斯特林冷冻系统及冷却装置制造方法及图纸

一种斯特林冰箱冷冻系统及冷却装置，在斯特林冷冻机的暖区安装有环状外套，在斯特林冷冻机主体周围隔有间隔设置圆筒状散热用热交换器。以配管连接外套与散热用热交换器，形成闭回路，使冷媒在该闭回路内循环。由此，可由冷媒输送暖区的热，从散热用热交换器有效散热。故，能从斯特林冷冻机的冷区稳定地获得所需冷量。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种具有斯特林冷冻机的冷冻系统及使用其的冰箱等冷却装置。
技术介绍
一般家庭用冰箱等冷冻循环装置，采用使用氟里昂氯烷系冷媒的蒸气压缩式冷冻循环。此种氟里昂系冷媒的臭氧破坏系数大，周知在环保问题上世界上对其使用有规定的趋势。近年来，替代蒸气压缩式冷冻循环的新冷冻技术，已进行利用逆斯特林循环的斯特林冷冻机的研究。此斯特林冷冻机因工作媒体使用氦等惰性气体，故对地球环保无不良影响，能有效获得极低温。逆斯特林循环是，通过以线性马达等外部动力使活塞运动，在同一气缸内和与活塞维持一定相位差进行往复运动的排出器一同将工作媒体压缩、膨胀，将其重复进行，由此而进行散热、吸热的密闭循环。此斯特林冷冻机因需要有效输送从称为冷区的低温部得到的冷量的机构，且斯特林冷冻机的冷冻能力愈高，散热部的暖区产生的热量亦增大，故若不有效地将其热量散热，则结果，斯特林冷冻机的能力降低，冷区所得冷量亦减少。例如特开平7-180921号公报揭示的斯特林冰箱，如图20所示，在冰箱主体100的冰箱内上部里面装置冷却器101，用于冷却冰箱内部，在主体下部机械室内设斯特林冷冻机102。以配管104连接斯特林冷冻机102的冷区103与冷却器101，使填充于配管104内的工作媒体循环，利用工作媒体、通过斯特林冷冻机102的驱动，将冷区103产生的冷量传输给冰箱内的冷却器101。使输送至冷却器101的冷量与冰箱内的空气在冷却器101表面进行热交换而得到冷气，以风扇105将该冷气送至冰箱内，将冰箱内冷却至规定温度。一方面，在斯特林冷冻机102的暖区106设散热用翅片107，并以送风风扇108进行通风，促进从暖区106散热。然而，预计家庭用或业务用需求的斯特林冷冻机，需数百瓦特级的冷冻能力，但上述现有的构造若欲实现该级别的冷冻能力，则散热翅片107的表面积亦相当大，此外，送风风扇108的冷却风量亦需加大。故存在着冷冻系统整体大型化，必须确保与先前的蒸气压缩式冰箱同程度，或更大的机械室容积，不得不缩小冰箱内容积，且因风扇消耗电力的增大，致使系统整体的效率降低，而不利于省能的问题。
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述先前的问题而开发的，其目的在于提供一种小型斯特林冷冻系统，该系统可促进暖区的散热，提高冷却效率。为在到此目的，本专利技术的斯特林冷冻系统的特征在于，它具有斯特林冷冻机、环状体、散热用热交换器、冷媒循环路线及循环机构，其中斯特林冷冻机包括活塞及排出器，活塞在封入了工作媒体的气缸内以一定相位差往复运动；吸热部，随着形成于上述气缸内的膨胀空间内的上述排出器的往复运动，上述工作媒体膨胀而从外部吸热产生冷量；及散热部，随着形成于上述气缸内的压缩空间内的上述活塞的往复运动，上述工作媒体的压缩所产生的热向外部散热；上述环状体，具有安装在上述散热部的冷媒流路；上述散热用热交换器，呈圆筒状，具有隔着间隙设于上述斯特林冷冻机周围的冷媒流路；上述冷媒循环路线，用配管连接上述环状体的冷媒流路和上述散热用热交换器的冷媒流路而形成；上述循环机构，使冷媒在该循环路线内循环。上述散热用热交换器，具体而言，它包括第1集管，具有将上述配管的一端连接于一端的连接口；第2集管，具有邻接第1集管，与第1集管一同平行配置于上述斯特林冷冻机轴上，将上述配管另一端连接于其一端的连接口；多个环状凝结管，它连通连接第1、第2集管；及翅片，夹装于多个凝结管间。依此，回收压缩空间压缩热的冷媒，经配管流入第2集管后，通过环状凝结管内流入第1集管。此时，将压缩热传给翅片，从翅片表面有效散热。这种情况下，上述斯特林冷冻机的辐射方向上，使上述凝结管和上述翅片的长度基本上相等，即可加大有用于散热的翅片表面积。又，上述输送机构，具体而言，上述循环机构具有筒状杆滑动部，它形成于与上述斯特林冷冻机的上述吸热部相反侧的端部；杆，可沿筒状杆滑动部内面，与上述活塞一同往复运动；第1磁铁，设于该杆前端；箱体，设于上述杆滑动部前端形成上述循环路线的一部分；谐振用弹簧，它设于箱体内部插穿上述杆滑动部；第2磁铁，通过谐振用弹簧可沿上述杆滑动部的外面往复运动；及可动构件，它固定于第2磁铁上，可沿上述杆滑动部外面及上述箱体内面往复运动，利用上述可动构件往复运动的泵作用，送出流入上述箱体内的冷媒。依此构造，杆前端的第1磁铁亦与活塞的往复运动一同进行往复运动，由互相吸引的磁力使第2磁铁沿杆滑动部外面往复运动，从而使环状构件完成压出流入箱体内的冷媒的工作。故，输送机构，无需使用循环泵等外部动力，这种情况下可节省能源。可设向上述散热用热交换器内侧空间送风的送风风扇，则随着送风风扇的送风，可促进从散热用热交换器的翅片表面散热。这种情况下，向上述凝结管外周外侧延伸上述翅片的辐射方向长度，即可向风下侧加大有利于散热的翅片表面积，更能促进因送风而从翅片表面散热。上述散热用热交换器的另一具体例可包括第1集管，两端具有与上述配管连接的连接口，且在长度方向上间隔内部空间；第2集管，它邻接第1集管，与第1集管一同平行配置于上述斯特林冷冻机的轴上；多个环状凝结管，它连通连接第1、第2集管；及翅片，它夹装于这些凝结管间。依此，回收压缩空间压缩热的冷媒，经配管流入第1集管后，通过隔板上游侧的环状凝结管内流入第2集管。此外，充满第2集管的冷媒，通过隔板下游侧的环状凝结管内再度流入第1集管。此时，将压缩热传给翅片，从翅片表面有效散热。又，为达到上述目的，本专利技术的斯特林冷冻系统的特征为，它具有斯特林冷冻机、散热用热交换器、冷媒循环路线及循环机构，其中斯特林冷冻机包括活塞及排出器，活塞在封入了工作媒体的气缸内以一定相位差往复运动；吸热部，随着形成于上述气缸内的膨胀空间内的上述排出器的往复运动，上述工作媒体膨胀而从外部吸热产生冷量；及作为环状冷媒流路形成的散热部，随着形成于上述气缸内的压缩空间内的上述活塞的往复运动，上述工作媒体的压缩所产生的热向冷媒散热；散热用热交换器，具有隔着间隙设于上述斯特林冷冻机周围的冷媒流路；冷媒循环路线，以配管连接上述散热部的冷媒流路和上述散热用热交换器的冷媒流路而形成；循环机构，使冷媒在循环路线内循环。通过将上述斯特林冷冻系统装在冷却装置主体下部的机械室内部，即可采用由上述斯特林冷冻机的驱动而在上述吸热部产生的冷量，冷却以隔热材料包围的主体内部。附图简要说明附图说明图1是自由活塞型斯特林冷冻机的一例的剖面图。图2是本专利技术的实施形式1的斯特林冷冻系统概略构造局部剖开表示的侧面图。图3是斯特林冷冻系统的外套构造放大表示的剖面图。图4A是表示斯特林冷冻系统散热用热交换器构造的俯视图。图4B是表示斯特林冷冻系统散热用热交换器构造的侧视图。图5是散热用热交换器凝结管的剖面图。图6是表示散热用热交换器主要部分的构造的模式图。图7是本专利技术的实施形式2的斯特林冷冻系统概略构造局部剖开表示的外观图。图8是斯特林冷冻系统局部放大表示的剖面图。图9是本专利技术的实施形式3的斯特林冷冻系统概略构造局部剖开表示的侧视图。图10是表示斯特林冷冻系统送风风扇风量与散热用热交换器的热交换能力的关系的曲线图。图11是表示本专利技术实施形式4的斯特林冷冻系统外套构造的剖面图。图12是表示本专利技术实施形式5的斯特林冷冻系统散热用热交换器构造的侧视图。图13是散热用热交换器局部放大表示的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种斯特林冷冻系统，其特征为，其具有：斯特林冷冻机、环状体、散热用热交换器、冷媒循环路线及循环机构，其中斯特林冷冻机包括：活塞及排出器，活塞在封入了工作媒体的气缸内以一定相位差往复运动；吸热部，随着形成于上述气缸内的膨胀空间内的上述排出 器的往复运动，上述工作媒体膨胀而从外部吸热产生冷量；及散热部，随着形成于上述气缸内的压缩空间内的上述活塞的往复运动，上述工作媒体的压缩所产生的热向外部散热；环状体，具有设于上述散热部的冷媒流路；散热用热交换器，呈圆筒状，具有隔着间隙 设于上述斯特林冷冻机周围的冷媒流路；冷媒循环路线，以配管连接上述环状体的冷媒流路和上述散热用热交换器的冷媒流路而形成；循环机构，使冷媒在循环路线内循环。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：吉村和士，
申请(专利权)人：夏普公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]