DE1231730B

DE1231730B - Kuehlgeraet, insbesondere Kuehlschrank mit zwei elektrothermischen Kuehleinrichtungen

Info

Publication number: DE1231730B
Application number: DES72030A
Authority: DE
Inventors: Wolfram Blumentritt
Original assignee: Siemens Elektrogaerate GmbH
Current assignee: SEG Hausgeraete GmbH
Priority date: 1958-12-04
Filing date: 1961-01-11
Publication date: 1967-01-05
Also published as: DE1165050B; GB978441A; US3111813A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES WTBS^ PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

F25b

Deutsche Kl.: 17 a-20

1 231730
S 720301 a/17 a
11.Januar 1961
5. Januar 1967

Das Hauptpatent 1165 050 betrifft ein Kühlgerät, insbesondere einen Kühlschrank mit zwei elektrothermischen Kühleinrichtungen (Peltier-Blöcken), die mit den dem gleichen Temperaturbereich zugeordneten Kontaktstellen einander zugekehrt sind und an den warmen Kontaktstellen ein ein strömendes Medium enthaltendes Wärmeaustauschgefäß aufweisen, das zwischen den nahe beieinanderliegenden warmen Kontaktstellen der beiden eine Baueinheit bildenden Peltier-Blöcke liegt.

Eine derartige Anordnung weist gegenüber bekannten Einrichtungen erhebliche Vorteile auf. Man hat einmal die Möglichkeit, einen Kühlraum in einfacher Weise in zwei Kühlgutfächer verschiedener Temperatur zu unterteilen, und man spart zweitens einen Wärmeaustauscher ein, da der von beiden Peltier-Blöcken flankierte Wärmeaustauscher für beide Blöcke beispielsweise als Wärme aufnehmende Seite dienen kann.

Die Erfindung bezieht sich auf eine derartige Anordnung und hat eine vorteilhafte Art der Verbindung der einzelnen Teile einer solchen Anordnung zur Aufgabe.

Um einen ausreichenden Wirkungsgrad zu erzielen, muß für einen sehr guten Wärmekontakt zwischen dem Wärmeaustauscher und den Peltier-Blöcken gesorgt werden. Zu diesem Zweck muß man die Blöcke und den Wärmeaustauscher sehr fest miteinander verbinden. Bildet man die Verbindungsmittel als mechanische, die Teile verspannende Mittel aus, so besteht die Gefahr, daß sie Wärmebrücken zwischen Teilen mit unterschiedlicher Temperatur bilden. Das ist z. B. der Fall, wenn man einen Peltier-Block auf seinen gegenüberliegenden Seiten mit Wärmeaustauschern versieht, von denen der eine die Wärme aufnehmende Seite und der andere die Wärme abgebende Seite des Blockes darstellt. Da ein Angreifen der Verspannungsmittel am Peltier-Block selbst wegen der nicht zu hohen Festigkeit der Peltier-Elemente vermieden werden soll, müssen die Verspannungsmittel warme und kalte Teile der Einheit verbinden. Um zwischen diesen Teilen einen merklichen Wärmeaustausch zu verhindern, sind erhebliche Mittel erforderlich. Wählt man nämlich als Verbindungsmittel gut isolierende Stoffe, so kann man wegen ihrer im allgemeinen geringeren Festigkeit kerne ausreichend großen Kräfte auf die zu verspannenden Teile ausüben, während bei Stoffen mit großer Festigkeit die Wärmeisolation zu wünschen übrigläßt.

Die Lösung dieses Problems erfolgt gemäß der Erfindung dadurch, daß die Mittel zur Verspannung der beiden Peltier-Blöcke mit dem Wärmeaustauschgefäß Kühlgerät, insbesondere Kühlschrank mit zwei
elektrothermischen Kühleinrichtungen

Zusatz zum Patent: 1165 050

Anmelder:

Siemens-Electrogeräte

Gesellschaft mit beschränkter Haftung,

Berlin und München,

München 2, Oskar-von-Miller-Ring 18

Als Erfinder benannt:

Wolfram Blumentritt, Berlin-Siemensstadt

an Stellen der Peltier-Blöcke angreifen, die annähernd gleiche Temperatur aufweisen.

Eine besonders vorteilhafte Anordnung erhält man gemäß der weiteren Erfindung, wenn man die beiden Peltier-Blöcke, die zwischen sich das Wärmeaustauschgefäß einschließen, mit je einem weiteren Wärmeaustauscher an ihrer Außenseite so zu einer Baueinheit zusammensetzt, daß an diesen Wärmeaustauschern die zur Verspannung dienenden Mittel angreifen. In diesem Fall werden nämlich nur solche Stellen der Einheit durch die zur Verspannung dienenden Mittel verbunden, die mit Sicherheit annähernd gleiche Temperatur aufweisen. Außerdem ist es bei dieser Anordnung ohne Bedeutung, ob zwisehen den von den Verspannungsmitteln berührten Stellen ein Wärmeaustausch stattfindet, weil alle Stellen zu Wärme abgebenden Bereichen des Systems gehören. Für den Wirkungsgrad der elektrothermischen Anlage ist es aber nur erforderlich, daß keine Übertragung von der warmen zur kalten Seite der Peltier-Blöcke erfolgt.

Verbindet man die sich gegenüberliegenden äußeren Wärmeaustauscher z. B. mit Hilfe von Bolzen, so kann auf alle zu der Baueinheit gehörenden Teile ein für einen guten Wärmekontakt ausreichend großer Anpressungsdruck übertragen werden. Zu diesem Zweck können neben den Bolzen oder Schrauben als

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Mittel zum Verspannen Laschen dienen, die Bestandteile der auf der Außenseite der Peltier-Blöcke angeordneten Wärmeaustauscher sind. Man kann aber auch den Bolzen oder Schrauben besondere Querstreben zuordnen, so daß in diesem Fall an den Wärmeaustauschern selbst keine Vorrichtungen vorgesehen werden müssen. Bei der Anwendung mehrerer Bolzen oder Schrauben zum Verspannen kann man zwischen jede Querstrebe und jedem Wärmeaustauscher eine Kugel anordnen, die auch bei ungleichmäßigem Anziehen der einzelnen zur Verspannung dienenden Bolzen oder Schrauben für eine gleichmäßige Kraftverteilung auf die einzelnen Bauelemente sorgt.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, denen weitere vorteilhafte Merkmale zu entnehmen sind.

Die F i g. 1 zeigt schematisch in der Ansicht eine elektrothermische Kühleinrichtung mit zwei Peltier-Blöcken, die zwischen sich als Wärmeaustauscher ein Sekundärsystem einschließen und an ihren Außenseiten mit Lamellenwärmeaustauschern versehen sind;

In der F i g. 2 ist eine zweite Ausführungsform der Erfindung schematisch in der Ansicht dargestellt, bei der die lamellenförmigen Wärmeaustauscher durch Wärmeaustauscher ersetzt sind, die Teile eines Sekundärsystems bilden.

Gleiche Teile sind in beiden Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Die aus einer Anzahl von Einzelelementen zusammengesetzten Peltier-Blöcke sind mit 1 und 2 und ihre einander gegenüberliegenden Seiten mit 3 und 4 bezeichnet. Zwischen den Seiten 3 und 4 beider Blöcke 1 und 2 ist ein Wärmeaustauschgefäß 5 angeordnet, das Teil eines Sekundärsystems ist, in dem die Wärme durch Verdampfung und Kondensation einer Flüssigkeit über Leitungen 8 und 9 zu dem Austauschgefäß 5 transportiert wird. An den Außenseiten 10 und 11 der Peltier-Blöcke 1 und 2 sind mit Lamellen 6 und 7 versehene Wärmeaustauscher 12 und 13 angeordnet. An den mit den Peltier-Blöcken unter Zwischenfügung einer dünnen elektrisch isolierenden Schicht in enger Berührung stehenden plattenförmigen Teilen 14 der Lamellenwärmeaustauscher sind an den vier Seiten der Teile 14 Laschen 15 angeordnet, Die gegenüberliegenden Laschen 15 der beiden Wärmeaustauscher 12 und 13 werden durch Bolzen 16 verbunden, mit deren Hilfe die Teile 13,1,5,2 und 12 fest aneinandergepreßt werden. Bei dieser Anordnung werden also nur die Seiten der Peltier-Blöcke miteinander verbunden, die die gleiche Temperatur aufweisen.

Die in der Fi g. 2 dargestellte Ausführungsform ist analog der Anordnung nach der F i g. 1 aufgebaut. An Stelle der lamellenförmigen Wärmeaustauscher 12 und 13 der F i g. 1 sind als Teile von Sekundärsystemen ausgebildete Wärmeaustauscher 21 und 22 vorhanden. Die Teile 21,1, 5, 2 und 22 werden ebenfalls mit Hilfe von Bolzen 16 fest aneinandergepreßt. Die hier dargestellte Art der Verspannung besteht aus zwei Bolzen 16 und zwei mit diesen Bolzen zusammenarbeitenden Querstreben 23, die durch Schrauben 24 miteinander verbunden werden. Beide Querstreben 23 berühren jeweils nur die den Außenseiten der Peltier-Blöcke zugeordneten Sekundärsysteme 21 und 22. Eine Wärmebrücke zwischen der warmen und kalten Seite der Peltier-Blöcke wird dadurch völlig vermieden. Um beim Verspannen der Querstreben 23 mit den Bolzen 16 den Anpressungsdruck gleichmäßig auf die Sekundärsysteme 21 und 22 zu übertragen, sind zwischen den Sekundärsystemen und den Querstreben Kugeln 25 vorgesehen. Im rechten Teil der F i g. 2 ist eine Kugel 25 gestrichelt angedeutet.

Die Erfindung ist keineswegs auf die in den vorstehenden Teilen beschriebene Anordnung beschränkt, bei denen zwischen den Peltier-Blöcken als Wärmeaustauscher ein Sekundärsystem angeordnet ist. Mit den gleichen Vorteilen kann die Erfindung auch bei solchen Anordnungen angewendet werden, bei denen zwischen den Peltier-Blöcken ein nach einem anderen Prinzip arbeitender Wärmeaustauscher eingeschlossen ist, also beispielsweise eine gut Wärme leitende Metallplatte, über die Wärme je nach der gewählten Anordnung entweder von zu kühlenden Teilen herangeführt oder aber zu Teilen hingeführt wird, die den Austausch der Wärme mit der Umgebung herbeiführen.

In der F i g. 3 ist schematisch in Ansicht eine derartige Anordnung dargestellt. Gleiche Teile sind dabei mit den bereits in den F i g. 1 und 2 verwendeten Bezugszeichen versehen.

Die Peltier-Blöcke 1 und 2 sind an ihren äußeren im gleichen Temperaturzustand befindlichen Seiten mit Wärmeaustauschern 12 und 13 versehen, die mit Hilfe von Lamellen oder Rippen 6 und 7 den Wärmeaustausch mit der Umgebung herbeiführen. Die zur Verspannung dienenden Mittel 15 und 16 entsprechen denen der F i g. 1. Zwischen den Peltier-Blöcken 1 und 2 ist eine Aluminiumplatte 30 angeordnet, die größer als die gegen die Platte 3 α gepreßten Peltier-Blöcke ist. Der herausragende, nur zum Teil dargestellte Teil 31 der Platte 30 führt zu nicht dargestellten Teilen der Anlage, die zur Wärmeaufnahme bzw. Wärmeabgabe ausgebildet sind. Die Platte 30 ist dabei so bemessen, daß sie der zu transportierenden Wärmemenge einen möglichst geringen Widerstand bietet. Selbstverständlich ist auch hier zwischen der Platte 30 und den der Platte benachbarten Seiten 3 und 4 der Peltier-Blöcke 1 und 2 jeweils eine dünne elektrisch isolierende Schicht eingefügt, die der Wärme keinen wesentlichen Widerstand entgegensetzt.

Claims

Patentansprüche:

1. Kühlgerät, insbesondere Kühlschrank, mit zwei elektrothermischen Kühleinrichtungen (Peltier-Blöcke), die mit den dem gleichen Temperaturbereich zugeordneten Kontaktstellen einander zugekehrt sind und an den warmen Kontaktstellen ein ein strömendes Medium enthaltendes Wärmeaustauschgefäß aufweisen, das zwischen den nahe beieinanderliegenden warmen Kontaktstellen der beiden eine Baueinheit bildenden Peltier-Blöcke liegt, nach Patent 1165 050, dadurchgekennzeichnet, daß die Mittel zur Verspannung der beiden Peltier-Blöcke mit dem Wärmeaustauschgefäß an Stellen der Peltier-Blöcke angreifen, die annähernd gleiche Temperatur aufweisen.

2. Kühlgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Peltier-Blöcke, die zwischen sich das Wärmeaustauschgefäß einschließen, mit je einem weiteren Wärmeaustauscher an ihrer Außenseite so zu einer Baueinheit zusammengesetzt sind, daß an diesen Wärmeaustauschern die zur Verspannung dienenden Mittel angreifen.

3. Kühlgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß neben Bolzen oder Schrauben als Mittel zum Verspannen Laschen dienen, die Bestandteile der auf der Außenseite der Peltier-Blöcke angeordneten Wärmeaustauscher sind.

4. Kühlgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß neben Bolzen oder Schrauben als Mittel zum Verspannen mindestens zwei Querstreben dienen.

5. Kühlgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen jeder Querstrebe und jedem auf der Außenseite der Peltier-Blöcke angeordneten Wärmeaustauscher eine Kugel zur gleichmäßigen Kraftübertragung angeordnet ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1067 454.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen