[发明专利]采用斯特林冷冻机系统的设备及其使用方法

说明书

                          发明领域

本发明一般地涉及了致冷系统，更具体地涉及了采用斯特林冷冻机作为从所需空间去除热量机械的致冷系统。尤其是本发明涉及了出售和冷藏饮料瓶及其饮料的玻璃门商品柜。

                          发明背景

在我们日常生活中盛行致冷系统。在饮料行业中，在售货机、玻璃门商品柜(“GDM”)和自动售货机中可以找到致冷系统。过去，这些设备采用常规的蒸气压缩机(兰金循环)致冷设备来使饮料或含饮料的瓶保冷。在这种循环中，蒸气相的冷冻剂在一个压缩机中被压缩，使温度增加。然后热的高压冷冻剂循环流过一个称为冷凝器的热交换器，在那里由于热传导被冷却到周围环境。由于对环境的热传导，冷冻剂从气体冷凝为液体。在离开冷凝器后，冷冻剂流经一个节流装置，在那里压力和温度均降低。冷的冷冻剂离开节流装置并进入位于被冷冻空间中的称为蒸发器的第二个热交换器。在蒸发器中的热传导使得冷冻剂蒸发或者从饱和的液体和蒸气混合物变化成过热蒸气。然后离开蒸发器的蒸气被吸回到压缩机中，循环重复进行。

斯特林冷冻机已经知道了几十年。简短地说，斯特林循环冷冻机压缩和膨胀一种气体(通常是氦气)来产生冷冻。这种气体来回穿梭般地通过一个蓄热器层来产生比简单压缩和膨胀过程能提供的大得多的温度差。斯特林冷冻机采用一个置换器来迫使气体来回通过蓄热器层和一个活塞来压缩和膨胀气体。蓄热器层是一个具有大热惯性的多孔件。在操作期间，蓄热器层产生一个温度梯度。装置的一端变热，另一端变冷。David Bergeron，Heat Pump Technology Recommendationfor a Terrestrial Battery-Free Solar Refrigerator，September1998。有关斯特林冷冻机的专利包括美国专利号5,687,409；5,647,217；5,638,684；5,596,875和4,922,722(均引入这里作为参考)。

斯特林冷冻机是合乎需要的，因为它们无污染，效率高和具有极少的活动零件。对常规冷柜已建议采用斯特林冷冻机。参见美国专利号5,438,848(引入这里作为参考)。然而，已经认识到，把自由活塞式斯特林冷冻机组合到常规冷柜中需要与常规压缩机系统不同的技术。D.M.Berchowitz et al，Test Results for Stirling CycleCooller Domestic Refrigerators，Second InternationalConference。至今，还没有采用斯特林冷冻机于售货机、GDM和自动售货机中。

所以，存在着使斯特林冷冻机技术适应于常规的售货机、GDM和自动售货机的需求。

                          发明概述

本发明提供了斯特林冷冻机技术对饮料行业的新应用而满足了上述需求。按照本发明的一种新颖设备包括一个隔热箱，箱具有一个外侧和一个内侧，并且至少部分地确定了一个从内侧到外侧的排放通道。一个斯特林冷冻机设在箱外。斯特林冷冻机具有一个热区和一个冷区。一个导热件设置在箱内，以热交换关系连接到斯特林冷冻机的冷区。导热件在操作上与排放通道联结，使得在导热件上的冷凝物可以通过排放通道流出箱外。

本发明的一个供替代的实施例包括一种方法来冷却设置在隔热箱内的导热件。导热件以热传导关系与斯特林冷冻机的冷区联结。隔热箱的底区至少部分地确定了一个排放通道。底区的形状使得落在底区上的流体导入排放通道。流经排放通道的流体被收集在隔热箱外的一个流体收集器中。使空气通过流体收集器来促使流体从收集器蒸发。

因此，本发明的一个目的是提供用于饮料行业的改进的冷藏设备。

本发明的另一个目的是提供一个改进的玻璃门商品柜。

另一个目的是提供一个易于把斯特林冷冻机安装到玻璃门商品柜上的系统，使得它易于卸下来维护或修理。

本发明的又一个目的是提供一个系统，从被斯特林冷冻机冷却的玻璃门商品柜去除冷凝物。

在考察了以下所发布的实施例和附图的详细描述以及权利要求之后，本发明的这些和其他特性和优点将会变得明显。

                          附图简述

图1是用于本发明的自由活塞式斯特林冷冻机剖视图。

图2是图1所示斯特林冷冻机的端视图。

图3是一个示意的、部分断开的侧剖视图，表示了本发明玻璃门商品柜的一个发布实施例。