WO2008025644A2 - Kältegerät mit wassertank - Google Patents

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WO2008025644A2 PCT/EP2007/058119 EP2007058119W WO2008025644A2 WO 2008025644 A2 WO2008025644 A2 WO 2008025644A2 EP 2007058119 W EP2007058119 W EP 2007058119W WO 2008025644 A2 WO2008025644 A2 WO 2008025644A2
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Bernd Heger
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Kasim Yazan
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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
    • F25D23/00—General constructional features
    • F25D23/12—Arrangements of compartments additional to cooling compartments; Combinations of refrigerators with other equipment, e.g. stove
    • F25D23/126—Water cooler
    • 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
    • F25D2323/00—General constructional features not provided for in other groups of this subclass
    • F25D2323/122—General constructional features not provided for in other groups of this subclass the refrigerator is characterised by a water tank for the water/ice dispenser

Definitions

  • the present invention relates to a refrigerator with a water tank, in particular with a water tank, which is provided to be connected via an inlet port to the drinking water network, and which feeds a drinking water dispenser or the like via an outlet port.
  • Such a tank is usually mounted embedded on the inside of a housing wall of the refrigerator or in an insulating layer of the wall.
  • the object of the invention is to provide a refrigeration device in which on the one hand ensures that a most practical needs satisfying amount of well-cooled, not heated by fresh nachgeströmtes water water can be tapped, and avoided on the other hand, an abrupt increase in water temperature when a tank has been completely tapped.
  • the object is achieved in that in a refrigeration device with a water tank, the one inlet connection and one connected to a water dispenser Outlet port, the tank is divided into a mixing region and a laminar flow region, which are connected in series.
  • the mixing area is adjacent the inlet port and the laminar flow area is adjacent to the outlet port, so that fresh incoming fresh water first mixes with already cooled water in the mixing area before entering the laminar flow area and finally discharging.
  • an increase in temperature of the tapped water only gradually begins when a volume corresponding to the volume of the laminar flow area has been tapped off.
  • the laminar flow area is preferably formed by a conduit guided in a detour between the mixing area and the inlet or outlet port of the tank.
  • the line of the laminar flow area is bounded by louvers projecting from outer walls of the tank into its interior.
  • the lamellae may be formed alone on the shell.
  • columns are preferably distributed over the bottom of the shell, which are firmly connected to the lid.
  • An outlet of the mixing area is preferably located at the bottom thereof, so that water which has cooled down on the outer walls of the mixing area and thereby dropped is first discharged.
  • an outlet port is preferably placed at a highest point of the water tank.
  • a vent expediently connects the highest point of the mixing area with the outlet port, so that, even if its outlet is at the bottom, a trouble-free venting is ensured for this.
  • the water tank is preferably embedded in a housing wall of the refrigeration device.
  • FIG. 1 shows a schematic section through an inventive refrigeration device.
  • Figure 2 is a perspective exploded view of a water tank of the refrigerator.
  • Fig. 3 shows a detail of the water tank in section.
  • the refrigeration device shown in a schematic section in FIG. 1 has a heat-insulating body 1 and a door 2 which delimit a cooled interior 3.
  • a central region of the door 2 an outwardly open niche 4 is formed, on the ceiling of which an outlet 5 for tapping cooled drinking water into a container 6 placed in the niche 4 is arranged.
  • the outlet 5 is connected via a supply line 7 with a placed in a rear wall of the niche 4 water tank 8.
  • the water tank 8 is surrounded on all sides by an insulating material layer of the door 2.
  • the water tank 8 is connected to the drinking water network via a line 9 which extends from the water tank 8, first through the door 2 via a hinge into the body 1 and along the rear wall thereof.
  • the conduit 9 crosses a base portion 10 of the body, in which a (not shown) compressor is housed.
  • a local heating of the line 9 by waste heat of the compressor or a (also not Therefore, the condenser mounted generally outside on the rear wall of the body 1 can not be excluded.
  • Fig. 2 shows an exploded perspective view of the water tank 8.
  • the water tank 8 is composed of two parts, a shell 1 1 and a flat lid 12.
  • the shell 1 1 has a flat, parallel to the lid 12 bottom 13 and one around the Floor 13 extending narrow wall 14 which carries a cover 12 facing the planar frame 15.
  • the lid 12 is tightly secured in the assembled state by gluing, ultrasonic welding or the like.
  • the cover 12 and the bottom 13 are parallel to the rear wall of the niche 4.
  • An inlet port 16 for connection to the conduit 9 and an outlet port 17 for connection to the conduit 7, each in the form of a pipe stub protruding integrally from the wall 14, are each arranged in an upper region of the tank 8 in the installation orientation.
  • the interior of the water tank 8 is divided into multiple by projecting from the bottom 13 and the peripheral wall 14 of the shell 1 1 slats.
  • a first such fin 18 extends adjacent to the outlet port 17 from an upper portion 19 of the wall 14 in the vertical direction to near an opposite lower wall portion 20 and thus separates a riser 21 from the rest of the interior of the tank 8.
  • This remainder is roughly divided into an upper mixing region 22 and a lower laminar flow region 23. While the mixing region 22 is largely free of fins, in the laminar flow region 23 many fins 24 extend alternately from the vertical fins 18 and a vertical portion 25, respectively Wall 14 in opposite directions and thus force a substantially zigzag, low-vortex flow of water through the area 23rd
  • a horizontal fin 26 is arranged to guide inflowing water and to excite a counter-clockwise vortex flow in the mixing area 22.
  • a projecting from below into the mixing region 22 Lammelle 27 forms an obstacle to this vortex flow are excited to the vortex in a clockwise direction, which is effective for Mixing of inflowing, warm water with already in the mixing area 22 befindlichem, provide cooled water.
  • the bottom 13 of the tank is not exactly rectangular, but trapezoidal, such that in the installed position, the lower wall portion 20 extends horizontally, the upper wall portion 19, however, slightly increases towards the outlet 17 conclusion.
  • a passage opening 28 is formed directly adjacent to the wall portion 19, whose free cross-section is substantially smaller than that of the riser 21 and of the fins 24 of the Laminarströmungs Schemes 23 limited line sections, so that when tapping water, the water flow through the Through hole 28 is small compared to the amount of water flowing through the laminar flow 23 and the temperature of the tapped water has no significant effect.
  • the passage opening 28 of the air initially contained in the mixing area 22 makes it possible to reach the outlet port 17 and to escape from the tank.
  • the columns 29 may each have a closed end face which is fixed to the lid 12 in the same way as the frame 15 to prevent or at least limit deformation of the tank 8 under the pressure of the water contained therein.
  • the pillars 29 are hollow, as shown in the section of Fig. 3, and have an end opening 30 which is aligned with a corresponding opening 31 of the lid 12 to receive a rivet 32.

Abstract

Ein Kältegerät hat einen Wassertank (8), der einen Einlassanschluss (16) und einen mit einem Wasserspender (5) verbundenen Auslassanschluss (17) aufweist. Der Tank (8) ist in einen Mischbereich (22) und einen mit dem Mischbereich (22) in Reihe verbundenen Laminarströmungsbereich (23) gegliedert.

Description

Kältegerät mit Wassertank
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kältegerät mit einem Wassertank, und zwar insbesondere mit einem Wassertank, der vorgesehen ist, um über einen Einlassanschluss mit dem Trinkwassernetz verbunden zu werden, und der über einen Auslassanschluss einen Trinkwasserspender oder dergleichen speist.
Ein solcher Tank ist meist an der Innenseite einer Gehäusewand des Kältegerätes oder in einer Isolationsschicht der Wand eingebettet montiert.
Wenn ein Benutzer kaltes Wasser aus dem Tank abzapft, fließt automatisch frisches Wasser aus dem Trinkwassernetz nach. Dieses Wasser hat im allgemeinen die Temperatur des Trinkwassernetzes und wärmt, wenn es sich vermischt, den Inhalt des Tanks auf. Da meist eine Verbindungsleitung zwischen dem Trinkwassernetz und dem Tank benachbart zu einem Bereich an der Rückseite des Geräts verläuft, wo ein Verdichter oder ein Verflüssiger im Betrieb Abwärme freisetzen, kann ein Teil des nachfließenden Wassers sogar eine Temperatur deutlich über Zimmertemperatur haben. Wenn sich dieses Wasser mit dem Tankinhalt vermischt, kann kein kaltes Wasser mehr abgezapft werden, was vom Benutzer als störend empfunden wird. Um dieses Problem zu vermeiden, ist es zwar möglich, den Tank als eine lang gestreckte Leitung zu realisieren, aus der das frisch zugeströmte Wasser erst dann ausgegeben wird, wenn das gesamte zuvor darin enthaltene, abgekühlte Wasser abgezapft ist. Wenn dies geschieht, erhält der Benutzer jedoch extrem warmes Wasser, was ebenfalls als störend empfunden wird.
Aufgabe der Erfindung ist, ein Kältegerät zu schaffen, bei dem einerseits sicher gestellt ist, dass eine die meisten praktischen Bedürfnisse befriedigende Menge an gut gekühltem, nicht durch frisch nachgeströmtes Wasser erwärmtem Wasser abgezapft werden kann, und bei dem andererseits ein abrupter Anstieg der Wassertemperatur vermieden wird, wenn eine Tankfüllung komplett abgezapft worden ist.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass bei einem Kältegerät mit einem Wassertank, der einen Einlassanschluss und einen mit einem Wasserspender verbundenen Auslassanschluss aufweist, der Tank in einen Mischbereich und einen Laminarströmungsbereich gegliedert ist, die in Reihe verbunden sind.
Vorzugsweise ist der Mischbereich dem Einlassanschluss und der Laminarströmungsbereich dem Auslassanschluss benachbart, so dass frisch zuströmendes warmes Wasser sich zunächst in dem Mischbereich mit bereits gekühltem Wasser mischt, bevor es in den Laminarströmungsbereich gelangt und schließlich ausgegeben wird. Es besteht aber auch die Möglichkeit, durch eine umgekehrte Anordnung frisch zugeströmtes Wasser zunächst in den Laminarströmungsbereich aufzunehmen, wo es aufgrund seiner zunächst hohen Temperaturdifferenz zum Innenraum des Kältegeräts zügig abkühlen kann, so dass es, wenn nicht der gesamte Tankinhalt in kurzer Zeit abgezapft wird, den Mischbereich in gut vorgekühltem Zustand erreicht. Im einen wie im anderen Falle setzt eine Temperatursteigerung des abgezapften Wassers erst dann allmählich ein, wenn eine dem Volumen des Laminarströmungsbereichs entsprechende Wassermenge abgezapft worden ist.
Um einen kompakt geformten Tank zu erhalten, ist der Laminarströmungsbereich vorzugsweise durch eine auf Umwegen zwischen dem Mischbereich und dem Einlassoder Auslassanschluss des Tanks geführte Leitung gebildet.
Für die einfache Realisierbarkeit und Kompaktheit des Tanks ist es ferner bevorzugt, dass die Leitung des Laminarströmungsbereichs durch von Außenwänden des Tanks in dessen Inneres vorspringende Lamellen begrenzt ist.
Wenn der Tank aus einer Schale und einem Deckel zusammengefügt ist, können im Interesse einer einfachen Fertigung die Lamellen allein an der Schale angeformt sein.
Um den Tank gegen den in seinem Inneren herrschenden Wasserdruck zu stabilisieren, sind vorzugsweise über den Boden der Schale Säulen verteilt, die mit dem Deckel fest verbunden sind.
Ein Ausgang des Mischbereichs ist vorzugsweise an dessen Boden angeordnet, so dass Wasser, das sich an den Außenwänden des Mischbereichs abgekühlt hat und dadurch abgesunken ist, als erstes ausgegeben wird. Um bei Inbetriebnahme oder nach einer Reparatur die Luft aus dem Wassertank problemlos verdrängen zu können, ist ein Auslassanschluss vorzugsweise an einem höchsten Punkt des Wassertanks platziert. Eine Entlüftungsöffnung verbindet zweckmäßigerweise den höchsten Punkt des Mischbereichs mit dem Auslassanschluss, so dass für diesen, auch wenn sich sein Ausgang am Boden befindet, eine problemlose Entlüftung gewährleistet ist.
Der Wassertank ist vorzugsweise in eine Gehäusewand des Kältegeräts eingelassen.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den beigefügten Figuren. Es zeigen:
Fig. 1 einen schematischen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Kältegerät;
Fig. 2 eine perspektivische auseinander gezogene Ansicht eines Wassertanks des Kältegeräts; und
Fig. 3 ein Detail des Wassertanks im Schnitt.
Das in Fig. 1 in einem schematischen Schnitt gezeigte Kältegerät hat einen wärmeisolierenden Korpus 1 und eine Tür 2, die einen gekühlten Innenraum 3 begrenzen. In einem zentralen Bereich der Tür 2 ist eine nach außen offene Nische 4 gebildet, an deren Decke ein Auslass 5 zum Abzapfen von gekühltem Trinkwasser in einen in der Nische 4 platzierten Behälter 6 angeordnet ist. Der Auslass 5 ist über eine Versorgungsleitung 7 mit einem in einer Rückwand der Nische 4 platzierten Wassertank 8 verbunden. Der Wassertank 8 ist allseitig von einer Isolationsmaterialschicht der Tür 2 umgeben.
Der Wassertank 8 ist mit dem Trinkwassernetz über eine Leitung 9 verbunden, die sich von dem Wassertank 8 aus zunächst durch die Tür 2 über ein Scharnier in den Korpus 1 und entlang von dessen Rückwand erstreckt. Die Leitung 9 kreuzt einen Sockelbereich 10 des Korpus, in dem ein (nicht dargestellter) Verdichter untergebracht ist. Eine lokale Erwärmung der Leitung 9 durch Abwärme des Verdichters oder eines (ebenfalls nicht dargestellten) im allgemeinen außen an der Rückwand des Korpus 1 montierten Verflüssiger kann daher nicht ausgeschlossen werden.
Fig. 2 zeigt eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht des Wassertanks 8. Der Wassertank 8 ist aus zwei Teilen zusammengesetzt, einer Schale 1 1 und einem flachen Deckel 12. Die Schale 1 1 hat einen ebenen, zum Deckel 12 parallelen Boden 13 und eine rings um den Boden 13 verlaufende schmale Wand 14, die einen dem Deckel 12 zugewandten ebenen Rahmen 15 trägt. An diesem Rahmen 15 ist der Deckel 12 im zusammengebauten Zustand durch Verkleben, Ultraschallschweißen oder dergleichen dicht befestigt. In der in der Fig. gezeigten Einbauorientierung des Tanks 8 sind Deckel 12 und Boden 13 parallel zur Rückwand der Nische 4.
Ein Einlassanschluss 16 zur Verbindung mit der Leitung 9 und ein Auslassanschluss 17 zur Verbindung mit der Leitung 7, jeweils in Form eines einteilig von der Wand 14 abstehenden Rohrstutzens, sind jeweils in einem in der Einbauorientierung oberen Bereich des Tanks 8 angeordnet. Das Innere des Wassertanks 8 ist durch vom Boden 13 und der umlaufenden Wand 14 der Schale 1 1 abstehende Lamellen vielfach unterteilt. Eine erste solche Lamelle 18 erstreckt sich benachbart zum Auslassanschluss 17 von einem oberen Abschnitt 19 der Wand 14 aus in vertikaler Richtung bis in der Nähe eines gegenüberliegenden unteren Wandabschnitts 20 und trennt so eine Steigleitung 21 vom Rest des Innenraums des Tanks 8 ab.
Dieser Rest ist etwa hälftig unterteilt in einen oberen Mischbereich 22 und einen unteren Laminarströmungsbereich 23. Während der Mischbereich 22 weitgehend von Lamellen frei ist, erstrecken sich in dem Laminarströmungsbereich 23 viele Lamellen 24 jeweils abwechselnd von der vertikalen Lamelle 18 bzw. einem vertikalen Abschnitt 25 der Wand 14 in entgegengesetzte Richtungen und erzwingen so eine im Wesentlichen zickzackförmige, verwirbelungsarme Strömung des Wassers durch den Bereich 23.
In dem Mischbereich 22 ist benachbart zum Einlassanschluss 16 eine horizontale Lamelle 26 angeordnet, um einströmendes Wasser zu führen und zu einer wirbeiförmigen Strömung im Gegenuhrzeigersinn in dem Mischbereich 22 anzuregen. Eine von unten in den Mischbereich 22 vorspringende Lammelle 27 bildet ein Hindernis für diese Wirbelströmung, an dem Wirbel im Uhrzeigersinn angeregt werden, die für eine wirksame Durchmischung von zuströmendem, warmem Wasser mit bereits länger in dem Mischbereich 22 befindlichem, abgekühltem Wasser sorgen.
Wenn ein Benutzer Wasser aus dem Tank abzapft, erhält er so zunächst auf die stationäre Temperatur des Wassertanks 8 abgekühltes Wasser, während gleichzeitig in den Mischbereich 22 nachströmendes Frischwasser diesen allmählich erwärmt. Dieses im Laufe der Zeit wärmer werdende Wasser rückt in den Laminarströmungsbereich 23 nach. Wenn die abgezapfte Wassermenge das Volumen des Laminarströmungsbereichs 23 erreicht, gelangt das mit Frischwasser vermischte Wasser zum Auslass 17, und die Temperatur des abgezapften Wassers steigt allmählich an. An dem allmählichen Anstieg der Temperatur des abgezapften Wassers kann ein Benutzer erkennen, dass der Tank 8 eine Ruheperiode benötigt, um wieder gut gekühltes Wasser liefern zu können.
Der Boden 13 des Tanks ist nicht exakt rechteckig, sondern trapezförmig, dergestalt, dass in der Einbaulage der untere Wandabschnitt 20 horizontal verläuft, der obere Wandabschnitt 19 hingegen zum Auslassabschluss 17 hin leicht ansteigt. In der Lamelle 18 ist unmittelbar benachbart zu dem Wandabschnitt 19 eine Durchgangsöffnung 28 gebildet, deren freier Querschnitt wesentlich kleiner ist als der der Steigleitung 21 bzw. der von den Lamellen 24 des Laminarströmungsbereichs 23 begrenzten Leitungsabschnitte, so dass beim Abzapfen von Wasser der Wasserdurchsatz durch die Durchgangsöffnung 28 klein ist im Vergleich zu der durch den Laminarströmungsbereich 23 fließenden Wassermenge und auf die Temperatur des abgezapften Wassers keinen wesentlichen Einfluss hat. Bei erstmaliger Inbetriebnahme des Tanks 8 ermöglicht es jedoch die Durchgangsöffnung 28 der im Mischbereich 22 zunächst enthaltenen Luft, den Auslassanschluss 17 zu erreichen und aus dem Tank zu entweichen.
Über den Boden 13 der Schale 1 1 sind mehrere Säulen 29 in einer jeweils der Breite der Wand 14 bzw. der Lamellen 18, 24, 26, 27 entsprechenden Höhe verteilt. Bevorzugt ist eine Anordnung von fünf entsprechend den Augen eines Würfels verteilten Säulen 29, wie in der Fig. 2 gezeigt, doch können je nach Größe des Bodens 13 auch andere Zahlen von Säulen 29 vorgesehen sein. Die Säulen 29 können jeweils eine geschlossene Stirnfläche aufweisen, die in gleicher Weise wie der Rahmen 15 an dem Deckel 12 befestigt ist, um eine Verformung des Tanks 8 unter dem Druck des darin enthaltenen Wassers zu verhindern oder zumindest zu begrenzen. Vorzugsweise jedoch sind die Säulen 29 hohl, wie in dem Schnitt der Fig. 3 gezeigt, und haben eine stirnseitige Öffnung 30, die auf eine jeweils entsprechende Öffnung 31 des Deckels 12 ausgerichtet ist, um eine Niete 32 aufzunehmen.

Claims

Patentansprüche
1. Kältegerät mit einem Wassertank (8), der einen Einlassanschluss (16) und einen mit einem Wasserspender (5) verbundenen Auslassanschluss (17) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Tank (8) in einen Mischbereich (22) und einen mit dem Mischbereich (22) in Reihe verbundenen Laminarströmungsbereich (23) gegliedert ist.
2. Kältegerät nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Mischbereich (22) dem Einlassanschluss (16) und der Laminarströmungsbereich (23) dem
Auslassanschluss (17) benachbart ist.
3. Kältegerät nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Laminarströmungsbereich (23) durch eine auf Umwegen zwischen dem Mischbereich (22) und einem der Anschlüsse (17) des Tanks (8) geführte Leitung gebildet ist.
4. Kältegerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitung durch von Außenwänden (13, 14) des Tanks (8) in dessen Inneres vorspringende Lamellen (24) begrenzt ist.
5. Kältegerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Tank (8) aus einer Schale (1 1 ) und einem Deckel (12) zusammengefügt ist, und dass die Lamellen (24) an der Schale (1 1 ) ausgeformt sind.
6. Kältegerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass über den Boden (13) der Schale (1 1 ) mit dem Deckel (12) fest verbundene Säulen (29) verteilt sind.
7. Kältegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ausgang des Mischbereichs (22) an dessen Boden angeordnet ist.
8. Kältegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslassanschluss (17) an einem höchsten Punkt des Wassertanks (8) platziert ist.
9. Kältegerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Entlüftungsöff- nung (29) den höchsten Punkt des Mischbereichs (22) mit dem Auslassanschluss (17) verbindet.
10. Kältegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wassertank (8) in eine Gehäusewand (2) des Kältegeräts eingelassen ist.
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