DE69203590T2

DE69203590T2 - Kühlschrank.

Info

Publication number: DE69203590T2
Application number: DE69203590T
Authority: DE
Inventors: Thomas Mark Benton; John Keith Besore; Adam Christopher Kennedy; Jerry Clyde Martin; Bruce Lloyd Ruark; Martin Mitchell Zentner
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1992-01-08
Filing date: 1992-12-17
Publication date: 1996-04-04
Anticipated expiration: 2012-12-18
Also published as: JP3318381B2; DE69203590D1; EP0550984A1; JPH05248751A; ES2076699T3; EP0550984B1; US5214938A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kühleinrichtung. Ein Ausführungsbeispiel bezieht sich auf einen Stiftrippen- Kältemittelverdampfer und insbesondere auf einen Stiftrippen-Ältemittelverdampfer, der eine im wesentlichen ovale Wendel oder Rennstrecken Konfiguration hat.
Das US-Patent 5 067 322, erteilt an David G. Beers für "Refrigerator With Spine Fin Evaporator", übertragen auf die gleiche Rechtsnachfolgerin wie die Rechtsnachfolgerin dieser Anmeldung, beschreibt einen Stiftrippen-Verdampfer für eine Kühleinrichtung. Die Stiftrippen des Verdampfers der vorgenannten Beers-Anmeldung, die durch diese Bezugnahme hier inkorporiert wird, sorgt für eine große Wärmetauscherfläche pro Einheitslänge der Verdampferleitung oder -röhre. Diese Vergrößerung in der Wärmetauscherfläche pro Einheitslange des Verdampferrohres ermöglicht, daß die Größe des Verdampfers für eine Kühleinrichtung gegebener Größe verkleinert wird, was den nutzbaren Vorratsraum der Rühleinrichtung vergrößert.
Die Luft, die durch den Verdampfer gekühlt wird, ist mit Feuchtigkeit beladen, und der Verdampfer arbeitet normalerweise bei Temperaturen, bei denen sich Eis ansammelt. Diese mit Feuchtigkeit beladene Luft strömt um die Rippen und es besteht die Tendenz, daß sich am Einlaßende des Stiftrippen-Verdampfers schnell Eis aufbaut. Dieser Aufbau von Eis macht es erforderlich, daß der Verdampfer recht häufig abgetaut wird, was die gesamte betriebliche Effizienz der Kühleinrichtung verkleinert.
Die vorliegende Erfindung versucht das Eisaufbauproblem zufriedenstellend zu lösen.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird eine Kühleinrichtung geschaffen enthaltend eine Verdampferkammer; eine Einrichtung, die dafür sorgt, daß Luft in einer vorbestimmten Richtung durch die Verdampferkammer strömt; einen Kältemittel-Verdampfer, der in der Verdampferkammer angeordnet ist; wobei der Kältemittel-Verdampfer eine langgestreckte Röhre mit langgestreckten geraden Bahnen enthält, die durch zurückgebogene Enden verbunden sind, um die langgestreckte Röhre zu einer im wesentlichen ovalen Wendelkonfiguration zu formen, wobei die langgestreckten geraden Bahnen gegenüberliegende Seiten des Kältemittel- Verdampfers bilden; wobei die langgestreckte Röhre mehrere Wärmetauscherrippen aufweist, die wenigstens entlang jeder der langgestreckten geraden Bahnen im Abstand angeordnet sind, wobei die Rippen von der langgestreckten Röhre nach außen vorstehen; und wobei die langgestreckten geraden Bahnen, die die Seiten des Kältemittel-Verdampfers bilden, in einem Abstand von mehr als der doppelten Strecke, die die Rippen von jeder der langgestreckten geraden Bahnen nach außen vorstehen, für wenigstens eine vorbestimmte Strecke von dem Ende des Kältemittel-Verdampfers angeordnet sind, das der Luftströmung zuerst ausgesetzt ist; und wobei die langgestreckten geraden Bahnen des Kältemittel- Verdampfers im wesentlichen senkrecht zur Richtung der Luftströmung durch die Verdampferkammer verlaufen.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird eine Kühleinrichtung geschaffen enthaltend im wesentlichen vertikal verlaufende Wände, die eine Verdampferkammer bilden; eine Gebläseeinrichtung, die dafür sorgt, daß Luft im wesentlichen nach oben durch die Verdampferkammer strömt; einen Kältemittel-Verdampfer, der in der Verdampferkammer angeordnet ist, wobei der Kältemittel- Verdampfer eine langgestreckte Röhre mit langgestreckten geraden Bahnen enthält, die durch zurückgebogene Enden verbunden sind, um die langgestreckte Röhre zu einer im wesentlichen ovalen Wendelkonfiguration zu formen, wobei die langgestreckten geraden Bahnen gegenüberliegende Seiten des Kältemittel-Verdampfers bilden, und jede der langgestreckten geraden Bahnen im wesentlichen horizontal verläuft; wobei die langgestreckte Röhre mehrere Wärmetauscherrippen aufweist, die im Abstand entlang wenigstens jeder der langgestreckten geraden Bahnen angeordnet sind, wobei die Rippen von der langgestreckten Röhre nach außen vorstehen; und wobei die langgestreckten geraden Bahnen, die die Seiten des Kältemittel-Verdampfers bilden, im Abstand von im wesentlichen mehr als der doppelten Strecke, die die Rippen von den langgestreckten geraden Bahnen nach außen vorstehen, für wenigstens eine vorbestimmte Strecke von dem unteren Ende des Kältemittel-Verdampfers angeordnet sind; und wobei die Seiten des Kältemittel-Verdampfers im wesentlichen vertikal verlaufen und eng benachbart zu entsprechenden der vertikal verlaufenden Wände liegen.
Dies sorgt für einen relativ großen Raum zwischen den langgestreckten geraden Bahnen, durch die die Luft strömen kann, um die Luftströmung zu verbessern. Dies hat größere Wärmeaustauschwerte zwischen der Luft und den langgestreckten geraden Bahnen des Verdampfer zur Folge und verkleinert den Druckabfall der Luft aufgrund von Eisaufbau.
Zusätzlich hat der relativ große Radius der zurückgebogenen Enden einen kleineren Druckabfall der Kühleinrichtung in dem Verdampfer im Vergleich zu einem Serpentinen-Verdampfer zur Folge. Dies liegt daran, daß die relativ großen zurückgebogenen Enden die Richtung des Kältemittelgases gradueller ändern.
Die bevorzugten Ausführungsbeispiele sind vertikale Wendein von Verdampfer-Rohrleitungen anstelle der horizontalen Wendelkonfigurationen von einigen gegenwärtigen Verdampfern. Diese horizontal gewickelten Verdampfer sind einem "Umrühren" von flüssigem Kältemittel ausgesetzt, was ein "flüssiges Verzögern" und einen größeren Druckabfall des Kältemittels bewirkt.
Einige Ausführungsbeispiele des Stiftrippen-Verdampfers gemäß der vorliegenden Erfindung haben langgestreckte gerade Bahnen auf wenigstens einer Seite des Verdampfers, die nach innen in Richtung auflanggestreckte gerade Bahnen auf der anderen Seite des Verdampfers versetzt oder abgelenkt sind. In einigen Ausführungsbeispielen sind diese versetzten oder ausgelenkten langgestreckten geraden Bahnen über der vertikalen Länge des Verdampfers versetzt angeordnet, abgesehen von dem unteren Ende des Verdampfers, über das die Luft zunächst strömt. In einigen Ausführungsbeispielen ist dieser untere Abschnitt offen, um für eine verbesserte Eisbildungstoleranz zu sorgen. Die Auslenkung oder Versetzung der langgestreckten geraden Bahnen ist vertikal gestaffelt, so daß es Abschnitte der vertikalen Länge des Verdampfers gibt, in denen die langgestreckten geraden Bahnen in verschiedenen Abständen zueinander angeordnet sind.
Beide Seiten des Verdampfers können langgestreckte gerade Bahnen haben, die nach innen in Richtung auf die langgestreckten geraden Bahnen auf der anderen Seite des Verdampfers versetzt oder ausgelenkt sind. Bevorzugt tritt diese Versetzung an versetzten Intervallen von der einen Seite des Verdampfers zur anderen auf, so daß die langgestreckte gerade Bahn auf nur einer der zwei Seiten des Verdampfers an irgendeiner speziellen Stelle nach innen in Richtung auf die andere Seite des Verdampfers bewegt ist.
Es ist auch bekannt, eine Abtau-Heizeinrichtung in der Nähe von demjenigen Ende von einen Verdampfer einer Kühleinrichtung anzuordnen, das als erstes der mit Feuchtigkeit beladenen Luft ausgesetzt ist, und in einigen Fällen eine derartige Heizeinrichtung zwischen den Enden des Verdampfer anzuordnen. Auf Wunsch können derartige Abtau-Heizeinrichtungen in Verbindung mit Verdampfern verwendet werden, die die vorliegende Erfindung enthalten.
Ausführungsbeispiele der Erfindung versuchen zu schaffen:
einen Stiftrippen-Kältemittelverdampfer für eine Kühleinrichtung mit einer Rennstrecken-Konfiguration oder im allgemeinen ovalen Wendel-Konfiguration; und /oder einen Stiftrippen-Kältemittelverdampfer für eine Kühleinrichtung mit einer besonderen Luftströmungsanordnung durch die Länge des Kältemittelverdampfers.
Die beigefügten Zeichnungen stellen bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung dar, in denen:
Figur 1 eine schematische, vereinfachte perspektivische Ansicht von einer seitlich nebeneinander angeordneten Kühleinrichtung mit einem Stiftrippen-Verdampfer gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist, wobei die Türen beseitigt sind;
Figur 2 eine perspektivische Ansicht von einem Teil von einem Ausführungsbeispiel des Stiftrippen-Verdampfers gemäß der vorliegenden Erfindung ist und zwei aufeinanderfolgende langgestreckte gerade Bahnen und zugeordnete zurückgebogene Enden zeigt;
Figur 3 eine perspektivische Ansicht von dem Stiftrippen- Verdampfer mit der Rennstrecken Konfiguration gemäß Figur 2 ist und die langgestreckte gerade Bahnen zeigt, die dafür angeordnet sind, daß eine Abtau-Heizeinrichtung zwischen den Enden des Verdampfers angeordnet wird;
Figur 4 eine perspektivische Ansicht von einem Teil von einem Stiftrippen-Verdampfer gemäß der Erfindung ist, bei dem eine von zwei langgestreckten geraden Bahnen, die miteinander verbunden sind, nach innen in Richtung auf die andere der zwei langgestreckten geraden Bahnen versetzt oder ausgelenkt ist;
Figur 5 ein vereinfachtes Schnittbild im allgemeinen entlang der Linie 5-5 in Figur 4 ist, aber die Anordnung von langgestreckten geraden Bahnen von einem anderen Ausführungsbeispiel des Stiftrippen-Verdampfers gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt, bei dem die langgestreckten geraden Bahnen auf der einen Seite des Verdampfers graduell ausgelenkt oder versetzt sind nach innen in Richtung auf die entsprechenden langgestreckten geraden Bahnen von der anderen Seite des Verdampfers, und zwar mit zunehmenden und dann abnehmenden Beträgen, bis es keine Auslenkung oder Versetzung von dem unteren Endes des Verdampfers zu der anderen in zwei Stufen gibt, um für einen veränderlichen Abstand in dem Raum zwischen den langgestreckten geraden Bahnen zu sorgen;
Figur 6 ein vereinfachtes Schnittbild ähnlich Figur 5 ist, aber die Anordnung von den langgestreckten geraden Bahnen von einer noch weiteren Abwandlung des Stiftrippen- Verdampfers gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt, bei dem gewählte langgestreckte gerade Bahnen auf der einen Seite des Verdampfer ausgelenkt oder versetzt sind nach innen, in Richtung auf die langgestreckten geraden Bahnen auf der anderen Seite des Verdampfers; und
Figur 7 ein vereinfachtes Schnittbild ähnlich Figur 5 ist, aber die Anordnung der langgestreckten Bahnen von noch einem weiteren Ausführungsbeispiel des Stiftrippen- Verdampfers der vorliegenden Erfindung darstellt, bei dem gewählte langgestreckte gerade Bahnen auf jeder Seites des Verdampfers ausgelenkt oder versetzt sind nach innen in Richtung auflanggestreckte gerade Bahnen auf der anderen Seite des Verdampfers in einer versetzten Relation, wobei Abschnitte zwischen den ausgelenkten oder versetzten langgestreckten geraden Bahnen keine Auslenkung oder Versetzung der langgestreckten geraden Bahnen auf der anderen Seites des Verdampfers haben.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele

In den Zeichnungen und insbesondere in Figur ist eine seitlich nebeneinander angeordnete Kühleinrichtung 10 gezeigt, die ein äußeres Gehäuse 11, das eine Gefrierkammer 12 enthält, und eine Frischgemüsekammer 14 aufweist, die seitlich daneben angeordnet ist. Die Gefrierkammer 12 wird auf Temperaturen unterhalb des Gefrierpunktes gehalten, und die Frischgemüsekammer 14 wird auf Nahrungsmittel- Aufbewahrungstemperaturen oberhalb des Gefrierpunktes gehalten, indem Luft über einen Stiftrippen-Verdampfer 15 umgewälzt wird.
Der Verdampfer 15 ist in einer vertikal verlaufenden Verdampferkammer 16 angeordnet. Die Verdampferkammer 16 ist durch eine vertikal verlaufende Vorderwand 17, vertikal verlaufende Seitenwände 18 und 19 und eine innere hintere Auskleidung 19' der Kühleinrichtung 10 gebildet.
Ein durch einen Motor angetriebenes Gebläse 20 ist in dem oberen Abschnitt der Verdampferkammer 16 angeordnet und gibt Kühlluft durch eine Öffnung 21 in einem oberen versetzten Abschnitt 22 der Vorderwand 17 in die Gefrierkammer 12 ab. Das Gebläse 20 liefert auch Kühlluft durch eine Öffnung 23 in einer Trennwand 24, die die Gefrierkammer 12 und die Frischgemüsekammer 14 trennt, in die Frischgemüsekammer 14.
Das Gebläse 20 zieht Luft aus der Frischgemüsekammer 14 durch eine Öffnung 25 in der Trennwand 24 in den unteren Abschnitt der Verdampferkammer 16. Das Gebläse 20 zieht auch Luft aus der Gefrierkammer 12 durch eine Öffnung 26 in dem Boden der Vorderwand 17 der Verdampferkammer 16. Somit strömt die Rückleitluft nach oben durch den Verdampfer 15 von seinem unteren Ende und im wesentlichen senkrecht zu den Abschnitten des Verdampferrohres, die die Seiten des Verdampfers 15 bilden.
Die Kühlluft, die von dem Gebläse 20 durch die Öffnungen 21 und 23 geliefert wird, wird geteilt, so daß die Gefrierkammer 12 auf Temperaturen unterhalb des Gefrierpunktes gehalten wird und die Frischgemüsekammer 14 auf Temperaturen oberhalb des Gefrierpunktes, aber bei Nahrungsmittel konservierenden Temperaturen. Diese Teilung der Kühlluft ist allgemein bekannt. Verschiedene bekannte Komponenten einer Kühleinrichtung, wie beispielsweise Regale, Steuerungen, Motoren usw. sind der Einfachheit halber weggelassen worden.
Der Verdampfer 15 ist ein langgestrecktes Rohr 27, das durch langgestreckte gerade Bahnen 28 (s. Figur 2) gebildet ist, die zurückgebogene Enden 29 aufweisen, die mit jedem Ende von jeder der langgestreckten geraden Bahnen 28 verbunden ist. Jede der langgestreckten geraden Bahnen 28 und jedes der zurückgebogenen Enden 29 hat Stachel- bzw. Stiftrippen 30, die im wesentlichen senkrecht dazu verlaufen. Um den Verdampfer 15 zu bilden, wird ein Band aus Material mit den Stiftrippen 30 um einen Abschnitt von einem Verdampferrohr gewickelt, das wenigstens lang genug ist, um den Verdampfer zu bilden. Dann wird das Rohr in die gewünschte Konfiguration gebogen oder geformt.
Für eine leichtere Darstellung der Konfigurationen der Verdampfer gemäß den Ausführungsbeispielen ist das Stiftrippenmaterial 30 schematisch entlang nur kleinen Teilen des Verdampferrohres 27 dargestellt. Zusätzlich ist in den Figuren 3, 5, 6 und 7 das Stiftrippenmaterial 30 durch einen gestrichelten Kreis im Abstand um die Außenseite des Rohres 27 herum dargestellt, und kein Stiftrippenmaterial ist an den zurückgebogenen Endabschnitten gezeigt, um deren Konfiguration besser darzustellen. Es wird verständlich, daß in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ein Band von Stiftrippenmaterial kontinuierlich um die gesamte Länge des Verdampferrohres 27 herumgewickelt ist.
Die sequentiell benachbarten langgestreckten geraden Bahnen 28, die den Verdampfer 15 bilden, sind auf gegenüberliegenden Seiten des Verdampfers angeordnet. Beispielsweise ist das Einlaßende von einer geraden Bahn 28 an der Vorderseite des Verdampfers mit der vorhergehenden geraden Bahn auf der Rückseite des Verdampfers durch ein zurückgebogenes Ende 29 verbunden, und das Auslaßende von dieser geraden Bahn an der Vorderseite ist mit der darauffolgenden geraden Bahn der Rückseite und zurückgebogenen Enden von einer ovalen Wendel verbunden.
Wie aus Figur 1 ersichtlich ist, steigt die Wendel kontinuierlich von dem Unterteil zum Oberteil der Verdampferkammer 16 nach oben an.
Die Rippen 30 auf jedem der zurückgebogenen Enden 29 haben die Tendenz, zusammengedrückt oder umgebogen zu sein als Folge des Gerätes, das zum Biegen des Rohres verwendet wird.
Der Verdampfer 15 hat eine im wesentlichen ovale Wendel- oder Pennstrecken-Konfiguration, wenn man von oben schaut, wie es in Figur 2 gezeigt ist. Jede der langgestreckten geraden Bahnen 28 ist etwas höher als die vorherige langgestreckte gerade Bahn 28, mit der sie verbunden ist, und jede der langgestreckten geraden Bahnen 28 ist im Winkel leicht nach oben gebogen im Vergleich zur Horizontalen. Die gegenwärtig bevorzugte Arbeitsweise des Verdampfers 15 besteht darin, Kältemittel an dem unteren Ende einzuführen und Kältemittel von dem Oberteil des Verdampfers abzugeben, um Vorteil aus dem Temperaturabfall zu ziehen, der entsteht, wenn der Druck auf Grund von Gravitations- und Strömungsverlusten abnimmt. Bei dieser Arbeitsweise steigt das Kältemittel kontinuierlich durch die ovale Wendel an. Wenn ein Kältemittelsystem für eine Zeitdauer abgeschaltet wird, kann ein Teil des Kältemittelgases in dem Verdampfer zu einer Flüssigkeit kondensieren. Bei jeder der als Beispiel dargestellten Verdampferstrukturen wird dieses flüssige Kältemittel zum Boden des Verdampfer strömen, wodurch die Möglichkeit minimiert wird, daß flüssiges Kältemittel aus dem Verdampfer austritt, wenn das System wieder startet.
Der Raum zwischen Innenflächen von sequentiell benachbarten langgestreckten geraden Bahnen 28 auf gegenüberliegenden Seiten des Verdampfers 15 beträgt mehr als das Doppelte der Strecke, die die Rippen 30 von jeder der langgestreckten geraden Bahnen 28 nach außen ragen. Dies bedeutet, daß die Rippen sich nicht überlappen, und vorzugsweise ist der Abstand genügend groß, um eine relativ große Kanalfläche auszubilden, durch die Luft durch das Gebläse 20 durch das Innere des Verdampfers 15 gezogen werden kann (s. Figur 1).
Der Verdampfer 15' in Figur 3 ist ein Verdampfer wie 15 in Figur 1, der einen zusätzlichen Fertigungsschritt durchlaufen hat, um eine Enteisungs-Heizeinrichtung aufzunehmen.
Wie in Figur 3 gezeigt ist, hat ein Teil der linken Seite des Verdampfers 15' keine langgestreckten geraden Bahnen 28, die daran entlang verlaufen. Dies bildet einen Raum 31 zwischen den Enden des Verdampfers 15' für eine enteisungs- oder Defroster-Heizeinrichtung 32. Ein geeignetes Beispiel für die Defroster-Heizeinrichtung 32 ist die Defroster-Heizeinrichtung, die in dem US-Patent 5 042 267 für Beers u.a. gezeigt und beschrieben ist. Eine zweite Enteisungs- bzw. Defroster-Heizeinrichtung 33, die die gleiche wie die Defroster-Heizeinrichtung 32 sein kann, ist unterhalb der Unterseite des Verdampfers 15' angeordnet.
Der Raum 31 wird in dem Verdampfer 15' dadurch gebildet, daß eine erste der langgestreckten geraden Bahnen 28 von der linken Seite des Verdampfers 15 zwischen die zwei sequentiell benachbarten langgestreckten geraden Bahnen 28 auf der rechten Seite des Verdampfers 15 bewegt wird. Wie in Figur 3 gezeigt ist, wird dies dadurch herbeigeführt, daß das zurückgebogene Ende 29 unter der Bahn 28 der linken Seite, die leicht von rechts nach links geneigt ist, etwas weniger als 90 in Uhrzeigerrichtung gedreht wird, und das zurückgebogene Ende oberhalb der linksseitigengeraden Bahn 28, die leicht von links nach rechts geneigt ist, etwas weniger als 90 in Gegenuhrzeigerrichtung gedreht wird. Dies bewegt die gerade Bahn 28 von der linken zur rechten Seite und macht die benachbarten Enden vertikal.
Anstelle der Verwendung des Verdampfers 15 (s. Figur 1) in der Verdampferkammer 16, wobei die langgestreckten geraden Bahnen 28 voneinander im wesentlichen in dem gleichen Abstand über der Länge des Verdampfers angeordnet sind (s. Figur 2), oder dem Verdampfer 15, der für einen Zwischenerhitzerrraum 31 sorgt (s. Figur 3), kann ein Stiftrippenverdampfer 40 (s. Figur 5) verwendet werden. Bei dem Verdampfer 40 sind die langgestreckten geraden Bahnen 28 auf seiner linken Seite vertikal miteinander ausgerichtet über der Länge des Verdampfers 40, während auf der rechten Seite des Verdampfers 40 die langgestreckten geraden Bahnen 28 graduell nach innen ausgelenkt sind in zunehmenden Beträgen, um einen Kanal für eintretende Luft an seinem unteren Ende mit abnehmender Größe von seinem Eingang zu bilden, bis die Rippen 30 auf zwei der langgestreckten geraden Bahnen 28 sich gegenseitig überlappen, wie es in Figur 4 gezeigt ist. Nachdem die Rippen 30 auf drei Paaren der langgestreckten geraden Bahnen 28 sich einander überlappen, wie es in Figur 5 gezeigt ist, sind die langgestreckten geraden Bahnen 28 auf der rechten Seite des Verdampfers 40 graduell mit einem größeren Abstand von den entsprechenden langgestreckten geraden Bahnen 28 auf der linken Seite des Verdampfers 40 angeordnet, bis ein maximaler Raum zwischen den langgestreckten geraden Bahnen 28 besteht, weil keine Auslenkung vorhanden ist, wie es in Figur 2 für den Verdampfer 15 gezeigt ist.
Wie in Figur 5 gezeigt ist, hat der Verdampfer 40 zwei Abschnitte von Kanälen mit graduell abnehmender und zunehmender Breite, die zwischen den langgestreckten geraden Bahnen 28 auf den linken und rechten Seiten des Verdampfers 40 gebildet sind. Die Anzahl dieser graduellen Abschnitte mit abnehmendem und zunehmendem Abstand kann Eins oder mehr als Zwei sein, wenn dies gewünscht wird. Die Anzahl dieser graduellen Abschnitte würde von der Länge des Verdampfers 40 und der gewünschten Luftströmung abhängen.
Ein Stiftrippenverdampfer 41 (s. Figur 6) kann in der Verdampferkammer 15 (s. Figur 1) anstelle des Verdampfers 15 verwendet werden. Der Verdampfer 41 hat fünf der langgestreckten geraden Bahnen 28 auf der linken Seite des Verdampfers 41 vertikal ausgerichtet und im Abstand von fünf der langgestreckten geraden Bahnen 28 auf der rechten Seite des Verdampfers 41 angeordnet. Die nächsten zwei der langgestreckten geraden Bahnen 28 auf der linken Seite des Verdampfers 41 sind ausgelenkt oder versetzt in Richtung auf zwei der langgestreckten geraden Bahnen 28 auf der rechten Seite des Verdampfers 41, so daß die Rippen 30 sich in der gleichen Relation, wie es in Figur 4 gezeigt ist, für zwei der langgestreckten geraden Bahnen 28 des Verdampfers 40 überlappen. Somit hat der Verdampfer 41 einen Eingangskanal an seinem unteren Ende mit einem konstanten Abstand zwischen den langgestreckten geraden Bahnen 28, der über eine vorbestimmte Strecke verläuft; der Abstand zwischen den langgestreckten geraden Bahnen 28 des Verdampfers 41 ist die Relation von den zwei langgestreckten geraden Bahnen 28, die in Figur 2 gezeigt sind.
Nachdem die ersten zwei der langgestreckten geraden Bahnen 28 auf der linken Seite des Verdampfers 41 (s. Figur 6) nach innen versetzt oder ausgelenkt sind in Richtung auf zwei der langgestreckten geraden Bahnen 28 auf der rechten Seite des Verdampfers 41, sind die nächsten zwei der langgestreckten geraden Bahnen 28 auf der linken Seite des Verdampfers 41 in einem maximalen Abstand von den entsprechenden langgestreckten geraden Bahnen 28 auf der rechten Seite des Verdampfers 41 in der gleichen Weise angeordnet, wie es für den Verdampfer 15 in Figur 2 gezeigt ist. Dieser Abstand bildet den die gleiche Größe aufweisenden Kanal, wie der Eingangskanal an dem unteren Ende des Verdampfers 41 (s. Figur 6).
Die nach innen gerichtete Auslenkung oder Versetzung von zwei der langgestreckten geraden Bahnen 28 auf der linken Seite des Verdampfers 41 in Richtung auf zwei der langgestreckten geraden Bahnen 28 auf der rechten Seite des Verdampfers 41 und die Beabstandung der nächsten zwei der langgestreckten geraden Bahnen 28 auf der linken Seite des Verdampfers 41 von den langgestreckten geraden Bahnen 28 auf der rechten Seite des Verdampfers 41 werden zum Oberteil des Verdampfers 41 fortgesetzt.
Deshalb hat der Verdampfer 41 einen Eintrittskanal, der sich von seinem unteren Ende für eine vorbestimmte Strecke mit einer im wesentlichen konstanten Fläche erstreckt, indem der maximale Abstand zwischen den langgestreckten geraden Bahnen 28 auf gegenüberliegenden Seiten des Verdampfers 41 ausgebildet ist. Diese Fläche ist genügend groß, um den Aufbau von Eis zwischen den langgestreckten geraden Bahnen 28 und den Rippen 30 darauf aufzunehmen. Dementsprechend kann Luft durch den Eintrittskanal strömen, der sich am schnellstens mit Eis aufbaut, weil die mit Feuchtigkeit beladene Luft für eine längere Zeitdauer damit in Kontakt ist, als sie auftreten würde, wenn eine der langgestreckten geraden Bahnen 28 auf der linken Seite des Verdampfers 41 nach innen ausgelenkt oder versetzt ist, bis die darauf befindlichen Rippen 30 die Rippen 30 auf einer der langgestreckten geraden Bahnen 28 auf der rechten Seite des Verdampfers 41 überlappen.
Wenn jedoch die langgestreckten geraden Bahnen 28 des Verdampfers 41 voneinander im Abstand angeordnet sind, wie es in Figur 2 für den Verdampfer 15 gezeigt ist, ist die Größe der Wärmeübertragung auf die Luft von dem Kältemittel zu Kühlzwecken wesentlich kleiner in dem offenen Raum als da, wo die Rippen 30 auf den langgestreckten geraden Bahnen 28 sich überlappen, wie es in Figur 4 gezeigt ist.
Indem alternativ Luftkanäle mit relativ großer Größe zwischen Abschnitten des Verdampfers 41 gebildet werden, die überlappende Rippen 30 haben, gibt es einen effizienten Wärmeaustausch, um die Luft zu kühlen, während der Eisaufbau primär in den eine relativ große Größe aufweisenden Kanälen auftritt. Dies verlängert die Zeit für den Eisaufbau, bevor eine Entfrostung erforderlich ist, während es dennoch eine effiziente Wärmeüberträgung auf das Kältemittel in dem Verdampfer 41 von der Luftströmung in der Gesamtkonstruktion des Verdampfers 41 gibt.
Es ist verständlich, daß die in Figur 5 gezeigte Konstruktion variiert werden kann, um am besten für einen bestimmten Aufbau der Kühleinrichtung geeignet zu sein. Beispielsweise kann der untere offene Abschnitt länger oder kürzer sein, die Anzahl der langgestreckten geraden Bahnen 28, die nach innen ausgelenkt sind in jedem bestimmten Abschnitt, kann von den zwei gezeigten abweichen, die Anzahl der ausgelenkten Abschnitte kann variieren und die langgestreckten geraden Bahnen 28 können von rechts anstatt von links ausgelenkt sein.
Wie in Figur 7 gezeigt ist, hat der Verdampfer 42 einen Eintrittskanal an seinem unteren Ende, der mit einem maximalen Raum zwischen den langgestreckten geraden Bahnen 28 auf den rechten bzw. linken Seiten in der gleichen Weise gebildet ist, wie es in Figur 2 für die langgestreckten geraden Bahnen 28 des Verdampfers 15 gezeigt ist. Nachdem der Eintrittskanal mit der maximalen Fläche sich für eine vorbestimmte Strecke von dem unteren Ende des Verdampfers 42 erstreckt, sind zwei der langgestreckten geraden Bahnen 28 auf der linken Seite des Verdampfers 42 nach innen ausgelenkt oder versetzt in Richtung auf die langgestreckten geraden Bahnen 28 auf der rechten Seite des Verdampfers 42 in der gleichen Weise, wie es für den Verdampfer 40 in Figur 4 gezeigt ist. Somit überlappen sich die Rippen 30 (s. Figur 7) in der gleichen Weise, wie es für den Verdampfer 40 in Figur 4 gezeigt ist.
Nachdem zwei der langgestreckten geraden Bahnen 28 auf der linken Seite des Verdampfers 42 (s. Figur 7) nach innen ausgelenkt oder versetzt sind in Richtung auf die langgestreckten geraden Bahnen 28 auf der rechten Seite des Verdampfers 42, gibt es wenigstens eine der langgestreckten geraden Bahnen 28 auf jeder Seite des Verdampfers 42, die den maximalen Abstand voneinander haben, indem die langgestreckten geraden Bahnen 28 keine Auslenkung zueinander haben, um den maximalen Luftkanal dazwischen zu bilden.
Als nächstes sind zwei der langgestreckten geraden Bahnen 28 auf der rechten Seite des Verdampfers 42 des Trägers nach innen ausgelenkt oder versetzt in Richtung auf zwei der langgestreckten geraden Bahnen 28 auf der linken Seite des Verdampfers 42. Die Rippen 30 von diesen langgestreckten geraden Bahnen 28 überlappen sich in der Weise, wie es für den Verdampfer 40 in Figur 4 gezeigt ist. Diese Anordnung der Auslenkung der langgestreckten geraden Bahnen 28 auf der einen Seite des Verdampfers 42 (s. Figur 7) und dann auf der anderen Seite des Verdampfers 42 mit einem maximalen Abstand zwischen wenigstens einer der langgestreckten geraden Bahnen 28 auf jeder Seite des Verdampfers 42 dazwischen setzt sich über die vertikale Länge des Verdampfers 42 fort.
Zwar sind die Verdampfer 15 (s. Figur 1), 15' (s. Figur 3), 40 (s. Figur 5), 41 (s. Figur 6) und 42 (s. Figur 7) der vorliegenden Erfindung für eine Verwendung in einer seitlich nebeneinander angeordneten Kühleinrichtung 10 (s. Figur 1) gezeigt und beschrieben worden, es ist aber verständlich, daß die vorliegende Erfindung in Kühleinrichtungen eingebaut sein kann, die zur Verwendung mit einer Kühleinrichtung bemessen sind, bei der die Gefrier- und Frischgemüsekammern relativ zueinander vertikal gestapelt sind.
Es wurde zwar auch gezeigt und beschrieben, daß die zurückgebogenen Enden 29 (s. Figur 2) die Rippen 30 darauf haben, es ist aber verständlich, daß die Rippen 30 auch von den zurückgebogenen Enden 29 weggelassen sein könnten. Ein derartiger Verdampfer würde jedoch nicht so effektiv sein, da die Rippen in den gebogenen Enden für eine gewisse zusätzliche Wärmetauscherwirkung sorgen, obwohl sie etwas verdichtet geworden sind.
Es sei auch darauf hingewiesen, daß jeder der Verdampfer 40 (s. Figur 5), 41 (s. Figur 6) und 42 (s. Figur 7) normalerweise wenigstens die Defroster-Heizeinrichtung 33 (s. Figur 3) unter seinem unteren Ende haben würde. Es wird nicht angenommen, daß irgendeiner der Verdampfer 40 (s. Figur 5), 41 (s. Figur 6) und 42 (s. Figur 7) normalerweise die Defroster-Zwischenheizeinrichtung 32 (s. Figur 3) erfordern würde, wie sie bei dem Verdampfer 15' verwendet ist. Jedoch kann eine derartige Heizeinrichtung vorgesehen sein, wenn es gewünscht wird.
Ein Vorteil dieser Erfindung ist, daß eine optimale Luftströmung über dem Verdampfer erhalten wird. Ein anderer Vorteil dieser Erfindung ist, daß der relativ große Krümmungsradius von jedem der zurückgebogenen Enden des Verdampfers einen kleineren internen Druckabfall des Kältemittels erzeugt, als er bei einem serpentinenförmigen Verdampfer auftritt. Ein weiterer Vorteil dieser Erfindung ist, daß ein effektiver Wärmetausch zwischen der Luft und dem Kältemittel in dem Verdampfer erhalten wird. Ein noch weiterer Vorteil dieser Erfindung ist, daß sie eine erforderliche Luftströmung beibehält, wenn sich auf dem Verdampfer Eis aufbaut.
Zu Beispielszwecken sind bestimmte Ausführungsbeispiele der Erfindung gemäß dem besten gegenwärtigen Verständnis davon gezeigt und beschrieben worden. Es wird jedoch deutlich, daß Änderungen und Modifikationen in der Anordnung und Konstruktion von Teilen davon vorgenommen werden können, ohne von dem Erfindungsgedanken abzuweichen.

Claims

1. Kühleinrichtung enthaltend:

eine Verdampferkammer;

eine Einrichtung, die dafür sorgt, daß Luft in einer vorbestimmten Richtung durch die Verdampferkammer strömt; einen Kältemittel-Verdampfer, der in der Verdampferkammer angeordnet ist;

wobei der Kältemittel-Verdampfer enthält:

eine langgestreckte Röhre mit langgestreckten geraden Bahnen, die durch zurückgebogene Enden verbunden sind, um die langgestreckte Röhre in einer im wesentlichen ovalen Wendel-Konfiguration zu bilden, wobei die langgestreckten geraden Bahnen gegenüberliegende Seiten des Kältemittel-Verdampfers bilden;

wobei die langgestreckte Röhre mehrere Wärmetauscherrippen aufweist, die wenigstens entlang jeder der langgestreckten geraden Bahnen im Abstand angeordnet sind, wobei die Rippen von der langgestreckten Röhre nach außen vorstehen;

und wobei die langgestreckten geraden Bahnen, die die Seiten des Kältemittel-Verdampfers bilden, in einem Abstand von mehr als der doppelten Strecke, die die Rippen von jeder der langgestreckten geraden Bahnen nach außen vorstehen, für wenigstens eine vorbestimmte Strecke von dem Ende des Kältemittel-Verdampfers angeordnet sind, das der Luftströmung zuerst ausgesetzt ist;

und wobei die langgestreckten geraden Bahnen des Kältemittel-Verdampfers im wesentlichen senkrecht zur Richtung der Luftströmung durch die Verdampferkammer verlaufen.

2. Kühleinrichtung nach Anspruch 1, wobei die Seiten des Kältemittel-Verdampfers einen variierenden Raum zwischen sich haben entlang der Länge des Kältemittel-Verdampfers, wobei der Raum an dem Ende des Kältemittel-Verdampfers, das zuerst der Luftströmung ausgesetzt ist, breiter ist als weiter entlang der Länge des Kältemittel-Verdampfers.

3. Kühleinrichtung nach Anspruch 2, wobei der Raum zwischen den Seiten des Kältemittel-Verdampfers kontinuierlich abnimmt für eine vorbestimmte Strecke von dem Ende des Kältemittel-Verdampfers, das der Luftströmung zuerst ausgesetzt ist, bis die Rippen auf wenigstens einer der langgestreckten geraden Bahnen auf jeder der Seiten des Kältemittel-Verdampfers sich überlappen.

4. Kühleinrichtung nach Anspruch 3, wobei der Raum zwischen den Seiten des Kältemittel-Verdampfers kontinuierlich zunimmt für eine vorbestimmte Strecke, nachdem die Rippen auf wenigstens einer der langgestreckten geraden Bahnen auf jeder der Seiten des Kältemittel-Verdampfers sich zuerst überlappen.

5. Kühleinrichtung nach Anspruch 2, wobei der Raum zwischen den Seiten des Kältemittel-Verdampfers im wesentlichen konstant ist für eine vorbestimmte Strecke von dem Ende des Kältemittel-Verdampfers, das zuerst der Luftströmung ausgesetzt ist.

6. Kühleinrichtung nach Anspruch 1, wobei jede von einer vorbestimmten Anzahl von langgestreckten geraden Bahnen der langgestreckten Röhre auf wenigstens einer der Seiten des Kältemittel-Verdampfers nach innen versetzt ist in Richtung auf die andere Seite des Kältemittel-Verdampfers.

7. Kühleinrichtung nach Anspruch 6, wobei jede der vorbestimmten Anzahl von langgestreckten geraden Bahnen der langgestreckten Röhre auf wenigstens der einen Seite des Kältemittel-Verdampfers genügend nach innen versetzt ist in Richtung auf die andere Seite des Kältemittel-Verdampfers, damit die Rippen auf jeder der vorbestimmten Anzahl von langgestreckten geraden Bahnen und die Rippen auf wenigstens einer der langgestreckten geraden Bahnen auf der anderen Seite des Kältemittel-Verdampfers sich überlappen.

8. Kühleinrichtung nach Anspruch 1, wobei jede der vorbestimmten Anzahl von langgestreckten geraden Bahnen der langgestreckten Röhre auf jeder der Seiten des Kältemittel- Verdampfers genügend nach innen versetzt ist in Richtung auf die andere der Seiten des Kältemittel-Verdampfers, damit die Rippen von jeder von einer vorbestimmten Anzahl von langgestreckten geraden Bahnen und die Rippen auf wenigstens einer der langgestreckten geraden Bahnen auf der anderen Seite des Kältemittel-Verdampfers überlappen.

9. Kühleinrichtung nach Anspruch 8, wobei jede der vorbestimmten Anzahl von langgestreckten geraden Bahnen der langgestreckten Röhre auf der einen der Seiten des Kältemittel-Verdampfers verschachtelt ist relativ zu jeder der vorbestimmten Anzahl von langgestreckten geraden Bahnen der langgestreckten Röhre auf der anderen Seite des Kältemittel-Verdampfers.

10. Kühleinrichtung nach Anspruch 1, wobei die langgestreckten geraden Bahnen, die die Seiten des Kältemittel- Verdampfers bilden, in einem größeren Abstand angeordnet sind als die Strecke, die die Rippen von jeder der langgestreckten geraden Bahnen auf der Länge des Kältemittel-Verdampfers nach außen vorstehen.

11. Kühleinrichtung nach Anspruch 10, enthaltend: Raumbildungsmittel zum Bilden eines Raumes in dem Kältemittel-Verdampfer zwischen seinen Enden;

und eine Abtau-Heizeinrichtung, die in dem Raum in dem Kältemittel-Verdampfer zwischen seinen Enden angeordnet ist, um das Abtauen des Kältemittel-Verdampfers zu unterstützen.

12. Kühleinrichtung, enthaltend: im wesentlichen vertikal verlaufende Wände, die eine Verdampferkammer bilden;

eine Gebläseeinrichtüng, die dafür sorgt, daß Luft im wesentlichen nach oben durch die Verdampferkammer strömt;

einen Kältemittel-Verdampfer, der in der Verdampferkammer angeordnet ist,

wobei der Kältemittel-Verdampfer enthält: eine langgestreckte Röhre mit langgestreckten geraden Bahnen, die durch zurückgebogene Enden verbunden sind, um die langgestreckte Röhre zu einer im wesentlichen ovalen Wendel-Konfiguration zu formen, wobei die langgestreckten geraden Bahnen gegenüberliegende Seiten des Kältemittel- Verdampfers bilden, und jede der langgestreckten geraden Bahnen im wesentlichen horizontal verläuft;

wobei die langgestreckte Röhre mehrere Wärmetauscherrippen aufweist, die im Abstand entlang wenigstens jeder der langgestreckten geraden Bahnen angeordnet sind, wobei die Rippen von der langgestreckten Röhre nach außen vorstehen;

und wobei die langgestreckten geraden Bahnen, die die Seiten des Kältemittel-Verdampfers bilden, im Abstand von im wesentlichen mehr als der doppelten Strecke, die die Rippen von den langgestreckten geraden Bahnen nach außen vorstehen, für wenigstens eine vorbestimmte Strecke von dem unteren Ende des Kältemittel-Verdampfers angeordnet sind;

und wobei die Seiten des Kältemittel-Verdampfers im wesentlichen vertikal verlaufen und eng benachbart zu entsprechenden der vertikal verlaufenden Wände liegen.

13. Kältemittel nach Anspruch 12, wobei die Seiten des Kältemittel-Verdampfers einen variierenden Raum zwischen sich haben entlang der vertikalen Länge des Kältemittel- Verdampfers, wobei der Raum an dem unteren Ende des Kältemittel-Verdampfers breiter ist als weiter entlang der vertikalen Länge des Kältemittel-Verdampfers.

14. Kühleinrichtung nach Anspruch 13, wobei der Raum zwischen den Seiten des Kältemittel-Verdampfers kontinuierlich abnimmt für eine vorbestimmte Strecke von dem unteren Ende des Kältemittel-Verdampfers, bis sich die Rippen auf wenigstens einer der langgestreckten geraden Bahnen auf jeder Seite des Kältemittel-Verdampfers überlappen.

15. Kühleinrichtung nach Anspruch 14, wobei der Raum zwischen den Seiten des Kältemittel-Verdampfers kontinuierlich zunimmt für eine vorbestimmte Strecke, nachdem die Rippen auf wenigstens einer der langgestreckten geraden Bahnen auf jeder der Seiten des Kältemittel-Verdampfers sich zuerst überlappen.

16. Kühleinrichtung nach Anspruch 13, wobei der Raum zwischen den Seiten des Kältemittel-Verdampfers im wesentlichen konstant ist für eine vorbestimmte Strecke von dem unteren Ende des Kältemittel-Verdampfers.

17. Kühleinrichtung nach Anspruch 12, wobei jede von einer vorbestimmten Anzahl der langgestreckten geraden Bahnen der langgestreckten Röhre auf wenigstens einer der Seiten des Kältemittel-Verdampfers nach innen versetzt ist in Richtung zu der anderen Seite des Kältemittel-Verdampfers.

18. Kühleinrichtung nach Anspruch 17, wobei jede von der bestimmten Anzahl der langgestreckten geraden Bahnen von der langgestreckten Röhre auf wenigstens der einen Seite des Kältemittel-Verdampfers genügend nach innen versetzt ist in Richtung auf die andere Seite des Kältemittel- Verdampfers, damit sich die Rippen auf jeder der vorbestimmten Anzahl von langgestreckten geraden Bahnen und die Rippen auf wenigstens einer der langgestreckten geraden Bahnen auf der anderen Seite des Kältemittel-Verdampfers überlappen.

19. Kühleinrichtung nach Anspruch 12, wobei die langgestreckten geraden Bahnen, die die Seiten des Kältemittel- Verdampfers bilden, in einem Abstand von mehr als der doppelten Strecke, die die Rippen von jeder der langgestreckten geraden Bahnen nach außen vorstehen, auf der Länge des Kältemittel-Verdampfers angeordnet sind.

20. Kühleinrichtung nach Anspruch 19, enthaltend: Raumbildungsmittel zum Bilden eines Raumes in dem Kältemittel-Verdampfer zwischen seinen Enden; und eine Abtau-Heizeinrichtung, die in dem Raum in dem Kältemittel-Verdampfer zwischen seinen Enden angeordnet ist, um das Abtauen des Kältemittel-Verdampfers zu unterstützen.