DE60018751T2 - Kühlschrank oder gefrierschrank mit luftstromregelung - Google Patents
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Description
- Gebiet der Erfindung
- Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Kühl- oder Gefriergerät, das eine Luftdurchfluss-Steuervorrichtung, in der der Verdampfer getrennt vom Kühlfach vorgesehen sein kann, umfasst, und insbesondere auf solche Geräte, in denen die Kühlung jedes gekühlten Faches durch Zwangsluftumwälzung erzielt und das Abtauen automatisch durch natürliche Konvektion durchgeführt wird.
- Hintergrund der Erfindung
- In den Kühlgeräten, insbesondere solche des "no frost"-Typs, in denen die Gefrier- und Kühlfächer durch Zwangsluftumwälzung gekühlt werden, wird die Temperatur in den Fächern durch einen Thermostaten, der sich z. B. in der Nähe eines Verdampfers befindet und der das An- und Abschalten des Kompressors, durch Messen der entsprechenden Minimal- und Maximaltemperatur eines zuvor als das ideale Funktionstemperaturintervall von wenigstens einem der Gefrier- und Kühlfächer bestimmten Temperaturintervalls bestimmt, gesteuert.
- Die Kühlung der Gefrier- und Kühlfächer von diesen Geräten wird durch Zwangsluftumwälzung durch den Verdampfer zu den Fächern durch Betrieb eines Ventilators erzielt.
- In wenigstens einem der Kanäle, die den Verdampfer mit dem entsprechenden Gefrier- oder Kühlfach verbinden, befindet sich in einer bekannten Lösung ein Thermostatventil, das wahlweise die Fluidverbindung zwischen dem entsprechenden Fach und dem Auslass des Verdampfers unterbricht und zulässt.
- Das Ventil besitzt in der bekannten Bauweise des Thermostatventils einen beweglichen Flügel, der den Luftdurchfluss öffnet oder schließt, um die Temperatur des entsprechenden Gefrier- oder Kühlfaches, die von einer Messthermometerkugel des Thermostatventils, das sich in diesem Fach befindet, gemessen wird, zu regeln. Der Flügel des Thermostatventils unterbricht im geschlossenen Zustand den Kaltluftdurchfluss vom Verdampfer zum entsprechenden Fach.
- Wenn nur ein Fach gekühlt werden soll, wird das Thermostatventil in dieser Bauweise daher so gesteuert, dass es einen funktionalen Zustand einnimmt, sodass das entsprechende Fach kalte Luft vom Verdampfer erhält.
- Außer der Verwendung eines oder mehrerer Thermostatventile, die eine verhältnismäßig komplexe Bauweise haben, ermöglicht diese Lösung die Vermischung der Luftdurchflüsse von den Fächern des Kühlgerätes, die üblicherweise eine sehr unterschiedliche Temperatur besitzen, im Einlassbereich des Verdampfers, d. h. im Ventilatorbereich. Die Vermischung von Luftmassen mit einer hohen Temperaturdifferenz führt zu energetischen Verlusten für das Kühlsystem.
- Eine Alternative, um diese Vermischung von Luftmassen verschiedener Temperaturen zu verhindern, ist, die Kreise und die aktiven Vorrichtungen (Ventilatoren, Verdampfer) zu duplizieren. Es ist außerdem erforderlich, in jedem Kreis ein entsprechendes Thermostatventil vorzusehen, wenn ein Kühlgerät mehr als einen Zwangsluftumwälzkreis besitzt, wie z. B. im gleichzeitig anhängigen Patent US-A-6.526.767 vom selben Anmelder, das am 21. Juni 1999 unter dem Titel "An Automatic Defrost System for a Refrigerating Device" eingereicht wurde, beschrieben ist, wobei die Ventile von einer Steuereinheit gesteuert werden, um einen gewünschten funktionalen Gleichlauf zwischen den Zwangsluftumwälzkreisen zu gewährleisten.
- Aus
JP 02 021076 A - Diese Lösungen erhöhen jedoch die Anzahl von Komponenten im Kühlkreis, was sich auf die Wartung und die Einteilung im Innenraum des Schrankes des Kühlgerätes auswirkt, außerdem erhöhen sich die Endkosten des Produktes.
- Offenbarung der Erfindung
- Ein Hauptziel der vorliegenden Erfindung ist, ein Kühl- oder Gefriergerät zu schaffen, das eine Luftdurchfluss-Steuervorrichtung umfasst, die eine einfache Bauweise und einen zweckmäßigen Aufbau besitzt und ermöglicht, wahlweise eine Fluidverbindung zwischen dem Verdampfer und jedem Kühlfach des Kühl- oder Gefriergerätes, entweder im Kühl- oder Abtauzustand, zu unterbrechen oder herzustellen.
- Dieses und andere Ziele werden durch ein Kühl- oder Gefriergerät gemäß Anspruch 1 verwirklicht.
- Kurzbeschreibung der Zeichnungen
- Eine Ausführungsform der Erfindung wird im Folgenden mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, worin:
-
1 eine Vorderansicht eines Kühlgeräteschrankes ohne die Tür und eine Steuervorrichtung zeigend, schematisch darstellt; -
2 schematisch und in einer seitlichen Längsschnittansicht den Schrank darstellt, der in1 mit der Steuervorrichtung in einem funktionalen Zustand gezeigt ist, der die Fluidverbindung zwischen dem Verdampfer und den Gefrier- und Kühlfächern ermöglicht; -
3 schematisch und in einer Querschnittsansicht eine Bauweise der Vorrichtung darstellt; -
4 schematisch und in einer perspektivischen Ansicht eine weitere Bauform der Vorrichtung darstellt; -
5 schematisch und in einer perspektivischen Einzelteilansicht die Vorrichtung, die in4 dargestellt ist, darstellt; -
6 schematisch und in einer Seitenansicht die Vorrichtung mit den Verschlüssen darstellt; -
7 schematisch und in einer Querschnittsansicht einen der Verschlüsse der Vorrichtung darstellt; und -
8 schematisch und in einer perspektivischen Ansicht die Rotorwelle ohne Verschlüsse darstellt. - Beste Art der Ausführung der vorliegenden Erfindung
- Die Luftdurchfluss-Steuervorrichtung für Kühl- und Gefriergeräte wird in Bezug auf ein Kühlgerät wie jenes beschrieben, das in dem gleichzeitig anhängigen Patent US-A-6.526.767 vom selben Anmelder, das mit "An Automatic Defrost System for a Refrigerating Device" betitelt ist, offenbart ist, das innerhalb eines Schrankes wenigstens zwei Luftdurchfluss-Heizumgebungen aufweist, in denen der Luftdurchfluss Kälte(Frigorie) verliert und die, z. B. bestimmt durch wenigstens eines der Gefrier- und Kühlfächer
1 ,2 , in wahlweiser Fluidverbindung mit einem Verdampfer3 (der z. B in einer Umgebung, außerhalb und angrenzend an eine Rückwand des Gefrierfachs1 angebracht ist) stehen, dessen Temperatur innerhalb eines Temperaturintervalls, das zuvor in Abhängigkeit vom Betrieb eines nicht dargestellten Kompressors als ideale Betriebstemperatur bestimmt wurde, gehalten wird. - Eine der wenigstens zwei Luftdurchfluss-Heizumgebungen kann in einer Kühlgerätebauweise wie etwa jener, die in der gleichzeitig anhängigen Patentanmeldung, die oben zitiert und in den beigefügten Zeichnungen dargestellt ist, offenbart ist, ferner durch eine Heizkammer
4 eines Abtaukreises definiert sein und in der Nähe eines Kondensators des Kühlgerätes vorgesehen sein. - Die Luftdurchfluss-Steuervorrichtung befindet sich in einem Durchgang von einem Luftrückfluss-Kanal der Luftdurchfluss-Heizumgebungen in Serie mit dem Luftrückfluss-Kanal.
- Die Luftdurchfluss-Steuervorrichtung der dargestellten Ausführungsform umfasst ein röhrenförmiges Gehäuse
10 , das durch die Anordnung von mehreren Hohlkörpern11 , die jeweils zu einer entsprechenden Luftdurchfluss-Heizumgebung gehören und im Innern eine Kammer definieren und mit einer Einlassdüse12 , die mit der entsprechenden Luftdurchfluss-Heizumgebung in Fluidverbindung steht, und mit einer Auslassdüse13 , die mit dem Verdampfer3 in Fluidverbindung steht, versehen sind, gebildet ist. - Die Steuervorrichtung umfasst ferner innerhalb jedes Hohlkörpers
11 einen Verschluss20 , z. B. aus einem elastomeren Werkstoff, wie z. B. Gummi, der an dem entsprechenden Wellenabschnitt der Welle30 , die in der Weise im röhrenförmigen Gehäuse10 gelagert ist, dass sie imstande ist, sich zwischen einer geöffneten und einer geschlossenen Position zu bewegen, wobei sie die Fluidverbindung zwischen der Einlass- und der Auslassdüse12 ,13 des entsprechenden Hohlkörpers11 zulässt bzw. blockiert, angebracht ist. - Die Verschlüsse
20 von allen Hohlkörpern11 sind in der dargestellten Bauweise (5 –7 ) auf der Welle30 , die allen Verschlüssen20 gemeinsam ist und durch eine nicht dargestellte Motoreinheit, die von einer ebenfalls nicht dargestellten Steuereinheit gesteuert wird, angetrieben wird, in Längsrichtung aufeinander ausgerichtet angebracht. - Die Welle
30 besitzt in der Bauweise, die in8 dargestellt ist, die Form eines Stabs31 , der mit mehreren radialen Klappen31 versehen ist, wobei jede eine radiale Erstreckung besitzt, die im Wesentlichen mit dem inneren Radius des jeweiligen Hohlkörpers11 übereinstimmt, wobei die radialen Klappen31 in Winkelrichtung und axial zueinander versetzt sind, sodass jede einen der jeweiligen Verschlüsse20 aufnehmen und befestigen kann, sodass infolge einer Bewegung der Welle30 jede funktionale Stellung eines Verschlusses20 wenigstens einer funktionalen Stellung wenigstens eines anderen Verschlusses20 entspricht, d. h., dass die geöffnete Position eines Verschlusses20 entweder einer geöffneten oder einer geschlossenen Position wenigstens eines anderen Verschlusses20 entspricht. - An einem Ende des Stabes
31 befindet sich in dieser Bauweise irgendein mechanisches Kopplungsmittel32 , um mit der Motoreinheit in Eingriff zu gelangen. - Die Steuervorrichtung umfasst gemäß den Darstellungen aus
6 und7 drei Verschlüsse20 , die jeweils eine bestimmte longitudinale Erstreckung, die der longitudinalen Erstreckung des Hohlkörpers11 , an dem sie angebracht sind, entspricht, und eine bestimmte Erstreckung in Umfangsrichtung, die als Funktion der Position des Verschlusses20 in dem jeweiligen Hohlkörper11 definiert ist, aufweisen. Der Verschluss20 , der mit der Einlassdüse und der Auslassdüse12 ,13 des dem Abtaukreis zugehörenden Hohlkörpers11 zusammenwirkt, besitzt in der dargestellten Bauweise eine Erstreckung in Umfangsrichtung, z. B. von 180° bzw. 90°, die größer als die der anderen Verschlüsse20 ist, wobei die Verschlüsse zueinander um etwa 90° versetzt sind. - Jeder Verschluss
20 besitzt gemäß den Zeichnungen die Form eines zylindrischen Abschnitts, der eine bestimmte Erstreckung in Umfangsrichtung besitzt und von seiner Innenwand mit einem Schlitz21 , der eine bestimmte radiale Erstreckung in Richtung der Innenseite des Verschlusses20 und eine bestimmte longitudinale Erstreckung besitzt, versehen ist, wobei beide Erstreckungen so definiert sind, dass sie auf eine entsprechende radiale Klappe31 der Welle30 passen. Die Hohlkörper11 sind gemäß den Darstellungen auf eine Weise in Längsrichtung aufeinander ausgerichtet, dass jeweils zwei angrenzende Hohlkörper11 durch eine gemeinsame Querwand14 des röhrenförmigen Gehäuses10 voneinander getrennt sind. Das röhrenförmige Gehäuse10 ist in der dargestellten Bauweise aus zwei halbzylindrischen Röhrenabschnitten, die gegenseitig und um die Welle30 sowie um die Verschlüsse20 anfügbar sind, gebildet, wobei die halbzylindrischen Röhrenabschnitte zur Längswelle des röhrenförmigen Gehäuses10 querlaufende Innenwände besitzen, wobei jeweils zwei Innenwände, die ausgerichtet und koplanar zu der Anordnung der zwei halbzylindrischen Röhrenabschnitten sind, eine Querwand14 des röhrenförmigen Gehäuses10 definieren. - Jeder Hohlkörper
11 besitzt gemäß den Darstellungen Einlass- und Auslassdüsen12 ,13 , die zueinander winkelversetzt und so angeordnet sind, dass die Einlass- und Auslassdüsen12 ,13 des Hohlkörpers11 , der mit der Luftdurchfluss-Heizkammer4 des Abtaukreises verbunden ist, in Bezug auf die Einlass- und Auslassdüsen12 ,13 der anderen Hohlkörper11 z. B. um etwa 90° winkelversetzt sind. - Jeder Verschluss
20 besitzt gemäß der Ausführungsform eine longitudinale Erstreckung, die im Wesentlichen jener des entsprechenden Hohlkörpers11 entspricht, und eine radiale Erstreckung, die so festgelegt ist, dass es genügt, in einer geschlossenen Position zu ermöglichen, dass der Verschluss20 die Einlass- und/oder Auslassdüse12 ,13 des jeweiligen Hohlkörpers11 blockiert. - Die Bewegung der Welle
30 ermöglicht in der vorliegenden Erfindung, wenn der Betriebszustand für das Abtauen des Kühlgerätes angewiesen wurde, gleichzeitig mit dem Blockieren der Fluidverbindung zwischen den Kühl- und Gefrierfächern1 ,2 (falls beide in einem Kühlgerät vorhanden sind) und dem Verdampfer3 die Fluidverbindung zwischen dem Letzteren und der Luftdurchfluss-Heizkammer4 des Abtaukreises, hingegen wird während des Kühlzustandes die Fluidverbindung zwischen dem Abtaukreis und dem Verdampfer3 blockiert, während gleichzeitig die Fluidverbindung zwischen wenigstens einem der Gefrier- oder Kühlfächer1 ,2 und dem Verdampfer3 zugelassen wird. - Die geöffnete und die geschlossene Position des Verschlusses
20 des Hohlkörpers11 , der in wahlweiser Fluidverbindung mit dem Abtaukreis steht, entspricht gemäß der Ausführungsform der geöffneten bzw. der geschlossenen Position aller anderen Verschlüsse20 . - In der Bauweise, in der das Kühlgerät Gefrier- und Kühlfächer
1 ,2 , aber keinen Abtaukreis besitzt, entspricht die geöffnete Position des Verschlusses20 von einem der Fächer entweder der geöffneten oder der geschlossenen Position des Verschlusses20 , der dem anderen Fach entspricht. - Die Steuervorrichtung besitzt in der dargestellten Bauweise, in der das Kühlgerät das Gefrierfach
1 , das Kühlfach2 und den Abtaukreis besitzt, drei Hohlkörper11 , wobei jeder einem der Luftdurchfluss-Heizumgebungen entspricht, wobei sie wahlweise die Fluidverbindung zwischen jeder Umgebung und dem Verdampfer3 und außerdem eine gleichzeitige Fluidverbindung der Gefrier- und Kühlfächer1 ,2 mit dem Verdampfer3 , wenn beide Fächer Kühlung benötigen, zulässt. - Der Verschluss
20 , der dem Abtaukreis entspricht, hält im unabhängigen oder kombinierten Kühlzustand der Gefrier- und Kühlfächer1 ,2 einen Zustand, der die Fluidverbindung zwischen der Luftdurchfluss-Heizkammer4 des Abtaukreises und dem Verdampfer3 blockiert, aufrecht, indem er wenigstens eine der Einlass- und Auslassdüsen12 ,13 des entsprechenden Hohlkörpers11 schließt. - Obwohl nur eine Bauform für die vorliegende Erfindung beschrieben und dargestellt wurde, sind andere Lösungen möglich, wie z. B. eine Steuervorrichtung, die für jede Luftdurchfluss-Heizumgebung eine Einlassdüse, die in Fluidverbindung mit der entsprechenden Luftdurchfluss-Heizumgebung, und eine Auslassdüse, die in Fluidverbindung mit dem Verdampfer steht, umfasst, vorzusehen, wobei jeder Verschluss funktional den entsprechenden Einlass- und Auslassdüsen zugeordnet und an dem entsprechenden Wellenabschnitt befestigt ist.
- Mit der vorliegenden Lösung ist es auf eine einfache und zweckmäßige Art möglich, durch Antreiben von nur einer Welle sowohl die Kühlzustände zu ändern und das automatische Abtauen zu aktivieren als auch zu erlauben, dass eine unabhängige Kühlung für jede Kühlumgebung des Kühlgerätes in Abhängigkeit von den funktionalen Anforderungen erfolgt.
Claims (14)
- Kühl- oder Gefriergerät, mit wenigstens einer Luftdurchfluss-Steuervorrichtung und wenigstens zwei Luftdurchfluss-Heizumgebungen (
1 ,2 ,4 ) sowie einem außerhalb der Luftdurchfluss-Heizumgebung (1 ,2 ,4 ) positionierten Verdampfer (3 ), der in einer wahlweisen Fluidverbindung mit ihnen steht, wobei die Luftdurchfluss-Steuervorrichtung für jede Luftdurchfluss-Heizumgebung (1 ,2 ,4 ) eine jeweilige Einlassdüse (12 ), die mit der jeweiligen Luftdurchfluss-Heizumgebung (1 ,2 ,4 ) in einer Fluidverbindung steht, eine jeweilige Auslassdüse (13 ), die mit dem Verdampfer (3 ) in einer Fluidverbindung steht, und einen jeweiligen Verschluss (20 ), der der Einlass- und der Auslassdüse (12 ,13 ) funktional zugeordnet ist und an einem entsprechenden Wellenabschnitt, der sich zwischen einer geöffneten und einer geschlossenen Stellung bewegt, befestigt ist und die Fluidverbindung zwischen der Einlass- und der Auslassdüse (12 ,13 ) zulässt bzw. blockiert, umfasst, wobei die Wellenabschnitte der Verschlüsse (20 ) eine einzige gemeinsame Welle (30 ) bilden, die durch eine Motoreinheit, die durch eine Steuereinheit gesteuert wird, rotatorisch angetrieben wird. - Kühl- oder Gefriergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede funktionale Stellung eines der Verschlüsse (
20 ) wenigstens einer funktionalen Stellung wenigstens eines weiteren Verschlusses (20 ) entspricht. - Kühl- oder Gefriergerät nach Anspruch 2, bei dem eine der Luftdurchfluss-Heizumgebungen (
4 ) eine Luftheizkammer eines Abtaukreises angrenzend an den Kondensator des Kühlgeräts definiert, wobei eine der anderen Luftdurchfluss-Heizumgebungen (1 ,2 ) durch eines der Gefrier- und Kühlfächer definiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die geöffnete und die geschlossene Position des Verschlusses (20 ), der dem Abtaukreis entspricht, der geschlossenen bzw. der geöffneten Position irgendeines anderen Verschlusses (20 ) entspricht. - Kühl- oder Gefriergerät nach Anspruch 3, bei der die Luftdurchfluss-Heizumgebungen (
1 ,2 ) durch wenigstens eines der Gefrier- und Kühlfächer definiert sind, dadurch gekennzeichnet, dass die geöffnete Position des Verschlusses (20 ) eines der Gefrier- und Kühlfächer entweder der geöffneten oder der geschlossenen Position des Verschlusses (20 ) entspricht, der dem anderen der Gefrier- und Kühlfächer entspricht. - Kühl- oder Gefriergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es für jede Luftdurchfluss-Heizumgebung (
1 ,2 ,4 ) einen Hohlkörper (11 ) umfasst, der intern eine Kammer definiert, in der die jeweiligen Einlass- und Auslassdüsen (12 ,13 ) vorgesehen sind und innerhalb derer der jeweilige Verschluss (20 ) angebracht ist. - Kühl- oder Gefriergerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlkörper (
11 ) ein röhrenförmiges Gehäuse (1a ) definieren. - Kühl- oder Gefriergerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlkörper (
11 ) so vorgesehen sind, dass sie in Längsrichtung aneinander angrenzen, wobei jeweils zwei aneinander grenzende Hohlkörper (11 ) durch eine gemeinsame Querwand (14 ) voneinander getrennt sind. - Kühl- oder Gefriergerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Verschlüsse (
20 ) eine longitudinale Erstreckung, die im Wesentlichen jener des entsprechenden Hohlkörpers (11 ) entspricht, und eine radiale Erstreckung, die so festgelegt ist, dass sie ausreicht, um in einer geschlossenen Stellung die Einlassdüse und/oder die Auslassdüse (12 ,13 ) des jeweiligen Hohlkörpers (11 ) zu blockieren, besitzt. - Kühl- oder Gefriergerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (
30 ) die Form eines Stabs hat, der mit mehreren radialen Klappen (31 ) versehen ist, die im Wesentlichen mit dem inneren Radius des jeweiligen Hohlkörpers (11 ) übereinstimmen und in Winkelrichtung und axial zueinander versetzt sind, so dass jede einen der jeweiligen Verschlüsse (20 ) aufnimmt und befestigt. - Kühl- oder Gefriergerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Verschlüsse (
20 ) die Form eines zylindrischen Abschnitts hat, der eine bestimmte Erstreckung in Umfangsrichtung besitzt. - Kühl- oder Gefriergerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlass- und Auslassdüsen (
12 ,13 ) des Hohlkörpers (11 ), die dem Abtaukreis entsprechen, in Winkelrichtung in Bezug auf die Einlass- und Auslassdüsen (12 ,13 ) der anderen Hohlkörper (11 ) versetzt sind. - Kühl- oder Gefriergerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschluss (
20 ) jedes der Hohlkörper (11 ), die den Gefrier- und Kühlfächern (1 ,2 ) entsprechen, axial aufeinander ausgerichtet und in Winkelrichtung in Bezug auf den Verschluss (20 ) des dem Abtaukreis entsprechenden Hohlkörpers (11 ) versetzt sind. - Kühl- oder Gefriergerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschluss (
20 ), der dem Abtaukreis entspricht, in Umfangsrichtung von anderen Verschlüssen (20 ) um etwa 90° versetzt ist. - Kühl- oder Gefriergerät nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das röhrenförmige Gehäuse (
10 ) durch zwei halbzylindrische röhrenförmige Abschnitte gebildet ist, die aneinander und um die Welle (30 ) und die daran angebrachten Verschlüsse (20 ) zu befestigen sind.
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