斯特林冷却装置、冷却库及冰箱制造方法及图纸

一种斯特林冷却装置，使冷媒循环于一冷媒循环管路之中，其方式为该冷媒接受源自斯特林冷冻机如潜热的冷量，然后，通过在一蒸发器中蒸发，利用伴随蒸发的气化热冷却一冰箱的内部。作为冷媒，最好使用如二氧化碳的自然冷媒。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及使用斯特林冷冻机的冷却装置、冷却库及冰箱。
技术介绍
普遍皆知，CFC及HCFC冷媒是广泛地在冷冻及空调系统中作工作流体用。但CFC冷媒是已完全禁用，HCFC冷媒的使用是受国际保护臭氧层条约的规范。换言之，最近发展的HFC冷媒不会破坏臭氧层，但它是强有力的加温物质，其加温系数高出二氧化碳数百倍至数千倍。因此，其也是成为排放法规的目标。就此理由，上述的使用冷媒作工作流体的蒸发-压缩冷却循环的替代技术之一，扩大至对斯特林冷冻机的研究，该冷冻机是利用逆斯特林循环产生冷量。一传统的斯特林冷却装置，是披露于美国专利5,927,079号，参照图7说明之。标号20是一斯特林冷冻机；标号21及22分别是一热量释放部分及一斯特林冷冻机20的散热器；标号23是一给水泵，供冷却水循环而冷却该热量释放部21；标号24是一冷媒冷却部分，供用得自斯特林冷冻机20的冷量冷却二次冷媒；标号25是冷媒管路，用于利用二次冷媒将冷量传送至一冷却库27中；及标号26是一冷媒泵，用于使二次冷媒经该冷媒管路25循环。在该配置中，当斯特林冷冻机20、给水泵23，及冷媒泵26驱动后，传导至该斯特林冷冻机20的热量释放部分21的高温度废热量是藉水传送至该散热器22，在该处，热量被释放至该散热器的四周。同时，得自该斯特林冷冻机20的冷量是藉该二次冷媒通过该冷媒管路25的流通，传送至该冷却库27的内部。传送该斯特林冷冻机20产生的冷量至该冷却库27是可利用如乙醇等无相变的二次冷媒的显热量达成。因此，该二次冷媒是在该冷媒冷却器部分24中冷却使其温度因而降低，相反地在该冷却库27中，其吸收热量使其温度上升。该冷媒，于通过该冷媒管路25使其温度上升，而后藉该冷媒泵26的作用流回该冷媒冷却器部分24。该循环重覆进行，结果，在该冷却库27内部冷却使之温度逐渐下降。在该配置中，因冷量是利用该二次冷媒的显热量传送，故该冷媒管路25中产生温度差，进而导致热量传导效率不良。而且，作二次冷媒用的乙醇闪点低(约12.8℃)及挥发性高，需小心处理。进而，于温度-40至-50℃时，乙醇的粘度是百倍于水在正常温度时的粘度。此一现象会增加该冷媒泵26的负荷，因而降低该斯特林冷却装置的效率。
技术实现思路
本专利技术鉴于上述问题，其目的之一是提供一种斯特林冷却装置或冷却库，该冷却装置或冷却库针对使用HCFC及HFC冷媒的规限的同时利用潜热可改善冷却效率。本专利技术的另一目的在于提供一种大容量、低动力消耗的冰箱，该冰箱可提供良好的热交换效率。为达成前述的目的，根据本专利技术，提供一种斯特林冷却装置，包括一斯特林冷冻机，其具有一当该斯特林冷冻机操作时温度上升的高温部分，及一当该斯特林冷冻机操作时温度下降的低温部分；一蒸发器，该蒸发器可与该斯特林冷冻机一体成型或分开配置；及一冷媒循环管路，该管路是供传送冷的用，即通过一冷媒利用一冷媒循环装置循环于该低温部分与该蒸发器之间方式，传送该低温部分产生的冷至该蒸发器；其特征在于，该冷媒是一天然冷媒，该冷媒是靠该低温部分液化及靠该蒸发器蒸发。在此构型中，当该斯特林冷冻机驱动时，该低温度部分产生的冷量藉流通于冷媒管路中的冷媒回收潜热。该冷媒而后在该蒸发器中蒸发，吸收气化热量，因而冷却四周的空气。在此情况下，作为该天然冷媒，价廉及无害于环境与人类的二氧化碳最为适用。但与其他冷媒相比，二氧化碳是具有低临界点(约31℃)及高临界压力(约74巴)。因此，该冷媒循环装置需具有足够的高耐压性及密封性。该冷媒是藉冷媒循环装置绕该冷媒循环管路循环，进而传送冷量至该蒸发器。如该冷媒未能藉该低温度部分彻底冷却至超冷状态，即该冷媒于通过该冷凝器后的温度是接近该冷媒的沸点时，当该冷媒接受该冷媒循环装置(例如，一泵)驱动之际，部分围绕该动力传送机构的冷媒由于温度升高产生部分冷媒气化的现象(以下该现象简称“气穴”)。针对于此，在本专利技术中，该冷媒是藉该低温度部分冷却至一预定的超冷状态。因此，即使围绕该动力传送机构的部分冷媒温度会升高，但不会气化。以此方式，可防止发生气穴。在根据本专利技术的斯特林冷却装置中，于该冷媒自该低温度部分流出后，但未流入该冷媒循环装置前的冷媒循环的管路中，可配置一气液分离器，以使该冷媒分离为气相及液相，且只允许液相冷媒供应至该冷媒循环装置中。在该构型中，自低温度部分以气液混合流出的冷媒是藉气液分离器分离成二相，即气相与液相，而仅液相冷媒流入该冷媒循环装置。此有助于稳定该冷媒循环装置的操作。在根据本专利技术斯特林冷却装置中，该冷媒循环装置可具有一气液分离器，该分离器是配置在该冷媒循环管路路径中，该冷媒在自该低温度部分流出后，但未流入该冷媒循环装置前流入该气液分离器中，该气液分离器是位于高于该蒸发器之处，及分离该冷媒为气相及液相，且只允许液相冷媒供应至该冷媒循环装置。在该气液分离器出口处的该液相冷媒的比重与在该蒸发器中冷媒的比重间之差被利用作为循环该冷媒用的动力源。此构型中，当该斯特林冷冻机驱动，该低温度部分产生的冷量是藉在该冷媒循环管路中循环的冷媒，以潜热方式回收。而后，该冷媒在该蒸发器中蒸发，蒸发时是吸收热量，因而冷却周围的空气。在此情况下，即使无一循环泵，该冷媒可利用冷媒的气液不同相间的比重差，自然循环于该冷媒循环管路中。当该斯特林冷却装置安装于一冰箱时，该斯特林冷冻机低温度部分产生的冷量是藉在该冷媒循环管路中循环的冷媒传送，这样，即有效地冷却该冰箱的内部。根据本专利技术另一方面，提供一种冰箱，其安装有一斯特林冷却装置，其特征在于，包括一低温侧蒸发器，用于向冰箱内提供冷量，该蒸发器配置在该斯特林冷却装置的作为冷源的低温部分下方；一管路，使一冷媒可于该低温侧蒸发器与该低温部分间循环；及该冷媒是藉吸收该低温部分的冷量的方式液化，而后，利用该低温部分与该低温侧蒸发器间的高度差流向该低温侧蒸发器，然后在该低温侧蒸发器中释放该冷量而气化，而后，以气化状态流回该低温部分。根据本专利技术另一方面，提供一种冰箱，其安装有一斯特林冷却装置，其特征在于，包括一高温侧冷凝器，用于将温热量向冰箱的室外释放，该高温侧冷凝器配置在高于该斯特林却装置的作为温热发生源的高温部分的位置；一使一冷媒可在该高温侧冷凝器与该高温部分间循环的管路；及该冷媒是藉该高温部分中的热量蒸发，而后，以蒸发状态流向该高温侧冷凝器，然后藉释放该热量于该高温侧冷凝器中而液化，而后利用该高温侧冷凝器与该高温部分间的高度差流回至该高温部分。根据本专利技术另一方面，提供一种冰箱，其安装有一斯特林冷却装置，其特征在于，包括一低温侧蒸发器，用于将冷量提供给冰箱室内，该蒸发器配置在该斯特林冷却装置的作为冷源的低温部分下方；一使一第一冷媒可在该低温侧蒸发器与该低温部分间循环的管路；该第一冷媒藉吸收该低温部分的冷量的方式液化的方式液化，而后，利用该低温部分与该低温侧蒸发器间的高度差流向该低温侧蒸发器，然后在该低温侧蒸发器中释放冷量而蒸发，而后，以蒸发状态流回该低温部分；一高温侧冷凝器，供释放热量于一冰箱的室外，该高温侧冷凝器配置在高于该斯特林冷却装置的作为温热源的高温部分的位置；一使一第二冷媒可在该高温侧冷凝器与该高温部分间循环的管路；以及该第二冷媒藉该高温部分中的热量蒸发，而后，以蒸发状态流向该高温侧冷凝器，然后藉在该高温侧冷凝器中释放本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种斯特林冷却装置，包括：一斯特林冷冻机，其具有一当该斯特林冷冻机操作时温度上升的高温部分，及一当该斯特林冷冻机操作时温度下降的低温部分；一蒸发器，该蒸发器可与该斯特林冷冻机一体成型或分开配置；及一冷媒循环管路，该管路是供传送冷 的用，即通过一冷媒利用一冷媒循环装置循环于该低温部分与该蒸发器之间方式，传送该低温部分产生的冷至该蒸发器；其特征在于，该冷媒是一天然冷媒，该冷媒是靠该低温部分液化及靠该蒸发器蒸发。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：张恒良，陈炜，西本贵志，增田雅昭，
申请(专利权)人：夏普公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]