SK286909B6 - Zariadenie na chladenie nápojov - Google Patents

Abstract

Zariadenie na chladenie nápojov má nádržku (20), zahrnujúcu vodný kúpeľ (12), pričom vo vodnom kúpeli (12) sú usporiadané aspoň jedna plocha (16) výparníka chladiaceho okruhu, nápojové rúrky a miešacie zariadenie na ovplyvňovanie prúdenia (S) vody. Plocha (16) výparníka môže byť tvorená povrchom ľadového plástu (30). Zariadenie na chladenie nápojov má ďalej zariadenie (40) na usmerňovanie prúdenia, pomocou ktorého sa prúdenie (S) vody odchyľuje tak, že voda prúdi aj pozdĺž v podstate celej plochy (16) výparníka a v podstate rovnobežne s ňou. Zariadenie (40) na usmerňovanie prúdenia môže mať aspoň jeden rámový profil (40a, 40b) s prierezom v podstate tvaru písmena L, ktorého jedno rameno (42) je orientované v podstate rovnobežne s plochou (16) výparníka a jeho druhé rameno (44) v podstate rovnobežne s dnom (22) nádržky. Zariadenie (40) na usmerňovanie prúdenia môže byť vytvorené ako dvojitý usmerňovací rám (40a, 40b). Predovšetkým môže takéto zariadenie (40) na usmerňovanie prúdenia odchyľovať prúdenie (S) vody o uhol (beta) v podstate 90°.

Description

Vynález sa týka zariadenia na chladenie nápojov s nádržkou, ktorá je naplnená vodou, tvoriacou vodný kúpeľ, pričom vo vodnom kúpeli sú rúrky výparníka chladiaceho okruhu usporiadané vedľa seba tak, že tvoria aspoň jednu doskovitú plochu výparníka a vo vodnom kúpeli sú usporiadané nápojové rúrky, rozvádzajúce nápoj. Vo vodnom kúpeli je umiestnené miešacie zariadenie na ovplyvňovanie prúdenia vody.

Doterajší stav techniky

Zariadenia na chladenie nápojov sú v stave techniky známe, napríklad ako takzvané prietokové chladiče nápojov alebo takzvané obehové karbonátory, napríklad na chladenie piva a nealkoholických nápojov. Na objasnenie zariadení, známych zo stavu techniky, sa najskôr odkazuje na obr. 1 a obr. 2. Známe zariadenia na chladenie nápojov majú podľa týchto obrázkov nádržku 20, ktorá je naplnená vodou, takzvaným vodným kúpeľom 12. Vo vodnom kúpeli 12 sú rúrky 14 výparníka chladiaceho okruhu usporiadané tak, že tvoria aspoň jednu plochu 16 výparníka, napríklad tým, že rúrky 14 výparníka sú v tvare hadov výparníka alebo špirál výparníka usporiadané vedľa seba alebo nad sebou. Podľa geometrie nádržky a vedenia rúrok môžu pritom rúrky 14 výparníka tvoriť jednu alebo viac plôch 16 výparníka. V rámci funkcie termodynamického chladiaceho okruhu absorbujú rúrky výparníka z vodného kúpeľa 12 teplo. Plocha 16 výparníka môže byť fakultatívne tvorená povrchom takzvaného ľadového plástu 30, ako sa ešte v ďalšom texte bližšie opisuje.

Vo vodnom kúpeli 12 sú ďalej umiestnené rúrkové vedenia, ktorými preteká príslušný nápoj. Takéto nápojové rúrky nie sú z dôvodu prehľadnosti v pripojených výkresoch znázornené. Môžu byť v nádržke 20 vedené každým vhodným spôsobom, pričom typicky využívajú v podstate celý priestor vodného kúpeľa 12 a môžu byť usporiadané stredovo okolo miešacieho zariadenia 18 a/alebo v blízkosti ľadového plástu 30. Nápoj, vedený v nápojových rúrkach, odovzdáva do vodného kúpeľa 12 teplo, čím sa nápoj chladí.

Pokiaľ má byť zariadenie na chladenie nápojov vhodné tiež na karbonizované nápoje, môže byť tiež vo vodnom kúpeli 12 umiestnený príslušný karbonátorový tank, tu na výkresoch tiež neznázomený.

Vo vodnom kúpeli 12 sa ďalej nachádza miešacie zariadenie 18, ktoré vyvoláva prúdenie S vody vo vodnom kúpeli 12. Na obr. 1 je ako príklad znázornený časovo a priestorovo priemerný priebeh prúdenia S vody, vyvolaný miešacím zariadením 18. Pri otáčaní miešacieho zariadenia 18 v smere šípky D, napríklad okolo stredovej osi nádržky 20, prúdi voda pozdĺž nej uprostred nádržky 20 najskôr axiálne smerom nadol, to znamená kolmo na dno 22 nádržky. Nárazom na dno 22 nádržky sa potom prúdenie radiálne odchýli smerom von. Nadväzujúcim nárazom na steny 24 nádržky alebo tam pripadne usporiadané plochy 16 výparníka dôjde potom k odchýleniu prúdenia smerom nahor. Alternatívne je tiež mysliteľné každé iné vhodné usporiadanie miešacieho zariadenia 18 v nádržke 20 s adekvátne iným priebehom prúdenia, napríklad mimostredové usporiadanie miešacieho zariadenia 18, pri ktorom sa priebeh prúdenia principiálne rovná opísanému priebehu.

Z termodynamických hľadísk a na vyvolanie chladenia príslušného nápoja slúži voda vodného kúpeľa 12 ako akumulátor energie, ako aj ako prepravné médium, aby prenášalo teplo z nápojových rúrok k rúrkam 14 výparníka. Ako akumulátor energie sa voda používa na základe vytvorenia vrstvy ľadového plástu 30, ktorý sa vytvorí okolo rúrok 14 výparníka. Hovorí sa pritom o takzvanom ľadovom pláste, ktorého povrch zodpovedá ploche 16 výparníka. Entalpia tuhnutia vody, akumulovaná prechodom fáz, slúži na krátkodobé prekrytie výkonových špičiek a redukuje tým veľkosť výkonu chladiaceho obehového procesu. Podľa daného prípadu použitia môže byť výparník 14, 16 prevádzkovaný, ale tiež bez ľadového plástu 30, to znamená, že zariadenie na chladenie nápojov pracuje v takom prípade bez ľadového plástu.

Ako prepravné médium slúži voda pomocou prúdenia S, vyvolaného miešacím zariadením 18 vo vodnom kúpeli 12, ako bolo opísané. Prúdenie S vody má pritom za cieľ jednak vylepšiť prestup tepla z výparníka 14, 16, prípadne vrstvy ľadového plástu 30, do vody, ako aj z vody do nápojových rúrok. Jednak sa má prúdením S vody posilniť preprava lokálne ohriatej vody do chladnejších oblastí vodného kúpeľa 12.

Pokiaľ je reč o „vode“ ako akumulátore energie a prepravnom médiu, je tento pojem treba chápať ako zastupujúci pojem pre všetky iné vhodné médiá alebo fluidá, ktoré majú porovnateľné vlastnosti a funkcie a z hľadiska vynálezu rozvíjajú rovnaké účinky a poskytujú porovnateľné výsledky.

Pri takýchto zariadeniach na chladenie nápojov s ľadovým plástom a predovšetkým pri opísanom priebehu prúdenia S vody vo vodnom kúpeli 12 vzniká problém, že vplyvom kolmej zložky prúdenia vody, vztiahnuté na ľadový plást 30, môže dochádzať k postupnému vymieľaniu ľadového plástu 30. Ak opísaný priebeh prúdení S vody prebieha po dlhší čas, tvorí sa na ľadovom pláste 30 obrys vymieľania A, ako je príkladne znázornené na obr. 2. Ako je zrejmé, dochádza k takémuto vymieľaniu A predovšetkým v spodnej oblastí ľadového plástu 30, teda napríklad v blízkosti dna 22 nádržky. Na základe tohto vymieľania A sa prúdenie S vody už neodchýli o približne 90° smerom nahor, ale o uhol viac než 90°, prípadne dokonca o podstatne viac než 90°. To má za následok, že voda už neprúdi cez v podstate celú výšku ľadového plástu rovnobežne s plochami 16 výparníka, prípadne ľadovej vrstvy 30, ale že sa prúdenie skôr od týchto plôch odtrháva, to zname

SK 286909 Β6 ná, že prúdenie vody už pred hornou hranou ľadového plástu 30 zreteľne stráca bezprostredný kontakt s ľadovým plástom. Na základe vymieľania A môžu byť okrem toho vo vodnom kúpeli 12 vyvolávané turbulencie prúdenia, ktoré môžu mať tiež negatívne účinky.

Opísané efekty majú za následok, že sa plocha, na ktorej môže ohriata voda na ľadovej vrstve odovzdávať energiu, zmenší. Tým sa tepelný prenos medzi vodným kúpeľom a výparníkom, ale tiež medzi vodným kúpeľom a nápojovými rúrkami, zhorší, čím sa podmieni výkonová strata a celkovo znížený účinok zariadenia na chladenie nápojov. Ďalej môže na základe vymieľania A a redukcie hrúbky ľadového plástu v spodnej oblasti vodného kúpeľa dôjsť k skoršej destabilizácii ľadového plástu, čo môže mať medzi iným za následok zníženú špičkovú záťažovú kapacitu. Na základe chýbajúceho omývania ľadového plástu v hornej oblasti vodného kúpeľa, čo je opäť podmienené opísaným odtrhávaním prúdenia od ľadového plástu, môže okrem toho dochádzať k väčšej náchylnosti k zamŕzaniu horných nápojových rúrok.

Úlohou vynálezu je teda zabrániť uvedeným nevýhodám stavu techniky a predovšetkým zabrániť vymieľaniu ľadového plástu a spolu s tým spojeným nevýhodám.

Podstata vynálezu

Túto úlohu rieši zariadenie na chladenie nápojov, s nádržkou, ktorá je naplnená vodou, tvoriacou vodný kúpeľ, pričom vo vodnom kúpeli sú rúrky výparníka chladiaceho okruhu usporiadané vedľa seba tak, že tvoria aspoň jednu doskovitú plochu výparníka a vo vodnom kúpeli sú usporiadané nápojové rúrky, rozvádzajúce nápoj a vo vodnom kúpeli je tiež usporiadané miešacie zariadenie na ovplyvňovanie prúdenia vody, podľa vynálezu, ktorého podstata spočíva v tom, že má zariadenie na usmerňovanie prúdenia vody upravené tak, že voda prúdi tiež pozdĺž v podstate celej plochy výparníka a v podstate rovnobežne s ňou, pričom zariadenie na usmerňovanie prúdenia má dve ramená, ktoré sú spolu spojené pomocou v podstate oblúkovitého medzikusu, ktorého polomer zakrivenia je zvolený tak, že v prúdení vody vznikajú Taylor-Goertlerove pozdĺžne víry.

Podľa vynálezu sa zariadením na usmerňovanie prúdenia, usporiadaným v zariadení na chladenie nápojov, vedie nútené prúdenie vody aspoň čiastočne takým spôsobom, že voda v oblasti plôch výparníkov prúdi podľa možnosti v podstate rovnobežne s nimi, pričom toto prúdenie prebieha v podstate pozdĺž celej plochy výparníka. Ak je výparník prevádzkovaný s ľadovou vrstvou (ľadovým plástom), prebieha teda prúdenie v podstate rovnobežne s povrchom ľadového plástu a v podstate cez celú výšku alebo dĺžku ľadového plástu v nádržke.

Zariadením na usmerňovanie prúdenia podľa vynálezu sa teda zabraňuje tomu, aby sa prúdenie vody v oblasti plôch výparníka, pripadne ľadového plástu, od nich odtrhovalo a strácalo proti nim kontakt. Na základe nútene vedeného prúdenia vody sa ďalej zabraňuje vymieľaniu ľadového plástu a s tým spojeným uvedeným nevýhodám. Vedením prúdenia vody podľa vynálezu rovnobežne s ľadovým plástom a v podstate cez celú jeho dĺžku sa vyvolá predovšetkým zlepšený prestup tepla medzi vodou a ľadovým plástom/výparníkom, čím sa dosiahne zvýšený výkon a zlepšená účinnosť zariadenia na chladenie nápojov.

V prípade so zreteľom na obr. 1 a obr. 2 opísanému prúdeniu vody vo vodnom kúpeli, vyvolanému miešacím zariadením, je zariadenie na usmerňovanie prúdenia v podstate usporiadané na dne nádržky a má tvar, ktorý prúdenie vody v oblasti spodného konca plôch výparníka odchyľuje do smeru v podstate rovnobežného s plochami výparníka. Pritom je v zásade nevýznamné, ak sú steny nádržky a/alebo plochy výparníka, usporiadané v oblasti týchto stien alebo vnútri nádržky s odstupom proti stenám nádržky, usporiadané kolmo alebo pod určitým uhlom proti dnu nádržky. Tiež tvar, priebeh a usporiadanie dna nádržky sú v zásade nevýznamné. Plochy výparníka a/alebo steny nádržky, a/alebo dno nádržky môžu byť teda proti sebe v zásade usporiadané pod akýmkoľvek ľubovoľným uhlom.

Vo výhodnom príklade uskutočnenia vynálezu sú však plochy výparníka usporiadané v podstate kolmo proti v podstate rovinnému, vodorovne prebiehajúcemu dnu nádržky, pričom zariadenie na usmerňovanie prúdenia odchyľuje v tomto prípade prúdenie vody o uhol približne 90°.

Vo výhodnom príklade uskutočnenia vynálezu je zariadenie na usmerňovanie prúdenia vytvorené v tvare aspoň jedného rámového profilu alebo usmerňovacieho plechu, ktorý je namontovaný vo vodnom kúpeli na dne nádržky a/alebo v jeho blízkosti. Usmerňovači plech, pripadne rám, má prierez v podstate tvaru písmena L, pričom rameno plechu tvaru písmena L je orientované v podstate rovnobežne s plochou výparníka, a pričom druhé rameno plechu tvaru písmena L je orientované v podstate rovnobežne s dnom nádržky, výhodne vodorovne.

Vo výhodnom príklade uskutočnenia vynálezu má zariadenie na usmerňovanie prúdenia rámový profil, ktorý je usporiadaný radiálne vnútri plôch výparníka, pričom rameno, orientované v podstate rovnobežne s plochami výparníka, mierne prekrýva spodný koniec plôch výparníka.

V prvom prípade použitia, v ktorom plochy výparníka dosahujú v podstate až na dno nádržky, môže rámový profil priliehať na dno nádržky. Pritom na dno nádržky prilieha predovšetkým rameno rámového profilu, orientované v podstate rovnobežne s dnom nádržky. V ďalšom variante tohto príkladu uskutočnenia môže

SK 286909 Β6 mať zariadenie na usmerňovanie prúdenia tvar plochej vane s uzavretým dnom, ktorá je opäť umiestnená na dne nádržky. Alternatívne alebo doplnkovo k tomu môže byť usporiadaný jeden alebo viac výstupkov alebo výčnelkov na dne nádržky alebo dne vane, ktoré majú príslušný účinok.

Pri druhom prípade použitia môžu byť plochy výparníka usporiadané proti dnu nádržky a/alebo stenám nádržky s odstupom. Pritom neleží radiálne vnútri plôch výparníka usporiadaný rámový profil na dne nádržky, ale je usporiadaný zvýšene nad ním tak, že opäť rameno, orientované v podstate rovnobežne s plochami výparníka, mierne prekrýva spodný koniec plôch výparníka.

V tomto prípade je zariadenie na usmerňovanie prúdenia vytvorené a usporiadané takým spôsobom, že sa prúdenie vody v oblasti spodného konca plôch výparníka rozdeľuje takým spôsobom, že prúdenie vody prebieha tak radiálne vnútri plôch výparníka, ako i radiálne mimo ne. Výhody rámového profilu, prípadne usmerňovacieho plechu, z hľadiska techniky prúdenia, sa teda využívajú nielen na jednej strane, ale na oboch stranách ľadového plástu, to znamená na radiálne smerom dovnútra smerujúcej, ako aj radiálne smerom von smerujúcej strane ľadového plástu, tým, že sa prúd vody dopadajúci kolmo na vnútornú plochu ľadového plástu delí a potom sa vedie tak za (zvonka) ako i pred (vnútri) ľadový plást pozdĺž povrchov ľadového plástu. Tým sa plocha ľadového plástu, pripadne výparníka, prenášajúca teplo, približne zdvojnásobí, takže týmito opatreniami sa vyvolá ešte viac zlepšený prenos tepla medzi vodou a ľadovým plástom/výparnikom, čim sa ďalej dosiahne zvýšený výkon a zlepšená účinnosť zariadenia na chladenie nápojov.

V naposledy uvedenom, druhom prípade použitia, pri ktorom sú plochy výparníka usporiadané s odstupom proti dnu nádržky a/alebo stenám nádržky, môže mať zariadenie na usmerňovanie prúdenia druhý rámový profil, ktorý je usporiadaný pod a/alebo aspoň čiastočne radiálne mimo plochy výparníka. Tento rámový profil môže opäť priliehať ku dnu nádržky, pričom tu potom predovšetkým rameno rámového profilu, orientované v podstate rovnobežne s dnom nádržky, prilieha ku dnu nádržky. Miesto druhého rámového profilu sa môže opäť použiť plochá vaňa s uzavretým dnom. Ďalej môže byť druhý rám spojený s prvým rámom do jednotného celkového útvaru, takže sa môže zariadenie na usmerňovanie prúdenia použiť do nádržky zariadenia na chladenie nápojov ako jeden konštrukčný diel.

V zásade je pri tvarovaní všetkých opísaných príkladov uskutočnení zariadenia na usmerňovanie prúdenia treba dbať na to, aby odchyľovanie prúdenia vody v oblasti spodného konca plochy výparníka prebiehalo takým spôsobom, že hlavný smer prúdenia prebieha po opustení zariadenia na usmerňovanie prúdenia rovnobežne s plochami výparníka, prípadne ľadového plástu.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Ďalšie detaily a prednosti vynálezu sú v ďalšom bližšie opísané a objasnené na príkladoch jeho uskutočnenia podľa nasledujúceho opisu a pripojených výkresov, ktoré znázorňujú na obr. 1 schematicky v priereze zariadenie na chladenie nápojov zo stavu techniky, na obr. 2 schematicky v priereze zariadenie na chladenie nápojov zo stavu techniky, pričom je predovšetkým znázornený efekt vymieľania ľadového plástu, na obr. 3 schematicky v priereze zariadenie na chladenie nápojov podľa vynálezu, na obr. 4 schematicky v priereze iný príklad uskutočnenia zariadenia na chladenie nápojov podľa vynálezu, na obr. 5 perspektívny pohľad na zariadenie na usmerňovanie prúdenia podľa vynálezu, na obr. 6 v priereze rôzne tvary vyhotovení zariadenia na usmerňovanie prúdenia podľa vynálezu, na obr. 7 schematicky v priereze ďalší príklad uskutočnenia zariadenia na chladenie nápojov podľa vynálezu, a na obr. 8 dva perspektívne pohľady na zariadenie na usmerňovanie prúdenia podľa príkladu uskutočnenia zariadenia na chladenie nápojov podľa vynálezu, znázorneného na obr. 7.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Zariadenie na chladenie nápojov má predovšetkým znaky, ktoré boli opísané so zreteľom na obr. 1, na ktorý sa v ďalšom odkazuje.

Obr. 3 znázorňuje zariadenie na chladenie nápojov, ktoré zodpovedá zariadeniu na chladenie nápojov, znázornenému na obr. 1, pričom rovnaké znaky sú označené rovnakými vzťahovými značkami. Predovšetkým však má teraz zariadenie na chladenie nápojov v prvom príklade uskutočnenia zariadenie 40 na usmerňovanie prúdenia, ktoré je usporiadané na dne 22 nádržky. Zariadením 40 na usmerňovanie prúdenia je predovšetkým rám alebo usmerňovači plech vo forme rámového profilu 40a prúdenia, ktorý je v perspektíve znázornený na obr. 5 a v priereze v rôznych tvaroch uskutočnenia na obr. 6.

Rozhodujúce pre funkciu rámu alebo rámového profilu 40a je jednak jeho poloha relatívne proti najspodnejšej rúrke 14a výparníka v ľadovom pláste 30, prípadne proti najspodnejšej vrstve rúrok 14 výparníka, ak sú tieto napríklad usporiadané okolo stien 24 nádržky 20. Rozhodujúce pre funkciu rámu alebo rámového profilu 40a sú jednak tvar a rozmery rámového profilu. V zásade musí tvar profilu viesť v podstate k pravo

SK 286909 Β6 uhlému odchyľovaniu prúdenia vody, pozri obr. 3, obr. 5 a obr. 6, ak sa predpokladá, že hlavné prúdenie prebieha pred odchýlením rovnobežne s dnom 22 nádržky, ako bolo opísané so zreteľom k obr. 1. Pri tomto tvare uskutočnenia vedie pravouhlé odchýlenie prúdenia S vody k tomu, že voda po odchýlení v podstate prúdi pozdĺž celej plochy 16 výparníka, prípadne ľadového plástu, a v podstate prúdi rovnobežne s ňou.

Čo sa týka tvaru a rozmerov rámu alebo rámového profilu 40a, tak sa odkazuje na obr. 6, pričom jednotlivé znázornenia (A), (B) a (C) predstavujú rôzne tvary uskutočnenia. V zásade je treba tvar rámu zvoliť tak, aby odchýlenie prúdenia bolo uskutočnené čo možno hladko, homogénne a plynulo, bez toho, aby vznikli turbulencie prúdenia alebo vzdutia vody. Rámový profil 40a má prierez v podstate tvaru písmena L, pri ktorom horné rameno 42, priradené ploche 16 výparníka alebo ľadového plástu 30, zviera so spodným ramenom 44, priradeným dnu 22 nádržky, v podstate pravý uhol (uhol β - cca 90°).

Variant podľa obr. 6 (A) predstavuje najjednoduchšie tvarovanie rámového profilu 40a, ktoré plní uvedené požiadavky len nedostatočne. Prednostne by mali byť zvolené tvary podľa obr. 6 (B) alebo (C). Pri tvare uskutočnenia podľa obr. 6 (C) prechádza horné rameno 42 do spodného ramena 44 cez v podstate oblúkovitý medzikus. Pritom polomer R významne ovplyvňuje kvalitu odchyľovania a je potrebné ho zvoliť tak veľký, ako je to len možné. Pri tvare uskutočnenia podľa obr. 6 (B) prechádza horné rameno 42 do spodného ramena 44 cez šikmý medzikus, pričom skosenie je proti dnu 22 nádržky, prípadne spodnému ramenu 44, sklonené pod uhlom a. Na dosiahnutie správneho odchyľovania prúdenia by sa mal uhol a približne rovnať 45° a skosenie by malo byť čo najdlhšie. Oproti tvaru uskutočnenia podľa obr. 6 (C) nahradzuje šikmý medzikus podľa obr. 6 (B) zjednodušene polomer R, čo je predovšetkým z výrobne technického hľadiska to jednoduchšie riešenie,

Odchyľovaním prúdenia vody predovšetkým na plynulo zakrivenej ploche rámu alebo usmerňovacieho plechu prúdenia, napríklad adekvátne tvaru uskutočnenia podľa obr. 6 (C), môžu byť v prúdení vyvolávané takzvané Taylor-Goertlerove pozdĺžne víry. Takéto pozdĺžne víry môžu vznikať pri superpozícii rozhrania steny s odstredivými silami, ako k tomu dochádza pri pretekaní usmerňovacieho plechu. Také pozdĺžne víry môžu mať predovšetkým pozitívny vplyv na prestup tepla.

Pri inom tvare uskutočnenia je mysliteľné, že plochy 16 výparníka, prípadne ľadového plástu 30, nie sú proti dnu 22 nádržky usporiadané kolmo (β = 90°), ale pod uhlom väčším alebo menším než 90°. V tomto prípade musí byť horné rameno 42 rámového profilu 40a orientované opäť rovnobežne s plochou 16 výparníka, prípadne ľadového plástu 30, to znamená, že tvorí so spodným ramenom 44 rámového profilu 40a rovnaký uhol, aký je vytvorený medzi plochou 16 výparníka, prípadne ľadového plástu 30, a dnom 22 nádržky. Vychádzajúc z usporiadania rámového profilu 40a prúdenia, znázorneného na obr. 3, mala by byť v podstate na dne 22 nádržky alebo v jeho oblasti, čo sa týka dĺžky horného ramena 42 a spodného ramena 44, rámového profilu 40a, zvolená dĺžka h horného ramena 42 výhodne tak, že horné rameno 42 výhodne prekrýva 25 % až 50 % priemeru najspodnejšej rúrky 14a výparníka plochy 16 výparníka, prípadne najspodnejšej vrstvy rúrok 14 výparníka. DÍžka h teda závisí od usporiadania výparníka v nádržke 20 a predovšetkým od výšky najspodnejšej rúrky 14a výparníka nad dnom 22 nádržky, pričom referenčným bodom polohy výparníka v nádržke sa typicky volí bod s najväčším odstupom proti dnu 22 nádržky. DÍžka t spodného ramena 44 je výhodne približne 0,25- až 0,5-násobok dĺžky h horného ramena 42.

V príklade uskutočnenia na obr. 6 by mal uhol β medzi horným ramenom 42 a spodným ramenom 44 zariadenia 40 na usmerňovanie prúdenia vo forme usmerňovacieho rámu robiť výhodne 90°, čím sa dosiahne pravouhlého, proti ploche 16 výparníka, prípadne ľadového plástu 30, rovnobežne prebiehajúceho odchyľovania prúdenia. Ak sa uhol β zvolí väčší než 90°, dochádza v ľadovom pláste 30 k vymieľacím efektom, ako už boli vysvetlené so zreteľom na obr. 2. Tým by sa úloha podľa vynálezu riešila len nedostatočne a účinnosť zariadenia na usmerňovanie prúdenia by sa zvýšila len čiastočne. Ak sa uhol β zvolí menší než 90°, tak sa úloha podľa vynálezu rieši tiež nedostatočne, pretože prúdenie vody by sa po odchýlení odtrhovalo od plôch výparníka, prípadne ľadového plástu 30, prípadne by sa od nich vzďaľovalo. Tým by sa prestup tepla medzi vodou a výparníkom opäť zhoršil, čím by sa výkon a účinnosť zariadenia na chladenie nápojov zase zredukovali.

Minimálny odstup zariadenia 40 na usmerňovanie prúdenia od hada výparníka vyplýva z minimálneho odstupu X medzi rúrkami 14 výparníka a tu neznázomenými rúrkami na rozvádzanie nápojov. Ako typická správna hodnota by sa mal pre tento odstup voliť 0,5- až 0,7-násobok odstupu X.

Adekvátne konštrukcii nádržiek na chladenie nápojov s obdĺžnikovým pôdorysom, ktorá v technike nápojov prevláda, by malo mať zariadenie na usmerňovanie prúdenia tiež obdĺžnikový pôdorys, ako je to pre zariadenie 40 na usmerňovanie prúdenia príkladne znázornené na obr. 5. Pri takomto uskutočnení je i v rohových oblastiach nádržky zaistené vedenie prúdenia vody. Vplyvom výhodne v podstate hranatej konštrukcie rámu a polomerov ohybu rúrok výparníka v rohoch nádržky dochádza k silnému vymieľaniu v rohových oblastiach ľadového plástu. To tu však má tú výhodu, že oblasti, ohrozené na základe zamrznutia normálne najviac, sú lepšie chránené.

Ako alternatívu k obdĺžnikovému tvaru nádržky na chladenie nápojov a usmerňovaciemu rámu prúdenia môžu mať nádržka a usmerňovači rám prúdenia každý iný vhodný pôdorys, napríklad v podstate kruhový

SK 286909 Β6 pôdorys. Pre tvar a rozmery usmerňovacieho rámu prúdenia môže pritom v podstate analogicky platiť to, čo bolo opísané so zreteľom na obr. 6 (A) až obr. 6 (C).

Podľa iného príkladu uskutočnenia vynálezu môže byť zariadenie 50 na usmerňovanie prúdenia tvorené jedným alebo viacerými výstupkami na dne 22 nádržky 20, ako je to príkladne znázornené na obr. 4. Predovšetkým môže byť výstupok výčnelkom, vyčnievajúcim do vnútorného priestoru nádržky, drážkou alebo žliabkom na dne nádržky. Pritom musí mať výstupok opäť rameno, ktoré je orientované v podstate rovnobežne s plochou 16 výparníka, prípadne ľadového plástu 30, aby sa prúdenie vody opäť odchyľovalo takým spôsobom, že voda opäť prúdi v podstate rovnobežne s plochou 16 výparníka, prípadne ľadového plástu 30, a výhodne v podstate pozdĺž jeho celej plochy. V príklade uskutočnenia podľa obr. 4 spôsobuje radiálne vnútorné rameno výčnelku odchýlenie prúdenia vody smerom nahor. Pritom výstupok, prípadne výčnelok, zase mierne prekrýva spodný koniec plochy výparníka, prípadne ľadového plástu 30, ako už bolo principiálne opísané so zreteľom k hornému, v podstate kolmo usporiadanému hornému ramenu 42 rámového profilu 40a tvaru písmena L.

Pri alternatíve príkladu uskutočnenia podľa obr. 4 je výčnelok alebo výstupok usporiadaný radiálne na najkrajnejšej pozícii dna 22 nádržky, teda v spodnom, vonkajšom rohu nádržky, takže sa bezprostredne nachádza pod plochou výparníka, pripadne ľadového plástu 30. Radiálne vnútorné rameno výčnelku môže pritom do istej miery tvoriť predĺženie plochy 16 výparníka, prípadne ľadového plástu 30 smerom nadol, pričom odchyľovanie prúdenia S vody smerom nahor je opäť spôsobené týmto ramenom, orientovaným rovnobežne s plochou 16 výparníka, prípadne ľadového plástu 30. Aby odchyľovanie prebiehalo čo možno hladko a homogénne, môže toto rameno v oboch opísaných prípadoch príkladu uskutočnenia podľa obr. 4 opäť prechádzať do dna 22 nádržky cez oblúkovitý alebo šikmý medzikus, ako to bolo principiálne vysvetlené so zreteľom na obr. 6 (B) a obr. 6 (C).

Použitie zariadenia 40 na usmerňovanie prúdenia má oproti výstupkom alebo výčnelkom na dne nádržky výhodu, že prevádzka zariadenia na chladenie nápojov môže byť uskutočňovaná individuálne a flexibilne, tým, že sa môžu do rovnakého chladiaceho zariadenia použiť podľa potreby rôzne veľké zariadenia 40 na usmerňovanie prúdenia vo forme usmerňovacích rámov. Naproti tomu sú výčnelky tuhé a spojené do jedného kusu s nádržkou. Ďalej, výroba usmerňovacieho rámu prúdenia, nezávisle od nádobky na chladenie nápojov, je výrobne technicky jednoduchšia než výroba výčnelkov alebo výstupkov na dne nádržky. V prípade rúrok alebo hadov výparníka, usporiadaných po obvode nádržky, musí byť i výčnelok príslušným spôsobom všeobecne usporiadaný po obvode dna nádržky, čo z výrobne technického hľadiska môže byť tiež problematické.

Pri príkladoch uskutočnení zariadenia na chladenie nápojov podľa vynálezu, opísaných skôr so zreteľom na obr. 3 a obr. 4, sú plochy výparníka, prípadne ľadového plástu, usporiadané v podstate na stenách nádržky a dosahujú v podstate až na dno nádržky. Rámový profil usporiadaný radiálne vnútri plôch výparníka môže v tomto prípade priliehať na dno nádržky. Naproti tomu sú v ďalšom príklade uskutočnenia zariadenia na chladenie nápojov podľa vynálezu, ktoré je znázornené na obr. 7 a obr. 8, usporiadané plochy 16 výparníka, prípadne ľadového plástu, s odstupmi odo dna 22 nádržky a stien 24 nádržky. V tomto prípade neprilieha radiálne vnútri plôch výparníka usporiadaný rámový profil 40a na dno 22 nádržky, ale je usporiadaný zvýšene nad ním takým spôsobom, že opäť horné rameno 42, orientované v podstate rovnobežne s plochami 16 výparníka, prekrýva spodný koniec plôch 16 výparníka. V ostatnom zodpovedá príklad uskutočnenia, znázornený na obr. 7, v podstate zariadeniu na chladenie nápojov, znázornenému na obr. 3 až obr. 6, pričom rovnaké znaky sú vyznačené rovnakými vzťahovými značkami. Predovšetkým rámový profil 40a z obr. 7 zodpovedá rámovému profilu znázornenému na obr. 5 a obr. 6, takže to, čo bolo uvedené v súvislosti s týmito obrázkami, platí i pre príklad uskutočnenia na obr. 7.

Pomocou usmerňovacieho plechu vo forme rámového profilu 40a prúdenia podľa obr. 7 sa dosahuje kontrolovaného prúdenia S vody na oboch stranách ľadového plástu 30, tým, že prúdenie S vody, prúdiace v podstate rovnobežne s dnom 22 nádržky a v podstate kolmo na ľadový plást 30, prípadne na vnútornú plochu 16 výparníka, pripadne ľadového plástu 30, sa v oblasti spodného konca plochy 16 výparníka, prípadne ľadového plástu 30, rozdeľuje takým spôsobom, že časť prúdenia S vody sa vedie pozdĺž radiálne smerom dovnútra smerujúcej plochy 16 výparníka, teda do istej miery vnútri pred ľadovým plástom 30 pozdĺž tejto plochy 16 výparníka, prípadne ľadového plástu 30, smerom nahor, zatiaľ čo druhá časť prúdenia S vody sa vedie smerom nahor medzi stenou 24 nádržky a radiálne smerom von smerujúcou plochou 16 výparníka, teda do istej miery zvonka za ľadovým plástom 30 pozdĺž tejto plochy 16 výparníka, prípadne ľadového plástu 30. Stena 24 nádržky tým tvorí spolu so smerom von smerujúcou plochou 16 výparníka do istej miery vodiacu dráhu alebo kanál na príslušné čiastkové prúdenie vody. Ako už bolo vysvetľované, tak sa týmto tvarom uskutočnenia plocha ľadového plástu 30, prípadne výparníka, prenášajúca teplo, približne zdvojnásobí. V najpriaznivejších prípadoch môže byť obtekaná ľadová plocha dokonca viac než zdvojnásobená.

Ako je znázornené na obr. 7, môže byť vedľa rámového profilu 40a doplnkovo usporiadaný druhý rámový profil 40b, ktorý je usporiadaný pod a aspoň čiastočne radiálne mimo ľadový plást 30, pripadne plochu 16 výparníka, prípadne ľadového plástu 30. Tento druhý rámový profil 40b môže priliehať na dno 22 nádržky a môže zlepšovať vedenie a odchyľovanie onoho čiastkového prúdenia vody, ktoré tečie medzi stenou 24 nádržky a radiálne smerom von smerujúcou plochou 16 výparníka. Druhý rámový profil 40b môže v podstate zodpovedať rámovému profilu 40a znázornenému na obr. 5 a obr. 6, takže analogicky i pre druhý rámový profil 40b platí to isté, čo už bolo uvedené v súvislosti s týmito obrázkami.

Pokiaľ druhý rámový profil 40b nie je použitý, tak sa vedenie a odchyľovanie príslušného čiastkového prúdenia vody realizuje spodnými rohmi nádržky 20, teda prechodom medzi dnom 22 nádržky a stenami 24 nádržky. Tento prechod musí byť potom vytvorený zodpovedajúcim vhodným spôsobom. V oboch prípadoch musí byť rámový profil 40a udržovaný s odstupom nad dnom 22 nádržky, prípadne druhým rámovým profilom 40b, vhodnými rozpernými prostriedkami.

Druhý rámový profil 40b môže byť spojený s rámovým profilom 40a do celkového útvaru, ako je to ukázané v oboch znázorneniach na obr. 8. V tomto prípade je zariadením 40 na usmerňovanie prúdenia dvojitý usmerňovači rám alebo usmerňovači plech, ktorý môže byť do nádržky 20 zariadenia na chladenie nápojov použitý ako jednotný konštrukčný diel.

V ďalšom príklade uskutočnenia zariadenia na chladenie nápojov podľa vynálezu, ktoré nie je na obrázkoch znázornené, môže byť zariadenie 40 na usmerňovanie prúdenia tvorené stenou, ktorá je v nádržke 20 usporiadaná radiálne vnútri plôch 16 výparníka a s odstupom, v podstate rovnobežne s nimi, pričom sa stena rozprestiera v podstate pozdĺž celej dĺžky plochy 16 výparníka alebo z väčšej časti od nej. Stena tvorí spoločne s plochou 16 výparníka do istej miery vodiacu dráhu alebo kanál na prúdenie vody, ktoré tým prebieha vždy rovnobežne s plochou ľadového plástu a nemôže sa od nej odtrhnúť.

Claims (17)

1. Zariadenie na chladenie nápojov, s nádržkou (20), ktorá je naplnená vodou, tvoriacou vodný kúpeľ (12), pričom vo vodnom kúpeli (12) sú rúrky (14) výparníka chladiaceho okruhu usporiadané vedľa seba tak, že tvoria aspoň jednu doskovitú plochu (16) výparníka, pričom vo vodnom kúpeli (12) sú usporiadané nápojové rúrky, rozvádzajúce nápoj, a vo vodnom kúpeli (12) je usporiadané miešacie zariadenie (18) na ovplyvňovanie prúdenia (S) vody, vyznačujúce sa tým, že má zariadenie (40; 50) na usmerňovanie prúdenia (S) vody tiež pozdĺž v podstate celej plochy (16) výparníka a v podstate rovnobežne s ňou, pričom zariadenie (40; 50) na usmerňovanie prúdenia má horné rameno (42) a spodné rameno (44), ktoré sú spolu spojené pomocou v podstate oblúkovitého medzikusu s polomerom (R) zakrivenia na vznik TaylorGoertlerových pozdĺžnych vírov v prúdení (S) vody.

2. Zariadenie na chladenie nápojov podľa nároku 1, pri ktorom sú plochy (16) výparníka usporiadané v podstate na stenách (24) nádržky (20) a pri ktorom je miešacie zariadenie (18) upravené na smerovanie prúdenia vody v nádržke (20) axiálne smerom nadol, na dne (22) nádržky (20) radiálne smerom von a následne v oblasti stien (24) nádržky (20) smerom nahor, vyznačujúce sa tým, že zariadenie (40; 50) na usmerňovanie prúdenia je v podstate usporiadané na dne (22) nádržky a je upravené na odchyľovanie prúdenia (S) vody v oblasti spodného konca plôch (16) výparníka do smeru v podstate rovnobežného s plochami (16) výparníka.

3. Zariadenie na chladenie nápojov podľa nároku 1 alebo 2, vyznačujúce sa tým, že plochy (16) výparníka sú usporiadané v podstate kolmo na dno (22) nádržky a že zariadenie (40; 50) na usmerňovanie prúdenia odchyľuje prúdenie (S) vody o uhol (β) približne 90°.

4. Zariadenie na chladenie nápojov podľa nároku 2 alebo 3, vyznačujúce sa tým, že zariadenie (40) na usmerňovanie prúdenia má aspoň jeden rámový profil (40a, 40b) s prierezom v podstate tvaru písmena L, ktorého horné rameno (42) je orientované v podstate rovnobežne s plochami (16) výparníka a ktorého spodné rameno (44) je orientované v podstate rovnobežne s dnom (22) nádržky.

5. Zariadenie na chladenie nápojov podľa nároku 4, vyznačujúce sa tým, že zariadenie (40) na usmerňovanie prúdenia má rámový profil (40a), ktorý je radiálne usporiadaný vnútri plôch (16) výparníka, pričom horné rameno (42), orientované v podstate rovnobežne s plochami (16) výparníka, prekrýva spodný koniec plôch (16) výparníka.

6. Zariadenie na chladenie nápojov podľa nároku 4 alebo 5, vyznačujúce sa tým, že plochy (16) výparníka dosahujú v podstate až ku dnu (22) nádržky a spodné rameno (44), orientované v podstate rovnobežne s dnom (22) nádržky, prilieha ku dnu (22) nádržky.

7. Zariadenie na chladenie nápojov podľa nároku 4 alebo 5, vyznačujúce sa tým, že plochy (16) výparníka sú usporiadané s odstupmi od dna (22) nádržky a/alebo stien (24) nádržky a zariadenie (40) na usmerňovanie prúdenia má druhý rámový profil (40b), ktorý je usporiadaný pod a/alebo aspoň čiastočne radiálne mimo plochy (16) výparníka.

8. Zariadenie na chladenie nápojov podľa nároku 7, vyznačujúce sa tým, že spodné rameno (44) druhého rámového profilu (40b), orientované v podstate rovnobežne s dnom (22) nádržky, prilieha ku dnu (22) nádržky.

SK 286909 Β6

9. Zariadenie na chladenie nápojov podľa niektorého z nárokov 4 až S, vyznačujúce sa tým, že zariadenie (40) na usmerňovanie prúdenia je upravené na rozdelenie prúdenia (S) vody v oblasti spodného konca plôch (16) výparníka tak radiálne vnútri ako aj radiálne zvonka plôch (16) výparníka.

10. Zariadenie na chladenie nápojov podľa nárokov 2 alebo 3,vyznačujúce sa tým, že zariadenie (50) na usmerňovanie prúdenia je tvorené aspoň jedným výstupkom na dne (22) nádržky, predovšetkým aspoň jedným, do vnútorného priestoru nádržky vyčnievajúcim výčnelkom, pričom výstupok má rameno, ktoré je orientované v podstate rovnobežne s plochou (16) výparníka.

11. Zariadenie na chladenie nápojov podľa niektorého z nárokov 4až 10, vyznačujúce sa tým, že plochy (16) výparníka sú tvorené nad sebou usporiadanými rúrkami (14) výparníka a horné rameno (42), orientované v podstate rovnobežne s plochami (16) výparníka, má dĺžku (h) takú, že pri usporiadam radiálne vnútri plôch (16) výparníka prekrýva výhodne 25 % až 50 % priemeru najspodnejšej rúrky (14a) výparníka plôch (16) výparníka.

12. Zariadenie na chladenie nápojov podľa nároku 11, vyznačujúce sa tým, že spodné rameno (44), orientované v podstate rovnobežne s dnom (22) nádržky, má dĺžku (t), ktorá je približne 0,25 až 0,5-násobkom dĺžky (h) horného ramena (42).

13. Zariadenie na chladenie nápojov podľa niektorého z nárokov 1 až 12, vyznačujúce sa tým, že nádržka (20) a zariadenie (40) na usmerňovanie prúdenia majú v podstate obdĺžnikový pôdorys.

14. Zariadenie na chladenie nápojov podľa niektorého z nárokov 1 až 12, vyznačujúce sa tým, že nádržka (20) a zariadenie (40) na usmerňovanie prúdenia majú v podstate kruhový pôdorys.

15. Zariadenie na chladenie nápojov podľa niektorého z nárokov 6, 7 alebo 8, vyznačujúce sa tým, že zariadenie (40) na usmerňovanie prúdenia má vaňu s uzavretým dnom.

16. Zariadenie na chladenie nápojov podľa niektorého z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúce sa t ý m , že zariadenie (40) na usmerňovanie prúdenia má radiálne vnútri plôch (16) výparníka a s odstupom v podstate rovnobežne s plochami (16) výparníka usporiadanú stenu.

17. Zariadenie na chladenie nápojov podľa niektorého z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúce sa t ý m , že na rúrkach (14) výparníka je vytvorená ľadová vrstva, pričom plochy (16) výparníka, tvorené rúrkami (14) výparníka, sú ľadovými plochami tvoriacimi ľadový plást (30).