吹脹式蒸發器及製冷設備

《吹脹式蒸發器及製冷設備》是海爾集團公司、青島海爾特種電冰櫃有限公司於2013年3月7日申請的專利，該專利的公布號為CN104034094A，授權公布日為2014年9月10日，發明人是丁劍波、李剛、王德森、胡成、卜農農、彭燦。

《吹脹式蒸發器及製冷設備》涉及一種吹脹式蒸發器及製冷設備，吹脹式蒸發器包括蒸發板及其上的由吹脹方式形成的製冷管路，所述製冷管路包括毛細管、蒸發區和回液區，毛細管與蒸發區之間設定有消音部件，消音部件包括細長消音管和與其連線的喇叭口狀管路，細長消音管與毛細管相接，喇叭口狀管路與蒸發區的製冷管路相接。該發明通過消音部件降低了製冷劑從毛細管出口端進入蒸發區的噴流異音，通過蒸發區和回液區降低了製冷劑蒸發產生的咕嚕聲等異音，最終能使產品整體降噪4-6分貝，為用戶提供了安靜舒適的使用環境。

2020年7月14日，《吹脹式蒸發器及製冷設備》獲得第二十一屆中國專利獎優秀獎。

（概述圖為《吹脹式蒸發器及製冷設備》摘要附圖）

基本介紹

• 中文名：吹脹式蒸發器及製冷設備
• 申請人：海爾集團公司、青島海爾特種電冰櫃有限公司
• 申請日：2013年3月7日
• 申請號：2013100745043
• 公布號：CN104034094A
• 公布日：2014年9月10日
• 發明人：丁劍波、李剛、王德森、胡成、卜農農、彭燦
• 地址：山東省青島市嶗山區高科園海爾路1號海爾工業園
• Int. Cl.：F25B39/02(2006.01)I
• 代理機構：青島聯智專利商標事務所有限公司
• 代理人：楊秉利
• 類別：發明專利

專利背景

吹脹式蒸發器是採用雙層鋁板複合而成的蒸發器，通常是將一定規格的鋁板表面處理後，在鋁板對合面上印上蒸發管道的圖樣，依照圖樣將複合面板焊接，經熱軋等熱處理以後，最後用氮氣進行吹脹。2013年前，製冷業內使用的吹脹式蒸發器，普遍存在製冷噪音大的問題，主要是毛細管出口進入蒸發器段的噴流異音和製冷劑蒸發產生的咕嚕聲等異音。例如，申請號為“201010173353.3”，名稱為“吹脹式靜音蒸發器”的專利申請公開了一種蒸發器，上述專利申請的製冷劑經過內徑細小的毛細管節流，直接進入內徑比其大約10倍的蒸發管路，噴射後的製冷劑流速高，急劇膨脹，產生比較大的噪音。蒸發區的管路排布方式，不利於蒸發後的氣態製冷劑流動，形成較大的噪音。回液區的管路多路交叉互匯，由於製冷管路內壁的阻力和製冷劑重力的作用，不利於製冷劑混合的壓機油返回壓縮機，形成噪音。為了減少噪音，2013年之前的設計中也帶有漸擴形狀的管路連線毛細管末端出口與蒸發管路，但由於蒸發器結構尺寸限制，漸擴段的長度較小，不足以抑制高速且急劇膨脹的製冷劑氣流，對消除噴流異音幾乎沒有作用。

發明內容

專利目的

《吹脹式蒸發器及製冷設備》的目的在於提供一種吹脹式蒸發器，解決了2013年之前蒸發器由於製冷劑流動產生噪音的問題，可有效降低噴流聲以及咕嚕聲。

技術方案

《吹脹式蒸發器及製冷設備》採用以下技術方案予以實現：

一種吹脹式蒸發器，包括蒸發板及其上的由吹脹方式形成的製冷管路，所述製冷管路包括毛細管、蒸發區和回液區，所述毛細管與蒸發區之間設定有消音部件，所述消音部件包括細長消音管和與其連線的喇叭口狀管路，所述細長消音管與毛細管相接，所述喇叭口狀管路與蒸發區的管路相接。

進一步的，細長消音管的長度≥70毫米，毛細管的截面積＜細長消音管的截面積＜4π平方毫米。

為了達到更好的降低噴流聲的效果，細長消音管的長度在150毫米-300毫米之間。

為了降低製冷劑蒸發流動產生的咕嚕聲，同時保證蒸發製冷效果，蒸發區包括至少兩級蒸發部，每級蒸發部均包括分流部、蒸發管路以及交匯部，所述分流部連線兩條並聯的蒸發管路，兩條並聯的蒸發管路連線交匯部，上一級蒸發部的交匯部與下一級蒸發部的分流部相接。

由於分流部和交匯部管路較為寬大，為了保證管路的穩固性，分流部、交匯部以及交匯部和分流部之間均設定有固定部。固定部由製冷管路相對面部分擠壓貼合形成。

為了使得製冷劑和壓機油的流動更加通暢，回液區包括回液部，回液部為邊緣圓滑的長方體，回液部的寬度大於製冷管路的管徑。

為了降低回液區流體經局部轉向帶來的噪音，所述回液區包括迴轉部，迴轉部為圓筒形。

由於回液部與迴轉部的管路較為寬大，為了保證回液部與迴轉部的穩固性，所述回液部與迴轉部均設定有固定部，固定部由製冷管路相對面部分擠壓貼合形成。

基於上述吹脹式蒸發器的設計，《吹脹式蒸發器及製冷設備》還提出了一種製冷設備，製冷設備的蒸發器包括蒸發板及其上的由吹脹方式形成的製冷管路，所述製冷管路包括毛細管、蒸發區和回液區，所述毛細管與蒸發區之間設定有消音部件，所述消音部件包括細長消音管和與其連線的喇叭口狀管路，所述細長消音管與毛細管相接，所述喇叭口狀管路與蒸發區的製冷管路相接。

改善效果

與2013年之前的技術相比，《吹脹式蒸發器及製冷設備》的優點和積極效果是：該發明製冷劑經毛細管首先噴射至細長消音管內，細長消音管能夠充分抑制製冷劑膨脹，製冷劑流速降低後，通過喇叭口狀管路進入蒸發區，充分降低了初始階段的噴射異音；蒸發部的分流部和交匯部的管路較為寬大，可以降低製冷劑局部轉向帶來的噪音，蒸發管路為兩條並聯，則每條蒸發管路中製冷劑量小，蒸發噪音小；同時增大了蒸發麵積，更有利於製冷；回液區在保證充分存儲未蒸發完全的製冷劑的基礎上，設計更為寬大的管路，使得製冷劑和壓機油的流動更通暢，同時，迴轉部降低了流體經局部轉向帶來的噪音。該發明通過消音部件降低了製冷劑從毛細管出口端進入蒸發區的噴流異音，通過蒸發區和回液區降低了製冷劑蒸發產生的咕嚕聲等異音，最終能使產品整體降噪4-6分貝，為用戶提供了安靜舒適的使用環境。

附圖說明

圖1為《吹脹式蒸發器及製冷設備》具體實施例的結構示意圖。

圖1

技術領域

《吹脹式蒸發器及製冷設備》屬於製冷技術領域，具體地說，是涉及一種用於冰櫃、酒櫃、冷櫃等製冷設備的吹脹式蒸發器。

權利要求

1. 一種吹脹式蒸發器，包括蒸發板及其上的由吹脹方式形成的製冷管路，所述製冷管路包括毛細管、蒸發區和回液區，其特徵在於：所述毛細管與蒸發區之間設定有消音部件，所述消音部件包括細長消音管和與其連線的喇叭口狀管路，所述細長消音管與毛細管相接，所述喇叭口狀管路與蒸發區的製冷管路相接。

2. 根據權利要求1所述的吹脹式蒸發器，其特徵在於：所述細長消音管的長度≥70毫米，毛細管的截面積＜細長消音管的截面積＜4π平方毫米。

3. 根據權利要求2所述的吹脹式蒸發器，其特徵在於：所述細長消音管的長度在150毫米-300毫米之間。

4. 根據權利要求1-3任意一項所述的吹脹式蒸發器，其特徵在於：所述蒸發區包括至少兩級蒸發部，每級蒸發部均包括分流部、蒸發管路以及交匯部，所述分流部連線兩條並聯的蒸發管路，兩條並聯的蒸發管路連線交匯部，所述上一級蒸發部的交匯部與下一級蒸發部的分流部相接。

5. 根據權利要求4所述的吹脹式蒸發器，其特徵在於：所述分流部、交匯部以及分流部和交匯部之間均設定有固定部，所述固定部由製冷管路相對面部分擠壓貼合形成。

6. 根據權利要求1-3任意一項所述的吹脹式蒸發器，其特徵在於：所述回液區包括回液部，所述回液部為邊緣圓滑的長方體，所述回液部的寬度大於製冷管路的管徑。

7. 根據權利要求6所述的吹脹式蒸發器，其特徵在於：所述回液區包括迴轉部，所述迴轉部為圓筒形。

8. 根據權利要求7所述的吹脹式蒸發器，其特徵在於：所述回液部與迴轉部均設定有固定部，所述固定部由製冷管路相對面部分擠壓貼合形成。

9.一種製冷設備，其特徵在於：所述製冷設備包括權利要求1-8任意一項所述的蒸發器。

實施方式

2013年之前的吹脹式蒸發器管路平均內徑在6毫米以上，與內徑在0.7毫米左右的毛細管內徑比在8.5以上，折算成流道截面積相差72倍，噴射後的製冷劑突然經過面積變化如此大的管道，會急劇膨脹，產生比較大的噪音和各種異常聲音。為了減少噪音，2013年之前的設計中也帶有漸擴形狀的管路連線毛細管出口端與蒸發管路，但由於蒸發器結構尺寸的限制，漸擴段的長度較小，不足以抑制高速且急劇膨脹的製冷劑氣流，對消除噴流異音幾乎沒有作用。針對上述問題，《吹脹式蒸發器及製冷設備》提出了一種改進的蒸發器結構，與2013年之前的吹脹式蒸發器相比，可有效降低4-6分貝噪音。下面進行具體說明：

如圖1所示，一種吹脹式蒸發器，包括蒸發板1及其上的由吹脹方式形成的製冷管路2。製冷管路2包括毛細管6、蒸發區3和回液區4，毛細管6與蒸發區3之間設定有消音部件5。其中，毛細管6與消音部件5相接，製冷劑從毛細管6噴射至消音部件5消音後，經過具有消音功能的蒸發區3蒸發製冷，通過製冷管路2進入回液區4，經過具有消音功能的回液區4後，製冷劑和壓機油通過製冷管路2離開蒸發器。

消音部件5包括細長消音管51和喇叭口狀管路52，細長消音管51的一端與毛細管6相接，另一端與喇叭口狀管路52口徑較小端相接，喇叭口狀管路52口徑較大端與蒸發區3相接。

其中，70毫米≤細長消音管51的長度≤300毫米，毛細管的截面積＜細長消音管的截面積＜4π平方毫米。

有選為，150毫米≤細長消音管51的長度≤300毫米，毛細管的截面積＜細長消音管的截面積＜4π平方毫米。

毛細管6噴射出的製冷劑首先經過一段內徑稍大於毛細管內徑的細長消音管51，充分抑制製冷劑膨脹，降低了製冷劑的流速；製冷劑流速降低後，通過喇叭口狀管路52進入蒸發區3進行蒸發製冷，蒸發區3可進一步降低製冷劑氣流的膨脹和速度。因而，通過細長消音管51和喇叭口狀管路52，充分降低了初始階段的噴射異音。

蒸發區3包括兩級並列連線的蒸發部，每級蒸發部均包括分流部31、蒸發管路32以及交匯部33。其中，分流部31連線兩條並聯的蒸發管路32，兩條並聯的蒸發管路32連線交匯部33，製冷劑經過分流部31分流後，通過兩條並聯的蒸發管路流動至交匯部33交匯。蒸發部的分流部31和交匯部33的管路較為寬大，可以降低製冷劑局部轉向帶來的噪音，蒸發管路32為兩條並聯，則每條蒸發管路32中製冷劑量小，蒸發噪音小；同時，還增大了蒸發麵積，更有利於製冷劑蒸發製冷。一級蒸發部的交匯部33與二級蒸發部的分流部31相接。製冷劑經過二級蒸發部蒸發製冷後，通過二級蒸發部的交匯部33進入製冷管路2，經過製冷管路2進入回液區4。

由於分流部31和交匯部33管路截面積較大，為了保證管路的穩固性，在分流部31和交匯部32均設定有固定部34，其中，固定部34為製冷管路鋁板相對面部分擠壓貼合後焊接形成的圓形焊接面。

在上一級蒸發部的交匯部33與下一級蒸發部的分流部31之間也設定有固定部34，固定部34為製冷管路鋁板相對面部分擠壓貼合後焊接形成的圓形焊接面。

因而，通過蒸發區3可進一步降低製冷劑蒸發流動產生的咕嚕聲，同時保證蒸發製冷效果。

回液區4包括回液部41，回液部41為邊緣圓滑的長方體，回液部41的寬度大於製冷管路2的管徑。回液部41在保證充分存儲未蒸發完全的製冷劑基礎上，設計更為寬大的管路，流道設計易於蒸發後的製冷劑流動，避免了多次改變流向帶來的噪音，同時也有利於壓縮機油的回油，避免因壓縮機油積存在回液區，流通不暢帶來的噪音。

製冷管路2的拐角處設定有迴轉部42，迴轉部42為圓柱形，且迴轉部42的直徑大於製冷管路2的管徑。降低了流體經局部轉向帶來的噪音。

為了保證回液部41與迴轉部42的穩固性，回液部41與迴轉部42均設定有固定部44，其中，回液部41上的固定部44設定有兩個，為製冷管路鋁板相對面部分擠壓貼合後焊接形成的橢圓形焊接面，迴轉部42上的固定部44為製冷管路鋁板相對面部分擠壓貼合後焊接形成的圓形焊接面。

通過噪聲檢測試驗對該實施例與背景技術所述的專利進行對比，對比結果如下：

由此可見，採用該實施例的消音方案的吹脹式蒸發器比背景技術專利的蒸發器降低噪音至少3.9分貝。

基於上述吹脹式蒸發器的設計，該實施例還提出了一種製冷設備，如，冷櫃、酒櫃、冰櫃等，製冷設備包括製冷系統，製冷系統的蒸發器包括蒸發板1及其上的由吹脹方式形成的製冷管路2。製冷管路2上設定有毛細管6、消音部件5、蒸發區3和回液區4。其中，毛細管6與消音部件5相接，製冷劑從毛細管6噴射至消音部件5消音後，經過具有消音功能的蒸發區3蒸發製冷，通過製冷管路2進入回液區4，經過具有消音功能的回液區4後，製冷劑和壓機油通過製冷管路2離開蒸發器。從而實現降低製冷設備的噪音的效果。

榮譽表彰

2020年7月14日，《吹脹式蒸發器及製冷設備》獲得第二十一屆中國專利獎優秀獎。