专利名称：一种顶盖送风的风冷式冰柜的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种风冷式冰柜，尤其涉及一种卧式风冷式冰柜。
背景技术：
当今，采用蒸汽压缩式制冷的卧式冰柜多为直冷式，其蒸发器一般缠绕在冰柜的内胆上，冷气以自然对流方式冷却食品，其制冷系统主要包括压缩机、冷凝器、节流装置、干燥过滤器、蒸发器等部件，其工作过程为蒸发器中的制冷剂液体在低压、低温状态下吸收冰柜内的热量而沸腾，产生的低压低温制冷剂蒸气被压缩机吸入，经压缩后成为高压高温气体进入冷凝器，由于室外空气的冷却作用，制冷剂在冷凝器中放出热量给室外空气凝结为液体，高压液体经节流装置节流降压，成为湿蒸气后又回到蒸发器，由此不断的进行蒸发、压缩、冷凝、节流的循环往复过程，与此同时，制冷剂周期性的发生着从液体变为蒸汽、从蒸汽变为液体的状态变化，不断地把冰柜内的热量转移到冰柜外部，从而达到制冷的目的。
由于蒸发器的制冷作用，靠近冰柜内胆处的空气温度很低，饱和湿度小，单位体积的空气所能包含的水蒸气含量很低，在低温的作用下，空气中的水蒸气会凝结成液态的小水珠，当内壁温度低于0度时，这些小水珠会进一步凝结成冰霜。这些冰霜附着在内壁上，不但降低了蒸发器的制冷效率，还增大了电耗，降低了COP，还增加了人工除霜的工作，造成了开柜除霜时的冷损失。
EP0769262A2公开了一种风冷式冰柜，该冰柜包括侧壁、底壁、顶盖、冷室和强制通风循环冷却系统，其强制通风循环冷却系统的送、回风口相对布置在两相对侧壁的上端，两个侧壁和底壁里分别设有一段风道，三段风道形成一条通道连接在送、回风口之间，蒸发器和风机设置在冰柜底壁的风道中。工作时，风机将蒸发器制得的冷风从侧壁上的送风口送进冷室内，吸收食物热量后的温度稍高的冷风从与送风口相对侧壁的回风口引回蒸发器再进行冷却，冷却后再送进冷室，由此进行不断的循环冷却过程。但是此种方式，由于送、回风口的布置方式是相对布置在两侧壁顶部，冰柜底部的食物很难得到充分的冷却，为了冷气流在室内充分的放热，该实用新型将顶盖的冷室侧做有一个很大的内凹空间，以保证冷量的有效利用。但依然还是有以下两个问题1、由于气流是由上侧送入，上侧返回，冰柜底部的食物的冷却效果仍然较差；2、由于顶盖占用空间大，与同容量冰柜相比，所占体积大。
实用新型内容为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种送风口设在冰柜顶盖上，回风口设在冰柜底部的风冷式冰柜。由于本冰柜利用强制风循环冷却系统将蒸发器冷却后的空气强制吹入冷室内，且是从顶盖由上而下吹入冷室，所以不但使冷室内的食物冷却速度快、冷却效果好，且冰柜不易结霜，蒸发器的制冷效率高，整个机组的能效比高。
本实用新型所述的风冷式冰柜，包括柜体、制冷系统、除霜系统、强制风循环冷却系统，其中柜体包括侧壁、顶盖、底壁以及由三者围成的冷室，其中侧壁又分为前侧壁、后侧壁、左侧壁、右侧壁；强制风循环冷却系统包括送风口、回风口、连接送风口与回风口之间的风道结构以及设在该风道结构中的风机，所述送风口及其所在的送风风道设在冰柜顶盖上；回风口及其与之相通的回风道设在冰柜的底壁上。
作为本实用新型的进一步优化，所述风道结构在冰柜的左或右侧壁内的上部形成一风室，所述蒸发器与风机设于该风室内，风室上部设有为顶盖送风的给风口，风室下部通过风道结构与设在底壁上的回风道相通，为把风室给出的冷风送到顶盖送风道中，顶盖送风道在其入口处向外斜向突伸，形成一接风口，其位置、形状、大小均与风室给风口相配，以致顶盖关到柜体上时两者正好对接，所述顶盖为掀式，与柜体之间铰连接。
由于本实用新型中的风冷式冰柜的送风方法及采用此种送风方法的冰柜是利用风机将蒸发器冷却后的空气强制吹入冷室内，且是从顶盖由上而下吹入冷室，这样不但使冷室内的食物冷却速度快且室内温度场分布较均匀，底部食物冷却效果较好，而且内胆处不易结霜，避免了开盖化霜造成的冷损失，整个制冷机组的能效比高、相对同容量的冰柜占用空间小。
为了更好地实现本实用新型目的，本实用新型所述的风冷式冰柜还可进一步优化1.风室的给风口与顶盖接风口的对接方式优化为左右对接或上下对接；当为上下对接时，两风口均为水平方向设置，当为左右对接时两风口均为竖直方向设置。
在同等条件下，对于左右对接方式，由于风室的给风方向与顶盖上送风道的送风方向相同，所以局部阻力损失相对小些，但送风受风室给风口与顶盖接风口的配合情况影响大，且两者之间必须留有一定的间距以保证顶盖能自由掀开，这就不可避免的造成了一定的冷量损失。而对于上下对接方式，冷风是从下向上垂直进入接风口的，送风受风室给风口与顶盖接风口的配合情况影响比较小，两风口可以无间隙上下相对，但相对来说，由于送风进入顶盖风道中时需要一个变向，所以阻力损失相对较大些。当采用上下对接方式时，给风口水平朝上布置，顶盖的接风口水平朝下布置；当采用左、右对接方式时，送风口朝向冷室侧竖直布置，顶盖接风口的开口方向正好与其相反。
2.出风口与接风口之间的配合间隙在0-5mm之间；经我们的实验证明，如果两风口的相对间距超过5mm，冷风从风室的给风口进入到顶盖接风口的对接过程中就会产生大量的漏风损失，但是也不能太低，如果低于或等于0mm，就会造成顶盖的开启困难。
为进一步保证对接处的风道严密，可用橡胶密封圈对接给风口和接风口。
3.顶盖的送风风道在其送风入口处的突伸为斜向突伸，其倾斜角度α大于或等于135°；这样的优化可有效的减少冷风从冷室进入顶盖送风道过程中由于变向所造成的局部阻力损失。这里还可以进一步使顶盖送风风道在向外斜向突伸的拐弯处形成一平滑的弧形过渡段，或设一小型导流件。
4.顶盖送风道为等截面风道或渐缩风道；当顶盖送风风道采用渐缩风道时，其收缩角应小于50°。
5.所述顶盖风道为两条，沿着纵向方向相对布置在顶盖上，且每一风道上的送风孔个数不少于4个，均匀布置。
6.所述顶盖的送风口为等口径或不等口径布置。
若采用等截面风道，制造工艺相对简单，但依照流体力学原理，当冷风从排列在风道上的送风孔依次流出时，其流速是不断降低的。这样，即使把每一风道上的送风孔等间距、等口径布置，依次从各个送风口送出的冷风流量并不完全相同。这在一定程度上影响了均匀送风的目的。但当我们沿着送风方向把送风口口径作成依次增大时，是可以实现等流量的均匀送风的，但制造工艺相对复杂了。
若采用渐缩面风道，虽然随着冷风不断的流出，由于风道是渐缩的，只要风口口径设计得当，就会消除冷风量不断减少时对流速造成的影响。这样，当送风口等口径、等间距布置时就能够实现各个送风孔的送风量与送风速度都相等的均匀送风。为尽量减少涡流，当风道采用渐缩风道时，收缩角应小于50°。
无论是送风口口径的不断增大，还是风道截面的渐缩，都使冰柜顶盖的制造工艺相对复杂，所以在保证一定的送风均匀的基础上，为了加工方便，常采用的配置为顶盖送风道为等截面风道、其上送风口为等口径、等间距布置。
7.所述回风口可设在底壁的冷室侧，也可设在底壁的冷室的相对侧，还可均匀设在底面中央上。较佳的实施方式为后两种。
当回风口设在底壁的冷室的相对侧时，使冷风都能经过冷室区，冷量得以有效地利用当回风口均匀设在底壁的中央时，更利于气流穿过室内食物。
以上方案在本领域技术人员可理解的范围内，可进行方案之间的组合。
以下结合附图和具体实施方式
进一步说明本实用新型。
图1为本实用新型的强制风循环冷却系统工作示意图(此图中，顶盖接风口与风罩出风口为上下对接)图1A为图1的A部视图图2为本实用新型的一具体实施例的立体结构示意图图3为显示图2实施例工作时的顶盖接风口与风室给风口配合的一具体实施例的剖视图图4为本实用新型顶盖接风口与风室给风口为左右对接时的工作示意图图5是本实用新型顶盖送风风道的构造工艺示意图图6是本实用新型送风口的一具体实施例的立体示意图具体实施方式
现结合具体实施例详细说明本实用新型的风冷式冰柜的送风方法及其具体结构。
现结合具体实施例详细说明本实用新型的风冷式冰柜的送风方法及采用此种送风方法的风冷式冰柜的具体结构。
如图1所示，本实用新型的风冷式冰柜的工作过程是首先由制冷系统中的蒸发器41在风室21中制得冷气，再由同设在风室21中的风机22将冷风从风室给风口25吹出，再由顶盖接风口26与风室给风口25的对接导流，将冷风分别接进顶盖的送风风道27中，由布设在其侧面的送风口28依次送出，冷风由上而下进入冷室14；在冷室14内，冷风与食物交换热量；而后，由于风机22在回风口29产生的抽吸力作用，经由回风口29进入布置在冰柜底部的回风道210中，又重新回到风室21内被蒸发器41冷却，冷却后又被再一次送出，由此不断的循环往复过程。
下面具体描述下本具体实施例的结构一.柜体结构如图1、图1A、图2所示，本实用新型柜体包括侧壁11、底壁12、顶盖13以及冷室14。其中侧壁11又分为前侧壁111、后侧壁112、左侧壁113、右侧壁114。
为利于风室21和一些制冷设备(如压缩机43)的设置，右侧壁114为一阶梯形结构，由三段组成，由上而下依次是上垂壁1141、中平壁1142、下垂壁1143。
为实现本实用新型的送风方法，顶盖13上设有强制风冷却系统中的送风口28，底壁12上设有强制风冷却系统中的回风口29。为实现风循环，顶盖13、右侧壁114、底壁12内分别设有风道连接于送风口28与回风口29之间，共同组成本实用新型的风道结构213。(详见后面强制风循环冷却系统中的具体描述)由于冷风从顶盖13送出，顶盖13内壁的温度相对较低，内外壁温差较大。为进一步减少冷损失，顶盖13优选为聚氨酯为保温材料。
二、制冷系统制冷系统为一蒸汽压缩式制冷系统，包括蒸发器41、冷凝器(图中未表示出)、压缩机(图未视出)、(图未视出)节流装置(图未视出)。
其中，蒸发器41设置于风室21中，而冷凝器可内藏于冰柜前、后、左、右及底壁里。
为进一步提高本实施例制冷机组的效率，本制冷系统的蒸发器41作了进一步优化其中，蒸发器41采用强制对流翅片管式蒸发器，沿着冰柜的宽度方向，横向设置在风室21中，风机22在蒸发器41的上方并与其相对，两者之间的间距保持在10mm到100mm之间。经我们研究发现，如果风机22与蒸发器41的间距过大或过小，都会造成蒸发器制冷效率的降低以及风机能耗的增大。
作为进一步优化，蒸发器的结构参数优化为管径Φ11～Φ19，肋化系数8～14mm；肋片高度8～12mm，肋片间距3～8mm，肋片厚度0.2～0.3mm。
当今，冰柜的COP值一般在2.8-4.5之间，实验证明，本实用新型通过制冷系统的科学配置及结构参数的优化，可使本实用新型的COP比现有技术的冰柜的COP平均值高0.2～0.6％。
三、强制风循环冷却系统如图1、图1A、图2所示，本冰柜的强制风循环冷却系统总体上包括设在顶盖13上的送风口28、设在底壁12上的回风口29、以及连接送风口28与回风口29之间的风道结构213和设在该风道结构213中的风机22。
本实施例中，冷风送入顶盖13的方式是通过位于侧壁的风室21的给风口25与位于顶盖13的送风风道27的接风口26的上下对接方式实现的。
如图1、图2所示，风道结构213形成在顶盖13、右侧壁114和底壁12内，并于冰柜右侧壁114的上垂壁1141内形成风室21。风室21的上部设有风机出风口23，风室21的下部与设在底壁上的回风道部分210相通；所述蒸发器41与风机22设于该风室21内，两者呈上下布置且风机22与其风机22出风口轴心相对。
为保护风机22与减少给风口25处的涡流损失，风室21的外侧可进一步设有一风罩24覆在风室21的外表面侧。再在风罩24的上部开设给风口25。开在风罩24上的风室给风口25与风机出风口23并不相对，以保护风机不因异物进入风罩24而损坏。
为实现均匀的送风，风室给风口25优选两个。两侧相对设置。相应的是，顶盖13上的送风道27优选2个，且将两风道沿着顶盖13的长度方向平行布置在顶盖13的相对两侧。此时，为使送风更均匀，两风道之间的间距占整个顶盖宽度的比例最好在1∶2到1∶3之间。
为把冷风从风室给风口25引进顶盖13的风道27内，位于顶盖13的送风道27其送风入口段向外斜向突伸，并形成一水平方向的接风口26，该接风口26的位置、方向、形状、大小、数目均与风室给风口25相配，以保证顶盖13落座到柜体1上时刚好与给风口25上下对接。冰柜顶盖13为一种掀式门盖，与柜体1为铰连接。
当然，风室给风口25与顶盖接风口26的对接方式并不仅局限于此种上下对接方式，比如还可采用如图4所示的上下对接方式。此时，为保证冷风在风室给风口25与顶盖接风口26的接合处以对接方式顺利进入顶盖风道27中，应保证冷风在风室给风口25与顶盖接风口26的接合间隙在(0,5mm)之间，经我们实验证明，如果这个间距超过5mm，在冷风从风室21的给风口25进入到顶盖接风口26的对接过程中会产生很大的漏风损失。当然也不能太低，如果低于或等于0mm，就容易造成顶盖13的开启困难，我们优选2mm。
为更好的实现给风口25与顶盖接风口26的上下对接处的密封，可用橡胶密封圈对接给风口和接风口。如本实施例的顶盖接风口与风室给风口作的进一步优化如图3所示，在风室给风口25处设置一具有柔性密封圈212的环型凹槽211，凹槽212的宽度与顶盖接风口26的厚度相等。接风时，顶盖接风口26嵌入环形凹槽211内。环形凹槽211的设置，加之柔性密封圈212的密封作用使上下对接方式的送风漏风量非常的少，且不易受接风口26与给风口25对接处磨损的影响。
作为顶盖送风道27的进一步优化，为减少阻力损失，顶盖送风道27其送风入口段的突伸还可进一步优化为斜向突伸，其向外突伸的方向与顶盖送风风道27轴线之间的角度α在135°到180°之间，且在顶盖送风道向外斜向突伸的拐弯处的内侧面有一平滑的过渡段。当然，为减少拐弯处的涡流，还可以在拐弯处的内侧加一导流部件，此些措施都能减少由于风向变化所带来的阻力损失，也抑制了涡流的产生。
作为本实施例顶盖送风道27及送风口28的进一步优化，顶盖送风道27采用等截面风道，送风口28采用等口径、等间距布置。但这不是唯一的选择，送风道27还可作成渐缩截面同时送风口28口径依次增大；还可作成等截面风道配等口径出风口及出风口的等间距布置。
若采用等截面风道，风道制造工艺对简单，但依照流体力学原理，当冷风从排列在风道27上的送风孔28依次流出时，其流速是不断降低的，当然这个降低值并不大。这样，即使我们把每一风道27上的送风口28等间距、等口径布置，依次从各个送风口送出的冷风流量实际并不相同。这在一定程度上影响了我们的均匀送风目的。所以我们沿着送风方向把送风孔口径依次增大时，是可以实现等流量的均匀送风的，当然这种方案制造工艺相对复杂了。
若采用渐缩面风道，由于风道是渐缩的，只要风口28口径设计得当，就会消除冷风量不断减少时对流速造成的影响。这样，当送风口28等口径、等间距布置时就能够实现各个送风口28的送风量与送风速度都相等的均匀送风。为尽量减少涡流，当风道采用渐缩风道时，其收缩角应小于50°。
无论是送风口口径的不断增大，还是风道截面的渐缩，其制造工艺都相对复杂，所以在保证一定的送风均匀的基础上，出于制造工艺的简便，选择等截面送风道，等口径、等间距布置送风口28。
为实现等截面风道、等送风口口径、等送风口间距布置的最大化的均匀送风，经我们试验研究，给出以下优化参数每一风道上布置4至12个送风口，每相邻两个送风口的间距在8cm至14cm之间，各风口的口径相等，且在10mm-30mm之间。
送风道截面的形状采用矩形或圆形等，但优选矩形，其优选尺寸在50mm到100mm之间。由于风道27是布置在顶盖13上，矩形截面的设计可不必把顶盖13做得很厚。
作为进一步优化，本实施例中顶盖风道27采用复合方法制作，即先在顶盖上开一底槽，再制作盖板，之后再将盖板以可拆卸的方式固定在底槽上，组成封闭的风道。如图5所示，本实施例包括底槽271和外盖板272；外盖板272以可拆卸的方式固定在底槽的开口上。
为进一步简便加工，将外盖板272按其上布置的送风孔的个数均分成几段制取，其段数与送风口个数相等。
用这种方法加工风道，不但工艺简单，且不必把顶盖做得很厚。
布置在顶盖的送风口28为扩式结构。因为扩式结构可增大冷气下送时的扩散效果，使冷风分布更均匀。当然，为了加工简便，我们也可以直接采用平孔结构；为增大气流的喷射效果，我们也可采用散流器式送风口。
如图6所示，作为本实施例的扩式结构的送风口，其包括一形成在盖板外侧的腰形凹部281、环绕在凹部外周的腰形突起282及开在腰形凹部281进气流侧的喷口283。把喷口283开在腰形凹部281进气流侧，可减少气流从喷口283流出时的阻力损失。腰形突起282及腰形凹部281的配合，起到了扩式结构的作用。为进一步减少阻力损失，还可在腰形突起上沿着气流流动的方向相对的开有两个小开口284，其开口宽度最好不大于3mm。
回风口29可设在冰柜底壁的风室相对端，也可设在冰柜底壁的风室端还可均匀散布在底壁面等。为防止异物堵塞回风口29造成回风不力，回风口29处需设一个风罩或百叶窗等。
回风口29与回风道210相通，回风道210设在冰柜的底壁里，其另一侧与风室21相通。
以上就是本实施例的强制风冷却系统的具体结构。为方便食物取出，又利于气流穿过，冷室内胆上还可进一步设置一些滑轨(图未示出)，用来悬挂挂筐且能使挂筐沿着滑轨移动。
四、化霜系统为了能实现无霜冰柜的效果，本实施例采用自动化霜系统。
本实施例所采用的自动化霜系统，包括加热装置——电加热丝；控制装置——化霜定时器；接水盘与排霜水管。其中电加热丝，附在蒸发器上；控制装置设置在冰柜的冷室内，而接水盘设在压缩机的壳体上面或压缩机的底板上，由排霜水管穿过箱体保温层将除霜水引到接水盘上面，利用压缩机的外壳热量将其蒸发。
由于蒸发器41处温度最低，结霜主要于此处，通过空气的循环流动，柜体内其他地方的霜经升华，凝结的物理作用，汇集于蒸发器表面，形成结霜集中区。当结霜达到一定程度或工作一定时间时，制冷盒中的电加热丝31工作，开始化霜，同时启动化霜定时器，融化的水从风室21下部的排水管流出到接水盘，在压缩机的热作用下蒸发到空气中，当结霜全部融化时，在定时器(图未示出)的作用下，电加热丝停止工作，启动压缩机开始制冷，以达到自动除霜的目的。正因为自动除霜系统的设置，使本发明可实现自动除霜，实现无霜冰柜。
本化霜系统的电加热丝、化霜定时器、排霜水管与接水盘的具体设置及工作原理同于现有技术，这里从略。
由于本冰柜为从上向下的送风方式，冷室上部温度低，所以本冰柜除包括柜体、制冷系统、强制风循环冷却系统、除霜系统以外还可包括一制冰盒，通过可拆卸的方式设置在固定于顶盖13上，此时顶盖常需设置一个制冰盒托架。
这里要说明的是，本发明中所指的风道结构213是一统称，包括顶盖送风风道27、风室21、底壁回风风道210。
权利要求1.一种顶盖送风的风冷式冰柜，包括柜体、制冷系统、除霜系统、强制风循环冷却系统，其中——柜体包括侧壁、顶盖、底壁以及由三者围成的冷室，其中侧壁又分为前侧壁、后侧壁、左侧壁、右侧壁；——强制风循环冷却系统包括送风口、回风口、连接送风口与回风口之间的风道结构以及设在该风道结构中的风机，其特征在于所述送风口及其所在的送风风道设在冰柜顶盖上；回风口及其与之相通的回风道设在冰柜的底壁上。
2.如权利要求1所述的风冷式冰柜，其特征在于所述风道结构在冰柜的左或右侧壁的上部形成一风室，所述蒸发器与风机设于该风室内，风室的上部设有为顶盖送风的给风口，风室的下部与设在底壁上的回风道相通；为把风室给出的冷风送到顶盖的送风风道中，顶盖送风道在其入口处向外突伸，并形成一接风口，该接风口的位置、形状、大小均与风室给风口相配，以保证顶盖完全关到柜体上时两者正好对接，所述顶盖为掀式，与柜体之间铰连接。
3.如权利要求2所述的风冷式冰柜，其特征在于所述风室的给风口与顶盖接风口的对接方式为上下对接或左右对接；当为上下对接时，两风口均为水平方向设置，当为左右对接时两风口均为竖直方向设置。
4.如权利要求3所述的风冷式冰柜，其特征在于所述风室的给风口与顶盖接风口之间的间距在0-5mm，可用橡胶密封圈对接给风口和接风口，以便保证风道严密。
5.如权利要求4所述的风冷式冰柜，其特征在于所述顶盖送风道在其送风入口处突伸方向为斜向突伸，其角度大于或等于135度。
6.根据权利要求1至5所述的任一种风冷式冰柜，其特征在于所述顶盖风道为等截面风道或渐缩风道。
7.根据权利要求6所述的风冷式冰柜，其特征在于所述顶盖风道为两条，沿着纵向方向相对布置在顶盖上，且每一风道上的送风孔个数不少于4个，均匀布置。
8.根据权利要求7所述的风冷式冰柜，其特征在于所述顶盖的送风口为等口径或不等口径布置。
9.根据权利要求8所述的风冷式冰柜，其特征在于所述顶盖上的送风口为扩式结构。
10.根据权利要求1所述的风冷式冰柜，其特征在于所述顶盖送风风道由设在顶盖上的底槽和封闭在底槽上的外盖板构成，该外盖板以可拆卸的方式固定在底槽的开口上。
专利摘要本实用新型提供了一种顶盖送风的风冷式冰柜。该风冷式冰柜其主要特征是其强制循环风冷却系统的送风口设在冰柜的顶盖上，回风口设置在冰柜的底壁上。由于本冰柜利用强制风循环冷却系统将蒸发器冷却后的空气强制吹入冷室内，且是从顶盖由上而下吹入冷室，所以不但使冷室内的食物冷却速度快、冷却效果好，且冰柜不易结霜，蒸发器的制冷效率高，整个机组的能效比高。
文档编号A47F3/04GK2842323SQ20052010979
公开日2006年11月29日 申请日期2005年6月17日 优先权日2005年6月17日
发明者张天会, 武帅, 宋建林 申请人:海尔集团公司, 青岛海尔特种电冰柜有限公司