Система и способ охлаждения - RU2721856C2
Код документа: RU2721856C2
Чертежи
Описание
ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее описание в целом относится к системе и способу охлаждения, в частности к системе и способу охлаждения, имеющим направленный поток воздуха.
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Холодильники используют во многих отраслях, включая применение для охлаждения продуктов и напитков. В целом для охлаждения продукта внутри холодильника последнему требуется много времени. Например, для охлаждения всего содержимого холодильника некоторым из них может потребоваться от 12 до 24 часов. Кроме того, существующие в настоящее время холодильники могут быть крупногабаритными и неэффективными. Эта неэффективность может усугубляться в определенных странах, в которых электроэнергия подается не постоянно, а только в некоторые периоды суток. В таких случаях существующие в настоящее время холодильники не могут обеспечить предоставление потребителям холодных продуктов и напитков в точках продажи. Существует потребность в быстроохлаждающем и энергоэффективном холодильнике.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В одном варианте осуществления обеспечивается система охлаждения, такая как для охлаждения емкостей для напитков и/или продуктов, включая бутылки, жестяные банки, упаковки Тетрапак, пакеты и другие иные упаковки напитков и/или продуктов.
В другом примере осуществления система охлаждения имеет холодильную камеру, включающую в себя поверхность, такую как пол и/или боковые стенки, задающие собой одно или более отверстий, включая множество отверстий, причем поверхность выполнена с возможностью удерживания по меньшей мере одной емкости. Система охлаждения может включать в себя холодильную систему. Холодильная система может быть выполнена с возможностью охлаждения холодильной камеры путем нагнетания холодного воздуха сквозь одно или более отверстий.
В соответствии с другим вариантом осуществления система охлаждения выполнена с возможностью обеспечения по существу равномерного распределения температуры в холодильной камере.
В соответствии с другим вариантом осуществления поток воздуха через каждое из одного или более отверстий в системе охлаждения может быть по существу одинаковым.
В соответствии с другим вариантом осуществления одно или более отверстий могут иметь такие размеры, форму и/или расстояние друг от друга, чтобы обеспечивать по существу одинаковый поток воздуха через каждое из одного или более отверстий.
В соответствии с другим вариантом осуществления система охлаждения может включать в себя воздуховод холодного воздуха, причем холодильная система выполнена с возможностью охлаждения холодильной камеры путем нагнетания потока холодного воздуха через воздуховод холодного воздуха.
В соответствии с другим вариантом осуществления система охлаждения может включать в себя одну или более перегородок, включая множество перегородок, расположенных в воздуховоде холодного воздуха, причем перегородки выполнены с возможностью регулирования потока воздуха в воздуховоде холодного воздуха.
В соответствии с другим вариантом осуществления поверхность или пол холодильной камеры включают в себя по меньшей мере первую область с одним или более отверстиями, имеющими по меньшей мере первую характеристику отверстия, и вторую область с одним или более отверстиями, имеющими по меньшей мере вторую характеристику отверстия, которая отличается от первой характеристики отверстия.
В соответствии с другим вариантом осуществления описывается способ охлаждения множества напитков. Способ включает в себя обеспечение холодильной камеры, включающей в себя поверхность, которая может быть по существу горизонтальным полом, задающим множество отверстий, причем поверхность выполнена с возможностью удерживания по меньшей мере одной емкости; и обеспечение холодильной системы. Способ дополнительно включает в себя нагнетание потока холодного воздуха через одно или более отверстий, причем поток воздуха через каждое из одного или более отверстий является по существу одинаковым.
Специалистам в данной области будет понятно, с учетом пользы нижеследующего описания определенных примеров осуществления описываемой в настоящем документе системы охлаждения, что по меньшей мере некоторые описанные в настоящем документе варианты осуществления имеют улучшенные или альтернативные конфигурации, подходящие для обеспечения еще большей пользы. Эти и другие аспекты, признаки и преимущества настоящего описания или определенных вариантов осуществления данного описания станут дополнительно более понятными для специалистов в данной области из нижеследующего описания примеров осуществления изобретения в сочетании со следующими чертежами.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Более полное понимание настоящего описания и обеспечиваемых им преимуществ может быть достигнуто путем ознакомления с нижеследующим описанием со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых подобными номерами позиций обозначены подобные элементы и на которых:
на ФИГ. 1 представлен вид в перспективе системы охлаждения в соответствии с аспектами настоящего описания;
на ФИГ. 2 представлен вид сверху системы охлаждения в соответствии с аспектами настоящего описания;
на ФИГ. 3 представлен вид спереди системы охлаждения в соответствии с аспектами настоящего описания;
на ФИГ. 4 представлен вид слева системы охлаждения в соответствии с аспектами настоящего описания;
на ФИГ. 5 представлен вид справа системы охлаждения в соответствии с аспектами настоящего описания;
на ФИГ. 6A-6D представлены упрощенные виды в перспективе в поперечных сечениях, взятых вдоль плоскости 6-6, показанной на ФИГ. 1, разнообразных примеров систем охлаждения в соответствии с аспектами настоящего описания;
на ФИГ. 6Е представлен упрощенный вид в перспективе в поперечном сечении системы охлаждения в соответствии с аспектами настоящего описания;
на ФИГ. 7 представлен вид в поперечном сечении вдоль линии 7-7 показанной на ФИГ. 3 системы охлаждения в соответствии с аспектами настоящего описания;
на ФИГ. 8А-8Е представлены виды сверху примеров поверхностей или полов в соответствии с аспектами настоящего описания;
на ФИГ. 8F представлен вид в поперечном сечении вдоль линии 8F-8F показанного на ФИГ. 8Е пола в соответствии с аспектами настоящего описания.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ КОНКРЕТНЫХ ПРИМЕРОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
Хотя настоящее изобретение допускает варианты осуществления во многих различных формах, на чертежах показаны и будут подробно описаны в настоящем документе примеры осуществления изобретения с пониманием того, что настоящее описание следует рассматривать как пояснительный пример принципов изобретения и что оно не призвано ограничить широкие аспекты изобретения только проиллюстрированными примерами.
В представленном ниже описании различных вариантов осуществления приведены ссылки на сопроводительные чертежи, которые являются частью настоящего документа и на которых в виде иллюстраций показаны различные варианты осуществления, в которых может быть реализовано описание. Следует понимать, что могут быть использованы другие варианты осуществления.
В представленном ниже описании различных примеров структур в соответствии с изобретением приведены ссылки на сопроводительные чертежи, которые являются частью настоящего документа и на которых в виде иллюстраций показаны различные примеры устройств, систем и окружающих сред, в которых могут быть реализованы аспекты изобретения. Следует понимать, что могут быть применены другие конкретные конфигурации частей, примеры устройств, систем и окружающих сред и что могут быть внесены конструктивные и функциональные изменения, не выходящие за пределы объема настоящего изобретения. Также, хотя термины «верхний», «нижний», «передний», «задний», «боковой», «тыльный» и т.п. могут быть использованы в настоящей спецификации для описания различных приведенных в качестве примера признаков и элементов изобретения, эти термины используются в настоящем документе для удобства, например, исходя из примеров ориентаций, показанных на фигурах, или ориентации при типовом использовании. Кроме того, термин «множество» при использовании в настоящем документе обозначает любое число больше одного, по необходимости дизъюнктивно или конъюнктивно, вплоть до неограниченного числа. Ничто в данной спецификации не должно толковаться таким образом, что обязательным условием для нахождения в рамках настоящего изобретения является конкретная трехмерная ориентация структур. Кроме того, читателю поясняется, что сопроводительные чертежи не обязательно начерчены в масштабе.
В целом аспекты изобретения относятся к системам охлаждения. В соответствии с разнообразными аспектами и вариантами осуществления системы охлаждения без выхода за рамки изобретения могут быть сформированы из одного или более разнообразных материалов, таких как металлы (включая металлические сплавы), полимеры и композиционные материалы, и могут быть сформированы в одной из разнообразных конфигураций. Следует понимать, что системы охлаждения могут содержать компоненты, выполненные из нескольких различных материалов. Кроме того, компоненты могут быть сформированы различными методами формирования.
Разнообразные фигуры в данной заявке иллюстрируют примеры систем охлаждения в соответствии с настоящим описанием. Когда один и тот же номер позиции появляется на более чем одном чертеже, этот номер позиции используется в данной спецификации повсеместно и чертежи везде ссылаются на одинаковые или подобные детали.
По меньшей мере на ФИГ. 1-7 показана система 100 охлаждения в соответствии с аспектами настоящего описания. Система 100 охлаждения в целом включает в себя корпус 101 и, как будет подробнее рассмотрено ниже, внутреннюю холодильную камеру 200 и холодильную систему 300. В одном примере осуществления система 100 охлаждения выполнена с возможностью охлаждения множества емкостей, включая, например, емкости с напитками, такие как бутылки с содовой, бутылки с водой, упаковки Тетрапак, жестяные банки с напитками и другие подобные емкости с напитками и/или продуктами, включая любую относящуюся к ним упаковку. Следует тем не менее понимать, что система 100 охлаждения может быть выполнена с возможностью охлаждения и другого ассортимента.
Как показано на ФИГ. 1, система 100 охлаждения может иметь корпус 101, имеющий в целом форму прямоугольной коробки, включающей в себя переднюю сторону 102, заднюю сторону 104, верхнюю сторону 106, нижнюю сторону 108 и две боковые стенки 109, 110. Хотя показанный на ФИГ. 1 корпус 101 имеет форму прямоугольной коробки, могут быть использованы и иные подходящие размеры и геометрические формы корпуса, такие как пирамидальная форма, сферическая форма и цилиндрическая форма. Корпус 101 системы охлаждения может включать в себя наружные стенки 120, 122, 124, 126, 128, как показано, например, на ФИГ. 1-5. Наружные стенки могут быть сконструированы из любых пригодных материалов, включающих в себя, например, листовой металл, пластик и/или композиционные материалы.
В одном примере корпус 101 может иметь высоту в диапазоне от примерно 400 мм до примерно 700 мм; глубину в диапазоне от примерно 300 мм до примерно 600 мм; и ширину в диапазоне от примерно 600 мм до примерно 900 мм. При этом наружные размеры корпуса могут задавать объем, например, в диапазоне от примерно 0,14 м3 до примерно 3,9 м3 (0,24 дюйма3). Тем не менее указанные выше размеры приведены исключительно для примера. Как было рассмотрено выше, корпус может иметь любой подходящий размер и форму.
Система 100 охлаждения также имеет дверцу 112 для обеспечения доступа к одной или более внутренним камерам системы 100 охлаждения. Как показано по меньшей мере на ФИГ. 1, верхняя сторона 106 включает в себя дверцу 112, шарнирно соединенную с задней стороной 104 корпуса 101 для обеспечения выборочного доступа к одной или более внутренним камерам системы 100 охлаждения. Хотя на ФИГ. 1 дверца 112 показана присоединенной к задней стороне 104 на петлях 114, для обеспечения доступа к внутреннему пространству системы 100 охлаждения может быть использована любая другая система. В некоторых вариантах осуществления дверца 112 может быть присоединена к участкам корпуса 101 с возможностью скольжения, а в других вариантах осуществления дверца 112 может не быть конструктивно соединена с корпусом 101 и может быть просто съемной.
Как показано на ФИГ. 1, дверца 112 может составлять существенную часть или же в некоторых случаях более 50% верхней стороны 106 корпуса. В других вариантах осуществления дверца 112 может быть большей или меньшей или же иметь любой размер, подходящий для обеспечения доступа к внутренней части системы 100 охлаждения. Кроме того, в других вариантах осуществления дверца 112 может быть также включена в любую другую поверхность корпуса 101. Например, в некоторых вариантах осуществления дверца 112 альтернативно может быть включена в переднюю сторону 102, заднюю сторону 104 или боковые стенки 109, 110 корпуса. В других возможных вариантах осуществления система 100 охлаждения может включать в себя множество дверок 112. Такое множество дверок 112 может обеспечить множество путей доступа в один внутренний отсек или может обеспечить доступ во множество внутренних отсеков.
Дверца 112 может также включать в себя прокладку 113, формирующую уплотнение между дверцей 112 и остальным корпусом 101 и ограничивающую проникновение тепла в систему 100 охлаждения снаружи системы 100 охлаждения. Прокладка может быть выполнена из резины или другого материала, пригодного для формирования уплотнения между дверцей и оставшейся частью системы 100 охлаждения. Рассматриваемые в настоящем документе дверца 112 и соединительные механизмы приведены исключительно в качестве примеров, и могут быть использованы любая подходящая дверца 112 и/или механизм присоединения дверцы 112 к корпусу 101.
Как показано по меньшей мере на ФИГ. 6А и 7, система 100 охлаждения также включает в себя изоляцию 140 между холодной зоной 150 системы 100 охлаждения и наружной окружающей средой, включая более теплые зоны 152 системы 100 охлаждения. Изоляционный материал 140 может быть любым подходящим для этой цели материалом. В одном примере изоляция 140 является недорогим материалом, таким как пенополиуретан, но могут быть использованы и другие пригодные материалы, такие как пенополистирол. Как показано на ФИГ. 6А и 7, дверца 112 содержит изоляционный материал 140 во всей дверце, что может повысить эффективность системы 100 охлаждения. Тем не менее в других вариантах осуществления дверца может состоять по меньшей мере частично из стекла или другого подобного материала, так чтобы пользователь мог через дверцу видеть внутреннее пространство системы 100 охлаждения.
Как было описано выше, система 100 охлаждения включает в себя по меньшей мере одну внутреннюю холодильную камеру 200. Как показано на ФИГ. 6А и 7, холодильная камера 200 ограничена поверхностями, такими как верхняя стенка 202 (которая, как показано на ФИГ. 6А и 7, может быть внутренней стенкой дверцы 112), нижняя стенка 205 и боковые стенки 206, 208, 210, 212. Холодильная камера 200 может также включать в себя поверхность или пол 204, который может быть по существу горизонтальным и может быть выполнен с возможностью удержания охлаждаемого продукта. Как будет описано подробнее ниже, поверхность или пол 204 может включать в себя одно или более отверстий или множество отверстий, чтобы воздух мог протекать сквозь дно холодильной камеры 200. Поверхности, такие как внутренние стенки 202, 205, 206, 208, 210, 212 камеры 200, могут быть сконструированы из любого подходящего материала, такого как листовой металл или пластик. Как показано на ФИГ. 7, нижняя стенка 205 может быть сделана под небольшим углом к горизонтали и может быть функционально связана со сливом 215. Любая жидкость, падающая сквозь пол 204 на нижнюю стенку 205, самотеком может попадать к сливу 215, который может иметь выход снаружи системы 100 охлаждения.
Внутренняя холодильная камера 200, используемая для охлаждения продукта и ограниченная верхней стенкой 202, боковыми стенками 206, 208, 210, 212 и поверхностью или полом 204, в некоторых примерах может иметь высоту в диапазоне от примерно 200 мм до примерно 600 мм, глубину в диапазоне от примерно 200 мм до примерно 600 мм и ширину в диапазоне от примерно 200 мм до примерно 600 мм. При этом холодильная камера 200 может задавать объем, например, в диапазоне от примерно 0,008 м3 до примерно 0,22 м3. Размеры внутренней холодильной камеры 200 приведены выше только для примера. Рассматриваемая в настоящем документе холодильная камера 200 может иметь любые приемлемые размеры и форму.
Как было рассмотрено выше, в других вариантах осуществления система 100 охлаждения может включать в себя более одной холодильной камеры 200. Например, в некоторых вариантах осуществления холодильная камера 200 может включать в себя множество холодильных камер 200, каждая из которых имеет отдельную дверцу 112. В таких вариантах осуществления каждая отдельная холодильная камера 200 может быть выполнена с возможностью охлаждения продуктов до той же самой температуры, что и другие камеры, или до другой температуры; и с той же самой интенсивностью охлаждения, что и другие камеры, или с другой интенсивностью охлаждения. В некоторых вариантах осуществления, например, одна или более холодильных камер могут быть отключены, чтобы в эти холодильные камеры не поступал охлаждающий воздух. В некоторых вариантах осуществления это может повысить совокупную эффективность системы охлаждения.
Система 100 охлаждения включает в себя холодильную систему 300, используемую для охлаждения холодильной камеры 200. Холодильная система 300 может быть расположена внутри корпуса 101. В некоторых вариантах осуществления холодильная система может быть отдельной от холодильной камеры 200, а в других вариантах осуществления части холодильной системы 300 могут быть отдельными от холодильной камеры 200. В других возможных вариантах осуществления части холодильной системы 300 могут быть отдельными от корпуса 101.
Холодильная система 300 может быть любой холодильной системой или холодильной машиной. Например, система охлаждения может включать в себя компрессор, конденсатор и испаритель. В других примерах осуществления могут быть использованы многие другие холодильные технологии или холодильные системы. Например, холодильная система 300 может включать в себя термоэлектрическую систему охлаждения. В других возможных вариантах осуществления холодильная система может включать в себя магнитные системы охлаждения.
Как было рассмотрено выше, холодильная система 300 может включать в себя любое известное оборудование, пригодное для обеспечения потока охлаждающего воздуха. В одном примере осуществления, как показано на ФИГ. 6А, холодильная система 300 может включать в себя компрессор 302, конденсатор 304 и испаритель 306. В других вариантах осуществления, использующих другие холодильные технологии, могут использоваться другие компоненты. Например, в других вариантах осуществления испаритель 306 может быть заменен на какую-либо другую холодную поверхность. Компрессор 302 и конденсатор 304, как показано на ФИГ. 6А, могут быть расположены снаружи или отдельно от холодильной камеры 200 и могут располагаться в сообщении по текучей среде с окружающим воздухом снаружи системы 100 охлаждения. Как показано на ФИГ. 6А, испаритель 306 может быть расположен снаружи холодильной камеры 200, но в сообщении по текучей среде с холодильной камерой 200. В других вариантах осуществления испаритель 306 может быть расположен внутри холодильной камеры 200.
Холодильная система 300, показанная на ФИГ. 6А, содержит хладагент, обычно являющийся жидкостью. Хладагент может быть любым материалом, подходящим для использования в холодильном цикле. К таким материалам могут относиться аммиак, диоксид серы и пропан.
В типовом холодильном цикле хладагент в целом приходит к компрессору 302 в виде холодного газа под низким давлением. Компрессор 302 сжимает хладагент, поднимая температуру хладагента. Хладагент затем в целом выходит из компрессора 302 в виде горячего газа под высоким давлением и течет в конденсатор 304. Конденсатор 304 может включать в себя вентилятор 310 конденсатора, и этот вентилятор может быть использован для направления воздуха поверх конденсатора 304 и направления теплого воздуха 312 на выход из системы 100 охлаждения. Теплый воздух 312 может покидать корпус 101 системы охлаждения через вентиляционное отверстие 313 в одной или более из наружных стенок 120, 122, 124, 126, 128, 130 корпуса 101.
Хладагент затем течет к испарителю 306, где он может перейти из жидкого состояния в газообразное. Этот процесс может снизить температуру хладагента, тем самым охлаждая испаритель 306. Испаритель 306 может включать в себя множество витков и/или радиаторов или других теплопоглощающих устройств, которые могут повышать эффективность испарителя 306.
Как было рассмотрено выше, холодильная система 300 может включать в себя любую пригодную холодильную технологию. В случае других холодильных технологий указанные выше компоненты, включая, например, компрессор 302, конденсатор 304 и испаритель 306, могут быть иными. Например, как было рассмотрено выше, в некоторых вариантах осуществления испаритель может быть заменен на какую-либо другую холодную поверхность.
Холодильная система 300 также может включать в себя вентилятор 308. Вентилятор 308 может находиться выше по потоку от испарителя, как показано на ФИГ. 6А, или ниже по потоку от испарителя и используется для вытягивания (или в некоторых вариантах осуществления проталкивания) воздуха 314 из холодильной камеры 200 и направления воздуха поверх испарителя 306 для охлаждения воздуха 314. Вентилятор 308 также направляет холодный воздух 318 из испарителя 306 и обратно в холодильную камеру 200.
Как известно, теплый воздух поднимается, а холодный воздух опускается, поэтому в большинстве обычных охладительных систем холодный воздух от испарителя или другой холодной поверхности вводят вблизи верха холодильной камеры, а впускной воздух в испаритель или на другую холодную поверхность вводят через вентиляционное отверстие ближе к дну холодильной камеры. Тем не менее, как показано на ФИГ. 6А и 7, система 100 охлаждения включает в себя впускное вентиляционное отверстие 320, расположенное в верхней части холодильной камеры 200. Впускное вентиляционное отверстие 320 может быть расположено по центру по меньшей мере верхних 50% холодильной камеры 200, или по меньшей мере верхних 33% холодильной камеры 200, или по меньшей мере верхних 25% холодильной камеры 200, или по меньшей мере верхних 10% холодильной камеры. Тем не менее в других вариантах осуществления впускное вентиляционное отверстие 320 может быть расположено в любом подходящем месте внутри холодильной камеры 200. Как было рассмотрено выше, в некоторых вариантах осуществления направление воздушного потока может быть обратным. Следует понимать, что в таких вариантах осуществления впускное вентиляционное отверстие 320 будет работать как вытяжное или выпускное вентиляционное отверстие.
В одном примере осуществления впускное вентиляционное отверстие 320 может быть круглым отверстием с диаметром в диапазоне от примерно 100 мм до примерно 140 мм. В других вариантах осуществления впускное вентиляционное отверстие 320 может иметь любой другой подходящий размер или форму, включая квадратные и прямоугольные формы, овальные и другие формы. В некоторых вариантах осуществления впускное вентиляционное отверстие 320 может включать в себя сетку 321 или другое устройство, не допускающее попадания частиц и других объектов из холодильной камеры 200 в вентилятор 308.
Как было рассмотрено выше, вентилятор 308 вытягивает (или в некоторых вариантах осуществления проталкивает) воздух 314 через испаритель (или другую холодную поверхность) 306, который охлаждает воздух. Холодный воздух 318 затем направляется по воздуховоду 322. Тем не менее, как было рассмотрено выше и как подробнее будет рассмотрено ниже, в некоторых вариантах осуществления направление потока воздуха может быть обратным.
Как показано на ФИГ. 6А, воздуховод 322 может иметь по существу вертикальную секцию 323, в которой воздух от испарителя 306 движется по существу вертикально вниз смежно с холодильной камерой 200, и по существу горизонтальную секцию 324, в которой воздух от испарителя 306 движется по существу горизонтально ниже холодильной камеры 200. По существу вертикальный участок воздуховода 322 может быть ограничен задней стенкой 325, передней стенкой 326 и боковыми стенками 327 и 328. В некоторых вариантах осуществления передняя стенка 326 может быть противоположной стороной внутренней стенки 210 холодильной камеры 200, как показано на ФИГ. 6. В некоторых вариантах осуществления задняя стенка 325 может включать в себя один или более участков, которые наклонены и не являются по существу вертикальными. Боковые стенки 327 и 328 могут задавать ширину воздуховода 322. Ширина в некоторых вариантах осуществления может быть такой же, как ширина холодильной камеры 200, но в других вариантах осуществления ширина может быть больше или меньше ширины холодильной камеры.
По существу горизонтальный участок 324 воздуховода 322 проходит под холодильной камерой 200. По существу горизонтальный участок 324 воздуховода 322 может быть ограничен боковыми стенками 327, 328, нижней стенкой 205 и нижней стороной пола 204.
Воздуховод 322 может также включать в себя один или более механизмов для влияния на поток воздуха внутри воздуховода 322. Например, воздуховод 322 может включать в себя одну или более перегородок 325. Перегородки 325, как показано на ФИГ. 7, размещены по направлению потока воздуха и могут действовать как разделители потока воздуха внутри воздуховода 322. Как показано на ФИГ. 7, перегородки расположены между полом 204 и нижней стенкой 205; тем не менее перегородки 325 могут быть установлены в любом месте внутри воздуховода 322. Перегородки 325 могут быть выполнены из любого подходящего материала, такого как, например, металл или пластик.
Как показано на ФИГ. 6А и 7, воздуховод 322 имеет в целом прямоугольное поперечное сечение. Тем не менее в других вариантах осуществления воздуховод 322 может иметь другие формы поперечного сечения, например круглую. В других возможных вариантах осуществления может иметься два или более воздуховодов для направления потока холодного воздуха от испарителя 306 к холодильной камере 200. В других возможных вариантах осуществления воздуховод 322 может иметь любые другие приемлемые размеры, форму и/или конфигурацию. В некоторых вариантах осуществления, например, воздуховод 322 может полностью отсутствовать и холодный воздух 318 может течь прямо в холодильную камеру 200 из холодильной системы 300.
Как было рассмотрено выше, поверхность или пол 204 включает в себя одно или более отверстий или множество отверстий 326. Отверстия 326 могут быть выполнены с возможностью того, чтобы поток воздуха из воздуховода 322 или холодильной системы 300 через каждое отдельное отверстие множества отверстий 326 был по существу одинаковым. В описываемых в настоящем документе вариантах осуществления системы 100 охлаждения поток воздуха через все поперечное сечение холодильной камеры 200 может быть по существу одинаковым. Кроме того, отверстия 326 и/или пол 204 могут быть выполнены с возможностью того, чтобы внутри холодильной камеры 200 температура была распределена равномерно, что может равномерно охлаждать упаковки или емкости внутри холодильной камеры 200 до по существу равномерных температур. По существу одинаковый воздушный поток сквозь каждое отверстие 326 может быть достигнут варьированием таких характеристик отверстий 326, как размер, форма отверстия и пространственное расположение, а также использованием перегородок 325 для канализирования потока воздуха внутри воздуховода 322. Например, чтобы поток воздуха через каждое из множества отверстий был по существу одинаковым, отверстия 326 могут иметь варьирующиеся размеры, формы и/или местоположения или пространственное расположение.
Как показано на ФИГ. 8А, отверстия 326 могут быть расположены относительно друг друга по сеточной схеме и каждое из отверстий может иметь по существу круглую форму. Как показано на ФИГ. 8А, первый набор 328 множества отверстий 326 может иметь первый размер, форму и/или пространственное расположение, а второй набор 330 отверстий, находящийся ниже по потоку воздуха относительно первого набора, может иметь второй размер, форму и/или пространственное расположение. Как показано на ФИГ. 8А, форма отверстий 326 в первом и втором наборах 328, 330 может быть одинаковой, но в других вариантах осуществления форма отверстий 326 первого и второго наборов может быть различной. Как показано на ФИГ. 8А, размер отверстий 326 в первом и втором наборе 328, 330 может быть различным. В некоторых вариантах осуществления отверстия 326 в первом наборе 328 могут быть меньше по размеру, чем отверстия 326 во втором наборе 330. Например, первый набор 328 отверстий может иметь диаметр примерно 16 мм или в диапазоне примерно от 12 мм до 20 мм, а второй набор 330 отверстий может иметь диаметр примерно 20 мм или в диапазоне примерно от 16 мм до примерно 24 мм. Аналогичным образом, в некоторых вариантах осуществления пространственное расположение множества отверстий 326 в каждом из первого и второго наборов может быть одинаковым или разным. В некоторых вариантах осуществления, например, множество отверстий 328 первого набора может располагаться ближе друг к другу или дальше друг от друга, чем множество отверстий второго набора 330.
В других вариантах осуществления, примеры которых показаны на ФИГ. 8В, 8С, 8D и 8E-F, отверстия 326 в поверхности или полу 204 могут иметь другие размеры, формы и/или местоположения, которые могут обеспечить по существу одинаковый поток воздуха через каждое из множества отверстий 326. Аналогичным образом, эти поверхности или полы 204 могут быть выполнены с возможностью того, чтобы внутри холодильной камеры 200 температура была распределена равномерно, что может равномерно охлаждать упаковки или емкости внутри холодильной камеры 200 до по существу равномерных температур. Например, как показано на ФИГ. 8В, множество отверстий могут быть круглыми, имеющими различную конфигурацию и различные размеры относительно того, что показано на ФИГ. 8А. Кроме того, как показано на ФИГ. 8С и 8D, множество отверстий может иметь различные формы, размеры и конфигурации. Например, как показано на ФИГ. 8С, множество отверстий может иметь квадратную или прямоугольную форму, или, как показано, на ФИГ. 8D, множество отверстий 324 может иметь шестигранную форму. Могут быть использованы другие приемлемые формы, например треугольные отверстия и восьмиугольные отверстия. Аналогичным образом, могут быть использованы любое приемлемое пространственное расположение и размеры отверстий 326.
В некоторых вариантах осуществления пол 204 может иметь толщину, которая больше показанной, например, на ФИГ. 6А. Например, как показано на ФИГ. 8Е, пол 204, поперечное сечение которого показано на ФИГ. 8F, может включать в себя набивку. Набивка может состоять из любого подходящего материала, такого, чтобы воздух 318 мог протекать через набивку. Аналогично рассмотренным выше полам 204, набивка содержит отверстия 326, через которые может проходить воздух 318 от холодильной системы 300. Поток холодного воздуха 318 через набивку может быть равномерным, что приводит к равномерному распределению температуры внутри холодильной камеры 200.
В некоторых вариантах осуществления множество отверстий 326 может быть регулируемым. Регулируемые отверстия могут использоваться для регулирования системы 200 охлаждения в зависимости от типа и/или размера охлаждаемого предмета. Например, банки с содовой можно охлаждать эффективнее с полом 204, имеющим отверстия 326, которые меньше по размеру и/или расположены ближе друг к другу, чем с полом 204, используемым для бутылок с содовой.
В некоторых вариантах осуществления пол 204 можно съемно устанавливать в холодильной камере 200 таким образом, чтобы пользователь мог установить первый пол 204, подходящий для охлаждения первого продукта, или установить отдельный второй пол 204 при охлаждении второго продукта. В других вариантах осуществления конфигурация отверстий пола может быть регулируемой внутри системы 100 охлаждения. Например, в некоторых вариантах осуществления пол 204 может состоять из первой детали и второй детали, которые с возможностью скольжения взаимодействуют с каждой деталью, имеющей множество отверстий. В такой конфигурации передвижением одной из деталей пола можно открывать, закрывать, увеличивать или уменьшать размер множества отверстий 326, через которые может проходить воздух. Таким образом, можно регулировать схему отверстий для обеспечения максимально эффективного потока воздуха. В такой системе регулирование отверстий 326 пола могут выполнять вручную или автоматически. Например, в ручном режиме пользователь может вручную передвигать одну из первой и второй деталей пола. В автоматизированной системе система 100 охлаждения может включать в себя один или более датчиков, которые могут определять оптимальную конфигурацию пола и регулировать пол для достижения его оптимальной компоновки.
Как было рассмотрено выше, система 100 охлаждения, холодильная камера 200 и холодильная система 300 могут иметь любые приемлемые размеры и форму, и, как было рассмотрено выше, холодильная система 300 может быть любой холодильной системой или холодильной машиной, способной обеспечивать поток охлаждающего воздуха в холодильную камеру 200. Как показано на ФИГ. 6А, холодильная система 300 включает в себя компрессор, конденсатор и испаритель. Другие варианты осуществления системы 100 охлаждения схематически показаны на ФИГ. 6В-6Е.
Как показано на ФИГ. 6В, холодильная система 300 может быть любой системой, пригодной для обеспечения потока охлаждающего воздуха 318 в холодильную камеру 200. Как было рассмотрено выше, холодильная система 300 может быть компрессорной системой охлаждения, как показано на ФИГ. 6А. В других вариантах осуществления холодильная система 300 может быть любой другой пригодной холодильной системой, включая термоэлектрические системы охлаждения и магнитные системы охлаждения.
В других возможных вариантах осуществления, как показано на ФИГ. 6С, направление потока воздуха может быть обратным тому, которое показано для потока воздуха на ФИГ. 6А и 6В. Как показано на ФИГ. 6С, поток охлаждающего воздуха 318 может покидать холодильную систему 300 и поступать в холодильную камеру 200 в верхней части холодильной камеры 200. Охлаждающий воздух 318 затем может течь в целом вниз сквозь отверстия 326 в полу 204 и возвращаться в холодильную систему 300.
Кроме того, в некоторых примерах, как показано на ФИГ. 6D, система 100 охлаждения может включать в себя одно или более отверстий или множество отверстий 326 в одной или более поверхностях, включая боковые стенки 206, 208, 210, 212, сквозь которые может проходить поток холодного воздуха 318 из холодильной системы 300. В некоторых вариантах осуществления могут иметься отверстия в поверхностях, включая пол 204 и по меньшей мере одну из боковых стенок 206, 208, 210, 212. В таких вариантах осуществления поток холодного воздуха 318 сквозь отверстия 326 в полу 204 и отверстия 326 в боковых стенках 206, 208, 210, 212 может быть по существу одинаковым, что может обеспечить равномерное распределение температуры в холодильной камере 200. В других вариантах осуществления отверстия 326 могут иметься только в по меньшей мере одной из боковых стенок 206, 208, 210, 212 и отсутствовать в полу 204. В таких вариантах осуществления поток холодного воздуха 318 сквозь одно или более отверстий 326 в по меньшей мере одной боковой стенке может быть по существу одинаковым, что может обеспечить равномерное распределение температуры в холодильной камере 200.
В других возможных вариантах осуществления и как было рассмотрено выше, система 100 охлаждения может иметь любые другие приемлемые размеры и/или конфигурацию. Как показано на ФИГ. 6Е, холодильная камера 200 может, например, быть расположена над холодильной системой 300. Холодный воздух 318 из холодильной системы 300 может протекать вверх или вниз сквозь пол 204 и возвращаться в холодильную систему через вход в холодильной камере 200.
В некоторых вариантах осуществления система 100 охлаждения может также включать в себя датчик 402 температуры (не показан) для измерения температуры внутри системы 100 охлаждения. Холодильной системой 300 можно управлять по температуре, измеренной датчиком 402 температуры. Например, холодильная система 300 может включаться, когда по показаниям датчика 402 температура станет слишком высокой, и отключаться, когда по показаниям датчика 402 температура достигнет установленной температуры. В некоторых вариантах осуществления установленная температура может находиться в диапазоне от примерно 10°С до примерно 0°С. Автоматическое управление холодильной системой 300 с использованием датчика 402 температуры в некоторых вариантах осуществления может повысить эффективность системы охлаждения.
В некоторых вариантах осуществления система 100 охлаждения может включать в себя логотип или другой элемент дизайна на одной или более наружных стенках 120, 122, 124, 126, 128. В некоторых вариантах осуществления логотип или другой элемент дизайна может включать в себя одну или более ламп, таких как светоизлучающие диоды (СИД). В других возможных вариантах осуществления лампы или СИД могут окружать логотип или другой элемент дизайна. Лампы или СИД могут включаться или отключаться, а в некоторых вариантах осуществления могут мигать в определенных последовательностях. Например, в одном варианте осуществления лампы или СИД могут окружать логотип или другой элемент дизайна и могут включаться на первый период времени, мигать в течение второго периода времени, а в течение третьего периода времени некоторые из них могут быть включены, а другие отключены. В одном варианте осуществления первый период времени может составлять примерно 15 секунд или находиться в диапазоне примерно от 10 до 30 секунд, второй период времени может составлять примерно 15 секунд или находиться в диапазоне примерно от 10 до 30 секунд, а третий период времени может составлять примерно 15 секунд или находиться в диапазоне примерно от 10 до 30 секунд. Эта последовательность может повторяться. Кроме того, в других вариантах осуществления первый период времени, второй период времени и третий период времени могут проистекать в любом порядке.
Описанные в настоящем документе системы 100 охлаждения обеспечивают ряд преимуществ. В некоторых вариантах осуществления описанная в настоящем документе система охлаждения может значительно сократить время охлаждения продукта в системе 100 охлаждения. Например, в некоторых вариантах осуществления описанные в настоящем документе системы охлаждения могут охлаждать бутылки с напитками с температуры в диапазоне примерно от 50°С до 30°С до температуры в диапазоне от примерно от 10°С до 0°С за примерно 3-6 часов. При этом в некоторых вариантах осуществления описанные в настоящем документе системы 100 охлаждения могут охлаждать продукты по меньшей мере в пять раз быстрее, чем другие системы охлаждения.
Как было рассмотрено выше, теплый воздух поднимается, а холодный воздух опускается, поэтому в большинстве обычных охладительных систем холодный воздух от испарителя или другой холодной поверхности вводят вблизи верха холодильной камеры, а впускной воздух в испаритель или на другую холодную поверхность вводят через вентиляционное отверстие ближе к дну холодильной камеры. Описанные в настоящем документе системы охлаждения впускают воздух в испаритель или на другую холодную поверхность из верхней части холодильной камеры 200 и нагнетают холодный воздух сквозь пол 204 холодильной камеры. Нагнетание воздуха так, чтобы он двигался от низа холодильной камеры к ее верху, против его естественного течения, может увеличить длительность контакта холодного воздуха с продуктом внутри холодильной камеры 200 и может повысить холодопроизводительность системы 100 охлаждения. Рассмотренные в настоящем документе системы 100 охлаждения могут сократить требующееся для охлаждения продукта время по меньшей мере на 15%, или по меньшей мере на 20%, или по меньшей мере на 25% по сравнению с системой охлаждения, в которой холодный воздух вводят в верхней части холодильной камеры. Тем не менее, как рассматривается в настоящем документе, в некоторых вариантах осуществления направление потока воздуха может быть обратным, так чтобы холодный воздух поступал через вентиляционное отверстие в холодильной камере и выталкивался из пола холодильной камеры.
Кроме того, описываемые в настоящем документе системы охлаждения после отключения холодильной системы могут сохранять температуру внутри холодильной камеры лучше, чем существующие системы охлаждения. В некоторых вариантах осуществления, например, система 100 охлаждения может нагреваться с по существу меньшей скоростью по сравнению с обычным холодильником. Например, описанные в настоящем документе системы охлаждения без включения холодильной системы за шесть часов могут дать продукту нагреться только до 10°С-15°С. В некоторых вариантах осуществления системы 100 охлаждения части холодильной камеры 200 могут включать в себя материал с обратимыми фазами. Известны многие материалы с обратимыми фазами, среди которых гидраты солей, жирные кислоты, эфиры, парафины и ионные жидкости. Материалы с обратимыми фазами в целом помещают в пакет, мешок или аналогичную оболочку. Когда холодильная система 300 активна, материалу с обратимыми фазами могут давать охлаждаться и/или замерзать. Когда холодильную систему 300 отключают, материал с обратимыми фазами может способствовать сохранению низкой температуры внутри системы 100 охлаждения, поглощая тепло при переходе материала с обратимыми фазами из твердого состояния в жидкое. Материал с обратимыми фазами может быть встроен в любую часть холодильной камеры, включая верхнюю стенку 202, нижнюю стенку 205, боковые стенки 206, 208, 210, 212 и/или пол 204. Использование материала с обратимыми фазами в холодильной камере 200 может улучшить способность системы 100 охлаждения сохранять низкую температуру без использования холодильной системы 300.
Кроме того, так как можно сократить время, требуемое для охлаждения продукта в холодильнике, это может повысить общую эффективность холодильника по количеству охлаждаемого продукта. Например, в некоторых вариантах осуществления, как описано в настоящем документе, системы охлаждения могут весьма значительно снизить эксплуатационные расходы для той же производительности по количеству продукта по сравнению с существующими системами охлаждения за счет уменьшения потребления электроэнергии системой охлаждения. Кроме того, за счет своей упрощенной конструкции и работы система 100 охлаждения менее затратна в изготовлении, эксплуатации и техническом обслуживании.
С учетом технических результатов настоящего изобретения и описания примеров осуществления специалистам в данной области техники будет понятно, что возможны множественные альтернативные и различные варианты осуществления в соответствии с описанными в настоящем документе общими принципами настоящего изобретения. Специалистам в данной области техники должно быть понятно, что все упомянутые различные модификации и альтернативные варианты осуществления находятся в пределах истинного объема и сущности настоящего изобретения. Прилагаемая формула изобретения охватывает все такие модификации и альтернативные варианты осуществления. Следует понимать, что использование существительного в единственном числе в настоящем описании и приведенной ниже формуле соответствует традиционному подходу, принятому в патентах, в значении «по меньшей мере один», если только в конкретном случае из контекста не ясно, что в данном конкретном случае термин должен иметь конкретное значение «один и только один». Аналогичным образом, термин «содержащий» не носит ограничительного характера и не исключает дополнительных признаков, особенностей, компонентов и т.д.
Реферат
Система содержит холодильную камеру, включающую по меньшей мере одну поверхность, задающую одно или более отверстий. Поверхность может включать первую область с одним или более отверстиями, имеющими по меньшей мере первую характеристику отверстия, и вторую область с одним или более отверстиями, имеющими по меньшей мере вторую характеристику отверстия, которая отличается от первой характеристики отверстия. Поверхность выполнена с возможностью удержания по меньшей мере одной емкости. Охлаждение холодильной камеры производится путем нагнетания потока холодного воздуха через одно или более отверстий. Размер или форма по меньшей мере одного из отверстий выполнен(а) с возможностью выборочного регулирования потока воздуха. Поток воздуха через каждое из одного или более отверстий является по существу одинаковым. Изобретение обеспечивает быстрое и эффективное охлаждение помещенных в холодильную камеру емкостей. 3 н. и 30 з.п. ф-лы, 17 ил.
