CN116026081A - 适用于不可燃混合制冷剂的超低温装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及制冷系统技术领域，尤其涉及一种适用于不可燃混合制冷剂的超低温装置，旨在缓解相关技术中蒸发器底部除霜效果明显而上部依然存在霜层的技术问题。该适用于不可燃混合制冷剂的超低温装置包括蒸发器和风控组件；蒸发器包括多个相互平行分布的翅片，翅片的两相对表面上均设有多个凸起，多个凸起均沿与翅片分布方向相垂直的路径延伸，并相互平行分布；风控组件设置于凸起分布路径的延伸方向上，以与蒸发器间隔设置，并具有热风和冷风两种工作状态，风控组件设有出风口，以用于朝向凸起出热风或冷风。通过该超低温装置，实现了自上至下除霜，可以有效除去翅片上的霜层，实现对整个蒸发器的除霜，保证了蒸发器的制冷效率。

Description

适用于不可燃混合制冷剂的超低温装置

技术领域

本发明涉及制冷系统技术领域，尤其涉及一种适用于不可燃混合制冷剂的超低温装置。

背景技术

随着社会的发展和科技的进步提高，生物工程、医药医学、能源、通讯以及军工等高科技领域的高速发展，对于-105度～-135度温区的制冷产品的需要越来越多。例如：Parylene真空气相沉积镀膜设备、真空镀镆机使用的水汽捕泵、超低温冰箱、金属处理低温箱等超低温装置。

上述的超低温装置，其使用的制冷系统存在使用时间越长、制冷效率越低的问题。具体的，制冷系统的制冷原理通常是采用装置内部的蒸发器与外部高温进行多次换热以形成霜层，从而达到制冷的目的，但制冷时间越长，蒸发器上的霜层则越厚，若不经常给蒸发器除霜，则会影响蒸发器的制冷效率，同时还会增加装置的能耗，从而造成电能的浪费。

现有的化霜技术通常将电加热管设置在蒸发器的底部，直接接触蒸发器进行化霜，但这种方式只对蒸发器底部的除霜效果明显，蒸发器上方依然存在霜层，从而影响制冷效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于不可燃混合制冷剂的超低温装置，以缓解相关技术中蒸发器底部除霜效果明显而上部依然存在霜层的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供的技术方案在于：

本发明提供的适用于不可燃混合制冷剂的超低温装置，包括：蒸发器和风控组件；

所述蒸发器包括多个相互平行分布的翅片，所述翅片的两相对表面上均设有多个凸起，多个所述凸起均沿与所述翅片分布方向相垂直的路径延伸，并相互平行分布；

所述风控组件设置于所述凸起分布路径的延伸方向上，以与所述蒸发器间隔设置，并具有热风和冷风两种工作状态，所述风控组件设有出风口，以用于朝向所述凸起出热风或冷风。

进一步的，所述翅片为矩形片；

沿所述翅片的宽度方向或长度方向，所述凸起自所述翅片的一侧延伸至另一侧，且形成的所述凸起的横截面呈弓形。

进一步的，沿远离所述出风口的方向，同一所述表面上的多个所述凸起的横截面的面积逐渐增大。

进一步的，所述风控组件包括风仓和风机；

所述风仓具有容纳腔；

所述出风口设置于所述风仓，并与所述容纳腔连通；

所述风机设置于所述容纳腔，且其排风口正对于所述出风口。

进一步的，自所述排风口至所述出风口，所述容纳腔的横截面积逐渐减小。

进一步的，所述风控组件还包括加热件；

所述加热件固定于所述风仓，并处于所述排风口与所述出风口之间。

进一步的，所述出风口沿所述凸起的长度方向延伸；

所述加热件包括加热管，多根所述加热管沿所述出风口的延伸方向平行分布。

进一步的，所述超低温装置还包括驱动组件；

所述驱动组件与所述风控组件传动连接，以驱动所述风控组件沿所述翅片的分布方向移动。

进一步的，所述驱动组件包括滑轨、滑块和直线驱动件；

所述滑轨沿所述翅片的分布方向延伸；

所述风控组件固定连接于所述滑块，所述滑块与所述直线驱动件的输出部连接，并嵌设于所述滑轨，且可沿所述滑轨的长度方向滑动。

进一步的，所述滑块上设有滚轮，所述滚轮与所述滑轨滚动配合。

综合上述技术方案，本发明提供的适用于不可燃混合制冷剂的超低温装置所能实现的技术效果在于：

在本申请中，多个翅片相互平行分布，使相邻翅片间具有间距，可供空气通过，以完成换热；多个凸起均沿与翅片分布方向相垂直的路径延伸，并相互平行分布，同时风控组件设置于凸起分布路径的延伸方向上，这样一来，自出风口排出的热风或冷风将吹向凸起，并按距出风口远近依次经过凸起，最后从相邻翅片间穿过。

具体除霜时，由于翅片下部的温度更低，因此在下部的霜层更厚，此时开启风控组件的热风工作状态，热风自上至下穿过相邻翅片，并在这个过程中作用于凸起上的霜层，实现初融，使表层的霜层形成液滴，向下流动；紧接着开启风控组件的冷风工作状态，在冷风及低温的环境下，自上至下流动的液滴结成薄的冰层，实现初冻，此时翅片上的霜层上窄下宽；然后间断开启风控组件的热风工作状态，热风作用于二次成型的冰层，实现热振循环，使冰层破裂，并带走霜层，并且由于此时的霜层上窄下宽，霜层与翅片结合的面为凹凸不平的面，上部破裂的碎冰将冲击下方的冰层，且越往下的区域，其上的霜层所接受的冲击越大，从而易于从翅片上脱落，实现除霜。

由此可见，采用该超低温装置，实现了自上至下除霜，可以有效除去翅片上的霜层，实现对整个蒸发器的除霜，保证了蒸发器的制冷效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的适用于不可燃混合制冷剂的超低温装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的适用于不可燃混合制冷剂的超低温装置中关于蒸发器除霜的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的适用于不可燃混合制冷剂的超低温装置的翅片的结构示意图；

图4为翅片结霜的示意图；

图5为本发明实施例提供的适用于不可燃混合制冷剂的超低温装置中蒸发器的一种实施例的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的适用于不可燃混合制冷剂的超低温装置中驱动组件与风控组件之间的传动示意图；

图7为图6除去滑轨后的结构示意图；

图8为本发明实施例提供的适用于不可燃混合制冷剂的超低温装置中风控组件的局部剖视图；

图9为本发明实施例提供的适用于不可燃混合制冷剂的超低温装置中滑轨的结构示意图。

图标：100-蒸发器；110-翅片；111-凸起；

200-风控组件；210-风仓；220-风机；230-加热件；211-出风口；

300-驱动组件；310-滑轨；320-滑块；330-直线驱动件；340-滚轮；

400-冰霜层。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

现有的化霜技术通常将电加热管设置在蒸发器的底部，直接接触蒸发器进行化霜，但这种方式只对蒸发器底部的除霜效果明显，蒸发器上方依然存在霜层，从而影响制冷效果。

有鉴于此，本发明提供了一种适用于不可燃混合制冷剂的超低温装置，参考图1至图3，包括蒸发器100和风控组件200；蒸发器100包括多个相互平行分布的翅片110，翅片110的两相对表面上均设有多个凸起111，多个凸起111均沿与翅片110分布方向相垂直的路径延伸，并相互平行分布；风控组件200设置于凸起111分布路径的延伸方向上，以与蒸发器100间隔设置，并具有热风和冷风两种工作状态，风控组件200设有出风口211，以用于朝向凸起111出热风或冷风。

参考图1至图4，多个翅片110相互平行分布，使相邻翅片110间具有间距，可供空气通过，以完成换热；多个凸起111均沿与翅片110分布方向相垂直的路径延伸，并相互平行分布，同时风控组件200设置于凸起111分布路径的延伸方向上，这样一来，自出风口211排出的热风或冷风将吹向凸起111，并按距出风口211远近依次经过凸起111，最后从相邻翅片110间穿过。

具体除霜时，由于翅片110下部的温度更低，因此在下部的霜层更厚，此时开启风控组件200的热风工作状态，热风自上至下穿过相邻翅片110，并在这个过程中作用于凸起111上的霜层，实现初融，使表层的霜层形成液滴，向下流动；紧接着开启风控组件200的冷风工作状态，在冷风及低温的环境下，自上至下流动的液滴结成薄的冰层，实现初冻，此时翅片110上的霜层上窄下宽；然后间断开启风控组件200的热风工作状态，热风作用于二次成型的冰层，实现热振循环，使冰层破裂，并带走霜层，并且由于此时的霜层上窄下宽，霜层与翅片110结合的面为凹凸不平的面，上部破裂的碎冰将冲击下方的冰层，且越往下的区域，其上的霜层所接受的冲击越大，从而易于从翅片110上脱落，实现除霜。

由此可见，采用该超低温装置，实现了自上至下除霜，可以有效除去翅片110上的霜层，实现对整个蒸发器100的除霜，保证了蒸发器100的制冷效率。

以下结合图1至图9对本实施例提供的适用于不可燃混合制冷剂的超低温装置的结构和形状进行详细说明：

在本申请的一种实施例中，参考图2和图3，翅片110为矩形片；沿翅片110的宽度方向或长度方向，凸起111自翅片110的一侧延伸至另一侧，且形成的凸起111的横截面呈弓形。

具体的，以图3为例，每个凸起111沿翅片110的宽度方向延伸，并自翅片110的左端延伸至右端；多个凸起111则沿翅片110的长度方向分布，相邻凸起111间圆滑过渡。如此设计，霜层与翅片110的结合面为凹凸起111伏的曲面，使得二者之间的附着度较低，从而容易分离。此外，凸起111的存在增加了翅片110与空气的接触面积，提高了换热效率。

在本申请的一种实施例中，参考图5，沿远离出风口211的方向，同一表面上的多个凸起111的横截面的面积逐渐增大。

采用上述设计，使得翅片110上结的冰霜层400上窄下宽，如图4所示，当上部破裂的碎冰掉落时，下方的冰霜层400正处在其掉落路径上，如此，在掉落冲击力的作用下，下方的冰霜层400将从翅片110上脱落，进一步提高了除霜效果。

进一步的，参考图6至图8，风控组件200包括风仓210和风机220；风仓210具有容纳腔；出风口211设置于风仓210，并与容纳腔连通；风机220设置于容纳腔，且其排风口正对于出风口211。

以图8为例，出风口211处于风仓210的下方，同时结合图2所示，出风口211沿翅片110的宽度方向延伸，即与凸起111的延伸方向一致，这样一来，风机220吹出的风可作用于整条凸起111，避免了遗漏，提高了除霜效果。自排风口至出风口211，容纳腔的横截面积逐渐减小，这样风机220吹出的风在经过出风口211时，风速增大，即作用于冰霜层400的冲击力增大，可进一步提高除霜效果。

进一步的，参考图8，风控组件200还包括加热件230；加热件230固定于风仓210，并处于排风口与出风口211之间。

继续参考图8，加热件230包括加热管，多根加热管沿出风口211的延伸方向平行分布。如此设计，可加热风机220吹出的风，使冷风变为热风，同时保证了热风温度的均衡性，可实现初融和热振循环；此外，通过控制加热管的工作数量，可对应控制热风的温度，以适配不同状况下的冰霜层400，节省能耗。

进一步的，参考图1和图2，超低温装置还包括驱动组件300；驱动组件300与风控组件200传动连接，以驱动风控组件200沿翅片110的分布方向移动。

继续参考图1和图2，采用上述设计，使风控组件200可自蒸发器100的左侧移动至右侧，实现对所有翅片110的吹风，避免了遗漏，保证了对整个蒸发器100的除霜效果。

具体的，参考图6、图7和图9，驱动组件300包括滑轨310、滑块320和直线驱动件330；滑轨310沿翅片110的分布方向延伸；风控组件200固定连接于滑块320，滑块320与直线驱动件330的输出部连接，并嵌设于滑轨310，且可沿滑轨310的长度方向滑动。

在这里，直线驱动件330可采用直线电机，直线电机通过电机架安装于滑轨310；滑块320与直线电机的输出螺母连接，如此输出螺母沿螺纹杆移动时，将同步带动滑块320移动，进而实现对风控组件200的驱动，使风控组件200能够作用于整个蒸发器100，达到除霜的目的；滑块320上设有滚轮340，滚轮340与滑轨310滚动配合，如此设计，降低了滑块320与滑轨310之间的摩擦力，便于驱动。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种适用于不可燃混合制冷剂的超低温装置，其特征在于，包括：蒸发器(100)和风控组件(200)；

所述蒸发器(100)包括多个相互平行分布的翅片(110)，所述翅片(110)的两相对表面上均设有多个凸起(111)，多个所述凸起(111)均沿与所述翅片(110)分布方向相垂直的路径延伸，并相互平行分布；

所述风控组件(200)设置于所述凸起(111)分布路径的延伸方向上，以与所述蒸发器(100)间隔设置，并具有热风和冷风两种工作状态，所述风控组件(200)设有出风口(211)，以用于朝向所述凸起(111)出热风或冷风。

2.根据权利要求1所述的适用于不可燃混合制冷剂的超低温装置，其特征在于，所述翅片(110)为矩形片；

沿所述翅片(110)的宽度方向或长度方向，所述凸起(111)自所述翅片(110)的一侧延伸至另一侧，且形成的所述凸起(111)的横截面呈弓形。

3.根据权利要求2所述的适用于不可燃混合制冷剂的超低温装置，其特征在于，沿远离所述出风口(211)的方向，同一所述表面上的多个所述凸起(111)的横截面的面积逐渐增大。

4.根据权利要求1所述的适用于不可燃混合制冷剂的超低温装置，其特征在于，所述风控组件(200)包括风仓(210)和风机(220)；

所述风仓(210)具有容纳腔；

所述出风口(211)设置于所述风仓(210)，并与所述容纳腔连通；

所述风机(220)设置于所述容纳腔，且其排风口正对于所述出风口(211)。

5.根据权利要求4所述的适用于不可燃混合制冷剂的超低温装置，其特征在于，自所述排风口至所述出风口(211)，所述容纳腔的横截面积逐渐减小。

6.根据权利要求4所述的适用于不可燃混合制冷剂的超低温装置，其特征在于，所述风控组件(200)还包括加热件(230)；

所述加热件(230)固定于所述风仓(210)，并处于所述排风口与所述出风口(211)之间。

7.根据权利要求6所述的适用于不可燃混合制冷剂的超低温装置，其特征在于，所述出风口(211)沿所述凸起(111)的长度方向延伸；

所述加热件(230)包括加热管，多根所述加热管沿所述出风口(211)的延伸方向平行分布。

8.根据权利要求1至7任一项所述的适用于不可燃混合制冷剂的超低温装置，其特征在于，所述超低温装置还包括驱动组件(300)；

所述驱动组件(300)与所述风控组件(200)传动连接，以驱动所述风控组件(200)沿所述翅片(110)的分布方向移动。

9.根据权利要求8所述的适用于不可燃混合制冷剂的超低温装置，其特征在于，所述驱动组件(300)包括滑轨(310)、滑块(320)和直线驱动件(330)；

所述滑轨(310)沿所述翅片(110)的分布方向延伸；

所述风控组件(200)固定连接于所述滑块(320)，所述滑块(320)与所述直线驱动件(330)的输出部连接，并嵌设于所述滑轨(310)，且可沿所述滑轨(310)的长度方向滑动。

10.根据权利要求9所述的适用于不可燃混合制冷剂的超低温装置，其特征在于，所述滑块(320)上设有滚轮(340)，所述滚轮(340)与所述滑轨(310)滚动配合。

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