基于斯特林制冷机的低温冰箱

技术领域

本发明属于制冷技术领域，涉及一种基于斯特林制冷机的低温冰箱。

背景技术

随着生物、医疗产业的快速发展，相关生物及医学样本、试剂等生物材料长期存储对于超低温冰箱的需求越来越大。此类超低温冰箱一般要求存储温度在-70℃以下,制冷系统稳定，以实现生物材料的长期可靠存储。然而，长期以来,我国深冷冰箱业处于空白阶段，国外品牌一直占据着市场统治地位。

新型低温制冷机在大温差制冷工况(制冷温差＞60℃时)下，制冷效率相对较高。尤其是在应用于-70℃以下超低温冰箱制冷系统中，新型低温制冷机制冷效率可达到传统复叠式蒸汽压缩制冷系统的2倍以上，具有显著的节能优势。同时，由于新型低温制冷机可以不采用油润滑，消除了釆用蒸汽压缩式制冷的超低温冰箱常见的低温油堵故障，系统更加稳定可靠。而且，这些新型低温制冷机通常采用氮气、氦气等天然物质作为制冷工质，更加环保，随着超低温冰箱应用的普及,这些新型低温制冷机的应用前景更加广泛。而在这些新型低温制冷机中，斯特林制冷机以其结构简单，没有处于低温下的运动部件，运行可靠,振动小，寿命长的优点得到了广泛应用。。

发明内容

本发明的目的就是针对现有传统复叠式蒸汽压缩制冷系统效率低、不可靠等的问题，提出了一种基于斯特林制冷机的低温冰箱。

本发明包括冰箱箱体和冰箱门，冰箱箱体内设置有冷冻室，冰箱箱体内设置有保温隔板，保温隔板下方的箱体为制冷工作室，制冷工作室所在的冰箱箱体侧面开有散热孔。

所述的冰箱箱体背面对应冷冻室位置设置有导冷管，所述的导冷管为两端封闭的蛇形铜管，铜管内充注制冷剂工质。

所述的制冷工作室内设置有斯特林制冷机，斯特林制冷机两边设置有排热风扇。

所述的斯特林制冷机的冷头穿过保温隔板设置，冷头与导冷管通过柔性热传导件连接。

所述的柔性热传导件为柔性金属片或金属网，具有上、下臂，能够纵向产生弹性形变。

进一步，所述的柔性热传导件为弯折成U字型或S字型的弹性体。

进一步，所述的柔性热传导件的下臂与冷头焊接。

更进一步，所述的蛇形导冷管的弯转部分为上下分布，柔性热传导件的上臂与导冷管的一端及一侧的弯转部分焊接。或者，所述的蛇形导冷管的弯转部分为左右分布，柔性热传导件的上臂与导冷管的一端及第一段直线部分焊接。

本发明利用斯特林制冷机环保性、节能性、适合低温制冷的优点，制冷效果可达到传统复叠式蒸汽压缩制冷系统的2倍以上，解决了传统蒸汽压缩制冷系统不节能、不环保等问题。同时，斯特林制冷机的工质为氦气，无污染,对环境友好。本发明通过柔性热传导件解决了斯特林制冷机冷头震动较大，噪音较高、寿命较短等问题。与现有的低温冰箱相比，本发明震动小、成本低、传热效率高、寿命长，不会产生任何污染。

附图说明

图1为本发明的外形图；

图2为本发明背部结构示意图；

图3为一种柔性热传导件示意图；

图4为另一种柔性热传导件示意图；

图5为导冷管与柔性热传导件连接示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述地实施例仅仅是本发明一部分实施例，基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1和2所示，针对-50℃至-90℃工作温区的基于斯特林制冷机的低温冰箱，包括冰箱箱体1和冰箱门2，冰箱箱体1内设置有冷冻室3。

冰箱箱体1内设置有保温隔板5，保温隔板5下方的箱体为制冷工作室6，制冷工作室6所在的冰箱箱体侧面开有散热孔4。冰箱箱体1背面对应冷冻室3位置设置有导冷管7，导冷管7为两端封闭的蛇形铜管，铜管内充注制冷剂工质，如R404A、R503、R508A等，充液率为30～40﹪。

制冷工作室6内设置有斯特林制冷机8，斯特林制冷机内工质为氮气。斯特林制冷机8两边设置有排热风扇9，排热风扇9将斯特林制冷机8产生的热量通过散热孔4排出冰箱箱体外。

斯特林制冷机8的冷头10穿过保温隔板5设置，冷头10与导冷管7通过柔性热传导件11连接。

柔性热传导件11为弯折成U字型或S字型的柔性金属片或金属网，具有上下两臂11-1和11-2，可以纵向产生弹性形变。如图3，柔性热传导件11为弯折成S字型的柔性金属片；如图4，柔性热传导件11为弯折成U字型的金属网。

柔性热传导件11的下臂11-2与冷头10焊接，上臂11-1与导冷管7的一端及一侧的弯转部分焊接(导冷管7的弯转部分为上下分布时，如图2)，或者上臂11-1与导冷管7的一端及第一段直线部分焊接(导冷管7的弯转部分为左右分布时，如图5)。

斯特林制冷机的冷头10与导冷管7通过柔性热传导件11进行换热，导冷管7内的工质形成振荡流动，从而将冷量从冷端带到热端。自由活塞斯特林制冷机在制冷过程中冷头10上下震动，通过柔性热传导件11有效减小了冷头带来的振动，减小噪音，延长了使用寿命。采用的柔性热传导件11连接成本低廉、结构简单，实现热传导的同时，有效减小震动。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。