DE60020581T2

DE60020581T2 - Stirling-kälteverfahren verwendendes gerät und anwendungsverfahren

Info

Publication number: DE60020581T2
Application number: DE60020581T
Authority: DE
Inventors: G. Arthur RUDICK
Original assignee: Coca Cola Co
Current assignee: Coca Cola Co
Priority date: 1999-10-05
Filing date: 2000-09-22
Publication date: 2006-04-27
Anticipated expiration: 2020-09-23
Also published as: EP1218677B1; WO2001025702A1; BR0014466A; ATE297000T1; US20010011459A1; US6266963B1; US6675588B2; EP1218677A1; TR200200917T2; CN1377456A; ES2239617T3; JP2003511647A; TW496946B; AU7602000A; CN100467985C; DE60020581D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Kühlanlagen gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 1. Eine solche Anlage ist aus dem Schriftstück Patent Abstracts of Japan, Band 1995, Nr. 10, 30. November 1995, bekannt. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Kühlen. Spezieller betrifft die Erfindung Kühlanlagen, die einen Stirlingkühler als den Mechanismus zur Entfernung von Wärme aus einem gewünschten Raum verwenden. Spezieller betrifft die vorliegende Erfindung Glastürverkaufsförderer zum Verkaufen und zum Kühlen von Getränkebehältern und deren Inhalte.
Kühlanlagen sind in unserem tagtäglichen Leben weit verbreitet. In der Getränkeindustrie werden Kühlanlagen in Verkaufsautomaten, Glastürverkaufsförderern ("GDMs") und Abgabevorrichtungen gefunden. In der Vergangenheit haben diese Einheiten Getränke oder Behälter, die ein Getränk enthalten, unter Verwendung einer herkömmlichen Kaltdampf-Verdichtungs(Rankineprozess)vorrichtung kalt gehalten. Bei diesem Kreisprozess wird das Kältemittel in der Dampfphase in einem Kompressor komprimiert, wobei eine Temperaturzunahme bewirkt wird. Das heiße Hochdruckkältemittel wird dann durch einen Wärmeaustauscher umlaufen gelassen, der als ein Kondensator bezeichnet wird, wo es durch Wärmeübertragung zur Umwelt gekühlt wird. Infolge der Wärmeübertragung zur Umgebung kondensiert das Kältemittel von einem Gas zu einer Flüssigkeit. Nach Verlassen des Kondensators tritt das Kältemittel durch ein Drosselgerät hindurch, wo der Druck und die Temperatur beide verringert werden. Das kalte Kältemittel verlässt das Drosselgerät und tritt in einen zweiten Wärmeaustauscher ein, der als ein Verdampfer bezeichnet wird, der im Kühlraum angeordnet ist. Eine Wärmeübertragung im Verdampfer bewirkt, dass das Kältemittel von einem gesättigten Gemisch von Flüssigkeit und Dampf in einen überhitzen Dampf verdampft oder geändert wird. Der den Verdampfer verlassende Dampf wird dann zurück in den Kompressor gesaugt, und der Kreisprozess wird wiederholt.
Stirlingkühler sind seit Jahrzehnten bekannt gewesen. Kurz gesagt, komprimiert oder expandiert ein Stirlingprozesskühler ein Gas (typischerweise Helium), um eine Kühlung zu erzeugen. Dieses Gas pendelt durch ein Regeneratorbett hin und her, um viel höhere Temperaturunterschiede zu entwickeln, als ein einfacher Kompressions- und Expansionsprozess liefert. Ein Stirlingkühler verwendet einen Verdränger, um das Gas durch das Generatorbett hin und her zu drängen, und einen Kolben, um das Gas zu komprimieren und zu expandieren. Das Regeneratorbett ist ein poröses Element mit einer großen thermischem Trägheit. Während eines Betriebs entwickelt das Regeneratorbett einen Temperaturgradienten. Ein Ende des Geräts wird heiß und das andere Ende wird kalt. David Bergeron, Heat Pump Technology Recommendation for a Terrestrial Battery-Free Solar Refrigerator, September 1998. Patente, die sich auf Stirlingkühler beziehen, umfassen die US-Pat. Nos. 5,678,409; 5,647,217; 5,638,684; 5,596,875 und 4,922,722.
Stirlingkühler sind wünschenswert, weil sie nicht umweltbelastend sind, effizient sind und sehr wenig bewegliche Teile aufweisen. Die Verwendung von Stirlingkühlern ist für herkömmliche Kältemaschinen vorgeschlagen worden. Siehe das US-Pat. No. 5,438,848. Die Patent Abstracts of Japan, JP 07 180921 , und die US-Patentanmeldung No. 5,642,622 stellen die Verwendung eines Stirlingkühlers mit einer Kühlummantelung dar. Jedoch hat man erkannt, dass die Integration von Freikolben-Stirlingkühlern in herkömmlichen Kühlschränken andere Techniken als herkömmliche Kompressorsysteme erfordert. D.M.Berchowitz et al. Test Results for Stirling Cycle Cooler Demestic Refrigerators, Second International Conference. Z.B. ist ein Punkt bei der Verwendung von Stirlingkühlern wie bei herkömmlichen Geräten (siehe die CH-A-233 266) die Entfernung von Feuchtigkeit aus der Ummantelung. Bis heute ist die Verwendung von Stirlingkühlern in Getränkeverkaufsautomaten, GDMs und Abgabevorrichtungen nicht bekannt.
Deshalb ist ein Bedarf zur Anpassung der Stirlingkühlertechnologie an herkömmliche Getränkeverkaufsautomaten, GDMs, Abgabevorrichtungen und dergleichen vorhanden.
Die vorliegende Erfindung entspricht den oben beschriebenen Erfordernissen, indem der Getränkeindustrie neue Anwendungen der Stirlingkühlertechnologie zur Verfügung gestellt werden.
Entsprechend einem ersten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung bereit, umfassend: eine isolierte Ummantelung, wobei die Ummantelung eine Außenseite und eine Innenseite aufweist; einen Stirlingkühler mit einem heißen Teil und einem kalten Teil; und ein Wärmeleitungselement, das im Innern der Ummantelung angeordnet ist, wobei das Wärmeleitungselement in Wärmeaustauschbeziehung mit dem kalten Teil des Stirlingkühlers verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Ummantelung mindestens teilweise einen Abfluss von der Innenseite zu der Außenseite begrenzt; der Stirlingkühler weiter ein Gebläse umfasst, das in Wirkverbindung mit dem Stirlingkühler verbunden ist, um Luft vorbei an dem heißen Teil des Stirlingkühlers zu bewegen; das Wärmeleitungselement mit dem Abfluss in Wirkverbindung verbunden ist, so dass eine Kondensation auf dem Wärmeleitungselement durch den Abfluss aus der Ummantelung herausfließen kann; und die Vorrichtung weiter einen Fluidbehälter umfasst, der unter dem Abfluss angeordnet ist, wobei der Fluidbehälter in Bezug zu dem Gebläse so angeordnet ist, dass das Gebläse eine Verdampfung. von Fluid von dem Fluidbehälter fördert.
Entsprechend einem zweiten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren bereit, umfassend: Kühlen eines Wärmeleitungselements, das im Innern einer isolierten Ummantelung angeordnet ist, wobei das Wärmeleitungselement in Wärmeleitungsbeziehung mit einem kalten Teil eines Stirlingkühlers verbunden ist, wobei ein unterer Teil der isolierten Ummantelung mindestens teilweise einen Abflussdurchlass begrenzt, wobei der untere Teil so geformt ist, dass Fluid, das auf den unteren Teil fällt, zu dem Abflussdurchlass gelenkt wird; Sammeln von Fluid, das durch den Abflussdurchlass in ein Fluidauffanggefäß außerhalb der isolierten Ummantelung fließt; und Bewegen von Luft vorbei an dem Fluidauffanggefäß, um eine Verdampfung von Fluid davon zu fördern.
Demgemäß ist es ein Ziel von mindestens den bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, verbesserte Kühlvorrichtungen bereitzustellen, die in der Getränkeindustrie verwendet werden.
Ein anderes Ziel der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen verbesserten Glastürverkaufsförderer bereitzustellen.
Ein anderes Ziel der bevorzugten Ausführungsformen besteht darin, ein System zum leichten Montieren eines Stirlingkühlers an einem Glastürverkaufsförderer bereitzustellen, so dass er zur Wartung oder Reparatur leicht entfernt werden kann.
Ein weiteres Ziel der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein System zum Entfernen von Kondensation von einem Glastürverkaufsförderer bereitzustellen, der durch einen Stirlingkühler gekühlt wird.
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun nur als Beispiel und mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
1 ist eine Querschnittsansicht eines Freikolben-Stirlingkühlers, der in der vorliegenden Erfindung nützlich ist.
2 ist eine Endansicht des Stirlingkühlers, der in 1 dargestellt ist.
3 ist eine schematische teilweise weggebrochene Querschnittsseitenansicht einer offenbarten Ausführungsform eines Glastürverkaufsförderers gemäß der vorliegenden Erfindung.
4 ist eine teilweise detaillierte Querschnittsansicht, aufgenommen entlang der Linie 4-4 des unteren Teils des Glastürverkaufsförderers, der in 3 dargestellt ist.
5 ist eine detaillierte Draufsicht auf eine andere offenbarte Ausführungsform der Wärmeaustauschanordnung, die in dem Glastürverkaufsförderer montiert ist, der in 3 dargestellt ist, wobei die Abdeckung zwecks Deutlichkeit entfernt ist.
6 ist eine detaillierte Querschnittsansicht, aufgenommen entlang der Linie 6-6 der in 5 dargestellten Wärmeaustauschanordnung, die zwecks Deutlichkeit ohne die Abdeckung dargestellt ist.
Die vorliegende Erfindung verwendet einen Stirlingkühler. Stirlingkühler sind Fachleuten wohlbekannt. Andere Stirlingkühler, die in der vorliegenden Erfindung nützlich sind, sind in den US-Pat.-Nos. 5,678,409; 5,647,217; 5,638,684; 5,596,875; 5,438,848 und 4,922,722 dargestellt. Ein besonders nützlicher Typ von Stirlingkühler ist der Freikolben-Stirlingkühler. Ein Freikolben-Stirlingkühler, der in der vorliegenden Erfindung nützlich ist, ist von Global Cooling erhältlich.
Mit Bezug auf die Zeichnung, in der gleiche Bezugszeichen überall in den mehreren Ansichten gleiche Elemente anzeigen, ist es ersichtlich, dass ein Freikolben-Stirlingkühler 10 (1) dargestellt ist, umfassend einen linearen Elektromotor 12, einen Freikolben 14, einen Verdränger 16, eine Verdrängerstange 18, eine Verdrängerfeder 20, ein inneres Gehäuse 22, einen Regenerator 24, einen Akzeptor oder kalten Teil 26 und einen Rejektor oder heißen Teil 28. Die Funktion dieser Elemente ist im Stand der Technik wohlbekannt und wird deshalb hier nicht weiter erklärt.
Der Stirlingkühler 10 umfasst auch ein zylindrisches äußeres Gehäuse 30, das vom inneren Gehäuse 22 beabstandet ist und einen ringförmigen Raum 32 dazwischen begrenzt. Das äußere Gehäuse 30 ist durch eine Mehrzahl von wärmeleitenden Rippen 34, die sich vom heißen Teil zum äußeren Gehäuse radial auswärts erstrecken, am heißen Teil 28 des Stirlingkühlers 10 angebracht. Die Rippen 34 sind für ein wärmeleitendes Material, wie z.B. Aluminium, hergestellt. Ein elektrisches Gebläse 36 ist am Ende des äußeren Gehäuses 30 entgegengesetzt zu den Rippen 34 angebracht. Das Gebläse 36 ist so konstruiert, dass, wenn es betrieben wird, Luft im Stirlingkühler 10 durch das Ende des äußeren Gehäuses 30 zwischen den Rippen 34, durch den Raum 32 und aus dem entgegengesetzten Ende des äußeren Gehäuses heraus in der Richtung strömt, die durch die Pfeile bei "A" dargestellt ist.
Der kalte Teil 26 des Stirlingkühlers 10 ist im Durchmesser größer als der Regenerator 24. Vier Gewindelöcher 38 zur Aufnahme von Gewindebolzen sind im kalten Teil vorgesehen. Die Gewindelöcher 38 liefern eine Einrichtung zur Montage des Stirlingkühlers 10 an der Vorrichtung, wie weiter unten erörtert wird.
Mit Bezug auf 3 ist dort ein Getränkebehälter-Glastürverkaufsförderer oder GDM 40 dargestellt. Der obere Teil 42 des GDM 40 umfasst eine isolierte Ummantelung, die isolierte Seitenwände 44, 46, eine isolierte obere bzw. untere Wand 48, 50 und eine isolierte rückseitige Wand 52 umfasst. Der GDM 40 umfasst auch eine zu öffnende vorderseitige Türe 54, die typischerweise eine Scheibe von Glas 56 umfasst, so dass der Inhalt des GDM von der Außenseite betrachtet werden kann. Die Wände 44, 46, 48, 50, 52 und die Türe 54 begrenzen eine isolierte Kammer oder Ummantelung, in der eine Mehrzahl von Getränkebehältern 58 auf Drahtgitterablagen 60, 62 aufbewahrt werden können, die im Innern der Ummantelung montiert sind.
Der untere Teil 64 des GDM 40 umfasst eine nicht isolierte Ummantelung, die Seitenwände 66, 68, eine untere Wand 70 und eine vorderseitige bzw. rückseitige Wand 72, 74 umfasst. Die Wände 66, 68, 70, 72, 74 begrenzen eine nicht isolierte Kammer oder Ummantelung, die als eine Basis für die isolierte Ummantelung und als eine mechanische Ummantelung für den Stirlingkühler 10 und zugeordnete Teile und Ausrüstung wirkt.
In der nicht isolierten Ummantelung ist der Stirlingkühler 10 angeordnet. Obwohl die vorliegende Erfindung so veranschaulicht ist, dass sie einen einzigen Stirlingkühler verwendet, wird es speziell in Erwägung gezogen, dass mehr als ein Stirlingkühler verwendet werden kann.
Die untere Wand 50 der isolierten Ummantelung begrenzt ein Loch 76 (4), durch das sich der kalte Teil 26 des Stirlingkühlers 10 erstreckt. Eine rechteckige Platte 78, die aus einem wärmeleitenden Material, wie z.B. Aluminium, hergestellt ist, ist über dem Loch 76 angeordnet. Der kalte Teil 26 des Stirlingkühlers 10 berührt die wärmeleitende Platte 78, so dass Wärme von der Platte zum kalten Teil des Stirlingkühlers fließen kann. An der Verbindungsstelle der Platte 78 und der unteren Wand 50; d.h. um die Peripherie der Platte, befindet sich ein wasserfestes Dichtmittel, wie z.B. ein Wulst von Silicon 80 (3). Das Silicon 80 verhindert, dass Fluide, wie z.B. kondensierter Wasserdampf, unter die Platte 78 gerät. Die Platte 78 ist an der unteren Wand 50 durch Bolzen (nicht dargestellt) angebracht.
Eine Mehrzahl von rechteckigen wärmeleitenden Rippen 82 ist an der Platte 78 angebracht und erstreckt sich davon nach oben. Die Rippen 82 sind aus einem wärmeleitenden Material, wie z.B. Aluminium, hergestellt. Die Rippen 82 sind voneinander gleich beabstandet und im Allgemeinen parallel zueinander, so dass Luft zwischen benachbarten Platten frei strömen kann (4). Die Rippen 82 sind an der Platte 78 so angebracht, dass Wärme von den Rippen zur Platte fließen kann.
Die untere Wand 50 ist unter einem Winkel angeordnet, wodurch die Vorderseite der unteren Wand geringfügig niedriger ist als die Hinterseite der unteren Wand, so dass Fluide, wie z.B. Wasser, die auf die untere Wand fallen, die untere Wand unter dem Einfluss von Schwerkraft herrunterlaufen. An ihrem tiefsten Punkt begrenzt die untere Wand 50 einen Abflussdurchlass 84, der sich von der Innenseite der isolierten Ummantelung zur Außenseite der isolierten Ummantelung erstreckt (d.h. zur Innenseite der nicht isolierten Ummantelung). Der Abflussdurchlass 84 ermöglicht, dass Fluid, wie z.B. Wasser, das die untere Wand 50 herunterläuft, durch den Durchlass fließt, wodurch das Wasser aus der isolierten Ummantelung entfernt wird.
Ein Rohr oder eine Röhre 86, die sich abwärts vom Durchlass erstreckt, ist am Abflussdurchlass 84 angebracht. Ein Fluidbehälter, wie z.B. eine Schale 88, ist auf dem Boden 70 der nicht isolierten Ummantelung unter dem Abflussdurchlass 84 angeordnet. Fluid, das den Abflussdurchlass 84 herunterfließt, wird durch die Röhre 86 in die Schale 88 gelenkt, wo das Fluid gesammelt wird.
Ein Gebläse 90 ist an der unteren Wand 50 benachbart zur Hinterseite der isolierten Ummantelung angebracht. Das Gebläse 90 ist so orientiert, dass es Luft in die Richtung bläst, die durch die Pfeile bei 92 angezeigt ist. Eine Abdeckung 94, die sich auswärts von dem Gebläse in Richtung auf und über die Rippen 82 erstreckt, ist am Gebläse 90 angebracht. Die Abdeckung 94 trägt dazu bei, dass durch das Gebläse 90 geblasene Luft durch die Rippen 82 gelenkt wird.
Wie zuvor angegeben, ist der Stirlingkühler 10 in der nicht isolierten Ummantelung unter der unteren Wand 50 der isolierten Ummantelung angeordnet. Der Teil der unteren Wand 50 benachbart zum Stirlingkühler 10 begrenzt einen ausgesparten Teil 96. Der ausgesparte Teil 96 stellt mehr Raum für Luft zur Verfügung, um zwischen der unteren Wand 50 und dem äußeren Gehäuse 30 des Stirlingkühlers 10 zu strömen, wodurch ermöglicht wird, dass Luft freier in den ringförmigen Raum 32 durch die Rippen 34 und aus dem Gebläse 36 heraus strömt.
Das Gebläse 36 ist so orientiert, dass es Luft in Richtung auf die Schale 88 bläst, wie z.B. durch den Pfeil bei 100 angezeigt. Die zwischen den Rippen 34 des Stirlingkühlers 10 strömende Luft wird durch die Wärme erwärmt, die vom heißen Teil 28 des Stirlingkühlers zu den Rippen und folglich zur die Rippen umgebenden Luft übertragen wird. Diese erwärmte Luft wird durch das Gebläse 36 in Richtung auf die Schale 88 geblasen. Eine Verdampfung von Fluid in der Schale 88 wird folglich durch das Blasen von warmer Luft vom Gebläse 36 gefördert. Luftschlitze 102, 104 sind in der vorderseitigen bzw. rückseitigen Wand 72, 74 vorgesehen, um zu ermöglichen, dass Luft frei durch die nicht isolierte Ummantelung strömt.
Der Stirlingkühler 10 ist durch vier Gewindebolzen 106 am GDM 40 angebracht, die sich durch Löcher in der Platte 78 erstrecken, die mit den vier Gewindelöchern 38 im kalten Teil 26 des Stirlingkühlers 10 ausgerichtet sind. Die Bolzen 106 können in die Löcher 38 geschraubt werden, um dadurch den Stirlingkühler 10 am GDM 40 anzubringen. Ein toroidales Stück von nachgiebiger Schaumstoffisolation 108 ist im ringförmigen Raum zwischen dem zylindrischen Loch 76 in der unteren Wand 50 und dem zylindrischen Schaft des Regenerators 24 in einem Presssitz eingepasst. Die Isolation 108 hindert oder verringert die Menge an Wärme, die von der nicht isolierten Ummantelung zum kalten Teil 26 des Stirlingkühlers 10 übertragen wird.
Es wird nun der Betrieb des GDM 40 betrachtet. Die Türe 54 wird geöffnet, und die Getränkebehälter 58 werden auf den Ablagen 60, 62 gestapelt. Die Ablagen 60, 62 sind vorzugsweise geneigt, so dass Schwerkraft den nächsten Getränkebehälter zu einer Stelle benachbart zur Türe bewegt, wenn ein Behälter von der Ablage entfernt wird. Natürlich können auch waagerechte Ablagen in der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
Die Gebläse 36, 90 und der Stirlingkühler 10 werden alle durch geeignete elektrische Schaltungen (nicht dargestellt) betrieben. Das Gebläse 90 bläst Luft über die Rippen 82 und lässt die Luft im Allgemeinen in der isolierten Ummantelung in der durch den Pfeil bei 92 angezeigten Richtung umlaufen. Die untere Wand 50 umfasst einen keilförmigen Ablenkerteil 110 benachbart zur Türe 50, um dazu beizutragen, die Luft vom Gebläse 90 vor der Türe nach oben abzulenken. Wärme von den Getränkebehältern 58 und ihren Inhalten wird zu der sich bewegenden Luft übertragen, die in der isolierten Ummantelung umläuft. Wenn das Gebläse 90 die Luft in der isolierten Ummantelung über die Rippen 82 bläst, wird Wärme von der Luft zu den Rippen übertragen. Wärme in den Rippen 82 wird dann zur Platte 78 übertragen und folglich zum kalten Teil 26 des Stirlingkühlers 10. Ein Betrieb des Stirlingkühlers 10 überträgt die Wärme vom kalten Teil 26 zum heißen Teil 28, wo sie dann zu den Rippen 34, die im äußeren Gehäuse 30 des Stirlingkühlers 10 enthalten sind, und folglich zur Luft, die die Rippen umgibt, übertragen wird.
Ein Kühlen der Luft, die über die Rippen 82 durch das Gebläse 90 geblasen wird, führt normalerweise zur Kondensation des Wasserdampfs in der Luft auf der kalten Oberfläche der Rippen. Wenn sich eine ausreichende Kondensation auf den Rippen 82 bildet, läuft sie die Rippen auf die Platte 78 herunter. Da sich die Platte 78 unter einem Winkel befindet, läuft die Kondensation von der Platte weg auf die untere Wand 50. Da sich die untere Wand 50 auch unter einem Winkel befindet, sucht sich die Kondensation den tiefsten Punkt der Wand aus. Da der Abflussdurchlass 84 am tiefsten Punkt der unteren Wand 50 gelegen ist, fließt die Kondensation aus der isolierten Ummantelung durch den Abflussdurchlass heraus. Eine andere Kondensation, die sich auf den Innenwänden der isolierten Ummantelung, auf den Getränkebehältern 58, auf den Drahtgitterrahmen 60, 62 oder auf der Abdeckung 94 bilden kann, läuft ähnlich auf die untere Wand 50 und folglich durch den Abflussdurchlass 84.
Die Kondensation, die durch den Abflussdurchlass 84 fließt, fließt auch durch die Röhre 86, die das Fluid in die Schale 88 lenkt. Fluid von der Röhre 86 sammelt sich in der Schale 88. Luft, die durch den heißen Teil 28 und die Rippen 34 des Stirlingkühlers 10 erwärmt ist und durch den Raum 32 zwischen dem inneren Gehäuse 22 und dem äußeren Gehäuse 30 strömt, wird durch das Gebläse 36 in Richtung auf das Fluid in der Schale 88 geblasen, was eine Verdampfung des Fluids von der Schale fördert. Luft, die durch die Luftschlitze 102, 104 in der vorderseitigen und rückseitigen Wand 72, 74 umläuft, trägt die feuchtigkeitsbeladene Luft, die durch die Verdampfung des Wassers in der Schale 88 erzeugt wird, aus der nicht isolierten Ummantelung heraus zur Umgebung des GDM 40.
Mit Bezug auf die 5 und 6 ist es ersichtlich, dass dort eine alternative offenbarte Ausführungsform des Wärmeaustauschers dargestellt ist, die im GDM 40 montiert ist. Wie am besten aus 6 entnommen werden kann, umfasst die Wärmeaustauschbasisplatte 78 eine Mehrzahl von Rippen 82, die daran angebracht sind. Die Rippen 82 sind im Bereich von Schrauben 110, 112 und den vier Schrauben 106 unterbrochen. Die Schrauben 110, 112 erstrecken sich durch Löcher 114, 116 durch die Platte 78 und bringen die Platte an der unteren Wand 50 des GDM 40 an. Ein rechteckiges Dichtungselement 118 ist zwischen der Platte 78 und der unteren Wand 50 des GDM 40 vorgesehen. Das Dichtungselement 118 ist aus einem nachgiebigen elastomeren Material hergestellt, wie z.B. Niedrigdurometer-Polyurethan. Das Dichtungselement 118 dient auch als eine Dichtung zwischen der Platte 78 und der unteren Wand 50 des GDM 40, so dass der Wulst von Silicon 80 nicht notwendig ist. Nachgiebige toroidförmige elastomere Unterlegscheiben 120, 122 sind auch für jede der Schrauben 110, 112 vorgesehen und passen zwischen dem unteren Ende des Kopfes von jeder Schraube und der oberen Oberfläche der Platte 78. Das Dichtungselement 118 und die Unterlegscheiben 120, 122 liefern eine Isolation zwischen der Platte 78 und der unteren Wand 50 des GDM 40 und verringern das Ausmaß an Schwingung, das vom Stirlingkühler 10 zur Platte 78 und dann zur unteren Wand 50 übertragen wird. Dieses verringerte Ausmaß an Schwingung liefert einen signifikant ruhigeren Betrieb des Stirlingkühlers 10.
Wenn es erwünscht ist, den Stirlingkühler 10 von dem GDM 40 zur Reparatur oder zur Wartung zu entfernen, werden die vier Schrauben 106 entfernt. Dies ermöglicht, dass der Stirlingkühler 10 aus dem Loch 76 in der Platte 78 herausgeschoben wird und vollständig von dem GDM 40 entfernt wird. Reparaturen können dann am Stirlingkühler 10 vorgenommen werden, oder ein Ersatz-Stirlingkühler kann in dem GDM 40 wiedereingebaut werden, indem der kalte Teil 26 zurück in das Loch 76 geschoben wird und die Schrauben 106 wiedereingebaut werden. Der Stirlingkühler 10, der entfernt wurde, kann dann an einer entfernten Stelle repariert werden.
Es versteht sich natürlich, dass sich das Vorhergehende nur auf gewisse offenbarte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung bezieht und dass zahlreiche Modifikationen oder Änderungen daran vorgenommen werden können, ohne dass man vom Bereich der Erfindung, wie in den angefügten Ansprüchen dargelegt, abweicht.

Claims

Vorrichtung (40), umfassend: eine isolierte Ummantelung (44, 46, 48, 50, 52, 54), wobei die Ummantelung eine Außenseite und eine Innenseite aufweist; einen Stirlingkühler (10) mit einem heißen Teil (28) und einem kalten Teil (26); und ein Wärmeleitungselement (78, 82), das im Innern der Ummantelung (44, 46, 48, 50, 52, 54) angeordnet ist, wobei das Wärmeleitungselement (78, 82) in Wärmeaustauschbeziehung mit dem kalten Teil (26) des Stirlingkühlers (10) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Ummantelung mindestens teilweise einen Abfluss (84) von der Innenseite zu der Außenseite begrenzt; der Stirlingkühler (10) weiter ein Gebläse (36) umfasst, das in Wirkverbindung mit dem Stirlingkühler (10) verbunden ist, um Luft vorbei an dem heißen Teil (28) des Stirlingkühlers (10) zu bewegen; das Wärmeleitungselement (78, 82) mit dem Abfluss (84) in Wirkverbindung verbunden ist, so dass eine Kondensation auf dem Wärmeleitungselement (78, 82) durch den Abfluss (84) aus der Ummantelung (44, 46, 48, 50, 52, 54) herausfließen kann; und die Vorrichtung weiter einen Fluidbehälter (88) umfasst, der unter dem Abfluss (84) angeordnet ist, wobei der Fluidbehälter (88) in Bezug zu dem Gebläse (36) so angeordnet ist, dass das Gebläse (36) eine Verdampfung von Fluid von dem Fluidbehälter (88) fördert.
Vorrichtung (40) nach Anspruch 1, weiter umfassend einen Leitungskanal (86), der mit dem Abfluss (84) in Wirkverbindung verbunden ist, um Fluid von dem Abfluss (84) zu dem Fluidbehälter (88) weiterzuleiten.
Vorrichtung (40) nach Anspruch 1 oder 2, weiter umfassend ein Gebläse (90), das im Innern der isolierten Ummantelung (44, 46, 48, 50, 52, 54) angeordnet ist und wirksam ist, um Luft vorbei an dem Wärmeleitungselement (78, 82) zu bewegen.
Vorrichtung (40) nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei der das Wärmeleitungselement (78, 82) eine Mehrzahl von Wärmeleitungsplatten (82) umfasst, die voneinander beabstandet sind und in Wärmeleitungsbeziehung zueinander stehen.
Vorrichtung (40) nach Anspruch 4, bei der die Wärmeleitungsplatten (82) an einem Wärmeleitungsblock (78) angebracht sind, der im Innern der Ummantelung (44, 46, 48, 50, 52, 54) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5, bei der der kalte Teil (26) des Stirlingkühlers (10) mit dem Wärmeleitungsblock (78) verbunden ist.
Vorrichtung (40) nach einem vorangehenden Anspruch, bei der: die isolierte Ummantelung (44, 46, 48, 50, 52, 54) umfasst: gegenüberliegende isolierte seitliche Wände (44, 46), eine isolierte obere und untere Wand (48, 50), eine isolierte rückseitige Wand (52) und eine zu öffnende Türe (54), die mindestens teilweise eine vorderseitige Wand bildet, wobei die untere Wand (50) mindestens teilweise den Abflussdurchlass (84) begrenzt, wobei die untere Wand (50) so geformt ist, dass Fluid, das auf die untere Wand (50) fällt, zu dem Abflussdurchlass (84) gelenkt wird; der Fluidbehälter (88) wirksam ist, um Fluid zu sammeln, das aus dem Abflussdurchlass (84) herausfließt; das Wärmeleitungselement (78, 82) so angeordnet ist, dass eine Kondensation auf dem Wärmeleitungselement (78, 82) auf die untere Wand (50) fällt; und das Gebläse Luft in Richtung auf den Fluidbehälter (88) bewegt.
Vorrichtung (40) nach Anspruch 7, weiter umfassend ein Gebläse (90), das mit dem Wärmeleitungselement (78, 82) in Wirkverbindung verbunden ist, so dass das Gebläse (90) Luft vorbei an dem Wärmeleitungselement (78, 82) bewegt.
Vorrichtung (40) nach einem vorangehenden Anspruch, bei der das Gebläse (36) eine zu dem Fluidbehälter (88) im Wesentlichen senkrechte Orientierung umfasst.
Vorrichtung (40) nach einem vorangehenden Anspruch, bei der der Stirlingkühler (10) Wärmeleitungsrippen (34) umfasst, wobei die Wärmeleitungsrippen (34) in Wärmeaustauschbeziehung mit dem heißen Teil (28) des Stirlingkühlers (10) verbunden sind.
Vorrichtung (40) nach Anspruch 10, bei der das Gebläse (36) mit dem Stirlingkühler (10) in Wirkverbindung verbunden ist, um Luft vorbei an den Wärmeleitungsrippen (34) zu bewegen.
Vorrichtung (40) nach einem vorangehenden Anspruch, bei der die Ummantelung eine Öffnung (76) von der Innenseite zu der Außenseite begrenzt; das Wärmeleitungselement in einer Linie mit der Öffnung (76) angeordnet ist; der kalte Teil (26) mit dem Wärmeleitungselement (78, 82) selektiv verbindbar ist, wenn der kalte Teil (28) in die Öffnung (76) eingesetzt wird; und die Vorrichtung weiter ein elastomeres Element (108) umfasst, das zwischen dem Wärmeleitungselement (78, 82) und der Ummantelung (44, 46, 48, 50, 52, 54) angeordnet ist, so dass die Übertragung einer Schwingung von dem Stirlingkühler (10) zu der Ummantelung (44, 46, 48; 50, 52, 54) verringert ist.
Verfahren, umfassend: Kühlen eines Wärmeleitungselements (78, 82), das im Innern einer isolierten Ummantelung (44, 46, 48, 50, 52, 54) angeordnet ist, wobei das Wärmeleitungselement (78, 82) in Wärmeleitungsbeziehung mit einem kalten Teil (26) eines Stirlingkühlers (10) verbunden ist, wobei ein unterer Teil (50) der isolierten Ummantelung (44, 46, 48, 50, 52, 54) mindestens teilweise einen Abflussdurchlass (84) begrenzt, wobei der untere Teil (50) so geformt ist, dass Fluid, das auf den unteren Teil (50) fällt, zu dem Abflussdurchlass (84) gelenkt wird; Sammeln von Fluid, das durch den Abflussdurchlass (84) in ein Fluidauffanggefäß (88) außerhalb der isolierten Ummantelung (44, 46, 48, 50, 52, 54) fließt; und Bewegen von Luft vorbei an dem Fluidauffanggefäß (88), um eine Verdampfung von Fluid davon zu fördern.
Verfahren nach Anspruch 13, bei dem Luft vorbei an dem Wärmeleitungselement (78, 82) bewegt wird.