ХОЛОДИЛЬНЫЙ АППАРАТ С ОТВЕРСТИЕМ ДЛЯ ВЫРАВНИВАНИЯ ДАВЛЕНИЯ Российский патент 2010 года по МПК F25D17/04 F25D11/00 

Область техники

Настоящее изобретение относится к холодильному аппарату, например, такому как холодильник или морозильная камера, с отверстием для выравнивания давления, которое служит для того, чтобы предотвращать возникновение разрежения во внутреннем пространстве холодильного аппарата.

Уровень техники

При каждом открывании двери холодильного аппарата внутрь него попадает теплый воздух, который после закрывания двери охлаждается там и создает разрежение, в результате чего дверь присасывается к передней стороне корпуса. Такое разрежение приводит к тому, что после закрывания дверь очень трудно снова открыть, пока давление между внутренним пространством и окружающей средой снова не выровняется. Через продолжительный отрезок времени давление все же снова выравнивается, так как уплотнение, помещенное обычным образом между дверью и фронтальной стороной корпуса холодильного аппарата, примыкает с неполной герметичностью, но интенсивность утечки через уплотнения обычно стремятся минимизировать, так как воздух, циркулирующий между внутренним пространством и окружающей средой через негерметичное уплотнение, постоянно приводит и к нежелательному поступлению во внутреннее пространство тепла и влаги. Чем точнее выполнен холодильный аппарат и чем меньше в итоге интенсивность утечки, тем дольше задерживается разрежение после закрывания двери.

Проблема становится особенно очевидной в холодильных аппаратах, у которых расположенные напротив друг друга поверхности рамок корпуса и двери, обычно плотно прижимаемые друг к другу при помощи магнитного уплотнения, выполнены монолитными и в результате этого образуют для магнитного уплотнения плоскость прилегания, практически лишенную неровностей, обеспечивая очень плотное смыкание.

Из патентного документа DE 10233216 А1 известен холодильный аппарат с воздуховодом, который обеспечивает доступ наружного воздуха во внутреннее пространство при закрытой двери. Воздуховод этого известного холодильного аппарата предусмотрен для предотвращения высушивания содержащихся в нем охлаждаемых продуктов, например пробок бутылок вина. Другой эффект воздуховода, не рассмотренный в патентном документе DE 10233216 А1, состоит в том, что он предотвращает возникновение разрежения во внутреннем пространстве после закрытия двери. Воздуховод такого известного холодильного аппарата выполнен в виде отверстия, проходящего сквозь стенку корпуса или двери. Для такого воздуховода требуются значительные производственные затраты, так как его стенки должны плотно примыкать к внутренней и наружной обшивкам корпуса или двери, чтобы при заполнении стенок изоляционным материалом не допустить его выступания внутрь прохода. В качестве альтернативы названа возможность размещения воздуховода в магнитной полосе уплотнителя. Однако обычные полосы магнитного уплотнителя все же не очень хорошо приспособлены для проделывания в них отверстия.

Раскрытие изобретения

Задача настоящего изобретения - разработать холодильный аппарат с отверстием для выравнивания давления, который при минимальных производственных затратах эффективно предотвращает возникновение разрежения после закрытия двери.

Задача решена благодаря тому, что в холодильным аппарате с корпусом и дверью, которые окружают охлаждаемое внутреннее пространство и имеют обращенные друг к другу поверхности рамок, ограничивающие заполненный уплотнением зазор, по меньшей мере в одной из поверхностей рамок выполнен помещенный в углублении проход, ведущий в обход уплотнения, через который внутреннее пространство сообщается с окружающей средой. Итак, вместо создания обычным образом прохода в корпусе, двери или в уплотнении, при помощи прохода согласно изобретению создается соединение, которое проходит между уплотнением и корпусом или между уплотнением и дверью. Поскольку не проделывается сквозное отверстие, не возникает проблемы его герметизации. Проход формируется без дополнительных затрат при формовании поверхностей рамок двери или корпуса, в частности, методом глубокой вытяжки. Проход может иметь форму паза, канавки или нескольких соединенных между собой участков пазов или канавок.

Чтобы по возможности исключить циркуляцию воздуха через проход в объемах, превышающих то количество, которое необходимо вследствие колебаний температур во внутреннем пространстве, предпочтительно ведение прохода от одной стороны уплотнения к другой по непрямой траектории.

Кроме того, такой непрямой путь может быть значительно длиннее, чем соответствующая ширина пересекаемого уплотнения, так что проход имеет большую площадь поверхности, на которой возможно оседание влаги из входящего воздуха. Таким образом уменьшается вероятность заполнения осевшей влагой всего сечения прохода и создания в проходе препятствия для потока воздуха.

Для того чтобы реализовать значительную длину прохода, предусматривается, в частности, наличие в составе прохода по меньшей мере одного участка, проходящего вдоль уплотнения.

Если уплотнение закреплено в пазе одной из двух поверхностей рамок, то наиболее просто образовать проход на второй из поверхностей рамок.

Особенно незаметен проход, образованный на той же поверхности рамки, что и паз; в этом случае паз проходит над проходом поперек него, и видны в крайнем случае только оба конца прохода с разных сторон уплотнения.

Предпочтительным является вариант, при котором уплотнение закреплено в пазе одной из двух поверхностей рамок, а проход образован на той же поверхности рамки, что и паз, и находится между стенками паза и входящим в паз крепежным участком уплотнительного профиля.

Если в дне паза сформировано ребро, входящее в продольный канал уплотнения, то это ребро предпочтительно имеет локальный разрыв, чтобы образовать проход.

Кроме того, предпочтительно расположение по меньшей мере одного конца прохода в углу поверхности рамки, так как обычно углы являются самыми теплыми участками корпуса холодильного аппарата, и поэтому здесь склонность к образованию конденсата в проходе относительно невысока.

Для того чтобы в процессе работы холодильного аппарата предотвратить образование инея в проходе и его закупоривание, проход предпочтительно обогревается. Обогрев осуществляется без дополнительных затрат благодаря рамочному нагревателю который предусмотрен во многих холодильных аппаратах на фронтальной стороне корпуса в целях предотвращения образования конденсата на наружных поверхностях корпуса или двери рядом с уплотнением.

Если рамочный нагреватель образован трубопроводом хладагента, проходящим по поверхности рамки корпуса в форме кольца с разрывом, то целесообразно формирование прохода на поверхности рамки корпуса на уровне места разрыва.

В холодильном аппарате описанного выше типа в дополнение к проходу может быть предусмотрен и проходящий сквозь стенку корпуса или двери клапан для выравнивания давления, который позволяет осуществлять подачу воздуха из окружающей среды во внутреннее пространство, но закрывает опок воздуха из внутреннего пространства. Поскольку такой клапан препятствует неуправляемой циркуляции воздуха между внутренним пространством и окружающей средой и, следовательно, нежелательному поступлению тепла в корпус, он может, без заметного повышения притока тепла во внутреннее пространство, иметь значительно большую свободную площадь сечения, чем проход, и в результате быстрее, чем последний, осуществлять выравнивание давления после закрывания двери. Как выяснилось, такого рода клапаны для выравнивания давления при длительной эксплуатации склонны к замерзанию, и наличие прохода устраняет эту склонность к замерзанию.

Краткий комментарий к чертежам

Дальнейшие свойства и преимущества изобретения следуют из нижеследующего описания вариантов исполнения со ссылкой на прилагаемые фигуры. На них показано следующее:

фиг.1 - схематичное аксонометрическое изображение холодильного аппарата согласно первому варианту исполнения изобретения;

фиг.2 - частичный разрез стенки корпуса холодильного аппарата по плоскости, обозначенной на фиг.1 цифрой II;

фиг.2а - детальный вид угла корпуса холодильного аппарата согласно первому варианту исполнения;

фиг.3 - клапан для выравнивания давления в разрезе;

фиг.4 - нижний угол внутренней стенки двери холодильного аппарата согласно второму варианту исполнения изобретения;

фиг.5 - разрез внутренней стенки и закрепленного в ней уплотнительного профиля по плоскости, обозначенной на фиг.4 цифрой V;

фиг.6 - разрез по плоскости, обозначенной на фиг.4 цифрой VI;

фиг.7 - аксонометрическое изображение угла внутренней стенки двери холодильного аппарата и помещенного в нее уплотнительного профиля согласно третьему варианту исполнения изобретения; и

фиг.8 - разрез по плоскости, обозначенной на фиг.7 цифрой VIII.

Осуществление изобретения

На фиг.1 показано схематичное аксонометрическое изображение холодильного аппарата с корпусом 1 и навешенной на него дверью 2, которые охватывают охлаждаемое внутреннее пространство 3. Стенки корпуса и дверь имеют известные для таких случаев жесткие наружную и внутреннюю обшивки, ограничивающие промежуточное пространство, заполненное изолирующим пеноматериалом. Внутренняя обшивка стенок, а также поверхность рамки 5, охватывающая проем во фронтальной стороне корпуса 1, изготовлены в виде цельной детали методом глубокой вытяжки из плоской пластиковой заготовки. Во фронтальной рамке двери 2, расположенной при закрытом положении двери напротив фронтальной рамки 5, известным способом закреплено магнитное уплотнение 4. Проход в форме канавки 8, заглубленной во фронтальной рамке 5, выполнен таким образом, что при закрытой двери 2 один конец канавки 8 находится с наружной стороны от уплотнения 4, а другой конец - с внутренней стороны.

На фиг.2 показаны канавка 8 и ее окружение в разрезе по плоскости, обозначенной на фиг.1 цифрой II. В разрезе фиг.2 видны два участка 41, 41' трубопровода, который действует в качестве рамочного нагревателя. Участок 41 подводит теплый, сжиженный хладагент от не показанного здесь компрессора, расположенного в задней области корпуса 1, и рядом с канавкой 8 делает поворот, чтобы пройти вдоль нижнего горизонтального участка поверхности рамки 5. Трубопровод проходит вдоль всей поверхности рамки 5 и в итоге снова подходит к канавке 8 сверху в виде участка 41', где он поворачивает в направлении вглубь корпуса 1 и далее проходит к конденсатору, установленному снаружи на задней стенке корпуса 1. Таким образом, рамочный нагреватель проходит кольцеобразно вдоль всей поверхности рамки 5, за исключением одного промежутка между двумя сегментами 41, 41', в котором находится канавка 8.

Канавка 8, таким образом, не препятствует прокладке рамочного нагревателя в непосредственном контакте с поверхностью рамки 5.

Показанная на фиг.1 и 2 канавка 8 пересекает магнитное уплотнение 4 по прямой линии и под прямым углом. Чтобы, с одной стороны, добиться низкой теплопроводности прохода, образуемого канавкой 8, и, с другой стороны, сделать поперечное сечение канавки 8 достаточно большим, чтобы канавка 8 не запиралась уже одной каплей конденсата, желательно удлинить канавку 8, например, так чтобы она пересекала уплотнение 4 под острым углом, или так, чтобы она, как показано в изображении фрагмента на фиг.2а, включала в себя параллельный уплотнению 4 участок, проходящий в пределах той перекрытой уплотнением 4 при закрытой двери 2 области поверхности рамки 5, которая ограничена на фиг.2а пунктирной линией.

Канавка 8 может образовывать единственный проход между внутренним пространством 3 и окружающей холодильный аппарат средой, который после закрытия двери 2 способствует уравниванию давления между внутренним пространством 3 и окружающей средой. В усовершенствованном варианте исполнения для этой цели дополнительно предусмотрен клапан для выравнивания давления, например, в отверстии 6, образованном в нижней части двери. Пример возможной конструкции клапана для выравнивания давления представлен на фиг.3, на которой показано аксонометрическое изображение клапана 7 для выравнивания давления в продольном разрезе.

Между листом наружной обшивки 9 двери 2 и пластиковой внутренней стенкой 10, сформированной методом глубокой вытяжки, проходит втулка 11, закрепленная на внутренней стенке 10 при помощи байонетного соединения таким образом, что она не пропускает пену. Мембрана 12, находящаяся внутри втулки 11 и подвергаемая напряжению изгиба, имеет края, плотно прилегающие к стенкам втулки 11, и удерживается в своем положении благодаря проходящей поперек втулки 11 внутри нее перегородке 13 и накидной детали 14. При разрежении во внутреннем пространстве 3 воздух проходит внутрь между краями мембраны 12 и втулкой 11, чтобы выровнять пониженное давление; повышенное давление во внутреннем пространстве 3, напротив, прижимало бы мембрану 12 к втулке 11, тем самым повышая степень герметичности клапана 7; поэтому оно уравнивается через канавку 8.

Если бы клапан 7 был единственным средством, предусмотренным для уравнивания давления между внутренним пространством 3 и окружающей средой, то в то время, когда внутреннее пространство 3 охлаждается при работе компрессора, воздух снаружи поступал бы через клапан 7 медленно. При этом существует опасность того, что воздух, уже проходя через отверстие 6, сильно охладится, и содержащаяся в нем влага сконденсируется на клапане 7, приведя к замерзанию клапана 7. Но, так как согласно изобретению предусмотрена канавка 8, которая не имеет мембраны, препятствующей воздушному потоку, то в таком случае поступление воздуха во внутреннее пространство 3 происходит исключительно через канавку 8. Поэтому клапан 7 не замерзает, а канавка 8 защищена от замерзания благодаря своему тесному соседству с рамочным нагревателем 41.

Фиг.4 представляет собой аксонометрическое изображение нижнего угла внутренней стенки 10 двери 2, а также магнитного уплотнения 4, закрепленного на внутренней стенке 10 согласно второму варианту исполнения изобретения. В этом втором варианте исполнения вместо канавки 8 на поверхности рамки 5 корпуса 1 соответствующая канавка 8', два конца которой видны на фиг.4, образована на поверхности рамки 10 внутренней стенки.

На задней стороне магнитного уплотнения 4, удаленной от камеры, содержащей магнитную полосу 16, сформированы два выступа 17, 18, один из которых, выступ 17, снабжен крючками с бородкой. Выступы 17, 18 входят в паз 19 внутренней стенки 10, который разделен перегородкой 20, проходящей вдоль паза 19, на внутренний и внешний участки 21, 22. Крючки выступа 17 фиксируются в углублениях внутреннего участка 21. Поперечная стенка 23, проходящая по всей ширине магнитного уплотнения 4, вогнутая в направлении внутрь участка 22, в результате фиксации удерживается в напряженном изогнутом положении, при котором она вдавливает выступ 18 во внешний участок 22 паза 19. Тонкий, гибкий участок 24 стенки магнитного уплотнения 4 изогнут внутрь под действием края внешнего участка 22 паза, так что участок 24 стенки по существу плотно прилегает к этому краю. На противоположной кромке поперечной стенки 23 образован язычок 25, который в результате фиксации выступа 17 крепко прижат к плечу 26 внутренней стенки 10, граничащему с внутренним участком 21 паза. Участок 24 стенки, язычок 25, а также крючки выступа 17 образуют несколько уплотнительных линий между внутренней стенкой 10 и магнитным уплотнением 4.

Однако эти уплотнительные линии не проходят по всей длине магнитного уплотнения 4, а прерываются в указанном углу двери 2 канавкой 8'. Канавка 8' образована углублением, сформированным при вытяжке на внутренней стенке 10 у места пересечения горизонтального и вертикального отрезков паза 19. На фиг.5, где показан разрез внутренней стенки 10 и магнитного уплотнения 4 по плоскости, обозначенной на фиг.4 цифрой V, виден внешний контур 28 этого углубления.

На фиг.6 показан разрез по плоскости, обозначенной на фиг.4 цифрой VI, наклоненной под углом 45° относительно горизонтали. Плоскость разреза проходит вдоль канавки 8', и видно, что в этой плоскости разреза ни участок 24 стенки уплотнения, ни крючки, ни язычок 25 не касаются внутренней стенки 10. Эта канавка 8' образует проход, идущий между магнитным уплотнением 4 и дверью 2.

Канавка 8' дает возможность выравнивать давление между внутренним и внешним пространством без участия клапана 7 для выравнивания давления, при этом, однако, форма канавки 8', несколько раз меняющей свое направление, как своего рода лабиринтное уплотнение, ограничивает циркуляцию воздуха между внутренним и внешним пространством тем объемом, который необходим для уравнивания давления. Поскольку канавка 8', с одной стороны, подогревается фронтальной поверхностью 5, а с другой стороны, воздух, прошедший через канавку 8', до достижения внутреннего пространства 3 должен пройти еще через выравнивающий температуру зазор 29 между внутренней стенкой 10 и поверхностью рамки 5, то не возникает опасность закупоривания канавки 8' вследствие излишней конденсации.

Третий вариант исполнения изобретения описан на основании фиг.7 и 8. Фиг.7, как и фиг.4, представляет собой аксонометрическое изображение угла внутренней стенки 10, причем паз 19 внутренней стенки 10 только на одной части его длины изображен вместе с магнитным уплотнением 4, чтобы показать выемку 30, образованную в ребре 20, отделяющем друг от друга участки 21, 22 паза 19. Поперечные сечения паза 19 и магнитного уплотнения 4 - такие же, как и на фиг.5. Как видно из разреза, изображенного на фиг.8, аналогичного фиг.6, проход 8' в плоскости разреза этой фигуры прерывается ребром 20. Однако на каждом из двух участков 21, 22 паза 19, как видно на основании фиг.5, имеются продольные каналы 31, 32, ограниченные с одной стороны стенками паза 19, а с другой стороны самим магнитным уплотнением 4, один из которых 31 на высоте показанного на фиг.7 угла сообщается с окружающей средой через наружный участок 33 прохода 8' (см. фиг.8), а другой 32 - с внутренним пространством 3 через внутренний участок 34 прохода 8'. Оба продольных канала 31, 32 соединяются друг с другом через выемку 30. Располагая выемку 30 на большом удалении от угла, в котором помещены оба участка 33, 34, нетрудно сделать длину всего прохода 8' большей, чем длина края двери 2. В предельном случае выемка 30 может быть образована даже около угла двери 2, диаметрально противоположного тому углу, который показан на фиг.7. Большая длина прохода 8', несмотря на, возможно, большую площадь сечения отдельных участков прохода, приводит к низкой проводимости, благодаря чему надежно предотвращается циркуляция воздуха между внутренним пространством 3 и окружающей средой в степени, превышающей необходимую, обусловленную колебаниями температур во внутреннем пространстве 3.

Холодильный аппарат имеет корпус и дверь, которые охватывают охлаждаемое внутреннее пространство и имеют обращенные друг к другу поверхности рамок, которые ограничивают заполненный уплотнением зазор. По меньшей мере, в одной из поверхностей рамок выполнен помещенный в углублении проход, который ведет в обход уплотнения, через который внутреннее пространство сообщается с окружающей средой. Использование данного изобретения позволяет при минимальных производственных затратах эффективно предотвращать возникновение разрежения после закрытия двери. 10 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Холодильный аппарат с корпусом (1) и дверью (2), которые охватывают охлаждаемое внутреннее пространство (3) и имеют обращенные друг к другу поверхности рамок (5, 10), ограничивающие заполненный уплотнением (4) зазор, отличающийся тем, что, по меньшей мере, в одной из поверхностей рамок (5, 10) выполнен помещенный в углублении проход (8; 8'), ведущий в обход уплотнения (4), через который внутреннее пространство (3) сообщается с окружающей средой.

2. Холодильный аппарат по п.1, отличающийся тем, что проход (8; 8') проведен сквозь стенку по непрямой траектории.

3. Холодильный аппарат по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что проход (8') включает в себя, по меньшей мере, один участок (31; 32), проходящий вдоль уплотнения (4).

4. Холодильный аппарат по п.1 или 2, отличающийся тем, что на фронтальной стороне корпуса помещен нагреватель и что проход (8; 8') проведен в той части корпуса (1, 2), которая обогревается нагревателем.

5. Холодильный аппарат по п.1, отличающийся тем, что уплотнение (4) закреплено в пазе (19) одной из двух поверхностей рамок (10), а проход (8') образован на второй из поверхностей рамок (5).

6. Холодильный аппарат по п.1, отличающийся тем, что уплотнение (4) закреплено в пазе (19) одной из двух поверхностей рамок (10), а проход (8') образован на той же поверхности рамки (10), что и паз (19), и находится между стенками паза (19) и входящим в паз (19) крепежным участком (17) уплотнительного профиля (4).

7. Холодильный аппарат по п.6, отличающийся тем, что паз разделен на отсеки ребром (20), входящим в продольный канал уплотнения (4), и что ребро (20) имеет выемку (30), в которой находится проход (8').

8. Холодильный аппарат по п.1, отличающийся тем, что, по меньшей мере, один из концов прохода (8') расположен около угла поверхности рамки (5, 10).

9. Холодильный аппарат по п.1, отличающийся тем, что на поверхности рамки (5, 10) корпуса помещен рамочный нагреватель (41, 41').

10. Холодильный аппарат по п.9, отличающийся тем, что рамочный нагреватель (41, 41') образован трубопроводом хладагента, проходящим по поверхности рамки (5) корпуса (1) в форме кольца с разрывом, и что проход (8) образован на поверхности рамки (5) корпуса (1) на уровне места разрыва.

11. Холодильный аппарат по п.9 или 10, отличающийся наличием клапана (7) для выравнивания давления, который проходит сквозь стенку корпуса (1) или дверь (2), чтобы делать возможным приток воздуха из окружающей среды во внутреннее пространство (3) и закрывать выход воздуха из внутреннего пространства (3).