專利名稱:一種利用煤爐余熱的冰箱的制作方法
本發(fā)明屬于吸收擴(kuò)散式冰箱的改進(jìn)。
吸收擴(kuò)散式冰箱是以熱能為動力的冰箱。吸收式制冷系統(tǒng)(制冷機芯)包括四個主要部分發(fā)生器、冷凝器、蒸發(fā)器、吸收器。整個系統(tǒng)通常是用無縫鋼管焊接制成的。系統(tǒng)內(nèi)抽成真空后充入適量氨、水、氫氣，并密封。
一般的吸收擴(kuò)散式冰箱的高溫?zé)嵩词遣捎妹河?、電、可燃?xì)怏w等對冰箱制冷機芯的發(fā)生器進(jìn)行加熱，使工質(zhì)氨在系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行循環(huán)相變制冷。這要消耗大量能源，很不經(jīng)濟(jì)，例如美國專利3407625號也有設(shè)想采用間接加熱方式的，例如利用熱管和附加的蓄熱裝置將煤爐的熱能傳送至冰箱發(fā)生器的方案，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，笨重，降低爐溫，缺乏實用性。利用煤爐余熱向發(fā)生器供熱，長期以來所存在的困難在于爐溫的波動，即煤爐旺火與封火時溫度相差幾百攝氏度，在這樣火的溫度變化情況下，任何一種吸收擴(kuò)散式冰箱均不能正常工作。
本發(fā)明的目的在于改進(jìn)原有冰箱的結(jié)構(gòu)，并專門設(shè)計與之配套的煤爐余熱集熱器(圖2)。利用煤爐的余熱對發(fā)生器直接加熱。這樣冰箱不消耗任何其它能源，僅利用煤爐余熱便可正常連續(xù)工作，其結(jié)果是制成一種全新產(chǎn)品-家用煤爐余熱冰箱。
本發(fā)明的具體解決方案是廢除現(xiàn)在通行的直管式發(fā)生器結(jié)構(gòu)，改變現(xiàn)有的發(fā)生器與制冷機芯的結(jié)構(gòu)。采用螺旋形發(fā)生器(圖1(1))且與制冷機芯其余部份分裂的方案，即由制冷機芯分裂出來的螺旋發(fā)生器(圖1(1)，圖3(6))，設(shè)置在冰箱旁邊的煤爐(圖1(2))保溫層(圖3(8)中。螺旋發(fā)生器(圖3(6))在置于爐膽(圖3(2))上的余熱集熱器(圖3(4))的螺旋板(圖2(1))上緊密地環(huán)繞。
螺旋發(fā)生器(圖1(1))上端引出管的尾部垂直分成兩根歧管，一根作為精餾管(圖1(4))，另一根作為回氣管(圖1(7))提液管(圖1(5))，圖3(7))在螺旋發(fā)生器(圖1(1)，圖3(6))的中上部與螺旋部分相通，并與發(fā)生器管路平行通過絕熱保溫層(圖1(3))在回氣管(圖1(7))根部垂直進(jìn)入回氣管(圖1(7))并延伸一定高度，提液管(圖1(5))上端開口作為氨氣排出口，使氨氣通過套在其外部的回氣管(圖1(7))輸送至精餾管(圖1(5))下部，與來自螺旋發(fā)生器(圖1(1)，圖3(6))的氨蒸氣一起進(jìn)入精餾管(圖1(4))。提液管(圖1(5))上端一定距離處側(cè)壁有開口，與稀氨水液封管(圖1(6))相通，用以排出稀氨水并防止液封管(圖1(6))左右兩側(cè)的氫氣和氨氣互相串通。
為保證吸收擴(kuò)散式冰箱的發(fā)生器能正常工作，必須使用恒功率熱源。采用本發(fā)明所述的集熱器，能夠近似恒溫地利用煤爐余熱向發(fā)生器連續(xù)提供熱能。
余熱集熱器(圖2)主要由上板(圖2(4))，下板(圖2(3))，外套(圖2(2))和封火蓋(圖2(5))組成。為了充分利用余熱，還可以在上板(圖2(4))，下板(圖2(3))之間設(shè)置吸熱片(圖2(6))及外套(圖2(2))周圍增設(shè)螺旋板(圖2(1))。
作為最佳實施例，余熱集熱器構(gòu)造如圖2所示，上板(圖2(4))和下板(圖2(3))的中心開有大孔形成爐口，孔的大小以能方便地放入蜂窩煤為度。上板(圖2(4))和下板(圖2(3))之間拉開一定距離形成夾層結(jié)構(gòu)。下板(圖2(3))上面固定有呈幅射狀分布的金屬片作為吸熱片(圖2(6))，其長度不得超過爐口，高度應(yīng)略低于外套(圖2(2))頂端。上板(圖2(4))可以是活動的，類似普通煤爐的爐圈，距爐口中心一定距離均勻分布多個小孔或小縫，以供封火時排逸煙氣。外套(圖2(2))和下板(圖2(3))可以焊接也可鑄為一體，該集熱器是安裝在煤爐的爐膽(圖3(2))上，作為煤爐爐盤。集熱器(圖3(4))外圍有保溫層(圖3(8))，煤爐的最外層是薄鋼板制成的外殼(圖3(1))。煤爐封火時，除用封火蓋(圖3(9))把爐口蓋上外，還要把保溫蓋(圖3(5))蓋上。
當(dāng)煤爐旺火時，煤爐的煙氣直接從爐口排出，與集熱器(圖3(4))的熱交換面積小，因此，集熱器(圖3(4))不過熱。當(dāng)煤爐封火時，煙氣由于受到封火蓋(圖3(9))的阻擋，只能從集熱器(圖3(4))夾層內(nèi)密集排列的吸熱片(圖2(6))間通過并與其換熱，然后通過上板(圖2(4))的小孔逸出。由于與集熱器(圖3(4))換熱面積大，集熱器(圖3(4))得到的熱量多因此溫度不會降低。由此，可保證螺旋發(fā)生器(圖3(6))在足夠高的恒定溫度下穩(wěn)定地連續(xù)工作。
集熱器(圖3(4))為金屬構(gòu)件，可用金屬焊接，也可鑄造、成型。
本發(fā)明所說的冷凝器(圖1(10))為板式結(jié)構(gòu)，是由壓有溝槽并沖出百葉窗的薄鋼板二塊對合或與一塊只沖出百葉窗的薄鋼板對合，然后沿溝槽連續(xù)滾焊制成。這樣的板式冷凝器(圖1(10))比常用的鋼管肋片式冷凝器散熱效率高，占據(jù)空間小，加工方便，且可水平放置在冰箱頂部，用以代替頂部的裝飾板。
本發(fā)明所述的制冷系統(tǒng)管路中，采用低熱阻管路，即在管道中填充適量的金屬鐵絲網(wǎng)。作為最佳實施例，金屬絲的橫斷面為矩形。
本發(fā)明的工作流程如下所述螺旋發(fā)生器(圖1(1)，圖3(6))由集熱器(圖3(4))吸收熱量，將由儲液筒(圖1(14))流入的濃氨水加熱，氨水蒸發(fā)為氣態(tài)氨，經(jīng)精餾管(圖1(4))流入冷凝器(圖1(10))，冷凝為液態(tài)氨，然后進(jìn)入位于冰箱(圖1(15))絕熱保溫層(圖1(8))內(nèi)的蒸發(fā)器(圖1(9))。液氨與來自吸收器(圖1(13))的較純凈的氫氣相遇，由于氨的分壓很小，于是液態(tài)氨便劇烈蒸發(fā)，向氫氣中擴(kuò)散(氫氣也稱為擴(kuò)散劑)，同時吸熱制冷。
蒸發(fā)器(圖1(9))中的氨蒸氣與氫氣混合的氣體由蒸發(fā)器(圖1(9))管路另一端向下流入儲液筒(圖1(14))并從其上部空間(儲液筒中的濃氨水不許灌得太滿，要留有一定空間)進(jìn)入吸收器(圖1(13))的下部，且沿吸收器(圖1(13))盤管上升。
螺旋發(fā)生器(圖1(1))中蒸發(fā)后剩下的稀氨水進(jìn)入提液管(圖1(5))，由于集熱器(圖3(4))的加熱，稀氨水進(jìn)一步蒸發(fā)，蒸發(fā)出的氣態(tài)氨和少量水蒸汽形成的氣泡攜帶液柱沿提液管(圖1(5))上升，稀氨水經(jīng)稀氨水液封管(圖1(6))排入稀氨水回水管(圖1(12))，氨蒸氣則由提液管(圖1(5))頂部排出，經(jīng)回氣管(圖1(7))導(dǎo)入精餾管(圖1(4))下部，參與精餾過程。
稀氨水由稀氨水回液管(圖1(12))經(jīng)散熱降溫后，流入吸收器(圖1(13))頂部，并沿吸收器(圖1(13))的盤管下流，與由吸收器(圖1(13))底部上升的氨氫混合氣逆流接觸，其中的氨蒸氣被稀氨水吸收而成濃氨水，流入儲液筒(圖1(14))氫氣比重小，沿管路上升，經(jīng)預(yù)冷后進(jìn)入蒸發(fā)器(圖1(9))，與由冷凝器(圖1(10))來的液氨相遇，使液氨擴(kuò)散蒸發(fā)制冷。重復(fù)上述循環(huán)。壓力平衡管(圖1(11))是用來穩(wěn)定系統(tǒng)壓力用的。
本發(fā)明的優(yōu)點在于利用煤爐余熱作為冰箱的熱能，不額外增加能耗，不用油，不耗電，沒有導(dǎo)熱裝置，結(jié)構(gòu)簡單。煤爐與冰箱各自獨立，冰箱工作時不降低爐溫，不影響煤爐正常使用，冰箱使用方便，壽命長。
權(quán)利要求
1.一種利用煤爐余熱的吸收擴(kuò)散式冰箱，其特征在于采用了一個板式冷凝器[圖1(10)]以及一個可以吸收煤爐余熱的集熱器[圖2]和一個螺旋發(fā)生器[圖1(1)，圖3(6)]。
2.按照權(quán)利要求
1所述的冰箱，其特征在于螺旋發(fā)生器〔圖1(1)，圖3(6)〕與制冷機芯其它部分分裂，將其管路彎曲成螺旋狀，并布置在煤爐保溫層〔圖3(8)〕中，使螺旋部分在集熱器外套〔圖2(2)〕環(huán)繞或固定在螺旋板〔圖2(1)〕上。
3.按照權(quán)利要求
1所說的冰箱，其特征在于發(fā)生器的提液管〔圖1(5)〕與螺旋發(fā)生器〔圖1(1)，圖3(6)〕中上端相通并由煤爐外壁引出，通過絕熱保溫層〔圖1(3)〕后便垂直上升到一定高度，在接近提液管〔圖1(5)〕頂部開口處與稀氨水液封管〔圖1(6)〕相通。(若稀氨水回水管直接向下，則液封管〔圖1(6)〕伸直，成為回水管的一部分)
4.按照權(quán)利要求
1所說的冰箱，其特征在于所用集熱器〔圖2〕是由封火蓋〔圖2(5)〕，上板〔圖2(4)〕，下板〔圖2(3)〕和外套〔圖2(2)〕構(gòu)成，集熱器上板和下板位于煤爐爐膽〔圖3(2)〕之上。
5.按照權(quán)利要求
1所述的冰箱，其特征在于集熱器上板〔圖2(4)〕，下板〔圖2(3)〕中心開孔，其大小以能方便地放入蜂窩煤為度。上板和下板平行并間隔一定距離固定在外套〔圖2(2)〕上，上板和下板的中心孔構(gòu)成煤爐爐口。
6.按照權(quán)利要求
1所說的冰箱，其特征在于集熱器上板〔圖2(4)〕距中心孔一定距離處環(huán)布一定數(shù)量的排煙小孔或縫隙。
7.按照權(quán)利要求
1所說的冰箱，其特征在于集熱器上板〔圖2(4)〕和下板〔圖2(3)〕之間中心孔周圍呈幅射狀分布有一定數(shù)量的吸熱片〔圖2(6)〕，固定在上板〔圖2(4)〕或下板〔圖2(3)〕上。
8.按照權(quán)利要求
1、4、5、6、7所說的集熱器，其特征在于集熱器外套〔圖2(2)〕也可以由傳熱導(dǎo)管或熱管的蒸發(fā)段彎曲成園環(huán)形構(gòu)成。此種情況下便可通過傳熱導(dǎo)管或熱管，向一般的吸收擴(kuò)散式冰箱發(fā)生器近似恒溫地提供熱能。
9.按照權(quán)利要求
1所說的冰箱，其特征在于集熱器〔圖2〕可用金屬焊接，也可鑄造成型。
10.按照權(quán)利要求
1所說的冰箱，其特征在于，冷凝器〔圖1(10)〕為板式結(jié)構(gòu)，是由壓有溝槽并沖出百葉窗的薄鋼板二塊對合或與一塊只沖有百葉窗的薄鋼板對合后，沿溝槽邊連續(xù)滾焊制成，其溝槽便形成管路。
11.按照權(quán)利要求
1所說的冰箱，其特征在于，板式冷凝器〔圖1(10)〕可作為裝飾板放置在冰箱頂部。
12.按照權(quán)利要求
1所說的冰箱，其特征在于，制冷系統(tǒng)的管路可填充金屬絲網(wǎng)，構(gòu)成低熱阻管路。
13.按照權(quán)利要求
1所說的冰箱，其特征在于低熱阻管路內(nèi)的金屬絲網(wǎng)橫截面為矩形。
專利摘要
一種利用煤爐余熱的吸收擴(kuò)散式冰箱，該冰箱的發(fā)生器與制冷機芯的其余部分分裂，并彎曲成螺旋狀。其彎曲部分要安裝在位于冰箱旁邊的煤爐保溫層中、沿煤爐余熱集熱器外套的螺旋板環(huán)繞。
文檔編號F25B39/04GK85100613SQ85100613
公開日1986年8月13日 申請日期1985年4月1日
發(fā)明者楊杰 申請人:楊杰導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan