Патент на изобретение №2311596

Область техники

Настоящее изобретение относится к устройству для приготовления льда (льдогенератору) для применения в холодильнике, а также к оборудованному таким льдогенератором холодильнику.

Уровень техники

Простейший льдогенератор для холодильника представляет собой заполняемую водой чашу, разделенную на ряд камер, которую можно поставить в морозильное отделение холодильника для замораживания находящейся в ней воды.

Процесс замораживания занимает продолжительное время, так как охлаждение чаши посредством контакта с испарителем морозильной камеры возможно только через дно чаши в том случае, если сам испаритель образует дно морозильной камеры. В современных холодильниках испаритель, как правило, расположен на задней стенке морозильной камеры, так что охлаждение чаши происходит в основном опосредованно, циркулирующим в морозильной камере воздухом и занимает еще больше времени. Непредусмотренную потребность в льде этот простой льдогенератор быстро удовлетворить не может.

Чтобы ускорить приготовление льда, предложены холодильники, в которых льдогенератор подключается к охлаждающему контуру холодильника и получает из него хладагент. Хотя этот способ весьма эффективен, однако он технически сложен и соответственно дорог, так что пригоден скорее для коммерческого, чем для бытового применения.

Раскрытие изобретения

Задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы предложить льдогенератор для холодильника и соответственно оснащенный таким льдогенератором холодильник, которые делают возможным быстрое приготовление льда и в то же время недороги.

Эта задача решается льдогенератором с признаками пункта 1 и соответственно холодильником с признаками пункта 6 формулы изобретения.

Существенным признаком предлагаемого изобретением льдогенератора является отделение его охлаждающего контура от охлаждающего контура холодильника, в котором используется льдогенератор. Иными словами, охлаждающий контур предлагаемого изобретением льдогенератора замкнут; он содержит собственный хладагент, не связанный с хладагентом холодильника. Это значительно упрощает встраивание льдогенератора в холодильник, так как в обычном холодильнике требуются лишь незначительные изменения, чтобы в него можно было встроить льдогенератор, а соединительные каналы между охлаждающими контурами холодильника и льдогенератора не нужны.

Охлаждение льдогенератора, необходимое для приготовления льда, может просто осуществляться посредством теплообмена во втором теплообменнике, устанавливаемом в зоне охлаждения холодильника, где достигаются температуры ниже 0°С. Это позволяет охладить циркулирующий в охлаждающем контуре льдогенератора хладагент настолько, что он оказывается в состоянии через первый теплообменник заморозить воду в емкости для льда, и при этом для льдогенератора не требуется отдельная холодильная машина. Поэтому стоимость изготовления предлагаемого изобретением льдогенератора может быть невелика.

Поскольку хладагент льдогенератора не должен работать в термодинамическом замкнутом цикле, он может быть с успехом выбран таким, чтобы при нормальных условиях эксплуатации льдогенератора оставаться жидким во всем контуре охлаждения. Это позволяет при относительно небольшом объемном расходе в охлаждающем контуре переносить большее количество тепла, чем при газообразном хладагенте.

Второй теплообменник предпочтительно рассчитывается для использования в качестве резервуара хладагента, т.е. его объем выбирается большим, чем требовалось бы с точки зрения эффективного теплообмена при протекании хладагента. Это позволяет запасать большое количество холодного хладагента во втором теплообменнике в то время, когда льдогенератор не используется. Когда же он включается, то ему сразу же предоставляется большое количество охлажденного хладагента.

Для циркуляции хладагента льдогенератор предпочтительно оснащается насосом и, желательно, таймером для управления работой этого насоса. Таймер обеспечивает автоматическое отключение насоса через предположительно достаточное время для замораживания залитой воды после включения льдогенератора пользователем. Благодаря этому исключается непрерывный подвод тепла в зону охлаждения холодильника через второй теплообменник, расположенный в этой зоне, когда это уже не требуется для замораживания воды в емкости для льда. Кроме того, благодаря отключению насоса происходит поверхностное оттаивание готового льда в емкости для льда, что облегчает его извлечение из емкости.

Предлагаемый изобретением холодильник имеет, по меньшей мере, одну первую и одну вторую зоны охлаждения, настроенные на поддержание разных температур, причем емкость для льда расположена в первой зоне охлаждения, а второй теплообменник – во второй зоне. При работе льдогенератора емкость для льда и соединенный с ней первый теплообменник способствуют охлаждению первой зоны, тогда как вторая зона охлаждения нагревается вторым теплообменником. В то время как вследствие работы льдогенератора потребность второй зоны охлаждения в холодопроизводительности возрастает, соответствующая потребность первой зоны уменьшается, так что работа льдогенератора не влияет существенно на потребляемую холодильником холодопроизводительность.

Второй теплообменник занимает меньше всего места, если его разместить на потолке или на полу второй зоны охлаждения.

Чтобы получить большую поверхность теплообмена, второй теплообменник предпочтительно разместить в основном по всей ширине и/или глубине второй зоны охлаждения.

Желательно, чтобы льдогенератор холодильника был съемным. Это позволит при неиспользовании льдогенератора использовать напрасно занимаемое им место для хранения охлаждаемых продуктов.

Чтобы облегчить установку и извлечение льдогенератора, на внутренней стенке зоны охлаждения полезно установить штепсельный разъем для подключения насоса.

Целесообразно также, чтобы контур хладагента между первым и вторым теплообменником был образован хотя бы частично гибкими шлангами. Это, с одной стороны, позволит устанавливать емкость для льда в различных местах первой зоны охлаждения, которые в данное время не заняты охлаждаемыми продуктами, а с другой стороны, позволит благодаря обеспечиваемой шлангами подвижности емкости для льда относительно второго теплообменника компактно хранить льдогенератор после его снятия.

Краткий перечень фигур чертежей

Прочие признаки и преимущества изобретения вытекают из нижеследующего описания примера исполнения со ссылками на прилагаемые чертежи. На фигурах чертежей изображены:

на фиг.1 – предлагаемый изобретением холодильник с двумя разделенными перегородкой камерами с различной температурой, схематически изображенный спереди со снятой дверью;

на фиг.2 – изображение в перспективной проекции первого теплообменника и емкости для льда предлагаемого изобретением льдогенератора;

на фиг.3 – вид сверху на второй теплообменник льдогенератора и

на Фиг.4 – вырез в перегородке вблизи двери.

Осуществление изобретения

На фиг.1 схематически изображен вид спереди на холодильник с льдогенератором согласно предлагаемому изобретению. Холодильник имеет две зоны охлаждения, а именно холодильную камеру 1 в верхней части аппарата, в которой при работе холодильника в нормальном режиме поддерживаются температуры выше 0°С, и морозильную камеру 2 в нижней части, в которой в нормальном режиме поддерживаются температуры ниже 0°С. Обе камеры 1, 2 запираются общей дверью или предпочтительно по отдельности раздельными дверьми, которые на фигуре не изображены.

Установленный в холодильнике льдогенератор состоит в основном из двух узлов 3, 4, расположенных в холодильной камере 1 и в морозильной камере 2. Первый узел 3 состоит из первого теплообменника и емкости для льда и подробно изображен на фиг.2; второй узел 4 состоит из насоса и второго теплообменника и подробно изображен на фиг.3. Оба узла соединены между собой линиями 5, 6 хладагента. В холодильнике с одной общей дверью для обеих камер 1, 2, в котором обе камеры не обязательно герметически отделены друг от друга, линии 5, 6 хладагента могут свободно проходить перед передней кромкой горизонтальной перегородки 7, отделяющей друг от друга камеры 1, 2. Если каждая камера 1, 2 имеет отдельную дверь, то, как показано на фиг.4, в передней кромке перегородки 7 может быть сделан вырез 8, в который вставляется запирающая деталь 9 таким образом, что дополняющие друг друга полуцилиндрические углубления 10 на краях выреза 8 и соответственно запирающей детали 9 образуют проходы для линий 5, 6 хладагента и одновременно передний край 11 запирающей детали 9 устанавливается заподлицо с перегородкой 7.

На фиг.2 изображено возможное конструктивное исполнение первого узла 3 льдогенератора. Первый теплообменник 12 узла 3 выполнен здесь в виде полого тела из металла или пластика с двумя присоединительными штуцерами 13 для линий 5, 6 хладагента на боковой стороне теплообменника и многочисленными камерами или углублениями 14 на верхней стороне теплообменника. Передняя сторона первого теплообменника 12 изображена с частичным вырывом, чтобы показать перегородки 15, расположенные внутри теплообменника и направляющие протекающий по нему хладагент по извилистой траектории, охватывающей дно и стенки всех углублений 14.

В простом варианте совокупность углублений 14 уже могла бы служить емкостью для льда. Однако в рассматриваемом здесь варианте емкостью для льда служит тонкостенная чаша 16 с многочисленными углублениями 17, выполненными так, чтобы с геометрическим замыканием входить в углубления 14 первого теплообменника 12. Это позволяет после замерзания воды в углублениях 17 вынуть чашу 16, не вынимая одновременно первый теплообменник 12.

На фиг.3 изображен вид сверху возможного конструктивного исполнения второго теплообменника 18 льдогенератора. Он состоит из двух плоских пластиковых получаш, сваренных между собой по краям и вдоль многочисленных линий 20, чтобы образовать извилистую траекторию для хладагента.

Объем второго теплообменника 18 имеет приблизительно тот же порядок величины, что и чаша 16 для льда. Поэтому, по меньшей мере, в начале приготовления льда можно охлаждать воду в чаше 16 значительно более эффективно, чем за счет теплообмена на втором теплообменнике 18.

Электронасос 21 для хладагента установлен на втором теплообменнике 18 и имеет два присоединительных штуцера 22, 23, один из которых 22 предназначен для соединения с одной из линий 5, 6 хладагента, а другой 23 служит входом во второй теплообменник 18. Еще один присоединительный штуцер 24, предназначенный для присоединения одной из линий 5, 6 хладагента, расположен на верхней получаше второго теплообменника 18. Кабель 25 питания насоса имеет штекер 26. Не показанная на чертеже, соответствующая штекеру 26 розетка питания насоса 21 расположена на внутренней стенке морозильной камеры 2.

Не изображенная на чертеже схема управления расположена на насосе 21. Она предназначена для того, чтобы после нажатия пользователем кнопки включить насос 21 на время, достаточное для замерзания воды, налитой в емкость 16. По истечении этого времени схема управления выключает насос 21. Теперь лед в емкости начинает медленно подтаивать, что весьма желательно, так как образовавшиеся в углублениях 17 чаши 16 кубики льда легче вынимать, если они подтаяли с поверхности.

Может быть также предусмотрено, чтобы по прошествии некоторого времени схема управления периодически включала насос 21. При этом длительность фазы включения при работе насоса в повторно-кратковременном режиме выбирается так, чтобы не допустить таяния льда даже в течение значительного промежутка времени.

Длина кромок в основном прямоугольного второго теплообменника 18 приблизительно соответствует ширине и глубине морозильной камеры 2, так что второй теплообменник 18 можно просто установить, положив его на выступы, предусмотренные на боковых стенках морозильной камеры, или вставив его в соответствующие направляющие на этих стенках.

В альтернативном варианте можно также, не закрепляя, положить второй теплообменник 18 на полку 27, отстоящую на небольшое расстояние в несколько сантиметров от потолка морозильной камеры 2. Этот вариант особенно целесообразен, если пользователь может устанавливать и демонтировать льдогенератор в холодильнике, так как полка 27 в то время, когда она не используется для второго теплообменника 18, может быть использована для размещения аккумуляторов холода и других подобных предметов.

В качестве хладагента для льдогенератора в особенности подходит спирт или спиртовая смесь, или смесь спирта с водой.

Альтернативой к вышеописанным примерам исполнения может, разумеется, служить вариант, при котором насос и в соответствующих случаях схема управления включены в первый узел.

Разумеется, морозильная камера может также располагаться в холодильнике сверху, а холодильная камера под ней; в этом случае место для второго теплообменника предусматривается на дне морозильной камеры 2.

Формула изобретения

1. Холодильник с первой и второй зонами охлаждения, настроенными на поддержание разных температур и с льдогенератором, имеющим охлаждающий контур, содержащий хладагент, а также с емкостью (16) для льда, находящейся в термическом контакте с охлаждающим контуром через первый теплообменник (12), причем указанный охлаждающий контур льдогенератора отделен от охлаждающего контура холодильника и содержит помещаемый в зону (2) охлаждения холодильника второй теплообменник (18), отличающийся тем, что емкость (16) для льда расположена в первой зоне (1) охлаждения, а второй теплообменник (18) расположен во второй зоне (2) охлаждения.

2. Холодильник по п.1, отличающийся тем, что второй теплообменник (18) рассчитан на использование в качестве резервуара хладагента.

3. Холодильник по п.1 или 2, отличающийся тем, что содержит насос (21) для циркуляции хладагента и таймер для управления работой насоса.

4. Холодильник по п.1 или 2, отличающийся тем, что хладагент во всем охлаждающем контуре при нормальных условиях работы остается жидким.

5. Холодильник по п.1 или 2, отличающийся тем, что второй теплообменник во время работы льдогенератора отдает тепло в зону охлаждения.

6. Холодильник по п.1, отличающийся тем, что второй теплообменник (18) расположен на потолке или на дне второй зоны (2) охлаждения.

7. Холодильник по п.1 или 6, отличающийся тем, что второй теплообменник (18) располагается в основном по всей ширине и/или глубине второй зоны (2) охлаждения.

8. Холодильник по одному из пп.1, 2, 6, отличающийся тем, что льдогенератор выполнен съемным.

9. Холодильник по п.3, отличающийся тем, что на внутренней стенке зоны (2) охлаждения он имеет разъем для подключения насоса (21).

10. Холодильник по п.6 или 7, отличающийся тем, что охлаждающий контур между первым и вторым теплообменником (12, 18) имеет линии (5, 6) хладагента, которые по меньшей мере частично выполнены в виде гибких шлангов.

РИСУНКИ