DE1150693B - Thermoelektrisch betriebenes Kuehlgeraet - Google Patents
Thermoelektrisch betriebenes KuehlgeraetInfo
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Description
Die Erfindung betrifft thermoelektrisch betriebene Kühlgeräte, insbesondere Kleinkühlschränke oder
Kühlbars zur Kühlung von Flaschen.
Bei Anwendung von Thermoelementen zur Erzeugung der notwendigen Kälteleistung ist der konstruktive
Aufbau der Kühlgeräte heute in der Regel so, daß in der Geräteisolation eine Anzahl Thermoelemente
so eingesetzt ist, daß sämtliche kalten Lötstellen dem Kühlraum zugewandt sind, die warmen
Lötstellen dagegen an bzw. nahe der Außenwand der Isolierbehälter liegen. Die einzelnen Elemente sind
dabei in der Regel über elektrisch gut leitende Verbindungsstücke miteinander verbunden, außerdem
sind sowohl die kalten als auch die warmen Lötstellen gut wärmeleitend mit Wärmeaustauschflächen zur
Wärmeaufnahme bzw. Wärmeabgabe verbunden.
Um eine möglichst große Wärmeaufnahme auf der Kühlrauminnenseite zu erhalten, ohne dessen Nutzraum
zu verkleinern, ist es bekannt, die inneren Wandungen der Kühlräume, insbesondere die Seitenwände,
ganz oder wenigstens zum großen Teil durch diese Wärmeaustauscher zu bilden oder sie damit zu belegen
und somit die Thermoelemente praktisch über einen großen Teil der Kühlgerätewandungen zu verteilen.
Da nach außen hin die Thermoelemente ebenfalls mit Wärmeaustauschern zur Wärmeabgabe verbunden
sein müssen und deren Flächen in der Regel größer sein müssen als die der inneren Wärmeaustauscher,
so ergibt sich für diesen Aufbau ein sehr großer Raumbedarf, d. h., das Verhältnis Gesamtraum
zu Nutzraum ist sehr ungünstig.
Ein weiterer Nachteil der bekannten Anordnungen besteht darin, daß die Wärmeaufnahmefähigkeit der
im Kühlgerät liegenden Wärmeaustauscherflächen verhältnismäßig schlecht ausgenutzt wird, da diese
Flächen nicht in unmittelbare Berührung mit zu kühlenden Gütern kommen, wie dies bei den herkömmlichen
Kühlgeräten wenigstens zum Teil durch die Gestaltung der Verdampfer als Kühlroste und Abstellflächen
für das Kühlgut möglich ist.
Es ist zwar bereits ein thermoelektrisch betriebenes Kühlgerät bekannt, bei dem die Thermoelemente
im Boden eines Gefäßes oder Gehäuses angeordnet sind und der den kalten Lötstellen zugeordnete '
Wärmeaustauschkörper als eine parallel zum Boden liegende Platte ausgebildet ist, die zugleich als Kühlgutablage
dient. Da hier die Thermoelemente mit der Platte und dem Kühlgut belastet sind, ist eine solche
Anordnung bei Verwendung von Thermoelementen auf Halbleiterbasis, die heute wegen des wesentlich
höheren Wirkungsgrades gegenüber den früheren metallischen Thermoelementen ausschließlich in
Thermoelektrisch betriebenes Kühlgerät
Anmelder:
Licentia Patent-Verwaltungs-G. m. b. H.,
Frankfurt/M., Theodor-Stern-Kai 1
Frankfurt/M., Theodor-Stern-Kai 1
Günter Dunkel, Kassel,
und Dipl.-Phys. Dr. rer. nat. Bodo-Horst Haidtke,
und Dipl.-Phys. Dr. rer. nat. Bodo-Horst Haidtke,
Kassel-Bettenhausen,
sind als Erfinder genannt worden
sind als Erfinder genannt worden
Frage kommen, nicht anwendbar, da diese Halbleiterthermoelemente
keine ausreichende mechanische Festigkeit besitzen.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung für die Thermoelemente und ihre den kalten Lötstellen
zugeordneten Wärmeaustauscherflächen zu finden, die eine bessere Ausnutzung der Wärmeaufnahmefähigkeit
der letzteren durch ihre Ausgestaltung als Kühlgutablagen ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die mit den Thermoelementen fest, z. B.
durch Löten verbundenen Kühlflächen frei in das Kühkauminnere ragen und zur mechanischen Entlastung
der Thermoelemente an ihrem wandseitigen Ende an der Wand des Kühlrauminnenkastens so befestigt
sind, daß sie allein von dieser Wand getragen werden.
Durch diese Anordnung der Wärmeaustauscherflächen im Kühlraum sowie ihre unmittelbare Benutzung
als Auflageflächen für das Kühlgut bei einer Formgebung, die eine gute Kontaktkühlung schafft,
kann die von den Thermoelementen erzielbare Kälteleistung wesentlich besser ausgenutzt werden als bei
den bekannten Anordnungen dieser Art.
Besonders zweckmäßig erweist sich die Erfindung, wenn es sich darum handelt, den Inhalt von Flaschen
zu kühlen, z. B. in einer Hausbar. Stellt man, wie üblich, die Flaschen auf den Boden des Kühlschrankes,
so ist, selbst wenn dieser Boden eine Kühlfläche bildet, der unmittelbare Wärmeübergang nur sehr
schlecht, da die Flaschen nur eine schmale, kreisring-
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förmige Berührungsfläche mit der Kühlplatte besitzen und außerdem an dieser Stelle noch ihre größte
Wandstärke aufweisen.
Die frei in den Kühlraum ragenden Kühlflächen Vermögen die Kühlung von Flaschen beträchtlich zu
beschleunigen, wenn man sie gemäß der weiteren Erfindung so ausbildet, daß die Flaschen auf ihnen
liegend aufbewahrt werden können und dabei eine größere unmittelbare Berührungsfläche mit den Kühlflächen
besitzen.
Zweckmäßig ordnet man die Wärmeaustauscher im Kühlraum so an, daß sie sich nur im oberen Teil
des Kühlraumes befinden. Da nicht nur ihre Oberflächen den darauf abgestellten Gütern Wärme entziehen,
sondern auch ihre Unterseiten Kälte abstrahlen, ergibt sich eine gute und gleichmäßige Kühlwirkung
im gesamten Innenraum des Kühlschrankes. Von besonderem Vorteil ist die Anordnung gemäß
der Erfindung, wenn es sich darum handelt, Flaschen zu kühlen, wie es z. B. in einer Kühlbar der Fall ist.
In diesem Falle bildet man die Wärmeaustauscher so aus, daß sie zwei ebene, zueinander in einem Winkel
von etwa 120° stehende Flächen bilden, auf denen die Flaschen liegend aufbewahrt werden. Auf diese
Weise wird zwischen Wärmeaustauscher und Flasche eine wesentlich größere Kontaktkühlfläche geschaffen,
als dies bei stehender Ablage von Flaschen auf Wärmeaustauscherflächen möglich ist.
Es ist im übrigen allgemein bekannt, daß beträchtliche
Zeit erforderlich ist, um den Inhalt einer stehend gelagerten Flasche, die von unten her gekühlt wird,
auf eine gleichmäßige niedrige Temperatur zu bringen. Das Temperaturgefälle zwischen Boden und
Hals der Flaschen gleicht sich dabei nur langsam aus. Wesentlich schneller wird der Flascheninhalt bei liegender
Flaschenlagerung abgekühlt, insbesondere wenn die als Auflage dienenden Wärmeaustauscher
gemäß der weiteren Erfindung eine Neigung von etwa 15° gegen die Horizontale besitzen. Durch die längs
der Flasche verlaufenden Berührungslinien mit dem Wärmeaustauscher und die geneigte Lage der Flasche
wird eine besonders günstige Zirkulation des Flascheninhalts und damit eine gleichmäßige Temperierung
des Inhalts bewirkt.
Die für die Ablage von Flaschen von den Wärmeaustauschern gebildeten flachen Rinnen können auf
verschiedene Weise mit den wie üblich in der Kühlschrankisolierung angeordneten Thermoelementen
verbunden sein. So kann man beispielsweise die Wärmeaustauscher als Winkelschienen mit einem
Öffnungswinkel von etwa 120° ausbilden, die je mit einem Kühlelement verbunden sind. Man kann aber
auch die Auflage aus zwei parallelen, ebenen Metallschienen zusammensetzen, die zueinander einen Winkel
von etwa 120° besitzen, und jede dieser beiden Schienen an ein Kühlelement anschließen. Die beiden
Schienen müssen jedoch elektrisch gegeneinander isoliert sein. Da die Betriebsspannungen nur sehr
niedrig sind, genügt hier schon ein kleiner Luftspalt zwischen den im Scheitel des Winkels parallel verlaufenden
Kanten, sofern die Auflagen selbst eine genügende Steifigkeit besitzen, daß sie nicht durch
Verbiegen oder Federung einander berühren können. Aus Sicherheitsgründen kann man die beiden benachbarten
Kanten auch mit einem Isolierüberzug, z. B. einem geeigneten Lacküberzug, versehen.
Zur Vergrößerung der Strahlungsfläche sind die Auflageschienen zweckmäßig an ihrer Unterseite
noch mit Rippen versehen. Im Schrank selbst sind die Auflagen zweckmäßig an der Rückseite des
Schrankes mittels Flanschen befestigt. Sie sind in der gewünschten Anzahl in Reihen nebeneinander bzw.
in mehreren Reihen übereinander angeordnet. Zur besseren Räumausnutzung stehen die Flaschenauflagen
in den verschiedenen Reihen jeweils auf Lücke. Der von Flaschenauflageni freie untere Teil des Kühlraumes
kann zur Ablage anderer Kühlgüter, wie Torten, Butter, Obst u. dgl., verwendet werden.
Weitere vorteilhafte Einzelheiten ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung. Diesem ist eine Kühlbar
zugrunde gelegt, die in Fig. 1 von der Seite im Schnitt gemäß Schnittlinie A-B in Fig. 2 und in Fig. 2 von
vorn bei entfernter Tür dargestellt ist. Fig. 3 zeigt in etwas vergrößertem Maßstab eine Flaschenauflage
von vorn gesehen.
In den Zeichnungen ist mit 1 das Kühlschrankgehäuse, bestehend aus Innenkasten, Isolierung und
Außengehäuse, bezeichnet. 2 ist die entsprechend isolierte Kühlschranktür. In die Isolierung der Rückwand
ist eine Anzahl von Thermoelementen 4 eingesetzt bzw. eingebettet, die in üblicher Weise je aus
zwei Schenkeln aus geeignetem Halbleitermaterial mit n- und p-Leitung bestehen, sowie den mit ihnen
verbundenen gut elektrisch und wärmeleitenden Anschlußstücken 7 und 8, die vorzugsweise aus Kupfer
bestehen und nach beiden Seiten aus der Isolierung heraustreten. An die mit den warmen Lötstellen der
Thermoelemente verbundenen Anschlußstücke 8 sind außerhalb des Kühlschrankgehäuses in einem an
dessen Rückseite gebildeten Schacht Wärmeaustauschplatten 6 an sich beliebiger Gestaltung angeschlossen.
Mit den zur Kühlraumseite gerichteten Anschlußstücken 7 der kalten Lötstellen sind die als Kühlgutablagen
ausgebildeten Wärmeaustauschers gut wärmeleitend und gegebenenfalls lösbar verbunden. Um
diesen in der oben bereits beschriebenen Weise als flache Winkelschienen ausgebildeten Kühlgutablagen
die nötige Tragfähigkeit und Steifigkeit zu verleihen, sind ihre wandseitigen Enden flanschartig ausgebildet
oder mit Flanschen 9 fest, z. B. durch Schweißen, verbunden und diese Flansche an der entsprechend
stabilen Rückwand des Innenkastens z. B. mittels Schrauben 10 befestigt. Die als Kühlgutablagen ausgebildeten
Wärmeaustauscher 5 sind aus einem gut wärmeleitenden Material, vorzugsweise als Druckgußkörper
hergestellt. Sie sind bei dem gezeigten Beispiel, wie in Fig. 3 dargestellt, aus zwei Schienen 5 α
und 5 b zusammengesetzt, die zueinander einen Winkel a = 120° einnehmen. Zur Vergrößerung der
Oberfläche sind diese Schienen auf ihrer Unterseite mit Rippen 17 versehen. Jede der beiden Schienen,
die zusammen die flache Aufnahmerinne bilden, ist mit einem Thermoelement 4 verbunden. Ihre Stoßkanten
im Scheitelpunkt des Winkels sind elektrisch voneinander isoliert.
Von diesen Flaschenablagen sind im oberen Teil des Schrankes sieben in zwei Reihen übereinander
angeordnet, wobei die Ablagen der unteren Reihe jeweils in der Lücke zwischen zwei Ablagen der oberen
Reihe angeordnet sind. Zu ihrer Kühlung sind somit bei dieser Anordnung vierzehn Thermoelemente
erforderlich, die für die vorgesehene Schrankgröße eine ausreichende Kälteleistung liefern. Die Ablagen
sind so an der Schrankrückwand befestigt, daß sie eine Neigung von etwa 15° gegenüber der Horizon-
talen besitzen. Die Gesamtanordnung der Flaschenablagen
ist so getroffen, daß im Vorderteil des Schrankes etwa die halbe Höhe, im hinteren Teil
etwa ein Drittel der Höhe des Schrankinnenraumes frei von Ablagen ist. Damit steht genügend Raum
zur Ablage weiterer Kühlgüter zur Verfügung, die durch die von den darüberliegenden Wärmeaustauschern
herabfallende Kaltluft gut gekühlt werden.
In der Unken unteren Ecke des Kühlschrankes ist noch ein zusätzlicher Eiswürfelbereiter 11 angeordnet.
Er besteht aus einem oder zwei Thermoelementen 14, die hier in einem in eine Ausnehmung der
Rückwandisolierung dicht einsetzbaren Isolierstopfen 16, z. B. aus Schaumkunststoff, eingebettet sind und
über den Anschlußstücken 7 und 8 der Schrankelemente entsprechende Anschlußstücke mit den
Wärmeaustauschern 12 und 15 verbunden sind. Ersterer ist auf seiner in den Kühlraum ragenden
Oberseite mit becherartigen Vertiefungen zur Aufnahme des zu Eisstückchen zu gefrierenden Wassers
versehen. Das Ganze ist so ausgebildet, daß es leicht in den Kühlschrank einsetzbar und herausnehmbar
ist. Bei entferntem Eiswürfelbereiter wird die Öffnung in der Rückwand durch einen passenden Isolierstopfen
verschlossen. Zweckmäßig ist der der Eis-Würfelbildung dienende Wärmeaustauscher 12 zur
leichteren Zugänglichkeit und Handhabung lösbar mit dem bzw. den Thermoelementen verbunden, so
daß er nach vorn aus dem Schrank herausnehmbar ist. Der Eiswürfelbereiter kann selbstverständlich
auch an einer anderen Stelle des Kühlschrankes angeordnet werden, z. B. an einer Seitenwand.
Die Erfindung ist auch nicht auf die beschriebene konstruktive Gestaltung der Wärmeaustauscher als
flache Winkelschienen beschränkt, vielmehr können diese Wärmeaustauscher zur Ablage anderer Kühlgüter
dienen und entsprechend gestaltet, gegebenenfalls auch zur Erzielung größerer Berührungsflächen
mit den Kühlgütern federnd ausgebildet sein oder mit federnden Auflagen versehen sein, derart, daß sich
die federnden Flächen den Konturen der Kühlgüter anschmiegen und damit die Wärmeübergangsflächen
vergrößern.
Claims (9)
1. Thermoelektrisch betriebenes Kühlgerät mit in der Isolierung eines Kühlraumes angeordneten
Thermoelementen, deren den kalten Lötstellen zugeordnete Kühlflächen im Kühlraum angeordnet
und als Kühlgutablagen ausgebildet sind, da- durch gekennzeichnet, daß die mit den Thermoelementen
fest, z. B. durch Löten verbundenen Kühlflächen frei in das Kühbauminnere hineinragen
und zur mechanischen Entlastung der Thermoelemente an ihrem wandseitigen Ende an
der Wand des Kühlrauminnenkastens so befestigt sind, daß sie allein von dieser Wand getragen
werden.
2. Thermoelektrisch betriebenes Kühlgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die je
mit einem Kühlelement verbundenen Wärmeaustauscher zur Lagerung von Flaschen als Winkelschienen
mit einem Öffnungswinkel von etwa 120° ausgebildet sind, auf denen die Flaschen liegend abgelegt werden.
3. Thermoelektrisch betriebenes Kühlgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Auflageflächen zur hegenden Aufbewahrung von Flaschen von zwei parallel angeordneten, zueinander
einen Winkel von 120° bildenden Metallschienen gebildet werden, die je mit einem Kühlelement
verbunden und gegeneinander elektrisch isoliert sind.
4. Thermoelektrisch betriebenes Kühlgerät nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß
eine Anzahl derartiger Flaschenauflagen nebeneinander und gegebenenfalls in mehreren Reihen
übereinander, vorzugsweise im oberen Teil des Kühlraumes, angeordnet ist.
5. Thermoelektrisch betriebenes Kühlgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die
Flaschenauflagen in verschiedenen Reihen jeweils auf Lücke zwischen den Flaschenauflagen benachbarter
Reihen angeordnet sind.
6. Thermoelektrisch betriebenes Kühlgerät nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Flaschenauflagen um etwa 15° gegen die Horizontale geneigt sind, und zwar bei
an der Schrankrückwand befestigten Flaschenauflagen von vorn nach hinten abfallend.
7. Thermoelektrisch betriebenes Kühlgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die als Kühlgutträger dienenden Wärmeaustauscher an ihrem wandseitigen Ende flanschartig ausgebildet oder an besonderen
Flanschen befestigt skid, die ihrerseits mit einer entsprechend stabilen Rückwand des Kühlrauminnenkastens
fest oder lösbar verbunden sind.
8. Thermoelektrisch betriebenes Kühlgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Wärmeaustauscher in an sich bekannterWeise mit zusätzlichen Kühlrippen versehen
sind.
9. Thermoelektrisch betriebenes Kühlgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
daß die als Kühlgutträger dienenden Wärmeaustauscher im Druckgußverfahren hergestellte
Körper hoher Wärmeleitfähigkeit sind.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 948 421;
deutsche Auslegeschrift Nr. 1 001 346;
deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1 628 487;
österreichische Patentschrift Nr. 129 428;
USA.-Patentschrift Nr. 413 136.
Deutsche Patentschrift Nr. 948 421;
deutsche Auslegeschrift Nr. 1 001 346;
deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1 628 487;
österreichische Patentschrift Nr. 129 428;
USA.-Patentschrift Nr. 413 136.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
© 309 618/64 6.63
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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NL256167D NL256167A (de) | 1959-09-25 | ||
NL112615D NL112615C (de) | 1959-09-25 | ||
DEL34329A DE1150693B (de) | 1959-09-25 | 1959-09-25 | Thermoelektrisch betriebenes Kuehlgeraet |
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Publication Number | Publication Date |
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DE1150693B true DE1150693B (de) | 1963-06-27 |
Family
ID=7266633
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DEL34329A Pending DE1150693B (de) | 1959-09-25 | 1959-09-25 | Thermoelektrisch betriebenes Kuehlgeraet |
Country Status (3)
Country | Link |
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