实用新型、自然式家用冰箱制造技术

自然式家用冰箱所属制冷技术领域。该冰箱的主要技术特征是不用电、没有机械部件。制冷系统中，贮液器冷凝器、蒸发器，毛细管，氨水和氢气，加大大气压，加大氨水浓度、毛细管弯曲并排一体安装，斜口接冷凝器管，另一头扁口接蒸发器，管弯曲并排一体安装冰室上面，毛细管减小压力液态氨气化自然循环制冷。（*该技术在2009年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
该系统以氨为制冷剂，以水为吸收剂，以氢气为混和体，三者按一定比例混和，灌到由钢管弯曲成形管与容器通过烧焊而构成的一个完整的真空制冷系统，系统的主要部件为贮液器，冷凝器，毛细管，蒸发器。氨控制阀。一、贮液器里的氨水溶液和氢气混和后，产生分子运动。(氨)氨分子中的N-H键是极性键，氨分子的结构呈三角锥形，氮原子位于锥顶，三个氢原子位于锥底，N-H键之间的键为107°18′氨分子是一个极性分子，氨的物理性质是无色有刺激性气味气体。在标准状况下氨的密度是0.771克/升，比同体积的空气轻。氨分子中氢原子是由电负性很大而原子半径较小的氮原子以共价键结合的，氨分子之间也可形成氢键，由于氢键的形成，氨分子之间的引力增强，使氨很容易液化。在常压下冷却到-33.35℃或在常温下加压到7-8个标准大气压，气态氨就凝结为无色的液体。同时放出大量的热，液态氨气化时要吸收大量的热，使冰箱内温度逐步降低。二、自然式家用冰箱是不用电所以没有机械做功，无法在常温下加压。在这种情况下选用氢气做“吹升剂和回收剂”，贮液器里氨水，氢气定为7-8个标准大气压。氨水溶液体中的分子都在不停地运动着，它们的平均动能跟温度有关系，但在任何温度下，总有一部分分子的动能比平均动能大，处在液体表面层附近的动能足够大的分子，能够挣脱周围分子的引力，飞出液面，形成蒸气做汽，飞出液面的分子如果停留在液面附近，由于分子的热运动，有的分子会撞到液面，被液体分子重新拉回到液体中去，这样蒸发就要变慢了为了不使氨分子重新拉回到液体中，在制冷系统中加入一定比例的氢气，做吹升剂，把氮分子飞出液面的蒸气，加速吹升到冷凝器中，氨气本身比空气轻加上氢气吹升做用上升到钢管弯曲成形的冷凝器中，增大气的密度，向外空间空气散热冷却，混合气上升到弯曲管顶部，到滑坡管与蒸发器管拼排起降温做用使汽体减小密度，便于凝结成液态接着便进入箱内弯曲成形的蒸发器，液态汽化时，吸收箱内食品热量，使箱内温度下降，氨液吸热后蒸发形成气态(气体混合物之总压力等于各气体分压力之和，在蒸发器内，氨蒸气之分压力小于混合气体的总压力，其压力差即氢气的压力，所以蒸发器内氨蒸气压力小，这就促使氨液体更易吸热蒸发，达到箱内降温的效果)。由于从蒸发器出来的氨气体与氢气混合物较纯粹的氢气比重大，氢气又起到回收剂做用，便使该混合物向下降混合物从新回到贮液器中，而纯氢气比重小于氨蒸汽便向上升，又起到吹升剂做用把氨分子飞出液面的蒸汽加速吹升冷凝器中维持氨分子，氢气混合物通路中的循环。三、在真空密闭的贮液器中，随着液体氨不断蒸发做汽上升到冷凝器顶部滑坡处与蒸发器的回管并排在一起，温度降低，凝结液态汽化蒸发，密度不断增大，回到液体中分子数也逐渐增多。最后，当汽的密度增大到一定程度时就会达到在单位时间回到液体中的分子数等于从液面飞出去的分子数，这时汽的密度不再增大，液体也不再减少，液体和汽之间达到平衡状态，动态平衡后，液体处于动态平衡的汽叫做饱和汽。在一定温度下饱和汽的密度是一定的。饱和汽的密度随着温度面，温度升高时液体分子的平均动能增大，单位时间里从液面飞出的分子数增多，原来的动态平衡被破坏，液体就继续蒸发做汽，汽的密度继续增大直到达新的动态平衡为止。所以饱和汽的密度随着温度的升高而增大，温度降低时，饱和汽的密度减小。在温度不变的情况下，饱和汽的压强不随体积而变化，当体积增大时，贮液器的密度减小原来的饱和汽变成未饱和汽，于是液体继续蒸发做汽。直到未饱汽成为饱和汽为止。由于温度有改变，新的饱和汽的密度跟原来的一样。汽分子热运动的平均速率也跟原来的一样，所以压强不改变，体积减小时贮液器中汽的密度增大，回到液体中的分子数多于从液面飞出来的分子数，于是一部汽变成液体，直到汽的密度减小到等于该温度下饱和汽的密度为止，由于温度跟原来的相同，饱和汽的密度不变，汽分子热运动的平均速率也跟原来的相同，所以压强也不变。(1)各种化学反映的进行有快有慢，快和慢是指在一定条件下进行的化学反应，只要掌握了化学反应的规律，化学反应的进行需要从两个方面来决定，一个是反应进行的快慢，即化学反应速度问题，一个是反应进行的程度，也就是达到化学平衡的问题，不同的化学反映，具有不同反应的速度。酸和碱的中和反应，就比氮分子跟氢分子合成氨的反应快得多，说明参加反应物质的性质是决定化学反应速度的主要因素，但是外界条件对化学反应速度也有一定的影响，就是同一个化学反应，如浓度、压强、温度等外界条件不同时，反应速度也不相同。压强对化学反应速度的影响，对于氨气体来说，当温度一定时，一是气体的体积与其受的压强成反比。如果气体的压强增大到原来两倍，气体的体积就缩小到原来的一半，单位体积的分子数就增多到原来的两倍，所以增大压强，就是增加单位体积里反应物的摩尔数，即是增大反应物的浓度，因而可以增大反应的速度，相反减小压强，气体的体积就扩大，浓度减小，因而反应速度减小，发生化学反应的先决条件是反应物的分子(或离子)必须互相接触互相碰撞，否则就不可能发生化学反应，反应物的分子的每次碰撞不一定都能发生化学反应，能够发生化学的碰撞是很少的，把这种能够发生化学反应碰撞叫做有效碰撞，为什么分子碰撞时有的能发生化学反应，有的不能，因为化学反应的过程，就是反应物分子中原子重新组合而成生成物分子的过程，也是反应物分子中化学键的断裂，生成物分子中化学键的形成的过程，在这过程中，反应物分子必须具足够的能量，碰撞时才能使化学键削弱和断裂，从而发生化学反应。发生有效碰撞的分子必须具有较高的能量，在一定温度下，气体分子具有一定平均能量，但并不是所有的分子都具有相等的能量，实际上有的分子的能量比平均能量高，有的比平均能量低，对氨气反应来说，必有一部分具有比平均能量高分子，它们才能发生有效碰撞，这种分子就是活化分子，活化分子具有的最低能量与分子平均能量的差，叫做活化能。无论放热反应或吸热反应都需要有一个活化的过程，在常温下氨液蒸气，氨气中的分子活化，发生氨化反应，反应发生后，就可由放出的反应热维持继续进行而不需要外部再供给能量，不同的化学反应所需要的活化能不同，如果反应活化能较低，则在一定温度下活化分子百分数就较大，反应就比较容易进行。在其它条件不变时，对某一反应来说，反应物分子中活化分子的百分数是一定的，因此，单位体积内活化分子的数目与单位体积内的反应物分子的总数成正比，也就是和反应物的浓度成正比，当反应物浓度增大时，单位体积内分子增多，活化分子数也相应增大，譬如原来1单位体积内反应物分子增加到400个，其中必定有20个活化分子，那么单位时间内的有效碰撞次数也相应增多，反应就快。在浓度一定时，升高温度，反应物的分子能量增加，必然有一部分原来能量较低的分子变成了活化分子，从而增加了反应物分子中活化分子的百分数，有效碰撞次数增多了，因而加大了反应速度，当然由于温度升高，会使分子的运动加快，这样单位时间内反应物分子间的碰撞次数增加，反应也会相应地加快。4、本系统不用电，能为国家节约能源，造价比现在的电冰箱降低一半，没有机械部件，没有燥音。制造方便不易出故障，能为国家节约更多原材料。5、制冷系统，包括贮液器，冷凝器，毛细管，蒸发器，氨控制阀。贮液器用4毫米厚钢板冲压成形两部分，电焊成一体，贮液器容量大小可装4公斤氨水，留本文档来自技高网...

【技术保护点】
朝鲜研制成名“扩散吸收式家用冰箱”不用电，没有机械部件，其特征在于该制冷系统中包含弯曲的薄钢管灌进氮水一氢，依靠自然循环达到冷效果。“本实用新型的特征是（２）根据权利要求（１）的“扩散吸收式家用冰箱”，其中弯曲的薄钢管灌进氨水一氢，依靠自然循环达到制冷效果用“自然式家用冰箱”，钢贮液器，钢管弯曲冷凝器，钢管弯曲蒸发器，氨水一氢气，或加大钢贮液器，钢管管曲冷凝器，钢管弯曲蒸发器，氨水一氢气密封系统内的大气压，加大密封系统内氨水浓度，钢毛细管减小压力液态氨气化，自然循环制冷取代”。（２）“自然式家用冰箱”，钢贮液器，钢管弯曲冷凝器，钢管弯曲蒸发器，氨水一氢气，或加大钢贮液器，钢管弯曲冷凝器，钢管弯曲蒸发器，氨水一氢气密封系统内的大气压，加大密封系统内氨水浓度，钢毛细管减小压力液态氨气化，自然循环制冷。本实用新型 的特征是（３）根据权利要求（２）“自然式家用冰箱”，钢贮液器，氨气一氢气的容量体积内的面积要大于氨水容剂的容量体积内的面积，钢管弯曲冷凝器的管细，钢毛细管更细，毛细管斜口和冷凝器滑坡处焊接，另一头管口成扁形留一条细缝和蒸发器焊接，毛细管与蒸发器管弯曲形并排按装，加强冷凝效果，蒸发器管粗以上各部件焊接成完整的制冷系统。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张友明，
申请(专利权)人：张友明，
类型：发明
国别省市：65[中国|新疆]