專利名稱：無管路空氣循環(huán)的食物冷藏器的制作方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及一種用于冷藏新鮮水果和其他新鮮食物制品的設(shè)備，特別是涉及一種使用珀?duì)柼?yīng)熱電裝置的、改進(jìn)的臺(tái)面安放式水果冷藏器。
遵循公知的珀?duì)柼?yīng)進(jìn)行工作的熱電裝置，被用作冷卻/加熱裝置已經(jīng)有許多年。這種熱電裝置包括一排的半導(dǎo)體電偶，其中這些半導(dǎo)體電偶進(jìn)行電串聯(lián)連接和熱并聯(lián)連接。半導(dǎo)體電偶被夾在金屬化陶瓷基片之間。當(dāng)直流電流串聯(lián)地施加給熱電裝置時(shí)，該熱電裝置用作熱泵，其中在冷側(cè)吸收熱量，從而對(duì)冷側(cè)進(jìn)行冷卻，同時(shí)熱量在另一側(cè)散失。電流的反向會(huì)導(dǎo)致熱流動(dòng)方向的反向。將散熱器和吸熱器附著在相應(yīng)的冷熱兩側(cè)上，可以提高該熱電裝置的效率。
珀?duì)柼?yīng)裝置已經(jīng)長期用于設(shè)置冷卻器和/或加熱器，以保持食物新鮮或溫?zé)崾澄镆员愎?yīng)。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)并眾所周知地，使用強(qiáng)迫空氣對(duì)流可促進(jìn)熱傳遞。典型地，較小的電扇用于使空氣循環(huán)經(jīng)過吸熱器、進(jìn)入并貫穿食物用容器，同時(shí)另一個(gè)風(fēng)扇使外部環(huán)境空氣橫穿過散熱器，以從該散熱器處散發(fā)熱量。
盡管在現(xiàn)有技術(shù)中新鮮水果和其他易腐爛食物制品用的冷藏器是公知的，但這些裝置在市場(chǎng)上的銷售卻不太成功?？赡苡斜姸嗟脑騺斫忉屖袌?chǎng)銷售的不太成功。一個(gè)原因是實(shí)心的熱電模塊的成本和熱傳遞效率。此外，為獲得最大的冷卻效率需要進(jìn)行冷卻空氣的循環(huán)，這導(dǎo)致管路系統(tǒng)較為復(fù)雜，該較為復(fù)雜的管路系統(tǒng)大大地增加了容器(典型地由模制塑料材料制成)的成本。較長且復(fù)雜的空氣循環(huán)管路系統(tǒng)也導(dǎo)致了熱量損失和壓力下降，這二者都會(huì)降低效率或增加產(chǎn)品成本。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，新鮮水果或其他易腐爛食物制品用的冷藏器使用這樣一個(gè)結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)可使生產(chǎn)成本最小化，同時(shí)還允許優(yōu)化冷卻空氣的流動(dòng)，并且允許使用相對(duì)較小的熱電模塊。可提高效率的熱電模塊(如美國專利No.5,448,109揭示)，特別適合用于本發(fā)明的水果冷藏器中。
根據(jù)最廣泛的方面，本發(fā)明的食物冷藏器包括安置珀?duì)柼?yīng)熱電模塊用的基座殼體，其中該珀?duì)柼?yīng)熱電模塊夾在吸熱器和相反的散熱器之間。冷卻空氣循環(huán)風(fēng)扇使空氣循環(huán)流經(jīng)食物容器，并流經(jīng)吸熱器上方。為了減少制造成本，沒有設(shè)置分開的管路系統(tǒng)。當(dāng)空氣從循環(huán)風(fēng)扇退出時(shí)，空氣撞擊吸熱器并直接進(jìn)入食物容器。
食物容器部分與基座殼體相鄰，且包括封閉的側(cè)壁和可移開或開啟的蓋子以拿取食物。
在優(yōu)選的綜合實(shí)施例中，容納熱電裝置的殼體與食物容納部分一體形成，從而減少了制造部件的數(shù)量，因此降低了制造成本。
食物容器部分通常由可移開或開啟的蓋子進(jìn)行封閉，以使得冷卻空氣連續(xù)不斷地再循環(huán)流動(dòng)。然而，在一個(gè)實(shí)施例中，外部環(huán)境空氣供應(yīng)導(dǎo)管與冷卻管路系統(tǒng)連通，并包括控制外部空氣流入的計(jì)量裝置，以協(xié)助排出冷卻管路系統(tǒng)中的乙烯氣體和水果的其他成熟副產(chǎn)物。計(jì)量裝置可含有連接到風(fēng)扇上游的管路系統(tǒng)上的小徑管子。
為了幫助保持容器的內(nèi)部溫度，可移開的絕緣套筒被插入容器內(nèi)。該套筒的形狀與封閉側(cè)壁的內(nèi)部相一致。可移開的蓋子也可設(shè)置有絕緣襯套。
在容器內(nèi)部可放置各種排列方式的隔件，以通過改變流經(jīng)不同區(qū)域的冷卻空氣流動(dòng)，將容器分割為不同溫度的區(qū)域。這些隔件可以垂直安裝以從容器底壁向上延伸，或者水平安裝并附著到例如中心支柱或容器側(cè)壁上。


圖1是透視圖，顯示了本發(fā)明的水果冷藏器的總體布置結(jié)構(gòu)。
圖2是圖1所示的水果冷藏器的垂直剖視圖。
圖3是圖1所示水果冷藏器半剖后的透視圖，用于顯示內(nèi)部部件。
圖4是與圖3類似的、除去上擋板后的透視圖。
圖5是圖1所示水果冷藏器(除去了蓋子)的頂部透視圖。
圖6是與圖5類似的、除去上擋板后的視圖。
圖7是圖2垂直剖視圖的局部詳細(xì)視圖。
圖8是水果冷藏器的備選實(shí)施例的垂直半剖透視圖，用于顯示內(nèi)部部件。
圖9是與圖8類似的、除去吸熱器上板件后的視圖。
圖10是圖8所示水果冷藏器的備選實(shí)施例(除去蓋子)的頂部透視圖。
圖11是與圖10類似的、除去吸熱器上板件后的視圖。
圖12是圖8所示水果冷藏器的備選實(shí)施例的局部垂直剖視圖。
圖13是水果冷藏器的備選實(shí)施例垂直半剖后的透視圖，用于顯示內(nèi)部部件。
圖14是圖13所示水果冷藏器的備選實(shí)施例的垂直剖視圖。
優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說明在圖1和圖2中，顯示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的水果冷藏器14。該水果冷藏器包括在水平面上支承冷藏器的支承基座1。在此將詳細(xì)描述用于容納冷卻系統(tǒng)各個(gè)部件的基座內(nèi)側(cè)的空間。容器2安置在基座1上?？梢崎_的蓋子3提供了通向被保藏食物的通道?；?、容器2和可移開的蓋子3可以全部由注塑成形的塑料材料制成。基座1優(yōu)選是不透明的，而容器2和蓋子3優(yōu)選是透明的。
同樣如圖3-7顯示，基座1適當(dāng)?shù)刂С性谥?5上，來提供位于基座下方的開口空間，以便于環(huán)境冷卻空氣的進(jìn)入?；?的靠下內(nèi)部限定了充分敞開的環(huán)境空氣室16，其中該環(huán)境空氣室16大體由基座側(cè)壁17和基座擋板13所限定。
容器2和容置在其中的食物制品被熱電模塊12冷卻，其中該熱電模塊利用了公知的珀?duì)柼?Peltier)效應(yīng)。熱電模塊12安置在基座擋板13上，且大體水平地放置在擋板13所在的平面上。通過向熱電模塊施加直流電流，在一個(gè)表面(本例中是熱電模塊12的上側(cè))處吸收熱量，進(jìn)而冷卻了該表面。熱量在該熱電模塊的另一表面(本例中是熱電模塊12的下側(cè))處散失，進(jìn)而加熱所述另一表面。如現(xiàn)有技術(shù)中所熟知地，吸熱器(cold sink)10附著在熱電模塊12的上表面，且散熱器(heat sink)11附著在熱電模塊的下表面。吸熱器10典型地由鋁制成，且包括平面基底18和一組密排的肋片19。圖6中最適合觀察吸熱器。類似地，散熱器11包括鋁制基板20和一體的密排的肋片21。在散熱器11處工作的熱電模塊12所排出的熱量，經(jīng)環(huán)境空氣室16被環(huán)境空氣的流動(dòng)所散失。
離心風(fēng)扇9通過上擋板6(該上擋板6覆蓋著吸熱器10)中的孔5將空氣吸入，并沿徑向經(jīng)吸熱器肋片19將空氣排出，可選地將空氣排入到吸熱器的基板18和上擋板6之間的空間8內(nèi)。隨著空氣流經(jīng)上擋板6和吸熱器基板18之間并經(jīng)過環(huán)形開口4，空氣進(jìn)入了食物容器內(nèi)部24。通過這種方式，容器內(nèi)部24中的空氣再循環(huán)流動(dòng)并冷卻。
上述實(shí)施例通過減少制造部件的數(shù)量來最小化制造成本。
在如圖8-12所示的另一個(gè)實(shí)施例中，吸熱器27由基板26(優(yōu)選由鋁制成)和上板件23(也優(yōu)選由鋁制成)組成。突起25隔開了基板26和上板件23?？諝馔ㄟ^吸熱器上板件23中的孔22進(jìn)入離心風(fēng)扇9，并在吸熱器板件26和23之間沿徑向退出風(fēng)扇9?？諝庠诮佑|吸熱器板件26和23被冷卻后，經(jīng)開口4進(jìn)入食物容器24。該實(shí)施例通過減少制造部件的數(shù)量來減少了制造成本。該實(shí)施例也提供了外形較小的冷卻系統(tǒng)，因此最大化了食物存儲(chǔ)的內(nèi)部空間。
已知地，成熟水果會(huì)釋放出乙烯氣體和有機(jī)分解的其他副產(chǎn)物。需要通過定期或周期地更換在容器內(nèi)部24再循環(huán)流動(dòng)的冷卻空氣，來排出上述氣體。特別如圖13和14所示，環(huán)境氣體導(dǎo)管29包括小徑的計(jì)量管，且從食物容器2的側(cè)壁延伸至孔5，其中在孔5處少量的外部環(huán)境氣體被吸熱器風(fēng)扇9吸入，并與再循環(huán)冷卻空氣相混和。如圖所示，環(huán)境空氣導(dǎo)管29在孔5的上方開口，其中孔5正好位于風(fēng)扇9入口的上游。但是可以理解，導(dǎo)管可以在其他位置連接在管路系統(tǒng)上?？梢酝ㄟ^使用在導(dǎo)管29入口端的可選夾管閥或計(jì)量閥30來調(diào)節(jié)環(huán)境空氣的進(jìn)氣。為了使乙烯或其他氣態(tài)副產(chǎn)物相應(yīng)地排出，優(yōu)選在容器2和蓋子3之間設(shè)置小的漏隙，但是也可以使用手動(dòng)調(diào)節(jié)的出氣狹縫。該狹縫可以設(shè)置在容器2的壁上或者蓋子3上。
如前所述，熱電模塊12一般被設(shè)置為上表面是冷的，而下表面是熱的。因?yàn)槭构?yīng)給熱電模塊的電流極性反向會(huì)導(dǎo)致熱流動(dòng)方向反向，所以上述兩個(gè)實(shí)施例中任一的水果冷藏器都可用于溫?zé)崴源龠M(jìn)或強(qiáng)化水果的成熟。在該可選的結(jié)構(gòu)中，熱電模塊12的上表面是熱的，而下表面是冷的。
某些水果在購買時(shí)經(jīng)常還處于生的或半熟的狀態(tài)。例如香蕉在購買時(shí)通常處于半熟狀態(tài)，并允許在敞開的空氣中成熟。通過使供應(yīng)給熱電模塊12的電流極性反向，可以利用溫?zé)醽硎股幕虬胧斓乃焖俚爻墒?；?dāng)成熟后，通過再次使電流反向以向容器24提供冷卻空氣，從而水果可以保存較長時(shí)間。
總之，溫度控制是優(yōu)異的(且迄今為止是最好的)控制水果成熟的方式。如上所述，溫?zé)峥梢员挥脕韽?qiáng)化和促進(jìn)生的或半熟的水果成熟；但是在水果成熟后，冷卻是減慢生物成熟過程并在較長時(shí)間內(nèi)保存水果的最佳可行方式。
熱電模塊12的熱傳遞方向可以如上所述地進(jìn)行反向。也可以通過控制所供應(yīng)的電流和電壓來控制加熱和冷卻的程度。通過這一方式，用戶例如可以選擇一個(gè)設(shè)定點(diǎn)來使水果按照所需的速度成熟；或者相反地，用戶可以選擇一個(gè)冷卻設(shè)定點(diǎn)，以在使水果最為可口的某一溫度下保存成熟的水果。也可以使用其他的冷卻或加熱方式，或者由用戶手動(dòng)設(shè)置，或者由可編程微處理芯片進(jìn)行控制。
權(quán)利要求
1.一種食物冷藏器，包括支承基座，其包括殼體；珀?duì)柼?yīng)熱電裝置，其設(shè)置在所述殼體中位于吸熱器和散熱器之間；封閉的食物容器，其鄰接殼體，并由殼體基板從所述殼體處分開；所述容器包括從基板處延伸的外壁；所述基板支承著熱電裝置，并分開吸熱器和散熱器；擋板，其覆蓋了吸熱器的至少一部分，并與所述基板隔開，所述擋板具有與所述容器外壁隔開的周向外邊緣，以限定位于吸熱器和容器內(nèi)部之間的大體環(huán)形空氣流開口；并且，所述擋板具有從容器內(nèi)部通向吸熱器的中心空氣流開口；和風(fēng)扇，其鄰接所述中心空氣流開口處的所述擋板，并與所述吸熱器流體連通，以產(chǎn)生位于所述吸熱器上方并通過所述環(huán)形空氣流開口直接進(jìn)入容器的循環(huán)空氣流。
2.如權(quán)利要求1所述的食物冷藏器，其特征在于所述吸熱器包括大體平面的基底，該平面基底具有大體垂直于所述基底而延伸的彼此隔開的一體肋片。
3.如權(quán)利要求2所述的食物冷藏器，其特征在于所述吸熱器由鋁制成。
4.如權(quán)利要求2所述的食物冷藏器，其特征在于所述基板支承著所述吸熱器的平面基底，且所述擋板包括所述吸熱器的一體部分。
5.如權(quán)利要求4所述的食物冷藏器，其特征在于所述吸熱器由鋁制成。
6.如權(quán)利要求1所述的食物冷藏器，其特征在于還包括導(dǎo)管，以將容器內(nèi)部和外部環(huán)境空氣相連接。
7.如權(quán)利要求6所述的食物冷藏器，其特征在于還包括設(shè)置在所述導(dǎo)管中的閥，用于控制外部環(huán)境空氣的流動(dòng)。
8.如權(quán)利要求1所述的食物冷藏器，其特征在于還包括通向容器內(nèi)部的排氣出口。
9.如權(quán)利要求8所述的食物冷藏器，其特征在于所述排氣出口包括設(shè)置在容器或蓋子中的可調(diào)節(jié)狹槽。
10.如權(quán)利要求1所述的食物冷藏器，其特征在于還包括所述熱電裝置用的控制裝置，用于控制空氣流的溫度。
11.如權(quán)利要求10所述的食物冷藏器，其特征在于所述控制裝置包括使供應(yīng)給熱電裝置的電流極性反向的裝置。
12.如權(quán)利要求10所述的食物冷藏器，其特征在于所述控制裝置包括用于控制供應(yīng)給熱電裝置的電流和電壓大小的裝置。
全文摘要
一種食物冷藏器(14)，包括容器(2)，其中冷卻空氣在珀?duì)柼?yīng)熱電裝置(12)的吸熱器(10)上方移動(dòng)，并直接進(jìn)入該容器(2)中。來自容器的回流空氣從容器底部退出，并直接進(jìn)入風(fēng)扇(9)內(nèi)用于再循環(huán)流動(dòng)。省去了使用較長的空氣管路系統(tǒng)，可簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)并減少熱量損失。
文檔編號(hào)F25D17/06GK1701206SQ03820947
公開日2005年11月23日 申請(qǐng)日期2003年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月10日
發(fā)明者馬克·S·湯普森, 克里斯·W·奇喬厄, 約書亞·A·布勒爾 申請(qǐng)人:德爾塔T公司