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Kühlkörper Es ist bereits ein Eis- bzw. Kühlmittelbehälter bekannt,
der zwecks Vergrößerung seiner Kühlwirkung mit Wellen versehen ist, die so angeordnet
sind, daß ihre Erhebungen und Vertiefungen je einander gegenüberliegen (s. Abb.
3 und r1). Ein derartiger gewellter Behälter bietet zwar den Vorteil einer starken
Wärmeaufnahme während des Betriebes des Kühlschrankes, gewährleistet aber noch nicht
eine möglichst weitgehende Konstanthaltung dieser Kühlwirkung. In dem Maße, in dem
sich nämlich während des Auftauens die Oberfläche des eigentlichen Eiskörpers bzw.
der Kühlmittelmasse im Innern des Eis- bzw. Kühlmittelbehälters verkleinert, verringert
sich auch die Kühlwirkung des Behälters.
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Nun ist es vorteilhaft, dem Eis- bzw. Kühlmittelbehälter eine Form
zu geben, die gleichzeitig die Gewähr für eine möglichst große Konstanthaltung der
Kühlwirkung, d. h. eine möglichst große Oberfläche, und einen möglichst kleinen
Flächenverlust beim Auftauen des im Behälter enthaltenen Eises bzw. Kühlmittels
gibt.
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Ein Ausführungsbeispiel eines solchen F_is-bzw. Kühlmittelbehälters
ist in den Abb. i und a dargestellt.
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Die Wellen der Oberfläche des Behälters sind gegeneinander derart
versetzt, daß jeweils eine Erhebung a der 'einen Seite mit einer Vertiefung b der
anderen Seite zusammenfällt, d. h. der Zahn der einen Seite mit der Lücke der anderen
Seite zusammenfällt. Durch die Versetzung der Wellen gegeneinander wird auch ein
Ausfrieren der Füllung in der Eiserzeugungsanlage gleichmäßig von unten nach oben
gewährleistet und ein Auseinanderplatzen des Behälters beim Ausfrieren verhindert.
Da sich die Wellung der Oberfläche des Behälters auch der gefrorenen Füllung, z.
B. dem Eis, mitteilt, behält der
Eisblock beim Abtauen eine große
Oberfläche, und die Temperatur des Schmelzwassers bzw. des Kühlmittels wird während
des ganzen Schmelzprozesses bzw. Kühlprozesses im Eisschrank nahe bei o° C bzw.
einer entsprechenden Temperatur des Kühlmittels liegen. Hierdurch wird eine hohe
spezifische Leistung des Luftkühlers während der ganzen Kühldauer im Eisschrank
gewährleistet. Die besonders hohe Konstanz der Kühlwirkung läßt sich durch folgenden
Vergleich veranschaulichen. Ein Eiskörper in Würfelform mit einem Gewicht von 4.
kg hat eine Oberfläche von etwa o,163 qm. Demgegenüber hat ein entsprechender Würfel
im Gewicht von 0,2 kg eine Oberfläche von nur 0,023 qm. Der Flächenverlust
beim Abtauen eines Eiswürfels von 4 kg auf o,2 kg würde dementsprechend 86
% betragen. Ein Eiskörper, der dem in Abb. i und 2 dargestellten Behälter
in seiner äußeren Formgebung entspricht und ein Gewicht von 4 kg hat, hat eine Oberfläche
von etwa o,4 qm. Ein entsprechender Eiskörper im Gewicht von o,2 kg hat eine Oberfläche
von 0,34 qm. Der Flächenverlust beim Abtauen dieses erfindungsgemäßen Eiskörpers
von 4 kg auf o,2 kg würde dementsprechend nur 15 °)o betragen. Aus diesem geringen
Flächenverlust eines der Abb. i und 2 entsprechenden Eiskörpers ergibt sich die
äußerst hohe Konstanz der Kühlwirkung.
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Der Vorteil der erfindungsgemäßen Formgebung des Kühlmittelbehälters
tritt besonders hervor, wenn man das Einfrieren und Ausfrieren eines derartigen
Behälters mit den bekannten Behältern vergleicht, die mit Wellen versehen sind,
die aber nicht gegeneinander versetzt sind. Bei einem Kühlmittelbehälter nach bekannter
Ausführung, wie z. B. in den Abb. 3 und 4. dargestellt, wird die Eisschicht von
außen beginnend immer stärker. Die Vertiefungen jeder Seite werden bald durch die
Eisschicht verbunden. Es entstehen dann, wie aus Abb.3 ersichtlich, Hohlräume H.
Da sich die zu gefrierende Flüssigkeit beim Übergang aus dem flüssigen in den festen
Aggregatzustand ausdehnt (diese Ausdehnung ist bei Wasser sehr erheblich), wird,
sobald die Spitzen zusammenkommen, ein Druck entstehen, der beim weiteren Ausfrieren
den Eisbehälter zu sprengen sucht.
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Wird der Gefrierprozeß unterbrochen und die restliche Flüssigkeit
nicht ausgefroren, dann ist das Wärmeaufnahmevermögen des Eisbehälters in bezug
auf seine Füllung geringer, als wenn .die Flüssigkeit voll ausgefroren ist.
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Selbst wenn man eine Füllung verwendet, die weniger beim Übergang
in den festen Zustand expandiert, ist immer noch mit starken Drücken zu rechnen,
die mit der Zeit den Eisbehälter zerstören können. Durch die wechselnde Wirkung
der gespannten und angespannten Flüssigkeit auf die Seitenwände des Eisbehälters
kann das Material des Behälters allmählich erlahmen.
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Abgesehen von diesen angeführten Nachteilen besteht ein weiterer Nachteil
darin, daß der Eiskörper seinen Zusammenhalt nach einer gewissen Abtauzeit verliert.
Der Abtauprozeß ist in der Abb. 4. dargestellt. Gemäß Abb.4 besteht der Zusammenhang
schon nicht mehr voll und ganz. Die Folge davon ist, daß die Eisstangen infolge
des Unterschiedes der Gewichte, bezogen auf Flüssig-]zeit und gefrorene Masse, hochsteigen
und sich an der Oberfläche der Flüssigkeit zusammenballen. wodurch die Wirksamkeit
der durch die Flüssigkeit berührten Fläche der gefrorenen Masse geringer wird. Die
Temperatur der Flüssigkeit und somit die Temperatur der Oberfläche des Kühlkörpers
erhöht sich stark, und die Kühlwirkung ist nicht mehr ausreichend.
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Ein erfindungsgemäß ausgearbeiteter Kühlkörper ist in den Abb. 5 und
6 mit der KUhlmittelfüllung ebenfalls dargestellt. Die Oberfläche des Kühlkörpers
ist gewellt, die Wellungen sind erfindungsgemäß versetzt. A11 den Außenwänden beginnend,
wird die Eisschicht immer stärker. Die Spitze der Eisschicht auf der einen Seite
der Ummantelung zeigt in die Lücke auf der anderen Seite der Ummantelung. Ein Zusammenstoßen
des Eiszahnes mit der Eislücke erfolgt, ohne daß eine Drucksteigerung der Füllung
bewirkt wird. Ohne Gefahr für die Konstruktion läßt sich die Füllung restlos ausfrieren.
Wie aus Abb. 6 ersicl'ltlich, bleibt der Zusammenhang der gefrorenen Füllung und
somit ein Maxiintim der Kühlfläche derselben fast bis zum vollständigen Auftauen
der Füllung gewährleistet.
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Da keinerlei Drücke beim Ausfrieren der Füllung auftreten, kann die
Wanddicke des Kühlkörpers bedeutend geringer sein als die Wanddicke des Eisbehälters
nach bekannter Ausführung. Der neue Kühlkörper hat also gegenüber dem Eisbehälter
in bekannter Ausführung erstens einen konstruktiven Vorteil in bezug auf die Materialersparnis
und zweitens einen wärmetechnischen Vorteil.
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Der der Erfindung entsprechende Eis- bzw. Kühltnittelbehälter braucht
bei wiederholter Benutzung nicht jedesmal von neuem gefüllt zu werden, vielmehr
genügt es auch, wenn er nur einmalig gefüllt, entlüftet bzw. evakuiert und dann
verschlossen wird, so daß die Flüssigkeit wiederholt bzw. dauernd verwendet werden
kann. Die Luft kann auch durch einmaliges Kochen ausgetrieben werden. Bei der Verwendung
solcher nur einmalig gefüllter,
allseitig verschlossener Eis- bzw.
Kühlmittelbehälter wird sehr viel Zeit, Material und Arbeitskraft erspart.