Kältegerät mit einem Eisbereiter
Die Erfindung betrifft ein Kältegerät, insbesondere ein Haushaltskältegerät, mit einem Eisbereiter nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Solche Eisbereiter können in einem dafür vorgesehenen Gefrierfach eines Kältegerätes, etwa eines Gefrierschrankes, angeordnet sein. Die Eisbildung kann mittels Kaltluftanströ- mung erfolgen. Die Kaltluft kann durch einen in den Kältekreislauf geschalteten Verdampfer des Kältegerätes erzeugt werden.
Bei einem gattungsgemäßen Kältegerät weist der Eisbereiter eine mit Frischwasser füllbare Eiswürfelschale auf, die zur Eisbildung mit der Kaltluft beströmbar ist. Die Kaltluft ist über ein im Kältefach vorgesehenes Luftführungselement zuführbar. Die so in der Eiswürfelschale gebildeten Eisstücke können mittels eines Auswerferelementes in einer Schwenkbewegung aus der Eiswürfelschale entnommen werden. Das Auswerferelement ist an einem Abstreiferelement vorbeiführbar, an dem die Eisstücke vom Auswerferelement separiert werden und in einem Auffangbehälter abgleiten.
Im gattungsgemäßen Eisbereiter werden bei der Kaltluftumströmung der Eiswürfelschale Teilströme, die nicht zur Abkühlung der Eiswürfelschale beitragen, ungenutzt als Lecka- geströme in den Kühlgeräte-Innenraum abgeführt. Dadurch ist eine Kühleffizienz des Eisbereiters reduziert.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Kältegerät mit einem Eisbereiter bereitzustellen, bei dem in fertigungstechnisch einfacher Weise die Eisproduktion erhöht werden kann.
Die Aufgabe der Erfindung ist durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.
Gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 weist das Luftführungselement eine Anzahl von Auslassöffnungen auf, mit denen die Eiswürfelschale aus unterschiedlichen Richtungen anströmbar ist. Auf diese Weise kann die Kaltluft allseitig auf die Eiswürfel-
schale gerichtet werden, wodurch das Wasser in der Eiswürfelschale beschleunigt abgekühlt werden kann.
Bevorzugt kann eine der Auslassöffnungen im Luftführungselement mit einem Abstand zur Eiswürfelschale in einen Kaltluftraum oberhalb der Eiswürfelschale münden. Auf diese Weise wird die Oberfläche des in die Eiswürfelschale eingefüllten Frischwassers beschleunigt abgekühlt und gefroren.
Die Auslassöffnungen können als eine Lochreihe und/oder als ein durchgängiger Querschlitz ausgebildet sein. Die Auslassöffnungen können sich für eine effektive Abkühlung des Frischwassers entlang der rinnenförmigen Eiswürfelschale erstrecken. Die Länge der Auslassöffnungen kann dabei zumindest der Eiswürfelschalen-Länge entsprechen.
Für eine effiziente Abkühlung des in der Eiswürfelschale gesammelten Frischwassers ist im darüber befindlichen Kaltluftraum ein geeignetes Kaltluftströmungsbild bereitzustellen. Bevorzugt ist ein turbulentes Strömungsbild mit Verwirbelungen oberhalb der Eiswürfelschale, wodurch sich die Verweilzeit der in den Kaltluftraum einströmenden Kaltluft oberhalb der Eiswürfelschale erhöht. Vor diesem Hintergrund kann sich eine der Auslassöffnungen des Luftführungselements nach Art eines Diffusor in Strömungsrichtung konusartig ausweiten, wodurch ein Venturi-Effekt genutzt werden kann. Alternativ und/oder zu- sätzlich kann einer der Auslassöffnungen des Luftführungselementes ein Luftleitelement zugeordnet sein, das der Auslassöffnung in Strömungsrichtung nachgelagert ist. Ausströmende Kaltluft kann auf diese Weise in Richtung auf die Oberseite der Eiswürfelschale umgelenkt werden.
In einer besonderen Ausführungsform kann oberhalb der Eiswürfelschale eine Auslassöffnung in Form eines durchgängigen Querschlitzes im Luftführungselement vorgesehen sein. Zur Herstellung des Querschlitzes kann im Blechmaterial des Luftführungselementes ein U-förmiger Freischnitt eingebracht sein, und die so U-förmig freigeschnittene Blechlasche in Strömungsrichtung aus dem Blechmaterial gebogen werden.
Unterhalb des durchgängigen Querschlitzes kann eine weitere Auslassöffnung in Form einer Lochreihe im Luftführungselement ausgebildet sein. Die Lochreihe kann einen Kalt-
luftteilstrom zumindest abschnittsweise unmittelbar auf eine Längsseite der Eiswürfelschale führen.
Zusätzlich dazu kann eine weitere Auslassöffnung im Luftführungselement ausgebildet sein, die in einen Strömungsraum unterhalb eines Eiswürfelschalen-Bodens einmündet. Der Strömungsraum kann vom Eiswürfelschalen-Boden und einem mit Abstand darunter angeordneten Strömungsleitelement begrenzt sein. Die Länge der Auslassöffnung unterhalb der Eiswürfelschale kann gegenüber den darüber angeordneten Auslassöffnungen in Eiswürfelschalen-Längsrichtung reduziert sein.
Für eine besonders effektive Abkühlung der in der Eiswürfelschale befindlichen Frischwassermenge kann die Auslassöffnung unterhalb der Eiswürfelschale so bemessen sein, dass ein Kaltluft-Hauptstrom zur Bodenseite sowie zu einer Frontseite der Eiswürfelschale geführt ist. Zusätzlich kann zumindest ein Kaltluft-Nebenstrom über eine erfindungsgemäße Auslassöffnung in den Kaltluftraum oberhalb der Eiswürfelschale einströmen bzw. direkt auf eine Längsseite der Eiswürfelschale gerichtet sein.
Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beigefügten Figuren beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1 in einer Teilschnittansicht eine Prinzipdarstellung eines Kältegerätes;
Fig. 2 in perspektivischer Ansicht einen Eisbereiter in Alleinstellung;
Fig. 3 in einer vergrößerten Teilschnittansicht den Eisbereiter;
Fig. 4 in einer Rückansicht den Eisbereiter;
Fig. 5 ebenfalls in einer Rückansicht den das Luftführungselement mit angedeuteten Strömungswegen; und
Fig. 6 in Alleinstellung ein Kunststoffspritzgussteil, in welchem ein Abstreiferelement, eine Verbindungswand, eine Stirnwand sowie ein Strömungsleitelement integriert sind.
In der Fig. 1 ist in einer schematischen Seitenschnittdarstellung ein Ausschnitt aus einem Kältegerät mit einem bodenseitigen Gefrierraum 1 und einem oberen Teilraum 3 gezeigt, die durch eine horizontale Trennwand 5 voneinander getrennt sind. Die beiden Gefrier- und Teilräume 1 , 3 sind frontseitig mit einer Gerätetür 4 verschlossen. Im oberen Teilraum 3 ist ein Eisbereiter 7 zur Erzeugung von Eisstücken vorgesehen.
Zur Kühlung des Gefrierraumes 1 ist in üblicher Weise ein Verdampfer 9 vorgesehen, der hier beispielhaft thermisch mit der Rückseite des Gefrierraumes 1 gekoppelt ist. Der Verdampfer 9 ist Teil eines hier nicht gezeigten, an sich bekannten Kältemittelkreislaufes.
Der Eisbereiter 7 weist gemäß der Fig. 1 eine rinnenförmige Eiswürfelschale 10 auf, in der in nachfolgend beschriebener Weise Eisstücke erzeugt werden, die in einem darunter angeordneten Auffangbehälter 13 eingebracht werden können. Der Auffangbehälter 13 ist gemäß der Fig. 1 in Pfeilrichtung schubladenartig aus dem Teilraum 3 des Kältegerätes herausziehbar.
In der Fig. 2 ist der Eisbereiter 7 in Alleinstellung ohne Auffangbehälter 13 gezeigt. Demzufolge ist in dem Hohlraum der rinnenförmigen Eiswürfelschale 10 ein schwenkbarer Auswerfer 15 angeordnet, der um eine Schwenkachse 17 verschwenkt werden kann. Entlang der Schwenkachse 17 weist der Auswerfer 15 voneinander beabstandete Zwi- schenwände 19 auf, die den Hohlraum in der Eiswürfelschale 10 in Einzelfächer unterteilen. Während der Eisproduktion werden die an den Zwischenwänden 19 des Auswerfers 15 festgefrorenen Eisstücke durch eine Schwenkbewegung des Auswerfers 15 von der Eiswürfelschale 10 entnommen.
Der Auswerfer 15 ist an seiner in der Fig. 2 linken Seite mit einem Stellantrieb einer elektronischen Steuereinrichtung 21 verbunden. Hinter der elektronischen Steuereinrichtung 21 ist ein Anschlusskasten 23 vorgesehen, der über eine Frischwasserzufuhrleitung mit Leitungswasser füllbar ist, das über eine Zulauföffnung 25 in die Eiswürfelschale 10
eingeleitet werden kann. Die Eiswürfelschale 10 weist an ihrer hinteren Längsseite 27 Tragwinkel 29 zur Befestigung an einem rückseitigen, in der Fig. 1 gezeigten Luftführungselement 31 auf.
Gemäß der Fig. 3 ist die Eiswürfelschale 10 an ihrer vorderen Längsseite 33 mittels eines Abstreiferelementes 35 überdeckt. Das Abstreiferelement 35 weist voneinander in Längsrichtung beabstandete Abstreiferrippen auf, die die Oberseite der Eiswürfelschale 10 teilweise überragen.
Wie in der Fig. 2 gezeigt ist, geht das Abstreiferelement 35 an seiner Vorderseite über eine obere Längskante 37 in eine vertikale Verbindungswand 39 über. Die vertikale Verbindungswand 39 trennt gemäß der Fig. 3 die Eiswürfelschale 10 von dem vorgelagerten Auffangbehälter 13. An seiner unteren Längskante 38 geht die Verbindungswand 39 in ein plattenförmiges Strömungsleitelement 41 über, das im Abstand zur Bodenseite der Eiswürfelschale 10 in Richtung auf das rückseitige Luftführungselement 31 schräg nach un- ten abfällt.
Wie aus der Fig. 2 weiter hervorgeht, ist das Abstreiferelement 35 zusammen mit der Verbindungswand 39 und dem Strömungsleitelement 41 materialeinheitlich und einstückig als ein U-förmiges Hohlprofilteil ausgebildet, in das teilweise die Eiswürfelschale 10 ein- ragt. Die Eiswürfelschale 10 ist dabei gemäß der Fig. 3 mit ihrer frontseitigen Längswand 33 in einer Quernut 43 der Verbindungswand 39 gehaltert.
Die Verbindungswand 39 begrenzt zusammen mit der Eiswürfelschale 10 und dem Strömungsleitelement 41 einen Strömungsraum 45, der die Eiswürfelschale 10 frontseitig umgibt. Der Strömungsraum 45 wird gemäß der Fig. 1 und 3 ausgehend vom bodenseiti- gen Gefrierraum 1 des Kühlgerätes mit Kaltluft versorgt. Die im Gefrierraum 1 erzeugte Kaltluft wird über ein angedeutetes Gebläse 47 in einen vom Luftführungselement 31 begrenzten Zufuhrkanal 49 eingeführt und durch eine untere Auslassöffnung 51 des Luftführungselements 31 in den Strömungsraum 45 unterhalb der Eiswürfelschale 10 aus- gestoßen.
Im in der Fig. 1 gezeigten eingeschobenen Zustand ist der Auffangbehälter 13 mit einem Antriebsmotor 14 gekoppelt, der in bekannter Weise eine im Auffangbehälter 13 vorgese-
hene Förderschnecke 16 antreibt, die die Eisstücke zur Vorderseite des Auffangbehälters 13 leitet. Am vorderen Ende der Förderschnecke werden die Eisstücke mittels nicht gezeigter Messer zerkleinert.
Gemäß der Fig. 3 ist der Zufuhrkanal 49 des Luftführungselement 31 vertikal nach oben gerichtet und mündet dieser in einem in Bautiefenrichtung x ausgeweiteten Sammelraum 53, der über die untere Auslassöffnung 51 mit dem Strömungsraum 45 verbunden ist. Der Strömungsraum 45 ist nach oben durch den Eiswürfelschalen-Boden sowie durch eine vordere Längswand 33 der Eiswürfelschale 10 begrenzt.
Oberhalb der Ausströmöffnung 51 sind weitere Ausströmöffnungen 55, 57 vorgesehen. Die Ausströmöffnungen 51 , 55, 57 sind derart bemessen, dass durch die untere Ausströmöffnung 51 ein Hauptstrom I der Kühlluftströmung in den unteren Strömungsraum 45 mündet. Die mittlere Ausströmöffnung 55 richtet demgegenüber einen ersten Nebenstrom Il unmittelbar auf die hintere Längsseite 27 der Eiswürfelschale 10. Durch die obere Aus- strömöffnung 57 wird ein weiterer Nebenstrom III in einen Kaltluftraum 59 oberhalb der Eiswürfelschale 10 geführt. Mit dem Hauptstrom I sowie den beiden Nebenströmen II, III kann daher Kaltluft allseitig auf die Eiswürfelschale 10 gerichtet werden.
Gemäß der Fig. 3 ist die mittlere Ausströmöffnung 55 in Vertikalrichtung in etwa auf glei- eher Höhe wie die hintere Längswand 27 der Eiswürfelschale 10 angeordnet, so dass der Nebenstrom Il unmittelbar auf die Eiswürfelschalen-Längswand 10 ausgerichtet ist. Die Ausströmöffnung 57 ist um einen Abstand Δh von der Eiswürfelschale 10 beabstandet. Die Ausströmöffnung 55 des Luftführungselements 31 ist gemäß der Fig. 5 als eine horizontale Lochreihe ausgebildet, deren Ausströmkanäle in Strömungsrichtung konusartig ausgeweitet sind. Die darüber angeordnete Ausströmöffnung 57 ist demgegenüber ein langgestreckter Querschlitz, dem in Strömungsrichtung ein Umlenkelement 62 nachgeschaltet ist, das den austretenden Teilstrom III in Richtung auf die Oberseite der Eiswürfelschale 10 nach unten umlenkt. Insgesamt kann mittels der beiden Teilströme Il und III im Kühlluftraum 59 oberhalb der Eiswürfelschale 10 ein turbulentes Strömungsbild mit Verwirbelungen erzeugt werden, die eine schnelle Abkühlung der Wasseroberfläche in der Eiswürfelschale 10 unterstützen.
In der Fig. 4 ist eine rückseitige Ansicht des Eisbereiters 7 gezeigt, in der der Strömungsweg des Hauptstromes I der Kaltluft dargestellt ist. Demzufolge ist der Kaltluft-Hauptstrom I zunächst in der Bautiefenrichtung x auf die horizontale Verbindungswand 39 gerichtet und wird die Hauptströmung I innerhalb des Strömungsraumes 45 in eine Seitenrichtung entlang der Eiswürfelschale 10 umgelenkt.
Aus der Fig. 4 geht weiterhin hervor, dass sich das Strömungsleitelement 41 nicht entlang der gesamten Länge der Eiswürfelschale 10 erstreckt, sondern nur bis etwa zur Hälfte. In der Eiswürfelschalen-Längsrichtung ist daher ein Luftauslassbereich 61 zwischen den Strömungsleitelement 41 und der gegenüberliegenden Steuereinrichtung 21 freigelegt, durch den die Kaltluft aus dem Strömungsraum 45 nach unten abgeleitet wird.
Im Bereich der Steuereinrichtung 21 ist gemäß der Fig. 4 bodenseitig unterhalb der Eiswürfelschale 10 ein Temperatursensor 63 vorgesehen, der eine Ist-Temperatur der Eiswürfelschale 10 erfasst und an die Steuereinrichtung 21 leitet. Die der Steuereinrichtung 21 gegenüberliegende Längsseite ist mit einer am Strömungsleitelement 41 angeformten Stirnwand 65 geschlossen, die den Strömungsraum 45 außenseitig begrenzt. Zusätzlich sind in der Verbindungswand 39 zwei Luftauslässe 67 vorgesehen, durch die Kaltluft aus dem Strömungsraum 45 austreten kann.
Die über die Einströmseite in den Strömungsraum 45 einströmende Hauptströmung I wird somit mittels der Stirnwand 65 sowie der Verbindungswand 39 in eine Seitenrichtung umgelenkt und über den Luftauslassbereich 61 nach unten abgeführt. Auf diese Weise wird der Temperatursensor 63 nicht unmittelbar von der Kaltluftströmung beaufschlagt, wodurch die erfasste Ist-Temperatur verfälscht werden würde.
In der Fig. 5 ist das Abstreiferelement 35 zusammen mit der Verbindungswand 39, der Stirnwand 65 und dem Strömungsleitelement 41 als ein einstückiges Kunststoffbauteil gezeigt, das fertigungstechnisch einfach im Spritzgussverfahren herstellbar ist. Abgesehen von dem vordefinierten Luftauslassbereich 61 sowie der beiden Luftauslässe 67 in der frontseitigen Verbindungswand 39 ist das Bauteil vollflächig geschlossen ausgeführt. Leckageströmungen, die keinen Beitrag zur Eisbildung leisten, können daher reduziert werden.
Wie aus der Fig. 5 weiter hervorgeht, erstrecken sich die in den oberseitigen Kühlluftraum 59 mündenden bzw. direkt auf die Längsseite 27 der Eiswürfelschale 10 gerichteten Auslassöffnungen 55, 57 über eine Länge \'\, die im Wesentlichen der in der Fig. 2 gezeigten Länge I2 der Eiswürfelschale 10 entspricht. Im Betrieb wird daher über die oberen Auslassöffnungen 55, 57 im Wesentlichen die gesamte freie Wasseroberfläche in der Eis- würfelschale 10 gekühlt. Demgegenüber ist die Länge I3 der unteren Auslassöffnung 51 reduziert und in etwa der Länge des Strömungsleitelementes 41 angepasst.
Zum Betriebsstart des Eisbereiters 7 wird zunächst die in der Fig. 2 Einschalttaste der Steuereinrichtung 21 gedrückt. Zum Befüllen der Eiswürfelschale 10 wird das in dem Wasserkasten 23 zwischengespeicherte Frischwasser über die Zulauföffnung 25 in die Eiswürfelschale 10 eingeleitet. Nach erfolgter Eisbildung wird kurzzeitig ein in der Eiswürfelschale 10 integriertes Heizelement eingeschaltet, wodurch die in der Eiswürfelschale 10 gebildeten Eisstücke angetaut und mittels des Auswerfers 15 in einer Schwenkbewegung auf das Abstreiferelement 35 gekippt werden. Beispielhaft ist in der Fig. 2 ein bereits auf das Abstreiferelement 35 gekipptes Eisstück 69 gezeigt. Das Abstreiferelement 35 ist in Richtung auf den Auffangbehälter 13 schräg nach unten geneigt, so dass die darauf abgestreiften Eisstücke in den Auffangbehälter 13 abgleiten können.
BEZUGSZEICHENLISTE
1 Gefrierraum 49 Luftzufuhrkanal
3 Teilraum 51 untere Auslassöffnung
5 Trennwand 53 Sammelraum
7 Eisbereiter 55, 57 obere Auslassöffnungen
4 Gerätetür 59 Kaltluftraum
9 Verdampfer 61 Luftauslassbereich
10 Eiswürfelschale 62 Umlenkelement
13 Auffangbehälter 63 Temperatursensor
14 Antriebsmotor 65 Stirnwand
15 Auswerferelement 67 Luftauslässe
16 Förderschnecke 69 Eisstück
17 Schwenkachse Ii Länge der Auslassöffnungen
19 Zwischenwände 55, 57
21 Steuereinrichtung I2 Eiswüfelschalen-Länge
23 Wasserbehälter I3 Länge der unteren
25 Zulauföffnung Auslassöffnung 51
27 hintere Längswand der I Hauptstrom
Eiswürfelschale 10 II, I Il Nebenströme
29 Tragwinkel X Bautiefenrichtung
31 Luftführungselement
33 vordere Längswand der
Eiswürfelschale 10
35 Abstreiferelement
37, 38 Längskanten
39 Verbindungwand
41 Strömungsleitelement
43 Quernut
45 Strömungsraum
47 Gebläse