ХОЛОДИЛЬНИК

Область техники, к которой относится полезная модель.
Полезная модель относится к холодильникам, включающим корпус и расположенную на нем открывающуюся дверь, выполненную из непрозрачного материала, и может быть использована для производства бытовых холодильников с расширенными потребительскими качествами.
Уровень техники.
Из уровня техники известен холодильник, включающий корпус и расположенную на нем открывающуюся дверь, выполненную из непрозрачного материала. См описание к патенту на изобретение РФ №2500958, опубликовано 10.12.2013.
Недостатком его являются то, что при необходимости извлечения из него какого-то продукта, необходимо открыть дверь холодильника, и некоторое время производить поиск продукта, при этом внутренний объем холодильника сообщается с помещением, что приводит к повышению температуры внутри холодильника, что заставляет его работать в усиленном режиме, чтобы восстановить низкую температуру, что в свою очередь, снижает эффективность его работы. Особенно это сказывается в тех ситуациях, когда пользователь еще не принял решение относительно того, какой продукт он собирается извлечь, и производит визуальное сканирование внутреннего объема холодильника, что может занимать продолжительное время.
Из уровня техники также известен холодильник, включающий корпус и расположенную на нем открывающуюся дверь, выполненную из непрозрачного материала. См описание к патенту на изобретение РФ №2497054, опубликовано 27.10.2013.
Данный холодильник является наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату к предлагаемому решению и взят за прототип предлагаемой полезной модели.
Недостатком его также являются то, что при необходимости извлечения из него какого-то продукта, необходимо открыть дверь холодильника, и некоторое время производить поиск продукта, при этом внутренний объем холодильника сообщается с помещением, что приводит к повышению температуры внутри холодильника, что заставляет его работать в усиленном режиме, чтобы восстановить низкую температуру, что в свою очередь, снижает эффективность его работы. Особенно это сказывается в тех ситуациях, когда пользователь еще не принял решение относительно того, какой продукт он собирается извлечь, и производит визуальное сканирование внутреннего объема холодильника, что может занимать продолжительное время.
Раскрытие полезной модели.
Опирающееся на это оригинальное наблюдение настоящая полезная модель, главным образом, имеет целью предложить холодильник, позволяющий, по меньшей мере, сгладить указанный выше недостаток, а именно обеспечить повышение эффективности работы холодильника за счет сокращения времени нахождения его в положении с открытой дверцей при обеспечении темноты во время хранения продуктов в холодильнике.
Для достижения этой цели дверь холодильника имеет окно, выполненное из материала с переменной прозрачностью, изменяющего свои оптические свойства при подаче электрического напряжения и устройство управления прозрачностью окна.
Благодаря такой выгодной характеристике становится возможным при необходимости производить поиск необходимого продукта внутри холодильника без открывания двери холодильника за счет включения прозрачности в окне дверцы холодильника. При этом в основное время продукты находятся в холодильнике в темноте, что требуется для оптимального режима хранения большинства продуктов.
Существует вариант полезной модели, в котором устройство управления прозрачностью окна имеет блок включения-выключения.
Благодаря такой выгодной характеристике становится возможным в ручном режиме управлять прозрачностью окна двери холодильника.
Существует вариант полезной модели, в котором блок включения-выключения прозрачностью окна расположен на внешней поверхности дверцы холодильника.
Благодаря такой выгодной характеристике становится возможным обеспечить размещение блока включения-выключения прозрачностью окна, удобное для пользователя.
Существует вариант полезной модели, в котором блок включения-выключения прозрачностью окна соединен с подсветкой внутреннего объема холодильника, чтобы при включении прозрачности материала окна одновременно включалась внутренняя подсветка.
Благодаря такой выгодной характеристике становится возможным производить одновременно де операции - включение режима прозрачности окна и подсветку внутреннего объема холодильника, чтобы пользователю проще было производить осмотр содержимого холодильника без открывания двери.
Существует вариант полезной модели, в котором блок включения-выключения прозрачностью окна выполнен в виде сенсора.
Благодаря такой выгодной характеристике становится возможным выполнение блока включения-выключения прозрачностью окна в виде сенсора, что удобно для его активации.
Существует вариант полезной модели, в котором блок включения-выключения прозрачностью окна выполнен в виде датчика звука.
Благодаря такой выгодной характеристике становится возможным пользователю управлять функцией прозрачности окна дистанционно, используя для этого специальный звук, заранее закодированный в датчик звука. Например двойной хлопок руками, кодовое слово «Сим-сим, откройся» и прочее. На этот звук, датчик при его идентификации, шлет управляющий сигнал на блок включения-выключения прозрачностью окна для активации режима прозрачности. Точно также возможно производить для активации режима непрозрачности.
Существует вариант полезной модели, в котором в качестве материала с переменной прозрачностью выбран композит стекла со слоем из полимерных жидких кристаллов.
Благодаря такой выгодной характеристике становится возможным использовать выбран композит стекла со слоем из полимерных жидких кристаллов.
Существует вариант полезной модели, в котором в качестве материала с переменной прозрачностью выбран композит стекла со слоем на взвешенных частицах.
Благодаря такой выгодной характеристике становится возможным использовать композит стекла со слоем на взвешенных частицах.
Существует вариант полезной модели, в котором в качестве материала с переменной прозрачностью выбран композит стекла с электрохимическим или электрохромным слоем.
Благодаря такой выгодной характеристике становится возможным использовать композит стекла с электрохимическим или электрохромным слоем.
Совокупность существенных признаков предлагаемой полезной модели неизвестна из уровня техники для устройств аналогичного назначения, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «новизна» для полезной модели.
Краткое описание чертежей.
Другие отличительные признаки и преимущества полезной модели ясно вытекают из описания, приведенного ниже для иллюстрации и не являющегося ограничительным, со ссылками на прилагаемые рисунки, на которых:
- фигура 1 схематично изображает функциональную схему холодильника согласно полезной модели.
- фигура 2 изображает последовательность этапов использования холодильника согласно полезной модели.
Согласно фигуре 1 холодильник включает корпус 1 и расположенную на нем открывающуюся дверь 2, выполненную из непрозрачного материала. Дверь холодильника имеет окно 3, выполненное из материала с переменной прозрачностью, изменяющего свои оптические свойства при подаче электрического напряжения и устройство 4 управления прозрачностью окна. На фигуре изображен двухкамерный вариант холодильника, с двумя дверцами, но только на одной из них (на большей) расположено окно из материала с переменной прозрачностью.
Устройство 4 управления прозрачностью окна имеет блок включения-выключения 5. Преимущественно блок включения-выключения 5 прозрачностью окна расположен на внешней поверхности дверцы холодильника. Устройство 4 управления прозрачностью окна соединено с окном 3, выполненном из материала с переменной прозрачностью и с блоком включения-выключения 5.
Блок 5 включения-выключения прозрачностью окна соединен с подсветкой внутреннего объема холодильника, чтобы при включении прозрачности материала окна одновременно включалась подсветка внутреннего объема холодильника. (На фигуре 1 подсветка не показана).
Блок 5 включения-выключения прозрачностью окна может быть выполнен в виде сенсора или датчика звука. В первом случае активация блока происходит касанием пользователя сенсора, во втором активация происходит дистанционно, определенным звуком, например, кодовым словом, заранее запрограммированным в датчик звука.
В качестве материала с переменной прозрачностью, изменяющего свои оптические свойства при подаче электрического напряжения, преимущественно используют смарт-стекла в одном из их видов:
- Стекла с полимерным жидкокристаллическим слоем, (по-английски - LCD, liquid crystal devices).
- Стекла со слоем на взвешенных частицах (по-английски - SPD, suspended particle devices)
- Стекла с электрохимическим (электрохромным) слоем.
В стеклах с полимерным жидкокристаллическим слоем (по-английски - Polymer dispersed liquid crystal devices, PDLCs или LCD), жидкие кристаллы разлагаются на составляющие или диспергируются в жидкий полимер; затем затвердевают или фиксируют полимер. При переходе полимера из жидкого в твердое состояние, жидкие кристаллы становятся несовместимы с твердым полимером и формируют капли (вкрапления) в полимере. Условия фиксации влияют на размер капель, что в свою очередь приводит к изменению свойств смарт-стекла.
Жидкая смесь полимера и жидких кристаллов преимущественно расположена между двумя слоями стекла или пластика, с нанесенным тонким слоем прозрачного проводящего материала, который обеспечивает подвод напряжения с устройства 4 управления прозрачностью окна и затвердевание полимера. Эта принципиальная ”сэндвичная” структура смарт-стекла является эффективным рассеивателем. Электропитание от источника подключается к прозрачным электродам, контактирующим с проводящим слоем.
Без напряжения, жидкие кристаллы случайно упорядочены в капли, что приводит к рассеянию параллельных лучей света. Стекло имеет ”молочный белый” цвет.
При подаче электропитания, электрическое поле между двумя прозрачными электродами на стекле заставляет жидкие кристаллы выравниваться, позволяя свету проходить через капли с очень маленьким рассеянием. Стекло переходит в прозрачное состояние.
Степень прозрачности может контролироваться приложенным напряжением. Это возможно благодаря тому, что при маленьких напряжениях только часть жидких кристаллов может выровняться полностью в электрическом поле, и только маленькая порция света проходит сквозь стекло без искажения, в то время как большая часть рассеивается. По мере возрастания напряжения, меньше кристаллов остается не выровненными, что приводит к меньшему рассеянию света.
Также можно контролировать количество света и тепла, проходящего через стекло, при использовании красителей и специальных добавочных внутренних слоев.
Такой вариант смарт-стекла преимущественно работает в только «ВКЛ» или «ВЫКЛ» состояниях, хотя современная технология позволяет обеспечивать различные уровни прозрачности, так как для целей настоящей полезной модели необходимы преимущественно крайние состояния прозрачности стекла.
Возможно использовать жидкокристаллические пленки третьего поколения (3G). В них уровень замутненности в прозрачном состоянии существенно меньше, требуется меньшее напряжение (20 В вместо 80÷100 В) и многократно увеличено время эксплуатации.
В стеклах с взвешенными частицами (по-английски - Suspended particle devices, SPD), тонкая пленка слоистых материалов стержнеобразных частиц, взвешенных в жидкости помещается между двумя слоями стекол или пластика (или присоединяется к одному слою). Если напряжение не приложено, взвешенные частицы ориентированы случайно и поглощают свет, так, что стекло выглядит темным (непрозрачным), синим или реже серым или черным. Если напряжение приложено, взвешенные частицы выравниваются и позволяют свету проходить.
Смарт-стекло на основе взвешенных частиц может мгновенно переключаться и позволяет осуществлять точный контроль количества проходящего света и тепла. Маленький, но постоянный ток необходим все время, пока смарт-стекло находится в прозрачном состоянии.
Электрохромные стекла изменяют прозрачность материала при подаче напряжения и тем самым контролируют количество пропускаемого света и тепла. Состояние меняется между цветным, полупрозрачным состоянием (обычно темно-синим) и прозрачным. Оттенки в «темном» состоянии могут быть от самой насыщенной тонировки до едва заметного затенения.
Подача напряжения необходима только для изменения прозрачности, но после того, как состояние изменилось, нет необходимости в электропитании для поддержания достигнутого состояния.
Затемнение возникает по краям, перемещается внутрь - это медленный процесс, занимающий от многих секунд до нескольких минут в зависимости от размеров окна (”радужный эффект”).
3
2
Электрохромное стекло обеспечивает видимость даже в затемненном состоянии и так сохраняет визуальный контакт с внешней средой. Пример электрохромного материала - полианилин, который может быть создан электрохимически или химическим окислением анилина. При погружении электрода в соляную кислоту с небольшой примесью анилина, на нем формируется пленка полианилина. В зависимости от окислительно-восстановительного состояния, полианилин может окраситься желтым или темно-зеленым/черным. Другими электрохромными материалами, применяющимися на практике, являются виологены и оксид вольфрама WO, который находит наибольшее применение при производстве электрохромных или смарт-стекол. Виологен используется в соединении с диоксидом титана TiO для создания небольших цифровых дисплеев.
Холодильник может быть разделенным на несколько камер с разными температурными зонами, причем в каждой есть своя дверь. Предлагаемое устройство двери с окном с переменной прозрачностью может быть установлено как в одном, так и в нескольких камерах.
Осуществление полезной модели.
Холодильник используют следующим способом. (См. фиг. 2).
Этап А1. Помещают продукты в холодильник, в котором предварительно создают низкую температуру
Этап А2. При необходимости произвести поиск продукта активируют режим прозрачности блоком 5 включения-выключения устройства 4 управления прозрачностью окна.
Этап А3. Произвольное время производят визуальный осмотр содержимого холодильника, пока не определяются с продуктами, которые необходимо извлечь.
Этап А4. Открывают дверь холодильника.
Этап А5. Забирают необходимый продукт или продукты.
Этап А6 Закрывают дверь холодильника.
Этап А7. Возвращают режим непрозрачности в окне двери холодильника блоком 5 включения-выключения устройства 4 управления прозрачностью окна.
Последовательность этапов является примерной и позволяет переставлять, добавлять или производить некоторые операции одновременно без потери возможности обеспечивать выполнение указанных функций холодильника.
Режимы изменения прозрачности могут позволять менять прозрачность в зависимости от свойств применяемых материалов, от полной прозрачности до полной непрозрачности, но при этом допускаются варианты, когда прозрачность меняется в более узком диапазоне, нежели 0-100%. Допускается также качестве режима непрозрачности материала окна - зеркальный режим.
Промышленная применимость.
Предлагаемый холодильник может быть осуществлен специалистом на практике и при осуществлении обеспечивает реализацию заявленного назначения. Возможность осуществления специалистом на практике следует из того, что для каждого признака, включенного в формулу полезной модели на основании описания, известен материальный эквивалент, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «промышленная применимость» для полезной модели.
Предлагаемая конструкция холодильника может обеспечивать:
- просмотр содержимого холодильника без открывания двери холодильника;
- изменение прозрачности окна в дверце холодильника от непрозрачной до прозрачной и обратно;
- хранение продуктов в темноте;
- возможность дистанционного управления прозрачностью при наличии датчика звука, реагирующего на команды пользователя.
Все это, в конечном счете, обеспечивает выполнение достигаемого технического результата - повышение эффективности работы холодильника за счет сокращения времени нахождения его в положении с открытой дверцей при обеспечении темноты во время хранения продуктов в холодильнике.
Таким образом, предлагаемая полезная модель может быть эффективно использована для производства холодильников с расширенными потребительскими качествами.