无氟里昂气冷式制冷装置的制作方法

专利名称：无氟里昂气冷式制冷装置的制作方法
专利说明本发明属于一种制冷设备，特别是一种采用空气作为制冷工质的无氟制冷装置。
目前国内外，应用于冰箱、冰柜、保鲜箱、家用空调、汽车空调、中心空调、制冷机等制冷技术及设备上，均为以下几种类型的技术及装置 1.CFCs工质制冷 2.溴化锂工质制冷 3.氨工质制冷4.混合工质制冷 5.化学式制冷6.磁制冷 7.半导体制冷8.太阳能(或电热)吸、脱附制冷 9.燃气式制冷10.空气涡轮制冷 总起来说可分三大类，即化学方法制冷、物理方法制冷、气体方法制冷，以上三种方法的制冷技术及其装置均存在各方面的问题。
CFCs物质作为工质的制冷技术，比较成熟，应用面较广，但CFCs物质对大气臭氧层有较大的破坏作用，对大自然及生物、人类有着极大危害，已被国际公认并决定二十世纪后于以取缔;其它几种化学方法制冷也因具有剧毒、易燃、易爆性而没有广泛应用价值; 几种物理方法制冷如磁制冷、半导体制冷等，均因制冷量低、耗能大、成本昂贵而得不到发展;涡轮空气制冷因解决不了配件、补机，又因耗能大而在目前也难广泛应用。
为解决无氟里昂制冷问题，本发明申请人已提出一种采用空气为工质的制冷器，并于92年11月18日申请了专利，专利号92113032，名称压差式制冷方法及制冷器。目前， 利用这种以空气为工质的压差式制冷器构成制冷装置(系统)，国内外尚未见到报导。
针对现有制冷技术存在的问题，以及对无氟里昂制冷技术的迫切要求，本发明提出一种新型空气式制冷装置。
本发明的目的是提供一种无氟里昂气冷式制冷装置，采用以空气为工质的压差式制冷器，无毒、高效、价廉。
本发明的另一目的是提供一种无氟里昂气冷式制冷装置，包括空气干燥混合器、压缩机、热交换器、压差式制冷器、分配器、集气器，结构简单，不需复杂庞大的冷却器或蒸发器。
本发明的再一目的是提供一种无氟里昂气冷式制冷装置，采用球型腔分配器，使经制冷器制冷的气体进一步降温、增压，并均匀分配后多路输出，将制冷气体送至所应用的设备。
本发明的又一目的是提供一种无氟里昂气冷式制冷装置，采用具有多孔气体分配板、装设温度检测元件;回收来自应用设备的制冷气体，并监测气体温度以供对制冷装置的运行条件进行控制。
本发明的又一目的是提供一种无氟里昂气冷式制冷装置，采用空气混合干燥器，将来自集气器的回收气，经热交换的回气、新补充的气体干燥混合，供给压缩机作为气源。
本发明无氟里昂气冷式制冷装置由气源部分、制冷部分、热交换器总成及箱体部分组成。
气源部分包括压缩机、气体混合干燥器、集气器、油水过滤器; 气体混合干燥器接收外界补充空气、来自集气器的制冷回气和热交换器回气，将三路气体混合、干燥，然后由风轮送出供给压缩机; 压缩机对上述混合空气进行压缩，然后送至油水过滤器，经过滤后送至热交换器; 集气器收集制冷应用设备的回气，将其送至气体混合干燥器; 制冷部分包括压差式制冷器、分配器和两个气路控制阀;压差式制冷器包括一具有球形内腔的外固体，腔内有保温防腐涂料内衬，在该外固体相对两侧与球形腔轴线平行对称 各装有一进气管，进气管内端装有喷咀，喷咀前端为细径直管;球形腔正下方有一冷气排出导管，球形腔上方有一热气排出导管，在热气出口处有一调整杆，用以调节冷热气流的比例和温度;冷导管和热导管分别与两三通阀的一个入口通路相连通;分配器包括一与两个三通阀的一出口相连通的入气口，多个连接有冷导管的冷气出气口和另一与热交换器相连通的出气口;制冷气体通过多个冷导管均匀输出送至应用设备; 两三通阀的另一出口连通一接水盒; 热交换器装设在气源部分和制冷部分之间，来自气源部分油水过滤器的压缩空气进入热交换器的热气流入口，经热交换输出送至压差式制冷器的进气管，来自分配器一出气口的较冷气流进入热交换器的冷气流入口，经热交换输出送至气体混合干燥器; 一外壳箱体，内装上述全部制冷装置，壳体上有冷气管出口和回气管入口，面板上装有操作按钮和显示器。
为使制冷气气体均匀有效地输出，分配器结构为具有球形内腔的对开式壳体，腔内有保温内衬，壳体有多个出气口; 为准确监测回气温度以控制制冷正常运行，集气器的结构为一中间装有多孔分配隔板的横置管形腔，管腔上部装设回气入气管，分配板下的管腔内装有监测热电偶，回气经分配板均匀分配，可使热电偶测温准确; 为向压缩机提供良好气源，气体混合干燥器的结构为进气腔、干燥器、送风腔依次相连，进气腔有一进气口与集气器、热交换器相连通、接受两者的回气，进气腔壁上有钢网，以吸入补充新气;三路气体混合经干燥器后进入送风腔，送风腔内的风轮在电机驱动下将气体送出供给压缩机。
本发明制冷装置具有如下的突出特点和效果 1.无氟里昂制冷工质采用价格低廉、取之不尽用之不绝的空气，对环境对人类无污染无毒害。
2.节能制冷量大，耗能低，应用在冰箱、冰柜等设备上无需增加化霜功率，可节能15%-20%。
3.节材结构简单，勿需结构庞大复杂的冷却器和蒸发器，可节材20%。
4.结构简单安全所需补件少，易于制造;特别因通路压力小(0.1Mpa左右，而氟制冷设备为0.9-1.0Mpa)，使用安全，而且不易泄漏。
5.应用范围广，可用于冰箱、冰柜、保鲜箱、空调系列产品、制冰、冷库、保鲜库等所有制冷设备及制冷技术中。
下面结合附图详细说明本发明无氟气冷式制冷装置的实施例。


图1是本发明制冷装置制冷系统示意图。
图2是本发明制冷装置空气混合干燥器示意图。
图3是本发明制冷装置空气混合干燥器侧面示意图。
图4是本发明制冷装置集气器剖面示意图。
图5是本发明制冷装置集气器俯视示意图。
图6是本发明制冷装置压差式制冷器俯视示意图。
图7是本发明制冷装置压差式制冷器侧视示意图。
图8是本发明制冷装置分配器俯视示意图。
图9是本发明制冷装置分配器侧视示意图。
图10是本发明制冷装置组装正视示意图。
图11是本发明制冷装置组装俯视示意图。
图12是本发明制冷装置组装侧视示意图。
如图1所示，本发明的制冷系统由气源部分、制冷部分及热交换总成三部分组成;其中，气源部分包括压缩机(1)、气体混合干燥器(2)、集气器(3)、油水过滤器(4);压缩机(1)由气体混合干燥器(2)供给气体，该气体混合干燥器(2)包括依次相连的进气腔(6)、干燥器(7)、送风腔(8)和电机(9)

，进气腔(6)前端有一进气口(10)，进气腔壁装有钢网(11)，可通过其吸入外界空气;干燥器(7)通过多孔壁与进气腔(6)相连，内装过滤、干燥剂，下部有一排水口(12)，送风腔(8)通过多孔壁与干燥器(7)相通，腔壁上有一出气口(13)，腔内装一风轮(14)，该风轮(14)外接电机(9)，在电机(9)的驱动下将气体从出气口(13)送出，经管路至压缩机(1)的进气口(17)，气体在压缩机(1)内经压缩从其出气口(18)送出至油水过滤器(4)的入口(20)，在过滤器(4)内沉降的油水从其下部的排液口(21)排出，经过滤的气体从出口(22)送出至热交换器; 如图4、5所示，所述集气器(3)包括一管状腔体(24)及两端的密封压盖(25)，一端的压盖上装有一出气管(26);该管状腔体(24)内装设一多孔气体分配板(27)，在该分配板(27)的一侧的管状腔壁上装有多个回集入气管(28)，制冷应用设备的回气经该入气管(28)收集于集气器(2)内，在分配板(27)的另一侧的管状腔内装设一热电偶(29)，回气经分配板(27)均匀分布，热电偶(29)可准确监测回气温度;出气管(26)与所述气体混合干燥器(2)的进气口(10)相连，所收集的回气被送入气体混和干燥器(2); 所述制冷部分包括压差式制冷器(31)，分配器(51)和两个气路控制电磁阀(45)、(46); 压差式制冷器(31)是本发明的核心装置，已于申请号为92113032的中国专利中公开，如图6、7所示，制冷器(31)包括一对开式膨胀腔外固体(32)，该外固体(32)内部为一球形膨胀腔(33)，球形腔(33)内装有保温防腐涂料内衬(34)，起隔热防腐作用;在外固体(32)的相对两侧各装设一进气管(35)，该进气管(35)内固装有一喷咀(36)，两进气管分别相对于球形腔轴线以平行对称方式设置，喷咀(36)申至球形腔(33)内壁，为增强所进入的压缩空气的膨胀效果，喷咀(36)的前部为一细径直管(37)，使进入的高压气体在喷咀内不被缓冲减压而直至喷咀出口端才骤然减压膨胀;在所述球形腔(33)的正下方有一冷气排出孔，装设一冷导管(38)，在球形腔(33)的正上方有一热气排出孔，装设一热导管(39)，在热导管(39)之外设置一上气腔(40)，上气腔(40)上具有热气出口(41)，并装有一调整杆(42)，用以调整热气流流量，以调节冷热气流的比例和温度;所述热气出口(41)和冷导管(38)分别与两个电磁三通阀(45)、(46)的一个入口相通，两三通阀(45)、(46)的一出口与一接水盒(48)相连，两阀的又一出口与分配器(51)的入口(52)相连通; 分配器(51)，如图8、9所示，有一对开式保温壳体(53)，壳体内为一球形腔，腔内壁有内衬(54);壳体上装有一与三通阀(45)连通的入气口(52)，接收来自压差式制冷器(31)的气体，有一出气口(55)与热交换器的冷气流入口相通;壳体上还装设有多个制冷气出口(56)，出气口(56)连接有冷气管，用以向应用设备输出制冷气体; 在前述气源部分和制冷部分之间，设置一热交换器(60)，该热交换器(60)为逆流式交换器，来自气源部分油水过滤器(4)的空气进入热交换器(60)的热气流入口(61)，经热交换从出口(62)输出，分两路送至压差式制冷器(31)的进气管(35);来自分配器(51)的出气口(55)的冷气体进入热交换器(60)的冷气流入口(63)，经热交换后从出口(64)送出，输送至气体混合干燥器(2)的进气腔(6)。
本发明制冷装置实施例的工作过程举例如下 气体混合干燥器(2)将32℃的补充气体、-10℃的制冷回气和27℃的交换器回气三路气体进行混合干燥，输出14.5℃的气体作为气源供给压缩机(1); 所采用压缩机(1)的规格如下排气量-4.5m3/h、功率-120W、工作压力＞1.0Mpa，所述出高压气体经滤去油水，在0.8Mpa压力、25-28℃温度下进入热交换器(60)，热交换器(60)的冷气源是由分配器(51)出气口(55)输出的-15--17℃冷气，经热交换后27℃的回气送入气体混合干燥器(2); 高压气经热交换降为16.5℃送入压差式制冷器(31)，经膨胀降温，输出-16℃以下的冷气和46℃的热气; 气流的走向由三通阀(45)(46)控制;当制冷应用时，三通阀(45)(46)分别连通接水盒(48)和分配器(51)入气口(52)，向分配器(51)输送制冷气体，向排水盒(8)排出热气;当需要使用热气时，三通阀(45)(46)分别与分配器(51)的进气口(52)和接水盒(48)连通，向分配器(51)提供热气，向接水盒(48)排出冷气; -15℃的冷气进入分配器(51)的球形腔时，进一步降温(2-4℃)，气体输出时因出气管管径小而再次增压，分配器(51)的球形内腔结构还使得气体能从多个出气口(56)均匀输出;分配器(51)的特有结构，对气体起到了降温，增压、均匀分配的作用; 集气器(3)收集来自应用设备的-10℃以下的回气，气体经过分配隔板(27)后均匀分布，因而监测热电偶(29)可准确测得回气温度，以据此对制冷系统的运行进行控制。
上述本发明无氟里昂气冷式制冷装置，可与任何制冷应用设备组合，不需要复杂庞大的冷却器、蒸发器，利用薄壁铜管进行冷气传输即可，运行噪声低于30分贝。
权利要求
1、一种无氟里昂气冷式制冷装置，包括气源部分、制冷部分、热交换器总成和箱体外壳；其特征在于
气源部分包括压缩机、气体混合干燥器、集气器、油水过滤器；
气体混合干燥器接收外界补充空气、来自集气器的制冷回气和热交换器回气，将三路气体混合、干燥，然后由风轮送出供给压缩机；
压缩机对上述混合空气进行压缩，然后送至油水过滤器，经过滤后送至热交换器；
集气器收集制冷应用设备的回气，将其送至气体混合干燥器；
制冷部分包括压差式制冷器、分配器和两个气路控制阀；压差式制冷器包括一具有球形内腔的外固体，腔内有防腐保温涂料内衬，在该外固体相对两侧与球形腔轴线平行对称各装有一进气管，进气管内端装有喷咀，喷咀前端为细径直管；球形腔正下方有一冷气导出管，球形腔上方有一热气导出管，在热气出口处有一调整杆，用以调节冷热气流的比例和温度；冷导管和热导管分别与两三通阀的一个入口相连通；
分配器包括一与两个三通阀的一出口相连通的入气口、多个连接有冷导管的冷气出气口和另一与热交换器相连通的出气口；制冷气体通过多个冷导管均匀输出送至应用设备；
两三通阀的另一出口连通一接水盒；
热交换器装设在气源部分和制冷部分之间，来自气源部分油水过滤器的压缩空气进入热交换器的热气流入口，经热交换输出送至压差式制冷器的进气管，来自分配器一出气口的较冷气流进入热交换器的冷气流入口，经热交换输出送至气体混合干燥器；
一外壳箱体，内装上述全部制冷装置，壳体上有冷气管出口和回气管入口，面板上装有操作按钮和显示器。
2、如权利要求1所述的制冷装置，其特征在于所述分配器具有一球形内腔和多个出气口出气口连接有冷气导管，球形腔内有防腐保温内衬。
3、如权利要求2所述的制冷装置，其特征在于所述集气器具有管形腔，腔内横置一多孔气体分配隔板，管腔上部装设多个回气入气管，分配板下部的管腔内装有监测热电偶。
4、如权利要求3所述的制冷装置，其特征在于所述气体混合干燥器由依次相连的进气腔、干燥器、送风腔组成，进气腔有一进气口与集气器、热交换器相连通，接受两者的回气，进气腔壁上有钢网，以吸入补充新气;三路气体混合经干燥器后进入送风腔，送风腔内装设一风轮，在电机驱动下将气体送出供给压缩机。
全文摘要
本发明为以空气为工质的无氟制冷装置，包括压缩机、气体混合干燥器、集气器、热交换器、压差式制冷器、冷气分配器，特征在于压差制冷器具有球形内腔和与球形腔轴线平行对称安装于两侧的进气管，上方为热气导出管，下方为冷气导出管；冷气分配器具有一球形内腔和多个冷气出口；空气混合干燥器将补充新气、制冷回气、热交换器回气混合干燥后供给压缩机；制冷系统装设在一箱体内，有制冷气出口和回气入口，以供与应用设备连接。
文档编号F25B9/00GK1083579SQ9310229
公开日1994年3月9日 申请日期1993年3月10日 优先权日1993年3月10日
发明者刘加才, 吴祖发, 匡淑英, 梅大锐 申请人:吴祖发