CN1513102A - 冷冻冷藏装置及其蒸发器 - Google Patents

Abstract

一种用于冷冻冷藏装置的蒸发器具有一个在两个侧壁(2，3)之间延伸的制冷剂通道(4)。这两个侧壁中的至少一个侧壁(3)由松弛弯曲材料制成，该侧壁可紧贴在一其上装着蒸发器(1)的壁(10)上。

Description

冷冻冷藏装置及其蒸发器

技术领域

本发明涉及冷冻冷藏装置和用于冷冻冷藏装置的蒸发器，尤其是所谓的冷壁式蒸发器。

背景技术

这样的蒸发器通常表现为悬挂式或沸腾换热式槽板滚焊系统或管板系统。

这样的蒸发器的生产成本并非是不可观的。首先是在接触冷冻冷藏装置内部的冷藏物容器壁的沸腾换热式蒸发器中，要求蒸发器壁非常平整，以便在整个蒸发器平面上获得与冷藏物容器壁的紧密接触并进而获得良好的热传递。十分之几毫米的不平度就已经防碍了这样的紧密接触。当然，对平坦度的相应要求也适用于其上安装有蒸发器的冷藏物容器壁。

发明内容

本发明的任务是，提供一种冷冻冷藏装置和一种用于冷冻冷藏装置的蒸发器，它们可以廉价地生产，但没有对蒸发器的尺寸精度且尤其是平坦度提出严格要求，所述冷冻冷藏装置和蒸发器能够实现与冷藏物容器壁的紧密接触以及与该容器壁的高效热交换。

根据本发明，通过一个具有一在两个侧壁之间延伸的制冷剂通道的蒸发器或者一个配备有这样的蒸发器的冷冻冷藏装置来完成该任务，其中，这两个侧壁中的、被设置用来与冷藏物容器壁接触的一侧壁由可松弛弯曲材料构成。即便冷藏物容器壁不是真正平坦的，这样的蒸发器壁仍能够适应于冷藏物容器壁的形状并且紧密接触地跟随它的走向。

这样的可松弛弯曲的壁可以由塑料膜并最好是由可焊的塑料制成。虽然这样的塑料具有比一般用于这样的蒸发器壁的金属更低的比热导率，但由于该膜没有机械支承功能，所以它可以比常见的金属壁更薄并因而具有相同的或甚至更高的导热系数。

在蒸发器中的制冷剂通道适当地通过一条管路构成，并且该蒸发器包含有与该管路热接触的传热流体。这样的流体可以在蒸发器工作中完成对流运动，这样一来，也可以在该侧壁和制冷剂通道之间更大距离地高效传热。

蒸发器的这两个侧壁是一体的并且在其共同边缘上紧密连接，这允许将不同的材料用于这两道壁，例如将一张没有固有刚性的薄膜用于蒸发器的被设置用来同冷藏物容器壁接触的那个侧壁，并且将一片刚性的厚膜或板用于对置的壁。

如果这两个侧壁一体地由一个袋子或套构成，则生产得以简化。在这种情况下，蒸发器可以简单地如此制造，即当使用一个套时，该套首先通过封闭一端开口而变为一个袋子并随后通过袋子剩下的那个开口把管路放入其中并充入流体，随后，也密封住该剩下的开口。

为防止这样的带有至少一个松弛弯曲壁的蒸发器在其中所盛流体的重力下不受控制地变形并例如使流体聚集在蒸发器下部区域中并因而使上部区域变干，这些侧壁适当地在离其边缘有一定距离的地方局部连接，从而它们之间的距离无法远到所有充入的流体都会容纳在蒸发器下部区域中的程度。为了将管路固定在蒸发器中，在侧壁之间的局部连接部适当地分别在该管路的弯头的内侧上形成。在弯头外侧上的一个与之互补的局部连接部防止管路在相反方向上滑动。

另外，至少一个长条形局部连接部有利地与管路相交地沿侧壁延伸。这样的长条形连接部最好是水平走向的并且在两个用于流体的腔室之间构成一密封分隔。这样一来，蒸发器被分成多个垂直重叠的部分，在这些部分之间不会有流体交换。通过这种方式，排除了流体可能汇集在蒸发器下部区域中并且上部区域变干的可能性。

作为传热流体，优选含水的物质，尤其是使用盐水。为了保护管路，盐水可以合有防腐添加剂。

本发明的冷冻冷藏装置具有一个上述类型的并同冷藏物容器壁紧密接触的蒸发器。这种接触可以通过蒸发器与壁的粘接来保证。

通常，人们为流体选择了低于蒸发器的工作温度的冰点，因此，总是会出现流体对流并由此可以进行有效的热交换。

但是，以下措施可能是有利的，即流体的冰点尽管在冷藏物容器的理论温度以下，但在制冷剂的可能最低的温度之上，这个可能最低的温度由制冷剂的性质、冷冻冷藏装置的制冷机的结构设计来决定。当没有低过冷藏物容器的理论温度时，这样选择冰点造成，流体冻住和丧失流体对流运动导致了制冷效率减弱，并且可据此防止不希望有的过冷。它的一个特别实际的应用场合就是具有至少两个为不同贮藏温度而设的冷藏物容器的组合装置，如果在这样的装置中将一个上述类型的蒸发器布置在为较高贮藏温度而设的冷藏物容器中并且流体冰点位于为这两个冷藏物容器而设定的贮藏温度之间，则这两个冷藏物容器的蒸发器可串联地接受相同的制冷剂流，一旦低过了较热的冷藏物容器的理论温度并且流体在蒸发器中凝固，则流体的传热效率降低，因此，提供使用的制冷效率主要对具有较低贮藏温度的冷藏物容器有益。

附图说明

从以下参照附图对实施例的描述中得到了本发明的其它特征和优点，附图所示为：

图1是本发明蒸发器的第一实施形式的前视图；

图2是沿图1的线II-II的图1所示蒸发器的截面图；

图3以与图1相似的前视图表示蒸发器的第二实施形式；

图4是沿图3的线IV-IV的图3所示蒸发器的截面图；

图5表示蒸发器的一个不同于图3所示的变型方式的细节；

图6是蒸发器第三实施形式的前视图；

图7表示一配备有本发明蒸发器的冷冻冷藏装置的水平截面；

图8是有两个冷藏物容器的冷冻冷藏装置的垂直局剖图，这两个冷藏物容器配备有本发明的蒸发器。

具体实施方式

图1表示根据本发明第一实施形式的蒸发器的前视图。图2表示该蒸发器安装在一冷冻冷藏装置的冷藏物容器的一壁上的情况。

蒸发器1主要由两片柔软的并由可焊塑料制成的膜2、3构成，在这两片膜之间设有一条最好由导热性良好的金属构成的、用于制冷剂的刚性管路4。该管路具有蜿蜒的或锯齿形的走向并具有通过180度弯头相连的、垂直延伸的直管段。

这些膜通过在其边缘5上的环绕焊接而紧密相连。用于制冷剂的输入管接头和排出管接头6、.7在边缘5的一上部中在这两片膜2、3之间露出来。

成焊缝形式的长条形局部连接部8从一侧延伸向另一侧地经过蒸发器的整个宽度并同时多次与管路4相交。这些连接部将蒸发器表面分成四个紧挨的并具有基本一样的尺寸的部分9，在这些部分中装有大致一样多的、起热交换流体作用的盐水。在长条形连接部区域里，膜2、3牢牢地附着在管路4上，从而最大程度地消除了膜2、3相对管路4的滑动，这种滑动可能会防碍蒸发器的安装。

根据蒸发器1尺寸的不同，也可以设置多一些或少一些的长条形局部连接部。

如图2的截面图所示，这两片膜之一即膜3大致整面地贴在一冷冻冷藏装置的冷藏物容器的一后壁10上，膜适当地贴在后壁上可以通过简单的方式来如此完成，即后壁10水平定向地放置冷藏物容器，所述后壁和/或膜3涂有粘合剂，充入盐水的蒸发器1被安放到后壁10上。由于膜3是薄壁的并且是柔软的，所以，只是蒸发器的重力就足以使膜3至少在部分9的区域中紧贴到后壁10上并与之紧密接触，即便后壁10不是很平。为了在连接部8的区域内使膜3接触到后壁10，只要简单地将膜压到壁10上就够了。

管路4如此紧贴着后壁10，即它实际上只通过膜3的厚度与后壁隔开。因此，在管路4通过膜3接触后壁10的区域中，可以在管路4和冷藏物容器之间进行有效的热交换。剩下的管路4表面冷却封在部分9中的盐水并造成对流运动，这种对流运动导致变冷的盐水向下流动并同时离开管路4并分布到部分9的整个表面上。因而，在部分9的整个表面上获得了高效冷却，尽管盐水本身的热导率小于金属的热导率。

图3表示图1所示蒸发器的一个变型方式，其中连接部8不是成贯通的焊缝的形式，而是成多个焊点的形式，它们允许在由连接部8′限定出的部分9′之间进行盐水交换。为了确保盐水不会聚集在最下方的部分9′中且最上方的部分9′可能实际上因此没有盛放盐水，所述部分的高度h不象在如图1所示的实施例中那样是恒定不变的，而是从下向上增大并且是如此选择的，即在盐水重力下，基本上在所有部分9′中都调整出所述部分的一样的厚度d，如图4所示。

图5表示图3所示蒸发器的一变型实施方式的细节。在这里，在边缘5的、由膜2、3的两个至少部分焊接在一起的凸起部构成的上部区域中，形成一个用于盐水的填充管接口11。这个变型方式允许先在边缘5的和连接部8′的区域里将膜2、3焊接在一起，随后并最好是在已将蒸发器装到后壁10上之后，才填充盐水。这样做的优点是，只要蒸发器尚未装好，则蒸发器只有很小的重力，这个重力的绝大部分是管路4的重力。因此，不存在因操作不当导致管路4在安装前变形的危险。也简化了将蒸发器安装在后壁10上的作业，这是因为，当还未填充盐水时，盐水就不可能因其重力导致不希望有的、膜2、3相对管路4的滑动。

当然，这样的填充管接口也可以设置在图1的蒸发器上，但在这里，每个独立的部分9配备有一个这样的管接口。

图6表示蒸发器的第三实施形式。它与上述实施形式的区别一方面在于管路4走向上，在这里，所述管路主要由通过80度的弯头12相互连接的水平直管段13构成。在膜2、3之间的长条形连接部9″垂直延伸并且分别由多个单独的焊接点构成，这些焊接点设置在各水平管段之上和之下，以防止膜2、3垂直滑动。其它的局部连接部14分别设置在弯头12的内侧上，以防止膜侧向向外滑动。互补的连接部15位于弯头12对置地位于弯头12的外侧。这些连接部14、15也成焊点或焊缝的形状。这些连接部8、14、15也在蒸发器中填充有盐水的状态下尽可能防止膜2、3相对管路4滑动。

在管弯头内、外侧上的这样的连接部当然也可以设置在一个具有水平走向的管段的、如图1、3所示的蒸发器上。

图7表示本发明的冷冻冷藏装置的水平截面图。冷冻冷藏装置的箱形壳体主要由一金属板制成的外壳壁15和一个装在外壳壁里的冷藏物容器16构成，该冷藏物容器例如是一体地由塑料拉制而成的，在这里，在外壳壁15和冷藏物容器16之间限定出一间隙17。在该间隙17中，蒸发器1紧密接触冷藏物容器1的后壁10地设置着。在蒸发器1安装在后壁10上并且在外壳壁15和冷藏物容器16接好之后，间隙17用绝热的泡沫材料18填充，所述绝热泡沫材料遍及蒸发器1的蒸发背面。

图8表示一带有冷冻室20和冷藏室21的冷冻冷藏装置的后壁上部区域的局剖图。这两个室20、21在其后壁上配备有如结合图1、2、3-5和6所述的蒸发器1、1′。这两个蒸发器1、1′的管路是串联的，因此，相同的制冷剂流流过它们。盐水的成分在这些蒸发器1、1′中是不同的，确切地说，为了冷藏室21的蒸发器1′来如此挑选盐水，即该盐水的冰点总是略低于纯水的冰点，与之相比，在蒸发器1中的盐水的冰点要低得多。如果其温度低于在蒸发器1′中的盐水的冰点的制冷剂流过这两个蒸发器，则只有当给冷藏室21强烈地输入热来防止盐水冻上时，盐水才是液态的。如果情况不是这样，则在蒸发器1′管路的周围形成一个冰层，这个冰层将管路与或许仍保持液态的部分盐水分隔开并由此减弱了在蒸发器1′中的盐水对流。输入冷藏室21的热量越少，则该冰层越厚。这样一来，蒸发器1′的制冷效率自动适应于冷藏室21的制冷功率需求，而不需要为此设置传感器、控制线路或开关阀。在制冷剂流过蒸发器1′时不需要的制冷功率被提供给冷冻室20的蒸发器1。

如果规定通过部分或完全冷冻住其中所盛放的盐水来进行蒸发器制冷功率的控制，则重要的是，背对着其上装有蒸发器的冷藏物容器壁的膜2没有被绷紧，而是如图2、4所示，其横截面成非扇形地有些松弛下坠，从而盐水在冷冻时在蒸发器里膨胀，而这没有导致膜3挠曲和部分脱离冷藏物容器壁。

Claims (18)

1.一种用于冷冻冷藏装置的蒸发器(1)，该蒸发器具有一个在两个侧壁(2，3)之间延伸的制冷剂通道(4)，其特征在于，这两个侧壁中的至少一个侧壁(3)由可松弛弯曲材料制成。

2.如权利要求1所述的蒸发器，其特征在于，所述这个侧壁(3)由一塑料膜制成。

3.如权利要求1或2所述的蒸发器，其特征在于，该制冷剂通道由一个管路(4)构成，该蒸发器(1)包含有与该管路热接触的传热流体。

4.如权利要求1、2或3所述的蒸发器，其特征在于，这两个侧壁(2，3)由两部分构成并且在侧壁边缘(5)上紧密连接。

5.如上述权利要求之一所述的蒸发器，其特征在于，这两个侧壁一体地由一袋子或套构成。

6.如上述权利要求之一所述的蒸发器，其特征在于，这两个侧壁(2，3)在离开侧壁边缘的地方具有局部连接部(8，14，15)。

7.如权利要求6所述的蒸发器，其特征在于，该管路(4)有弯头(12)，并且一个在这两个侧壁(2，3)之间的局部连接部(14)分别形成在这些弯头(12)的内侧上。

8.如权利要求7所述的蒸发器，其特征在于，一个局部连接部(15)形成在一弯头(12)的外侧上。

9.如权利要求6-8之一所述的蒸发器，其特征在于，至少一个长长的局部连接部(8，8′，8″)与该管路(4)交叉地沿这两个侧壁(2，3)延伸。

10.如权利要求9所述的蒸发器，其特征在于，所述的至少一个长的连接部(8)大致水平取向并且它将两个用于流体的腔室(9)密封地分隔开。

11.如权利要求3-10之一所述的蒸发器，其特征在于，该流体是含水物质，尤其是盐水。

12.如权利要求11所述的蒸发器，其特征在于，该流体含有至少一种防腐添加剂。

13.一种冷冻冷藏装置，它有一个如上述权利要求之一所述的蒸发器(1，1′)，其特征在于，该蒸发器设置在一冷藏物容器(16)的一壁(10)和该冷冻冷藏装置的一外壳壁(15)之间并紧贴着该冷藏物容器(16)的所述壁(10)。

14.如权利要求13所述的冷冻冷藏装置，其特征在于，该蒸发器(1，1′)与该冷藏物容器(16)的该壁(10)粘在一起。

15.如权利要求13或14所述的冷冻冷藏装置，其特征在于，在该蒸发器(1)和该外壳壁(15)之间的间隙(17)里进行发泡填充。

16.如权利要求13-15之一所述的冷冻冷藏装置，其特征在于，该流体的冰点在该蒸发器(1)的工作温度之下。

17.如权利要求13-16之一所述的冷冻冷藏装置，其特征在于，该流体的冰点在该冷藏物容器的理论温度之下，但在该制冷剂的一可能最低的温度之上。

18、如权利要求13-17之一所述的冷冻冷藏装置，其特征在于，该冷冻冷藏装置是一个具有至少两个为不同的贮藏温度而设的冷藏物容器(20，21)的组合装置，根据权利要求1-12之一的蒸发器(1)设置在未较高的贮藏温度而设定的冷藏物容器(21)上并且流体的冰点在为这两个冷藏物容器(20，21)规定的贮藏温度之间。

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