ХОЛОДИЛЬНЫЙ АППАРАТ С ОХЛАЖДЕНИЕМ ЦИРКУЛИРУЮЩИМ ВОЗДУХОМ
REFRIGERATING DEVICE WITH CIRCULATING AIR COOLING

Область техники
Данное изобретение относится к холодильному аппарату, в частности к бытовому холодильному аппарату, с внутренним объемом, охлаждаемым при помощи циркуляции холодного воздуха, который разделен перегородкой на по меньшей мере два отделения. Такое разделение дает возможность, соответствующим образом распределяя холодный воздух между этими отделениями, поддерживать в них разные температуры хранения и образовывать, например, обычное холодильное отделение и отделение для склада-холодильника.
Уровень техники
Холодильный аппарат этого типа известен, например, из патентного документа DE 102008010520 A1. В этом обычном холодильном аппарате часть канала, через который нижнее отделение снабжается холодным воздухом, проходит в перегородке между верхним и нижним отделениями. Перегородка включает в себя теплоизолирующую верхнюю пластину и монтируемую на расстоянии от нее снизу разделительную стенку, которая вместе с верхней пластиной ограничивает канал для холодного воздуха и имеет в области, близкой к задней стенке, множество отверстий для выхода воздуха. Воздух, который выходит в эти отверстия, создает в пределах нижнего отделения поток воздуха, направленный к двери и нагретый в отделении воздух снова выходит через канал, проходящий внутри двери.
Оказалось, что при этой конструкции в нижнем отделении имеет место градиент температуры. Чтобы охлаждать до заданной температуры все нижнее отделение, включая его относительно теплую переднюю область, требуется довольно высокий расход холодного воздуха и соответственно высокая холодопроизводительность.
В патентном документе US 2005/01262105 A1 раскрыта конструкция воздуховода для холодильного аппарата. Канал для охлаждения проходит частично в задней стенке холодильного аппарата и частично в перегородке холодильного аппарата. В одном из вариантов осуществления на участке охлаждающего канала, находящемся в промежуточной стенке, предусмотрены отверстия, расположенные в той части перегородки, которая обращена к двери.
В патентном документе US 6434954 B1 раскрыта камера, предназначенная для того, чтобы испытывать изделия на устойчивость и долговременность хранения, подвергая камеру воздействию горячего или холодного воздуха.
Воздух перекачивается двумя вентиляторами, работающими в противоположных направлениях.
Патентный документ DE 102008042788 A1 раскрывает холодильный аппарат с корпусом и расположенной в пределах корпуса холодильной камерой. Холодильная камера включает в себя холодильное отделение, которое охлаждается посредством аккумулятора скрытой теплоты.
Патентный документ US 5720185 раскрывает холодильный аппарат, который включает в себя перегородку, расположенную во внутреннем объеме холодильного аппарата. Перегородка снабжена каналом, который соединен с выходными отверстиями для воздуха. Канал, расположенный в перегородке, соединен с каналом для охлаждения, расположенным в корпусе холодильного аппарата.
Патентный документ US 5722252 раскрывает холодильный аппарат, который имеет расположенную во внутреннем объеме холодильного аппарата полку, и полка снабжена каналом охлаждающего воздуха. В холодильном отделении на его боковых поверхностях и в канале, расположенном в задней стенке, имеется несколько принимающих вертикальных пазов для фиксации полки. Расположенный в задней стенке канал распределения холодного воздуха имеет на высоте расположения полки отверстия для впуска воздуха, которые соединяются с каналами охлаждающего воздуха, имеющимися в полке. Кроме того, канал распределения холодного воздуха, расположенный в задней стенке, имеет в области отверстий для впуска воздуха устройство для их закрывания или открывания.
Раскрытие изобретения
Задачей данного изобретения является создание холодильного аппарата с внутренним объемом, разделенным на отделения, в котором холодильная мощность, необходимая для достижения в нижнем отделении требуемой заданной температуры, уменьшена.
Задача решена благодаря тому, что в холодильном аппарате с корпусом и дверью, ограничивающими внутренний объем, разделенный посредством по меньшей мере одной перегородки на по меньшей мере одно верхнее и одно нижнее отделение, в которых поддерживаются различные температуры хранения, из них нижнее подвергается воздействию холодного воздуха через канал, проходящий в задней стенке корпуса и в перегородке и имеющий отверстия для выпуска воздуха, выходящие в нижнее отделение, отверстия для выпуска воздуха расположены преимущественно в передней области перегородки. Таким образом, задняя часть отделения в значительной степени отделена от циркуляции холодного воздуха. Однако опыт показывает, что это не ведет к нагреванию задней области отделения до температуры выше той, которая имеет место в передней области отделения. Основной путь, через который тепло проникает во внутренний объем холодильного аппарата, - это уплотнение между дверью и корпусом. Чтобы отделить тепло, проникающее этим путем, от нижнего отделения, достаточно отверстий для выпуска воздуха в передней части перегородки. Достаточное охлаждение задней части достигается, как ни странно, посредством теплового потока, не основанного на циркуляции воздуха, например теплового потока внутри отделения, между передней и задней областями или между задней областью отделения и каналом сквозь стенки, ограничивающие этот канал.
Такое охлаждение сквозь стенки канала существенно, в частности, в том случае, если участок канала, идущий в задней стенке, проходит через нижнее отделение.
Для минимизации возможного градиента температуры в передней области внутреннего объема целесообразно расположение отверстий для выпуска воздуха в передней части перегородки рядами, друг за другом.
В частности, возможно расположение тех отверстий для выпуска воздуха, которые при расположении рядами находятся впереди, на торцевой стороне перегородки. Это позволяет косвенно влиять на распределение температуры в нижнем отделении, устанавливая температурный режим также для расположенной над ним области внутреннего объема.
Отверстия для выпуска воздуха, находящиеся дальше сзади, предпочтительно расположены на нижней стороне перегородки. Площадь сечения отверстий для выпуска воздуха предпочтительно по существу одинакова.
Чтобы препятствовать нежелательному чрезмерному охлаждению в задней области отделения, особенно если перегородка не является неотъемлемой частью корпуса, а вставляется в него, важно заботиться о переходе в нее холодного воздуха из участка, находящегося в задней стенке, без потерь или, по меньшей мере, с небольшими потерями. Для этой цели между обоими участками предпочтительно предусматривается лабиринтное уплотнение.
Лабиринтное уплотнение включает в себя, в частности, расположенный в задней стенке патрубок, который входит в участок, находящийся в перегородке.
Даже если между патрубком и перегородкой нет непосредственного контакта, уплотняющего канал, потеря холодного воздуха через лабиринтное уплотнение существенно ограничивается благодаря тому, что воздуху для того, чтобы проникнуть сквозь лабиринтное уплотнение, приходится менять направление своего потока на 180 градусов. Патрубок, который входит в участок канала, проходящий внутри перегородки, может даже, наоборот, привести к тому, что воздух, проходя через лабиринтное уплотнение, будет всасываться из внутреннего объема в канал.
Простая возможность исполнения патрубка состоит в формировании его в виде единого целого с облицовкой, которая отделяет проходящий в задней стене участок канала от внутреннего объема.
Чтобы предотвращать слишком сильное по сравнению с передней областью охлаждение задней области нижней полки, оказалось целесообразным дополнительно предусматривать теплоизолирующий слой между каналом, в частности его участком, проходящим внутри перегородки, и нижним отделением - по меньшей мере локально. Этот теплоизолирующий слой предпочтительно находится в задней области перегородки, в которой нет отверстий выхода воздуха, тогда как передние области, в которой находятся эти отверстия, такого изоляционного слоя не имеет.
Чтобы охлаждать внешнюю часть отделения равномерно по всей его ширине, выпускные отверстия канала предпочтительно распределены по ширине перегородки. Участок канала, проходящий внутри перегородки, может иметь ближний к задней стенке, верхний относительно направления потока, участок с маленьким поперечным сечением и ближний к двери, нижний относительно направления потока, участок с большим поперечным сечением. Это также способствует уменьшению охлаждения в задней области нижнего отделения и усилению его в передней области и таким образом сокращает перепад температуры в отделении.
Емкость, помещенная в подвергаемом воздействию холодного воздуха нижнем отделении, предпочтительно выступает за передний край перегородки, чтобы пользователь мог по меньшей мере частично видеть содержимое емкости без необходимости ее выдвигания из-под перегородки.
Чтобы охлаждать также выступающую переднюю область емкости или отгораживать ее от теплого воздуха, поступающего со стороны уплотнения двери, по меньшей мере одно выпускное отверстие канала располагается в передней кромке перегородки.
Целесообразно также наличие крышки, выступающей за переднюю кромку перегородки, чтобы удерживать холодный воздух в емкости.
Эта крышка предпочтительно прозрачна, чтобы предоставлять пользователю возможность видеть содержимое емкости без необходимости открывать крышку.
Возможно подвижное присоединение крышки к емкости, чтобы освобождать доступ к емкости, как только она выдвигается вперед.
Краткое описание чертежей
Дальнейшие признаки и преимущества изобретения следуют из приведенного ниже описания вариантов осуществления, ссылающегося на прилагаемые фигуры. На них показаны:
фиг.1 - вертикальное частичное сечение холодильного аппарата согласно первому варианту осуществления изобретения;
фиг.2 - сечение, аналогичное фиг.1, согласно второму варианту осуществления изобретения; и
фиг.3 - горизонтальный разрез перегородки холодильного аппарата.
Осуществление изобретения
На фиг.1 схематично показано сечение вертикальной плоскостью частей холодильного аппарата согласно первому варианту осуществления изобретения. Речь идет о бытовом саморазмораживающемся холодильнике (с системой No-Frost) с теплоизолирующим корпусом, от которого на фигуре представлен кусок задней стенки 1, и с (не показанной) дверью, которые совместно ограничивают внутренний объем 2, и с (также не показанной) помещенной в нижней области корпуса камерой испарителя, из которой проходит вверх в задней стенке 1 канал для 3 холодного воздуха.
Смонтированная во внутреннем объеме 2 горизонтальная перегородка 4 делит внутренний объем 2 на отделение 5 склада-холодильника под перегородкой 4 и обычное холодильное отделение 6 над перегородкой. Участки канала для 3 холодного воздуха, которые проходят соответственно на высоте отделения холодильного складирования 4 или обычного холодильного отделения 6, обозначены как позиции 7 или 8. Горизонтальный участок 9 канала для холодного воздуха проходит внутри перегородки 4 вперед.
В кожухе 10, который отделяет вертикальные участки 7, 8 канала для 3 холодного воздуха от внутреннего объема 2, сформирован составляющий с ней единое целое патрубок 11, который входит в горизонтальный участок 9 канала. Даже если патрубок 11 не примыкает плотно по всей своей окружности к стенке участка 9 канала, он способствует переходу холодного воздуха от вертикального участка 7 канала к горизонтальному участку 9 канала с минимальными потерями - с одной стороны, благодаря малому сечению зазора 12, имеющегося между патрубком 11 и стенкой участка 9 канала, с другой стороны, благодаря тому факту, что холодный воздух, чтобы выходить через зазор 12, должен был бы изменять свое направление на 180°, и вместо этого скорее преобладает эффект инжектора, вследствие которого поток воздуха через патрубок 11 способствует скорее всасыванию воздуха через зазор 12 в участок 9, чем обратному движению.
В кожухе 10 имеется обращенная к внутреннему объему 2 тонкостенная оболочка 13, которая может изготавливаться из цельной пластмассы при помощи литья под давлением или штамповки. Внутренняя сторона оболочки 13 снабжена изолирующим слоем 14 пеноматериала, например пенополистирола. Слой 14 пеноматериала уменьшает непосредственную передачу тепла сквозь кожух 10 от отделения 5 склада-холодильника к циркулирующему в участке 7 канала холодному воздуху.
Подобно кожуху 10, полая перегородка 4 имеет цельную внешнюю оболочку 15, которая на ее верхней стороне по всей поверхности облицована пластиной 16 из пенополистирола, а на нижней поверхности перегородки 4 пластина 17 из того же материала простирается на всю ее ширину, от заднего края 18, по меньшей мере на половину глубины перегородки 4. Передний участок 19 нижней поверхности не имеет теплоизолирующей облицовки. На этом участке 19 перегородки 4 находятся отверстия 21, через которые холодный воздух из участка 9 канала поступает в отделение 5 склада-холодильника или в расположенную там выдвижную емкость 22. Большое свободное сечение участка 9 канала на уровне переднего участка 19 обуславливает долгое пребывание холодного воздуха в передней области участка 9 канала, прежде чем он выходит через отверстия 21, так что его температура уже до выхода в отделение 5 склада-холодильника может сравняться с имеющейся там температурой. Таким образом, воздух уже подогрет к моменту его выхода из отверстий 21. Поэтому имеется возможность подводить от камеры испарителя холодный воздух с очень низкой температурой, не вызывая при этом опасности повреждений, причиняемых морозом, в охлаждаемых продуктах, которые в емкости 22 подвергаются непосредственному воздействию потока воздуха из одного из отверстий 21.
Емкость 22 показана на фиг.1 в положении, полностью вдвинутом в отделение 5 склада-холодильника до упора. Передняя панель 23 емкости 22 значительно выступает вперед относительно торцевой стороны 20 перегородки 4. Узкая крышка 24, проходящая по всей ширине емкости 22, монтируется на торцевой стороне 20 с возможностью поворота и перекрывает расстояние между торцевой стороной 20 и верхним краем передней панели 23. Крышка 24 состоит из прозрачной пластмассы, чтобы пользователь благодаря этому мог видеть сквозь нее содержимое емкости 22. В показанном на фиг.1 закрытом положении крышка 24 предотвращает приток теплого воздуха из обычного холодильного отделения 6 или от находящихся рядом с передней панелью 23 уплотнений двери. На каждом из боковых краев крышки 24 сформирован поворотный рычаг 25. Поворотные рычаги 25 при выдвигании емкости 22 взаимодействуют с соответствующими ступенчатыми контурами 26 на верхних кромках ее боковых стенок таким образом, что, когда емкость 22 выдвигается, крышка 24 откидывается вверх и освобождает доступ внутрь емкости 22.
Отверстия 27 для выхода воздуха в торце 20 перегородки 4 производят соответственно направленные вперед потоки 28 воздуха, которые, если крышка 24 находится в закрытом положении, около нее перенаправляются вниз и обтекают переднюю область емкости 22.
На фиг.2 показано второе, аналогичное фиг.1, сечение холодильного аппарата согласно изобретению. Канал 3 для холодного воздуха согласно этому варианту осуществления отличается от такового с фиг.1 лишь отсутствием отверстий 27 для выхода воздуха в торцевой стороне 20 перегородки 4. Контур верхних кромок боковых стенок емкости 22, выдвигаемой из отделения 5 склада-холодильника, здесь сформирован так, что в начале ее выдвигания колеса 29, монтируемые на боковых стенках корпуса, приводятся во вращение верхними кромками емкости 22 и при этом оттягивают назад лежащую сверху крышку 30, имеющую L-образное сечение. Движение крышки 30 назад заканчивается, когда вертикальная передняя боковина 31 крышки 30 наталкивается на колеса 29 и они выходят из соприкосновения с боковой стенкой емкости 22. Таким образом, при каждом выдвигании емкости 22 крышка 24 оттягивается назад до тех пор, пока она не скрывается по существу полностью под перегородкой 4. Если емкость 22 снова вдвигается, контакт с колесами 29 восстанавливается и крышка снова выводится наружу в показанное положение.
На фиг.3 показан горизонтальный разрез перегородки 4 по варианту осуществления с фиг.1. Для случая варианта осуществления с фиг.2 соответствующий разрез отличался бы от фиг.3 лишь отсутствием отверстий 27 для выхода воздуха в торцевой стороне 20 и поэтому не представлен специально.
На фиг.3 отчетливо видна изготовленная способом глубокой вытяжки внутренняя камера 32, которая с трех сторон окружает внутренний объем 2 и отделяет его от изолирующего слоя 33 пеноматериала корпуса. Вертикальные участки 7, 8 канала для холодного воздуха проходят в плоском углублении 34 в задней стенке внутренней камеры. В углубление 34 входит также кожух 10, за исключением выступающего патрубка 11. Горизонтальный участок 9 канала, в который входит патрубок 11, разделяется на два ответвления 35, изгибающиеся в направлении соответствующих боковых стенок корпуса, чтобы холодный воздух предпочтительно выходил рядом с боковыми стенками, где приток тепла во внутренний объем 2 через уплотнения двери наиболее интенсивен. Свободная площадь поперечного сечения участка 9 канала существенно возрастает от патрубка 11 к торцевой стороне 20, во-первых, за счет того, что пластина 17 из полистирола, которая ограничивает высоту участка 9 канала и изолирует его относительно находящегося под ним отделения 5 склада-холодильника, у кромки 36 кончается, во-вторых, за счет того, что ширина ответвлений 35 возрастает от задней части к передней до тех пор, пока участок 9 канала, наконец, не занимает всю ширину перегородки 4 в области 19. Поэтому скорость потока воздуха в участке 9 канала, в частности перед кромкой 36, существенно ниже, чем в двух ответвлениях 35. В то время как в ответвлениях 35 воздух остается лишь ненадолго и не воспринимает через пластину 17 из полистирола существенного количества теплоты из задней области отделения 5, в области 19 перед кромкой 36 длительность его пребывания существенно больше, и тонкая оболочка 19 позволяет осуществлять теплообмен с отделением 5 еще до того, как холодный воздух покидает участок 9 канала.