专利名称：具有改进空气幕的冷藏陈列商品柜的制作方法
技术领域：
总的来说，本发明涉及用在超市、小型市场、便利店以及其它商业机构中的冷藏陈列商品柜，它用于陈列和销售冷藏的或冷冻的待售物品。具体地说，本发明涉及前开式冷藏陈列商品柜，其中冷的空气幕向下流经商品柜的前开式物品陈列区。
背景技术：
具有前开式陈列区的冷藏陈列商品柜通常也叫做陈列柜，一般用在超市、小型市场、便利店以及其它商业机构中，用于陈列和销售冷藏的或冷冻的待售物品。这种陈列柜的前开式特征使得消费者能够容易获取到物品陈列区，以便挑选和移动所购物品，而不存在需要开启柜门来获得物品所带来的不便。通常，冷的空气幕以较高速度向下经过陈列柜的前部开口，从而在物品陈列区与陈列柜前面的商店区域之间形成一不可见的边界。空气幕不仅有助于将冷空气保持在陈列柜的物品陈列区中并由此冷却陈列柜架上的陈列物品，而且在一定程度上也起到了将物品陈列区与商店内的环境空气隔离开的作用。进入开放的物品陈列区的环境空气增加了与陈列柜相关的冷藏系统的制冷需求，从而引起了不希望的能耗增加。而且，这种环境空气还可能引起物品陈列区内的局部温度升高，其足以导致物品温度发生不希望的升高，这可能对物品质量造成不利影响。
在冷空气幕向下通过陈列商品柜的物品陈列区的前部开口时会遇到一个问题，即环境空气被夹带着进入到形成风幕的冷空气流中。在相对高速的风幕空气与位于陈列柜前面通常静止的环境空气之间的界面处会存在紊流。由于这种紊流，一些环境空气在不希望的情况下被带进空气幕中。在现有技术中，已经开发出多重空气幕陈列柜来处理该夹带问题。例如，具有两个相邻并列但独立产生的冷空气幕的陈列柜在本领域中是很常见的。典型地，如Maehara在美国专利4,633,677中所公开的那样，最外部的空气幕比最里面的空气幕温度稍高，以便保护较冷的最里面的空气功幕不受环境空气夹带的影响。
同样，在本领域中众所周知的是，在一个或两个冷空气幕外建立较高温度的环境空气的第三空气幕可作为一种减少来自商店的环境空气被夹带进入冷空气幕的手段。Abraham在美国专利4,267,706中公开了，在最里面的冷空气幕外建立环境空气幕，该外部环境空气幕向下流动，平行且靠近于内部冷空气幕。Beckwith等人在美国专利3,648,482和3,850,003中，MacMaster等人在美国专利3,827,254中以及Roberts在美国专利5,345,778和5,357,767中均公开了在对冷空气幕的外部建立环境空气幕。最靠近陈列柜的物品陈列区的风幕最冷，而中间层风幕温度稍高于最里层的风幕，但明显低于最外层的环境空气幕。较暖的中间层冷空气幕的作用是减缓最里层的较冷空气幕受到来自最外层环境空气幕的热气的入侵影响。最外层的环境空气幕的方向基本垂直向下，要么平行和靠近于中间层空气幕帘，要么稍向内朝着中间层空气幕，以阻止来自中间层和最里层冷空气幕的冷空气逸散出陈列柜的物品陈列区。最外层的环境空气幕自身理想地散流到商店陈列柜底部附近，而不被引入到空气返回入口中，通过该入口冷空气幕返回到蒸发器室。
尽管与单一的空气幕设计相比，以上设计通常能十分有效地减少环境空气侵入循环冷空气的量，但在具有两个或三个空气幕的冷藏商品柜的情况下，仍存在大量的夹带。通常人们认识到，在这种多重空气幕设计中，当相邻空气幕具有相对一致的速度使得空气幕间交界面的剪切不稳定性被最小化时，夹带被减少。因此，在典型的先有技术的商品柜中，如果设置有两个或三个空气幕的话，独立空气幕的各自排气速度，即各个空气流在被排出其各自位于陈列柜顶部的喷管时的排气速度，被设计为基本相等。然而，当空气幕向下流动时，外部空气幕易于播散和逸散到商店中，从而降低了速度，而由于浮力效应和来自冷藏陈列柜的空气的增加，内部空气幕往往提高速度。因此，当空气幕向下吹时，相邻空气幕的交界面的剪切不稳定性增加，引起温度较高、湿度较大的空气进入内部冷空气幕的夹带增加。因此，需要提供一种改进的空气幕系统，以便能够在花费不高的情况下解决进入冷空气的内部空气幕的夹带问题。
发明内容
本发明的冷藏商品柜包括一限定物品陈列区的陈列柜，其具有前部开口，该开口借助较冷空气向下流动的内层空气幕和最好是较热空气的向下流动的外层空气幕与商店的环境空气相隔开。依据本发明，外层空气幕的排气速度保持为至少是内层空气幕的排气速度的1.4倍，并且最好是在大于内层空气幕的排气速度约1.4倍到2.4倍的范围之内。在一个优选实施例中，外层空气幕包含环境空气。
图1表示了冷藏商品柜的一个优选实施例的侧视图，其具有前开口陈列柜，该陈列柜具备双重气流空气幕把陈列柜内的第一环境与陈列柜外的第二环境隔离开；和图2是显示与冷藏商品柜相关的冷却系统所需要的负荷变化量量随空气幕速度比率变化的曲线图。
具体实施例方式
现参见图1，该冷藏商品柜10包括外层橱柜12和内层橱柜衬板20，该内层橱柜衬板20在它的边界内限定了一前开式的物品陈列区30。该外层橱柜具有底座13、从该底座13的后部向上延伸的后壁14、从该后壁向前延伸的顶壁15、以及一对从该底座13垂直延伸到该顶壁15并从该后壁14向前延伸的侧壁16。该内层橱柜衬板20具有顶板28、背板26、底板24以及相对的侧板23，它们一同界定了该前开式物品陈列区30。该橱柜底座13、后壁14、顶壁15和侧壁16中的每个都是隔热的，如同常规情况一样，以便使该橱柜12的内部及该物品陈列区30与通过其的过量热传递相热隔绝。
销售中的易腐烂物品80可陈列在设置于物品陈列区30内并位于底板24的上表面以上的架子18上。该物品陈列区30具有前部开口25，以便使消费者不仅可以看见，而且可以触及到该产品陈列区30内以便挑选和移动其想购买的物品80。物品陈列区30以常规的方式制冷以达到理想的物品温度，典型地在-10到小于大约40之间的温度，这根据其中要销售的物品以及该物品是否为冷冻或非冷冻的而定。
该冷藏商品柜10进一步包括冷藏室40，其通常设置在该陈列橱柜12内位于底座13和底板24之间的部分，如图1中所示，其中安装了冷藏系统部件，通常为一管式盘管蒸发器50和一鼓风机60，例如一个或多个风扇。然而，应当明白的是鼓风机采用的特定类型与本发明并没有关系和限制性。如同常规情况中一样，借助该蒸发器40的管的制冷剂冷却流过该蒸发器管表面上的空气。制冷剂通常是由位于商店内其它地方的远程冷藏单元来提供。然而，应当明白本发明也可以用于独立的冷藏商品柜，其包括它们自身的冷藏单元以用于提供冷的制冷剂。
在该外层橱柜12的后壁14和顶壁15与该内层橱窗衬板20的背板26和顶板28之间分别形成有空气循环管道32。鼓风机60用于将空气从空气入口42引导经过室40，以便穿过蒸发器50，并且由此通过管道32至第一空气出口34。如前面所述，当这种循环空气穿过该蒸发器50的时候已经被冷却至预期的温度。从该第一空气出口34开始，该冷空气通过设置在第一空气出口34内的叶片被引导着向下沿着第一路径穿过物品陈列区的前部开口25回到空气入口42。因此，冷空气被回收并不断地循环通过室40和管道32以转移在冷却冷空气时消耗的能量。此外，借助前述制冷装置，从其顶部到底部穿过该前开式物品陈列区30由此形成了一冷气风幕45。为进一步提供直接导向物品陈列区30的冷气，可以在背板26中设置多个开口24，借助它们，可使得循环经过管道32的冷气的一部分可直接通入物品陈列区30内。这些冷空气也将由鼓风机引导通过空气入口42回到室40中以便循环。
在橱柜12的顶部前方，第一空气出口34的外面设置第二空气出口70。与现有的冷藏商品柜相比，第二空气出口70用于引导较热的空气沿位于第一路径外侧的第二路经大致向下流动，其后为冷却的空气。以这种方式，在较冷的内层空气幕45的外部形成了较热的外层空气幕65，即进一步远离物品陈列区域30。该较热的外层空气幕65在较冷的内层空气幕45与商店周围环境之间起缓冲作用。而且，当外层空气幕65到达陈列橱柜12的底部区域时，其向外逸散到商店内而不是进入橱柜底部前端内的空气入口42。因此，夹带进入较冷的内层空气幕并接着通过入口42进入室40的热空气被降至最少，从而减少了冷却循环冷空气中的能量消耗。
第一空气出口34和第二空气出口70位于陈列柜12的顶前部区域，其中第二空气出口70位于第一空气出口34的外部，也就是更靠近于陈列橱柜12的前部。正如前面所指出的，第一空气出口34与管道32相连通，并引导由鼓风机60驱动的较冷空气向下穿过物品陈列区30的前部开口以形成内层空气幕45。第二空气出口70与较热的空气源，例如来自商店的环境空气，形成气流通道，并引导由与之相关的第二鼓风机72驱动的较热空气向下以形成外部空气幕65。
外部空气幕65以一定的排气速度被引导向下，该速度至少是内层空气幕45的排气速度的1.4倍。术语“排气速度”是指气流从各自位于陈列柜30顶部的空气出口排放的速度。所以，内层空气幕45的排气速度是从空气出口34排放的气流的速度，而外部空气幕65的排气速度是从空气出口70排放的气流的速度。最有利的是，外部空气幕65的排气速度保持在一等于内层空气幕45的排气速度约1.4倍到2.4倍的水平。
现在参照图2，纵轴代表负荷减低因子，它是指相对于仅有内层空气幕负荷的双重空气幕的冷冻负荷，并且横轴表示外部空气幕与内层空气幕的速度比率。因此，负荷减低因子越低，双重空气幕越有效。如图2所示，通过使外部风幕的排气速度与内层风幕的排气速度的比率保持在大约1.4到大约1.8的范围之内，在降低气流通过空气幕中，作为屏障的双重平行空气幕的效率被最大化。保持空气幕的速度比率在这个范围之内使速度梯度最小化，并且因此相邻空气幕之间沿相邻空气幕之间的交界面纵向的剪切不稳定性也最小化，由此导致较少的从较高速度空气幕进入较低速度空气幕的空气夹带。所以，根据使用本发明，通过第一和第二流体的平行气流的双重空气幕，并使外部空气气流排气速度保持在一等于内层空气气流的排气速度约1.4倍到约1.8倍的水平，可以在两个环境之间保持一个非常有效的隔离屏障。
上述说明是示例性的而并非限制性的。通过上述说明本领域技术人员可以意识到本发明的许多种改变和变形，其也将落在本发明的实质和范围之内。本发明的优选实施例已被公开。因此，在所附权利要求的范围之内，本发明可以以不同于特定描述方式的其它方式实现。出于上述原因，确定本发明的确切范围和构思应当研究以下权利要求。
权利要求
1.一种冷藏商品柜，该冷藏商品柜包括一限定出物品陈列区的陈列柜，其具有一前开口的可视区域、与所述陈列柜相结合以便引导第一空气流的空气沿着第一路径大致向下地穿过该前部可视区域的第一空气出口、和与所述陈列柜相结合以便引导第二空气流的空气沿着在该第一空气流外面的第二路径大致向下地穿过该前部可视区域的第二空气出口，其特征在于，所述第一空气流以第一排气速度从该第一空气出口离开，所述第二空气流以第二排气速度从该第二空气出口离开，所述第二排气速度至少是所述第一排气速度的约1.4倍。
2.如权利要求1所述的冷藏商品柜，其特征在于，所述第二排气速度与所述第一排气速度之比在约1.4到约1.8的范围内。
3.如权利要求1所述的冷藏商品柜，其特征在于，所述第一空气流包含相对较冷的空气，所述第二空气流包含相对较暖的空气。
4.如权利要求1所述的冷藏商品柜，其特征在于，所述第二空气流包含环境空气。
全文摘要
一种冷藏商品柜，该冷藏商品柜包括一限定出物品陈列区的陈列柜，其具有前部开口，该开口通过较凉的冷藏空气的向下流动的内层空气幕和较热空气的向下流动的外层空气幕与商店的环境空气相隔开。该内层空气幕以第一排气速度经第一空气出口被排出，该外层空气幕以第二排气速度经第二空气出口被排出，第二排气速度至少是第一排气速度的约1.4倍，最有利的是，是第一排气速度的约1.4到1.8倍。
文档编号A47F3/04GK1909817SQ200580001992
公开日2007年2月7日 申请日期2005年1月6日 优先权日2004年1月6日
发明者A·A·阿拉亚里, M·D·萨罗卡 申请人:开利商业冷藏公司