CN110285623B - 冰箱 - Google Patents
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Abstract
本发明揭示了一种冰箱,包括气流通道和稳压室,气流通道包括循环风道、空腔和蒸发器室,蒸发器室通过循环风道连通至空腔;稳压室,其内围出稳压腔,稳压腔内设置活塞,活塞在稳压腔内部往复滑动,活塞将稳压腔分隔为与气流通道连通的第一气室和与大气连通的第二气室。气流在气流通道内部循环流通,在出现温度变化时,第一气室和第二气室之间有气压差,导致活塞滑动进而使第一气室发生体积变化,从而改变气流通道内的压强,避免气流通道内的压强过大或过小导致气流通道的结构变形的问题。
Description
技术领域
本发明涉及冰箱领域,尤其涉及一种具有对制冷间室进行间接制冷的冰箱。
背景技术
现有的风冷冰箱,常会存在食物易被吹干、蒸发器结霜、串味等问题,为了克服上述问题,通过间接制冷的方式,将冷量限制在内部的空间里,与外部的冷藏室或冷冻室仅通过热交换的方式能有效地解决。
但将冷量限制在内部空间内循环后,由于热胀冷缩的问题,根据理想气体状态方程:P1V1/T1=P2V2/T2,同一密闭空间,随着温度降低,其压强也会降低,内外气压差导致箱体存在变形的问题,若需要排除压差导致变形的问题,假设内外气压相同,以实际夏天现实使用条件为例,冰箱使用前气温37℃,冰箱使用制冷时循环冷风的气温为-33℃,由公式V1/(273+37)=V2/(273-33),得出:V2=0.77V1,即内部空间的体积需要变为原来的77%,才能避免内外压强差导致变形的问题。因此,如何保留该设计方案的好处,又解决上述问题,同时减少新的方案带来新的问题,是本发明所要克服的难点。
发明内容
为解决上述的问题,本发明的目的在于提供一种能够收容因热胀冷缩导致的空间变量的稳压腔的风冷冰箱。
为实现上述发明目的之一,本发明一实施例提供了一种冰箱,包括:
气流通道,包括循环风道、空腔和蒸发器室,所述蒸发器室通过所述循环风道连通至所述空腔;
稳压室,其内围出稳压腔,所述稳压腔内设置活塞,所述活塞在所述稳压腔内部往复滑动,所述活塞将所述稳压腔分隔为第一气室和第二气室,所述第一气室与所述气流通道连通,所述第二气室与大气连通。
作为本发明一实施例的进一步改进,包括箱体,所述稳压室及所述气流通道均设置于所述箱体内部。
作为本发明一实施例的进一步改进,所述稳压室包括具有开孔的盖板,所述第二气室通过所述开孔与大气连通。
作为本发明一实施例的进一步改进,所述活塞具有收缩位置和伸展位置,当所述活塞运动至所述收缩位置时,所述第一气室的容积为最小值,当所述活塞运动至所述伸展位置时,所述第二气室的容积为最小值;所述稳压室内在所述收缩位置设置收缩限位部,在所述伸展位置设置伸展限位部;
所述稳压室外侧设置保温结构,当所述活塞处于所述伸展位置时,保温结构至少包覆于所述第一气室外侧。
作为本发明一实施例的进一步改进,当所述活塞处于所述伸展位置时,所述活塞具有进一步压缩所述第二气室的趋势;和/或,当所述活塞处于所述收缩位置时,所述活塞具有进一步压缩所述第一气室的趋势。
作为本发明一实施例的进一步改进,当所述活塞处于所述伸展位置时,所述保温结构包覆于所述第一气室外侧和至少部分所述第二气室外侧。
作为本发明一实施例的进一步改进,所述活塞的材料设置为保温材料。
作为本发明一实施例的进一步改进,在所述活塞滑动方向的两侧均设置密封件,所述密封件分别与所述活塞和所述稳压腔密封连接。
作为本发明一实施例的进一步改进,所述密封件均环设于所述稳压腔的内壁,且设置为沿活塞往复运动的方向可折叠或伸展的褶皱结构。
作为本发明一实施例的进一步改进,所述空腔由第一内胆和第二内胆合围形成,所述第二内胆包覆于所述第一内胆外侧,所述第一内胆至少部分设置为导热材质,所述第一内胆内侧围出间室,所述间室和所述空腔通过所述导热材质进行热交换。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:气流在气流通道内部循环流通,在蒸发器室被制冷后,通过循环风道送入空腔,稳压室内的第一气室与气流通道连通,第二气室与大气连通,在出现温度变化时,在第一气室和第二气室之间气压差的影响下,导致活塞滑动进而使第一气室发生体积变化,从而改变气流通道内的压强,避免气流通道内的压强过大或过小导致气流通道的结构变形的问题。
附图说明
图1是本发明一实施例冰箱的原理示意图,其中示意了活塞处于收缩位置;
图2是本发明一实施例冰箱的原理示意图,其中示意了活塞处于伸展位置;
图3是本发明一实施冰箱的纵剖视图,其中示意了活塞处于收缩位置;
图4是本发明一实施冰箱的纵剖视图,其中示意了活塞处于伸展位置;
其中,1、第一内胆;2、第二内胆;3、循环风道;4、蒸发器室;5、稳压室;6、活塞;7、密封件;8、盖板;81、开孔;S1、气流通道;S2、空腔;S3、第一气室;S4、第二气室;S5、间室。
具体实施方式
以下将结合附图所示的具体实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明,本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。
本发明例提供一种冰箱,冰箱包括气流通道S1,冷量在气流通道S1内部循环流动,还设置稳压室5与气流通道S1连通,稳压室5内的活塞6可滑动,引起与气流通道S1连通的第一气室S3体积变化,从而避免了热胀冷缩损坏气流通道S1或结构变形的问题,下面结合附图实施例,对本发明的技术方案进行介绍,本发明的保护范围不以此为限,在本实施方式中所提及的各项改进可适应性地应用于其他冰箱中。
本实施例介绍了一种冰箱,冰箱包括第一内胆1、第二内胆2、蒸发器室4以及循环风道3,第一内胆1内侧围出间室S5,第二内胆2包覆于第一内胆1外侧,第一内胆1与第二内胆2合围出位于二者之间的空腔S2,蒸发器室4与空腔S2之间通过循环风道3连通,蒸发器室4、循环风道3以及空腔S2之间形成气流通道S1;冰箱内的冷气在气流通道S1内部从蒸发器室4经循环风道3流至空腔S2内,再经过循环风道3流回蒸发器室4,蒸发器室4内设置了蒸发器,对气流进行制冷,空腔S2内的冷量与制冷间室S5内的气体不连通,仅发生热交换,将冷量与制冷间室S5形成间接的热传递后,空腔S2内的气体被加热,再传输至蒸发器室4制冷。
第一内胆1至少部分设置为导热材质,间室S5和空腔S2通过导热材质进行热交换;第二内胆2的设置为隔热材料,和/或第二内胆2外侧设置保温材料,使气流通道S1内的冷量仅通过第一内胆1传递到内部间室S5中,间室S5将内部的热量传递到气流通道S1中送入蒸发器室4中制冷;另外,第一内胆1可以选用较硬的材质,如不锈钢/铝等金属,第二内胆2可以选择隔热材料,如ABS或PS之类的材料,导热性好且较硬的第一内胆1,可以支撑冰箱内的搁物架或抽屉等,不易产生变形,导热性不好的第二内胆2,可以防止将气流通道S1内的冷量传输到第二内胆2外侧。
如背景技术所提,现有的冷量限制在气流通道S1的内部循环,因为热胀冷缩会导致冰箱箱体伸缩变形,导致影响美观甚至无法使用的问题。
为解决上述技术问题,本发明提供了具有稳压室5的冰箱,稳压室5内设置可往复滑动的活塞6,图1和图2为原理的示意图。气流通道S1内的气体循环流动的过程中,会因为温度变化导致压强变化,稳压室5内部形成有容积可变的第一气室S3,第一气室S3与气流通道S1之间气体连通,稳压室5内的活塞6具有收缩位置和伸展位置,在气流通道S1内温度变低的时候,活塞6运动至图1所示的收缩位置,第一气室S3体积变小,避免了内部压强小于外部压强,导致第一内胆1或第二内胆2变凹的问题;在气流通道S1内温度升高的时候,活塞6运动至图2所示的伸展位置,第一气室S3体积变大,避免了气流通道S1内部压强大于外部压强,导致第一内胆1或第二内胆2凸起的问题。
与上述原理相对应的,稳压室5可以连接气流通道S1的任何位置,在气流通道S1内气体的循环路径上连通稳压室5,例如稳压室5可以与循环风道3连通,或者与空腔S2连通,使得气流通道S1内部温度变化时可以通过体积变化释放压力。
本实施例中,将冰箱门体相对于第一内胆1围出的间室S5的方向定义为前,反之为后,竖直方向上冰箱的顶部为上,反之为下。
进一步地,稳压室5内部围出稳压腔,稳压腔内设置活塞6,活塞6在稳压腔内部往复滑动,活塞6将稳压腔分隔为第一气室S3和第二气室S4,第一气室S3与气流通道S1连通,第二气室S4与大气连通,当活塞6向第一气室S3滑动,第一气室S3的容积变小,第二气室S4的容积变大;当活塞6向第二气室S4滑动,第一气室S3的容积变大,第二气室S4的容积变小,本实施例中,如附图3和4所示,活塞6滑动的方向设置为前后滑动,第二气室S4设置在第一气室S3的前方,第二气室S4在后方与气流通道S1连通,当活塞6向第一气室S3滑动时,滑动的方向为向后;反之当活塞6向第二气室S4滑动时,滑动的方向为向前。
本实施例中,稳压室5及气流通道S1均设置箱体内部,使得结构美观且易于使用,冰箱仍作为一个整体,与现有冰箱的外形结构相同;当然,若将稳压室5设置在冰箱外部,功能上也能实现;在附图3和4中,稳压室5设置在冰箱的顶部,一般情况下,若设置在前后左右方向,或者稳压室5凸出于箱体,不够美观,或者增大了冰箱的宽度和深度,使占地面积增大,均不便于使用,而冰箱顶部的位置较高,一般该位置的空间利用率低,所以设置在顶部有利于节约空间,不影响正常使用。
进一步地,活塞6具有收缩位置和伸展位置,当活塞6运动至收缩位置时,第一气室S3的容积为最小值,当活塞6运动至伸展位置时,第二气室S4的容积为最小值,活塞6在收缩位置和伸展位置之间往复运动。例如当气流通道S1内的温度变低,压强变低时,活塞6向收缩位置方向运动,第一气室S3容积变小,若气流通道S1内温度继续降低,活塞6最终停止在收缩位置,此时第一气室S3内的容积为最小值,该最小值可以为0,即活塞6贴着稳压腔与气流通道S1连通的位置,也可以大于0,即留有一定余量,如图3所示的位置;同理地,当气流通道S1内部压强增高时,活塞6反向运动,到达伸展位置时,第二气室S4的容积可以是0,此时活塞6与第二气室S4与大气连接的位置相抵,也可以大于0,留出运动余量。
若活塞6的运动阻力极小,理论上,气流通道S1内产生压强变低或升高的趋势,使得活塞6运动,而活塞6的运动减弱或消除了压强变低或升高的趋势,使得实际结果是由于活塞6运动,气流通道S1内的压强未发生变化。例如:当活塞6从收缩位置向伸展位置运动时,对应的此时气流通道S1内的温度变高,压强具有升高趋势,该趋势驱使活塞6运动,使第一气室S3容积变大,第二气室S4的容积变小,随着活塞6的运动,气流通道S1内的压强未发生变化。
另外,稳压室5内分别在收缩位置设置收缩限位部,在伸展位置设置伸展限位部,也就是说,当活塞6运动到收缩限位部时,即运动到上述的收缩位置,伸展限位部同理,此时活塞6停止的伸展位置和收缩位置,存在多种情况:
1.可以是活塞6运动后的自然停止点;2.可以是当活塞6运动到能使气流通道S1和大气压强平衡点时,但由于活塞6运动具有惯性,为了终止惯性运动,所设置的收缩限位部和伸展限位部;3.还可以是由于内部空间限制,避免活塞6的过渡运动,与内部的其他部件相撞,而设置的收缩限位部和伸展限位部,当活塞6运动到两处限位部时,内外压强并未完全平衡。
具体地,当活塞6处于伸展位置时,活塞6具有进一步压缩第二气室S4的趋势;和/或,当活塞6处于收缩位置时,活塞6具有进一步压缩第一气室S3的趋势。也就是说,活塞6可以在收缩限位部或伸展限位部其中一个限位部的所在的位置停下,停下时处于上述的第1或第2种情况,而在另一个限位部位置时处于上述的第3种情况,也可以同时处于上述的第3种情况,此时,活塞6在收缩位置和/或伸展位置并未停止运动的趋势,此时气流通道S1内部的压强还将进一步地变化。
根据背景技术的描述,根据理想气体状态方程:P1V1/T1=P2V2/T2,若冰箱使用前气温37℃,冰箱使用制冷时循环冷风的气温为-33℃,由公式V2/(273-33)=V1/(273+37),得出:V2=24V1/31,即V2≈0.77V1,即内部空间的体积需要变为原来的77%,该体积变化量较大,需要冰箱内尽可能多空间用于活塞6运动弥补该体积的变化;现在通过设置收缩限位部和/或伸展限位部,活塞停止运动后,靠冰箱的气流通道上的其他结构继续承受一定的压强,假设变化关系是即P2≈88%P1,V2≈88%V1,也就是体积相对于之前能少了11%的变化量,再通过材料本身的刚性可以承受部分压力变化,活塞6就不用那么需要那么多体积伸缩了。收缩限位部和伸展限位部的设置,使活塞6停止的伸展位置和/或收缩位置所在的位置,并非活塞6不受限制所能达到的最终位置,此时活塞6运动停止但还具备进一步运动趋势,靠气流通道S1的构件承受气压的变化,该变化范围在材料自身能承受的范围之内,第一内胆1和第二内胆2不会引起显著的形变,收缩限位部和伸展限位部的设置具有多种效果:
1.相对于背景技术中完全由第一内胆1和第二内胆2以及气流通道S1的其他结构承受压强变化的范围要小得多,第一内胆1和第二内胆2不需要使用刚性特别高的材料,降低了材料成本和加工成本,若需预防刚性不够高而出现内外压强压迫变形问题,则使活塞6运动范围大一些,即可不需要留出太大的刚性余量;
2.活塞6不需要完全运动到使内外压强完全一致的位置,避免了过大的活塞6运动空间占用体积;
3.结合了活塞6的运动减少气流通道S1内部压强变化的幅度,以及冰箱本身结构能承受的压强变化,降低了该结构设计时每个变量的变化范围的极限值。
上述的数字的计算是一种示例,具体结合材料所能承受的压力值,以及活塞6可伸缩的空间分配具体的比例,来确定最终的伸展位置和/或收缩位置所在的位置。
第一气室S3与气流通道S1连通的位置,设置在收缩位置的与第一气室S3之间的位置,也就是收缩位置后方的位置,第二气室S4与大气连通的位置,设置在伸展位置的与第二气室S4之间的位置,也就是伸展位置前方的位置,优选地,在稳压腔的最后方连通气流通道S1,在稳压腔的最前方连通大气。
另外,当活塞6处于伸展位置时,保温结构至少包覆于第一气室S3外侧,用于保护活塞6在往复运动的范围内,第一气室S3内的冷量不会间接的传递出去形成浪费。
优选地,当活塞6处于伸展位置时,保温结构包覆于第一气室S3外侧和至少部分第二气室S4外侧,这样防止稳压室5内的冷量越过间接通过第二气室S4传递出去,甚至更进一步地,保温结构包覆于稳压腔外侧,这样在不考虑第一气室S3的极大值的情况下,对稳压腔整体覆盖保温结构,操作简单可靠;以及如图所示的,将稳压室5设置在冰箱的顶部,在第二内胆2外侧设置保温结构,稳压室5顶部和侧面的保温结构,为传统冰箱所具备的保温结构,第二内胆2外侧和稳压腔之间共用同一层保温结构,使本申请相对于现有冰箱的结构做出较少的改变即可实现,结构简化改造成本低。
更优选地,活塞6的材料设置为保温材料,即保障与气流通道S1连通的第一气室S3的四周及活塞6均为隔热状态,避免大气的热量通过活塞6传递到气流通道S1内。
进一步地,稳压室5包括具有开孔81的盖板8,第二气室S4通过开孔81与大气连通,盖板8组装于箱体表面,本实施例中,如附图3和4所示,盖板8设置在冰箱的前表面,也就是稳压腔在冰箱前表面与大气连通,这样方便检修,当然也可以将盖板8设置冰箱顶部或侧面等,另外,盖板8本身或盖板8内部都可以设置保温材料,以防活塞6保温性不够时,冷量间接传递到第二气室S4中,避免第二气室S4内的冷量过多的传递到大气中。
另外,在活塞6滑动方向的两侧均设置密封件7,密封件7分别与活塞6和稳压腔密封连接,密封件7的一端与稳压室5固定,另一端与活塞6固定,活塞6运动的同时带动其两侧的密封件7运动,两侧的密封件7限制了第一气室S3或第二气室S4内的气体从活塞6与稳压腔之间的间隙中穿过。本实施例中,密封件7固定在伸展位置的右侧,以及收缩位置的左侧,避免活塞6的运动影响密封件7的固定。
密封件7均环设于稳压腔的内壁,且设置为沿活塞6往复运动的方向可折叠或伸展的褶皱结构,褶皱结构可折叠可伸展,褶皱结构材料很薄,如密封隔膜,其折叠和伸展过程,如同相互连接的V字型结构,使活塞6的滑动不会破坏密封件7;且上述的收缩限位部和伸展限位部,也使得活塞6在滑动的过程中,不会产生过渡的运动压迫被折叠的密封件7,起到了保护密封件7的作用;另外,伸缩部也可以是嵌套的多个筒形的结构,即通过一层层的伸展出嵌套的多个筒进行伸展,或反向的收缩,避免第一气室S3的气流通过活塞6与稳压腔之间的缝隙溢出。
活塞6与稳压腔之间还设置润滑层,润滑层使得活塞6的往复滑动更加顺畅,当气流通道S1内部的压强发生很小变化时,也能推动活塞6滑动。
与现有技术相比,本实施例具有以下有益效果:
气流在气流通道S1内部循环流通,在蒸发器室4被制冷后,通过循环风道3送入空腔S2,稳压室5内的第一气室S3与气流通道S1连通,第二气室S4与大气连通,在出现温度变化时,在第一气室S3和第二气室S4之间气压差的影响下,导致活塞6滑动进而使第一气室S3发生体积变化,从而改变气流通道S1内的压强,避免气流通道S1内的压强过大或过小导致气流通道S1的结构变形的问题。
上文所列出的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明,它们并非用以限制本发明的保护范围,凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种冰箱,其特征在于,包括:
气流通道,包括循环风道、空腔和蒸发器室,所述蒸发器室通过所述循环风道连通至所述空腔,所述空腔由第一内胆和第二内胆合围形成,所述第二内胆包覆于所述第一内胆外侧,所述第一内胆至少部分设置为导热材质,所述第一内胆内侧围出间室,所述间室和所述空腔通过所述导热材质进行热交换;
稳压室,其内围出稳压腔,所述稳压腔内设置活塞,所述活塞在所述稳压腔内部往复滑动,所述活塞将所述稳压腔分隔为第一气室和第二气室,所述第一气室与所述气流通道连通,所述第二气室与大气连通;
所述活塞具有收缩位置和伸展位置,当所述活塞运动至所述收缩位置时,所述第一气室的容积为最小值,当所述活塞运动至所述伸展位置时,所述第二气室的容积为最小值;所述稳压室内在所述收缩位置设置收缩限位部,在所述伸展位置设置伸展限位部;
当所述活塞处于所述伸展位置时,所述活塞具有进一步压缩所述第二气室的趋势;和/或,当所述活塞处于所述收缩位置时,所述活塞具有进一步压缩所述第一气室的趋势。
2.根据权利要求1所述的冰箱,其特征在于,包括箱体,所述稳压室及所述气流通道均设置于所述箱体内部。
3.根据权利要求1所述的冰箱,其特征在于,所述稳压室包括具有开孔的盖板,所述第二气室通过所述开孔与大气连通。
4.根据权利要求1所述的冰箱,其特征在于,所述稳压室外侧设置保温结构,当所述活塞处于所述伸展位置时,保温结构至少包覆于所述第一气室外侧。
5.根据权利要求4所述的冰箱,其特征在于,当所述活塞处于所述伸展位置时,所述保温结构包覆于所述第一气室外侧和至少部分所述第二气室外侧。
6.根据权利要求1所述的冰箱,其特征在于,所述活塞的材料设置为保温材料。
7.根据权利要求1所述的冰箱,其特征在于,在所述活塞滑动方向的两侧均设置密封件,所述密封件分别与所述活塞和所述稳压腔密封连接。
8.根据权利要求7所述的冰箱,其特征在于,所述密封件均环设于所述稳压腔的内壁,且设置为沿活塞往复运动的方向可折叠或伸展的褶皱结构。
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