ХОЛОДИЛЬНЫЙ АППАРАТ И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ХОЛОДИЛЬНОГО АППАРАТА Российский патент 2014 года по МПК F25D17/04 F25D11/00 

Область техники

Изобретение относится к холодильному аппарату согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения и к способу изготовления холодильного аппарата согласно пункту 8 формулы.

Уровень техники

Для создания самоочищающихся поверхностей на уровне техники применяется фотокаталитический слой, например слой TiO₂. Фотокаталитический слой под действием светового излучения может удалять органо-химические загрязнения и/или оказывать антибактериальное действие.

В патентной заявке WO 2007/072165 А2 описан подобный холодильный аппарат, в котором внутренние стенки, ограничивающие холодильное отделение, и выдвижной ящик имеют фотокаталитическое покрытие. На крышке холодильного отделения расположен источник света, который может активизировать фотокаталитическое покрытие, чтобы в качестве катализатора ускорить окисление органических отложений на поверхностях, обращенных к холодильному отделению. Для этого холодильное отделение освещается источником света при закрытой двери холодильного аппарата. Однако такое освещение холодильного отделения может ускорить и процессы окисления некоторых охлаждаемых продуктов, ухудшая их сохранность.

Патентная заявка WO 2005/077556 А1 предусматривает нанесение фотокаталитического слоя на смотровое окошко в двери устройства для термической обработки продуктов. Смотровое окошко выполнено из стекла или полимерного материала и служит для пропускания света к фотокаталитическому слою.

В патентной заявке DE 10 2006 024093 А1 описано нанесение покрытия на поверхности, соприкасающиеся с жидкими средами или аэрозолями, с целью поддержания чистоты этих поверхностей. Покрытие со стороны поверхности содержит фотокаталитический слой, который нанесен на слой, испускающий свет.

Раскрытие изобретения

Задачей изобретения является разработка холодильного аппарата и способа изготовления холодильного аппарата, которые позволят использовать фотокаталитические покрытия в холодильном отделении, не ухудшая качество хранения продуктов.

Задача решается признаками, раскрываемыми в пункте 1 или пункте 8 формулы изобретения. Предпочтительные варианты исполнения изобретения описываются в зависимых пунктах формулы.

Согласно характеризующей части пункта 1 формулы, фотокаталитическое покрытие нанесено на светопроводящий слой, который может передавать свет на фотокаталитическое покрытие. Таким образом, согласно изобретению, на каталитическое покрытие непосредственно из холодильного отделения не попадает свет. Вместо этого покрытие активируется светом со стороны, удаленной от холодильного отделения.

Фасонная деталь, описываемая изобретением, может представлять собой, например, внутреннюю стенку холодильного аппарата, ограничивающую холодильное отделение, или выдвижной элемент, например ящик для овощей или мяса, и изготавливаться методом глубокой вытяжки. По этой причине выгоден вариант, в котором светопроводящий слой изготовлен из формующегося материала, в частности материала, поддающегося глубокой вытяжке. Таким образом, светопроводящий слой и фотокаталитическое покрытие могут быть соединены между собой еще до выполнения деформации, что выгодно с точки зрения технологии. То есть можно подготовить двухслойную заготовку, которая может быть подвергнута последующему формованию, например глубокой вытяжке.

Светопроводящий слой вместе с фотокаталитическим покрытием может образовывать двухслойную структуру, в которой светопроводящий слой может выполнять функцию подложки фасонной детали. Такая двухслойная структура выгодна, в частности, при изготовлении выдвижного элемента, который обычно изготавливается из прозрачного материала, например полистирола или стиролакрилонитрила, который может использоваться в качестве светопроводящего материала и в то же время достаточно прочен для того, чтобы служить подложкой. В такой двухслойной структуре толщина подложки может составлять от 1 до 6 мм, а толщина фотокаталитического покрытия - менее 1 мм.

Внутренняя стенка холодильного аппарата, ограничивающая холодильное отделение, может быть изготовлена из полистирола. Согласно изобретению, внутренняя стенка из полистирола может служить основой для вышеупомянутой слоистой структуры, состоящей из светопроводящего слоя и покрытия. Поэтому в такой трехслойной структуре светопроводящий слой расположен между внутренней стенкой из полистирола и фотокаталитическим покрытием. Вместо полистирола внутренняя стенка может изготавливаться из стиролакрилонитрила или акрилонитрилбутадиенстирола. По сравнению с описанной выше двухслойной структурой в трехслойной структуре толщина светопроводящего слоя может быть увеличена и может составлять от 1 до 2 мм.

С точки зрения технологии фотокаталитическое покрытие, предпочтительно, может содержать фотоактивный материал, например TiO₂, который введен в базовый материал, например полистирол. В этом случае фотоактивный материал может быть введен уже в полимерный гранулят базового материала. Предпочтительно, материал покрытия имеет такие же свойства, что и материал светопроводящего слоя. Таким образом, выгоден вариант, в котором базовый материал фотокаталитического покрытия, равно как и светопроводящий слой, поддается глубокой вытяжке. Предпочтительно, базовый материал фотокаталитического покрытия и материал светопроводящего слоя относятся к одному семейству материалов или идентичны. В результате между обоими слоями могут развиться связующие силы, которые достаточно велики для предотвращения отсоединения покрытия от светопроводящего слоя.

Как уже упоминалось, формование фасонной детали может осуществляться методом глубокой вытяжки. Перед выполнением такой глубокой вытяжки на первом этапе изготовления можно соединить фотокаталитическое покрытие со светопроводящим слоем, например, с помощью экструзии. Затем полученная таким образом листовая заготовка нагревается до температуры деформации в порядке подготовки к процессу глубокой вытяжки и подается на устройство для глубокой вытяжки, в котором может выполняться формование фасонной детали.

При изготовлении трехслойной фасонной детали, использующейся в качестве внутренней стенки холодильного аппарата, фотокаталитическое покрытие может быть нанесено на подложку с промежуточным нанесением светопроводящего слоя. Полученная таким образом трехслойная заготовка впоследствии также подается на устройство для глубокой вытяжки.

В качестве альтернативы указанным выше вариантам исполнения формование методом глубокой вытяжки может выполняться без фотокаталитического покрытия. В этом случае покрытие может наноситься на поверхность, обращенную к холодильному отделению, только после формования. Такое дополнительное нанесение покрытия может быть осуществлено известным методом осаждения из газовой фазы, нанесением соответствующего жидкого лака, нанесением порошкового лакового покрытия или золь-гелевым методом.

В альтернативном варианте нанесение покрытия на фасонную деталь, уже прошедшую глубокую вытяжку, может быть выполнено методом плазменной обработки (используя суспензию ТiO₂) или методом покрытия силоксаном с включением частиц ТiO₂.

Краткое описание чертежей

Ниже на основании прилагаемых чертежей описываются два варианта исполнения изобретения. На чертежах изображено:

фигура 1 - схематичный боковой разрез холодильного аппарата;

фигура 2 - структура материала внутренней стенки, ограничивающей холодильное отделение холодильного аппарата, согласно первому варианту исполнения;

фигура 3 - структура материала выдвижного ящика, расположенного в холодильном отделении, согласно второму варианту исполнения;

фигура 4 и 5 - принципиальные схемы, иллюстрирующие способ изготовления фасонных деталей, описываемых изобретением.

Осуществление изобретения

На фигуре 1 представлен боковой разрез холодильного аппарата с холодильным отделением 1, которое ограничено внутренней стенкой 3. Холодильное отделение 1 закрыто дверью 4, которая на фигуре 1 показана справа. Между внутренней стенкой 3 и наружным корпусом 5 известным образом помещен теплоизолирующий слой. Внутренняя стенка 3 известным образом изготовлена из полимерного материала методом глубокой вытяжки. На дне холодильного отделения 1 находится выдвижной ящик 7 для овощей и подобных им продуктов, который может быть изготовлен из пластмассы методом литья под давлением.

Структура материала внутренней стенки 3 и выдвижного ящика 7 показана на фигурах 2 и 3. Соответственно, на поверхности внутренней стенки 3 и выдвижного ящика 7, обращенные к холодильному отделению 1, нанесено фотокаталитическое покрытие 9, которое может активизироваться световым излучением, в частности УФ-излучением, с целью окисления, например, органических отложений на ящике 7 или внутренней стенке 3.

Как показано на фигурах 2 и 3, фотокаталитическое покрытие 9 нанесено на светопроводящий слой 11. Светопроводящий слой 11 посредством точек соединения, не показанных на фигуре, оптически соединен с источниками 13 света, которые встроены во внутреннюю стенку 3. В результате ультрафиолетовое излучение может попадать на ту сторону фотокаталитического покрытия 9, которая удалена от холодильного отделения 1. То есть холодильное отделение 1 не будет облучаться ультрафиолетом.

Источники 13 света могут представлять собой светодиоды, испускающие свет с длиной волны от 365 до 420 нм. Светодиоды 13 могут быть встроены непосредственно в светопроводящий слой 11.

Согласно фигуре 2, светопроводящий слой 11 помещен между фотокаталитическим покрытием 9 и прочной, обычно окрашенной подложкой 15. Подложка 15 в данном случае изготовлена, например, из полистирола с толщиной d1 порядка 4-5 мм. Средний светопроводящий слой 11 также изготовлен из полистирола и имеет толщину d2 порядка 1-2 мм, в то время как покрытие 9 имеет толщину d3, составляющую менее 1 мм.

Фотокаталитическое покрытие 9 может содержать в качестве фотоактивного материала частицы ТiO₂, которые введены в базовый полистирол. Таким образом, покрытие 9 (базовым материалом которого является полистирол), светопроводящий слой 11 и подложка 15 изготовлены из одного материала, что позволяет легко обеспечить прочную связь слоев. Структура материала, показанная на фигуре 2, может быть технологически легко получена с помощью трехслойной экструзии.

В отличие от трехслойной структуры внутренней стенки 3, показанной на фигуре 2, выдвижной ящик 7 (см. фиг.3) имеет двухслойную структуру. В этом случае светопроводящий слой 11 одновременно выполняет функцию прочной подложки. Таким образом, светопроводящий слой 11, выполненный из полистирола, имеет большую толщину d4 (до 5 мм) по сравнению со светопроводящим слоем 11, показанным на фигуре 2.

На фигурах 4 и 5 проиллюстрирован способ изготовления фасонной детали, которая может использоваться как внутренняя стенка 3, структура материала которой показана на фигуре 2. Согласно фигуре 4, на этапе I способа подготавливается трехслойная заготовка, изготовленная методом трехслойной экструзии и состоящая из фотокаталитического покрытия 9, светопроводящего слоя 11 и подложки 15. На следующем этапе II предварительного нагрева, который предшествует процессу глубокой вытяжки, заготовка нагревается в поле 17 нагрева до температуры деформации. После достижения температуры деформации наступает этап III глубокой вытяжки, на котором нагретая заготовка подается на устройство 19 для глубокой вытяжки. При этом во время процесса глубокой вытяжки верхний пуансон 21 в заданной мере вдавливает заготовку в нижнюю вытяжную матрицу 23, в результате чего происходит формование заготовки. После этого фасонная деталь извлекается из устройства 19 для глубокой вытяжки.

В технологическом процессе, показанном на фигуре 4, фотокаталитическое покрытие 9 нанесено на светопроводящий слой 11 еще до формования в устройстве 19 для глубокой вытяжки. Поэтому фотокаталитическое покрытие 9 подвергается механическим и тепловым нагрузкам во время процесса глубокой вытяжки, вследствие чего оно должно обладать соответствующими прочностными характеристиками. По этой причине в способе, представленном на фигуре 4, используется фотокаталитическое покрытие 9, базовым материалом которого является полистирол, в который введены фотоактивные частицы TiO₂. Таким образом, базовый материал покрытия 9, по существу, соответствует материалу светопроводящего слоя 11, вследствие чего можно обеспечить высокую адгезию обоих слоев. Кроме того, использование полистирола в качестве базового материала повышает тепловую и механическую стойкость покрытия 9 в степени, достаточной для исключения повреждений при последующем формовании.

На фигуре 5 также представлен способ изготовления трехслойной фасонной детали, которая может использоваться в качестве внутренней стенки 3. В отличие от способа изготовления, показанного на фигуре 4, в данном случае заготовка подготовлена методом двухслойной экструзии и состоит из светопроводящего слоя 11 и подложки 15. После этого заготовка формуется в устройстве 19 глубокой вытяжки. Только на последующем этапе IV способа фотокаталитическое покрытие 9 наносится на фасонную деталь, уже прошедшую глубокую вытяжку. Такое последующее нанесение фотокаталитического покрытия 9 может быть осуществлено технологически простым методом осаждения из газовой фазы, методом нанесения жидкого или порошкового лакового покрытия или золь-гелевым методом. Таким образом, последующее нанесение покрытия позволяет не подвергать покрытие 9 механическим и тепловым нагрузкам во время процесса глубокой вытяжки. Поэтому покрытие может быть нанесено на внутреннюю стенку 3 со значительно меньшими технологическими затратами.

Список ссылочных обозначений

1 - холодильное отделение

3 - внутренняя стенка

5 - наружный корпус

7 - выдвижной ящик

9 - фотокаталитическое покрытие

11 - светопроводящий слой

13 - источник света

15 - подложка

17 - поле нагрева

19 - устройство для глубокой вытяжки

21, 23 - инструменты для глубокой вытяжки

d₁-d₄ - толщина материалов

Холодильный аппарат, в частности бытовой холодильный аппарат, содержит многослойную фасонную деталь, сторона которой, обращенная к холодильному отделению, имеет фотокаталитическое покрытие, которое нанесено на светопроводящий слой. Светопроводящий слой выполнен с возможностью передачи света на фотокаталитическое покрытие. Фотокаталитическое покрытие содержит фотоактивный материал, который введен в базовый материал. Базовый материал фотокаталитического покрытия, а также светопроводящий слой поддаются глубокой вытяжке. Базовый материал фотокаталитического покрытия и материал светопроводящего слоя относятся к одному семейству материалов или идентичны. Способ изготовления фасонной детали для холодильного аппарата содержит: (1) нанесение фотокаталитического покрытия на светопроводящий слой, (2) формирование фасонной детали из заготовки, полученной на этапе (1). Использование данной группы изобретений позволяет использовать холодильный аппарат с фотокаталитическим покрытием в холодильном отделении без ухудшения качества хранения продуктов. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Холодильный аппарат, в частности бытовой холодильный аппарат, с многослойной, в частности фасонной, деталью (3, 7), сторона которой, обращенная к холодильному отделению (1) холодильного аппарата, имеет фотокаталитическое покрытие (9), причем фотокаталитическое покрытие (9) нанесено на светопроводящий слой (11), выполненный с возможностью передачи света на фотокаталитическое покрытие (9), причем фотокаталитическое покрытие (9) содержит фотоактивный материал, такой как TiO₂, который введен в базовый материал, отличающийся тем, что базовый материал фотокаталитического покрытия (9), а также светопроводящий слой (11) поддаются глубокой вытяжке, причем базовый материал фотокаталитического покрытия (9) и материал светопроводящего слоя (11) относятся к одному семейству материалов или идентичны.

2. Холодильный аппарат по п.1, отличающийся тем, что светопроводящий слой (11) изготовлен из полистирола или стиролакрилонитрила.

3. Холодильный аппарат по п.1, отличающийся тем, что светопроводящий слой (11) вместе с фотокаталитическим покрытием (9) образует двухслойную структуру, которая получена, в частности, методом коэкструзии и в которой светопроводящий слой (11) служит подложкой фасонной детали (7).

4. Холодильный аппарат по п.1, отличающийся тем, что в фасонной детали (3) светопроводящий слой (11) нанесен на дополнительную подложку (15) с образованием трехслойной структуры, полученной, в частности, методом коэкструзии.

5. Холодильный аппарат по п.4, отличающийся тем, что подложка (15) в трехслойной структуре фасонной детали (3) выполнена из полистирола, стиролакрилонитрила или акрилонитрилбутадиенстирола.

6. Холодильный аппарат по п.1, отличающийся тем, что между фотокаталитическим покрытием (9) и светопроводящим слоем (11) предусмотрен промежуточный слой из инертного материала.

7. Холодильный аппарат по п.4, отличающийся тем, что толщина (d₁-d₄) светопроводящего слоя (11) составляет от 1 до 6 мм, дополнительной подложки (15) - от 3 до 6 мм, и/или фотокаталитического покрытия (9) - менее 1 мм.

8. Способ изготовления фасонной детали (3) для холодильного аппарата, заявленного по одному из предыдущих пунктов, содержащий следующие шаги:
I) фотокаталитическое покрытие (9) наносят на светопроводящий слой (11);
II) из заготовки, полученной на этапе (I), формуют фасонную деталь (3).

9. Способ по п.8, отличающийся тем, что на первом этапе (I) изготовления фотокаталитическое покрытие (9) наносят на подложку с промежуточным нанесением светопроводящего слоя (11).