专利名称：沼气冰箱的制作方法
技术领域：
本实用新型属于吸收扩散式冰箱，并包含有燃烧和控制技术。吸收扩散式冰箱在国外已有批量生产，国内也开始小批量生产且有多年的历史，但都是以电加热或采用煤油，液化石油气，天然气为燃料。在我国农村缺乏电力和其他常规能源，常常使用沼气作为家用能源。沼气热值低，压力经常波动成份比例也常发生变化，使用沼气为燃料存在不少的问题，因此还没有使用沼气的吸收扩散式冰箱。本实用新型解决了使用沼气为燃料的问题，研制了新型的燃烧控制系统而且在机芯设计方面作了重大的改进，热力性能有较大的提高，这种新型的沼气冰箱具有沼气稳压装置，自动电子点火和熄火保护的燃烧控制系统。制冷深度达到三星级(冷冻室在－18℃以下)水平，而且热力系数较高，因此是一台适合农村和边远地区实用的吸收扩散式冰箱。
新型的沼气冰箱工作原理和结构可参考附
图1－8。
附
图1 沼气冰箱机芯结构图 1、烟囱2、发生器3、提升管4、蒸发器5、精馏器6、冷凝器7、压力平衡管8、液氨管9、气体热交换器10、吸收器11、稀溶液管12、贮液罐13、燃烧控制部件按装盒14、燃烧室15、液体热交换器附图2 燃烧控制部件图 16、沼气燃烧器17、热电偶18、点火杆19、沼气喷射管附图3 燃烧控制系统连接方块图 20、沼气气源21、压力调节器22、气体伐23、气体温控器24、机芯25、压力开关26、点火控制线路板27、温度开关283V干电池29、热电偶30、气体伐吸入线圈31、气体伐维持线圈32、温度开关线圈附图4 热电偶与有关部件连接图附图5 气体伐结构图 33、热电偶接线孔34、上伐体35、园盘36、弱弹簧37、伐杆38、下伐体附图6 压力调节器结构图 39、调节螺丝40、弹簧41、膜片42、伐口43、伐体附图7 温度开关结构图 44、开关接触点45、玻璃管附图8 压力开关结构图 46、正压入口处47、隔膜48、开关电路联接点。
吸收扩散式冰箱一般由箱体、机芯和加热部件三大部份组成。机芯有发生器、精馏器，冷凝器，蒸发器，气体热交换器，吸收器，贮液罐等主要另件。发生器2内有虹吸管3作为气泡泵，发生器上部与精馏器5连通，精馏器的上部出口和冷凝器6的最高点连通，冷凝器是由φ14的钢管，外壁穿有许多方形散热片组成，冷凝器出口和氨液管8连接，氨液管为φ6的钢管，首先向下，在气体热交换器9的下方与气体热交换器相汇，在外部焊接在一起，平行弯曲向上，直到蒸发器4的最高点处，开有小孔使氨液管插入内部，焊接连通一起。蒸发器是由φ18的管子弯曲组成，有一定的倾角。其出口和气体热交换器连接在一起，气体热交换器是由不同管径的二根管子套在一起弯曲作成，蒸发器的出口和气体热交换器上部的外管连通。气体热交换器下部的内管和吸收器连通，气体热交换器下部的外管专门有一根管子，不经过吸收器直通贮液罐上部左侧，内管连结螺旋形的吸收器后，与贮液罐上部右侧小孔连通。贮液罐12的位置的高低在发生器加热区位置附近。贮液罐和发生器之间由液体热交换器15连结，液体热交换器也是有二根套在一起的钢管弯曲而成。整个机芯是由不同直径，弯曲成不同形状的薄壁无缝钢管，焊接在一起的高压密闭管路系统。内部充有氨、水氢三种成份的工质，氨作为制冷剂，水作为吸收剂，氢作为扩散剂。外部加入热量，连续运行达到致冷的目的。箱体与压缩式电冰箱相似，仅仅箱体保温层厚度加厚。加热部件有用电热棒加热和气、液体燃料的燃烧器加热，一般采用手工点火再加上熄火保护装置。
机芯工作原理在燃烧室14内燃烧沼气产生热量，加热发生器2，发生器内设有提升管3又名虹吸管作为汽泡泵，在发生器内产生蒸汽的同时提升氨溶液，氨蒸汽通过精馏器5，进入冷凝器6冷凝成氨液，氨液通过氨液管8流入蒸发器4，由于蒸发器内氨分压很低，氢气的存在作为扩散剂，使大量氨液迅速蒸发，发生致冷作用。同时在管路内产生氨氢混合气体依靠自然循环的作用往下运动，经过气体换热器9和贮液罐12，气体热交换器是内外二套管组成，这时的氨氢混合气体走外管，这些混合气较冷起到冷却氨液和内管所走的上行的氢气为主的混合气流。氨氢混合气经过贮液罐后，逆向上流动进入吸收器10。在发生器加热蒸发后的稀氨液通过稀溶液管11流入吸收器，不过稀氨液是自上而下与自下而上的氨氢混合气接触而吸收大量的氨蒸汽，稀溶液变成了浓氨液，返回贮液罐。贮液罐内的浓氨液经过液体热交换器15，再进入发生器被加热，这样周而复始地循环，不断制冷，冰箱稳定运行。
燃烧控制系统由压力调节器21，压力开关25，气体伐22温控器23，热电偶17，沼气喷射管19，点火杆18，燃烧器16等主要部件组成。
燃烧控制部件按装盒13内装有压力调节器，压力开关，气体温控器，点火控制线路板等部件。在沼气喷射管和燃烧器入口管之间有6mm的距离，燃烧器的燃烧头是园柱形的，直径φ14mm，高15mm，其轴线和气体输入管轴线垂直并位于同一平面内，燃烧头由厚为0.6mm不锈钢板弯曲焊接制成，平均每平方厘米开有φ1.1mm的小孔21个，总的孔数近似为95个，总火孔面积90mm2。点火杆位于燃烧头的侧面，保持一定的距离。热电偶17位于燃烧头的正上方，有16～17mm左右距离。沼气输入管均采用φ13mm的不锈钢管和燃烧头焊接成一体。
压力开关采用现成产品 型号为C6052B1039由Honeywell Inc制造，压力调节器采用现成产品 型号为RV10由Maxitrol制造，温控器采用现成产品 型号DGR－801G，气体伐由电磁伐改造制成，温度开关由干簧管改造制成。
燃烧控制系统的工作原理沼气气源20产生的沼气经过压力调节器21，使沼气压力波动的条件下获得所需的稳定压力(一般调节在20mm水柱)，然后进入气体伐22，气体伐内有二组线圈一组称为吸入线圈30另一组称为维持线圈31，当线圈内有一定电流通过时控制伐芯动作而开启伐门。维持线圈的作用是在吸入线圈通过电流把伐芯吸引打开以后，当维持线圈具有一定的电流即使吸入线圈切断电流也能维持伐芯开启状态。沼气通过气体伐后，进入温控器33和燃烧器16进行燃烧。
压力调节器出口气体压力的信号同时传送到压力开关25(见附图3)，压力达到预定数值，压力开关的连接电路由断开变为接通，这时使点火线路板26发生作用，接通3V干电池28和气体伐吸入线圈30，由于通过较大电流而使气体伐打开，与此同时点火控制线路板内电路工作发生点火，产生电火花，燃烧器点火燃烧。在刚刚开始一段时间内，热电偶还没有烧热，热电偶迴路内电流很小(见附图4)，温度开关也处于闭合状态。温度开关(附图7)是由较小的常闭式干簧管和外绕温度开关线圈32作成，当外绕线圈没有电流或电流很小时，内部的电路开关接触点44处于闭合状态，当通过一定电流时，开关接触点转变为断开状态。当热电偶加热到一定温度时，温度开关线圈和维持线圈31内通过相当大小的电流，温度开关切断3V干电池和吸入线圈所通过的电流，气体伐仅由维持线圈内的电流维持打开，冰箱长时间连续运行，不需要3V干电池的能量仅仅由热电偶产生的热电势而工作。
偶然因素而使燃烧器熄火时，如气路切断或气体成份变化已无法燃烧的情况，热电偶产生的热电势急剧下降，维持线圈内电流变小，气体伐关闭，起到熄火保护作用。当气路恢复，压力开关再起作用，便产生电火花，气体伐打开重新点燃，起到自动点火的功能。
实施例本实用新型沼气冰箱，机芯均由各种直径的国产无缝钢管焊接而成，内部充有35～38％浓度的氨溶液，灌入15～22个大气压的氢气，冰箱依靠沼气为加热源可连续工作，沼气成份甲烷(CH4)含量50－80％，二氧化碳(CO2)含量20－50％，耗气量60－70升／时，冰箱容积150升双温单门。1988年10月作了气加热和电加热的性能试验，在环境温度为32℃±1℃和湿度75％±5条件下，冷冻室温度为－19.7℃冷藏室温度为0－7℃以内。燃烧产物经专门燃烧产物测试仪检定符合轻工部颁布的安全标准。
权利要求1.一种由冰箱箱体，箱体内装有冰箱机芯，下部装有加热部件的吸收扩散式沼气冰箱，其特征在于沼气燃烧室14上侧布有加热发生器2，发生器内设有虹吸管3作为汽泡泵，发生器上侧与精馏器5连通，精馏器四周布有冷凝器6，冷凝器出口与氨液管8相连，氨液管另一侧与蒸发器4相连通，倾斜盘管式蒸发器4的出口与平行套管式的盘管气体热交换器9相连通，气体热交换器下部的内管与吸收器10连通，气体热交换器下部的外管与贮液罐12上部左侧相连，贮液罐12和发生器2之间由液体热交换器15相连，贮液罐底部布有燃烧控制部件按装盒13，盒内布有压力调节器21，压力开关25，温控器23，点火控制线路板26，气体调节阀22，沼气气源由压力调节器21进入气体调节阀22，然后进入温控器23和燃烧器16，当压力调节器21出口气体压力超过定值后，压力开关25接通线路板26开始工作。
专利摘要一种沼气冰箱由冰箱箱体，冰箱机芯，燃烧控制系统组成。机芯是采用吸收扩散式制冷系统，机芯有发生器、精馏器、冷凝器、蒸发器，气体热交换器，吸收器，贮液罐等主要零件，发生器内有虹吸管作为气泡泵，发生器上部与精馏器连通燃烧控制系统采用压力开关，温度开关和热电偶线路等使冰箱能达到自动点火，稳压燃烧，熄火保护。正常运行时，由热电偶维持气体阀打开，不用其他能源。本实用的沼气冰箱结构简单，安全可靠，热性能好，可广泛用于家庭和需要小容积冷藏箱的地方。
文档编号F25B15/02GK2052511SQ8822045
公开日1990年2月7日 申请日期1988年12月2日 优先权日1988年12月2日
发明者薛德千, 王秋国, 丁晓彬, 胡京, 张家斌, 许力平 申请人:北京市太阳能研究所