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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Kältegerät gemäß dem Oberbegriff von Anspruch
1. In dieser Beschreibung wird der Begriff Kältegerät verwendet, um die Komponenten
zu beschreiben, die das Kühlen
bewerkstelligen, und der Begriff Kühlgerät schließt das Gehäuse bzw. den Schrank oder das Fach
ein, welches gekühlt
oder durch die Kühlung des
Kältegeräts gefroren
wird.
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Die
meisten kommerziellen Kühlsysteme machen
Gebrauch vom Dampfverdichtungskühlzyklus
zur Kühlung.
Dieser beruht auf dem Verdichtungs-Kondensations-Expansions-Verdampfungszyklus
von Kältemittelfluid.
Im Wesentlichen wird ein Kältemittelfluid
expandiert, z.B. indem dieses durch eine Drossel gelangt, wodurch
der Druck reduziert wird und entsprechend der Siedepunkt des Kältemittelfluids.
In diesem Zustand ist das Kältemittelfluid
in der Lage, leicht zu verdampfen und dadurch Wärmeenergie aufzunehmen. Insbesondere
kann Wärmeenergie
von dem Kühlgerät aufgenommen
werden. Das sich daraus ergebende überhitzte, verdampfte Kältemittel
wird dann in einem Kompressor komprimiert. Diese Kompression erhöht den Druck
des Kältemittelfluids,
wodurch sein Siedepunkt erhöht
wird. Der resultierende Hochdruckdampf wird dann kondensiert, was
das Kältemittelfluid
veranlasst, die Wärmeenergie,
welche während
der Verdampfung aufgenommen wurde, abzugeben. Diese Wärmeenergie
wird an die Atmosphäre
abgegeben. Das Kältemittelfluid,
welches all seine absorbierte Wärme
abgegeben hat, wird dann wieder durch die Drossel expandiert, wodurch
der Druck reduziert wird und somit das Kältemittel in die Lage versetzt
wird, weitere Wärmeenergie
zu absorbieren, wenn es verdampft wird, wenn sich der Zyklus wiederholt.
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Um
von diesem Zyklus Gebrauch zu machen, umfasst ein herkömmliches
Kältegerät einen Verdampfer, über welchen
die Luft in dem Kühlgerätgehäuse geblasen
wird und durch welchen expandiertes Niederdruck-Kältemittelfluid
hindurch gelangt. Das Kältemittel
absorbiert Wärmeenergie
aus der Luft, und reduziert somit die Temperatur in dem Gehäuse. Das
Kältemittel
wird dann von dem Verdampfer zu einem Kompressor befördert, wo
das Fluid komprimiert wird, und der resultierende Hochdruckdampf
wird in dem Kondensator kondensiert, was die absorbierte Energie
dazu veranlasst, von dem Kältemittelfluid
an die Atmosphäre
zu entweichen.
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Bei
vielen kommerziellen Kühlsystemen
ist das Kühlgehäuse mit
einer Öffnung
im Oberteil gebildet, durch welche die Luft zirkuliert und gekühlt wird. Es
ist seit den frühen
80er Jahren bekannt, die Komponenten des Kältegeräts in einem Einsteckbehälter anzuordnen,
welcher als eine einzige Komponente an der Oberseite des Gehäuses montiert
ist, um die Kommunikation mit dem Inneren des Gehäuses zur Kühlung der
Luft in dem Gehäuse
zu ermöglichen. Das
hat den Vorteil, dass es im Fall des Versagens des Kältegeräts möglich ist,
nur das gesamte Einsteckkältegerät als eine
einzige Komponente zu ersetzen. Ein Beispiel solch eines Systems
ist in der
US 3 712 078 offenbart.
Die Anordnung, die in diesem Stand der Technik offenbart ist, beinhaltet
einen entfernbaren Deckel.
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Es
gibt eine Anzahl von Problemen bei dem Gebrauch solch einheitlicher
steckbehälterartigen Kältegeräte. Zum
ersten sind solche Behälter schwierig
und zeitraubend zu konstruieren. Wenn die Luft aus dem Inneren des
Kühlgehäuses durch
den Einsteckbehälter
gelangt, um eine Kühlung
der Luft zu ermöglichen,
ist es wichtig, dass der Behälter
eine gute thermische Isolierung liefert, um zu verhindern, dass
Wärme aus
der Atmosphäre
die Luft in der Kammer erwärmt.
Dazu ist es üblich,
den Behälter
in einer Weise ähnlich
des restlichen Kühlgehäuses zu bilden,
nämlich
einen äußeren metallischen
Mantel zu bilden, einen inneren metallischen Mantel, welcher von
dem äußeren Mantel
beabstandet ist, und den Hohlraum zwischen dem inneren und dem äußeren Mantel
mit einem Isolierschaummaterial auszufüllen. Diese Anordnung erfordert
die separate Bildung des inneren und äußeren Mantels und die Installierung
von Abstandselementen zur Sicherstellung des erforderlichen Raumes
zwischen den Mänteln.
Die Öffnung
zwischen den inneren und den äußeren Mänteln muss
dann versiegelt werden, z.B. unter Verwendung von Klebeband, um
sicherzustellen, dass der Leerraum richtig mit Schaum bis zu der
benötigten
Dichte für
die benötigten
Isoliereigenschaften gefüllt
ist. Es gibt einen besonderen Bedarf an guten Versiegelungen, aufgrund
des hohen Drucks, welcher notwendig ist, um den Isolierschaum bis
zur gewünschten
Dichte zu injizieren. Darüber
hinaus bedeutet der hohe verwendete Druck, dass sowohl die inneren
als auch die äußeren Verkleidungen
während
des Schaumfüllens
abgestützt
werden müssen. Sobald
der Mantel mit dem Isolierschaum gefüllt wurde, müssen andere
Komponenten, wie z.B. Ableitbleche, einzeln in dem Behälter installiert
werden, um den Luftstrom durch die Einheit und an dem Verdampfer
vorbei zu führen.
Komponenten müssen auch
hinzugefügt
zu werden, um die Teile des Kühlsystems
abzustützen,
wie z.B. den Verdampfer, Ventilatoren und Rohre. Löcher müssen durch
den Mantel gebildet werden, um die Verrohrung für das Kältemittel und die Stromleitungen
für die
elektrischen Komponenten aufzunehmen. Diese Komponenten können nicht
vor der Schaumfüllung
installiert werden, aufgrund des Erfordernisses, den inneren Mantel
während
der Hochdruckschaumfüllung
zu unterstützen.
Entsprechend gibt es eine große
Anzahl von einzelnen Komponenten, die separat installiert werden
müssen,
was dazu führt,
dass viel Zeit zum Zusammenbau der Einheit verwendet wird. Das führt zu signifikanten
Kosten.
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Ein
zweites Problem ist, dass jede der Komponenten selbst, welche in
dem Kältegerät selbst
verwendet werden, wie z.B. der Kondensator, der Ventilator, der
Verdampfer einzeln in der Einheit installiert werden müssen und
an dem Mantel durch Bolzen oder dergleichen befestigt werden müssen. Jede
dieser Komponenten muss einzeln versiegelt werden, um jedwedes Entweichen
von Kältemittel
oder der zu kühlenden
Luft zu verhindern. Dies ist wiederum zeitraubend und führt zu hohen
Herstellkosten.
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Ein
drittes Problem ist, dass das Design der Innenseite der Einheit
beschränkt
ist, aufgrund der Verwendung von Blech zur Bildung der Einheit,
und aufgrund des Erfordernisses, die Komponenten des Kältegerätes in dem
Behälter
zu montieren. Insbesondere beschränkt dies in großem Maße die Steuerung
des Luftstromes durch die Einheit, wodurch die Optimierung desselben
verhindert wird. Auch ist es schwierig, luftdichte Versiegelungen
sicherzustellen, und so gibt es ein Risiko des Entweichens aus dem gewünschten
Strömungsweg.
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Ein
viertes Problem bei existierenden Designs ist offensichtlich, wenn
die Einheiten eine Reparatur erfordern. Auch wenn die Verwendung
eines Einsteckbehälters
ermöglicht,
dass die Einheit als Ganzes zum Ersatz leicht entfernt werden kann,
ist es in vielen Fällen
bevorzugt, nur einzelne ausgefallene Komponenten zu reparieren oder
zu ersetzen, oder Zugang zu erlangen, um Fremdkörper bzw. Verunreinigungen
zu entfernen. Da die Behälter
mit einem offenen Boden gebildet werden, durch welchen Luft von
und zu dem Kühlgehäuse durch
das offene Oberteil des Gehäuses
strömt,
jedoch mit festen Seiten, einer Rückseite Vorder- und Oberteil,
führt der einzige
Weg, die Einheit zu warten, durch die Bodenöffnung. Wenn die Einheit installiert
ist, bedeutet das, dass der einzige Zugang zum Inneren der Einheit, ohne
diese von dem Gehäuse
zu entfernen, von der Innenseite des Kühlgerätgehäuses ist. Das bedeutet, dass
es notwendig ist, das Kühlgerätgehäuse zu leeren,
um Zugang zu der Innenseite der Einheit zu ermöglichen. Das kann unbequem
sein, z.B. in einer belebten Küche,
wo es nichts anderes geben könnte, um
die Inhalte eines Kühlgeräts, welches
repariert wird, zu lagern. Sogar dort wo es möglich ist, das Kühlgerät zu leeren,
ist es schwierig, in der Einheit zu arbeiten, aufgrund des begrenzten
Zugangs.
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Gemäß einem
ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist ein Kältegerätbehälter zur
Befestigung an einem zu kühlenden
Gehäuse
einen geformten, hohlwandigen Kunststoffmantel auf, dessen Wände mit
einem Isoliermaterial gefüllt
sind, wobei der Kältegerätbehälter ein
isoliertes Fach beinhaltet, welches eine obere Öffnung aufweist, eine Fluideinlassöffnung zum
Einleiten von Fluid in das Fach, und eine Fluidrückführöffnung zum Ausleiten von Fluid aus
dem Fach, und einen separaten Deckel zum Schließen der oberen Öffnung.
Die Fluideinlass- und Rückführöffnungen
sind an dem Boden des Kältegerätbehälters vorgesehen.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein Kältegerät einen
Kältegerätbehälter gemäß dem ersten
Aspekt der vorliegenden Erfindung, einen ersten Wärmetauscher
zum Absorbieren von thermischer Energie in Fluidkommunikation mit
einem zweiten Wärmetauscher
zum Abgeben der absorbierten thermischen Energie, und ein Mittel,
um Fluid, welches gekühlt
werden soll, in oder über
den ersten Wärmetauscher
so zu anströmen
zu lassen, dass ein Kältemittel,
welches durch den ersten Wärmetauscher
gelangt, thermische Energie von dem Fluid absorbiert, wobei der
erste Wärmetauscher
in dem isolierten Fach angeordnet ist.
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Ein
Vorteil der Verwendung eines geformten Kunststoffbehälters ist,
dass der Behälter
automatisch als eine einzige Komponente gebildet werden kann. Das
reduziert die Menge an erforderlicher Zeit, um den Behälter zu
bilden im großen
Maße,
und reduziert deshalb die Kosten zur Herstellung des Behälters wesentlich.
Ein weiterer Vorteil der Bildung des Behälters als eine einzige Einheit
ist, dass es keinen Bedarf gibt, die Verbindungen zwischen Komponenten,
welche den Behälter
bilden, zu versiegeln, wie es bei Behältern, welche aus Blech gebildet
werden, erforderlich ist, um sicherzustellen, dass der Mantel ohne
Austreten des Isoliermaterials gefüllt werden kann. Das hat den
Vorteil der Reduzierung der Herstellungszeit, da es sowohl das Erfordernis, die
Verbindungen manuell zu versiegeln, vermeidet, als es auch keinen
Bedarf gibt, Zeit mit der Reinigung des überschüssigen Schaums, welcher aus
dem Behälter
austritt, zu verbringen, und die Materialkosten reduziert, weil
es eine reduzierte Verschwendung von Isoliermaterial gibt.
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Vorzugsweise
wird der Mantel durch eine Rotationsformtechnik gebildet. Bei solch
einer Formtechnik wird eine Form gebildet, welche Flächen entsprechend
den gewünschten
Flächen
des Mantels aufweist, und diese wird mit granuliertem Kunststoffmaterial
gefüllt,
aus welchem der Mantel geformt werden soll. Die Form wird dann erwärmt, was
dazu führt,
dass das Kunststoffmaterial in Kontakt mit oder dicht an der Oberfläche der
Form schmilzt. Während dieser
Periode wird die Form langsam um drei Achsen rotiert. Das stellt
sicher, dass das geschmolzene Kunststoffmaterial gleichmäßig die
Oberfläche
der Form bedeckt. Die Form wird dann abgekühlt und die Kunststoffummantelung
entfernt. Die Verwendung von Rotationsformtechniken ermöglicht,
dass der Mantel präzise
mit der erforderlichen Wandstärke
gebildet wird. Das ist besonders vorteilhaft für das spätere Befestigen von Komponenten
an dem Mantel.
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Gemäß der Erfindung
ist der Behälter
mit einer oberen Öffnung,
welche mit einem separaten Deckel verschließbar ist, gebildet. Das ist
von erwähnenswertem
Vorteil, da es den Zugang zum Inneren des Behälters zur Reparatur oder zum
Ersatz der Komponenten des Kältegeräts von der
Oberseite eines Kühlgerätgehäuses her,
an welchem die Einheit installiert ist, ermöglicht. Die Vorteile desselben
sind zum ersten, dass es keinen Bedarf gibt, die Inhalte des Kühlgehäuses zu
leeren, bevor der Zugang zum Inneren des Kältegeräts erreicht werden kann, und zum
zweiten der Zugang von oberhalb der Einheit, viel weniger beschwerlich
ist, als durch den offenen Boden der Einheit wie es beim Stand der
Technik erforderlich ist. Wo die Einsteckbox aus Blechmänteln, welche
mit Schaum gefüllt
sind, hergestellt ist, ist es schwierig, den Behälter mit einem separaten Deckel zu
bilden, insbesondere den Behälter
mit einem separaten Deckel zu bilden, welcher die gewünschten thermischen
Eigenschaften der Einheit aufrecht erhält. Insbesondere wäre es schwer,
eine Öffnung
in dem Mantelbehälter
zu bilden, in welche ein Deckel eingepasst werden kann, und schwierig,
einen geeigneten Deckel mit der gewünschten Isolierung zu bilden,
welcher zuverlässig
in die Öffnung
eingepasst werden kann. Darin liegt begründet, dass die Einsteckboxen
nach dem Stand der Technik mit einem festen Oberteil gebildet wurden,
und einer Bodenöffnung,
welche nicht versiegelt ist, durch welche sowohl die Luft von dem
Gehäuse
hindurchgelangt, und durch welche Zugang zur Innenseite der Einheit
bewerkstelligt werden kann. Der Deckel ist vorzugsweise als ein
hohler Kunststoffmantel gebildet, vorzugsweise durch Rotationsformung,
gefüllt
mit Isolierung, um die erforderlichen thermischen Eigenschaften
zu liefern.
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Ein
Vorteil des Formens des Behälters
mit einem separaten Deckel ist, dass die Komponenten des Kältegeräts leichter
in Position angeordnet werden können.
Das ist insbesondere vorteilhaft für die Rohre, welche die Komponenten
in dem Behälter
mit jenen außerhalb
verbinden. Durch Lieferung von Ausnehmungen für die Rohre in dem Oberteil
der Wand des Behälters,
welche durch den Deckel abgedeckt sind, können die Rohre, selbst wenn
sie an weiteren Komponenten angeschlossen sind, lediglich an ihrem
Platz abgesenkt werden. Das ist mit der herkömmlichen Anordnung vergleichbar,
wo Rohre sorgfältig
durch kleine Löcher
in der Mantelwand eingeführt
werden müssten,
was das Einpassen von Rohren und Komponenten zu einem sehr schwierigen und
zeitraubenden Vorgang macht.
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Der
Behälter
beinhaltet vorzugsweise einen exponierten Teil oder eine Plattform
für jene
Teile des Kältegeräts, welche
ein Freiliegen gegenüber
der Atmosphäre
erfordern, insbesondere für
den zweiten Wärmetauscher.
Der zweite Wärmetauscher
muss Wärme
von dem Kältemittelfluid
ableiten. Es ist deshalb wichtig, dass diese Komponenten des zweiten Wärmetauschers
von dem ersten Wärmetauscher getrennt
sind, welcher Wärme
aus dem Fluid in das Kältemittel
extrahiert. Die Komponenten des Kältegeräts, welche außerhalb
des Mantels montiert sind, sind vorzugsweise an einem Substrat montiert,
und das Substrat ist an dem freiliegenden Teil oder Plattform des
Behälters
montiert.
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Vorteilhafterweise
beinhaltet der erste Wärmetauscher
einen Kondenator, durch welchen das Kühlmittel gelangt, wobei das
Kühlmittel
thermische Energie absorbiert, wenn dieses verdampft wird. Eine
Expandiervorrichtung kann stromaufwärts des Verdampfers vorgesehen
sein, um den Druck zu mindern, und somit den Siedepunkt des Kältemittels.
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Der
zweite Wärmetauscher
umfasst vorzugsweise einen Kondensator, um das Kältemittel zu verdampfen, um
damit Wärme
abzuleiten. Ein Verdichter kann stromaufwärts des Kondensators vorgesehen
sein, um den Druck und den Siedepunkt des Kältemittels zu erhöhen.
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Der
Einsteckbehälter
ist vorteilhafter Weise mit Luftführungen gebildet, welche angeordnet
sind, um Fluid, normalerweise Luft, von dem Kühlgehäuse über den ersten Wärmetauscher,
welcher in dem Einsteckbehälter
vorgesehen ist, zu führen
und zurück
in das Kühlgehäuse. Die
Luftführungen
umfassen vorzugsweise einen Trichter, um Luft aus einem großen Bereich
zu einem Ventilator zu führen,
oder andere Mittel zum Leiten des Fluids zu dem ersten Wärmetauscher.
Die Verwendung eines geformten Kunststoffbehälters hat einen erwähnenswerten
Vorteil gegenüber
Blechbehältern
in der Hinsicht, dass diese viel größere Designfreiheiten für die Luftführungen ermöglichen,
was nicht möglich
ist bei den Blechbehältern.
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Darüber hinaus
stellt es sicher, dass, da der Behälter als eine einzige Einheit
aus Kunststoffmaterial geformt ist, es kein Entweichen von Luft
gibt, wie es der Fall bei einem Blechbehälter sein kann, und deswegen
gelangt die gesamte Luft, welche aus der Kühlkammer gezogen wird, über den
Wärmetauscher,
bevor sie zu dem Gehäuse
zurück
geführt wird.
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Um
die Energie zu minimieren, die notwendig ist, um die Luft zirkulieren
zu lassen, hat der Wärmetauscher
vorteilhafter Weise einen großen
Flächenbereich,
wodurch die Druckdifferenz über
den Wärmetauscher
minimiert wird.
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In
Abhängigkeit
der Anwendung können
zusätzliche
Verdampfer in dem Kältegerät vorgesehen sein
und/oder zusätzliche
Verdichter und/oder Kondensatoren vorgesehen werden.
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Gemäß einem
dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein Kühlgerät ein zu
kühlendes
Gehäuse,
wobei das Gehäuse
eine obere Öffnung
aufweist, und ein Kältegerät, gemäß dem zweiten
Aspekt der vorliegenden Erfindung, welches über der oberen Öffnung montiert
ist, sodass bei Gebrauch Luft aus dem Inneren des Gehäuses in
das Kältegerät hineingelangt,
wo die Luft gekühlt
wird, und aus welchem die gekühlte
Luft zu dem Gehäuse zurück geführt wird.
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Ein
Beispiel der vorliegenden Erfindung wird beschrieben mit Bezug auf
die begleitenden Zeichnungen, in welchen:
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1 einen
Querschnitt durch ein Kühlgerät oder eine ähnliche
Vorrichtung zeigt;
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2 eine
perspektivische Ansicht eines Einsteckbehälters (mit entferntem Deckel)
von oben zeigt;
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3 eine
perspektivische Ansicht eines Einsteckbehälters (mit entferntem Deckel)
von unten zeigt;
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4 eine
perspektivische Ansicht eines Einsteckbehälters (mit entferntem Deckel)
von oben zeigt; und,
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5 eine
schematische Darstellung, welche die Komponenten eines Kältegeräts zeigt,
ist.
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Wie
in 1 gezeigt, beinhaltet ein Kühlgerät oder eine ähnliche
Vorrichtung, wie z.B. ein Gefriergerät, einen Mantel oder einen
Rumpf 3, welcher normalerweise aus einer inneren Auskleidung
und einem äußeren Mantel
aus Blech gebildet ist, wobei der Leeraum zwischen der Auskleidung
und dem Mantel mit Isoliermaterial gefüllt ist. Der Rumpf 3 definiert
ein Hauptkühlfach 1,
welches den Kaltlagerbereich bildet. Oben an dem Hauptfach 1 ist
das Kältegerät in Form
eines Einsteckbehälters 2,
welcher die Luft in dem Hauptfach kühlt, vorgesehen. Der Einsteckbehälter 2 ist
eine entfernbare Einheit, welche alle Komponenten, welche zum Kühlen der
Luft in dem Hauptfach 1 erforderlich sind, wie weiter unten detaillierter
beschrieben wird, enthält
oder befestigt. Im Gebrauch wird Luft aus dem Inneren des Hauptfachs 1 durch
eine Öffnung
im Oberteil des Fachs 1 in den Einsteckbehälter 2 gesaugt,
wo die Luft gekühlt
wird, bevor sie zu dem Hauptfach 1 zurückgeführt wird. Normalerweise wird
die gekühlte
Luft durch eine geeignete Röhre
oder einen Kanal zum Boden des Hauptfachs 1 hin zurückgeführt. Die
gekühlte
Luft steigt dann schrittweise durch das Hauptfach 1, bevor
sie wiederum in das Kältegerät zum Kühlen hineingelangt.
Der Einsteckbehälter 2 ist
mit Bolzen oder Schrauben an dem Oberteil des Kühlgerätegehäuses durch Löcher hindurch,
welche in Ansätzen
an dem Behälter 2 gebildet
sind, befestigt.
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Vorteilhafterweise
wird keine schmale Luftlücke
zwischen dem Einsteckbehälter 2 und
dem Gehäuse
gelassen, da Luft nicht in der Lage sein wird, in einer schmalen
Lücke zu
zirkulieren. Solch stagnierende Luft kann dazu führen, dass es unerwünschtes
thermisches Nachführen
gibt. Folglich ist entweder die Luftlücke groß genug, dass Luft frei zirkulieren
kann, oder die Luftlücke
sollte mit Schaum gefüllt
werden.
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2 zeigt
eine perspektivische Ansicht eines Einsteckbehälters 2 gemäß einem
Beispiel der vorliegenden Erfindung. Der Einsteckbehälter 2 beinhaltet
einen hohlen Kunststoffmantel, welcher durch eine Rotationsformtechnik
gebildet ist, bei welcher besonderes Kunststoffmaterial in einer
Form vorgesehen ist, welches gleichzeitig erwärmt und rotiert wird, um eine
Schicht von geschmolzenem Kunststoffmaterial auf den Oberflächen der
Form zu bilden. Das Formwerkzeug wird dann abgekühlt, sodass das Kunststoffmaterial
aushärtet,
wodurch der hohle Mantel gebildet wird. Die hohle Wand des Mantels wird
dann mit Isolierschaum gefüllt,
um dem Behälter gute
thermische Isoliereigenschaften zu verleihen. Der Mantel hat typischerweise
eine Kunststoffwandstärke
von ungefähr
3 mm, um die erforderliche strukturelle Stabilität zu erhalten. Ein getrennter
Deckel wird unter Nutzung einer ähnlichen
Technik gebildet, wobei der Deckel geeignet ist, um die obere Öffnung des
Behälters 2 zu
schließen.
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Wie
in 2 gezeigt, beinhaltet der Einsteckbehälter eine
freiliegende Wanne 6 zur Aufnahme der Komponenten des Kühlsystems,
welche ein Freiliegen gegenüber
der Atmosphäre
erfordern, um Wärme
abzuleiten, die aus dem Kühlfach 1 abgezogen
wurde, und ein Fach 5, welches durch den Deckel versiegelt
wird, durch welches Luft aus, und zu dem Hauptfach 1 strömt, und
in welchem die Luft durch geeignete Mittel, die weiter unten beschrieben werden
müssen,
gekühlt
wird.
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Wie
aus der Unterseitenansicht in 3 ersichtlich
ist, beinhaltet der Boden des Fachs 5 eine erste Öffnung 10,
durch welche Luft von dem Hauptfach 1 in das Fach 5 strömen kann,
und eine zweite Öffnung 11,
durch welche Luft, welche durch das Fach 5 strömt, zu dem
Fach 1 zurück
geführt
wird. Wie aus der Draufsicht des Einsteckbehälters 2 in 4 zu
sehen ist, beinhaltet das Fach 5 eine kreisförmige Öffnung 12,
welche in Kommunikation mit der ersten Öffnung 10 steht. Ein
Ventilator ist in der kreisförmigen Öffnung 12 montierbar,
um Luft aus dem Hauptfach 1 in das Fach 5 zu saugen.
Ein Verdampfer ist in dem Fach 5 montierbar, um die Luft
zu kühlen,
welche durch das Fach 5 hindurch gelangt.
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Für Anwendungen,
welche zusätzliche
oder schnellere Kühlung
erfordern, können
zusätzliche Ventilatoren
und Verdampfer in dem Fach 5 vorgesehen werden.
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Die
erste Öffnung 10 ist
geformt, um den Luftstrom hin zu der kreisförmigen Öffnung 12, in welcher
ein Ventilator vorgesehen ist, abzuleiten. Insbesondere sind beide
Seiten, die Vorder- und Rückseite der
ersten Öffnung 10,
angewinkelt hin zu der kreisförmigen Öffnung 12.
Ebenfalls gibt es, da der Behälter
aus geformtem Kunststoff gebildet ist, eine perfekte Versiegelung
in der Öffnung,
so dass Luft, welche in die erste Öffnung 10 eintritt,
durch den Ventilator hindurch gelangen muss, und über den
Verdampfer, bevor sie durch die zweite Öffnung 11 zu dem Hauptfach
zurück
geführt
wird.
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Wie
oben beschrieben, ist ein Ventilator in dem Fach 5 in der
kreisförmigen Öffnung 12 montiert. Da
der Behälter
aus einem Kunststoffmaterial gebildet ist, kann der Durchmesser
der kreisförmigen Öffnung leicht
geringer als der Durchmesser des Ventilatorblattes ausgebildet werden
oder eine Anzahl von Vorsprüngen
kann vorgesehen sein an der Innenseite der Öffnung 12, so dass
der Ventilator in die Öffnung 12 per
Schnappsitz eingepasst ist, ohne zusätzliche Fixiermittel zu erfordern.
Alternativ kann der Ventilator mit Schrauben oder Bolzen in Position
gebracht werden. Ein langer, dünner
Verdampfer 20 ist in dem Fach 5 montiert. Wie
aus 4 ersichtlich ist, sind Ausnehmungen 13 in
dem Mantel 2 geformt, um den Verdampfer 20 aufzunehmen,
wodurch diesem erlaubt wird, in Position in dem Fach 5 eingesteckt
zu werden ohne den Bedarf an zusätzlicher
Fixierung. Eine Ausnehmung 14 kann unter dem Verdampfer 20 vorgesehen
sein, um jedwede Feuchtigkeit zu sammeln, z.B. Feuchtigkeit, welche
an dem Verdampfer kondensiert. Diese Ausnehmung kann eine kleine Heizvorrichtung
(nicht gezeigt) beinhalten, um sicherzustellen, dass jedwede gesammelte
Feuchtigkeit in der Ausnehmung 14 nicht gefriert, aufgrund der
kalten Luft aus dem Kühlfach 1,
welche über
dieselbe hinweg streicht. Die gesammelte Feuchtigkeit kann durch
einen Auslass 16 abgegeben werden.
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Die übrigen Komponenten
des Kältegeräts, nämlich der
Verdichter 21 und der Kondensator 23, werden außerhalb
des Fachs 5 vorgesehen. Insbesondere sind die übrigen Komponenten
an einer Metallträgerplatte
montiert, welche wiederum an der Wanne 6 des Behälters 2 montiert
ist. Der Vorteil der Montage der Komponenten an einer Trägerplatte, statt
der Montage derselben direkt an der Kunststoffform, liegt darin,
dass dies ermöglicht,
dass eine unterschiedliche Anordnung der Komponenten erreicht werden
kann durch einfache Modifikation der Montage, Befestigungen oder
Löcher
an der Trägerplatte, anstatt
einen Wechsel des Formwerkzeugs, aus welchem der Kunststoffbehälter gebildet
wird, zu erfordern.
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Wie
in 4 zu sehen ist, ist ein Kanal 15 zwischen
dem Fach 5 und dem freiliegenden Wannenbereich 6 des
Behälters 2 für verbindende
Rohre zwischen den Komponenten des Kältegeräts vorgesehen.
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Der
Betrieb des Kältegeräts wird
beschrieben mit Bezug auf die schematische Darstellung der 5.
Dieser Betrieb ist im Allgemeinen herkömmlich für Kältegeräte. Ein Kältemittelfluid gelangt durch den
Verdampfer 20 in das Fach 5. Das Fluid steht unter
niedrigem Druck, so dass dieses einen niedrigen Siedepunkt aufweist,
niedriger als die Temperatur, welche in dem Kühlgeräthauptfach 1 erforderlich
ist. Luft aus dem Inneren des Hauptfachs 1 des Kühlgeräts wird
durch den Oberteil des Fachs 1 gesaugt, in die erste Öffnung 10 hinein
und durch die Öffnung 12, durch
den Absaugventilator, welcher in der Öffnung 12 montiert
ist. Die Luft wird dann über
und durch den Verdampfer 20 geblasen. Aufgrund des niedrigen Siedepunkts
des Fluids in dem Verdampfer 20, wird Wärme aus der Luft durch das
Fluid absorbiert, wodurch dieses verdampft. Die resultierende abgekühlte Luft
wird an das Hauptfach 1 des Kühlgeräts zurückgeführt. Die andauernde Zirkulation
und Kühlung der
Luft, wenn sie durch und über
den Verdampfer 20 gelangt, wirkt dahin, die Temperatur
in dem Hauptfachs 1 zu kühlen.
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Das
verdampfte Fluid von dem Verdampfer gelangt dann entlang des Rohrs 26 zu
einem Verdichter 21, welcher außerhalb des Fachs 5 montiert ist.
Ein Sammler 28 ist entlang des Rohrs 26 vorgesehen,
um sicherzustellen, dass kein Fluid flüssiger Phase zu dem Verdichter 21 gelangt,
da dies den Verdichter 21 beschädigen kann. In dem Verdichter 21 wird
der Dampf komprimiert, wodurch der Druck des Dampfes steigt, und
wodurch dessen Siedepunkt erhöht
wird. Der Hochdruckdampf gelangt dann durch einen Kondensator 23,
wo die Kondensation des Fluids zu einer Reduzierung der Temperatur
des Fluids führt.
Das Fluid gelangt dann entlang der Leitung 24 zu einem
Expandierer 25 in der Form einer Kapilarröhrendrossel.
Diese expandiert das Fluid, wodurch der Druck des Fluids reduziert
wird, und wiederum der Siedepunkt des Fluids reduziert wird. Das
Fluid gelangt dann zu dem Verdampfer 20, um den Zyklus
zu komplettieren. Da der Verdichter 21 und der Kondensator 23 beide
Wärme ableiten,
sind diese außerhalb
des Kühlfachs 5 des
Behälters 2 vorgesehen.
Wie in 5 gezeigt, kann auch eine Kondensatwanne 22 vorgesehen
sein, um jedweden Kondensationsniederschlag, welcher von dem kalten Fluid,
welches durch die Verrohrung 27, 28 zwischen dem
Verdichter 21 und dem Kondensator 23 hindurch gelangt,
herrührt.
Gesammeltes Kondensat kann dann aus der Kondensatwanne 22 verdampft
werden, z.B. unter Nutzung einer elektrischen Heizvorrichtung und/oder
von Wärme,
welche aus dem Kühlsystem
abgeleitet ist.