EP2084474A2 - Kältegerät mit leuchtmittel - Google Patents

Kältegerät mit leuchtmittel

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EP2084474A2
EP2084474A2 EP07821520A EP07821520A EP2084474A2 EP 2084474 A2 EP2084474 A2 EP 2084474A2 EP 07821520 A EP07821520 A EP 07821520A EP 07821520 A EP07821520 A EP 07821520A EP 2084474 A2 EP2084474 A2 EP 2084474A2
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EP
European Patent Office
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electroluminescent
refrigerating appliance
appliance according
electroluminescent element
interior
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP07821520A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Peter Bauer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BSH Hausgeraete GmbH
Original Assignee
BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D27/00—Lighting arrangements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D2400/00—General features of, or devices for refrigerators, cold rooms, ice-boxes, or for cooling or freezing apparatus not covered by any other subclass
    • F25D2400/36—Visual displays

Definitions

  • the present invention relates to a refrigeration device with a light source which can be used in particular as an operating state display or for illuminating an interior of the refrigeration device.
  • incandescent or neon lamps are used, however, especially if they are used as interior lighting, have the disadvantage that their waste heat output exceeds the light output many times.
  • the strong heating makes it necessary to accommodate them in a spacious housing that either protrudes into the interior and thus obstructs its use, or must be sunk into the wall of the refrigerator, resulting in a weak point of the heat insulation.
  • high-performance LEDs these were also considered for refrigeration appliance lighting.
  • they generally have small dimensions and a better light-to-heat ratio than incandescent bulbs, their light is focused so that scattered optics are spaced apart from each other to achieve uniform interior illumination or a highly visible display over a wide angle range
  • Light emitting diodes are required. Therefore, the dimensions of a lighting assembly using light emitting diodes are not substantially smaller than those of a lighting assembly with light bulb.
  • OLEDs organic light emitting diodes
  • One problem with current O LE D phosphors is their sensitivity to oxygen and water. A complete shielding of these two substances, especially from water, is difficult to ensure in a refrigeration device. An incomplete shielding leads to premature failure of the OLEDs.
  • the object of the invention is therefore to provide a refrigeration device with bulbs, which allows a large-scale illumination, requires a minimum installation depth and yet is sufficiently robust.
  • the object is achieved according to the invention by using an electroluminescent element as the luminous means.
  • an electroluminescent element as the luminous means.
  • the electroluminescent effect discovered by George Destriau in 1936 does not base light emission on carrier recombination at a boundary layer between differently doped semiconductor regions, but upon excitation of electrons of an electroluminescent pigment by a strong alternating electric field and return of these excited electrons to their ground state under light emission.
  • electroluminescent pigments conventionally doped zinc sulfides are used, wherein the color of the light generated depends on the doping used. While zinc sulfide is inherently chemically stable, it is highly hygroscopic, so it must be reliably shielded from water like the semiconductor material of the OLEDs. Reliable shielding of the electroluminescent pigments is, however, in principle simpler than with OLEDs. Since the light emission is not based on a current flow through the pigment material, but only on the influence of a strong electric field, in particular, the possibility arises to use a microencapsulated pigment, d. H. a pigment whose individual particles are provided with a protective layer. These are therefore protected even to a certain extent from chemical influences from the environment, even if the edges of a layer acted upon with the pigment itself are not or only partially shielded from the environment. This considerably simplifies the production of the luminous means.
  • the electroluminescent element may be visible from the outside attached to a housing of the refrigeration device to form an operating status indicator. It can also be mounted in an interior to illuminate this. For this purpose it may be attached to an inner container wall or to a built-in part of the interior. The latter has the advantage that in the case of a defect or if the light yield of the electroluminescent element deteriorates due to natural aging, it can simply be replaced together with the built-in component. Electroluminescent pigments are known with different light colors.
  • a warmer temperature zone is associated with a warmer light color than a cold temperature zone.
  • the layer acted upon by the electroluminescent pigment can be enclosed between two cover films, one of which is fastened to a component surface of the refrigeration device. This allows the use of prefabricated electroluminescent composite films comprising the coversheets and the electroluminescent layer, as well as electrodes on either side of the electroluminescent layer, which can conveniently be trimmed to a desired format for use in the refrigerator.
  • FIG. 1 is a perspective view of a refrigerator according to a first embodiment of the invention.
  • FIG. 2 shows a section through part of a housing wall of the refrigeration device from FIG. 1;
  • FIG. 3 is a perspective view of a refrigerator according to a second embodiment;
  • FIG. 4 shows a partial section through a shelf of the refrigerator of FIG .. 3
  • Fig. 1 shows a refrigeration device with a housing 1 and a hinged door 2, which limit a thermally insulated interior 3.
  • a plurality of light indicators 4 for indicating an operating state of the refrigeration device such as on / off, overtemperature, quick cooling operation, etc. are arranged.
  • the operating status displays 4 are formed by mutually separate pieces of electroluminescent composite film, which are attached to the inside of a translucent window 5 of the housing front.
  • the plurality of operating status displays 4 could also be formed by a contiguous electroluminescent layer provided with a plurality of electrodes which are spatially separate and can be excited independently of one another.
  • the interior 3 is vertically structured by ribs 6 formed on side walls of its inner container.
  • the ribs 6 are provided as carriers for not shown in the figure, since knowndegutabsteller.
  • Above and below the ribs 6 each large-area electroluminescent elements 7 to 10 are arranged.
  • the electroluminescent elements 7 to 10 may each extend in one piece from a side wall of the inner container on the rear wall to the opposite side wall and thus enable a virtually shadow and glare-free illumination of the interior.
  • the composition of the microencapsulated electroluminescent pigments is different from one of the electroluminescent elements 7 to 10 to the other. All elements 7 to 10 provide a substantially white light, the color temperature, however, increases according to their arrangement in the interior 3 from top to bottom. Ie. while the topmost element 7 is reddish, the bottom 10 appears bluish. Thus, the user is intuitively made aware that the temperature in the lower compartments is lower, so that he involuntarily tends to use these for the storage of refrigerated goods, which requires lower storage temperatures.
  • Fig. 2 shows schematically a section through a wall portion of the housing. The inner container is denoted by 1 1 and limited by him heat insulation layer 12.
  • the electroluminescent element 7 adhesively bonded to the inner container 11 is a composite of a base film 13, an electrode layer 14 applied thereon, a dielectric layer 15 doped with zinc sulfide as a photoluminescent pigment, a second electrode layer 16 projecting through the dielectric layer 15
  • the electrodes 14, 16 do not extend to the edges 18 of the water and water vapor impermeable films 13, 17, these edges 18 may be welded together to protect the dielectric layer 15 from moisture to protect.
  • the photoluminescent element of large-area composite material is cut to size, so that the dielectric layer 15 and the electrodes 14, 16 each extend to the edges of the base and cover films 13, 18, the films 13, 17 are allowed do not touch.
  • the pasted on the inner container 11 electroluminescent elements are omitted; instead, the shelves 20 resting on the ribs 6 themselves serve as illuminants.
  • 4 shows a partial section through such a shelf 20.
  • the structure is similar to that of an insulating glass pane: two plates 21 made of safety glass or a transparent plastic are held spaced apart by a circumferential profile 22 on their edges. The profile 22 closes the gap between the plates 21 tightly against the environment.
  • the plates 21 are each provided on their surfaces facing each other with transparent electrodes 14, 16, and between them, the gap is filled by the dielectric layer 15 acted upon by electroluminescent pigment.
  • the shelf 20 is with operating voltage via a (not shown)
  • Connector supplied which cooperates with a complementary connector on the rear wall of the inner container 11. By releasing the connectors, it is easily possible to remove the shelf 20 to clean it, or replace it if necessary.

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Abstract

In einem Kältegerät ist ein Elektrolumineszenzelement (4, 7-10) als leuchtende Betriebszustandsanzeige oder als Innenraumbeleuchtung verwendet.

Description

Kältegerät mit Leuchtmittel
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kältegerät mit einem Leuchtmittel, das insbesondere als Betriebszustandsanzeige oder zur Beleuchtung eines Innenraums des Kältegeräts einsetzbar ist.
Seit langem werden als derartige Leuchtmittel Glüh- oder Glimmlampen eingesetzt, die allerdings, vor allem wenn sie als Innenraumbeleuchtung eingesetzt werden, den Nachteil haben, dass ihre Abwärmeleistung die Lichtleistung um ein Vielfaches übersteigt. Die starke Erwärmung macht es notwendig, sie in einem geräumigen Gehäuse unterzubringen, das entweder in den Innenraum vorspringt und so dessen Nutzung behindert, oder in die Wand des Kältegeräts eingesenkt sein muss, wodurch sich eine Schwachstelle der Wärmeisolation ergibt. Mit dem Aufkommen leistungsstarker Leuchtdioden wurden auch diese zur Kältegerätebeleuchtung in Betracht bezogen. Sie haben zwar im Allgemeinen kleine Abmessungen und ein besseres Verhältnis von Licht- zu Wärmeleistung als Glühbirnen, doch ist ihr Licht gebündelt, so dass zum Realisieren einer gleichmäßigen Innenraumbeleuchtung oder einer aus einem großen Winkelbereich gut sichtbaren Anzeige Streuoptiken in einem Abstand in einem Abstand von den Leuchtdioden erforderlich sind. Daher sind die Abmessungen einer Beleuchtungsbaugruppe, die Leuchtdioden verwendet, nicht wesentlich kleiner als die einer Beleuchtungsbaugruppe mit Glühbirne.
Ein ideales Leuchtmittel für ein Kältegerät müsste eine im wesentlichen ungebündelte Abstrahlcharakteristik bei minimaler Einbautiefe haben. Als Leuchtmittel, die diese Anforderung erfüllen, sind in den letzen Jahren vermehrt sogenannte organische Leuchtdioden (OLEDs) diskutiert worden, die in Form großflächiger Folien produziert werden können. Ein Problem der gegenwärtigen O LE D-Leuchtstoffe ist ihre Empfindlichkeit gegen Sauerstoff und Wasser. Eine vollständige Abschirmung vor diesen beiden Stoffen, vor allem vor Wasser, ist in einem Kältegerät schwierig zu gewährleisten. Eine unvollständige Abschirmung hat einen vorzeitigen Ausfall der OLEDs zur Folge. Aufgabe der Erfindung ist daher, ein Kältegerät mit Leuchtmittel zu schaffen, das eine großflächige Ausleuchtung ermöglicht, eine minimale Einbautiefe erfordert und dennoch ausreichend robust ist.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst, indem als Leuchtmittel ein Elektrolumineszenzelement verwendet wird. Anders als bei einer Leuchtdiode basiert bei dem 1936 von George Destriau entdeckten Elektrolumineszenzeffekt die Lichtemission nicht auf Ladungsträgerrekombination an einer Grenzschicht zwischen unterschiedlich dotierten Halbleiterbereichen, sondern auf der Anregung von Elektronen eines elektrolumineszenten Pigments durch ein starkes elektrisches Wechselfeld und der Rückkehr dieser angeregten Elektronen in ihren Grundzustand unter Lichtemission.
Als Elektrolumineszenzpigmente werden herkömmlicherweise dotierte Zinksulfide verwendet, wobei die Farbe des erzeugten Lichtes von der verwendeten Dotierung abhängt. Zinksulfid ist zwar an sich chemisch stabil, aber es ist stark hygroskopisch, so dass es wie das Halbleitermaterial der OLEDs gegen Wasser zuverlässig abgeschirmt sein muss. Eine zuverlässige Abschirmung der Elektrolumineszenzpigmente ist jedoch prinzipiell einfacher als bei OLEDs. Da die Lichtemission nicht auf einem Stromfluss durch das Pigmentmaterial basiert, sondern lediglich auf dem Einfluss eines starken elektrischen Feldes, ergibt sich insbesondere die Möglichkeit, ein mikrogekapseltes Pigment zu verwenden, d. h. ein Pigment, dessen einzelne Teilchen mit einer Schutzschicht versehen sind. Diese sind somit selbst dann vor chemischen Einflüssen aus der Umgebung in gewissem Umfang geschützt, wenn die Ränder einer mit dem Pigment beaufschlagten Schicht selbst nicht oder nur unvollständig gegen die Umgebung abgeschirmt sind. Dies vereinfacht die Fertigung des Leuchtmittels erheblich.
Das Elektrolumineszenzelement kann von außen sichtbar an einem Gehäuse des Kältegeräts angebracht sein, um eine Betriebszustandsanzeige zu bilden. Es kann auch in einem Innenraum angebracht sein, um diesen auszuleuchten. Dazu kann es an einer Innenbehälterwand oder auch an einem Einbauteil des Innenraums angebracht sein. Letzteres hat den Vorteil, dass im Falle eines Defekts oder wenn durch natürliche Alterung die Lichtausbeute des Elektrolumineszenzelements nachlässt, dieses einfach zusammen mit dem Einbauteil ausgewechselt werden kann. Elektrolumineszenzpigmente sind mit unterschiedlichen Lichtfarben bekannt. Dies kann erfindungsgemäß ausgenutzt werden, indem Elektrolumineszenzelemente unterschiedlicher Lichtfarbe verschiedenen Temperaturzonen des Innenraums zugeordnet sind, so dass ein Benutzer die Eignung eines gegebenen Bereichs des Innenraums für die Lagerung eines bestimmten Kühlguts an der Farbe erkennen kann, mit der dieser Bereich beleuchtet ist.
Um eine intuitiv richtige Nutzung der unterschiedlichen Temperaturzonen zu erleichtern, ist es zweckmäßig, wenn einer warmen Temperaturzone eine wärmere Lichtfarbe zugeordnet ist als einer kalten Temperaturzone.
Die mit dem Elektrolumineszenzpigment beaufschlagte Schicht kann zwischen zwei Deckfolien eingeschlossen sein, von denen eine an einer Bauteiloberfläche des Kältegeräts befestigt ist. Dies ermöglicht die Verwendung vorgefertigter Elektrolumineszenz-Verbundfolien, die die Deckfolien und die Elektrolumineszenschicht sowie Elektroden beiderseits der Elektrolumineszenzschicht umfassen und die für den Einsatz in dem Kältegerät bequem auf ein gewünschtes Format zurecht geschnitten werden können.
Es ist aber auch möglich, die Elektrolumineszenzschicht direkt auf einer Bauteileoberfläche des Kältegeräts zu erzeugen. Diese Möglichkeit bietet sich insbesondere für Bauteileoberflächen an, die sich auf Grund ihrer Formgebung schlecht für die Anbringung einer Folie eignen.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren. Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Kältegeräts gemäß einer ersten Ausgestaltung der Erfindung;
Fig. 2 einen Schnitt durch einen Teil einer Gehäusewand des Kältegeräts aus Fig. 1 ; Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines Kältegeräts gemäß einer zweiten Ausgestaltung; und
Fig. 4 einen Teilschnitt durch einen Fachboden des Kältegeräts aus Fig. 3.
Fig. 1 zeigt ein Kältegerät mit einem Gehäuse 1 und einer daran angeschlagenen Tür 2, die einen wärmeisolierten Innenraum 3 begrenzen. In einem oberen Randbereich des Gehäuses 1 , der von der Tür 2 in ihrer geschlossenen Stellung nicht verdeckt ist, sind mehrere Leuchtanzeigen 4 zum Anzeigen eines Betriebszustandes des Kältegeräts wie etwa Ein/Aus, Übertemperatur, Schnellkühlbetrieb etc. angeordnet. Die Betriebszustandsanzeigen 4 sind durch voneinander getrennte Stücke von Elektrolumineszenz-Verbundfolie gebildet, die an der Innenseite eines leuchtdurchlässigen Fensters 5 der Gehäusefront angebracht sind. Alternativ könnten die mehreren Betriebszustandsanzeigen 4 auch durch eine zusammenhängende elektrolumineszente Schicht gebildet sein, die mit mehreren von einander örtlich getrennten und unabhängig voneinander erregbaren Elektroden versehen ist.
Der Innenraum 3 ist durch an Seitenwänden seines Innenbehälters geformte Rippen 6 vertikal gegliedert. Die Rippen 6 sind als Träger für in der Fig. nicht gezeigte, da an sich bekannte Kühlgutabsteller vorgesehen. Oberhalb und unterhalb der Rippen 6 sind jeweils großflächige Elektrolumineszenzelemente 7 bis 10 angeordnet. Die Elektrolumineszenzelemente 7 bis 10 können sich jeweils einteilig von einer Seitenwand des Innenbehälters über die Rückwand bis zur gegenüberliegenden Seitenwand erstrecken und ermöglichen so eine praktisch schatten- und blendfreie Ausleuchtung des Innenraums 3.
Die Zusammensetzung der mikrogekapselten elektrolumineszenten Pigmente ist von einem der Elektrolumineszenzelemente 7 bis 10 zum anderen unterschiedlich. Alle Elemente 7 bis 10 liefern ein im wesentlichen weißes Licht, dessen Farbtemperatur jedoch entsprechend ihrer Anordnung in dem Innenraum 3 von oben nach unten zunimmt. D. h. während das oberste Element 7 eher rötlich leuchtet, erscheint das unterste 10 eher bläulich. So wird dem Benutzer intuitiv deutlich gemacht, dass die Temperatur in den unteren Fächern niedriger ist, so dass er unwillkürlich dazu neigt, diese zur Lagerung von Kühlgut zu nutzen, das tieferer Lagertemperaturen bedarf. Fig. 2 zeigt schematisch einen Schnitt durch einen Wandbereich des Gehäuses. Der Innenbehälter ist mit 1 1 und eine von ihm begrenzte Wärmeisolationsschicht mit 12 bezeichnet. Das auf den Innenbehälter 11 flächig aufgeklebte Elektrolumineszenzelement 7 ist ein Verbund aus einer Basisfolie 13, einer darauf flächig angebrachten Elektrodenschicht 14, einer dielektrischen Schicht 15, die mit dotiertem Zinksulfid als Photolumineszenzpigment beaufschlagt ist, einer zweiten Elektrodenschicht 16, die durch die dielektrische Schicht 15 gegen die Elektrodenschicht 14 isoliert ist, und einer Deckfolie 17. Wenn sich die Elektroden 14, 16 nicht bis zu den Rändern 18 der wasser- und wasserdampfundurchlässigen Folien 13, 17 erstrecken, können diese Ränder 18 miteinander verschweißt sein, um die dielektrische Schicht 15 vor Feuchtigkeit zu schützen. Wenn einer anderen Ausgestaltung zufolge das Photolumineszenzelement aus großflächigem Verbundmaterial auf Maß zugeschnitten ist, so dass sich die dielektrische Schicht 15 und die Elektroden 14,16 jeweils bis zu den Rändern von Basis- und Deckfolie 13, 18 erstrecken, dürfen die Folien 13, 17 sich nicht berühren. Zum Schutz der Elektroden 14, 16 vor Feuchtigkeit kann es zweckmäßig sein, das vollständige Photolumineszenzelement wiederum in Wasser- und Wasserdampfundurchlässige Folien einzuschließen.
Bei der in Fig. 3 gezeigten Ausgestaltung des Kältegeräts sind die am Innenbehälter 11 aufgeklebten Elektrolumineszenzelemente weggelassen; stattdessen dienen die auf den Rippen 6 ruhenden Fachböden 20 selbst als Leuchtmittel. Fig. 4 zeigt einen Teilschnitt durch einen solchen Fachboden 20. Der Aufbau ähnelt dem einer Isolierglasscheibe: zwei Platten 21 aus Sicherheitsglas oder einem transparenten Kunststoff sind durch ein an ihren Rändern umlaufendes Profil 22 voneinander beabstandet gehalten. Das Profil 22 schließt den Zwischenraum zwischen den Platten 21 dicht gegen die Umgebung ab. Die Platten 21 sind jeweils an ihren einander zugewandten Oberflächen mit transparenten Elektroden 14, 16 versehen, und zwischen Ihnen ist der Zwischenraum durch die mit Elektrolumineszenzpigment beaufschlagte dielektrische Schicht 15 ausgefüllt.
Der Fachboden 20 ist mit Betriebsspannung über einen (nicht dargestellten)
Steckverbinder versorgt, der mit einem komplementären Verbinder an der Rückwand des Innenbehälters 11 zusammenwirkt. Durch Lösen der Verbinder ist es leicht möglich, den Fachboden 20 zu entnehmen, um ihn zu reinigen, oder falls notwendig, auszutauschen.

Claims

Patentansprüche
1. Kältegerät mit Leuchtmittel, dadurch gekennzeichnet, dass das Leuchtmittel ein Elektrolumineszenzelement (4, 7-10, 20) ist.
2. Kältegerät nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das außen an einem Gehäuse des Kältegeräts angebrachte Elektrolumineszenzelement (4) eine Betriebszustandsanzeige bildet.
3. Kältegerät nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das
Elektrolumineszenzelement (7-10; 20) in einem Innenraum (3) des Kältegeräts angebracht ist.
4. Kältegerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Elektrolumineszenzelement (7-10) an einer Innenbehälterwand angebracht ist.
5. Kältegerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Elektrolumineszenzelement (20) an einem Einbauteil (20) des Innenraums angebracht ist.
6. Kältegerät nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass Elektrolumineszenzelemente (7-10) unterschiedlicher Lichtfarbe verschiedenen Temperaturzonen des Innenraums zugeordnet sind.
7. Kältegerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass einer warmen
Temperaturzone eine wärmere Lichtfarbe zugeordnet ist als einer kalten Temperaturzone.
8. Kältegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die das Elektrolumineszenzelement (7-10) eine
Elektrolumineszenzschicht (15) umfasst, die zwischen zwei Folien (13, 17) eingeschlossen ist, von denen eine an einer Bauteiloberfläche des Kältegeräts befestigt ist.
9. Kältegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Elektrolumineszenzelement eine Elektrolumineszenzschicht umfasst, die auf einer Bauteiloberfläche des Kältegeräts erzeugt ist.
10. Kältegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Elektrolumineszenzelement (4, 7-10, 20) ein mikrogekapseltes elektrolumineszentes Pigment enthält.
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