DE102014213808A1 - Domestic refrigerating appliance with an oxygen device for carrying out a water electrolysis in a closed circuit with a filter device - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Haushaltskältegerät (1) mit einem Lagerbereich (8) für Lebensmittel, und mit einer Sauerstoffvorrichtung (11) zur Einstellung des Sauerstoffs in dem Lagerbereich (8), welche eine Membran-Elektroden-Anordnung (12) mit einer Anode (16) und einer Kathode (14) aufweist, wobei eine durch die Sauerstoffvorrichtung (11) unterstützte Wasserelektrolyse als im Haushaltskältegerät (1) geschlossener Kreislauf (13) ausgeführt ist und zwischen der Kathode (14) und der Anode (16) eine Förderleitung (17) ausgebildet ist, in welcher mittels einer Pumpe (18) ein an der Kathode (14) anfallendes Wasser zur Anode (16) leitbar ist, und in der Förderleitung (17) eine Filtereinrichtung (19) zur Ausfilterung von im geschlossenen Kreislauf (13) im Betrieb auftretenden Partikel angeordnet ist.The invention relates to a household refrigerating appliance (1) having a storage area (8) for food, and to an oxygen device (11) for adjusting the oxygen in the storage area (8), which has a membrane-electrode arrangement (12) with an anode (16 ) and a cathode (14), wherein a through the oxygen device (11) supported water electrolysis as in the household refrigeration appliance (1) closed circuit (13) is executed and between the cathode (14) and the anode (16) a delivery line (17) is formed, in which by means of a pump (18) at the cathode (14) resulting water to the anode (16) can be conducted, and in the conveying line (17) a filter device (19) for filtering in the closed circuit (13) in Operating occurring particles is arranged.
Description
Die Erfindung betrifft ein Haushaltskältegerät mit einem Lagerbereich für Lebensmittel, welches eine Sauerstoffvorrichtung zur Einstellung des Sauerstoffs im Lagerbereich aufweist. Die Sauerstoffvorrichtung umfasst eine Membran-Elektroden-Anordnung mit einer Anode und einer Kathode als Elektroden. The invention relates to a domestic refrigerator with a storage area for food, which has an oxygen device for adjusting the oxygen in the storage area. The oxygen device comprises a membrane-electrode assembly having an anode and a cathode as electrodes.
Für die Frischhaltung von Lebensmitteln in dem Lagerbereich sind neben der Temperatur im Lagerbereich noch andere Faktoren wesentlich. Ein wichtiger Faktor ist hierbei auch der Sauerstoffgehalt. Bei geeigneter Sauerstoffkonzentration kann ein Wachstum von Bakterien erheblich verlangsamt werden. Es ist bekannt, dass eine sehr bevorzugte Sauerstoffkonzentration, je nach Art des Lebensmittels, bei etwa fünf Prozent liegt. In addition to the temperature in the storage area, other factors are essential for keeping foodstuffs fresh in the storage area. An important factor here is the oxygen content. With a suitable oxygen concentration, bacterial growth can be significantly slowed down. It is known that a very preferred oxygen concentration, depending on the type of food, is about five percent.
In dem Zusammenhang ist beispielsweise aus der
Bei einer Wasserelektrolyse wird Wasser an der Membran-Elektroden-Anordnung in Protonen und Sauerstoff aufgespalten. Die Protonen werden über die Membran dieser Anordnung transportiert und Sauerstoff wird in die Umgebung ausgeschieden und somit in das Innere des Lagerbereichs abgegeben. An der Kathode dieser Membran-Elektroden-Anordnung reagieren die Protonen mit dem Sauerstoff der im Lagerbereich befindlichen Luft und es werden dabei dann wieder Wassermoleküle gebildet. Diese werden dann an der Kathode der Membran-Elektroden-Anordnung abgeschieden. In a water electrolysis, water is split at the membrane-electrode assembly into protons and oxygen. The protons are transported across the membrane of this arrangement and oxygen is excreted into the environment and thus discharged into the interior of the storage area. At the cathode of this membrane-electrode assembly, the protons react with the oxygen of the air in the storage area and water molecules are thereby formed again. These are then deposited at the cathode of the membrane-electrode assembly.
Die Versorgung des Systems mit Wasser kann durch kontinuierliche Wasserzufuhr von außen erfolgen. In dem Zusammenhang ist dann ein offene System ausgebildet. Bei einem derartigen offenen System wird das Wasser verbraucht und muss an der Kathode aus dem System entfernt werden. In einem offenen System kann darüber hinaus nicht ausgeschlossen werden, dass sich Partikel von der Membran-Elektroden-Anordnung lösen und so zu einer Verschmutzung des Wassers führen. Dies kann auch zu einer Beschädigung der Elektroden und somit der Anode und/oder der Kathode oder der Membran führen und somit den Wirkungsgrad und die Lebensdauer der Sauerstofferzeugungsvorrichtung beeinträchtigen. Die Bereitstellung von Wasser mit hoher Wasserqualität an der Anode der Anordnung stellt somit auch eine wichtige Anforderung für die dauerhafte Funktion des Systems dar. The supply of the system with water can be done by continuous external water supply. In this context, an open system is then formed. In such an open system, the water is consumed and must be removed from the system at the cathode. Moreover, in an open system, it can not be ruled out that particles will detach from the membrane-electrode assembly and thus lead to contamination of the water. This can also lead to damage of the electrodes and thus of the anode and / or the cathode or the membrane and thus affect the efficiency and the life of the oxygen generating device. The provision of high quality water at the anode of the assembly thus also represents an important requirement for the long-term functioning of the system.
Bei einem im Unterschied dazu geschlossenen System und somit einem geschlossenen Kreislauf wird kein Wasser von extern zugeführt. In contrast to a closed system and thus a closed circuit, no water is supplied externally.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Haushaltskältegerät zu schaffen, bei welchem die Sauerstofferzeugungsvorrichtung langzeitiger mit sauberem Wasser betrieben werden kann. It is an object of the present invention to provide a household refrigerating appliance in which the oxygen generating apparatus can be operated with clean water for a long time.
Diese Aufgabe wird durch ein Haushaltskältegerät, welches die Merkmale nach Anspruch 1 aufweist, gelöst.This object is achieved by a household refrigerator, which has the features of
Ein erfindungsgemäßes Haushaltskältegerät umfasst einen Lagerbereich für Lebensmittel. Darüber hinaus umfasst das Haushaltskältegerät eine Sauerstoffvorrichtung, welche zur Einstellung des Sauerstoffs und somit des Sauerstoffgehalts im Lagerbereich ausgebildet ist. Die Sauerstoffvorrichtung umfasst eine Membran-Elektroden-Anordnung mit einer Anode und einer Kathode als Elektroden. Die Sauerstoffvorrichtung arbeitet insbesondere derart, dass der Sauerstoff in dem Lagerbereich auf einen Wert kleiner oder gleich 10%, insbesondere kleiner oder gleich 6%, eingestellt bzw. reduziert wird. An inventive household refrigerator includes a storage area for food. In addition, the household refrigerator comprises an oxygen device, which is designed to adjust the oxygen and thus the oxygen content in the storage area. The oxygen device comprises a membrane-electrode assembly having an anode and a cathode as electrodes. The oxygen device operates in particular such that the oxygen in the storage area is set or reduced to a value less than or equal to 10%, in particular less than or equal to 6%.
Ein wesentlicher Gedanke der Erfindung ist darin zu sehen, dass eine Sauerstoffvorrichtung ausgebildet ist, die eine Durchführung einer Wasserelektrolyse zumindest unterstützt und die Wasserelektrolyse als im Haushaltskältegerät geschlossener Kreislauf ausgeführt ist und zwischen der Kathode und der Anode eine Förderleitung ausgebildet ist. In der Förderleitung ist mittels einer Pumpe des Haushaltskältegeräts ein an der Kathode anfallendes Wasser zur Anode leitbar. In der Förderleitung ist eine Filtereinrichtung zur Ausfilterung von im geschlossenen Kreislauf im Betrieb auftretenden Partikeln angeordnet. Als geschlossener Kreislauf bezüglich der Wasserelektrolyse wird ein derartiger bezeichnet, bei welchem das für die Wasserelektrolyse benötigte Wasser durch das an der Kathode anfallende Wasser z. B. durch eine Pumpe wieder an die Anode transportiert wird. Dabei kann das Wasser vor der Anode in einem Behälter zwischengelagert werden. Die Wassererzeugung erfolgt aufgrund chemischer und physikalischer Prozesse, wie sie in der Einleitung erläutert wurden. Es wird bei einem geschlossenen Kreislauf praktisch kein Wasser extern zugeführt, wodurch sich somit dann dieser geschlossene Kreislauf definiert. Gerade bei einer derartigen Ausgestaltung ist es durch die Erfindung dann mittels der spezifisch örtlich angeordneten Filtereinrichtung und mit der Filtereinrichtung als solcher ermöglicht, dauerhaft gereinigtes Wasser zu zirkulieren, so dass die Funktionalität der Sauerstofferzeugungsvorrichtung dauerhaft hoch gehalten wird. An essential idea of the invention is to be seen in that an oxygen device is formed, which at least supports a water electrolysis, and the electrolysis of water is carried out as a closed circuit in the domestic refrigerator and between the cathode and the anode, a delivery line is formed. In the delivery line, a water accumulating at the cathode can be conducted to the anode by means of a pump of the household refrigerating appliance. In the delivery line, a filter device for filtering out of particles occurring in the closed circuit during operation is arranged. As a closed circuit with respect to the electrolysis of water, such is referred to, in which the water required for the electrolysis of water by the resulting at the cathode water z. B. is transported by a pump back to the anode. In this case, the water can be stored in front of the anode in a container. The water production is due to chemical and physical processes, as explained in the introduction. Virtually no water is supplied externally in a closed circuit, which then defines this closed circuit. Especially with such a configuration, it is then possible by means of the specifically spatially arranged filter device and with the filter device as such to circulate permanently purified water, so that the functionality of the oxygen generating device is kept permanently high.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Filtereinrichtung stromabwärts zur Pumpe in der Förderleitung angeordnet ist. Dadurch ist es ermöglicht, dass durch die Anordnung der Filtereinrichtung zwischen der Pumpe und der Anode auch gegebenenfalls beim Fördern des Wassers von der Pumpe in das Wasser gelangende Partikel durch die Filtereinrichtung ausgefiltert werden können, was sehr vorteilhaft ist. Preferably, it is provided that the filter device downstream of the pump in the Delivery line is arranged. This makes it possible that by the arrangement of the filter device between the pump and the anode and possibly also when conveying the water from the pump into the water passing particles can be filtered out by the filter device, which is very advantageous.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Filtereinrichtung zumindest einen Grobfilter aufweist. Ein derartiger Filter ist dahingehend vorteilhaft, dass auch bereits relativ große Partikel ausgefiltert werden können und somit nicht zur Anode gelangen. It is preferably provided that the filter device has at least one coarse filter. Such a filter is advantageous in that even relatively large particles can be filtered out and thus do not reach the anode.
Bei einer vorteilhaften Ausführung ist vorgesehen, dass die Filtereinrichtung zumindest einen Feinfilter aufweist. Durch diese Ausgestaltung können auch sehr kleine Partikel aus dem Wasser ausgefiltert werden. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Filtereinrichtung zumindest einen Grobfilter und zumindest einen Feinfilter aufweist. Dadurch können die oben genannten Vorteile kombiniert werden und im Vergleich zu einem einzigen Filter der Filtervorgang verbessert werden. Denn es wird somit nicht ein einziger Filter relativ schnell durch die Partikel zugesetzt und verstopft, sondern durch dieses etappenweise Filtern von unterschiedlichen Partikelgrößen auch der Durchfluss durch die Filter möglichst lange mit ausreichender Flüssigkeitsmenge ermöglicht. Darüber hinaus kann dann auch vorgesehen sein, dass bei einer Mehrzahl von Filtern diese separat ausgetauscht werden können, so dass auch hier bedarfsgerecht reagiert werden kann. In an advantageous embodiment, it is provided that the filter device has at least one fine filter. By means of this embodiment, even very small particles can be filtered out of the water. It is preferably provided that the filter device has at least one coarse filter and at least one fine filter. Thereby, the above-mentioned advantages can be combined and the filtering process can be improved compared to a single filter. Because it is thus not a single filter relatively quickly added by the particles and clogged, but by this stepwise filtering of different particle sizes and the flow through the filter as long as possible with sufficient amount of liquid allows. In addition, it can then also be provided that, in the case of a plurality of filters, these filters can be exchanged separately, so that it is also possible to respond as required.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Filtereinrichtung mit zumindest einem Filter so angeordnet ist, dass zwischen dem Filter und der Anode kein weiteres Funktionsteil in der Förderleitung angeordnet ist. Dies ist dahingehend eine besonders vorteilhafte Ausführung, da somit quasi nach der Filtereinrichtung kein Bauteil mehr vorhanden ist, durch welches Partikel in das Wasser gelangen könnten, die dann auch zur Anode gelangen. Es wird somit erreicht, dass quasi partikelfreies Wasser zur Anode gelangt, so dass die Wasserelektrolyse uneingeschränkt erfolgen kann und darüber hinaus die gesamte Sauerstoffvorrichtung langlebig betrieben werden kann und einen hohen Wirkungsgrad aufweist. It is preferably provided that the filter device is arranged with at least one filter so that no further functional part is arranged in the conveying line between the filter and the anode. This is a particularly advantageous embodiment, since thus virtually no component is present after the filter device through which particles could get into the water, which then also reach the anode. It is thus achieved that virtually particle-free water passes to the anode, so that the electrolysis of water can be carried out without restriction and beyond the entire oxygen device can be operated long-lived and has a high efficiency.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen, sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen von der Erfindung als umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt und erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind. Further features of the invention will become apparent from the claims, the figures and the description of the figures. The features and feature combinations mentioned above in the description, as well as the features and combinations of features mentioned below in the description of the figures and / or shown alone in the figures, can be used not only in the respectively specified combination but also in other combinations or in isolation, without the frame to leave the invention. Thus, embodiments of the invention are to be regarded as encompassed and disclosed, which are not explicitly shown and explained in the figures, however, emerge and can be produced by separated combinations of features from the embodiments explained.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: Embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to schematic drawings. Show it:
In den Figuren werden gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen. In the figures, identical or functionally identical elements are provided with the same reference numerals.
In
Das Haushaltskältegerät
In
Bisher wurde nur die saure Elektrolyse mit einer Proton-Exchange-Membran betrachtet und beschrieben. Grundsätzlich und vorteilhaft ist auch eine alkalische Elektrolyse möglich, wobei dazu dann ein OH-Molekül über die Membran transportiert wird.So far, only the acidic electrolysis with a proton exchange membrane has been considered and described. Basically and advantageously, an alkaline electrolysis is possible, in which case an OH molecule is transported across the membrane.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Haushaltskältegerät Household refrigerator
- 22
- Korpus corpus
- 33
- Innenbehälter inner container
- 44
- Kühlraum refrigerator
- 55
- Gefrierraum freezer
- 66
- Tür door
- 77
- Gefrierraumtür Freezer door
- 88th
- Lagerbereich storage area
- 99
- Deckel cover
- 1010
- Behälter container
- 1111
- Sauerstofferzeugungsvorrichtung Oxygen generation device
- 1212
- Membran-Elektroden-Anordnung Membrane electrode assembly
- 1313
- Kreislauf circulation
- 1414
- Kathode cathode
- 1515
- Membran membrane
- 1616
- Anode anode
- 1717
- Förderleitung delivery line
- 1818
- Pumpe pump
- 1919
- Filtereinrichtung filtering device
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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