EP0473000B1

EP0473000B1 - Vorrichtung zur Kühlung

Info

Publication number: EP0473000B1
Application number: EP91113579A
Authority: EP
Inventors: Klaus Dipl.-Ing. Erdmann (Fh); Helmut Dipl.-Ing. Konopa (Fh); Bringfried Peglow
Original assignee: Coca Cola Co
Current assignee: BOSCH-SIEMENS HAUSGERAETE GMBH; Coca Cola Co
Priority date: 1990-08-16
Filing date: 1991-08-13
Publication date: 1995-04-05
Anticipated expiration: 2011-08-13
Also published as: DE59105093D1; ATE120850T1; EP0473000A1; CA2049081A1; CA2049081C; US5228311A; GR3015707T3

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Kühlung mit einem in einem Kühlkreislauf angeordneten Kompressor und einem Verflüssiger, wobei der Kompressor in einer Nische im Inneren des Vorrichtungsgehäuses und der Verflüssiger in einem zu der Nische offenen Schacht angeordnet ist, der in seinem unteren Bereich Zuluftöffnungen und in seinem oberen Bereich Abluftöffnungen aufweist, wobei eine Schachtwand die Rückwand des Vorrichtungsgehäuses bildet und wobei der Verflüssiger aus einem in einer Ebene angeordneten, insbesondere schlangenförmig ausgebildeten Rohr besteht und wobei Kühlluft sowohl durch die Zuluftöffnungen in den Schacht eintritt, den Verflüssiger kühlt und durch die Abluftöffnungen aus dem Schacht austritt, als auch durch eine untere Öffnung in die Nische eintritt, den Kompressor kühlt, durch den Schacht strömt und diesen durch Abluftöffnungen verläßt.
Eine derartige Vorrichtung ist bevorzugt geeignet, in Getränkeautomaten, mit denen karbonisiertes Wasser mit Getränkekonzentraten zu einem Erfrischungsgetränk vermischt werden, die Ausgangsstoffe für das Erfrischungsgetränk auf eine Temperatur zu kühlen, die das Getränk bei der Ausgabe aus dem Automaten haben soll. Die Vorrichtung ist ebenso für Getränkeautomaten geeignet, in denen Flaschen oder Dosen mit einem Fertiggetränk auf einer vorgebbaren, gegenüber der Umgebungstemperatur geringeren Temperatur gehalten werden.
Aus dem deutschen Gebrauchsmuster 78 38 836 ist bereits ein Gehäuse für einen Haushalt-Getränkeautomaten mit einem Kühlaggregat aus Verdampfer und Verflüssiger bekannt. Dabei sind Kühlaggregat und Verflüssiger in einem gemeinsamen Raum innerhalb des Gehäuses angeordnet. Der Verflüssiger, der aus einer in einer Ebene angeordneten Kühlschlange besteht, steht vertikal im Getränkeautomaten-Gehäuse und ist von vertikalen Wandungen umgeben, die einen Konvektionsschacht bilden. Luft aus der Umgebung des Getränkeautomaten gelangt über Zuluftöffnungen am Boden des gemeinsamen Raums an den Verflüssiger, nimmt dort Wärme auf und tritt über Abluftöffnungen aus dem Gehäuse. Die schachtförmige Ausgestaltung des Raums im Bereich des Verflüssigers bildet damit einen Kamin für den Kühlluftstrom. Die erzielte Kaminwirkung ist jedoch begrenzt und wird erhöhten Anforderungen an die Kühlleistung nicht gerecht.
Aus der US-PS 2 637 178 ist eine Kühlanordnung bekannt, wobei in einer Gerätenische im Kompressor und in einem daran anschließenden, rückwärtigen Kanal geneigte Verflüssiger angeordnet sind; und zwar derart, daß der den Kompressor kühlende Luftstrom den Verflüssiger durchströmt. Bei einer Anordnung gemäß der DE-B 11 20 480 ist der Kompressor ebenfalls in einer Gerätenische angeordnet und an der Rückwand ist zu der der Rückwand abgewandten Seite offen ein nach oben schräg nach hinten verlaufender Verflüssiger angeordnet.
Im Hinblick auf diesen Sachverhalt ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art mit verbesserter Kühlleistung zu schaffen.
Eine Vorrichtung, die dieser Anforderung genügt, ist erfindungsgemäß durch die Gesamtheit der Merkmale des Patentanspruchs 1 gekennzeichnet.
Die Verbesserung der Kühlleistung wird in einfacher Weise durch eine strömungsmechanisch und thermodynamisch günstige Positionierung und Zuordnung von Verflüssigerstrecke und Kompressor erzielt. Damit erübrigt sich auch zur Erzielung relativ hoher Kühlleistung die Verwendung eines Ventilators, der den Kühlluftstrom verstärken und damit die Kühlleistung erhöhen, andererseits aber unerwünschte Wärme erzeugen würde. Die erfindungsgemäße Lösung erweist sich also auch als energiesparend.
Die Kühlstege vergrößern die Oberfläche des Verflüssigerrohres und verbessern damit die Kühlleistung der Vorrichtung. Die besondere Anordnung von Verflüssigerrohr und Kühlstegen bewirkt eine ausgeprägte Verwirbelung des Kühlluftstroms und trägt somit weiter zu einer verbesserten Kühlleistung der Vorrichtung bei.
Diese Wirkungen werden noch weiter verstärkt, wenn die geraden Rohrteile sowohl an ihrer Oberseite als auch an ihrer Unterseite Kühlstege aufweisen.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist das den Verflüssiger bildende schlangenförmige Rohr in seinem oberen Bereich gegen die Rückwand drückende Pufferelemente aus schwingungsdämpfendem Material auf.
Diese Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß durch Schwingungen der Verflüssigerstrecke erzeugte Geräusche weitgehend gedämpft werden. Ein bei einer starren Lagerung des Verflüssigerrohrs durch Kompressorvibrationen eintretender Ermüdungsbruch des Rohrs wird vermieden. Damit wird die mechanische Stabilität der Verbindung von Kompressor und Verflüssigerstrecke verstärkt.
Die Erfindung wird nun anhand der Figuren beschrieben.
Es zeigt

Figur 1: eine perspektivische Seitenanschicht eines Gehäuse der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
Figur 2: eine Seitenansicht auf Kompressor und Verflüssiger und
Figur 3: eine Draufsicht auf die als Rohrschlange ausgebildete Verflüssigerstrecke.

Das in Figur 1 perspektivisch dargestellte Gehäuse der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung besteht vorzugsweise aus ebenen, rechtwinklig zueinander abgekanteten Blechteilen. An seiner Unterseite weist das Gehäuse eine Öffnung auf, die eine Nische 3 für einen Kompressor 1 freigibt. Der Kompressor 1 ist auf horizontalen Trägern 11 gelagert. Diese bestehen vorzugsweise aus schmalen Metallstegen, die dem Kompressor die erforderliche stabile Halterung im Gehäuse verleihen. Zugleich ermöglicht ihre schmale Ausbildung, daß die durch die untere Nischenöffnung eintretende Kühlluft ungehinderten Zugang zu nahezu der gesamten Unterseite des Kompressorbehälters hat.
An der Rückseite des Gehäuses ist ein Blechteil aufgesetzt, das die Gehäuserückwand 41 bildet und in seinem unteren und oberen Bereich Luftschlitze 5, 6 aufweist. Durch die unteren Luftschlitze 5 tritt Kühlluft in das Gehäuse ein. Die Kühlluft trifft auf den Verflüssiger, dessen Positionierung schräg zu der Rückwand 41 in Figur 1 schematisch durch die Strich-Punkt-Linie dargestellt ist. Die Kühlluft verläßt nach ihrer Erwärmung durch den Verflüssiger durch die oberen Luftschlitze 6 das Gehäuse. Wie noch anhand von Figur 2 beschrieben wird, fördert der durch die Nischenöffnung und den Schacht 4 fließende, durch den Kompressor 1 relativ stark erwärmte Luftstrom den über die unteren Luftschlitze 5, den Schacht 4 und die oberen Luftschlitze 6 fließenden, durch den Verflüssiger erwärmten Luftstrom und beeinflußt damit die Kühlleistung der Vorrichtung in positiver Weise.
Das Blechteil an der Rückseite des Gehäuses bildet damit einen Konvektionsschacht 4 für die Kühlluft. Der Schacht 4 ist zu der Nische 3 offen und bildet mit dieser einen gemeinsamen Raum. Die unten offene Nische 3 weist bei der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform an ihrer oberen Begrenzung eine zu dem Schacht 4 führende Abschrägung auf, die den Luftstrom aus der Nische 3 in den Schacht 4 führt. Durch die untere Nischenöffnung eintretende Kühlluft umstreicht den Kompressor 1, wird erwärmt und gelangt über die Nische 3 in den Schacht 4. Sie steigt dabei im wesentlichen vertikal nach oben und verläßt durch die oberen Luftschlitze 6 das Gehäuse.
Das Gehäuse der Vorrichtung steht auf vorzugsweise in den Eckbereichen angeordneten Füßen 12, deren Höhe so dimensioniert ist, daß ausreichend Kühlluft in die Öffnung der Kompressornische gelangen kann.
Figur 2 verdeutlicht die Zuordnung von Kompressor 1 und Verflüssiger 2.
Der Kompressor 1 und der Verflüssiger 2 sind in einem, in der Figur nicht näher dargestellten Kühlkreislauf angeordnet, der in bekannter Weise weiterhin ein Entspannungsventil und ein in einem Kühlraum angeordneten Verdampfer umfaßt.
Der Kompressor 1 und der Verflüssiger 2 befinden sich in einem gemeinsamen Raum innerhalb des Vorrichtungsgehäuses. Dieser Raum wird durch die Nische 3 und den daran anschließenden Schacht 4 gebildet.
Der Verflüssiger 2 kann insbesondere aus einem schlangenförmig ausgebildeten Rohr bestehen, dessen Form in Figur 3 beispielhaft dargestellt ist. Die den Verflüssiger 2 bildende Rohrschlange verläuft in einer Ebene.
Diese Ebene ist erfindungsgemäß innerhalb des Schachts 4 schräg angeordnet, insbesondere schräg nach oben in Richtung der Rückwand 41 des Vorrichtungsgehäuses. Bei dieser Anordnung trifft die durch den Kompressor 1 erwärmte Luft nach ihrem Austritt aus der Nische 3 nicht oder nur unwesentlich auf die schräg im Schacht 4 angeordnete Verflüssigerrohrschlange; vielmehr gelangt sie - eine Kaminwirkung erzeugend - auf direktem Weg zu den oberen Luftschlitzen 6, durch die sie das Gehäuse verläßt.
Die schräg angeordnete Ebene der Rohrschlange kann je nach den Abmessungen des Schachts 4, der wie beschrieben, als Kamin wirkt, verschiedene Winkel bezüglich einer horizontalen, durch den Fußpunkt der Verflüssigerstrecke 2 verlaufenden Ebene einnehmen, insbesondere Winkel von 70 bis 85°.
Die Rückwand 41 des Gehäuses, die eine Wand des Schachts 4 bildet, weist neben den oberen Luftschlitzen 6, aus denen die erwärmte Luft austritt, weitere Luftschlitze 5 auf, durch die Kühlluft von außen in den Schacht 4 eintritt. An den Schachtseitenwänden können weitere Luftschlitze, insbesondere Zuluftlamellen 51 in der Nähe des motorbetriebenen Kompressors 1 vorgesehen sein, der sich relativ stark erwärmt und somit eine entsprechende Kühlung erfordert.
Der Kompressor 1, der auf den horizontalen Trägern 11 positioniert ist, wird wie bereits anhand von Figur 1 beschrieben über die untere, großflächige Öffnung der Nische 3 belüftet. Die Füße 12 an den Ecken des Vorrichtungsgehäuses sind ausreichend hoch, damit die erforderliche Kühlluft an die Öffnung der Nische 3 gelangt.
Auf dem Verflüssigerrohr 2 können wie in den Figuren 2 und 3 dargestellt Kühlstege 9 aus wärmeleitendem Material angebracht sein, die die Oberfläche des Verflüssigerrohrs vergrößern und damit den Kühlungsprozeß beschleunigen. Die Kühlstege 9 sind insbesondere auf der Ober- und der Unterseite des Verflüssigerrohrs angebracht.
Pufferelemente 8 im oberen Bereich der Verflüssigerrohrschlange drücken vorzugsweise gegen die Rückwand 41 des Schachts 4 und zugleich gegen die horizontale Schachtabdeckung. Damit ist die Rohrschlange elastisch gelagert. Die Pufferelemente 8 sind insbesondere als sogenannte Abstandsrollen ausgebildet, die die Rohrschlange konzentrisch umhüllen, und bestehen aus schwingungsdämpfendem Material. Diese Ausgestaltung und Anordnung im Schacht 4 sichert eine mechanisch stabile, elastische Lagerung der Verflüssigerrohrschlange. Vom Kompressor 1 ausgehende und auf die Rohrschlange übertragene Schwingungen werden gedämpft und ein bei einer starren Lagerung eintretender Ermüdungsbruch der Rohrschlange wird vermieden. Die Pufferelemente 8 tragen auch zu einer Geräuschdämpfung bei.
Wie bereits beschrieben befinden sich im unteren Bereich des Schachts 4 Zuluftöffnungen 5 und gegebenenfalls 51, während der Schacht 4 in seinem oberen Bereich Abluftöffnungen 6 aufweist. Kühlluft tritt durch die Zuluftöffnungen 5, 51 in den Schacht 4 ein und gelangt an den Verflüssiger 2, der Wärmeenergie an die Kühlluft abgibt. Die erwärmte Luft dehnt sich aus und nimmt an Dichte ab. Sie wird durch kühlere Luft höherer Dichte verdrängt. Der Schacht 4 wirkt damit als Konvektionsschacht oder Kamin. Die erwärmte Luft verläßt diesen durch die Abluftöffnungen 6.
Die dargestellte schräge Anordnung des Verflüssigerrohrs 2, stellt sicher, daß Luft, die bereits durch den Verflüssiger erwärmt worden ist, auf ihrem weiteren Weg durch den Schacht 4 nicht mehr auf den Verflüssiger trifft, sondern sich unmittelbar auf die Abluftöffnungen 6 im oberen Bereich des Schachts 4 zubewegt. Im Gegensatz hierzu würde bei einer vertikalen Anordnung der Verflüssigerrohrschlange die aufsteigende Kühlluft, die sich bereits im unteren Bereich der Rohrschlange erwärmt, auch die mittleren und oberen Bereiche der Rohrschlange umstreichen und könnte diese dann nur in geringem Maße kühlen.
Der Schacht 4 nimmt bei dieser Anordnung sowohl die von dem Kompressor 1 relativ starke erwärmte, aus der Nische 3 austretende Luft auf alsauch die den Verflüssiger 2 kühlende Luft. Die durch den Kompressor 1 relativ stark erwärmte Luft erzeugt im Schacht 4 unterhalb des Verflüssigerrohres 2 einen Unterdruck und übt damit eine Sogwirkung auf den durch die Zuluftöffnungen 5, 51 eintretenden Luftstrom aus, der den Verflüssiger 2 kühlt. Der den Verflüssiger 2 kühlende Luftstrom wird damit verstärkt und die Kühlleistung der Vorrichtung verbessert.
Figur 3 zeigt eine mögliche Ausgestaltung der Verflüssigerrohrschlange 2. Diese besteht aus geraden, zueinander parallelen vertikalen Rohrteilen, die jeweils an ihren unteren und oberen Enden durch halbkreisförmige Rohrteile verbunden sind.
Auf dem Verflüssigerrohr 2 sind wärmeleitend Kühlstege 9 angebracht, die bevorzugt horizontal, also senkrecht zu den geraden vertikalen Rohrteilen angeordnet sind. Die Kühlstege 9 tragen in zweifacher Weise zu einer Verbesserung der Kühlleistung bei. Zum einen vergrößern sie die wirksame Oberfläche des Verflüssigerrohrs; zum anderen fördert die horizontale Anordnung der Kühlstege 9 die Verwirbelung der im Schacht aufsteigenden Kühlluft. Ferner weist das Rohr 2 in seinem oberen Bereich schwingungsdämpfende Pufferelemente 8 auf, die in die obere Innenkante des Schachts an der Gehäuserückwand eingreifen.

Claims

Vorrichtung zur Kühlung mit einem in einem Kühlkreislauf angeordneten Kompressor (1) und einem Verflüssiger (2), wobei der Kompressor (1) in einer Nische (3) im Inneren des Vorrichtungsgehäuses und der Verflüssiger (2) in einem zu der Nische (3) offenen Schacht (4) angeordnet ist, der in seinem unteren und bezüglich der Verflüssigerebene dem Kompressor (1) gegenüberliegenden Bereich Zuluftöffnungen (5) und in seinem oberen Bereich Abluftöffnungen (6) aufweist, wobei eine Schachtwand die Rückwand (41) des Vorrichtungsgehäuses bildet und wobei der Verflüssiger (2) aus einer in einer Ebene angeordneten insbesondere schlangenförmig ausgebildeten Rohr besteht, und wobei Kühlluft sowohl durch die Zuluftöffnungen (5) in den Schacht (4) eintritt, den Verflüssiger (2) kühlt und durch die Abluftöffnungen (6) aus dem Schacht (4) austritt als auch durch eine untere Öffnung in die Nische (3) eintritt, den Kompressor (1) kühlt, durch den Schacht (4) strömt und diesen durch die Abluftöffnungen (6) verläßt, wobei der Verflüssiger (2) innerhalb des Schachts (4) schräg nach oben in Richtung der Rückwand (41) des Vorrichtungsgehäuses sich daran oben anlehnend und auf seiner dem Kompressor (1) zugewandten Seite von der benachbarten Schachtwand beabstandet angeordnet ist und wobei das den Verflüssiger (2) bildende Rohr aus geraden vertikalen, zueinander parallelen Rohrteilen besteht, die an ihren unteren und oberen Enden mit halbkreisförmigen Rohrteilen verbunden sind, und daß die geraden Rohrteile mit geraden horizontalen, zueinander parallelen Kühlstegen (9) wärmeleitend verbunden sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die geraden Rohrteile an ihrer Ober- und Unterseite Kühlstege (9) aufweisen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das den Verflüssiger (2) bildende schlangenförmige Rohr in seinem oberen Bereich gegen die Rückwand (41) drückende Pufferelemente (8) aus schwingungsdämpfendem Material aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die schräg angeordnete Ebene der den Verflüssiger (2) bildenden Rohrschlange gegenüber einer horizontalen, durch den Fußpunkt der Rohrschlange verlaufenden Ebene einen Winkel im Bereich von 70° bis 85° aufweist.