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Mobiler Kühlbehälter mit verbesserter Kältespeicherkapazität Die
Erfindung betrifft einen mobilen isolierten Behälter für Nahrungsmittel, Speiseeis,
Tiefkühlkost und dergleichen, mit einem wärmeisolierten Gehäuse mit Öffnung und
einem im Inneren angeordneten Kühlmittel.
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Beim Verkauf von Speiseeis, z.B. bei Sportveranstaltungen, Messen
und dergleichen, bestand stets das Problem, eine Tiefkühltruhe hinreichender Wärmekapazität
zu haben, da ein ständiger Anschluß am Netz, wie er beim Betreiben der normalen,
derzeit im Handel erhältlichen Tiefkühltruhen erforderlich ist, bei einem mobilen
Behälter unmöglich ist.
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Als Behelfslösung wurde zur Aufrechterhaltung der Truhentemperatur
Trockeneis verwendet, oder es mußte die ebenfalls für diese Zwecke unzureichende
Gastruhe eingesetzt werden.
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Die zur Zeit verwendeten, als YsühlwauJen auW ;-rcbil:
Kraftfahrzeuge
werden für den 8- bis 10-Stundenbetrieb zur Deckung des Kältespeicherbedarfes mit
einer Kältemaschine und eutektischen Platten ausgerüstet. Während der Nachtstunden
wird die Kältemaschine am Netz angeschlossen, um die im isolierten Innenraum des
Kühlwagens befindlichen eutektischen Platten abzukühlen. Im Gegensatz zu der normalen
Tiefkühltruhe, bei welcher das Kältemittel mit Hilfe der Kältemaschine umgepumpt
und durch Wärmeaufnahme aus dem Kühlgut im Verdampfer verdampft, so daß die Tiefkühltruhe
rund um die Uhr am Netz angeschlossen sein muß und sich ein nicht mobiles Gerät
ergibt, wird bei den Kühlkraftwagen der Netzstecker vor dem Ausfahren der Waren
abgezogen. Es hat sich nun aber gezeigt, daß die Verhältnisse der relativ großräumigen
Kühlwagen nicht ohne weiteres auf einen mobilen Isolierbehälter übertragbar sind.
So haben z. B. Versuche gezeigt, daß bei dem vorhandenen geringeren Raum bei einem
mobilen Isolierbehälter entsprechend dem Großraumfahrzeug angeordnete Kühleinrichtungen
nicht genügen, um z. B. während des Nachtbetriebes einen Kältespeicher soweit abzukühlen,
daß eine genügend große Kältemenge für einen folgenden 8-Stundentagesbetrieb erzeugt
werden kann.
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Das Einsetzen außerhalb "geladener" Kühlplatten und Einsetzen in den
mobilen Isolierbehälter ist ebenfalls nicht möglich, weil andernfalls wertvoller
Speicherraum für die zu transportierenden Gegenstände verlorengeht.
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Es besteht daher die Aufgabe der Erfindung! die bekannten mobilen
Kühlbehälter so zu .esbessesn, daß sne über einen
längeren Zeitraum
ohne Zufuhr von Primärenergie eine gewünschte Kälteleistung erbringen.
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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das Kühlmittel
eine eutektische Flüssigkeit ist, die in einem Solenbehälter im Innenraum des Kühlbehälters
gehalten ist, und daß im Solenbehälter Kühlschlangen vorgesehen sind, deren Enden
durch den Isolierstoff des Kühlbehälters hindurchragen und an einer fest neben oder
unter dem Kühlbehälter angebrachten Kältemaschine angeschlossen sind. Die Kühlung
der mit dem mobilen Kühlbehälter zu transportierenden Gegenstände erfolgt also über
an eine Kältemaschine angeschlossene Kühlschlangenund eine eutektische Flüssigkeit
oder Sole als Kühlmittel. Durch die Anordnung der Kühlschlangen im Solenbehälter
ergibt sich ein besonders guter Wärmeübergang auf die die Kühlschlangen umgebende
Flüssigkeit oder Sole, der weit wirkungsvoller ist als das Abkühlen von Kühlplatten
in Tiefkühlgeräten.
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Dadurch kann man den Kühlbehälter gemäß der Erfindung innerhalb recht
kuraer Zeit auch mit einer in das kompakte Gesamtgehäuse des Kühlbehälters eingebauten
Kältemaschine im Nachtbetrieb so abkühlen, daß ohne weiteres am nächsten Morgen
die notwendige Kältemenge in ausreichender Weise zur Verfügung steht. Dennoch kann
der Kühlbehälter derart kompakt wie eine stationäre Tiefkühltruhe ausgebildet sein,
so daß er ohne weiteres transportfähig ist, z. B. auf kleineren Fahrzeugen-oder
nur selbst mit Rädern versehen -herumgefahren werden kann.
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Besonders zweckmäßig ist es, wenn der Solenbehälter mit den darin
angeordneten Kühlschlangen am seitlichen Umfang des Innenraumes, gegebenenfalls
auch am Boden vorgesehen ist. Dadurch wird in vorteilhafter Weise ausreichend Platz
für das Einbringen der zu transportierenden Gegenstände gewährleistet. Die obere
Fläche wird wie bei einer normalen stationären Tiefkühltruhe von Kühlschlangen freigehalten,
damit ein Zugang zum Inneren von oben gegeben ist.
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Bei vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung hat die eutektische
Sole einen Taupunkt von -25 0C und einen Gefrierpunkt von -270C.Man nimmt deshalb
als die Kühlschlangen umgebendes Kühlmittel ein Eutektikum, weil dann eine Entmischung
während des Kristallisationsprozesses beim Abkühlen vermieden wird. Der hier gewählte
Taupunkt und Gefrierpunkt ist besonders bei Verwendung von Kühlbehältern für den
Transport von Speiseeis gedacht. Will man andere Gegenstände transportieren, wählt
man zweckmäßigerweise eine eutektische Sole mit anderen physikalischen Eigenschaften.
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Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Maßnahmen besteht darin,
daß mit diesem mobilen Isolierbehälter auch Nahrungsmittel in Flugzeugen auf schnellstem
Wege über weite Strecken haltbar transportiert werden können. Weitere Anwendungsgebiete
sind die Aufbewahrung von Tiefkühlkost usw., wobei selbstverständlich die Verwendung
des Kühlbehälters gemäß der Erfindung als stationäre Einheit auch möglich ist.
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Als wirtschaftlicher Vorteil ist besonders herauszustellen, daß der
Energiebedarf stets aus dem billigen Nachtstrom gedeckt werden kann.
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Zweckmäßig ist es gemäß der Erfindung ferner, wenn der Innenraum von
oben durch einen abnehmbaren Deckel zugänglich ist, neben dem mindestens ein Sichtfenster
vorgesehen ist. Bei einem mobilen Kühlbehälter muß man stets darauf achten, daß
möglichst wenig Kälteesrgiedurch öffnen und langes Suchen nach dem gewünschten Gegenstand
verlorengeht. Deshalb ist die Anordnung von einem oder mehreren festeingebauten
Sichtfenstern zweckmäßig, weil man zuvor die Lage des gesuchten Gegenstandes ungefähr
herausfinden kann, ohne daß der Deckel geöffnet sein muß. Das Ergreifen und Herausnehmen
bei geöffnetem Deckel erfolgt dann in geringerer Zeit, so daß auch der Kälteverlust
geringer ist.
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Der mobile Kühlbehälter gemäß der Erfindung ist besonders kompakt
und formschön dann aufgebaut, wenn die Kältemaschine in einer Ausnehmung des Kühlbehälters
unten befestigt ist. Die Kältemaschine ist in vielerlei Ausgestaltungen im Handel
erhältlich und kann so klein gehalten werden, daß sie sich in die äußeren konturen
des Kühlbehälters in eine Ausnehmung desselben gut einpassen läßt.
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Der Betrieb des erfindungsgemäßen mobilen Kühlbehälters erfolgt derart,
daß zur Speicherung von Kälteenergie der Netzstecker im Stand des Behälters anzuschließen
ist und
nach Speicherung einer ausreichenden Kältemenge als einzige
Verbindung zu lösen ist, so daß der Kühlbehälter danach transportierbar ist.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden
Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung in Zusammenhang mit den Zeichnungen.
Es zeigen: Fig. 1 schematisch die Anlage der gesamten mobilen Einheit, Fig. 2 eine
Ansicht, bei vertikalem Schnitt durch den Kühlbehälter, Fig. 3 ebenfalls eine Schnittansicht,
wobei jedoch der vertikale Schnitt 900 gegenüber dem der Figur 2 gedreht ist und
nur eine Hälfte dargestellt ist, und Fig. 4 eine Draufsicht auf den Behälter gemäß
Fig. 2.
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Zunächst soll schematisch die Funktionsweise des Kühlbehälters mit
Kältepumpe beschrieben werden. Der Verdichter 1 wirkt als Gaspumpe, die durch hin-
und hergehende Bewegung ihres Kolbens dampfförmiges Kältemittel, bei einer besonderen
Ausführungsform fluorierter Chlorkohlenwasserstoff von -320C,aus der Saugleitung
13 ansaugt, den Druck des Kältemittels erhöht und es durch die Druckleitung 2 in
den Verflüssiger 3 drückt. Im Verflüssiger 3 wird das vom Verdichter 1 kommende
dampfförmige Kältemittel verflüssigt.
Die dabei entstehende Verflüssigungswärme
wird an die Außenluft abgegeben. Das verflüssigte Kältemittel wird infolge des vom
Verdichter 1 erzeugten Druckes in den Flüssigkeitssammler 4 gedrückt und gelangt
über das Flüssigkeitsabsperrventil 5 in die Flüssigkeitsleitung 6. Dort befindet
sich der Kältemitteltrockner 7 und das Magnetabsperrventil 8. Das Kältemittel gelangt
zu dem thermtjstatischen Expansionsventil 9, wird dort entspannt und erreicht durch
die Einspritzleitung 10 die Verdampferschlange 11. Die mit strichpunktierten Linien
gezeigte Stelle links neben dem Kühlbehälter 20 stellt lediglich schematisiert den
Ubergang von der Einspritzleitung 10 mit kleinem Durchmesser zur Verdampferschlange
11 mit großem Durchmesser dar.
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Das entspannte Kältemittel verdampft durch Aufnahme der nötigen Verdampfungswärme.
Die Verdampfungswärme wird der Umgebung der Verdampferschlange 11, d.h. also der
sie umgebenden eutektischen Flüssigkeit 12,entzogen. Das Kältemittel geht aus dem
flüssigen in den gasförmigen Aggregatzustand über, wobei Druck und Temperatur konstant
bleiben. Das verdampfte und mit seiner Verdampfungswärme aufgeladene Kältemittel
wird vom Verdichter 1 über die Saugleitung t3 und das Saugabsperrventil 14 wieder
angesaugt, worauf der Kreislauf von neuem beginnt.
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Der Kühlbehälter 20 besteht aus der Außenverkleidung 15, der Isolierung
16, die z. B. Polyurethan-Hartschaun sin kann, dem Solebehälter 17, z. B. aus Chrom-Nickelstahl,
und der
Verdampferschlange 11, die in zweckmäßiger Weise aus Kupferrohr
besteht. Der Innenraum 18 ist an seinem seitlichen Umfang begrenzt durch den eingebauten
Solenbehälter 17 und mit Chromnickelstahl ausgekleidet. Der Solenbehälter 17 mit
der innenliegenden Verdampferschlange 11 ist mit eutektischer Flüssigkeit 12 gefüllt.
Bei der hier als besonders zweckmäßig angesehenen Ausführungsform für den Transport
von Speiseeis ist eine eutektische Flüssigkeit ausgesucht worden, deren Gefrierpunkt
bei -27 0C und Taupunkt bei -250C liegt.
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Während des Kühlvorganges, wenn also der Netzstecker angeschlossen
ist, wird der eutektischen Flüssigkeit 12 ständig Wärme durch das verdampfende Kältemittel
in der Verdampferschlange 11 entzogen. Der Kühlvorgang dauert solange, bis die eutektische
Flüssigkeit erstarrt ist. Ein Druckschalter 19 unterbricht die Stromzufuhr, das
Magnetabsperrventil 8 schließt, und der Verdichter 1 schaltet ab. Da die Erstarrungswärme
vom Verdichter 1 abgeführt wurde, steht nun eine ausreichende gespeicherte Kältemenge
zur Verfügung.
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Die eutektische Flüssigkeit 12 nimmt diese Wärmemenge bis zur vollkommenen
Verflüssigung als Schmelzwärme aus dem Kühlgut, z. B. Speiseeis, auf. Die Temperatur
der Flüssigkeit bleibt dabei konstant.
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Man kann die Menge der eutektischen Flüssigkeit 12 derart bemessen,
daß ohne weiteres ein 8- und mehrstündiger Betrieb
ohne Zufuhr
elektrischer Energie möglich ist. Der Kühlvorgang sollte jedoch sogleich wieder
eingeleitet werden, sobald die eutektische Flüssigkeit vom festen in den flüssigen
Zustand übergegangen ist. Die Temperatur der eutektischen Flüssigkeit beträgt dann
-250C. Die erforderliche Zeit zum erneuten Erstarren der eutektischen Flüssigkeit
ist abhängig von der Menge der im Solenbehälter befindlichen eutektischen Flüssigkeit.
Für die für die Speiseeisindustrie konzipierte Speichertruhe beträgt die Aufladezeit
etwa 4 1/2 Stunden.
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In den Figuren 2-4 ist ein besonders vorteilhaft ausgestalteter Kühlbehälter
20 gezeigt, der auf einer Seite unten eine Ausnehmung 21 aufweist, in welche die
in Figur 1 insgesamt mit 22 bezeichnete Kältemaschine so eingesetzt werden kann,
daß sie in die äußere Kontur des Isolierbehälters paßt. Man erkennt wieder in den
Figuren 2 und 3 die Kühlschlangen 11 im Schnitt, und in Figur 4 gestrichelt angedeutet
den Solenbehälter 17, Bei der hier gezeigten Ausführungsform ist außerdem ein Temperaturanzeigegerät
23 von außen sichtbar angeordnet und an einen im isolierten Innenraum 18 befindlichen
Temperaturfühler 24 angeschlossen.
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Die Oberseite des Kühlbehälters 20 weist auf der einen Seite den abnehmbaren,
isolierten Deckel 25 und auf der anderen Seite das fest eingebaute Sichtfenster
26 auf. Lediglich die durch den Isolierstoff 16 hindurchragenden Enden der
Kühlschlangen
11 sind in den Figuren 2-4 nicht dargestellt, allerdings in Figur 1 gezeigt.