Kühlmittelbehälter für Kühlzwecke. Die Erfindung bezieht sich auf einen Kühlmittelbehälter für Kühlzwecke, der ein gefrierbares Kühlmittel enthält und der mit gewellter Oberfläche versehen ist. Es ist be kannt, Kühlmittelbehälter zwecks Vergrösse rung der Wärmeaufnahme- bezw. Wärme abgabefähigkeit mit aufgesetzten Rippen zu versehen.
Ein derartiger kastenförmiger, also mit ebenen; Seitenwänden und mit aufge setzten Rippen versehener Behälter bietet zwar denn Vorteil einer starken Wärme aufnahme während des Betriebes des Kühl schrankes, gewährleistet aber noch nicht eine möglichst weitgehende gonstanthaltung die ser Kühlwirkung. In dem Masse, in dem sich nämlich während des Auftauens die Ober fläche des gefrorenen Kühlmittels im Innern des gühlmittelbehälters verkleinert, verrin gert sich auch die Kühlwirkung des Behäl ters.
Diese Verringerung kann durch die wärmeleitende Funktion der aufgesetzten Rippen nicht verhindert werden. Eine mög- lichst weitgehende Konstanthaltung der Kühlkraft des gühlmittelbehälters ist jedoch von ausschlaggebender Bedeutung, nicht allein für die Konstanthaltung der Tempera tur im Nutzraum des Kühlschrankes, son dern auch für die Konstanthaltung der rela tiven Luftfeuchtigkeit in den Grenzen, -die für das Kühlgut am günstigsten sind.
Be sonders in dem in Betracht kommenden Be reich zwischen 2 und 3 C ändert sich die relative Luftfeuchtigkeit, bezogen auf eine Endtemperatur von 7 C, schon um etwa 6 Aus den erwähnten Gründen ist es vor teilhaft, dem gühlmittelbehälter eine solche Form zu geben, dass seine Oberfläche mög lichst gross ist und dass ein möglichst kleiner Verlust der Oberfläche des gefrorenen Kühl mittelteils beim Auftauen des im Behälter enthaltenen Kühlmittels auftritt.
In Fig. 1 und 2 der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegen standes dargestellt; die Fig. 5 und 6 zeigen, wie die Füllung im Beispiel gefriert und auf taut, während die Fig. 3 und 4 einen bekann ten Behälter zeigen.
In Fig. 1 und 2 weist der Behälter eine gewellte Oberfläche auf.
Die Wellen der einander gegenüberliegen den Seitenwände e. d des Behälters sind ge geneinander derart versetzt, dass jeweils eine Erhebung a der einen Seitenwand mit einer Vertiefung b der andern Seitenrand zusam- menfällt, so da.ss die Erhebungen der einen Seitenwand den Vertiefungen der andern Sei tenwand gegenüberliegen.
Durch die Verset zung der Wellen gegeneinander wird ein Aus frieren der gefrierbaren Füllung in der Eis- erzeugungsanla.ge gleichmässig von unten nach oben gewährleistet und ein Auseinan- derplatzen des Behälters beim Ausfrieren verhindert. Da sich die Wellung der Seiten wände e, d des Behälters auch der gefrorenen Füllung, z.
B. dem Eis, mitteilt, behält der Eisblock beim Abtauen eine grosse Ober fläche, und die Temperatur des Schmelzwas sers bezw. des Kühlmittels wird während des ganzen Schmelzprozesses bezw. Kühlpro zesses im Eisschrank nahe bei 0 G bezw. einer entsprechenden Temperatur des Kühl mittels liegen. Hierdurch wird eine hohe spe zifische Leistung des Luftkühlers während der ganzen Kühldauer im Eisschrank ge währleistet.
Die besonders hohe Konstanz der Kühlwirkung lässt sich durch folgenden Vergleich veranschaulichen: Ein Eiskörper in Würfelform mit einem Gewicht von 4 lig hat eine Oberfläche von etwa 0,163 m\. Dem gegenüber hat ein entsprechender Würfel im Gewicht von 0,2 kg eine Oberfläche von nur 0,023 m2. Der Flächenverlust beim Abtauen eines Eiswürfels von 4 kg auf 0,2 kg würde dementsprechend 86ö betragen.
Ein Eiskör per, der dem in Fig. 1 und 2 dargestellten Behälter in seiner äussern Formgebung ent spricht und ein Gewieht von 4 kg hat, hat eine Oberfläche von etwa 0,4 m2. Ein ent sprechender Eiskörper im Gewicht von 0,2 kg hat eine Oberfläche von 0,34 m\. Der Flä chenverlust beim Abtauen dieses Eiskörpers von 4 kg auf 0;2 lkg würde dementsprechend nur 15;o betragen. Aus diesem geringen Flä chenverlust des der Fig. 1 und 2 entspre chenden Eiskörpers ergibt sich die äusserst hohe Konstanz der Kühlwirkung.
Der Vorteil einer solchen Formgebung des Kühlmittelbehälters tritt besonders her vor, wenn man das Einfrieren und Ausfrie ren eines derartigen Behälters mit den be kannten Behältern vergleicht, die beispiels weise mit Rippen versehen, die aber nicht gegeneinander versetzt sind. Bei einem Kühl mittelbehälter nach bekannter Ausführung - wie zum Beispiel in den Fig. 3 und 4 dar gestellt -wird die Eisschicht. e, von aussen beginnend, immer stärker. Die Vertiefungen jeder Seite werden bald durch die Eisschicht verbunden. Es entsteht dann - wie aus Fig. 3 ersichtlich - ein mit Wasser gefüll ter Raum H.
Da sich das zu gefrierende Nasser beim Übergang aus dem flüssigen in den festen Aggregatzustand ausdehnt (diese Ausdehnung ist bei -Wasser sehr erheblich), wird, sobald die Spitzen zusammenkommen, ein Druck entstehen, der beim weiteren Aus frieren den Eisbehälter zersprengt. Es ent stehen, wenn die beiden Eisschichten einan der mit der Spitze berühren, voneinander ganz getrennte Hohlräume, so dass eine grosse Druckerhöhung sich ausbilden kann.
Wird der Gefrierprozess unterbrochen und die restliche Flüssigkeit nicht ausgefroren, dann ist das Wärmeaufnahmevermögen des Eisbehälters in bezug auf seine Füllung ge ringer, als wenn die Flüssigkeit voll ausge froren ist.
Selbst wenn man eine Füllung verwen det, die weniger beim Übergang in den festen Zustand expandiert, ist immer noch mit sehr starken Drücken zu rechnen, die mit der Zeit den Eisbehälter zerstören. Durch die wech selnde MTirkung der gespannten und unge- spannten Flüssigkeit auf die Seitenwände des Eisbehälters wird das biaterial des Be hälters erlahmen.
Abgesehen von diesen angeführten Nach teilen besteht ein weiterer Nachteil des Be hälters gemäss Fig. 3, 4 darin, dass der Eis körper seinen Zusammenhalt nach einer ge- wissen Abtauzeit verliert. Der Abtauprozess ist in der Fig. 4 dargestellt. Gemäss Fig. 4 besteht der Zusammenhang schon nicht mehr voll und ganz. Die Folge davon ist, dass die Eisstangen S infolge des Unterschiedes der Gewichte, bezogen auf Flüssigkeit und ge frorene Masse, hochsteigen und sich an der Oberfläche der Flüssigkeit zusammenballen, wodurch die Wirksamkeit der durch die Flüssigkeit berührten Fläche der gefrorenen Masse geringer wird.
Die Temperatur der Flüssigkeit und somit die Temperatur der Oberfläche des Kühlkörpers erhöht sich stark und die Kühlwirkung ist nicht mehr ausrei chend.
Bei dem Beispiel wird, an den Seitenwän den c, d beginnend, die Eisschicht e beim Gefrieren der Flüssigkeit immer stärker und der Wasserraum f immer kleiner. Die Spit zen: der Eisschicht der einen Seitenwand der Ummantelung zeigen in die Lücken der Eis schicht der andern Seitenwand. Es bilden sich keine geschlossenen Wasserräume, wie Fig. 5 zeigt. Ein Zusammenstossen der Eis zähne mit den Eislücken erfolgt, ohne dass eine wesentliche Drucksteigerung der Fül lung bewirkt wird. Ohne Gefahr für die Konstruktion lässt sich die Füllung restlos ausfrieren.
Wie aus Fig. 6 ersichtlich, bleibt der Zusammenhang des gefrorenen Füllungs teils e und somit ein Maximum der Kühlflä che derselben fast bis zum vollständigen Auf tauen der Füllung gewährleistet.
Da keinerlei Drücke von Bedeutung beim Ausfrieren der Füllung auftreten, kann die Wanddicke des Kühlbehälters bedeutend ge ringer sein als die Wanddicke des Eisbehäl ters nach Fig. 3, 4. Der Kühlbehälter gemäss Fig. 1, 2 hat also gegenüber dem Eisbehäl ter gemäss Fig. 3, 4 erstens einen konstruk- tiven Vorteil in bezug auf die Materialerspar nis und zweitens einen wärmeteehnischen Vorteil.
Der Kühlbehälter gemäss Fig. 1, 2 braucht bei wiederholter Benutzung nicht jedesmal von neuem gefüllt zu werden, vielmehr ge nügt es auch, wenn er nur einmalig gefüllt, entlüftet bezw. evakuiert und dann verschlos sen wird, so dass die Flüssigkeit wiederholt bezw. dauernd verwendet werden kann. Die Luft kann auch durch einmaliges Kochen ausgetrieben werden. Bei der Verwendung solcher nur einmalig gefüllter, allseitig ver schlossener Eis- bezw. Kühlmittelbehälter wird sehr viel Zeit, Material und Arbeits kraft erspart.