CN208520034U - 一种具有声能制冷机的制冷模块和厨房空调 - Google Patents

Abstract

根据本实用新型的具有声能制冷机的厨房空调，包括抽油烟机本体和制冷模块，抽油烟机本体具有内腔、内腔前壁、内腔侧壁，制冷模块设置在内腔中，制冷模块包括壳体以及制冷单元，其中，壳体呈长方体形状，一个侧面上设置有开口，制冷单元设置在壳体内，包含电控单元、声能制冷机、导冷装置，声能制冷机设置在壳体内，声能制冷机为脉管型自由活塞斯特林制冷机，具有冷端的冷头，导冷装置包含有芯热管、翅片、冷端换热器，有芯热管的冷凝端通过冷端换热器连接在冷端上，有芯热管的管体沿壳体的长度方向延伸，翅片设置在有芯热管的蒸发端上，内腔前壁具有与开口相匹配的前壁开口，开口正对前壁开口设置。

Description

一种具有声能制冷机的制冷模块和厨房空调

技术领域

本实用新型属于家居领域，具体涉及一种具有声能制冷机的制冷模块和厨房空调。

背景技术

随着生活要求不断提高，厨房使用空调的需求也越来越强烈。部分家庭在安装吸油烟机的同时也另外安装了空调，但独立空调费用较高，并且走管等安装麻烦，尤其是对已经入住的家庭需要破坏装修才能安装，使用变得不太可行。于是集吸油烟机和空调功能于一体的空调式吸油烟机也就应运而生。

然而，目前现有的空调式吸油烟机的结构布局存在诸多不合理之处，这些不合理之处将导致在实际使用时存在问题。

例如：现有的一种空调式吸油烟机，其包括空调系统主机、空调系统副机和吸油烟机。其中，空调系统主机与空调系统副机分体设置，空调系统主机设置在室外，空调系统副机设置在室内，这时分体设置存在走管、吊挂等安装不方便的问题；当空调系统主机和空调系统副机设计安装在室内一起时，空调系统副机与吸油烟机前后并排设置，安装后，空调系统副机处于吸油烟机和施厨者之间，这样存在因深度尺寸大，机组突出施厨工作台面而导致碰头的隐患；施厨者操作空间将严重受到影响。

目前还有一种空调式吸油烟机，其将吸油烟机和空气调节装置设置成整体式。但这种空调式吸油烟机将吸取的由炉具产生的含有大量油烟的风作为空气调节装置制冷时冷凝器的冷却风，这样极容易导致冷凝器被油烟沉淀物堵塞，造成空气调节装置的性能下降，甚至是报废。

实用新型内容

本实用新型的目的之一在于提供一种采用新型高效的声能制冷机的具有声能制冷机的制冷模块和厨房空调，该制冷模块利用斯特林制冷机制冷，将制冷模块设置在抽油烟机中实现厨房空调的功能。

本实用新型提供了一种具有声能制冷机的制冷模块，具有这样的特征，包括壳体以及制冷单元，其中，壳体呈长方体形状，一个侧面上设置有开口，制冷单元设置在壳体内，包含电控单元、声能制冷机、导冷装置，声能制冷机设置在壳体内，声能制冷机为脉管型自由活塞斯特林制冷机，具有冷端的冷头，导冷装置包含有芯热管、翅片、冷端换热器，有芯热管的冷凝端通过冷端换热器连接在冷端上，有芯热管的管体沿壳体的长度方向延伸，翅片设置在有芯热管的蒸发端上，电控单元包括电源、控制器以及温度传感器，声能制冷机为脉管型自由活塞斯特林制冷机，包括直线电机、压缩单元、膨胀机单元以及机架，机架包括法兰、膨胀活塞管、压缩活塞管以及底座，法兰呈圆盘形状，该法兰的一侧面设置有同心的圆盘，另一侧面与底座相连，底座呈筒状，一端与法兰相连，另一端为自由端，底座的中心线与法兰的中心线重合，膨胀活塞管为直通管，一端与圆盘相连，另一端为自由端，用于连接制冷机的脉冲管，膨胀活塞管内具有柱形膨胀活塞腔，压缩活塞管为直通管，设置在底座中，一端与法兰相连，另一端为自由端，压缩活塞管内具有柱形压缩活塞腔，压缩活塞腔与膨胀活塞腔同轴线且相连通，平行于压缩活塞腔轴线，圆盘上设置有多个连通压缩活塞腔与外部的通孔，压缩活塞腔的内径大于膨胀活塞腔的内径，膨胀活塞腔的内径与脉冲管的内径是相同的，直线电机包括外轭铁、内轭铁以及动子，外轭铁、内轭铁分别设置在机架上且外轭铁、内轭铁之间具有间隙，动子设置在间隙中，压缩单元具有压缩活塞、压缩活塞弹簧，压缩活塞弹簧通过连接件与机架固定连接，压缩活塞设置在压缩活塞管中，一端与动子相连且与压缩活塞弹簧相连，另一端为自由端，膨胀机单元包括膨胀活塞、膨胀活塞弹簧、膨胀活塞杆、一级热端换热器、二级热端换热器、回热器、脉冲管、冷端换热器，一级热端换热器呈圆筒状，套在膨胀活塞管的外壁上且设置在小圆盘的端面上，脉冲管的一端与膨胀活塞管相连，另一端与冷端换热器相连，回热器呈圆筒状，设置在脉冲管的外侧，一端与冷端换热器相连，另一端与一级热端换热器相连，二级热端换热器设置在脉冲管内，膨胀活塞在膨胀活塞管中，膨胀活塞弹簧通过连接件与机架固定连接，膨胀活塞杆的一端与膨胀活塞相连，另一端穿过压缩活塞、压缩活塞弹簧后与膨胀活塞弹簧相连，压缩活塞、膨胀活塞、压缩活塞腔以及膨胀活塞腔构成压缩腔，膨胀活塞、二级热端换热器以及膨胀活塞腔构成膨胀腔，膨胀腔与压缩腔同轴布置。

在本实用新型提供的具有声能制冷机的制冷模块中，还可以具有这样的特征：其中，冷端换热器的侧面以钎焊方式固定在斯特林制冷机的冷头周围。

另外，在本实用新型提供的具有声能制冷机的制冷模块中，还可以具有这样的特征，其中，温度传感器设置在冷端换热器上且与控制器相连，控制器与电源和脉管型自由活塞斯特林制冷机分别相连接，并控制脉管型自由活塞斯特林制冷机的开启。

另外，在本实用新型提供的具有声能制冷机的制冷模块中，其特征在于，还包括设置在翅片的一侧的多个风扇，多个风扇正对开口设置并沿开口的长度方向均布设置，用于将冷风吹出壳体。

另外，在本实用新型提供的具有声能制冷机的制冷模块中，还可以具有这样的特征：其中，壳体的前后两端面分别设置有多个通风孔。

另外，在本实用新型提供的具有声能制冷机的制冷模块中，其特征在于，还包括设置在翅片下部的集水容器。

本实用新型提供了一种具有声能制冷机的厨房空调，具有这样的特征，包括抽油烟机本体和制冷模块，制冷模块为上述的任意一项具有声能制冷机的制冷模块，其中，抽油烟机本体具有内腔、内腔前壁、内腔侧壁，制冷模块设置在内腔中，内腔前壁具有与开口相匹配的前壁开口，开口正对前壁开口设置。

在本实用新型提供的具有声能制冷机的厨房空调中，其特征在于，其中，内腔侧壁上设置有多个侧壁通风口。

实用新型的作用与效果

本实用新型的有益效果在于：本实用新型的同轴脉管型自由活塞斯特林制冷机取消了传统自由活塞斯特林制冷机较长的低温膨胀活塞，以较短室温区工作的功回收膨胀活塞代替。自由活塞斯特林制冷机的膨胀气缸变成了脉管冷指的脉冲管，脉冲管冷端布置有层流化的导流器，热端设有二级热端换热器。这种改变结合了自由活塞斯特林制冷机和脉管制冷机的优点，通过取消在冷热端高频运动的膨胀活塞，消除了低温膨胀活塞带来的泵气损失、穿梭损失以及轴向导热损失。通过热端设置较短的室温膨胀活塞解决了脉管制冷机的声功回收问题，因此，当完全回收冷端声功时，该新型脉管型自由活塞斯特林制冷机理论效率为卡诺循环效率。同时，取消低温膨胀活塞降低了制冷机制造难度，减小了整机质量。

另外，本实用新型的厨房空调中使用的斯特林制冷机体积小，结构紧凑，在低温区的制冷效率高；本实用新型具体绿色、环保、无污染。

附图说明

图1为本实用新型的厨房空调侧视示意图；

图2为本实用新型的厨房空调示意图；

图3为本实用新型实施例中除湿模块示意图；

图4为图3的侧视示意图；

图5为本实用新型的脉管型自由活塞斯特林制冷机剖面示意图；

图6是本实用新型的实施例中机架的立体示意图；

图7是图6中B向视图；以及

图8是图7中D-D剖视图。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本实用新型的厨房空调作具体阐述。

如图1、2所示，厨房空调100包括抽油烟机本体70和制冷模块80。

抽油烟机本体70具有抽油烟口以及位于抽油烟口上方的内腔71，内腔71具有面对操作者的内腔前壁、以及内腔前壁两侧的内腔侧壁。内腔前壁设置有前壁开口72，内腔侧壁设置有多个侧壁开口73。

制冷模块80设置在抽油烟机本体70中，实施例中制冷模块80位于内腔70中。

制冷模块80包括壳体82以及制冷单元。

壳体82呈长方体形状，一个侧面上设置有开口，前壁开口72与该开口相匹配，制冷模块80中开口正对前壁开口72进行设置。

壳体82两端具有多个通风口，与多个侧壁开口73相连通。

制冷单元设置在壳体82内，包含电控单元、声能制冷机、导冷装置。

声能制冷机设置在壳体82内，声能制冷机为脉管型自由活塞斯特林制冷机81，具有冷端的冷头84。

导冷装置包含有芯热管86、翅片87、冷端换热器85、集水容器88、多个风扇89。

冷端换热器85的侧面以钎焊方式固定在斯特林制冷机的冷头84周围，有芯热管86的冷凝端通过冷端换热器85连接在冷端上，有芯热管86的管体沿壳体82的长度方向延伸，芯热管86的蒸发端上设置有密集的翅片87，由通风口流入的空气，在翅片87与有芯热管86充分换热冷却，直到温度降至露点温度以下，析出冷凝水。集水容器88设置在翅片87下部，用于收集冷凝水。

翅片87的一侧设置有多个与电源相连的风扇89，多个风扇89正对开口设置并沿开口的长度方向均布设置，用于将冷风吹出壳体82。

如图5所示，同轴脉管型自由活塞斯特林制冷机46包括直线电机1、压缩单元、膨胀机单元、无阻尼动力吸振单元4、机架50B、以及外壳60。

如图6、7、8所示，机架50B包括法兰52B、膨胀活塞管51B、压缩活塞管54B以及底座53B，

其中，法兰52B呈圆盘形状，该法兰52B的一侧面设置有同心的圆盘521B，另一侧面与底座53B相连，法兰52B上均匀设置有多个连接通孔。

底座53B呈筒状，一端与法兰52B相连，另一端为自由端，底座53B的中心线与法兰52B的中心线重合，底座53B的自由端上设置有多个连接螺孔531B，实施例中，底座53B为围绕法兰52B的中心线设置的四个支腿。

膨胀活塞管51B为直通管，一端与圆盘521B相连且与圆盘521B同轴线，另一端为自由端，用于连接制冷机的脉冲管，膨胀活塞管51B内具有柱形膨胀活塞腔511B。

压缩活塞管54B为直通管，设置在底座53B中，一端与法兰52B相连且与法兰52B同轴线，另一端为自由端，压缩活塞管54B内具有柱形压缩活塞腔541B，压缩活塞腔541B与膨胀活塞腔511B同轴线且相连通。

平行于压缩活塞腔541B轴线，圆盘521B上设置有多个连通压缩活塞腔541B与外部的通孔522B，通孔522B的数量在3-9个之间。实施例中，通孔522B的截面为圆弧槽，数量为4个。

压缩活塞腔541B的内径大于膨胀活塞腔511B的内径，膨胀活塞腔511B的内径与脉冲管的内径是相同的。

直线电机1包括外轭铁11、内轭铁14以及动子，外轭铁11、内轭铁14分别设置在机架上且外轭铁、内轭铁之间具有间隙，动子设置在间隙中，动子包括永磁体13和永磁体支架15。

如图7所示，直线电机1主要包括外轭铁11、线圈12、永磁体13、内轭铁14，永磁体支架15，动子包括永磁体13、永磁体支架15、连接件16、固定螺母18、压缩活塞19以及压缩活塞板弹簧17(计算动子质量时只取板弹簧质量的1/3)，永磁体支架15与永磁体13相连接，并与压缩活塞19和连接件16通过螺纹连接。外轭铁11与内轭铁14为软磁材料，常用电功纯铁、硅钢片等材料制作，永磁体13为永磁材料，常用汝铁硼、铝镍钴永磁材料来制作。外轭铁11、线圈12、永磁体13、内轭铁14均为环形，并且采用同轴布置。外轭铁11、内轭铁14分别设置在机架50B上且外轭铁、内轭铁之间具有间隙，动子设置在间隙中。

当线圈通入直流电时，外轭铁11和内轭铁14会形成磁力回线，从而在外轭铁11和内轭铁14上产生磁极。当在线圈中通入交流电时，永磁体13就会受到交变电磁力而做往复直线运动。当永磁体13做往复直线运动时，会带动压缩活塞19做往复直线运动，压缩活塞板弹簧17提供轴向的往复弹性力以及径向支撑。

压缩单元包括连接件16、压缩活塞板弹簧17、固定螺母18、压缩活塞19。压缩活塞板弹簧17通过固定螺母18与连接件16相连接，压缩活塞板弹簧17与机架50B通过连接件固定连接，压缩活塞19设置在压缩活塞腔541B中，一端与动子相连且与压缩活塞弹簧17相连，另一端为自由端。

膨胀机单元包括膨胀活塞21B、膨胀活塞板弹簧22B、活塞杆23B、一级热端换热器26B、二级热端换热器33B、回热器25B、脉冲管31B、冷端换热器24B、冷指壳35B。

一级热端换热器26B呈圆筒状，套在膨胀活塞管51B的外壁上且设置在小圆盘521B的端面上，一级热端换热器26B与机架50B为分体结构，一级热端换热器26B与活塞管51B的外壁过盈配合。

脉冲管31B的一端与膨胀活塞管51B的一端相连，另一端与冷端换热器24B相连。

回热器25B呈截面呈环形的圆筒状，设置在脉冲管31B的外侧，一端与冷端换热器24B相连，另一端与一级热端换热器26B相连。

二级热端换热器33B设置在脉冲管31B内，位于脉冲管31B与膨胀活塞管51B的连接处，二级热端换热器33B与机架50B为分体结构，二级热端换热器33B与膨胀活塞管51B的内壁过盈配合。

膨胀活塞21B设置在膨胀活塞管51B中，膨胀活塞板弹簧22B通过连接件与机架50B固定连接，活塞杆23B的一端与膨胀活塞21B相连，另一端穿过压缩活塞19、压缩活塞板弹簧17后与膨胀活塞板弹簧22B相连，

压缩活塞19、膨胀活塞21B、压缩活塞腔541B以及膨胀活塞腔511B构成压缩腔。

膨胀活塞21B、二级热端换热器33B以及膨胀活塞腔511B构成膨胀腔。膨胀腔与压缩腔为同轴布置。

冷指壳35B设置在一级热端换热器26B、回热器25B、冷端换热器24B的外部，外壳60设置在机架50B以及膨胀机单元的外部，外壳60、冷指壳35B与机架50B通过连接件连接成一体。

散热器27位于一级热端换热器26B的外侧且设置在冷指壳35B上，一级热端换热器26B将热量通过冷指壳35B传递给外侧的散热器27，最终释放给环境。

无阻尼动力吸振单元4与外壳60相连且设置在外壳60的外部，用于对制冷机进行减震。

电控单元包括电源、控制器以及温度传感器，

其中，温度传感器设置在冷端换热器上且与控制器相连，控制器与电源和脉管型自由活塞斯特林制冷机分别相连接，并控制脉管型自由活塞斯特林制冷机的开启。

实施例的作用与效果

本实施例的有益效果在于：本实用新型的同轴脉管型自由活塞斯特林制冷机取消了传统自由活塞斯特林制冷机较长的低温膨胀活塞，以较短室温区工作的功回收膨胀活塞代替。自由活塞斯特林制冷机的膨胀气缸变成了脉管冷指的脉冲管，脉冲管冷端布置有层流化的导流器，热端设有二级热端换热器。这种改变结合了自由活塞斯特林制冷机和脉管制冷机的优点，通过取消在冷热端高频运动的膨胀活塞，消除了低温膨胀活塞带来的泵气损失、穿梭损失以及轴向导热损失。通过热端设置较短的室温膨胀活塞解决了脉管制冷机的声功回收问题，因此，当完全回收冷端声功时，该新型脉管型自由活塞斯特林制冷机理论效率为卡诺循环效率。同时，取消低温膨胀活塞降低了制冷机制造难度，减小了整机质量。

另外，本实施例的除湿衣柜，使用的斯特林制冷机体积小，结构紧凑，在低温区的制冷效率高；本实用新型具体绿色、环保、无污染。

上述实施方式为本实用新型的优选案例，并不用来限制本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种具有声能制冷机的制冷模块，其特征在于，包括：

壳体以及制冷单元，

其中，所述壳体呈长方体形状，一个侧面上设置有开口，所述制冷单元设置在所述壳体内，包含电控单元、声能制冷机、导冷装置，

所述声能制冷机设置在所述壳体内，声能制冷机为脉管型自由活塞斯特林制冷机，具有冷端的冷头，

所述导冷装置包含有芯热管、翅片、冷端换热器，所述有芯热管的冷凝端通过冷端换热器连接在所述冷端上，所述有芯热管的管体沿所述壳体的长度方向延伸，所述翅片设置在所述有芯热管的蒸发端上，

所述电控单元包括电源、控制器以及温度传感器，

所述声能制冷机为脉管型自由活塞斯特林制冷机，包括直线电机、压缩单元、膨胀机单元以及机架，

所述机架包括法兰、膨胀活塞管、压缩活塞管以及底座，

所述法兰呈圆盘形状，该法兰的一侧面设置有同心的圆盘，另一侧面与所述底座相连，

所述底座呈筒状，一端与法兰相连，另一端为自由端，所述底座的中心线与所述法兰的中心线重合，

所述膨胀活塞管为直通管，一端与所述圆盘相连，另一端为自由端，用于连接制冷机的脉冲管，所述膨胀活塞管内具有柱形膨胀活塞腔，

所述压缩活塞管为直通管，设置在所述底座中，一端与所述法兰相连，另一端为自由端，所述压缩活塞管内具有柱形压缩活塞腔，所述压缩活塞腔与所述膨胀活塞腔同轴线且相连通，

平行于所述压缩活塞腔轴线，所述圆盘上设置有多个连通所述压缩活塞腔与外部的通孔，

所述压缩活塞腔的内径大于所述膨胀活塞腔的内径，所述膨胀活塞腔的内径与所述脉冲管的内径是相同的，

所述直线电机包括外轭铁、内轭铁以及动子，所述外轭铁、所述内轭铁分别设置在所述机架上且外轭铁、内轭铁之间具有间隙，所述动子设置在所述间隙中，

所述压缩单元具有压缩活塞、压缩活塞弹簧，所述压缩活塞弹簧通过连接件与所述机架固定连接，所述压缩活塞设置在所述压缩活塞管中，一端与所述动子相连且与所述压缩活塞弹簧相连，另一端为自由端，

所述膨胀机单元包括膨胀活塞、膨胀活塞弹簧、膨胀活塞杆、一级热端换热器、二级热端换热器、回热器、脉冲管、冷端换热器，

所述一级热端换热器呈圆筒状，套在所述膨胀活塞管的外壁上且设置在所述圆盘的端面上，

所述脉冲管的一端与所述膨胀活塞管相连，另一端与所述冷端换热器相连，

所述回热器呈圆筒状，设置在所述脉冲管的外侧，一端与所述冷端换热器相连，另一端与所述一级热端换热器相连，

二级热端换热器设置在所述脉冲管内，

所述膨胀活塞在所述膨胀活塞管中，所述膨胀活塞弹簧通过连接件与所述机架固定连接，所述膨胀活塞杆的一端与所述膨胀活塞相连，另一端穿过所述压缩活塞、所述压缩活塞弹簧后与所述膨胀活塞弹簧相连，

所述压缩活塞、所述膨胀活塞、所述压缩活塞腔以及所述膨胀活塞腔构成压缩腔，

所述膨胀活塞、所述二级热端换热器以及所述膨胀活塞腔构成膨胀腔，所述膨胀腔与所述压缩腔同轴布置。

2.根据权利要求1所述的具有声能制冷机的制冷模块，其特征在于：

其中，所述冷端换热器的侧面以钎焊方式固定在斯特林制冷机的冷头周围。

3.根据权利要求1所述的具有声能制冷机的制冷模块，其特征在于：

其中，所述温度传感器设置在所述冷端换热器上且与所述控制器相连，所述控制器与所述电源和所述脉管型自由活塞斯特林制冷机分别相连接，并控制所述脉管型自由活塞斯特林制冷机的开启。

4.根据权利要求1所述的具有声能制冷机的制冷模块，其特征在于，还包括：

设置在所述翅片的一侧的多个风扇，多个所述风扇正对所述开口设置并沿所述开口的长度方向均布设置，用于将冷风吹出所述壳体。

5.根据权利要求1所述的具有声能制冷机的制冷模块，其特征在于：

其中，所述壳体的前后两端面分别设置有多个通风孔。

6.根据权利要求1所述的具有声能制冷机的制冷模块，其特征在于，还包括：

设置在所述翅片下部的集水容器。

7.一种具有声能制冷机的厨房空调，其特征在于，包括：

抽油烟机本体和制冷模块，

所述制冷模块为权利要求1～6中的任意一项所述的具有声能制冷机的制冷模块，

其中，所述抽油烟机本体具有内腔、内腔前壁、内腔侧壁，

所述制冷模块设置在所述内腔中，所述内腔前壁具有与所述开口相匹配的前壁开口，所述开口正对所述前壁开口设置。

8.根据权利要求7所述的具有声能制冷机的厨房空调，其特征在于：

其中，所述内腔侧壁上设置有多个侧壁通风口。