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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Kühl- und/oder Gefriergerät mit einem
Kältemittelkreislauf, der
zumindest einen in einem Isolierschaum eingebetteten Leitungsabschnitt
aufweist.
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Kühl- und
Gefriergeräte,
die mit einem brennbaren Kältemittel
betrieben werden, müssen die
Anforderungen der Norm IEC 60335-2-24 und EN 60335-2-24 erfüllen. Darin
wird u.a. beschrieben, wie Gefahren, die durch Leckage am Kältemittelkreislauf auftreten
können,
vermieden werden können.
Eine der Gefahren ist es, daß sich
bei einer Leckage am Kältemittelkreislauf
das austretende Kältemittel
an Zündquellen
wie Funken bildenden oder heißen
Bauteilen, die am oder im Kühlgerät montiert
sind, entzündet
und zu einer Verpuffung oder gar Explosion führt.
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Um
die Gerätesicherheit
bei Leckagen zu testen, wird in den genannten Normen ein Test vorgeschrieben,
bei dem eine Leckage simuliert wird, was durch ein eingeschäumtes Kapillarrohr
erfolgt. An jede dieser Leckagestellen wird brennbares Kältemittel
aus einer Kältemitteldruckflasche
mit vorgegebenem Druck angeschlos sen. Gleichzeitig wird an sämtlichen
potentiellen Zündquellen
des Geräts
die Konzentration des brennbaren Kältemittels gemessen.
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Ziel
ist es, an diesen Zündquellen
keine zündfähigen Konzentrationen
zu erreichen.
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Soweit
der Test mit Kapillarrohren an umschäumten Leitungsabschnitten durchgeführt wird, kann
es bei wiederholter Durchführung
zu Rissen im Schaum kommen, durch die das brennbare Kältemittel
aus dem Kältemittelkreislauf
entweichen und zu Zündquellen
am Gerät
gelangen kann. Im ungünstigsten
Fall kann dann für
einen begrenzten Zeitraum eine zündfähige Konzentration
von brennbarem Kältemittel
an einer Zündquelle
des Geräts
gemessen werden.
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Um
die durch dieses undefinierte Reißen des Isolierschaums entstehenden
zündfähigen Konzentrationen
im Bereich der Zündquellen
zu vermeiden, wurden bereits Maßnahmen
vorgeschlagen, die jedoch beträchtliche
Kosten verursachen. Einerseits wurde bereits vorgeschlagen, keine
zündfähigen Bauteile
einzusetzen und diese durch explosionssichere Bauteile zu ersetzen.
Nachteilig hieran sind die entsprechend hohen Kosten solcher explosionssicherer
Bauteile. Andererseits wurde bereits vorgeschlagen, Verbindungsstellen
des Kältemittelkreislaufs
im Schaum zu vermeiden, soweit möglich.
Dies führt
jedoch zu konstruktiven Beschränkungen
bei der Gestaltung des Kältemittelkreislaufs.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes
Kühl- und/oder Gefriergerät der eingangs
genannten Art zu schaffen, das Nachteile des Standes der Technik
vermeidet und letzteren in vorteilhafter Weise weiterbildet. Vorzugsweise
soll mit einfachen Mitteln vermieden werden, daß im Bereich von potentiellen
Zündquellen des
Geräts
zündfähige Kältemittelkonzentrationen entstehen.
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Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe durch ein Kühl-
und/oder Gefriergerät
gemäß Anspruch
1 gelöst.
Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Erfindungsgemäß ist also
in dem Isolierschaum eine den darin eingebetteten Leitungsabschnitt
umgebende Armierung vorgesehen, die ein Reißen des Isolierschaums durch
den bei einer Leckage entstehenden Druck verhindert. Insbesondere ist
die Armierung eine in den Schaum eingesetzte Bewehrung, die vom
Isolierschaum nach Art eines Matrixmaterials umgeben ist. Vorzugsweise
ist zwischen dem Isolierschaum und seiner Armierung eine stoffschlüssige Verbindung
vorgesehen, die vorteilhafterweise dadurch erreicht werden kann,
daß die Armierung
in den Isolierschaum eingeschäumt
ist. Durch die Verwendung einer Armierung im Isolierschaum sind
keine teuren Maßnahmen
gegen zündfähige Gemische
wie explosionssichere Bauteile notwendig. Solange ein Reißen des
Isolierschaums auch unter Druck verhindert ist, kann selbst dann, wenn
im Kältemittelkreislauf
eine Leckage auftritt, kein zündfähiges Kältemittel
austreten, da der Isolierschaum, solange er intakt ist, eine Dichtung
bildet und ein Austreten des Kältemittels
verhindert.
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In
Weiterbildung der Erfindung sind Armierungen insbesondere an eingeschäumten Verbindungs-
und/oder Anschluß-
bzw. Verzweigungsstellen des Kältemittelkreislaufs
im Isolierschaum vorgesehen. Nahe beieinander liegende Verbindungsstellen
können
dabei von einer gemeinsamen Armierung umschlossen sein.
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Vorzugsweise
ist die Armierung als geschlossener Ring um den jeweiligen Leitungsabschnitt
herum ausgebildet. Eine ringförmige
Armierung kann auftretende, den Schaum an sich zerreißende Spannungen
besonders wirkungsvoll abfangen. Gegebenenfalls braucht der Ring
nicht gänzlich geschlossen
sein. Es kann beispielsweise auch eine spiralförmige Wicklung als Armierung
vorgesehen sein. Um Spannungen gleichmäßig abzufangen, ist der Armierungsring
vorzugsweise konzentrisch zu dem jeweiligen Leitungsabschnitt angeordnet.
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Gemäß einer
bevorzugten Weiterbildung der Erfindung besteht die Armierung aus
einem Gitterstrukturteil. Um eine gute Verankerung des Gitterstrukturteils
im Isolierschaum zu erreichen, ist dieses in Weiterbildung der Erfindung
vom Isolierschaum innig durchdrungen und umschlossen. Insbesondere wird
das Gitterstrukturteil ein geschäumt,
so daß die Gittermaschen
vom Isolierschaum durchdrungen und das Maschenmaterial der Gitterstruktur
vollständig vom
Schaum umschlossen ist. Zwischen dem Maschenmaterial und dem Schaum
ist vorzugsweise eine form- und stoffschlüssige Verbindung vorgesehen.
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Das
Gitterstrukturteil kann grundsätzlich
verschieden ausgebildet sein und verschiedene Maschenweiten besitzen.
Eine bevorzugte Ausführung der
Erfindung kann darin bestehen, daß das Gitterstrukturteil an
sich, d.h. von seiner insgesamt durch die Ringform dreidimensionalen
Gestalt abgesehen, aus einer zweidimensionalen Gitterstruktur nach
Art eines Maschenzauns besteht. Die Maschenweite kann nach einer
Ausführung
der Erfindung zwischen 1 mm und 20 mm, vorzugsweise etwa zwischen
2 mm und 10 mm betragen.
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In
alternativer Ausführung
der Erfindung kann auch eine dreidimensionale Gitterstruktur vorgesehen
sein. Bei dieser dreidimensionalen Gitterstruktur sind die Stäbe bzw.
Maschenstücke
nicht in einer Ebene angeordnet, sondern können eine wirre, sich in alle
Raumrichtungen erstreckende Anordnung aufweisen. Beispielsweise
kann als dreidimensionale Gitterstruktur eine Faserwollstruktur
beispielsweise aus Stahlwolle, Mineralwolle oder Kunststoffilamentenwolle
vorgesehen sein. Die Armierung besteht in diesem Fall vorzugsweise
aus einem eingeschäumten
Faserwollering, der den entsprechenden Leitungsabschnitt umgibt.
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Bevorzugt
ist jedoch eine zweidimensionale Gitterstruktur, da hier eine bessere
Bindung zwischen Matrixmaterial und Armierung entsteht. Der Isolierschaum
kann die Maschen einer dreidimensionalen Gitterstruktur besser durchdringen.
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Um
die allseitige Umschließung
der Armierung durch den Isolierschaum zu verbessern, kann die Armierung
um den Leitungsabschnitt herum einen mittleren Ringdurchmesser aufweisen,
der mehr als doppelt so groß ist
wie der mittlere Durchmesser des entsprechenden Leitungsabschnitts.
Ein ausreichender Ringspalt zwischen der Armierung und dem Leitungsabschnitt
erlaubt es weiterhin, daß der
Isolierschaum den Leitungsabschnitt satt, flächig und ohne Lunkerbildung umschließt. Die
gewünschte Dichtwirkung
ist damit sichergestellt. Gemäß einer Ausführung der
Erfindung kann der mittlere Durchmesser der Armierung etwa drei- bis viermal so groß sein wie
der mittlere Durchmesser des entsprechenden Leitungsabschnitts,
der von der Armierung umgeben ist. Bei üblichen Leitungsdurchmessern
kann ein Armierungsring mit einem Durchmesser von etwa 20 mm bis
50 mm vorgesehen sein.
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In
Längsrichtung
des Leitungsabschnitts erstreckt sich die Armierung über die
zu umschließende
Verbindungsstelle beidseitig über
diese hinaus. Der Überstand über die
Verbindungsstelle in Längsrichtung
des Leitungsabschnitts kann nach einer Ausführung der Erfindung zumindest
jeweils 2 cm, vorzugsweise zumindest 3 cm betragen, und zwar beidseits
der Verbindungsstelle.
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Die
Armierung kann aus einem metallischen Werkstoff, insbesondere aus
einem Metallgitter bestehen. Hierdurch erhält die Armierung eine besonders
große
Festigkeit, auch wenn sie selbst feingliedrig ausgebildet ist.
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In
Weiterbildung der Erfindung kann auch eine Armierung aus Kunststoff,
insbesondere ein Kunststoffgitter vorgesehen sein. Hierdurch kann eine
besonders feste Bindung zwischen Isolierschaum und Armierung erreicht
werden.
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In
Weiterbildung der Erfindung kann die Armierung aus in den Isolierschaum
eingeschäumten Faserstücken bestehen.
Die Faserstücke
können dem
Isolierschaum bereits vor dem Schäumen beigemengt werden, so
daß ein
insgesamt faserverstärkter
Isolierschaum erhalten wird, in dem der Leitungsabschnitt eingebettet
ist. Ein solchermaßen
bewährter
Isolierschaum zeichnet sich durch erhöhte Reißfestigkeit in beliebiger Spannungsrichtung
aus.
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Um
die die Rißbildung
im Isolierschaum bewirkenden Spannungen besonders wirkungsvoll zu unterdrücken, kann
nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung in dem Isolierschaum
zumindest ein Ableitungskanal vorgesehen sein, der von dem jeweiligen
Leitungsabschnitt aus dem Isolierschaum zur Umgebung herausführt. Der
Ableitungskanal bildet für
den Fall einer Leckage sozusagen einen Sollentweichungsweg für das aus
dem Kältemittelkreislauf
entweichende Kältemittel.
Der Ableitungskanal mündet
vorteilhafterweise an einem Abschnitt des Geräts in die Umgebung, der von
potentiellen Zündquellen
ausreichend weit beabstandet und/oder derart angeordnet ist, daß entweichendes Kältemittel
von den potentiellen Zündquellen
wegströmt.
Mittels eines solchen Ableitungskanals, der zusätzlich oder alternativ zu der
vorbeschriebenen Armierung vorgesehen sein kann, wird verhindert, daß der Druck
durch Leckage so groß wird,
daß den Schaum
zerreißende
Spannungen gar nicht erst entstehen. In Weiterbildung der Erfindung
kann der Ableitungskanal etwa am Außenumfang des Leitungsabschnitts
im Bereich einer darin vorgesehenen Verbindungsstelle anfangen und
auf einer Geräterückseite
münden.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele
und zugehöriger Zeichnungen
näher erläutert. In
den Zeichnungen zeigen:
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1:
eine schematische Darstellung eines Leitungsabschnitts des Kältemittelkreislaufs
eines Kühl-
und Gefriergeräts
nach einer bevorzugten Ausführung
der Erfindung, der in Isolierschaum eingebettet und von einer ringförmigen Armierung
umgeben ist, und
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2:
eine schematische Darstellung eines Leitungsabschnitts eines Kühl- und
Gefriergeräts nach
einer weiteren bevorzugten Ausführung
der Erfindung, der in Isolierschaum eingebettet ist, der an einem
ersten Leitungsabschnitt eine ringförmige Armierung und an einem
zweiten Leitungsabschnitt einen Abführungskanal aufweist.
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1 zeigt
das Behältnis 1 eines
Kühl- und Gefriergeräts, das
zwischen einer Behältniswandung 2 begrenzt
wird. Die Behältniswandung 2 ist
von einem Isolierschaum 3 umgeben, insbesondere in diesen
eingeschäumt.
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Wie 1 zeigt,
verläuft
um das Behältnis 1 herum
eine Kältemittelleitung 4,
die in den Isolierschaum 3 eingebettet ist. Die Kältemittelleitung 4 ist Teil
eines Kältemittelkreislaufs,
in dem in an sich bekannter Weise Kältemittel zirkuliert.
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Im
Bereich einer Verbindungsstelle 5 der Kältemittelleitung 4 ist
diese von einer Armierung 6 umgeben, die in Form eines
zylindrischen Rings ausgebildet ist, der konzentrisch zu der Kältemittelleitung 4 angeordnet
ist und diese umgibt.
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Die
Armierung 6 besteht in der gezeichneten Ausführungsform
aus einem rohrförmigen
Gitterstrukturteil 7, das in den Isolierschaum 3 eingeschäumt ist,
so daß die
Maschen 8 des Gitterstrukturteils 7 vom Isolierschaum 3 durchdrungen
sind und die Gitterstäbe
bzw. -elemente form- und stoffschlüssig mit dem Isolierschaum 3 verbunden
sind.
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Wie 1 zeigt,
sitzt das Gitterstrukturteil 7 auf der Behältniswandung 2.
Hier kann es vor dem Einschäumen
befestigt werden. Bevorzugt wird es jedoch an der Verbindungsstelle
zentriert. Zwischen dem Gitterstrukturteil 7 und der Kältemittelleitung 4 ist
allein der Isolierschaum 3 vorgesehen, es ist keine weitere
Verbindung zwischen Kältemittelleitung 4 und
Gitterstrukturteil 7 vorgesehen.
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Das
Gitterstrukturteil 7 kann aus verschiedenen Materialien
bestehen und verschieden ausgebildet sein. In der gezeichneten Ausführung ist
es ein Metallgitterrohr. Es könnte
alternativ jedoch auch eine Kunststoffgitterstruktur vorgesehen
sein oder ein Faserwollering Verwendung finden. Auch eine Armierung
bestehend aus einer Fließmatte
ist prinzipiell möglich.
Bevorzugt ist jedoch ein Gitterstrukturteil 7 bestehend
aus einer zweidimensionalen Gitterstruktur.
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Die
Ausführung
nach 2 entspricht weitgehend der nach 1,
so daß dieselben
Bezugsziffern verwendet sind. Zusätzlich ist hier zu der Armierung 6 in
dem Isolierschaum 3 ein Ableitungskanal 8 vorgesehen,
der an einer Verbindungsstelle 5 der Kältemittelleitung 4 beginnt
und auf der Rückseite des
Kühl- und
Gefriergeräts
aus dem Isolierschaum 3 austritt und mündet. Im Rahmen der Erfindung liegt es
auch, nur den Ableitungskanal 8 ohne eine entsprechende
Armierung 6 vorzusehen. Diese Variante ist in der 2 nicht
dargestellt. Er verbindet die Umgebung des Kühl- und Gefriergeräts mit dem
Außenumfang
der Verbindungsstelle 5, so daß an der Verbindungsstelle 5 ggf.
durch Leckage entweichendes Kältemittel
gezielt zu einer bestimmten Stelle an der Geräteaußenseite abgeführt wird.
Insbesondere verhindert der Ableitungskanal 8 an der Verbindungsstelle 5,
daß sich
dort durch austretendes Kältemittel ein Überdruck
bildet, der zu Rißbildung
im Isolierschaum 3 führt
und ein entsprechendes unkontrolliertes Austreten des Kältemittels
an verschiedenen Stellen bewirken könnte. Wie 2 zeigt,
kann der Ableitungskanal 8 an der Verbindungsstelle 5 ringsum,
d.h. im wesentlichen um den gesamten Umfang der Verbindungsstelle 5,
mit der Außenseite
der Kältemittelleitung 4 in
Verbindung stehen.