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Die Erfindung betrifft ein Haushaltskältegerät mit einem Lagerbereich für Lebensmittel und mit einer Sauerstoffvorrichtung zur Einstellung des Sauerstoffs im Lagerbereich, wobei die Sauerstoffvorrichtung eine Membran-Elektroden-Anordnung mit einer Anode und einer Kathode aufweist.
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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.
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In dem Zusammenhang ist beispielsweise aus der
JP 2004 293 827 bekannt, eine derartige Sauerstoffkonzentration mittels einer Wasserelektrolyse zu erzeugen. Für den Betrieb der Wasserelektrolyse ist Wasser eingesetzt, welches an der Anode der Membran-Elektroden-Anordnung zur Verfügung gestellt ist.
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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.
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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.
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Bei einem im Unterschied dazu geschlossenen System und somit einem geschlossenen Kreislauf wird kein Wasser von extern zugeführt.
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Bei den bekannten Ausführungen ist die Zugänglichkeit zu dem Behälter mit dem Wasser eingeschränkt.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Haushaltskältegerät zu schaffen, bei welchem die Handhabbarkeit der Sauerstoffvorrichtung bezüglich der Wasserzugabe erleichtert ist.
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Diese Aufgabe wird durch ein Haushaltskältegerät gemäß dem Patentanspruch 1 gelöst.
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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 weist eine Membran-Elektroden-Anordnung mit einer Anode und einer Kathode als Elektroden auf. 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.
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Ein wesentlicher Gedanke der Erfindung ist darin zu sehen, dass das Haushaltskältegerät einen Behälter mit Wasser aufweist, welcher mit der Anode fluidisch gekoppelt ist, wobei der Behälter zerstörungsfrei entnehmbar und einsetzbar in dem Haushaltskältegerät angeordnet ist. Durch eine derartige Ausgestaltung, bei welcher der Behälter reversibel entnommen und wieder eingebracht werden kann, ist somit die Handhabbarkeit dieses spezifischen Bauteils der Sauerstoffvorrichtung verbessert. Es werden in dem Zusammenhang sowohl die Reinigbarkeit verbessert, als auch die nutzerfreundlichere Zuführung von Wasser wird gegeben. Der Behälter kann somit einfach und aufwandsarm mit der benötigten Menge und dem benötigten Wasser befüllt werden.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Behälter mit einer Steckverbindung oder einer Rastverbindung mit der Membran-Elektroden-Anordnung verbunden ist. Dadurch ist einerseits eine mechanisch stabile Befestigung ermöglicht, andererseits kann eine derartige Verbindung schnell erzeugt und wieder gelöst werden. Eine Steckverbindung umfasst in dem Zusammenhang beispielsweise auch eine Einhängung oder dergleichen.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Behälter in Breitenrichtung des Haushaltskältegeräts und somit in horizontaler Richtung betrachtet neben der Anode angeordnet ist und in Höhenrichtung des Haushaltskältegeräts und somit in vertikaler Richtung betrachtet zumindest bereichsweise überlappend mit der Anode angeordnet ist. Diese seitliche Nebeneinanderanordnung begünstigt die Zugänglichkeit und Entnahmemöglichkeit des Behälters.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass bei einer alternativen Ausführung der Behälter in Höherichtung des Haushaltskältegeräts betrachtet oberhalb der Anode angeordnet ist und in Breitenrichtung des Haushaltskältegeräts betrachtet zumindest bereichsweise überlappend mit der Anode angeordnet ist. Bei dieser Ausgestaltung erreicht somit auch schwerkraftbedingt das aus dem Behälter austretende Wasser die Anode automatisch. Auch dies ist daher eine sehr vorteilhafte Ausführung.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Anode zumindest bereichsweise, insbesondere auf der dem Behälter zugewandten Seite, mit zumindest einem kapillarisch wirkenden Element ausgebildet ist. Dies ist eine besonders vorteilhafte Ausführung, da somit auch dann, wenn ein gewisser Versatz zwischen dem Behälter und der Anode auftritt und somit das aus dem Behälter austretende Wasser nicht automatisch vollflächig auf die Anode verteilt werden kann, oder in den Situationen, bei denen der Behälter nicht mehr vollständig gefüllt ist und somit auch bei dieser Ausgestaltung, insbesondere in Situationen, bei denen der Behälter in horizontaler Richtung neben der Anode positioniert ist, keine vollflächige Benetzung der Anode mit dem aus dem Behälter austretenden Wasser ermöglicht ist, dies dennoch durch diese kapillarische Wirkung erreicht wird. Die Wasserelektrolyse wird dadurch wesentlich begünstigt und auch in diesen Situationen dann eine vollumfängliche Funktionsweise des Systems erreicht.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das Element eine hydrophile Beschichtung aufweist. Es kann auch zusätzlich oder anstatt dazu eine Strukturierung der Anode vorgesehen sein, welche diese kapillarisch wirkende Ausgestaltung begünstigt.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das Element ein saugfähiges Vlies oder einen saugfähigen Docht aufweist. Auch dadurch ist dann diese Kapillarwirkung vorteilhaft erreicht. Bei einem Vlies oder einem Docht ist darüber hinaus auch, obwohl es ein zusätzliches Bauteil ist, eine sehr flach bauende und dauerhaft funktionsfähige Ausgestaltung erreicht.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Behälter eine Pumpe aufweist, mittels welcher das Wasser die gesamte Anode benetzend förderbar ist. Bei einer derartigen alternativen Ausführung wird dann auch der vollflächige Auftrag des Wassers auf die Anode ermöglicht.
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Es kann auch vorgesehen sein, dass der Behälter im im Haushaltskältegerät angeordneten Zustand von einer externen Wasserzufuhreinrichtung entkoppelt ist, so dass hier dann ein geschlossener Kreislauf ausgebildet ist. Dies bedeutet, dass kein Wasser von außen bereitgestellt werden muss. Das an der Kathode anfallende Wasser wird, bspw. durch eine Pumpe, wieder zur Anode transportiert. Dabei kann das Wasser vor der Anode auch in einem Behälter zwischengespeichert werden.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass eine Verbindung zwischen dem Behälter und der Anode beispielsweise über eine Patrone oder ein austauschbares Filtersystem oder ein Ventil erfolgt.
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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.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Haushaltskältegeräts;
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2 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Anordnung von Teilkomponenten des Haushaltskältegeräts gemäß 1;
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3 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Komponenten gemäß 2;
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4 eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels der angeordneten Komponenten gemäß 2 und 3; und
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5 eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels von Komponenten einer Sauerstofferzeugungsvorrichtung.
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In den Figuren werden gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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In 1 ist in einer beispielhaften Darstellung ein Haushaltskältegerät 1 gezeigt, welches als Kühl-Gefrier-Kombigerät ausgebildet ist. Es kann jedoch auch als nur-Kühlgerät oder nur-Gefriergerät ausgebildet sein. Das Haushaltskältegerät 1 ist zur Aufnahme von Lebensmitteln ausgebildet. Es umfasst einen Korpus 2 mit einem Innenbehälter 3. Der Innenbehälter 3 begrenzt mit seinen Wänden einen ersten Innenraum, der ein Kühlraum 4 ist, und einen darunter angeordneten, davon separierten zweiten Innenraum, der ein Gefrierraum 5 ist. Der Kühlraum 4 dient im Allgemeinen zum frostfreien Kühlen von Kühlgut, vorzugsweise bei Temperaturen zwischen +4°C und +8°C. Der Kühlraum ist bei geöffneter Tür 6, die frontseitig den Kühlraum 4 verschließt, zugänglich. Der Gefrierraum 5 dient im Allgemeinen zum Tiefgefrieren von Gefriergut, bei beispielsweise –18°C. Der Gefrierraum 5 ist bei geöffneter Gefrierraumtür 7 zugänglich. Im Ausführungsbeispiel ist im Kühlraum 4 ein Lagerbereich 8 ausgebildet, der im Ausführungsbeispiel einen Behälter 10 aufweist, der schubladenartig ausgebildet ist und in horizontaler Richtung und somit in z-Richtung herausziehbar und hineinschiebbar ist. Darüber ist vorzugsweise ein Deckel 9 ausgebildet, der den Lagerbereich 8 abdeckt und somit auch den Behälter 10 abdeckt. Der Lagerbereich 8 ist vorzugsweise von dem restlichen Volumen des Innenraums beziehungsweise des Kühlraums 4 hermetisch separiert. Der Lagerbereich 8 kann auch als Null-Grad-Fach, insbesondere zum Frischhalten von Obst oder Gemüse, ausgebildet sein.
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Das Haushaltskältegerät 1 umfasst darüber hinaus eine Sauerstoffvorrichtung 11 zur gezielten und definierten Einstellung von Sauerstoff bzw. des Sauerstoffgehalts im Lagerbereich 8. Die Sauerstoffvorrichtung 11 umfasst eine Membran-Elektroden-Anordnung 12, wie sie dann auch in 2 beispielhaft gezeigt ist.
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In 2 ist in einer schematischen Darstellung ein Ausführungsbeispiel gezeigt, bei welchem Komponenten der Sauerstoffvorrichtung 11 dargestellt sind. Die Sauerstoffvorrichtung 11 umfasst die bereits erwähnte Membran-Elektroden-Anordnung 12 mit der Anode 13, einer Membran 14 und einer Kathode 15. Wie darüber hinaus zu erkennen ist, ist in horizontaler Richtung und somit in x-Richtung neben der Anode 13 ein Behälter 16 angeordnet, welcher zumindest bereichsweise mit einem Wasser 17 gefüllt ist. Darüber hinaus ist zu erkennen, dass der Behälter 16 in Höhenrichtung und somit in y-Richtung zumindest bereichsweise überlappend mit der Anode 13, im Ausführungsbeispiel vollständig überlappend mit der Anode 13 angeordnet ist. Der Behälter 16 ist direkt mit der Anode 13 fluidisch gekoppelt und es ist eine entsprechende geeignete Verbindung, wie sie auch bereits oben beispielhaft genannt wurde, ausgebildet.
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Der Behälter 16 ist zerstörungsfrei entnehmbar und einsetzbar, so dass er reversibel mit der Anode 13 gekoppelt und wieder entkoppelt werden kann. Beispielsweise können hier Steckverbindungen oder Rastverbindungen oder dergleichen vorgesehen sein.
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In der vereinfachten und symbolischen Darstellung weist die Anode 13 eine dem Behälter 16 zugewandte Seite 18 auf, die somit der Membran 14 abgewandt ist. Zumindest diese Seite 18 ist zumindest bereichsweise, insbesondere vollständig mit einem kapillarisch wirkenden Element ausgebildet. Dieses kapillarisch wirkende Element kann beispielsweise eine gezielte Strukturierung oder eine Beschichtung, insbesondere eine hydrophile Beschichtung 22 sein.
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In 3 ist in einem weiteren Ausführungsbeispiel eine Anordnung der in 2 genannten Komponenten gezeigt. Auch hier ist der Behälter 16 in horizontaler Richtung neben der Anode 13 angeordnet. Im Unterschied zur Ausgestaltung gemäß 2 ist hier vorgesehen, dass als kapillarisch wirkendes Element ein Vlies 19 oder ein Docht 20 an der Seite 18 ausgebildet sind. Dadurch kann, entsprechend wie in der Darstellung gemäß 2 auch dann, wenn der Wasserstand in dem Behälter 16 niedriger ist, als sich die Anode 13 mit ihrer Fläche nach oben erstreckt, auch noch eine vollflächige Benetzung dieser Anode 13 erreicht werden, da durch den Kapillareffekt das Wasser 17 dann nach oben gesaugt wird und die Anode 13 benetzt wird.
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In 4 ist in einem weiteren Ausführungsbeispiel, bei welchem der Behälter 16 in horizontaler Richtung neben der Anode 13 angeordnet ist, eine Ausgestaltung gezeigt, bei welcher im Unterschied zu 2 und 3 kein kapillarisch wirkendes Element angeordnet ist, sondern eine Pumpe 21, insbesondere im Behälter 16 selbst angeordnet ist, über welche das Wasser 17 im Behälter 16 auch nach oben gefördert wird, so dass die Seite 18 der Anode 13 ebenfalls vollflächig mit dem Wasser 17 benetzt wird.
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In 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel gezeigt, bei welchem im Unterschied zu den Ausgestaltungen gemäß 2 bis 4 der Behälter 16 in vertikaler Richtung und somit in y-Richtung oberhalb der Anode 13 angeordnet ist, in horizontaler Richtung und somit in x-Richtung jedoch zumindest bereichsweise überlappend mit der Anode 13 positioniert ist. Bei dieser Ausgestaltung wird dann auch wiederum die Anode 13 auf ihrer Seite 18 vollständig mit dem Wasser 17 benetzt.
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Bezüglich der Funktionsweise der Wasserelektrolyse darf auf die einleitenden Erläuterungen verwiesen werden, so dass die in 2 bis 5 gezeigten Pfeile im Lagerbereich 8 und an der Kathode 15 diesen Zyklus charakterisieren.
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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.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Haushaltskältegerät
- 2
- Korpus
- 3
- Innenbehälter
- 4
- Kühlraum
- 5
- Gefrierraum
- 6
- Tür
- 7
- Gefrierraumtür
- 8
- Lagerbereich
- 9
- Deckel
- 10
- Behälter
- 11
- Sauerstofferzeugungsvorrichtung
- 12
- Membran-Elektroden-Anordnung
- 13
- Anode
- 14
- Membran
- 15
- Kathode
- 16
- Behälter
- 17
- Wasser
- 18
- Seite
- 19
- Vlies
- 20
- Docht
- 21
- Pumpe
- 22
- hydrophile Beschichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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