Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kältegerät, insbesondere ein Haushaltskältegerät, sowie einen in einem solchen Kältegerät verwendbaren Verdampfer.

Insbesondere bei in Wohnräumen genutzten Kältegeräten ist ein geringes Betriebsgeräusch ein wichtiges Qualitätskriterium. Die Bemühungen der Entwickler, das Betriebsgeräusch von Kältegeräten zu reduzieren, konzentrierten sich bislang im Wesentlichen auf den Verdichter, da dessen Motor das einzige sich aktiv bewegende Bauteil eines Kältegeräts ist, und als Betriebsgeräusch hörbare Resonanzschwingungen, egal welcher Komponente des Kältegeräts, im Wesentlichen auf Anregung durch vom Verdichter ausgehende Erschütterungen zurückzuführen sind.

Nur wenn die Bemühungen, das auf den Verdichter zurückgehende Betriebsgeräusch zu unterdrücken, weitgehend erfolgreich gewesen sind, treten andere Geräuschquellen in den Vordergrund. Unter diesen die wichtigste ist das an einer Einspritzstelle des Verdampfers expandierende Kältemittel; insbesondere abrupt wechselnde Strömungsgeschwindigkeiten, die sich ergeben, wenn im Wechsel flüssiges und gasförmiges Kältemittel an der Einspritzstelle austritt, können zu hörbarer Geräuschemission führen.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, einen Verdampfer mit verminderter Betriebsgeräuschemission bzw. ein Kältegerät zu schaffen, bei dem der Beitrag des Verdampfers zur Betriebsgeräuschemission minimiert ist.

Die Aufgabe wird zum einen gelöst, indem bei einem Verdampfer für ein Kältegerät, mit einer Kältemittelleitung, die sich von einer Einspritzstelle bis zu einem Auslass des Verdampfers erstreckt, und einer Anzahl von Wärmetauscherplatten, deren jede in thermischem Kontakt mit der Kältemittelleitung und mit der Umgebung des Verdampfers steht, die Kältemittelleitung in einem stromaufwärtigen Bereich des Verdampfers wenigstens eine von der Einspritzstelle beabstandete Engstelle aufweist. Während der enge Querschnitt der Einspritzstelle eine hohe Eintrittsgeschwindigkeit des Kältemittels in den Verdampfer erzwingt und damit letztlich die wesentliche Ursache eines vom Verdampfer emittierten Strömungsgeräuschs ist, bewirkt überraschenderweise ein weiterer enger Querschnitt an besagter Engstelle eine Geräuschminderung. Es kann vermutet werden, dass die Engstelle die Ausbreitung einer Druckwelle im Verdampfer behindert, die bei jedem Phasenwechsel des an der Einspritzstelle eingespritzten Kältemittels entlang der Kältemittelleitung des Verdampfers ausbreitet. So ist die Oberfläche, auf der das Kältemittel die Leitung zum Schwingen anregen kann, stark eingeschränkt, und dementsprechend gering ist die Neigung der Kältemittelleitung, Betriebsgeräusch zu emittieren oder andere Komponenten des Kältegeräts zur Geräuschemission anzuregen.

Damit die Engstelle eine deutliche Wirkung entfaltet, sollte ihr freier Querschnitt deutlich kleiner als der der Kältemittelleitung abseits der Engstelle sein; vorzugsweise ist er kleiner als ein Viertel, besser noch kleiner als ein Zehntel des freien Querschnitts abseits der Engstelle. Andererseits sollte er deutlich größer sein als der der Einspritzstelle, damit die Engstelle nicht lediglich die Einspritzstelle als Quelle des Geräuschs ersetzt.

Aus demselben Grund sollte auch die Länge der Engstelle klein sein, z.B. kleiner als der Durchmesser der Kältemittelleitung abseits der Engstelle. Wenn sich, wie strömungstechnisch durchaus wünschenswert, der freie Querschnitt über die Engstelle hinweg kontinuierlich ändert, bedarf die Länge der Engstelle einer Definition; z.B. kann als Länge der Abstand zwischen zwei Punkten der Engstelle angenommen werden, an denen der freie Querschnitt jeweils doppelt so groß ist wie an einem dazwischenliegenden engsten Punkt.

Der Abstand jeder Engstelle von der Einspritzstelle oder von einer benachbarten Einspritzstelle sollte ein Mehrfaches des Durchmessers der Kältemittelleitung betragen, um in dem Zwischenraum zwischen Engstelle und Einspritzstelle oder zwischen zwei Engstellen Druckschwankungen, die aus einem Phasenwechsel des an der Einspritzstelle austretenden Kältemittels resultieren, in gewissem Umfang puffern und von dem stromabwärts der Engstelle liegenden Teil der Kältemittelleitung fernhalten zu können. Die Kältemittelleitung und jede Wärmetauscherplatte sind vorzugsweise voneinander verschiedene und aneinander, insbesondere durch Klemmen, Kleben und/oder Löten, verbundene Bauteile. Die Kältemittelleitung kann als Rohr mit gleichbleibendem Querschnitt günstig gefertigt werden.

Insbesondere an einem solchen Rohr kann eine Engstelle auf denkbar einfache Weise durch Eindrücken einer Wand erhalten werden.

Zwischen der Einspritzstelle und der wenigstens einen Engstelle verläuft die Kältemittelleitung vorzugsweise geradlinig, um eine Umlenkung der Druckwelle an der Wand zu vermeiden, die eine effiziente Anregung von Schwingungen der Kältemittelleitung ermöglichen würde.

Die Erfindung ist auf diverse Bauformen von Verdampfern anwendbar, z.B. Tube-on- Sheet-Verdampfer, bei denen die Kältemittelleitung durch ein auf einer Grundplatte verlegtes Rohr gebildet ist. Besonders bevorzugt ist die Anwendung auf einen Lamellenverdampfer, d.h. einen Verdampfer mit einer Vielzahl von Wärmetauscherplatten, durch die die Kältemitteleitung quer hindurch verläuft, da diese - anders als bei einem Coldwall-Verdampfer - beiderseits von Luft umgeben sind, an die sie vom strömenden Kältemittel angeregte Schwingungen weitergeben können.

Einer ersten Ausgestaltung zufolge ist die wenigstens eine Engstelle an einem Abschnitt der Kältemittelleitung gebildet, der sich zwischen der Einspritzstelle und einem stromaufwärtigsten Kontaktpunkt der Kältemittelleitung mit der Anzahl von Wärmetauscherplatten erstreckt; ein solcher Abschnitt ist jederzeit, vor oder nach dem Zusammenbau des Verdampfers, gut zugänglich, um darin die wenigstens eine Engstelle zu formen.

Einer anderen, kompakteren Ausgestaltung zufolge ist die wenigstens eine Engstelle in einem Stück der Kältemittelleitung gebildet, dass sich nacheinander durch die mehreren Wärmetauscherplatten des Lamellenverdampfers erstreckt. Wenn die Engstelle vor dem Zusammenbau des Lamellenverdampfers gebildet wird, kann dies zu einer Deformation des Leitungsquerschnitts führen, die ein Einschieben der Kältemittelleitung in eng tolerierte vorgefertigte Löcher der Wärmetauscherplatten unmöglich macht. Deswegen wird hier die wenigstens eine Engstelle vorzugsweise nach dem Zusammenbau geformt, indem ein Werkzeug zwischen zwei Wärmetauscherplatten eingeführt wird, um die Engstelle in einem sich zwischen den zwei Wärmetauscherplatten erstreckenden Abschnitt der Kältemittelleitung zu formen.

Die Aufgabe wird zum anderen gelöst durch ein Kältegerät mit einem Verdampfer wie oben beschrieben.

Besonders wirksam ist die Erfindung an einem Kältegerät, bei dem die wenigstens eine Wärmetauscherplatte mit Luft in Kontakt steht und nicht etwa durch Kontakt mit einem Innenbehälter oder mit Isoliermaterial bedämpft ist, insbesondere an einem No-Frost- Kältegerät, bei dem der Verdampfer in einer Verdampferkammer untergebracht ist, die mit einer Lagerkammer kommuniziert, so dass sich vom Verdampfer an die Luft der Verdampferkammer abgegebenes Betriebsgeräusch weitgehend frei in die Lagerkammer ausbreiten kann.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Kältemittelleitung eines erfindungsgemäßen Verdampfers;

Fig. 2 einen Lamellenverdampfer gemäß einer ersten Ausgestaltung der Erfindung;

Fig. 3 einen Lamellenverdampfer gemäß einer zweiten Ausgestaltung der

Erfindung;

Fig. 4 ein Detail des Lamellenverdampfers aus Fig. 3; und

Fig. 5 einen schematischen Schnitt durch ein Haushaltkältegerät mit einem Verdampfer gemäß Fig. 2 oder 3. Fig. 1 veranschaulicht das Prinzip der Erfindung an einem Längsschnitt durch einen stromaufwärtigen Abschnitt einer Kältemittelleitung 1 eines Verdampfers. Die Kältemittelleitung ist in an sich bekannter Weise durch ein biegsames Metallrohr, typischerweise aus Aluminium oder Kupfer, gebildet. Das ursprünglich mit über seine Länge gleichbleibendem Querschnitt gefertigte Rohr ist an seinem stromaufwärtigen Ende verjüngt, so dass es an der Außenseite einer eingeschobenen Kapillare 2 anliegt, und ist an dieser dicht verlötet. Das Ende der Kapillare 2 bildet eine Einspritzstelle 3, an der Kältemittel in den Verdampfer eintritt. Dieses Kältemittel kann teils flüssig, teils dampfförmig sein, was zu unregelmäßigen Schwankungen des Massenstroms durch die Kapillare 2 und damit zu Druckwellen führt, die sich in der Kältemittelleitung 1 von der Einspritzstelle 3 her ausbreiten.

Um eine Ausbreitung dieser Druckwellen entlang der Kältemittelleitung 1 zu dämpfen, sind in der Kältemittelleitung 1 durch Zusammendrücken des Rohrs, z. B. mit Hilfe einer Zange, mehrere Engstellen 4 geformt. Die Engstellen 4 können reproduzierbar mit gleichbleibendem Querschnitt geformt werden, wenn Backen 5 der Zange einen Anschlag aufweisen, der ein weiteres Zusammenrücken der Backen 5 verhindert, bevor die zwischen den Backen 5 zusammengedrückte Kältemittelleitung 1 komplett verschlossen ist.

Die Entstehung der Engstellen 4 durch Verbiegen der Wand der Kältemittelleitung 1 bringt es mit sich, dass der Querschnitt der Kältemittelleitung 1 über jede Engstelle 4 hinweg kontinuierlich ab- und zunimmt. Diese kontinuierliche Querschnittsänderung begünstigt eine geräuscharme, wenig turbulente Strömung an den Engstellen 4.

Jede Engstelle 4 hat jeweils einen engsten Punkt 6, von dem aus der Querschnitt in und entgegen der Strömungsrichtung des Kältemittels allmählich zunimmt. Als Länge I der Engstelle 4 kann der Abstand zwischen den beiden Punkten 7 beiderseits des engsten Punktes 6 angesehen werden, an denen der freie Querschnitt der Kältemittelleitung 1 jeweils doppelt so groß ist wie am engsten Punkt 6. Um einen Druckabfall an der Engstelle 4 gering zu halten, ist diese Länge I hier kleiner als der Durchmesser d der Kältemittelleitung 1 abseits der Engstellen 4. Der Abstand der Engstellen 4 voneinander und von der Einspritzstelle 3 ist ein Vielfaches dieses Durchmessers. Fig. 2 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Verdampfers 8 gemäß einer ersten Ausgestaltung der Erfindung. Es handelt sich um einen Lamellenverdampfer zum vertikalen Einbau in einer Verdampferkammer an einer Rückwand eines Kältegeräts, mit einem quaderförmigen Block 10 von zueinander parallelen, auf einer längsten Abmessung des Verdampferblocks senkrechten Wärmetauscherplatten 9 und einer Kältemittelleitung 1, die in Mäandern durch den Verdampferblock 10 verläuft, wobei jeweils gerade Abschnitte der Kältemittelleitung 1 die Wärmetauscherplatten 9 senkrecht kreuzen und Bögen, die die geraden Abschnitte untereinander in Reihe verbinden, in zwei Schmalseiten des Blocks 10 bedeckende Bypassblocker 15 eingreifen. Die zwei äußersten Wärmetauscherplatten 9 des Blocks 10 sind nach unten verlängert, um Halteöffnungen 11 für eine sich unter dem Block ersteckende Abtauheizung 12 zu bilden. Ein stromaufwärtiger Abschnitt 13 und ein stromabwärtiger Abschnitt mit einem Auslass 14 der Kältemittelleitung 1 ragen jeweils über eine Oberseite des Blocks auf. Der stromaufwärtige Abschnitt 13 erstreckt sich großenteils parallel zur Oberseite des Blocks 10 und den im Block 10 verlaufenden geraden Abschnitten der Kältemittelleitung 1. Sein einlassseitiges Ende ist wie in Fig .1 gezeigt verjüngt, um die in Fig. 2 nicht gezeigte Kapillare aufzunehmen. Der stromaufwärtige Abschnitt 13 ist an mehreren Stellen eingedrückt, um jeweils eine Engstelle 4 zu bilden. Diese dämpfen sich von der Einspritzstelle aus im Kältemittelstrom der Leitung 1 ausbreitende Druckwellen, bevor diese den Block 10 erreichen können, und vermindern so die Geräuschemission über die Wärmetauscherplatten 9.

Wenn in der Umgebung des Blocks 10 kein Platz zur Verfügung steht, um dort einen stromaufwärtigen Abschnitt der Kältemittelleitung unterzubringen, dann müssen die Engstellen im Verdampferblock selber geschaffen werden. Dabei ergibt sich das Problem, dass wenn eine Engstelle durch Zusammendrücken der Kältemittelleitung 1 in einer ersten Richtung geschaffen wird, die Abmessung der Kältemittelleitung 1 in einer zu der ersten senkrechten zweiten Richtung zunehmen kann, und dass es dadurch unmöglich werden kann, Wärmetauscherplatten 9 mit im Interesse einer guten Wärmeübertragung eng tolerierten Löchern auf die Kältemittelleitung aufzufädeln. Fig. 3 zeigt einen solchen Verdampfer 8‘. Der Verdampfer 8‘ wird zusammengebaut, indem die Kältemittelleitung 1 zunächst haarnadelförmig mit einem ersten Bogen 16 und daran anschließenden geraden Schenkeln 17 gebogen wird, und Wärmetauscherplatten 9 mit jeweils zwei Löchern nacheinander auf die Schenkel 17 aufgeschoben werden. Im hier gezeigten Fall sind die Wärmetauscherplatten 9 entlang der Schenkel 17 in mehreren Gruppen 18 angeordnet, die durch anschließendes Verformen der sie verbindenden Abschnitte der Schenkel 17 zu zweiten Bögen 19 übereinander zu liegen kommen und so einen gemeinsamen Block 10‘ bilden. Hier ist der Abstand zwischen dem stromaufwärtigen Ende 20 des Kältemittelrohrs 1 (bzw. der Einspritzstelle 3) und der in Strömungsrichtung ersten Wärmetauscherplatte 9, die die Kältemittelleitung 1 kreuzt, zu klein, um dort die benötigten Engstellen unterzubringen. Um die Engstellen zu formen, kann hier eine Zange in einen Zwischenraum zwischen zwei Wärmetauscherplatten 9 eingeschoben werden, z.B. aus Richtung des Pfeils P, um das Kältemittelrohr 1 in dem Zwischenraum senkrecht zur Pfeilrichtung zusammenzudrücken.

Fig. 4 zeigt die daraus resultierende Konfiguration in einer Draufsicht auf einen Teil der Oberseite des Blocks 10‘. Die an Engstellen 4 in der Blickrichtung zusammengedrückte Kältemittelleitung ist 1 quer zur Blickrichtung verbreitert, so dass sie durch die Löcher der zu den Engstellen benachbarten Wärmetauscherplatten 9 nicht mehr hindurchpasst.

Fig. 5 zeigt einen schematischen Schnitt durch ein Haushaltskältegerät mit einem Verdampfer 8 gemäß der Erfindung. Der Verdampfer 8 ist hier in vertikaler Orientierung in einer Verdampferkammer 21 an der Rückwand des Geräts untergebracht. Die Verdampferkammer 21 kommuniziert mit einer Lagerkammer 22 für Kühlgut über Ein- und Auslassöffnungen 23, 24. Selbstverständlich kann das Haushaltskältegerät in anderen Ausgestaltungen auch mehrere, vorzugsweise unterschiedlich temperierte Lagerfächer haben. Auch eine horizontale Orientierung des Verdampfers, z.B. in einer sich an einer Decke der Lagerkammer oder in einer Zwischenwand zwischen zwei Lagerkammern erstreckenden Verdampferkammer, kommt in Betracht. BEZUGSZEICHEN

1 Kältemittelleitung

2 Kapillare

3 Einspritzstelle

4 Engstelle

5 Backen

6 engster Punkt

7 Punkt

8 8‘ Verdampfer

9 Wärmetauscherplatte

10 10‘ Block 11 Halteöffnung 12 Abtauheizung

13 stromaufwärtiger Abschnitt

14 Auslass

15 Bypassblocker

16 Bogen

17 Schenkel

18 Gruppe

19 Bogen

20 stromaufwärtiges Ende 21 Verdampferkammer 22 Lagerkammer

23 Einlassöffnung

24 Auslassöffnung