DE19524840A1 - Evaporator arrangement for household refrigeration devices - Google Patents
Evaporator arrangement for household refrigeration devicesInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Verdampferanordnung für Haus halts-Kältegeräte mit wenigstens zwei in einem geschlossenen Kältekreis mit einem Kältemittelverdichter liegenden, eine unterschiedliche Kälteleistung aufweisenden Verdampfern, de ren Kältemittel-Kanalanordnungen strömungstechnisch in Rei henschaltung miteinander verbunden sind, wobei die Kältemit tel-Kanalanordnung des Verdampfers geringerer Kälteleistung einen Sammler für flüssiges Kältemittel aufweist.The invention relates to an evaporator arrangement for the home hold refrigeration appliances with at least two in one closed Refrigeration circuit with a refrigerant compressor, one different cooling capacity evaporators, de ren refrigerant channel arrangements in terms of flow technology circuit are connected to each other, with the cold tel-channel arrangement of the evaporator with lower cooling capacity has a collector for liquid refrigerant.
Aus dem DE-GM 90 06 386 ist ein Zweitemperaturen-Kältegerät bekannt, welches zur Kühlung seiner thermisch voneinander getrennten Fächer mit einem Plattenverdampfer ausgestattet ist. Dieser weist zwei mit einer unterschiedlichen Kältelei stung ausgestatteten, strömungstechnisch in Reihenschaltung angeordnete Verdampferabschnitte auf, welche über einen Ver bindungssteg mechanisch miteinander verbunden sind und wel che über eine am Verdampferabschnitt geringerer Kältelei stung angeordnete Einspritzstelle mit Kältemittel beauf schlagbar sind. Der Plattenverdampfer ist dabei so konzi piert, daß das Kältemittel von der Einspritzstelle aus in einem in Windungen verlegten Kältemittelkanal zuerst den Verdampferabschnitt geringerer Kälteleistung durchströmt und anschließend dem Verdampferabschnitt höherer Kälteleistung zugeführt ist und von diesem aus wieder auf den Verdampfer abschnitt geringerer Kälteleistung zurückgeleitet ist. Hier ist es zu seiner Phasentrennung einem sackartigen Sammler zugeführt, welcher in Strömungsrichtung des Kältemittels ei nem Saugrohranschluß vorgeschaltet ist.DE-GM 90 06 386 is a two-temperature refrigerator known which is used to cool its thermally from each other separate compartments equipped with a plate evaporator is. This has two with a different refrigeration equipped, fluidly connected in series arranged evaporator sections, which via a Ver tie bar are mechanically connected and wel che over a lower refrigeration at the evaporator section Injection point arranged with refrigerant are beatable. The plate evaporator is so concise piert that the refrigerant from the injection point in a refrigerant duct laid in turns first Flow through evaporator section of lower cooling capacity and then the evaporator section of higher cooling capacity is supplied and from this back to the evaporator section of lower cooling capacity is returned. Here it is a sack-like collector for its phase separation supplied, which egg in the flow direction of the refrigerant is connected upstream of the intake manifold connection.
Infolge der kältetechnischen Schaltung der beiden Verdamp ferabschnitte, wonach der Verdampferabschnitt höherer Kälte leistung dem Verdampferabschnitt geringerer Kälteleistung strömungstechnisch nachgeschaltet ist, ist bedingt, daß letzterer zuerst und im Anschluß daran erst der Verdampfer abschnitt höherer Kälteleistung mit flüssigem Kältemittel beaufschlagt und damit gekühlt ist. Dies wiederum zieht nach sich, daß nach einer gewissen Laufzeit des Kältemittelver dichters flüssiges Kältemittel vom nachgeschalteten Verdamp ferabschnitt höherer Kälteleistung in den Verdampferab schnitt geringerer Kälteleistung übertritt, dort aber auf grund der bereits erfolgten Kühlung dieses Verdampferab schnitts nicht verdampfen kann und sich im Sammler absetzt. Dieser kann aufgrund seiner geometrischen Form jedoch nur eine gewisse Menge flüssigen Kältemittels aufnehmen, so daß die Gefahr besteht, daß dieses in das Saugrohr und unter Um ständen sogar zum Verdichter gelangen kann und diesen be schädigt. Um dem vorzubeugen, ist es unumgänglich, die Füll menge des Kältemittels im Kältekreislauf zu reduzieren, so daß es zu Unterfüllungserscheinungen und somit zu Leistungs einbußen im Kältekreislauf kommen kann.As a result of the refrigeration circuit of the two evaporators Ferabschnitte, after which the evaporator section higher cold performance the evaporator section lower cooling capacity is connected downstream in terms of flow technology is conditional on the fact that the latter first and then the evaporator section of higher cooling capacity with liquid refrigerant is applied and thus cooled. This in turn follows yourself that after a certain runtime of the refrigerant ver dense liquid refrigerant from the downstream evaporator section of higher cooling capacity in the evaporator cut lower cooling capacity, but there due to the cooling of this evaporator cut cannot evaporate and settles in the collector. However, due to its geometric shape, this can only absorb a certain amount of liquid refrigerant so that there is a risk that this in the intake manifold and under order can even get to the compressor and this harms. In order to prevent this, the filling is essential reduce the amount of refrigerant in the refrigeration cycle, so that there are signs of underfilling and therefore performance loss in the refrigeration cycle.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verdampferan ordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 hinsichtlich der Nachteile des Standes der Technik zu verbessern.The invention has for its object a evaporator order according to the preamble of claim 1 with regard to improve the disadvantages of the prior art.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Verdampfer geringerer Kälteleistung dem Verdampfer höhe rer Kälteleistung strömungstechnisch nachgeschaltet ist und der in Strömungsrichtung des vom Verdichter angetriebenen Kältemittels vor dem Sammler liegende Abschnitt seiner Käl temittel-Kanalanordnung volumenoptimiert ausgebildet ist.This object is achieved according to the invention in that the evaporator lower cooling capacity the evaporator height rer cooling power is connected downstream and in the direction of flow of that driven by the compressor Refrigerant section of its refrigerant in front of the collector is designed to be volume-optimized.
Die erfindungsgemäße Lösung zeichnet sich vor allem dadurch aus, daß die für einen leistungsoptimierten Betrieb des Käl tegerätes notwendige Kältemittelmenge mengentoleranz-unemp findlich ist, so daß der Kältekreis ohne merkliche Lei stungseinbuße auch bei größeren Füllmengenschwankungen be treibbar ist. Ferner ist durch die erfindungsgemäße Verdamp feranordnung verhindert, daß flüssiges Kältemittel während der Laufzeit des Verdichters in das Saugrohr gelangen kann, wo es dann einerseits zur Geräuschbildung und andererseits zur Abkühlung und somit zur Schwitzwasserbildung und daraus resultierend zu Korrosionsproblemen am Saugrohr kommen kann. Außerdem ergibt sich für das vom Verdampfer höherer Kälte leistung gekühlte Lagerfach eine deutlich präziser eingehal tene Lagertemperatur, wenn wie bei derartigen Einkreis-Kühl systemen üblich, eine indirekte Temperaturregelung des käl teren Faches über das wärmere Lagerfach Anwendung findet.The solution according to the invention is characterized above all by this from that for a performance-optimized operation of the Käl necessary refrigerant quantity quantity tolerance unemp is sensitive, so that the refrigeration cycle without noticeable lei loss of performance even with larger fluctuations in the filling quantity is drivable. Furthermore, by the evaporator according to the invention feranordnung prevents liquid refrigerant during the running time of the compressor can get into the intake manifold, where on the one hand there is noise and on the other for cooling and thus for condensation and from it resulting in corrosion problems on the intake manifold. This also results in higher cold from the evaporator performance cooled storage compartment a significantly more precise containment tene storage temperature, if such a single-circuit cooling systems, indirect temperature control of the cold other subject about the warmer storage compartment is used.
Unter volumenoptimiert ist hier die fertigungstechnisch be herrschbare Ausbildung des Kanalquerschnitts der Kältemit telkanäle oder deren längenmäßig maximierte Anordnung auf einer bestimmten Verdampferplatinenfläche zu verstehen. In terms of volume, the manufacturing technology is here prevailing design of the channel cross section of the refrigerant telchannels or their arrangement maximized in length to understand a certain evaporator board area.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung ist vorgesehen, daß die Volumenoptimierung des vor dem Sammler liegenden Abschnitts der Kältemittel-Kanalanord nung des Verdampfers geringerer Kälteleistung durch die Län ge der die Kältemittel-Kanalanordnung bildenden Kältemittel kanäle erzeugt ist.According to a preferred embodiment of the subject of Invention is provided that the volume optimization of the front section of the refrigerant duct arrangement located in the collector Lower cooling capacity of the evaporator due to the Län ge of the refrigerant forming the refrigerant channel arrangement channels is generated.
Durch eine derartige Ausbildung des Verdampfers geringerer Kälteleistung ist in diesem ein auf besonders einfache Weise zusätzliches Aufnahmevolumen für flüssiges Kältemittel ge schaffen, wodurch zusätzlich verhindert ist, daß flüssiges Kältemittel während der Laufzeit des Verdichters in das Saugrohr des Kältekreises gelangt und dieses unzulässig ab kühlt, auch wenn ein derartiger Kältekreis bis an die obere Füllgrenze mit Kältemittel gefüllt ist.By such a design of the evaporator less Cooling capacity is a particularly simple one in this additional volume for liquid refrigerant create, which also prevents liquid Refrigerant during the running time of the compressor in the Intake pipe of the refrigeration circuit arrives and this inadmissible cools even if such a refrigeration circuit up to the top Filling limit is filled with refrigerant.
Entsprechend einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung ist vorgesehen, daß die Kältemit telrückführung vom Verdampfer geringerer Kälteleistung zur Saugseite des Verdichters thermisch vom Verdampfer höherer Kälteleistung zumindest weitestgehend entkoppelt ist.According to a further preferred embodiment of the The object of the invention is that the cold return from the evaporator with lower cooling capacity Intake side of the compressor thermally from the evaporator higher Cooling capacity is at least largely decoupled.
Durch eine solche Lösung ist gewährleistet, daß sich der Verdampfer höherer Kälteleistung und somit das von ihm ge kühlte Lagerfach nicht unnötiger Weise durch den relativ warmen Kältemitteldampf aus dem Verdampfer geringerer Kälte leistung erwärmt und somit zusätzliche Energie notwendig ist um die bestimmungsgemäße Temperatur wieder herzustellen.Such a solution ensures that the Evaporator with higher cooling capacity and therefore the ge not unnecessarily cooled by the relatively cool storage compartment warm refrigerant vapor from the evaporator less cold power warms up and additional energy is required to restore the intended temperature.
Gemäß einer letzten bevorzugten Ausführungsform des Gegen standes der Erfindung ist vorgesehen, daß die Verdampfer un terschiedlicher Kälteleistung als eigenständige, lediglich strömungstechnisch miteinander verbundene Baueinheiten aus gebildet sind, wobei der Verdampfer geringerer Kälteleistung in Einbaulage der Verdampferanordnung obenliegend angeordnet ist und der Zufluß seiner Kältemittel-Kanalanordnung tiefer als deren Abfluß liegt.According to a last preferred embodiment of the counter state of the invention it is provided that the evaporator un different cooling capacity as independent, only fluidically interconnected units are formed, the evaporator having a lower cooling capacity arranged above in the installed position of the evaporator arrangement and the inflow of its refrigerant channel arrangement is deeper as their outflow.
Durch einen derartigen Aufbau einer Verdampferanordnung ist gewährleistet, daß das flüssige Kältemittel im Stillstand des Kältemittelverdichters aus dem Verdampfer geringerer Kälteleistung in den Verdampfer höherer Kälteleistung über treten kann, da konstruktionsbedingt keine siphonartigen Kältemittel-Kanalanordnungen im Verdampfer geringerer Kälte leistung notwendig werden, so daß einerseits sogenannte Gluckergeräusche durch aufsteigende, die flüssigen Kältemit telrückstände durchdringenden Dampfblasen verhindert sind. Andererseits ist auch ein sogenanntes Nachverdampfen flüssi ger Kältemittelrückstände im Verdampfer geringerer Kältelei stung vermieden, so daß dieser zielgerichteter und somit schneller während des Stillstandes des Kältemittelverdich ters abgetaut werden kann.Such a structure of an evaporator arrangement ensures that the liquid refrigerant is at a standstill of the refrigerant compressor from the evaporator less Cooling capacity in the evaporator higher cooling capacity can occur because of the construction, no siphon-like Refrigerant channel arrangements in the evaporator of less cold performance become necessary, so that on the one hand so-called Chucking noises from rising, the liquid cold residues penetrating vapor bubbles are prevented. On the other hand, so-called re-evaporation is also liquid low refrigerant residues in the evaporator with less refrigeration avoided, so that this is more targeted and therefore faster while the refrigerant compression is at a standstill ters can be defrosted.
Die Erfindung ist in der nachfolgenden Beschreibung anhand eines in der beigefügten Zeichnung vereinfacht dargestellten Ausführungsbeispieles erläutert. Es zeigen:The invention is described in the following description one shown in simplified form in the accompanying drawing Embodiment explained. Show it:
Fig. 1 ein Einbau-Haushaltskältegerät mit zwei überein ander angeordneten, eine unterschiedliche Lager temperatur aufweisenden Lagerfächer, welche durch je einen Verdampfer gekühlt sind, von der Seite gesehen in Schnittdarstellung und Fig. 1 is a built-in household refrigerator with two superimposed, different storage temperature storage compartments, which are cooled by an evaporator, seen from the side in a sectional view and
Fig. 2 schematisch die zur Kühlung der Lagerfächer die nenden Verdampfer in ihrer kältetechnischen Schaltungsanordnung. Fig. 2 shows schematically the evaporators used to cool the storage compartments in their refrigeration circuitry.
Ein in Fig. 1 gezeigtes Haushalts-Kältegerät 10 ist mit ei nem durch eine Tür 11 verschließbaren, wärmeisolierenden Ge häuse 12 ausgestattet, in welchem zwei durch eine wärmeiso lierende Trennplatte 13 thermisch voneinander getrennte La gerfächer unterschiedlicher Temperatur angeordnet sind. Hierbei ist das Lagerfach oberhalb der Trennplatte 13 als Normalkühlfach 14 mit als Ablagen dienenden Zwischenböden 15 ausgebildet, während das unterhalb der Trennplatte 13 ange ordnete Lagerfach als Kaltlagerfach 16 dient. Dieses ist mit mehreren übereinander angeordneten, teils als Auszüge ausge bildeten geschlossenwandigen Behältern 17 ausgestattet, de ren den Fachinnenseiten zugekehrte Behälterwände zusammen mit diesen als Luftleitvorrichtungen für die innerhalb des Kaltlagerfaches 16 von einem nicht dargestellten Ventilator umgewälzte Kühlluft dienen. Das Kaltlagerfach 16 weist auf seiner Rückseite einen stufenartigen Vorsprung 18 auf, durch welchen im wärmeisolierten Gehäuse 12 eine von außen zugäng liche Nische 19 zur Aufnahme eines Kältemittelverdichters 20 freigespart ist. Dieser dient zur zwangsweisen Umwälzung von Kältemittel in einem geschlossenen Kältekreis mit zwei eine unterschiedliche Kälteleistung aufweisenden, als sogenannte Coldwall-Verdampfer ausgebildete platinenartige Verdampfer. Von diesen ist der Verdampfer höherer Kälteleistung 21 im Kaltlagerfach 16 angeordnet und mit einer Kältemittel-Ein spritzstelle 22 ausgestattet, welche zur Druckabsenkung des von einem nicht dargestellten Verflüssiger im Kältekreislauf auf den Verdampfer 21 zuströmenden Kältemittels dient. Der Verdampfer höherer Kälteleistung 21 ist mit einem als Kälte mittel-Kanalanordnung 23 dienenden, in Windungen auf der Verdampferplatine angeordneten Kältemittelkanal ausgestat tet, dessen auslaufseitiges Ende in Einbaulage der Verdamp feranordnung im Kältegerät 10 über der Kältemittel-Ein spritzstelle 22 liegt und an eine Kältemittelleitung 24 an geschlossen ist. Diese dient zur strömungstechnischen Anbin dung des Verdampfers höherer Kälteleistung 21 an den im Ver gleich dazu mit einer geringeren Kälteleistung ausgestatte ten, im Normalkühlfach 14 angeordneten platinenartigen Ver dampfers 25, welcher mit dem Verdampfer 21 lediglich über die Kältemittelleitung 24 verbunden ist. Der Verdampfer ge ringerer Kälteleistung 25 ist mit einem als Kältemittel-Ka nalanordnung 26 dienenden Kältemittelkanal versehen, welcher eine seiner mit der Kältemittelleitung 24 verbundenen Zu flußöffnung 27 aufweist und in eng aneinandergereihten Win dungen über die Höhe der Verdampferplatine angeordnet ist. Das auslaufseitige Ende des Kältemittelkanals ist mit einem horizontale Anschlußstutzen aufweisenden, sackartig ausge bildeten Kältemittelsammler 28 versehen, bevor er in eine in Einbaulage des Verdampfers 25 höherliegend angeordnete Ab flußöffnung 29 mündet, welche zum Anschluß an eine nicht dargestellte Saugleitung im Kältekreislauf dient. Durch die räumlich getrennte Anordnung der Saugleitung von der Kälte mittel-Einspritzstelle 22 wird eine zur unnötigen Erwärmung des Verdampfers 21 beitragende Rückführleitung zur Ein spritzstelle 22 vermieden, so daß die beiden Verdampfer 21 und 25 thermisch weitestgehend entkoppelt sind.A household refrigeration device 10 shown in Fig. 1 is equipped with egg nem lockable by a door 11 , heat-insulating Ge housing 12 , in which two thermally separated by a heat-isolating partition plate 13 storage compartments of different temperature are arranged. Here, the storage compartment above the partition plate 13 is formed as a normal cooling compartment 14 with shelves serving as shelves 15 , while the storage compartment below the partition plate 13 is used as a cold storage compartment 16 . This is equipped with several superimposed, partially formed as extracts closed-walled containers 17 , de ren facing the inside of the container walls together with these serve as air guiding devices for the cooling air circulated within the cold storage compartment 16 by a fan, not shown. The cold storage compartment 16 has on its rear side a step-like projection 18 , through which in the thermally insulated housing 12 a niche 19 accessible from the outside for receiving a refrigerant compressor 20 is saved. This is used for the forced circulation of refrigerant in a closed refrigeration circuit with two board-like evaporators, which have different cooling capacities and are designed as so-called cold wall evaporators. Of these, the evaporator of higher refrigeration capacity 21 is arranged in the cold storage compartment 16 and equipped with a refrigerant injection point 22 , which serves to lower the pressure of the flowing from a condenser, not shown, in the refrigeration cycle to the evaporator 21 . The evaporator higher refrigeration capacity 21 is equipped with a refrigerant channel arrangement 23 serving as a refrigerant, arranged in windings on the evaporator circuit board, the outlet-side end in the installed position of the evaporator assembly in the refrigeration unit 10 lies above the refrigerant injection point 22 and to a refrigerant line 24 connected. This is used for the fluidic connec tion of the evaporator higher cooling capacity 21 to the comparatively equipped with a lower cooling capacity in th, in the normal cooling compartment 14 arranged plate-like evaporator 25 , which is connected to the evaporator 21 only via the refrigerant line 24 . The evaporator ge lower refrigeration capacity 25 is provided with a refrigerant channel serving as refrigerant channel 26 , which has one of its connected to the refrigerant line 24 to flow opening 27 and is arranged in closely aligned Win applications on the height of the evaporator board. The outlet-side end of the refrigerant channel is provided with a horizontal connection piece, sack-like formed refrigerant collector 28 before it flows into a higher position in the installed position of the evaporator 25 from the flow opening 29 , which serves for connection to a suction line, not shown, in the refrigeration circuit. Due to the spatially separate arrangement of the suction line from the refrigerant injection point 22 , a return line contributing to unnecessary heating of the evaporator 21 is avoided to an injection point 22 , so that the two evaporators 21 and 25 are largely thermally decoupled.
Bei im Regelbetrieb befindlichem Kältemittelverdichter 20 wird das von diesem geförderte flüssige Kältemittel erst dem in der Reihenschaltung der beiden Verdampfer 21 und 25 an erster Stelle angeordneten Verdampfer höherer Kälteleistung 21 zugeführt, so daß dieser als erster gekühlt wird. Im An schluß daran wird das flüssige Kältemittel in Reihenschal tung an zweiter Stelle befindlichen Verdampfer geringerer Kälteleistung 25 zugeführt, so daß sich dieser abkühlt. Mit zunehmender Laufzeit des Kältemittelverdichters 20 erhöht sich die Menge des flüssigen Kältemittels im Verdampfer ge ringerer Kälteleistung 25, wobei sich das im Laufe der Zeit überschüssige Kältemittel langsam im Kältemittelsammler 28 ansammelt, wodurch in Kombination mit den Strömungsrichtun gen des Kältemittels vor dem Kältemittelsammler 28 durch die große Kanallänge erzeugten, volumenoptimierten Abschnitt der Kältemittel-Kanalanordnung 26 verhindert ist, daß flüs siges Kältemittel in das durch den abgesaugten Kältemittel dampf erwärmte Saugrohr gelangen kann. Nach dem Abschalten des Kältemittelverdichters 20 erwärmt sich der zur Kühlung des Normalkühlfaches 14 dienende Verdampfer geringerer Käl teleistung 25 wesentlich schneller als der im Kaltlagerfach 16 befindliche Verdampfer höherer Kälteleistung 21, wodurch das sich im Kältemittelsammler 28 angesammelte flüssige Käl temittel sehr rasch verdampft und teilweise im Verdampfer höherer Kälteleistung 21 kondensiert. Das nach dem Abschal ten des Kältemittelverdichters 20 sich in der Kältemittel- Kanalanordnung 26 des Verdampfers 25 befindliche Kältemittel wird durch die Einwirkung der Schwerkraft auf das Kältemit tel dem in Einbaulage der Verdampferanordnung darunter ange ordneten Verdampfer höherer Kälteleistung zugeführt.When the refrigerant compressor 20 is in normal operation, the liquid refrigerant conveyed by it is only supplied to the evaporator of higher refrigeration capacity 21 arranged in the first place in the series connection of the two evaporators 21 and 25 , so that it is cooled first. At the end of it, the liquid refrigerant in series circuit device located in second place evaporator of lower cooling capacity 25 is supplied so that it cools down. With increasing runtime of the refrigerant compressor 20 , the amount of liquid refrigerant in the evaporator ge lower refrigeration capacity 25 increases , with the excess refrigerant slowly accumulating over time in the refrigerant collector 28 , whereby in combination with the flow directions of the refrigerant in front of the refrigerant collector 28 by Large channel length generated, volume-optimized section of the refrigerant channel assembly 26 is prevented that liquid refrigerant can get into the suction tube heated by the extracted refrigerant vapor. After switching off the refrigerant compressor 20 , the evaporator used to cool the normal cooling compartment 14 heats up lower cooling power 25 significantly faster than the evaporator located in the cold storage compartment 16, which has a higher cooling capacity 21 , as a result of which the liquid refrigerant accumulated in the refrigerant collector 28 evaporates very quickly and partly in the evaporator higher cooling capacity 21 condensed. After switching off the refrigerant compressor 20 located in the refrigerant channel arrangement 26 of the evaporator 25, refrigerant is supplied by the action of gravity to the refrigerant tel which, in the installed position of the evaporator arrangement, is arranged below the evaporator of higher cooling capacity.
Es versteht sich, daß die Erfindung auch auf eine Verdamp ferplatine anwendbar ist, bei welcher ein Verdampferab schnitt höherer Kälteleistung über einen Verbindungssteg mit einem Verdampferabschnitt geringerer Kälteleistung verbunden ist, wobei die Rückführung des Kältemittels aus dem Verdamp ferabschnitt geringerer Kälteleistung nicht über den Ver dampferabschnitt höherer Kälteleistung erfolgt.It is understood that the invention also applies to an evaporator Ferplatine is applicable, in which an evaporator recorded higher cooling capacity via a connecting bridge connected to an evaporator section with lower cooling capacity is, the return of the refrigerant from the evaporator Lower section of lower cooling capacity does not exceed the Ver steamer section of higher cooling capacity.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: BSH BOSCH UND SIEMENS HAUSGERAETE GMBH, 81669 MUEN |
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8131 | Rejection |