DE2442407A1 - Kuehlanlage fuer eine kuehlabteilung eines fahrzeuges - Google Patents
Kuehlanlage fuer eine kuehlabteilung eines fahrzeugesInfo
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Description
Die Erfindung betrifft Kühlanlagen, die mit jeweils einer von zwei verschiedenen elektrischen Stromquellen betrieben werden
können, und insbesondere eine Kühlanlage für die Kühlabteilung eines Fahrzeuges, die mit der herkömmlichen elektrischen Batterie
eines Fahrzeuges oder auch aus einer elektrischen Wechselstromquelle betrieben werden kann.
An sich sind Kühlanlagen bekannt, die abwechselnd mit zwei
Energiequellen betrieben werden können, und zwar mittels eines die eine Energiequelle darstellenden Elektromotors, während'die
andere Energiequelle von einem hydraulischen Motor oder von einem Brennkraftmotor dargestellt wird. Bei diesen bekannten Anlagen
steht die Antriebswelle eines einzelnen Kolbenkompressors über Treibriemen, Antriebsrollen und Kupplungen mit dem Elektromotor,
oder mit dem hydraulischen Motor oder mit dem Brennkraftmotor
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in Verbindung, so dass die Kompressorwelle von einer dieser Kraftquellen
angetrieben werden kann. Es sind ferner Kühlanlagen bekannt, die von der Antriebswelle eines Fahrzeuges, ζβΒ· eines
Lastkraftwagens oder eines Autobusses betrieben werden. In diesen Fällen betreibt die Antriebswelle eine hydraulische Einrichtung
mit einem hydraulischen Motor, der mit dem Kompressor in der beschriebenen Weise in Verbindung steht. Einige dieser Anlagen sind
mit einem zweiten Kompressor ausgestattet, der direkt von der Antriebswelle des Fahrzeuges angetrieben wird und in den Kühlströmungskreislauf
eingeschaltet ist, so dass die Anlage auf verschiedene Weise betrieben werden kann. In der Kühltechnik werden für
den Antrieb der Kompressoren im allgemeinen elektrische Gleichstrommotore nicht verwendet und zwar aus dem Grunde, weil Gleichstrommotore,
die mit niedrigen Spannungen zuverlässig betrieben werden können, nicht zur Verfügung stehen. Bisher wurden viele
Fahrzeuge mit Kühl- und Gefrierabteilungen ausgestattet, z.B« Speiseeisverkaufswagen, Milchtransportwagen, Lieferwagen für gekühlte
oder gefrorene Lebensmittel, Campingwagen, ßeisewagen und lüotorheime. In diesem Fahrzeugen wurde zuweilen Trockeneis zum
Kühlen verwendet, während andere Fahrzeuge mit Kühlanlagen ausgestattet waren, die mechanisch oder mit verflüssigtem Petroleumgas
betrieben wurden. Solche Fahrzeuge waren zuweilen mit einer Kühlanlage ausgestattet, die von einem kleinen Hilfsbrennkraftmotor
eigens für diesen Zweck angetrieben wurden. Bei anderen Fahrzeugen sind mehrere Kühlplatten vorgesehen, die gefroren oder wesentlich
abgekühlt werden von einer Kühlanlage mit einem Elektromotor, der Strom aus einer Wechselstromquelle erhält, wenn der Lastwagen
nicht in Betrieb ist, beispielsweise bei Nacht. Es sind bisher keine Einrichtungen bekannt geworden, mit denen eine Kühlanlage
in einem Fahrzeug von der Gleichstromquelle des Fahrzeuges oder aus einer Wechselstromquelle betrieben werden kann, um die Kühlanlage
in Betrieb zu halten.
Die Erfindung sieht für diesen Zweck mehrere Ausführungsformen
vor, die allgemein in der gleichen Weise arbeiten und mit Strom aus einer elektrischen Wechselstromquelle oder aus einer
Gleichstromquelle versorgt werden können, und die besonders für Kraftfahrzeuge geeignet sind, die einen Akkumulator aufweisen.
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Bei einer Ausführungsform für eine Kühlabteilung eines Kraftfahrzeuges
weist die erfindungsgemäße Anlage auf eine Stromspeicherbatterie
, und einen mit dem Fahrzeugmotor und dem Stromspeicher in Verbindung stehenden Generator sowie eine Kühlschlange, einen
über eine Rohrleitung mit dem Auslass der Kühlschlange in Verbindung
stehenden ersten Kompressor, einen mit diesem in Verbindung stehenden Wechselstrommotor, einen über eine Rohrleitung mit dem
Auslass des Kompressors und mit dem Einlass der Kühlschlange in Verbindung stehenden Kondensator, einen mit dem Kondensator und
der Kühlschlange parallel zum ersten Kompressor verbundenen zweiten Kompressor, ein elektrischer Gleichstrommotor, der mit dem
zweiten Kompressor verbunden ist, und der mit der Speicherbatterie und dem Generator elektrisch verbunden ist, und eine Steuereinrichtung,
die mit den Kompressoren und dem Gleichstrommotor verbunden ist, und die wahlweise entweder den ersten Kompressor oder den
Gleichstrommotor und den zweiten Kompressor in Abhängigkeit von den Kühlanforderungen der Anlage in Betrieb setzt, wobei der zweite
Kompressor während der Zeiten betrieben wird, in denen der Wechselstrommotor keinen Strom erhält.
Die Erfindung sieht ferner eine Kühlanlage für eine Kühlabteilung eines Kraftfahrzeuges vor, das einen Motor, eine Speicherbatterie
und einen mit dem Motor und der Batterie verbundenen Generator aufweist, welche Anlage aufweist eine Kühlschlange,
einen über eine Rohrleitung mit dem Auslass der Kühlschlange in Verbindung stehenden Kompressor, einen über eine Rohrleitung mit
dem Auslass des Kompressors und mit dem Einlass der Kühlschlange in Verbindung stehenden Kondensator, und ein Expansionsventil
in der zur Kühlschlange führenden Rohrleitung, einen am Fahrzeug angebrachten und mit dem Kompressor in Verbindung stehenden elektrischen
Gleichstrommotor, der eine Verbindung mit der Speicherbatterie und dem Generator aufweist, und der das einzige Anträfitesmittel
für die Kühlanlage darstellt, Gleichrichtungsmittel, die mit dem genannten Motor verbunden sind und den Wechselstrom aus
einer Wechselstromquelle in Gleichstrom umwandeln, und eine Steuereinrichtung,
die betriebsmäßig mit dem Motor verbunden ist und diesen in Abhängigkeit von dem Kühlbedarf der Anlage intermittierend
in Betrieb setzt.
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Die Erfindung wird nunmehr ausführlich beschriebene In den
beiliegenden Zeichnungen ist die
Fig.1 eine Übersicht über eine erste Ausführungsform einer Kühlanlage
mit Dampfkompression nach der Erfindung,
Figο2 eine Übersicht über eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Kühlanlage,
Fig«3 eine Übersicht über eine dritte Ausführungsform einer
erfindungsgemäßen Kühlanlage,
3?ig.4 eine Übersicht über eine vierte Ausführungsform einer
erfindungsgemäßen Kühlanlage,
Fig.5 eine schaubildliche Darstellung einer oben zu öffnenden
Kühltruhe mit herausgenommenem Kompressor, Motor und Kondensator und der Stromversorgungsanschlüsse, und die
Fig.6 eine von oben gesehene schaubildliche Darstellung eines
typischen Speiseeisverkaufswagezis oder dergleichen mit
einer Kühl- und Gefrierabteilung, mit eingebauter Kühlanlage und Stromversorgungseinrichtungen, wobei das Kraftfahrzeug
im Umriss dargestellt ist.
Die Fig.1 zeigt eine erste Ausführungsform einer einheitlichen
Kühlanlage 10, bei der ein Dampfkompressionsströmungskreis
enthält einen Kondensator 20, der über eine Rohrleitung 22 mit einem Kühlmittelspeichertank 24 in Verbindung steht, der durch
eine Rohrleitung 26 mit einem Expansionsventil 28 oder dergleichen verbunden ist, das über eine Rohrleitung 30 mit einem Evaporator
oder einer Kühlschlange 32 verbunden ist, der (die) über eine
Rohrleitung 34 mit den Einlassen einer Motorkompressoreinheit
und einem Kompressor 38 in Verbindung steht, welche beiden Kompressoreinheiten
parallelgeschaltet sind, wobei jede Einheit mit einer Auslassleitung 40 bezw. 42 versehen ist, und ferner sind
Sperrventile 44 und 46 vorgesehen, die an eine einzelne Rohrleitung angeschlossen sind, die deren Auslässe mit einem Einlass des
Kondensators 20 verbindet.
Der Kondensator 20 besteht vorzugsweise aus einer herkömmlichen Ausführung mit freier Strömung, einem Einlass und einem
Auslass und mit einer den Kompressoren entsprechenden Kapazität,
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die ferner auch dem Evaporator oder der Kühlschlange 32 und der gekühlten Abteilung entspricht. Wie allgemein üblich, ist ein
Kühlmittelspeicher 24 für gesättigtes Kühlmittel vorgesehen. Das Expansionsventil 28 oder dergleichen kann aus einem Expansionsventil
oder aus einem Kapillarrohr bestehen, welche beiden Elemente ähnlich wie in einem Drosselverfahren wirken und das komprimierte
Kühlmittel in einen Zustand im wesentlichen konstanter Enthalpie expandieren. Der Evaporator oder die Kühlschlange
wird vorzugsweise in die Wandung der Kühlabteilung eingebaut und kann je nach der beabsichtigten Betriebstemperatur der Abteilung
und deren Aufbau entsprechend ausgestaltet werden.
Die Motor-Kompressoreinheit 36 ist in einem einzelnen Gehäuse
mit einem Einlass und einem Auslass für das Kühlmittel angeordnet, wobei Verbindungsmittel vorgesehen sind, die den Motorteil
mit einer elektrischen Wechselstromquelle 50 verbinden, und die
ferner den kotor mit einem thermostatischen Schalter 52 elektrisch
verbinden, der den Motor ein- und ausschaltet. Der Kompressor besteht vorzugsweise aus einem herkömmlichen Kolbenkompressor
mit einer drehbaren Welle. Der Kompressor 38 wird von einem
elektrischen Gleichstrommotor 54- angetrieben, dessen Welle mit der
Antriebswelle des Kompressorsvorzugsweise durch einen Triebriemen
und Antriebsrollen verbunden ist. Der Gleichstrommotor 54- besteht
vorzugsweise aus Motor mit Permanentmagneten. Der Einlass des Kompressors 38 steht über eine Rohrleitung 34 mit dem Auslass
des Evaporators oder der Kühlschlange 32 in Verbindung, während der Auslass des Kompressors über eine Rohrleitung 4-2 mit dem
Sperrventil 46 in Verbindung steht. Die Sperrventile 44 und lassen eine Strömung des Kühlmittels aus den betreffenden Kompressoren
und Pfeilrichtung zu, verhindern jedoch, dass ein Kompressor komprimiertes Kühlmittel, Öl und andere Stoffe, die im
Kühlmittelströmungskreis vorhanden sein können, in den Ausgang aus dem anderen Kompressor einträgt. Die Auslässe der Sperrventile
stehen über Rohrleitung mit einer Verbindungsstelle und von dieser aus über eine einzelne Rohrleitung 48 mit dem Einlass des
Kondensators 20 in Verbindung. Die Kompressoren weisen im wesentlichen und vorzugsweise die gleiche Leistung auf, so dass sie
in der Kühlanlage in im wesentlichen der gleichen Weise arbeiten
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und den Evaporator 32 evakuieren und das Kühlmittel komprimieren.
Zum Ein- und Ausschalten des Gleichstrommotors 54 und damit
des Kompressors 38 ist ein druckbetätigter Ein- und Ausschalter 56 vorgesehen, der über eine Rohrleitung 58 mit der Rohrleitung
34verbunden ist, und der mit dem Motor 54 elektrisch verbunden
ist. Bei Schwankungen der Temperatur in der Kühlabteilung verändert sich entsprechend der Druck in der Rohrleitung des Evaporators
oder der Kühlschlange und in deren Auslassleitung 34, wie
an sich bekannt, wobei der druckempfindliche Schalter 56 betätigt wird und den Elektromotor ein- oder ausschaltet. Der druckempfindliche
Ein- und Ausschalter 56 weist Balgen oder dergleichen auf,
die mit zwei Schaltern 6C und 62 in Verbindung stehen» Dieser Schalter 56 wird vorzugsweise so eingestellt, dass er die Schalter
60 und 62 bei vorherbestimmten Druckwerten in bezug auf den atmosphärischen Druck öffnet oder schließt. Die Steuerschaltung enthält
ferner eine Speicherbatterie 64, einen Hauptschalter 66 und einen Kühlventilator, der von einem Gleichstrommotor 68 angetrieben
wird. Der Kühlventilator wird vorzugsweise so angeordnet, dass
er Luft über den Motor 54 und den Kompressor 38 leitet, während
diese in Betrieb sind. Der Kühlventilator setzt die Betriebstemperaturen
des Motors 54 und des Kompressors 38 herab, wodurch deren Wirkungsgrad erhöht und die Lebensdauer verlängert wird.
Die Batterie 64 steht mit dem Motor 54, dem Ventilatormotor 68 und mit dem Hauptschalter 66 sowie mit dem druckempfindlichen
Ein- und Ausschalter 56 in Verbindung· Zum Aufladen der Batterie 64 ist ein Generator 65 oder dergleichen vorgesehen, der beispielsweise
aus dem Genarator des Kraftfahrzeuges bestehen kann, das mit der Anlage 10 ausgestattet ist. Wird der Hauptschalter 66 geschlossen,
so wird die Batterie 64 mit dem durckempfindlichen
Schalter 56 und mit den Motoren 5^ und 68 verbunden· Der eine
Schalter 60 dient zum Ein- und Ausschalten des Gleichstrommotors 54, während der andere Schalter 62 zum Ein- und Ausschalten des
Ventilatormotors 68 dienz. Ein Ansteigen der Temperatur in der Kühlabteilung führt zu einem Ansteigen des Druckes in bezug auf
den atmosphärischen Druck im Verdampfer oder in der Kühlschlange 32 und damit zu einem Ansteigen des Druckes in der Rohrleitung 34,
Erreicht der Druck einen vorherbestimmten Wert, so schließt der
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druckempfindliche Segalter 56 die beiden Schalter 60 und 62, wodurch
die Batterie 64 mit dem Kompressormotor 54 und mit dem
Ventilatormotor 68 verbunden wird und die beiden Motoren in Betrieb gesetzt werden. Wenn der Kompressor 38 arbeitet, so sinkt
die Temperatur und der Druck im Verdampfer 32 ab. Ist in der
Kühlabteilung eine vorherbestimmte Temperatur erreicht, so wird auch in der Rohrleitung 34 ein vorherbestimmter Druck erreicht,
der bewirkt, dass der druckempfindliche Schalter 56 die Schalter
60 und 62 öffnet, wodurch der Gleichstrommotor 5^>
äer Kompressor 38 und der Ventilatormotor 68 außer Betrieb gesetzt werden«. Es
wird darauf hingewiesen, dass für die Elemente der Kühlanlage besondere Leistungen, Kapazitäten und Größen gewählt werden können,
so dass die Kühlabteilung nur schwach gekühlt, etwa im Bereich von Haushaltkühlschränken, Wasserkühlern usw.,wird oder stark
gekühlt, wie"zum Aufbewahren von gefrorenen Lebensmitteln erforderlich
ist.
In der Praxis wurde die Kühlanlage 10 für die Kühlabteilung eines Speiseeisverkaufswagens, wobei die Kühlabteilung auf einer
Temperatur von minus 25° C bis minus 200G gehalten wurde, so dass
Speiseeis und ähnliche Fertigprodukte in festem gefrorenem Zustand erhalten wurden, wenn der Verkaufswagen seine tägliche
Lieferfahrten ausführt und hierbei häufig anhält. Die Anlage wurde ständig benutzt, um in der Kühlabteilung die genannten Temperaturen
aufrecht zu erhalten bei sommerlichen Außentemperaturen von 380O,
während im Innenraum des Verkaufswagens Temperaturen von 49 0 und höher bestanden. In einem solchen Falle werden Kompressoren
und ein Gleichstrommotor mit einer Leistung von ungefähr 1/3 PS verwendet. Der druckempfindliche Ein- und Ausschalter 56 wird
vorzugsweise so eingestellt, dass der Motor 54 und der Kompressor
38 bei dem Kühlmittel im Verdampfer 32 die erforderlichen Temperaturen
aufrechterhalten, wie bereits beschrieben. Als Kühlmittel kann ein Halogenkohlenwasserstoff verwendet werden, wie
Dichlordifluormethan. Die Kühlabteilung kann aus jeden im Handel
erhältlichen und von oben her zu öffnenden Gefriertruhe bestehen. In der Fig«5 ist eine derartige Gefriertruhe dargestellt. Ferner
kann eine Gefrier- oder Tiefkühltruhe verwendet werden, bei der anstelle eines Kondensators mit freier Strömung ein Kondensator
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mit abstrahlendem Mantel benutzt werden. Außerdem kann die Motor-Kompressor-Einheit
36 aus einer normalen 115-Volt-Wechselstromnetzleitung
und der Gleichstrommotor 54· aus der 12-Volt-Batterie
des Fahrzeuges mit Strom versorgt werden.
Die Anlage 10 kann mit Strom versorgt werden aus einer Wechselstromquelle
oder aus einer Stromspeicherbatterie, z.B· der Batterie des Fahrzeuges. Steht eine Wechselstromquelle zur Verfugung,
beispielsweise wenn das Fahrzeug in einer Garage steht und nicht benutzt oder beladen wird, so wird die elektrische
Stromquelle 50 mit der Motor-Kompressoreinheit 36 in der üblichen
Weise elektrisch verbunden.Mach dem Anschluss an die Stromquelle 50 muss der Hauptschalter 66 geöffnet sein, wie in der Fig»1
dargestellt, so dass der Motor 54- und,der Kompressor 38 nicht
arbeitet. Wird die Motor-Kompressor-Einheit 36 in Betrieb gesetzt,
so komprimiert der Wechselstromkompressor im Kühlmittelströmungskreis
das Kühlmittel und leitet dieses zum Kondensator 20. Der temperaturempfindliche thermostatische Schalter 52 überwacht die
Arbeit der Motor-Kompressor-Einheit 36 und hält in der Kühlabteilung die gewünschte Kühltemperatur aufrecht. Verlässt das Fahrzeug
die Garage, so steht die Wechselstromquelle nicht mehr zur Verfügung und ist von der Motor-Kompressor-Einheit 36 abgeschaltet,
während der Hauptschalter 66 geschlossen wird, so dass der Motor 54 und der Kompressor 38 arbeiten und in der Kühlabteilung
die gewünschte Temperatur aufrechterhalten können. Der druckempfindliche Schalter 56 schaltet den Motor 54- ein und aus,
so dass der Kompressor in der Kühlabteilung die gewünschte Temperatur aufrechterhalten kann. Wie sich gezeigt hat, reicht die
herkömmliche elektrische Einrichtung des Fahrzeuges einschließlich des Generators aus, um auch eine Musikreproduktionsanlage
zu betreiben, die normalerweise bei Verkäufen solcher Fertigprodukte
benutzt wird, sowie auch für die Stromversorgung des Gleichstrommotors 54-1 wenn die Temperatur der Außenluft mehr als 380O
beträgt. Bei einem Ausfall der Stromquelle oder bei einer anderen Störung, die die Wechselstromversorgung der Motor-Kompressor-Einheit
36 beeinträchtigen würde, wenn das Fahrzeug in der Garage steht, so kann die Kühlanlage von der Batterie 64 des Fahrzeuges
in Betrieb gehalten werden. Bei dem fortgesetzten Betrieb des
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Motors 54 wird schließlich, die Batterie 64 erschöpft, wenn sie
nicht wiederaufgeladen wird. Jedoch "bleibt immer noch genügend Zeit, um Reparaturen vornehmen und Vorkenrungen treffen zu können,
um einen Verderb der in der Kühlabteilung aufbewahrten Produkte zu vermeiden.
Die in der Fig«,2 dargestellte Kühlanlage gleicht im wesentlichen
der Anlage nach der Figo1, wobei für die gleichen oder einander entsprechenden Bauteile die gleichen Bezugszeichen verwendet
wurden. Die Arbeitsweise dieser Bauteile wird daher auch nicht weiter beschrieben.
Wie bei der Anlage nach der Figoi kann die Kühlabteilung
eines Fahrzeuges mit Strom aus einer Wechselstromquelle oder aus der Fahrzeugbatterie versorgt werden. Die Anlage nach der
Fig.2 unterscheidet sich jedoch von der Anlage nach der Fig.1
dadurch, dass kein Kühlmittelspeicherbehälter gleich dem Behälter 24 in der Fig.1 vorgesehen ist und stattdessen einen Strahlungsmantelkondensator
aufweist, wobei die Hitze durch den Außenmantel der Kühlabteilung in die Umgebungsluft ausgestrahlt wird. Bei
Verwendung eines solchen Kondensators werden Kühlmittelspeicherbehälter nicht benötigt, da das Volumen des Kühlmittels im
Strahlungsmantelkondensator gespeichert werden kann«
Die in der Fig*3 dargestellte einheitliche Dampfkompressionskühlanlage
14 gleicht im wesentlichen der Anlage nach der Fig«1.
Die einander gleichen oder entsprechenden Bauteile sind daher mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die Kühlanlage 14 weist
auf einen Kondensator 1JO, der durch eine Rohrleitung 132 mit
einem Kühlmittelspeicherbehälter oder Empfangstank 134 verbunden ist,der über eine Rohrleitung 136 mit einem Sperrventil 138 in
Verbindung steht, das durch eine Rohrleitung 26, mit dem Expansionsventil
28 verbunden ist. Die Motor_Kompressor-Einheit 36
steht über eine Rohrleitung 154 mit dem Kondensator 130 in Verbindung, der aus einem Abstrahlungsmantelkondensator oder auch
aus einem herkömmlichen Wärmeaustauscher mit freier Strömung bestehen kann.
Ein zweiter Kondensator 160 ist durch eine Rohrleitung
mit dem Auslass des Kompressors 152 verbunden. Eine Rohrleitung
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verbindet den Auslass des Kondensators 160 mit dem Einlass eines
zweiten Aufnahmetanks oder Kühlmittelspeicherbehälters 166, der über eine Rohrleitung 168 mit einem zweiten Sperrventil 170 in
Verbindung steht, aas mit der Rohrleitung 26 verbunden ist* Das Sperrventil 170 lässt einen Durchlauf des Kühlmittels aus dem
Speicherbehälter 166 zum Verdampfer 32 zu. Die Motor-Kompressor-Einheit 36, der Kondensator 130, der Aufnahmetank 134- und das
Sperrventil 138 sind parallelgeschaltet in einem Strömungskreis mit dem Kompressor 38, dem zweiten Kondensator 160, dem zweiten
Aufnahmetank 166 und dem Sperrventil 170. Die Sperrventile 138 und 170 lassen den Durchlauf des Kühlmittels aus den betreffenden
Kompressoren zum Verdampfer 32 zu und verhindern, dass ein Kompressor komprimiertes Kühlmittel, öl und andere Stoffe, in den
Ausgang aus dem anderen Kompressor gelangen. Die Auslässe der Sperrventile stehen mit einer Verbindungsstelle und von dieser aus
über eine einzelne Rohrleitung 26 mit dem Einlass des Expansionsventils 28 in Verbindung.
Wird die Kühlanlage mit Strom aus der Wechselstromquelle 50
betrieben, so strömt das Kühlmittel durch den Kompressor 36 zum Kondensator 130, zum Aufnahme tank 134-, durch das Sperrventil 138,
durch das Expansionsventil 28, durch den Verdampfer 32 und zurück zum Einlass des Kompressors 36ο Das Sperrventil 170 verhindert
eine Strömung des komprimierten Kühlmittels in den Auslass des Aufnahmetanks 166 und damit in den Kompressor 38· Andererseits
strömt das Kühlmittel aus dem Kompressor 38 zum zweiten Kondensator 160, zum zweiten Aufnahmetanks 166, durch das Sperrventil
170, durch das Expansionsventil 28, durch den Verdampfer 32 und zurück zum Kompressor 38. Das Sperrventil 138 verhindert eine
Strömung des komprimierten Kühlmittels in den Auslass des Aufnahmetanks 134· und damit in den Kompressor 36. Die Kühlmittelspeicherbehälter
134- und 166 dienen zum Ausgleichen der Volumenkapazitäten
der Kompressoren, Kondensatoren und Verdampfer, um die günstigsten Ergebnisse zu erzielen. Es wird darauf hingewiesen,
dass die besonderen Leistungen und Kapazitäten der verschiedenen Ausführungen der Kühlanlage so gewählt werden können, dass eine
Kühlabteilung im Kühlungsbereich von Haushaltkühlschränken, Wasserkühlern usw. gekühlt wird oder auf Temperaturen tiefgekühlt
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wird, die für gefrorene Nahrungsmittel und z.Bo Speiseeis erforderlich
sind.
Bei der Darstellung der Kühlanlage 16 in der Fig.4 sind die
den Bauteilen nach der Figo1 gleichen oder entsprechenden Bauteile
mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Diese Kühlanlage stellt keine Einheit dar sondern besteht aus einem ersten Kühlkreislauf,
der als Ganzes mit 1§o bezeichnet ist, und aus einem zweiten, als Ganzes mit 191 bezeichneten Stromversorgungsteil.
Der Kühlteil 190 besteht aus allen Bauteilen der in der Fig.1
dargestellten Anlage, die in der gleichen Weise arbeiten, so dass sich eine weitere Beschreibung erübrigt.
Der im oberen Teil der Fige4 über der unterbrochenen Linie
dargestellte Stromversorgungsteil 191 weist eine elektrische Gleichstromquelle für den Gleichstrommotor 54 auf sowie einen
thermostatischen Schalter 52, über den der Strom entweder aus einer Wechselstromquelle oder aus einer Batterie fließt. Der
Stromversorgungsteil 191 ist mit einem. Stromeingang 220 ausgestattet,
der mit einer Wechselstromquelle in Verbindung gesetzt werden kann, ferner einen als Ganzes mit 222 bezeichneten Gleichrichterteil,
in dem der Wechselstrom in Gleichstrom umgewandelt
ist wird« Für die Stromspeicherbatterie 64 ein Eingang 221 für die
Batterie 64, ein weiterer Eingang 223» der vom thermostatischen
Schalter 52 abgeht, und ein zum Motor 54· und zum Ventilatormotor
6ö führender Ausgang 225 vorgesehen. Der Stromversorgungsteil wandelt den vom Eingang 220 aus zugeführten Wechselstrom in Gleichstrom
für die Versorgung der Motore 54 und 6b um. Der Stromversorgungsteil
kann umgeschaltet werden, wobei die Motore Strom aus
der Speicherbatterie 64 erhalten, während die Verbindung mit der Wechselstromquelle aufrechterhalten bleibt· Bei einem Ausfall
der Wechselstromquelle erfolgt selbsttätig eine Umschaltung auf Batteriebetrieb. Der Stromversorgungsteil 191 ist ferner mit
Auslassanschlüssen 227 für die Stromversorgung eines Heizelementes
226 am Deckelteil einer Kühlabteilung aus dem Wechselstromquellenteil der Schaltung versehen. Das Heizelement 226 wird bei einigen
Modellen im Handel erhältlicher Tiefkühl- und Gefriertruhen oder
schränken im Bezirk der Deckel oder Türen vorgesehen, um ein Zufrieren der Deckel oder Türen zu vermeiden. Der Stromversor-
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gungsteil 191 ist mit zum Heizelement 226 führenden Verbindungen
versehen, so dass die Kühlabteilung von der Stromversorgung aus
gesteuert werden kann. Der Stromversorgungsteil 191 kann an der unterbrochenen Linie 219 in der 3?ige4 mit dem Kühlmittelströmungskreislauf
190 lösbar verbunden werden.
Im Eingangsteil des Stromversorgungsteiles 191 ist ein Ein-
und AusschaltfcBi' 228 in den zum Heizelement 226 führenden Leitungen
227 angeordnet. In dem mit dem Gleichrichter 222 verbundenen Teil der Schaltung ist ein weiterer Ein- und Ausschalter 230 angeordnet.
Der Gleichrichterteil 222 besteht aus einem Transformator 232, dessen Primärwicklung mit dem Stromeinlass 220 verbunden
ist, während die beiden Sekundärwicklungen des Transformators an die entgegengesetzten Seiten einer Diodenbrückenschaltung angeschlossen
sind. Die Brücke besteht aus vier Dioden 233» 254-j
235, 236 und aus einem Kondensator 238, der an den Ausgang angeschlossen ist. Wie an sich bekannt, besteht der Ausgang aus einer
solchen Brückenschaltung aus Gleichstrom. Parallel zur Primärwicklung des Transformators 232 ist der Motor 240 eines Ventilators
parallelgeschaltet, der zum Kühlen des Transformators und der Gleichrichterdioden dient. Die Dioden werden vorzugsweise in
einem Wärmeableiter angeordnet, der die im Betrieb erzeugte Wärme abführt. Die Wicklung 243 eines ersten Relais 242 steht mit der
Eingangsseite des Transformators 232 in Verbindung, während die Relaiskontakte mit der Ausgangsseite der Brücke des Gleichstromteiles
der Schaltung in Verbindung, die den Gleichstrommotor 54
enthält« Das erste Relais 242 ist in der normalerweise offenen Stellung im stromlosen Zustand dargestellt. Der normalerweise
offene Kontakt 244 steht mit dem positiven Ausgangskontakt der Diodenbrücke in Verbindung, während der normalerweise geschlossene
Kontakt 246 mit dem unter einer positiven Spannung stehenden Teil der Schaltung in Verbindung steht, der mit der Speicherbatterie
64 verbunden werden kann, und ferner weist das Relais einen
Schaltarm 248 auf, der mit einem zweiten Relais 250 verbunden ist«
Die Wicklung 251 des zweiten Relais 250 weist eine Verbindung mit dem"Schaltarm 248 des ersten Relais und mit dem thermostatischen
Schalter 52 auf. Ein Schaltarm 252 des zweiten Relais ist mit dem Schaltarm 248 des ersten Relais verbunden. Das zweite
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Heiais 250 ist normalerweise stromlos und daher offen, wie dargestellt,
und der ortsfeste Kontakt 254 des Relais steht mit dem Elektromotor 54 in Verbindung· Das zweite Relais 250 dient zum
Verbinden des Elektromotors 54· mit dem Ausgang des Grleichrichterteiles
unter der Einwirkung des thermostatischen Schalters 52·
Ein weiterer Stromversorgungskreis weist einen Eingang 221 auf, der von der Speicherbatterie 224 aus über einen Ein- und Ausschalter 256, und über einen Hauptschalter 258 führt, der dem ersten
Relais 24-2, dem zweiten Relais 250 und dem thermo statischen Schalter
52 vorgeschaltet isto Dieser Schaltungskreis versorgt den
Elektromotor 54- mit Strom aus der Batterie 64- unter der Eontrolle
des thermostatischen Schalters 52» Wird der Hauptschalter 258
geschlossen und der Gleichrichterteil 222 von der Wechselstromquelle abgeschaltet, so befindet sich das erste Relais 24-2 in
dem in der Figo4 dargestellten Betriebszustand, während das zweite
Relais 250 zusammen mit dem thermostatischen Schalter ^2 den
Stromfluss aus der Speicherbatterie 64- zum Motor 54- bestimmt.
Wird der Hauptschalter 258 geöffnet, so wird die Arbeit des Gleichrichterteiles 222 nicht beeinflusst, und der Motor 54· wird nicht
in Betrieb gesetzt» Ist bei geöffnetem Hauptschalter 258 der Eingang 220 mit der Wechselstromquelle verbunden, so erzeugt der
Gleichrichterteil 222 Gleichstrom für den Betrieb des Motors 54
und den thermostat isctien Schalter 52. Der mit dem Heizelement
226 in Verbindung stehende Teil des Stromversorgungsteiles I9I
wird vom Gleichrichterteil 222 nicht beeinflusst» Wird der Eingang
220 mit der Wechselstromquelle in Verbindung gesetzt, so ist der Kühlventilatormotor 24-0 Jederzeit in Betrieb, und das erste Relais
24-2 erhält Strom, wobei der Schaltarm 248 auf dem Kontakt 244 ruht.Der thermostatische Schalter 52 steht mit dem negativen
Ausgang der Diodenbrücke, mit dem negativen Pol der Batterie 64 und mit der Wicklung 251 des zweiten Relais 250 in Verbindung.
Schließt sich der thermostatische Schalter 52, so erhält das zweite Relais 250 Strom und schließt einen Stromkreis, der den
Motor 54- mit dem Ausgang der Diodenbrückenschaltung über das
erste Relais 242 und über das zweite Relais 250 verbindet, so dass
der Motor 54 in Betrieb gesetzt wird, öffnet sich der thermostatische
Schalter 52, so öffnet sich das zweite Relais 250, wodurch
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der genannte Stromkreis geöffnet und der Motor 54 ausgeschaltet wird» Das ,Öffnen und Schließen des thermostatischen Schalters
wird bestimmt von den Veränderungen der Temperatur im Verdampfer oder in der Kühlschlange 32, wie in der Kühlungstechnik üblich.
Wird der Stromversorgungsteil 191 mit der Wechselstromquelle in Verbindung gesetzt und der Hauptschalter 258 geschlossen, so
zieht das erste Relais 248 an, wodurch ein Einfluss des mit der Speicherbatterie 64 in Verbindung stehenden Schaltungskreises
verhindert wird. Bei einem Ausfall der Wechselstromquelle kehrt das erste Relais 242 in die Offenstellung zurück, wobei der mit
der Speicherbatterie 64 in Verbindung stehende Stromkreis geschlossen wird. Wird die Verbindung mit der Wechselstromquelle
wieder hergestellt, so erhält das erste Relais 248 wieder Strom und zieht an, so erhält der Motor 54 wieder Strom aus dem Gleichrichterteil
222. Ein wichtiges Merkmal der Erfindung ist daher darin zu sehen, dass der Motor 54 in jedem Falle mit Sicherheit
Strom erhält. Bei einem Ausfall der Wechselstromquelle bewirkt der Stromversorgungsteil 191 selbsttätig eine Umschaltung auf
eine Stromversorgung des Motors 54 aus der Batterie 64, wodurch
ein Verderb der in der Kühlabteilung befindlichen Produkte verhindert wird.
Die Figo5 zeigt eine als Ganzes mit 260 bezeichnete und von
oben her zu öffnende Tiefkühltruhe mit uex au&ehörigen Kühlanlage
16« Die Kühlabteilung weist ein isoliertes Gehäuse auf, deren aufrechtstehende Wandungen 262 die Verdampferrohrleitungen 264
enthalten, wobei an der Oberseite des Gehäuses mehrereeDeckel 266 vorgesehen sind. Sas Heizelement 266 ist im Formstück 268
für die Deckel 266 angeordnet« Der Kühlteil 190 ist auf einem Untersatz 270 angebracht, wodurch der Ein- und Ausbau der Kühlanlage
in das und aus dem Gehäuse 260 erleichtert wird. Der Flügelteil des vom Motor 68 angetriebenen Kühlventilators ist
mit einer Haube versehen, die nahe am Kondensator 20 angeordnet ist. Der Kühlventilator wird vorzugsweise an einer Stelle eingebaut,
von der aus die Luft über den Kompressor 38, den Motor 52
und durch den Kondensator 20 mit freier Strömung in Umlauf gesetöb
wird. Der Motor 68 ist in der dargestellten Weise in die elektrische Schaltung eingeschaltet und arbeitet zugleich mit dem
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Motor 54·· Je nach der besonderen Art der Stromversorgungsanlage
16 und deren Verwendung, kann der Kühlventilator nötig sein oder
auch nicht. Der Einbau eines solchen Kühlventilators ist jedoch
vorzuziehene Der Stromversorgungsteil 191 ist in einem Gehäuse
272 angeordnet und kann mit dem Kühlteil 190 lösbar verbunden
werden, wie bereits beschrieben. Der Hauptschalter 256 ist an
der Vorderseite des Gehäuses angebracht. Mehrere Leitungen mit elektrischen Verbindern ermöglichen die Herstellung von Verbindungen
zwischen einzelnen Teilen der Schaltung und sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie die entsprechenden Teile der
in der Fig»4 dargestellten Schaltung. Wenn gewünscht, kann jedoch auch eine einzelne Kupplung mit den Schaltungsverbindungen 223,
225 und 227 verwendet werden. Die Figo6 zeigt die in einen geschlossenen
Lastkraftwagen 284 eingebaute Tiefkühltruhe 260 und die Kühlanlage. Der Kraftwagen 284 wird von einem Motor
angetrieben, der zugleich den Generator 65 antreibt, aer die Speicherbatterie 64 auflädt. Die Tiefkühltruhe 260 wird vorzugsweise
am Antriebsseitenteil im Innenräum des Kraftwagens und in deren Fähe das Stromversorgungsgehäuse 272 angeordnet. Die lösbaren
elektrischen Verbindungen zwischen dem Stromversorgungsteil
und der Tiefkühltruhe 260 und der Speicherbatterie 64 ermöglichen den gesonderten Ein- und Ausbau der Einheiten für die Wartung
und für einen Austausch, falls dies erforderlich wird.
Bei einer weiteren, anderen und nicht dargestellten Ausführungsform
der Erfindung kann der Stromversorgungsteil 191 der Kühlanlage 16 nach der Fig«4 mit dem Kühlteil und dem elektrischen
Schaltungsteil der Kühlabteilung zu einer dauerhaften Einheit zusammengebaut werden. Die elektrischen Leitungen und die anderen
elektrischen Bauteile der Kühlanlage können einen Teil der Verdrahtung und der anderen Bauteile der Kühlabteilung bilden, wobei
elektrische Kabeleingänge vorgesehen sind, mit denen Verbindungen mit einer Wechselstromquelle, mit der Speicherbatterie odermit
einer Gleichstromquelle hergestellt werden können.
Die Kühlabteilung kann aus einer im Handel erältlichen und
von oben her zu öffnenden Tiefkühltruhe bestehen, von der die'
Kühlanlage ein Bauteil bildet. Im besonderen wurden solche im Handel erhältlichen Tiefkühltruhen mit den erfindungsgemäßen
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Kühlanlagen ausgestattet und betrieben. Die besonderen Leistungen,
Größen und Kapazitäten der verschiedenen Bauteile der Anlage
müssen natürlich an die Anforderungen der betreffenden verwendeten Kühleinrichtung angepasst werden· Bildet der Stromversorgungsteil
191 mit dem Kühlmittelströmungsteil I90 eine Einheit, so
kann der Hauptschalter 258 an einer geeigneten Stelle angeordnet
werden, und die Anschlüsse für die Wechselstromquelle und für die Speicherbatterie können ebenfalls an leicht zugänglichen
Stellen angeordnet werden, so dass die Kühltruhe oder die Kühlabteilung als eine vollständige Einheit eingebaut und ausgebaut
werden kanno Je nach der besonderen Einrichtung der Kühlanlage
und je nach dem besonderen Aufbau der Kühlabtöilung kann der
Kühl ventilator 68 für den Motor 54- und- den Kompressor 38 nötig
sein oder auch nicht j dessen Verwendung ist jedoch vorzuziehen. Besteht der Kondensator 20 aus einem Abstrahlungsmantelkondensator,
so kann der Kühlventilator 68 für den Motor und den Kompressor in die elektrische Schaltung so eingeschaltet werden, dass
er zu derselben Zeit arbeitet wie der Motor 1JjA- und den Motor und
den Kompressor kühlt. Besteht der Kondensator 20 aus einem Kondensator
mit freier Strömung, so kann der Kühlventilator 68 so angeordnet werden, dass Luft durch den Kondensator geblasen wird, wie
benötigt. Es wird darauf hingewiesen, dass die Anlage besonders gut geeignet ist für die Verwendung bei Kühlabteilungen, wenn
der zur Verfügung stehende Kaum begrenzt ist, so dass die Anlage geeigneterweise in die Kühlabteilung eines Fahrzeuges oder in
das Gehäuse selbst eingebaut wird«.
Bei der Herstellung der erfindungsgemäBen Anlage kann diese
so eingerichtet werden, dass sie auch mit Strom aus einer elektrischen Gleichstromquelle betrieben werden kann» Die erfindungsgemäße
Anlage wurde weitgehend verwendet zusammen mit im Handel erhältlicnen Tiefkühltruhen und -schränken sowie in Speiseeisverkaufswagen.
Die Anlage kann auch für Kühlschränke und Kühltruhen eingerichtet werden, die häufig von Campern und in Wohnwagen
und dergleichen benutzt werden«, Die Anlage kann auch für Milchwagen« Bierwagen, Transportwagen für gefrorene Nahrungsmittel
und für andere Kraftfahrwagen eingerichtet werden, die mit Kühlabteilungen ausgestattet sind, und die für den Transport
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gekülilter oder gefrorener Nahrungsmittelprodukte oder anderer
Waren dienen, die in gekühltem Zustand transportiert «erden
müssenο Die besonderen Motore, Kompressoren und die anderen Bauteile
der Kühlanlage müssen natürlich dem besonderen Verwendungszweck angepasst werden.
Die erfindungsgemäße Kühlanlage ist insofern wirtschaftlich, als sie die geringste Anzahl von Bauteilen aufweist, wobei genormte
und im Handel erhältliche und leicht herzustellende Elemente verwendet werden. Die Anlagen arbeiten im wesentlichen selbsttätig
und halten bei einem Ausfall der Wechselstromquelle die Kühlabteilungen in Betrieb, bis der Schaden Gehoben und die Wechsel-Zeit
stromversorgung wieder aufgenommen ist, so dass genügend fur zu
treffende entsprechende Vorkehrungen zur Verfugung steht.
An den beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung können von Sachkundigen im Rahmen des Erfindungsgedankens natürlich Änderungen, Abwandlungen und Ersetzungen vorgenommen werden. Die
Erfindung selbst wird daher nur durch die beiliegenden Patentansprüche abgegrenzt.
Patentansprüche
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Claims (1)
- PatentansprücheKühlanlage für eine Kühlabteilung eines Fahrzeuges, das einen Motor, eine Speicherbatterie und einen mit dem Motor und der Batterie verbundenen Generator aufweist, gekennzeichnet durch eine Kühlschlange (32), einen ersten Kompressor (36), der durch eine Rohrleitung (34·) mit dem Auslass der KühlschlAnge verbunden ist, durch einen Wechselstrommotor (50) für den Antrieb des genannten Kompressors, durch einen Kondensator (20), der durch eine Rohrleitung mit dem Auslass des genannten Kompressors und mit dem Einlass der genannten Kühlschlange verbunden ist, durch ein Expansionsventil (28) in der zur Kühlschlange führenden Rohrleitung, durch einen zweiten Kompressor (38), der mit dem genannten Kondensator (20) und mit der Kühlschlange (32) parallel zum ersten Kompressor verbunden ist, durch einen elektrischen Gleichstrommotor (54)» der den zweiten Kompressor antreibt und eine elektrische Verbindung mit der Speicherbatterie (64) und mit dem Generator (65) aufweist, und durch Kontrollmittel (56,60,62,66), die mit den Kompressoren und mit dem Gleichstrommotor in Verbindung stehen und wahlweise entweder den ersten Kompressor oder den Gleichstrommotor und den zweiten Kompressor den Kühlanforderungen der Anlage entsprechend betreiben, wobei der zweite Kompressor während der Zeit· betrieben wird, in der der Wechselstrommotor nicht mit Wechselstrom versorgt wird.Kühlanlage nach Anspruch Λ, gekennzeichnet durch ein erstes Sperrventil (44), das in der vom Auslass des ersten Kompressors (36) abgehenden Rohrleitung angeordnet ist und das Kühlmittel aus dem ersten Kompressor zum Kondensator (20) leitet, und durch ein zweites Sperrventil (46), das mit dem Auslass des zweiten Kompressors (38) in Verbindung steht und das Kühlmittel ate diesem zum Kondensator leitet»509811/03583β Kühlanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Kontrollmittel bestehen aus einem druckbetätigten Schalter (56), der an die Rohrleitung (32O zwischen der Kühlschlange (32) und den Kompressoren angeschlossen ist und eine elektrische Verbindung zum Gleichstrommotor (54·) und zur Batterie (64) aufweist, aus einem thermostatischen Schalter (52), der mit der Kühlschlange in Verbindung steht und eine elektrische Verbindung zum Wechselstrommotor (50) aufweist und diesen intermittierend in Betrieb setzt, und aus einem Kühlventilator (68) zum Kühlen des Gleichstrommotors (54) und des zweiten Kompressors (38), welcher Kühlventilator von einem Gleichstrommotor angetrieben wird, der mit dem druckbetätigten Schalter (56) elektrisch verbunden ist und zugleich mit dem Gleichstrommotor arbeitet.4«, Kühlanlage nach Anspruch 1,2 oder 3? dadurch gekennzeichnet, dass an den Auslass des zweiten Kompressors (38) ein zweiter Kondensator (160) angeschlossen ist, dessen Auslass durch eine Rohrleitung (164) mit dem Expansionsventil (28) verbunden ist, dass in die Rohrleitung zwischen dem erstgenannten Kondensator und dem Expansionsventil ein erstes Sperrventil (138) eingeschaltet ist, das das Kühlmittel aus dem ersten Kondensator zum Expansionsventil leitet, und dass in die Rohrleitung zwischen dem zweiten Kondensator und dem Expansionsventil ein zweites Sperrventil (170) eingeschaltet ist, das das Kühlmittel aus dem zweiten Kondensator zum Expansionsventil leitet.5e Kühlanlage für eine Kühlabteilung in einem Fahrzeug, das einen Motor, eine Speicherbatterie und einen mit dem Motor und der Batterie in Verbindung stehenden Generator aufweist, gekennzeichnet durch eine Kühlschlange (32), durch einen durch eine Rohrleitung mit dem Auslass der Kühlschlange verbundenen Kompressor (38), durch einen durch eine Rohrleitung (42) mit dem Auslass des Kompressors und mit dem Einlass der Kühlschlange (32) verbundenen Kondensator (20), durch ein in der zur Kühlschlange führenden Rohrleitung angeordnetes509811/0358Expansionsventil (28), durch einen auf dem Fahrzeug aufgestellten elektrischen Gleichstrommotor (54) für den Antrieb des genannten Kompressors, welcher Motor mit der genannten Speicherbatterie (64) und mit dem genannten Generator (65) elektrisch verbunden ist und das einzige Antriebsmittel für die Kühlanlage darstellt, durch einen mit dem Motor in Verbindung stehenden Gleichrichter (222) zum Umwandeln des Wechselstromes aus einer Wechselstromquelle in Gleichstrom, und durch eine Steuereinrichtung (191)» die mit dem genannten Motor (54) in Verbindung steht und diesen dem Kühlbedarf der Kühlanlage entsprechend intermittierend in Betrieb setzt«6« Kühlanlage nach Anspruch 5» aadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (191) mit der genannten Batterie (64) und mit einer Wechselstromquelle (220) in Verbindung gesetzt werden kann, dass Relais (242,250) vorgesehen sind, die den genannten Gleichstrommotor über den Gleichrichter mit der W&chselstromquelle oder bei deren Ausfall mit der genanntenBatterie verbinden, und dass ein thermostatischer Schalter (52) vorgesehen ist, der thermisch mit der genannten Kühlschlange in Verbindung gesetzt werden kann und eine elektrische Verbindung zum genannten Motor aufweist*7· Kühlanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Heiais aus einem ersten elektromagnetisch betätigten Schalter (244-248) bestehen, dessen Wicklung (243) mit dem Eingang des Gleichrichters (22$) verbunden ist, während ein Eingangskontakt (246) des genannten ersten Schalters mit der Batterie, ein weiterer Eingangskontakt (244) mit dem Ausgang des Gleichrichters und ein Ausgangskontakt (248) mit dem genannten Motor elektrisch verbunden ist, sowie aus einem zweiten elektromagnetisch betätigten Schalter (250) bestehen, dessen Wicklung (251) mit dem Ausgangskontakt (248) des genannten ersten Schalters und mit dem thermostatischen Schalter (52) verbunden ist, während ein Eingangskontakt (254 des genannten zweiten Schalters mit dem genannten Motor (54) und ein Ausgangekontakt mit dem Ausgangskontakt des genannten ersten Schalters verbunden istο509811/0358β Kühlanlage nach Anspruch 5> 6 oder 7» dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Gleichrichter (222) mit dem genannten Motor und mit einer Wechselstromquelle in Verbindung gesetzt werden kann.509811/0358Leerseite
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