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Verfahren und Vorrichtung zum Betriebe von Absorptionskälteapparaten
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betriebe von Abso.rptionskälteapparaten.
Die Erfindung bezweckt, die Regelung der Kälteleistung des Kälteapparates zu vereinfachen,
ein Schnellfrieren von Eis zu ermöglichen und ein besonders praktisches und neuartiges
Abtauen des Kühlkörpers bzw. Verdampfers zu schaffen bz«-. die Beeisung des Kühlkörpers
vollständig zu vermeiden.
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Die Erfindung benutzt hierzu ein während des Betriebes des Kälteapparates
selbsttätig sein Umlaufsmittel speicherndes Verdampfungs- und Kondensationssystem
mit mehreren Temperaturstufen. Erfindungsgemäß wird dieses Hilfssystem derart geschaltet,
daß das zwischen einem Hilfskocher einer mittleren Temperaturstufe im Kühlraum und
einem mit dem Kühlkörper bzw. Verdampfer des Absorptionskälteapparates im Wärmeaustausch
stehenden Kondensator tiefster Temperaturstufe laufende Mittel nach Erreichen einer
bestimmten, vorzugsweise willkürlich einstellbaren, in einem Speicher, beispielsweise
im Kondensator des Umlaufsmittels, gespeicherten Menge des im Verdampfungs- und
Kondensationssystem enthaltenen Mittels zum Überlauf vom Speicher in einen Hilfskocher
der höchsten Temperaturstufe gebracht und dort verdampft wird, worauf der hier gebildete
Dämpf durch die Verdampferkälte des Absorptionskälteapparates wieder kondensiert
wird.
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Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung, in der einige Ausführungsformen
der Erfindung beispielsweise dargestellt sind,
nachfolgend näher
beschrieben, wobei weitere kennzeichnende Merkmale der Erfindung sich ergeben werden.
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Es zeigen: Fig. i eine schematische Darstellung einä durch einen wärmebetriebenen
Kälteapparat gekühlten Kühlschranks mit rogelbarer Kälte-Leistung des Kühlkörpers,
Fig. 2 bis 4. Einzelheiten von drei verschiedenen Ausführungsformen der Regelvorrichtung
des Kälteapparates gemäß Abb. i in schematischer Darstellung, Fig.5 und 6 weitere
Ausführungsformen der Erfindung.
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In der Fig. i ist mit 1o die Wandung eines Kühlschrankes bezeichnet,
dessen durch eine nicht dargestellte Tür schließbare Türöffnung mit i i bezeichnet
ist. Für den Einbau des Kühlkörpers 13 ist eine Öffnung 12 in der hinteren Schrankwand
vorgesehen, die nach dem Einbau durch ein Wärineisolationsstück geschlossen wird.
Der Kühlkörper 13 ist durch eine in ihm eingebaute, nicht dargestellte Verdampferschlinge
gekühlt, die u. a. durch eine Leitung 14 mit dem nicht dargestellten Kondensator
eines wärmebetriebenen Kälteapparat 1 5 verbunden ist. Ferner ist mit
17 der Kocher des -%värmebetriebenen Kälteapparates bezeichnet, der im Innern
einer Wärmeisolation 16 eingebaut und in üblicher Weise mit einem Schornstein i8
versehen ist. An oder gegebenenfalls teilweise innerhalb der Wandung des Kühlkörpers
13 ist eine Rohrschlinge 2o angebracht, die z. B. durch Löten, Schweißen oder Eingießen
mit der Wandung des Kühlkörpers gut wärmeleitend verbunden ist. Das obere Ende der
Schlinge 2o ist mit dem Dampfrohr 2i eines ersten Hilfskochers 22 verbunden, und
das untere Ende der Schlinge 2o kommuniziert mit dem einen Schenkel i9 eines umgekehrten
U-Rohres 23, dessen zweiter Schenkel mit einem Behälter 2.4 kommuniziert. Am Boden
dieses Behälters mündet das Dampfrohr 25 eines zweiten Hilfskochers 26, der in der
Isolation 16 des Kochers 17 des Kälteapparates angeordnet ist. Von dem linken Schenkel
i9 des umgekehrten U-Rohres-23 ist ein nveites umgekehrtes U-Rohr 28 von engerem
Durchmesser abgezweigt, und zwar von einer Stelle 27, die oberhalb der Einmündung
der Schlinge 20 liegt. Der rechte Schenkel des U-Rohres 28 endet in einer Rohrspirale
29, die im Behälter 24 angeordnet ist und bei 30 in- diesen Behälter mündet.
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Die beiden Hilfskocher 22 und 26 mit den angeschlossenen Leitungen
bilden an sich zwei Verdampfungs- und Kondensationssysteme, die jedoch durch die
als Kondensator wirkende Schlinge 2-ö miteinander kommunizieren. Diese Kondensatorschlinge
2o muß während des Betriebes des Kälteapparates wegen ihrer 'Verhindung mit dem
Verdampfer stets eine niedrigere Temperatur haben als jeder der beiyden Hilfskocher
22 bis 26.
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@;s sei angenommen, daß im System ein ver-::1fnpfbares Wärmeübertragungsmittel
in be-.'stinmter, im folgenden näher beschriebener Menge eingefüllt ist. In dem
dargestellten Ausführungsbeispiel kann z. B. Äthylalkohol oder Glycerin eingefüllt
sein, nachdem das System evakuiert worden ist. Die Temperatur des Kühlkörpers 13
und die der Schlinge 2o sei z. B. - io° C. Die Temperatur im Kühlraum sowie am Hilfskocher
22 ist beispielsweise -r- 6° C, während die Temperatur des zweiten Hilfskochers
26 -f- 70° C ist. Der Hauptteil des ursprünglich im ersten Hilfslocher 22 angenommenen
Übertragungsmittels sei bereits verdampft, sein Dampf also durch die Dampfleitung
21 nach dem Kondensator 20 gelangt, wo er bei der niedrigen Temperatur dieser Schlinge
kondensiert. Die Schlinge 2o, das Rohr i9 und der linke Schenkel des U-Rohres 28
füllen sich also allmählich bis zum Flüssigkeitsniveau I. Durch das Verdampfen weiterer
Flüssigkeitsmengen aus dem Hilfskocher 22 steigt dieser Spiegel, bis er den überlauf
des U-Rohres 28 erreicht. Da nun dieses U-Rohr 28 und die Rohrspirale 29 einen so
engen Querschnitt haben, daß Dampf und Flüssigkeit aneinander nicht vorbeitreten
können, so bewegt sich die Oberfläche der Flüssigkeitssäule im Rohr 28, ohne die
Säule zu zerreißen, durch den schwach geneigten oberen Teil des U-Rohres und dann
abwärts durch den rechten Schenkel des genannten Rohres. Die Säule bewegt sich nun
unter Beschleunigung weiter abwärts, da das U-Rohr 28 als Heber wirkt. Die in diesem
Rohr und in den anderen Leitungen oberhalb der Abzweigstelle 27 stehende Flüssigkeitsmenge
sucht nun durch die Spirale 29 in den Behälter 24. hineinzufließen. Ein ungestörtes
überlaufen der Flüssigkeit ist durch das als Entlüftungsleitung dienende U-Rohr
23 sichergestellt. Die Spirale 29 hat den Zweck, das Austreten der Flüssigkeit in
den Behälter 24. zu verzögern. Sobald nämlich der erste Flüssigkeitstropfen in den
Behälter 24 und weiter durch das Rohr 25 in den zweiten Hilfskocher 26 gelangt ist,
verdampft er, wobei der Druck im Hilfskocher 26, im Behälter 24. und im U-Rohr 23
steigt. Da im allgemeinen beim Eintritt der ersten Flüssigkeitstropfen der Hilfskocher
26 verhältnismäßig heiß ist, steigt der Druck im allgemeinen plötzlich, was ein
Nachlaufen ,veiterer Flüssigkeit leicht hindert. Durch entsprechende Bemessung der
Spirale 29 kann jedoch sichergestellt werden, daß, bevor der erste Tropfen aus der
Spirale 29 in den Kocher 26 gelangt, die zum Abtauen des Verdampfers
erwünschte
Flüssigkeitsmenge für den Hilfskocher 26 sichergestellt wird. Zweckmäßig wird die
Spirale 29 und der Anschlußpunkt 27 an die Leitung i9 derart gewählt, daß bei vollgelaufener
Spirale der Spiegel im Schenkel i9 gerade bis zur Abzweigstelle 2/-gesunken ist.
Wenn dann durch Verdampfung des ersten überlaufenden Tropfens die Drucksteigerung
einsetzt, wird die Flüssigkeitssäule im U-Rohr 28 und in der Spirale 29 auf beiden
Seiten, nämlich an der Mündung 30 der Spirale im Behälter 2.4 und auch an
der Mündung 27 des U-Rohres 28, dem gleichen Druck ausgesetzt. Das Aushebern der
Flüssigkeit in den Behälter 2a:'. und weiter in den Hilfskocher 26 kann daher ungestört
weiter stattfinden. Die Dampfdrucksteigerung bewirkt aber, daß der Spiegel im Schenkel
i9, der gerade bis zur Abzweigstelle 27 gelangt war, weiter sinken muß, und zwar
wird die Flüssigkeit, die noch in der Schlinge 2o steht, hochgedrückt und läuft
am oberen Ende der Schlinge in die Leitung 21 über, weil im ersten Hilfskocher 22
der Druck jetzt wesentlich niedriger ist als im heißen zweiten Hilfsl=ocher 26.
Alle Flüssigkeit aus der Kondensatorsehlinge 20 gelangt somit zurück in den ersten
Hilfskocher 22. Die Menge, die in dieser Weise zurückgedrückt wird, ist, wenn der
Inhalt der Schlinge 20 selbst verhältnismäßig klein ist, vor allem abhängig von
dem Rauminhalt des unterhalb der Abzweigstelle 27 liegenden Teils des Schenkels
i9. Die durch das U-Rohr z8 zum zweiten Hilfskocher 26 übergeheberte Flüssigkeitsmenge,
die durch den Inhalt der Spirale 29 und der Leitung 28 bestimmt ist, wird nun im
zweiten Hilfskocher 26 kochend gehalten durch Wärme, die vorn Kocher 17 des Kälteapparates
über die Isolation 16 zum zweiten Hilfskocher 26 gelangt. Die Dämpfe strömen durch
den Behälter 24, das U-Rohr 23, den Schenkel 19 und in die Schlinge 2o, -wo sie
unter Freigeben von Kondensationswärme kondensieren. Da nun diese Schlinge in wärmeleitender
Verbindung mit der Oberfläche des Kühlkörpers 13 angeordnet ist, steigt die Temperatur
dieser Oberfläche, so daß dort etwa vorhandenes Eis rasch abschmilzt. Das Schmelzwasser
tropft in eine Sammelschale 31 herunter und fließt im Ausführungsbeispiel durch
eine Leitung 32 in eine Verdampfungsschale 33, die durch den Kragen 34 in wärmeleitender
Verbindung mit dem Schornstein 18 des Hauptkochers 17 angeordnet ist. Ein Teil,
zumal der Hauptteil, des während der Kochperiode des Hilfskochers 26 sich in der
Schlinge 2o bildenden Kondensats wird wegen des Überdrucks, der im Hilfskocher 26
gegenüber dem Hilfskocher 22 herrscht, hochgedrückt und gelangt somit durch die
Leitung 21 in den Hilfskocher 22 zurück. Da ein Zurücktreten von Kondensat in den
Hilfskocher 26 nicht möglich ist, kocht dieser Hilfskocher verhältnismäßig schnell
trocken, wobei der Druck allmählich abnimmt. Er erreicht bald im wesentlichen den
durch die Temperatur des Kühlkörpers 13 bestimmten Betrag. Der Druck im Kocher 22
wird auch, sobald der Hilfskocher 26 trocken gekocht ist, wieder allein von der
Temperatur des Kühlwassers 13 bestimmt. Das Fallen des Dampfdruckes in der Schlinge
20 wegen ihrer abnehmenden Temperatur bewirkt, daß die in den Hilfskocher 22 zurückgedrückte
Flüssigkeit wieder zum Verdampfen kommt, wodurch eine neue Kochperiode dieses Kochers
eingeleitet ist. Seine Dämpfe kondensieren wieder in der Kondensatorschlinge 20
und füllen diese auf, bis wieder das. Kondensat zur Spirale 29 überläuft und sich
das Spiel wiederholt.
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Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung kann nun der Hilfskocher
22 derart im Schrank angebracht bzw. von der Kühlraumluft etwa durch eine leichte
Umhüllung derart isoliert sein, daß die ihm zugeführte Wärmemenge erst nach einer
verhältnismäßig langen Zeit denjenigen Betrag erreicht, der erforderlich ist, um
durch Rückkondensation seiner Dämpfe die Schlinge 20 bis zum Überlauf zu
füllen. Man kann dem Hilfskocher 22 so wenig Wärme zuführen und die Abmessungen
der Apparatteile derart wählen, daß beispielsweise erst alle 2:1 Stunden ein Überlaufen
zum Kocher 26 erfolgt, insbesondere wenn man eine Flüssigkeit in das System einfüllt,
deren Dampfdruck in dem im Schrank vorhandenen Temperaturbereich niedrig ist. Andererseits
kann man die Wärmeleitung zwischen dem zweiten Hilfskocher 26 und dem Hauptkocher
17 des Kälteapparates derart groß bernes.sen, daß trotz der Schwerflüchtigkeit des
Übertragungsmittels die übergelaufene Flüssigkeitsmenge schon nach einigen Minuten,
z. B. in 3 bis io Minuten, verdampft ist und dabei die für das Abschmelzen des während
24. Stunden entstandenen Eisbelages am Kühlkörper 13 erforderliche Wärmemenge überträgt.
Bei dem Abtauverfahren der Erfindung brauchen jedoch entsprechend der Wahl der Abtauperioden
überhaupt keine nennenswerten Eismengen am Verdampfer aufzutreten und damit auch
keine störenden Unterbrechungen der Kälteerzeugung entstehen. Da das System außerdem
ohne Thermostaten, Ventile und andere bewegliche Teile arbeiten kann, ist es äußerst
einfach und sicher im Betrieb und verlangt keinerlei Bedienung.
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Die Dauer der obenerwähnten Abtauperioden kann innerhalb weiter Grenzen
gewählt werden. Durch entsprechende Bemessung
der für den zweiten
Hilfskocher 26 verfügbaren Flüssigkeit läßt sich die während jeder Abtauperiode
auf den Kühlkörper 13 übertragene Wärmemenge auch beliebig groß machen. Bei der
fabrikmäßigen Herstellung von Kühlschränken, insbesondere von Haushaltskühlschränken,
empfiehlt es sich, das C'bertragungssystem derart auszubilden, daß es als Standardausrüstung
für alle Apparate hergestellt werden kann, wobei jede einzelne Einheit durch
einfache Umstellung auf durch verschiedene Betriebs- und Klimazustände bedingte
Betriebsverhältnisse abgestellt werden kann.
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Um dies zu ermöglichen, kann das Cbertragungssystem in der in der
Fig. 2 schematisch dargestellten Weise ausgebildet sein. Die Bezeichnungen der Fig.
2 entsprechen denen der Fig. i. Außerdem ist mit 46 ein in den Schenkel i9 eingeschalteter
besonderer Flüssigkeitsspeicher bezeichnet, der u. a. die Aufgabe hat, größere Flüssigkeitsmengen
für den Überlauf zu speichern. Das U-Rohr 28 der Fig. i ist bei der Ausführungsform
nach Fig. 2 zu einer Doppelspirale 4o ausgebildet und aus einem elastisch biegsamen
`@ erkstoft hergestellt, z. B. aus Kupfer-Beryllium oder Kupferbronze. Die Spirale
ist in einem Gehäuse -.i eingebaut, durch dessen Boden 4.2 die beiden Rohre der
Doppelspirale durchgeführt sind. Im Deckel 43 des Gehäuses ist eine Schraube 44
eingesetzt, die unter Vermittlung einer Platte 45 die Spirale unter Spannung setzt.
Durch Drehen der Schraube kann die Lage des höchsten Punktes der Spirale und damit
des Überlaufpunktes geändert werden. Die Schraube kann vorzugsweise mit einer nicht
dargestellten Anzeigevorrichtung verbunden sein, durch deren Stellung die von der
Höhe der Spirale abhängige Arbeitsweise abgelesen werden kann. Die Lage der Überlaufstelle
6o der Spirale ist u. a. für die Länge der Zwischenzeit zweier Abtauperioden maßgebend.
Wenn die Schraube .1q. hochgedreht wird, hebt sich die'>;:'berlaufstelle 6o. Sie
kann sogar so hoch verlegt werden, daß der Spiegel im Gefäß 4.6 überhaupt nie den
Überlaufpunkt erreicht. Dadurch ist die Abtauvorrichtung abgestellt, da, wie ein
Vergleich mit der Fi.g. i ergibt, der erste Hilfskocher 22 einfach leerkochen kann,
ohne daß die im Kondensator 2o und im Speicher.I6 angesammelte Flüssigkeit in ihn
zurücktreten kann. Dieser Zustand entspricht der Maximalkälteleistung des Kühlkörpers
13, die erwünscht ist, wenn man beispielsweise schnell Eis frieren will. Wird andererseits
die Schraube 44 nach unten geschraubt, so erreicht der Spiegel im Behälter 4.6 bzw.
im Schenkel i9 den Überlauf 6o in kürzerer Zeit als sonst. Die Zeit zwischen zwei
Abtauperioden wird dadurch verkürzt. Durch entsprechende Wahl des Durchmessers des
Speichers 46 kann die Empfindlichkeit der Regelvorrichtung 4o vergrößert oder verkleinert
«erden.
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Das Übertragungssystem gemäß Fig. 2 läßt Sich auch zum Regeln der
Kühlschranktemperatur verwenden, wenn man das System derart bemißt und die Schraube
.4:1 willkürlich derart einstellt, daß die Zwischenzeit zweier Abtauperioden verhältnismäßig
kurz, z. B. 1/2 Stunde, wird. Da bei jedem überlaufen dem Kühlkörper Wärme zugeführt
wird, wird seine mittlere Temperatur entsprechend erhöht, wenn man auf kürzere Zwischenzeiten
einstellt.
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Man kann, wie in den Fig. 3 und .4 schematisch dargestellt ist, auch
die Temperaturregelung selbsttätig machen. Die Bezeichnungen der Fig. 3 und 4. entsprechen
denen der bisherigen Abbildungen. Das U-Rohr 28 der Fig. i ist in der Fig. 3 zu
einem schräg stehenden umgekehrten. U-Rohr 5o ausgebildet, wobei das Rohr aus verhältnismäßig
dünnem, elastisch biegsamem Material hergestellt ist. Der obere Schenkel i9 des
U-Rohres ist bei 51 durch einen Zapfen o. dgl. unterstützt. An einer Stelle 52 zwischen
dem Zapfen und der Cberlaufstelle 6o ist der Schenkel i9 mit einem Thermostatbalg
53 mechanisch verbunden. Der Balg 53 gehört zu einem Thermostaten bekannter Art,
der durch die Leitung 55 mit dem Fühlkörper 54 kommuniziert. Durch die Längenveränderungen
des Balges 53 wird das U-Rohr um den UnterstÜtzungspunkt 51 um einen kleinen Winkel
gedreht, wobei die Veränderung der Höhenlage der überlaufstelle 6o um so- größer
wird, je größer das Verhältnis zwischen den Abständen 51, 6o zu 51, 52 gewählt ist.
Das System arbeitet grundsätzlich in der bereits mit Bezug auf Fig. i beschriebenen
Weise, indem die Abtauperioden selbsttätig eintreten, sobald der Spiegel im Gefäß
¢6 bis zum Überlaufen an die Stelle 6o gestiegen ist. Diesen gewissermaßen zwangsweise
eintretcnden pe-. riodischen Veränderungen im System sind die durch den Thermostaten
53, 54 leervorgerufenen Veränderungen überlagert, so daß eine Abkürzung oder eine
Verlängerung der Zwischenzeit zwischen zwei Kochperioden des zweiten Hilfskochers
26 hervorgerufen wird, je nachdem die Verdampfertemperatur zu niedrig bzw. zu hoch
ist mit Bezug auf die am Thermostaten eingestellte Temperatur.
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In der Fig. 4.4. ist eine praktischere Ausführungsform der Thermostatanlage
der Fig. 3 schematisch dargestellt. In ihr ist eine zusätzliche Flüssigkeitsverbindung
55 zwischen einem tiefliegenden Teil des Schenkels i9 und dem Hilfskocher 26 vorgesehen.
Dadurch
wird vor allem erreicht, daß es beim Ansprechen des in der
Verbindungsleitung 55 eingeschalteten thermostatgesteuerten Ventils 56 stets sichergestellt
ist, daß Flüssigkeit in der Kondensatorschlinge 2o und deren Speichersystem für
den Kocher 26 zur Verfügung steht. Bei dem Apparat nach Fig. 4 ist dadurch dem periodischen
Arbeiten der Abtauvorrichtung das Arbeiten eines davon unabhängigen normal arbeitenden
Thermostaten überlagert, der praktisch unabhängig von den Überlaufperioden entsprechend
der von ihm gesteuerten Temperatur Flüssigkeit zum Hilfskocher 26 treten läßt.
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Das >;Übertragungssystem der Erfindung läßt sich aber nicht nur für
das Abtauen und für die willkürliche und selbsttätige Regelung der Kühlschranktemperatur
benutzen, sondern ergibt außerdem noch die Möglichkeit, die Wärmeübertragung aus
der Kühlschrankluft auf den Kühlkörpern derart zu regeln, daß die Temperatur des
Kühlkörpers auch willkürlich erniedrigt werden kann. Der Kocher 22 im Kühlraum nimmt
nämlich beim Verdampfen seines Flüssigkeitsinhalts Wärme aus der Kühlraumluft auf
und überträgt diese auf den Kühlkörper 13. Man kann nun den Kocher 22 zu einem Raumkühler
ausbilden, indem man ihn vorzugsweise mit besonderen wärmeaufnehmenden Rippen versieht
bzw. seine Fläche in anderer bekannterWeisevergrößert. Zweckmäßig wird er dann in
Form einer Rohrschlinge an der Winterwand des Kühlraumes angeordnet bzw. in Form
einer ebenen Schlinge waagerecht unterhalb des Kühlkörpers 13 angebaut. Zweckmäßig
ist dabei seine Fläche so groß zu machen bzw. die eingefüllte Flüssigkeit so zu
wählen, daß die Temperatur der Oberfläche des Raumkühlers 22 nie unter o° C sinkt.
Dadurch wird eine Beeisung vermieden. Zweckmäßig kann er ferner so groß bemessen
sein, daß er an sich für die Kühlung des Kühlraumes .ausreicht, ohne daß zusätzliche
Kälte unmittelbar aus dem Kühlkörper 13 abgegeben zu werden braucht. In diesem Fall
kann dieser Kühlkörper 13 zu einem Tiefkühler ausgebildet und in einer Wärmeisolation
eingebaut sein, wodurch in ihm tiefere Temperaturen zu den Zeiten erreicht werden,
wo das Raumkühlsystem nicht arbeitet, sondern, wie unten beschrieben worden ist,
unterbrochen wird. Auch bei Verwendung des Hilfskochers 22 als Raumkühler empfiehlt
es sich, im allgemeinen das System als Abtauvorrichtung und Regelvorrichtung gemäß
den Fig.2 bis 4 auszubilden. Es ist beispielsweise dadurch möglich, die Raumkühlung
willkürlich oder th.ermostatisch völlig abzustellen und dadurch für kurze oder längere
Perioden die Temperatur des Kühlkörpers 13 besonders tief sinken zu lassen bzw.
den bei abgestellter Raumkühlung, aber fortdauernder Kälteerzeugung zur Verfügung
stehenden- Kälteüberschuß zu speichern. Wenn z. B. die Schraube 44 der Fig. 2 hochgeschraubt
wird, sammelt sich die Flüssigkeit im Behälter 46 und in der Schlinge 2o, ohne wieder
in den Kocher 22 zurückfließen zu können. Dadurch ist die Wärmeübertragung vom Kühlraum
auf den Tiefkühler 13 unterbrochen, dessen Temperatur dadurch sinkt, was beispielsweise
für das Eisfrieren günstig ist. Andererseits kann während besonders großer Belastungen
des Kühlraumes die Wärmeübertragung aus ihm vorübergehend gesteigert werden durch
einfaches Herunterschrauben der Schraube 44.
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Bei wärmebetriebenen Kälteapparaten, deren Wärmequelle schwer regelbar
ist (z. B. bei Ölbeheizung), empfiehlt es sich, den Tiefkühler mit einem Kältespeicher
oder Kältemittelspeicher zu versehen, in dem die Kältemittelmengen, die während
Zeiten thermostatisch abgestellter Raumkühlung dauernd zur Verfügung stehen, gespeichert
werden.
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In der Fig. 5 ist ein Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt,
bei dem der Hilfskocher 22' der Fig. i als ein mit Rippen 71 versehener Raumkühler
7o ausgebildet ist. Die Bezeichnungen der Fig. 5 entsprechen denen der bisherigen
Figuren. Das umgekehrte U-Rohr 28 der Fig. i hat in der Fig. 5 eine Überlaufstelle
72 und arbeitet im wesentlichen in der bereits beschriebenen Weise. Außerdem ist
an dem Schenkel i9 des umgekehrten U-Rohres 23 eine Abzweigung 73 vorgesehen, die
der Höhe nach zwischen der Mündung des Rohres 28 und der der Schlinge 2o an den
Schenkel i9 angeschlossen ist. Die Abzweigung stellt einen zu dem Überlauf 72 parallel
geschalteten regelbaren Überlauf dar, über den Flüssigkeit durch den Behälter 82
und Leitung 86 zum Raumkühler 7o zurückfließen kann. Dieser parallel geschaltete
Überlauf ist regelbar ausgebildet, weil die Leitung 73 in einen Balg 74 mündet,
dessen unterer Rand mit dem Boden des Behälters 82 dicht verbunden ist. Der obere
Rand des Balges 74 ist ringförmig ausgebildet und mit einem Loch 76 versehen, das
einen Überlauf in das Gefäß 82 und zur Leitung 86 bildet. Oberhalb des Ringes 75
ist ein zweiter Balg 78 vorgesehen, der durch eine Trennwand 77 von dem Balg 74
getrennt ist, durch eine Leitung 8o aber mit dem Kühlkörper 81 der Thermostatanlage
kommuniziert. Das geschlossene System 78, 8o, 81 enthält eine Flüssigkeit, die in
bekannter Weise durch Temperaturänderungen die Länge. des Balges 78 verändert. Die
obere Deckplatte 79 des Balges 78 drückt gegen eine Schraube 84, durch die der Abstand
zwischen der Platte 79 und dem Boden
des Gefäßes 82 verkürzt werden
kann. Mit der Platte 77 ist ein Verdrängungskörper 85 verbunden, derbeimEinschrauben
der Schraube 8¢ das innere Volumen und damit das Speicherungsvermögen des Balges
74. verändert. Gegebenenfalls kann der Verdrängungskörper auch durch eine eigene
justierschraube unabhängig von der Bewegung des Balges 78 betätigt werden.
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Die Anlage gemäß Fig. 5 arbeitet in folgender Weise: Bei der in der
Figur dargestellten Lage der Schraube 84 hat der Rauminhalt des Speicherbalges 74.,
jedenfalls bei der vorhandenen Kühlschranktemperatur, sein Maximum erreicht. Dieser
Inhalt ist dabei genügend groß, um zusammen mit den übrigen von Flüssigkeit gefüllten
Leitungen 2o, 19, 73 und teilweise 28 die gesamte Flüssigkeitsmenge aufzunehmen,
so daß der Raumkühler 70 leerkochen kann, ohne daß es weder durch den Überlauf 72
noch durch den Cberlauf 76 zum Überlaufen kommt. Dadurch ist also die Wärmeübertragung
aus dem Kühlraum auf den Verdampfer 13 unterbrochen. Wenn nun der Verdampfer 13
in eine Wärmeisolation eingebaut ist, können in ihm besonders tiefe Temperaturen
erreicht werden. Wenn der Verdampfer, wie bereits vorgeschlagen wurde, mit einem
Kältemittelspeicher verbunden ist, so kann in ihm der etwaige Überschuß an verflüssigtem
Kältemittel gespeichert werden. Es sei angenommen, daß in dieser Betriebsstellung
des Thermostaten das Flüssigkeitsniveau bei III steht. Um nun sowohl die Th,ermostatanlage
81, 80, 78 des Kühlraumes als auch die Raumkühlung wieder einzuschalten, wird die
Schraube 84. nach innen geschraubt, so daß der Verdrängungskörper 85 den Inhalt
des Balges 7:I teilweise verdrängt. Die Flüssigkeit aus diesem Balg läuft durch
das Loch 76 über und gelangt durch die Leitung 86 in den: Raumkühler 70 zurück.
Aus ihm verdampft sie unter Aufnahme von Wärme aus der Kühlraumluft,- kondensiert
wieder in der Schlinge 2o und gelangt durch die Leitung 73, den Balg 74.,
Überlauf 76 und Leitung 86 unbehindert zum Raumkühler 70 zurück. Dadurch sinkt die
Schranktemperatur und erreicht allmählich den erwünschten Betrag. Wenn sie aber
zu tief sinkt, zieht sich der Inhalt des Flüssigkeitssystems 81, 80, 78 zusammen,
wodurch die Länge des Balges 78 verkürzt und die des Balges 7:a. vergrößert wird.
Die überlaufstelle 76 nimmt daher eine höhere Lage ein, so daß zunächst wieder mehr
Flüssigkeit im Balg 74 gespeichert wird.
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Es sei nun angenommen, daß diese neue Lage der Überlaufstelle 76.
höher als die der Überlaufstelle 72 liege. Da sich mehr und mehr Flüssigkeit in
dem Schenkel 19 des U-Rohres 23 sammelt, steigt der Spiegel sowohl im Balg 74 als
auch im Rohr 28. Da aber die Überlauf stelle 72 zuerst vom steigenden Spiegel erreicht
wird, kommt es hier zum herlaufen, wobei die Flüssigkeit durch die Spirale 29, den
Behälter 24 und die Leitung 2 5 in den zweiten Hilfskocher 26 gelangt. Hierdurch
wird die Wärmeübertragung aus dem Kocher 17 des Kälteapparates auf den Kühlkörper
13 in Gang gesetzt, so daß die Temperatur des Kühlkörpers steigt und eine -,Nbtauperiode
einleitet. Wenn nun demzufolge die Kühlschranktemperatur wieder steigt, dehnt sich
der Inhalt des Balges 78 wieder aus, die Überlaufstelle 76 wird heruntergedrückt
und gelangt beispielsweise bis zum Niveau II. Da nunmehr die überlaufstelle 76 unterhalb
des Überlaufs 72 liegt, fließt die Flüssigkeit nur durch den Überlauf 76, so daß
weiteres Abtauen verhindert wird. Statt dessen setzt die Raumkühlung wieder ein.
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Bei der Anlage gemäß Fig. 5 ist also nicht nur eine Temperaturregelung
im Schrank möglich, sondern es ist auch ein selbsttätig eintretendes Abtauen des
Verdampfers und auch eine willkürlich regelbare Tiefkühlung möglich. Bei entsprechender
Bemessung der verschiedenen Überlaufstellen und Flüssigkeitsmengen kann man erreichen,
daß durch verschiedene Einstellung der Schraube 8.1. drei verschiedene Aufgaben
gelöst werden. Erstens kann man den Raumkühler 22 bzw. 70 ganz abstellen
und dadurch ein Schnellfriesen im Kühlkörper 13 erreichen. Zweitens kann man die
Temperatur im Kühlschrank selbsttätig regeln, indem man entweder kurze Perioden
des Raumkühlers 22 mit kurzen Perioden des Hilfskochers 26 wechseln läßt oder indem
man den Hilfskocher 26 ganz abstellt, und drittens kann man in beliebigen Zeitintervallen
ein selbsttätiges Abtauen des Kühlkörpers 13 bewirken, wobei es von besonderem Vorteil
ist, daß beim Einstellen des Systems auf Schnellfrieren das automatische Abtauen
selbsttätig zwangsweise unmöglich gemacht wird.
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Um zu verhindern, daß nach beendigter Tierkühlung, z. B. nach Frieren
eines Eiskästchens, die Zurückstellung der Schraube 4.4. auf Raumkühlung vergessen
wird, ist gemäß dem in der Fig. 6 schematisch dargestellten weiteren Ausführungsbeispiel
der Balg 78 mit einer Blockvorrichtung 92 verbunden, die das Herausnehmen des Eiskästchens
verriegelt. Die Schraube 84. der Fig. 5 ist durch einen Kolben 87 ersetzt, der bei
88 drehbar mit einem Gestänge 9o verbunden ist, die bei 9r an einem Zapfen 89 drehbar
gelagert ist. Am anderen Ende der Stange 9o ist eine Blattfeder 92 befestigt, die
etwa in U-Form gebogen ist und dessen oberes Ende zu einem Handgriff 94. ausgebildet
ist. In der in Fig. 6 dargestellten Lage drückt der rechte Schenkel
der
-Feder 92 gegen den Rand des Eiskästchens 93, wobei die Lage des Kolbens 87 derart
ist, daß das Speicherungsvermögen des Balges ; 4. (vgl. Fig. 5) ein Maximum ist.
Das Herausnehmen des Kästchens 93 kann erst erfolgen, wenn durch Drücken und Heben
der Handhabe 94 die Feder gehoben worden ist, bis sie um den Zapfen 95 geschnappt
hat. Durch das Heben der Feder sinkt aber unter Vermittlung der Stange 9o der Kolben
87 und drückt dabei die Platte 79 abwärts, so daß der Verdrängungskörper 85 (vgl.
Fig. 5) den Rauminhalt des Balges 74 verringert. Dadurch ist aber die Raumkühlung
wieder eingeschaltet.