專利名稱：無氟里昂氣冷式制冷裝置的制作方法
專利說明 本發(fā)明屬于一種制冷設(shè)備，特別是一種采用空氣作為制冷工質(zhì)的無氟制冷裝置。
目前國(guó)內(nèi)外，應(yīng)用于冰箱、冰柜、保鮮箱、家用空調(diào)、汽車空調(diào)、中心空調(diào)、制冷機(jī)等制冷技術(shù)及設(shè)備上，均為以下幾種類型的技術(shù)及裝置 1.CFCs工質(zhì)制冷 2.溴化鋰工質(zhì)制冷 3.氨工質(zhì)制冷 4.混合工質(zhì)制冷 5.化學(xué)式制冷 6.磁制冷 7.半導(dǎo)體制冷 8.太陽(yáng)能(或電熱)吸、脫附制冷 9.燃?xì)馐街评? 10.空氣渦輪制冷 總起來說可分三大類，即化學(xué)方法制冷、物理方法制冷、氣體方法制冷，以上三種方法的制冷技術(shù)及其裝置均存在各方面的問題。
CFCs物質(zhì)作為工質(zhì)的制冷技術(shù)，比較成熟，應(yīng)用面較廣，但CFCs物質(zhì)對(duì)大氣臭氧層有較大的破壞作用，對(duì)大自然及生物、人類有著極大危害，已被國(guó)際公認(rèn)并決定二十世紀(jì)后于以取締;其它幾種化學(xué)方法制冷也因具有劇毒、易燃、易爆性而沒有廣泛應(yīng)用價(jià)值; 幾種物理方法制冷如磁制冷、半導(dǎo)體制冷等，均因制冷量低、耗能大、成本昂貴而得不到發(fā)展;渦輪空氣制冷因解決不了配件、補(bǔ)機(jī)，又因耗能大而在目前也難廣泛應(yīng)用。
為解決無氟里昂制冷問題，本發(fā)明申請(qǐng)人已提出一種采用空氣為工質(zhì)的制冷器，并于92年11月18日申請(qǐng)了專利，專利號(hào)92113032，名稱壓差式制冷方法及制冷器。目前， 利用這種以空氣為工質(zhì)的壓差式制冷器構(gòu)成制冷裝置(系統(tǒng))，國(guó)內(nèi)外尚未見到報(bào)導(dǎo)。
針對(duì)現(xiàn)有制冷技術(shù)存在的問題，以及對(duì)無氟里昂制冷技術(shù)的迫切要求，本發(fā)明提出一種新型空氣式制冷裝置。
本發(fā)明的目的是提供一種無氟里昂氣冷式制冷裝置，采用以空氣為工質(zhì)的壓差式制冷器，無毒、高效、價(jià)廉。
本發(fā)明的另一目的是提供一種無氟里昂氣冷式制冷裝置，包括空氣干燥混合器、壓縮機(jī)、熱交換器、壓差式制冷器、分配器、集氣器，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不需復(fù)雜龐大的冷卻器或蒸發(fā)器。
本發(fā)明的再一目的是提供一種無氟里昂氣冷式制冷裝置，采用球型腔分配器，使經(jīng)制冷器制冷的氣體進(jìn)一步降溫、增壓，并均勻分配后多路輸出，將制冷氣體送至所應(yīng)用的設(shè)備。
本發(fā)明的又一目的是提供一種無氟里昂氣冷式制冷裝置，采用具有多孔氣體分配板、裝設(shè)溫度檢測(cè)元件;回收來自應(yīng)用設(shè)備的制冷氣體，并監(jiān)測(cè)氣體溫度以供對(duì)制冷裝置的運(yùn)行條件進(jìn)行控制。
本發(fā)明的又一目的是提供一種無氟里昂氣冷式制冷裝置，采用空氣混合干燥器，將來自集氣器的回收氣，經(jīng)熱交換的回氣、新補(bǔ)充的氣體干燥混合，供給壓縮機(jī)作為氣源。
本發(fā)明無氟里昂氣冷式制冷裝置由氣源部分、制冷部分、熱交換器總成及箱體部分組成。
氣源部分包括壓縮機(jī)、氣體混合干燥器、集氣器、油水過濾器; 氣體混合干燥器接收外界補(bǔ)充空氣、來自集氣器的制冷回氣和熱交換器回氣，將三路氣體混合、干燥，然后由風(fēng)輪送出供給壓縮機(jī); 壓縮機(jī)對(duì)上述混合空氣進(jìn)行壓縮，然后送至油水過濾器，經(jīng)過濾后送至熱交換器; 集氣器收集制冷應(yīng)用設(shè)備的回氣，將其送至氣體混合干燥器; 制冷部分包括壓差式制冷器、分配器和兩個(gè)氣路控制閥;壓差式制冷器包括一具有球形內(nèi)腔的外固體，腔內(nèi)有保溫防腐涂料內(nèi)襯，在該外固體相對(duì)兩側(cè)與球形腔軸線平行對(duì)稱 各裝有一進(jìn)氣管，進(jìn)氣管內(nèi)端裝有噴咀，噴咀前端為細(xì)徑直管;球形腔正下方有一冷氣排出導(dǎo)管，球形腔上方有一熱氣排出導(dǎo)管，在熱氣出口處有一調(diào)整桿，用以調(diào)節(jié)冷熱氣流的比例和溫度;冷導(dǎo)管和熱導(dǎo)管分別與兩三通閥的一個(gè)入口通路相連通;分配器包括一與兩個(gè)三通閥的一出口相連通的入氣口，多個(gè)連接有冷導(dǎo)管的冷氣出氣口和另一與熱交換器相連通的出氣口;制冷氣體通過多個(gè)冷導(dǎo)管均勻輸出送至應(yīng)用設(shè)備; 兩三通閥的另一出口連通一接水盒; 熱交換器裝設(shè)在氣源部分和制冷部分之間，來自氣源部分油水過濾器的壓縮空氣進(jìn)入熱交換器的熱氣流入口，經(jīng)熱交換輸出送至壓差式制冷器的進(jìn)氣管，來自分配器一出氣口的較冷氣流進(jìn)入熱交換器的冷氣流入口，經(jīng)熱交換輸出送至氣體混合干燥器; 一外殼箱體，內(nèi)裝上述全部制冷裝置，殼體上有冷氣管出口和回氣管入口，面板上裝有操作按鈕和顯示器。
為使制冷氣氣體均勻有效地輸出，分配器結(jié)構(gòu)為具有球形內(nèi)腔的對(duì)開式殼體，腔內(nèi)有保溫內(nèi)襯，殼體有多個(gè)出氣口; 為準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)回氣溫度以控制制冷正常運(yùn)行，集氣器的結(jié)構(gòu)為一中間裝有多孔分配隔板的橫置管形腔，管腔上部裝設(shè)回氣入氣管，分配板下的管腔內(nèi)裝有監(jiān)測(cè)熱電偶，回氣經(jīng)分配板均勻分配，可使熱電偶測(cè)溫準(zhǔn)確; 為向壓縮機(jī)提供良好氣源，氣體混合干燥器的結(jié)構(gòu)為進(jìn)氣腔、干燥器、送風(fēng)腔依次相連，進(jìn)氣腔有一進(jìn)氣口與集氣器、熱交換器相連通、接受兩者的回氣，進(jìn)氣腔壁上有鋼網(wǎng)，以吸入補(bǔ)充新氣;三路氣體混合經(jīng)干燥器后進(jìn)入送風(fēng)腔，送風(fēng)腔內(nèi)的風(fēng)輪在電機(jī)驅(qū)動(dòng)下將氣體送出供給壓縮機(jī)。
本發(fā)明制冷裝置具有如下的突出特點(diǎn)和效果 1.無氟里昂制冷工質(zhì)采用價(jià)格低廉、取之不盡用之不絕的空氣，對(duì)環(huán)境對(duì)人類無污染無毒害。
2.節(jié)能制冷量大，耗能低，應(yīng)用在冰箱、冰柜等設(shè)備上無需增加化霜功率，可節(jié)能15%-20%。
3.節(jié)材結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，勿需結(jié)構(gòu)龐大復(fù)雜的冷卻器和蒸發(fā)器，可節(jié)材20%。
4.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單安全所需補(bǔ)件少，易于制造;特別因通路壓力小(0.1Mpa左右，而氟制冷設(shè)備為0.9-1.0Mpa)，使用安全，而且不易泄漏。
5.應(yīng)用范圍廣，可用于冰箱、冰柜、保鮮箱、空調(diào)系列產(chǎn)品、制冰、冷庫(kù)、保鮮庫(kù)等所有制冷設(shè)備及制冷技術(shù)中。
下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明無氟氣冷式制冷裝置的實(shí)施例。


圖1 是本發(fā)明制冷裝置制冷系統(tǒng)示意圖。
圖2 是本發(fā)明制冷裝置空氣混合干燥器示意圖。
圖3 是本發(fā)明制冷裝置空氣混合干燥器側(cè)面示意圖。
圖4 是本發(fā)明制冷裝置集氣器剖面示意圖。
圖5 是本發(fā)明制冷裝置集氣器俯視示意圖。
圖6 是本發(fā)明制冷裝置壓差式制冷器俯視示意圖。
圖7 是本發(fā)明制冷裝置壓差式制冷器側(cè)視示意圖。
圖8 是本發(fā)明制冷裝置分配器俯視示意圖。
圖9 是本發(fā)明制冷裝置分配器側(cè)視示意圖。
圖10 是本發(fā)明制冷裝置組裝正視示意圖。
圖11 是本發(fā)明制冷裝置組裝俯視示意圖。
圖12 是本發(fā)明制冷裝置組裝側(cè)視示意圖。
如圖1所示，本發(fā)明的制冷系統(tǒng)由氣源部分、制冷部分及熱交換總成三部分組成;其中，氣源部分包括壓縮機(jī)(1)、氣體混合干燥器(2)、集氣器(3)、油水過濾器(4);壓縮機(jī)(1)由氣體混合干燥器(2)供給氣體，該氣體混合干燥器(2)包括依次相連的進(jìn)氣腔(6)、干燥器(7)、送風(fēng)腔(8)和電機(jī)(9)

，進(jìn)氣腔(6)前端有一進(jìn)氣口(10)，進(jìn)氣腔壁裝有鋼網(wǎng)(11)，可通過其吸入外界空氣;干燥器(7)通過多孔壁與進(jìn)氣腔(6)相連，內(nèi)裝過濾、干燥劑，下部有一排水口(12)，送風(fēng)腔(8)通過多孔壁與干燥器(7)相通，腔壁上有一出氣口(13)，腔內(nèi)裝一風(fēng)輪(14)，該風(fēng)輪(14)外接電機(jī)(9)，在電機(jī)(9)的驅(qū)動(dòng)下將氣體從出氣口(13)送出，經(jīng)管路至壓縮機(jī)(1)的進(jìn)氣口(17)，氣體在壓縮機(jī)(1)內(nèi)經(jīng)壓縮從其出氣口(18)送出至油水過濾器(4)的入口(20)，在過濾器(4)內(nèi)沉降的油水從其下部的排液口(21)排出，經(jīng)過濾的氣體從出口(22)送出至熱交換器; 如圖4、5所示，所述集氣器(3)包括一管狀腔體(24)及兩端的密封壓蓋(25)，一端的壓蓋上裝有一出氣管(26);該管狀腔體(24)內(nèi)裝設(shè)一多孔氣體分配板(27)，在該分配板(27)的一側(cè)的管狀腔壁上裝有多個(gè)回集入氣管(28)，制冷應(yīng)用設(shè)備的回氣經(jīng)該入氣管(28)收集于集氣器(2)內(nèi)，在分配板(27)的另一側(cè)的管狀腔內(nèi)裝設(shè)一熱電偶(29)，回氣經(jīng)分配板(27)均勻分布，熱電偶(29)可準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)回氣溫度;出氣管(26)與所述氣體混合干燥器(2)的進(jìn)氣口(10)相連，所收集的回氣被送入氣體混和干燥器(2); 所述制冷部分包括壓差式制冷器(31)，分配器(51)和兩個(gè)氣路控制電磁閥(45)、(46); 壓差式制冷器(31)是本發(fā)明的核心裝置，已于申請(qǐng)?zhí)枮?2113032的中國(guó)專利中公開，如圖6、7所示，制冷器(31)包括一對(duì)開式膨脹腔外固體(32)，該外固體(32)內(nèi)部為一球形膨脹腔(33)，球形腔(33)內(nèi)裝有保溫防腐涂料內(nèi)襯(34)，起隔熱防腐作用;在外固體(32)的相對(duì)兩側(cè)各裝設(shè)一進(jìn)氣管(35)，該進(jìn)氣管(35)內(nèi)固裝有一噴咀(36)，兩進(jìn)氣管分別相對(duì)于球形腔軸線以平行對(duì)稱方式設(shè)置，噴咀(36)申至球形腔(33)內(nèi)壁，為增強(qiáng)所進(jìn)入的壓縮空氣的膨脹效果，噴咀(36)的前部為一細(xì)徑直管(37)，使進(jìn)入的高壓氣體在噴咀內(nèi)不被緩沖減壓而直至噴咀出口端才驟然減壓膨脹;在所述球形腔(33)的正下方有一冷氣排出孔，裝設(shè)一冷導(dǎo)管(38)，在球形腔(33)的正上方有一熱氣排出孔，裝設(shè)一熱導(dǎo)管(39)，在熱導(dǎo)管(39)之外設(shè)置一上氣腔(40)，上氣腔(40)上具有熱氣出口(41)，并裝有一調(diào)整桿(42)，用以調(diào)整熱氣流流量，以調(diào)節(jié)冷熱氣流的比例和溫度;所述熱氣出口(41)和冷導(dǎo)管(38)分別與兩個(gè)電磁三通閥(45)、(46)的一個(gè)入口相通，兩三通閥(45)、(46)的一出口與一接水盒(48)相連，兩閥的又一出口與分配器(51)的入口(52)相連通; 分配器(51)，如圖8、9所示，有一對(duì)開式保溫殼體(53)，殼體內(nèi)為一球形腔，腔內(nèi)壁有內(nèi)襯(54);殼體上裝有一與三通閥(45)連通的入氣口(52)，接收來自壓差式制冷器(31)的氣體，有一出氣口(55)與熱交換器的冷氣流入口相通;殼體上還裝設(shè)有多個(gè)制冷氣出口(56)，出氣口(56)連接有冷氣管，用以向應(yīng)用設(shè)備輸出制冷氣體; 在前述氣源部分和制冷部分之間，設(shè)置一熱交換器(60)，該熱交換器(60)為逆流式交換器，來自氣源部分油水過濾器(4)的空氣進(jìn)入熱交換器(60)的熱氣流入口(61)，經(jīng)熱交換從出口(62)輸出，分兩路送至壓差式制冷器(31)的進(jìn)氣管(35);來自分配器(51)的出氣口(55)的冷氣體進(jìn)入熱交換器(60)的冷氣流入口(63)，經(jīng)熱交換后從出口(64)送出，輸送至氣體混合干燥器(2)的進(jìn)氣腔(6)。
本發(fā)明制冷裝置實(shí)施例的工作過程舉例如下 氣體混合干燥器(2)將32℃的補(bǔ)充氣體、-10℃的制冷回氣和27℃的交換器回氣三路氣體進(jìn)行混合干燥，輸出14.5℃的氣體作為氣源供給壓縮機(jī)(1); 所采用壓縮機(jī)(1)的規(guī)格如下排氣量-4.5m3/h、功率-120W、工作壓力＞1.0Mpa，所述出高壓氣體經(jīng)濾去油水，在0.8Mpa壓力、25-28℃溫度下進(jìn)入熱交換器(60)，熱交換器(60)的冷氣源是由分配器(51)出氣口(55)輸出的-15--17℃冷氣，經(jīng)熱交換后27℃的回氣送入氣體混合干燥器(2); 高壓氣經(jīng)熱交換降為16.5℃送入壓差式制冷器(31)，經(jīng)膨脹降溫，輸出-16℃以下的冷氣和46℃的熱氣; 氣流的走向由三通閥(45)(46)控制;當(dāng)制冷應(yīng)用時(shí)，三通閥(45)(46)分別連通接水盒(48)和分配器(51)入氣口(52)，向分配器(51)輸送制冷氣體，向排水盒(8)排出熱氣;當(dāng)需要使用熱氣時(shí)，三通閥(45)(46)分別與分配器(51)的進(jìn)氣口(52)和接水盒(48)連通，向分配器(51)提供熱氣，向接水盒(48)排出冷氣; -15℃的冷氣進(jìn)入分配器(51)的球形腔時(shí)，進(jìn)一步降溫(2-4℃)，氣體輸出時(shí)因出氣管管徑小而再次增壓，分配器(51)的球形內(nèi)腔結(jié)構(gòu)還使得氣體能從多個(gè)出氣口(56)均勻輸出;分配器(51)的特有結(jié)構(gòu)，對(duì)氣體起到了降溫，增壓、均勻分配的作用; 集氣器(3)收集來自應(yīng)用設(shè)備的-10℃以下的回氣，氣體經(jīng)過分配隔板(27)后均勻分布，因而監(jiān)測(cè)熱電偶(29)可準(zhǔn)確測(cè)得回氣溫度，以據(jù)此對(duì)制冷系統(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)行控制。
上述本發(fā)明無氟里昂氣冷式制冷裝置，可與任何制冷應(yīng)用設(shè)備組合，不需要復(fù)雜龐大的冷卻器、蒸發(fā)器，利用薄壁銅管進(jìn)行冷氣傳輸即可，運(yùn)行噪聲低于30分貝。
權(quán)利要求
1、一種無氟里昂氣冷式制冷裝置，包括氣源部分、制冷部分、熱交換器總成和箱體外殼；其特征在于
氣源部分包括壓縮機(jī)、氣體混合干燥器、集氣器、油水過濾器；
氣體混合干燥器接收外界補(bǔ)充空氣、來自集氣器的制冷回氣和熱交換器回氣，將三路氣體混合、干燥，然后由風(fēng)輪送出供給壓縮機(jī)；
壓縮機(jī)對(duì)上述混合空氣進(jìn)行壓縮，然后送至油水過濾器，經(jīng)過濾后送至熱交換器；
集氣器收集制冷應(yīng)用設(shè)備的回氣，將其送至氣體混合干燥器；
制冷部分包括壓差式制冷器、分配器和兩個(gè)氣路控制閥；壓差式制冷器包括一具有球形內(nèi)腔的外固體，腔內(nèi)有防腐保溫涂料內(nèi)襯，在該外固體相對(duì)兩側(cè)與球形腔軸線平行對(duì)稱各裝有一進(jìn)氣管，進(jìn)氣管內(nèi)端裝有噴咀，噴咀前端為細(xì)徑直管；球形腔正下方有一冷氣導(dǎo)出管，球形腔上方有一熱氣導(dǎo)出管，在熱氣出口處有一調(diào)整桿，用以調(diào)節(jié)冷熱氣流的比例和溫度；冷導(dǎo)管和熱導(dǎo)管分別與兩三通閥的一個(gè)入口相連通；
分配器包括一與兩個(gè)三通閥的一出口相連通的入氣口、多個(gè)連接有冷導(dǎo)管的冷氣出氣口和另一與熱交換器相連通的出氣口；制冷氣體通過多個(gè)冷導(dǎo)管均勻輸出送至應(yīng)用設(shè)備；
兩三通閥的另一出口連通一接水盒；
熱交換器裝設(shè)在氣源部分和制冷部分之間，來自氣源部分油水過濾器的壓縮空氣進(jìn)入熱交換器的熱氣流入口，經(jīng)熱交換輸出送至壓差式制冷器的進(jìn)氣管，來自分配器一出氣口的較冷氣流進(jìn)入熱交換器的冷氣流入口，經(jīng)熱交換輸出送至氣體混合干燥器；
一外殼箱體，內(nèi)裝上述全部制冷裝置，殼體上有冷氣管出口和回氣管入口，面板上裝有操作按鈕和顯示器。
2、如權(quán)利要求1所述的制冷裝置，其特征在于所述分配器具有一球形內(nèi)腔和多個(gè)出氣口 出氣口連接有冷氣導(dǎo)管，球形腔內(nèi)有防腐保溫內(nèi)襯。
3、如權(quán)利要求2所述的制冷裝置，其特征在于所述集氣器具有管形腔，腔內(nèi)橫置一多孔氣體分配隔板，管腔上部裝設(shè)多個(gè)回氣入氣管，分配板下部的管腔內(nèi)裝有監(jiān)測(cè)熱電偶。
4、如權(quán)利要求3所述的制冷裝置，其特征在于所述氣體混合干燥器由依次相連的進(jìn)氣腔、干燥器、送風(fēng)腔組成，進(jìn)氣腔有一進(jìn)氣口與集氣器、熱交換器相連通，接受兩者的回氣，進(jìn)氣腔壁上有鋼網(wǎng)，以吸入補(bǔ)充新氣;三路氣體混合經(jīng)干燥器后進(jìn)入送風(fēng)腔，送風(fēng)腔內(nèi)裝設(shè)一風(fēng)輪，在電機(jī)驅(qū)動(dòng)下將氣體送出供給壓縮機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明為以空氣為工質(zhì)的無氟制冷裝置，包括壓縮機(jī)、氣體混合干燥器、集氣器、熱交換器、壓差式制冷器、冷氣分配器，特征在于壓差制冷器具有球形內(nèi)腔和與球形腔軸線平行對(duì)稱安裝于兩側(cè)的進(jìn)氣管，上方為熱氣導(dǎo)出管，下方為冷氣導(dǎo)出管；冷氣分配器具有一球形內(nèi)腔和多個(gè)冷氣出口；空氣混合干燥器將補(bǔ)充新氣、制冷回氣、熱交換器回氣混合干燥后供給壓縮機(jī)；制冷系統(tǒng)裝設(shè)在一箱體內(nèi)，有制冷氣出口和回氣入口，以供與應(yīng)用設(shè)備連接。
文檔編號(hào)F25B9/00GK1083579SQ9310229
公開日1994年3月9日 申請(qǐng)日期1993年3月10日 優(yōu)先權(quán)日1993年3月10日
發(fā)明者劉加才, 吳祖發(fā), 匡淑英, 梅大銳 申請(qǐng)人:吳祖發(fā)