МОДУЛЬ ИСПАРИТЕЛЯ ДЛЯ ХОЛОДИЛЬНОГО АППАРАТА Российский патент 2015 года по МПК F25D21/08 

Область техники

Предлагаемое изобретение относится к модулю испарителя для холодильного аппарата, в частности, для бытового холодильного аппарата.

Уровень техники

В холодильных аппаратах, выполненных по технологии No Frost, модуль испарителя расположен в камере испарителя, отделенной от камеры для хранения, а камера для хранения охлаждается за счет воздухообмена с камерой испарителя. При этом влага, содержащая в поступающем из камеры для хранения воздухе, оседает в виде инея и с течением времени образует на испарителе наледь, препятствующую теплообмену. При отключении теплообмена между камерой для хранения и камерой испарителя появляется возможность оттаивания наледи, не сопровождающегося одновременным сильным нагревом камеры для хранения.

В патентной заявке DE 202005014373 А1 описан холодильный аппарат с технологией No Frost, в котором в камере испарителя расположен, во-первых, испаритель, в состав которого входит трубка, по которой протекает хладагент, и множество состоящих в теплопроводящем контакте с этой трубкой пластинок, и во-вторых, нагревательное устройство, предназначенное для оттаивания испарителя. Нагревательное устройство выполнено в виде трубчатого нагревателя и смонтировано на держателе, который одновременно образует стенки камеры испарителя. Зазор между нижней стороной испарителя и держателем облегчает конвекцию воздуха, нагретого нагревательным устройством, через промежутки между соседними пластинками.

Чтобы свести к минимуму нагрев камеры для хранения при оттаивании, желательно, с одной стороны, сократить до минимума время, необходимое для оттаивания, или время, в течение которого температура камеры испарителя превышает температуру камеры для хранения, и тепло может передаваться через стенки от камеры испарителя в камеру для хранения. С другой стороны, сокращенная длительность оттаивания требует повышения температурного градиента между нагревательным устройством и испарителем, чтобы тепло от нагревательного устройства достаточно быстро передавалось на испаритель. Однако высокий температурный градиент приводит, в свою очередь, к повышенному оттоку тепла в камеру для хранения.

Патентная заявка WO 03/099487 А1 описывает испаритель для холодильного аппарата, содержащий множество пластинок, которые пересекаются как трубой с хладагентом, так и трубчатым нагревательным устройством. Поскольку сечение трубчатого нагревательного устройства и сечение вырезов в пластинках, в которые входит трубка нагревательного устройства, не могут в точности совпадать, на тех участках нагревательного устройства, которые пересекают пластинки, во всяком случае будет иметь место точечный контакт между нагревательным устройством и пластинками, а на тех участках нагревательного устройства, которые проходят между двумя пластинками, контакт отсутствует вовсе. Поэтому тепло, вырабатываемое нагревательным устройством, в любом случае передается непосредственно на пластинки лишь в малом количестве.

Раскрытие изобретения

Задачей изобретения является разработка модуля испарителя для холодильного аппарата, который обеспечит быстрое оттаивание при низком температурном градиенте между нагревательным устройством, трубкой с хладагентом и пластинками.

Задача решается модулем испарителя с признаками, раскрываемыми в пункте 1 формулы изобретения.

Особенно эффективная передача тепла от нагревательного устройства на пластинки возможна на протяжении участка нагревательного устройства.

Предпочтительно, участок нагревательного устройства, проходящий в промежуточном пространстве между двумя соседними пластинками, соприкасается с обеими пластинками, ограничивающими промежуточное пространство. Хотя такой участок нагревательного устройства может в значительной мере блокировать конвекцию в промежуточном пространстве, эффективная передача тепла за счет непосредственного контакта нагревательного устройства и пластинок компенсирует этот недостаток.

Предпочтительно, подобный участок нагревательного устройства, соприкасающийся с пластинками, проходит в направлении потока воздуха, который циркулирует через корпус модуля испарителя от впускного отверстия к выпускному отверстию.

Кроме того, для упрощения конструкции целесообразно закрепить нагревательное устройство на несущей пластине участками и обеспечить возможность перемещения участков нагревательного устройства, проходящих в промежуточном пространстве между двумя соседними пластинками, по поверхности несущей пластины, чтобы при сборке имелась возможность согласования нагревательного устройства и последовательно расположенных пластинок.

Чтобы сделать возможным такое смещение участка нагревательного устройства, проходящего между пластинками, целесообразно придать форму дуги участкам нагревательного устройства, соединяющим между собой участки, проходящие между пластинками, и крепящимся на несущей пластине.

Нагревательное устройство может крепиться на несущей пластине при помощи пальцев, вырезанных из несущей пластины и, предпочтительно, входящих в зацепление с дугообразными участками.

По меньшей мере, один участок нагревательного устройства, проходящий между двумя пластинками, содержит, предпочтительно, по меньшей мере одну выступающую область, которая входит в промежуточное пространство между пластинками со стороны кромки. Такая выступающая область помогает облегчить размещение участка нагревательного устройства между пластинками, так как при введении выступающей области между двумя пластинками преодолеваемое сопротивление будет значительно меньше, чем при введении в пространство между пластинками сразу всего участка на всю его длину.

Предпочтительно, трубка с хладагентом пересекает пластинки, фиксируя их на определенном расстоянии друг от друга и придавая испарителю требуемую структурную стабильность.

Когда выступающая область входит в пространство между двумя проходящими друг рядом с другом участками трубки с хладагентом, она способствует воспроизводимому расположению нагревательного устройства на модуле испарителя в продольном направлении пластинок или расположенных между ними участков нагревательного устройства.

Если выступающая область соприкасается с проходящими друг рядом с другом участками трубки, то это способствует дополнительной передаче тепла от нагревательного устройства на участки трубки.

Предпочтительно, два проходящих друг рядом с другом участка трубки расположены в одной плоскости, лежащей вблизи кромочной области промежуточного пространства, и последовательно соединены третьим участком трубки, который удален от кромочной области промежуточного пространства на большее расстояние, чем указанная плоскость. Таким образом, выступающая область, несмотря на малую кривизну, может глубоко входить в испаритель и надежно задавать положение нагревательного устройства относительно испарителя.

Оконечность выступающей области может соприкасаться с третьим участком трубки с целью его прямого нагрева.

Прочие признаки и преимущества изобретения раскрываются в нижеследующем описании вариантов исполнения с учетом прилагаемых фигур. Из этого описания и фигур следуют, в том числе, признаки вариантов исполнения, не упомянутые в пунктах формулы изобретения. Такие признаки могут также встречаться в сочетаниях, отличающихся от заявленных здесь. Тот факт, что несколько таких признаков упоминаются в одном предложении или в иной текстовой взаимосвязи, не означает, что они могут применяться только в данной заявленной комбинации; следует понимать, что некоторые из этих признаков могут быть опущены или модифицированы, если это не приведет к нарушению работоспособности устройства согласно изобретению.

Краткое описание чертежей

На фигурах изображено:

Фигура 1: вид в аксонометрии трубчатого нагревательного устройства, предназначенного для использования в описываемом изобретением модуле испарителя.

Фигура 2: трубчатое нагревательное устройство (см. фиг.1), смонтированное на несущей пластине.

Фигура 3: вид сбоку на трубчатое нагревательное устройство и испаритель перед сборкой.

Фигура 4: трубчатое нагревательное устройство и испаритель после сборки.

Фигура 5: трубчатое нагревательное устройство и испаритель, вид в аксонометрии.

Фигура 6: монтаж модуля испарителя в холодильный аппарат.

Осуществление изобретения

На фигуре 1 представлен вид в аксонометрии трубчатого нагревательного устройства 1, предназначенного для оттаивания испарителя в бытовом холодильном аппарате, выполненном по технологии No Frost. Нагревательное устройство 1 содержит сплошную трубку, которая сформирована в виде меандра с множеством параллельных друг другу и, по существу, прямолинейных участков 2 трубки и соединяющих их дуг 3 с целью по существу равномерного заполнения прямоугольной площади. Трубка может быть полой, что позволяет циркулировать внутри нее жидкому теплоносителю, или может представлять собой защитную оболочку, внутри которой проходит электрический нагревательный провод. Дуги 3 и преобладающая часть всех участков 2 трубок располагаются в одной плоскости. В середине каждого участка 2 трубки сформирована выступающая область 4, которая выступает вверх перпендикулярно упомянутой плоскости.

На фигуре 2 показано нагревательное устройство согласно фигуре 1, смонтированное на несущей пластине 5. Несущая пластина 5 представляет собой, по существу, прямоугольный участок листа, которому придана жесткость за счет двух отогнутых кромок 6. В несущей пластине 5 по соседству с двумя другими кромками вырезаны два ряда пальцев 7, каждый из которых охватывает дугу 3 нагревательного устройства 1. Участки 2 трубки пролегают по несущей пластине 5, по существу, свободно, параллельно кромкам 6. Пальцы 7 фиксируют нагревательное устройство 1, по существу, только в направлении, перпендикулярном несущей пластине 5, и в продольном направлении участков 2 трубки. В направлении, параллельном несущей пластине 5, и в направлении, перпендикулярном участкам 2 трубки, сохраняется некоторая свобода перемещения.

На фигуре 3 представлен вид сбоку на несущую пластину 5 с нагревательным устройством 1 и устанавливаемый на нее испаритель 8. Испаритель 8 содержит трубку 9 с хладагентом, которая, выходя из впускного фитинга 10, входит в испаритель 8 на торцевой стороне, обращенной к наблюдателю, и содержит в этой области первый прямолинейный участок 12 трубки, проходящий в первой плоскости 11, расположенной вблизи нагревательного устройства 1, параллельно несущей пластине 5 и направлению взгляда наблюдателя. К этому участку посредством дуги 13 на стороне испарителя 8, удаленной от наблюдателя, примыкает участок 14 трубки, проходящий в направлении наблюдателя и пролегающий в плоскости 15, параллельной плоскости 11 и удаленной от нагревательного устройства 1 на большее расстояние, чем плоскость 11. Дуга 13 видна сквозь косую прорезь пластинки 16 испарителя. Прорезь позволяет монтировать пластинку 16 испарителя на трубке 9 с хладагентом путем насаживания пластинки 16 на дугу 13 со стороны, удаленной от наблюдателя. Пластинка 16 и прочие пластинки, скрытые ею на фигуре 3, закреплены на участках 12, 14 трубки с равномерными интервалами, например, при помощи пайки. Дуга 17, выступающая над пластинкой 16 в сторону наблюдателя, соединяет участок 14 трубки с другим участком 12 трубки в плоскости 11. Таким образом, на протяжении трубки с хладагентом участки 12 трубки, лежащие в плоскости 11, сменяются участками 14 трубки, лежащими в плоскости 15, образуя зигзагообразную конструкцию.

В представленном примере имеется еще одна пара плоскостей 18, 19, в которых друг за другом располагаются дополнительные прямолинейные участки трубки, проходящие до выпускного фитинга 20. Количество пар плоскостей может равняться единице или превышать две.

Выступающая область 4 нагревательного устройства 1 содержит закругленную оконечность 21, которая входит в пространство между двумя участками 12 трубки, лежащими в самой нижней плоскости. Диаметр участков 2 трубки соответствует расстоянию между двумя пластинками 16 испарителя, закрепленными на участках 12, 14 трубки в большом количестве и через равные промежутки. Расстояние между двумя участками 2 трубки соответствует, по существу, целочисленному кратному этого расстояния, благодаря чему оконечности 21 нагревательного устройства 1, когда блок 8 испарителя устанавливается на нагревательное устройство 1, полностью входят в промежуточное пространство между двумя пластинками 16. Незначительные отклонения между расстоянием между участками 2 трубки и расстоянием между пластинками 16 автоматически компенсируются упругим смещением участков 2 трубки при посадке блока 8 испарителя на нагревательное устройство 1.

Поскольку выступающие области 4 сначала входят в пространство между пластинками 16 лишь небольшой частью, усилие, необходимое для введения областей 4 в пространство между пластинками 16, ограничено. По завершении этого действия участки 2 трубок корректно располагаются относительно промежутков между пластинками 16, в результате чего испаритель 8 может быть полностью посажен на нагревательное устройство 1 показанным на фигуре 4 образом.

В конфигурации, представленной на фигуре 4, нижние кромки пластинок 16 испарителя опираются на несущую пластину 5, а участки 2 трубки (возможно, за исключением участков на кромке несущей пластины 5) полностью зажаты на всем своем протяжении между пластинками 16. Открытые к кромке вырезы 22 на нижних кромках пластинок видны за участками 2 трубки нагревательного устройства лишь в незначительной части. Изогнутые участки 23 выступающих областей 4 прижимаются к соседним участкам 12 трубки, лежащим в плоскости 11, и тем самым точно задают положение блока 8 испарителя относительно нагревательного устройства 1, в том числе, в продольном направлении участков 2 трубки.

На фигуре 5 конструкция модуля испарителя еще раз показана в аксонометрии, причем большая часть пластинок 16 испарителя 8 показаны лишь частично, чтобы открыть вид на выступающие области 4 нагревательного устройства 1. Фактически, все пластинки 16 (как показано на фигуре 5 только для пластинок с торцевых сторон) проходят по всей ширине блока 8 испарителя. Ширина промежутков 31 между соседними пластинками 16 соответствует диаметру участков 2 трубки, а между двумя промежутками 31, в которые входят участки 2 трубки, имеется один или несколько промежутков 31, в которые не входят участки 2 трубки.

Благодаря своей плоской конструкции модуль испарителя, показанный на фигуре 5, хорошо подходит для установки в выполненный по технологии No Frost холодильный аппарат, в котором камера испарителя, предназначенная для установки модуля испарителя, располагается, например, известным образом под крышкой корпуса холодильного аппарата или в горизонтальной перегородке между двумя камерами для хранения.

На фигуре 6 представлена примерная схема монтажа модуля испарителя в камеру 24 испарителя, расположенную между камерой 25 для хранения и крышкой 26 корпуса холодильного аппарата. Вентилятор 27 обеспечивает циркуляцию воздуха между впускным и выпускным отверстиями 28, 29 камеры 25 для хранения. Поток воздуха внутри камеры для хранения ориентирован параллельно пластинкам 16 и несущей пластине нагревательного устройства 1, то есть участки 2 трубки, хотя они полностью заполняют промежутки между пластинками 16, не препятствуют циркуляции воздуха.

Модуль испарителя установлен с небольшим наклоном назад, чтобы талая вода, образующаяся при оттаивании, могла стекать к задней стенке 32 корпуса и отводиться в этой области на известный испаритель. На фигуре 6 прекрасно видно, что, поскольку участок 2 трубки полностью блокирует промежуточное пространство между двумя пластинками 16 снизу, выступающая область 4 могла бы воспрепятствовать стеканию талой воды в области 30 промежуточного пространства, примыкающей к выступающей области 4. Эта опасность устраняется вырезами 22 на нижних кромках пластинок 16, которые позволяют воде из области 30 стекать в соседнее промежуточное пространство между пластинками 16, в котором нет участка 2 трубки, и следовательно, свободно стекать на несущую пластину 5 и далее к ее нижней кромке.

Модуль испарителя для холодильного аппарата, в частности бытового холодильного аппарата, содержит испаритель с трубкой, по которой протекает хладагент, и множеством состоящих в теплопроводящем контакте с этой трубкой пластинок, и трубчатое нагревательное устройство, предназначенное для оттаивания испарителя. Нагревательное устройство, по меньшей мере, участками соприкасается с пластинками. Участок нагревательного устройства, по меньшей мере, большей частью проходит вдоль кромочной области промежуточного пространства. Использование данного изобретения позволяет обеспечить быстрое оттаивание испарителя при низком температурном градиенте между нагревательным устройством и трубкой для хладагента с пластинками. 11 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Модуль испарителя для холодильного аппарата, в частности бытового холодильного аппарата, содержащий испаритель (8) с трубкой (9), по которой протекает хладагент, и множеством состоящих в теплопроводящем контакте с указанной трубкой (9) пластинок (16), и трубчатое нагревательное устройство (1), предназначенное для оттаивания испарителя (8) и, по меньшей мере, местами (2) соприкасающееся с пластинками (16), причем по меньшей мере один участок (2) нагревательного устройства (1) входит в промежуточное пространство (31) между двумя соседними пластинками (16), отличающийся тем, что участок (2), по меньшей мере, большей частью проходит вдоль кромочной области промежуточного пространства (31).

2. Модуль испарителя по п.1, отличающийся тем, что участок (2) нагревательного устройства (1) соприкасается с обеими пластинками (16), ограничивающими промежуточное пространство (31).

3. Модуль испарителя по п.1, отличающийся тем, что нагревательное устройство (1) закреплено на несущей пластине (5) участками, при этом участки (2) нагревательного устройства (1), проходящие в промежуточном пространстве (31) между двумя соседними пластинками (16), могут перемещаться по несущей пластине (5).

4. Модуль испарителя по п.3, отличающийся тем, что нагревательное устройство (1) содержит дугообразные участки (3), которые соединяют между собой участки (2), проходящие в промежуточном пространстве (31) между двумя соседними пластинками (16), и закреплены на несущей пластине (5).

5. Модуль испарителя по п.3 или 4, отличающийся тем, что нагревательное устройство (1) закреплено на несущей пластине (5) посредством пальцев (7), вырезанных из несущей пластины (5).

6. Модуль испарителя по п.1, отличающийся тем, что участок (2) содержит по меньшей мере одну выступающую область (4), которая входит в промежуточное пространство (31) со стороны кромки.

7. Модуль испарителя по п.6, отличающийся тем, что трубка (9) с хладагентом пересекает пластинки (16).

8. Модуль испарителя по п.7, отличающийся тем, что выступающая область (4) входит в пространство между двумя проходящими друг рядом с другом участками (12) трубки (9) с хладагентом.

9. Модуль испарителя по п.8, отличающийся тем, что выступающая область (4) соприкасается с проходящими друг рядом с другом участками (12) трубки.

10. Модуль испарителя по п.8 или 9, отличающийся тем, что два проходящих друг рядом с другом участка (12) трубки расположены в одной плоскости (11), лежащей вблизи кромочной области промежуточного пространства (31), и последовательно соединены третьим участком (14) трубки, который удален от кромочной области промежуточного пространства (31) на большее расстояние, чем плоскость (11).

11. Модуль испарителя по п.10, отличающийся тем, что оконечность (21) выступающей области (4) соприкасается с третьим участком (14) трубки.

12. Модуль испарителя по п.1, отличающийся тем, что испаритель (8) окружен корпусом с впускным и выпускным отверстиями (28; 29), которые задают направление потока воздуха через испаритель (8), при этом участки (2) нагревательного устройства (1), соприкасающиеся с пластинками (16), ориентированы в направлении потока воздуха.