DE1501053A1

DE1501053A1 - Kompressions-Kuehlschrank,insbesondere fuer den Haushalt

Info

Publication number: DE1501053A1
Application number: DE19661501053
Authority: DE
Inventors: Jones Gary Dean
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1965-05-12
Filing date: 1966-05-11
Publication date: 1969-10-23
Also published as: NL6606419A; GB1137147A; US3324678A

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. W. Scherrmann Dr.-Ing. R. Roger

73 Esslingen (Neckar), Fabrikstraße 9, Postfach 348 10. Mai I966 τβίβίοη

PA l6 WL Stuttgart (0711) J56539

Telegramme Patentschutz Esslingennedcar

General Electric Company, 1 River Road, Schenectady, Hew York 12 305, h.Y. / USA

Kompressions-Kühlschrank, insbesondere für den Haushalt

Die Erfindung betrifft einen Kompressions-Kühlschrank, insbesondere für den Haushalt, mit einem oben liegenden Gefrierabteil und einem unterhalb angeordneten Abteil für die Frischnahrung sowie einem zwischen diesen Abteilen liegenden Zwischenfach mi ο der Verdampferkammer, durch welche die Luft aus den beiden Abteilen hindurcngesaugt und aus welchem die abgekühlte Luft in die beiden Abteile hineingedrückt wird.

Bei den bekannten Kühlschränken der obengenannten Art versetzt ein einziges Gebläse die Luft des Gefrierabteils und des Abteils für die Frischnahrung derart in Umlauf, daß sie über den einzigen Verdampfer geleitet wird. Hierbei wird der größte Teil der abgekühlten Luft vom Verdampfer aus in das Gefrierabteil gelenkt, während ein kleinerer Teil dem Abteil für die Frischnahrung zugeführt wird. Die bekannten Kühlschränke dieser Art sind weiterhin vielfach mit einer Abtauautomatik für den Verdampfer versehen, die in der Verdampierkammer und damit außernalb der beiden Abteile für das zu kühlende Gut angeordnet 1st.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Mittel, die dazu dienen, die Luft zu kühlen _und die gekühlte Luft in Umlauf zu ver-

9098 A 3/0602 _BAn ^_n

BAD ORiGlNAU

setzen, zu verbessern. Weiterhin sollen die Acuauautoma.iI-l und die Mittel zum Abi'ünren des Abtauwassern vorbessert, werden.

Gemäß der Erfindung ist in dem Gefrierabutil ein auf dem- Zwischenfach sitzender, eine Gefrierscnale entriai-tender Schacht ausgebildet, der mit der Verdampferkammer in Verbindung stent, so daß die abgekühlte Luft durch ihn hindurcn und über Auslaiöffnungen Ln das Gefrierabteil hineinströmt.

Gemäß einem v/eiteren Merkmal der Erfindung oefinaet sich auf dem metallenen Boden des 'Zwischenfachs eine Schicht aus Isoliermaterial, die mit einem Tropfdurchgang für das Abtauwasser versehen ist, der in einen Kanal oberhalb des Bodens übergeht, der zu der Rückwand des Abteils für die P'rlschnahrung führt, wobei der Tropfdurchgang im Bereich der in das Zwischenfach einströmenden Luft angeordnet ist, so daß verhältnismäßig warme Luft aus dem Abteil für die Frischnahrung durch den Kanal und den Tropfdurchgang hindurchströmt. Auf diese Welse wird sichergestellt, daß das Abtauwasser, ohne von neuem der Gefahr des Gefrierens ausgesetzt zu sein, eirfach und sicher abgeführt wird.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht schließlich darin, daß die recntwinklig zu den Kühlrohren des Verdampfers verlaufenden und an diesen sitzenden Rippen in dem Bereich, in dem der Luftstrom auf den Verdampfer auftrifft, derart verlängert sind, daß die Rippenenden eine höhere Temperatur besitzen als der übrige Rippenkörper, derart, daß das Eis sich nicht in grös-

BAD ORiGiNAL 9098A3/0602

serem Umfange auf den Rippeneriden absetzt, sondern stattdessen über die gesamte Fläche der Rippen verteilt wird. Hierdurch wird sichergestellt, daß sicn die Zwischenräume zv;ischen den Rippen nicht vollständig mit Eis zusetzen und der Verdampfer nicht, infolge der Isolierwirkung der Eisschicht seine Wirksamkeit verliert.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigen

Fig. 1 einen Zweitemperaturkühlschrank gemäß der Erfindung in einem senkrechten, seitlichen Schnitt,

Fig. 2 den Kühlschrank in einem waagerechten Schnitt gemäß der Linie 2-2 der Fig. 1,

Fig. 3 die Eisbildung auf dem Verdampfer des erfindungsgemässen Kühlschrankes in sehematischer Darstellung,

Fig. 4 die Eisbildung auf dem Verdampfer der bekannten Kühlschränke in der gleichen Darstellung und

Fig. ¹J das Schaltbild eines Steuerstromkreises für die Arbeitsvorgänge des Kühlschrankes.

Der in der Zeichnung dargestellte Kühlschrank besitzt wärmeisolierte Wände, die ein oberes Gefrierabteil 1 bilden, das auf einer Temperatur unterhalb des Gefrierpunktes gehalten wird, und die weiterhin ein unteres Abteil für die Frischnah

BAD vivu 909843/0602

rung begrenzen, in dem eine Temperatur oberhalb des Gefrierpunktes herrscht, die etwa 2 bis 4,5° C beträgt. Die beiden Abteile sind durch ein horizontales, isoliertes Zwischenfach voneinander getrennt. Der Zugang zu dem Gefrierabteil 1 ist durch eine isolierte Tür 4 und der Zugang zu dem Frischnahrungsabteil 2 durch eine Isolierte Tür 5 verschlossen. Das Ma-,schinenfach 6 in dem unteren Teil des Schrankes enthält die Koridensoreinheit des Kühlsystems mit einem hermetisch abgedichteten Motor-Kompressor-Aggregat 7 und einem Kondensor 8.

Der einzige Verdampfer 9 zur Kühlung der beiden Abteile 1 und 2 ist in einer Verdampferkammer 10 enthalten, die in dem isolierten Zwischenfach J5 ausgebildet ist. Der Kompressor J₃ der Kondensor ö, nicht dargestellte Drosseleinrichtungen und der Verdampfer 9 liegen in dichter Aufeinanderfolge in dem üblichen geschlossenen KühlStromkreis.

Um die beiden zur Aufbewahrung von Kühlgut dienenden Abteile 1 und 2 auf der gewünschten Betriebstemperatur zu halten, werden von diesen beiden Abteilungen aus Luftströme über den Verdampfer 9 geleitet, während gekühlte Luftströme mit Hilfe eines einzigen Gebläses 12 in die Abteile zurückgeleitet werden. Im einzelnen ist das vordere Ende 14 der Verdampferkammer 10 mit dem Gefrierabteil 1 durch einen verhältnismäßig großen, mit Schlitzen versehenen Einlaß 15 verbunden, der sich über das vordere Ende des Zwischenfaches 3 innerhalb des Gefrierabteils 1 erstreckt, während der größte Teil der durch den Verdampfer 9 gekühlten Luft dem Gefrierabteil über einen Luftkanal 16 unmittelbar hinter dem Auslaß des Ventilators 12 zugeleitet wird.

9098 A3/0 602 bad original

Diese den Luftkanal Io verlassende Luft strömt in das hintere Ende eines Schachtes VJ_} der am Boden des Gefrierabteils 1 vorgesehen ist und zur Unterbringung von einer oder mehreren Gei'rierschalen Ib' dient. Die Luft strömt über eine Vielzahl von Schlitzen 19 aus dem Schacht in das Gefrierabteil. Diese Schlitze 19 befinden sich in den Seitenwänden des Schachtes Vf, während eine zweite Reine solcher Schlitze 20 in der ooeren waagerechten Wand des Senacntes an dessen vorderem Ende vorgesehen ist. Der Zugang an dem vorderer. Ende des Scnachtes V( ist durch eine volle, schwenkbar gelagerte Tür 21 verschlossen.

Die Luft aus dem Frischnahrurigsabteil 2 tritt über eine Vielzahl von Luftdurchlässeri 22 in das vordere Ende 14 der Verdampferkammer 10 ein. Diese Luftdurchlässe 22 haben einen Gesamtquerscnnitt, der im Vergleich mit demjenigen des Einlasses 13 verhältnismäßig klein ist.

In dem vorderen Ende 14 der Verdampferkammer 10 miscnt sich die Luft mit derjenigen, die aus dem Gefrierabteil 1 in die Verdampferkammer 10 einströmt, bevor sie über den Verdampfer \) hinweggeht. Ein verhältnismäßig kleiner Teil der gekühlten Luft, die von dem ninteren Ende der Verdampferkammer 10 abströmt, wird von dem Gebläse 12 durch eine Auölaßöffriung 24

nach unten
η das Abteil für die Priachnahrun,.; gedrückt.

Das Zwischenfach J> weist einen waage rocht en Boden ■!>■> auf, der das Innere des Schränken Iu der Querrichtung ausfüllt und auf den eine Schicht 27 aus Isoliermaterial aufgelegt ist, welche

984 3/Q6Q2 ^{ßAD GS:}^

die Verdampferkammer 10 nach unten begrenze. Eine Hauon ^c aus Isoliermaterial schließt die Kammer 10 nach-oben ab, während über der Haube 2o der aus Blech bestehende Bauen 2j des Gefrierabteils 1 angeordnet ist.

Der Verdampfer 9 ist in dem vorderen Ende der Kammer IO .angeordnet, d.h. in der Nähe der Lufteinlässe 15 und 2'd. Die konkaven Wände der Kammer tragen in diesem Bereich eine aus Mo%all .-bestehende Tropf schale ~)l, auf weither der Verdampfer j angeordnet ist und welche dazu bestimmt ist, das von dim Verdampfer während des Abtauens abtropfende Kondensat auΓaufaulen. Um sicherzustellen, daß auch alle Teile der Schale abgecaut werden, stehen diese in wärmeleitender Verbindung mit dem Verdampfer.

Wie insbesondere aus Pig. 2 au entri^ninen ist, oestehc der Verdampfer 9 aus einer Mehrzahl von quer verlaufenden Kühlrohren y} und einer Mehrzahl von Rippen jk, die rechtwinklig zu aen Rohren 'j>j> und etwa parallel zu der Richtung des Lui'fcstrvMies in der Kammer 10 angeordnet sind, da die Luft durch aie Einlasse 15 und 22 auf das Gebläse 12 zu strömt, das sich in dem hinteren Teil der Kammer 10 befindet.

Das vordere oder Einlaßende des Verdampfers, d.h. derjenige Teil des Verdampfers, der zuerst von den Luftströmen aus atm Gefrierabteil und dem Abteil für die PrischnahruBg erreicht wird, wenn die Luft ströme in die Verdampferkammer 10 eix.treten, ist derart gestaltet, daß die Ansammlung einer größeren ELomenge auf dem Verdampfer möglich ist, ohne daß die Zwischen-

9098O/Q602 BADORiGINAL

räume zwischen den Rippen sieh verstopfen oder verschließen, wie dies bei den bekannten Verdampfern mit Kühlrippenrohren der Fall ist.

Eines aer Hauptprobleme bei der Konstruktion von Verdampfern mit Kühlrippenrohren für Kühlschränke mit Abtauautomatik be-.0'L.ehir darin, zu vernüten, daß sie sich schnell mit Eis blockieren und damit inre Fähigkeit verlieren, Wärme zu übertragen. Die bekannten Verdampfer haben die Neigung, sich an ihrem Einlaß schnell mi' Eis zu verstopfen, während der dahinter liegende längere Teil des Verdampfers verhältnismäßig frei von Eis bleibt. Das ist; in Fig. 4 dargestellt, die einen bekannten Verdampfer mit einer Mehrzahl von Kühlrohren 33 und einer Mehrzahl von Rippen ^,k zeigt, die rechtwinklig zu den Rohren verlaufen. Wenn Feuchtigkeit enthaltende Luft in Berührung mit den vorderen Kanten 37 der Rippen 3^ des Verdampfers kommt, die etwa die gleiche Temperatur wie die Rohre 33 besitzt, hat dies die Wirkung, daß fast die gesamte Flüssigkeit der Luft in diesem Bereich aui und in der Nachbarschaft dieser vorderen Rippen kondensiert; und Eisschichten 3^ bildet, die in ziemlich kurzer 7λ iz dir Zwischenräume 39 zwischen den Rippen überbrücken .

GemäS der vorliegenden Erfindung ist der Veraampfer gestaltet, wie dies in Fi.;:." 3 dargestellt ist, nämlich derart, daß die vorderen Enden der Rippen "^k, d.h. die Rippenenden, die sich entgegengesetzt zur Strömungsrichtung von dem ersten Rohr 41 her erstrecken, eine Länge haben, die so groß ist, daß die .; Kanten 42 dieser Rippenenden Temperaturen besitzen, die um ein ausreichendes Mais höher sind als die Temperaturen der Kühl-

909843/0602 _nA _ ,

BAD Gi-uü^

rohre 33, was die Wirkung hat, daß die Eisbildung auf ihnen verhindert oder zumindest verringert wird.

Mit anderen Worten, infolge des Temperaturgefälles innerhalb der Rippen hat eine geringe Vergrößerung der Länge der Rippen über das erste Rohr 41 hinaus die Wirkung, daß die vordere .Kante 42 jeder der Rippen eine so hohe Temperatur besitzt, daß sich kein Eis unmittelbar auf dem Kantenteil ansammelt, sondern sich stattdessen allmählich und gleichmäßig über einen beträchtlichen Teil der verbleibenden Länge der Rippen verteilt, wie dies bei 43 angedeutet ist. Der Betrag, um den die Rippenlänge entgegengesetzt zur Strömungsrichtung von dem Rohr 41 her zu vergrößern ist, um eine Verstopfung des Einlasses durch Eis zu verhindern, ändert sich mit dem Anwendungszweck des Kühlschran^- kes und der Verdampferkonstruktion. Bei den meisten Verdampfern für Haushaltkühlschränke ist eine Vergrößerung der Länge der Rippen um etwa 13 mm gegenüber der normalen Länge im allgemeinen ausreichend. In diesem Zusammenhang sei bemerkt, daß die übliche Länge des Rippenteiles der von dem ersten Rohr 4l hinwegragt, ungefähr die Hälfte der Länge des Rippenteiles zwischen zwei benachbarten Rohren 33 des Verdampfers ausmacht. Durch Verlängerung des vorderen Endes der Rippen (Pig. 3) wird eine allmähliche Abnahme der Wärme längs ■ jeder Rippe in diesem Bereich verursacht, was eine gleichmäßigere Verteilung des Eises über eine größere Länge der Rippen zur Folge hat.

Um dem Eis einen größeren Spielraum zu geben, können die Rippen wechselweise verkürzt sein, wobei die verkürzten Rippen zweck: -

909 8k3/0602

mäßig kurz vor dem ersten Rohr 41 des Verdampfers 9 enden, wie "dies in Pig. 2 dargestellt ist.

Um die Eisschicht in regelmäßigen Zeltabständen von dem Verdampfer zu entfernen, ist eine Heizvorrichtung 44 vorgesehen, die aus einem Quarzrohr 45 und einem in diesem enthaltenen Heizwiderstand 46 besteht. Die Heizvorrichtung 44 erstreckt sich quer über den gesamten Gebläsebereich des Verdampfers oder mit anderen Worten parallel zu den Rohren J33, wie dies in Fig.2 dargestellt ist. Die Heizvorrichtung ist in einem Schlitz 47 der Rippenanordnung gelagert, so daß sie zentral innerhalb des Verdampfers und dicht an der Schale Jl liegt. Sie ist durch eine Metallhaube 48 abgedeckt, die als Reflektor wirkt, so daß die Tropf schale JtI aus Metall, die unterhalb des Verdampfers angeordnet ist, wirksamer beheizt wird, während eine Überhitzung der Isolierhaube 28, die im Oberteil der Kammer 10 liegt, vermieden wird. Die Haube 48 vermeidet auch weitgehend, daß während des Abtauens Wasser auf die heiße Heizvorrichtung niedertropft, was störende Geräusche verursachen kann.

Die Heizvorrichtung taut alle Flächen innerhalb des Verdampfers vollständig ab, was weitgehend der Tatsache zu verdanken ist, daß ihre Strahlungswärme auch die entferntesten Bereiche des Verdampfers über die Zwischenräume 39 erreicht. Um das Kondensat zu entfernen, das sich während des Abtauens des Verdampfers 9 gebildet hat, sind die Schale Jl und die Schicht 27 mit einem Tropfdurchgang 49 versehen, der derart angeordnet ist, daß er von der Heizvorrichtung unmittelbar erwärmt wird, und durch den das Kondensat in einen Kanal 48a gelangt, der sich an dem Bo-

909843/060!

den 26 des Zwischenfachs" 3 befindet. Der Kanal 48a hat den Zweck, das Kondenswasser der Rückwand 50 des Frischnahrungsabteils 2 über ein Tropfrohr 51 zuzuführen, so daß es sodann an der Rückwand 50 entlang auf den Boden des Abteils 2 und über eine zweite Tropföffnung 52 in eine nicht dargestellte Tropfschale in dem Maschinenfach 6 gelangt, in der es durch die Wärme des in diesem Fach angeordneten Kondensors verdampft wird.

Wie schon früher ausgeführt, entfernt der Kühlschrank mit Hilfe der Heizvorrichtung 44 in regelmäßigen Zeitabständen die Eisschicht auf dem Verdampfer 9· Der Steuerstromkreis für diesen Arbeitsvorgang ist in Fig. 5 dargestellt. Er enthält ein Abtauzeitschaltwerk 56 mit einem Zeitschaltmotor 57.» der mit den Speisestromleitungen 58 und 59 über einen Thermostaten 60 in Verbindung steht, der seinerseits an irgendeiner Stelle in dem Abteil 2 für die Frischnahrung angeordnet ist, so daß er auf die in diesem Abteil herrschende Temperatur anspricht. Das Zeitschaltwerk 56 enthält einen Wechselschalter, der von dem Zeitschaltmotor 57 betätigt wird, und einen ersten

62

Kontakt 61 besitzt, auf dem der Schaltarm üblicherweise aufliegt, um einen Stromkreis zu schließen, der sowohl das Gebläse 12 als auch den Kompressor 7 unter Spannung setzt, wenn der Thermostat 60 den Kühlvorgang verlangt.

Wenn das Zeitschaltwerk eine vorbestimmte Zeit in Funktion war, entfernt der Zeitschaltmotor den Schaltarm 62 von dem Kontakt 61 und bringt ihn in Berührung mit dem Kontakt 64, wo-

909843/0602

durcli der Stromkreis für das Gebläse und den Kompressor unterbrochen und der Stromkreis für die Abtauheizvorrichtung 44 für einen Zeitraum geschlossen wird, der ausreicht, um ein vollständiges Abtauen sicherzustellen. Die Funktion der Heizvorrichtung 44 steht außerdem unter der Kontrolle eines Abtauschlußschalters 65 (Fig. 2), der in wärmeleitender Verbindung mit einem Teil der Schale 31 vorn vor dem Verdampfer 9 steht, und einer Schmelzsicherung 66, die zwischen dem Verdampfer 9 mnd dem Gebläse 12 angeordnet ist und den Zweck hat, den Stromkreis für die Abtauheizvorrichtung zu öffnen, wenn in der Kammer 10 ungewöhnlich hohe Temperaturen auftreten. Während der Zeit, während der das Abtauzeitschaltwerk das Abtauen bewirkt, öffnet der Schalter 65 den Stromkreis, sobald die von ihm abgefühlten Temperaturen ein vollständiges Abtauen des Verdampfers und der benachbarten Flächenbereiche wie der Schale J>\ anzeigen. Nach einer vorbestimmten Zeit bringt der Zeit schalte tor 57 den Schaltarm 62 zurück auf den Kontakt öl, wodurch der Kühlschrank zu seinem normalen Kühlzyklus unter der Kontrolle des Thermostaten 60 zurückkehrt.

909843/0602

Claims

1'. Kompressions-Kühlschrank, insbesondere für den Haushalt, mit einem oben liegenden Gefrierabteil und einem unterhalb angeordneten Abteil für die Frisehnahrung sowie einem zwischen diesen Abteilen liegenden Zwischenfach mit der Verdampferkam-.mer, durch welche die Luft aus den beiden Abteilen hindurchgesaugt und aus welchem die abgekühlte Luft in die beiden Abteile hineingedrückt wird, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Gefrierabteil (l) ein auf dem Zwischenfach (3) sitzender, eine Gefrierschale (l8) enthaltender Schacht (17) ausgebildet ist, der mit der Verdampferkammer (1O^ in Verbindung steht, so daß die abgekühlte Luft durch ihn hindurch und über Auslauföffnungen (19) in das Gefrierabteil (l) hineinströmt.

2. Kühlschrank nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich auf dem metallenen Boden (26) des Zwischenfachs (3) eine Schicht (27) aus Isoliermaterial befindet, die mit einem Tropfdurchgang (49) für das Abtauwasser versehen ist, der in einen Kanal (48a) oberhalb des Bodens (26) Übergeht, der zu der Rückwand (50) des Abteils (2) für die Frisehnahrung führt, wobei der Tropfdurchgang (49) im Bereich der in das Zwischenfach (3) einströmenden Luft angeordnet ist, so daß verhältnismäßig warme Luft aus dem Abteil (2) für die Frisehnahrung durch den Kanal (48a) und den Tropfdurchgang (49) hindurchströmt.

3. Kühlschrank nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die rechtwinklig zu den Kühlrohren (33) des Verdampfers (9)

9098A3/060 2

verlaufenden und an diesen sitzenden Rippen (^4) in dem Bereich, Γη dem der Luftstrom auf den Verdampfer (9) auftrifft, derart verlängert sind, daß die Rippenenden (42) eine höhere Temperatur besitzen als der übrige Rippenkörper, derart, daß das Eis sich nicht in größerem Umfange auf den Rippenenden (42) absetzt, sondern statt dessen über die gesamte Fläche der Rippen verteilt wird.

90 98A3/06 02

Leerseite