CN112469948A - 冷气供应设备和具有该冷气供应设备的冰箱 - Google Patents

Abstract

一种冷气供应设备包括：旋转斜盘轴，连接到马达并且沿着预定轴向方向延伸；压缩旋转斜盘，倾斜地结合到所述旋转斜盘轴；压缩活塞，被构造为通过所述压缩旋转斜盘的旋转而在所述轴向方向上往复运动；压缩汽缸，工作流体在所述压缩汽缸中被所述压缩活塞压缩；膨胀旋转斜盘，倾斜地结合到所述旋转斜盘轴；膨胀活塞，被构造为通过所述膨胀旋转斜盘的旋转而在所述轴向方向上往复运动；以及膨胀汽缸，与所述压缩汽缸在所述轴向方向上一起布置并且被构造为使被所述压缩汽缸压缩的工作流体膨胀，并且所述压缩旋转斜盘和所述膨胀旋转斜盘以预定相位差安装在所述旋转斜盘轴。

Description

冷气供应设备和具有该冷气供应设备的冰箱

技术领域

本公开涉及一种斯特林制冷机。

背景技术

作为全球环境保护和全球变暖的解决方案的一部分，电流全天流动的冰箱的节能措施是要务。已经研究了将斯特林制冷机(Stirling cryocooler)代替蒸发制冷循环而应用于冰箱作为节能措施。

斯特林制冷机以这样的方式操作：围绕通过马达旋转的旋转斜盘轴设置一个旋转斜盘，并且压缩活塞的端部和膨胀活塞的端部通过旋转斜盘的旋转往复运动，从而反复压缩压缩汽缸中的工作流体并使工作流体在膨胀汽缸中反复膨胀(参照日本专利申请公开第11-287525号)。

发明内容

技术问题

然而，这样的传统的斯特林制冷循环具有以下限制。

在传统的旋转斜盘型斯特林制冷机中，因为对于一个旋转斜盘安装压缩活塞和膨胀活塞，所以在活塞沿着周向方向布置时相位差是固定的。因此，难以最佳地设计斯特林制冷循环以用于实现最大制冷效率。

为了向压缩活塞和膨胀活塞提供理想的相位差，需要压缩汽缸和膨胀汽缸分别布置在沿着周向方向移位的位置处，并且通过单独的连接管连接以允许工作流体在相应的汽缸之间流动。然而，结果，连接管变得较长，并且对工作流体的压缩和膨胀没有贡献的死区容积增大，从而显著减小了输出。

此外，还存在通过设置连接管使斯特林制冷循环本身尺寸变大的困难。

此外，当连接管的流动路径长度长时，还产生工作流体的流动损耗，并且性能也劣化。

另外，因为活塞往复运动时的理想相位差是通过汽缸的布置产生的，所以汽缸的布置几乎是固定的。结果，难以在保持相位差的同时自由地设计汽缸组的数量。

因此，本公开的一方面在于提供能够同时解决上述困难的斯特林制冷机。

技术方案

本公开的其他方面将部分地在下面的描述中阐述，并且部分地从该描述中将是明显的，或者可通过本公开的实践而获知。

根据本公开的一方面，一种斯特林制冷机包括：旋转斜盘轴，连接到马达并且沿着预定轴向方向延伸；压缩旋转斜盘，倾斜地结合到所述旋转斜盘轴；压缩活塞，被构造为通过所述压缩旋转斜盘的旋转而在所述轴向方向上往复运动；压缩汽缸，工作流体在所述压缩汽缸中被所述压缩活塞压缩；膨胀旋转斜盘，倾斜地结合到所述旋转斜盘轴；膨胀活塞，被构造为通过所述膨胀旋转斜盘的旋转而在所述轴向方向上往复运动；以及膨胀汽缸，与所述压缩汽缸沿着所述轴向方向布置并且被构造为使被所述压缩汽缸压缩的工作流体膨胀，并且所述压缩旋转斜盘和所述膨胀旋转斜盘以预定相位差安装在所述旋转斜盘轴。

利用该构造，压缩活塞和膨胀活塞的往复运动所需的相位差可通过压缩旋转斜盘和膨胀旋转斜盘的相位差来设定。因此，因为压缩汽缸和膨胀汽缸的布置不受设定相位差的约束，所以压缩汽缸和膨胀汽缸可沿着轴向方向布置。

因此，压缩汽缸和膨胀汽缸不需要像传统方式那样沿着周向方向以预定角度移位，因此工作流体在压缩汽缸与膨胀汽缸之间流动的流动路径可具有比传统方式的流动路径的长度短的长度。因此，可使死区变小并减小工作流体的流动损耗，因此可使设备本身变小并具有高效率。

因为压缩汽缸和膨胀汽缸以直线布置，所以与传统方式相比，汽缸组的数量可自由设定，并且可容易地实现最佳设计。

关于可实现斯特林制冷机的高效率的压缩旋转斜盘和膨胀旋转斜盘的相位差的合适范围，压缩旋转斜盘和膨胀旋转斜盘的相位差可设定为大于或等于80°且小于或等于100°。

对于在高效率方面提供合适相位差的斯特林制冷机，压缩旋转斜盘和膨胀旋转斜盘的相位差可设定为约90°。

为了形成尽可能短的工作流体在压缩汽缸与膨胀汽缸之间流动的流动路径并且为了提高制冷效率，可在轴向方向上布置加热器、回热器和冷却器，在加热器中，通过压缩汽缸41压缩的工作流体将热辐射到外部空气，在冷却器中，通过膨胀汽缸膨胀的工作流体从外部吸收热，回热器被构造为积聚穿过加热器的工作流体的热并且被构造为通过使用积聚的热来升高穿过冷却器的工作流体的温度，并位于压缩汽缸与膨胀汽缸之间。

与传统方式相比，作为用于提高制冷效率的分离组件的另一示例，可提供加热器、冷却器和回热器，在加热器中，通过压缩汽缸压缩的工作流体将热辐射到外部空气，在冷却器中，通过膨胀汽缸膨胀的工作流体从外部吸收热，回热器被构造为积聚穿过加热器的工作流体的热并且被构造为通过使用积聚的热来升高穿过冷却器的工作流体的温度，并位于压缩汽缸与膨胀汽缸之间，加热器、回热器和冷却器可布置为沿着旋转斜盘轴的径向方向移位。

例如，为了促进空气与工作流体之间的热交换，并且为了改善热交换性能，可设置冷却器，并且冷却器可设置有工作流体流动的多个管。

为了将冷却器、回热器和加热器以直线布置并具有相同的材料并且简化它们的结构，回热器可设置有工作流体流动的多个管。

为了进一步提高在冷却器和加热器中工作流体与空气之间的热交换效率，可在管的表面上设置翅片。

根据本公开的另一方面，一种冰箱包括：斯特林制冷机、冷藏隔室、冷冻隔室和控制器，所述控制器被配置为根据是冷却冷藏隔室还是冷却冷冻隔室来控制马达以具有不同的转数，并且可在实现节能的同时实现与设置有蒸发制冷循环的冰箱相同的冷却能力。此外，因为可避免使用制冷剂或具有高环境负荷的可燃制冷剂，所以可有效地解决环境负荷和全球变暖。

根据本公开的另一方面，一种冰箱包括：斯特林制冷机、冷藏隔室、冷冻隔室、管道和管道切换件，所述管道被构造为将所述斯特林制冷机的冷却器连接到所述冷藏隔室和所述冷冻隔室，所述管道切换件被构造为切换流动路径，使得穿过所述冷却器的空气通过所述管道供应到所述冷藏隔室和所述冷冻隔室中的一个，并且所述冷藏隔室和所述冷冻隔室的温度可在不改变斯特林制冷机的马达的转数的情况下，通过切换所述管道保持在期望的温度。

根据本公开的另一方面，一种冰箱包括：斯特林制冷机、冷藏隔室、冷冻隔室和盐水回路(brine circuit)，所述盐水回路被构造为通过使用盐水(brine)在所述斯特林制冷机的冷却器与所述冷藏隔室或所述冷冻隔室内部的空气之间执行热交换，并且所述冷藏隔室和所述冷冻隔室可通过使用盐水被所述冷却器有效地冷却。

当盐水回路包括用于使盐水循环的盐水泵时，不管斯特林制冷机在冰箱中的位置如何，冷藏隔室和冷冻隔室可通过使盐水循环来冷却。

为了以小的电力消耗冷却冷藏隔室和冷冻隔室以使盐水循环，斯特林制冷机可布置在冷藏隔室和冷冻隔室上方，并且盐水可通过温差环流系统(thermal siphon)以盐水循环而循环。

在进行下面的具体实施方式之前，阐述贯穿本专利文件使用的特定词语和短语的定义可以是有利的：术语“包括”和“包含”以及它们的派生词意味着包括但不限于；术语“或”是包含性的，意味着和/或；短语“与……相关”和“与其相关”以及它们的派生词可意味着包括、被包括在……内、与……互连、包含、被包含在……内、连接到……或与……连接、结合到……或与……结合、可与……通信、与……协作、交错、并置、接近于、绑定到……或与……绑定、具有、具有……的性质等；并且术语“控制器”意味着控制至少一个操作的任意装置、系统或它们的部件，这样的装置可以以硬件、固件或软件或者它们中的至少两个的某种组合来实现。应当注意的是，无论是本地地还是远程地，与任何特定控制器关联的功能可以是集中式的或分布式的。

此外，下面描述的各种功能可由一个或更多个计算机程序实现或支持，每个计算机程序由计算机可读程序代码形成并呈现在计算机可读介质中。术语“应用”和“程序”指的是适于在合适的计算机可读程序代码中实现的一个或更多个计算机程序、软件组件、指令集、步骤、功能、对象、类、实例、相关数据或它们中的一部分。短语“计算机可读程序代码”包括任意类型的计算机代码(包括源代码、目标代码和可执行代码)。短语“计算机可读介质”包括能够由计算机访问的任意类型的介质，诸如只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、硬盘驱动器、光盘(CD)、数字视频光盘(DVD)或任意其他类型的存储器。“非暂时性”计算机可读介质不包括传输暂时性电信号或其他信号的有线、无线、光学或其他通信链路。非暂时性计算机可读介质包括可永久存储数据的介质和可存储数据并稍后重写的介质(诸如可重写光盘或可擦除存储器装置)。

贯穿本专利文件提供了特定词语和短语的定义。本领域普通技术人员应当理解的是，在许多情况下(如果不是大多数情况)，这样的定义适用于这样定义的词语和短语的先前以及将来的使用。

有益效果

从上面的描述中明显的是，通过使用斯特林制冷机，可通过压缩旋转斜盘和膨胀旋转斜盘在压缩活塞与膨胀活塞之间形成相位差，因此不需要通过压缩汽缸和膨胀汽缸的布置来形成相位差。因此，因为压缩汽缸和膨胀汽缸以直线布置，所以可使工作流体流动的流动路径最小化，并且减小死区容积和流动阻力，因此可减小产品的尺寸。此外，因为工作流体流过的压缩汽缸和膨胀汽缸以直线布置，所以不太可能发生设计限制，并且即使当每个汽缸组的数量增大时，也可容易地实现最佳设计。

附图说明

图1是示出根据本公开的实施例的斯特林制冷机的示意性纵向截面图；

图2是示出根据本公开的实施例的斯特林制冷机的示意性纵向截面图；

图3A是示出根据本公开的实施例的斯特林制冷机的示意性纵向截面图；

图3B示出了沿着图3A的线A-A截取的示意性截面图；

图4A是示出根据本公开的实施例的斯特林制冷机的变型示例的示意性纵向截面图；

图4B示出了沿着图4A的线B-B截取的示意性截面图；

图5A是示出根据本公开的实施例的斯特林制冷机的示意性纵向截面图；

图5B示出了沿着图5A的线C-C截取的示意性截面图；

图6是示出根据本公开的实施例的斯特林制冷机和冰箱的示意性纵向截面图；

图7是示出根据本公开的实施例的斯特林制冷机和冰箱的第一变型示例的示意性纵向截面图；

图8是示出根据本公开的实施例的斯特林制冷机和冰箱的第二变型示例的示意性纵向截面图；以及

图9是示出根据本公开的实施例的斯特林制冷机和冰箱的第三变型示例的示意性纵向截面图。

具体实施方式

在本专利文件中，下面论述的图1至图9以及用于描述本公开的原理的各种实施例仅是说明性的，并且不应以任何方式解释为限制本公开的范围。本领域技术人员将理解的是，本公开的原理可在任何适当布置的系统或装置中实现。

本公开中描述的实施例和附图中所示的构造仅仅是本公开的实施例的示例，并且可在呈现本申请时以各种不同的方式进行修改以替换本公开的实施例和附图。

另外，本公开的附图中所示的相同的附图标记或符号指示执行基本上相同功能的元件或组件。

此外，在此使用的术语用于描述实施例，并不旨在限制和/或约束本公开。除非上下文另有明确指示，否则单数形式也旨在包括复数形式。在本公开中，术语“包括”、“具有”等用于列举特征、数字、步骤、操作、元件、组件或它们的组合，但不排除存在或添加一个或更多个特征、元件、步骤、操作、元件、组件或它们的组合。

应当理解的是，虽然在此可使用术语第一、第二、第三等来描述各种元件，但元件不受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元件与另一元件区分开。例如，在不脱离本公开的范围的情况下，第一元件可被称为第二元件，第二元件可被称为第一元件。术语“和/或”包括相关项的多个组合或多个相关项之中的任意一项。

在以下具体实施方式中，术语“前端”、“后端”、“上部”、“下部”、“上端”、“下端”等可由附图定义，但组件的形状和位置不受术语的限制。

在下文中将参照附图更全面地描述本公开。

将参照图1描述根据本公开的实施例的斯特林制冷机100。

例如，斯特林制冷机100在冰箱中用于产生冷气。具体地，斯特林制冷机100被构造为使得多个汽缸组和多个活塞组放置在具有密封内部的大致圆筒形的壳体1中，并且工作流体重复压缩、放热、膨胀和吸热的循环。选择具有低临界点并且在循环过程中难以被液化的材料作为工作流体。具体地，氦气、氮气或氢气用作工作流体。

也就是说，斯特林制冷机100通过使旋转斜盘轴3旋转来操作，旋转斜盘轴3沿着壳体1的轴向方向AX延伸并且连接到马达2。斯特林制冷机100包括：压缩汽缸41，通过压缩活塞42的往复运动来压缩填充在壳体1中的工作流体；以及膨胀汽缸51，通过膨胀活塞52的往复运动来使被压缩汽缸41压缩的工作流体膨胀。根据实施例，单组压缩汽缸41和膨胀汽缸51沿着周向方向以90度的间隔布置。另外，沿着轴向方向AX布置工作流体流过的压缩汽缸41和膨胀汽缸51组。

压缩活塞42和膨胀活塞52被构造为以预定的相位差重复往复运动。在实施例中，压缩活塞42的内表面和膨胀活塞52的内表面布置为彼此面对。

具体地，压缩活塞42被构造为通过倾斜地安装到旋转斜盘轴3的马达2侧的压缩旋转斜盘43来重复往复运动。具体地，压缩旋转斜盘43被安装为使得其表面部分相对于旋转斜盘轴3的轴向方向AX倾斜。

膨胀活塞52被构造为通过设置在旋转斜盘轴3的一端侧上的膨胀旋转斜盘53来重复往复运动。具体地，膨胀旋转斜盘53被安装为使得其表面部分相对于旋转斜盘轴3的轴向方向AX倾斜。

压缩旋转斜盘43和膨胀旋转斜盘53布置为相对于旋转斜盘轴3具有在周向方向上不同的安装方向，使得工作流体在布置为与轴向方向AX对齐的压缩汽缸41和膨胀汽缸51中重复等温压缩、等容过程和等温膨胀。因此，压缩旋转斜盘43和膨胀旋转斜盘53以预定的相位差设置在旋转斜盘轴3上。根据实施例，压缩旋转斜盘43与膨胀旋转斜盘53之间的相位差设定为大于或等于80°且小于或等于100°。压缩旋转斜盘43与膨胀旋转斜盘53之间的相位差可设定为约90°。

在实施例中，加热器6、回热器7和冷却器8布置在压缩汽缸41与膨胀汽缸51之间，并在轴向方向AX上对齐。

加热器6是通过压缩汽缸41压缩的工作流体将热辐射到外部空气以加热空气的部分。

冷却器8是通过膨胀汽缸51膨胀的工作流体从外部吸收热以冷却空气的部分。

回热器7安装在加热器6与冷却器8之间，吸收穿过加热器6的工作流体的热，积聚热并通过使用积聚的热来升高穿过冷却器8的工作流体的温度。

因为根据实施例的斯特林制冷机100被构造为使得工作流体在其中流过的压缩汽缸41、加热器6、回热器7、冷却器8和膨胀汽缸51布置为与轴向方向AX对齐，所以不设置传统方式的连接管。因此，可使对工作流体的压缩和膨胀没有贡献的死区容积最小化。另外，因为可使工作流体通过其流动的流动路径的长度最小化，所以也可抑制工作流体的流动阻力。在这方面，与传统的冷却效率相比，可在使斯特林制冷机100的尺寸紧凑的同时提高冷却效率。

此外，相位差可通过改变压缩旋转斜盘43和膨胀旋转斜盘53在旋转斜盘轴3的周向方向上的安装方向来形成，因此可形成成对设置的压缩活塞42和膨胀活塞52的往复运动的相位差。因此，不需要像传统方式那样通过使压缩汽缸41和膨胀汽缸51在周向方向上彼此不同的布置来形成相位差，并且可将压缩汽缸41和膨胀汽缸51布置为与轴向方向AX对齐。如上所述，利用该特征，可去除连接管并减小死区容积和流动路径的长度。此外，压缩汽缸41、加热器6、回热器7、冷却器8和膨胀汽缸51布置为与轴向方向AX对齐，因此当安装多个这些组件组时，对该布置的限制小于传统方式。因此，除了如一个实施例中的四组之外，容易设置大量的压缩汽缸41和膨胀汽缸51组。

此外，因为设置了诸如压缩旋转斜盘43和膨胀旋转斜盘53的两个旋转斜盘，所以可单独地安装两个旋转斜盘并自由地调节每个旋转斜盘的相位差以及压缩活塞42和膨胀活塞52的往复运动的相位差。因此，容易实现冷却效率变为最高时的相位差。

接下来，将参照图2描述根据另一实施例的斯特林制冷机100。与图1中描述的构件对应的构件由相同的附图标记表示。

根据实施例的斯特林制冷机100布置为使得加热器6、回热器7和冷却器8沿着径向方向移位，这与加热器6、回热器7和冷却器8在压缩汽缸41与膨胀汽缸51之间以直线布置的其他实施例不同。此外，压缩活塞42和膨胀活塞52的内表面布置为指向朝外。

具体地，在壳体1中，根据实施例，加热器6、回热器7和冷却器8沿着径向方向在压缩汽缸41和膨胀汽缸51之外的位置处以直线布置。另外，通过压缩汽缸41压缩的工作流体运动到与膨胀汽缸51相对的马达2侧，穿过布置在外周向侧处的加热器6、回热器7和冷却器8并且从端侧进入膨胀汽缸51。通过膨胀汽缸51膨胀的工作流体以与上述相反的顺序返回到压缩汽缸41。

压缩活塞42和膨胀活塞52的往复运动的相位差以与图1中相同的方式通过根据压缩旋转斜盘43和膨胀旋转斜盘53的安装方向的相位差来调节。

在如图2中所描绘的斯特林制冷机100中，可通过压缩旋转斜盘43和膨胀旋转斜盘53的相位差来设定循环中所需操作的相位差，这与图1的方式相同。以与图1中相同的方式，工作流体在其中流过的压缩汽缸41和膨胀汽缸51组可沿着轴向方向AX布置。因此，即使当在壳体1中设置多个压缩汽缸41和膨胀汽缸51组时，该布置也不受相位差的限制，并且可容易地设计其最佳布置。

此外，因为通过使用壳体1的内部足以形成工作流体流动的流动路径，所以不需要安装具有沿着壳体1的径向方向延伸的部分的连接管，因此可使流动路径短并且减小死区容积和流动阻力。

因为加热器6和冷却器8布置在壳体1的外周向侧上，所以可使通过壳体1与外部空气交换热的区域的面积大于图1中进行热交换的面积，因此可增大热交换量。

接下来，将参照图3A和图3B描述根据另一实施例的斯特林制冷机100。与图1中描述的构件对应的构件由相同的附图标记表示。

如图3A和图3B中所描绘的斯特林制冷机100与如图1中所描绘的斯特林制冷机100的不同之处在于加热器6、回热器7和冷却器8的构造。具体地，加热器6、回热器7和冷却器8形成有工作流体在其中流动的多个管P。此外，加热器6和冷却器8布置在壳体1的开口部分中，以使多个管P的外表面直接暴露于外部空气，因此对热交换有贡献的表面面积设定为大。

利用如图3A和图3B中所描绘的斯特林制冷机100，在加热器6和冷却器8中，可进一步增加工作流体与外部空气之间的热交换量，并且可提高制冷效率。

因为加热器6、回热器7和冷却器8各自由圆筒形管P形成并且布置为与轴向方向AX对齐，所以可容易地组装。

接下来，将参照图4A和图4B描述如图3A和图3B中所描绘的斯特林制冷机的变型示例。

加热器6和冷却器8可利用多个管P形成，但回热器7可不利用管P形成，如图4A和图4B中所示。即使在这样的情况下，也可通过增加工作流体与空气之间的热交换的表面面积来增大热交换的效率。

接下来，将参照图5A和图5B描述根据实施例的斯特林制冷机100。与图1中所描述的构件对应的构件由相同的附图标记表示。

在如图4A和图4B中所描绘的斯特林制冷机100中，多个环形翅片F布置在利用多个管P组成的加热器6和冷却器8中的每个管P的外表面上。

因此，如图4A和图4B中所描绘的加热器6和冷却器8可进一步增大对热交换有贡献的表面面积，从而增大热交换的效率。

接下来，将参照图6描述根据本公开的实施例的冰箱200。对于冰箱200，应用在各种实施例中所描述的斯特林制冷机100中的任意一种。

如图6中所示，冰箱200包括：冷藏隔室，保持在预定温度；冷冻隔室，保持在低于冷藏隔室的温度的温度；以及机械室，容纳诸如斯特林制冷机100的各种装置。在机械室、冷藏隔室和冷冻隔室之间设置有管道(未示出)。在机械室中通过斯特林制冷机100冷却的空气可通过管道供应到冷藏隔室或冷冻隔室的一侧。也就是说，冰箱200是用于直接冷却空气的直冷冰箱200。

根据各种实施例，进一步提供了控制斯特林制冷机100的马达2的转数的控制器COM。控制器COM被配置为根据是冷却冷藏隔室还是冷却冷冻隔室来改变马达2的转数。也就是说，与冷却冷藏隔室时相比，当冷却冷冻隔室时，通过增大马达2的转数和增大空气的冷却量来降低冷冻隔室的温度。具体地，控制器COM的功能由具有CPU、存储器、A/D转换器、D/A转换器和各种输入/输出装置的计算机实现。也就是说，存储在存储器中的冰箱程序被执行，并且各种装置协作以实现如控制器COM的功能。

控制器COM可包括至少一个处理器。至少一个处理器可电连接到诸如马达2的各种装置，以将电信号传输到各种装置。

利用设置有斯特林制冷机100的冰箱200，与具有蒸发制冷循环的冰箱200相比，可在实现相同的冷却能力的同时实现节能。此外，因为可避免使用制冷剂或具有高环境负荷的可燃制冷剂，所以可有效地解决环境负荷和全球变暖。

接下来，将参照图7至图9描述图6中所描绘的冰箱200的变型示例。

图7中所示的冰箱200的变型示例被构造为在冷却冷藏隔室和冷却冷冻隔室时以相同的预定转数驱动马达2，并且被构造为允许通过切换管道D来控制其内部的温度。

具体地，管道D被构造为允许空气流穿过斯特林制冷机100中的冷却器8，冷却器8利用在其外周上布置有翅片的多个管P组成。也就是说，管道D包括：冷气排放管道D1，将冷却器8连接到管道切换件DS；第一冷气供应流动路径D2，将冷气供应到冷藏隔室；第一回流路径D3，将冷藏隔室连接到冷却器8并使冷藏隔室中的空气从冷藏隔室返回到冷却器8的吸入侧；第二冷气供应流动路径D4，将管道切换件DS连接到冷冻隔室并将冷气供应到冷冻隔室；以及第二回流路径D5，将冷冻隔室连接到冷却器8并使冷冻隔室中的空气从冷冻隔室返回到冷却器8的吸入侧。

管道切换件DS切换流动路径以使空气流朝向循环回路中的一个循环回路流动或防止空气流朝向两个循环回路流动。循环回路包括：第一循环回路，在第一循环回路中，空气依次流过冷却器8、冷气排放管道D1、第一冷气供应管道D2、冷藏隔室、第一返回管道D3和冷却器8；以及第二循环回路，在第二循环回路中，空气依次流过冷却器8、冷气排放管道D1、第二冷气供应管道D4、冷冻隔室、第二返回管道D5和冷却器8。

以根据冷藏隔室的温度或冷冻隔室的温度来控制切换时序的这样的方式来控制管道切换件DS的操作。也就是说，管道切换件DS首先使空气循环到第一循环回路，并且当冷藏隔室处于第一预定低温时，管道切换件DS执行切换操作以使空气循环到第二循环回路以开始冷却冷冻隔室。当冷冻隔室处于第二预定低温时，管道切换件DS停止空气的循环，以不使空气循环到冷藏隔室或冷冻隔室。当冷冻隔室中的温度达到预定高温时，再次重复上述操作。

即使在这样的情况下，通过斯特林制冷机100，冷藏隔室和冷冻隔室也保持在预定温度范围内。

在图8中所示的冰箱200的变型示例中，冷藏隔室和冷冻隔室可使用盐水冷却。具体地，冰箱200设置有盐水回路，盐水回路被构造为使盐水在斯特林制冷机100的冷却器8、设置在冷藏隔室中的热交换器94和设置在冷冻隔室中的热交换器95之中循环。也就是说，该变型示例冰箱200是被构造为通过使用盐水冷却其中的空气的二次冷却型冰箱200。

盐水回路9包括：盐水热交换器91，在斯特林制冷机100的冷却器8与盐水之间执行热交换；盐水泵92，使盐水在盐水回路9中循环；以及切换阀93，切换盐水流到冷藏隔室中的热交换器94和冷冻隔室中的热交换器95中的任意一个中。盐水热交换器由扁平管构成并且缠绕在斯特林制冷机100的冷却器8上。

通过使用上述构造，在以恒定的转数操作斯特林制冷机100的同时，可通过控制泵92和切换阀93的排放量来将冷藏隔室和冷冻隔室保持在不同的温度。

在图9中所示的冰箱200的变型示例中，盐水回路9没有设置使盐水循环的泵92，而盐水通过温差环流系统循环。

具体地，如图9中所示，机械室位于冷藏隔室和冷冻隔室上方，并且通过安装在上侧的斯特林制冷机100冷却而液化且变重的盐水流到安装在下侧的冷藏隔室中的热交换器94或冷冻隔室中的热交换器95。在冷藏隔室中的热交换器94或冷冻隔室中的热交换器95中，冰箱中的空气与盐水之间发生热交换，从而使盐水蒸发。然而，因为在安装在上侧的盐水热交换器91中，蒸发的盐水通过被斯特林制冷机100冷却而液化，所以在盐水热交换器91中出现压降。由于该压降，通过冷藏隔室中的热交换器94或冷冻隔室中的热交换器95蒸发的盐水被吸入到安装在上侧的盐水热交换器91中。因此，置于盐水回路9的下部的蒸发的盐水流到上侧，因此盐水返回到盐水热交换器91。

利用该构造，因为不使用使盐水循环的泵92，所以可实现节能。此外，可通过切换阀93的控制来改变用于将盐水供应到冷藏隔室或冷冻隔室的时间段，因此可将冷藏隔室和冷冻隔室保持在不同的温度。

将描述其他实施例。

虽然每个实施例中描述的斯特林制冷机主要被描述为用于冰箱，但其可用于其他目的。例如，根据本公开的斯特林制冷机可用于汽车空调或其他空调。

此外，斯特林制冷机不仅可用于冷却，而且斯特林制冷机可用作通过加热器加热空气或盐水的热泵。

虽然实施例中的每个实施例中所示的压缩汽缸和膨胀汽缸组的数量为四个，但可安装更多数量的压缩汽缸和膨胀汽缸组，因此可通过使用单个斯特林制冷机来进一步增大冷却量。可选地，可根据用途和目的合适地选择压缩汽缸和膨胀汽缸组的数量。例如，压缩汽缸和膨胀汽缸组可沿着周向方向各自以45°布置，因此可在壳体中布置八个压缩汽缸和膨胀汽缸组。相反，压缩汽缸和膨胀汽缸组的数量可减少到一组、两组或三组。

加热器、回热器和冷却器的构造不限于每个实施例中所示的构造。可使用其他已知的构造。

只要不脱离本公开的原理和精神，也可修改每个实施例的一部分或将实施例的一部分或全部彼此组合。

虽然已示出并描述了本公开的一些实施例，但本领域技术人员将理解的是，在不脱离其范围在权利要求及其等同物中限定的本公开的原理和精神的情况下，可在这些实施例中做出改变。

虽然已利用不同实施例描述了本公开，但可向本领域技术人员提出各种改变和修改。本公开旨在包含落入所附权利要求的范围内的这样的改变和修改。

Claims (15)

1.一种冰箱，包括：

冷气供应设备，包括：

马达；

轴，被构造为沿着所述马达的旋转轴线的延伸方向延伸；

第一旋转斜盘，相对于所述轴的延伸方向倾斜地结合到所述轴；

压缩活塞，布置在所述第一旋转斜盘上并且被构造为通过所述第一旋转斜盘的旋转而在所述轴的延伸方向上往复运动；

压缩汽缸，制冷剂在所述压缩汽缸中被所述压缩活塞压缩；

第二旋转斜盘，相对于所述轴的延伸方向倾斜地结合到所述轴；

膨胀活塞，布置在所述第二旋转斜盘上并且被构造为通过所述第二旋转斜盘的旋转而在所述轴的延伸方向上往复运动；以及

膨胀汽缸，制冷剂在所述膨胀汽缸中通过所述膨胀活塞膨胀，

其中，所述压缩汽缸和所述膨胀汽缸布置为与所述轴的延伸方向对齐。

2.根据权利要求1所述的冰箱，其中，所述第一旋转斜盘和所述第二旋转斜盘使所述压缩活塞和所述膨胀活塞以相位差旋转。

3.根据权利要求2所述的冰箱，其中，所述第一旋转斜盘和所述第二旋转斜盘使所述压缩活塞和所述膨胀活塞以大于或等于80度且小于或等于100度的相位差旋转。

4.根据权利要求3所述的冰箱，其中，所述第一旋转斜盘和所述第二旋转斜盘使所述压缩活塞和所述膨胀活塞以约90度的相位差旋转。

5.根据权利要求1所述的冰箱，其中，所述压缩活塞的施压表面和所述膨胀活塞的施压表面布置为彼此面对。

6.根据权利要求1所述的冰箱，其中：

所述冷气供应设备还包括：

加热器，被构造为在所述压缩汽缸中被压缩的制冷剂与外部空气之间执行热交换；

冷却器，被构造为在所述膨胀汽缸中膨胀的制冷剂与外部空气之间执行热交换；以及

回热器，被构造为积聚穿过所述加热器的制冷剂的热并将积聚的热供应到穿过所述冷却器的制冷剂，

相对于所述轴的延伸方向，所述加热器布置为与所述压缩汽缸相邻，所述冷却器布置为与所述膨胀汽缸相邻，并且所述回热器布置在所述加热器与所述冷却器之间。

7.根据权利要求6所述的冰箱，其中，所述加热器、所述冷却器和所述回热器沿着所述轴的延伸方向布置在所述压缩汽缸与所述膨胀汽缸之间。

8.根据权利要求6所述的冰箱，其中，所述加热器、所述冷却器和所述回热器沿着所述轴的延伸方向布置在所述压缩汽缸和所述膨胀汽缸的外部。

9.根据权利要求6所述的冰箱，所述冰箱还包括壳体，所述壳体被构造为形成所述冷气供应设备的外观，

其中，所述加热器、所述冷却器和所述回热器布置在所述壳体的内部。

10.根据权利要求6所述的冰箱，其中，所述冷却器包括多个管，在所述膨胀汽缸中膨胀的制冷剂流过所述多个管。

11.根据权利要求10所述的冰箱，其中，所述回热器包括多个管，从所述冷却器的多个管流动的制冷剂流过所述回热器的多个管。

12.根据权利要求10所述的冰箱，其中，所述冷却器还包括布置在所述多个管上的多个翅片。

13.根据权利要求1所述的冰箱，所述冰箱还包括冷藏隔室和冷冻隔室，冷气从所述冷气供应设备供应到所述冷藏隔室和所述冷冻隔室，

其中：

所述冷气供应设备包括被配置为控制所述马达的至少处理器，并且

所述至少处理器被配置为以根据冷气从所述冷气供应设备是供应到所述冷藏隔室还是供应到冷冻隔室而将所述马达的转数设定为不同的方式来控制所述马达。

14.根据权利要求1所述的冰箱，所述冰箱还包括：

冷藏隔室和冷冻隔室，冷气从所述冷气供应设备供应到所述冷藏隔室和所述冷冻隔室；以及

管道，被构造为将所述冷藏隔室和所述冷冻隔室连接到所述冷气供应设备，所述管道包括管道切换件，所述管道切换件被构造为在所述管道内部切换流动路径，使得冷气被选择性地供应到所述冷藏隔室或所述冷冻隔室。

15.根据权利要求1所述的冰箱，所述冰箱还包括：

冷藏隔室和冷冻隔室，冷气从所述冷气供应设备供应到所述冷藏隔室和所述冷冻隔室；以及

盐水回路，所述盐水回路被构造为：

将所述冷藏隔室或所述冷冻隔室连接到所述冷气供应设备，并且

通过使用盐水，在所述冷藏隔室或所述冷冻隔室内部的空气与由所述冷气供应设备产生的冷气之间执行热交换。

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