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Die
Erfindung betrifft ein Kältegerät, insbesondere
ein Haushaltskältegerät, mit einem
Eisbereiter nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
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Solche
Eisbereiter können
in einem dafür vorgesehenen
Gefrierfach eines Kältegerätes, etwa eines
Gefrierschrankes, angeordnet sein. Die Eisbildung kann mittels Kaltluftanströmung erfolgen.
Die Kaltluft kann durch einen in den Kältekreislauf geschalteten Verdampfer
des Kältegerätes erzeugt werden.
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Bei
einem gattungsgemäßen Kältegerät weist
der Eisbereiter eine mit Frischwasser füllbare Eiswürfelschale auf, die zur Eisbildung
mit der Kaltluft beströmbar
ist. Die Kaltluft ist über
ein im Kältefach vorgesehenes
Luftführungselement
zuführbar.
Die so in der Eiswürfelschale
gebildeten Eisstücke
können mittels
eines Auswerferelementes in einer Schwenkbewegung aus der Eiswürfelschale
entnommen werden. Das Auswerferelement ist an einem Abstreiferelement
vorbeiführbar,
an dem die Eisstücke
vom Auswerferelement separiert werden und in einem Auffangbehälter abgleiten.
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Im
gattungsgemäßen Eisbereiter
werden bei der Kaltluftumströmung
der Eiswürfelschale
Teilströme,
die nicht zur Abkühlung
der Eiswürfelschale
beitragen, ungenutzt als Leckageströme in den Kühlgeräte-Innenraum abgeführt. Dadurch
ist eine Kühleffizienz
des Eisbereiters reduziert.
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Die
Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Kältegerät mit einem Eisbereiter bereitzustellen,
bei dem in fertigungstechnisch einfacher Weise die Eisproduktion
erhöht
werden kann.
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Die
Aufgabe der Erfindung ist durch die Merkmale des Patentanspruches
1 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.
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Gemäß dem kennzeichnenden
Teil des Anspruchs 1 weist das Luftführungselement eine Anzahl von
Auslassöffnungen
auf, mit denen die Eiswürfelschale
aus unterschiedlichen Richtungen anströmbar ist. Auf diese Weise kann
die Kaltluft allseitig auf die Eiswürfel schale gerichtet werden,
wodurch das Wasser in der Eiswürfelschale
beschleunigt abgekühlt
werden kann.
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Bevorzugt
kann eine der Auslassöffnungen im
Luftführungselement
mit einem Abstand zur Eiswürfelschale
in einen Kaltluftraum oberhalb der Eiswürfelschale münden. Auf
diese Weise wird die Oberfläche
des in die Eiswürfelschale
eingefüllten Frischwassers
beschleunigt abgekühlt
und gefroren.
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Die
Auslassöffnungen
können
als eine Lochreihe und/oder als ein durchgängiger Querschlitz ausgebildet
sein. Die Auslassöffnungen
können
sich für
eine effektive Abkühlung
des Frischwassers entlang der rinnenförmigen Eiswürfelschale erstrecken. Die
Länge der
Auslassöffnungen
kann dabei zumindest der Eiswürfelschalen-Länge entsprechen.
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Für eine effiziente
Abkühlung
des in der Eiswürfelschale
gesammelten Frischwassers ist im darüber befindlichen Kaltluftraum
ein geeignetes Kaltluftströmungsbild
bereitzustellen. Bevorzugt ist ein turbulentes Strömungsbild
mit Verwirbelungen oberhalb der Eiswürfelschale, wodurch sich die
Verweilzeit der in den Kaltluftraum einströmenden Kaltluft oberhalb der
Eiswürfelschale
erhöht.
Vor diesem Hintergrund kann sich eine der Auslassöffnungen
des Luftführungselements
nach Art eines Diffusor in Strömungsrichtung
konusartig ausweiten, wodurch ein Venturi-Effekt genutzt werden
kann. Alternativ und/oder zusätzlich
kann einer der Auslassöffnungen des
Luftführungselementes
ein Luftleitelement zugeordnet sein, das der Auslassöffnung in
Strömungsrichtung
nachgelagert ist. Ausströmende
Kaltluft kann auf diese Weise in Richtung auf die Oberseite der
Eiswürfelschale
umgelenkt werden.
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In
einer besonderen Ausführungsform
kann oberhalb der Eiswürfelschale
eine Auslassöffnung
in Form eines durchgängigen
Querschlitzes im Luftführungselement
vorgesehen sein. Zur Herstellung des Querschlitzes kann im Blechmaterial
des Luftführungselementes
ein U-förmiger
Freischnitt eingebracht sein, und die so U-förmig freigeschnittene Blechlasche
in Strömungsrichtung
aus dem Blechmaterial gebogen werden.
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Unterhalb
des durchgängigen
Querschlitzes kann eine weitere Auslassöffnung in Form einer Lochreihe
im Luftführungselement
ausgebildet sein. Die Lochreihe kann einen Kalt luftteilstrom zumindest abschnittsweise
unmittelbar auf eine Längsseite
der Eiswürfelschale
führen.
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Zusätzlich dazu
kann eine weitere Auslassöffnung
im Luftführungselement
ausgebildet sein, die in einen Strömungsraum unterhalb eines Eiswürfelschalen-Bodens
einmündet.
Der Strömungsraum kann
vom Eiswürfelschalen-Boden
und einem mit Abstand darunter angeordneten Strömungsleitelement begrenzt sein.
Die Länge
der Auslassöffnung unterhalb
der Eiswürfelschale
kann gegenüber
den darüber
angeordneten Auslassöffnungen
in Eiswürfelschalen-Längsrichtung
reduziert sein.
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Für eine besonders
effektive Abkühlung
der in der Eiswürfelschale
befindlichen Frischwassermenge kann die Auslassöffnung unterhalb der Eiswürfelschale
so bemessen sein, dass ein Kaltluft-Hauptstrom zur Bodenseite sowie
zu einer Frontseite der Eiswürfelschale
geführt
ist. Zusätzlich
kann zumindest ein Kaltluft-Nebenstrom über eine erfindungsgemäße Auslassöffnung in
den Kaltluftraum oberhalb der Eiswürfelschale einströmen bzw.
direkt auf eine Längsseite
der Eiswürfelschale
gerichtet sein.
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Nachfolgend
ist ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung anhand der beigefügten
Figuren beschrieben.
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Es
zeigen:
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1 in
einer Teilschnittansicht eine Prinzipdarstellung eines Kältegerätes;
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2 in
perspektivischer Ansicht einen Eisbereiter in Alleinstellung;
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3 in
einer vergrößerten Teilschnittansicht
den Eisbereiter;
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4 in
einer Rückansicht
den Eisbereiter;
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5 ebenfalls
in einer Rückansicht
den das Luftführungselement
mit angedeuteten Strömungswegen;
und
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6 in
Alleinstellung ein Kunststoffspritzgussteil, in welchem ein Abstreiferelement,
eine Verbindungswand, eine Stirnwand sowie ein Strömungsleitelement
integriert sind.
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In
der 1 ist in einer schematischen Seitenschnittdarstellung
ein Ausschnitt aus einem Kältegerät mit einem
bodenseitigen Gefrierraum 1 und einem oberen Teilraum 3 gezeigt,
die durch eine horizontale Trennwand 5 voneinander getrennt
sind. Die beiden Gefrier- und
Teilräume 1, 3 sind
frontseitig mit einer Gerätetür 4 verschlossen.
Im oberen Teilraum 3 ist ein Eisbereiter 7 zur
Erzeugung von Eisstücken vorgesehen.
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Zur
Kühlung
des Gefrierraumes 1 ist in üblicher Weise ein Verdampfer 9 vorgesehen,
der hier beispielhaft thermisch mit der Rückseite des Gefrierraumes 1 gekoppelt
ist. Der Verdampfer 9 ist Teil eines hier nicht gezeigten,
an sich bekannten Kältemittelkreislaufes.
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Der
Eisbereiter 7 weist gemäß der 1 eine
rinnenförmige
Eiswürfelschale 10 auf,
in der in nachfolgend beschriebener Weise Eisstücke erzeugt werden, die in
einem darunter angeordneten Auffangbehälter 13 eingebracht
werden können.
Der Auffangbehälter 13 ist
gemäß der 1 in
Pfeilrichtung schubladenartig aus dem Teilraum 3 des Kältegerätes herausziehbar.
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In
der 2 ist der Eisbereiter 7 in Alleinstellung
ohne Auffangbehälter 13 gezeigt.
Demzufolge ist in dem Hohlraum der rinnenförmigen Eiswürfelschale 10 ein
schwenkbarer Auswerfer 15 angeordnet, der um eine Schwenkachse 17 verschwenkt
werden kann. Entlang der Schwenkachse 17 weist der Auswerfer 15 voneinander
beabstandete Zwischenwände 19 auf,
die den Hohlraum in der Eiswürfelschale 10 in
Einzelfächer
unterteilen. Während
der Eisproduktion werden die an den Zwischenwänden 19 des Auswerfers 15 festgefrorenen
Eisstücke durch
eine Schwenkbewegung des Auswerfers 15 von der Eiswürfelschale 10 entnommen.
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Der
Auswerfer 15 ist an seiner in der 2 linken
Seite mit einem Stellantrieb einer elektronischen Steuereinrichtung 21 verbunden.
Hinter der elektronischen Steuereinrichtung 21 ist ein
Anschlusskasten 23 vorgesehen, der über eine Frischwasserzufuhrleitung
mit Leitungswasser füllbar
ist, das über
eine Zulauföffnung 25 in
die Eiswürfelschale 10 eingeleitet
werden kann. Die Eiswürfelschale 10 weist
an ihrer hinteren Längsseite 27 Tragwinkel 29 zur
Befestigung an einem rückseitigen,
in der 1 gezeigten Luftführungselement 31 auf.
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Gemäß der 3 ist
die Eiswürfelschale 10 an
ihrer vorderen Längsseite 33 mittels
eines Abstreiferelementes 35 überdeckt. Das Abstreiferelement 35 weist
voneinander in Längsrichtung
beabstandete Abstreiferrippen auf, die die Oberseite der Eiswürfelschale 10 teilweise überragen.
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Wie
in der 2 gezeigt ist, geht das Abstreiferelement 35 an
seiner Vorderseite über
eine obere Längskante 37 in
eine vertikale Verbindungswand 39 über. Die vertikale Verbindungswand 39 trennt
gemäß der 3 die
Eiswürfelschale 10 von dem
vorgelagerten Auffangbehälter 13.
An seiner unteren Längskante 38 geht
die Verbindungswand 39 in ein plattenförmiges Strömungsleitelement 41 über, das
im Abstand zur Bodenseite der Eiswürfelschale 10 in Richtung
auf das rückseitige
Luftführungselement 31 schräg nach unten
abfällt.
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Wie
aus der 2 weiter hervorgeht, ist das Abstreiferelement 35 zusammen
mit der Verbindungswand 39 und dem Strömungsleitelement 41 materialeinheitlich
und einstückig
als ein U-förmiges Hohlprofilteil
ausgebildet, in das teilweise die Eiswürfelschale 10 einragt.
Die Eiswürfelschale 10 ist
dabei gemäß der 3 mit
ihrer frontseitigen Längswand 33 in
einer Quernut 43 der Verbindungswand 39 gehaltert.
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Die
Verbindungswand 39 begrenzt zusammen mit der Eiswürfelschale 10 und
dem Strömungsleitelement 41 einen
Strömungsraum 45,
der die Eiswürfelschale 10 frontseitig
umgibt. Der Strömungsraum 45 wird
gemäß der 1 und 3 ausgehend
vom bodenseitigen Gefrierraum 1 des Kühlgerätes mit Kaltluft versorgt.
Die im Gefrierraum 1 erzeugte Kaltluft wird über ein
angedeutetes Gebläse 47 in
einen vom Luftführungselement 31 begrenzten Zufuhrkanal 49 eingeführt und
durch eine untere Auslassöffnung 51 des
Luftführungselements 31 in
den Strömungsraum 45 unterhalb
der Eiswürfelschale 10 ausgestoßen.
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Im
in der 1 gezeigten eingeschobenen Zustand ist der Auffangbehälter 13 mit
einem Antriebsmotor 14 gekoppelt, der in bekannter Weise eine
im Auffangbehälter 13 vorgese hene
Förderschnecke 16 antreibt,
die die Eisstücke
zur Vorderseite des Auffangbehälters 13 leitet.
Am vorderen Ende der Förderschnecke
werden die Eisstücke
mittels nicht gezeigter Messer zerkleinert.
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Gemäß der 3 ist
der Zufuhrkanal 49 des Luftführungselement 31 vertikal
nach oben gerichtet und mündet
dieser in einem in Bautiefenrichtung x ausgeweiteten Sammelraum 53,
der über
die untere Auslassöffnung 51 mit
dem Strömungsraum 45 verbunden
ist. Der Strömungsraum 45 ist
nach oben durch den Eiswürfelschalen-Boden
sowie durch eine vordere Längswand 33 der
Eiswürfelschale 10 begrenzt.
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Oberhalb
der Ausströmöffnung 51 sind
weitere Ausströmöffnungen 55, 57 vorgesehen.
Die Ausströmöffnungen 51, 55, 57 sind
derart bemessen, dass durch die untere Ausströmöffnung 51 ein Hauptstrom I der
Kühlluftströmung in
den unteren Strömungsraum 45 mündet. Die
mittlere Ausströmöffnung 55 richtet
demgegenüber
einen ersten Nebenstrom II unmittelbar auf die hintere
Längsseite 27 der Eiswürfelschale 10.
Durch die obere Ausströmöffnung 57 wird
ein weiterer Nebenstrom III in einen Kaltluftraum 59 oberhalb
der Eiswürfelschale 10 geführt. Mit
dem Hauptstrom I sowie den beiden Nebenströmen II, III kann
daher Kaltluft allseitig auf die Eiswürfelschale 10 gerichtet
werden.
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Gemäß der 3 ist
die mittlere Ausströmöffnung 55 in
Vertikalrichtung in etwa auf gleicher Höhe wie die hintere Längswand 27 der
Eiswürfelschale 10 angeordnet,
so dass der Nebenstrom II unmittelbar auf die Eiswürfelschalen-Längswand 10 ausgerichtet
ist. Die Ausströmöffnung 57 ist
um einen Abstand Δh
von der Eiswürfelschale 10 beabstandet. Die
Ausströmöffnung 55 des
Luftführungselements 31 ist
gemäß der 5 als
eine horizontale Lochreihe ausgebildet, deren Ausströmkanäle in Strömungsrichtung
konusartig ausgeweitet sind. Die darüber angeordnete Ausströmöffnung 57 ist
demgegenüber ein
langgestreckter Querschlitz, dem in Strömungsrichtung ein Umlenkelement 62 nachgeschaltet
ist, das den austretenden Teilstrom III in Richtung auf
die Oberseite der Eiswürfelschale 10 nach
unten umlenkt. Insgesamt kann mittels der beiden Teilströme II und III im
Kühlluftraum 59 oberhalb
der Eiswürfelschale 10 ein
turbulentes Strömungsbild
mit Verwirbelungen erzeugt werden, die eine schnelle Abkühlung der
Wasseroberfläche
in der Eiswürfelschale 10 unterstützen.
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In
der 4 ist eine rückseitige
Ansicht des Eisbereiters 7 gezeigt, in der der Strömungsweg
des Hauptstromes I der Kaltluft dargestellt ist. Demzufolge
ist der Kaltluft-Hauptstrom I zunächst in der Bautiefenrichtung
x auf die horizontale Verbindungswand 39 gerichtet und
wird die Hauptströmung I innerhalb des
Strömungsraumes 45 in
eine Seitenrichtung entlang der Eiswürfelschale 10 umgelenkt.
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Aus
der 4 geht weiterhin hervor, dass sich das Strömungsleitelement 41 nicht
entlang der gesamten Länge
der Eiswürfelschale 10 erstreckt, sondern
nur bis etwa zur Hälfte.
In der Eiswürfelschalen-Längsrichtung
ist daher ein Luftauslassbereich 61 zwischen den Strömungsleitelement 41 und
der gegenüberliegenden
Steuereinrichtung 21 freigelegt, durch den die Kaltluft
aus dem Strömungsraum 45 nach
unten abgeleitet wird.
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Im
Bereich der Steuereinrichtung 21 ist gemäß der 4 bodenseitig
unterhalb der Eiswürfelschale 10 ein
Temperatursensor 63 vorgesehen, der eine Ist-Temperatur
der Eiswürfelschale 10 erfasst und
an die Steuereinrichtung 21 leitet. Die der Steuereinrichtung 21 gegenüberliegende
Längsseite
ist mit einer am Strömungsleitelement 41 angeformten Stirnwand 65 geschlossen,
die den Strömungsraum 45 außenseitig
begrenzt. Zusätzlich
sind in der Verbindungswand 39 zwei Luftauslässe 67 vorgesehen, durch
die Kaltluft aus dem Strömungsraum 45 austreten
kann.
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Die über die
Einströmseite
in den Strömungsraum 45 einströmende Hauptströmung I wird somit
mittels der Stirnwand 65 sowie der Verbindungswand 39 in
eine Seitenrichtung umgelenkt und über den Luftauslassbereich 61 nach
unten abgeführt.
Auf diese Weise wird der Temperatursensor 63 nicht unmittelbar
von der Kaltluftströmung
beaufschlagt, wodurch die erfasste Ist-Temperatur verfälscht werden
würde.
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In
der 5 ist das Abstreiferelement 35 zusammen
mit der Verbindungswand 39, der Stirnwand 65 und
dem Strömungsleitelement 41 als
ein einstückiges
Kunststoffbauteil gezeigt, das fertigungstechnisch einfach im Spritzgussverfahren
herstellbar ist. Abgesehen von dem vordefinierten Luftauslassbereich 61 sowie
der beiden Luftauslässe 67 in
der frontseitigen Verbindungswand 39 ist das Bauteil vollflächig geschlossen
ausgeführt.
Leckageströmungen,
die keinen Beitrag zur Eisbildung leisten, können daher reduziert werden.
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Wie
aus der 5 weiter hervorgeht, erstrecken
sich die in den oberseitigen Kühlluftraum 59 mündenden
bzw. direkt auf die Längsseite 27 der
Eiswürfelschale 10 gerichteten
Auslassöffnungen 55, 57 über eine
Länge l1, die im Wesentlichen der in der 2 gezeigten
Länge l2 der Eiswürfelschale 10 entspricht.
Im Betrieb wird daher über
die oberen Auslassöffnungen 55, 57 im
Wesentlichen die gesamte freie Wasseroberfläche in der Eiswürfelschale 10 gekühlt. Demgegenüber ist
die Länge
l3 der unteren Auslassöffnung 51 reduziert
und in etwa der Länge des
Strömungsleitelementes 41 angepasst.
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Zum
Betriebsstart des Eisbereiters 7 wird zunächst die
in der 2 Einschalttaste der Steuereinrichtung 21 gedrückt. Zum
Befüllen
der Eiswürfelschale 10 wird
das in dem Wasserkasten 23 zwischengespeicherte Frischwasser über die
Zulauföffnung 25 in
die Eiswürfelschale 10 eingeleitet.
Nach erfolgter Eisbildung wird kurzzeitig ein in der Eiswürfelschale 10 integriertes
Heizelement eingeschaltet, wodurch die in der Eiswürfelschale 10 gebildeten
Eisstücke
angetaut und mittels des Auswerfers 15 in einer Schwenkbewegung
auf das Abstreiferelement 35 gekippt werden. Beispielhaft
ist in der 2 ein bereits auf das Abstreiferelement 35 gekipptes
Eisstück 69 gezeigt.
Das Abstreiferelement 35 ist in Richtung auf den Auffangbehälter 13 schräg nach unten
geneigt, so dass die darauf abgestreiften Eisstücke in den Auffangbehälter 13 abgleiten
können.
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- 1
- Gefrierraum
- 3
- Teilraum
- 5
- Trennwand
- 7
- Eisbereiter
- 4
- Gerätetür
- 9
- Verdampfer
- 10
- Eiswürfelschale
- 13
- Auffangbehälter
- 14
- Antriebsmotor
- 15
- Auswerferelement
- 16
- Förderschnecke
- 17
- Schwenkachse
- 19
- Zwischenwände
- 21
- Steuereinrichtung
- 23
- Wasserbehälter
- 25
- Zulauföffnung
- 27
- hintere
Längswand
der Eiswürfelschale 10
- 29
- Tragwinkel
- 31
- Luftführungselement
- 33
- vordere
Längswand
der Eiswürfelschale 10
- 35
- Abstreiferelement
- 37,
38
- Längskanten
- 39
- Verbindungwand
- 41
- Strömungsleitelement
- 43
- Quernut
- 45
- Strömungsraum
- 47
- Gebläse
- 49
- Luftzufuhrkanal
- 51
- untere
Auslassöffnung
- 53
- Sammelraum
- 55,
57
- obere
Auslassöffnungen
- 59
- Kaltluftraum
- 61
- Luftauslassbereich
- 62
- Umlenkelement
- 63
- Temperatursensor
- 65
- Stirnwand
- 67
- Luftauslässe
- 69
- Eisstück Länge der
Auslassöffnungen 55, 57
- l2
- Eiswüfelschalen-Länge
- l3
- Länge der
unteren Auslassöffnung 51
- I
- Hauptstrom
- II,
III
- Nebenströme
- x
- Bautiefenrichtung