具有模块化结构的制冷器系统的制作方法

具有模块化结构的制冷器系统
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求2021年8月12日提交的美国临时申请序列第63/232,442号的权益，所述临时申请的公开内容通过引用以其整体由此并入本文中。
技术领域
3.本公开涉及一种器具，诸如制冷器。


背景技术：

4.为了保持食物新鲜，制冷器内必须维持低温，以减小有害细菌的繁殖速率。制冷器使制冷剂循环，并且通过蒸发过程使制冷剂从液态变为气态，以便冷却制冷器内的空气。在蒸发过程期间，热量被传递到制冷剂。在蒸发之后，压缩机增加压力，并且转而升高制冷剂的温度。气态制冷剂随后冷凝成液体，多余热量被排放到周围环境中。随后重复所述过程。


技术实现要素：

5.一种模块化制冷器系统包括模块化机柜和机器壳体。所述模块化机柜包括至少两个部分，所述至少两个部分彼此紧固并且共同限定内部腔体，所述内部腔体被构造成容纳易腐食品或可能需要冷藏的其他物品。所述机器壳体限定其中安置有制冷回路的机器隔室。制冷回路具有蒸发器和冷凝器。所述机器壳体紧固到所述模块化机柜，并且具有建立与所述模块化机柜的所述内部腔体的流体连通的接口。
6.一种模块化制冷器系统包括模块化机柜和机器壳体。所述模块化机柜具有顶部堆叠部分、中间堆叠部分和底部堆叠部分，所述顶部堆叠部分、所述中间堆叠部分和所述底部堆叠部分彼此紧固，并且共同限定内部腔体，所述内部腔体被构造成容纳和储存食品。所述机器壳体紧固到所述中间堆叠部分的相对侧上的所述顶部堆叠部分，或所述中间堆叠部分的相对侧上的所述底部堆叠部分。所述机器壳体限定其中安置有制冷回路的机器隔室。所述制冷回路具有蒸发器、冷凝器和压缩机。所述机器壳体具有在所述内部腔体与所述机器隔室之间建立流体连通的接口。
7.模块化制冷器包括模块化机柜和机器壳体。所述模块化机柜具有多个堆叠部分，所述多个堆叠部分彼此紧固并且共同限定内部腔体，所述内部腔体被构造成容纳和储存食品。所述机器壳体紧固到所述堆叠部分的端部部分。所述机器壳体限定其中安置有制冷回路的机器隔室。所述机器壳体具有在所述内部腔体与所述机器隔室之间建立流体连通的接口。
附图说明
8.图1是模块化制冷器系统的立体图；
9.图2是沿图1中的线2-2截取的横截面视图；
10.图3是沿图1中的线2-2截取的分解横截面视图；
11.图4是示出制冷回路的图；
12.图5a至图5c示出用于连接模块化制冷器系统的相邻部分的第一系统；并且
13.图6示出用于连接模块化制冷器系统的相邻部分的第二系统。
具体实施方式
14.本文中描述本公开的实施方案。然而，应理解，所公开的实施方案仅仅是示例，并且其他实施方案可采取各种和替代形式。附图未必按比例绘制；可将一些特征放大或最小化以展示特定部件的细节。因此，本文中所公开的特定结构和功能细节不应被解译为限制性的，而是仅作为教示本领域技术人员以各种方式采用实施方案的代表性基础。如本领域普通技术人员将理解，参考附图中的任一附图所示出和描述的各种特征可与一个或多个其他附图中所示出的特征进行组合，以产生没有明确示出或描述的实施方案。所示出特征的组合为典型应用提供代表性实施方案。然而，对于特定应用或具体实施，可能需要与本公开的教示一致的特征的各种组合和修改。
15.参考图1至图3，示出模块化制冷器系统10。模块化制冷器系统10包括模块化机柜12和机器壳体14。模块化机柜12可由部分16构成。机器壳体14和部分16可由刚性材料制成，所述刚性材料诸如硬塑料或金属(例如不锈钢或铝)。部分16可一个接一个地依序堆叠。在所示出的示例中，部分16包括第一端部部分18、第二端部部分20和中间部分22。然而，模块化机柜12可包括第一端部部分18、第二端部部分20和任何数量的中间部分22(即可存在零个、一个或任何多个中间部分22)。第一端部部分18可更具体地被称为顶部部分，并且第二端部部分20可更具体地被称为底部部分。部分16的相邻部分彼此紧固，并且共同限定内部腔体19，所述内部腔体被构造成容纳易腐食品或可能需要冷藏的其他物品。
16.机器壳体14紧固到部分16中的至少一个。更具体地说，机器壳体14可紧固到第一端部部分18的顶部，从而形成制冷器系统10的顶部。可替代地，机器壳体14可紧固到第二端部部分20的底部，从而形成制冷器系统10的底部。机器壳体14限定可被称为机器隔室24的内部腔体。制冷环路或回路26安置在机器隔室24内。制冷回路26以图解形式示出，并且制冷回路26的元件的确切位置不应限于图2中所示出的位置。制冷回路26可包括蒸发器28、压缩机30、冷凝器32、热膨胀阀34和蓄集器36。机器壳体14和安置在其中的部件可被称为冷却模块。
17.机器隔室24可经由分隔壁38分成两个子隔室。制冷回路26的排放热量的部件(例如冷凝器32)以及制冷回路26的产生热量的部件(例如压缩机30)可安置在两个子隔室中的第一子隔室内，所述第一子隔室可被称为冷却模块的热侧。制冷回路26的吸收热量的部件(例如蒸发器28)可安置在两个子隔室中的第二子隔室内，所述第二子隔室可被称为冷却模块的冷侧。为了最大化蒸发器28的冷却输出，排放或产生热量的部件(例如冷凝器32和压缩机30)经由分隔壁38与蒸发器28隔离。
18.蓄集器36被展示为在冷却模块的热侧上，因为所述蓄集器将处于比蒸发器28更高的温度下。这是因为处于蓄集器36中的制冷剂紧接在进入蓄集器36之前已经由蒸发器28吸收热量。热膨胀阀34被展示为在冷却模块的冷侧上，因为热膨胀阀34的输出将处于比蒸发器28更低的温度下。然而，热膨胀阀34的输入将处于比蒸发器28更高的温度下，因此热膨胀阀34可被重新定位到冷却模块的热侧，或者可具有在冷却模块的热侧上的部分以及在冷却
模块的冷侧上的部分。
19.模块化制冷器系统10还包括门40。模块化机柜12共同限定内部腔体19的开口42。当处于打开位置时(例如图1)，门40提供对内部腔体19的入口，并且当处于关闭位置时(例如图2)，所述门覆盖内部腔体19。垫圈或密封件44可沿门40的内表面安置，并且可被构造成接合模块化机柜12的前表面46，以防止或抑制内部腔体19与模块化制冷器系统10的外部之间经由开口42的流体连通。密封件44可由弹性材料制成，所述弹性材料诸如软塑料或橡胶。门40和密封件44可各自是单个结构，或可由类似于模块化机柜12的堆叠区段构成。如果门40和密封件44是单个部件，则门40和密封件44将需要依据形成模块化机柜12的部分16的数量和大小来设定大小以适配模块化机柜12。
20.门40可经由铰链43可旋转地紧固到模块化机柜12。闩锁系统可被构造成将门40紧固和锁定在关闭位置中。闩锁系统可包括由门把手47激活的闩锁45、和撞销49。闩锁45可接合由撞销49限定的孔以将门40锁定在关闭位置中。拉动把手可从撞销49释放闩锁45，从而将门40解锁，并且允许门40转变到打开位置。
21.模块化制冷器系统10，或更具体地说，模块化机柜12包括安置在相邻部分16之间的垫圈或密封件48。密封件48可由弹性材料制成，所述弹性材料诸如软塑料或橡胶。密封件48被构造成防止或抑制内部腔体19与模块化制冷器系统10的外部之间经由相邻部分16之间限定的空间的流体连通。
22.机器壳体14紧固到模块化机柜12，并且具有建立与模块化机柜12的内部腔体19的流体连通的接口50。接口50可包括由模块化机柜12和机器壳体14限定的至少一个对准开口集合51。在所示出的示例中，模块化制冷器系统10包括由模块化机柜12和机器壳体14限定的两个对准开口集合51。额外垫圈或密封件52可安置在每个对准开口集合51周围，以防止接口50与模块化制冷器系统10的外部之间的流体连通。密封件52可由弹性材料制成，所述弹性材料诸如软塑料或橡胶。
23.至少一个对准开口集合51中的第一对准开口集合被构造成将冷空气从机器隔室24，并且更具体地说，从冷却模块的冷侧递送到内部腔体19。第一管道或导管54可从至少一个对准开口集合51中的第一对准开口集合延伸，并且进入内部腔体19中。第一管道或导管54在内部腔体19与至少一个对准开口集合51中的第一对准开口集合之间建立流体连通。更具体地说，第一管道或导管54经由至少一个对准开口集合51中的第一对准开口集合在内部腔体19与机器隔室24之间建立流体连通。至少一个对准开口集合51中的第一对准开口集合可安置在第一风扇56的输出侧，所述第一风扇被构造成引导空气穿过蒸发器28，以便在空气被递送到内部腔体19之前冷却空气。第一风扇56可被称为蒸发器风扇。第一管道或导管54可限定一个或多个开口58，所述一个或多个开口允许冷却空气流出第一管道或导管54并且进入内部腔体19中。开口58被限定为朝向第一管道或导管54的底部。然而，开口58可限定在沿第一管道或导管54的任何位置处。
24.第一管道或导管54被示出为朝下延伸穿过部分16中的两个部分。然而，第一管道或导管54可朝下延伸到任何数量的部分16中，包括部分16中的一个或全部。第一管道或导管54可以是单个结构，或可由类似于模块化机柜12的堆叠区段构成。如果第一管道或导管54由堆叠区段构成，则密封件55可安置在相邻区段之间，以防止空气在从机器隔室24被递送到内部腔体19之前从第一管道或导管54漏出。另外，如果第一管道或导管54由堆叠区段
构成，则第一管道或导管54的所述区段可以与或可以不与模块化机柜12的对应区段16成一体。
25.至少一个对准开口集合51中的第二对准开口集合被构造成使空气从内部腔体19返回机器隔室24，更具体地说，返回冷却模块的冷侧。第二管道或导管60可从至少一个对准开口集合51中的第二对准开口集合延伸并且进入内部腔体19中。第二管道或导管60在内部腔体19与至少一个对准开口集合51中的第二对准开口集合之间建立流体连通。更具体地说，第二管道或导管60经由至少一个对准开口集合51中的第二对准开口集合在内部腔体19与机器隔室24之间建立流体连通。至少一个对准开口集合51中的第二对准开口集合可安置在第一风扇56的输入侧上。第二管道或导管60可限定一个或多个开口62，所述一个或多个开口允许空气从内部腔体19流入第二管道或导管60中，所述空气随后经由至少一个对准开口集合51中的第二对准开口集合递送到机器隔室24。开口62被限定为朝向第二管道或导管60的底部。然而，开口62可限定在沿第二管道或导管60的任何位置处。
26.第二管道或导管60被示出为朝下延伸穿过部分16中的两个部分。然而，第二管道或导管60可朝下延伸到任何数量的部分16中，包括部分16中的一个或全部。第二管道或导管60可以是单个结构，或可由类似于模块化机柜12的堆叠区段构成。如果第二管道或导管60由堆叠区段构成，则密封件55可安置在相邻区段之间，以防止空气在从内部腔体19被递送到机器隔室24之前从第二管道或导管60漏出。另外，如果第二管道或导管60由堆叠区段构成，则第二管道或导管60的所述区段可以与或可以不与模块化机柜12的对应区段16成一体。请注意，在图3中没有展示密封件(例如密封件44、48和52)，以便出于说明的目的而简化图3。
27.第一管道或导管54和第二管道或导管60都被示出为沿模块化机柜12的内侧壁安置。然而，应理解，第一管道或导管54和第二管道或导管60可沿模块化机柜12内的任何壁安置，包括后壁、第一侧壁和第二侧壁。此外，第一管道或导管54和第二管道或导管60不需要安置在相同的侧壁上，如所示出的。
28.第二风扇64被构造成引导空气穿过冷凝器32，以将来自制冷回路26内的制冷剂的热量排放到模块化制冷器系统10的外部。第二风扇64可被称为冷凝器风扇64。更具体地说，热量可被回收，并且经由管道或导管导引到需要热量的另一设备或系统，或热量可由第二风扇64排放，所述第二风扇将空气吹动穿过冷凝器32，并且穿过由机器壳体14限定的开口66。请注意，开口66不限于图1中的所展示位置，并且可被重新定位到机器壳体14上的任何所需位置，包括机器壳体14的顶表面、几个侧表面中的任一侧表面以及底表面(如果机器壳体14安置在部分16下方)。从冷凝器32排放的热量可包括来自内部腔体的热量，所述热量经由蒸发器28传递到制冷回路26的制冷剂中。
29.参考图4，示出了进一步示出模块化制冷器系统10的制冷回路26的图。制冷回路26可包括蒸发器28、压缩机30、冷凝器32、热膨胀阀34和蓄集器36。制冷回路26包括管线或管68，所述管线或管被构造成在蒸发器28、压缩机30、冷凝器32、热膨胀阀34和蓄集器36之间输送制冷剂。制冷回路26内的制冷剂在压缩机30内从低压气态形式转化成高压气态形式。制冷剂从压缩机30被引导到冷凝器32。热量可经由冷凝器32从制冷剂传递到外部介质，诸如空气。第二风扇64可被构造成引导空气穿过冷凝器32以将热量传递到外部介质。
30.制冷剂随后从冷凝器32流动到热膨胀阀34，其中液体制冷剂的压力减小以允许液
体制冷剂膨胀，这降低了液体制冷剂的温度。液体制冷剂随后被引导到蒸发器28，其中制冷剂从液体向气体改变状态，这需要热量。蒸发器28将热量从外部源传递到制冷剂。第一风扇56可构造成引导空气穿过蒸发器28以将热量从外部源传递到制冷剂。蒸发器28从中吸取热量的外部热源可以是空气，所述空气被冷却并且被引导到模块化机柜12的内部腔体19中。制冷剂随后从蒸发器28流动到蓄集器36，并且从蓄集器36流回压缩机30。
31.压缩机30、风扇64、风扇56和任何其他部件可由电源(未展示)(诸如电池或电网)供电，并且可受控制器70控制，所述控制器也可由电源(诸如电池或电网)供电。更具体地说，压缩机30、风扇64、风扇56和任何其他部件可由诸如电动马达的电致动器操作，所述电致动器可由电源供电，并且可受控制器70控制。控制器70可被配置成在特定条件存在时基于算法来自动操作压缩机30、风扇64、风扇56或任何其他部件。可替代地或除了自动操作以外，控制器70还可配置成基于来自操作者(例如使用控制面板来启动被引入内部腔体19中的冷却空气的操作者)的输入来操作压缩机30、风扇64、风扇56或任何其他部件。
32.更具体地说，控制器70可被配置成基于模块化制冷器系统10的冷却负荷来控制压缩机30、风扇64和/或风扇56的速度。如果模块化制冷器系统10需要额外冷却(例如，如果存在较大冷却负荷)，则控制器70可被配置成增大压缩机30、风扇64和/或风扇56的速度。如果模块化制冷器系统10需要较少冷却(例如，如果存在较小冷却负荷)，则控制器70可被配置成减小压缩机30、风扇64和/或风扇56的速度。一个或多个温度传感器可将内部腔体19内的温度传送到控制器70。所需冷却负荷随以下而增加：(i)内部腔体19的温度与内部腔体19的所需温度之间的温差增大，和/或(ii)内部腔体19的温度与模块化制冷器系统10的周围环境的温度之间的温差增大。周围环境的温度可指紧邻模块化制冷器系统10的外部周围的空气的温度。所需温度可被预设到控制器70中，或可由操作者经由控制面板来设定和调整。
33.此外，可通过考虑内部腔体19的体积来调整冷却负荷，所述体积取决于形成模块化机柜12的部分16的数量。例如，如果模块化机柜12仅包括第一端部部分18和第二端部部分20，则相对于包括第一端部部分18、第二端部部分20和一个或多个中间部分22的模块化机柜12，体积将更小。随着体积增大，所需冷却负荷将增加。冷却负荷可与体积成比例。考虑体积的冷却负荷调整可经由操作者接合与控制器70通信以进行调整的控制面板来进行调整，一旦选择了部分16的数量，则所述冷却负荷调整可被编程到特定模型的控制器70中，或控制器70可以能够自动检测部分的数量(例如来自每个部分的有线或无线连接可将每个部分的存在性传送到控制器，使得控制器70知晓内部腔体19的总体积，并且可调整冷却负荷以考虑内部腔体19的总体积)。
34.控制器70可以是较大控制系统的部分，并且可受贯穿模块化制冷器系统10的各种其他控制器控制。因此，应理解，控制器70和一个或多个其他控制器可统称为“控制器”，所述控制器响应于来自各种传感器或输入(例如检测内部腔体19的温度的传感器、部分16的输入或所感测数量等)的信号而控制各种致动器(例如为压缩机30、风扇64和风扇56提供动力的马达)，以控制模块化制冷器系统10的各种功能。控制器70可包括与各种类型的计算机可读存储设备或介质通信的微处理器或中央处理单元(cpu)。计算机可读存储设备或介质可包括例如只读存储器(rom)、随机存取存储器(ram)和保活存储器(kam)中的易失性和非易失性存储。kam是一种永久性或非易失性存储器，其可用以在cpu断电时存储各种操作变量。计算机可读存储设备或介质可使用多种已知存储器设备中的任一种存储器设备来实
施，所述存储器设备诸如prom(可编程只读存储器)、eprom(电prom)、eeprom(电可擦除prom)、闪存或能够存储数据的任何其他电、磁、光或组合存储器设备，数据中一些表示控制器70在控制模块化制冷器系统10时使用的可执行指令。
35.参考图5a至图5c，示出用于连接模块化制冷器系统10的模块化机柜12的相邻部分16的第一系统。用于连接模块化机柜12的相邻部分16的第一系统包括被构造成使相邻部分16彼此对准和紧固的凸轮螺栓72和凸轮螺母74。凸轮螺栓72具有螺纹部分75，所述螺纹部分接合限定在相邻部分16中的第一相邻部分中的螺纹孔76。凸轮螺栓72的非螺纹部分77延伸到由相邻部分16中的第二相邻部分限定的孔78中。一旦凸轮螺栓72的螺纹部分75接合螺纹孔76，并且一旦凸轮螺栓72的非螺纹部分77定位在孔78内，则孔78便与螺纹孔76对准。凸轮螺母74安置于由相邻部分16中的第二相邻部分限定的第二孔80。第二孔80基本上垂直于孔78，并且与所述孔相交。基本上垂直可指范围介于完全垂直与同完全垂直成15
°
之间的任何增量角度。
36.凸轮螺栓72的头部部分82从孔78延伸，并且进入第二孔80中，其中凸轮螺母74接合头部部分82。一旦被组装，则凸轮螺母74具有爪84，所述爪抓住头部部分82，并且将凸轮螺栓72朝向凸轮螺母74拉动，从而在第一相邻部分16与第二相邻部分16之间产生压缩力。压缩力确保密封件48被适当压缩，这防止或抑制内部腔体19与模块化制冷器系统10的外部之间的流体连通。更具体地说，密封件48可形成气密(airtight)、水密和/或气密(hermetic)密封。用于连接模块化机柜12的相邻部分16的第一系统可包括任何数量的凸轮螺栓72与凸轮螺母74组合，以使相邻部分16彼此对准和紧固。更具体地说，相邻部分16的每个相邻壁(即后壁和两个侧壁)可包括凸轮螺栓72与凸轮螺母74组合中的一个或多个。
37.参考图6，示出用于连接模块化制冷器系统10的模块化机柜12的相邻部分16的第二系统。用于连接模块化机柜12的相邻部分16的第二系统包括被构造成使相邻部分16对准的榫钉86，以及被构造成使相邻部分16彼此紧固的闩锁或夹具88。夹具88可包括基座90、可旋转地紧固到基座90的主体92、从主体延伸的把手94、可旋转地紧固到主体92的环或钩96以及锁扣98。锁扣98也可以是钩，或可以是l形的。锁扣98紧固到相邻部分16中的第一相邻部分，而夹具88的其余部分经由基座90紧固到相邻部分16中的第二相邻部分。
38.当相邻部分16彼此紧固时，钩96接合锁扣98。更具体地说，主体92经由把手94朝向相邻部分16旋转，使得钩96在锁扣98上拉动，从而在相邻部分16之间产生压缩力，以便确保密封件48被适当压缩，这防止或抑制内部腔体19与模块化制冷器系统10的外部之间的流体连通。更具体地说，密封件48可形成气密(airtight)、水密和/或气密(hermetic)密封。用于连接模块化机柜12的相邻部分16的第二系统可包括任何数量的榫钉86与夹具88组合。更具体地说，相邻部分16可包括两个榫钉86，以在相邻部分16之间提供适当对准，并且相邻部分16的相邻壁(即后壁和两个侧壁)可包括一个或多个夹具88以使相邻部分16彼此紧固。
39.应注意，机器壳体14可以本文中关于相邻部分16如何彼此紧固所描述的任何方式紧固到部分16中的一个部分。此外，壳体14与相邻部分16可以本领域普通技术人员已知的任何方式彼此紧固。应理解，对于本文中所描述的任何部件、状态或条件，第一、第二、第三、第四等指定可在权利要求中重新排列，使得其相对于权利要求按时间顺序排列。
40.本说明书中使用的词语是描述词语，而不是限制词语，并且应理解，在不脱离本公开的精神和范围的情况下可做出各种变化。如先前所描述，各种实施方案的特征可被组合
以形成可能未明确描述或示出的其他实施方案。虽然各种实施方案可能已经被描述为在一个或多个所需特性方面提供优势或优于其他实施方案或现有技术实施，但本领域普通技术人员认识到，一个或多个特征或特性可被折衷以实现所需整体系统属性，这取决于特定应用和实施。由此，被描述为在一个或多个特性方面不如其他实施方案或现有技术实施理想的实施方案不在本公开的范围之外，并且对于特定应用可能是理想的。