ХОЛОДИЛЬНЫЙ АППАРАТ С РАСПРЕДЕЛИТЕЛЕМ ВОДЫ
REFRIGERATING UNIT WITH WATER DISTRIBUTOR

Настоящее изобретение относится к холодильному аппарату согласно преамбуле пункта 1.
Упомянутый холодильный аппарат снабжен распределителем охлажденной воды; последний снабжен гидравлическим контуром, являющимся внутренним по отношению к аппарату, гидравлический контур подключен к системе подачи воды, являющейся наружной по отношению к аппарату, обычно таким источником является система водоснабжения питьевой водой.
Последующее описание будет всегда ссылаться на холодильники домашнего использования без строгого ограничения ими настоящего изобретения.
Холодильники, имеющие такие признаки, в течение десятилетий были широко распространены в США; фактически, большинство холодильников на американском рынке снабжены распределителями, которые обеспечивают распределение как охлажденной воды, так и льда, а в некоторых случаях и некоторых охлажденных напитков; такие распределители являются достаточно громоздкими. Такие холодильники имеют две двери, установленные бок о бок, и очень громоздки; распределитель присоединен к одной из дверей и заметно выступает внутрь от двери; снаружи холодильника в двери есть глубокая полость для размещения, например, стакана, в который выходят каналы для распределения воды и льда; таким образом, здесь нет существенного выступа.
В Европе холодильники со встроенным распределителем получили широкое распространение только недавно.
Европейский рынок требует существенно других изделий, то есть значительно менее громоздких изделий (60 или 70 см ширины), обеспечивающих распределение только охлажденной воды; более того, такие изделия должны иметь низкую стоимость и, следовательно, должны использовать простые, но эффективные технические решения.
Основной задачей настоящего изобретения является создание простого и эффективного решения, относящегося к гидравлической системе холодильного аппарата, снабженного распределителем охлажденной воды.
В частности, конкретной задачей настоящего изобретения является создание простого, но эффективного решения, относящегося к гидравлическому контуру холодильника для домашнего использования, причем в основном приспособленного для европейского рынка.
Поставленные задачи достигаются посредством холодильного аппарата, имеющего признаки, подробно описанные в независимом пункте 1.
Посредством только двух электромагнитных клапанов и простой электронной системы управления можно легко и эффективно управлять и определять поток воды во всей гидравлической системе холодильного аппарата.
Дополнительные варианты настоящего изобретения подробно описаны в зависимых пунктах формулы изобретения.
Настоящее изобретение станет более ясным из последующего описания и из приложенных чертежей, где:
на фиг.1 изображен схематический разрез холодильного аппарата согласно настоящему изобретению,
на фиг.2 изображен разрез электромагнитного клапана, размещенного в аппарате на фиг.1,
на фиг.3 изображен разрез и виды в аксонометрии электромагнитного клапана на фиг.2, и
на фиг.4 изображена диаграмма гидравлической системы аппарата на фиг.1.
Как описание, так и чертежи должны рассматриваться в качестве неограничивающих примеров изобретения.
На фиг.1 показан схематический разрез холодильника домашнего использования согласно настоящему изобретению, обозначенного в целом ссылочной позицией 1.
Холодильник содержит отсек 2, расположенный на основании 11; на иллюстрации стенки отсека очень толстые, чтобы показать присутствие толстого слоя термоизоляционного материала; в основном, толщина изоляционного материала зависит от типа камеры (на практике, от рабочих температур камеры) и, конечно, от типа примененного изоляционного материала; это является общим признаком, широко известным специалистам в этой области техники.
Холодильник содержит две охладительные камеры, обозначенные в целом ссылочной позицией 10; камера 10A используется для свежих продуктов и расположена в верхней части отсека 2, а камера 10B используется для замороженных продуктов и расположена в нижней части отсека 2.
Предусмотрены две двери, обозначенные в целом ссылочной позицией 3, для закрытия камер охлаждения 10; в частности, имеется верхняя дверь 3А для камеры 10A и нижняя дверь 3B для камеры 10B.
Холодильник 1 снабжен распределителем охлажденной воды, показанным в целом ссылочной позицией 6, который установлен на двери холодильника; в иллюстрированном варианте осуществления распределитель установлен на верхней двери 3А.
Распределитель охлажденной воды холодильника согласно варианту осуществления на фиг.1 подключен к системе общественного водоснабжения. Вода подается в холодильник 1 из водопровода через трубу; на этой фигуре показана только небольшая часть трубы; труба водоснабжения соединена с входным отверстием первого электромагнитного клапана 12; выходное отверстие электромагнитного клапана 12 присоединено к трубе, показанной позицией 4. На фигуре соединение распределителя 6 с водопроводом показано в виде единого трубчатого элемента (являющегося и простым, и эффективным, и, следовательно, предпочтительным); другие варианты осуществления настоящего изобретения могут, тем не менее, содержать несколько взаимосвязанных трубчатых элементов.
Труба 4 выходит из полости в нижнем участке отсека 2 (также вмещающем электромагнитный клапан 12) и затем проходит через заднюю стенку отсека 2, проходит через изоляционный материал до верхней части отсека 2, проходит через верхнюю стенку отсека 2, проходит через изоляционный материал, выходит из отсека 2 и входит в дверь 3А; труба 4 затем проходит через изоляционный материал двери 3А и доходит до распределителя 6.
Вышеупомянутая полость также используется, например, для размещения компрессора холодильника.
Распределитель 6 содержит бак 61, в который проходит вода через трубу 4; бак 61 расположен в холодильной камере 10A, так что вода, находящаяся в баке, охлаждается.
Распределитель 6 также содержит канал 62, проходящий в бак 61 через второй электромагнитный клапан 63, который используется для распределения охлажденной воды потребителю.
Распределитель 6 также содержит фильтр 64  для охлажденной воды.
На фиг.1 бак 61 и фильтр 64 показаны в виде единого узла, так как в этом предпочтительном варианте осуществления они тесно связаны как гидравлически, так и механически.
В этом варианте необходимо использовать средства для контроля подачи воды в бак 61 и средства для контроля распределения воды через канал 62; эти средства, по существу, содержат электромагнитные клапаны 12 и 63 и электронную управляющую систему 13 (не показано на фиг.1); в холодильниках домашнего использования электронные системы часто установлены на верхней стенке отсека холодильника.
Электронная система управления холодильника на фиг.1 подключена к панели 65 управления (не показанной на фиг.1) распределителя 6, расположенной на двери 3А, обращенной наружу, непосредственно выше углубления 7; упомянутая панель управления содержит кнопку, позволяющую потребителю запрашивать распределение охлажденной воды, и предупреждающую лампу, показывающую, когда фильтр 64 изношен. Верхняя дверь 3А холодильника согласно варианту осуществления на фиг.1 имеет углубление 7, в которое выходит канал 62; углубление 7 открыто наружу и используется для размещения, например, стакана 8 (без возможности эффективного упора), наполненного водой, выходящей из канала 62.
В варианте на фиг.1 углубление неглубокое и, следовательно, не проходит внутрь камер охлаждения; таким образом, углубление 7 не уменьшает объем камер охлаждения, и дверь 3А имеет более тонкий слой термоизоляционного материала даже в области углубления 7.
Двери 3А и 3B холодильника присоединены к отсеку петлями, позволяющими потребителю открывать и закрывать двери поворотным движением вокруг вертикальной оси. Петли не показаны на фиг.1 для простоты; обычно в холодильных аппаратах используются различные типы петель, которые большей частью известны специалистам в данной области техники. В холодильнике на фиг.1 следующие элементы проходят между дверью 3А и отсеком 2: водопроводная труба 4, электрический кабель (обычно двужильный) для подачи энергии к распределителю 6 и другой электрический кабель (обычно многожильный) для подключения электронной управляющей системы 13 к панели 65 управления; эти соединения требуют подходящих решений, чтобы предохранять трубчатые элементы (труба и кабели) от повреждений из-за повторяющегося открывания и закрывания двери 3А; аналогичные конструкции уже известны в области холодильников.
В общем, согласно настоящему изобретению, холодильный аппарат снабжен распределителем охлажденной воды, подаваемой гидравлическим контуром, приспособленным для присоединения к источнику воды снаружи аппарата, и содержит первый электромагнитный клапан, расположенный в гидравлическом контуре, второй электромагнитный клапан, расположенный в распределителе, и электронную управляющую систему, приспособленную для управления водным потоком в контуре и водным потоком в распределителе, а также для определения количества проходящей воды.
Со ссылкой на фиг.1 гидравлический контур, по существу, состоит из электромагнитного клапана 12 и трубы 4, в то время как второй электромагнитный клапан соответствует электромагнитному клапану 63.
Электромагнитными клапанами, особенно приспособленными к настоящему изобретению, являются простые электромагнитные клапаны, имеющие открытую позицию и закрытую позицию; количество воды, проходящей через клапан, может быть определено расчетом времени открытия клапана, пока размер клапана и скорости потока известны. Конечно, с большим числом доступных клапанов будет возможно определять количество воды, проходящей через каждый из них, если необходимо (например, в случае утечек в контуре или в случае присутствия водных накопительных устройств).
Гидравлическая система холодильника на фиг.1 простая, как схематически показано на фиг.3; следовательно, используя только два электромагнитных клапана и простую электронную систему управления, можно контролировать и определять водный поток в целой системе; а также можно определять любое накопление и/или утечки воды.
Будучи адаптированной к настоящему изобретению, электронная система управления может быть преимущественно основана на микроконтроллере с несколькими дополнительными компонентами. Такая система может быть также преимущественно интегрирована в электронную систему управления всего холодильника, поскольку она выполняет только несколько простых операций. Электронные системы управления для холодильников давно хорошо известны специалистам в данной области техники.
Обычно распределитель аппарата согласно настоящему изобретению включает бак охлажденной воды; это самый простой путь подачи охлажденной воды, как только потребитель ее запросит.
Преимущественно, распределитель аппарата согласно настоящему изобретению содержит фильтр для охлажденной воды; этот фильтр является необходимым, поскольку питьевая вода из источника водоснабжения часто содержит нежелательные, если не вредные, частицы и вещества (хлор, например, придает воде плохой вкус).
Предпочтительно, фильтр присоединен непосредственно ниже по потоку от бака (если он имеется) с тем, чтобы фильтровать воду сразу перед тем, как она будет подана потребителю для питья; в этом случае любые живые организмы, возможно развившиеся в баке из-за долгого времени накопления, также будут отфильтрованы.
Распределитель согласно настоящему изобретению обычно имеет канал распределения охлажденной воды, обозначенный ссылочной позицией 62, тогда как второй электромагнитный клапан, обозначенный ссылочной позицией 63, установлен непосредственно вверх по потоку от канала; таким образом можно предотвратить любое нежелательное просачивание из канала.
Первый электромагнитный клапан, обозначенный позицией 12, предпочтительно расположен в начале гидравлического контура; его вход обеспечивает подключение к источнику водоснабжения, а его выход присоединен к входу распределителя, предпочтительно через единственную трубу, обозначенную позицией 4; такая конструкция уменьшает риск утечек воды внутри стенок холодильника.
Преимущественно, распределительный канал проходит в углубление, выполненное не очень глубоким и расположенное на двери холодильного аппарата; в этом случае углубление не уменьшает объем камер охлаждения и дверь может иметь более тонкий слой термоизоляционного материала даже в области углубления.
Обычно, холодильный аппарат согласно настоящему изобретению имеет панель управления распределителя, расположенную на двери самого аппарата; предпочтительно, панель расположена в области углубления; альтернативно, панель управления распределителя может быть объединена с панелью управления холодильника.
3
В самой простой форме, панель управления может быть кнопкой; когда потребитель нажимает кнопку, вода будет проходить из распределительного канала; может быть так сконструировано, например, что распределение будет продолжаться до тех пор, пока потребитель держит кнопку нажатой, или что фиксированное количество воды будет распределяться (например, 100 cм, эквивалент небольшого стакана) при каждом нажатии кнопки.
Электромагнитные клапаны могут быть типа постоянного потока (конечно, поток не может быть полностью постоянным); таким образом, регулирование и измерение водного потока будут значительно более точными.
Хорошее исполнение получается даже при использовании только одного электромагнитного клапана постоянного потока; в этом случае, электромагнитный клапан предпочтительно первый, указанный в варианте позицией 12, поскольку он имеет больший эффект на гидравлическую систему в целом.
Для упрощения конструкции, электронная система управления может быть приспособлена для определения количества выходящей воды на основе времени открытия и закрытия только первого электромагнитного клапана, который указан в варианте позицией 12; фактически, этого достаточно, если нет утечек, и если количество воды, накопленной в баке (если имеется), известно и постоянно.
Кроме того, использование клапанов, имеющих по существу постоянный поток, позволяет получать очень точное, основанное на времени измерение количества выходящей воды.
Определение количества выходящей воды обычно необходимо для проверки работы гидравлической системы и распределителя холодильного аппарата.
Если есть фильтр, определение количества выходящей воды может быть преимущественно использовано также для определения состояния фильтра; известно, что эффективность таких водяных фильтров снижается по мере прохождения воды через них; обычный тип фильтра, например, имеет сменный картридж (картридж предназначен фильтровать только определенное максимальное количество воды).
Вниз по потоку от первого электромагнитного клапана, обозначенного в варианте позицией 12, необходимо обеспечивать по существу постоянное давление и по существу независимое от давления в системе водоснабжения; фактически, в зависимости от места, давление в системе водоснабжения может  существенно изменяться (даже в одном месте давление может изменяться в течение дня); таким образом, почти вся гидравлическая система может действовать при постоянном давлении, тем самым обеспечивая одинаковые характеристики независимо от системы водоснабжения.
В частности, необходимо обеспечить по существу постоянное давление вниз по потоку от первого электромагнитного клапана, причем давление находится в диапазоне от 1 до 2 бар, предпочтительно приблизительно 1,5 бар, при давлении в системе водоснабжения между 2 и 8 бар. При более низком распределительном  давлении системы водоснабжения гидравлическая система все еще будет работать, но с пониженными характеристиками.
Такие результаты достигаются соответствующим выбором первого электромагнитного клапана; особенно предпочтительный вариант этого выбора приведен ниже.
Согласно настоящему изобретению, для упрощения конструкции два электромагнитных клапана могут иметь по существу равные сечения потока, обычно между 1,6 мм и 2,0 мм.
Согласно настоящему изобретению, для упрощения конструкции электронная система управления может активировать электромагнитные клапаны по существу одновременно (или, самое большее, слегка задержать закрытие электромагнитного клапана 63 по отношению к электромагнитному клапану 12); фактически, давление почти во всей гидравлической системе является низким, и, следовательно, нет конкретных требований к сбросу давления, накопленного в системе, по мере того как вода проходит в течение распределительной фазы. Более того, если оба электромагнитных клапана открываются и закрываются одновременно, когда потребитель нажимает распределительную кнопку, распределение всегда начинается и заканчивается в точное время и без задержек.
Особенно преимущественным типом электромагнитного клапана для холодильного аппарата согласно настоящему изобретению является электромагнитный клапан, снабженный устройством для стабилизации водного потока независимо от давления вверх по потоку (конечно, это просто надежная, но не абсолютная стабилизация).
Пример такого клапана показан на фиг.2; подобные клапаны, хотя не очень часто, могут уже быть обнаружены на рынке и производятся, например, итальянской компанией R.P.E.
Электромагнитный клапан на фиг.2 состоит из узла 121 привода, корпуса клапана 122 и устройства стабилизации потока 123; в примере на фиг.2 (и так как это предпочтительно) устройство стабилизации потока расположено на выходе клапана.
На фиг.3 показано устройство 123 подробно; оно состоит из гибкой диафрагмы 123A и жесткого тела 123B; гибкая диафрагма может иметь форму подобно пружинной шайбе и выполнена обычно из резины; жесткое тело может иметь форму подобно жесткой втулке и выполнено обычно из пластмассы. Шайба установлена во втулку с тем, чтобы деформироваться под давлением воды, проходящей через клапан и чтобы обеспечивать изменение сечения потока выхода клапана в зависимости от давления вверх по потоку, то есть в корпусе 122.
Для упрощения конструкции электромагнитный клапан, подобный описанному, может быть использован только на входе гидравлического контура холодильного аппарата согласно настоящему изобретению; в проиллюстрированном варианте преимущественно необходимо иметь электромагнитный клапан 12 такого типа.
Электронная система управления согласно настоящему изобретению может быть приспособлена для активирования электромагнитных клапанов с тем, чтобы избежать любого распределения охлажденной воды, если фильтр изношен; таким образом, потребитель всегда будет пить должным образом отфильтрованную воду.
Электронная система управления может быть приспособлена для того, чтобы предупреждать потребителя, когда фильтр почти изношен; потребитель будет, таким образом, иметь время, чтобы получить, например, новый фильтр или новый картридж; это особенно важно, если электронная система управления предусматривает блокировку устройства, когда фильтр становится изношенным.
Вышеуказанные признаки особенно предпочтительны для холодильного аппарата, содержащего камеру для свежих продуктов, расположенную в верхней части отсека аппарата и имеющую собственную дверь, и камеру для замороженных продуктов, расположенную в нижней части отсека аппарата и имеющую собственную дверь; в этом случае распределитель охлажденной воды установлен на двери ячейки для свежих продуктов; рассмотренный вариант относится точно к такому случаю.