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Die Erfindung betrifft ein Kältegerät, insbesondere Haushaltskältegerät, mit einem Lüfter.
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Die
DE 10 2007 029 178 A1 offenbart ein Haushaltskältegerät, das einen Innenbehälter mit einem kühlbaren Innenraum, einen Kältemittelkreislauf zum Kühlen des Innenraums und einen Ventilator aufweist. Der Ventilator ist für eine Zwangsbelüftung des Verdampfers des Kältemittelkreislaufs vorgesehen, um die Effizienz des Kältemittelkreislaufs zu erhöhen.
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Die
DE 20 2005 012 627 U1 offenbart ein weiteres Haushaltskältegerät mit einem ein Ventilatorrad aufweisenden Ventilator, dem ein Luftführungselement zugeordnet ist, mittels dem die durch den Ventilator erzeugte Luftströmung beeinflusst wird. Das Luftführungselement wird durch eine auf der Druckseite oder auf der Saugseite des Ventilatorrades befindlichen Platte gebildet.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Kältegerät, insbesondere Haushaltskältegerä, mit einem verbesserten Lüfter anzugeben.
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Unter einem Kältegerät wird insbesondere ein Haushaltskältegerät verstanden, also ein Kältegerät das zur Haushaltsführung in Haushalten oder eventuell auch im Gastronomiebereich eingesetzt wird, und insbesondere dazu dient Lebensmittel und/oder Getränke in haushaltsüblichen Mengen bei bestimmten Temperaturen zu lagern, wie beispielsweise ein Kühlschrank, ein Gefrierschrank, eine Kühlgefrierkombination oder ein Weinlagerschrank.
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Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch ein Kältegerät, insbesondere Haushaltskältegerät, aufweisend einen Innenbehälter mit einem kühlbaren Innenraum, einen zum Kühlen des Innenraums vorgesehenen, einen Verdampfer aufweisenden Kältemittelkreislauf, und einen Lüfter, der ein einen Strömungskanal bildendes Gehäuse und ein innerhalb des Strömungskanals drehbar angeordnetes Laufrad aufweist, wobei der Strömungskanal einen ersten Teilströmungskanal aufweist, innerhalb dem das Laufrad drehbar gelagert ist, und einen dem ersten Teilströmungskanal vorgelagerten zweiten Teilströmungskanal, der in den ersten Teilströmungskanal fließend übergeht und dessen Querschnitt sich beginnend vom ersten Teilströmungskanal trichterförmig aufweitet. Das erfindungsgemäße Kältegerät umfasst demnach den Lüfter. Dieser ist vorzugsweise innerhalb des kühlbaren Innenraums angeordnet, der insbesondere als ein Kühlraum für Temperaturen oberhalb des Gefrierpunktes ausgebildet ist. Der Lüfter ist z.B. vorgesehen, eine Temperaturschichtung innerhalb des kühlbaren Innenraums zu verkleinern, wenn nicht gar zu minimieren. Der Lüfter kann auch vorgesehen sein, durch Umwälzung der Luft die Gefahr einer eventuell auftretenden Betauung zu verringern oder gar zu verhindern. Zusätzlich oder alternativ bietet der Lüfter die Möglichkeit durch die Zwangsbelüftung des Verdampfers die Effizienz des Kältemittelkreislaufs zu verbessern und damit den Energiebedarf des Kältegerätes zu reduzieren.
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Der Lüfter des erfindungsgemäßen Kältegerätes umfasst das Gehäuse, welches den Strömungskanal für einen Luftstrom bildet. Innerhalb des Strömungskanals ist das Laufrad des Lüfters drehbar gelagert und wird z.B. von einem Motor angetrieben. Erfindungsgemäß wird der Strömungskanal durch die beiden Teilströmungskanäle gebildet. Innerhalb des ersten Teilströmungskanal ist das Laufrad drehbar gelagert. Dem ersten Teilströmungskanal ist der zweite Teilströmungskanal vorgelagert. Dieser weitet sich trichterförmig, insbesondere konisch oder trompetenförmig auf, wodurch die Strömungseigenschaften des Lüfters im Vergleich zu konventionellen Lüftern verbessert werden, insbesondere dann, wenn das Laufrad Luft durch den zweiten Teilströmungskanal ansaugt und durch den ersten Teilströmungskanal ausbläst.
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Die trichterförmige Ausbildung des zweiten Teilströmungskanals ist dann besonders vorteilhaft, wenn nach einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kältegerätes der Lüfter als ein frei ausblasender Lüfter ausgebildet ist. Der Lüfter ist insbesondere als ein Axiallüfter ausgebildet.
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Nach einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kältegerätes ist der Verdampfer in eine der Wände des Kälteraums eingeschäumt oder frei hängend an einer der Wände des Kälteraums innerhalb des Kälteraums aufgehängt. Dann ist vorzugsweise der Lüfter derart innerhalb des Kälteraums angeordnet, dass durch das Laufrad geförderte Luft durch den Strömungskanal auf die in Richtung Kälteraum gerichtete Seite des Verdampfers strömt. Dadurch lässt sich die Effizienz des Kältemittelkreislaufs erhöhen.
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Um also den eher funktionellen Aufgaben des Lüfters eine Effizienzsteigerung des Kältemittelkreislaufs zu erzielen, sollte durch die Zwangsbelüftung des Verdampfers durch den Lüfter eine Verbesserung des Wärmeübergangs gegenüber dem bei freier Konvektion erzielt werden, um den Verdampfungsdruck anzuheben. Hierzu ist es erstrebenswert, den am Verdampfer wirksamen Volumenstrom soweit zu erhöhen, wenn nicht gar zu maximieren, dass ein theoretisch ableitbarer Grenzwert überschritten wird. Gleichzeitig sollte die Antriebsenergie des Lüfters verkleinert, wenn nicht gar minimiert werden bzw. ein möglichst großer Anteil der Antriebsenergie des Lüfters in Luftvolumenstrom umgesetzt werden, um den Effizienzgewinn nicht durch eine unnötig hohe Lüfterleistung zu schmälern oder zu kompensieren.
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In Luftführungen bzw. Strömungskanälen, die die Luftströmung kanalisieren, treten aufgrund der verhältnismäßig großen Leitungslängen und gegebenenfalls vorhandenen Umlenkungen relativ hohe Druckverluste auf. Auch bei frei ausblasenden Ausführungen sind aufgrund von Gehäuseteilen, die gegebenenfalls aus Sicherheits- und Designgründen verwendet werden, relativ hohe Druckverluste zu überwinden. Folglich dient die Antriebsenergie konventioneller Lüfter in erster Linie dem Druckaufbau und der geförderte Volumenstrom reicht oft nicht aus, um den Wärmeübergang am Verdampfer gegenüber der freien Konvektion zu verbessern. Zudem kann sich bei frei ausblasenden Lüftern ein strömungstechnischer Kurzschluss ergeben, sodass nicht der gesamte geförderte Volumenstrom zur Verbesserung des Wärmeübergangs am Verdampfer genutzt wird.
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Da die Druckverluste in Luftführungen, die durch Kanäle gebildet werden, grundsätzlich die Druckverluste bei freier Abströmung übersteigen, ist nach einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kältegerätes der Lüfter als frei ausblasenden Lüfter gestalten, um insbesondere die ausblasseitigen Verluste zu minimieren. Das erfindungsgemäß saugseitig verwendete Gehäuse ist vorzugsweise so gestaltet, dass es einen möglichst geringen Druckverlust aufweist. Gegebenfalls kann es auch einen Eingriffschutz bzw. Berührschutz aufweisen. Der Zuströmbereich, d.h. der zweite Teilströmungskanal ist hierzu trichterförmig ausgeführt, der vorzugsweise am Ansaugquerschnitt des vorzugsweise als Axiallüfter ausgeführten Lüfters den kleinsten Strömungsquerschnitt aufweist. Stromaufwärts nimmt der Querschnitt soweit zu, dass an der Eintrittsöffnung bzw. Ansaugöffnung des zweiten Teilströmungskanals der freie Querschnitt der Zuströmöffnung größer ausfällt als der Eintrittsquerschnitt des Lüfters.
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Das druckseitige Gehäuse, d.h. der erste Teilströmungskanal, ist vorzugsweise so gestaltet, dass der strömungstechnisch notwendige Mindestabstand von ca. einer Lüfterbautiefe zum Verdampfer sichergestellt ist.
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Das erste Teilgehäuse kann wenigstens eine seitlich angeordnete Öffnung aufweisen. Durch diese Austrittsöffnung oder Austrittsöffnungen seitlich und gegebenenfalls unten kann sichergestellt werden, dass auch bei einem freihängenden Verdampfer möglichst nur die Vorderseite des Verdampfers, also die in Richtung Kälteraum gerichtete Seite des Verdampfers durch den Lüfter belüftet wird. Dadurch kann die Rückseite des Verdampfers durch ungestörte freie Konvektion weiter zum Wärmeübergang beitragen. Das Gehäuse des Lüfters kann hierfür druckseitig als einfacher Rahmen ausgeführt sein, der senkrecht zur Verdampferplatine steht und gegebenenfalls seitlich und unten so beschnitten ist, dass die vom Lüfter geförderte Luft in der gewünschten Richtung austritt. Der Querschnitt der Austritte ist dabei möglichst so gewählt, dass auch hier nur relativ geringe Druckverluste auftreten.
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Es kann auch gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kältegerätes vorgesehen sein, dass sich der Querschnitt des ersten Teilströmungskanals beginnend vom zweiten Teilströmungskanal trichterförmig aufweitet. Demnach kann alternativ das abströmseitige Gehäuse als Konus bzw. Trichter ausgeführt sein, so dass die Geometrie an die typisch kegelförmige Abströmcharakteristik von Axiallüftern angepasst ist.
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Aus Sicherheitsgründen kann gemäß einer Variante des erfindungsgemäßen Kältegerätes der Lüfter einen dem zweiten Teilströmungskanal vorgelagerten Berührschutz aufweisen. Dieser ist insbesondere beabstandet zu einer Ansaugöffnung des zweiten Strömungskanals insbesondere am Gehäuse des Lüfters angeordnet.
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Der Berührschutz kann beispielsweise als eine Blende oder Platte ausgebildet sein. Diese kann insbesondere die Ansaugöffnung in axialer Richtung verdecken. Die Platte bzw. Blende kann mit wenigstens einer Perforation oder mit wenigstens einem Schlitz versehen sein. Als Berührschutz können auch mehrere, hintereinander versetzt angeordnete Ebenen vorgesehen sein.
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Der Zuströmbereich, d.h. der zweite Teilströmungskanal des Lüfters ist trichterförmig ausgeführt, der vorzugsweise am Ansaugquerschnitt des vorzugsweise als Axiallüfter ausgeführten Lüfters den kleinsten Strömungsquerschnitt aufweist. Stromaufwärts nimmt der Querschnitt soweit zu, dass gegebenenfalls an der Eintrittsöffnung bzw. Ansaugöffnung des zweiten Teilströmungskanals der Berührschutz insbesondere als eine ebene oder leicht gekrümmte Blende bzw. Platte als Sicht- und Eingriffschutz angebracht werden kann und gleichzeitig sichergestellt ist, dass der freie Querschnitt der Zuströmöffnung größer ausfällt als der Eintrittsquerschnitt des Lüfters. Alternativ kann die Blende auch mit zusätzlichen Öffnungen z.B. durch Perforation oder versetzte Ebenen ausgeführt werden, um beispielsweise den Eintrittsquerschnitt ausreichend groß zu gestalten.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind exemplarisch in den beigefügten schematischen Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:
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1 ein Kältegerät in Form eines Haushaltskältegeräts,
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2 einen Lüfter mit einem Berührschutz des Haushaltskältegerätes in einer perspektivischen Darstellung,
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3 den Lüfter mit Berührschutz in einer Seitenansicht und
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4 und 5 alternative Berührschütze für den Lüfter.
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Die 1 zeigt ein Kältegerät in Form eines Haushaltskältegeräts 1, das einen Innenbehälter 2 mit einem kühlbaren Innenraum aufweist, der im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels in einen Gefrierraum 3 und einen unterhalb des Gefrierraums 3 angeordneten Kühlraum 4 aufgeteilt ist. Der Gefrierraum 3 dient beispielsweise zum Tiefgefrieren von Gefriergut bei z.B. ca. minus 18 Grad Celsius.
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Das Haushaltskältegerät 1 umfasst wenigstens einen nicht näher dargestellten Kältemittelkreislauf zum Kühlen des Gefrierraums 3 und des Kühlraums 4. Für den Kühlraum 4 und den Gefrierraum 3 kann ein gemeinsamer Kältemittelkreislauf vorgesehen sein, der z.B. einen zum Kühlen des Kühlraums 4 vorgesehenen Verdampfer und einen zum Kühlen des Gefrierraums 3 vorgesehenen Verdampfer umfasst. Das Haushaltskältegerät 1 kann aber auch getrennte Kältemittelkreisläufe für den Gefrierraum 3 und den Kühlraum 4 aufweisen.
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Das Haushaltskältegerät 1 weist ferner eine nicht näher dargestellte Steuervorrichtung auf, die eingerichtet ist, den oder die Kältemittelkreisläufe im Betrieb des Haushaltskältegerätes 1 derart anzusteuern, dass der Gefrierraum 3 und der Kühlraum 4 zumindest in etwa vorgegebene oder einstellbare Soll-Temperaturen aufweisen, wie dies dem Fachmann im Prinzip bekannt ist.
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Das Haushaltskältegerät 1 weist im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels zwei Türblätter 5, 6 zum Verschließen des Gefrierraums 3 bzw. des Kühlraums 4 auf. Bei geöffneten Türblättern 5, 6 sind der Gefrierraum 3 und der Kühlraum 4 zugänglich. An der in Richtung Kühlraum 4 gerichteten Seite des zum Verschließen des Kühlraums 4 vorgesehenen Türblatts 6 sind im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels mehrere Türabsteller 7 zum Lagern von Kühlgut angeordnet.
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Im Gefrierraum 3 ist beispielsweise ein als Traggitter 8 ausgebildeter Fachboden und im Kühlraum 4 sind mehrere Fachböden 9 zum Lagern von Kühlgut angeordnet. Im unteren Bereich des Kühlraums 4 ist insbesondere eine Schublade 10 angeordnet, in der Kühlgut gelagert werden kann.
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Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels umfasst das Haushaltskältegerät 1 einen in den 2 und 3 gezeigten Lüfter 11, welche z.B. von der Steuervorrichtung angesteuert wird. Die 2 zeigt den Lüfter 11 in einer perspektivischen Darstellung und die 3 schematisiert in einer Seitenansicht.
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Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels handelt es sich bei dem Lüfter 11 um einen Axiallüfter. Der Lüfter 11 ist insbesondere als frei ausblasender Lüfter ausgebildet und beispielsweise an der Decke 12 des Kühlraums 4 innerhalb des Kühlraums 4 befestigt. Der Lüfter 11 ist insbesondere zur Zwangsbelüftung des den zum Kühlen des Kühlraums 4 vorgesehenen Verdampfers 14 vorgesehen. Der Verdampfer 14 ist z.B. in eine der den Kühlraum 4 begrenzenden Wände des Innenbehälters 2 eingeschäumt. Der Verdampfer 14 kann auch, wie dies in der 3 gezeigt ist, freihängend an einer der den Kühlraum 4 begrenzenden Wände des Innenbehälters 2 freihängend innerhalb des Kühlraums 4 angeordnet sein. Die Wand, an der der Verdampfer 14 freihängend angeordnet ist oder in der der Verdampfer 14 eingeschäumt ist, ist beispielsweise die Rückwand 13 des Kühlraums 4.
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Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels umfasst der Lüfter 11 ein insbesondere als Axiallaufrad ausgebildetes Laufrad 15, das drehbar innerhalb eines Gehäuses 16 gelagert ist. Das Laufrad 15 ist z.B. mittels eines nicht näher dargestellten Motors, welcher insbesondere zumindest indirekt von der Steuervorrichtung angesteuert wird, drehbar gelagert.
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Das Gehäuse 16 des Lüfters 11 ist z.B. aus Kunststoff gefertigt und vorzugsweise einstückig ausgeführt. Es ist z.B. an der Decke 12 des Kühlraums 4 angeschraubt. Das Gehäuse 16 umfasst im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels ein erstes Teilgehäuse 17 und ein zweites Teilgehäuse 18.
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Das erste Teilgehäuse 17 ist vorzugsweise rahmenförmig ausgeführt und bildet einen ersten Teilströmungskanal 19 eines Strömungskanals. Innerhalb des ersten Teilströmungskanals 19 ist das Laufrad 15 angeordnet. Der Querschnitt des ersten Teilströmungskanals 19 ist der Ausdehnung des Laufrades 15 derart angepasst, dass der Querschnitt des ersten Teilströmungskanals 19 relativ klein gehalten ist.
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Das zweite Teilgehäuse 18 ist dem ersten Teilgehäuse 17 vorgelagert und insbesondere an dieses angeformt. Das zweite Teilgehäuse 17 ist ebenfalls dem Laufrad 15 vorgelagert und bildet einen zweiten Teilströmungskanal 20 des Strömungskanals.
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Im Betrieb des Lüfters 11 saugt das Laufrad 15 Luft an, die durch den Strömungskanal in Richtung eines Pfeils 21 strömt. Das Laufrad 15 dreht sich somit derart, dass die Luft zunächst durch den zweiten Teilströmungskanal 20 angesaugt wird und anschließend durch den ersten Teilströmungskanal 19 hindurch strömt, um auf die dem Kühlraum 4 zugewandte Seite des Verdampfers 14 zu strömen. Für ein verbessertes Strömen der Luft kann, wie dies im vorliegenden Ausführungsbeispiel der Fall ist, das erste Teilgehäuse 17 nicht nur an dem dem Verdampfer 14 zugewandten Ende geöffnet sein, sondern auch Öffnungen 22 in den Seitenwänden und der nach unten gerichteten Wand aufweisen.
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Das erste Teilgehäuse 17 kann auch derart ausgeführt sein, dass der erste Teilströmungskanal 19 trichterförmig, insbesondere konisch oder trompetenförmig, ausgebildet ist, sodass sich der erste Strömungskanal 19 in Strömungsrichtung der geförderten Luft, also in Richtung des Pfeils 21, aufweitet.
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Das zweite Teilgehäuse 17 ist derart ausgeführt, dass der zweite Strömungskanal 20 trichterförmig, insbesondere konisch oder trompetenförmig, ausgebildet ist, sodass sich der zweite Strömungskanal 20 in Strömungsrichtung der geförderten Luft, also in Richtung des Pfeils 21 verjüngt. Somit weitet sich der Strömungskanal bzw. der zweite Teilströmungskanal 20 beginnend vom Laufrad 15 stromaufwärts bis zu einer Ansaugöffnung 29 auf.
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Der kleinste Querschnitt des zweiten Teilströmungskanals 20 entspricht dabei dem Querschnitt des ersten Teilströmungskanals 19 im Bereich des Laufrades 15, sodass beide Teilströmungskanäle 19, 29 fließend ineinander übergehen.
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Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist dem zweiten Teilgehäuse 18, also der Ansaugöffnung 29 des zweiten Teilströmungskanals 20 ein Berührschutz 23 vorgelagert. Der Berührschutz 23 ist z.B. als eine Platte 24 ausgeführt. Die Platte 24, die eben oder auch leicht gekrümmt ausgeführt sein kann, ist beabstandet zum Rand 25 des zweiten Teilgehäuses 18 angeordnet, der die Ansaugöffnung 29 des zweiten Teilströmungskanals 20 umrandet.
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Der Berührschutz 23 kann, wie dies in der 2 gezeigt ist, als die durchgehende Platte 24 ausgeführt sein. Der Berührschutz 23 kann aber auch z.B. als eine in der 4 dargestellte ebene oder gekrümmte Platte 26 mit wenigstens einer Perforation oder mit wenigstens einem Schlitz ausgeführt sein.
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Der Berührschutz 23 kann auch, wie dies in der 5 dargestellt ist, als mehrere, hintereinander versetzt angeordnete Ebenen 27, 28 ausgeführt sein.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Haushaltskältegerät
- 2
- Innenbehälter
- 3
- Gefrierraum
- 4
- Kühlraum
- 5, 6
- Türblatt
- 7
- Türabsteller
- 8
- Traggitter
- 9
- Fachböden
- 10
- Schublade
- 11
- Lüfter
- 12
- Decke
- 13
- Rückwand
- 14
- Verdampfer
- 15
- Laufrad
- 16
- Gehäuse
- 17
- erstes Teilgehäuse
- 18
- zweites Teilgehäuse
- 19
- erster Teilströmungskanal
- 20
- zweiter Teilströmungskanal
- 21
- Pfeil
- 22
- Öffnungen
- 23
- Berührschutz
- 24
- Platte
- 25
- Rand
- 26
- Platte
- 27, 28
- versetzt angeordnete Ebenen
- 29
- Ansaugöffnung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007029178 A1 [0002]
- DE 202005012627 U1 [0003]
