ХОЛОДИЛЬНЫЙ АППАРАТ И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ХОЛОДИЛЬНОГО АППАРАТА
REFRIGERATING UNIT AND MANUFACTURING METHOD OF REFRIGERATING UNIT

Область техники
Настоящее изобретение относится к холодильному аппарату с холодильной камерой, а также к способу изготовления холодильного аппарата.
Уровень техники
В типовом холодильном аппарате хладагент прогоняется по замкнутому контуру. При этом хладагент вначале сжимается компрессором, конденсируется в первом теплообменнике, отдавая тепло, расширяется, проходя через дроссель, и испаряется во втором теплообменнике при более низкой температуре, поглощая тепло. Известно применение в качестве второго теплообменника трубчатых испарителей, которые могут быть расположены в холодильной камере. В процессе работы трубчатый испаритель отбирает тепло по всей холодильной камере, что приводит к охлаждению внутреннего объема холодильной камеры.
Трубчатые испарители часто выполняются в виде змеевиков, извивающихся в определенной плоскости для достижения хороших условий теплообмена.
В заявке DE 102005057157 A1 представлено устройство охлаждения циркулирующего воздуха и способ монтажа этого устройства.
В заявке GB 1021496 A представлено устройство для установки или крепления труб.
В описании полезной модели DE 7917005 U1 представлено холодильное оборудование, включающее держатель для крепления конденсатора.
В WO 2007/099072 A2 представлен холодильный аппарат, включающий держатель испарителя для закрепления испарителя, причем этот держатель испарителя выполнен из профильного элемента.
Раскрытие изобретения
Задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы предложить холодильный аппарат, трубчатый испаритель которого может быть гибко закреплен в холодильной камере холодильного аппарата.
Под «холодильным аппаратом», в частности, понимается бытовой холодильный аппарат, т.е. холодильный аппарат, используемый в быту в домашнем хозяйстве или, возможно, в ресторанном деле, и в частности, служащий для хранения продуктов питания и/или напитков в обычных для домашнего хозяйства количествах при определенной температуре, например домашний холодильник, морозильная камера или комбинированный холодильный шкаф с морозилкой.
Эта задача решается предложением холодильного аппарата в соответствии с п.1 формулы. Предлагается холодильный аппарат с холодильной камерой, включающей стенку и размещенный в холодильной камере, в частности, вдоль этой стенки трубчатый испаритель, причем этот трубчатый испаритель закреплен на стенке холодильной камеры с помощью фиксирующего устройства.
Таким образом может быть обеспечено простое крепление трубчатого испарителя к холодильной камере. Соединение с помощью фиксатора позволяет осуществить разъемное крепление трубчатого испарителя к холодильной камере.
Фиксирующее устройство может включать, по меньшей мере, один пружинный зажим, размещенный на стенке или связанный со стенкой холодильной камеры. Пружинный зажим может быть выполнен так, чтобы удерживать трубчатый испаритель с помощью первого фиксирующего соединения. Это позволяет устанавливать трубчатый испаритель в ходе простых монтажных операций.
Фиксирующее устройство может включать прокладку, выполненную так, чтобы удерживать трубчатый испаритель на некотором заранее заданном расстоянии от стенки, а пружинный зажим может быть выполнен так, чтобы удерживать эту прокладку с помощью второго фиксирующего соединения. С помощью такого двухчастного фиксирующего устройства трубчатый испаритель может закрепляться на различных расстояниях от стенки холодильной камеры. Прокладка может удерживать трубчатый испаритель на нужном расстоянии от стенки холодильной камеры, чтобы достигалась хорошая циркуляция воздуха, способствующая регулировке температуры в холодильной камере. Такое устройство пружинного зажима позволяет реализовать способ изготовления, при котором на первом шаге труба испарителя просто вставляется в пружинный зажим на стенке, после вспенивания теплоизоляционного материала испаритель снимается со стенки и, наконец, на стенке закрепляется пружинным зажимом прокладка.
Прокладка может быть, в частности, выполнена в виде планки, что позволяет осуществить простой монтаж трубчатого испарителя в холодильной камере.
Пружинный зажим может представлять собой, например, размещенную на стенке холодильной камеры пластину основания с двумя отходящими от пластины основания полками. Так формируется простая конструкция пружинного зажима.
При этом с внутренней стороны полок могут быть предусмотрены фиксаторные выступы, выполненные так, чтобы удерживать с фиксацией трубчатый испаритель. Далее, с наружной стороны полок могут быть предусмотрены фиксаторные выступы, выполненные так, чтобы удерживать с фиксацией прокладку. Таким образом, полки могут выполнять двойную функцию: удерживать с фиксацией, во-первых, трубчатый испаритель, а во-вторых, служащую прокладкой планку.
Пластина основания может быть расположена в углублении с наружной стороны стенки холодильной камеры, а полки могут быть проведены сквозь отверстие в стенке холодильной камеры. Это позволяет закрепить пружинный зажим на холодильной камере с малыми затратами.
Стенка может быть, например, верхней стенкой холодильной камеры. Таким образом может быть достигнуто предпочтительное распределение температур в холодильной камере, что ведет к сокращению номинального энергопотребления холодильного аппарата.
Фиксирующее устройство может быть расположено в передней зоне холодильной камеры. Если направляющей трубчатого испарителя служит задняя стенка холодильной камеры, и он опирается на эту направляющую, то крепление трубчатого испарителя осуществляется с использованием меньшего количества крепежных элементов.
В другом аспекте изобретения способ изготовления холодильного аппарата с холодильной камерой, включающей стенку и размещенный в холодильной камере вдоль этой стенки трубчатый испаритель, включает следующий шаг: с помощью фиксирующего устройства закрепляют трубчатый испаритель на стенке холодильной камеры. В таком способе могут быть достигнуты вышеописанные преимущества.
В этом способе фиксирующее устройство может включать, по меньшей мере, один пружинный зажим и одну прокладку. Далее, способ может включать следующие шаги:
- прикладывают трубчатый испаритель к стенке холодильной камеры и закрепляют трубчатый испаритель с помощью пружинного зажима;
- вспенивают теплоизоляционный материал вокруг холодильной камеры;
- после вспенивания теплоизоляции освобождают трубчатый испаритель из пружинного зажима;
- закрепляют второй трубчатый испаритель на прокладке и
- закрепляют прокладку в пружинном зажиме.
Таким образом трубчатый испаритель до и после вспенивания теплоизоляции может удерживаться или крепиться одним и тем же удерживающим средством, именно пружинным зажимом.
В процессе вспенивания теплоизоляции трубчатый испаритель может плотно прилегать к стенке, которая может быть, в частности, верхней стенкой холодильной камеры.
Поскольку в процессе вспенивания теплоизоляции трубчатый испаритель плотно прилегает к стенке холодильной камеры, он может воспринять действующее сквозь стенку давление изоляционной пены; таким образом можно предотвратить деформацию стенки.
Краткое описание графических материалов
Дальнейшие примеры осуществления настоящего изобретения даны со ссылками на сопроводительные чертежи, на которых представлены:
на ФИГ.1 показана аксонометрическая проекция холодильной камеры холодильного аппарата,
на ФИГ.2 показана аксонометрическая проекция трубчатого испарителя,
на ФИГ.3 показана аксонометрическая проекция с разрезом холодильного аппарата,
на ФИГ.4a показана аксонометрическая проекция планки,
на ФИГ.4b показан вид сверху планки,
на ФИГ.4c показан вид слева планки,
на ФИГ.4d показан вид справа планки,
на ФИГ.4e показан вид спереди планки,
на ФИГ.4f показан разрез по A-A ФИГ.4b,
на ФИГ.4g показан разрез по B-B ФИГ.4b,
на ФИГ.4h показан разрез по C-C ФИГ.4b,
на ФИГ.5a показана первая аксонометрическая проекция пружинного зажима для крепления планки,
на ФИГ.5b показана вторая аксонометрическая проекция пружинного зажима,
на ФИГ.5c показан вид сбоку пружинного зажима,
на ФИГ.5d показан вид спереди пружинного зажима,
на ФИГ.5e показан первый разрез пружинного зажима по A-A ФИГ.5c,
на ФИГ.5f показан второй разрез пружинного зажима по B-B ФИГ.5d,
на ФИГ.6 показана аксонометрическая проекция холодильной камеры при взгляде сзади,
на ФИГ.7 показана аксонометрическая проекция защиты пружинных зажимов липкой лентой,
на ФИГ.8 показана аксонометрическая проекция зоны верхней стенки холодильной камеры,
на ФИГ.9 показана аксонометрическая проекция с разрезом холодильного аппарата и
на ФИГ.10 показана еще одна аксонометрическая проекция с разрезом холодильного аппарата.
На фигурах одними и теми же номерами обозначены идентичные элементы или элементы, выполняющие одни и те же функции, если не указано иное.
Осуществление изобретения
На ФИГ.1 показана аксонометрическая проекция обвитой трубчатым испарителем 130 холодильной камеры 110 холодильного аппарата 100. Холодильная камера 110, по существу, имеет форму открытого спереди и подрезанного сзади прямоугольного параллелепипеда с верхней стенкой 120, нижними стенками 122 и 124, левой и правой боковыми стенками 126 и 128 и ступенчатой задней стенкой, которые ограничивают внутреннее пространство160. Холодильная камера 110 может быть изготовлена, например, из пластмассы. Открытая передняя сторона холодильной камеры 110 обрамлена рамой 140. В каждой из боковых стенок предусмотрены по две приемные защелки 150, в которые могут быть вставлены разделительные стенки для вертикального членения холодильной камеры.
Холодильная камера 110 обвита первым трубчатым испарителем 130, расположенным снаружи холодильной камеры 110. В процессе работы по первому трубчатому испарителю 130 пропускается хладагент, который испаряется, поглощая тепло. При этом первый трубчатый испаритель 130 отбирает тепло от всей холодильной камеры 110, что ведет к охлаждению внутреннего пространства холодильной камеры 110.
Внутри холодильной камеры 110, в данном примере - в верхней зоне, т.е. вблизи верхней стенки 120, предусмотрен второй трубчатый испаритель 200 в виде этажерки, изображенной на ФИГ.2 в аксонометрической проекции. Второй трубчатый испаритель 200 включает трубу 210 испарителя, а также большое количество поперечных ребер 220. Труба 210 испарителя включает, например, десять прямых участков 210a, каждые два из которых соединены на концах изогнутым участком 210b, так что труба 210 испарителя имеет вид плоского змеевика. Поперечные ребра 220 выполнены, например, в виде прямых отрезков проволоки, расположены по обе стороны трубы 210 испарителя и прикреплены к ней, например, пайкой или аналогичным образом. При этом поперечные ребра 220 идут от второго до предпоследнего прямого участка 210а трубы, так что расстояние между двумя концами 230 трубы легко может быть изменено обжатием или растяжкой, и оба конца 230 трубы легко могут быть повернуты из плоскости, определяемой поперечными ребрами 220. Поперечные ребра 220 связывают участки трубы друг с другом, так что труба 210 испарителя приобретает определенную жесткость. А кроме того, они улучшают характеристики теплообмена трубы 210 испарителя.
Оба наружных прямых участка 210a трубы проведены сквозь заднюю стенку холодильной камеры 110. Эти два наружных прямых участка 210а трубы служат подводящей и отводной трубами трубчатого испарителя 200.
Благодаря тому, что предусмотрен второй трубчатый испаритель 200, достигается более равномерное распределение температур в холодильной камере 110, что ведет к сокращению номинального энергопотребления холодильного аппарата. При этом первый трубчатый испаритель 130 и второй трубчатый испаритель 200 могут быть соединены друг с другом последовательно по потоку. Таким образом оба трубчатых испарителя 130, 200 оказываются включены в один-единственный контур охлаждения, и не требуется больше никаких конденсаторов, вентилей или аналогичных элементов для дополнительных испарителей. Со стороны входа трубчатые испарители 130, 200 могут быть подсоединены к неизображенному дроссельному вентилю, а со стороны выхода - к компрессору, например, к неизображенному линейному конденсатору.
На ФИГ.3 показана аксонометрическая проекция с разрезом холодильного аппарата 100, причем плоскость разреза проходит перпендикулярно к первому трубчатому испарителю 130. В этом холодильном аппарате 100 второй трубчатый испаритель 200 крепится с помощью фиксирующего устройства в передней зоне холодильной камеры 110 к верхней стенке 120. Фиксирующее устройство включает планку 400, служащую прокладкой, а также пружинные зажимы 500.
Как показано на ФИГ.3, вторая труба 210 испарителя вставлена в планку 400, которая, в свою очередь, вставлена в расположенные в верхней зоне пружинные зажимы 500. Преимущество такой конструкции в том, что вторая труба 210 испарителя удерживается на заранее заданном расстоянии от верхней стенки 120. Таким образом можно обеспечить улучшенную циркуляцию холода в холодильном аппарате 100.
На ФИГ.4a-4h показаны различные виды планки 400 для крепления второго трубчатого испарителя 200. На ФИГ.4a показана аксонометрическая проекция планки 400. На ФИГ.4b показан вид сверху планки 400. На ФИГ.4c показан вид слева планки 400. На ФИГ.4d показан вид справа планки 400. На ФИГ.4e показан вид спереди планки 400. На ФИГ.4f показан разрез по A-A ФИГ.4b. На ФИГ.4g показан разрез по B-B ФИГ.4b. На ФИГ.4h показан разрез по C-C ФИГ.4b.
Планка 400 включает заднюю стенку 410 планки, от которой отходят вбок идущие на расстоянии друг от друга нижняя стенка 420 и средняя стенка 430 планки. Задняя стенка 410 планки, нижняя стенка 420 и средняя стенка 430 ограничивают углубление, в которое вставляется и в котором удерживается фиксаторными выступами 440 вторая труба 210 испарителя. Далее, планка 400 снабжена двумя пружинными зажимными приемниками 450, расположенными на расстоянии друг от друга на задней стенке 410 планки. Эти пружинные зажимные приемники 450 имеют, по существу, форму открытого сверху прямоугольного параллелепипеда, задняя стенка которого образована задней стенкой 410 планки, а дно - средней стенкой 430. В расположенной напротив задней стенки 410 планки передней стенке 460 проделано сквозное отверстие, а над этим сквозным отверстием расположен фиксаторный выступ 470. Напротив этого фиксаторного выступа 470 на задней стенке 410 планки расположен еще один фиксаторный выступ 470. Посредством взаимодействия этих фиксаторных выступов 470 с полками пружинных зажимов 500 планка 400 может быть закреплена в пружинных зажимах 500. На верхнем крае задней стенки 410 планки отходит вбок слегка изогнутая гибкая закраина 480. Когда планка 400 закреплена на верхней стенке 120, эта закраина 480 с небольшим напряжением поджимает планку 400 к верхней стенке 120. Тем самым компенсируются погрешности допусков и предотвращается возможное при иных обстоятельствах дребезжание планки, ударяющейся о верхнюю стенку 120.
На ФИГ.5a показана первая аксонометрическая проекция пружинного зажима 500 для крепления планки 400. На ФИГ.5b показана вторая аксонометрическая проекция пружинного зажима 500. На ФИГ.5c показан вид сбоку пружинного зажима 500. На ФИГ.5d показан вид спереди пружинного зажима 500. На ФИГ.5e показан первый разрез пружинного зажима 500 по A-A ФИГ.5c. На ФИГ.5f показан второй разрез пружинного зажима 500 по B-B ФИГ.5d.
Пружинный зажим 500 включает, по существу, прямоугольную пластину основания 510, а также две полки 520, которые отходят от пластины основания в одну сторону и легко могут изгибаться друг к другу. Пружинные зажимы 500 могут быть, каждый, высотой около 10-15 мм, длиной 35-45 мм и шириной 20-25 мм.
Полки 520 как с внутренней, так и с наружной стороны снабжены фиксаторными выступами соответственно 530 и 540.
Точнее говоря, свободные концы полок 520 образуют фиксаторные выступы 530, идущие по всей ширине полок 520. При пружинном зажиме трубы 210 испарителя в пружинных зажимах 500 фиксаторные выступы 530 могут захватывать трубу испарителя и таким образом, фиксируя трубу, удерживать ее или закреплять.
На каждой полке 520 предусмотрено с наружной стороны по два фиксаторных выступа 540. При пружинном зажиме планки 400 в пружинных зажимах 500 эти фиксаторные выступы 540 зацепляются за фиксаторные выступы 470 на планке 400 и могут таким образом, фиксируя планку 400, удерживать ее или закреплять и прикреплять к верхней стенке 120.
Таким образом, пружинные зажимы 500 выполнены так, что могут удерживать с фиксацией, во-первых, трубу 210 испарителя, а во-вторых, планку 400. При этом труба 210 испарителя удерживается внутренней стороной полок 520, а планка 400 - наружной стороной полок 520. Благодаря такой конструкции пружинных зажимов 500 может быть реализован предпочтительный способ изготовления холодильного аппарата, проиллюстрированный на ФИГ.7-9.
На первом шаге этого способа изготовления пружинные зажимы 500 с наружной стороны холодильной камеры 110 вкладываются в углубления в верхней стенке 120 холодильной камеры 110, при этом полки пружинных зажимов 500 проводятся через сквозные отверстия 610 в верхней стенке 120 холодильной камеры 110, после чего пружинные зажимы 500 могут быть закрыты, например, липкой лентой 640. Возникает изображенная на ФИГ.7 конфигурация, при которой пружинные зажимы 500, не связанные с верхней стенкой 120, введены во внутреннее пространство 160 холодильной камеры 110.
На следующем шаге второй трубчатый испаритель 200 вдвигают во внутреннее пространство 160 холодильной камеры 110, причем концы 230 трубы второго трубчатого испарителя 200 проводят через сквозные отверстия 630 в задней стенке 620 холодильной камеры 110, и второй трубчатый испаритель 200 двумя своими изогнутыми участками 210b трубы прикрепляется пружинными зажимами 500 к верхней стенке 120. Далее холодильную камеру 110 обвивают первым трубчатым испарителем 130. После этого первый трубчатый испаритель 130 и второй трубчатый испаритель 200 могут быть соединены друг с другом сваркой или аналогичным образом. Следует обратить вынимание на то, что первый и второй трубчатые испарители соответственно 130 и 200 могут монтироваться в обратной последовательности.
Теперь холодильную камеру 110 вдвигают в не изображенный детально внешний кожух, включающий наружную стенку аппарата, и закрепляют там. Далее, во внутреннее пространство 160 холодильной камеры 110 помещается опора вспенивания из алюминия или аналогичного материала. Эта опора вспенивания служит для стабилизации и имеет такие размеры, чтобы нижний край второго трубчатого испарителя 200 лежал на верхней стороне опоры вспенивания. При этом укрепленные поперечными ребрами 220 средние участки 210a трубы поддавливаются кверху, а верхний край опоры вспенивания располагается между самыми внешними прямыми участками 210a трубы. Другими словами, в этом состоянии плоскость самых внешних прямых участков 210a трубы не совпадает с плоскостью средних участков 210a трубы, которые, как показано на ФИГ.9, идут под верхней стенкой 120 параллельно ей. Точнее говоря, внешние прямые участки 210a трубы в этом состоянии идут от обоих сквозных отверстий в задней стенке под углом к расположенным в передней зоне холодильной камеры пружинным зажимам 500. Далее, опора вспенивания может подпирать изнутри заднюю стенку 620 и боковые стенки холодильной камеры 110.
Таким образом, понятно и то, почему поперечные ребра 220 не идут через все прямые участки 210a трубы. Если бы они шли через все, опора вспенивания не могла бы поджимать средние прямые участки 210a трубы к верхней стенке 120.
На следующем шаге промежуточное пространство между холодильной камерой 110 и наружной стенкой аппарата заполняется вспениваемым теплоизоляционным материалом. Так как второй трубчатый испаритель 200 плотно прилегает к верхней стенке 120, он, во-первых, стабилизирует верхнюю стенку 120, а во-вторых, передает давление на верхнюю стенку 120, возникающее при вспенивании, дальше на опору вспенивания, благодаря чему можно предотвратить деформацию или вдавливание верхней стенки 120. Для ясности иллюстраций на ФИГ. не показаны ни наружная стенка аппарата, ни теплоизоляционная пена.
После вспенивания теплоизоляции второй трубчатый испаритель 200 освобождают из пружинных зажимов 500 и слегка наклоняют его передний край вниз, как показано на ФИГ.10. При этом прямые участки 210a трубы снова вводятся в одну плоскость. После этого на второй трубчатый испаритель 200 надевается планка 400. Наконец, в пружинных зажимах 500 пружинно зажимается или фиксируется планка 400. Возникает конфигурация, изображенная на ФИГ.3. Здесь второй трубчатый испаритель 200 уже не прилегает вплотную к верхней стенке 120, а находится от нее на некотором расстоянии, так что обеспечивается предпочтительная циркуляция холода в холодильной камере 110.
В этом состоянии трубчатый испаритель 200 выдвинут вперед планкой 400, а пружинные зажимы 500 закреплены на верхней стенке 120. В подготовленном к работе состоянии холодильная камера 110 может быть окружена с пяти сторон наружными стенками аппарата, а с передней стороны может закрываться дверцей.
В вышеописанном способе второй трубчатый испаритель 200 в процессе вспенивания теплоизоляции плотно прилегает к верхней стенке 120 и стабилизирует ее, так что можно предотвратить деформацию верхней стенки или вдавливание ее внутрь под давлением пены. Далее, все процессы пайки могут быть выполнены на втором трубчатом испарителе 200 еще до вспенивания. В частности, выходной конец первого трубчатого испарителя 130 может быть спаян с входным концом второго трубчатого испарителя 200, и затем, до вспенивания теплоизоляции, спай может быть проверен на герметичность. Если же, напротив, второй трубчатый испаритель 200 вставляется только после вспенивания, то требуется дополнительный шаг проверки герметичности спая.
Как описано выше, пружинные зажимы 500 выполнены так, что могут, во-первых, принимать и удерживать трубу 210 испарителя, когда трубчатый испаритель 200 прилегает к верхней стенке 120, а во-вторых, принимать планку 400 и поджимать ее к верхней стенке 120. Таким образом, может быть просто осуществлен вышеуказанный способ изготовления, поскольку на первом шаге труба 210 испарителя может быть просто прикреплена пружинными зажимами 500 к верхней стенке 120; после вспенивания теплоизоляции она может быть снята с верхней стенки 120, и, наконец, на верхней стенке 120 может быть закреплена в пружинных зажимах 500 служащая прокладкой планка 400.
Далее, крепление трубчатого испарителя 200 к холодильной камере 110 может быть вновь просто освобождено, при этом вытаскивают планку 400 из пружинных зажимов 500 и снимают ее с трубчатого испарителя 200, что способствует простой утилизации или переработке холодильного аппарата 100.
В вышеприведенном примере описано фиксирующее устройство с двумя пружинными зажимами 500 и одной планкой 400. Однако фиксирующее устройство может включать и только один пружинный зажим 500 - или три, или несколько пружинных зажимов, а также и несколько планок 400.
Равным образом, трубчатый испаритель 200 необязательно должен располагаться вдоль верхней стенки 120, но может, например, размещаться и у задней стенки 620 холодильной камеры 110.
Перечень номеров позиций для ссылок
100 холодильный аппарат
110 холодильная камера
120 верхняя стенка
122, 124 нижние стенки
126, 128 боковые стенки
130 первый трубчатый испаритель
140 рама
150 приемные защелки
160 внутреннее пространство
500 пружинные зажимы
200 второй трубчатый испаритель
210 труба испарителя
210a прямые участки трубы
210b изогнутые участки трубы
220 поперечные ребра
230 концы трубы
400 планка
410 задняя стенка
420 нижняя стенка
430 средняя стенка
440 фиксаторные выступы
450 пружинные зажимные приемники
460 передняя стенка
470 фиксаторные выступы
480 закраина
500 пружинный зажим
510 пластина основания
520 полка
530 фиксаторные выступы
540 фиксаторные выступы
600 углубления
610 сквозные отверстия
620 задняя стенка
630 сквозные отверстия
640 липкая лента