專利名稱：制冷設(shè)備以及用于制冷設(shè)備的蒸發(fā)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制冷設(shè)備、尤其是家用制冷設(shè)備以及可在這樣的制冷設(shè)備中使用的蒸發(fā)器。
背景技術(shù)：
這樣的蒸發(fā)器傳統(tǒng)上包括管、載體板和設(shè)置在管和載體板之間的熱分配器層，制冷劑在所述管中循環(huán)，所述管固定在所述載體板上并且管和由蒸發(fā)器冷卻的制冷設(shè)備內(nèi)部空間之間的熱交換通過(guò)所述載體板發(fā)生，所述熱分配器層促成載體板和管之間的高效熱傳遞。
由DE 20 2005 000 909U1公開(kāi)了一種所述類型的蒸發(fā)器，其中載體板是成形在制冷設(shè)備的內(nèi)部容器中的冷凍格室槽，管纏繞在其周圍。作為熱分配器層，金屬板可以設(shè)置在管和冷凍格室槽之間并且分別借助雙側(cè)的粘接帶固定在管和冷凍格室槽上。因?yàn)槠降慕饘侔搴蛨A的管之間的接觸面積較小，所以與金屬板和冷凍格室槽之間的大面積粘接層相比所述位置上的雙側(cè)粘接帶顯著更多地?fù)p害冷凍格室和管之間的熱流。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)是，實(shí)現(xiàn)一種用于制冷設(shè)備的蒸發(fā)器，其在成本較低的情況下在其熱特性方面與傳統(tǒng)的蒸發(fā)器至少相當(dāng)。
所述任務(wù)通過(guò)如下方式解決用于制冷設(shè)備的蒸發(fā)器具有導(dǎo)引冷卻劑的管、至少一個(gè)載體板和設(shè)置在所述管和所述載體板之間的熱分配器板，所述管固定在所述至少一個(gè)載體板上，所述熱交換板支承夾緊所述管的凸起。所述夾緊一方面能夠?qū)崿F(xiàn)管快速裝配到熱分配器板上而另一方面能夠?qū)崿F(xiàn)所述管和所述熱分配器板之間的直接接觸。
因此可以省去管和熱分配器板之間的損害熱傳遞的粘接層。
夾緊管的凸起優(yōu)選與分配器板一體地構(gòu)造，以便能夠也通過(guò)所述凸起自身實(shí)現(xiàn)高效的熱交換。
為了能夠?qū)崿F(xiàn)大面積的熱交換，熱分配器板優(yōu)選具有形狀鎖合地貼靠到所述管上的凹面。
優(yōu)選地，所述凸起具有相互成對(duì)地對(duì)置的凹的側(cè)壁，從而管可以?shī)A緊在兩個(gè)凸起的彼此對(duì)置的側(cè)壁之間。
為了實(shí)現(xiàn)用于高效的熱傳遞的大的接觸面積，凸起可以符合目的地構(gòu)造為沿著管延伸的肋。
當(dāng)蒸發(fā)器用于冷卻家用制冷設(shè)備中的冷凍格室時(shí)，分配器板具有至少O. AWnT2IT1 的導(dǎo)熱系數(shù)。
根據(jù)一個(gè)優(yōu)選構(gòu)型，分配器板由施加有導(dǎo)熱的添加物的塑料構(gòu)成。廣泛使用的塑料(如純的PS或PE)在純凈形式中典型地具有O. 15至O. SWnT1K-1的導(dǎo)熱率的值，而通過(guò)合適的添加物可容易地實(shí)現(xiàn)IWnT1Ir1以上的導(dǎo)熱率。
因?yàn)樗鎏岣叩膶?dǎo)熱率也顯著小于良好導(dǎo)熱的金屬的導(dǎo)熱率，所以需要分配器板的更大厚度，以便在載體板中實(shí)現(xiàn)與使用金屬分配器板時(shí)類似均勻的熱分布。然而，與其關(guān)聯(lián)的材料成本與金屬分配器板相比更小，并且與由金屬構(gòu)成的分配器板相比凸起(以及可能的凹面)可更簡(jiǎn)單且更廉價(jià)得多地實(shí)現(xiàn)在由塑料構(gòu)成的分配器板上。
優(yōu)選地，施加有添加物的塑料的導(dǎo)熱率是至少I. SWnr1IT1,更好至少ZWnT1K'
在使用石墨作為導(dǎo)熱添加物的情況下可良好地實(shí)現(xiàn)這樣的導(dǎo)熱率。
在實(shí)踐中，石墨添加物優(yōu)選至少是分配器板的面積的每平方厘米lOOmg，優(yōu)選至少是板面積的每平方厘米200mg。
過(guò)高的石墨添加物可能損害塑料的機(jī)械堅(jiān)固性。塑料的由高石墨添加導(dǎo)致的易彎性雖然促進(jìn)管與分配器板之間的緊密的大面積接觸，但其同時(shí)——尤其是當(dāng)凸起與分配器板一體構(gòu)造時(shí)——損害用于將管壓到分配器板上的壓緊力。因此，也有意義的是，使用金屬粉末作為添加物，其不顯著地?fù)p害分配器板的堅(jiān)固性。雖然金屬粉末可能研磨地作用于在成形分配器板時(shí)使用的注塑模具，但在同時(shí)使用石墨的情況下通過(guò)石墨的潤(rùn)滑效果對(duì)其起到反作用。
載體板可以同時(shí)是根據(jù)本發(fā)明的制冷設(shè)備中的內(nèi)部容器——尤其是冷凍格室的壁。
當(dāng)載體板是內(nèi)部容器的后壁時(shí)，使用分配器板是特別有利的，因?yàn)椴豢梢酝ㄟ^(guò)圍繞內(nèi)部容器纏繞固定管的在后壁上延伸的區(qū)段。
當(dāng)管的一個(gè)區(qū)段螺旋線狀地圍繞內(nèi)部容器的底壁、頂壁和側(cè)壁纏繞時(shí)，分配器板可以符合目的地夾緊管的一個(gè)附加的部段，其在螺旋線狀地纏繞的區(qū)段的彼此相鄰的部段之間延伸。通過(guò)所述至少一個(gè)附加的部段能夠?qū)崿F(xiàn)在所纏繞的壁上比在其他壁上更高的管敷設(shè)密度，以便必要時(shí)反作用于由內(nèi)部容器限界的存儲(chǔ)格室中的溫度梯度。
然而，本發(fā)明也可用于以下蒸發(fā)器所述蒸發(fā)器的載體板自由地設(shè)置在制冷設(shè)備的內(nèi)部容器中。


本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)由參照附圖的實(shí)施例的以下描述得出。
附圖示出
圖I :根據(jù)本發(fā)明的家用制冷設(shè)備的示意性橫截面圖2 :根據(jù)第一構(gòu)型的圖I中的制冷設(shè)備的冷凍格室的壁的截面圖，
圖3 :根據(jù)第二構(gòu)型的圖I中的制冷設(shè)備的冷凍格室的壁的截面圖，
圖4 :根據(jù)第三構(gòu)型的圖I中的制冷設(shè)備的冷凍格室的壁的截面圖，
圖5 :根據(jù)本發(fā)明的第四構(gòu)型的具有蒸發(fā)器的冷凍格室內(nèi)部容器的示意性立體視圖。
具體實(shí)施方式
圖I示出組合家用制冷設(shè)備的截面圖，所述組合家用制冷設(shè)備具有主體I、標(biāo)準(zhǔn)冷藏格室2、冷凍格室3和用于封閉兩個(gè)格室2、3的門4、5。格室2、3通過(guò)自身已知的方式通過(guò)由塑料深拉伸的內(nèi)部容器由包圍其的隔離材料層6限界。內(nèi)部容器分別是箱形的，具有朝著門4或者5敞開(kāi)的前側(cè)、后壁7、頂壁8、底壁9和側(cè)壁10。
冷凍格室3的內(nèi)部容器的壁8、9、10的朝向隔離材料層6的外側(cè)粘貼有由石墨或由石墨填充的塑料制成的薄膜，其在圖I中由于其較小的厚度是不可見(jiàn)的。薄膜可以分別分段地粘貼在每個(gè)壁8、9、10上，或者以一段纏繞在所有四個(gè)壁8、9、10上。熱分配器板12 在兩個(gè)格室2、3中借助于大面積施加的雙側(cè)粘接帶或另一合適的粘接裝置固定在后壁7的朝向隔離材料層6的外側(cè)上。由鋁制成的冷卻劑管11曲折地在熱分配器板12上延伸。在冷凍格室3的情形中，冷卻劑管11與管20串聯(lián)，所述管20與所述薄膜緊密接觸地螺旋線狀地在內(nèi)部容器的壁8、9、10上延伸。
圖2示出后壁7、熱分配器板12和標(biāo)準(zhǔn)冷藏格室2或冷凍格室3的固定在熱分配器板上的管11沿著垂直平面的截面。管11在分配器板12上以具有水平定向的直線部段 13和與部段13串聯(lián)的半圓弧段14的多個(gè)曲折延伸。部段13借助于鉤15固定在分配器板12上，所述鉤與分配器板12 —體地注塑成型。鉤15圓弧狀地具有曲率半徑，所述曲率半徑在松弛的狀態(tài)中略微小于管11的半徑，從而當(dāng)管11如圖所示那樣安裝時(shí)鉤15承受應(yīng)力、緊密貼靠到部段13上并且將部段13壓到分配器板12上。
在圖2的上部區(qū)域中示出了兩個(gè)鉤15，在這兩個(gè)鉤15上還沒(méi)有安裝管11的部段 13。在這里可以看到溝槽16，其在分配器板12的表面中遵循管11的設(shè)定的走向成形。在橫截面中圓弧狀的溝槽16的曲率半徑相應(yīng)于管部段13的曲率半徑，從而當(dāng)管11安裝時(shí)由鉤15保持的管部段13在溝槽16的整個(gè)表面上靠觸分配器板12。這和管11與分配器板 12之間的導(dǎo)熱較差的粘接劑層確保了管11和分配器板12之間的高效熱交換。
當(dāng)鉤15分別與板的開(kāi)口 17相對(duì)置時(shí)可以特別簡(jiǎn)單地成形分配器板12，如在圖3 中示出的那樣。具有兩個(gè)能夠相對(duì)運(yùn)動(dòng)的部件的簡(jiǎn)單模具足以成形分配器板12包括鉤15， 所述部件中的一個(gè)部件成形分配器板12的朝向內(nèi)部容器壁7的側(cè)面和借助于穿過(guò)開(kāi)口 17 的凸起成形鉤15的內(nèi)側(cè)而另一個(gè)部件成形分配器板12的朝向隔離材料層6的側(cè)面和鉤15 的外側(cè)。
圖4在與圖2和3類似的視圖中示出本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選擴(kuò)展方案。鉤15在這里由從分配器板12伸出的成對(duì)地相互對(duì)置的肋18取代。肋18在水平方向上分別在管11的直線部段13的整個(gè)長(zhǎng)度上延伸。肋18的彼此朝向的側(cè)面上的凹的側(cè)壁19緊密地貼靠到管11上并且能夠在多于管11的圓周的一半上實(shí)現(xiàn)高效的熱交換。
為了在其整個(gè)由分配器板12覆蓋的面積上均勻地冷卻后壁7，分配器板12必須比在冷卻設(shè)備結(jié)構(gòu)中迄今廣泛使用的純塑料更好地導(dǎo)熱。為了確保分配器板12的足夠?qū)崮芰?，根?jù)本發(fā)明提出根據(jù)以上描述的構(gòu)型中的任一個(gè)由施加了良好導(dǎo)熱的添加物的塑料制造板12，尤其是由具有添加的石墨的聚苯乙烯。通過(guò)添加石墨到聚苯乙烯中，可實(shí)現(xiàn)ZWnT1K-1的導(dǎo)熱率，而不過(guò)度損害材料的堅(jiān)固性。在板厚度是I. 5mm的情況下可實(shí)現(xiàn) O. 4671!!!- -1的導(dǎo)熱率。石墨添加物對(duì)此優(yōu)選至少是每平方厘米分配器板12的面積lOOmg， 更好是至少200mg石墨/cm2。
可考慮，通過(guò)添加金屬粉末——例如鋁粉末到分配器板12的塑料中實(shí)現(xiàn)所需的導(dǎo)熱率。通過(guò)使用金屬粉末而不是石墨，可以避免或者至少減輕所制成的分配器板12的堅(jiān)固性的降低。但問(wèn)題是，金屬粉末研磨地作用于為了制造分配器板12而使用的模具。但也可考慮，混合金屬粉末添加物和石墨添加物。通過(guò)與在僅僅施加石墨的具有相同導(dǎo)熱率的材料相比石墨份額更小，可以限制材料的堅(jiān)固性損失。同時(shí)，石墨的潤(rùn)滑效果減輕金屬粉末對(duì)模具的研磨效果。
圖5在立體視圖中傾斜地從下方示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)擴(kuò)展方案的冷凍格室內(nèi)部容器。內(nèi)部容器的頂壁8、底壁9和側(cè)壁10敷設(shè)含石墨的薄膜，其如以上描述的分配器板 12那樣用作內(nèi)部容器的壁8、9、10和螺旋線狀圍繞所述壁8、9、10纏繞的管20之間的熱分配器層。含石墨的薄膜可以由基本上純石墨組成。成本較低的100 μ m厚的薄膜足以實(shí)現(xiàn) O. 47W/m2K的導(dǎo)熱系數(shù)。取代純的石墨薄膜，也可以使用出于更好的可處理性的原因在兩個(gè)塑料薄膜之間嵌入石墨層的薄膜，或者由具有高的添加石墨份額的塑料材料單層地制成并且相應(yīng)較軟的薄膜。
管11借助于已經(jīng)描述的分配器板12固定在內(nèi)部容器的后壁7上。這樣可以從五個(gè)側(cè)面同時(shí)冷卻冷凍格室，熱僅僅可以通過(guò)其敞開(kāi)的前側(cè)侵入。為了補(bǔ)償敞開(kāi)的前側(cè)上的熱進(jìn)入以及實(shí)現(xiàn)冷凍格室中盡可能均勻的溫度分布，期望的是，在至少底部9的前部區(qū)域中增大敷設(shè)管的密度。然而通過(guò)螺旋線狀圍繞壁8、9、10纏繞的管20無(wú)法實(shí)現(xiàn)一個(gè)唯一的壁上的這樣的提高的敷設(shè)密度。為了能夠增大底壁9的前部區(qū)域中的敷設(shè)密度，在這里施加由含石墨的塑料制成的第二板21。其可以粘貼到含石墨的薄膜上，或者薄膜在由板21 占據(jù)的面積中露出。圍繞壁8、9、10纏繞的管20的部段22在分配器板21上在其縱向上延伸。在所述管部段22的兩側(cè)形成肋18的對(duì)，其夾緊在與管部段22平行的管部段23、24之間。所述管部段23、24彼此以及與螺旋線狀圍繞壁纏繞的管20的端部通過(guò)弧段25、26連接。沿著底壁9和側(cè)壁10之間的棱邊27延伸的管段28建立與在后壁7上延伸的管11的連接。
權(quán)利要求
1.用于制冷設(shè)備的蒸發(fā)器，具有導(dǎo)引制冷劑的管(11;23，24)、至少一個(gè)載體板(7 ；9)和設(shè)置在所述管(11 ;23，24)和所述載體板(7 ;9)之間的熱分配器板(12 ;21)，所述管(11 ；23,24)固定在所述至少一個(gè)載體板上，其特征在于，所述熱分配器板(12 ;21)支承一些夾緊所述管(11 ;23，24)的凸起(15 ;18)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的蒸發(fā)器，其特征在于，所述凸起(15；18)與所述分配器板(12 ;21) —體地構(gòu)造。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的蒸發(fā)器，其特征在于，所述熱分配器板(12;21)具有形狀鎖合地貼靠到所述管(11 ;23，24)上的凹面(16)。
4.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的蒸發(fā)器，其特征在于，所述凸起(18)具有相互成對(duì)地對(duì)置的凹的側(cè)壁(19)。
5.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的蒸發(fā)器，其特征在于，所述凸起(18)構(gòu)造為沿著所述管(11 ;23，24)延伸的肋。
6.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的蒸發(fā)器，其特征在于，所述分配器板(12；21)具有至少O. 4ffm_2K_1的導(dǎo)熱系數(shù)。
7.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的蒸發(fā)器，其特征在于，所述分配器板(12;21)由施加有導(dǎo)熱添加物的塑料構(gòu)成。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的蒸發(fā)器，其特征在于，施加有所述添加物的塑料的導(dǎo)熱率是至少 I. 5ffm 1K 1O
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的蒸發(fā)器，其特征在于，所述添加物包括石墨。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的蒸發(fā)器，其特征在于，所述分配器板(12；21)的石墨份額至少是板面積的100mg/cm2,優(yōu)選至少是板面積的200mg/cm2。
11.根據(jù)權(quán)利要求6至9中任一項(xiàng)所述的蒸發(fā)器，其特征在于，所述添加物包括金屬粉末。
12.制冷設(shè)備，尤其是家用制冷設(shè)備，具有根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的蒸發(fā)器，其特征在于，所述載體板(7，9 )是所述制冷設(shè)備的內(nèi)部容器的壁。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的制冷設(shè)備，其特征在于，所述壁(7)是所述內(nèi)部容器的后壁。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的制冷設(shè)備，其特征在于，所述管的一個(gè)區(qū)段(20)螺旋線狀圍繞所述內(nèi)部容器的底壁、頂壁和側(cè)壁(8，9，10)纏繞，并且所述分配器板(21)夾緊所述管的至少一個(gè)部段(23，24)，其在所述螺旋線狀地纏繞的區(qū)段(20)的彼此相鄰的部段(22)之間延伸。
15.具有根據(jù)權(quán)利要求I至11中任一項(xiàng)所述的蒸發(fā)器的制冷設(shè)備，其特征在于，所述載體板自由地設(shè)置在所述制冷設(shè)備的內(nèi)部空間中。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于制冷設(shè)備的蒸發(fā)器，具有導(dǎo)引制冷劑的管(11)、至少一個(gè)載體板(7)和設(shè)置在所述管(11)和所述載體板(7)之間的熱分配器板(12)，所述管(11)固定在所述至少一個(gè)載體板上，所述熱分配器板(12)支承一些夾緊所述管(11)的凸起(18)。
文檔編號(hào)F25B39/02GK102985778SQ201180033196
公開(kāi)日2013年3月20日 申請(qǐng)日期2011年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月4日
發(fā)明者S·霍爾策 申請(qǐng)人:Bsh博世和西門子家用電器有限公司