Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kühlung von Flüssigkeiten für die Getränkebereitung gemäss dem Patentanspruch 1.
Vorrichtungen dieser Art werden insbesondere im Bereich der Getränkezubereitung verwendet, beispielsweise zur Bereitstellung und zur Kühlung von Milch. Besonders im Bereich der Heimanwendungen können derartige Geräte als Ergänzung zu bereits vorhandenen Getränkebereitungsmaschinen, wie Kaffeeautomaten etc., eingesetzt werden.
Es sind Vorrichtungen bekannt, bei denen die zu kühlende Flüssigkeit in eine in einem isolierten Behälter angebrachte Wanne eingefüllt wird, wobei die Wanne von unten von einem Peltier-Element gekühlt wird. Nachteilig ist hier, dass diese Vorrichtungen meist relativ gross und unhandlich sind und die zuverlässige Kühlung der oberen Flüssigkeitschichten nicht immer gewährleistet ist.
Aus der FR-2 726 452 ist eine Vorrichtung zur Verwendung in einem Fahrzeug bekannt, mit der Flüssigkeiten mittels eines Peltier-Elements sowohl geheizt als auch gekühlt werden können. Dabei wird eine Flüssigkeit in einem Behälter über einen am Boden des Behälters liegenden metallischen Wärmeleitkörper und ein an der Unterseite des Wärmeleitkörpers angebrachtes Peltier-Element geheizt oder gekühlt. Der Wärmeleitkörper hat dabei Rippen, die von unten in die zu erwärmende oder zu kühlende Flüssigkeit hineinragen. Auch diese Vorrichtung hat den Nachteil, dass die oberen Flüssigkeitsschichten wegen der Kühlung von unten möglicherweise nicht genügend gekühlt werden.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zur Kühlung von Flüssigkeiten für die Getränkebereitung anzugeben, die eine zuverlässige Kühlung aller Flüssigkeitsschichten gewährleistet.
Des Weiteren soll die Vorrichtung bezüglich Kühlleistung und elektrischem Energieverbrauch möglichst optimale Werte erzielen und zudem für den Heimgebrauch geeignet sein.
Die Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 genannten Merkmale gelöst. Erzeugte Kälte wird auf möglichst direktem Weg und mit minimalem Kälteverlust in die zu kühlende Flüssigkeit geleitet, indem ein Peltier-Element in einem Kontaktbereich thermisch gut leitend mit einem Kühlkörper in Kontakt steht und der Kühlkörper von oben her in die zu kühlende Flüssigkeit eintaucht.
Da der Kühlkörper von oben in die zu kühlende Flüssigkeit eintaucht, werden die oberen Flüssigkeitsschichten zuerst gekühlt. Aufgrund der physikalischen Verhältnisse sinken kühlere Flüssigkeitsschichten dann auf den Grund des Gefässes. Deshalb wird insgesamt eine viel gleichmässigere und zuverlässigere Abkühlung aller Flüssigkeitsschichten erreicht.
Mit einer Temperaturregelung wird erreicht, dass eine optimale Milchkühlung bei minimalem Energieverbrauch möglich wird. Zur Temperaturregelung wird ein Temperaturfühler vorzugsweise im Kontaktbereich zwischen dem Peltier-Element und dem Kühlkörper angeordnet. Mit der Temperaturregelung wird also auch erreicht, dass nicht ununterbrochen, sondern nur bei Bedarf gekühlt wird und die zu kühlende Flüssigkeit nicht gefriert.
Ein besonders wichtiger Aspekt für die Anwendung eines derartigen Gerätes im Heimbereich ist die leichte Handhabung im täglichen Umgang. Die Vorrichtung ist deshalb zwecks Reinigung oder Wartung ohne Einsatz von Werkzeugen modulweise oder in Teile zerlegbar. Insbesondere kann der Kühlkörper zwecks Reinigung oder Wartung ohne weiteres von den elektrischen Teilen der Vorrichtung (Temperaturfühler, Thermokühler mit Lüfter und Peltier-Element) getrennt werden.
Im Folgenden wird eine Ausführungsform der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 einen schematischen Querschnitt durch eine erfindungsgemässe Vorrichtung zum Kühlen von Flüssigkeiten, Fig. 2 einen schematischen Teil-Längsschnitt durch die Vorrichtung gemäss Fig. 1 und Fig. 3 eine schematische Draufsicht auf die Vorrichtung gemäss Fig. 1.
In der Fig. 1 ist ein schematischer Querschnitt durch eine erfindungsgemässe Vorrichtung zum Kühlen von Flüssigkeiten gezeigt. Ein Behälter 1 dient zur Aufnahme einer zu kühlenden Flüssigkeit. Auf den Behälter 1 aufgesetzt ist eine Behälterabdeckung 2. Sowohl der Behälter 1 wie auch die Behälterabdeckung 2 sind vorzugsweise aus Kunststoff, Letzterer vorteilhaft sogar aus einem transparenten Kunststoff. Einsetzbar in die Behälterabdeckung 2 ist ein metallischer Kühlkörper 3, der so dimensioniert ist, dass er bei gefülltem Behälter bis zu mindestens etwa <3>/ 4 von oben her in die zu kühlende Flüssigkeit eintaucht. Dadurch wird erreicht, dass im Betrieb eine möglichst grosse Fläche des Kühlkörpers 3 in direkten Kontakt mit der Flüssigkeit kommt.
Selbstverständlich kann die Oberfläche des Kühlkörpers zur weiteren Erhöhung der Kälteleitfähigkeit durch geeignete Formgebung, beispielsweise durch zusätzliche Rippen (nicht dargestellt), weiter vergrössert werden.
Auf den Kühlkörper 3 aufgesetzt ist ein Thermokühler 4 mit Lüfter, an dessen Unterseite ein Peltier-Element 5 angebracht ist. Das Peltier-Element 5 steht in einem Kontaktbereich 6 thermisch gut leitend mit dem Kühlkörper 3 in Kontakt. Ebenfalls im Kontaktbereich 6 angeordnet ist ein Temperaturfühler 7, der für eine Temperaturregelung verwendet wird. Zwecks Verbesserung der Übersichtlichkeit sind die weiteren elektrischen und elektronischen Komponenten zur Speisung des Thermokühlers 4 und zur Temperaturregelung nicht dargestellt.
In der Behälterabdeckung 2 befindet sich ein Durchgang 8 zur Entnahme der Flüssigkeit. In diesen Durchgang 8 kann ein (nicht dargestelltes) Ansaugrohr oder dergleichen eingesteckt oder eingeführt werden. Die Behälterabdeckung 2 ist ausserdem in Teilen mit einer Wärmeisolation 9 versehen. Diese soll verhindern, dass Kälte statt an den Kühlkörper 3 an die Umgebungsluft abgegeben wird.
Die Fig. 2 zeigt einen schematischen Teil-Längsschnitt durch die Vorrichtung. In Position gehalten wird der Thermokühler 4 durch eine geeignete Haltevorrichtung 10 (z.B. ein leicht aufsetzbarer Spannbügel).
Die Fig. 3 zeigt schliesslich noch zur Verdeutlichung eine schematische Draufsicht auf die Vorrichtung.
Der Thermokühler 4 mit Lüfter und Peltier-Element 5 kann dabei ohne weiteres ein fertiges käufliches Bauteil sein, das mit Ausnahme des Anschlusses der Temperaturregelung, falls eine solche nicht auch schon integriert ist, direkt verwendet wird.
Alle Bestandteile sind zudem so ausgeformt (nicht dargestellt), dass die Vorrichtung zwecks Reinigung oder Wartung ohne Einsatz von Werkzeugen entweder modulweise oder in Teile zerlegbar ist. So kann insbesondere der Kühlkörper 3 zwecks Reinigung oder Wartung von den elektrischen Teilen der Vorrichtung (Thermokühler 4, Peltier-Element 5, Temperaturfühler 7) leicht getrennt werden, da er lediglich in die Behälterabdeckung 2 eingelegt ist. Bezugsziffernliste:
1 Behälter 2 Behälterabdeckung 3 Kühlkörper 4 Thermokühler mit Lüfter 5 Peltier-Element 6 Kontaktbereich 7 Temperaturfühler 8 Durchgang 9 Wärmeisolation 10 Haltevorrichtung (Spannbügel)
The invention relates to a device for cooling liquids for beverage preparation according to claim 1.
Devices of this type are used in particular in the field of beverage preparation, for example for the provision and cooling of milk. Especially in the field of home applications such devices can be used as a supplement to existing beverage preparation machines, such as coffee machines, etc.
Devices are known in which the liquid to be cooled is introduced into a trough mounted in an insulated container, the trough being cooled from below by a Peltier element. The disadvantage here is that these devices are usually relatively large and bulky and reliable cooling of the upper fluid layers is not always guaranteed.
From FR-2 726 452 a device for use in a vehicle is known, with which liquids can be both heated and cooled by means of a Peltier element. In this case, a liquid in a container via a lying at the bottom of the container metallic heat conducting body and attached to the underside of the heat conducting body Peltier element is heated or cooled. The heat-conducting body has ribs which project from below into the liquid to be heated or cooled. This device also has the disadvantage that the upper liquid layers may not be sufficiently cooled because of the cooling from below.
The object of the invention is to provide a device for cooling liquids for beverage preparation, which ensures reliable cooling of all liquid layers.
Furthermore, the device should achieve the best possible values with regard to cooling power and electrical energy consumption and should also be suitable for home use.
The problem is solved by the features mentioned in the characterizing part of patent claim 1. Generated cold is conducted in the most direct way and with minimal loss of cold in the liquid to be cooled by a Peltier element in a contact region is thermally well conductive with a heat sink in contact and the heat sink from above immersed in the liquid to be cooled.
Since the heat sink is immersed from above into the liquid to be cooled, the upper liquid layers are cooled first. Due to the physical conditions, cooler liquid layers then sink to the bottom of the vessel. Therefore, a much more uniform and reliable cooling of all liquid layers is achieved overall.
With a temperature control is achieved that an optimal milk cooling with minimal energy consumption is possible. For temperature control, a temperature sensor is preferably arranged in the contact region between the Peltier element and the heat sink. With the temperature control is thus also achieved that not continuously, but only cooled when needed and does not freeze the liquid to be cooled.
A particularly important aspect for the use of such a device in the home area is the ease of handling in daily use. The device is therefore for the purpose of cleaning or maintenance without the use of tools modular or in parts dismantled. In particular, the heat sink for cleaning or maintenance easily from the electrical parts of the device (temperature sensors, thermocouples with fan and Peltier element) are separated.
In the following, an embodiment of the invention will be explained in more detail with reference to drawings. 1 shows a schematic cross section through an inventive device for cooling liquids, FIG. 2 shows a schematic partial longitudinal section through the device according to FIG. 1 and FIG. 3 shows a schematic plan view of the device according to FIG. 1.
FIG. 1 shows a schematic cross section through an apparatus according to the invention for cooling liquids. A container 1 serves to receive a liquid to be cooled. On the container 1 is placed a container cover 2. Both the container 1 as well as the container cover 2 are preferably made of plastic, the latter advantageously even made of a transparent plastic. Can be used in the container cover 2 is a metallic heat sink 3, which is dimensioned so that it is filled with a filled container up to at least about <3> / 4 from above into the liquid to be cooled. This ensures that the largest possible area of the heat sink 3 comes into direct contact with the liquid during operation.
Of course, the surface of the heat sink to further increase the refrigeration conductivity by suitable shaping, for example by additional ribs (not shown), further increased.
Attached to the heat sink 3 is a thermocouple 4 with fan, on the underside of a Peltier element 5 is attached. The Peltier element 5 is in a contact region 6 in good thermal conductivity with the heat sink 3 in contact. Also arranged in the contact region 6 is a temperature sensor 7, which is used for temperature control. For the sake of clarity, the other electrical and electronic components for feeding the thermocouple 4 and temperature control are not shown.
In the container cover 2 is a passage 8 for removing the liquid. In this passage 8, a (not shown) intake pipe or the like can be inserted or inserted. The container cover 2 is also provided in parts with a heat insulation 9. This is to prevent cold is discharged instead of the heat sink 3 to the ambient air.
2 shows a schematic partial longitudinal section through the device. The thermocooler 4 is held in position by a suitable holding device 10 (e.g., a quick-release clamp).
Finally, FIG. 3 shows, for clarification purposes, a schematic plan view of the device.
The thermo-cooler 4 with fan and Peltier element 5 can be readily a ready-to-buy component, which, with the exception of the connection of the temperature control, if one is not already integrated, is used directly.
All components are also shaped (not shown) so that the device can be dismantled either in modules or in parts for cleaning or maintenance without the use of tools. Thus, in particular, the heat sink 3 for the purpose of cleaning or maintenance of the electrical parts of the device (thermocouple 4, Peltier element 5, temperature sensor 7) are easily separated, since it is inserted only in the container cover 2. List of reference numerals:
1 container 2 container cover 3 heat sink 4 thermocouple with fan 5 Peltier element 6 contact area 7 temperature sensor 8 passage 9 heat insulation 10 holding device (clamp)