ХОЛОДИЛЬНЫЙ АППАРАТ С РЕЗЕРВУАРОМ ДЛЯ ВОДЫ
REFRIGERATING DEVICE WITH WATER RESERVOIR

Область техники
Настоящее изобретение относится к холодильному аппарату с резервуаром для воды, а именно особенно с такому резервуару для воды, который предусмотрен для того, чтобы через впускной патрубок быть соединенным с системой снабжения питьевой водой и который через выпускной патрубок обеспечивает водой дозатор питьевой воды или тому подобное.
Уровень техники
Когда из такого резервуара происходит забор воды, то одновременно происходит добавление свежей воды из системы снабжения питьевой водой, и, таким образом, резервуар все время полностью заполнен. Когда свежая вода смешивается с охлажденной водой, уже давно находящейся в резервуаре, то это приводит к нежелательному увеличению температуры забранной воды задолго до того, как забранное количество воды займет резервуар. Чтобы предотвратить это, целесообразным будет выполнить в резервуаре внутреннюю структуру, благодаря которой резервуар разделен на участки пластинами, расположенными внутри резервуара. Вода, проходя от впускного патрубка к выпускному патрубку, последовательно протекает через эти участки. Охлажденная вода вытесняется поступающей свежей водой по существу без перемешивания, и, таким образом, температура забранной воды начинает увеличиваться только тогда, когда содержимое резервуара полностью поменялось.
В случае резервуара без внутренней структуры имеется возможность без труда полностью удалить воздух из резервуара во время первого ввода в работу, например, если впускной патрубок расположен в самой нижней точке резервуара, а выпускной патрубок расположен в самой верхней точке резервуара. Так, воздух, изначально имеющийся в резервуаре, полностью вытесняется притекающей водой, прежде чем вода достигнет выпускного патрубка и сможет выйти. Также возможно сделать и наоборот - например, посредством вытяжки через впускной патрубок полностью опорожнить резервуар. В случае резервуара, разделенного пластинами на участки, это возможно не сразу. Если пластина, разделяющая друг от друга два участка резервуара, не является в точности горизонтальной, то она образует ловушку или для воздуха, или для воды, то есть или невозможно полное удаление воздуха, или невозможно полное опорожнение. В случае множества пластин, расположенных антипараллельно, невозможно ни одно, ни другое. Если же невозможно полное опорожнение, то имеется опасность того, что в резервуаре в случае длительного неиспользования заведутся микробы. Таким образом, до тех пор, пока резервуар не сможет быть демонтирован и очищен или заменен, дозатор воды будет непригодным для пользования. Неполное удаление воздуха приводит, прежде всего, к проблемам в резервуаре, обычно находящемся под атмосферным давлением. Температурные колебания резервуара приводят к сильному изменению объема замкнутого воздуха, вследствие чего вода может быть вытеснена из резервуара. То есть возникает неконтролируемое подтекание дозатора.
Раскрытие изобретения
Поэтому задача изобретения состоит в том, чтобы создать холодильный аппарат с резервуаром для воды, который с одной стороны предотвращает неконтролируемое перемешивание охлажденной воды и свежей притекающей воды, но в то же время без трудностей из него может быть полностью удалена вода или воздух.
Задача решается посредством того, что в холодильном аппарате с резервуаром для воды, содержащим впускной патрубок и выпускной патрубок, соединенный с дозатором воды, причем резервуар для воды посредством по меньшей мере одной первой пластины, расположенной внутри резервуара для воды, разделен на участки, через которые содержимое резервуара для воды последовательно протекает на пути от впускного патрубка к выпускному патрубку, причем участки переходят друг в друга на свободной кромке пластины, пластина снабжена сквозным отверстием, отстоящим от свободной кромки и соединяющим участки. Свободное поперечное сечение сквозного отверстия меньше, чем свободное поперечное сечение соответствующих участков. Эти сквозные отверстия, в зависимости от положения, способствуют прохождению воды или воздуха, который в противном случае попал бы в резервуар.
Чтобы избежать того, что при заборе воды через сквозное отверстие пройдет количество воды, которое не является пренебрежительно малым, поперечное сечение сквозного отверстия должно иметь значение, целесообразно равное во всяком случае нескольким процентам площади поперечного сечения участков.
Если свободная кромка образует самую верхнюю точку пластины, то сквозное отверстие выполнено целесообразно в самой нижней точке пластины, или наоборот, если свободная кромка образует самую нижнюю точку пластины, то сквозное отверстие выполнено в самой верхней точке пластины.
Если первая пластина на кромке, противоположной свободной кромке, граничит со стенкой резервуара для воды или со второй пластиной, то сквозное отверстие расположено предпочтительно рядом с этой противоположной кромкой.
Предпочтительно, множество первых пластин расположено прямолинейно и параллельно друг другу.
Если резервуар составлен из соединенных емкости и крышки, то пластины, с целью простого изготовления, могут быть сформированы только на емкости.
Чтобы придать резервуару устойчивость к возможному избыточному давлению, возникающему внутри резервуара, предпочтительно по днищу емкости распределены столбики, жестко соединенные с крышкой.
Чтобы предотвратить внезапное сильное увеличение температуры забранной воды, когда количество забранной воды сразу становится больше, чем объем резервуара, то может быть предусмотрено, что резервуар будет разделен на область смешивания и область ламинарного течения. При этом в области смешивания возможно перемешивание содержимого этой области со свежей притекающей водой, в то время как в области ламинарного течения перемешивания по существу не происходит. В то время как область ламинарного течения разделена на участки посредством вышеуказанных первых пластин, область смешивания по существу не содержит первых пластин. Предпочтительно область смешивания расположена рядом с впускным патрубком, а область ламинарного течения расположена рядом с выпускным патрубком, и, таким образом, при заборе воды перемешанная в области смешивания вода, температура которой в процессе забора постепенно увеличивается, перемещается в область ламинарного течения.
Чтобы способствовать простому удалению воздуха, выпускной патрубок целесообразно расположен в самой верхней точке резервуара для воды. Чтобы способствовать также удалению воздуха из области смешивания, вентиляционное отверстие целесообразно соединяет самую верхнюю точку области смешивания с выпускным патрубком.
Расположенный перед резервуаром для воды запорный клапан позволяет эксплуатировать резервуар по существу при атмосферном давлении, и, таким образом, к прочности и к толщине стенок резервуара не должно ставиться высоких требований.
Чтобы избежать доливания воды на дозаторе воды после закрытия запорного клапана, дозатор воды целесообразно снабжен воротниковым клапаном.
Краткое описание чертежей
Другие признаки и преимущества изобретения вытекают из нижеследующего описания вариантов реализации со ссылкой на прилагаемые фигуры. На них показано следующее.
Фиг.1: схематичный разрез по холодильному аппарату, предложенному настоящим изобретением.
Фиг.2: схематичный разрез по резервуару для воды, который раскрывает основной принцип изобретения.
Фиг.3: аксонометрическое компонентное изображение резервуара для воды согласно усовершенствованному варианту реализации.
Фиг.4: фрагмент резервуара для воды в разрезе.
Фиг.5: аксонометрическая проекция емкости резервуара для воды согласно измененному варианту реализации.
Осуществление изобретения
Показанный в схематичном разрезе на фиг.1 холодильный аппарат имеет теплоизолирующий корпус 1 и дверь 2, которые ограничивают охлажденную внутреннюю камеру 3. В центральной области двери 2 выполнена ниша 4, открытая наружу, на крышке которой расположен выпуск 5 для забора охлажденной питьевой воды в емкость 6, расположенную в нише 4. Выпуск 5 через питающую трубку 7 соединен с резервуаром 8 для воды, расположенным в задней стенке ниши 4. Резервуар 8 для воды со всех сторон окружен слоем изоляционного материала двери 2.
Резервуар 8 для воды соединен с системой снабжения питьевой водой посредством трубки 9, которая проходит от резервуара 8 для воды сначала через дверь 2 через петлю в корпус 1 и вдоль его задней стенки. Трубка 9 пересекает цокольную область 10 корпуса, в которой расположен (непоказанный) компрессор. При этом не может быть исключен локальный нагрев трубки 9 посредством отходящего тепла компрессора или (также непоказанного) конденсатора, смонтированного в целом снаружи на задней стороне корпуса 1.
В трубке 9 на любом подходящем участке расположен запорный клапан 33, который в закрытом состоянии отделяет резервуар 8 для воды от давления системы снабжения питьевой водой. Поэтому идущая от резервуара для воды к выпуску 5 питающая трубка 7 может быть в простом случае открыта. Конечно, предпочтительно на выпуске 5 расположен известный воротниковый клапан, чтобы предотвратить спонтанный отток воды из той части питающей трубки 7, которая наклонена в сторону к выпуску 5. Кнопка 34, посредством которой запорный клапан 33 может быть открыт или закрыт для забора воды, расположена на двери рядом с нишей 4.
Фиг.2 показывает разрез в плоскости, параллельной двери 2, через резервуар 8 для воды согласно первому варианту реализации изобретения. Резервуар 8 имеет по существу трапециевидную форму с верхним стенным участком 19, с нижним стенным участком 20 и параллельными боковыми стенками 35, 36. Впускной патрубок 16 и выпускной патрубок 17 выполнены в нижнем или соответственно верхнем стенном участке 20 или соответственно 19. Вследствие трапециевидной формы резервуара 8 патрубки 16, 17 образуют самую нижнюю или соответственно самую высокую точку резервуара 8 и в том случае, если по причине допусков при монтаже резервуара 8 его боковые стенки 35, 36 ориентированы неидеально вертикально.
От боковых стенок 35, 36 отходят пластины 24 под прямым углом внутрь резервуара 8. Пластины 24 имеют свободную кромку 37, расстояние от которой до противоположной боковой стенки примерно такое же, как и расстояние между самими параллельными пластинами 24. Пластины 24 делят, таким образом, внутреннее пространство резервуара на множество вытянутых в длину участков 38, которые переходят друг в друга на высоте свободной кромки 37.
Каждая пластина 24 имеет на своей кромке, соединенной с боковой стенкой 35 или 36, сквозное отверстие 39, свободное поперечное сечение которого существенно меньше, чем свободное поперечное сечение участков 38. Если бы этих сквозных отверстий 39 не было, то при заполнении резервуара под пластинами 24, соединенными с боковой стенкой 36, над пунктирной линией 40 оставался бы воздух. Если бы пластина расширялась при нагревании резервуара 8, это привело бы к тому, что выпуск 5 стал бы подтекать. Далее, когда во время забора воды запорный клапан 33 открыт и давление в резервуаре соответственно этому выше, чем атмосферное давление, пластина сжимается, после закрытия запорного клапана 33 снова расширится и таким образом приведет к подтеканию выпуска 5. Сквозные отверстия 39, однако, способствуют тому, чтобы этот воздух поднимался в резервуаре и затем вдоль верхней стенки 19 достиг выпускного патрубка 17. Таким образом, при нормальных рабочих условиях резервуар 8 не содержит воздуха, а также предотвращается подтекание.
Аналогичным образом, в случае опорожнения резервуара 8, когда не имеется сквозных отверстий 39, вода остается на пластинах 24, соединенных с боковой стенкой 35, как это показано пунктирной линией 41. Сквозные отверстия 39 способствуют тому, чтобы эта вода собиралась на впускном патрубке 16, и, таким образом, вода может быть полностью выдута или откачана через впускной патрубок 16.
Фиг.3 показывает компонентную аксонометрическую проекцию резервуара 8 для воды согласно второму варианту реализации. Резервуар 8 для воды составлен из двух частей - из емкости 11 и из плоской крышки 12. Емкость 11 имеет ровное, параллельное крышке 12 днище 13 и проходящую вокруг днища 13 узкую стенку 14, которая несет рамку 15, обращенную к крышке 12. На этой рамке 15 крышка 12 в собранном состоянии герметично закреплена посредством приклеивания, сварки ультразвуком или тому подобного. В показанном на фигуре монтажном положении резервуара 8 крышка 12 и днище 13 находятся параллельно задней стенке ниши 4.
Впускной патрубок 16 для соединения с трубкой 9 и выпускной патрубок 17 для соединения с трубкой 7, каждое в виде трубного штуцера, цельно отступающего от стенки 14, расположены в верхнем в положении монтажа участке резервуара 8. Внутреннее пространство резервуара 8 для воды разделено на множество отделений с помощью пластин, отстоящих от днища 13 и от расположенной по периметру стенки 14 емкости 11. Первая такая пластина 18 проходит рядом с выпускным патрубком 17 от верхнего участка 19 стенки 14 в вертикальном направлении до места, находящегося вблизи нижнего стенного участка 20, и отделяет выпускной канал 21 от оставшегося внутреннего пространства резервуара 8.
Эта оставшаяся часть разделена примерно поровну на верхнюю область 22 смешивания и на нижнюю область 23 ламинарного течения. В то время как область 22 смешивания в основном не содержит пластин, в области 23 ламинарного течения множество пластин 24 проходит попеременно от вертикальной пластины 18 или от вертикального участка 25 стенки 14 в противоположных направлениях и заставляют, таким образом, течь воду по существу зигзагообразно через область 23, причем течение воды обладает малой турбулентностью.
В области 22 смешивания рядом с впускным патрубком 16 расположена горизонтальная пластина 26, чтобы направлять поступающую воду и побуждать ее к турбулентному течению против часовой стрелки в области 22 смешивания. Пластина 27, выступающая снизу в область 22 смешивания, образует препятствие для этого турбулентного течения. На этом препятствии создается турбулентность по часовой стрелке. Эта турбулентность способствует эффектному перемешиванию притекающей теплой воды с охлажденной водой, долгое время находящейся в области 22 смешивания.
Если пользователь производит забор воды из резервуара, то пользователь сначала получает воду, охлажденную до стационарной температуры резервуара 8 для воды, в то время как свежая вода, поступающая в область 22 смешивания, постепенно нагревает ее. Эта вода, которая с течением времени становится теплее, перемещается в область 23 ламинарного течения. Когда количество забранной воды достигает объема области 23 ламинарного течения, то вода, смешанная со свежей водой, попадает в выпуск 17, и температура забранной воды постепенно увеличивается. По постепенному увеличению температуры забранной воды пользователь может распознать, что резервуару 8 требуется пауза, чтобы иметь возможность снова подавать хорошо охлажденную воду.
Днище 13 резервуара имеет не точно прямоугольную форму, а трапецеидальную, так что в смонтированном положении нижний стенной участок 20 проходит горизонтально, а верхний стенной участок 19, напротив, слегка поднимается в направлении к выпускному патрубку 17. В пластине 18 непосредственно рядом со стенным участком 19 выполнено сквозное отверстие 28, свободное поперечное сечение которого существенно меньше, чем свободное поперечное сечение выпускного канала 21 или участков, ограниченных пластинами 24 участка 23 ламинарного течения. Таким образом, при заборе воды расход воды через сквозное отверстие 28 маленький по сравнению с количеством воды, протекающим через область 23 ламинарного течения, и не оказывает существенного влияния на температуру забранной воды. При первом вводе в работу резервуара 8, однако, сквозное отверстие 28 дает воздуху, содержащемуся вначале в смешивающей области 22, возможность достичь выпускного патрубка 17 и выйти из резервуара.
На соединенной с внешней стенкой 14 или с вертикальной пластиной 18 кромке каждой пластины 24 выполнена канавка, открытая в направлении крышки 12, причем канавка, когда крышка 12 смонтирована на емкости 11, вместе с крышкой 12 ограничивает сквозное отверстие 39. Как и в случае реализации фиг.2, эти сквозные отверстия 39 дают воздуху, запертому при заполнении резервуара, возможность подняться вверх в резервуаре 8 или воде, запертой при опорожнении резервуара, дают возможность стечь вниз. Посредством подачи сжатого воздуха на впускной патрубок 16 эта вода может быть выдавлена через выпускной канал 21 и выпускной патрубок 17.
На днище 13 емкости 11 распределено множество столбиков 29 по высоте, соответствующих ширине стенки 14 или пластин 18, 24, 26, 27. Предпочтительным является расположение пяти столбиков 29 так, как расположены точки на игральных костях, как показано на фиг.3. Однако в зависимости от размера днища 13 может быть предусмотрено и другое количество столбиков 29. Столбики 29 могут иметь закрытый торец, который закреплен на крышке 12 таким же образом, что и рамка 15, чтобы предотвратить или по меньшей мере ограничить деформацию резервуара 8 вследствие давления имеющейся в нем воды. Однако предпочтительно столбики 29 полые, как показано на разрезе фиг.4, и имеют торцевое отверстие 30, направленное на соответствующее отверстие 31 крышки, чтобы принять в себя заклепку 32.
Показанный на фиг.5 измененный вариант реализации емкости 11 отличается от варианта реализации по фиг.3 тем, что сквозные отверстия 39 имеют форму узких щелей, которые проходят по всей ширине пластин 24. То есть пластины 24 в этом варианте реализации не соединены ни с вертикальной пластиной 18, ни с боковой стенкой 35 емкости 11, а лишь с его днищем 13. Щели 39, однако, настолько узкие, что при заборе вода, как и в случае варианта реализации по фиг.3, вынуждена течь зигзагообразно вокруг пластин 24.