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Vorrichtung bei Absorptionskälteapparaten Die Erfindung bezieht sich
auf eine Vorrichtung an mit Hilfsgas arbeitenden Absorptionskälteapparaten, deren
Verdampfersystem ganz oder teilweise von einem doppelwandigen, einen Kühlraum für
Tiefkühlung enthaltenden Kühlkörper gebildet ist. Die Erfindung bezweckt unter anderem,
besonders bei kleinen Haushaltskühlschränken, die Anpassung des Verhältnisses des
Teiles des Kühlraumes, der für Eisfrieren aufgenommen ist, und dem übrigen Teil
des Kühlraumes zu verbessern. Ein weiterer Zweck der Erfindung besteht in einer
Vereinfachung der Konstruktion und Herstellung des Verdampfersystems.
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Es ist bekannt, bei Kälteapparaten der obengenannten Art liegende
Körper von verhältnismäßig grollen Dimensionen zu verwenden, wobei der von den Zylinderwänden
umschlossene Tiefkühlraum eine solche Breite hat, daß ein gewöhnlicher, d. h. im
Querschnitt rechtwinkeliger Eiskasten von dem einen Ende des Zylinders aus eingesetzt
werden kann und mit seinen unteren Kanten auf der inneren Zylinderwand ruht, wobei
die Höhe des Eiskastens etwa ein Drittel des Durchmessers des inneren Zylinders
ist. Dabei besteht nur eine linienförmige Berührung gegen die Zylinderwand, wodurch
der direkte wärmeleitende Kontakt zwischen dem Eiskasten und der genannten Wand
sehr gering wird mit dem Ergebnis, daß das Gefrieren sehr lange dauert.
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Es sind doppelwandige Verdampfer für Absorptionskälteapparate bekanntgeworden,
die aus zwei ineinandergesteckten Rohren bestehen, die entweder die gleiche Achse
oder versetzte Achsen aufweisen. Bei diesem Doppelverdampfer sind im inneren Rohr
ebene Böden eingezogen, welche zur Aufnahme der Eiskästchen dienen. Bei diesen Verdampfern
ist zwar die Unterfläche des Eiskästchens im vollen Umfange in Berührung mit kaltem
Metall, jedoch sind die Seiten und die Oberfläche noch immer in einem bestimmten
Abstand von den kalten Flächen. Dazu kommt, daß die Herstellung der Innenrohre dieses
Verdampfers, d. h. das Einziehen von ebenen Blechen in das Verdampferrohr, eine
umständliche Arbeit ist.
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Im Gegensatz zu allen bekannten Konstruktionen besteht der doppelwandige
Verdampfer gemäß der Erfindung in an sich bekannter Weise aus einem äußeren Rohrelement
mit vorzugsweise zylindrischem Querschnitt und einem inneren Rohrelement, das einen
rechteckigen, vorzugsweise quadratischen Quer schnitt hat und dessen eine Wandung
eine ebene Tragfläche für einen Eiskasten bildet.
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Dadurch kommt der Eiskasten mit seiner ebenen Fläche in direkte Berührung
mit der kalten Wandung des inneren Rohrelementes. Außerdem ist die Herstellung sehr
einfach. Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung beschrieben, die ein
Ausführungsbeispiel zeigt. Gleichzeitig werden weitere die Erfindung kennzeichnende
Eigenschaften erläutert.
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Fig. 1 und 2 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, schematisch
gezeigt, wobei Fig. 1 schematisch einen senkrechten Schnitt durch das Verdampfersystem
darstellt; Fig. 2 ist eine Ansicht des genannten Systems von vorn gesehen und teilweise
im Querschnitt.
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Die Vorrichtung nach Fig. 1 und 2 ist für einen mit Hilfsgas, z. B.
Wasserstoff, Absorptionsmittei, z. B. Wasser und Kältemittel, z. B. Ammoniak, arbeitenden
Kälteapparat für Haushaltskühlschränke vorgesehen, vorzugsweise mit einem Kühlrauminhalt
von 40 bis 60l. Die Vorrichtung ist mit zwei Tiefkühlkammern 10, 11 ausgeführt,
die untereinander gelegen sind. Es kann aber die Erfindung auch mit nur einer Kammer
verwendet werden sowie auch bei Vorrichtungen mit drei oder vier Kammern. Die Erfindung
kann auch bei Vorrichtungen verwendet werden, bei denen die Eisfrierkammern Seite
an Seite in einer Horizontalebene gelegen sind.
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In den Figuren bezeichnen ferner 12 bzw. 13 zwei zylindrische Rohre,
die an der Hinterwand des Kühlraumes durch schwach gewölbte Endplatten 14 und 15
geschlossen sind. In jeden der beiden Zylinder ist ein im Querschnitt quadratisches
Rohrstück 16 bzw. 1'7 eingeschoben, die an den den Platten 14 bzw. 15 zugewandten
Enden mit Endplatten 18 bzw. 19 geschlossen sind. Die inneren Rohrstücke sind so
dimensioniert, daß sie im Querschnitt ein dem Kreisquerschnitt des Rohres eingeschriebenes
Quadrat bilden. Die vier Kanten der inneren Rohre liegen somit dicht an der Zylinderwand.
Die Vorderkanten des
inneren und des äußeren Rohres, die gegen die
Türöffnung des Kühlraumes gerichtet sind, sind gasdicht miteinander zusammengeschweißt,
zweckmäßig in einer Weise, die in folgendem angegeben ist.
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Das Verdampfersystem ist an den übrigen Teil des Kälteapparates durch
drei Leitungen angeschlossen, von welchen eine Leitung 20 an das Kondensatorsystem
des Apparates angeschlossen ist und zur Einführung von fließendem Kältemittel in
den höchstgelegenen Teil des Zylinders 12 ausgebildet ist. Das Kondensat fließt
somit frei in den Zwischenraum zwischen dem genannten Zylinder und dem inneren Rohrelement
16 aus und tropft über die obere Seite desselben ab, die das Dach der Kühlkammer
10 bildet. Um eine Verteilung der Flüssigkeit zu erreichen, sind, wie aus Fig. 2
ersichtlich, das äußere Dach und die Seitenwände des Rohrelementes 16 sowie auch
die des Rohrlementes 17 mit einem Drahtnetz 21 so bekleidet, daß die Verbreitung
durch Kapillarwirkung in Verbindung mit der Schwerkraft erfolgt. Wie auch aus Fig.2
zu ersehen ist, ist das Netz nicht -bis an den Boden des Rohrelementes ausgedehnt,
sondern dessen Kanten laufen unterhalb der unteren Kante des Rohres aus. Je nach
den Umständen und Forderungen auf Kühlung kann entweder das Netz 21 so gedehnt werden,
daß es auch einen größeren oder kleineren Teil der Unterseite des Rohres 18 bzw.
19 bedeckt. Es können aber auch die beiden Kanten des Netzes an dem untersten Teil
des Zylinderrohres 12 bzw. 13 anliegen, um einen Teil des hinabrieselnden Kondensates
aufzusaugen. An das Gasumlaufsystem des Kälteapparates ist der Verdampfer durch
zwei Leitungen angeschlossen, von welchen eine Leitung 22 von dem oberen Teil des
Absorbersystems ausgeht, um an Kältemittel armes Hilfsgas aufzunehmen, das durch
die Leitung in den oberen Teil des Zylinders 12 eingeführt wird. Es strömt unter
Aufnahme von Kältemitteldampf aus dem Netz 21 in Richtung auf die COffnung der Kühlkammer
und von dort infolge Vergrößerung seiner Dichte in der Richtung abwärts, um durch
eine Leitung 23 in den oberen Teil des Zylinderrohres 13 einzutreten. Von hier strömt
das Gas unter fortgesetzter Aufnahme von Kältemittel dämpfen von dem Netz an das
Innenrohr 17 in der Richtung nach hinten und verläßt das Verdampfersystem durch
die andere Leitung 24, durch welche die Leitungen 20 und 22 eingeführt sind, und
strömt zum Absorbergefäß des Apparates, von dem das Gas dann in bekannter Weise
weiter aufwärts durch den Absorber strömt.
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Die Führung der Gasströme in den Zylinderrohren 12 und 13 kann nach
der Erfindung in verschiedener Weise erfolgen. In den Figuren sind keine besonders
markierten Strömungswege gezeigt, sondern das Gas dringt je nach Schwere in den
schmalen Spalt hinab, der durch das Netz 21 zwischen den Kanten des Rohres 16 und
dem Zylinder 12 vorhanden ist. Wenn das Netz 21 sehr dünn ist, kann die Kapillarkraft
so stark werden, daß ein zusammenhängender Film au den genannten Kanten gebildet
wird, die ein Weiterströmen des Gases abwärts verhindern sollen. In diesem Falle
müssen besondere Strömungswege vorgesehen werden. Es kann z. B. das Netz an den
vier Kanten des Rohres 16 mit Ausnehmungen versehen werden, so daß der Flüssigkeitsfilm
an den Kanten abreißt und einen freien Durchgang für das Gas schafft. Selbstverständlich
können auch besondere Leitungen zwischen den vier Segmenten des Zylinders 12 bzw.
13 vorgesehen werden, die durch das Einschieben des Rohres 16 bzw. 17 gebildet werden.
Eine andere Art, die gewünschten Verbindungen zwischen den Zylindersegmenten zu
schaffen, besteht darin, um das Rohrelement 16 einen zweckmäßig dicken Draht, ein
Band od. dgl. zu wickeln, der gleichzeitig dazu dienen kann, das Drahtnetz an der
Unterlage anzulegen. Beim Einschieben des Rohrelementes in den Zylinder 12 werden
zwischen den Draht- bzw. Bandwindungen Kanäle längs der verschiedenen Kanten des
Rohrelementes gebildet, durch die die gewünschte Verbindung aufrechterhalten wird.
Durch Veränderung der Bandbreite kann die Größe der Verbindung verändert werden.
Man kann mit dieser Anordnung auch das Drahtnetz in eine gegen die Zahl der Rohrseiten
entsprechende Zahl derart verteilen, daß die Rohrkanten unbedeckt bleiben und der
Draht bzw. das Band direkt an den Kanten anliegt. Hierdurch wird eine gute wärmeleitende
Verbindung zwischen den Rohrelementen 16, 12 bzw. 17, 13 geschaffen, deren Größe
leicht mit der Windungsdichte und/oder der Bandbreite verändert werden kann. Ein
größerer oder kleinerer Teil der Kälteleistung kann dadurch dem Hauptkühlraum zugeführt
werden.
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Man kann in gewissen Fällen auch die Zylindersegmente als von einander
getrennte Strömungswege für das Gas benutzen, das infolge Anordnung zweckmäßiger
Verbindungswege zwischen den Segmenten durch diese strömt, und zwar entweder nacheinander
oder parallel. Zum letzteren Zweck kann beispielsweise unmittelbar über dem Boden
des Zylinders 12 ein Loch mit bestimmtem Strömungswiderstand in der Leitung 22 vorgesehen
werden, so daß Gas über das untere Segment in die Leitung 23 angesaugt wird.
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Zum Schließen der Enden der verschiedenen Rohrelemente gibt es mehrere
Möglichkeiten. Es ist schon erwähnt worden, daß die Platten 18 bzw. 19 an den nach
rückwärts gerichteten Enden der Rohrstücke angeschweißt sind. Diese Platten können
zweckmäßig aus einem Stück mit je einer der vier Seitenwände der Rohrstücke 16 bzw.
17 gebildet sein. Dabei sind die übrigen drei Seitenwände in normaler Länge beschnitten
und die vierte über die Öffnung gebogen, diese abdeckend. Hiernach werden die drei
freien Kanten an den betreffenden Rohrseiten festgeschweißt. In ähnlicher Weise
kann der Verschluß der vier Zylindersegmente an der Vorderkante des Zylinders 12
bzw. 13 erfolgen. Man kann die vier Eckkanten der Rohrelemente 16 bzw. 17 über eine
Länge aufsägen, die der größten Breite der Segmente entspricht. Die vier freien
Wandstücke werden auswärts, wie in den Figuren gezeigt, umgebogen, um die betreffende
Segmentöffnung abzudecken. Durch Schweißung werden alsdann die ausgebogenen Seitenstücke
mit dem Zylinder 12 bzw. 13 verbunden.
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Wie in den Zeichnungen gezeigt, ist in den beiden Kühlkammern 10 und
11 ein Eiskasten 26 bzw. 27 eingeschoben, der auf dem ebenen Boden der Rohrelemente
16 bzw. 17 steht. Aus den Figuren ist ferner ersichtlich, daß die genannten Eiskästen
einen Querschnitt haben, der in der Hauptsache dem des Rohrelementes entspricht
und den ganzen Querschnitt größtenteils ausfüllt. Die Höhe des Eiskastens soll aber
so bemessen sein, daß genügend Raum zum Aufbrechen des Kastens vom Boden im gefrorenen
Zustand frei ist. Auf der anderen Seite ergibt die mehr als 80°/a betragende Ausfüllung
des Querschnittes den großen Vorteil, daß die größtmögliche Berührungsfläche zwischen
dem Eiskasten und dem Rohrboden geschaffen wird. Gleichzeitig werden die Strahlungsabstände
des Eiskastens gegenüber den Seitenwänden bzw. dem Dach der Kühlkammer sehr klein,
und die
Abkühlung ist demzufolge intensiv. Besonders bei kleineren
Schränken ist es von großem Vorteil, daß je nach z. B. den Lebensgewohnheiten verschiedener
Länder die Gefrierkapazität den vorhandenen Bedürfnissen angepaßt werden kann, ohne
daß dabei die Eisfriermöglichkeit ganz entfällt. Eine einzige Kühl kammer mit einem
Eiskasten der obengenannten Dimensionen ergibt in manchen Fällen den vorhandenen
Kühlbedarf, und die Leistung des Kälteapparates kann in größerem Maße für den übrigen
Teil des Kühlschrankraumes ausgenutzt werden, der selbstverständlich entsprechend
größer wird.
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Zur Kühlung des Hauptkühlraumes kann der Kühlkörper nach der Erfindung
mit flächenvergrößernden Teilen zweckmäßiger Art versehen sein. Wie aus den Figuren
zu ersehen ist, ist bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ein zweckmäßig in einer
Form gepreßter Aluminiumkörper 28 vorgesehen, von dem nur eine Hälfte sichtbar ist.
Eine entsprechende Hälfte wird von der entgegengesetzten Seite aufgelegt und an
der anderen Hälfte mit Hilfe von Schrauben od. dgl. und zu diesem Zweck angeordneten
Anschlägen 29 festgeschraubt. Das Gehäuse 28 ist mit einer Anzahl Rippen 30 versehen,
die senkrecht gestellt sind. Selbstverständlich können auch andere Arten von flächenvergrößernden
Teilen vorgesehen werden. Sie sollen so beschaffen sein, daß der Zwischenraum zwischen
den verschiedenen Ver-,dampferteilen 12 und 13 mit Rücksicht auf unter anderem hygienische
Forderungen möglichst geschlossen wird. Aus demselben Grund wird eine Frontplatte
zweckmäßig an den Ecken der umgebogenen Kanten der Rohrstücke 16 bzw. 17 festgeschraubt.
Diese Frontplatte 31 ist in Fig. 1 gezeigt. Sie ist so ausgebildet, daß man von
vorn nur die Platte und die quadratischen Öffnungen darin sieht, die den Rohrelementen
16, 17 entsprechen.
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Es wurde erwähnt, daß das Profil der verschiedenen Rohrelemente im
Rahmen des Erfindungsgedankens verändert werden kann, vorausgesetzt, daß der innere
Rohrteil immer so ist, daß eine ebene Rufstellfläche für einen Eiskasten gebildet
wird. Mali kann somit ein rechtwinkeliges Rohrteil vorsehen, gegebenenfalls ein
schwach elliptisches Außenrohr, das so ausgebildet ist, daß ein Eiskasten mit größerer
Breite als Höhe verwendet werden kann. Bei der Wahl des Querschnittes muß aber der
hohe Arbeitsdruck des Apparates berücksichtigt werden. Bekanntlich bietet das zylindrische
Rohr die kleinsten Schwierigkeiten in dieser Hinsicht, indessen kann man bei der
Erfindung mit voller Sicherheit einen Rohrquerschnitt, der wenigstens eine ebene
Fläche hat, ebensogut wie einen Rohrquerschnitt, bei dem sämtliche Umfangsflächen
eben sind, verwenden. Dadurch, daß die Druckbelastung auf das Innenrohr von außen
kommt, d. h. aus dem Zwischenraum zwischen den beiden Rohren 12 und 16 bzw. 13 und
17, wird die Beanspruchung der Innenrohre längst nicht so groß als unter Druck von
innen. In Fällen, in denen besonders dünnwandiges Material oder besonders hohe Drücke
in Frage kommen, könnte eine gewisse Einwölbung der zunächst ebenen Wände zu befürchten
sein. Dies ist aber meist ohne Bedeutung, abgesehen von der Aufstellungsebene für
den Eiskasten. Man kann aber in einer aus der Mechanik bekannten Weise die Rohrwand
dadurch verstärken, daß in geeigneten Abständen auf der Außenseite des Innenrohres
segmentförmige Rippen aufgeschweißt oder in anderer Weise befestigt werden, deren
Sehne an der ebenen Rohrfläche von einer Seitenkante zur anderen anliegt. Die Erfindung
läßt sich in .ver's'chiedener Weise im Rahmen des Erfindungsg@dank@ns _ abändern.