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Kühlschrank Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Überführung
von Wärme zwischen zwei Räumen oder Raumteilen, von denen einer einen Körper enthält,
der Wärme aufnimmt oder abgibt, beispielsweise wärmeaufnehmende oder -abgebende
Teile von Kälteapparaten. Diese Wärmeüberführung wird mittels eines Wärmeübertragungselementes
erzielt, das in seinem Innern ein Mittel, z. B. eine verdampfbare Flüssigkeit, enthält,
deren Verdampfung an einer warmen und Wiederkondensation an einer kälteren Stelle
des Elementes die zu überführende Wärme transportiert.
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Die Erfindung besteht im wesentlichen darin, daß das Wärmeübertragungselement
oder Teile von ihm mit dem erwähnten wärmeabgebenden oder -aufnehmenden Körper lösbar
verbunden sind und dabei in metallisch wärmeleitender Verbindung mit ihm stehen.
Die Lösbarkeit der Verbindung bietet den großen Vorteil, daß sich die Montage des
Wärmeübertragungselementes, z. B. in Kühlschränken oder größeren Anlagen, leicht
vornehmen läßt und für bestimmte Zwecke besonders günstig ausgebildete Elemente,
wie z. B. Flaschenkühler, Milchkühler, Speiseeishersteller o. dgl., im Haushalt
beliebig ausgewechselt werden können. Ferner lassen sich durch die Erfindung im
Massenbetrieb hergestellte Kälteapparate von Einheitstyp durch einfaches Anbringen
des leicht lösbaren Wärmeübertragungselementes leicht für die verschiedensten Spezialzwecke
verwenden. Die metallisch wärmeleitende Verbindung zwischen den genannten Teilen
bietet den Vorteil, daß kein großes Temperaturgefälle bei der Wärmeübertragung entsteht,
so daß also die Anlage wirtschaftlich bleibt und den Transport von Kälte auf größere
Entfernung ohne größere Verluste gestattet. Ganz besonders eignet sich die Erfindung
für Kälteapparate, die mit kompakten Verdampfern von an sich geringer Oberfläche
und hoher innerer Druckfestigkeit ausgerüstet sind, wie sie z. B. als mit Berieselungsplatten
versehene Verdampfer in Kälteplatten, die mit druckausgleichendem Gas arbeiten,
üblich sind. Hier läßt sich durch die Erfindung, wenn erwünscht, eine gute Fortleitung
der Kälte an andere Stellen erreichen.
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Die Erfindung soll näher an Hand der in den beiliegenden Zeichnungen
gezeigten Ausführungsbeispiele beschrieben werden, wobei sich weitere kennzeichnende
Merkmale der Erfindung ergeben werden.
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In der Abb. r ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an einem mit
einem Kälteapparat ausgerüsteten Kühlschrank gezeigt, bei dem das Wärmeübertragungselement
dazu benutzt wird, eine besondere Abteilung des Kühlschrankes zu kühlen. ` In Abb.
a ist eine Ausführungsform dargestellt, bei der das Wärmeübertragungselement zur
eigentlichen Kühlung des Kühlschrankes benutzt wird.
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In Abb.3 ist eine Ausführungsform gezeigt, bei der das Wärmeübertragungselement
die vom Verdampfer des Kälteapparates erzeugte Kälte durch einen größeren Kühl-
Schrank
oder mehrere Abteilungen eines Kühlschrankes leitet.
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Abb. q. stellt eine Draufsicht auf ein Element nach Abb. 3 dar.
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In Abb.5 ist eine weitere Ausführungsform eines Elementes gezeigt,
das sich besonders für die Zwecke der Abb. 3 eignet.
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In der Abb. 6 ist schematisch dargestellt, wie man mit einer Zentralkälteanlage
und mehreren Wärmeübertragungselementen gemäß der Erfindung mehrere Kühlschränke
eines Hauses betreiben kann.
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In Abb.7 ist eine weitere Ausführungsform gezeigt, bei der die gelieferte
Kälte vom Verdampfer eines Kälteappaiates auf größere Entfernungen fortgeleitet
wird, um beispielsweise die Raumluft eines größeren Schranks zu kühlen.
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Abb. 8 zeigt eine Draufsicht auf das Element nach Abb. 7.
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In Abb.9 und io ist von der Seite und von oben gesehen eine Ausführungsform
gezeigt, bei der das Wärmeübertragungselement dazu benutzt wird, einen Speiseeiskühler
o. dgl. zu kühlen.
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Abb. i i stellt eine weitere Ausgestaltung eines derartigen Eisbehälters
dar.
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In den Abb. 12 und 13 ist die Anwendung der Erfindung an einer Schale
zur Herstellung größerer Eisstücke dargestellt.
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In der Abb. 14 sind zwei Ausführungsformen der Erfindung dargtstellt,
die sich besonders zum Schnellkühlen gewisser Genußmittel eignen.
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In der Abb. 15 ist gezeigt, wie die Erfindung zur Kühlung der wärmeabgebenden
Apparatteile eines Kälteapparates verwendet werden kann.
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In der Abb. 16 ist eine besonders zweckmäßige und einfache Verbindung
zwischen dem Verdampfer eines mit druckausgleichendem Gas arbeitenden Kälteapparates
und dem Wärmeübertragungselement gezeigt.
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In der Abb. 17 ist ein Schnitt durch die Anlage gemäß Abb. 16 nach
der Linie 17-i7 dargestellt.
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In der Abb. i bezeichnet A einen Kühlschrank, der mit einem Kühlapparat,
beispielsweise nach der bekannten Bauart Platen-Munters, versehen ist, der also
mit druckausgleichendem Gas arbeitet. Im rechten Teil des Schrankes befinden sich,
durch Türen zugänglich, die. wärmeabgebenden Apparatteile und -die Bedienungshandgriffe.
Der linke Schrankteil dient der Aufbewahrung der zu kühlenden Gegenstände und stellt
den eigentlichen Kühlraum dar. Dieser Kühlraum ist durch eine Scheidewand i, die
wärmeisolierend sein kann, in zwei luftdicht voneinander getrennte Räume z und 3
unterteilt, so daß z. B. Fleisch und Fisch luftdicht getrennt von Milch und Butter
aufbewahrt werden können, welch letztere sonst unter Umständen Fleisch- und Fischgerüche
anziehen können.
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Der größere Schrankteil e, der beispielsweise der Aufbewahrung von
Fleischvorräten dient, enthält den Verdampfer q. des Kälteapparates. Dieser Verdampfer,
der als Plattenverdampfer von zylindrischer, kompakter Form ausgebildet ist, ist
an seinem oberen Teil, in den das Hilfsgas durch eine Leitung 21 eintritt und in
dem also die tiefste Temperatur entsteht, mit einem zweckmäßig aus Aluminium bestehenden
Block 5 umgeben, der in bekannter Weise Kästchen für die Eisherstellung enthält.
Um den mittleren Teil des Verdampfers q. ist ein Radiatorkörper 6 angebracht, der
mit Strahlungsblechen versehen ist, die den Übergang der Wärme von der Raumluft
des Schrankteiles 2 an den Verdampferkörper erleichtern. Dieser Teil 6 des Hauptverdampfers
q. dient also der eigentlichen Kühlung des Raumes 2.
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Der abgeteilte Raum 3 wird nun erfindungsgemäß durch das besondere
Wärmeübertragungselement gekühlt. Dies besteht im wesentlichen aus dem im Raum 3
selbst enthaltenen Hilfsverdampfer 7, der zur Erleichterung des Wärmeübergangs aus
dem Raum 3 gleichfalls mit beispielsweise aus Kupfer oder Aluminium bestehenden
Strahlrippen 8 versehen und mit einem Rohrsystem verbunden ist. Vom oberen Teil
dieses Hilfsverdampfers 7 geht eine Leitung 9 aufwärts in den Raum 2 hinein. Die
Leitung 9 ist dann in Form einer Rohrschlange io mit dem unteren. Teil des Hauptverdampfers
q. in unten näher beschriebene wärmeleitende Verbindung gebracht. Die Rohrschlange
io ist als Leitung i i nach dem Raum 3 zurück und in das Innere des Hilfsverdampfers
7 geführt, wo sie zweckmäßig in dessen unterem Teil mündet. Das Rohrsystem 9, 1o,
ii bildet also mit dem Hilfsverdampfer 7 zusammen ein besonderes, in sich geschlossenes
System.
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Um den Wärmeübergang zwischen der Schlange io und dem unteren Teil
des Hauptverdampfers q. zu erleichtern, so daß an dieser Stelle keine starken Temperaturgefälle
entstehen, ist die Schlange io zweckmäßig von einem Metallkörper 12, der beispielsweise
aus Aluminium besteht, umgeben. Sie kann z. B. in ihn eingegossen sein. Der Körper
12 selbst wird in beliebiger bekannter, leicht tnontierbarer Weise, z. B. mittels
Schrauben 13, fest auf den Verdampferkörper q. gespannt. Doch ist die Erfindung
nicht auf diese Art der Befestigung beschränkt. Beispielsweise kann auch die Schlange
io vor der Montierung im Schrank fest mit dem Verdampfer 4 etwa durch Lötung oder
Spritzgußverbindung
oder in anderer geeigneter Weise gut wärmeleitend verbunden werden. In diesem Fall
sind dann die Rohrleitungen g und i i unterbrochen und werden bei der Einmontierung
in den Schrank, z. B. durch die in der Abbildung dargestellten Verschraubungen i-,
wieder zu dem geschlossenen System ; , g, i o, i i verbunden.
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Dies System, das aus beliebigem Material bestehen kann, wird nach
Evakuierung, beispielsweise am Füllstutzen 15, mit einer beliebigen Flüssigkeit,
etwa Ammoniak, gefüllt. Die durch die Strahlrippen 8 vom Hilfsverdampfer 7 aus der
Luft des Raumes 3 aufgenommene Wärme bringt daher das im Verdampfer 7 enthaltene
Mittel zum Kochen. Die sich dabei bildenden Dämpfe steigen durch die Leitung g aufwärts
und kondensieren wieder in der vom Hauptverdampfer 4 gekühlten Schlange io, wo sie
ihre aufgenommene Wärme wieder abgeben. Das sich bildende Kondensat läuft von selbst
durch Leitung i i zum Hilfsverdampfer ; zurück. Dieser Wärmeübergang vom Raum 3
an den Hauptverdampfer 4 findet so lange statt, wie der Hauptv erdanipfer 4 oder
der Raum 2 und damit die Schlange io der kälteste Teil des Systems 7, g, 1O, 1i
ist.
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Will man aus besonderen Gründen erreichen, daß die Temperatur im Raum
3 von der im Raume 2 um bestimmte Beträge abweicht, so kann man dies dadurch erzwingen,
daß man das System 7, g, 1o, i i nach der Evakuierung mit einem Hilfsgas, beispielsweise
mit Wasserstoff, unter einem bestimmten Druck füllt, wodurch .man erreicht, daß
die Temperatur im Raum 3 unter normalen Verhältnissen stets einen bestimmten höheren
Wert hat als die im Raum 2.
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In der Abb. 2 ist eine weitere Ausführungsform gezeigt, die sich besonders
für Apparate eignet, die mit öl oder einem ähnlichen Heizstoff betrieben werden,
d. h. mit Heizquellen, deren Heizwert sich nicht so leicht wie Gas und Elektrizität
regeln lassen. Bei derartigen Anlagen kann es vorkommen, daß der Apparat so stark
beheizt wird, daß im Verdampfer eine Kälte entsteht, die die Raumliift im Kühlschrank
unter den Gefrierpunkt bringt und dadurch das Platzen von darin enthaltenen Flaschen
oder Gefrieren von Fleisch und Fischvorräten zur Folge hat. Bei solchen Anlagen
läßt sich durch die Vorrichtung geinäß der Erfindung erreichen, daß die Temperatur
der Raumluft einen bestimmten Wert nicht unterschreiten kann.
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.#I bezeichnet wieder den Kühlschrank. In einem Ansatz 20 des Schrankes
ist ein mit druckausgleichendem Gas arbeitender Kühlapparat eingebaut, der über
die Leitungen 21 und 22 wieder mit dem im wärmeisolierenden Schrankinnern montierten
Hauptverdampfer 4 verbunden ist. Der obere Teil des Verdampfers 4 ist wieder mit
einem zweckmäßig aus Aluminium bestehenden Block 5 umgeben, der Kästchen für die
Eisherstellung trägt. Dieser Block 5 mit seinen Kästchen ist von einer wärmeisolierenden
Hülle 23 umgeben, so daß die im oberen Teil des Verdampfers herrschende tiefe Temperatur
nicht in den Kühlraum gelangen kann. Der untere Verdampferteil ist wieder wärmleitend
mit dem Wärmeübertragungselement gemäß der Erfindung verbunden. Es besteht im Ausführungsbeispiel
der Abb. 2 aus einem zweckmäßig aus Aluminium oder auch Tupfer bestehenden Hohlkörper
24, der oben eine derartige Form erhalten hat, daß er sich leicht und gut dem Verdampferkörper
anpaßt, an dem er in bekannter Weise, z. B. mittels Schellen, befestigt werden kann.
Doch ist die Erfindung nicht auf Schellenanbringung beschränkt. Der sich an den
Verdampfer 4 schmiegende Teil des Hohlkörpers 24 ist mit einem oder mehreren Kanälen
25 versehen, die mit dem unteren Hohlraum des Körpers 24 in freier Verbindung stehen.
Zur besseren Wärmeaufnahme aus dem Innern des Kühlschrankes ist der Körper 24 mit
Kühlrippen 26 versehen. Zweckmäßig wird der obere, mit dem Verdampfer 4 in unmittelbarer
wärmeleitender Verbindung stehende Teil des Körpers 24 gleichfalls mit einer Wärmeisolation
27 umgeben.
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Der Körper 24 wird durch die Füllöffnung 28, die zweckmäßig unter
Ffüssigkeitsverschluß liegt, falls erforderlich, evakuiert und dann mit einer verdampfbaren
Flüssigkeit teilweise angefüllt. Darauf wird noch ein indifferentes Gas, z. B. Luft,
Stickstoff, Wasserstoff o. dgl., unter bestimmtem Druck in den Hohlkörper 24 eingefüllt.
Durch bestimmte Wahl des Druckes dieses Hilfsgases läßt sich der Siedepunkt des
im Hohlkörper 24 enthaltenen flüssigen Mittels bestimmen und damit auch die Temperatur,
unter die die Schranktemperatur niemals sinken kann. Die von der Schrankluft auf
die Kühlrippen 26 übertragene Wärme bringt im Betriebe wieder die Flüssigkeit im
Hohlkörper 24 zuin Kochen, während die entstehenden Dämpfe im Kanal 25 durch die
Abgabe ihrer Wärme an den kalten Verdampfer wieder kondensieren.
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In den Abb. 3 und 4 ist eine Ausführungsform der Erfindung gezeigt,
bei der das Wärmeübertragungselement dazu benutzt wird, die vom Kälteapparat erzeugte
Kälte über weitere Entfernungen zu transportieren. A stellt wieder einen Kühlschrank
oder Kühlraum dar von größeren Abmessungen, wie er beispielsweise für größere Krankenhäuser,
Hotels
oder Schiffe in Frage kommt. In der rechten oberen Ecke ist wieder der kompakte
Verdampfer einer leistungsfähigen Kälteanlage angeordnet, dessen oberer kältester
Teil wieder mit einem Aluminiumblock 5 umgeben ist, der eine beliebige Zahl von
Kästchen für Eiserzeugung enthält. Um die vom Verdampfer erzeugte Kälte gut durch
den ganzen Raum oder alle seine Abteilungen zu transportieren, ist am unteren Verdampferteil
wieder das Wärmeübertragungselement gemäß der Erfindung angebracht. Es besteht in
diesem Fall aus einer den ganzen Kühlraum 2 durchziehenden Leitung 3o, die zweckmäßig
in Form eines Rohres von weitem Durchmesser ausgeführt ist. Das Rohr 30 ist ganz
oder teilweise mit Kühlrippen 3 r und an seinem Ende mit einer Füllöffnung 32 versehen.
Das Rohr 30 endet gegebenenfalls über eine lösbare Flanschverbindung 33 in
einem halbkreisförmigen Hohlkörper 34, von dem aus kleinere Leitungen oder Rohre
35 aufsteigen, die mit einem den Verdampfer 4 umgebenden Kühlkörper 36, zweckmäßig
aus Aluminium, Kupfer oder sonstigem gut wärmeleitenden Material, in wärmeleitender
Verbindung stehen. Diese Verbindung der Rohre 35 mit dem Körper 36 kann in beliebiger
bekannter Weise, beispielsweise durch Eingießen, Lötung, Spritzguß, Verschweißung
o. dgl., erfolgen. Der Körper 36 ist durch eine leicht montierbare Schellenverbindung
37 gut wärmeleitend mit dem Verdampfer 4 verbunden.
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Das Rohr 30 wird durch die Füllöffnung 32 evakuiert und dann
mit einer verdampfbaren Flüssigkeit beispielsweise bis zur Hälfte seines Querschnittes
gefüllt. Die Wärme der Raumluft bringt dann. wieder die verdampfbare Flüssigkeit
im Rohr 30 zum Kochen, deren Dämpfe in den vom Verdampfer 4 gekühlten Kanälen
35 wieder kondensieren, von wo aus das Kondensat in das Rohr 30 zurückläuft.
Auch bei dieser Anlage kann man durch Einfüllen eines Hilfsgases in das Wärmeübertragungselement
sicherstellen, daß eine gewünschte Minimaltemperatur nicht unterschritten wird.
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Das Wärmeübertragungselement kann statt aus einem einfachen Rohr
30 mit daran anschließenden Kanälen 35 auch in der Form der Abb. 5 ausgeführt
werden, so daß es zu einem Kreislauf des im Element eingeschlossenen Mittels im
System kommt. Gleiche Bezugszeichen haben die gleiche Bedeutung wie in den Abb.
3 und 4. Zum Unterschied gegen Abb.3 ist die Leitung 3o hier ein wenig geneigt angeordnet,
jedoch zweckmäßig nur so wenig, daß der Inhalt überall frei, ohne unter dem Druck
von Flüssigkeitssäulen zu stehen, kochen kann, Der obere Teil der Kanäle 35 ist
ferner mit dem entgegengc, setzten Ende des Rohres 3o durch eine besondere Leitung
38 für die im Rohr 30 entwickelten Dämpfe verbunden. Diese Leitung 38 führt
die sich im Rohr 30 im Betrieb bildenden Dämpfe über den halbkreisförmigen
Hohlkörper 34a zum Kondensator des Wärme-Übertragungselementes, der aus den Kanälen
35 gebildet wird, von wo das Kondensat zum Rohr 30 zurückläuft.
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In Abb.6 ist eine Ausführungsform der Erfindung schematisch dargestellt,
die sich gleichfalls für große Anlagen eignet, bei denen aber der zu kühlende Raum
nicht aus einer Einheit besteht, sondern in mehrere Einzelräume unterteilt ist.
Dies kommt z. B. in Frage, wenn man für ein Wohnhaus mit mehreren Mietsparteien
eine zentrale Kälteanlage vorsehen will, deren Leistungen in den einzelnen Wohnungen
abgenommen werden sollen. Mit 4 ist wieder der Verdampfer einer größeren, den Bedarf
des ganzen Wohnhauses deckenden Kälteanlage bezeichnet, der beispielsweise im Dachgeschoß
des Hauses untergebracht und gut nach außen wärmeisoliert ist (Isolation nicht dargestellt).
Der Verdampfer 4 kühlt den schematisch als Rohrschlange 4o dargestellten Kondensator
des Wärmeübertragungselementes gemäß der Erfindung, das in diesem Fall aus einer
Mehrzahl von der Abb. 5 ähnlichen Zirkulationssystemen besteht, die je zu in den
einzelnen Wohnungen befindlichen Kühlstellen, z. B. Kühlschränken in den Küchen,
geführt sind. An den Kondensator 4o schließt eine Flüssigkeitsleitung 41 an, die
durch das Haus geführt ist und von der Abzweigungen 42, 43 zu in den einzelnen Wohnungen
stehenden Kühlschränken B, C geleitet sind. In diesen Schränken ist je ein Verdampfer
44 beliebiger bekannter Form enthalten, die schematisch in der Abbildung als einfache
Rohrschlangen dargestellt sind. Von diesen Verdampfern führen Leitungen 45, 46 für
die entwickelten Dämpfe zu einer Hauptleitung 47 für die im Hause entwickelten Dämpfe
zum oberen Teil des Kondensators 40 zurück. Zweckmäßig ist es dabei, vor jeden Einzelverdampfer
44 in den Wohnungen ein schematisch dargestelltes Ventil 48 zu legen, so daß jeder
Hausbewohner auf Wunsch seinen Kühlschrank an- und abstellen kann.
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Die Verbindung zwischen Kondensator 40 und Verdampfer 4 ist in diesem
Fall beliebig. Der Kondensator kann z. B. auch fest mit denn Verdampfer verlötet,
verschweißt oder in ihn eingegossen sein. Der Anschluß des eigentlichen Wärmeübertragungselementes
erfolgt in diesem Fall durch lösbare Flanschen 49, die ein leichtes Montieren der
Gesamtanlage ermöglichen.
In den Abb. 7 und 8 ist in Draufsicht
und von oben gesehen eine weitere Ausführungsform der Erfindung gezeigt, die sich
für den gleichen Zweck des Kältetransports in größeren Kühlschränken wie die Abb.3
bis 5 besonders eignet. Sie unterscheidet sich von der Abb. 5 im wesentlichen dadurch,
daß die Kühlrippen durch größere Kühlflanschen oder Strahlrippen ersetzt sind, an
denen die Verdampfer eines oder mehrerer Wärmeübertragungselemente beispielsweise
festgelötet oder in sie eingegossen sind, so daß ein guter Wärmeübergang entsteht.
Gleiche Bezugszeichen haben die gleiche Bedeutung wie in der Abb. 5.
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In geringem Abstande neben dem System 30, 35, 38 ist im Verdampfer4
ein zweites ähnliches System 39 von zweckmäßig etwas geringerer Länge angebracht.
Zwischen diesen beiden Systemen ist dann eine Strahlrippe 29 in Form einer großen
Platte eingesetzt, die mit beiden Systemen in gut wärmeleitender Verbindung steht.
Die Strahlungsrippe 29 kann beispielsweise aus Kupfer oder Aluminium bestehen und
mit beiden Systemen durch Lötung o. dgl. verbunden werden. Um den Wärmeübergang
von der Platte auf die Systeme möglichst gut zu machen, ist es zweckmäßig, dem System
39 eine geringere Länge zu geben und den Verdampferteil3o des längeren Systems auf
der Strecke, wo die Platte 29 vom System 39 berührt wird, etwas von der Platte abzubiegen,
so daß hier keine wärmeleitende Verbindung zwischen den beiden letztgenannten Teilen
besteht. Der innere Teil der Platte 29 wird dann also vom System 39, der äußere
Teil der Platte 29 vom System 30, 38, 35 gekühlt.
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Die Verbindung der Systeme mit der Strahlungsrippe kann auch dadurch
erfolgen, daß die Leitungen für die Systeme in breiteren Flanschen eingegossen sind.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellte Ausführung der Verbindung beschränkt.
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Die Abb.9 und ro zeigen von der Seite und von oben gesehen eine Ausführungsform,
bei der das Wärmeübertragungselement gemäß der Erfindung benutzt wird, um einen
besonderen Behälter, beispielsweise einen Speiseeisbehälter o. dgl., zu kühlen.
Der Behälter So von beispielsweise viereckigem Querschnitt aus beliebigem, gut wärmeleitendem
Material ist von einer Verdampferschlange 51 umwunden, die z. B. aus Kupfer
besteht und mit dem Behälter etwa durch Lötung, .Spritzguß o. dgl. in guter wärmeleitender
Verbindung steht. Der obere Teil der Verdampferschlange ist zu einer Sammelleitung
52 geführt, von der aus die entstandenen Dämpfe durch Leitungen 53 durch den Hauptverdampfer
4 des Kälteapparates umgebenden Kühlkörper 36 hindurchtreten, in denen sie kondensieren.
Däs Kondensat läuft in den Sammelbehälter 54 hinab, an den der untere Teil der Verdampferleitung
5 i angeschlossen ist.
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Die Füllung und Arbeitsweise der Vorrichtung entspricht denen der
vorstehend beschriebenen Abbildungen. Es ist naturgemäß nicht erforderlich, daß
der zu kühlende Behälter, wie dargestellt, in unmittelbarer Nähe des Hauptverdampfers
angebracht ist; er kann auch in größerer Entfernung vom Verdampfer q. angeordnet
sein, wozu dann nur die die Systemschlange 5 i mit den Sammelbehältern 52 und 54
verbindenden Leitungen verlängert werden müssen.
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Abb. r z zeigt eine Abänderung der in Abb. 9 gezeigten Ausführungsform,
insofern die Systemschlange 5 i der Abb. 9 nicht um den Behälter So herumgewickelt,
sondern das ganze Wärmeübertragungssystem in einen einzigen Block, z. B. aus Aluminium,
eingegossen ist. Der Behälter besteht in diesem Fall aus einem gegossenen Block
55, der sich mit seiner einen Seite der Form des Hauptverdampfers q. des Kälteapparates
anschmiegt, an dem er wieder mittels Schellen o. dgl. befestigt wird. Eingegossen
in den Block sind ferner drei in sich geschlossene Leitungs-oder Rohrsysteme 56,
57, 58, die Wärmeübertragungselemente gemäß der Erfindung darstellen. Diese Systeme,
die beim Guß des Blockes 55 eine C)ffnung behalten, werden danach wieder mit einer
verdampfbaren Flüssigkeit gefüllt und die Füllöffnung dann durch Punktverschweißung
oder, wie in der Abbildung am untersten System gezeigt, mit einer Verschlußschraube
59 verschlossen.
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In den Abb. z2 und 13 ist eine Ausführungsform der Erfindung
gezeigt, bei der das Wärmeübertragungselement dazu dient, Eisstücke in größeren
Abmessungen zu erzeugen. Hierzu dient eine mit geeignetem Handgriff versehene Schale
6o, die zweckmäßig aus gegossenem Aluminium oder Aluminiumlegierung besteht und
in die ein Rohr 61 oder mehrere derartige Rohre eingegossen oder eingebohrt sind.
Rohr 61 ist etwa bis zur Hälfte seines Querschnitts nach Evakuierung mit einer verdampfbaren
Flüssigkeit gefüllt und am Ende mit einer Verschlußschraube 32-o. dgl. abgeschlossen.
Die Eisschale steht auf einer Kupfer- oder Aluminiumplatte 62, die ihrerseits mit
dem Kühlkörper 36, der den Hauptverdampfer q. umfaßt, gut wärmeleitend verbunden
ist oder aus einem Stück mit dem Kühlkörper besteht.
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Da die Stelle des Rohres 61, die dem Hauptverdampfer q. am nächsten
liegt, der kälteste Teil der Eisschale 6o werden muß, während die Temperatur am
Handgriff höher
ist, tritt an der letztgenannten Stelle des Rohres
61 ein Sieden der Flüssigkeit ein; deren Dämpfe an der kälteren, dem Verdampfer
4 nahegelegenen Stelle wieder kondensieren. Hierdurch findet ein beschleunigter
Transport größerer Wärmemengen von den der eigentlichen Kältequelle fernab gelegenen
Teilen der Schale 6o zur Kältequelle statt.
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Statt dies System in die Eiskästchen selbst einzugießen, kann man
es auch unter oder in die Platte 62 verlegen, so daß der Wärmetransport mittels
des Wärmeübertragungselementes entlang der Platte erfolgt und die gesamte Wärme
von der Eisschale auf die von ihr berührten Plattenteile übertragen -wird.
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In der Abb. 14 sind zwei Ausführungsformen der Erfindung gezeigt,
die sich besonders zur schnellen Tiefkühlung von Eßwaren oder Flüssigkeiten in Haushaltskühlschränken
o. dgl. eignen. Der Hauptverdampfer des Kälteapparates 4 ist.wieder von einem Aluminiumgußblock
36 umgeben, der Kästchen für Eisherstellung trägt und an seinem einen Ende mit Kühlrippen
65 zur Kühlung der Schrankluft versehen ist. Der Aluminiumkühlkörper 36 ist mit
einer oder mehreren Ausnehmungen 66, 67 versehen, in die Wärmeübertragungselemente
gemäß der Erfindung eingesetzt -werden können. Das Festhalten der Elemente im Kühlkörper
kann beliebig erreicht werden, beispielsweise, wie bei 68 gezeigt, mittels Baj onettverschluß.
69 stellt ein solches Wärmeübertragungselement dar, das an seinem unteren Ende mit
Kühlrippen 7o versehen ist, um die Wärme von dem zu kühlenden Gegenstand, in den
es eingetaucht wird, besser aufnehmen zu können. Das leichte Einsetzen und Abnehmen
dieser Elemente ist von besonderer Wichtigkeit, um sie leicht reinigen zu können
oder Elemente für verschiedene Zwecke und Temperaturen einsetzen zu können. Das
untere Ende des zweiten dargestellten Elementes 71 ist als Schlange 72 ausgebildet,
die im Innern eines von einer Isolationsschicht 73 umkleideten Hohlraumes liegt.
Dieser Hohlraum hat beispielsweise derartige Abmessungen, daß er leicht eine Flasche
o. dgl. aufnehmen kann. Der von der Isolationsschicht 73 umschlossene Raum ist zweckmäßig
von unten durch eine Klappe 74 o. dgl. zugänglich. Doch kann die Schlange 72 naturgemäß
auch so ausgebildet -werden, daß der Zutritt zum Raum von der Seite aus erfolgt.
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In der Abb. 15 ist eine Ausführungsform gezeigt, bei der das Wärmeübertragungselement
gemäß der Erfindung dazu benutzt wird, Wärme von wärmeabgebenden Apparatteilen fortzuführen,
beispielsweise um den Kondensator und/oder den Absorber eines Kälteapparates zu
kühlen. Es ist dies besonders vorteilhaft, wenn man kein Kühlwasser zur Verfügung
hat, so daß man die vom Apparat abzugebende Wärme nicht am Ort der Aufstellung des
Apparates, z. B. in der Küche eines Haushaltes, los -wird, sondern sie ins Freie,
an die Atmosphäre abgeben muß. Oder auch in Fällen, wo man nur über wenig Kühlwasser,
verunreinigtes Wasser oder Wasser, dessen chemische Beimengungen Korrosionen verursachen,
verfügt. Durch Beimischung eines Hilfsgases in das System ist es auch hier wieder
möglich, die Temperatur des Kondensators oder Absorbers auf einer bestimmten Höhe
zu halten.
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Eine solche Anlage ist in der Abb. 15 schematisch dargestellt. In
ihr bezeichnet A einen Kühlschrank, der mittels eines mit druckausgleichendem Gas
arbeitenden Kälteapparates gekühlt wird. Der Apparat besteht im wesentlichen aus
dem beliebig beheizten Kocher E, Abscheider F für die Dämpfe -des Absorptionsmittels,
Kondensator G, Absorber H, dem zum nicht dargestellten, im Innern der Schrankisolation
liegenden Verdampfer führenden Temperaturwechsler für das Hilfsgas bzw. die Gasmischung
I, dem Temperaturwechsler K für die arme und -reiche Absorptionslösung und der Fördervorrichtung
für die Absorptionslösung L. Der Absorber H ist mit einer Kühlschlange o. dgl. 9o
umgeben, die sich als Schlange 9i um den Kondensator C fortsetzt. Diese Schlangen
o. dgl. sind durch lösbare Verbindungen, z. B. durch Verschraubungen 92, 93, mit
einem Leitungssystem 94, 95 verbunden, das an einer räumlich über dem Absorber bzw.
Kondensator gelegenen Stelle zweckmäßig zur Vergrößerung der -wirksamen Oberfläche
zu einer Schlange 96 ausgebildet ist. Diese Schlange wird, wie für eine Leitung
in der Abbildung dargestellt, bei Luftkühlung zweckmäßig mit Kühlflanschen versehen
und etwa auf der Nordseite des Hauses im Freien oder auch in einem natürlich oder
künstlich ventilierten Schacht angebracht, wo sie der Kühlung durch die Atmosphäre
besser ausgesetzt ist, als in der Küche oder dem Raum, in dem der Kühlschrank steht.
Doch kann diese Schlange auch, wie in der Abbildung dargestellt, unbedenklich durch
verunreinigtes Kühlwasser berieselt oder in anderer Weise gekühlt werden, da das
chemisch oder mechanisch verunreinigte Wasser jetzt keine wesentlichen Apparatteile
beschädigen kann. Die mit ihm in Berührung kommenden Teile sind vielmehr leicht
zugänglich von außen, schnell und gut zu reinigen und leicht auswechselbar. Die
Berieselungsvorrichtung kann in bekannter Weise z. B. aus einem mit feinen Löchern
97 versehenen Rieselbehältet
98 bestehen, aus dem die Kühlflüssigkeit
über die Schlange 96 hinab in einen Sammelbehälter 99 fließt, der zweckmäßig mit
einem Überlaufrohr Zoo versehen ist. Eine kleine Pumpe 1o1 sorgt für die Rückführung
des Kühlwassers aus dem Behälter 99 zum Rieselbehälter 98 in den Fällen, in denen
mit Kühlwasser gespart werden muß. Durch eine Zulaufleitung io2 wird das bei der
Kühlung der Schlange 96 verdunstete Wasser wieder ersetzt, was sich von Hand oder
automatisch leicht durch öffnen eines Ventils 103 in dieser Zulaufleitung io2 erreichen
läßt.
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In den Abb. 16 und 17 ist eine besonders einfache Verbindung zwischen
der eigentlichen Kältequelle und dem Wärmeübertragungseleinent gezeigt. Mit q. ist
wieder der Verdampfer eines mit druckausgleichendem (aas arbeitenden Absorptionskälteapparates
bezeichnet. In diesen tritt durch eine Leitung io5, die durch den Gasteinperaturwechsler
io6 und die Leitung 107 für das vom nicht dargestellten Absorber zurückkommende
Hilfsgas geführt ist, das verflüssigte Kältemittel ein. Das Kältemittel rieselt
über im Verdampfer enthaltene, mit Durchtrittsöfinungen versehene Platten io8 hinab
und verdampft dabei in das Hilfsgas. Im oberen Teil des Verdampfers, in dem diese
Verdampfung in noch nicht mit Kältemitteldämpfen beladenes Hilfsgas erfolgt, sind
die auftretenden Temperaturen am niedrigsten, und dieser Verdampferteil ist daher
mit einem Kühlkörper 5 aus Aluminiumguß umgeben, der mit Ausnehmungen zur Aufnahme
von Kästchen iog für die Eiserzeugung versehen ist. Das sich bildende Gasgemisch
tritt durch Leitung iio zum Gastemperaturwechsler io6 zurück und von dort zum Absorber,
in dem die Kältemitteldämpfe aus der Mischung wieder absorbiert werden, worauf das
vom Kältemittel befreite Hilfsgas wieder durch den Wechsler io6 zum Verdampfer zurückkehrt.
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Der mittlere und untere Teil des Verdampfers .4 ist von einem aus
gut wärmeleitendem Material, beispielsweise Kupfer oder Aluminium, bestehenden Körper
umgeben, der, wie Abb.17 zeigt, aus zwei backenartigen Halbschalen i i i und 112
besteht, die durch Schrauben, Bolzen o. dgl. 113 auf dem Verdampfer zusammengedrückt
werden können, so daß ein guter Wärmeübergang zwischen dem Verdampfer und den Schalen
entsteht. Unter Umständen kann der Wärmeübergang noch durch Verlötung o.dgl. verbessert
werden. -Zwischen die linken Backen der Schalen i i i, i 12 ist der den Kondensator
darstellende Teil des Wärmeübertragungselementes 114 einfach eingeklemmt oder, falls
die Backen mit dem Verdampfer nicht verlötet sind, in andere gut wärmeleitende Verbindung,
z. B. durch Lötung, gebracht. Das Wärmeübertragungselement besteht aus einem einfachen
Rohr geeigneten Ouerschnittes, das an seinem waagerecht verlaufenden, die Raumluft
eines Kühlschrankes kühlenden Teil mit Kühlrippen i 15 versehen ist. Sein senkrecht
verlaufender Kondensatorteil, der von den Backen der Schalen i i i, i 12 umfaßt
wird, ist einfach nach oben abgebogen. Das Wärineübertragungselement 114 ist wieder
mit einer verdampfbaren Flüssigkeit bis etwa zur Hälfte des Ouerschnittes seines
waagerecht verlaufenden Teiles von der Füllöffnung 116 aus und, falls erwünscht,
um eine bestimmte Temperatur zu halten, noch mit einem nichtkondensierenden Zusatzgas
unter bestimmtem Druck gefüllt.
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Diese Art der Verbindung zwischen Kältequelle q. und Wärmeübertragungselement
114 ist besonders einfach und billig und bietet dabei noch den besonderen Vorteil,
daß sich verschiedene Wärmeübertragungselemente für verschiedene Haushaltszwecke
leicht auswechseln lassen. Zweckmäßig wird, wenn eine Auswechslung erwünscht ist,
der auszuwechselnde Teil statt, wie dargestellt, mit Schrauben und Muttern, mit
einer der bekannten noch leichter lösbaren Verriegelungs-oder Klemmvorrichtungen
versehen. Der Querschnitt des Schalenmaterials, über das der Wärmeübergang zwischen
Verdampfer und Wärmeübertragungselement erfolgt, wird derart groß gewählt, daß alle
vom Wärmeübertragungselement an den Verdämpfer abzuführende Wärine leicht ohne stärkeres
Temperaturgefälle übergeht.