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具有层片式蒸发器的制冷器具的制作方法

2021-08-20 20:29:00 来源:中国专利 TAG:蒸发器 器具 制冷 存放 冷却
具有层片式蒸发器的制冷器具的制作方法

本发明涉及一种制冷器具(尤其家用制冷器具),具有蒸发器腔和布置在该蒸发器腔中的第一蒸发器模块。对于这种也被称作无霜式器具的制冷器具,通过这样的方式冷却存放腔:使空气在蒸发器腔与存放腔之间交换。



背景技术:

一般而言,蒸发器腔要么在制冷器具的本体的后壁与相对于存放腔的竖直分隔壁之间延伸,并且在其中的层片式蒸发器竖立地(hochkant)取向,要么蒸发器腔在本体的顶部与在本体的深度方向上向下倾斜(abschüssig)的分隔壁之间延伸,并且层片式蒸发器平行于分隔壁倾斜地安放。

在最近几年中,在市场上出现多种制冷器具型式,这些制冷器具型式除了常见存放腔(常规冷藏格和冷冻格)之外也具有用于其它温度范围的存放腔,或者具有用于在高的(或低的)空气湿度下进行存放的存放腔。有些器具甚至允许了存放腔以比周围环境温度更高的温度运行,其方式是,制冷剂在所涉及的存放腔的蒸发器中被冷凝而不是被蒸发。为了能够以节能的方式对这些腔进行调温,并且为了防止气味从一个腔扩散至另外的腔,每个腔应尽可能具有自身的蒸发器。在大多数情况下,这些腔彼此相叠布置,也就是说,在给定外部尺寸的本体中需要设置越多的存放腔,那么这些存放腔必须越矮小(niedrig)。但是,在高度较小的情况下,蒸发器腔的常规构造型式变得不经济;如果蒸发器腔布置在后壁上的情况下还必须在蒸发器上方安放用于使空气循环翻转的风机,则给蒸发器自身剩余过少的安装高度;如果应给每个存放腔均设有自身的蒸发器,则会损失过多安装高度。

为了冷却具有小的安装高度的存放腔,因此需要针对空气引导的新式设计。

从kr19980018857u已知一种具有两个彼此相叠布置的存放腔的制冷器具,这两个存放腔分别配有自身的蒸发器。上蒸发器腔如以上所说明地沿着存放腔的后壁竖直地延伸,并且通过竖直地间隔开的入口开口和出口开口与存放腔连通,并且在出口开口处的轴流式风机驱动空气实现交换,而高(长)得多的下存放腔配有竖直地纵长延伸的、被水平地流过的蒸发器。为了在该蒸发器的整个高度上流过该蒸发器,在此提出一种同样竖直地纵长延伸的、绕着竖直轴线旋转的风机。因为这种风机不但必须从径向的方向吸入而且必须在径向的方向上排出,因此看不到任何能够防止空气在风机内部从输出端往回运送至输入端的预防措施,这种风机的效用很低。

因此,存在着对这样的制冷器具的需求:所述制冷器具在存放腔具有小的结构高度的情况下也能实现有效的冷却和空气引导。



技术实现要素:

根据本发明,这种需求通过这样一种制冷器具来满足:所述制冷器具具有至少一个包括存放腔和配属于该存放腔的蒸发器腔的温度区,其中,蒸发器腔在第一空间方向上沿着存放腔延伸,并且通过在第一空间方向上间隔开的入口开口和出口开口与存放腔连通,并且在出口开口处布置有风机,以便将空气从蒸发器腔中吸走并且排出到存放腔中,风机是至少一个径流式风机,所述径流式风机的转动轴线在第一空间方向上取向。由此,风机在第一空间方向上的空间需求可以显著地降低,并且,与之相应地,蒸发器在第一空间方向上的尺寸可以更大地选择。

从空间利用方面特别有利的是,存放格与蒸发器腔之间的分隔壁在第一空间方向和与之正交的第二空间方向上延伸,并且分隔壁在第一空间方向上的尺寸大于在第二空间方向上的尺寸。

为了能够将在分隔壁后方可用的空间尽可能大部分地使用于蒸发器,入口开口和出口开口优选构造成存放格与蒸发器腔之间延伸的分隔壁的在第一方向上间隔开的端部上的在第二方向上纵长延伸的缝隙。

为了能够在尽可能小的压降的情况下从蒸发器吸入空气,径流式风机的转动轴线优选这样定向,使得该转动轴线与蒸发器相交(kreuzt);因此,空气能够以笔直路径从蒸发器经由绕着轴线延伸的入口到达径流式风机中。

当蒸发器以已知的方式布置在旁通部块(bypassblockern)之间时,径流式风机的直径大于旁通部块的面向蒸发器的那些内侧之间的间距。

然而,为了使由蒸发器、旁通部块和径流式风机所组成的组件保持紧凑,径流式风机的直径优选不大于旁通部块的相互背离的那些外侧之间的间距。

在以上所提到的空间方向中,第一空间方向优选相当于制冷器具的本体的宽度,存放格和蒸发器腔安放在所述本体中。第二空间方向尤其可以是高度。

以上所定义的布置方式特别适合用于具有小的高度的存放腔。在这里,一般适用地,每个这样的存放腔可以被视为具有小的高度的存放腔:对于所述存放腔,在高度、宽度和深度方面,高度是最小的尺寸,但尤其是这样的存放腔:对于该存放腔,高度不多于三分之二宽度或深度。但尤其是,根据本发明的蒸发器也允许了经济地冷却具有至今在制冷器具构造中不常见的棱边长度比例关系(例如高度最多相当于一半深度或宽度)的存放腔,这是因为(尤其从空间利用和能效的角度出发)这些存放腔无法通过常规蒸发器经济地冷却。但是,与棱边长度无关地,在本发明的意义上较小的存放腔也可以例如通过如下事实得出:这种较小的存放腔被唯一抽出箱填充,因为即便在一个抽出箱的情况下所有三个尺寸中高度是最小的,这是因为否则的话则无法快速地获得箱的内容物。

对于空气水平地流过的蒸发器,但与开篇所说明的常规的顶式安装的蒸发器不同地,高度不是最小的尺寸,那么可能发生这样的问题:当液态制冷剂积聚在蒸发器的下部区域中时,穿流的空气无法在蒸发器的整个横截面上均匀地被冷却。为了应付这一点,蒸发器优选包括多个在宽度上相继的蒸发器模块,这些蒸发器模块具有分别一致地成形的且串行地连接的制冷剂管路以及紧固在制冷剂管路上的层片。由此,少量的液态制冷剂就足够用于完全地填充这些蒸发器模块中的一个,并且在制冷剂回路中位于进一步下游的其它蒸发器模块可以仅仅包含蒸气,这不会妨碍冷却效果在蒸发器的横截面上的均匀分布。

这些模块中的每个模块应在蒸发器的整个高度上延伸。

不同的蒸发器模块的制冷剂管路优选彼此焊接和/或插接连接。由此,这些模块可以价格便宜地大量生产;通过视需求而定地使不同数量的模块相互连接的方式,可以有利地提供具有不同宽度的层片式蒸发器。

为了能够实现这些模块的快速且简单的组装,这些制冷剂管路之间的连接优选沿着基本上方体形蒸发器的单个棱边布置。

为了能够简单地生产蒸发器并且达到有效率的热交换,优选每个层片具有正好两个孔,这两个孔与制冷剂管路各一次地相交。这允许了:使制冷剂管路发夹形地弯曲、将这些层片一个接着另一个地推到制冷剂管路的由此所获得的管区段上,并且沿着支边(schenkel)的整个或者基本上整个周边建立到层片的导热接触。

为了有效地冷却这些层片,每个管区段与每个层片在该管区段的至少三分之二周边(优选整个周边)上导热地连接。

每个蒸发器模块的层片优选是矩形的,并且沿着至少一个长棱边邻接同一蒸发器模块的相邻部块,并且沿着短棱边邻接其它蒸发器模块的部块。由此,在一个部块的两个管区段中,各一管区段可以被放置在另一管区段的背流区/流动阴影中。

为了能实现蒸发器的有效率地除霜,这些层片不应水平地取向。为了使这些层片能够在宽度和高度上延伸地取向,并且然而获得这样的蒸发器,所述蒸发器的高度大于在本体的深度方向上的尺寸,于是每个蒸发器模块的层片应布置在多个彼此相叠布置的部块中。

在参照空气流或者参照制冷剂流位于上游的那个蒸发器模块的层片之间的间距可以与参照这种流位于下游的那个蒸发器模块的层片之间的间距相比更大地选择。因为空气在其穿过层片式蒸发器的路径上逐渐地失去水分,因此,在多个蒸发器层片保持同样程度地被供以液态制冷剂的情况下,霜层在这样的蒸发器层片上最快速地增加:空气在其穿过蒸发器的路径上首先到达这些蒸发器层片上。如果在这些蒸发器层片之间使得间距较大,那么,在霜层会如此程度妨碍空气循环以至于使除霜变得必要之前,霜层会达到较大的厚度。另一方面,仅仅通过制冷剂蒸气所冷却的层片的吸热能力比通过液态制冷剂所冷却的层片的吸热能力小得多,从而,如果串行地连接的模块不同程度地被以制冷剂供给,则在制冷剂流中位于最前面的那个蒸发器模块的层片可以达到霜层的最高增长率。

为了不使生产不必要地复杂化,在一个蒸发器模块内部,在这些层片之间的间距应是统一的。

优选地,制冷器具具有多个存放腔,这些存放腔与各一蒸发器腔连通,以便被其蒸发器进行调温。由此,每个存放腔可以(优选借助于分别自身的温度传感器)调节到自身的温度,这种自身的温度在针对单个存放腔的制冷剂回路合适地构造的情况下也可以高于周围环境温度。附加地,也可以实现对于每个存放腔而言特定的空气湿度水平,其方式是,调节蒸发器与存放腔之间的温度差。不会发生来自不同存放腔的被不同地调温的或者不同程度潮湿的空气量的混合。

附图说明

从对实施例的接下来的说明参照随附的图得出本发明的另外的特征和优点。附图示出:

图1示出根据本发明的蒸发器的层片的两种变型方案;

图2示出成部块形式地套装到管路的支边上的层片的俯视图;

图3示出单个蒸发器模块;

图4示出具有四个串行地连接的蒸发器模块的层片式蒸发器;

图5示出穿过根据本发明的具有多个层片式蒸发器的制冷器具的截面;

图6示出穿过图5的制冷器具的蒸发器腔的水平截面;和

图7示出根据一种变型方案的类似于图5的截面。

具体实施方式

图1示出层片1、1’的两种变型方案,这些层片用于制造层片式蒸发器。这些层片1、1’是薄板材,典型地是由铝制成的、基本上矩形的板材。两个孔2在相对于该矩形的长棱边3平行的方向上相互间隔开;这些孔2之间的间距d典型地处于棱边3的长度的三分之一到一半之间。短棱边4的长度可以处于d至2d之间。

这些层片1的孔2是具有这样直径的圆形:该直径以最小间隙与制冷剂管路的待推入的管区段的直径一致,以便能够沿着这些孔2的基本上整个周边实现管区段与层片之间的导热接触。

对于这些层片1’的孔2,圆形周边被切口5中断,这些切口5使得由这些切口5限界的舌部6能够在管区段推入时移位避让(auszuweichen);由此,导热接触虽然不是在管区段的整个周边上都可行,但是在推入时偏移的舌部6的压力确保了管区段与层片之间的有效热传递。

图2示出已部分完成的蒸发器模块7a-d的俯视图。每个蒸发器模块包括弯曲成发夹形的制冷剂管路8,所述制冷剂管路8具有第一弯部9和两个通过弯部9一件式连接的笔直管区段10a和10b。在这些管区段10a-b上分别套装有多个平行层片1,并且将这些层片1编组成部块11a-d。所有部块11a-d在管区段9的纵长方向上的延展范围是相同的;这些层片1在一个部块11a-d中的数量以及这些层片1相互间的间距可以改变。

图3示出已完成的蒸发器模块7。使这些管区段10a-b在图2没有层片的那些区域成形为半圆形的第二弯部12,从而这些部块11a-d构成这样的堆垛:在所述堆垛中,一个部块的层片的长棱边3分别面向相邻部块的层片的长棱边。

与第一弯部9相邻的部块11a构成堆垛的最下方的部块。这些管区段10a-b蜿蜒形地延伸穿过堆叠在该部块11a上方的部块11b、11c直至入口接头和出口接头13、14为止。这些接头之一(在这里是接头13)拓宽,以便插入结构相同的第二蒸发器模块的接头14。

图4示出四个蒸发器模块(用7a-d标明),这些蒸发器模块的制冷剂管路8串行地连接,其方式是,这些接头13、14相互插接且焊接。这些相互插接的接头13、14位于一条直线上,该直线平行于由蒸发器模块7a-d构成的、大致方体形的蒸发器15的长棱边走向。

这些蒸发器模块7a-d可以是结构几乎相同;在图4的情况下,蒸发器模块7a与其余模块7b-d的区别在于,在该蒸发器模块7a中,这些层片1之间的间距更大。如果蒸发器15在运行时被空气水平地(箭头16的方向)流过,则蒸发器模块7a构成参照空气流位于最上游的模块,并且在空气流中被一同携带的湿气优选沉积在模块7a的层片上,特别是当接头13作为入口接头使用并且因此蒸发器模块7a比其它蒸发器模块要更好地供以液态制冷剂时。增大的层片间距允许了将两个除霜过程之间的时间间隔选择得较长。

替代地,当模块7d的接头14作为用于制冷剂的入口接头使用时,可以反作用于蒸发器模块7a的快速积霜;于是,最好向模块7d供以液态制冷剂。根据液态制冷剂有多频繁且有多少制冷剂到达参照制冷剂流进一步位于下游的部块中,霜形成物可以不同地分布到这些模块7a-d上。当只有蒸气到达这些模块7b-d中时,霜形成物这样强地集中到模块7d上,使得可能有意义的是,在该模块7d中设置增大的层片间距。当其它模块也不时地接收液态制冷剂时,在它们中也发生霜形成,从而霜分布到所有模块上并且在所有模块中的层片间距可以是相同的。

因为经连接的接头13、14构成在蒸发器15中的制冷剂管路的最高点,因而能够将参照制冷剂流而言最大程度地位于上游的模块7a或者7d的制冷剂管路8完全地用液态制冷剂填充,即便后续模块的制冷剂管路8仅仅包含蒸气。由此确保了发生穿流的空气在蒸发器15的整个横截面上均匀地冷却,即便蒸发器15不完全地被填充。

图5示出穿过具有多个不同地调温的存放腔的家用制冷器具的本体17的截面。该截平面在本体17的后壁附近穿过该后壁处延伸的蒸发器腔18a-c走向。这些蒸发器腔18a-c中的每个蒸发器腔分别包含在上文所说明的类型的蒸发器15a-c,并且与分别所配属的存放腔构成闭合的空气回路。在图5中未示出的存放腔分别具有与所配属的蒸发器腔18a-c相同的高度,并且由本体17的隔热的且禁止在不同空气回路之间发生空气交换的中间底部19相互分隔开。

在这里,最下方的存放腔是冷冻格,所述冷冻格的高度大约相当于其宽度。蒸发器腔18a的高度比存放腔的高度稍小,这是因为后壁的一部分以常见的方式被机器室20占据。蒸发器腔18a与存放腔通过在分隔壁24a的上部区域中的设有轴流式风机21的出口开口22a以及通过呈在分隔壁24a的下棱边上的间隙形式的入口开口23a连通。蒸发器15a包括多个(在这里是五个)在本体17的宽度方向上并排地布置的蒸发器模块7,这些蒸发器模块7在这里具有各五个部块11,这五个部块11在运行时被从下往上被流过。

第二高的存放腔及其蒸发器腔18b扁平得多;在这里,如果想要如在蒸发器腔18a中那样设置水平间隙和开口,那么就没有足够的空间余下以便安放足够数量和尺寸的蒸发器模块7。因此,在蒸发器15b中,蒸发器模块7a-d的数量下降,从而在蒸发器15b的右侧和左侧余下空间以便设置入口开口23b和(在这里被径流式风机25遮盖的)出口开口22b,并且,部块11的数量也与蒸发器腔18b的高度相适配地减小。

这些部块11自身可以与蒸发器15a的部块结构相同;但是,也可以设想的是,为了与对于单个存放腔分别所需要的功率相适应,从一个蒸发器15a-c到其它蒸发器地改变每个部块11的层片1的数量。固然,层片1的数量越小,由于突出的弯部9、12而使功率与蒸发器空间需求之间的比例关系变得越不利。因此,可能适宜的是,在功率需求小的情况下,进一步降低模块7的数量(如蒸发器15c的实例所示出),从而蒸发器腔18c仅仅占据后壁的宽度的一部分,并且,在剩余宽度上,存放腔26c可以延伸直到后壁。于是,入口开口23c可以构造成在后壁与分隔壁24c的背离径流式风机25的那一端部之间的竖直地纵长延伸的间隙。

图6示出在图5的点划线vi-vi的高度上穿过本体17的后面部分的截面。本体17的已经提及的后壁用标号27标明,侧壁用标号28标明。蒸发器15b的在本体的深度方向上突出的弯部9、12接收在旁通部块29(典型地是由膨胀聚苯乙烯制成的成形件)中,以便通过入口开口23b从存放腔26b抽吸的空气在蒸发器15b的层片之间强制穿过。

径流式风机25的抽吸开口30与蒸发器15b的下游的端部相对置。径流式风机25以已知的方式包括风机叶轮35,所述风机叶轮35在(在这里剖开一半地示出的)壳体31内部绕着相对于抽吸开口30同中心的、平行于层片1的轴线34旋转。抽吸开口30的直径大致相当于一个部块11在垂直于层片的方向上的棱边长度(或旁通部块29的面向彼此的这些内侧之间的间距),壳体31的直径大致相当于包括弯部9、12在内的蒸发器15b的厚度(或比旁通部块29的分别靠置在本体的分隔壁24b和后壁27上的外侧之间的间距稍微更小)。风机叶轮35承载着叶片36的轮圈(kranz),这些叶片36的内直径大致相当于抽吸开口30的内直径;通过风机叶轮35,使得这些叶片36之间的空气在径向上向外加速,并且通过在切向方向上分支的喷嘴37从壳体31逸出。喷嘴37与分隔壁24b相交,该喷嘴37的突出到存放腔26b中的端部构成出口开口22b。

如在图5中可看到地,风机25的直径(以及特别是其抽吸开口的直径)明显小于蒸发器15b的高度,这(特别是在与风机25b最接近地相邻的那个蒸发器模块7d中)可能导致空气流速在高度上不均匀地分布。尤其如果蒸发器模块7d在制冷剂回路中是最远地位于流下游的模块,并且更好地被以液态制冷剂供给的其它模块会更多地对冷却效用作出贡献,那么这在一定程度上是能够被容忍的。替代地,代替于一个风机25b,也可以是两个径流式风机彼此相叠布置,以便实现空气流在蒸发器15b的下游端部上更均匀地分布。

为了能够在尽管存放腔26b具有较小高度的情况下仍轻易地获得该存放腔26b的内容物,有意义的是,设置可拉出的筐具或者抽出箱32。此外,可以通过轨导向装置或者通过抽出箱32的造型来确保:所述可拉出的筐具或者抽出箱不会卡阻这些开口22b、23b。在这里所示出的情况下,分隔壁24b的突出到存放腔26b中的接片33侧边连接(flankiert)入口开口23b,并且抽出箱32的深度与存放腔26b的深度这样相适应,从而,只有当抽出箱32如图所示地在接片33旁侧靠置在分隔壁24b上时,存放腔26b的门才可以关闭。以类似的方式,当抽出箱32挡住出口开口22b时,超过分隔壁24b突出的喷嘴37阻止了门的关闭。入口开口和出口开口23b、22b的自由横截面分别在竖直方向上缝隙状地纵长延伸,以便尽可能少地限制存放腔26b的可用于安放冷藏物品(或抽出箱32)的宽度。

图7示出图6的本体的变型方案,在该变型方案中,冷冻格的高度减小,从而在本体的后壁上的空间不再足以在该处安放蒸发器15a和轴流式风机21。因此,轴流式风机由具有竖直轴线的径流式风机25替代。为了使蒸发器15a在其整个宽度上被充分地流过,多个(在这里是两个)风机25分布在蒸发器上方。

附图标记列表

1、1’层片

2孔

3长棱边

4短棱边

5切口

6舌部

7a-d蒸发器模块

8制冷剂管路

9弯部

10管区段

11a-d部块

12弯部

13接头

14接头

15a-c蒸发器

16箭头

17本体

18a-c蒸发器腔

19中间底部

20机器室

21轴流式风机

22a-c出口开口

23a-c入口开口

24a-c分隔壁

25径流式风机

26b,c存放腔

27后壁

28侧壁

29旁通部块

30抽吸开口

31壳体

32筐具

33接片

34轴线

35风机叶轮

36叶片

37喷嘴。

再多了解一些

本文用于企业家、创业者技术爱好者查询,结果仅供参考。

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