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Mit Hilfsgas arbeitender, vorzugsweise für Haushaltskühlschränke bestimmter
Absorptionskälteapparat Die Erfindung betrifft einen mit Hilfsgas arbeitenden, vorzugsweise
für Haushaltskühlschränke bestimmten, Absorptionskälteapparat, dessen aus mehreren
im wesentlichen in horizontaler Richtung ausgedehnten Rohrschlangen aufgebautes
Verdampfersystem einen mit Tragplatten od. dgl. versehenen Verdampferteil und einen
weiteren, der Raumkühlung dienenden, zweckmäßig mit oberflächenvergrößernden Gliedern.,
z. B. Rippen, versehenen Verdampferteil enthält.
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Die Erfindung bezweckt, bei diesen Absorptionskälteappa,raaen mit
Verdampfern der oben angegebenen Art teils die Anordnung des ganzen Nutzkühlraumes
im Schrank als solche zu verbessern, teils eine, verbesserte Verteilung des ganzen
Kälteeffektes im Kälteapparat für verschiedene Kühlzwecke zu schaffen und schließlich
eine zweckmäßige Ausbildung der im Kühlraum befindlichen Einrichtungen zu ermöglichen,
die im Kühlraum aus der Kühlraumluft ausfallendes Kondensat sammeln.
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Die obenerwähnten Verdampfer hatten hinten ihre Hauptausdehnung in
waagerechter Ebene und sind so bemessen, daß sie den ganzen Horizontalquerschnitt
des Kühlraumes ausfüllen. Die an sich recht zweckmäßige horizontale Anordnung der
Kühlflächen bedingt aber auch gewisse Schwierigkeiten hinsichtlich der Abführung
des an den Kühlflächen aus der Raumluft ausfallenden Kondensates und auch aus dem
Grunde, daß Horizontalkühlflächen im Vergleich mit Kühlflächen mit senkrechter Ausdehnung
aus der Kühlraumluft weniger Wärme aufnehmen. Kühlkörper der oben angegebenen Art
haben aber meistens auch eine nicht unbedeutende Ausdehnung in, senkrechter Richtung,
so daß der Kühlkörper ziemlich dick wird und einen nicht unwesentlichen Teil des
ganzen Nutzraumes des Kühlschrankes einnimmt.
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Um all diesen Erscheinungen Rechnung zu tragen, insbesondere bei einer
einwandfreien Kondensatableitung Kühlraum in senkrechter Richtung zu gewinnen und
auch den Tieftemperaturverdampfer ausreichend gegen die Raumluft abzuschirmen.,
wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, die sich nur über einen Teil der Breite.
dies Schrankinnern erstreckende niedrigste horizontale Ebene des aus Rohrschlangen
mit oberflächenvergrößernden Gliedern bestehenden Kühlkörpers nur so niedrig unter
der höchstgelegenen Rohrschlange des anderen Kühlkörpers anzuordnen, daß seitlich
vom ersten Kühlkörper ein Leitblech mit ausreichender Neigung zur Ableitung von
Kondenswasser vorgesehen werden kann. Die niedrigste Verdampferschlange kann derart
angeordnet sein, daß ein freier Raum zu beiden Seiten gebildet wird und daß in jedem
dieser freien Räume je ein Leitblech zur Ableitung von Kondenswasser vorgesehen
ist. Die Leitflächen könne." in an sich bekannter Weise aus an den flächenvergrößernden
Gliedern, der Verdampfer zweckmäßig abnehmbar angebrachten Tropfblechen gebildet
sein.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben. sich aus den nachfolgend an
Hand der Zeichnung näher erläuterten Ausführungsbeispielen der Erfindung. Es zeigt
Fig. 1 einen senkrechten Schnitt nach Linie 1-I der Fig. 2 durch den Kälteerzeuger
im oberen Teil eines Hausha.ltungskühlschrankes, Fig.2 denselben Kälteerzeuger von
unten gesehen in einem Horizontalschnitt nach Linie II-II der Fig. 1, Fig. 3 und
4 senkrechte Schnitte durch Kühlkörper anderer Ausführung.
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Die einfachste Ausführungsform ist in Fig. 1 und 2 schematisch dargestellt.
Bei dieser sind die beiden bei verschiedener Temperatur arbeitenden Verdampfer im
wesentlichen in einer einzigen Horizontalebene angeordnet, die sich von einer inneren
Seitenwand des Kühlschrankes bis zu der anderen erstreckt. Der in einer Horizontalebene
als ausgebreitete Rohrschlange geformte Verdampfer kann in das Gasumlaufsystem des
Kälteapparates so eingeschaltet sein, daß in einem mit 10 bezeichneten Teil der
Schlange eine niedrigere Betriebstemperatur entsteht, während in dem mit 11 bezeichneten
Teil eine höhere Betriebstemperatur gehalten wird. Pie Innenwandung des Kühlschrankes
ist
mit 12 bezeichnet. Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß der Verdampfer
eine Scheidewand zwischen einer oberen, im höchsten Teil des Schrankes angeordneten
Tiefkühlkammer 13 und einer darunter angeordneten Kühlkammer 14 mit höherer Temperatur
bildet. Der Hochtemperaturverdampfer 11 ist wie der Tieftemperaturverdampfer 10
durch Ausschweißen oder durch besondere Wärmeübertragungsglieder in der Form von
Klammern 15 od. dgl. mit einer Tragplatte 16 verbunden, die zur Auflagerung von
Kühlgut und Eiskästen dient. Diese Tragplatte ist, abgesehen von etwaigen besonderen
Einrichtungen zur Dränierung von Schmelzwässer od. dgl., im wesentlichen eben und
bildet den Boden der obersten Kühlkammer im Schrank. Parallel mit dieser Tragplatte
ist ein zweites, auch im wesentlichen horizontales Blech 17 angeordnet und durch
Schweißen od. dgl. mit dem bei höherer Temperatur arbeitenden Teil 11 der Verdampferschlange
wärmeleitend verbunden. Diese Platte trägt eine Anzahl von Rippen 18, die zur Flächenvergrößerung
dienen und zweckmäßig aus im wesentlichen in U-Form gebogenen Blechstreifen ausgeführt
sind, die mit dem Steg an der Unterseite der Platte 17 festgeschweißt sind, beispielsweise
durch Punktschweißung. Die Kühlrippen haben eine solche Ausdehnung in senkrechter
Richtung, daß eine genügend große Kühlfläche gebildet wird, um die Temperatur in
dem darunterliegenden Kühlraum auf dem gewünschten Wert halten zu können. Die Rippen
können parallel mit den Seitenwänden wie in Fig. 1 angeordnet sein oder auch parallel
mit der Rückwand des Kühlraumes. Zur Aufsammlung von aus der Kühlraumluft ausfallender
Feuchtigkeit ist eine Tropfschale 19 in an sich bekannter Art unter dem Teil der
Scheidewand zwischen den beiden 'Kühlkammern angeordnet, der mit den. Kühlrippen
versehen ist. Der nicht gezeigte Gastemperaturwechsler des Kälteapparates wird bei
dieser Bauart im wesentlichen parallel mit der Rückwand des Kühlschrankes angeordnet
und in das Gasumlauf system des Apparates in an sich bekannter Weise so eingeschaltet
sein., daß ein Teil des Kühlvermögens des an Kältemitt°l reichen kalten Gases zur
Kühlung des Inneren des Kühlschrankes ausgenutzt wird.
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Obwohl der im wesentlichen in einer Horizontalebene ausgebreitete
schlangenförmige Verdampfer eine besonders geringe Ausdehnung in senkrechter Richtung
hat, so entsteht doch durch die Notwendigkeit der flächenvergrößernden Rippen bei
den bisher bekannten Vorrichtungen ein nicht unwesentlicher Verlust an für Kühlgutauflagerung
nützlichem Raum, der ferner auch noch dadurch vermindert wird, daß man gezwungen
war, unmittelbar unter einer solchen. Ebene besondere Einrichtungen, in Form von
Tropfblechen, Tropfschalen usw. zur Aufsammlung von auf den kalten Flächen des Verdampfers
aus der Kühlraumluft ausfallendem Kondensat anzuordnen. Man, hat auf verschiedene
Weise versucht, diese Nachteile zu beheben., indem man, die Tropfbleche oder Leitflächen
in einer solchen Neigung gegen die Horizontalebene angeordnet hat, daß darauf ausfallendes
Wasser in Tropfenform der Unterseite der Fläche, in Richtung gegen einen zur Aufsammlung
des Wassers vorgesehenen Behälter oder Topf, folgt. Der erforderliche Winkel ist
aber so groß, daß der vom Tropfblech eingenommene Raum einen wesentlichen Teil des
ganzen Volumens des Kühlraumes ausmacht, und zwar einen so großen: Teil, daß dieser
etwa dieselbe Größe hat wie der vorn Kälteerzeuger selbst eingenommene Raum. Gemäß
der Erfindung kann man der Verminderung des zur Auflagerung von Kühlgut bestimmten
Raumes im wesentlichen dadurch entgegenwirken, daß man, wie aus Fig. 1 ersichtlich,
das dem Tieftemperaturtcil 10 zugeordnete Tropfblech 20 oberhalb der Horizontalebene
anordnet, die die untere Kante der flächenvergrößernden Rippen. 18 begrenzt. Infolge
der Neigung dieses Bleches wird unterhalb des Verdampfers in dem Kühlraum in der
Höhe wertvoller Nutzraum gewannen. Durch die Anordnung der Leitflächen gemäß der
Erfindung ist es also beispielsweise möglich, zur Aufstellung von Flaschen oder
ähnlichen Gegenständen längs der Seitenwand des Kühlraumes einen wesentlichen Teil
des sonst vom Kühlkörper eingenommenen Raumes auszunutzen, und zwar unterhalb einer
Fläche mit besonders niedriger Temperatur.
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Obwohl die in Fig. 1 und 2 veranschaulichte Ausführungsform der Vorrichtung
gemäß der Erfindung eine wesentliche Verbesserung der bisher bekannten Konstruktionen
mit sich gebracht hat, können weitere Verbesserungen durch die in Fig. 3 und 4 gezeigten
Ausführungsformen der Erfindung erzielt werden. Insbesondere bei größeren Kühlschränken,
besonders solchen, die für die Tropen bestimmt sind, ist- der in einer einzigen
Horizontalebene ausgebreitete Verdampfer gewöhnlich nicht ausreichend, um eine genügende
Eisfrierkapazität und gleichzeitig eine zur Kühlung des darunterliegenden Kühlraumes
ausreichende Leistung zu gewährleisten. Bei der Vorrichtung gemäß Fig.3 und 4 ist
deshalb das Verdampfersystem so aufgeteilt, daß der Tieftemperaturteil 10 in einer
im wesentlichen über den. ganzen Querschnitt des Kühlraumes im Kühlschrank sich
erstreckenden Horizontalebene derart angeordnet ist, daß er zusammen mit der Tragplatte
16 für Kühlgut, Eiskästen u. dgl. den Kühlraum in eine obere Tiefkühlkammer 13 und
eine darunterliegende Hauptkühlkammer 14 aufteilt.
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Der bei höherer Temperatur arbeitende Teil 21 bzw. 26 des Verdampfersystems
hat ebenfalls die Form einer im wesentlichen in einer Horizontalebene ausgebreiteten
Rohrschlange, die in an sich bekannter Weise mit flächenvergrößernden Mitteln in
der Form eines Rippenpaketes 22 bzw. 27 versehen ist. Durch diese Anordnung der
beiden bei verschiedener Temperatur arbeitenden Verdampferteile 10, 21 bzw. 10,
26 in zwei verschiedenen Horizontalebenen kann ein markanter Temperaturunterschied
zustande gebracht werden, besonders wenn. die Zufuhr von. Kältemittelkondensat und
die Durchströmung des Hilfsgases entsprechend geregelt sind. Die Vorkühlung des
Kältemittelkondensates z. B. durch Wärmewechslung mit dem Gastemperaturwechsler
vor Eintritt des Kältemittels in das Verdampfersystem ist dabei besonders wirksam.
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Wie aus Fig. 3 ersichtlich, ist die Ausbreitung des Hochtemperaturverdampfers
21 in der Horizontalebene wesentlich kleiner als die des Tieftennperaturverdampfers
10 und beträgt gewöhnlich 50 bis 30 % der Horizontalausdehnung des Tieftemperaturverdampfers.
Wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 und 2 ist eine sogenannte Tropfschale 19
unmittelbar unter dem Hochtemperaturverdampfer 21 derart angeordnet, daß an diesem
und dessen Kühlrippen 22 ausfallendes Wasser unmittelbar abfließt und in der Schale
gesammelt wird. Es wurde schon oben hervorgehoben, daß der Tieftemperaturverdampfer
10 besonders beim Abtauen früher die Ursache bedeutender Schwierigkeiten gewesen
ist und daß man gezwungen
war, einen bedeutenden Teil des sonst
nützlichen Kühlraumes zur Lösung dieser Schwierigkeiten in Anspruch zu nehmen..
Gemäß der Erfindung kann man aber auf eine einfache Weise einen bedeutenden Teil
des sonst verlorengegangenen Raumes dadurch ausnutzen, daß die Sammel- und Leitflächen
für dieses Kondensat zwischen zwei Horizontalebenen angeordnet werden, von denen
die eine von der Unterseite des Tieftemperaturverdampfers und die andere von einer
Horizontalebene durch die tiefstliegenden Teile des Hochtemperaturverdampfers bzw.
deren flächenvergrößernde Rippen gebildet wird. Wenn gemäß der Erfindung die Leitflächen
als von einer Seitenwand (Fig.4) oder beiden Seitenwänden des Kühlraumes (Fig. 3)
in der Richtung gegen die niedriger gelegene Tropfschale 19 sich neigenden Platten
24 bzw. 23 gebildet werden von einer Länge, die im wesentlichen dem Abstand von
der Hinterwand des Kühlraumes bis zur Vorderkante des Verdampfersystems entspricht,
dann erhält man längs der einen oder längs beider Seitenwände 25 einen wertvollen
Gewinn an Höhe im nutzbaren Kühlraum. Obwohl gemäß Fig.4 der Hochtemperaturverdampfer
26- ähnlich der Vorrichtung gemäß Fig. 1 und 2 asymmetrisch angeordnet sein kann,
werden auch bedeutende Vorteile erzielt, wenn der Hochtemperaturverdampfer 21 gemäß
Fig. 3 symmetrisch im Kühlraum angeordnet wird, wobei wenigstens zwei Tropfbleche
23, nämlich eines von jeder Seitenwand, mit Neigung gegen das Rippenpaket 22 des
Hochtemperaturverdampfers angeordnet werden. Bei dieser Anordnung wird die Breite
der Leitflächen kleiner und somit die Ausdehnung in senkrechter Richtung kleiner
als bei einer asymmetrischen Anordnung des Hochtemperaturverdampfers bei gleichem
Neigungswinkel. Dieser Vorteil ist um so größer, als der Raumgewinn in senkrechter
Richtung des Kühlraumes nicht nur an einer Seitenwand 25, sondern an beiden Wänden
erzielt wird.
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Man kann natürlich die Leitflächen für das abzuführende Kondensat
in verschiedener Weise anbauen. Gemäß der Erfindung kann aber eine wesentliche Vereinfachung
des Einbaues dadurch erreicht werden, daß die gegen den Hochtemperaturverdampfer
21 gerichteten Kanten 28 der Leitflächen 23 in Nuten 29 eingeschoben werden, die
an den Seitenkanten des Rippenpaketes 22 gebildet sind, wie aus Fig. 3 ersichtlich.
Die damit parallelen Kanten 30 der Leitflächen 23 können in Nuten ruhen, die längs
den Seitenkanten des Tieftemperaturverdampfers oder dessen Tragplatte oder an einem
aus isolierendem Material ausgeführten umgebogenen Flansch 31 an der Leitfläche
23 angeordnet sind. Mit Rücksicht auf den verhältnismäßig geringen, Abstand zwischen
den Leitflächen 23 und dem Tieftemperaturverdampfer 10 sowie mit Rücksicht auf die
niedrige Temperatur des besonders beim Abtauen herabrieselnden Wassers kann die
Unterseite der Leitflächen eine so niedrige Temperatur erhalten, daß auch hier Niederschlag
von Wasser eintritt. Wie oben angegeben, ist aber eine solche Neigung der genannten.
Leitflächen vorgesehen, daß auch an deren Unterseite ausfallendes Wasser Tropfen
bildet, die den Flächen in Richtung gegen die Tropfschale 19 folgen, und man kann
dabei mit verhältnismäßig großer Genauigkeit unter Berücksichtigung der kapillaren
Eigenschaften der Fläche den Winkel so nahe dem Mindestwert wählen, daß die genannten
Tropfen mit Sicherheit imstande sind, der Fläche ganz bis zu der über der Tropfschale
gelegenen Kante 28 zu folgen. Um aber soweit wie möglich das Haftvermögen derLeitflächen
auszunutzen und dadurch den Winkel gegen die Horizontalebene und die Ausdehnung
der Vorrichtung in senkrechter Richtung herabzusetzen, können die Tragplatten, besonders
die abwärts gerichteten Flächen, auf an sich bekannte Weise oberflächenbehandelt
oder finit zur Tropfschale führenden Rillen, Rippen od. dgl. versehen sein.
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Es wurde schon früher bei Verwendung eines Verdampfersystems mit in
zwei verschiedenen Horizontalebenen angeordnetenVerdampfern als notwendig angesehen,
wenigstens für größere Kühlschränke und besonders für solche, die zur Verwendung
in den Tropen vorgesehen sind, nicht nur den Tieftemperaturverdampfer, sondern auch
den Hochtemperaturverdampfer in einer Horizontalebene von im wesentlichen derselben
Größe wie dem ganzen Querschnitt des Kühlraumes auszubreiten,. Es wurde auch vorgeschlagen,
zu weiterer Verbesserung der Kühlung des untenliegenden Kühlraumes besondere Maßnahmen
vorzunehmen, um den Zutritt der umlaufenden Kühlraumluft zu dem oberhalb des Hochtemperaturverdampfers
gelegenen Tieftemperaturverdampfer zu beschränken. Es hat sich jedoch die Möglichkeit
gezeigt, eine befriedigendeKühlung des untenliegen,den Kühlraumes ohne solche besonderen
Maßnahmen zu erzielen.
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Gemäß der Erfindung wird . dieses Ergebnis im wesentlichen dadurch
erreicht, d.aß einerseits der Hochtemperaturverdampfer als eine mit flächenvergrößernden
Gliedern beispielsweise in der Form eines Rippenpaketes versehene ebene Rohrschlange
ausgebildet wird, deren Ausdehnung in der Horizontalebene geringer ist als die Ausbreitung
des Tieftemperaturverdampfers in einer unmittelbar darüber gelegenen Ebene, und
andererseits der Luftzutritt zur Kühlfläche des Tieftemperaturverdampfers durch
die Kondensatleitbleche verhindert wird, die gemäß der Erfindung in ihrer ganzen
Ausdehnung an der Seite des tiefstliegenden Verdampfers unter dem anderen gelegen
sind.
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Man kann durch diese Anordnung, besonders wenn der Hochtemperaturverdampfer
symmetrisch zwischen den Seitenwänden des Kühlraumes angeordnet ist, einen zur Kühlung
des unterliegenden Kühlraumes genügenden Luftumlauf erzielen, indem die Kühlluft
durch das Kühlflächensystem des Hochtemperaturverdampfers umlaufen kann, wobei gewöhnlich
eine geringe Menge Kühlluft auch längs der Seitenwände des Kühlraumes und der Unterseite
des Tieftemperaturverdampfers hinab durch die Kühlflächen des Hochtemperaturverdampfers
fließen wird. Obwohl diese Luftmenge an und für sich gering ist, was besonders während
der Perioden der Fall ist, in welchen der Tieftemperaturverdampfer mit wassergefüllten
Eiskästen belastet ist, kann dieser Luftstrom bei geringer Belastung und darauffolgender
tiefer Temperatur des Tieftenperaturverdampfers wesentlich zur Aufrechterhaltung
einer niedrigen Temperatur in der darunterliegenden Kühlkammer beitragen. Es kann
in gewissen Fällen, besonders wenn Schränke, die normalerweise für den Betrieb in
temperierten Klimazonen vorgesehen sind, für den Betrieb in den Tropen umgestellt
werden sollen, besonders vorteilhaft sein, in den Leitflächen Öffnungen in für jeden
besonderen Fall passender Größe, z. B. in der Form von kiemenähnlichen Spalten
od. dgl., vorzusehen, die mit ihrer Längenausdehnung in der Richtung gegen die Tropfschale
verlaufen, wobei selbstverständlich zu beachten ist, daß die primäre Funktion der
Leitfl;ichen zur Dränierung aus der Kühlraumluft
an4a1,lenden Wassers
dadurch nicht herabgesetzt wird.
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Die Erfindung ist nicht auf die schematisch gezeigten Ausführungsbeispiele
der Vorrichtung beschränkt.
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Die Verwendung der Erfindung ist im vorstehenden im Zusammenhang mit
Verdampfern beschrieben worden, bei deren der Hochtemperaturverdampfer mit den zugehörigen
flächenvergrößernden Gliedern eine größere Ausdehnung in senkrechter Richtung hat
oder niedriger gelegen ist als der Tieftemperaturverdampfer. Die Erfindung findet
indessen auch vorteilhafte Anwendung bei solchen Kühlapparaten, in denen das umgekehrte
Verhältnis zwischen den Verdampfern herrscht. Wenn in diesem Falle der Hochtemperaturverdampfer
mit Kühlrippen versehen ist, können diese als in der Richtung gegen ein Dränierungsglied
sich neigende Leitflächen für kondensierte Luftfeuchtigkeit angeordnet sein und
auch solche Form haben, wie z. B. mit einer umgebogenen Rinne an der unteren Kante
versehen sein, daß das Kondensat gesammelt und gegen eine unter dem Tieftemperaturverdampfer
angeordnete Tropfschale geleitet wird.