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Hintergrund
Erfindung
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Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Getränkeabgabevorrichtungen,
und genauer, jedoch ohne sich darauf begrenzen zu wollen, auf eine
Getränkeabgabevorrichtung
mit einer verbesserten Komponentenkonfiguration, die sowohl die Getränkeabgabekapazität wie die
Menge an Getränken
erhöht,
die mit einer niedrigeren Temperatur abgegeben werden.
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1. Beschreibung des Stands
der Technik
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Die
Popularität
und Verfügbarkeit
von Selbstbedienungsgetränkeabgabevorrichtungen nimmt
kontinuierlich zu. Mehr Menschen denn je genießen die Annehmlichkeit, ein
Getränk
ihrer Wahl von einer Getränkeabgabevorrichtung
auswählen
zu können.
Durch die entsprechende Anordnung eines Trinkgefäßes und die Aktivierung eines
Ventils gibt die Getränkeabgabevorrichtung
ein erwünschtes
Getränk
in das Trinkgefäß bei einer
voreingestellten Rate und einer erwünschten Temperatur wie z.B.
mit dem Industriestandard von weniger als 5,5°C (42°F) ab.
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Getränkeabgabevorrichtungen,
die zu neuen kommerziellen Umgebungen hinzugefügt werden, müssen mit
anderen Produkten um den begrenzten Thekenraum konkurrieren. Dementsprechend
besteht ein Bedarf nach Entwürfen
von kompakten Getränkeabgabevorrichtungen,
die in ausreichendem Maß eine
große
Anzahl an Kunden versorgen können.
Folglich sind bei Entwürfen,
die Getränkeabgabevorrichtungen
mit kleineren und daher weniger effektiven internen Kühleinheiten
vorstellen, die Fähigkeit
zur Versorgung einer großen
Anzahl an Kundengetränken
unter dem Standard von 5,5°C
(42°F) beeinträchtigt.
Schließlich
ist bei den Entwürfen
kompakter Getränkeabgabevorrichtungen
ein Bedarf nach der Erhöhung
der Kühlungseffizienz
von Kühleinheiten
festgestellt worden, um eine große Anzahl an Kunden zu versorgen.
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US-A-5
368 198, ausgegeben am 29.11.1994 an Goulet, offenbart eine Getränkeabgabevorrichtung,
die sich um eine Kombination von Kompaktheit mit einer erhöhten Getränkeabgabekapazität bemüht. Im Betrieb
kühlt eine
Kühleinheit
ein Kühlfluid
innerhalb einer Kühlkammer,
sodass das Kühlfluid
in einer Schicht um die Verdampferschlange der Kühleinheit herum gefriert, die
innerhalb der Kühlkammer
angeordnet ist. Ein Rührwerkmotor treibt
ein Laufrad über
eine Welle an, um nicht gefrorenes Kühlfluid um die Kühlkammer
herum zu zirkulieren. Eine korrekte Zirkulation erfordert eine stetige Strömung des
nicht gefrorenen Kühlfluids
von der Unterseite der gefrorenen Kühlfluidschicht, entlang ihren
Seiten, über
ihre Oberseite hinweg und zurück durch
ihr Zentrum. Eine Zirkulation des nicht gefrorenen Kühlfluids
entlang dieses beschriebenen Pfades ist für das Wärmeübertragungsverfahren wesentlich, das
kalte Getränke
erzeugt und die Getränkeabgabekapazität erhöht. Eine
derartige Zirkulation sorgt für die
Wärmeübertragung
zwischen nicht gefrorenem Kühlfluid
und dem relativ wärmeren
Produkt, Wasser sowie den innerhalb der Kühlkammer angeordneten Leitungen
für karbonisiertes
Wasser.
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Im
Einzelnen nimmt das nicht gefrorene Kühlfluid Wärme von den Produkt- und Wasserleitungen
sowie teilweise von der Leitung für karbonisiertes Wasser auf
und führt
diese Wärme
der gefrorenen Kühlfluidschicht
zu, wenn diese um die Kühlkammer herum
zirkuliert. Diesbezüglich
schmilzt das gefrorene Kühlfluid,
um die Wärme
von dem Produkt, dem Wasser und dem karbonisierten Wasser abzuführen, damit
ein resultierendes kaltes Getränk
als das gekühlte
Produkt abgegeben wird und das karbonisierte Wasser oder das Wasser
zur Ausbildung des erwünschten
Getränks
dienen. Unglücklicherweise
versagt die Leitung für
karbonisiertes Wasser der in US-A-5 368 198 offenbarten Getränkeabgabevorrichtung
darin, die gesamte Kühlung
des aus dem Karbonisator der Getränkeabgabevorrichtung austretenden
karbonisierten Wassers bereitzustellen. Indem im Einzelnen ein sich
außerhalb
des Kühlfluidbades
heraus erstreckender Abschnitt der Leitung für karbonisiertes Wasser über den
Verlauf der Zeit hinweg der wärmeren
Umgebungsatmosphäre
ausgesetzt wird, wird dieser Abschnitt erwärmt und es findet entlang dieses
Abschnitts kein erwünschter
Wärmeaustausch
mit dem Kühlfluid
statt, was die gesamte Kühlungseffizienz
der Getränkeabgabevorrichtung beeinträchtigt.
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Weiterhin
ist in US-A-5 368 198 eine aus zwei miteinander verbundenen Bauteilen
bestehende Verdampferschlange dargestellt, wobei eine Reihe innerer
und äußerer Schlangenabschnitte
entlang der gleichen horizontalen Ebene liegt. Dementsprechend bildet
eine sich ergebende gefrorene Schicht um den Bereich, an dem die
inneren und äußeren Schlangenabschnitte
in der gleichen horizontalen Ebene liegen, Wülste aus, sodass das nicht
gefrorene Kühlfluid
große
Schwierigkeiten damit hat, durch den ausgehöhlten inneren Bereich der Schicht
gebildeten Kanal zu strömen.
Somit würden
solche unkorrekt verteilte Wülste
die freie Strömung
von Kühlfluid dadurch
in großem
Ausmaß behindern
bzw. vollständig
unterbinden, indem entweder ein unerwünscht enger Kanal erzeugt werden
würde,
durch den das Kühlfluid
nicht auf zufrieden stellende Weise hindurchfließen könnte, oder indem in einigen
Fällen
der Kanal vollständig
zufrieren würde.
Auf die gleiche Weise können
die Wülste
auch eine gesamte Getränkeabgabevorrichtung
vereisen, indem es ermöglicht wird,
dass die gefrorene Kühlfluidschicht
anwächst und
in die Wände
einer Kühlkammer
hineinläuft.
Solche Beeinträchtigungen
der freien Strömung
des nicht gefrorenen Kühlfluids
verringern daher die gesamte Kühlungseffizienz
einer Getränkeabgabevorrichtung.
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US-A-4
801 048 bezieht sich auf eine Getränkeabgabevorrichtung gemäß dem Oberbegriff von
Anspruch 1, die entweder mit einer "Figal"- oder "Bag-in-box"-Konfiguration benutzt werden kann.
Die Abgabevorrichtung beinhaltet einen eingebauten Karbonisator,
und wenn sie zusammen mit einer "Bag-in-box"-Sirupzufuhr verwendet wird, beinhaltet sie
eine Vielzahl von eingebauten Syruppumpen, und zwar jeweils für vier,
fünf oder
sechs Ventile eine. Die Abgabevorrichtung umfasst eine einfach zu
entfernende Kühleinheit
sowie eine einfach zu entfernende Karbonisatoreinheit.
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Dementsprechend
besteht ein lange bestehender Bedarf nach einer kompakten Getränkeabgabevorrichtung,
die nur sehr wenig Thekenraum belegt und eine maximale Wärmeübertragung
zwischen dem Produkt, dem Wasser und den Leitungen für karbonisiertes
Wasser und dem nicht gefrorenen Kühlfluid ermöglicht, wodurch die Kühlungseffizienz
und letztendlich die Getränkeabgabekapazität gesteigert wird.
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2. Zusammenfassung
der Erfindung
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung beinhaltet eine Getränkeabgabevorrichtung
mit einer verbesserten Konfiguration der Komponenten ein Gehäuse, das
eine Kühlkammer
mit einem oberen Bereich und einem Bodenbereich sowie mit einem
darin enthaltenen Kühlfluid
umfasst. Die Getränkeabgabevorrichtung
umfasst eine Wasserleitung, die im Wesentlichen in dem Kühlfluid
eingetaucht und mit einer Wasserquelle verkoppelt ist, sowie einen
innerhalb der Kühlkammer
angeordneten Karbonisator, der mit der Wasserleitung und einer Kohlendioxidgasquelle gekoppelt
ist. Weiterhin beinhaltet die Getränkeabgabevorrichtung eine Zusatzkühlleitung,
die im Wesentlichen in dem Kühlfluid
eingetaucht und mit dem Karbonisator verkoppelt ist. Zusätzlich umfasst
die Getränkeabgabevorrichtung
Produktleitungen, die im Wesentlichen innerhalb der Kühlkammer
eingetaucht und mit einer Produktquelle gekoppelt sind. Somit werden
eine Zufuhr von gekühltem
Wasser, von gekühltem
karbonisiertem Wasser, und von gekühltem Produkt, die für die Ausbildung
eines erwünschten Getränks durch
die Getränkeabgabevorrichtung
erforderlich sind, durch den Karbonisator, die Wasserleitung, die
Zusatzkühlleitung
und die Produktleitungen bereitgestellt.
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Darüber hinaus
sind die Zusatzkühlleitung und
die Wasserleitung miteinander zusammenwirkend angeordnet, um die
Strömung
von Kühlfluid
um die Kühlkammer
herum auszurichten. Für
eine erleichterte Anordnung in der Kühlkammer kann die Zusatzkühlleitung
eine gewundene Konfiguration annehmen, die durch Kanäle ausgebildet
wird, welche die Kühlfluidströmung um
die Kühlkammer
herum ausrichten.
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Weiterhin
beinhaltet die Getränkeabgabevorrichtung
an dem Gehäuse
montierte Abgabeventile. Die Abgabeventile sind mit den Produktleitungen und
mit mindestens einer der Zusatzkühlleitungen sowie
der Wasserleitung verkoppelt, um ein Getränk abzugeben.
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Eine
Kühleinheit
einschließlich
einer Verdampferschlange, die im Wesentlichen zentral innerhalb
der Kühlkammer
angeordnet ist, stellt die Kühlung
für das
Kühlfluid
bereit. Die Verdampferschlange umfasst als eine einstückige Einheit
eine im Wesentlichen konzentrische Schlange, die durch einen äußeren Schlangenabschnitt
und einen inneren Schlangenabschnitt ausgebildet ist, welcher innerhalb
des äußeren Schlangenabschnitts
angeordnet und von diesem wesentlich versetzt ist. Die wesentlich
zueinander versetzten Schlangen stellen einen verbesserten Entwurf
für eine
gleichförmige
Verteilung der gefrorenen Schicht dar, die um die Verdampferschlange herum
gefriert, damit letztlich eine optimale Strömung an nicht gefrorenem Kühlfluid
um die gefrorene Kühlfluidschicht
herum und durch einen Kanal bewerkstelligt wird, der durch einen
ausgehöhlten
inneren Bereich der Schicht ausgebildet wird. Im Einzelnen entwickelt
jeder innere und äußere Schlangenabschnitt
einen gefrorenen kühlenden
Bereich, der mit einem benachbarten Bereich zusammen friert, wodurch
die Ausbildungszeit zur Erzeugung einer Schicht von gefrorenem Kühlfluid
verringert wird.
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Um
weiterhin sicherzustellen, dass das Kühlfluid zur Ausbildung einer
gleichförmigen
Schicht mit einem maximalen Kühlungseffekt
gefriert, werden ein optimaler Horizontalabstand sowie ein optimaler
Vertikalabstand zwischen den benachbarten inneren bzw. äußeren Schlangenabschnitten
bereitgestellt. Für
eine zusätzliche
Verbesserung der Wärmeübertragung
kann/können
der innere Schlangenabschnitt und/oder der äußere Schlangenabschnitt im
Wesentlichen parallel zu den oberen und unteren Abschnitten der
Kühlkammer
angeordnet werden. Ebenfalls kann die Verdampferschlange mit einer
rauen Textur der äußeren Oberfläche, einer
dünnen
Wandstärke und/oder
einer Materialzusammensetzung konfiguriert werden, die am besten
eine maximale Wärmeübertragung
um die Verdampferschlange herum erleichtert.
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Gemäß eines
Aspekts der vorliegenden Erfindung wird eine Getränkeabgabevorrichtung
bereitgestellt, die folgende Bauteile aufweist:
- • ein Gehäuse, das
eine Kühlkammer
mit einem darin enthaltenen Kühlfluid
ausbildet;
- • eine
Kühleinheit
zum Kühlen
des Kühlfluids,
wobei die Kühleinheit
eine Verdampferschlange umfasst, die im wesentlichen zentral innerhalb
der Kühlkammer
angeordnet ist;
- • eine
mit einer Wasserquelle gekoppelten Wasserleitung, die innerhalb
der Kühlkammer
angeordnet und im wesentlichen innerhalb des unterhalb der Verdampferschlange
vorhandenen Kühlfluids
eingetaucht ist, um gekühltes
klares Wasser bereitzustellen;
- • ein
mit der Wasserleitung und mit einer Kohlendioxidgasquelle gekoppelten
Karbonisator, der innerhalb der Kühlkammer angeordnet ist, um
eine Zufuhr von karbonisiertem Wasser bereitzustellen;
- • mit
einer Produktquelle verkoppelte Produktleitungen, die für die Bereitstellung
von gekühltem Produkt
im wesentlichen innerhalb der Kühlkammer
eingetaucht sind;
- • eine
mit dem Karbonisator gekoppelte Zusatzkühlleitung, die sich im wesentlichen
vollständig an
dem Boden der Kühlkammer
befindet und im wesentlichen innerhalb des unterhalb der Verdampferschlange
vorgesehenen Kühlfluids
eingetaucht ist, um gekühltes
karbonisiertes Wasser bereitzustellen; und
- • an
dem Gehäuse
montierte und mit den Produktleitungen verkoppelte Abgabeventile
sowie mindestens einer Zusatzkühlleitung
und der Wasserleitung zur Ausgabe eines Getränks.
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Dementsprechend
besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der Bereitstellung
einer Getränkeabgabevorrichtung
mit einer verbesserten Komponentenkonfiguration zur Erhöhung von
sowohl der Getränkeabgabekapazität wie der
Menge an bei einer niedrigeren Temperatur abgegebenen Getränken, während zugleich
eine kompakte Größe beibehalten
wird.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung
einer Getränkeabgabevorrichtung
mit einer verbesserten Kühlungseffizienz
für eine
maximale Wärmeübertragung
zwischen dem nicht gefrorenen Kühlfluid
und der Verdampferschlange, der Produktleitung, der Wasserleitung
und der Leitung für
karbonisiertes Wasser.
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Zusätzliche
Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben
sich für
den Fachmann aus der folgenden Beschreibung.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
eine perspektivische Ansicht, die eine Getränkeabgabevorrichtung mit einer
verbesserten Konfiguration der Kühlkammer
darstellt.
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2 ist
eine auseinander gezogene Ansicht, welche die Getränkeabgabevorrichtung
illustriert.
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3 ist
ein Aufriss von oben, der die bevorzugte Ausführungsform einer Verdampferschlange zeigt,
die innerhalb der verbesserten Kühlkammerkonfiguration
angeordnet ist.
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4 ist
eine perspektivische Ansicht, welche die bevorzugte Ausführungsform
einer Verdampferschlange darstellt, die innerhalb der verbesserten Kühlkammerkonfiguration
vorgesehen ist.
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5 ist
ein Aufriss von oben, der verschiedene Komponenten der Getränkeabgabevorrichtung darstellt,
welche auf einer über
der Kühlkammer
vorgesehenen Plattform angeordnet sind.
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Ausführliche Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsform
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Je
nach Erfordernis sind im folgenden ausführliche Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung offenbart, wobei sich jedoch versteht,
dass die offenbarten Ausführungsformen
lediglich Beispiele für
die Erfindung darstellen, die in unterschiedlichen Formen realisiert
werden können.
Die Figuren sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu dargestellt, und
einige Merkmale können übertrieben
dargestellt sein, um Einzelheiten der jeweiligen Komponenten oder
Schritte zu zeigen.
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Wie
in den 1–5 illustriert
umfasst eine Getränkeabgabevorrichtung 10 ein
Gehäuse 11, eine
Kühleinheit 13,
und Abgabeventile 16A–C.
Das Gehäuse 11 wiederum
weist eine vordere Wand 15A, eine Rückwand 15B, Seitenwände 15C und
D und einen Boden 15E auf und bildet eine Kühlkammer 12 aus.
Weiterhin enthält
die Kühlkammer 12 ein
Kühlfluid,
und zwar typischerweise Wasser.
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Produktleitungen 71–73 sind
in der Vorderseite der Kühlkammer 12 angeordnet
und dort unter Verwendung jeder geeigneten Befestigungsanordnung
montiert. Jede der Produktleitungen 71–73 umfasst einen
Einlass, der mit einer (nicht dargestellten) Produktquelle in Verbindung
steht. Die Produktleitungen 71–73 umfassen weiterhin
jeweils einen Auslass, der wiederum jeweils mit einem der Abgabeventile 16A–C verbunden
ist, um Produkt zu den Abgabeventilen 16A–C zu führen. In
einer alternativen Ausführungsform
könnten
die Produktleitungen 71–73 jeweils eine spiralförmige Konfiguration
aufweisen, um durch die Bereitstellung einer größeren Oberfläche entlang
jeder Produktleitung für
die thermodynamische Wechselwirkung mit dem zirkulierenden Kühlfluid
die Wärmeübertragung
besser zu unterstützen. Ein
Beispiel einer derartigen spiralförmigen Konfiguration ist in
dem US-Patent 5 974 825 ersichtlich, wobei diese Patentschrift hier
als Referenz dient. Obgleich drei Produktleitungen und Abgabeventile
offenbart sind, versteht sich für
den Fachmann, dass zusätzliche
Produkt- und Abgabeventile oder weniger Produktleitungen und Abgabeventile
in jeder Kombination implementiert werden können.
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In
der bevorzugten Ausführungsform
weist die Kühlkammer 12 eine
Wasserleitung 14 mit einer gewundenen Konfiguration auf,
damit Letztere an dem Boden der Kühlkammer 12 angeordnet
werden kann. Die Wasserleitung 14 ist an dem Boden 15E des
Gehäuses 11 unter
Verwendung jeder geeigneten Befestigungsanordnung montiert. Ein
Einlass 101 in die Wasserleitung 14 ist mit einer
Hauptwasserpumpe 75 verbunden, die wiederum mit jeder geeigneten
externen Wasserquelle wie z.B. einer öffentlichen Wasserleitung in
Verbindung steht. Die Anordnung der Wasserleitung 14 an
dem Boden der Kühlkammer 12,
sodass diese im Wesentlichen in dem Kühlfluid eingetaucht ist, ermöglicht es,
dass das Wasser innerhalb der Wasserleitung 14 mittels
Wärmeübertragung
mit dem relativ kälteren
Kühlfluid
gekühlt
werden kann. Die Abkühlung
des Wassers innerhalb der Wasserleitung 14 dient zwei unterschiedlichen
Funktionen. Erstens kann die Getränkeabgabevorrichtung 10 gekühltes klares
Wasser durch einen Auslass 102 für klares Wasser der Wasserleitung 14 abgeben,
und zweitens wird klares Wasser innerhalb der Wasserleitung 14 "vorgekühlt", bevor es in einen
in der Kühlkammer 12 angeordneten
Karbonisator 18 eingespeist wird. Im Einzelnen steht ein
Auslass 103 von der Wasserleitung 14 mit einem
T-Bindeglied in Verbin dung, das das von der Wasserleitung 14 aufgenommene
Wasser zu dem Karbonisator 18 leitet. Weiterhin ist der
Karbonisator 18 mit einer (nicht dargestellten) Kohlendioxidquelle
verbunden und nimmt von dieser Kohlendioxid auf, um das von der
Wasserleitung 14 zugeführte
Wasser zu karbonisieren. Der Karbonisator 18 ist innerhalb
der Vorderseite der Kühlkammer 12 unter
Verwendung jeder geeigneten Befestigungsanordnung montiert.
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Da
nur eine relativ geringe Menge an gekühltem Wasser von dem Auslass 102 für klares
Wasser abgezweigt wird, wird der Hauptteil des gekühlten Wassers
in der Wasserleitung 14 karbonisiert, bevor es durch den
Karbonisator 18 geleitet wird. Ein vor der Einleitung in
den Karbonisator 18 gekühltes
Wasser ist äußerst erwünscht, da
es das Karbonisierungsverfahren verbessert.
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In
dieser bevorzugten Ausführungsform weist
die Kühlkammer 12 eine
Zusatzkühlleitung 100 auf,
wobei karbonisiertes Wasser durch einen Auslass 104 aus
dem Karbonisator 18 austritt und durch einen Einlass 105 in
die Zusatzkühlleitung 100 eintritt.
Die Zusatzkühlleitung 100 weist
eine gewundene Konfiguration auf, damit sie am Boden der Kühlkammer 12 vorgesehen
werden kann. Die Zusatzkühlleitung 100 wird
zusammen mit der Wasserleitung 14 angeordnet, so dass die
Zusatzkühlleitung 100 und die
Wasserleitung 14 gemeinsam dazu dienen, den Strom von nicht
gefrorenem Kühlfluid
um die Kühlkammer 12 herum
auszurichten, was nachfolgend erläutert werden wird. Indem darüber hinaus
die Zusatzkühlleitung 100 an
dem Boden der Kühlkammer angeordnet
wird, sodass sie im Wesentlichen in dem Kühlfluid eingetaucht ist, ermöglicht es
die Zusatzkühlleitung 100,
dass das darin befindliche karbonisierte Wasser durch die Wärmeübertragung
mit dem relativ kälteren
Kühlfluid "zusätzlich gekühlt" werden kann.
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Die
Hinzufügung
der Zusatzkühlleitung 100 in
die Kühlkammer 12 erhöht die Abgabekapazität der Getränkeabgabevorrichtung 10 signifikant.
Die Zusatzkühlleitung 100 steigert
die Fähigkeit
der Getränkeabgabevorrichtung 10 signifikant,
karbonisiertes Wasser und somit Getränke bei oder unter der Industriestandardtemperatur
abzugeben, und insbesondere dann, wenn die Abgabeventile 16A–C für einen
längeren
Zeitraum nicht verwendet wurden, da die Zusatzkühlleitung 100 so lange
in dem Kühlfluid eingetaucht
bleibt, bis ein Getränk
abgabebereit ist. Im einzelnen kombiniert sich das gekühlte karbonisierte
Wasser von der Zusatzkühlleitung 100 mit
dem kälteren
Produkt von den Produktleitungen 71–73, um ein im Vergleich
zu Getränkeabgabevorrichtungen
ohne eine Zusatzkühlleitung
relativ kälteres
Getränk
ausbilden zu können,
wodurch die Getränkeabgabekapazität der Getränkeabgabevorrichtung 10 in großem Ausmaß gesteigert
wird, ohne deren gesamte Größe zu erhöhen.
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Wenn
auf ein erwünschtes
Getränk
durch eines der Abgabeventile 16A–C zugegriffen wird, tritt karbonisiertes
Wasser durch die Auslässe 106 aus der
Zusatzkühlleitung 100 aus
und in ein jeweiliges Abgabeventil ein, um mit dem erwünschten
Produkt vermischt und anschließend
in ein darunter befindliches Trinkgefäß abgegeben zu werden. Produktpumpen 76–78 sind
dazu bereitgestellt, das erwünschte Produkt
von den Produktleitungen 71–73 zu den Abgabeventilen 16A–C zu pumpen.
Die Abgabeventile 16A–C
sind wiederum durch eine Zapfplatte 16D (siehe 2)
mit der vorderen Wand 15A des Gehäuses 11 verbunden
Eine Tropfwanne 123 ist unterhalb von den Abgabeventilen 16A–C bereitgestellt. Die
Tropfwanne 123 ist unter Verwendung jeder geeigneten Anordnung
an dem unteren Bereich der vorderen Wand 15A befestigt,
um Getränketropfen,
die von den darüber
angeordneten Ventilen abgegeben werden, aufzufangen. Weiterhin ist
eine einfach zu reinigende Spritzplatte 122 unter Verwendung
jeder geeigneten Anordnung an der nach vorne weisenden Oberfläche der
vorderen Wand 15A befestigt, um die Getränkeabgabevorrichtung 10 vor
einer unerwünschten
Ansammlung von Getränketropfen
und -spritzern von den Ventilen zu schützen.
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In
dieser bevorzugten Ausführungsform
umfasst die Kühlkammer 12 eine
Kühleinheit 13.
Die Kühleinheit 13 ist
ein Standardgetränkeabgabevorrichtungskühlsystem,
das einen Kompressor 115, eine Kondensatorbaugruppe 33 und
eine Kompressortrageplattform 110 beinhaltet. Die Kondensatorbaugruppe 33 wiederum
umfasst eine Kühlschlange 34,
einen Lüfter 36 zum
Blasen von Luft über
die Kühlschlange 34,
wodurch die Wärmeübertragung erleichtert
wird, sowie eine Luftleitblende 117, welche die Kühlschlange 34 beherbergt
und den Lüfter 36 abstützt. Die
Luftleitblende 117 ist dahingehend optimal konfiguriert,
die Wärmeübertragung
zwischen der Kühlschlange 34 und
der von dem Lüfter 36 zugeführten Luft
zu erleichtern. Der Lüfter 36 ist
auf und die Kühlschlange 34 ist
innerhalb der Luftleitblende 117 unter Verwendung jeder
geeigneten Befestigungsanordnung montiert.
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Der
Kompressor 115 und die Kondensatorbaugruppe 33 sowie
eine Gehäusebaugruppe 116 für die elektronischen
Komponenten und ein Rührwerkmotor 37 sind
an der Oberseite der Kompressortrageplattform 110 befestigt,
während
eine Verdampferschlange 35 unterhalb der Plattform montiert
ist. Die Kompressortrageplattform 110 ist integral an einer Gehäuseplattform 38 befestigt,
um eine kontinuierliche Oberfläche
auszubilden, die auf der Oberseite des Gehäuses 11 montiert ist,
sodass die Verdampferschlange 35 im Wesentlichen innerhalb
des Kühlfluids
unmittelbar oberhalb der Wasserleitung 14 und der Zusatzkühlleitung 100 sowie
im Wesentlichen um den zentralen Bereich der Kühlkammer 12 herum eingetaucht
verbleibt. Darüber
hinaus ist die Kompressortrageplattform 110 so konfiguriert,
dass sie während
Reinigungs- oder Wartungsarbeiten auf einfache Weise von der Gehäuseplattform 38 entfernt werden
kann. Die Hauptpumpe 75 und die Miniaturpumpen 76–78 sind
zusätzlich
zu der Kompressortrageplattform 110 an der Gehäuseplattform 38 befestigt.
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Zur
Kühlung
des innerhalb der Kühlkammer 12 befindlichen
Kühlfluids
arbeitet die Kühleinheit 13 ähnlich wie
jedes andere Standardgetränkeabgabevorrichtungskühlsystem,
sodass das Kühlfluid
in einer Schicht um die Verdampferschlange 35 herum gefriert.
Die Kühleinheit 13 kühlt das
Kühlfluid
und gefriert dieses schließlich,
um eine Wärmeübertragung
zwischen dem Kühlfluid
und dem Produkt, dem Wasser und dem karbonisierten Wasser zu erleichtern,
sodass von der Getränkeabgabevorrichtung 10 ein
kaltes Getränk
abgegeben werden kann. Da jedoch ein vollständiges Gefrieren des Kühlfluids
zu einem ineffizienten Wärmeaustausch
führt,
regelt ein (nicht dargestelltes) Kühlfluidbanksteuersystem innerhalb
der Gehäusebaugruppe 116 für die elektronischen
Komponenten den Kompressor 115, um ein vollständiges Gefrieren
des Kühlfluids
zu verhindern, sodass der Kompressor 115 niemals über einen
Zeitraum hinweg aktiviert bleibt, der ausreicht, damit die gefrorene
Kühlfluidschicht
auf den Produktleitungen 71–73 anwachsen kann.
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In
dieser bevorzugten Ausführungsform
ist die Verdampferschlange 35 eine einstückige Einheit, die
durch eine abwechselnden Reihe von zueinander wesentlich versetzten
Schlangen ausgebildet wird, d.h. durch einen inneren Schlangenabschnitt 35a und
einen äußeren Schlangenabschnitt 35b,
die im Wesentlichen zentral innerhalb der Kühlkammer 12 angeordnet
sind (siehe 3–4). Die
Schlangenabschnitte sind zueinander wesentlich versetzt angeordnet,
sodass jeder äußere Schlangenabschnitt 35b in
einer unterschiedlichen horizontalen Ebene zu dem inneren Schlangenabschnitt 35a liegt. Die
zueinander wesentlich versetzten Schlangen stellen einen verbesserten
Entwurf dar, um die gefrorene Schicht, die um die Verdampferschlange 35 herum
gefriert, gleichförmig
zu verteilen, damit letztendlich eine optimale Strömung von
nicht gefrorenem Kühlfluid
um die gefrorene Kühlfluidschicht
herum und durch einen Kanal ermöglicht
wird, der von dem ausgehöhlten
inneren Bereich der Schicht ausgebildet wird.
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Im
Unterschied dazu stellt US-A-5 368 198 eine Verdampferschlange mit
einer Reihe von inneren Schlangenabschnitten und äußeren Schlangenabschnitten
dar, die entlang der gleichen horizontalen Ebene liegen. Dementsprechend
baut die Verdampferschlange aus US-A-5 368 198 unkorrekt verteilte
Wülste
von gefrorenem Kühlfluid
um den Bereich herum auf, an dem die inneren Schlangenabschnitte
und die äußeren Schlangenabschnitte
in der gleichen horizontalen Ebene liegen. Gemeinsam bilden diese
Wülste
eine ungleichförmig
gefrorene Schicht aus, die den freien Strom von Kühlfluid
um die Kühlkammer
herum in großem
Ausmaß behindert bzw.
vollständig
unterbindet. Im Einzelnen erzeugen die Wülste entweder einen unerwünscht engen
Kanal innerhalb der gefrorenen Schicht, durch den das Kühlfluid
nicht zufrieden stellend strömen
kann, oder sie bewirken in einigen Fällen das vollständige Zufrieren
des Kanals sowie der gesamten Getränkeabgabevorrichtung.
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Insofern
umfasst die Verdampferschlange 35 einen Einlass 35c und
einen Auslass 35d, durch welchen kontinuierlich ein Kühlfluid
fließt,
wodurch das Kühlfluid
im Betrieb um die Verdampferschlange 35 herum anfrieren
kann. Wie in 4 dargestellt werden für die Sicherstellung,
dass das gefrierende Kühlfluid
eine gleichförmige
Schicht mit einem maximalen Kühlungseffekt
ausbildet, eine optimale Höhe h
sowie eine optimale Weite w zwischen den benachbarten inneren und äußeren Schlangenabschnitten 35a bzw. 35b bereitgestellt.
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Die
Textur der äußeren Oberfläche der
inneren und äußeren Schlangenabschnitte 35a und 35b kann
jeweils so konfiguriert werden, dass unterschiedliche Wärmeübertragungsraten
bewerkstelligt werden. Beispielsweise verlangsamen Schlangenabschnitte
mit einer rauen Textur die Kühlfluiddurchflussrate,
wobei es ermöglicht
wird, dass das Fluid für einen
längeren
Zeitraum an dem Schlangenabschnitt "anhaftet" und somit ein Anwachsen von gefrorenem Kühlfluid
um die Verdampferschlange 35 herum erleichtert. Auf im
wesentlichen die gleiche Weise wie die Textur der äußeren Oberfläche konfigurierbar
ist, kann, wie sich für
den Fachmann versteht, die Wandstärke der Schlangenabschnitte
konfiguriert werden, um unterschiedliche Wärmeübertragungsraten zu bewerkstelligen.
Ebenfalls kann vom Fachmann die Materialzusammensetzung der Schlangenabschnitte so
konfiguriert werden, dass sie unterschiedliche Wärmeübertragungsraten bewerkstelligt,
um das Wachstum einer gleichförmig
verteilten gefrorenen Kühlfluidschicht
zu unterstützen.
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Der
Rührwerkmotor 37 ist
auf der Kompressortrageplattform 110 montiert, um über eine
(nicht dargestellte) Antriebswelle ein innerhalb des nicht gefrorenen
Kühlfluids
angeordnetes (nicht dargestelltes) Laufrad anzutreiben, das an dem
Ende der Welle befestigt ist. Der Rührwerkmotor 37 treibt
das Laufrad an, um das nicht gefrorene Kühlfluid um die gefrorene Kühlfluidschicht
sowie um die Wasserleitung 14, die Zusatzkühlleitung 100 und
die Produktleitungen 71–73 herum zu zirkulieren.
Das Laufrad zirkuliert das nicht gefrorene Kühlfluid zur Verbesserung der
Wärmeübertragung,
die auf natürliche
Weise zwischen dem Kühlfluid
mit der niedrigeren Temperatur und dem Produkt, dem Wasser und dem
karbonisierten Wasser mit der höheren
Temperatur auftritt. Die Wärmeübertragung
ergibt sich daraus, dass das Produkt, das Wasser und das karbonisierte
Wasser, das durch die Produktleitungen 71–73,
die Wasserleitung 14 bzw. die Zusatzkühlleitung 100 fließen, Wärme an das
nicht gefrorene Kühlfluid
abgeben. Das nicht gefrorene Kühlfluid überträgt die Wärme wiederum
zu der gefrorenen Kühlfluidschicht,
die diese Wärme aufnimmt
und in Ansprechen darauf schmilzt, wodurch der thermodynamische
Zyklus vervollständigt wird,
indem "Flüssigkeit" bzw. nicht gefrorenes
Kühlfluid
für die
Kühlkammer 12 bereitgestellt
wird. Die Wärme,
die ursprünglich
von dem Produkt, dem Wasser und dem karbonisierten Wasser in das
Kühlfluid übertragen
worden ist, wird durch den Schmelzvorgang der gefrorenen Kühlfluidschicht
kontinuierlich abgeführt.
Dementsprechend hält
diese Wärmeabführung zusammen
mit dem Schmelzen der gefrorenen Kühlfluidschicht das gefrorene
Kühlfluid
bei dem erwünschten
Temperaturpegel von 5,5°C (32°F), der idealerweise
unter dem Industriestandard liegt.
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Die
Effektivität
der oben beschriebenen Wärmeübertragung
bezieht sich direkt auf das Ausmaß an Oberflächenkontakt zwischen dem nicht
gefrorenen Kühlfluid
und der gefrorenen Kühlfluidschicht. Das
heißt,
wenn das nicht gefrorene Kühlfluid
mit der gefrorenen Kühlfluidschicht
entlang eines maximalen Oberflächenausmaßes in Kontakt
kommt, erhöht
sich die Wärmeübertragung
signifikant. Die Getränkeabgabevorrichtung 10 hält einen
maximalen Kontakt von nicht gefrorenem Kühlfluid entlang der Oberfläche der
gefrorenen Kühlfluidschicht
aufgrund der Anordnung der Wasserleitung 14 und der Zusatzkühlleitung 100 an
dem Bodenbereich der Kühlkammer 12 und
aufgrund der Anordnung der Produktleitungen 71–73 an
dem vorderen Bereich der Kühlkammer 12 aufrecht.
In einer bestimmten Ausführungsform
wird der maximale Kontakt zusätzlich
durch die gewundene Konfiguration der Wasserleitung 14 und
der Zusatzkühlleitung 100 sowie
durch die spiralförmige Konfiguration
der Produktleitungen 71–73 bewerkstelligt.
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Im
Einzelnen beseitigt die Entfernung von Produktleitungen und Wasserleitungen
von dem Zentrum der Verdampferschlange Behinderungen für die Strömung von
nicht gefrorenem Kühlfluid,
die bei Getränkeabgabevorrichtungen
auftreten, bei denen entweder die Produkt- oder die Wasserleitung
bzw. beide Leitungen innerhalb der Verdampferschlange zentriert
sind. Weiterhin bildet sich durch den Größenzuwachs der Verdampferschlange 35 eine
größere gefrorene
Kühlschicht
aus. Insbesondere ermöglicht
es die Anordnung der Produktleitungen 71–73 in
dem vorderen Bereich der Kühlkammer 12,
dass die Größe der Verdampferschlange 35 ohne
einen entsprechenden Zuwachs in der Höhe des Gehäuses 11 erhöht werden
kann. Eine größere gefrorene
Kühlfluidschicht
stellt eine größere Oberfläche für die Wärmeübertragung
mit dem nicht gefrorenen Kühlfluid
bereit. Diese erhöhte
Kühlungseffizienz
durch die Wärmeübertragung
von dem nicht gefrorenen Kühlfluid zu
der gefrorenen Kühlfluidschicht
hält das
nicht gefrorene Kühlfluid
sogar während
den Spitzenbelastungszeiträumen
der Getränkeabgabevorrichtung 10 bei
5,5°C (32°F). Folglich
steigert das Vermögen
einer von dem Produkt und dem Wasser erhöhten extrahierten Wärmemenge
die gesamte Getränkeabgabekapazität der Getränkeabgabevorrichtung 10 signifikant.
Darüber
hinaus erleichtert durch die obigen Modifizierungen diese gesteigerte
Effizienz auf optimale Weise die Hinzufügung der Zusatzkühlleitung 100 in
die Kühlkammer 12,
damit die Wärmeextraktion
von dem karbonisierten Wasser innerhalb der Zusatzkühlleitung 100 durch
das nicht gefrorene Kühlfluid
ermöglicht
wird, wodurch das Vermögen
der Getränkeabgabevorrichtung 10 zu
einer kontinuierlichen Abgabe von Getränken mit einer ausreichend
unter dem Industriestandard liegenden Temperatur weiter verbessert
wird.
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Die
gewundene Konfiguration der Wasserleitung 14 steigert die
Effektivität
der Zirkulation von nicht gefrorenem Kühlfluid durch das Laufrad.
Wie in den 1–2 dargestellt
erzeugt die gewundene Konfiguration der Wasserleitung 14 Kanäle, welche die
Strömung
von nicht gefrorenem Kühlfluid
zu der vorderen Wand 15A und der Rückwand 15B des Gehäuses 11 hin
ausrichten.
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Auf
die gleiche Weise steigert die gewundene Konfiguration der Zusatzkühlleitung 100 die
Effektivität
der Zirkulation von nicht gefrorenem Kühlfluid durch das Laufrad.
Wie in den 1–2 dargestellt
erzeugt die gewundene Konfiguration der Zusatzkühlleitung 100 Kanäle, welche
die Strömung von
nicht gefrorenem Kühlfluid
zu der vorderen Wand 15A und der Rückwand 15B des Gehäuses 11 hin ausrichten.
Dazu ist die Zusatzkühlleitung 100 derart mit
der Wasserleitung 14 zusammenwirkend angeordnet, dass die
Zusatzkühlleitung 100 und
die Wasserleitung 14 gemeinsam dazu dienen, die Strömung von
nicht gefrorenem Kühlfluid
um die Kühlkammer 12 herum
auszurichten.
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Die
Texturen der äußeren Oberflächen der Zusatzkühlleitung 100 und/oder
der Wasserleitung 100 können
ebenfalls dahingehend konfiguriert werden, unterschiedliche Wärmeübertragungsraten
zu ermöglichen.
Eine Zusatzkühl-
und/oder Wasserleitung mit einer rauen Textur verlangsamt beispielsweise
die Durchflussrate von Kühlfluid,
wodurch das Fluid für
einen längeren
Zeitraum an den Kanälen "anhaften" kann, um das Fluid
innerhalb dieser Leitung weiter abzukühlen. Auf die im wesentlichen
gleiche Weise wie die Textur der äußeren Oberfläche konfiguriert
werden kann, kann die Wandstärke
einer Zusatzkühl- und/oder Wasserleitung
konfiguriert werden, wie sich für
den Fachmann versteht, um unterschiedliche Wärmeübertragungsraten zu bewerkstelligen.
Ebenfalls kann die Materialzusammensetzung der Zusatzkühl- und/oder
der Wasserleitung vom Fachmann konfiguriert werden, um unterschiedliche Wärmeübertragungsraten
zu bewerkstelligen, damit eine bessere thermische Absorption bei
geringeren Temperaturen unterstützt
wird.
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Im
Betrieb treibt der Rührwerkmotor 37 das Laufrad
dazu an, nicht gefrorenes Kühlfluid
von dem Kanal, der durch die innere Oberfläche der ausgehöhlten Schicht
von gefrorenem Kühlfluid
ausgebildet wird, zu der Wasserleitung 14 und zu der Zusatzkühlleitung 100 hin
zu drängen.
Wenn sich die erzwungene Strömung
von nicht gefrorenem Kühlfluid an
die gewundenen Kanäle
der Wasserleitung 14 und der Zusatzkühlleitung 100 annähert, richten
diese Kanäle
das nicht gefrorene Kühlfluid
zu der vorderen Wand 15A und der Rückwand 15B des Gehäuses 11 hin
aus. Genauer richten die Kanäle
einen ersten Strom von nicht gefrorenem Kühlfluid zu der vorderen Wand 15A und
einen zweiten Strom von nicht gefrorenem Kühlfluid zu der Rückwand 15B hin
aus.
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Wenn
der erste Strom von nicht gefrorenem Kühlfluid in den vorderen Bereich
der Kühlkammer 12 fließt, kommt
er mit den Produktleitungen 71–73 in Kontakt, um
die Wärme
von dem darin fließenden Produkt
abzuführen.
Weiterhin kommt das nicht gefrorene Kühlfluid mit der gefrorenen
Kühlfluidschicht in
Kontakt, um Wärme
dazwischen zu übertragen. Ähnlich dazu
kontaktiert, wenn der zweite Strom von nicht gefrorenem Kühlfluid
in den hinteren Bereich der Kühlkammer 12 fließt, dieser
Strom die gefrorene Kühlfluidschicht,
um dazwischen für
eine Wärmeübertragung
zu sorgen.
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Die
ersten und zweiten Ströme
von nicht gefrorenem Kühlfluid
zirkulieren von dem vorderen bzw. dem hinteren Bereich der Kühlkammer 12 in
den oberen Bereich der Kühlkammer 12.
Wenn die ersten und zweiten Ströme
von nicht gefrorenem Kühlfluid
in den oberen Bereich der Kühlkammer 12 eindringen, kommen
sie mit der Oberseite der gefrorenen Kühlfluidschicht in Kontakt,
um dazwischen für
eine Wärmeübertragung
zu sorgen. Darüber
hinaus fließen die
ersten und zweiten Ströme
von nicht gefrorenem Kühlfluid
in den durch die innere Oberfläche
der gefrorenen Kühlfluidschicht
ausgebildeten Kanal und kombinieren sich dort erneut, um für eine weitere Wärmeübertragung
mit der gefrorenen Kühlfluidschicht
in Kontakt zu treten. Der sich erneut kombinierte und in den Kanal
eintretende Kühlfluidstrom wird
wiederum durch das Laufrad in einer Weise von dem Kanal zu der Wasserleitung 14 und
Zusatzkühlleitung 100 hin
gedrängt,
dass sich die oben beschriebene Zirkulation wiederholt.
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Zusätzlich treibt
das Laufrad nicht gefrorenes Kühlfluid
von dem Kanal der gefrorenen Kühlfluidschicht
zu den Seitenwänden 15C und
D hin. Das nicht gefrorene Kühlfluid
teilt sich in dritte und vierte Ströme von nicht gefrorenem Kühlfluid
auf, die sich auf einem gewundenen Pfad um die Seiten der gefrorenen
Kühlfluidschicht, über die
Oberseite der gefrorenen Kühlfluidschicht
und zurück
zu dem Kanal bewegen, der durch die Schicht von gefrorenem Kühlfluid
ausgebildet wird. Diese Strömung
der dritten und vierten Ströme
von nicht gefrorenem Kühlfluid
erzeugt eine zusätzliche
Wärmeübertragung
von dem Produkt, dem Wasser und dem karbonisierten Wasser zu dem
nicht gefrorenen Kühlfluid.
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Dementsprechend
sorgt der vollständig
freie Pfad für
nicht gefrorenes Kühlfluid
um sämtliche
Seiten der gefrorenen Kühlfluidschicht
herum sowie durch den Kanal der gefrorenen Kühlfluidschicht für einen
maximalen Oberflächenkontakt
zwischen gefrorenem und nicht gefrorenem Kühlfluid. Dieser maximale Oberflächenkontakt
führt zu
einer maximalen Wärmeübertragung
von dem Produkt, dem Wasser und dem karbonisierten Wasser zu dem
nicht gefrorenen Kühlfluid,
und wiederum zu der gefrorenen Kühlfluidschicht.
Folglich verfügt
die Getränkeabgabevorrichtung 10 über eine
erhöhte
Getränkeabgabekapazität, da das
nicht gefrorene Kühlfluid
aufgrund seiner gesteigerten Zirkulation und der dementsprechend
erhöhten
Wärmeübertragungskapazität eine unter
dem Industriestandard liegende Temperatur von ungefähr 5,5°C (32°F) selbst
während Spitzenbelastungszeiträumen beibehält.
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Ohne
eine konstante Zirkulation von nicht gefrorenem Kühlfluid
würde das
gleiche nicht gefrorene Kühlfluid
zwischen der gefrorenen Kühlfluidschicht
und den vorderen, hinteren und Seitenwänden 15A, 15B bzw. 15C–D verbleiben.
Schließlich würde dieses
nicht umgerührte
und nicht gefrorene Kühlfluid
gefrieren, da es nicht ausreichend Wärme von dem Produkt, dem Wasser
und dem karbonisierten Wasser aufnehmen könnte, um sein Gefrieren zu verhindern.
Dementsprechend bewirkt die durch die oben angeführte Konfiguration der Getränkeabgabevorrichtung 10 erzeugte
erhöhte
Zirkulation von nicht gefrorenem Kühlfluid nicht nur eine höhere Getränkeabgabekapazität der Getränkeabgabevorrichtung 10, sondern
verhindert ebenfalls eine Vereisung des Kühlfluids, welche die Getränkeabgabekapazität drastisch
begrenzen würde.
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Obgleich
die vorliegende Erfindung mit Bezug auf die obige Ausführungsform
beschrieben worden ist, diente diese Beschreibung lediglich beispielhaften
Zwecken, und wie sich für
den Fachmann versteht fallen viele Alternativen, Äquivalente
und Variationen in unterschiedlichem Ausmaß in den Rahmen der vorliegenden
Erfindung. Dementsprechend versteht sich, dass dieser Rahmen in
keinerlei Hinsicht durch die obige Beschreibung begrenzt ist, sondern dass
er ausschließlich
durch die nachfolgenden Ansprüche
definiert wird.