冷藏展示设备或与之相关的改进技术领域
本发明涉及冷藏展示设备，在本说明书中以如在零售店铺中使用的用于
冷藏或冷冻的食品和饮料产品的冷藏、展示以及零售的冷藏多层展示箱体或
机柜为例进行说明。
背景技术
本发明不限于零售食品和饮料机柜。例如，本发明的原理可用于展示需
要冷藏的其它物品，例如药品或可能易于降解的科研物品。然而，本发明的
原理对于零售使用是特别有利的。
为了近距离观察和购买，前开口多层展示机柜为冷藏物品提供了无障碍
存取，使得展示中的物品可以容易地被看到、取得（access）和移除。典型
地，这种机柜通过在由机柜的前开口面限定的存取开口上的排气和回气端之
间从顶部延伸到底部的大型向下喷射冷藏空气幕（air curtain）进行冷却。而
且，还经由机柜的产品展示空间后方的有孔背板供应额外的冷却空气，其将
来自提供空气幕的导管的空气放出以在该空间内的每个层级提供更多的冷却
并支持空气幕。机柜内的层级是通过层架来限定的，该层架例如可以包括实
心或有孔板或者开口筐。
空气幕的目的是双重的：用于密封存取开口以防止冷气从后面的产品展
示空间溢出；以及从产品展示空间移除热量，该热量是通过存取开口以辐射
方式而得到的以及由于环境空气被夹带到产品展示空间中而得到的。
购物者熟悉“冷通道综合症”，其描述了在零售店铺中沿通道或一排冷
藏展示机柜行走时感觉到寒冷。冷通道综合症是由从机柜的前开口溢出到通
道中的冷气引起的。让购买者感到不舒服就会使他们不愿意浏览冷藏物品，
而这当然是与好的零售实践背道而驰的。另外，由于能源成本上涨以及可持
续发展规定（例如碳减排承诺）更加严格，越来越难以维持由此产生（保持
展示机柜冷却并且保持零售店铺温暖）的能量消耗。
零售展示机柜的制造商已经尝试了很多年以使冷藏展示机柜更高效，但
收效甚微，这是因为冷却设计从根本上说是有缺陷的。由于“烟囱效应（stack
effect）”和其它的动力，在机柜前面的上方的空气幕不能提供有效的密封以
将冷气容纳在壳体的内部。
由于温度对空气浮力的影响，烟囱效应由作用在幕上的压力产生。密度
更大、更冷的空气在机柜内下沉，因此增加了机柜的下部内的压力，当幕下
降时推动空气幕向外远离机柜。相反地，机柜的上部内的压力对应地下降，
这在机柜的上端区域朝向机柜向内拉动空气幕并导致夹带并渗入温暖潮湿的
环境空气。因此，作为整体的系统趋向于溢出冷气并渗入热气。传统的空气
幕需要高速度以保持足以密封机柜的存取开口的稳定性。然而，不幸的是，
高速度增加了环境空气的夹带率。另外，对购物者来说，通过进入空气幕后
面的产品展示空间接触到冷气的高速流是令人很不愉快的。
进入到空气幕中的夹带的环境空气推动了进入到产品展示空间的环境空
气的渗入并促使冷气从设备中溢出。还有其它原因使得夹带不受欢迎。环境
空气的热量增加了冷却负荷，因此增加了设备的能量消耗。环境空气带来的
潮气也是不想要的，因为潮气会导致冷凝，也可能导致结冰。对于购物者来
说，冷凝是不美观的、是使其困窘和不愉快的，其可能威胁到设备的可靠运
行以及增加微生物活性（其像所有生命一样需要水的存在）。另外，进入的
环境空气本身包含微生物、灰尘和其它不想要的污染物。
如上所述，通过机柜的后板供应到产品展示空间的冷气不仅为每个层架
提供冷却而且还为空气幕提供支持。因此，背板流可用于减少所需的空气幕
速度，从而减少环境空气的夹带率。然而，背板流具有这样的缺点：最冷的
空气吹在层架后面最冷的物品上，且这些物品由于离存取开口最远而得到最
低的热增量。这不期望地增加了横越存储在产品展示空间中的物品的温度分
散：理想地，类似的物品应都存储在相同的温度下。
冷藏通过降低物品的温度以减退微生物活性来保存物品。如果存储温度
不能保持足够低，那么微生物活性将迅速降低物品的品质。然而，过量的冷
藏，且特别是无意的周期冷冻，也可能降低某些物品的品质。因此，有必要
在整个机柜的产品展示空间内保持严格的温度控制。比期望温度高的机柜的
区域中食品品质下降更快。相反地，比期望温度低的机柜的区域可在冰点上
下循环，也促使食品品质更快地下降。
背板流是支持流的一个实例，其是没有作为空气幕的一部分通过排气端
传送的冷气流。典型地，背板流占传统机柜内的总气流的20%到30%，剩余
70%到80%被用作空气幕本身而循环。在传统的冷藏展示机柜中，背板流为
空气幕提供了必要的支持，其中背板流有典型的排放速度，否则将不能密封
具有这种没有支持的机柜的典型尺寸的存取开口。由于空气幕的长度上的主
空气幕的温度上升太多，因此，背板流还有必要提供补充冷却至存储的产品
以满足无外援的冷却要求。
即使有注入背板流这样的措施，传统的机柜在实际情况下可能有高达
80%的环境夹带率，因此造成了过度的能量消耗和令人感到不舒服的冷通道。
这里需要强调的是“实际情况”，因为冷藏机柜典型地性能测试过的标准和
协议趋于使它们的能源消耗的看法扭曲。虽然性能测试标准是严格的，但是
它们允许将设备从生产线上带走并通过长时间段的精心优化来产生最好的测
试结果。
优化包括表示产品展示空间内存储的食品的项目的测试包的位置的增量
变化，以及用于平衡机柜周围的冷却气流的除霜安排和蒸发温度的精细调整。
气流优化改变了空气幕与在每个层级经由多孔背板供应的空气之间的空气分
布。因此，测试机柜只对一个精确的产品装载配置进行了优化。即使在实验
室，这种特定的配置也是难以复制的。
在实际情况下，冷藏展示机柜以很多不同的方式装载各种各样不同形状
和不同大小的物品。这些实际的装载方式中没有一个与理想的用于能源性能
测试的装载方式相匹配；事实上，大多数都是非常不同的。因此，在实际情
况下机柜的能量消耗与公布的用于该机柜的性能数据几乎没有相似之处。因
此，需要设计一种性能更少依赖于实际情况下装载方式的变化的机柜。
总之，现有的前开口多层冷藏展示机柜折中了对最佳食品存储的生理要
求。空气幕未能有效地密封机柜，这导致较差的温度控制和高渗透率。温暖
潮湿的环境空气进入机柜，在接触存储在内部的物品时冷凝，以使物品变暖
并且沉积水分。更暖的温度和更高的湿度级提升了微生物活性，这减少了保
存期限，产生了异味，促进了真菌的生长并且能够使食物有毒。
因此，流行的是在冷藏展示机柜前面安装滑动或铰接玻璃门。起初，由
于冷气保持在门的后面，因此，这种方式可以解决前开口机柜遇到的问题，
节约了能源并预防了冷通道综合症。然而，门的使用存在很多缺点：
·门在购物者和展示物品之间设置了一道屏障，商家知道与前开口机柜
有关地销售量明显减少，一些研究表明减少差不多50％。
·门建立了屏障，并且负责补货、清洁和保养机柜的工作人员增加了额
外的工作。在这方面，需要使门的内部和外部都保持一尘不染的清洁，从而
保持卫生的和有吸引力的外观。门还很容易受到损坏，因此有时可能需要更
换。所有的这些都明显增加了零售费用。其还与零售商所需的健康和安全因
素以及风险减轻措施有关。
·在快速周转的零售环境中，购物者频繁开门以取出存储的产品。工作
人员的补货、清洁和保养也包括开门，不那么频繁但会持续很长的时间。每
当开门时会溢出密集的冷空气。从机柜内部损失掉的冷气将不可避免地被温
暖潮湿的环境空气所替代。
·由于在购买、补货、清洁和保养期间开门所产生的冷气溢出，实际情
况下的温度控制和湿气进入不明显优于传统的前开口机柜。因此，机柜内的
存储空间的区域将受到较差的温度控制和更高的水分，从而加快了存储物品
的品质下降。这也意味着，能量消耗不能明显地优于传统的前开口机柜。此
外，在某些条件下，需要将热量施加至门以减少在打开门后形成水汽和薄雾；
实际上，这将导致能量消耗的整体增加超过传统的前开口机柜。
·与传统的前开口机柜一样，能量消耗的测试是在非现实的情况下遵照
大量优化而进行的，因此，公布的数字是有误导性的。实际情况下的能量消
耗很可能明显高于公布的数字。
·存储布局可能需要改变以允许增加用于冷藏展示机柜的门。具体地，
由于与一般存取以及购买者开门和管理推车有关的人类工程学，在零售设备
中可能需要更宽的通道。更宽的通道减少了每平方米零售空间返回的销售量。
购物者喜欢前开口多层冷藏展示机柜，因为它们提供了容易的产品可视
性且存取。零售商喜欢这种机柜，因为它们允许在维修费用减少以及更好地
利用零售店铺空间的情况下，将多种多样的产品清楚地展示给购物者并易于
购物者存取。因此，本发明的目的在于提供这样一种前开口冷藏展示机柜，
其能够明显地减少夹带，提供严格的温度控制，减少冷通道综合症以及节约
能源，而不需要门或其它屏障。
发明内容
针对这种背景，本发明具有一冷藏展示单元，包括：前开口机柜，包括
能通过由前开口限定的存取开口进入的产品展示空间；冷却装置，用于在使
用中引入或产生冷气以冷藏所述产品展示空间中的物品；至少一个在前部设
置的排气出口，与供应导管相通，以在使用中喷射（project）作为穿过所述
存取开口的空气幕的冷气；以及至少一个在前部设置的回气入口，与返回导
管相通，以在使用中接收来自所述空气幕的空气；其中所述空气幕基本上没
有与所述空气幕相独立地供应到所述产品展示空间的任何补充冷却气流的支
持。
此外，本发明具有：一冷藏展示单元，包括：前开口机柜，限定冷藏容
积；冷却装置，用于在使用中引入或产生冷气以冷藏所述冷藏容积中的物品；
以及多个层架，设置在所述冷藏容积中，用于在使用中支撑冷藏物品，所述
层架以并排的列的方式安置；其中每个层架限定位于所述层架上方的上存取
开口和位于所述层架下方的下存取开口，所述上存取开口和所述下存取开口
在所述层架上方和下方的冷藏容积中的各产品展示空间中的冷藏物品提供存
取，且每个层架具有：至少一个在前部设置的排气出口，与供应导管相通，
以正使用中喷射作为穿过所述下存取开口的空气幕的冷气；以及至少一个在
前部设置的回气入口，与返回导管相通，以在使用中接收从所述层架的上方
穿过所述上存取开口的另一个空气幕排放的空气。
本发明还具有：前开口机柜，限定通过至少一个直立壁限制的产品展
示空间；冷却装置，用于在使用中引入或产生冷气以冷藏所述产品展示空
间中的物品；至少一个层架，用于在使用中支撑待展示的用于观看和存取
的冷藏物品，所述层架选择性地定位于所述直立壁上的不同位置处；其中
所述层架或每个层架具有能通过在所述直立壁上隔开的端口连接至供应
和返回导管的气流供应和返回通道；以及至少一个直立隔板，将冷藏容积
分成两个或多个列，在所述列中所述层架能在选择的位置之间竖向移动。
本发明的可选特征在权利要求书和说明书中阐明。
一方面，本发明在于实现其有利于减小空气幕的高度，并在各种减小高
度的空气幕中配置有这些优点。另一方面，本发明提供了能够减小空气幕的
高度的有利技术方案。
减小空气幕的高度降低了烟囱效应，从而减少了对于穿过幕的相同温度
差施加在幕上的水平力。对于给定的初始排气方向，明显更低的排气量就足
以。因此，可使用明显更低的排放速度，从而减少了环境空气的夹带以及降
低了能量消耗。
因此，减小空气幕的高度能够使用较低的初始速度并减少幕的偏转。这
样，在实际条件下而不仅仅在高度人工实验测试下，除了提高其能量效应和
冷却效果之外，还提高了空气幕的控制和一致性。
附图说明
为了使本发明更容易理解，将参照附图和图表以实例的方式对本发明进
行描述，其中：
图1是在本发明的第一个简单的实施例中的本发明的设备的侧剖视图；
图2是图1的设备的前部的详细视图，示出了产品展示空间与排气格栅
和回气格栅之间的理想水平间隔，该排气格栅和回气格栅分别排放和吸收穿
过产品展示空间前面喷射的空气幕；
图3是图1的设备的前部的详细视图，示出了排气和回气格栅的相对
面之间的间隔；
图4是图1的设备的排气格栅的详细视图，示出了穿过排气格栅的表
面测量到的空气幕的水平深度或厚度；
图5是图1的设备的排气格栅的详细视图，示出了可测量空气幕的初
始速度的位置；
图6是图4和图5的排气格栅的详细视图，示出了穿过空气幕的厚度
的优选的速度分布；
图7是图1的设备的回气格栅的详细视图，也示出了图6中的空气幕
的优选的速度分布；
图8、图9、图10和图11是详细的侧剖视图，示出了对排气格栅的
各种适应变化从而提升空气幕中的低湍流和优选的速度分布；
图12和图13是详细的侧剖视图，示出了邻近排气格栅的机柜照明装
置的可能位置；
图14是图1的设备的排水系统的放大详细视图；
图15是图1的设备的叶轮系统的放大详细视图；
图16对应于图1，但示出了在设备的冷藏空间内具有中间层架的第
一实施例的变型；
图17是本发明的设备的前视图，具有可选的侧安装冰箱发动机；
图18是本发明的第二实施例的设备的前视图，具有共享单个简单的
绝缘机柜且冷却发动机的底部安装冷却发动机和多个气流管理隔间；
图19是图18中所示设备的气流管理隔间的侧剖视图；
图20是图18的设备的侧剖视图，示出了如何堆叠气流管理隔间以创
建设备；
图21是图20的设备的层架的放大详细视图；
图22是示出图20的设备的变型的详细透视图，具有来自共同冷却设
备的共享冷却气流；
图23是图22中所示的变型的层架的详细侧剖视图；
图24是示出图22的设备中供应和返回导管的操作的气流分布图；
图25是在供应和返回导管及共同冷却设备之间图22的设备中的气流
的示意性平面图；
图26是示出能够对导管层架的高度进行调整的方案的详细立体图；
图27和图28是示出分别在供应套管和返回导管中的在图26所示的
方案中联接器（spigot）和端口之间的协作的放大详细侧剖视图；
图29和图30是在两个等级（level）上的上剖视图，分别示出图26
中所示的层架的供应导管和返回导管；
图31是本发明的第三实施例的前透视图，其中气流管理隔间设置在
冷藏展示设备内的并排的列中；
图32是图31的设备的上剖视图，示出了在其后内板后方的供应和返
回气流导管；
图33是图31的设备的前视图，示出了在设备的后内板中的阵列安装
位置和端口的布局；
图34是图1所示的设备的变型的侧视图，具有可替代的排水和除霜
布置；
图35是图34的设备的后视图；
图36是图1中所示的设备的另一个变型的侧视图，具有额外的辐射
冷却表面；
图37是示出并对比冷藏展示设备的各种可能的正面形状的一系列示
意性平面图，示出了其对空气幕和引导空气幕的修整器的形状的影响；
图38是示出影响空气幕的动力和热力的示意图，具有表示空气幕中
的等温线的不同阴影带，并且还示出了回气格栅周围的典型的速度分布；
图39和图40是对应于图38的放大详细视图，但示出了回气格栅和
该格栅周围的气流引导结构的可替代的布置；
图41是类似图31的多隔间、多列设备的前透视图，示出了如果这些
列的层架对齐，则可以移除相邻列之间的隔板；
图42是图41的设备的前透视图，示出了如果这些列的一些层架对齐
而这些栏的其它层架未对齐，则可以在相邻列栏之间创建小型隔板；
图43和图44是示出通过相邻列的层架支撑的小型隔板的可能的替代
布置的详细前透视图；
图45和图46是本发明的第四实施例的侧剖视图，其中气流管理隔间
具有倾斜的层架，并且图42额外示出了冷冻腔内的中间层架；
图47是将设备细分为如图41所示的具有倾斜层架的气流管理隔间的
侧剖视图；
图48是图43中所示的设备的变型的侧剖视图，其中气流管理隔间为
部分带有倾斜层架而其它没有倾斜层架的混合形式；
图49是本发明的冷藏展示设备的前部的示意性平面图，示出了沿其
侧边保护空气幕的侧修整器（side finisher）；
图50对应于图49，但示出了在隔板的前边缘上将气流管理隔间分成
多个列的类似的隔板修整器；
图51对应于图50，但示出了一种将隔板的前边缘设于相邻空气幕后
面的可替代方法；
图52是本发明的冷藏展示设备的前视图，示出了在供应和返回导管
中读取和比较压力并调节风扇速度以使系统平衡的差压传感器；以及
表1列出了根据本发明的某些优选的标准及用于每个标准、用于空气
幕和设备的值。
具体实施方式
首先参见图1，其示出根据本发明的冷藏展示单元1。在此以简单的
形式将单元1示出为能够独立运行的分立设备（discrete appliance），但
在实践中需要支撑结构（例如下方的储藏箱（storage）或展示机柜）将这
样的单元提高到易于存取的高度。多个这样的单元1可以被并行使用、以
模块化方式堆叠和/或围绕零售区域分布从而创建更大的冷藏展示。在下
文中将说明如何利用模块化的多个这样的单元创建一体化的多隔间
（multi-cellular）展示设备的原理。
图1中所示的单元1通常为中空长方体或箱体的形式，包括包围相应
形状的产品展示空间3（此处示出为阴影区域）的绝缘顶壁31、底壁33、
侧壁37和后壁35。在图1的右侧示出有前存取开口（access opening）39，
其限定在单元的顶壁31、底壁33和侧壁37之间。该存取开口39为存取
开口39后方的产品展示空间3中的任何物品提供了不受阻碍的到达入口。
侧壁37中的一个或两个可以是透明的，以提高在产品展示空间3中
展示的物品的可视性，在此情况下，侧壁37为适合的钢化玻璃和双层或
三层玻璃以保持绝缘度。
在使用中，存取开口39通过在产品展示空间前方向下流动的大致竖
直的空气幕9来密封。该空气幕9在向下喷射的排气格栅或DAG 5与向
上接收的回气格栅或RAG 7之间延伸。冷气被供应至喷射空气幕9的DAG
5，并经由接收来自空气幕9的空气的RAG 7返回。虽然本发明与现有技
术设计相比大大降低了夹带率，但从空气幕9接收到的空气将不可避免地
包含一些夹带的环境空气。
在这一局部冷却的实例中，空气通过位于单元1的底壁33、后壁35
和顶壁31内部的导管41、43、45在单元内的RAG5与DAG7之间循环。
导管41、43、45限定在各自壁的绝缘件（insulation）和与该绝缘件平行
延伸并从该绝缘件向内间隔开的相对薄的内板之间。导管包括分别位于单
元的底壁和后壁中的底部导管41和后部返回导管43，以及位于单元的顶
壁中的供应导管45。导管和空气空间被适当地密封，以防止空气泄漏到
周围环境中/从周围环境中泄漏，或者在单元中高低压空间之间的空气短
循环。
在使用中内板将由于在其后流动的冷气而变冷，因此将部分冷却提供
给产品展示空间3。事实上，在本实施例中，没有通过任意一块内板供应
冷气。当正确指定空气幕9时，顶部31的内板、底部33的内板和后部
35的内板的冷表面足以保持存储空间内物品的良好温度控制。
全部或部分内板可以不绝缘或加热，但是可以在部分或全部内板上提
供绝缘和/或局部追踪加热（local trace heating）以控制其温度。例如，可
能有必要进行绝缘或局部加热以防止产品展示空间中的邻近物品过冷。在
这方面，此处示出的后板是薄绝缘的以适应离存取开口39最远因此受到
最低热增量的产品展示空间的区域。
原则上，如果想要从导管放出部分冷气以使用局部增加的冷却来抵抗
热增量，则一个或多个内板可贯穿有一个或多个开口（例如，与后面的导
管相通的穿孔）。然而，由于热增量通常在单元的前开口处是最高的，因
此预计空气幕9将提供抵抗该区域中的热增量所需的冷却，而无需通过内
板进一步供应空气。
冷气可以在远处产生，并用导管输送至单元或从单元中输出，但是图
1中所示的实施例采用了在单元自身中冷却并局部循环的空气。为了这个
目的，在单元的后壁内部的导管中设置冷却盘管、排水系统和风扇阵列。
替代地，局部冷却和叶轮装置可设置在单元的顶部、底部或侧面。相关的
局部排水设施可设置在便利的位置。
另外，将参照图2到图7的放大图，其详细示出了DAG 5和RAG 7。
导管以及DAG 5和RAG 7被设计以产生平稳且均匀的气流特性。一
般来说，避免直角弯曲而支持斜接件73、173，倾斜的、倒棱或圆形弯曲，
或者设置有转向叶片、引导件以及导流板（baffle）的弯曲。
DAG 5具有与上方的供风室（supply plenum）相通的大体上水平的排
气面，该供风室进而与单元的处于供风室后方的顶壁中的较窄供应管道
45连通。DAG 5的排气面位于供应导管45下方的高度上，并通过倾斜角
或倒棱角结合至供应导管45。在该实例中，相应倾斜的角嵌条（corner
fillet）穿过供风室与倒棱角相对。
RAG 7具有与下方的返风室相通的大体上水平的进气面，返风室进而
与单元的、位于返风室后的底壁内的较窄返回导管41连通。RAG 7的进
气面位于返回导管41上方的高度上，并通过类似于DAG 5的倾斜角或倒
棱角结合至返回导管41。
从RAG 7的进气面的内侧或后侧向上延伸一低凸缘状冒口（riser）
61。该冒口61沿RAG 7的水平长度延伸，大体上穿过单元的存取开口39
的整个宽度。这有助于阻止冷气从产品展示空间3溢出。更常规地说，冒
口也可以位于RAG 7的最外侧或前侧上，或者，如下文中的实施例所示，
可以完全省略冒口61。
上修整器（finisher）65和下修整器67分别安置在DAG 5和RAG 7
的前面且穿过单元的整个正面从一个侧壁向另一侧壁横向延伸。这些修整
器65、67提供了将DAG 5和RAG 7的正面至少部分隐藏的美学修整，
虽然其至少部分可以是透明的。然而，它们的主要目的是实用。修整器
65、67起到防止冷凝或结冰的屏障的作用，因此，如图所示其被加热和/
或绝缘。可替代或附加地，修整器65、67由低导电性材料制成和/或具有
高辐射修整。如图12和图13将示出的，机柜灯15可以安置在修整器65、
67附近以起到热源的作用，从而防止冷凝或结冰。由于修整器65、67中
的至少一个借助其位置、方向和横截面形状还可影响空气幕9，因此用作
气流引导件。修整器65、67还用于展示关于产品、促销和定价的信息。
优选地，覆盖DAG 5的表面的上修整器65的下边缘位于DAG 5的
排气面上方不超过10mm，或者位于DAG 5的排气面下方不超过50mm。
其绝缘和/或加热的正面应该足够大以防止冷凝，又足够小以最大化可视
性以及进入存储区域。
覆盖RAG 7的表面的下修整器67具有向上和向外倾斜的上部63，该
上部63放置在下修整器的上边缘上方且相对于RAG 7的进气面向外-因
此向前。下修整器67具有通常处于与上修整器65相同的竖直平面内的下
部。由此可知，下修整器63的倾斜上部相对于包含上修整器65和下修整
器67的下部的平面位于前方。
在图1到图7所示的实施例中，上修整器65的下边缘位于DAG 5的
排气面下方，且下修整器67的上边缘位于RAG 7的进气面上方。这些特
征可以单独使用或者组合使用。它们虽然略微降低了总展示区域和存取开
口39的高度，但是作为一种平衡其节约了不少能量。它们还可有助于形
成通过DAG 5喷射并通过RAG 7接收的空气幕9。例如，下修整器67的
上部63与位于RAG 7的进气面的另一侧上的冒口配合，远离冒口张开以
将二者之间的空气从空气幕9引到RAG 7。
为了确保动态良好且一致的空气幕9，DAG 5和RAG 7应该在产品
展示空间的前面水平间隔开或者偏移。理想的是，DAG 5和RAG 7的相
对的排气面和进气面的后侧应该安置在如图2所示的产品展示空间的前
面大约20mm处，使得任何可能异常地从产品展示空间的前面伸出的物品
不会明显干扰空气幕9。
产品装载线（未示出）可以标在幕后面的单元的内板上，最适合地，
在内侧板上。这些线表示产品展示空间中的层架或物品可以安置的最大向
前程度。这种线可具有梨形弯曲以和允许向内偏斜的空气幕9的期望形状
相配，如图38所示。
在其他地方不提供空气进入系统的基础上，DAG 5处的质量流率
（mass flow rate）必须等于相对的RAG 7处的质量流率。DAG 5应供应
由相对的RAG 7收集的空气的50%与100%之间，允许环境空气夹带到空
气幕9中。
如图3所示从前到后穿过DAG 5的狭条状排气面而水平测量的空气
幕9的前后深度或厚度可能在40mm与250mm之间。然而，从前到后穿
过DAG 5的排气面水平测量的实际上最佳的排放狭条（slot）宽度为大约
50mm或70mm到100mm。
该狭条宽度（从DAG 5的排气面的冷侧到暖侧的尺寸）决定空气幕9
的厚度。空气幕9的厚度应该被最大化以得到最佳热效率。排放狭条宽度
越大，排放速度就越慢（因此降低了环境空气的夹带率），并且沿从排放
到返回的空气幕9的长度的温度上升减小。
然而，对增加狭条宽度有限制，进而对增加空气幕9的厚度也有限制。
例如，不能按比例减小排放速度以便用相同质量流率的空气来实现稳定的
幕。从前到后的DAG 5越宽，幕内所需的空气的体积流率越大。例如，
对于典型的、常规的机柜而言，尽管需要较低的排放速度，但增加一倍幕
宽度可导致增加1.6倍的空气体积流率。
虽然很厚的空气幕9仍然是很实用的且比薄的空气幕9更有效地散
热，但是如果DAG 5的排放狭条宽度增加至超过大约150mm，则在蒸发
器处很难处置空气的体积流率，并且需要大容积的导管工程和大容积风
扇。DAG 5的排放狭条越宽，排放越慢且效率越高，但最终单元周围的空
气的质量流在空气幕9上施加实际上最低的排放速度。空气幕9需要通过
动力（momentum）而不仅仅是浮力来驱动。
当然，空气幕9过厚也趋向于将购物者与他们想浏览和购买的产品隔
开，而这是不希望的。
代替地，减小DAG 5的排放狭条宽度将能够保持稳定的幕9，其中循
环的空气的整体容积流率较低，而且购买者与展示的冷藏产品之间的间距
最小。然而，对于窄于大约50mm的狭条，保持稳定所需的速度开始变为
次最佳的。
空气幕9的排放速度将影响幕的稳定性、幕与存储的物品之间的对流
传热系数以及进入幕9中的环境空气的夹带率。如果环境空气的夹带被最
小化（因此能量消耗也最小化），那么优选地最小化排放速度。然而，排
放速度不能降低太多，因为如果这样幕9就不能在存取开口39的整个高
度上保持足够的稳定性。为了抵抗在产品展示空间3前面附近露出的物品
的辐射热增量，幕9还必须为露出的物品提供足够的冷却。
如图4所示在DAG 5的面下方25mm的位置（point）所测量的幕9
的排放速度可以在0.1m/s与1.5m/s之间。由于在低速度下自然浮力可以
控制动力，因此，更优选地，在该位置处空气幕9的初始速度在0.3m/s
与1.5m/s之间，并且进一步优选地，在0.4m/s或0.5m/s与0.8m/s之间。
不同于传统的机柜，这些最佳的速度数字用于在基本上没有额外支持（例
如，来自后板中设计的流动）的情况下在存取开口39的整个高度上保持
稳定的幕。换句话说，空气幕9可能没有明显的额外支持，或者可能受到
来自补充气流的很小的额外支持，这种补充气流首要的、显著的或者压倒
性的目的是冷却而不是支持。
已经发现在这些范围内的空气幕9的速度取决于DAG 5从前到后的
宽度或深度、存储温度、环境温度和幕高。可通过幕稳定性或产品存储温
度来控制（dictate）最小排放速度。将足够的冷却提供给产品展示空间3
中的物品取决于幕质量流、速度、温度、产品辐射、环境温度和所需的产
品温度。然而，一般来说，最佳的是将排放速度减小到幕能够正好保持穿
过存取开口39的高度的完整性的程度。
浮力可能以小于0.4m/s的排放速度控制（dominate）空气幕9的流动。
尽管由于存取开口39特别短（<0.3m）、环境与产品展示空间3之间的温
度差很小并且对产品展示空间的辐射热增益最小，这种幕9可能是恰当
的，但是这种幕9可能具有有限的实际应用。排放速度达到1.5m/s的幕9
可被用于更高的存取开口39（>0.5m），但是在这个速度下效率会降低。
在这方面，应当注意的是，如果考虑在其空气幕9后面不具有支持流
（supporting flow）的典型的传统机柜，则对于仅为13K的环境和产品展
示空间之间的温度差而言，所需的排放速度将在大约2.5m/s的量级。很
清楚的是这种高排放速度具有极端低的效率，但在本发明之前只能容忍这
一点。
优选地，在如图5中所示的DAG 5和RAG 7的相对面之间竖直测量
到的空气幕9的竖向高度在200mm与800mm之间，但是任何大于600mm
的竖向高度可能是次最佳的。常规的空气幕机柜通常包括明显长于本发明
所设想的空气幕9，以用通常大于1m的高度来覆盖存取开口39；另外，
如果用例如背板流措施支持（这不是本发明所必需的），那么这种空气幕
9仅能在最佳状况下执行。
传统机柜的排放处的幕高度9和幕厚度之间的比例在10与30之间，
最常见的机柜具有大约20的比例。在本发明中，相同的比例通常小于10，
适合最实际的应用的比例为5到7。该比例越小，效率越高，从而空气幕
9的效率可以更高。除此之外，排放处的幕厚度可以表示为DAG 5的排气
面从前到后的有效宽度，或者DAG 5的狭条宽度。
已经发现，如果从该单元前部看去从一侧到另一侧的整个宽度上的压
降均相等（因而气流均衡），则RAG 7本身的设计对于能量消耗几乎没
有影响。然而，RAG 7的方向和位置以及任何相关气流引导结构的方向和
位置可能是重要的（significant），这一点将会在本说明书的下文中进行
说明。RAG 7从前到后的最佳深度或宽度接近于DAG 5在该方向上的宽
度，但也可能比其小，例如大约是DAG 5的宽度的三分之二，虽然需要
测试来验证这一点。这与传统的机柜相反，在传统的机柜中，部分由于除
了空气幕9之外必须返回的支持气流的存在，回气终端通常从前到后宽于
排气狭条。这种支持气流不是本发明必不可少的特征；相反地，优选地将
其省略。测试已经示出在宽度减少的RAG 7处空气幕9的效率和稳定性
的敏感度小于在DAG 5处的敏感度，并且原始数据暗示了最佳的RAG 7
宽度可能略窄于从前到后测量的DAG 5宽度。
里查逊数（Richardson Number）是定义为浮力与动力的比例的无量纲
数，其还可以用来描绘根据本发明的空气幕9的特性。考虑从前到后测量
的DAG 5狭条宽度的基本变量的里查逊数的一个定义为：
Ri = Gr R e 2 = gβ ( T ae - T 0 ) H 3 U 0 2 b 2 ]]>
Ri=里查逊数
Gr=格拉斯霍夫数（Grashof Number）
Re=雷诺数（Reynolds Number）
g=重力加速度(m.s-2)
β=热膨胀系数(K-1)
Tae=环境温度(℃)
T0=幕的排气温度(℃)
H=幕高度(m)
U0=空气幕的排气速度(m.s-1)
b=排气格栅宽度(m)
在变量如此多的情况下，由于诸如蒸发器结霜时排气速度波动以及环
境和存储温度变化之类的问题，空气幕9的里查逊数在冷藏展示单元的正
常工作期间将会发生变化。因此，指定设计点并不总是简单的。
对于最常见的传统的机柜，里查逊数通常为大约1400到1800。为了
使能量消耗最小化，重要的是使空气幕9的里查逊数最大化，因为里查逊
数代表低排气速度。然而，里查逊数高与幕的不稳定有关，因此，从稳定
性角度来看，期望将里查逊数最小化。在本发明的上下文中，40到60范
围内的里查逊数可能很适合冷藏零售展示单元，而超过120的里查逊数不
大可能有实际的应用。
应当谨慎使用里查逊数，但如果理解它的限制（limitation），其可以
是一个有用的分析工具。例如，分母中的U0b2可能不完全与排气速度和
DAG 5宽度相关。在这方面，需要注意的是，DAG 5越宽，需要的整体
质量流越大，这是因为恒定的质量流不能为改变的DAG 5宽度提供恒定
的稳定性。另外，由于分子中的温度差接近于零，因此它变得意义不大，
因为它不能够模型化出一等温自由喷射（isothermal free jet），在这种情
况下，该等温自由喷射是H/b和湍流的函数。然而，里查逊数可以近似地
与空气幕9的稳定性和偏转相关，并且为在很大程度上相似的应用提供方
便的空气幕9的比较。
图6示出期望具有这样的速度分布11，其中空气幕9的向外面侧的
速度比向内面侧更低。在这种情况下，在本说明书中所提到的空气幕9的
速度是穿过空气幕9的深度的平均速度。位于DAG 5上方的风室（plenum）
的倒棱弯曲和相对的角嵌条73有助于实现这一速度分布。
空气幕9的较慢的向外面侧与环境空气有较少的动态交互，因此会降
低环境空气的夹带率。通过经由DAG 5提供具有理想的层流的平稳气流
也会降低与环境空气的动态交互，由此降低产生的夹带。为了这个目的，
与DAG 5有关的风室的上述特征应该与DAG 5中的竖向延伸通道的适当
大小排气蜂窝（honeycomb）53结合，该排气蜂窝53也有助于使气流平
稳。因此，DAG 5基本上是需要喷射低湍流（或大量层状）气流以密封直
到RAG 7的高度的存取开口39的低速装置。
偏向冷却侧的速度形状（profile）11提高了冷藏机柜的效率；除了在
暖侧减少速度之外，在冷侧上更快的速度提高了空气幕9和存储在产品展
示空间3中的物品之间的对流热交换，从而将环境空气的夹带减到最少。
图7示出当最小压力限制选在RAG 7处时，RAG 7处的速度形状13
与DAG 5处产生的速度形状相类似是有用的。无论如何，面向产品展示
空间3的空气幕9的内侧上更冷的空气都将趋向于提升这一形状。这有助
于保持从产品展示空间3到空气幕9的期望的高热交换系数。
图8到图11示出对DAG 5的多种可能的适应性改变，以调节气流并
增进低湍流流动，优选地，具有如图6中所示的期望的速度形状11。例
如，这些适应性改变可包括空气引导件、分流器（splitter）和/或转动叶片。
蜂窝53插入件可用在DAG 5中，以使湍流最小化，并且平衡沿DAG 5
的长度从左到右穿过存取开口39的宽度的排气速度。位于DAG 5上方的
拐角导流板（corner baffle）55的角度可影响空气幕9的排气速度形状，
如果正确地应用如上所述的方法，那么这是有利的。
图8示出DAG 5可具有分级的分隔板51或蜂窝53槽以协助气流定
向和排气速度形状。
图9示出在具有朝向单元的前方上升的楔形上表面的DAG 5中的均
匀水平的蜂窝53。
图10示出DAG 5中的均匀的、水平的以及大体上平坦的蜂窝53，
DAG 5具有位于上方风室中的间隔开的一连串穿孔板54；如所示那样，
穿孔板的长度可在朝向单元的前方的方向上增加。
图11示出在具有上方风室中的楔形插入件55的DAG 5中的均匀的、
水平的以及大体上平坦的蜂窝53，该楔形插入件55的下表面朝向单元的
前方下降。图11中所示的插入件的下表面大体上是平坦的，但是其在相
对于单元的前后方向上可以凸弯曲或凹弯曲。
图12和图13示出对于邻近DAG 5的机柜照明设备15的可能位置。
图12示出带状照明设备，优选地包括LED阵列，其作为设置在DAG5
的前面的上修整器的一部分。设置在这里的带状照明设备15起到适用于
上修整器的绝缘和加热效果。相反地，图13示出带状照明设备15设置在
DAG 5的后方，位于DAG 5和供应导管之间的倒棱角55下方。在这种情
况下，独立的绝缘和/或加热的上修整器设置在DAG 5的前方。
图14和图15示出能保持平稳的空气模式特性和低静态电阻的期望的
气流处理，例如排水盘17周围以及冷却盘管47、风扇75和转换导管73、
77处的倒棱角或圆角。足够的导管宽度也是很重要的。例如上述的这些
改进使得单元周围的空气导管中的湍流以及通过该空气导管的压降最小
化。弯曲处良好的气流设计实践特别重要，因为这样能使流动干扰和压力
损失最小化。
具体参见图14，其示出在单元的底部和后部的返回导管之间结合处
的拐角中，冷却盘管47下方的可能的排水装置17。从冷却盘管47滴下
的水通过从后壁的绝缘内板向后和向下延伸至后部返回导管的偏转板
（deflector plate）171向后偏斜。有角度的嵌条173从偏转板171的后边
缘附近向前和向下延伸至下返回导管和后部返回导管之间的倒棱角177。
嵌条和倒棱角177使角过渡处的气流平稳。
偏转板171的后边缘位于单元的底壁和后壁的绝缘层之间的拐角处
的排水托盘179上方。排水托盘179包含下降至低排放位置（包括单元后
面的排水管）的倾斜部件，以排水并防止圈存无用的水，否则这种无用的
水可能助长单元的空气管道中微生物的生长。排水托盘179的倾斜部件的
前面具有向前和向下延伸至底壁的绝缘件的一体化角嵌条。该角嵌条与倒
棱角相对以影响气流方向上的平稳变化。
排水管17和冷却盘管47可能需要加热器221来去除温度足够低而局
部冻结所累积的冰。在下文中将参见图34对其进行详细的描述。
现继续参考图15，其示出叶轮75布置在后部返回导管的顶部，单元
的后部返回导管41和供应导管45之间的结合处的拐角19中。有角度的
角嵌条73穿过单元的后壁和顶壁的绝缘层之间的拐角延伸。角嵌条73为
板的一体部件，该板也具有从顶壁的绝缘层到后壁的内板向前和向下延伸
的支撑部件71。该支撑部件71支撑设置在支撑部件71的各开口中的一
排风扇75（在该侧视图中只有其中一个风扇是可见的）；除此以外，支
撑部件71从供应导管45密封后部返回导管41。此外，后部返回导管41
和供应导管45之间的倒棱角77与嵌条配合以使角过渡19处的气流平稳。
图16示出一个或多个中间层架21可位于冷藏室3中，例如显示不同
类型食品以及最好地利用可用空间。一个或多个中间层架21可以如图所
示具有穿孔或开槽以提高冷藏空间中的空气移动。这种层架不需要对后壁
或侧壁进行密封。
图17是示出在格栅后面用于排出热空气的侧安装冰箱发动机23以及
设置在其旁边的供进入产品展示空间的存取开口39的单元的前视图。要
强调的是，冰箱发动机23可以位于机壳的上部、底部、左侧、右侧或者
后侧。还需要反复强调的是，一体化的冰箱发动机23是可选的，可代替
地，可以从位于远端的冰箱发动机或者从通常的冷却回路供应冷却。
现在将对如何使用模块化多个单元的原理来产生一体化多隔间展示
设备进行说明。在这一点上，将参照图18到图33。相似的附图标记用于
相似的部件。
现在将明了的是，空气幕9的稳定性对于对抗烟囱效应的力、保持产
品展示空间3内部的空气比周围空气更冷以及防止周围空气的渗入来说
是很重要的。烟囱效应的大小取决于环境空气和机柜内部的冷空气之间的
温差以及机柜的存取开口39的高度。
机壳的冷冻室（chilled cavity）3被再分成一连串或一阵列更小的腔
室以使得空气除了经由它们的前开口之外基本上不能在邻近的腔室之间
传送的情况下，影响烟囱效应的高度为单个腔室或隔间的高度。本发明利
用减小的腔室高度使得烟囱效应的后果最小化。因此在本发明中，假设存
储温度和环境温度之间的差异相同，那么与传统的机壳相比，空气幕9具
有减小的原始动力要求。
图18示出具有底部安装的冰箱发动机23和多个气流管理隔间3a、
3b、3c的冷藏展示设备1，该气流管理单元3a、3b、3c以竖直阵列或列
堆叠且所有气流管理单元共享一个绝缘机柜。
阵列的下隔间的顶壁和相邻上隔间的底壁（比方说3b和3c）一起限
定层架。该层架将机壳的内部容积再分为一个在另一个上堆叠的多个产品
展示空间，每一个均在其自己的气流管理隔间中。在它们的后边缘和侧边
缘处，层架紧靠在机壳的后内板和侧壁上，以阻挡层架的边缘周围的气流。
如果需要，可沿层架的那些边缘设置密封件。
此外，侧壁的一个或两个可以是透明的，从而提高展示在机壳内的物
品的可视性，在这种情况下，侧壁是适宜的钢化玻璃和双层或三层玻璃。
在该实例中，三个气流管理隔间3a、3b、3c在环绕的机壳内部堆叠：
最上面的隔间3a、内部的隔间3b和最下面的隔间3c。在堆叠中具有三个
以上隔间的其它实例中将会有一个以上的内部隔间；相反地，在堆叠中只
有两个隔间的情况下，不会有内部隔间。
隔间可具有不同的高度并且可布置以在不同的温度下存储物品，从而
反映不同物品的不同存储要求。
图19中的侧横截面图中的内部气流管理隔间3b示出除了隔间省略位
于顶壁和/或底壁上的厚绝缘部件之外，每个隔间实质上怎样与如图1所
示的单独的设备相类似。在省略厚绝缘件的顶壁和/或底壁上，代替地使
用较薄的绝缘件或不使用绝缘件。这种情况用于作为除了堆叠的上部和下
部之外的隔间的内部隔间3b的顶壁和底壁。相反，最上面的隔间3a的顶
壁具有厚的绝缘件，且最下面的隔间3c的底壁具有厚的绝缘件。在那些
位置处和隔间的后壁上的厚绝缘件可以被认为是围绕多个隔间的机柜的
一部分。
本发明的气流管理隔间也可以装到传统的绝缘机柜或改装到现有的
零售展示机柜。在这些应用中，由于必要的绝缘件已经作为常见的机柜机
壳的一部分存在，因而隔间不需要位于后壁上的厚的绝缘部件。
图20示出如何堆叠图19的隔间以填满机柜的内部容积3。在该实例
中空气被冷却和局部循环，但可代替地，也可以将冷却空气通过导管远程
传送至每个隔间并从每个隔间传送出来。因此，冰箱发动机23可以包括
在机壳中作为一体化单元，或者可以从典型的超级市场冷藏包装单元远程
提供冷却。
这里，如图所示，局部冷却盘管47和风扇有利地位于隔间的后面，
因为这减少了层架的体积（bulk）并使对展示物品的存取最大化，但是可
代替地，冷却盘管47和/或风扇也可位于单元3a、3b、3c的顶部、底部
或侧面。局部冷却需要在该实例中示出的每个隔间的底部后侧拐角的排水
系统17。之前已参照图14对排水系统17的特征进行了说明，因而不必
在此重复。
从本质上讲，堆叠的隔间在冷藏机柜内部的层架之间产生一系列小空
气幕9。通过在每个层架的前部提供空气出口（DAG 5）和空气入口（RAG
7），使其分别与由层架内各自的通道限定的供应导管45和返回导管41
相通，进而与支撑层架的机壳结构中的导管相通，从而产生空气幕9。
此处所示的每个层架的DAG 5和RAG 7以及其相关的风室和连通导
管的特征与图1到图17中所示的实施例中它们的对应物大致相同。此处
也可以采用与该实施例关联解释的可选的功能。
在图21的放大细节图中可以很好地理解这一布置。该想法的简单表
达中，单个返回导管41位于双级分层布置中单个供应导管45上方。然而，
也可以使用其它布置，其中返回导管41位于供应导管45旁边且处于层架
中相同的水平层级上或者重叠层级上。另外，每个层架可以有一个以上供
应导管45或返回导管41，或者那些导管可以被分成多个支路。
在不同温度下层架中空气导管之间的相邻壁及其表面应该是低导热
材料和/或绝缘和/或加热的，以阻止较热的导管中的冷凝。较热的导管通
常为返回导管41，其中渗入增量趋向于提高水分含量以及接近较冷的供
应导管45，否则可能促使水分凝结。
在另一种处理可能形成的任何凝结的方法中，层架中的导管可以设置
有排水装置以收集水分并将其排出。例如，层架中的返回导管41可以略
微向下和向后倾斜以朝向机柜的后部下降，在此其可连接至设置用于冷却
盘管47的排水系统以从机柜中排出水。
在图1到图17所示的实施例中位于DAG 5和RAG 7的前面的上和
下修整器在此重复且具有相似的结构，但是在这种情况下，它们被集成到
位于每个层架的前面的单个修整器67中。该修整器67包括向上和向外倾
斜的上部，修整器的上边缘放在相关的层架的RAG 7的进气面上前方。
修整器67的一体化下部63在相关的层架的DAG 5的排气面下方略微延
伸。类似于第一实施例的那些独立的上和下修整器65、67用在阵列的最
上面的DAG 5和最下面的RAG 7的前面。
图22到图30中所示的变型示出隔间不需要具有单独的冷却盘管47：
该实例中的机柜具有例如可以位于单元底部的普通冷却盘管47。通风的、
导管式的层架连接至普通导管并将空气供应至空气幕9以及使空气从空
气幕9返回。因此，用导管从普通冷却盘管47将冷供应空气传送至每个
隔间并从每个隔间中将较暖的返回气体返回到盘管，以用于冷却、干燥、
可选地过滤和再循环。事实上，可以用导管将冷气从单元外部远程或共享
源传送至每个隔间以及通过用于重新冷却和其它处理的源来重新循环。
更具体地说，图22和图23示出连接至气流管理隔间并由气流管理隔
间共享的通常并行竖直的供应和返回空气分布导管。在这种情况下，供应
导管45位于层架的中央以及两个返回空气导管之间，这些导管全都限定
在后内板与位于机柜后壁中的绝缘件之间。当然，也可以使用其它导管布
置。由于在第一实施例中，后内板可能是薄绝缘的和/或被加热的以避免
远离来自存取开口39的热增量的区域过冷。
然而，如果供应和返回导管作为单独部件位于后内板的后方，而不是
由后内板本身部分地限定，那么绝缘或加热可能是没有必要的。
图24和图25示出图22的设备内的气流布置。空气分布和空气路径
循环有很多可能的变化以用于每个气流管理隔间，但是在图24的气流分
布图中提出一种可能的布置。其示出后内板后方竖直的供应和返回导管如
何连接至包括三个这种如上所述的隔间的机柜。
图25示出后内板后方的供应和返回导管如何连接至位于最下面的隔
间下方的机柜的底座中的普通冷却盘管47和空气循环风扇的平面示意
图。空气通过冷却供应空气的蒸发器盘管经由风扇引出，然后风扇推进
（propel up）中央供应导管。从此，空气进入层架和机柜的顶壁的供应导
管，且作为每个隔间的一叠空气幕9喷射，并经由层架中的返回导管返回
至后内板后方的中央供应导管的每一侧上的返回导管。返回空气在那些返
回导管中且围绕设置在围绕风扇和蒸发器盘管的机柜底座的罩（shroud）
向下流动，以在风扇的抽吸下再次进入蒸发器盘管。
层架可以被固定，但优选地，层架可移动。更优选地，层架可移动且
可在不同的竖直位置重新连接以允许容易地调节它们的高度，进而调节每
个气流管理隔间的高度。
图26中示出用于实现高度调节的简单布置。这里，机柜的后内板具
有能够使层架121保持在不同高度的多种安装位置。层架支撑系统包括从
每个层架的后部如悬臂伸出（cantilever）的悬挂式支架123，其连接（hook
into）至在后内板或竖直支撑件（未示出）中钻出的补充孔125，该竖直
支撑件可以连接至后内板以得到更高强度。
这种支架和支撑件123的使用在用于设置可调节的层架121的零售展
示机柜中是众所周知的。然而，在该实施例中气流对层架121的要求还需
要通向位于后内板后方的供应和返回空气导管的相关端口。这些端口以与
位于后内板后方的平行竖向延伸的供应和返回空气导管对齐的竖直阵列
隔开。有利地，这些端口只有当层架与其耦接时打开，以减少不需要的冷
气溢出到机柜的产品展示空间中。在这方面将参照图27和图28。
为了这个目的，后内板包括薄的柔性、弹性材料（例如弹簧钢或塑料），
其被激光切割或CNC-冲孔以形成用于层架的空气导管连接的片状阀开口
（flap valve opening）。每个端口开口127没有被切割成完整的孔，而是
被切割为细长（elongated）的“U”形。当层架121悬挂在后内壁上时，
通过位于层架121的后部上的相应的联接器将由“U”切割形成的片状物
推回。该联接器包含与层架121中的供应或返回导管相通的开口，允许气
流在层架的导管和对应的位于后内板后方的导管之间的适当方向上流动。
层架121具有一个以上的这种联接器，每个联接器都通向层架中的各
自的导管，且设置为与后内板中的相应端口以及该端口后方的相应分布导
管相对齐和相配合。在这种情况下，层架的后边缘上有三个联接器，中央
的一个联接器用于对准中央供应导管，而其它两个联接器用于对准后内板
后方的中央供应导管的一侧上的返回导管。当层架被移除时，联接器从端
口脱离且弹簧回到后内板的正常面以返回到关闭位置，从而实质上密封该
端口。
图29和图30对图23进行了详细说明，且分别示出设置在如上所述
的双层级管理中的层架的供应和返回导管。图27和图28还示出层架的供
应和返回导管如何与层架的后边缘处的各自相关的联接器相通。
用于“U”形的切割线应该尽可能窄，以使当片状阀关闭时通过后内
板泄漏的空气最小化。为了这个目的，可以用密封件环绕该片状阀。也可
以为片状阀安装磁体以使其保持关闭，除非层架的联接器将它们推开。然
而，通过后内板泄漏的任何空气可能有助于冷却机柜的容纳物。
后内板中的这些简单的片状阀为本发明的可调节层架构思提供了低
成本和可靠的基础。然而，也可以设想用其他形式的铰接、转动或滑动端
口覆盖件或阀来替代，如可以通过利用插塞来阻塞任何不用的端口。
后内板可具有例如竖直带状触点（未示出）的供电部件，其在低电压
（通常为12V）下与层架上的互补电端子配合。当层架被插入到后内板中
时，端子连接至触点以将所需的电传导至层架中的电力系统（例如照明、
加热和控制部件）。在另一种选择中，可通过用于支撑层架的可协同操作
的固定件来实现电连接。
现转到附图的图31到图33，这些附图示出当所有气流管理隔间共享
一个冷藏展示设备1的单个绝缘机柜时，气流管理隔间也可以并列设置。
在该实例中，多个气流管理隔间以三个竖直阵行或列201、203、205设置，
每个列包括更小的多个隔间或子隔间。每一列均具有中央供应导管，如图
32中最佳示出的，中央供应导管位于其后内板后方的两个返回导管之间，
并且如图33中最佳示出的，端口的竖直阵列与那些导管中的每一个对齐
且相通。图33还示出安装孔的竖直阵列，借由这些竖直阵列，层架的高
度可调节。
相邻的列间隔开，且部分由位于与后内板的平面正交的平面内的大体
竖直的隔板137限定。因此，在该实例中有两个这种隔板137，它们位于
彼此隔开的、平行且大体上竖直的平面中。
尽管如图31到图33中所示的设备具有固态不透明的绝缘侧壁37，
但可替代的是，一个或两个侧壁37可以是透明的以提高机柜中展示的物
品的可视性。这种布置在图41和图42中示出。而且，如果透明，则侧壁
可以是钢化玻璃以及双层或三层玻璃。类似于提高机柜中展示的物品的可
视性，如图所示隔离物137最好是透明的，且优选地为钢化玻璃。由于隔
板可使并排隔间设定为不同的存储温度，因此，如果它们是透明的，例如
为双层或三层玻璃，那么它们可以有益地具有绝缘的性能。
外部的列201、205被限定在侧壁和平行隔板之间；内部的列201被
限定在两个这种隔板之间。为了说明本发明的灵活性，图31中所示的两
个外部的列201、205中的每一个均有共同限定出四个隔间的三个层架
121，且内部的列有共同限定出三个隔间的两个层架。可以看出可以如何
将隔间的高度从隔间到隔间以及从列到列大幅度地改变。对于在这方面的
多用性，层架可移动且层架高度可调节（例如通过利用如上所述以及图
32和图33中所示的调节方法）是非常可取的。
列的数量在很大程度上是不重要的。可以只有两列，每个侧面上的一
列作为外部的列，而在它们之间没有内部的列；或者可以有三个以上的列，
在两个外部的列之间具有一个以上的内部的列。为扩展做准备，可以在使
用相同的侧壁时，通过以模块化的方式并入合适的额外部件从而将列添加
到现有的设备中来横向延展设备。
每列中的层架和隔间的数量在很大程度上也是不重要的，只要确保足
够的存取和空气幕9密封即可。事实上，在任何给定的列中不必有一个以
上的隔间，因此可能根本不需要层架。并排隔间概念的最简单的表达方式
是具有两个彼此相邻的隔间，且这两个隔间通过环绕绝缘的前开口机柜中
的隔板彼此隔开。
每个隔板的后边缘紧靠并优选地密封后内板。隔板从后内板基本上在
层架的从前到后的整个深度上延伸。优选地，如图所示，每个隔板略微向
层架的前边缘延伸，至少直到层架前方的修整器的向前延伸上部的前边
缘。
隔板防止气流从一个列溢出到下一个列由此干扰相邻隔间的空气幕9
动力。这有助于防止每个空气幕9的性能被环境空气所影响或者邻近的空
气幕9影响。隔板还有助于使隔间之间的交叉污染最小化以及有助于包含
可能从隔间内展示的物品中产生的任何溢漏。
层架的后部和侧边缘紧靠后内板和机柜的侧壁和/或紧靠隔板，以阻
碍围绕这些层架的边缘的气流。如果需要，可以沿这些层架的边缘提供密
封件。
每个隔板的前边缘区域应是绝缘的和/或加热的以对抗冷凝。每个隔
板的前边缘区域也可以是低导电材料和/或具有高发射率的涂层。
与传统的机柜（其中RAG 7通常连接至机柜的前面以用导管将空气
传送至冷却盘管47）相比，本发明的隔间具有延伸回单元的后部并从后
部至冷却盘管47的返回空气导管。
一些变型已经如上所述，在不背离本发明的构思的情况下，可进行许
多其它的变型。
例如，图34和图35示出可替代地应用到第一实施例的排水和除霜装
置，然而，很清楚的是类似的特征也可以应用到其它实施例中。
在零摄氏度以上运行的单元中，可以简单地通过使冷却盘管47停用
并且在盘管上方继续使空气循环来实现除霜。在不能这样的情况下，可以
如图34所示供应热量。在该实例中，电或热气加热部件（例如盘管上的
杆或管）和排水表面解冻这些位置积聚的任何冰。此外，后返回导管中冷
却盘管47上方的蝶形阀挡板（damper）（该蝶形阀挡板通常通过与导管
中的气流进行配合来保持开启）转动90°以在除霜过程期间阻止导管中
的气流，从而防止对流循环。
图35的后视图示出利于气流沿空气幕9的线性长度均匀分布的多个
离心式风扇。可替代地，可以使用切向风扇。图35还示出排水托盘或水
槽如何具有从设备的一侧到另一侧朝向排水管倾斜的“下落（fall）”。
下面示出具有会聚在中央排水管上的相对倾斜臂的可替代的排水托盘。
图36中所示的变型解决了存储在产品展示空间前面、存取开口39附
近的物品将会大大受到存取开口39带来的环境辐射热增量的影响的问
题。可通过在此处所示的顶部和底部内板的向前区域中以及中间层架（其
划分产品展示空间）的向前区域中引入一些辐射冷却表面333，将这种热
增量大半地或者部分地抵消。图31到图33中所示实施例的竖向隔板的向
前区域中也可以具有辐射冷却表面。
可通过沿带有用于冷却辐射的黑色哑光表面的金属片的传导来实现
最简单的辐射冷却。还可以使辐射表面333具有额外的冷却管或板。
在绝缘件设置在单元的内板上的情况下，绝缘件从板的一边到另一边
可以不均匀，以适应单元内的不同位置处所期望的热增量。作为一个实例，
随着到存取开口39的距离的增加，绝缘件变得更厚以适合内板的局部温
度，从而适应在该位置处所期望的热增量。相反地，可以类似的方式来适
应不绝缘的内板的传导性。
类似地，用于内板的任何跟踪加热装置也可以具有从板的一边到另一
边的不均匀的效果，例如在板的不同位置处加热部件具有不同的厚度或密
度。例如通过开启板上的不同的位置处的不同数量的加热部件，可以使跟
踪加热的程度在内板的一边到另一边可变的和可控制的，从而适应从板的
一边到另一边的温度形状。这可以用于适应内板的局部温度，从而适应在
该位置遇到的热增量。
在内板贯穿有与后面的导管连通以允许冷却空气进入产品展示空间
的开口（例如孔洞）的情况下，孔洞的尺寸或密度可在板上不同的位置之
间变化。另外，这可以用于适应在该位置处遇到的热增量。
图37确定冷藏展示设备的前面可以是平的，或者如顶视图所示从侧
面37到侧面37是直的。然而，设备的前面可不是直线或平面，而例如具
有图37的中间和底部图所示的大致凸的中央突出形状。图37的中间图示
出在中央直的部分的任一侧上具有相对倾斜的侧部的分段前侧形状。相比
之下，图37的底部图示出了弧形前侧形状，在该实例中在平面图中看大
体上是半圆形。原则上，大致凹形、中央凹陷形也是可以的。在每种情况
下，空气幕9和修整器67遵循在该位置处设备的前部的平面形状。
层架21可支撑抽屉或其它上开口式容器以保持冷气，并且层架或者
这种抽屉或容器可以安装有自身向前系统，例如用于在从前面选取其它物
品时在重力作用下向前推动物品的倾斜基底。
可为层架提供在类似于抽屉的滑道上向前滑动的装置，以进行清洁、
维修和补货。带导管的层架可包括通过端口的片状阀连接至后内板的后面
的供应和返回导管的联接器而作为整体滑动。如上所述，当向前滑动时，
一旦联接器从端口抽出，片状阀就关闭，以停止将空气供应至层架。可替
代地，滑动托盘部件可在带导管的层架上并远离带导管的层架向前滑动，
而层架保持在原地并与后内板的后面的供应和返回导管连通。
在另一可能的变型中，较小的二次空气喷射（甚至可以达到环境温度
或高于环境温度）可以在主空气幕9的前面喷出，以防止DAG 5和RAG
7的前面的修整器发生冷凝。
图38示出影响空气幕9的动力和热力。空气幕9中不同的阴影带表
示等温线，其中在面对产品展示空间的空气幕9的内侧和后侧上温度更
低。
在现有技术中已知的是，可以改变空气幕9的排气角从而提高空气幕
9的稳定性。这特别适用于如现有技术中跨越高存取开口39的长幕。在
现有技术中这种幕密封冷却腔室，可能有利的是使幕朝向暖侧倾斜；也就
是说，相对于单元的冷却腔室向外或者向前倾斜。已经发现了用这种方式
使幕倾斜可以在较慢的排放速度下保持稳定性，从竖直倾斜15°到20°
被认为最佳。
考虑到本发明的射程距离短和低速度的特征，使DAG 5处的空气幕9
向内或向外倾斜通常会损害效率，除非由于较差的产品装载从产品展示空
间突出而妨碍空气幕9流动。因此，优选地，排气方向大致竖直向下，优
选地在竖直方向的正或负30°内，更优选地在竖直方向的20°、15°或
10°内。
这样的竖直度应用至所示的DAG 5实质上位于RAG 7正上方的情
况。然而，更通常的表述是，RAG 7可以相对于DAG 5水平偏移，因此，
DAG 5和RAG 7之间的直线相对于竖直方向倾斜。因此优选的是，排气
方向大体上与连接DAG 5和RAG 7的直线对齐，或者至少在该线的正或
负30°内且更优选地在该线的20°、15°或10°内。
在理想的空气幕9中，从DAG 5中喷出的空气的100%将被RAG 7
捕获。另外，RAG 7将仅捕获从DAG 5中喷出的空气，而没有夹带或其
它空气容积/质量增益。换言之，理想地空气幕9应表现为类似一闭合的
循环回路。
然而，事实上，空气幕9是开路，其中在理论上极端坏的情况下，由
DAG 5喷出的供应空气中高达100%的部分可能会丢失而没有经由RAG 7
返回。可能助长供应气体的损失的因素是：射程（由空气幕9覆盖的距离）、
湍流（非层流气流、剪切等）、方向性（空气幕9的错误形状和方向）、
热传递（温度和水分增加）、烟囱效应（由穿过存取开口39的高度的温
度差驱动）以及低RAG 7捕获（没有有效地捕获空气幕9）。
本发明的目的是使供应气体的损失最小化并接近理想，在理想情况中
从DAG 5喷出的空气的大部分由RAG 7捕获，并且捕捉很少的夹带环境
空气。在这方面，图38示出围绕RAG 7的典型的速度曲线（profile），
其表明例如RAG 7的吸入或提取端具有受限的方向性。RAG 7对周围气
流的影响是非常局部化的，且其有效性在很大程度上取决于它的位置和来
自DAG 5的高度（complimentary）喷射。
参见空气幕9的温度曲线，改变RAG 7、相关的修整器以及作为围绕
RAG 7的空气引导件的冒口的位置和方向可能是有益的。例如，向外喷射
空气引导件修整器67可不经意地捕获不可避免地夹带在空气幕9的前侧
中的一些环境空气。另外，围绕RAG 7的局部化速度曲线对空气幕9的
前侧的夹带环境空气有影响，这也可能趋向于抽入那些夹带的环境空气中
的一些。
鉴于这些评论，图39和图40示出可选的变型，其中RAG 7的进气
面在某种程度上向后面对产品展示空间。图39示出RAG 7的进气面在较
小程度上面向后，并且向上倾斜。图40示出RAG 7的进气面在较大程度
上面向后，并且基本上没有向上倾斜。另外，在这两种变型中，与RAG 7
有关的修整器具有上空气引导件部，其倾斜反转成向上和向后方向，因此，
与图32和前述实施例中示出的相应特征不同地，向内地面朝产品展示空
间。
向后突出的空气引导件和/或面向后方的RAG 7的这些可选特征被调
节（orient）、设置和布置，以除了捕获趋于从产品展示空间的底部前拐
角溢出的任何冷气之外，还从空气幕9捕获最冷的空气并从空气幕9流中
分离出不需要的暖气。如上所述，向后突出的空气引导件可具有防冷凝的
特征（例如绝缘和/或加热）；另外，它的位置、尺寸和方向使其对于显
示定价、促销材料和其它信息特别有用。
如上所述的本发明的实施例设计出支持气流，例如后板流。本发明减
少了空气幕9的高度以产生稳定的、无支持的具有期望排气速度和厚度的
空气幕9。通过设计出后板流，期望本发明的展示机柜将存储产品项目中
测量到的温度范围从传统的竖向前开口冷藏展示机柜中通常的8.6K减少
到大约4K，同时保持前开口没有门。
虽然在本发明中不需要补充的或支持的气流（例如背板流）时，但是
就其本身而言它的使用不排除在本发明最广泛的概念中。在机柜通过例如
玻璃端壁或侧壁而具有明显的热增量的情况下，一些补充的冷却可能是有
用的。在从供应空气幕9的空气导管或层架流出的冷气需要局部应用冷气
时，可以方便地提供这种冷却。然而，这种补充空气流的主要目的是冷却
而不是支持空气幕9。
在这方面需要注意的是，考虑到围绕上表面、下表面、前表面和后表
面的空气循环，只可能通过左侧板和右侧板得到明显的导热增量。用于抵
消这种热增量的适合的局部冷却（spot-cooling）极少，应该不超过空气幕
流的5%。任何这种局部冷却都应该沿表面的面与热增量成比例地均匀并
且优选为竖直地引入。因此，竖直地沿侧板的局部冷却可以来自对准热增
量的一系列非常小的孔或窄的直线狭条。
由于产品展示空间中的物品可能过冷，优选地避免从后部引入补充气
流。此外，最好避免在空气幕附近向前的位置引入额外的空气，因为这可
能破坏空气幕动力。
回到图31，具有位于多个列中的多个隔间的多隔间设备适当地具有
位于相邻列之间的隔板以减少相邻的空气幕9之间的干扰。图41示出如
果相邻列的层架21对齐，如可以看到右侧的两列，那么可移除这些列之
间的隔板以增加每个层架的有效展示区域。然而，如果那些相邻列的层架
中的一些对齐而那些列的其它层架对齐，例如，参见图42中右侧的两列
中顶部层架不对齐，那么可以在那些列之间未对齐的层架的层级处创建小
型隔板。这使得对齐的下层架之间没有隔板，以利于其有效展示区域。
图43和图44示出由相邻列的层架21支撑的小型隔板的可能的替代
布置。这两种布置均允许在层架之间的竖向间隙中变化。
图43中的布置包括卷帘237，其附连至一个层架的边缘且从这里延
伸至另一个层架的相邻的竖向偏移边缘，该卷帘237可以在相同的列中或
者在相邻的列中。卷帘237可延伸或缩回以适合层架21之间的竖向间隙。
图44中的布置包括重叠的叶状物（leaves）或板337、339，一个附
连至每个竖向偏移的层架21，同样层架也可以在相同的列中或者在相邻
的列中。叶状物337、339面对面设置且可以一起滑动或分开滑动以调节
小型隔板的高度从而适应层架之间的竖向间隙。
作为替代，小型隔板当然可以通过单元的后内壁全部或部分支撑，并
且如果不需要用于间隙调整的设备，那么可以使用更简单的夹板布置。
最后参见图45到图48，这些示出了本发明的第四实施例的变型，其
中一个或多个气流管理隔间具有一个或多个倾斜层架23。该倾斜层架23
大体上向水平方向倾斜，从单元的后面朝向前面有角度地向下倾斜。这较
好地展示了某些产品，并且对于当前标准零售冷藏中水果和蔬菜的展示可
能特别有用。可以将适当的产品保持构件添加到倾斜层架23，以隔开物
品并防止它们向前转动或滑动出产品展示空间。
第四实施例的带有倾斜层架23的气流管理隔间可具有如上所述的带
有基本上水平的层架的适当气流管理隔间的全部特性。例如，它们可以是
带有绝缘顶部和底部的独立单元的一部分，并且它们可以通过导管式远程
冷却被供应。
图46示出在具有倾斜层架23的气流管理隔间的冷冻室内也可以使用
中间层架21。该中间层架也可以被穿孔或者由金属丝组成。图47示出具
有倾斜层架的气流管理隔间如何可以被堆叠在设备中共用周围绝缘机柜
内，而图48示出具有气流管理隔间、具有倾斜层架23的一些隔间以及具
有大体上水平层架的其它隔间的混合的设备。
图49到图51示出可选的应对于在失去密封时空气幕9的侧面周围产
生的环境空气的渗透进行计算的可选措施。
图49示出侧修整器161从冷藏展示单元1的侧壁37向前延伸，且因
此向下延伸到空气幕9的每个侧面，略微向空气幕9的前面。这些侧修整
器161可以是绝缘的和/或加热的，和/或可具有高发射率抛光以对抗冷凝
和结冰。因此，保护空气幕9不在其侧边缘直接受到环境空气攻击。
图50示出可提供类似的隔板修整器163，从将气流管理隔间分成多
个列的隔板的前边缘横向重叠和延伸。另外，隔板修整器163适当地绝缘
和/或加热和/或具有高发射率抛光以对抗冷凝和结冰。图51示出将隔板
137的前边缘保持在相邻空气幕9的后面的可替代的方法，在此防止冷凝
和结冰，但是这不是优选地，因为其可允许那些空气幕9之间不想要的交
互作用。
对称性、平衡性和气密性是用在本发明中的气流管理隔间的重要方
面。由有利的模块化设计产生相当程度上的对称性，其同样应用于使用后
导管分布的情况。
为了获得最佳性能、多功能性和适应性，本发明的所有实施例合适地
具有用于平衡、调整（tune）或调节气流和温度。例如，可根据潜在地影
响单元性能的层架数量以及层架之间的距离（当然这可以更改）来改变供
应和返回分布导管中的压力。最佳性能需要使供应和返回导管中的压力平
衡。因此，可提供如图52中所示的差压传感器301以读取和比较导管41、
45这两者中的压力，并将信号发送给控制器303以调整风扇的速度，从
而确保系统的平衡。
更一般地说，可以通过自动化系统来控制气流平衡和需求管理。在这
种情况下，可变速度/容积风扇、阀或挡板可用于通过利用设置在适合位
置（例如导管的“咽喉”处）的温度、压力和/或流测量装置来调节和平
衡层架之间的气流。例如，可将阀（例如蝶形阀）或滑动遮板（shutter）
设置在单独的层架中，或者与单独的层架相关联，以调节气流。可能不得
不根据到下方层架的距离以及下方层架的气流管理隔间的期望温度来调
整这种阀或挡板。它们的调整可以是手动的或电动的。
测试已经示出：与层架中以及通向层架或层架内的咽喉中的静态损失
相比，竖直立管中的静压损失微不足道。因此，不同层架沿着立管的相对
位置与系统平衡无关。这意味着空气基本上同等地传送至每个层架或者从
每个层架传送出，而不管其沿立管的竖直位置如何。
附加到本说明书的表1列出了一些优选的标准以及对于根据本发明
的空气幕和设备的用于每个标准的值。在表1中，通过符号1、2和3为
优选的标准排名，其中对于每个标准来说，1表示最优选的值，2表示次
优选的值，以及3表示可接受的但不优选的值。
对于湍流DAG或狭窄DAG，中线排气速度可在一个DAG宽度内远
离DAG的排气面衰退。因此，如果测量DAG的中线上的排气速度，那
么测量位置应该尽可能接近DAG的排气面。可替代地，由于排气速度会
在DAG的宽度和长度的一边到另一边改变，因此可以更准确地将其限定
为通过将DAG处空气的总体积流除以DAG的横截面积计算得的主体
（bulk）平均速度。
类似于在本说明书中先前示出的其它值，表1中的值与设计以在零摄
氏度以上的温度存储产品的制冷机组（chiller unit）有关。制冷机组区别
于设计以存储零摄氏度以下的产品的冷冻单元。对冷冻单元来说，优选地
是：
更宽的DAG狭条宽度，比如100mm到150mm，因为对于窄到70mm
的狭条，温度上升可能太大；
更快的排气速度，通过对比，在平衡对流冷却和辐射热增益方面，冷
藏单元（freezer unit）中1m/s的排气速度大体上等于制冷机组（chiller unit）
中0.7m/s的排气速度；
更短的空气幕高度，不大于300mm。次幕和/或一些支持流出空气对
冷冻设备中更高的存取开口39来说可能是必要的。
一般来说，较低的里查逊数更适合冷冻单元或者至少用于冷冻单元的
里查逊数趋向于低于用于制冷机组的那些。对冷冻单元来说里查逊数值可
低至2，但是该值优选地在5到10的范围内。空气幕9的高度被认为是
主导变量，因此，里查逊数的这种差异可以简单地反映出制冷机组通常可
用比用在冷冻单元中的幕更高的幕工作。
通过本发明的设计，夹带和渗透最小化，这对于严格的温度控制和能
量效率很关键。当指定空气导管和格栅时需要较好的实践以将湍流减到最
少。穿过DAG和RAG这两者的机柜的宽度的速度分布的仔细平衡还将
渗透减少到最低。当由于空气排放和回气之间的不平衡导致渗透较高时，
效率和产品温度这两者都会受到影响。
总之，本发明提供了冷却气流管理技术的方案，该方案单独或组合使
用以减少在传统的开放式冷藏展示机柜中累积的损耗。本发明的最佳及必
要特征和益处包括：
·在适合于零售目的情况下，将较大的前开口展示区域在水平部分/
层架之间以及竖向的层架堆叠之间划分为多个气流管理隔间。
·气流管理幕提供正确的动力以有效地密封气流管理隔间的前面，从
而使夹带和由辐射产生的热增量最小化。
·气流管理隔间的参数被设计以控制空气循环、空气分布、空气湍流，
空气浮力以及烟囱效应。不管产品展示空间内的产品类型或堆叠方式，都
保持严格的温度控制和最小的渗透。
·相邻的气流管理隔间可以保持在不同的温度下以最好地适应所存
储的物品。
·限定各自的气流管理隔间的模块化设备可用于围绕零售环境更方
便地分配冷藏和冷冻产品。通过将模组组合到各种堆叠且并排的组合中，
从而允许在显示尺寸和配置上有更大的灵活性。
·由于渗透率低且温度控制严格，根据本发明的设备甚至可用于冷冻
产品的显示。由于渗透低，蒸发器上的冰负载将比普通开口机柜轻。
·可以将本发明的改进作为升级来进行改型，以将气流管理隔间的益
处提供给现有的冷藏展示机柜。