[实用新型]包括在柜体内的换热器的制冷机

说明书

技术领域

本实用新型总体涉及高性能制冷机，具体涉及与超低温制冷机一起使用的的冷冻系统。 

背景技术

与称作“高性能制冷机”的实验室冷冻机和制冷机一起使用的冷冻系统是已知的，该冷冻机和制冷机用来将其内部储存空间冷却至诸如约-30℃或更低的相对低温。一种高性能制冷机称作“超低温制冷机”(“ULT”)，其用来将其内部储存空间冷却至诸如约-80℃或更低的相对低温。 

这种已知的冷冻系统包括两个冷冻级，这两个冷冻级使各自的第一制冷剂和第二制冷剂循环。第一冷冻级通过冷凝器将能量(即，热量)从第一制冷剂传递至周围环境，而第二冷冻级的第二制冷剂通过蒸发器从冷却空间(例如，柜体内腔)接受能量。热量通过换热器从第二制冷剂传递至第一制冷剂，该换热器与冷冻系统的两个冷冻级流体地连通。 

在如上所述的冷冻系统的一个实例中，换热器可以是单通盘绕型的。然而，这种换热器为了允许制冷剂之间的所需换热类型而通常占据较大的空间。而且，该换热器必须与制冷剂之外的外部环境并与冷却空间隔绝，从而保持经过换热器的最佳传热效率。对于这些换热器的空间和隔绝要求迫使设计者将换热器放置在相对较大的隔绝空间中，或牺牲换热器的效率。然而，理想的是，使制冷机的冷却空间中的空间量最大化，这制约设计者对定位换热器有很少的选择。因此，传统的换热器典型地由最小量隔绝来包围，从而使冷却空间最大化，但这种程度的隔绝会不利地影响冷冻系统的效率。 

因此，需要与超低温制冷机一起使用的冷冻系统，该冷冻系统可以相对较高的效率运行，同时仍能使制冷机的冷却/储存空间最大化。 

实用新型内容

在一个方面，一种制冷机包括：平台；柜体，所述柜体支承在所述平台之上，所述柜体包括外柜壳、内腔壁和隔绝空间，所述内腔壁位于所述外柜壳之内以限定内腔，所述隔绝空间位于所述外柜壳和所述内腔壁之间；门，所述门联接至所述柜体，并可在打开位置和关闭位置之间运动以提供通向所述内腔的通路；以及串联式冷冻系统，所述串联式冷冻系统与被冷冻的柜体热连通，所述串联式冷冻系统包括：第一冷冻级，所述第一冷冻级限定用于使第一制冷剂循环的第一流体回路，所述第一冷冻级具有与所述第一流体回路流体连通的第一压缩机、冷凝器、以及第一膨胀装置；第二冷冻级，所述第二冷冻级限定用于使第二制冷剂循环的第二流体回路，所述第二冷冻级具有与所述第二流体回路流体连通的第二压缩机、第二膨胀装置、以及蒸发器；以及分流式换热器，所述分流式换热器与所述第一流体回路和第二流体回路流体连通，并位于所述柜体中的所述隔绝空间内。 

在一些实施例中，制冷机还包括液体管路换热器，所述液体管路换热器由所述第二流体回路限定并位于所述柜体中的所述隔绝空间内，所述液体管路换热器将热能从进入所述第二膨胀装置的第二制冷剂传递至离开所述蒸发器的第二制冷剂。所述液体管路换热器包括所述第二流体回路的铜焊在一起的两个部分。所述液体管路换热器与所述外柜壳和所述内腔壁中的每一个都隔开。所述外柜壳包括一对相对的侧壁和与门相对定位的后壁，进一步地，所述分流式换热器和所述液体管路换热器至少部分地位于所述隔绝空间的在所述外柜壳的后壁与所述内腔壁之间的部分内。 

在一个方面，分流式换热器包括多个堆叠板，所述多个堆叠板限定供所述第一制冷剂和第二制冷剂流过所述分流式换热器的流动路径。所述分流式换热器包括铜焊板式换热器。所述分流式换热器的纵向尺寸在所述柜体的所述隔绝空间内垂直定向。所述分流式换热器是逆流型的。所述第一制冷剂在所述分流式换热器的下部附近进入所述分流式换热器，并在所述分流式换热器的上部附近离开所述分流式换热器，使得所述第一制冷剂在所述分流式换热器内大体沿向上方向流动，所述第二制冷剂在所述分流式换热器的上部附近进入所述分流式换热器，并在所述分流式换热器的下部附近离开所述分流式换热器，使得所 述第二制冷剂在所述分流式换热器内大体沿向下方向流动。 

在另一方面，制冷机包括安装托架，所述安装托架联接至所述外柜壳和所述分流式换热器，所述安装托架构造成将所述分流式换热器与所述外柜壳和所述内腔壁中的每一个都隔开。所述第一膨胀装置、所述第二膨胀装置和所述蒸发器位于所述柜体的所述隔绝空间内。所述蒸发器定位成与所述柜体的所述内腔壁热连通。所述串联式冷冻系统运行以在所述内腔内提供约-30℃至约-80℃的温度。 

因此，分流式换热器与外柜壳和内腔壁充分隔绝，同时仍确保内腔中的最大冷却空间和冷冻系统的最佳效率。本实用新型的这些和其它目的和优点将在结合这里附图的下面详细描述中变得更加容易理解。