專利名稱：電冰柜真空隔熱箱體的制作方法
技術領域：
本實用新型采用真空隔熱箱體作為電冰柜的隔熱箱體，它涉及電冰柜的節(jié) 能，它適用于各類電冰柜。 背暴技術
電冰柜的箱體內外存在很大的溫差，由于溫差存在導致箱外熱量傳向箱內， 迫使電冰柜壓縮機再次重新工作，再次消耗電能來降低電冰柜箱內的溫度。為減 弱電冰柜箱體內外傳熱，目前國內外對電冰柜的箱體均采用泡沫塑料作為隔熱材
料，以減弱電冰柜箱體的傳熱,據統(tǒng)計電冰柜每小時工作4 5次，一天耗電在l 1.8kW.h左右。本人曾設計一種真空隔熱電冰箱，專利號為200420092191.0。 該專利的主要技術特征是由多個平板箱體組成一個整體箱體。 實用新型目的
本實用新型的目的就是提供一種用真空和熱反射薄膜作為電冰柜箱體的隔 熱方案，由此設計一種箱體加工制造工藝簡單，且承壓性能和封閉性能均為更好 的節(jié)能電冰柜。
實用新型的內容
為實現(xiàn)本實用新型的目的，本實用新型的技術方案就是將電冰柜隔熱箱體設 計成一個封閉良好完整整體，它可以是圓筒形狀，也可以是一個長方體形狀。箱 體內部安裝有熱反射薄膜板，內部表面由黑度系數(shù)很小的材料制成，內部抽成真 空。冰柜蓋箱體與冰柜整體箱體的密封采用微正壓氣體密封袋密封。與本人原有 專利比較，本技術方案的傳熱熱點減少了，因此，它更為節(jié)能。
以下結合附圖
對本實用新型的優(yōu)選實施方式進行具體說明。 圖一是電冰柜真空隔熱箱體的整體箱體和冰柜蓋箱體的立面剖視圖； 圖二是圖一所示剖視圖A-A處的剖面圖三是實用新型另一實施方式圖一所示剖視圖A-A處的剖面圖。 圖一給出了冰柜蓋箱體[l]，冰柜蓋箱體[1]內部空間安裝熱反射薄膜板[4]， 熱反射薄膜板[4]的四周由上固定環(huán)[2]和下固定環(huán)[3]固定。上固定環(huán)[2]與冰柜 蓋箱體[l]焊接聯(lián)接，下固定環(huán)[3]采用熱阻大的材料，用螺釘[33]將它和熱反射 薄膜板[4]一起固定在上固定環(huán)[2]上。熱反射薄膜板[4]的中心部位由支撐板[8] 和支撐桿[9]支撐。支撐板[8]選用熱阻大的材料，支撐桿[9]選用鋼材料，并與 冰柜蓋箱體[l]焊接固定。熱反射薄膜板[4]其上鉆有若干個冰柜蓋減阻孔[12]， 圖一中用點畫線表示。冰柜蓋箱體[1]焊有冰柜蓋抽真空管側孔[7]，其孔的位置 在熱反射薄膜板[4]的下方，這樣熱反射薄膜板[4]的上下兩面均有孔形成連通， 抽真空時摩阻小且該板不發(fā)生形變。冰柜蓋箱體[l]的內部設有冰柜蓋吸氣劑 [10]。冰柜蓋箱體[l]的下面設有冰柜蓋隔熱層[ll]，冰柜蓋隔熱層[ll]上鑲有 微正壓氣體密封袋[5]，它提供略大于大氣壓力的可靠接觸密封。微正壓氣體密 封袋[5]下面是環(huán)形隔熱層[14]，環(huán)形隔熱層[14]內設有冰柜功能通孔[13]，冰 柜功能通孔[13]是電冰柜制冷功能管線和功能電線的通道，在圖一中用兩條相交 的點劃線表示。
整體箱體[15]的內壁螺旋式地纏繞一層鋁箔，即為內反射膜[28]。在整體箱 體[15]的內壁上端焊上檔環(huán)[30]，在檔環(huán)[30]上套上內固定環(huán)[16]，將內熱反射 薄膜板[21]再套在內固定環(huán)[16]上，用內固定螺釘[17]將內熱反射薄模板[21]固 定在內固定環(huán)[16]上。在內固定環(huán)[16]上再套上外固定環(huán)[32]， 二者之間設有微 小錐度配合，所以外固定環(huán)[32]不會向下移動。將外熱反射薄膜板[29]套在外固 定環(huán)[32]上，用外固定螺釘[31]將其固定在外固定環(huán)[32]上。內熱反射薄膜板[21]
和外熱反射薄膜板[29]在整體箱體[15]下端固定釆用和上端相同部件及相同的 固定方法。內熱反射薄膜板[21]和外熱反射薄膜板[29]鉆有若干個減阻孔[19]， 圖一中用點劃線表示。整體箱體[15]層內設置吸氣劑[18]，整體箱體[15]的內面 設置內隔熱層[20]。圖一中所有實心圓點均為箱體強度加強筋[22]，它的作用是 防止箱體發(fā)生形變，因箱體內部真空，箱體內外壁承受大氣壓力。整體箱體[15] 內底部由底部支撐環(huán)[23]和底部支撐管[24]支撐固定，底部支撐環(huán)[23]與整體箱 體[15]采用點焊聯(lián)接，點焊聯(lián)接的目的是減少傳熱面積，減弱傳熱。而底部支撐 管[24]則采用熱阻大的材料，并且其上鉆有支撐管側孔[27]，支撐管側孔[27]的 作用是抽真空時防止空氣積存在其管內，進而降低箱內的真空度。整體箱體[15] 的底部設有底部抽真空管[25]，底部抽真空管[25]設有底部側孔[26]，其作用與 冰柜蓋抽真空管側孔[7]—樣。底部抽真空管[25]與整體箱體[15]采用焊接聯(lián)接。
圖二和圖三中的所有零部件均包含在圖一中，圖三表示整體箱體[15]橫截面 為長方形。
有益效果
當采用原有技術方案，以138升電冰柜為例，該電冰柜的傳熱量計算如下
Q柜<formula>formula see original document page 5</formula>。
考慮電冰柜存在傳熱熱點、經常開門、箱門密封不嚴等其它因素實際傳熱功 率可能比計算值大出一倍左右，即為144W，當電冰柜工作時間系數(shù)為0.3時，則 一天消耗電能為0.144kWX24h/天X0. 3=1. 04kW h=l. 04度/天。
上式計算中，S=0.035m， X=0.04W/m°C， At=[20— ( —15) ]。C。在 夏季電冰柜的環(huán)境溫度可達到30°C，此時電冰柜一天耗電量按上式進行計算其數(shù) 值要大于1.33度。
當采用本技術方案，不考慮整體箱體[15]和冰柜蓋箱體[1]中內隔熱層[20]
和隔熱層[ll]的熱阻作用，箱體按輻射傳熱計算如下-
工程熱力學計算結果表明，當輻射傳熱面之間設有遮熱板時，也就是本技術
方案所設有熱反射薄膜板時，通過遮熱板的傳熱量Qx是無遮熱板時的V(n+1)。 n為遮熱板個數(shù)，當有一個遮熱板為原無遮熱板時的1/(1 + 1) =1/2，當有兩個 遮熱板為原無遮熱板時的1/(2 + 1) =1/3。設無遮熱板時的傳熱量為Qs,則有 Q無.=CX.FB [(Tb /100)4-(Ta/100)4]
上式中，"為箱內B輻射面與A輻射面之間某層面的輻射系數(shù)，本例B面為 高溫面，A面為低溫面，溫度由B面?zhèn)飨駻面，也就是Tb是箱外溫度，Ta是箱內 溫度，當各層面采用相同材料時，則箱內各層面的輻射系數(shù)均相等，即CX=CA =CB，當采用鋁箔時，
Cx=CA=CB=0.2326W/ m2 0K4， TB=2730K+20。K=2930K TA=273°K+ ( — 15) °K=258°K， FA=1.8m2 ， FB=2. 383m
1
Cx =-
l/cA+ (1/cb—1/c0) n
1
1/0. 2326W/ m2 。K4+ (1/0. 2326W/ m2 V—1/5. 6987 W/ m2 °K4) X1. 324 =0. 102W/m2 0K4
上式中CA=CB=0.2326 W/m2' °K4， C。=5.6987 W/m2 °K4， n=FB/FA=l. 324
Q無,=CX.FB[(TB /100)4-(TA/100)4]
=0. 102W/m2 °K4X2. 383 m2[(2. 93)4-(2. 58)4]0K4
=7.14 W Qx二l/3Q無二7.14 W=2. 38 W。
實際上箱體不可能絕對真空，以及結構中仍有傳熱熱點等其它因素，計算取 值可大些，取到計算值的3倍時，即為7.14W,當電冰柜工作時間系數(shù)為0.3時，
一天耗電量為
0. 00714 kWX24h/天X0, 3 = 0. 051kW h/天二0. 051度/天 每天則節(jié)電率為
0. 051度/天
l一-=95%
1.04度/天
每年節(jié)省電費為365天/年X (1. 04度一0. 051度)/天X0. 65元/度=234. 6
元/年
本技術方案多投入的成本如鋼板、鋁箔等材料，加之制造時增加工時費，焊 接及其它不可預計費用合計310元左右，則l年零4個月可收回投資。如果電冰 柜使用壽命15年，加之我國電冰柜用量巨大，顯然有可觀的經濟效益和社會效、,.
最佳實施方式
l.箱體部件安裝
在加工制造整體箱體[15]和冰柜蓋箱體[1]時注意先安裝其內部部件，按照 先里后外，自上而下的原則進行安裝。如制作冰柜蓋箱體[l]時，應優(yōu)先安裝上 固定環(huán)[2]、下固定環(huán)[3]、熱反射薄膜板[4]、上蓋吸氣劑[10]最后封閉冰柜蓋 箱體[1]、整體箱體[15]的內部安裝與冰柜蓋箱體[1]類似。 內固定環(huán)[16]和外固定環(huán)[32]采用熱阻大的材料。內反射膜[28]采用厚度為
0.04mm的工業(yè)鋁箔，內熱反射薄膜板[21]和外熱反射薄膜板[29]采用厚度為 0.08mm的工業(yè)鋁箔，內熱反射薄膜板[21]、外熱反射薄膜板[29]的底部帶有圓形 底部形成封閉筒，其底部也有若干個減阻孔[19]，在圖一中用點劃線表示，他們 的制做是在一定直徑的圓柱形胎具上螺旋纏繞成形。
2. 焊接
本產品的質量在很大程度上取決于焊接的質量，由于壁薄采用氬弧焊為宜， 制定焊后箱體打壓撿漏和焊后焊縫檢驗的制度。冰柜蓋箱體[1]和整體箱體[15] 的內部安裝完畢及焊接封閉后，在各自的保護胎具內打壓試驗，試驗壓力為 0. 4MPa，不滲不漏為合格，之后再進行抽真空作業(yè)。
3. 抽真空
抽真空的設備采用羅茨泵和旋片泵所組成的機組。根據機組的排氣量， 一次 設計成抽空多個箱體。當機組泵頭壓力為0. 5Pa時，箱體再抽1小時后進行封口 焊接封閉箱體。圖一結構在設計中已經充分考慮到抽真空時結構和管路所形成的 摩阻，如果存在較大的摩阻，則箱內達不到高度真空。在進行批量生產之前充分 進行單體抽真空實驗。機組泵頭壓力0.5Pa，它不是箱體的內部壓力，因為箱體 內部壓力是PA二0.5Pa+P椰，就是抽完真空封口作業(yè)完畢后，箱體內的壓力P 內要大于泵頭壓力0. 5Pa，只有當P摩阻很小時，二者才比較接近。圖一結構中設有 若干個減阻孔[19]和冰柜蓋減阻孔[12]、冰柜蓋抽真空管側孔[7]、底部側孔[26] 加之內部結構簡單，因此摩阻會很小。
4. 清潔材料
整體箱體[15]、冰柜蓋箱體[l]的內部部件除采用清潔不揮發(fā)的材料外，其 部件表面還要進行除油污工序作業(yè)。特別是內、外熱反射薄膜板[21]和[29]，以 及內反射膜[28]均為工業(yè)鋁箔，上面有一層輕質油，在安裝前必須清除油污及烘 千處理。其它進行組焊的鋼板也要進行除銹及相應的清潔工作。因為任何微小的
臟物和油污都會產生氣體充滿箱體內部空間，使箱體真空度降低。
5.箱體的形狀和材料
最佳實施方式取決于電冰柜隔熱箱體的形狀及其采用的材料。本技術方案的 實施方式之一是采用圓筒狀箱體，其材料選用機械強度和焊接性能良好的合金 鋼。因為圓筒狀箱體在相同壁厚的條件下，其承受內壓和外壓性能均大大高于箱 體狀的箱體，并且圓筒狀箱體的加工制造工藝和其內部部件安裝工藝簡單和方 便，因此它的制造成本比箱體狀箱體要低得多。冰柜蓋箱體[1]和整體箱體[15] 的材料也可選用揮發(fā)量很小的清潔塑料，其制造工藝采用塑料注射模具生產工 藝。它的優(yōu)點是箱體整體視導系數(shù)比鋼材料要低得多，因塑料材料的導熱系數(shù)比 鋼材要低得多，則所設計的電冰柜更為節(jié)能。缺點是它的壁厚比鋼材要大。產品 生產規(guī)模小時生產成本高。按圖一的結構，不改變箱體結構，只改變箱體形狀的 前提下冰柜蓋箱體[1]和整體箱體[15]可以制成長方體形狀，如附圖三所示。它 的優(yōu)點是人性化感官好，因為目前電冰柜的形狀是長方體。但是，與圓筒狀箱體 比較它的缺點是制造成本高。
對于本領域的普通技術人員來說上述優(yōu)選實施例，在不脫離本發(fā)明原理的前 提下，是很容易實施的，這些也應視為屬于本發(fā)明的保護范圍。
權利要求1.一種電冰柜真空隔熱箱體包括冰柜蓋箱體、整體箱體，其特征在于冰柜蓋箱體[1]的內部空間安裝熱反射薄膜板[4]、冰柜蓋抽真空管[6]，整體箱體[15]的內部空間設有內反射膜[28]、內熱反射薄膜板[21]、外熱反射薄膜板[29]、底部抽真空管[25]，在冰柜蓋箱體[1]和整體箱體[15]之間設有冰柜蓋隔熱層[11]和環(huán)形隔熱層[14]。
2. 根據權利要求1所述電冰柜真空隔熱箱體，其特征在于熱反射薄膜板[4] 上設有冰柜蓋減阻孔[12]。
3. 根據權利要求1所述電冰柜真空隔熱箱體，其特征在于冰柜蓋抽真空管 [6]上設有冰柜蓋抽真空管側孔[7]。
4. 根據權利要求1所述電冰柜真空隔熱箱體，其特征在于內熱反射薄膜板 [21]和外熱反射薄膜板[29]上設有減阻孔[19]。
5. 根據權利要求1所述電冰柜真空隔熱箱體,其特征在于底部抽真空管[25] 上設有底部側孔[26]。
6. 根據權利要求1所述電冰柜真空隔熱箱體，其特征在于冰柜蓋隔熱層[ll] 內鑲有微正壓氣體密封袋[5]。
專利摘要本實用新型公開了一種電冰柜真空隔熱箱體，它涉及電冰柜的節(jié)能。為減弱電冰柜箱體內外熱量的傳遞，在整體箱體和冰柜蓋箱體的內部空間均安裝熱反射薄膜板，箱體內表面由黑度系數(shù)很小的材料制成，并且內部抽成真空，其節(jié)能率達60％以上，該技術適用于各類電冰箱。它由冰柜蓋箱體、整體箱體、冰柜蓋隔熱層、微正壓氣體密封袋、熱反射薄膜板、內隔熱板、抽真空管、減阻孔、內反射膜等構成。
文檔編號F25D23/06GK201191121SQ200720133649
公開日2009年2月4日 申請日期2007年12月29日 優(yōu)先權日2007年12月29日
發(fā)明者孟范中 申請人:孟范中