Kondensatorgruppe sowie elektrische Haushaltsgeräte, welche diese Kondensatorgruppe verwenden
Beschreibung
Technologisches Gebiet
Diese Erfindung erstreckt sich auf eine Kondensatorgruppe und bezieht sich vorrangig auf eine Kondensatorgruppe, die in elektrischen Haushaltsgeräten, insbesondere in Kühlschränken, verwendet wird.
Technologischer Hintergrund
Elektrische Haushaltsgeräte, insbesondere Haushaltskühlschränke, Gefrierschränke oder Weinschränke usw. verwenden in der Regel ein geschlossenes Kühlkreislaufsystem, das hauptsächlich grundlegende Bauteile wie einen Kompressor, einen Kondensator, einen Verdampfer usw. umfasst, um die Kühlung oder das Einfrieren von Lebensmitteln usw., die im elektrischen Haushaltsgerät gelagert werden, zu realisieren. Dabei besteht die Funktion des Kondensators darin, das aus dem Kompressor mit hoher Temperatur und hohem Druck ausströmende gasförmige Kühlmittel in ein flüssiges Kühlmittel mit niedriger Temperatur umzuwandeln. Um die Wärme abzugeben, die im Umwandlungsprozess entsteht, wird in der Regel neben dem Kondensator ein Ventilator angebracht, der die Luft antreibt und sie zum Durchströmen des Kondensators zwingt, wodurch die vom Kondensator abgegebene Wärme noch schneller abgeführt wird.
Die US-Patente mit den Nummern US 6,543,529 B2 und US 7,121 ,328 B1 zeigen jeweils eine verfügbare Kondensatorgruppe, wie in Abb. 1 dargestellt. Diese Kondensatorgruppe umfasst ein Kondensatorrohr 2 und mehrere auf dem Kondensatorrohr 2 durch
Schweißen angeordnete Kühldrähte 3. Dabei ist das Kondensatorrohr 2 zu einer Anordnung aus mehreren Spiralen aufgerollt. Die Kühldrähte 3 erstrecken sich in Richtung der Strangzahlen des Kondensatorrohrs 2. Ein Verschlussdeckel steckt auf einem Ende des Kondensators und verschließt diese Stirnfläche vollständig, wodurch die Luft nur aus der Seitenfläche der Kondensatorgruppe, die sich in senkrechter Richtung zu den Kühldrähten 3 erstreckt, in den Kondensator angesaugt werden kann, um die Fläche für den Wärmeaustausch der Kühldrähte 3 mit der Luft zu vergrößern und den Wirkungsgrad der Wärmeabgabe des Kondensators zu erhöhen. Die Nachteile dieser Art von Kondensatorgruppe bestehen jedoch in Folgendem: Da ein Ende des Kondensators durch den Verschlussdeckel vollständig verschlossen wird, ist es für das Kondensatorrohr 2 und die Heizdrähte 3 in unmittelbarer Nähe dieser Stirnfläche im Grunde unmöglich, mit der Luft, die aus der Seitenfläche angesaugt wird, einen Wärmeaustausch durch Konvektion durchzuführen, was dazu führt, dass der Wirkungsgrad des Wärmeaustauschs dieses Teils des Kondensatorrohrs 2 und der Heizdrähte 3 relativ niedrig ist. Deshalb besteht die Notwendigkeit, eine neue Kondensatorgruppe zu entwickeln, um dieses Problem zu überwinden.
Inhalt der Erfindung
Das Ziel dieser Erfindung besteht darin, eine Kondensatorgruppe mit einem hohen Wirkungsgrad des Wärmeaustauschs zu Verfügung zu stellen.
Ein weiteres Ziel dieser Erfindung besteht darin, elektrische Haushaltsgeräte zur Verfügung zu stellen, die eine Kondensatorgruppe verwenden, die über einen hohen Wirkungsgrad des Wärmeaustauschs verfügt, insbesondere elektrische Kühlschränke.
Zur Realisierung der oben genannten Ziele der Erfindung umfasst eine Kondensatorgruppe einer Ausführungsweise dieser Erfindung eine in mehreren Schichten aufgerollte Kondensatorrohranordnung und mehrere auf dem Kondensatorrohr angeordnete Kühldrähte sowie mindestens ein Sperrelement, wobei diese
Kondensatorrohranordnung ein Ende zur Lufteinströmung und ein Ende zur
Luftausströmung besitzt und ein Teil des Endes zur Lufteinströmung oder des Endes zur Luftausströmung durch dieses mindestens eine Sperrelement verschlossen wird, wobei die strömende Luft durch den anderen nicht verschlossenen Teil des Endes zur Lufteinströmung oder des Endes zur Luftausströmung das Kondensatorrohr durchströmt.
Eine weitere Verbesserung dieser Erfindung besteht darin, dass das beschriebene mindestens eine Sperrelement ein erstes Sperrelement und ein zweites Sperrelement umfasst, wobei das beschriebene erste Sperrelement einen Teil des Endes zur Lufteinströmung verschließt und das beschriebene zweite Sperrelement einen Teil des Endes zur Lufteinströmung verschließt.
Eine weitere Verbesserung dieser Erfindung besteht darin, dass das beschriebene Ende zur Lufteinströmung über eine erste Stirnfläche verfügt, wobei das beschriebene erste Sperrelement auf der ersten Stirnfläche angebracht ist, und dass das beschriebene Ende zur Lufteinströmung über eine zweite Stirnfläche verfügt, wobei das beschriebene zweite Sperrelement auf der zweiten Stirnfläche angebracht ist.
Eine weitere Verbesserung dieser Erfindung besteht darin, dass das beschriebene Ende zur Lufteinströmung über eine erste Stirnfläche verfügt, wobei das beschriebene erste Sperrelement innerhalb der Kondensatorrohranordnung oder außerhalb der
Kondensatorrohranordnung auf einer Position nahe der ersten Stirnfläche angebracht ist, und dass das beschriebene Ende zur Lufteinströmung über eine zweite Stirnfläche verfügt, wobei das beschriebene zweite Sperrelement innerhalb der Kondensatorrohranordnung oder außerhalb der Kondensatorrohranordnung auf einer Position nahe der zweiten Stirnfläche angebracht ist.
Eine weitere Verbesserung dieser Erfindung besteht darin, dass das beschriebene Kondensatorrohr in Querrichtung zur Kondensatorrohranordnung spiralförmig zu einer runden Form aufgerollt ist und dass sich die beschriebenen Kühldrähte parallel in Längsrichtung auf der Kondensatorrohranordnung erstrecken, dass die beschriebene
Kondensatorrohranordnung einen Mittelkanal beinhaltet, der sich vom ersten Ende bis zum zweiten Ende erstreckt, dass das beschriebene erste Sperrelement die Öffnung des Mittelkanals auf dem ersten Ende und das beschriebene zweite Sperrelement den anderen Teil auf dem zweiten Ende mit Ausnahme der Öffnung des Mittelkanals verschließt.
Ein elektrisches Haushaltsgerät einer Ausführungsweise dieser Erfindung, zum Beispiel ein elektrischer Kühlschrank, umfasst einen Kompressor, einen mit dem Kompressor verbundenen Kondensator, sowie einen Ventilator, der zwischen dem Kompressor und dem Kondensator angebracht ist. Der Kondensator verfügt über ein erstes Ende nahe am Ventilator und über ein zweites Ende vom Ventilator entfernt. Das Rotieren der
Ventilatorblätter führt dazu, dass die Luft durch den Kondensator eingesogen und zum Kompressor ausgestoßen wird. Dieses elektrische Haushaltsgerät umfasst außerdem mindestens ein Sperrelement. Ein Teil des ersten Endes oder des zweiten Endes wird durch dieses Sperrelement verschlossen. Durch den anderen nicht vom Sperrelement verschlossenen Teil des ersten Endes oder des zweiten Endes durchströmt die Luft den Kondensator.
Eine weitere Verbesserung dieser Erfindung besteht darin, dass der beschriebene Kondensator einen Mittelkanal beinhaltet, der sich vom ersten Ende bis zum zweiten Ende erstreckt, dass das beschriebene mindestens eine Sperrelement ein erstes
Sperrelement und ein zweites Sperrelement umfasst, wobei dieses erste Sperrelement die Öffnung des Mittelkanals auf dem ersten Ende verschließt und dieses zweite Sperrelement den anderen Teil auf dem zweiten Ende mit Ausnahme der Öffnung des Mittelkanals verschließt.
Eine Kondensatorgruppe einer anderen Ausführungsweise dieser Erfindung umfasst einen Kondensatorhauptkörper. Dieser Kondensatorhauptkörper umfasst ein in mehrere Schichten aufgerolltes Kondensatorrohr und mehrere auf dem Kondensatorrohr angeordnete Metalldrähte sowie einen Radialkanal, der sich vom ersten Ende des Kondensatorhauptkörpers bis zum zweiten Ende erstreckt, außerdem ein erstes
Sperrelement und ein zweites Sperrelement, wobei das erste Sperrelement teilweise das
erste Ende des Kondensatorhauptkörpers und das zweite Sperrelement teilweise das zweite Ende des Kondensatorhauptkörpers verschließt.
Eine weitere Verbesserung dieser Erfindung besteht darin, dass der beschriebene Radialkanal einen Mittelkanal beinhaltet, der sich vom ersten Ende bis zum zweiten Ende erstreckt, dass das beschriebene erste Sperrelement die Öffnung des Mittelkanals auf dem ersten Ende und das beschriebene zweite Sperrelement den anderen Teil auf dem zweiten Ende mit Ausnahme der Öffnung des Mittelkanals verschließt.
Der Nutzeffekt dieser Erfindung besteht in Folgendem: Da auf einem Teil des Endes zur Lufteinströmung oder/ und des Endes zur Luftausströmung ein Sperrelement angeordnet ist, wird bewirkt, dass ein Großteil der Luft nur von der Seitenfläche des Kondensators in den Kondensator gelangen kann. Da die Stirnfläche des Kondensators nicht vollständig verschlossen ist, kann gleichzeitig ein kleiner Teil der Luft auch aus radialer Richtung in den Kondensator gelangen. Dadurch wird effektiv eine Strömungsbewegung der Luft im Kondensator herbeigeführt, die bewirkt, dass jeder Teil im Kondensator mit der Luft eine vollständige Konvektion für den Wärmeaustausch durchführen kann und der Wirkungsgrad des Wärmeaustauschs des Kondensators erhöht wird.
Erläuterungen zu den Abbildungen
Abb. 1 zeigt die räumliche Darstellung einer verfügbaren Kondensatorgruppe.
Abb. 2 zeigt die räumliche Darstellung der Kondensatorgruppe der ersten Ausführungsweise dieser Erfindung. Abb. 3 zeigt die räumliche Darstellung der Kondensatorgruppe aus Abb. 2 aus einem anderen Winkel.
Abb. 4 zeigt die Darstellung des Ouerschnitts der Kondensatorgruppe aus Abb. 2.
Abb. 5 zeigt die Darstellung der Zusammensetzung der Kondensatorgruppe aus Abb. 2 mit Kompressor und Ventilator.
Abb. 6 zeigt die Darstellung des Querschnitts der Kondensatorgruppe der zweiten Ausführungsweise dieser Erfindung.
Abb. 7 zeigt die Darstellung des Querschnitts der Kondensatorgruppe der dritten Ausführungsweise dieser Erfindung.
Konkrete Verfahrensweisen
Nachfolgend erfolgt in Verbindung mit den Abbildungen eine weiter ins Detail gehende Beschreibung dieser Erfindung.
Wie in den Abbildungen 2 bis 4 dargestellt wird, umfasst die Kondensatorgruppe 4 der ersten Ausführungsweise dieser Erfindung ein Kondensatorrohr 5, metallische Kühldrähte 6, ein erstes Sperrelement 7 sowie ein zweites Sperrelement 8. Das Kondensatorrohr 5 ist im Allgemeinen aus metallischem Kupfer gefertigt und wird zuerst gebogen und in einer Ebene angeordnet. Anschließend werden die metallischen Kühldrähte 6 in einem bestimmten Abstand und parallel zueinander oben oder unten auf das Kondensatorrohr 5 aufgeschweißt. Zuletzt wird das Kondensatorrohr 5 mit den daran befestigten metallischen Kühldrähten 6 zu einer spiralförmigen Kondensatorrohranordnung aufgerollt, die auch als Kondensatorhauptkörper bezeichnet wird. Der Herstellungsprozess dieser Kondensatorrohranordnung wird in US6543529B2 detailliert beschrieben und an dieser Stelle nicht nochmals eingehend behandelt.
Wie die Abb. 2 zeigt, wird das rechte Ende der aus dem Kondensatorrohr 5 und den metallischen Kühldrähten 6 gebildeten Kondensatorrohranordnung als erstes Ende 51 definiert oder als Ende zur Lufteinströmung 51 bezeichnet. Dieses Ende zur
Lufteinströmung 51 verfügt über eine erste Stirnfläche (in der Abb. nicht bezeichnet) senkrecht zur Verlaufsrichtung der metallischen Kühldrähte 6. Das linke Ende der Kondensatorrohranordnung wird als zweites Ende 51 oder als Ende zur Luftausströmung 52 definiert. Dieses Ende zur Luftausströmung 52 verfügt über eine zweite Stirnfläche (in der Abb. nicht bezeichnet), senkrecht zur Verlaufsrichtung der metallischen Kühldrähte.
Im Zentrum der Kondensatorrohranordnung entsteht ein radialer Mittelkanal 53, der sich von der ersten Stirnfläche bis zur zweiten Stirnfläche erstreckt und die Kondensatorrohranordnung durchzieht. Bei dem ersten Sperrelement 7 handelt es sich um eine annähernd kreisförmige Metallscheibe, die mittels Schweißverfahren an die Enden der metallischen Kühldrähte 6 der ersten Stirnfläche angeschweißt wird und auf diese Weise den anderen Teil auf der ersten Stirnfläche mit Ausnahme der Öffnung auf der ersten Stirnfläche des Mittelkanals 53 verschließt. Wie in Abb. 3 dargestellt, handelt es sich bei dem zweiten Sperrelement 8 um eine annähernd runde Metallscheibe, die mittels Schweißverfahren an die Enden der metallischen Kühldrähte 6 der zweiten Stirnfläche angeschweißt wird und auf diese Weise die Öffnung auf der zweiten Stirnfläche des Mittelkanals 53 verschließt. In dieser Verfahrensweise bestehen das erste Sperrelement 7 und das zweite Sperrelement 8 aus metallischem Material. Natürlich können auch andere Materialien verwendet werden, zum Beispiel Kunststoffplatten oder Pappplatten. In dieser Verfahrensweise werden das erste Sperrelement 7 und das zweite Sperrelement 8 mittels Schweißverfahren mit den Enden der metallischen Kühldrähte 6 verbunden. Natürlich können auch andere Verfahren zur Verbindung verwendet werden, zum Beispiel mehrere feine Schnüre, die das erste Sperrelement 7 und das zweite Sperrelement 8 durchziehen und beide entsprechend mit der ersten Stirnfläche und der zweiten Stirnfläche verschnüren.
Wie in Abb. 4 dargestellt, strömt am Ende zur Lufteinströmung 51 aufgrund der Sperre durch das erste Sperrelement 7 nur ein kleiner Teil Luft entlang Richtung A von der Öffnung des Mittelkanals 53 auf der ersten Stirnfläche in die Kondensatorrohranordnung hinein und führt mit dem Kondensatorrohr 5 und den metallischen Kühldrähten 6 in nächster Nähe zur ersten Stirnfläche einen Wärmeaustausch durch. Dagegen strömt der Großteil der Luft von der Seitenfläche der Kondensatorrohranordnung entlang Richtung B in senkrechter Richtung zu den metallischen Kühldrähten 6 in die Kondensatorrohranordnung hinein und führt mit dem Großteil des Kondensatorrohrs 5 und der metallischen Kühldrähte 6 des Endes zur Lufteinströmung einen Wärmeaustausch durch. Am Ende zur Luftausströmung 52 treten aufgrund der Sperre durch das zweite Sperrelement 8 in der Strömungsrichtung der Luft, die den Mittelkanal 53 entlangströmt, nahe der zweiten Stirnfläche Veränderungen auf, und im Zustand der Abgabe erfolgt in Richtung C ein Ausströmen aus der Kondensatorrohranordnung über
die zweite Stirnfläche. Da das erste Sperrelement 7 und das zweite Sperrelement in der Kondensatorrohranordnung an verschiedenen Positionen mit versetzter Öffnung angebracht sind, wird die Luft effektiv entlang den unterschiedlichen Richtungen A, B und C geleitet und strömt in die Kondensatorrohranordnung hinein oder aus ihr heraus. Dadurch wird es der Luft ermöglicht, in der Kondensatorrohranordnung mit dem Kondensatorrohr 5 und den metallischen Kühldrähten 6 einen vollständigen
Wärmeaustausch durchzuführen, wodurch der Wirkungsgrad des Wärmeaustauschs in maximalem Grad erhöht wird.
Wie in Abb. 5 dargestellt, wird die Kondensatorgruppe 4 dieser Erfindung in einem Kühlkreislaufsystem eines elektrischen Haushaltsgerätes installiert. Bei diesem elektrischen Haushaltsgerät kann es sich um einen Haushaltskühlschrank, einen Gefrierschrank oder einen Weinschrank handeln. Dieses Kühlkreislaufsystem umfasst einen Ventilator 9, der neben dem Ende zur Luftausströmung 52 der Kondensatorgruppe 4 angebracht ist, sowie einen Kompressor 10, der an der Vorderseite des Ventilators 9 angebracht ist. Die Kondensatorgruppe 4 und der Ventilator 9 sind fest auf dem Sockel 12 montiert. Ein Ende des Kondensatorrohrs 5 ist mit dem Kompressor 10 verbunden. Auf dem Ende zur Lufteinströmung 51 der Kondensatorgruppe 4 ist das erste Sperrelement 7 befestigt, auf dem Ende zur Luftausströmung 52 ist das zweite Sperrelement 8 befestigt (in der Abbildung nicht sichtbar). Wenn sich die Ventilatorblätter des Ventilators 9 drehen, wird die Luft von dem Ende zur Lufteinströmung 51 in die Kondensatorgruppe 4 eingesaugt und strömt durch das Ende zur Lufteinströmung 52 hinaus. Die vom Ventilator 9 ausgeblasene Luft streicht anschließend über die Oberfläche des Kompressors 10 und führt mit dem Kompressor einen Wärmeaustausch durch, wodurch die Temperatur des Kompressors abgesenkt wird.
Abb. 6 zeigt eine Kondensatorgruppe der zweiten Verfahrensweise dieser Erfindung. Der Unterschied zur ersten Verfahrensweise besteht darin, dass die Position des zweiten Sperrelements 8' im Mittelkanal 53 mit einem Abstand zur zweiten Stirnfläche innerhalb des Kondensators angebracht ist, wodurch für die Luft, die bei der Konvektion den Mittelkanal 53 durchströmt, eine Sperre realisiert wird. Gleichermaßen kann allgemeines technisches Personal aus diesem Gebiet die Position des ersten Sperrelements T auch
auf einer peripheren Position mit einem Abstand zur ersten Stirnfläche innerhalb des Kondensators einrichten und an dieser Position den Verschluss für den anderen Teil mit Ausnahme des Mittelkanals realisieren. Abb. 7 zeigt eine Kondensatorgruppe der dritten Verfahrensweise dieser Erfindung. In dieser Verfahrensweise sind das erste Sperrelement 7" und das zweite Sperrelement 8" halbrund und jeweils der Gestalt der ersten Stirnfläche und der zweiten Stirnfläche angepasst, wodurch jeweils die untere Hälfte der ersten Stirnfläche und die obere Hälfte der zweiten Stirnfläche verschlossen werden und ein Effekt des teilweisen Verschlusses erreicht wird.
Vorstehend wurden die konkreten Verfahrensweisen dieser Erfindung detailliert beschrieben. Es muss darauf hingewiesen werden, dass allgemeines technisches
Personal aus diesem Gebiet nach der Lektüre der vorstehenden Verfahrensweisen die Verfahrensweisen dieser Erfindung modifizieren kann, ohne dass schöpferische Arbeit dazu erforderlich wäre. Zum Beispiel ist die Kondensatorgruppe dieser Erfindung rund und spiralförmig angeordnet. Allgemeines technisches Personal aus diesem Gebiet kann auf der Grundlage der Abmessungen oder des Raumbedarfs in der realen Arbeit die Kondensatorgruppe auch in einer anderen Gestalt einrichten, beispielsweise viereckig, oder die Anordnung des Kondensatorrohrs verändern. Ein weiteres Beispiel: Die vorstehend genannten drei Verfahrensweisen dieser Erfindung zeigen, dass das erste Sperrelement und das zweite Sperrelement auf den Stirnflächen des Kondensators oder innerhalb des Kondensators angebracht werden. Allgemeines technisches Personal aus diesem Gebiet kann auf der Grundlage der realen Erfordernisse die Sperrelemente auch an einer Position außerhalb des Kondensators in äußerster Nähe zu den Stirnflächen des Kondensators anordnen, wo sie gleichermaßen ihre Verschlusswirkung entfalten. Ein weiteres Beispiel: Die vorstehend genannten drei Verfahrensweisen dieser Erfindung zeigen, dass im Kondensator das erste Sperrelement und das zweite Sperrelement gleichzeitig angebracht werden. Allgemeines technisches Personal aus diesem Gebiet kann jedoch auf der Grundlage realer Erfordernisse auch die Option wählen, in der Kondensatorgruppe lediglich ein Sperrelement anzubringen. Dies ist jedoch nur praktikabel, wenn dieses nur eine Sperrelement die Forderung nach teilweisem Verschlusses realisieren kann. Diese Modifizierungen sollen innerhalb des Schutzumfangs der Ansprüche dieser Erfindung liegen.