[發(fā)明專利]用于將主動(dòng)冷卻以低成本擴(kuò)展到額外冷凍器內(nèi)壁的獨(dú)立輔助熱虹吸管

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201880079896.3
• 申請(qǐng)日: 2018-10-16
• 公開（公告）號(hào): CN111448436A
• 公開（公告）日: 2020-07-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: D·M·伯科維茨;T·理查茲
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 全球制冷有限公司
• 主分類號(hào): F25D16/00
• 分類號(hào): F25D16/00;F25D17/00
• 代理公司: 深圳永慧知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44378
• 代理人: 宋鷹武

輔助熱虹吸管具有輔助制冷劑導(dǎo)管，該輔助制冷劑導(dǎo)管帶有與冷凍器的內(nèi)壁導(dǎo)熱連接的輔助蒸發(fā)段。輔助制冷劑導(dǎo)管包含與主冷卻設(shè)備的主制冷劑隔離的輔助制冷劑。輔助制冷劑導(dǎo)管還向上延伸到輔助蒸發(fā)段上方的高度處的輔助制冷劑導(dǎo)管的輔助冷凝段。熱橋與輔助冷凝段物理熱接觸并且與主制冷設(shè)備的主蒸發(fā)段的一部分物理熱接觸。熱通過熱橋從輔助熱虹吸管傳遞到主制冷劑導(dǎo)管并因此傳遞到主制冷設(shè)備以從冷凍器移除。

背景技術(shù)

本發(fā)明大體涉及用于通過從內(nèi)部冷凍柜壁移除熱來冷卻冷空間的這種類型的冷凍器的制冷或冷卻設(shè)備，并且更具體地涉及在冷卻式壁冷凍器、特別是超低溫冷凍器中的溫度分布的低成本改善。通過將主動(dòng)冷卻的內(nèi)壁表面以低成本擴(kuò)展到未被主冷卻設(shè)備直接冷卻的區(qū)域，實(shí)現(xiàn)改善的溫度分布。改善溫度分布使內(nèi)容物更可靠和更均勻地冷卻，以及降低運(yùn)行成本。本發(fā)明可應(yīng)用于常規(guī)壓縮朗肯(Rankine)循環(huán)制冷系統(tǒng)和斯特林(Stirling)循環(huán)冷卻器或低溫冷卻器系統(tǒng)。

圖1到圖6示出了將現(xiàn)有技術(shù)中已知的結(jié)構(gòu)與本發(fā)明的結(jié)構(gòu)相結(jié)合的超低溫(ULT)冷凍器。如現(xiàn)有技術(shù)中已知的，ULT冷凍器通常具有由真空隔離門12閉合的真空隔離柜10。附接到門12的雙重墊圈或三重墊圈14提供密封以抵抗來自周圍環(huán)境的熱和濕氣。

通常，冷凍器通過冷卻設(shè)備的組合來冷卻，該冷卻設(shè)備是連接到制冷劑回路的冷卻器。冷卻器是從制冷劑移除熱并且冷凝制冷劑的機(jī)械制冷機(jī)器。冷卻器被連接至制冷劑回路，該制冷劑回路具有包含將熱從內(nèi)部冷卻空間內(nèi)或周圍傳遞至冷卻器的制冷劑的制冷劑導(dǎo)管。術(shù)語“導(dǎo)管”在本說明書中用于指代制冷劑導(dǎo)管，該制冷劑導(dǎo)管是通過其內(nèi)部通道輸送制冷劑的制冷劑回路的一部分。由于制冷劑的高壓，制冷劑回路中的導(dǎo)管通常主要是金屬管。然而，制冷劑導(dǎo)管能夠包括其他制冷劑通道，包括形成在冷卻器中的通道以及在配件、歧管中或穿過金屬板的通道，例如圍繞常規(guī)家用制冷器的冷凍室的金屬板中的通道。蒸發(fā)式制冷裝備具有制冷劑導(dǎo)管，該制冷劑導(dǎo)管包括蒸發(fā)段和冷凝段，在蒸發(fā)段中，制冷劑通過蒸發(fā)來接收熱，在冷凝段中，制冷劑通過冷卻和冷凝來排出熱。

與本發(fā)明一起使用的冷卻器22被安裝在柜10的頂室16中，但是一些類型的冷卻器能夠位于冷凍器的底部處。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)中已知的并且因此象征性地示出的冷卻器22相關(guān)聯(lián)地運(yùn)行。例如，冷卻器22可以是斯特林循環(huán)冷卻器或低溫冷卻器，這是優(yōu)選的，或者是使用壓縮機(jī)和熱交換器/冷凝器的常規(guī)壓縮朗肯循環(huán)制冷系統(tǒng)。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)中已知類型的主制冷劑回路結(jié)合使用。主制冷劑回路具有連續(xù)的制冷劑導(dǎo)管18，該制冷劑導(dǎo)管被集成到或熱附接到冷凍柜10的內(nèi)部豎直側(cè)壁20用于直接冷卻那些壁20。由于內(nèi)壁20暴露于冷凍器的內(nèi)部空氣并且攔截來自冷凍器外部的熱，因此與壁20相鄰的內(nèi)部空間將接受壁20的溫度。制冷劑導(dǎo)管18的相對(duì)端部被連接到在圖2至圖5中示意性地示出的冷卻器22。

出于顯而易見的原因，以上描述的并且在現(xiàn)有技術(shù)中已知的冷卻設(shè)備隨后將被稱為主冷卻設(shè)備，并且其主要部件為主冷卻器22和主制冷劑導(dǎo)管18。

盡管所述類型的現(xiàn)有技術(shù)的冷凍器已經(jīng)成功地運(yùn)行，但是它們具有需要消除的問題。在制造被熱附接到柜內(nèi)壁的制冷劑導(dǎo)管中的實(shí)際考慮限制了由主冷卻設(shè)備主動(dòng)冷卻的內(nèi)壁的區(qū)域。通常，由于主制冷劑導(dǎo)管沒有沿行橫穿頂柜壁24、底柜壁或門12的內(nèi)壁并與頂柜壁24、底柜壁或門12的內(nèi)壁熱接觸，所以內(nèi)部空間的頂柜壁24和底柜壁(不可見)以及門12的內(nèi)壁不會(huì)被冷卻。原因是難以將管狀導(dǎo)管彎曲成必要的構(gòu)造。常規(guī)地，整個(gè)主制冷導(dǎo)管在其附接到內(nèi)部柜壁的外表面之前被彎曲和成形。主制冷劑導(dǎo)管18需要從其頂部向下的連續(xù)傾斜以避免可能引起蒸汽鎖定的低點(diǎn)或收集部(trap)。這種收集部是略低于其周圍的相對(duì)端部的導(dǎo)管段，這可以允許液態(tài)制冷劑積聚在收集部中。積聚的液體會(huì)阻止汽相運(yùn)動(dòng)通過收集部，這會(huì)破壞主冷卻設(shè)備的性能。當(dāng)然，使側(cè)壁和頂壁或底壁之間的拐角周圍的管狀主制冷劑導(dǎo)管彎曲以便在頂壁或底壁上方延伸制冷劑導(dǎo)管在技術(shù)上是可能的。形成具有所需斜坡以避免低點(diǎn)或收集部的這種主制冷劑導(dǎo)管在技術(shù)上也是可能的。但是，由于難以以不形成流動(dòng)限制、低點(diǎn)或收集部的方式彎曲管狀導(dǎo)管，因此這種制造工藝將大大增加成本。