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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft ein Kühlaggregat für eine Lebensmittelschale nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Stand der Technik
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Aus dem Stand der Technik sind Kühlschränke und Klimaschränke auf der Basis der Kälteübertragung über kalte Flächen bekannt.
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Ausserdem wird auf die
FR 2 952 796 A1 hingewiesen, welche eine Vorrichtung zur Kühlung von Lebensmitteln offenbart.
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Aufgabe der Erfindung
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Aufgabe der Erfindung ist es ein energieeffizientes Kühlaggregat zur Verfügung zu stellen, welches insbesondere für Lebensmittelschalen geeignet ist.
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Lösung der Aufgabe
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Zur Lösung der Aufgabe führen die Merkmale nach dem Anspruch 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Die Idee besteht darin, dass das Lagern von Lebensmitteln, Obst und Gemüse in kalter Luft erfolgen soll, wobei die Kaltluft den Fäulnisprozess verzögern soll.
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Die erzeugte Kaltluft soll im Frischebereich von 8° bis 15°C liegen, um das Lagergut länger frisch zu erhalten.
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Um dem Lagergut nicht zu schaden, wird für das zu lagernde Lebensmittel eine entsprechende Lagertemperatur generiert, welche über einen Kaltluftschirm und über ein Kaltluftkissen das Lebensmittel komplett umhüllt.
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Die Luft aus der Atmosphäre wird von dem Kühlaggregat angesaugt, im Aggregat abgekühlt und als Kaltluftschirm über das Lagergut geblasen, sodass ein Kaltluftkissen in dem Lagerbehältnis entsteht.
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Der generierte Luftkreislauf sorgt laufend für neue unverbrauchte Kaltluft, welche das gelagerte Lebensmittel umschließt.
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Das Kühlaggregat wird von elektrothermischen Wandlern angetrieben mit Leistungen von 4 bis 8 Amper bei 12 Volt Spannung.
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Das Kühlaggregat besteht aus Wärmetauschern, Kältetauschern sowie aus Lüftern, um die Luft anzusaugen und durch den Kältetauscher zu ziehen sowie den Luftkreislauf am Laufen zu erhalten und die erzeugte Wärme im Wärmetauscher aus dem System zu drücken.
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Das entstehende Kondenswasser aufgrund der Temperaturunterschiede wird im System direkt verdampft und der entstehende Wasserdampf wird ebenfalls über Lüfter aus dem System gedrückt.
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Die Kälte- und Wärmetauscher bestehen aus leicht leitendem Aluminium oder Kupfer und werden auf die Systemanforderungen auch über die Tauschergeometrie angepasst, z. B. Rippen-, Stifte- oder Flächenkühler.
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Die Lüfter werden ebenfalls in der Laufgeschwindigkeit und Luftmengenbeförderung den Systemanforderungen angepasst, z. B. als Axial-, Diagonal- oder Radiallüfter.
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Um die Kaltseite von der Warmseite im System zu trennen, ist eine wärmebeständige Isolierung zwischen den Tauschern integriert, welche auch als Bauvariante die Kondenswasserverdampfung von der Kaltseite abschirmt.
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Die Kondenswassernuten laufen auf dem Wärmetauscher um den elektrothermischen Wandler und sind mit zwei Stichnuten zum Wandler verbunden, so dass das entstehende Wasser direkt in dem heißen Bereich des Wärmetauschers zum Verdampfen gebracht wird und der integrierte Lüfter den entstehenden Wasserdampf aus dem System befördert.
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Um den entstehenden Wasserdampf in den Bereich der Lüfterrotoren zu bekommen, ist die Wärmetauscheroberfläche im Bereich der Kondenswassernuten zum Warmluftbereich mit Bohrungen durchbrochen.
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Bei einer bevorzugten Variante wird die Isolierung durch die umlaufenden Kondenswassernuten durchbrochen, so dass direkter Luftkontakt zwischen den beiden Tauschern (Kältetauscher, Wärmetauscher) besteht, wobei die Stichnut ebenfalls zum elektrothermischen Wandler den Flüssigkeitsweg offen hält.
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Bei beiden Varianten wird das entstehende Kondenswasser direkt auf der heißen Fläche des Wärmetauschers verdampft und der dadurch entstehende Wasserdampf über die Wasser- und Dampfzuführungen vom Wärmetauscherlüfter aus dem System gedrückt.
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Damit das System mit Frischluft gespeist werden kann, laufen über der Isolierung in der Behältniswandung im Kaltbereich Luftansaugnuten, welche direkt zum Kälttauscher führen bzw. über einen Siphon zum Kältetauscher führen.
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Mit dem Ansaug- und Luftbeschleunigungslüfter wird die abgekühlte Luft aus dem Kältetauscher gezogen und über Luftauslassschlitze in das Kühlbehältnis als Kaltluftschirm gedrückt, so dass im Behältnis das Kaltluftkissen aufgebaut wird.
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Wenn die angesaugte Luft länger im Kältetauscher verweilen soll, um tiefer abgekühlt zu werden, wird das System mit einem Siphon bestückt.
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Durch den Siphoneinsatz wird die Luft gezwungen, einen weiteren Weg im kalten Kältetauscher zu nehmen und länger an den Kaltflächen entlangzugleiten mit dem Resultat, dass die Kaltlufttemperatur noch mehr sinkt.
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Je nach Anforderungen an das System können die Lufttemperaturen durch den Siphoneinbau stark reduziert werden.
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Bei der Variante ohne Luftzirkulation werden die elektrothermischen Wandler direkt unter das Lagerbehältnis über eine Aluminiumplatte aufgesetzt, um das Lagergut über die Kontaktkühlung zu erreichen.
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Bei dieser Variante kann durch das Umpolen der elektrothermischen Wandler das Lagergut auch warm gehalten werden, d. h. dass die Lebensmittelauflageplatte warm bzw. heiß wird und die erzeugte Temperatur auf das gelagerte Lebensmittel übergeht.
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Die beiden Kühlvarianten, d. h. der Kaltluftschirm mit dem Kaltluftkissen und die direkte Kontaktkühlung können auch als Kombination zum Einsatz kommen.
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Mit einer elektronischen Steuerung kann die Systemleistung verändert werden, in dem die elektrothermischen Wandler in der Leistung geregelt sowie die Lüftergeschwindigkeiten angepasst werden.
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Das System wird über Thermostaten überprüft und nach Bedarf automatisch nachgeregelt, um immer im gewünschten Temperaturbereich der eingestellten Parameter zu liegen.
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Die Grundidee besteht darin, dass Lebensmittel, wie Obst oder Gemüse, welche im Netz von circa 2 bis 5 Kilo angeboten und als Bevorratung eingekauft werden, in der Küche keinen geeigneten Lagerplatz haben. Der Kühlschrank ist für diese Lebensmittel zu kalt und die normale Umgebungstemperatur ist zu hoch, das heißt die Lebensmittel wie Kartoffeln, Zwiebeln, Äpfel, Orangen oder dergleichen sollten leicht gekühlt gelagert werden.
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Die Küche bietet für eine erfindungsgemäße elektrische Kühlbox in den Küchenschubladen den idealen Platz, so dass das Gemüse nicht austreiben kann und das Obst nicht allzu schnell fault. Die erfindungsgemäße Kühlbox kann beispielsweise auch in einer Abstellkammer gelagert werden. Die Grundidee der Anmeldung soll erreichen, dass die Fruchtfliege eingedämmt wird und das Gemüse nicht auskeimt und das Obst nicht frühzeitig verfault.
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Die erfindungsgemäße elektrische Kühlbox weist bevorzugt ein circa 20 l-Volumen auf. Dies ist in etwa das Volumen für die kleine Standardküche bzw. den üblichen Haushalt, wo die Kartoffeln und Zwiebeln in einem Gefäß, Karton oder dergleichen in der Küchenschublade gelagert werden. Auf diese Weise soll eine Möglichkeit der Lagerung der empfindlichen Lebensmittel geschaffen werden. Es soll in erster Linie für Küchen und Anwender vorgesehen sein, welche sich keine großen Extra-Geräte wie Klima-Biokühlschränke anschaffen können, da diese wiederum einen immensen Platzbedarf aufweisen und teuer sind.
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Bei einem Volumeninhalt von 10 bis 30 l ist das Kühlaggregat sehr klein herstellbar. Wenn normale Kühlschranktemperaturen bei +5° liegen, so reicht eine mittlere Temperatur von 10 bis 15° für die erfindungsgemäße elektrische Kühlbox völlig aus, da Gemüse oder Obst nur leicht gekühlt werden darf. Die Materialien der erfindungsgemäßen elektrischen Kühlbox sind Kunststoffe wie zum Beispiel PET, PP oder PE.
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Mit der vorliegenden erfindungsgemäßen elektrischen Kühlbox kann ein neuer Markt generiert werden, um dem Anwender eine optimale Bevorratung von Obst und Gemüse anzubieten.
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Eine erfindungsgemäße Lebensmittelschale ist dazu geeignet Lebensmittel unterschiedlicher Art und Weise, insbesondere Obst und Gemüse aufzunehmen. Dazu weist die Lebensmittelschale einen Deckel und ein Kühlaggregat auf. Der Deckel kann hierbei aus Kunststoff, Glas oder einem anderen geeigneten Material sein. Dieser Deckel hat bevorzugt einen Griff, um dem Nutzer die Handhabbarkeit zu vereinfachen. Das Kühlaggregat ist in einem Sockel der Lebensmittelschale oder Obstschale angebracht. Es dient der Erzeugung von kühler Luft.
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Die erzeugte kühle Luft wird anschließend durch einen Kühldom, welcher im Inneren der Lebensmittelschale ausgebildet ist in die Obstschale eingebracht. Dazu weist der Kühldom, der bevorzugt in der Mitte der Lebensmittelschale oder Obstschale sitzt, verschiedene Kühlöffnungen auf. Die Öffnungen erstrecken sich über den gesamten Kühldom und bewerkstelligen den Durchfluss von kühler Luft in die Lebensmittel oder Obstschale. Bevorzugt handelt es sich bei den Kühlöffnungen um schlitzförmige Einlässe in dem Kühldom.
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In diesem Zusammenhang ist ebenfalls zu erwähnen, dass das Kühlaggregat mit einer Energiequelle verbunden ist. Die Energiequelle kann hierbei eine Steckdose oder ein Akku sein. Bei einer Ausbildung der Energiequelle als Steckdose ist ein entsprechendes Verbindungskabel zwischen dem Kühlaggregat und der Energiequelle vorzusehen. Es ist auch eine Kombination in der Art möglich, dass das Verbindungskabel einen Akku aufweist, welcher bei Stromausfall dann den weiteren Betrieb des Kühlaggregat aufrecht erhält.
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Weiterhin ist in einem anderen Ausführungsbeispiel die entsprechende Energiequelle ein- und ausschalter. Dazu kann entweder an der Obstschale ein entsprechender Schalter angebracht sein oder an den Verbindungskabel beziehungsweise dem Akku ein entsprechender Schalter vorhanden sein.
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Daneben weist die erfindungsgemäße Lebensmittelschale einen Thermostat auf, welcher dafür sorgt, dass im Inneren der Lebensmittelschale oder Obstschale eine gleichbleibend kühle Temperatur herrscht. Dies geschieht durch angepasstes Nachkühlen im Inneren der Lebensmittelschale oder Obstschale befindlichen Luft und der dort ebenfalls befindlichen Lebensmittel.
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Die gekühlte Lebensmittelschale kann nicht nur im Haushalt zum Einsatz kommen, sondern auch in Hotels, öffentlichen Einrichtungen wie Krankenhäusern, Bäder usw..
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Die vorliegende Erfindung wird dem Nutzer eine kleine handliche Kühleinheit für den täglichen Gebrauch zur Verfügung stellen. Dies vor dem Hintergrund, dass der Fruchtfliege kein Lebensraum mehr bleibt und dass Obst und Gemüse vor dem Verfaulen oder frühzeitigen Auskeimen geschützt wird.
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Figurenbeschreibung
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen; diese zeigen in
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1 einen Querschnitt durch ein erfindungsgemässes Kühlaggregat;
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2 einen Querschnitt durch ein anderes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Kühlaggregats;
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3 einen weiteren Querschnitt durch ein anderes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Kühlaggregats;
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4 einen Querschnitt durch das Kühlaggregat ohne Luftzirkulation;
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5 eine Draufsicht auf den Kondenswasser-Verdampfungsbereich;
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6 einen Querschnitt durch das Kühlaggregat eines anderen Ausführungsbeipiels der Kondenswasser-Verdampfung.
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1 zeigt einen Querschnitt durch das Kühlaggregat mit einem Kältetauscher 1, einem Wärmetauscher 2, einem Ansaug- und Beschleunigungslüfter 3 sowie einem Wärmetauscherlüfter 4. Ausserdem sind Kaltluftauslassschlitze 5 und Luftansaugnuten 6 gezeigt. Zwischen dem Kältetauscher 1 und dem Wärmetauscher 2 liegt eine Isolierung 7 sowie ein elektrothermischer Wandler 8. Im oberen Bereich auf der durchgehenden Wärmetauscherplatte 2 sind die umlaufenden Kondenswasser-Verdampfungsnuten 9 eingelassen.
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2 zeigt einen Querschnitt durch das Kühlaggregat als Variante mit mehreren elektrothermischen Wandlern 8, welche zentrisch oder asymmetrisch angeordnet sein können.
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3 zeigt einen Querschnitt durch das Kühlaggregat als Variante mit einem Siphon 10, welcher einen Luftabkühlungsweg 11 verlängert und somit die Luft länger und tiefer abgekühlt wird.
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4 zeigt einen Querschnitt durch das Kühlaggregat ohne Luftzirkulation. Die elektrothermischen Wandler 8 sitzen direkt fixiert über eine Aluminiumplatte auf einem Lagerbehältnis 12.
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5 zeigt die Draufsicht auf einen Kondenswasser-Verdampfungsbereich. Unter der oder in der Isolierung 7 liegen die Kondenswasser-Verdampfungsnuten 9 im Wärmetauscher 2 oder auf der Wärmetauscheroberfläche 2. Über eine Stichnut 13 wird mit dem elektrothermischen Wandler 8, die umlaufende Kondenswasser-Verdampfungsnut 9 oder eine Wasserverdampfungsnut 14 verbunden.
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Eine Dampfzuführung 15 verbindet die Nuten mit dem Wärmetauscherlüfter 4, damit der entstandene Wasserdampf in den Rotobereich des Lüfters geleitet werden kann.
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6 zeigt einen Querschnitt durch das Kühlaggregat als Variante der Kondenswasser-Verdampfung. Zwischen dem Kältetauscher 1 und dem Wärmetauscher 2 ist die Isolierung 7 angeordnet, wobei die Isolierung 7 durch die Wasserverdampfungsnut 14 und die Stichnut 13 durchbrochen ist, sodass direkter Luftkontakt zwischen den beiden Tauschern besteht und das entstehende Kondenswasser aufgrund der Temperaturunterschiede auf dem heißen Wärmetauscher 2 über die Wasserverdampfungsnut 14 und die Durchbruchsnut 13 verdampft.
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Die Durchbruchsnut
13 ist mit dem elektrothermischen Wandler
8 kontaktiert und hält die Verbindung zu der umlaufenden Wasserverdampfungsnut
14. Bezugszeichenliste
| 1 | Kältetauscher |
| 2 | Wärmetauscher |
| 3 | Ansaug- und Beschleunigungslüfter |
| 4 | Wärmetauscherlüfter |
| 5 | Kaltluftauslassschlitz |
| 6 | Luftansaugnut |
| 7 | Isolierung |
| 8 | elektrothermischer Wandler |
| 9 | Kondenswasser-Verdampfungsnut |
| 10 | Siphon |
| 11 | Luftabkühlungsweg |
| 12 | Lagerbehältnis |
| 13 | Stichnut |
| 14 | Wasserverdampfungsnut |
| 15 | Dampfzuführung |
