專利名稱：電冰箱真空隔熱箱體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型采用真空隔熱箱體作為電冰柜的隔熱箱體，它涉及電冰柜的節(jié) 能，它適用于各類電冰柜。
背景技術(shù)：
電冰柜的箱體內(nèi)外存在很大的溫差，由于溫差存在導(dǎo)致箱外熱量傳向箱內(nèi)， 迫使電冰柜壓縮機(jī)再次重新工作，再次消耗電能來降低電冰柜箱內(nèi)的溫度。為減 弱電冰柜箱體內(nèi)外傳熱，目前國內(nèi)外對電冰柜的箱體均采用泡沬塑料作為隔熱材
料，以減弱電冰柜箱體的傳熱，據(jù)統(tǒng)計(jì)電冰柜每小時(shí)工作4 5次， 一天耗電在l 1.8kW'h左右。本人曾設(shè)計(jì)一種真空隔熱電冰箱，專利號為200420092191.0。
該專利的主要技術(shù)特征是由多個(gè)平板箱體組成一個(gè)整體箱體。
實(shí)用新型目的
本實(shí)用新型的目的就是提供一種用真空和熱反射薄膜作為電冰柜箱體的隔 熱方案，由此設(shè)計(jì)一種箱體加工制造工藝簡單，且承壓性能和封閉性能均為更好 的節(jié)能電冰柜。
實(shí)用新轚的內(nèi)容
為實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案就是將電冰柜隔熱箱體設(shè) 計(jì)成一個(gè)封閉良好完整整體，它可以是圓筒形狀，也可以是一個(gè)長方體形狀。箱 體內(nèi)部安裝有熱反射薄膜板，內(nèi)部表面由黑度系數(shù)很小的材料制成，內(nèi)部抽成真 空。冰柜蓋箱體與冰柜整體箱體的密封采用微正壓氣體密封袋密封。與本人原有 專利比較，本技術(shù)方案的傳熱熱點(diǎn)減少了，因此，它更為節(jié)能。


以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行具體說明。 圖一是電冰柜真空隔熱箱體的整體箱體和冰柜蓋箱體的立面剖視圖； 圖二是圖一所示剖視圖A-A處的剖面圖三是實(shí)用新型另一實(shí)施方式圖一所示剖視圖A-A處的剖面圖。 圖一給出了冰柜蓋箱體[l]，冰柜蓋箱體[1]內(nèi)部空間安裝熱反射薄膜板[4]， 熱反射薄膜板[4]的四周由上固定環(huán)[2]和下固定環(huán)[3]固定。上固定環(huán)[2]與冰柜 蓋箱體[l]焊接聯(lián)接，下固定環(huán)[3]采用熱阻大的材料，用螺釘[33]將它和熱反射 薄膜板[4]一起固定在上固定環(huán)[2]上。熱反射薄膜板[4]的中心部位由支撐板[8] 和支撐桿[9]支撐。支撐板[8]選用熱阻大的材料，支撐桿[9]選用鋼材料，并與 冰柜蓋箱體[l]焊接固定。熱反射薄膜板[4]其上鉆有若干個(gè)冰柜蓋減阻孔[12]， 圖一中用點(diǎn)畫線表示。冰柜蓋箱體[1]焊有冰柜蓋抽真空管側(cè)孔[7]，其孔的位置 在熱反射薄膜板[4]的下方，這樣熱反射薄膜板[4]的上下兩面均有孔形成連通， 抽真空時(shí)摩阻小且該板不發(fā)生形變。冰柜蓋箱體[l]的內(nèi)部設(shè)有冰柜蓋吸氣劑 [10]。冰柜蓋箱體[l]的下面設(shè)有冰柜蓋隔熱層[ll]，冰柜蓋隔熱層[ll]匕鑲有 微正壓氣體密封袋[5]，它提供略大于大氣壓力的可靠接觸密封。微正壓氣體密 封袋[5]下面是環(huán)形隔熱層[14]，環(huán)形隔熱層[14]內(nèi)設(shè)有冰柜功能通孔[13]，冰 柜功能通孔[13]是電冰柜制冷功能管線和功能電線的通道，在圖一中用兩條相交 的點(diǎn)劃線表示。
整體箱體[15]的內(nèi)壁螺旋式地纏繞一層鋁箔，即為內(nèi)反射膜[28]。在整體箱 體[15]的內(nèi)壁上端焊上檔環(huán)[30]，在檔環(huán)[30]上套上內(nèi)固定環(huán)[16]，將內(nèi)熱反射 薄膜板[21]再套在內(nèi)固定環(huán)[16]上，用內(nèi)固定螺釘[17]將內(nèi)熱反射薄模板[21]固 定在內(nèi)固定環(huán)[16]上。在內(nèi)固定環(huán)[16]上再套上外固定環(huán)[32]， 二者之間設(shè)有微 小錐度配合，所以外固定環(huán)[32]不會向下移動。將外熱反射薄膜板[29]套在外固 定環(huán)[32]上，用外固定螺釘[31]將其固定在外固定環(huán)[32]上。內(nèi)熱反射薄膜板[21]
和外熱反射薄膜板[29]在整體箱體[15]下端固定采用和上端相同部件及相同的 固定方法。內(nèi)熱反射薄膜板[21]和外熱反射薄膜板[29]鉆有若干個(gè)減阻孔[19]， 圖一中用點(diǎn)劃線表示。整體箱體[15]層內(nèi)設(shè)置吸氣劑[18]，整體箱體[15]的內(nèi)面 設(shè)置內(nèi)隔熱層[20]。圖一中所有實(shí)心圓點(diǎn)均為箱體強(qiáng)度加強(qiáng)筋[22]，它的作用是 防止箱體發(fā)生形變，因箱體內(nèi)部真空，箱體內(nèi)外壁承受大氣壓力。整體箱體[15] 內(nèi)底部由底部支撐環(huán)[23]和底部支撐管[24]支撐固定，底部支撐環(huán)[23]與整體箱 體[15]采用點(diǎn)焊聯(lián)接，點(diǎn)焊聯(lián)接的目的是減少傳熱面積，減弱傳熱。而底部支撐 管[24]則采用熱阻大的材料，并且其上鉆有支撐管側(cè)孔[27]，支撐管側(cè)孔[27]的 作用是抽真空時(shí)防止空氣積存在其管內(nèi)，進(jìn)而降低箱內(nèi)的真空度。整體箱體[15] 的底部設(shè)有底部抽真空管[25]，底部抽真空管[25]設(shè)有底部側(cè)孔[26]，其作用與 冰柜蓋抽真空管側(cè)孔[7] —樣。底部抽真空管[25]與整體箱體[15]采用焊接聯(lián)接。
圖二和圖三中的所有零部件均包含在圖一中，圖三表示整體箱體[15]橫截面 為長方形。
有益效果
當(dāng)采用原有技術(shù)方案，以138升電冰柜為例，該電冰柜的傳熱量計(jì)算如下 Q柜二(X/S) At F二O. 04W/m。C/0.035mX [20— ( — 15) ]。CX1.8m2 =72W。
考慮電冰柜存在傳熱熱點(diǎn)、經(jīng)常開門、箱門密封不嚴(yán)等其它因素實(shí)際傳熱功 率可能比計(jì)算值大出一倍左右，即為144W，當(dāng)電冰柜工作時(shí)間系數(shù)為0.3時(shí)，則 一天消耗電能為0. 144kWX24h/天X0. 3=1. 04kW h=l. 04度/天。
上式計(jì)算中，S二0.035m， A=0.04W/m°C， At=[20— ( — 15) ]。C。在 夏季電冰柜的環(huán)境溫度可達(dá)到30°C，此時(shí)電冰柜一天耗電量按上式進(jìn)行計(jì)算其數(shù) 值要大于1.33度。
當(dāng)采用本技術(shù)方案，不考慮整體箱體[15]和冰柜蓋箱體[1]中內(nèi)隔熱層[20]
和隔熱層[U]的熱阻作用，箱體按輻射傳熱計(jì)算如下
工程熱力學(xué)計(jì)算結(jié)果表明，當(dāng)輻射傳熱面之間設(shè)有遮熱板時(shí)，也就是本技術(shù) 方案所設(shè)有熱反射薄膜板時(shí)，通過遮熱板的傳熱量Qx是無遮熱板時(shí)的l/(n + l)。 n為遮熱板個(gè)數(shù)，當(dāng)有一個(gè)遮熱板為原無遮熱板時(shí)的1/(1 + 1) =1/2，當(dāng)有兩個(gè) 遮熱板為原無遮熱板時(shí)的1/(2 + 1) =1/3。設(shè)無遮熱板時(shí)的傳熱量為q3e,則有-
Q無,=Cx.FB [(L /100)4-(Ta/100)4]
上式中，Cx為箱內(nèi)B輻射面與A輻射面之間某層面的輻射系數(shù)，本例B面為 高溫面，A面為低溫面，溫度由B面?zhèn)飨駻面，也就是Tb是箱外溫度，Ta是箱內(nèi) 溫度，當(dāng)各層面采用相同材料時(shí)，則箱內(nèi)各層面的輻射系數(shù)均相等，即CX=CA =CB，當(dāng)采用鋁箔時(shí)，
Cx=CA-CB=0. 2326W/ m2 。K4， TB=273°K+20°K=2930K TA=2 7 30K+ ( — 15) 。K=258°K， FA=1.8m2 ， FB=2. 383m
1
Cx =-
l/cA+ (1/cb—1/c0) n
1
1/0. 2326W/ m2 0K4+ (1/0. 2326W/ m2 0K4—1/5. 6987 W/ m2 °K4) X 1. 324 =0.謂/m2 0K4
上式中CA=CB=0. 2326 W/m2 °K4， C。=5. 6987 W/m2 °K4， n=FB/FA=1.324
Q無，=CX.FB[(TB /100)4-(1V100)4]
=0, 102W/m2. VX2.383 m2[(2. 93)4-(2. 58)4]0K4=7.14 W QX = 1/3QS=7.14 W=2.38 W。
實(shí)際上箱體不可能絕對真空，以及結(jié)構(gòu)中仍有傳熱熱點(diǎn)等其它因素，計(jì)算取 值可大些，取到計(jì)算值的3倍時(shí)，即為7.14W，當(dāng)電冰柜工作時(shí)間系數(shù)為0.3時(shí)， 一天耗電量為
0. 00714 kWX24h/天X0. 3 = 0. 051kW h/天二0. 051度/天 每天則節(jié)電率為
0.051度/天
l一-=95%
1.04度/天
每年節(jié)省電費(fèi)為365天/年X G.04度一0.051度)/天XO. 65元/度=234. 6
元/年
本技術(shù)方案多投入的成本如鋼板、鋁箔等材料，加之制造時(shí)增加工時(shí)費(fèi)，焊 接及其它不可預(yù)計(jì)費(fèi)用合計(jì)310元左右，則1年零4個(gè)月可收回投資。如果電冰 柜使用壽命15年，加之我國電冰柜用量巨大，顯然有可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會效、/.
FT^ o
最佳實(shí)施方式
l.箱體部件安裝
在加工制造整體箱體[15]和冰柜蓋箱體[1]時(shí)注意先安裝其內(nèi)部部件，按照 先里后外，自上而下的原則進(jìn)行安裝。如制作冰柜蓋箱體[l]時(shí)，應(yīng)優(yōu)先安裝上 固定環(huán)[2]、下固定環(huán)[3]、熱反射薄膜板[4]、上蓋吸氣劑[10]最后封閉冰柜蓋 箱體[l]、整體箱體[15]的內(nèi)部安裝與冰柜蓋箱體[1]類似。 內(nèi)固定環(huán)[16]和外固定環(huán)[32]采用熱阻大的材料。內(nèi)反射膜[28]采用厚度為
0.04mm的工業(yè)鋁箔，內(nèi)熱反射薄膜板[21]和外熱反射薄膜板[29]采用厚度為 0.08mm的工業(yè)鋁箔，內(nèi)熱反射薄膜板[21]、外熱反射薄膜板[29]的底部帶有圓形 底部形成封閉筒，其底部也有若干個(gè)減阻孔[19]，在圖一中用點(diǎn)劃線表示，他們 的制做是在一定直徑的圓柱形胎具上螺旋纏繞成形。
2. 焊接
本產(chǎn)品的質(zhì)量在很大程度上取決于悍接的質(zhì)量，由于壁薄采用氬弧焊為宜， 制定焊后箱體打壓撿漏和焊后焊縫檢驗(yàn)的制度。冰柜蓋箱體[1]和整體箱體[15] 的內(nèi)部安裝完畢及焊接封閉后，在各自的保護(hù)胎具內(nèi)打壓試驗(yàn)，試驗(yàn)壓力為 0. 4MPa，不滲不漏為合格，之后再進(jìn)行抽真空作業(yè)。
3. 抽真空
抽真空的設(shè)備采用羅茨泵和旋片泵所組成的機(jī)組。根據(jù)機(jī)組的排氣量， 一次 設(shè)計(jì)成抽空多個(gè)箱體。當(dāng)機(jī)組泵頭壓力為0.5Pa時(shí)，箱體再抽l小時(shí)后進(jìn)行封口 焊接封閉箱體。圖一結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)中已經(jīng)充分考慮到抽真空時(shí)結(jié)構(gòu)和管路所形成的 摩阻，如果存在較大的摩阻，則箱內(nèi)達(dá)不到高度真空。在進(jìn)行批量生產(chǎn)之前充分 進(jìn)行單體抽真空實(shí)驗(yàn)。機(jī)組泵頭壓力0.5Pa，它不是箱體的內(nèi)部壓力，因?yàn)橄潴w 內(nèi)部壓力是P ^ = 0. 5Pa+P 阻，就是抽完真空封口作業(yè)完畢后，箱體內(nèi)的壓力P 內(nèi)要大于泵頭壓力0. 5Pa，只有當(dāng)P鵬很小時(shí)，二者才比較接近。圖一結(jié)構(gòu)中設(shè)有 若干個(gè)減阻孔[19]和冰柜蓋減阻孔[12]、冰柜蓋抽真空管側(cè)孔[7]、底部側(cè)孔[26] 加之內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡單，因此摩阻會很小。
4. 清潔材料
整體箱體[15]、冰柜蓋箱體[l]的內(nèi)部部件除采用清潔不揮發(fā)的材料外，其 部件表面還要進(jìn)行除油污工序作業(yè)。特別是內(nèi)、外熱反射薄膜板[21]和[29]，以 及內(nèi)反射膜[28]均為工業(yè)鋁箔，上面有一層輕質(zhì)油，在安裝前必須清除油污及烘 干處理。其它進(jìn)行組焊的鋼板也要進(jìn)行除銹及相應(yīng)的清潔工作。因?yàn)槿魏挝⑿〉?br> 臟物和油污都會產(chǎn)生氣體充滿箱體內(nèi)部空間，使箱體真空度降低。 5.箱體的形狀和材料
最佳實(shí)施方式取決于電冰柜隔熱箱體的形狀及其采用的材料。本技術(shù)方案的 實(shí)施方式之一是采用圓筒狀箱體，其材料選用機(jī)械強(qiáng)度和焊接性能良好的合金 鋼。因?yàn)閳A筒狀箱體在相同壁厚的條件下，其承受內(nèi)壓和外壓性能均大大高于箱 體狀的箱體，并且圓筒狀箱體的加工制造工藝和其內(nèi)部部件安裝工藝簡單和方
便，因此它的制造成本比箱體狀箱體要低得多。冰柜蓋箱體[1]和整體箱體[15]
的材料也可選用揮發(fā)量很小的清潔塑料，其制造工藝采用塑料注射模具生產(chǎn)工 藝。它的優(yōu)點(diǎn)是箱體整體視導(dǎo)系數(shù)比鋼材料要低得多，因塑料材料的導(dǎo)熱系數(shù)比 鋼材要低得多，則所設(shè)計(jì)的電冰柜更為節(jié)能。缺點(diǎn)是它的壁厚比鋼材要大。產(chǎn)品 生產(chǎn)規(guī)模小時(shí)生產(chǎn)成本高。按圖一的結(jié)構(gòu)，不改變箱體結(jié)構(gòu)，只改變箱體形狀的
前提下冰柜蓋箱體[1]和整體箱體[15]可以制成長方體形狀，如附圖三所示。它 的優(yōu)點(diǎn)是人性化感官好，因?yàn)槟壳半姳竦男螤钍情L方體。但是，與圓筒狀箱體 比較它的缺點(diǎn)是制造成本高。
對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說上述優(yōu)選實(shí)施例，在不脫離本發(fā)明原理的前 提下，是很容易實(shí)施的，這些也應(yīng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種電冰箱真空隔熱箱體包括冰箱蓋箱體、整體箱體、冰箱門箱體，其特征在于整體箱體[1]的內(nèi)壁螺旋纏繞內(nèi)反射膜[25]，其內(nèi)部空間安裝內(nèi)熱反射薄膜板[21]、外熱反射薄膜板[22]、底部抽真空管[30]，冰箱蓋箱體[2]的內(nèi)部空間安裝熱反射薄膜板[5]和冰箱蓋抽真空管[6]，冰箱門箱體[37]的內(nèi)部空間安裝冰箱門熱反射薄膜板[38]和冰箱門抽真空管[43]，冰箱門箱體[37]外面鑲有冰箱門隔熱板[39]，冰箱門隔熱板[39]內(nèi)鑲有微正壓氣體密封袋[36]。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述電冰箱真空隔熱箱體，其特征在于內(nèi)熱反射薄膜板 [21]和外熱反射薄膜板[22]上均設(shè)有減阻孔[27]。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述電冰箱真空隔熱箱體，其特征在于底部抽真空管[30] 上設(shè)有底部側(cè)孔[31]。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述電冰箱真空隔熱箱體，其特征在于熱反射薄膜板[5] 上設(shè)有冰箱蓋減阻孔[IO]。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述電冰箱真空隔熱箱體，其特征在于冰箱蓋抽真空管 [6]上設(shè)有冰箱蓋抽真空管側(cè)孔[7]。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述電冰箱真空隔熱箱體，其特征在于冰箱門熱反射薄 膜板[38]上帶有冰箱門減阻孔[46]。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述電冰箱真空隔熱箱體，其特征在于冰箱門抽真空管 [43]上設(shè)有冰箱門抽真空管側(cè)孔[44]。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種電冰箱真空隔熱箱體，它涉及電冰箱的節(jié)能。為減弱電冰箱內(nèi)外熱量的傳遞，在電冰箱隔熱箱體的內(nèi)部空間采用真空和熱反射薄膜作為電冰箱的隔熱技術(shù)方案，其節(jié)能率達(dá)60％以上，該技術(shù)適用于各類電冰箱。它由冰箱蓋箱體、整體箱體、冰箱門箱體、微正壓氣體密封袋、熱反射薄膜板、內(nèi)隔熱板、抽真空管、減阻孔、內(nèi)反射膜等構(gòu)成。
文檔編號F25D23/06GK201191122SQ200720133650
公開日2009年2月4日 申請日期2007年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月29日
發(fā)明者孟范中 申請人:孟范中