DE1259360B - Electrothermal immersion cooler - Google Patents
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Description
BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES Ä*W PATENTAMTFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY GERMAN PATENT OFFICE
AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL
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Deutsche Kl.: 17 a-20German class: 17 a-20
1259 360
W 341891 a/17 a
28. März 1963
25. Januar 19681259 360
W 341891 a / 17 a
March 28, 1963
January 25, 1968
Die Erfindung betrifft einen elektrothermischen Tauchkühler, insbesondere zum Kühlen kleiner Flüssigkeitsmengen.The invention relates to an electrothermal immersion cooler, in particular for cooling smaller ones Amounts of liquid.
Es ist ein den Peltiereffekt ausnutzender Tauchkühler bekannt, dessen mit einem Handgriff versehener Tauchteil aus einem die Peltierelemente umschließenden, etwa rohrförmigen Gehäuse besteht, das mit der kalten Seite der Peltierelemente gut wärmeleitend verbunden ist, wobei die Stromzuführung zu den Peltierelementen über ein den Handgriff durchsetzendes flexibles Kabel erfolgt.An immersion cooler which utilizes the Peltier effect is known whose one is provided with a handle The immersion part consists of an approximately tubular housing enclosing the Peltier elements, which is connected to the cold side of the Peltier elements with good thermal conductivity, the power supply to the Peltier elements via a flexible cable penetrating the handle.
Es ist auch bereits eine Kühlvorrichtung für Kühlschränke vorgeschlagen worden, die sich dadurch auszeichnet, daß sie eine in einem Abstand von der Gehäusewand auf der warmen Seite der Peltierelemente angeordnete Wärmeübertragungseinrichtung mit einem die Gehäusekammer axial durchsetzenden, eine Kühlmittelströmungsbahn enthaltenden inneren Abschnitt aufweist, um Wärme aus der elektrothermischen Kühlvorrichtung abzuleiten, und daß dieser innere Abschnitt mit dem aus dem Gehäuse herausführenden Rohrleitungsabschnitt verbunden ist, der das zur Wärmeübertragung dienende Kühlmittel in den inneren Abschnitt hinein leitet und heraus leitet.A cooling device for refrigerators has also already been proposed, which is characterized by that they have one at a distance from the housing wall on the warm side of the Peltier elements arranged heat transfer device with an axially penetrating the housing chamber, an inner portion containing coolant flow path to remove heat from the electrothermal Derive cooling device, and that this inner section with the leading out of the housing Pipeline section is connected, which is used for heat transfer coolant in and out of the inner section.
Mit der Erfindung soll nun ein tragbarer, einfacher, leicht zu handhabender und zu bedienender, handlicher, insbesondere zum Kühlen kleiner Flüssigkeitsmengen verwendbarer und beispielsweise an die Wasserleitung anschließbarer Tauchkühler geschaffen werden. Da außer der Schaffung dieser gestellten Ausführungsbedingungen auch noch eine intensive Wärmeübertragung auf kleinstem Raum erfolgen sollte, entstanden erhebliche technische Schwierigkeiten, die aber erfindungsgemäß dadurch gelöst wurden, daß in an sich bekannter Weise die Kühlung der warmen Seite der Peltierelemente durch eine Kühlflüssigkeit, insbesondere Leitungswasser erfolgt, wobei der zur Kühlung dienende Wärmeaustauscher aus einer das Gehäuse axial durchsetzenden, eine Kühlmittelströmungsbahn enthaltenden Metallhülse besteht, die mit der warmen Seite der Peltierelemente gut wärmeleitend verbunden und an den Handgriff durchsetzende Rohre für die Zu- und Abführung des Kühlmittels angeschlossen ist.With the invention, a portable, simple, easy to handle and operate, handy, especially useful for cooling small amounts of liquid and, for example, to the Water pipe connectable immersion cooler are created. Since besides the creation of this posed Execution conditions also require intensive heat transfer in the smallest of spaces should, considerable technical difficulties arose, which, however, were solved according to the invention were that in a known manner, the cooling of the warm side of the Peltier elements by a Cooling liquid, in particular tap water, takes place, the heat exchanger serving for cooling from a metal sleeve axially penetrating the housing and containing a coolant flow path consists, which are connected to the warm side of the Peltier elements with good thermal conductivity and to the handle penetrating pipes for the supply and discharge of the coolant is connected.
Die Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeich- iiung beschrieben. In der Zeichnung istThe invention is illustrated below with reference to the drawing described. In the drawing is
F i g. 1 eine Ansicht eines neuen Tauchkühlers mit einem Gefäß, das eine von dem Tauchkühler zu kühlende Flüssigkeit enthält,F i g. 1 is a view of a new immersion cooler with a vessel that is one of the immersion cooler contains cooling liquid,
F i g. 2 ein vergrößerter Längsschnitt durch den Tauchkühler,F i g. 2 an enlarged longitudinal section through the immersion cooler,
Elektrothermischer TauchkühlerElectrothermal immersion cooler
Anmelder:Applicant:
Whirlpool Corporation,Whirlpool Corporation,
Benton Harbor, Mich. (V. St. A.)Benton Harbor, Mich. (V. St. A.)
Vertreter:Representative:
Dr.-Ing. H. Ruschke und Dipl.-Ing. H. Agular,Dr.-Ing. H. Ruschke and Dipl.-Ing. H. Agular,
Patentanwälte,Patent attorneys,
8000 München, Pienzenauer Str. 28000 Munich, Pienzenauer Str. 2
Als Erfinder benannt:Named as inventor:
Everett F. Cox, Berrien, Mich. (V. St. A.)Everett F. Cox, Berrien, Mich. (V. St. A.)
Beanspruchte Priorität:Claimed priority:
V. St. v. Amerika vom 28. Mai 1962 (198117)V. St. v. America May 28, 1962 (198117)
F i g. 3 eine vergrößerte Ansicht des Griffendes des Tauchkühlers undF i g. 3 is an enlarged view of the handle end of the immersion cooler and FIG
F i g. 4 ein vergrößerter Querschnitt nach Linie 4-4 der Fig. 2.F i g. 4 is an enlarged cross-section along line 4-4 of FIG.
In der in der Zeichnung dargestellten und als Erläuterungsbeispiel zu wertenden Ausführung hat der lange Tauchkühler 10 einen einzutauchenden Tauchteil 11, der in eine im Behälter 13 vorhandene flüssige Masse 12 eingetaucht wird. Der Tauchkühler 10 hat ferner einen Handgriff 14, der von der Hand H einer Person erfaßt wird, um das Eintauchen des Tauchteiles 11 in die Flüssigkeit zu erleichtern. Das Tauchteil 11 nimmt mehrere übliche Peltierelemente 15 auf, die mit Strom aus einem elektrischen Kabel 16 versorgt werden, das den Handgriff 14 in Längsrichtung durchsetzt. Der Tauchteil 11 enthält ferner eine Kühlvorrichtung in Form einer hohlen Metallhülse 17, über die das Kühlmittel mittels zweier Rohre 18 und 19 zirkulieren kann, die ebenfalls den Handgriff 14 in Längsrichtung durchsetzen. Das elektrische Kabel 16 wird mit einer üblichen Gleichstromquelle (nicht dargestellt) verbunden. Die Rohre 18 und 19 werden über biegsame Schläuche 20 mit einer Quelle einer Kühlflüssigkeit, z.B. mit der Wasserleitung (nicht dargestellt) und mit einem Ablauf verbunden.In the embodiment shown in the drawing and to be evaluated as an explanatory example, the long immersion cooler 10 has an immersion part 11 to be immersed, which is immersed in a liquid mass 12 present in the container 13. The immersion cooler 10 also has a handle 14 which is grasped by the hand H of a person in order to facilitate the immersion of the immersion part 11 in the liquid. The immersion part 11 accommodates several conventional Peltier elements 15, which are supplied with power from an electrical cable 16 which passes through the handle 14 in the longitudinal direction. The immersion part 11 also contains a cooling device in the form of a hollow metal sleeve 17, through which the coolant can circulate by means of two tubes 18 and 19, which also pass through the handle 14 in the longitudinal direction. The electrical cable 16 is connected to a conventional direct current source (not shown). The tubes 18 and 19 are connected via flexible hoses 20 to a source of a cooling liquid, for example to the water pipe (not shown) and to a drain.
Der Tauchteil 11 des Kühlers weist ein äußeres Gehäuse 21 aus einem zweckdienlichen wärmeleitenden Metall, z.B. Stahl, auf, das, wie Fig. 4 zeigt, einen achteckigen Querschnitt hat. Das Fernende des Gehäuses 21 ist durch einen Stopfen 22 aus Dichtungsmasse, ζ. B. Schwammdichtung, und durch eineThe immersion part 11 of the cooler has an outer housing 21 made of a suitable thermally conductive one Metal, such as steel, which, as shown in Fig. 4, has an octagonal cross-section. The far end of the Housing 21 is through a plug 22 made of sealing compound, ζ. B. sponge seal, and by a
709 720/79709 720/79
Blechkappe 23 geschlossen, die vorzugsweise in das Ende 24 des Gehäuses eingeschweißt ist. Das entgegengesetzte Ende des Gehäuses 21 trägt ebenfalls einen Dichtungsstopfen 26, der mit den einzelnen Leitern 27 und 28 des Kabels 16 und von den Rohren 18 und 19 durchsetzt wird. Die Metallhülse 17 erstreckt sich zwischen den Stopfen 22 und 26 in Axialrichtung über den im Gehäuse 21 vorhandenen Raum 29. Die Isolierstopfen 22 und 26 können an Ort und Stelle durch Schaumbildung gebildet werden, nachdem die Peltierelemente 15 und die Metallhülse 17 in das Gehäuse 21 eingesetzt worden sind.Sheet metal cap 23 closed, which is preferably welded into the end 24 of the housing. The opposite End of the housing 21 also carries a sealing plug 26, which with the individual Conductors 27 and 28 of the cable 16 and the tubes 18 and 19 is penetrated. The metal sleeve 17 extends between the plugs 22 and 26 in the axial direction over the space present in the housing 21 29. The insulating plugs 22 and 26 can be formed in place by foaming after the Peltier elements 15 and the metal sleeve 17 have been inserted into the housing 21.
Die Metallhülse 17 (F i g. 2 und 4) hat auf den entgegengesetzten Seiten einer Mitteltrennwand 32 zwei Kühlmittelströmungsbahnen 30 und 31, durch die das Kühlmittel hindurchfließt. Die Trennwand 32 endet kurz vor der Fernendwand 33 der Hülse 17, um eine Verbindung zwischen den Kühlmittelströmungsbahnen 30 und 31 am Fernende der Hülse 17 zu bilden. Wie F i g. 2 zeigt, ist das Rohr 18 über einen am entgegengesetzten Ende der Hülse 17 vorhandenen Deckel 34 mit der Strömungsbahn 30 verbunden, und das Rohr 19 ist über den Deckel 34 mit der Strömungsbahn 31 verbunden, so daß das Kühlmittel, z. B. Wasser, aus dem Rohr 18 über die Strömungsbahn 30 um das Fernende der Trennwand 32 herum in die Strömungsbahn 31 und aus der Strömungsbahn 31 zum Rohr 19 strömen kann, um auf diese Weise die Kreisbahn über den Tauchkühler 10 zu schließen.The metal sleeve 17 (Figs. 2 and 4) has two on opposite sides of a central partition 32 Coolant flow paths 30 and 31 through which the coolant flows. The partition 32 ends just before the distal end wall 33 of the sleeve 17 to establish a connection between the coolant flow paths 30 and 31 at the distal end of the sleeve 17 to form. Like F i g. 2 shows the tube 18 is over an am opposite end of the sleeve 17 existing cover 34 connected to the flow path 30, and the tube 19 is connected to the flow path 31 via the cover 34, so that the coolant, z. B. water, from the pipe 18 via the flow path 30 around the distal end of the partition 32 around in the flow path 31 and out of the flow path 31 to the pipe 19 can flow in this way to close the circular path over the immersion cooler 10.
Die Peltierelemente 15 (Fig. 4) sind lange Teile rechteckigen Querschnitts, die sich zwischen den ebenen Abschnitten 35 des Gehäuses 21 und den gegenüberliegenden ebenen Abschnitten 36 der Metallhülse 17 in gründlicher Wärmeübertragungsberührung mit der Hülse 17 befinden. Durch zweckdienliche elektrische Erregung der Peltierelemente 15 kann deren Außenabschnitt (F i g. 4) als Wärmeabsorbierungsvorrichtung dienen, die Wärme aus der Flüssigkeit 12 über das Gehäuse 21 aufnimmt. Der innere Abschnitt der Peltierelemente 15 kann aus einem Wärmedurchlaßmittel bestehen, das die Wärmeenergie aus den Peltierelementen 15 über die Metallhülse 17 zum Kühlmittel leitet, das in den Durchlässen 30 und 31 strömt. In der dargestellten Ausführung sind vier derartige Peltierelemente 15 vorhanden. Die Metallhülse 17 ist im Querschnitt rechteckig, und die Peltierelemente haben eine Breite, die im wesentlichen gleich den ebenen Abschnitten des im Querschnitt achteckigen Gehäuses 21 ist. Es können aber auch andere Querschnitte des Gehäuses und der Hülse 17 verwendet werden, und zwar zylindrische Querschnitte oder Vieleckquerschnitte, die nicht die dargestellte achteckige Form haben. Die Peltierelemente 15 (F i g. 4) können innerhalb des Gehäuses 21 durch Verbindungsdrähte 7 verbunden sein, um den elektrischen Stromkreis zwischen den Leitern 27 und 28 zu schließen.The Peltier elements 15 (Fig. 4) are long pieces of rectangular cross-section that extend between the flat sections 35 of the housing 21 and the opposite flat sections 36 of the Metal sleeve 17 are in thorough heat transfer contact with sleeve 17. By expedient electrical excitation of the Peltier elements 15 can be their outer section (FIG. 4) as a heat absorbing device serve, which absorbs heat from the liquid 12 via the housing 21. The inner section of the Peltier elements 15 can consist of consist of a heat transmission means that the heat energy from the Peltier elements 15 via the Metal sleeve 17 directs the coolant flowing in passages 30 and 31. In the illustrated Execution, four such Peltier elements 15 are available. The metal sleeve 17 is in cross section rectangular, and the Peltier elements have a width substantially equal to the planar sections of the housing 21, which is octagonal in cross section. However, other cross sections of the housing can also be used and the sleeve 17 can be used, namely cylindrical cross-sections or polygonal cross-sections, which do not have the octagonal shape shown. The Peltier elements 15 (FIG. 4) can be inside the housing 21 by connecting wires 7 to be connected to the electrical circuit between the Close ladders 27 and 28.
Der Handgriff 14 kann aus einem rohrförmigen Kunststoffteil bestehen, dessen eines Ende 38 am Ende 25 des Gehäuses 21 mittels einer am Gehäuseende 25 befestigten Schraubverbindung 39 angebracht ist. Das Handgriffende 38 wird auf die Schraubverbindung 39 aufgeschraubt, und ein Dichtring 40 wird angeordnet, der den Handgriff und die Schraubverbindung 39 dichtet. Das entgegengesetzte Ende 41 des Handgriffes 14 ist durch eine Kappe 42 geschlossen, die von den Rohren 18 und 19 und dem Kabel 16 durchsetzt wird.The handle 14 can consist of a tubular plastic part, one end of which 38 on The end 25 of the housing 21 is attached by means of a screw connection 39 fastened to the housing end 25 is. The handle end 38 is screwed onto the screw connection 39, and a sealing ring 40 is arranged, which seals the handle and the screw connection 39. The opposite end 41 of the The handle 14 is closed by a cap 42 attached to the tubes 18 and 19 and the cable 16 is enforced.
Bei der Benutzung wird der Tauchkühler 10 in der in F i g. 1 dargestellten Weise mit dem Tauchteil 11 in die zu kühlende Flüssigkeit eingetaucht, wobei der Benutzer den Tauchkühler 10 am Handgriff 14 hält. Das Kabel 16 ist mit einer zweckdienlichen Stromquelle (nicht dargestellt) verbunden, um die Peltierelemente zu erregen. Die Rohre 18 und 19 sind über Schläuche 20 mit einem umlaufenden Kühlmittel, z. B. Wasser, verbunden, das die Hülse 17 durchströmt. Wärme wird von den Peltierelementen aus der Flüssigkeit 12 aufgenommen und wird in das Kühlwasser übertragen, das durch die Hülse 17 zirkuliert. Die Wärme wird also aus dem Tauchkühler 10 abgeleitet. Das Kühlen der Flüssigkeit 12 kann dadurch beschleunigt und erleichtert werden, daß der Tauchteil 11 zum Umrühren der Flüssigkeit verwendet wird, und zwar gleichzeitig mit dem Kühlen der Flüssigkeit.In use, the immersion cooler 10 is in the form shown in FIG. 1 with the immersion part 11 immersed in the liquid to be cooled, the user holding the immersion cooler 10 by the handle 14. The cable 16 is connected to a suitable power source (not shown) for the Peltier elements to excite. The tubes 18 and 19 are connected to a circulating coolant via hoses 20, z. B. water connected, which flows through the sleeve 17. Heat is generated from the Peltier elements of the liquid 12 and is transferred into the cooling water that passes through the sleeve 17 circulates. The heat is thus dissipated from the immersion cooler 10. Cooling the liquid 12 can be accelerated and facilitated by the fact that the immersion part 11 is used to stir the liquid is used simultaneously with the cooling of the liquid.
Der Tauchkühler 10 ist eine wirtschaftlich günstig arbeitende einfache Vorrichtung, die das Kühlen von Flüssigkeiten od. dgl. erleichtert und die besonders zum Kühlen kleiner Flüssigkeitsmengen vorteilhaft verwendet werden kann, z. B. zum Kühlen von Getränken in Bechern od. dgl.The immersion cooler 10 is an economically beneficial simple device that allows the cooling of Liquids or the like facilitated and particularly advantageous for cooling small amounts of liquid can be used e.g. B. od for cooling beverages in cups. Like.
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