷机的压缩活塞和膨胀活塞,所述活塞腔上设置有多个穿透所述活塞管管壁的通孔,所述直线电机包括外轭铁、内轭铁以及动子,所述外轭铁、所述内轭铁分别设置在所述机架上且外轭铁、内轭铁之间具有间隙,所述动子设置在所述间隙中,所述压缩单元具有压缩活塞、压缩活塞弹簧,所述压缩活塞弹簧通过连接件与所述机架固定连接,所述压缩活塞设置在所述活塞管中,一端与所述动子相连且与所述压缩活塞弹簧相连,另一端为自由端,所述膨胀机单元...

【专利技术属性】
技术研发人员:陈曦林毅宋佳星葛寅飞昌庆航刘振张建辉
申请(专利权)人:上海理工大学
类型:新型
国别省市:上海,31

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