DE29501514U1 - Beverage cooler - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kühlung von Getränken, insbesondere zur verzögerungsfreien Kühlung von Bier und nicht alkoholischen Getränken.The invention relates to a device for cooling beverages, in particular for instantaneous cooling of beer and non-alcoholic beverages.
Bei den bekannten Vorrichtungen zur Kühlung von Getränken werden entweder Eisblöcke oder Kühiplatten verwendet, um das durch Rohre fließende Getränk zu kühlen.The known devices for cooling drinks use either ice blocks or cooling plates to cool the drink flowing through pipes.
Bei dem erstgenannten System wird in einem Wassertank mittels eines Kühlsystems ein Eisblock gebildet, der als Kühlreserve für die Kühlung von Getränken dient, wenn das Kühlsystem aufgrund einer großen zu kühlenden Getränkemenge überbelastet wird. Der Nachteil dieses Systems ist darin zu sehen, daß eine mehrere Stunden währende Vorbereitungsphase erforderlich ist, bevor die Ausgabe gekühlter Getränke beginnen kann. Aus diesem Grunde ist diese Technologie ungeeignet für zeitlich beschränkte Einmaleinsätze, die ein sofortiges Bereitstellen der Kühlleistung erfordern.In the first system, a cooling system creates an ice block in a water tank, which serves as a cooling reserve for cooling drinks when the cooling system is overloaded due to a large amount of drinks that need to be cooled. The disadvantage of this system is that a preparation phase lasting several hours is required before the dispensing of chilled drinks can begin. For this reason, this technology is unsuitable for one-off applications of limited duration that require immediate provision of cooling power.
Auch die Verwendung von Kühlpiatten setzt das Vorhandensein eines Eisvolumens in einem Behälter voraus, der weiterhin Kühlkreisläufe für das zu kühlende Getränk enthält. Da das die Platten kühlende Eis einem zwangsläufigen Schmelzprozeß unterworfen ist, benötigt diese Technologie eine ständige Entwässerung des Behälters, die zu Problemen führen kann. Weiterhin ist eine ständige Zufuhr von Eis erforderlich.The use of cooling plates also requires the presence of a volume of ice in a container that also contains cooling circuits for the drink to be cooled. Since the ice that cools the plates is subject to an inevitable melting process, this technology requires constant drainage of the container, which can lead to problems. Furthermore, a constant supply of ice is required.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Kühlung von Getränken zu schaffen, welche die voranstehenden Nachteile der bekannten Systeme vermeidet.The invention is based on the object of creating a device for cooling drinks which avoids the above-mentioned disadvantages of the known systems.
Zur Lösung dieser Aufgabenstellung wird mit der Erfindung eine Kühlvorrichtung mit einem Behälter vorgeschlagen, der im wesentlichen mit einem sich in der Flüssigkeitsphase befindendem Kühlmittel gefüllt ist, das zwecks Entzug von Verdampfungswärme aus der Flüssigkeitsphase in den Behälter hineinverdampft wird und mittels eines Kompressors in der Gasphase aus dem Kopfraum des Behälters abgezogen und einem Kondensator zugeführt wird, in dessen zum Behälter führender Leitung eine eine Verdampfung des Kühlmittels bewirkende Verengung ausgebildet ist. Das gasförmige Kühlmittel wird unterhalb der Oberfläche des sich in der Flüssigkeitsphase befindenden Kühlmittels in den Behälter zurückgeführt, wodurch gleichzeitig eine turbulente Durchmischung des sich in der Flüssigkeitsphase befindenden Kühlmittels im Behälter erfolgt, um eine gleichmäßige Kühlung der vom Getränk durchströmten Kühlschlange zu bewirken.To solve this problem, the invention proposes a cooling device with a container that is essentially filled with a coolant in the liquid phase, which is evaporated into the container in order to remove heat of evaporation from the liquid phase and is drawn off from the head space of the container in the gas phase by means of a compressor and fed to a condenser, in the line leading to the container of which a constriction is formed that causes the coolant to evaporate. The gaseous coolant is returned to the container below the surface of the coolant in the liquid phase, which simultaneously causes turbulent mixing of the coolant in the liquid phase in the container in order to cause uniform cooling of the cooling coil through which the beverage flows.
Um die notwendige Schmierung des Kompressors des Kühlsystems sicherzustellen, sind Einrichtungen zur Zufuhr von Schmiermittel in die zwischen dem Behälter und dem Kompressor verlaufende Leitung vorgesehen.In order to ensure the necessary lubrication of the compressor of the cooling system, devices are provided for supplying lubricant to the line running between the tank and the compressor.
In den Zeichnungen sind in Fig. 1 und Fig. 2 zwei Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung schematisch dargestellt.In the drawings, two embodiments of the device according to the invention are shown schematically in Fig. 1 and Fig. 2.
Die Zeichnungen zeigen einen Behälter 1, der auf seiner Außenseite mit isoliermaterial 2 versehen ist und im wesentlichen mit einem Kühlmittel 3 gefüllt ist, das sich in der Flüssigkeitsphase befindet. Oberhalb des Flüssigkeitsspiegels ist ein Kopfraum 4 vorgesehen, in dem sich gasförmiges Kühlmittel 3 befindet, so daß durch die Überführung des Kühlmittels 3 aus der Flüssigkeitsphase in die Gasphase Verdampfungswärme entzogen wird, die das Getränk kühlt, welches eine im Behälter 1 angeordnete Kühlschlange 5 durchströmt.The drawings show a container 1 which is provided on its outside with insulating material 2 and is essentially filled with a coolant 3 which is in the liquid phase. Above the liquid level there is a head space 4 in which there is gaseous coolant 3, so that by transferring the coolant 3 from the liquid phase to the gas phase, heat of vaporization is extracted which cools the beverage which flows through a cooling coil 5 arranged in the container 1.
Das sich in gasförmigem Zustand im Kopfraum 4 des Behälters 1 befindende Kühlmittel 3 wird über eine Ansaugleitung 6 von einem Kompressor 7 angesaugt, der das gasförmige Kühlmittel 3 komprimiert und einem Kondensator 8 zuführt, in dem das komprimierte Gas durch Kondensation in die Flüssigkeitsphase überführt wird. Das flüssige Kühlmittel 3 wird anschließend über eine Verengung 9 durch eine Leitung einer Düse 10 zugeführt, die sich unterhalb der Oberfläche des flüssigen Kühlmittels 3 im Behälter 1 befindet.The coolant 3, which is in a gaseous state in the head space 4 of the container 1, is sucked in via a suction line 6 by a compressor 7, which compresses the gaseous coolant 3 and feeds it to a condenser 8, in which the compressed gas is converted into the liquid phase by condensation. The liquid coolant 3 is then fed via a constriction 9 through a line to a nozzle 10, which is located below the surface of the liquid coolant 3 in the container 1.
Das zu kühlende Getränk wird aus einer Zuführleitung 11 durch die Kühlschlange 5 zu einer Abführleitung 12 gepumpt und hierbei gekühlt. Die Kühlschlange 5 besteht vorzugsweise aus Rohren aus rostfreiem Stahl, um eine gute Wärmeübertragung zwischen dem zu kühlenden Getränk und dem flüssigen Kühlmittel 3 zwecks schneller Kühlung des Getränkes sicherzustellen.The beverage to be cooled is pumped from a supply line 11 through the cooling coil 5 to a discharge line 12 and is thereby cooled. The cooling coil 5 preferably consists of stainless steel pipes in order to ensure good heat transfer between the beverage to be cooled and the liquid coolant 3 for the purpose of rapid cooling of the beverage.
Da das gasförmige Kühimittel mittels der Düse 10 unterhalb der Oberfläche in das flüssige Kühlmittel 3 im Behälter 1 zurückgeführt wird, ergibt sich eine Bewegung de£> flüssigen Kühlmittels 3 im Behälter 1 mit dem Ziel einer guten Vermischung. Aufgrund der Wärmeübertragung zwischen dem in der Kühlschlange 5 strömenden Getränk und dem flüssigen Kühlmittel 3 im Behälter 1 entstehen Blasen, die im flüssigen Kühlmittel 3 zum Kopfraum 4 des Behälters 1 aufsteigen und hierbei eine Bewegung des flüssigen Kühlmittels 3 und damit eine gute Durchmischung dieses Kühlmittels 3 bewirken. Die Kühlschlange 5 kann auch nur teilweise in die Flüssigkeit eingetaucht sein, weil die Rührwirkung der herausgespritzten Kühlmittelblasen die Kühlung der Kühlschlange 5 gewährleistet.Since the gaseous coolant is returned to the liquid coolant 3 in the container 1 below the surface by means of the nozzle 10, the liquid coolant 3 in the container 1 moves with the aim of good mixing. Due to the heat transfer between the beverage flowing in the cooling coil 5 and the liquid coolant 3 in the container 1, bubbles are formed which rise in the liquid coolant 3 to the head space 4 of the container 1 and cause the liquid coolant 3 to move and thus mix this coolant 3 thoroughly. The cooling coil 5 can also be only partially immersed in the liquid because the stirring effect of the sprayed-out coolant bubbles ensures the cooling of the cooling coil 5.
Die Verengung 9 ist notwendig, um den Durchfluß zu regulieren, den Druckabfall zu erzeugen, der den Wechsel des Aggregatzustandes des Kühlmittels 3 ermöglicht und, um die Turbulenzen in dem flüssigen Kühlmitte! 3 im Behälter 1 zu erzeugen, die die Temperaturverteilung garantieren.The constriction 9 is necessary to regulate the flow, to generate the pressure drop that enables the change of the state of the coolant 3 and to generate the turbulence in the liquid coolant 3 in the container 1, which guarantees the temperature distribution.
Für die Funktion der Erfindung ist es wichtig, daß ausreichend Kopfraum 4 im Behälter 1 vorhanden ist. Ein zu geringer Kopfraum 4 würde die Verdampfung des flüssigen Kühlmittels 3 und damit den Entzug von Wärme aus dem zuFor the function of the invention, it is important that there is sufficient head space 4 in the container 1. Too little head space 4 would prevent the evaporation of the liquid coolant 3 and thus the removal of heat from the
* &igr;* &igr;
kühlenden Getränk behindern. Aus diesem Grund wird der Behälter 1 üblicherweise zu 50 % bis 95 % des Volumens mit flüssigem Kühlmittel 3 gefüllt, so daß im Betrieb das Volumen des Kopfraumes 4 50 % bis 5 % des Volumens des Behälters 1 beträgt.cooling drink. For this reason, the container 1 is usually filled to 50% to 95% of its volume with liquid coolant 3, so that during operation the volume of the head space 4 is 50% to 5% of the volume of the container 1.
Selbstverständlich können mehrere Kühlschlangen 5 im Behälter 1 angeordnet werden, um mehrere Getränke zu kühlen. Auf der Zeichnung ist jedoch aus Gründen der Vereinfachung lediglich eine Kühlschlange 5 gezeichnet. Weiterhin ist es möglich, mehrere Behälter 1 mit jeweils einer Kühlschlange 5 zu einer Vorrichtung zusammenzufassen, jedoch ist es zweckmäßiger, nur einen Kopfraum 4 für mehrere Kühlschlangen 5 und damit einen größeren Behälter 1 vorzusehen. Um eine gute Wärmeübertragung sicherzustellen, ist es vorteilhaft, die Kühlschlange 5 mit einem kleinen Durchmesser auszubilden, üblicherweise zwischen 4 mm und 15 mm. Selbstverständlich hängt der Rohrdurchmesser der Kühlschlange 5 auch von der erforderlichen Durchflußmenge pro Zeiteinheit des zu kühlenden Getränkes ab.Of course, several cooling coils 5 can be arranged in the container 1 in order to cool several drinks. However, for the sake of simplicity, only one cooling coil 5 is shown in the drawing. It is also possible to combine several containers 1, each with one cooling coil 5, into one device, but it is more expedient to provide only one head space 4 for several cooling coils 5 and thus a larger container 1. In order to ensure good heat transfer, it is advantageous to design the cooling coil 5 with a small diameter, usually between 4 mm and 15 mm. Of course, the pipe diameter of the cooling coil 5 also depends on the required flow rate per unit of time of the beverage to be cooled.
Da das Getränk nicht mit der maximalen Kühlleistung der Vorrichtung gekühlt werden soll, ist es erforderlich, eine vorgegebene Kühltemperatur einzuhalten. Zu diesem Zweck wird eine Temperaturregelung vorgesehen, die normalerweise durch Ein- und Ausschalten des Kompressors 7 erreicht wird. Durch Ausschalten des Kompressors 7 wird der Fluß des Kühlmittels 3 durch den Kondensator 8 unterbrochen. Hierdurch steigt die Menge des gasförmigen Kühlmittels 3 im Kopfraum 4 und dessen Druck, der durch seinen Anstieg eine weitere Verdampfung des Kühlmittels 3 und damit eine Wärmeübertragung zwischen dem Getränk in der Kühlschlange 5 und dem Kühlmittel 3 im Behälter 1 unterbindet. Auf diese Weise läßt sich eine zu starke Kühlung des Getränkes vermeiden.Since the beverage is not to be cooled with the maximum cooling capacity of the device, it is necessary to maintain a predetermined cooling temperature. For this purpose, a temperature control is provided, which is normally achieved by switching the compressor 7 on and off. By switching off the compressor 7, the flow of the coolant 3 through the condenser 8 is interrupted. This increases the amount of gaseous coolant 3 in the head space 4 and its pressure, which, as it increases, prevents further evaporation of the coolant 3 and thus heat transfer between the beverage in the cooling coil 5 and the coolant 3 in the container 1. In this way, excessive cooling of the beverage can be avoided.
Um in Hinblick auf die Kühlleistung den Kompressor 7 zu regein, kann ein Temperatursensor 14 im Bereich des flüssigen Kühlmittels 3 vorgesehen werden, der beim Unterschreiten bzw. Überschreiten der vorgesehenen Temperatur den Kompressor 7 aus- bzw. einschaltet. Alternativ kann auch der Druck des gasförmigen Kühlmittels 3 im Kopfraum 4 zur Regelung herangezogen werden.In order to regulate the compressor 7 with regard to the cooling capacity, a temperature sensor 14 can be provided in the area of the liquid coolant 3, which switches the compressor 7 on or off when the temperature falls below or exceeds the specified temperature. Alternatively, the pressure of the gaseous coolant 3 in the head space 4 can also be used for regulation.
Sofern es sich bei dem zu kühlenden Getränk um Bier handelt, tritt dieses beispielsweise mit einer Temperatur von 32°C in die Kühlschlange 5 ein; es verläßt diese Kühlschlange 5 mit einer Temperatur von etwa 80C.If the beverage to be cooled is beer, for example, it enters the cooling coil 5 at a temperature of 32°C; it leaves this cooling coil 5 at a temperature of approximately 8 ° C.
Um eine möglichst gleichmäßige Temperatur des flüssigen Kühlmittels 3 im Behälter 1 sicherzustellen, können mehrere Düsen 10 für das Eindüsen des gasförmigen Kühlmittels in das im Behälter 1 befindliche flüssige Kühlmittel 3 vorgesehen werden, insbesondere wenn es sich um einen größeren Behälter 1 mit mehreren Kühlschlangen 5 handelt.In order to ensure that the temperature of the liquid coolant 3 in the container 1 is as uniform as possible, several nozzles 10 can be provided for injecting the gaseous coolant into the liquid coolant 3 in the container 1, in particular if the container 1 is larger and has several cooling coils 5.
Um die erforderliche Schmierung des Kompressors 7 sicherzustellen, wird ein geeignetes Schmiermittel dem Kühlmittel 3 zugegeben. Da bestimmte Schmiermittel entsprechend ihrer physikalischen Eigenschaften und ihres Verhaltens bei einer Verdampfung aus dem Kühlmittel ausfallen und/oder sich absetzen, wird der zum Kompressor 7 führenden Ansaugleitung 6 Schmiermittel zugegeben, um die erforderliche Schmierung des Kompressors 7 sicherzustellen.In order to ensure the required lubrication of the compressor 7, a suitable lubricant is added to the coolant 3. Since certain lubricants precipitate and/or settle out of the coolant according to their physical properties and behavior when evaporating, lubricant is added to the suction line 6 leading to the compressor 7 in order to ensure the required lubrication of the compressor 7.
Um zu gewährleisten, daß das in den Kompressor 7 eintretende gasförmige Kühlmittel 3 Schmiermittel enthält, ist gemäß Fig. 2 ein Kapillarrohr 21 vorgesehen, das den Boden des Behälters 1 mit der Ansaugseite des Kompressors 7 verbindet. Auf diese Weise wird Schmierstoff, der sich am Boden des Behälters 1 gesammelt hat, in den gasförmigen Kühlmittelstrom hineingesaugt, der in den Kompressor 7 eintritt. Die Abmessungen des Kapillarrohres 21 werden von der Menge des benötigten Schmiermittels, der Sorte des Schnniermittels und der Länge des Kapillarrohres 21 bestimmt.In order to ensure that the gaseous coolant 3 entering the compressor 7 contains lubricant, a capillary tube 21 is provided as shown in Fig. 2, connecting the bottom of the container 1 to the suction side of the compressor 7. In this way, lubricant collected at the bottom of the container 1 is sucked into the gaseous coolant stream entering the compressor 7. The dimensions of the capillary tube 21 are determined by the amount of lubricant required, the type of lubricant and the length of the capillary tube 21.
1 Behälter1 container
2 isoliermaterial2 insulating material
3 Kühlmittel3 Coolant
4 Kopfraum4 Headroom
5 Kühlschlange5 Cooling coil
6 Ansaugleitung6 Intake line
7 Kompressor7 Compressor
8 Kondensator8 Capacitor
9 Verengung9 Constriction
10 Düse10 Nozzle
11 Zuführleitung11 Supply line
12 Abführieitung12 Discharge line
14 Temperatursensor14 Temperature sensor
21 Kapillarrohr21 Capillary tube
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R207 | Utility model specification |
Effective date: 19950504 |
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| R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |
Effective date: 19980505 |
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| R157 | Lapse of ip right after 6 years |
Effective date: 20011201 |