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Kühlschrank Die Erfindung bezieht sich auf Kühlschlangen, und zwar
insbesondere auf Kühlschlangen, welche in Haushaltkühlschränken benutzt werden sollen.
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Die Behälter zur Aufbewahrung von Lebensmitteln (die als Frischhaltebehälter
bezeichnet werden und zur Aufbewahrung frischer Lebensmittel dienen, im Gegensatz
zu den sogenannten Gefrierbehältern zur Aufbewahrung eingefrorener Lebensmittel)
in Haushaltkühlschränken werden häufig durch Verdampfer oder Kühlschlangen gekühlt,
welche innerhalb dieser Behälter angebracht sind und mit der im Behälter vorhandenen
Luft in Berührung stehen. Normalerweise wird dabei der Verdampfer im oberen Teil
des Behälterraums angeordnet, so daß die Luft in dem genannten Raum leicht zirkulieren
kann. Damit es nicht notwendig ist, das sich an den Kühlschlangen bildende Eis von
Hand zu entfernen und um selbsttätige Einrichtungen zur Entfernung dieses Eises
zu vermeiden, kann man die Kühlschlange in einem Zyklus betreiben, d. h. die Kühlschlange
solche Temperaturen annehmen lassen, daB während der Ruhepause des Kühleinsatzes
die Kühlschlange auf eine genügend hohe Temperatur kommt, um das angesetzte Eis
zum
Schmelzen zu bringen. Wenn die Kühlschlange im oberen Teil des genannten Behälters
angebracht ist, so kann aber natürlich das Schmelzwasser die aufbewahrten Lebensmittel
betropfen. Naturgemäß ist eine derartige Befeuchtung der Lebensmittel unerwünscht.
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Es ist bekannt, eine serpentinenförmige Kühlschlange, die aus parallel
zueinander in einer Ebene liegenden Teilen und aus gebogenen Teilen besteht, derart
im Frischhaltebehälter anzuordnen, daß die geradlinigen Teile senkrecht zu den Seitenwänden
verlaufen. An den Rohren sind Kühlfahnen befestigt, die parallel zu den Seitenwänden
verlaufen, also von den Rohren senkrecht durchsetzt werden. An den unteren, nach
der Rückwand des Behälters abfallenden Kanten dieser Kühlfahnen fließt das Kondenswasser
vermöge besonderer, auf Kapillarwirkung beruhender Vorrichtungen nach hinten ab.
Diese bekannte Ausführung ist verhältnismäßig teuer in der Herstellung, da diese
Vorrichtungen an der unteren Kante der Kühlfahnen enge Toleranzen bedingen und der
Aufbau verhältnismäßig kompliziert ist. Die Luftzirkulation wird ferner durch die
senkrecht zueinander verlaufenden Kühlschlangen und Kühlfahnen verhältnismäßig stark
behindert.
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Erfindungsgemäß wird daher ein Frischhaltebehälter, der im oberen
Teil einen aus einem serpentinenförmigen Rohr und Kühlfahnen bestehenden Kühleinsatz
enthält, vorgeschlagen, der diese Nachteile vermeidet und dadurch gelcennzeich"et
ist, daß eine Kühlfahne der Länge nach auf das Rohr aufgesetzt ist und der Kühleinsatz
mit seinen geradlinigen Teilen parallel zu den Seitenwänden des Behälters angeordnet
ist und ferner innerhalb des Behälters derart nach hinten schräg abwärts geneigt
angebracht ist, daß das entstehende Schmelzwasser nach hinten abfließt. -Um auch
die Eisbildung während der Arbeitsphase der Kühlschlange zu verkleinern, damit während
der Ruhepause das Eis vollständig schmelzen kann, soll die Kühlschlange nur bis
zu. einer Temperatur, die wenig, beispielsweise nur um 4° C, unterhalb der Lufttemperatur
im Kühlbehälter liegt, abgekühlt werden. Wenn eine ausreichende Kühlung des Luftvolumens
im Behälter mittels einer sich von der Lufttemperatur nur wenig unterscheidenden
Kühlschlange erzeugt werden soll, so muß man für einen guten Wärmeübergang zwischen
der Kühlschlange und der Luft sorgen. Die erfindungsgemäße Kühlschlange stellt einen
guten Wärmeübergang in diesem Sinne sicher. Da die Kühlschlange eine ausreichende
Kühlung bei einer. Temperaturdifferenz von nur 4 oder 5° C bewerkstelligt, werden
in dem Frischhaltebehälter auch die günstigsten Feuchtigkeitsbedingungen erzielt.
Außerdem ist die erfindungsgemäße Kühlschlange von geringer Wärmekapazität, was
das Abschmelzen des Eises während der Ruhepause ebenfalls begünstigt.
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Fig, i stellt eine Seitenansicht eines Kühlschrankes gemäß der Erfindung
dar, die teilweise im Schnitt dargestellt ist; Fig. 2 ist eine Aufsicht auf den
schräg liegenden Kühleinsatz der Fig. i, senkrecht zu seiner Ebene gesehen, in vergrößertem
Maßstab; Fig. 3 ist eine teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansicht des in
Fig.2 gezeichneten Kühleinsatzes, in der Richtung seiner Ebene gesehen, und zwar
ebenfalls in vergrößertem Maßstab.
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Der Kühlschrank i nach Fig. i besitzt ein äußeres Metallgehäuse 2.
In diesem ist ein Behälter 3 vorhanden, der an allen Seiten einen gewissen Abstand
vom Gehäuse 2 besitzt und den Frischhaltebehälter 4 für Lebensmittel darstellt.
Der Zwischenraum zwischen dem Gehäuse 2 und dem Behälter 3 ist mit geeignetem Wärmeisolationsmaterial5
ausgefüllt. Die Öffnung 6 des Behälters 4 wird durch eine Tür 7 verschlossen. Der
dargestellte Kühlschrank ist ein sogenannter Kombinationskühlschrank, , der auch
einen sogenannten Gefrierraum oder Aufbewahrungsraum für eingefrorene Lebensmittel
enthält, welcher durch die Tür 8 hindurch zugänglich ist. Der untere Behälter 4
stellt demgegenüber nur einen sogenannten Frischhaltebehälter für weniger stark
zu kühlende Lebensmittel u. dgl. dar.
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'Der Behälter 3 besitzt eine obere, von vorn nach hinten schräg abwärts
verlaufende Wand 9, an welcher sich vorn ein nach abwärts verlaufender Wandteil
io anschließt. Der Kühleinsatz. im Behälter 4 ist mit i i bezeichnet. Der vordere
Teil des Kühleinsatzes i i befindet sich hinter dem Wandteil io und wird normalerweise
von ihm verdeckt. Zur Befestigung des Kühleinsatzes i i sind Halter vorhanden, von
denen einer mit 12 bezeichnet ist, die den vorderen Teil des Kühleinsatzes mit dem
Wandteil io verbinden. Jeder der Halter 12 ist an dem Wandteil io mittels einer
Schraube 13 od. dgl. befestigt, während eine Schraube 14 od. dgl. zur Befestigung
des Kühleinsatzes an dem Halter dient. An der Rückwand ist der Kühleinsatz i i mittels
Bolzen befestigt, von denen einer mit 15 bezeichnet ist. Die Bolzen 15 greifen in
Öffnungen ein, von denen eine in Fig. 3 mit 16 bezeichnet ist.
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Um die Entfernung des sich bildenden Eises von dem Kühleinsatz von
Hand oder mittels einer selbsttätig arbeitenden Einrichtung zu. vermeiden, soll
der Kühleinsatz i i innerhalb eines Temperaturintervalls betrieben werden, das sich
von einem oberhalb der Gefriertemperatur von Wasser liegenden Temperaturpunkt bis
zu einer unterhalb dieser Gefriertemperatur liegenden Temperatur erstreckt. Die
obere Temperaturgrenze wird so gewählt, daß unter Berücksichtigung der Dauer der
Ruhepause des Kühleinsatzes alles während der Arbeitsperiode gebildete Eis schmelzen
kann. Das Schmelzwasser, welches möglichst nicht auf die aufbewahrten Lebensmittel
herabtropfen darf, wird gemäß der Erfindung dadurch gesammelt, daß der Kühleinsatz
i i im Behälter 4 nach der Behälterrückseite hin schräg nach abwärts verläuft. Die
Steilheit dieser Schrägstellung wird so gewählt, daß das auf dem Kühleinsatz entstehende
Schmelzwasser schräg nach abwärts laufen kann und daher ein Betropfen der Lebensmittel
vermieden wird. Eine Schrägstellung des Kühleinsatzes gegenüber der Horizontalebene
von
wenigstens i2° hat sich bewährt. Man kann aber natürlich, wenn der zur Verfügung
stehende Raum ausreicht, zur Erhöhung der Sicherheit auch eine stärkere Schrägstellung
als i2° wählen. Jedoch hat sich schon bei einer Schrägstellung von i2° eine einwandfreie
Ableitung des Wassers zur Behälterrückseite hin erzielen lassen und eine so gut
wie vollständige Vermeidung des Herabtropfens von Wasser auf die aufbewahrten Lebensmittel.
An der Behälterrückseite sammelt sich das Schmelzwasser in einer Rinne 17 und wird
von dort aus in üblicher Weise abgeführt. Die Sammlung des Schmelzwassers an der
Rückwand des Behälters wirkt ferner mit, die relative Feuchtigkeit im Behälter auf
ihrem Optimalwert zu halten.
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Damit sich während der Arbeitspause des Kühleinsatzes möglichst wenig
Eis bildet, soll der Kühleinsatz bei einer Temperatur betrieben werden, die so nahe
wie möglich an der im Behälter 4 vorhandenen Lufttemperatur liegt. Die Differenztemperatur
zwischen dem Kühleinsatz und der Behälterluft soll also so gering wie möglich sein.
Wenn man in dieser Weise für einen nur geringen Temperaturunterschied sorgt und
sich daher auch nur wenig Eis bildet, so kann man eine höhere relative Feuchtigkeit
im Behälter 4 aufrechterhalten, als es bei Kühleinsätzen mit weniger guter Wärmeübertragung
möglich ist, d. h. bei Kühleinsätzen, die auf tiefere Temperatur gebracht werden
müssen. Um all dies zu erreichen, muß man für einen guten Wärmeübergang zwischen
dem Kühleinsatz und der Behälterluft sorgen. Dies wird durch eine besondere Ausbildung
des Kühleinsatzes erzielt, die den Wärmeübergang begünstigt und ferner auch die
Behälterluft mit dem Kühleinsatz gut in Berührung bringt. Die Einzelheiten dieser
Ausbildung sind am besten in Fig. 2 und 3 zu erkennen. Der Kühleinsatz besteht aus
einer durchlaufenden Kühlschlange 18, vorzugsweise aus einem Werkstoff guter Wärmeleitfähigkeit,
beispielsweise aus Alu,-minium. Die Kühlschlange i8 besteht aus einem unteren rohrförmigen
Teil 26 zur Hindurchleitung des Gefriermittels und aus einer nach oben verlaufenden
Kühlrippe oder Kühlfahne 27, die in der vertikalen Symmetrieebene des Rohres 26
liegt. Diese Kühlschlange ist serpentinenförmig ausgebildet, besteht also aus einer
Anzahl von geradlinigen, parallel zueinander verlaufenden Teilen i9 und aus bogenförmigen
Stücken, welche die geraden Teile miteinander verbinden. Diese gebogenen Verbindungsteile
sind mit 2o und 21 bezeichnet. Um die Festigkeit des Kühleinsatzes zu erhöhen und
ihm ein gefälliges Aussehen zu verleihen sowie um den Kühleinsatz leichter befestigen
zu können, soll eine vordere Schiene 22 vorgesehen werden, die an der Fahne 27 der
vorderen gebogenen Teile 2o mittels Nieten 23 od. dgl. befestigt wird. Außerdem
ist noch eine hintere Schiene 24 vorhanden, die mit der Fahne 27 der hinteren gebogenen
Teile 2i mittels. Nieten 25 od. dgl. in Verbindung steht.
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Die Rippe der Fahne 27 bewerkstelligt einen guten Wärmeübergang von
der Luft im Behälter zu, dem Küh1.mittel im Rohr 26. Die dargestellte Anordnung
weist eine große Querschnittsfläche für diesen Wärmeübergang auf und besitzt ferner
genügend große Zwischenräume zur Zirkulation der Luft im Behälter.
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Der ungefähre Verlauf der Luftzirkulation im Behälter 4 ist in Fig.
i durch Pfeile angedeutet. Man sieht, daß die warme Luft im Behälter nach oben steigt,
und zwar vorzugsweise im vorderen Teil des Behälters -und dann durch die Zwischenräume
zwischen den Kühlschlangenwindungen unter Wärmeabgabe wieder nach unten strömt.
Die Rohre 26 und die Fahnen 27 bewirken dabei einen sehr vollständigen Wärmeübergang
von der Luft auf den Kühleinsatz. Während die Luft zwischen den parallelen Teilen
der Kühlschlange hindurchströmt, also z. B. den Raum 28 in Fig. 3 durchsetzt, wird
sie außerdem verwirbelt. Diese Wirbelbildung hat zur Folge, daß die Luft innerhalb
gewisser Grenzen nach der Mitte des Zwischenraumes 28 abgedrängt wird, d. h. die
Kühlfahnen 27 verläßt. Jedoch wird durch die besondere Ausbildung der Schlange mit
dem verhältnismäßig großen Querschnitt der Rohre 26 an der Unterseite der nach oben
verlaufenden Kühlfahnen 27 eine Qnerschnittsverkleinerung bei 29 in Fig. 3 erzielt,
so daß, selbst wenn der durchtretende Luftstrom eine gewisse, nach einwärts gerichtete
Be«egungskompönente erhält, er immer noch mit den kalten Rohren 26 in Berührung
kommt, bevor er auf der Unterseite aus dem Kühleinsatz austritt. Wenn .man die Rohre
26 oberhalb der Kühlfahnen 27 anordnen würde, so würde man einen weniger guten Wärmeübergang
erzielen. Es Würde nämlich dann die nach abwärts strömende Luft zuerst den engsten
Querschnitt zu, passieren. haben und dann erst zwischen den einen größeren Abstand
besitzenden Kühlrippen 27 hindu@rchtreten müssen. Im letzteren Fall würde dann ein
großer Teil der Luft den -mittleren Teil der Zwischenräume zwischen den Kühlfahnen
27 passieren, und die Luftumspülung .der Kühlrohre 26 würde weniger gut sein als
in Fsg. 2 und 3.
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Die besondere Ausbildung der Kühlschlange 18 mit dem Kühlrohr 26 und
den nach aufwärts verlaufenden Kühlfahnen 27 ist ferner für die Ableitung des Schmelzwassers
vom Kühleinsatz von Bedeutung. Die nach aufwärts gerichtete Kühlfahne 27 beginnt
an der Linie 30. Wegen 'des größeren Verhältnisses der Berührungsfläche zu
der Außenfläche der Wassertröpfchen sammelt sich das Schmelzwasser, das an den Fahnen
27 herabläuft, an dieser Linie 3.0. Da der Kühleinsatz, wie in Fig. i dargestellt,
aber schräg nach abwärts geneigt ist, fließt das Schmelzwasser längs der Linie 3o
ab. Es kann daher nur wenig. Schmelzwasser auf die aufbewahrten Lebensmittel herabtropfen.
Man sieht, daß dieser Vorteil nicht erreicht werden würde, wenn die Fahnen 27 unterhalb
der Rohre 26 angebracht sein würden, da das Schmelzwasser dann bis zur Unterkante
der Fahnen ä7 herabrinnen und leichter auf die Lebensmittel herabtropfen könnte,
besonders wenn sehr viel Schmelzwasser entsteht. Blei der dargestellten erfindungsgemäßen
Anordnung dagegen kann lediglich dasjenige
Wasser auf der Unterseite
des Kühleinsatzes entlanglaufen, welches durch Schmelzen der die Rohre 26 bedeckenden
Eisschicht entsteht.
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Um das Abfließen des Schmelzwassers nach der Behälterrückseite zu
erleichtern, sind ferner noch eine oder .mehrere Rillen 31 in den Kühlfahnen 27
angebracht, welche etwa parallel zu den Schnittlinien 30 und oberhalb dieser
Schnittlinien verlaufen. Diese Rillen 31 stellen ebenso wie die Umgebung
der Schnittlinien 30 eine Vergrößerung der Oberfläche im Verhältnis zur Oberfläche
des Wassers an den ebenen Teilen der Kühlfahnen dar, und das Wasser sammelt sich
daher auch längs der Rillen 31 und fließt nach der Rückseite des Kühleinsatzes
i i ab.
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Es ist besonders vorteilhaft zur Abführung des Wassers vom Kühleinsatz,
diesen letzteren aus Alumini.um,herzustellen und das Aluminium elektrolytisch zu
behandeln. Bei diesem Verfahren wird eine stumpfe Aluminium-Oxydschicht auf der
Oberfläche gebildet, welche das Abfließen des Wasser unterstützt. Da Aluminium ein
Material darstellt, welches sich ziehen läßt, wird der Kühleinsatz also vorteilhaft
aus Aluminium hergestellt und seine Oberfläche in bekannter Weise elektrolytisch
behandelt. Es hat sich herausgestellt, daß stark geätzte Oberflächen das Abfließen
des Wassers bei der erfindungsgemäßen Kühleinsatz-Anordnung beeinträchtigen und
daß helle oder blanke Oberflächen ebenfalls ungünstig sind. Außerdem muß für den
Dauerbetrieb die Oberfläche des Kühleinsatzes saubergehalten werden.