專利名稱：制冷裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制冷裝置。本發(fā)明特別但并非唯一地涉及適于快速冷卻物品的制冷裝置。本發(fā)明進(jìn)一步涉及一種冷卻方法。
背景技術(shù)：
常規(guī)的制冷裝置包括用于形成并維持低溫環(huán)境的裝置，以在該環(huán)境中保存食物或飲料。但是，往往需要快速冷卻一物品，例如一瓶酒或啤酒。由于將瓶子中的東西冷卻到所要求的溫度需要相當(dāng)長的時(shí)間，所以將瓶子放在冷藏室中并不容易實(shí)現(xiàn)這一目的。為了加快冷卻過程，消費(fèi)者往往將瓶子放在冷凍室中。但是，此方法的缺點(diǎn)是不易控制并且要依賴消費(fèi)者記住在東西凍結(jié)之前將瓶子從冷凍室中取出來。在US4,358,932中公開了一種用于較為快速地冷卻一物品的裝置的實(shí)施例，其中描述了一種將直接取自冰箱冷凍室的冷氣引入容納瓶子的腔室中的裝置。該冷氣在底部進(jìn)入腔室并沿腔室的縱軸方向向上流動(dòng)。當(dāng)冷氣通過瓶子時(shí)，熱量從瓶子和其內(nèi)容物傳給冷氣，從而使得內(nèi)容物的溫度降低。但是對于消費(fèi)者的要求而言，冷卻內(nèi)容物所花的時(shí)間可能仍然是不適宜地長。舉例來說，按照US 4,358,932中所給出的計(jì)算結(jié)果，1升的酒瓶從75°F冷卻至35°F將花去23分鐘。
現(xiàn)有技術(shù)中所公開的裝置類型的缺點(diǎn)是，瓶子只有小部分面積與冷氣直接接觸，并且冷氣通過瓶子的停留時(shí)間較短。因此，從瓶子及其內(nèi)容物傳給冷氣的熱量并不是很多。另外，通過腔室的氣流的擾動(dòng)性并非特別強(qiáng)烈，因此熱交換效率較低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一在于提供一種適于快速冷卻物品的制冷裝置。
本發(fā)明提供用于冷卻物品的制冷裝置，該制冷裝置包括具有縱軸的腔室，以及沿所述縱軸隔開的入口和出口，該制冷裝置還包括用于形成流體流的裝置，其特征在于，設(shè)置旋轉(zhuǎn)裝置，以使得該流體流沿圍繞腔室內(nèi)的縱軸的螺旋形路徑在入口與出口之間流動(dòng)。在該構(gòu)造中，流體流與物品之間的接觸時(shí)間增長。因此，傳熱更為有效，從而使得冷卻物品所花的時(shí)間減少。
優(yōu)選地，入口與腔室成切向布置，以便使得流體流沿圍繞腔室內(nèi)的縱軸的螺旋形路徑流動(dòng)。切向入口的布置確保物品周圍的螺旋形流體，該螺旋形流體使得其間進(jìn)行熱交換的接觸時(shí)間最長。
優(yōu)選地，設(shè)置支承體，用于支承所述物品使物品與所述腔室的內(nèi)壁隔開。該支承體確保物品在腔室中被置于用于熱交換的最佳位置處。
在一優(yōu)選實(shí)施方式中，該制冷裝置由若干腔室組成，各腔室的大小足以容納待冷卻的物品。其優(yōu)點(diǎn)在于能夠同時(shí)冷卻許多物品。這特別適合在例如需要許多一經(jīng)需要便可使用的備用飲料的飯店使用。
本發(fā)明還提供了一種冷卻物品的方法，包括如下步驟a)將物品放置在腔室內(nèi)冷卻，該腔室具有縱軸、以及沿縱軸隔開的入口和出口；b)將流體流引入腔室的入口；c)使得流體流沿圍繞縱軸以及圍繞待冷卻的物品的螺旋形路徑流動(dòng)；以及d)使得流體流經(jīng)出口排出腔室。


下面，參考附圖，僅通過實(shí)施例的方式來描述本發(fā)明的具體實(shí)施方式
，其中圖1為本發(fā)明的第一實(shí)施方式的制冷裝置的示意圖，此圖所示出的實(shí)施方式具有容納于其中的一個(gè)酒瓶；圖2為本發(fā)明第二實(shí)施方式的制冷裝置的示意圖；圖3為圖1中的裝置與其它部件相結(jié)合的示意圖；以及圖4為本發(fā)明第三實(shí)施方式的制冷裝置的示意圖。
具體實(shí)施例方式
圖1示出了本發(fā)明第一實(shí)施方式的制冷裝置10。制冷裝置10包括腔室12，其具有第一端壁14、第二端壁16和延伸于二者之間的圓柱形壁20。從而，腔室12大體為圓柱形，并具有縱軸18。應(yīng)當(dāng)理解，腔室可為適于接收和容納待冷卻物品的任何形狀。在鄰近第一端壁14的腔室的第一端12a處設(shè)置用于將冷卻流體流引入腔室12的入口22。入口22的橫斷面為圓形，并且與腔室12成切向連通。在鄰近第二端壁16的第二端12b處設(shè)置用于將流體流送出腔室12的出口24。出口24的橫斷面為圓形，并且與腔室12成切向連通。入口22和出口24沿軸線18隔開設(shè)置。
圖1示出了容納于圓柱形腔室12中的一個(gè)酒瓶26，但是應(yīng)當(dāng)理解，酒瓶26可用消費(fèi)者希望冷卻的任何合適的物品代替。同樣地，腔室12的形狀和大小使得其它物品可方便地容納和儲存于其中。在第二端壁16上設(shè)置架子28，以使得物品(此處為酒瓶26)被支承。架子28的位置和設(shè)置使得，當(dāng)酒瓶26支承于其上時(shí)，其基本上位于腔室12的中間。架子28具有平臺30和若干確保平臺30與第二端壁16隔開的支腳32。從而在第二端壁16與其上支承有酒瓶26的平臺30之間提供縫隙。
圖1中所示的制冷裝置10按如下方式進(jìn)行操作。將一優(yōu)選為空氣的冷卻流體流從入口22引入腔室12的第一端12a。與腔室12成切向布置的入口22使得進(jìn)入的冷卻流體沿通常為螺旋形路徑在圓柱形壁20周圍流動(dòng)，同時(shí)其沿軸線18朝出口24的方向移動(dòng)。圖1中示出了流體所遵循的路徑的簡化形式。流體所遵循的螺旋形路徑比入口22與出口24之間的直接路徑長得多。此外，通過使流體沿螺旋形路徑流動(dòng)，流體流中形成的紊流增加了從待冷卻的物品26傳出的熱量。
流體流通過與腔室12的第二端12b連通的出口24排出腔室12。平臺30與第二端壁16隔開的這一事實(shí)意味著流體流在離開腔室12之前可在平臺30下通過。因此，流體流可通過將熱能從架子28中遷移出來對其進(jìn)行冷卻。如果架子28由例如金屬的導(dǎo)熱材料制成則尤為有效。如果架子28被冷卻，還可幫助冷卻物品26。
圖2中示出了本發(fā)明的第二具體實(shí)施方式
。該具體實(shí)施方式
與第一具體實(shí)施方式
的區(qū)別在于，制冷裝置100包括與腔室112的縱軸118重合的入口122和出口124。此外，在靠近入口122的第一端114處設(shè)有風(fēng)扇部件128。風(fēng)扇部件128在圖2中示出，通常位于縱軸118上，但是風(fēng)扇部件128的位置可以改變，以便使得進(jìn)入的流體沿螺旋形路徑向腔室112的下方流動(dòng)。圖2中所示的裝置的使用方法基本上與圖1中的相同。經(jīng)冷卻的流體流經(jīng)軸向入口122進(jìn)入腔室112內(nèi)。使風(fēng)扇部件128旋轉(zhuǎn)，以便讓進(jìn)入的流體沿圍繞腔室112的縱軸118的通常為螺旋形并且有些紊亂的路徑流動(dòng)。應(yīng)當(dāng)理解的是，可用使得進(jìn)入的軸向流體流沿螺旋形路徑而流動(dòng)的備選裝置代替風(fēng)扇部件128。舉例來說，可使用固定葉片來產(chǎn)生相同的效果。重要的是，使得進(jìn)入的流體流沿腔室112內(nèi)的通常為螺旋形并擾動(dòng)的路徑流動(dòng)。
圖3示出了圖1中所示的并如上所述的與其它部件結(jié)合的裝置。裝置10通過入口22和出口24，并與其它管路相結(jié)合而連接到腔室140上。蒸發(fā)器150與風(fēng)扇部件152一起位于腔室140內(nèi)。優(yōu)選地，將裝置10與腔室140相連的管路同腔室140一樣均為絕熱型。使用時(shí)，將液體制冷劑(例如丁烷或氫氟酸烷)通過入口154低壓泵入蒸發(fā)器150。液體制冷劑的低壓狀態(tài)使其蒸發(fā)成為氣體。制冷劑在物態(tài)上的變化引起放熱反應(yīng)，從而熱量從液體中消失，并且液體快速冷卻，使得蒸發(fā)器150的溫度下降。風(fēng)扇部件152形成一股穿過蒸發(fā)器150并變冷的空氣流。然后，使其朝著腔室12的方向通過(該流向在圖3中以箭頭A示出)。經(jīng)冷卻的空氣通過入口22進(jìn)入腔室12，并使其沿圍繞待冷卻的物品的螺旋形路徑160流動(dòng)，從腔室12的第一端12a朝第二端12b的方向通過。由于流動(dòng)的螺旋形特性，所以物品與冷卻空氣之間的接觸時(shí)間大大增加。這樣，由物品傳遞至冷卻空氣的熱量最大化，并且物品的熱量迅速損失并冷卻下來。
由于傳熱過程的進(jìn)行，經(jīng)出口24離開腔室12的空氣比在入口22處進(jìn)入的冷卻空氣的溫度高。但是，排出的空氣可以循環(huán)回到蒸發(fā)器150用于再次冷卻。通過該過程產(chǎn)生的熱量在蒸發(fā)器中進(jìn)行交換，在此處空氣可通過常規(guī)壓縮機(jī)和冷凝系統(tǒng)從系統(tǒng)中除去。應(yīng)當(dāng)理解的是，圖2中所示的裝置可替代圖3中所示的系統(tǒng)中所用的裝置10。
圖4示出了本發(fā)明的第三具體實(shí)施方式
。制冷裝置200包括一組腔室212，其每一個(gè)的結(jié)構(gòu)與圖1中的腔室12相同。應(yīng)當(dāng)理解，腔室212可備選地具有如圖2所示的構(gòu)造。每一腔室212具有一切向入口222和一切向出口224。至少一個(gè)主入口226(此處示出了兩個(gè))將冷卻空氣供入制冷裝置200，并且一部分冷卻空氣被導(dǎo)入每個(gè)入口222。如前所述，冷卻空氣在經(jīng)過各出口224排出之前沿螺旋形路徑向下通過每個(gè)腔室212。排出的空氣通過一個(gè)或多個(gè)主出口228而被帶走。腔室212的數(shù)量和布置不限于圖中所示的情況。當(dāng)許多物品需要同時(shí)進(jìn)行冷卻時(shí)，此布置非常有用。
本發(fā)明并非限于上述具體實(shí)施方式
的明確特征。對于技術(shù)人員而言，其它的改變和改進(jìn)是顯而易見的。舉例來說，如已經(jīng)提到的，腔室可為能夠容納待冷卻物品的任何合適形狀。此外，用于冷卻物品的流體不必是空氣，而可以是任何合適的流體。在一些情況下，流體可為一種液體，例如水。
權(quán)利要求
1.用于冷卻物品的制冷裝置，所述制冷裝置包括具有縱軸的腔室，以及沿所述縱軸隔開的入口和出口，所述制冷裝置還包括用于形成流體流的裝置，其特征在于，設(shè)置旋轉(zhuǎn)裝置，以使得所述流體流沿圍繞所述腔室內(nèi)的縱軸的螺旋形路徑在所述入口與所述出口之間流動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制冷裝置，其中所述入口與所述腔室成切線設(shè)置，以便使得所述流體沿圍繞所述腔室內(nèi)的縱軸的螺旋形路徑流動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制冷裝置，其中所述出口與所述腔室成切線設(shè)置。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的制冷裝置，其中所述腔室為圓柱形。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的制冷裝置，其中所述縱軸基本上為豎向。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的制冷裝置，其中所述入口和所述出口位于所述腔室的相對端。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的制冷裝置，其中所述流體流為冷卻氣流。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的制冷裝置，其中所述用于形成流體流的裝置包括風(fēng)扇和蒸發(fā)器，所述蒸發(fā)器容納有制冷劑。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制冷裝置，其中所述出口的設(shè)置使得所述流體流流向所述蒸發(fā)器以用于再循環(huán)。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的制冷裝置，其中設(shè)置支承體，用于支承所述物品使其與所述腔室的內(nèi)壁隔開。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的制冷裝置，其中所述腔室的大小足以容納一瓶酒。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的制冷裝置，其中所述制冷裝置形成冰箱的一部分。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的制冷裝置，其中所述制冷裝置由若干腔室組成，各腔室的大小足以容納一待冷卻的物品。
14.基本上如此前參照附圖中所示的任一具體實(shí)施方式
說明的制冷裝置。
15.一種冷卻物品的方法，包括如下步驟a)將物品置于腔室內(nèi)冷卻，所述腔室具有縱軸、以及沿所述縱軸隔開的入口和出口；b)將流體流引入所述腔室的入口；c)使得所述流體流圍繞所述縱軸以及圍繞待冷卻的物品的螺旋形路徑流動(dòng)；以及d)使得所述流體流經(jīng)所述出口排出所述腔室。
16.如權(quán)利要求15所述的冷卻物品的方法，其中所述流體流與所述腔室成切向引入。
17.如權(quán)利要求15或16所述的冷卻物品的方法，其中所述流體流在允許排出所述腔室之前至少兩次圍繞物品通過。
18.如權(quán)利要求15至17之一所述的冷卻物品的方法，其中使得所述流體流在所述腔室的內(nèi)壁和其上放置所述物品的支承體之間流動(dòng)。
19.如權(quán)利要求15至18之一所述的冷卻物品的方法，其中所述流體流在進(jìn)入所述腔室之前被冷卻。
20.如權(quán)利要求19所述的冷卻物品的方法，其中使所述流體流通過蒸發(fā)器。
21.如權(quán)利要求20所述的冷卻物品的方法，其中在所述流體流經(jīng)所述出口排出所述腔室之后使其回到所述蒸發(fā)器用于再次冷卻。
22.如權(quán)利要求21所述的冷卻物品的方法，其中將所述再次冷卻的流體流引入所述腔室的入口。
23.基本上如上文中參照附圖中所示的任一具體實(shí)施方式
所述的一種冷卻物品的方法。
全文摘要
本發(fā)明提供了用于冷卻物品(26)的制冷裝置(10；100)，該制冷裝置(10；100)包括具有縱軸(18；118)的腔室(12；112)，以及沿縱軸(18；118)隔開的入口(22；122)和出口(24；124)，該制冷裝置(10；100)還包括用于形成流體流的裝置，其特征在于，設(shè)置旋轉(zhuǎn)裝置(128)以使得該流體流沿圍繞腔室(12；112)內(nèi)的縱軸(18；118)的螺旋形路徑在入口(22；122)與出口(24；124)之間流動(dòng)。
文檔編號F25D15/00GK1643318SQ03806845
公開日2005年7月20日 申請日期2003年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月27日
發(fā)明者A·福布斯, S·C·J·帕克, M·P·泰勒 申請人:戴森技術(shù)有限公司