CZ296490B6

CZ296490B6 - Zarízení pro chlazení nápoju

Info

Publication number: CZ296490B6
Application number: CZ20032998A
Authority: CZ
Inventors: Behle@Martin
Original assignee: Hartek Beverage Handling Gmbh
Priority date: 2001-04-12
Filing date: 2002-04-12
Publication date: 2006-03-15
Also published as: EP1379822A1; EP1379822B1; DE10118622C1; ATE288574T1; HUP0303982A3; PT1379822E; ES2237681T3; SK286909B6; DE50202171D1; SK13872003A3; CZ20032998A3; WO2002084188A1; HUP0303982A2

Abstract

Zarízení pro chlazení nápoju má nádrzku (20), zahrnující vodní lázen (12), pricemz ve vodní lázni (12) jsou usporádány alespon jedna plocha (16) výparníku chladicího okruhu, nápojové trubky a míchacízarízení pro ovlivnování proudení (S) vody. Plocha (16) výparníku muze být tvorena povrchem ledového plástu (30). Zarízení pro chlazení nápoju má dále zarízení (40) pro usmernování proudení, pomocí kterého se proudení (S) vody odchyluje tak, ze vodaproudí i podél v podstate celé plochy (16) výparníku a v podstate rovnobezne s ní. Zarízení (40) pro usmernování proudení muze mít alespon jeden rámový profil (40a, 40b) s prurezem v podstate tvaru písmene L, jehoz jedno rameno (42) je orientováno vpodstate rovnobezne s plochou (16) výparníku a jeho druhé rameno (44) v podstate rovnobezne se dnem(22) nádrzky. Zarízení (40) pro usmernování proudení muze být vytvoreno jako dvojitý usmernovací rám (40a, 40b). Zejména muze zarízení (40) pro usmernování proudení odchylovat proudení (S) vody o úhel (.beta.) v podstate 90.degree..

Description

Zařízení pro chlazení nápojů má nádržku (20), zahrnující vodní lázeň (12), přičemž ve vodní lázni (12) jsou uspořádány alespoň jedna plocha (16) výpamíku chladicího okruhu, nápojové trubky a míchací zařízení pro ovlivňování proudění (S) vody. Plocha (16) výpamíku může být tvorena povrchem ledového plástu (30). Zařízení pro chlazení nápojů má dále zařízení (40) pro usměrňování proudění, pomocí kterého se proudění (S) vody odchyluje tak, že voda proudí i podél v podstatě celé plochy (16) výpamíku a v podstatě rovnoběžně s ní. Zařízení (40) pro usměrňování proudění může mít alespoň jeden rámový profil (40a, 40b) s průřezem v podstatě tvaru písmene L, jehož jedno rameno (42) je orientováno v podstatě rovnoběžně s plochou (16) výpamíku a jeho druhé rameno (44) v podstatě rovnoběžně se dnem (22) nádržky.

Zařízení (40) pro usměrňování proudění může být vytvořeno jako dvojitý usměrňovači rám (40a, 40b). Zejména může zařízení (40) pro usměrňování proudění odchylovat proudění (S) vody o úhel (β) v podstatě 90°.

s

Zařízení pro chlazení nápojů

Oblast techniky

Vynález se týká zařízení pro chlazení nápojů s nádržkou, která je naplněna vodou, tvořící vodní lázeň, přičemž ve vodní lázni jsou trubky výpamíku chladicího okruhu uspořádány vedle sebe tak, že tvoří alespoň jednu deskovitou plochu výpamíku a ve vodní lázni jsou uspořádány nápojové trubky, rozvádějící nápoj. Ve vodní lázni je uspořádáno míchací zařízení pro ovlivňování proudění vody.

Dosavadní stav techniky

Zařízení pro chlazení nápojů jsou ve stavu techniky známa, například jako tak zvané průtokové chladiče nápojů nebo tak zvané oběhové karbonátory, například pro chlazení piva a bezalkoholových nápojů. Pro objasnění zařízení, známých ze stavů techniky, se nejdříve odkazuje na obr. 1 a obr. 2. Známá zařízení pro chlazení nápojů mají podle těchto obrázků nádržku 20, která je naplněna vodou, tak zvanou vodní lázní 12. Ve vodní lázni 12 jsou trubky 14 výpamíku chladicího okruhu uspořádány tak, že tvoří alespoň jednu plochu 16 výpamíku, například tím, že trubky 14 výpamíku jsou ve tvaru hadů výpamíku nebo spirál výpamíku uspořádány vedle sebe nebo nad sebou. Podle geometrie nádržky a vedení trubek mohou přitom trubky 14 výpamíku tvořit jednu nebo více ploch 16 výpamíku. V rámci funkce termodynamického chladicího okruhu absorbují trubky výpamíku z vodní lázně 12 teplo. Plocha 16 výpamíku může být fakultativně tvořena povrchem tak zvaného ledového plástu 30, jak se ještě v dalším textu blíže popisuje.

Ve vodní lázni 12 jsou dále uspořádána trubková vedení, kterými protéká příslušný nápoj. Takovéto nápojové trubky nejsou z důvodu přehlednosti v připojených výkresech znázorněny. Mohou být v nádržce 20 vedeny každým vhodným způsobem, přičemž typicky využívají v podstatě celý prostor vodní lázně 12 a mohou být uspořádány středově kolem míchacího zařízení 18 a/nebo v blízkosti ledového plástu 30. Nápoj, vedený v nápojových trubkách, odevzdává do vodní lázně 12 teplo, čímž se nápoj chladí.

Pokud má být zařízení pro chlazení nápojů vhodné také pro karbonizované nápoje, může být rovněž ve vodní lázni 12 uspořádán příslušný karbonátorový tank, zde na výkresech rovněž neznázoměný.

Ve vodní lázni 12 se dále nachází míchací zařízení 18, které vyvolává proudění S vody ve vodní lázni 12. Na obr. 1 je jako příklad znázorněn časově a prostorově průměrný průběh proudění S vody, vyvolaný míchacím zařízením 18. Při otáčení míchacího zařízení 18 ve směru šipky D, například kolem středové osy nádržky 20, proudí voda podle ní uprostřed nádržky 20 nejdříve axiálně směrem dolů, to znamená kolmo ke dnu 22 nádržky. Nárazem na dno 22 nádržky se potom proudění radiálně odchýlí směrem ven. Navazujícím nárazem na stěny 24 nádržky nebo tam popřípadě uspořádané plochy 16 výpamíku dojde potom k odchýlení proudění směrem nahoru. Alternativně je také myslitelné každé jiné vhodné uspořádání míchacího zařízení 18 v nádržce 20 s adekvátně jiným průběhem proudění, například mimostředové uspořádání míchacího zařízení 18, u kterého je průběh proudění principiálně roven výše popsanému průběhu.

Z termodynamických hledisek a pro vyvolání chlazení příslušného nápoje slouží voda vodní lázně 12 jako akumulátor energie, jakož i jako přepravní médium, aby přenášelo teplo z nápojových trubek k trubkám 14 výpamíku. Jako akumulátor energie se voda používá na základě vytvoření vrstvy ledového plástu 30, který se vytvoří kolem trubek 14 výpamíku. Mluví se přitom o tak zvaném ledovém plástu, jehož povrch odpovídá ploše 16 výpamíku. Entalpie tuhnutí vody, akumulovaná přechodem fází, slouží ke krátkodobému překrytí výkonových špiček a redukuje tím velikost výkonu chladicího oběhového procesu. Podle daného případu použití může být výpamík

-1 CZ 296490 B6

14, 16 provozován ale také bez ledového plástu 30, to znamená, že zařízení pro chlazení nápojů pracuje v takovém případě bez ledového plástu.

Jako přepravní médium slouží voda pomocí proudění S, vyvolaného míchacím zařízením 18 ve vodní lázni 12, jak bylo popsáno výše. Proudění S vody má přitom za cíl jednak vylepšení přestupu tepla z výpamíku 14, 16, popřípadě vrstvy ledového plástu 30, do vody, jakož i z vody do nápojových trubek. Jednak se má prouděním S vody posílit přeprava lokálně ohřáté vody do chladnějších oblastí vodní lázně 12.

Pokud je řeč o „vodě“ jako akumulátoru energie a přepravním médiu, je tento pojen třeba chápat jako zastupující pojem pro všechna jiná vhodná média nebo fluida, která mají srovnatelné vlastnosti a funkce a z hlediska vynálezu rozvíjejí stejné účinky a poskytují srovnatelné výsledky.

U takovýchto zařízení pro chlazení nápojů s ledovým plástem a zejména při výše popsaném průběhu proudění S vody ve vodní lázni 12 vzniká problém, že vlivem kolmé složky proudění vody, vztaženo k ledovému plástu 30, může docházet k postupnému vymílání ledového plástu 30. Jestliže výše popsaný průběh proudění S vody probíhá po delší časový interval, tvoří se na ledovém plástu 30 obrys vymílání A, jak je příkladně znázorněno na obr. 2. Jak je patrné, dochází k takovémuto vymílání A především ve spodní oblasti ledového plástu 30, tedy například v blízkosti dna 22 nádržky. Na základě tohoto vymílání A se proudění S vody již neodchýlí o přibližně 90° směrem nahoru, nýbrž o úhel více než 90°, popřípadě dokonce o podstatně více než 90°. To má za následek, že voda již neproudí přes v podstatě celou výšku ledového plástu rovnoběžně s plochami 16 výpamíku, popřípadě ledové vrstvy 30, nýbrž že se proudění spíše od těchto ploch odtrhává, to znamená, že proudění vody již před horní hranou ledového plástu 30 zřetelně ztrácí bezprostřední kontakt s ledovým plástem. Na základě vymílání A mohou být nadto ve vodní lázni 12 vyvolány turbulence proudění, které mohou mít rovněž negativní účinky.

Popsané efekty mají za následek, že se plocha, na které může ohřátá voda na ledové vrstvě odevzdávat energii, zmenší. Tím se tepelný přenos mezi vodní lázní a výpamíkem, ale také mezi vodní lázní a nápojovými trubkami zhorší, čímž se podmíní výkonová ztráta a celkově snížený účinek zařízení pro chlazení nápojů. Dále může na základě vymílání A a redukce tloušťky ledového plástu ve spodní oblasti vodní lázně dojít k dřívější destabilizaci ledového plástu, což může mít mezi jiným za následek sníženou špičkovou zátěžovou kapacitu. Na základě chybějícího omývání ledového plástu v horní oblasti vodní lázně, což je opět podmíněno výše popsaným odtrháváním proudění od ledového plástu, může nadto docházet k větší náchylnosti k zamrzání horních nápojových trubek.

Úkolem vynálezu je tedy zabránit výše uvedeným nevýhodám stavu techniky a zejména zabránit vymílání ledového plástu a spolu s tím spojeným nevýhodám.

Podstata vynálezu

Tento úkol řeší zařízení pro chlazení nápojů, s nádržkou, která je naplněna vodou, tvořící vodní lázeň, přičemž ve vodní lázni jsou trubky výpamíku chladicího okruhu uspořádány vedle sebe tak, že tvoří alespoň jednu deskovitou plochu výpamíku a ve vodní lázni jsou uspořádány nápojové trubky, rozvádějící nápoj a ve vodní lázni je také uspořádáno míchací zařízení pro ovlivňování proudění vody, podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že má zařízení pro usměrňování proudění vody upravené tak, že voda proudí také podél v podstatě celé plochy výpamíku a v podstatě rovnoběžné s ní, přičemž zařízení pro usměrňování proudění má dvě ramena, která jsou spolu spojena pomocí v podstatě obloukovitého mezikusu, jehož poloměr zakřivení je zvolen tak, že v proudění vody vznikají Taylor-Goertlerovy podélné víry.

Podle vynálezu se zařízením pro usměrňování proudění, uspořádaným v zařízení pro chlazení nápojů, vede nuceně proudění vody alespoň částečně takovým způsobem, že voda v oblasti ploch

-2 CZ 296490 B6 výpamíku proudí podle možnosti v podstatě rovnoběžně s nimi, přičemž toto proudění probíhá v podstatě podél celé plochy výpamíku. Jestliže je výpamík provozován s ledovou vrstvou (ledovým plástem), probíhá tedy proudění v podstatě rovnoběžně s povrchem ledového plástu a v podstatě přes celou výšku nebo délku ledového plástu v nádržce.

Zařízením pro usměrňování proudění podle vynálezu se tedy zabraňuje tomu, aby se proudění vody v oblasti ploch výpamíku, popřípadě ledového plástu, od nich odtrhovalo a ztrácelo vůči nim kontakt. Na základě nucené vedeného proudění vody se dále zabraňuje vymílání ledového plástu a s tím spojeným, výše uvedeným nevýhodám. Vedením proudění vody podle vynálezu rovnoběžně s ledovým plástem a v podstatě přes celou jeho délku se vyvolá zejména zlepšený přestup tepla mezi vodou a ledovým plástem / výpamíkem, čímž se dosáhne zvýšeného výkonu a zlepšené účinnosti zařízení pro chlazení nápojů.

V případě výše se zřetelem k obr. 1 a obr. 2 popsanému proudění vody ve vodní lázni, vyvolanému míchacím zařízením, je zařízení pro usměrňování proudění v podstatě uspořádáno na dnu nádržky a má tvar, který proudění vody v oblasti spodního konce ploch výpamíku odchyluje do směru v podstatě rovnoběžného s plochami výpamíku. Přitom je v zásadě nevýznamné, jestli jsou stěny nádržky a/nebo plochy výpamíku, uspořádané v oblasti těchto stěn nebo uvnitř nádržky s odstupem vůči stěnám nádržky, uspořádány kolmo nebo pod určitým úhlem vůči dnu nádržky. Rovněž tvar, průběh a uspořádání dna nádržky jsou v zásadě nevýznamné. Plochy výpamíku a/nebo stěny nádržky a/nebo dno nádržky mohou být tedy vůči sobě v zásadě uspořádány pod jakýmkoliv libovolným úhlem.

U výhodného příkladu provedení vynálezu jsou však plochy výpamíku uspořádány v podstatě kolmo vůči v podstatě rovinnému, vodorovně probíhajícímu dnu nádržky, přičemž zařízení pro usměrňování proudění odchyluje v tomto případě proudění vody o úhel přibližně 90°.

U výhodného příkladu provedení vynálezu je zařízení pro usměrňování proudění vytvořeno ve tvaru alespoň jednoho rámového profilu nebo usměrňovacího plechu, který je namontován ve vodní lázni na dnu nádržky a/nebo v jeho blízkosti. Usměrňovači plech, popřípadě rám, má průřez v podstatě tvaru písmene L, přičemž rameno plechu tvaru písmene L je orientováno v podstatě rovnoběžně s plochou výpamíku, a přičemž druhé rameno plechu tvaru písmene L je orientováno v podstatě rovnoběžně se dnem nádržky, výhodně vodorovně.

U výhodného příkladu provedení vynálezu má zařízení pro usměrňování proudění rámový profil, který je uspořádán radiálně uvnitř ploch výpamíku, přičemž rameno, orientované v podstatě rovnoběžně s plochami výpamíku, mírně překrývá spodní konec ploch výpamíku.

U prvního případu použití, u kterého plochy výpamíku dosahují v podstatě až ke dnu nádržky, může rámový profil přiléhat ke dnu nádržky. Přitom ke dnu nádržky přiléhá zejména rameno rámového profilu, orientované v podstatě rovnoběžně se dnem nádržky. U další varianty tohoto příkladu provedení může mít zařízení pro usměrňování proudění tvar ploché vany s uzavřeným dnem, která je opět umístěna na dnu nádržky. Alternativně nebo doplňkově k tomu může být uspořádán jeden nebo více výstupků nebo výčnělků ve dnu nádržky nebo dnu vany, které mají příslušný účinek.

U druhého případu použití mohou být plochy výpamíku uspořádány vůči dnu nádržky a/nebo stěnám nádržky s odstupem. Přitom neleží radiálně uvnitř ploch výpamíku uspořádaný rámový profil na dnu nádržky, nýbrž je uspořádán zvýšeně nad ním tak, že opět rameno, orientované v podstatě rovnoběžně s plochami výpamíku, mírně překrývá spodní konec ploch výpamíku.

V tomto případě je zařízení pro usměrňování proudění vytvořeno a uspořádáno vesměs takovým způsobem, že se proudění vody v oblasti spodního konce ploch výpamíku rozděluje takovým způsobem, že proudění vody probíhá jak radiálně uvnitř ploch výpamíku, tak i radiálně mimo ně. Výhody rámového profilu, popřípadě usměrňovacího plechu, z hlediska techniky proudění, se te

-3 CZ 296490 B6 dy využívají, nejen na jedné straně, nýbrž na obou stranách ledového plástu, to znamená na radiálně směrem dovnitř směřující, jakož i radiálně směrem ven směřující straně ledového plástu, tím že se proud vody, dopadající kolmo na vnitřní plochu ledového plástu, dělí, a potom se vede jak za (vně) tak i před (uvnitř) ledový plást podél povrchů ledového plástu. Tím se plocha ledové5 ho plástu, popřípadě výpamíku, přenášející teplo, přibližně zdvojnásobí, takže těmito opatřeními se vyvolá ještě více zlepšený přenos tepla mezi vodou a ledovým plástem / výpamíkem, čímž se dále dosáhne zvýšeného výkonu a zlepšené účinnosti zařízení pro chlazení nápojů.

U posledně uvedeného, druhého případu použití, u kterého jsou plochy výpamíku uspořádány 10 s odstupem vůči dnu nádržky a/nebo stěnám nádržky, může mít zařízení pro usměrňování proudění druhý rámový profil, který je uspořádán pod a/nebo alespoň částečně radiálně mimo plochy výpamíku. Tento rámový profil může opět přiléhat ke dnu nádržky, přičemž zde potom zejména rameno rámového profilu, orientované v podstatě rovnoběžně se dnem nádržky, přiléhá ke dnu nádržky. Místo druhého rámového profilu se může opět použít plochá vana s uzavřeným dnem. 15 Dále může být druhý rám spojen s prvním rámem do jednotného celkového útvaru, takže se může zařízení pro usměrňování proudění použít do nádržky zařízení pro chlazení nápojů jako jeden konstrukční díl.

V zásadě je při tvarování všech výše popsaných příkladů provedení zařízení pro usměrňování 20 proudění třeba dbát na to, aby odchylování proudění vody v oblasti spodního konce plochy výpamíku probíhalo takovým způsobem, že hlavní směr proudění probíhá po opuštění zařízení pro usměrňování proudění rovnoběžně s plochami výpamíku, popřípadě ledového plástu.

.25 Přehled obrázků na výkresech

Další detaily a přednosti vynálezu jsou v dalším blíže popsány a objasněny na příkladech jeho provedení podle následujícího popisu a připojených výkresů, které znázorňují na obr. 1 schematicky v průřezu zařízení pro chlazení nápojů ze stavu techniky, na obr. 2 schematicky v průřezu 30 zařízení pro chlazení nápojů ze stavu techniky, přičemž je zejména znázorněn efekt vymílání ledového plástu, na obr. 3 schematicky v průřezu zařízení pro chlazení nápojů podle vynálezu, na obr. 4 schematicky v průřezu jiný příklad provedení zařízení pro chlazení nápojů podle vynálezu, na obr. 5 perspektivní pohled na zařízení pro usměrňování proudění podle vynálezu, na obr. 6 v průřezu různé tvary provedení zařízení pro usměrňování proudění podle vynálezu, na obr. 7 35 schematicky v průřezu další příklad provedení zařízení pro chlazení nápojů podle vynálezu a na obr. 8 dva perspektivní pohledy na zařízení pro usměrňování proudění podle příkladu provedení zařízení pro chlazení nápojů podle vynálezu, znázorněného na obr. 7.

Příklady provedení vynálezu

Zařízení pro chlazení nápojů má především znaky, které byly popsány výše se zřetelem k obr. 1, na který se v dalším odkazuje.

Obr. 3 znázorňuje zařízení pro chlazení nápojů, které odpovídá zařízení pro chlazení nápojů, znázorněnému na obr. 1, přičemž stejné znaky jsou označeny stejnými vztahovými značkami. Především však má nyní zařízení pro chlazení nápojů u prvního příkladu provedení zařízení 40 pro usměrňování proudění, které je uspořádáno na dně 22 nádržky. Zařízením 40 pro usměrňování proudění je zejména rám nebo usměrňovači plech 40a proudění, který jev perspektivě znázorněn na obr. 5 a v průřezu v různých tvarech provedení na obr. 6.

Rozhodující pro funkci rámu nebo usměrňovacího plechu 40a je jednak jeho poloha relativně vůči nejspodnější trubce 14a výpamíku v ledovém plástu 30, popřípadě vůči nejspodnější vrstvě trubek 14 výpamíku, jestliže jsou tyto například uspořádány kolem stěn 24 nádržky 20. Rozhodu55 jící pro funkci rámu nebo usměrňovacího plechu 40a jsou jednak tvar a jednak rozměry rámové

-4CZ 296490 B6 ho profilu. V zásadě musí tvar profilu vést k v podstatě pravoúhlému odchylování proudění vody, viz obr. 3, obr. 5 a obr. 6, jestliže se předpokládá, že hlavní proudění probíhá před odchýlením rovnoběžně se dnem 22 nádržky, jak bylo popsáno výše se zřetelem k obr. 1. U tohoto tvaru provedení vede pravoúhlé odchýlení proudění S vody k tomu, že voda po odchýlení v podstatě proudí podél celé plochy 16 výpamíku, popřípadě ledového plástu, a v podstatě proudí rovnoběžně sní.

Co se týká tvaru a rozměrů rámu nebo usměrňovacího plechu 40, 40a, tak se odkazuje na obr. 6, přičemž jednotlivá znázornění (A), (B) a (C) představují různé tvary provedení. V zásadě je třeba tvar rámu zvolit tak, aby odchýlení proudění bylo provedeno co možná hladce, homogenně a plynule, aniž by vznikly turbulence proudění nebo vzdutí vody. Rámový profil 40a má průřez v podstatě tvaru písmene L, u kterého horní rameno 42, přiřazené ploše 16 výpamíku nebo ledového plástu 30, svírá se spodním ramenem 44, přiřazeným dnu 22 nádržky, v podstatě pravý úhel (úhel β = cca 90°).

Varianta podle obr. 6 (A) představuje nejjednodušší tvarování rámu 40a, které plní výše uvedené požadavky jen nedostatečně. Přednostně by měly být zvoleny tvary podle obr. 6 (B) nebo (C). U tvaru provedení podle obr. 6 (C) přechází horní rameno 42 do spodního ramena 44 přes v podstatě obloukovitý mezikus. Přitom poloměr R významně ovlivňuje kvalitu odchylování a je zapotřebí ho zvolit tak velký, jak je to jen možné. U tvaru provedení podle obr. 6 (B) přechází horní rameno 42 do spodního ramena 44 přes šikmý mezikus, přičemž zkosení je vůči dnu 22 nádržky, popřípadě spodnímu ramenu 44, skloněno pod úhlem α. K dosažení správného odchylování proudění by měl být úhel a přibližně roven 45° a zkosení by mělo být co nejdelší. Oproti tvaru provedení podle obr. 6 (C) nahrazuje šikmý mezikus podle obr. 6 (B) zjednodušeně poloměr R, což je zejména z výrobně technického hlediska to jednodušší řešení.

Odchylováním proudění vody zejména na plynule zakřivené ploše rámu nebo usměrňovacího plechu proudění, například adekvátně tvaru provedení podle obr. 6 (C), mohou být v proudění vyvolávány tak zvané Taylor-Goertlerovy podélné víry. Takovéto podélné víry mohou vznikat při superpozici rozhraní stěny s odstředivými silami, jak k tomu dochází při přetékání usměrňovacího plechu. Takové podélné víry mohou mít zejména pozitivní vliv na přestup tepla.

U jiného tvaru provedení je myslitelné, že plochy 16 výpamíku, popřípadě ledového plástu 30, nejsou vůči dnu 22 nádržky uspořádány kolmo (β = 90°), nýbrž pod úhlem větším nebo menším než 90°. V tomto případě musí být horní rameno 42 rámu 40a orientováno opět rovnoběžně s plochou 16 výpamíku, popřípadě ledového plástu 30, to znamená, že tvoří se spodním ramenem 44 rámu 40a stejný úhel, jaký je vytvořen mezi plochou 16 výpamíku, popřípadě ledového plástu 30, a dnem 22 nádržky.

Vycházeje z uspořádání usměrňovacího rámu 40, 40a proudění, znázorněného na obr. 3, měla by být v podstatě na dnu 22 nádržky nebo v jeho oblasti, co se týká délky ramen 42, 44 rámu 40a, zvolena délka h horního ramena 42 výhodně tak, že rameno 42 výhodně překrývá 25 % až 50 % průměru nej spodnější trubky 14a výpamíku plochy 16 výpamíku, popřípadě nej spodnější vrstvy trubek 14 výpamíku. Délka h tedy závisí na uspořádání výpamíku v nádržce 20 a zejména na výšce nejspodnější trubky 14a výpamíku nade dnem 22 nádržky, přičemž referenčním bodem polohy výpamíku v nádržce se typicky volí bod s největším odstupem vůči dnu 22 nádržky. Délka t spodního ramena 44 je výhodně přibližně 0,25 až 0,5násobek délky h horního ramena 42.

U příkladu provedení na obr. 6 by měl úhel β mezi rameny 42 a 44 usměrňovacího rámu 40 proudění činit výhodně 90°, čímž se dosáhne pravoúhlého, vůči ploše 16 výpamíku, popřípadě ledového plástu 30, rovnoběžně probíhajícího odchylování proudění. Jestliže se úhel β zvolí větší než 90°, dochází v ledové vrstvě 30 k vymílacím efektům, jak již byly výše vysvětleny se zřetelem k obr. 2. Tím by se úkol podle vynálezu řešil jen nedostatečně a účinnost zařízení pro usměrňování proudění by se zvýšila jen částečně. Jestliže se úhel β zvolí menší než 90°, tak se úkol

-5CZ 296490 B6 podle vynálezu řeší rovněž nedostatečně, protože proudění vody by se po odchýlení odtrhovalo od ploch výpamíku, popřípadě ledového plástu 30, popřípadě by se od nich vzdalovalo. Tím by se přestup tepla mezi vodou a výpamíkem opět zhoršil, čímž by se výkon a účinnost zařízení pro chlazení nápojů zase zredukovaly.

Minimální odstup usměrňovacího rámu 40 proudění od hadu výpamíku vyplývá z minimálního odstupu X mezi trubkami 14 výpamíku a zde neznázoměnými trubkami pro rozvádění nápojů. Jako typická správná hodnota by se měl pro tento odstup volit 0,5 až 0,7násobek odstupu XAdekvátně konstrukci nádržek pro chlazení nápojů s obdélníkovým půdorysem, která v technice nápojů převládá, by mělo mít zařízení pro usměrňování proudění rovněž obdélníkový půdorys, jak je to pro usměrňovači rám 40 proudění příkladně znázorněno na obr. 5. U takovéhoto provedení je i v rohových oblastech nádržky zajištěno vedení proudění vody. Vlivem výhodně v podstatě hranaté konstrukce rámu a poloměrů ohybu trubek výpamíku v rozích nádržky dochází k silnému vymílání v rohových oblastech ledového plástu. To zde však má tu výhodu, že oblasti, ohrožené na základě zamrznutí normálně nejvíce, jsou lépe chráněny.

Jako alternativu k obdélníkovému tvaru nádržky pro chlazení nápojů a usměrňovacímu rámu proudění mohou mít nádržka a usměrňovači rám proudění každý jiný vhodný půdorys, například v podstatě kruhový půdorys. Pro tvar a rozměry usměrňovacího rámu proudění může přitom v podstatě analogicky platit to, co bylo popsáno výše se zřetelem kobr. 6 (A) až obr. 6 (C).

Podle jiného příkladu provedení vynálezu může být zařízení pro usměrňování proudění tvořeno jedním nebo více výstupky 50 ze tvaru 22 nádržky 20, jak je to příkladně znázorněno na obr. 4. Zejména může být výstupek 50 výčnělkem, vyčnívajícím do vnitřního prostoru nádržky, drážkou nebo žlábkem ve dnu nádržky. Přitom musí mít výstupek opět rameno, které je orientováno v podstatě rovnoběžně s plochou 16 výpamíku, popřípadě ledového plástu 30, aby se proudění vody opět odchylovalo takovým způsobem, že voda opět proudí v podstatě rovnoběžně s plochou 16 výpamíku, popřípadě ledového plástu 30, a výhodně v podstatě podél jeho celé plochy. U příkladu provedení podle obr. 4 způsobuje radiální vnitřní rameno výčnělku 50 odchýlení proudění vody směrem nahoru. Přitom výstupek, popřípadě výčnělek 50, zase mírně překrývá spodní konec plochy výpamíku, popřípadě ledového plástu 30, jak již bylo principiálně popsáno se zřetelem k hornímu, v podstatě kolmo uspořádanému ramenu 42 rámového profilu 40a tvaru písmene L.

U alternativy příkladu provedení podle obr. 4 je výčnělek nebo výstupek 50 uspořádán radiálně na nejkrajnější pozici dna 22 nádržky, tedy ve spodním, vnějším rohu nádržky, takže se bezprostředně nachází pod plochou výpamíku, popřípadě ledového plástu 30. Radiálně vnitřní rameno výčnělku 50 může přitom do jisté míry tvořit prodloužení plochy 16 výpamíku, popřípadě ledového plástu 30, směrem dolů, přičemž odchylování proudění S vody směrem nahoru je opět způsobeno tímto ramenem, orientovaným rovnoběžně s plochou 16 výpamíku, popřípadě ledového plástu 30. Aby odchylování probíhalo co možná hladce a homogenně, může toto rameno u obou popsaných případů příkladu provedení podle obr. 4 opět přecházet do dna 2 nádržky přes obloukovitý nebo šikmý mezikus, jak to bylo principiálně vysvětleno výše se zřetelem k obr. 6 (B) a obr. 6 (C).

Použití usměrňovacího rámu 40 proudění má oproti výstupkům nebo výčnělkům 50 ve dnu nádržky výhodu, že provoz zařízení pro chlazení nápojů může být prováděn individuálně a flexibilně tím, že se mohou do stejného chladicího zařízení použít podle potřeby různě velké usměrňovači rámy 40 proudění. Naproti tomu jsou výčnělky 50 tuhé a spojeny do jednoho kusu s nádržkou. Dále, výroba usměrňovacího rámu proudění, nezávisle na nádobce pro chlazení nápojů, je výrobně techniky jednodušší než výroba výčnělků nebo výstupků ve dnu nádržky. V případě trubek nebo hadů výpamíku, uspořádaných po obvodě nádržky, musí být i výčnělek příslušným způsobem obecně uspořádán po obvodu dna nádržky, což z výrobně technického hlediska může být rovněž problematické.

-6CZ 296490 B6

U příkladů provedení zařízení pro chlazení nápojů podle vynálezu, popsaných dříve se zřetelem k obr. 3 a obr. 4, jsou plochy výpamíku, popřípadě ledového plástu, uspořádány v podstatě na stěnách nádržky, a dosahují v podstatě až ke dnu nádržky. Rámový profil, uspořádaný radiálně uvnitř ploch výpamíku, může v tomto případě přiléhat ke dnu nádržky. Naproti tomu jsou u dalšího příkladu provedení zařízení pro chlazení nápojů podle vynálezu, které je znázorněno na obr. 7 a obr. 8, uspořádány plochy 16 výpamíku, popřípadě ledového plástu, s odstupy ode dna 22 nádržky a stěn 24 nádržky. V tomto případě nepřiléhá radiálně uvnitř ploch výpamíku uspořádaný rámový profil 40a ke dnu 22 nádržky, nýbrž je uspořádán zvýšeně nad ním takovým způsobem, že opět rameno 42, orientované v podstatě rovnoběžně s plochami 16 výpamíku, překrývá spodní konec ploch 16 výpamíku. V ostatním odpovídá příklad provedení, znázorněný na obr. 7, v podstatě zařízení pro chlazení nápojů, znázorněnému na obr. 3 až obr. 6, přičemž stejné znaky jsou vyznačeny stejnými vztahovými značkami. Zejména rámový profil 40a z obr. 7 odpovídá rámovému profilu, znázorněnému na obr. 5 a obr. 6, takže to co bylo uvedeno v souvislosti s těmito obrázky platí i pro příklad provedení na obr. 7.

Pomocí usměrňovacího plechu 40a proudění podle obr. 7 se dosahuje kontrolovaného proudění S vody na obou stranách ledového plástu 30 tím, že proudění S vody, proudící v podstatě rovnoběžně se dnem 22 nádržky a v podstatě kolmo k ledovému plástu 30, popřípadě k vnitřní ploše 16 výpamíku, popřípadě ledového plástu 30, se v oblasti spodního konce plochy 16 výpamíku, popřípadě ledového plástu 30, rozděluje takovým způsobem, že část proudění S vody se vede podél radiálně směrem dovnitř směřující plochy 16 výpamíku, tedy do jisté míry uvnitř před ledovým plástem 30 podél této plochy 16 výpamíku, popřípadě ledového plástu 30, směrem nahoru, zatímco drahá část proudění Svody se vede směrem nahoru mezi stěnou 24 nádržky a radiálně směrem ven směřující plochou 16 výpamíku, tedy do jisté míry vně za ledovým plástem 30 podél této plochy 16 výpamíku, popřípadě ledového plástu 30. Stěna 24 nádržky tím tvoří spolu se směrem ven směřující plochou 16 výpamíku do jisté míry vodicí dráhu nebo kanál pro příslušné dílčí proudění vody. Jak již bylo výše vysvětlováno, tak se tímto tvarem provedení plocha ledového plástu 30, popřípadě výpamíku, přenášející teplo, přibližně zdvojnásobí. V nejpříznivějších případech může být obtékaná ledová plocha dokonce více než zdvojnásobena.

Jak je znázorněno na obr. 7, může být vedle rámového profilu 40a doplňkově uspořádán druhý rámový profil 40b, který je uspořádán pod a alespoň částečně radiálně mimo ledový plást 30, popřípadě plochu 16 výpamíku, popřípadě ledového plástu 30. Tento druhý rámový profil 40b může přiléhat ke dnu 22 nádržky a může zlepšovat vedení a odchylování onoho dílčího proudění vody, které teče mezi stěnou 24 nádržky a radiálně směrem ven směřující plochou 16 výpamíku. Rámový profil 40b může v podstatě odpovídat rámovému profilu 40a, znázorněnému na obr. 5 a obr. 6, takže analogicky i pro rámový profil 40b platí totéž, co již bylo uvedeno v souvislosti s těmito obrázky.

Pokud druhý rámový profil 40b není použit, tak se vedení a odchylování příslušného dílčího proudění vody realizuje spodními rohy nádržky 20, tedy přechodem mezi dnem 22 nádržky a stěnami 24 nádržky. Tento přechod musí být potom vytvořen odpovídajícím vhodným způsobem. V obou případech musí být první rámový profil 40a udržován s odstupem nad dnem 22 nádržky, popřípadě druhým rámovým profilem 40b, vhodnými rozpěmými prostředky.

Drahý rámový profil 40b může být spojen s prvním rámovým profilem 40a do celkového útvaru, jak je to ukázáno v obou znázorněných na obr. 8. V tomto případě je zařízením 40 pro usměrňování proudění dvojitý usměrňovači rám nebo usměrňovači plech, který může být do nádržky 20 zařízení pro chlazení nápojů použit jako jednotný konstrukční díl.

U dalšího příkladu provedení zařízení pro chlazení nápojů podle vynálezu, které není na obrázcích znázorněno, může být zařízení 40 pro usměrňování proudění tvořeno stěnou, která je v nádržce 20 uspořádána radiálně uvnitř ploch 16 výpamíku a s odstupem, v podstatě rovnoběžně s nimi, přičemž se stěna rozprostírá v podstatě podél celé délky plochy 16 výpamíku nebo z větší

-7CZ 296490 B6 části od ní. Stěna tvoří společně s plochou 16 výpamíku do jisté míry vodicí dráhu nebo kanál pro proudění vody, které tím probíhá vždy rovnoběžně s plochou ledového plástu a nemůže se od ní odtrhnout.

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims

1. Zařízení pro chlazení nápojů, s nádržkou (20), která je naplněna vodou, tvořící vodní lázeň (12), přičemž ve vodní lázni (12) jsou trubky (14) výpamíku chladicího okruhu uspořádány vedle sebe tak, že tvoří alespoň jednu deskovitou plochu (16) výpamíku, přičemž ve vodní lázni (12) jsou uspořádány nápojové trubky, rozvádějící nápoj, a ve vodní lázni (12) je uspořádáno míchací zařízení (18) pro ovlivňování proudění (S) vody, vyznačující se t í m , že má zařízení (40; 50) pro usměrňování proudění (S) vody upravené tak, že voda proudí také podél v podstatě celé plochy (16) výpamíku a v podstatě rovnoběžně s ní, přičemž zařízení (40; 50) pro usměrňování proudění má dvě ramena (42, 44; 22, 50), která jsou spolu spojena pomocí v podstatě obloukovitého mezikusu, jehož poloměr (R) zakřivení je zvolen tak, že v proudění (S) vody vznikají Taylor-Goertlerovy podélné víry.

2. Zařízení pro chlazení nápojů podle nároku 1, u kterého jsou plochy (16) výpamíku uspořádány v postatě na stěnách (24) nádržky (20), a u kterého je míchací zařízení (18) uspořádáno tak, že voda v nádržce (20) proudí axiálně směrem dolů, na dnu (22) nádržky (20) proudí radiálně směrem ven, a následně se v oblasti stěn (24) nádržky (20) odchyluje směrem nahoru, vyznačující se t í m , že zařízení (40; 50) pro usměrňování proudění je v podstatě uspořádáno na dnu (22) nádržky a má tvar, který proudění (S) vody v oblasti spodního konce ploch (16) výparníku odchyluje do směru v podstatě rovnoběžného s plochami (16) výpamíku.

3. Zařízení pro chlazení nápojů podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že plochy (16) výpamíku jsou uspořádány v podstatě kolmo ke dnu (22) nádržky a že zařízení (40; 50) pro usměrňování proudění odchyluje proudění (S) vody o úhel (β) přibližně 90°.

4. Zařízení pro chlazení nápojů podle nároku 2 nebo 3, vy zn ač uj íc í se tím, že zařízení (40) pro usměrňování proudění má alespoň jeden rámový profil (40a, 40b) s průřezem v podstatě tvaru písmene L, jehož jedno rameno (42) je orientováno v podstatě rovnoběžně s plochami (16) výpamíku a jehož drahé rameno (44) je orientováno v podstatě rovnoběžně se dnem (22) nádržky.

5. Zařízení pro chlazení nápojů podle nároku 4, vyznačující se tím, že zařízení (40) pro usměrňování proudění má rámový profil (40a), který je radiálně uspořádán uvnitř ploch (16) výpamíku, přičemž rameno (42), orientované v podstatě rovnoběžně s plochami (16) výpamíku, překrývá spodní konec ploch (16) výpamíku.

6. Zařízení pro chlazení nápojů podle nároku 4 nebo 5, vyznačující se tím, že plochy (16) výpamíku dosahují v podstatě až ke dnu (22) nádržky, a rameno (44), orientované v podstatě rovnoběžně se dnem (22) nádržky, přiléhá ke dnu (22) nádržky.

7. Zařízení pro chlazení nápojů podle nároku 4 nebo 5, vyznačující se tím, že plochy (16) výpamíku jsou uspořádány s odstupy ode dna (22) nádržky a/nebo stěn (24) nádržky, a zařízení (40) pro usměrňování proudění má rámový profil (40b), který je uspořádán pod a/nebo alespoň částečně radiálně mimo plochy (16) výpamíku.

-8CZ 296490 B6

8. Zařízení pro chlazení nápojů podle nároku 7, vyznačující se tím, že rameno (44) rámového profilu (40b), orientované v podstatě rovnoběžně se dnem (22) nádržky, přiléhá ke dnu (22) nádržky.

9. Zařízení pro chlazení nápojů podle některého z nároků 4 až 8, vyznačující se tím, že zařízení (40) pro usměrňování proudění je upraveno tak, že proudění (S) vody v oblasti spodního konce ploch (16) výpamíku se rozdělí tak, že proudění (S) vody probíhá jak radiálně uvnitř tak i radiálně vně ploch (16) výpamíku.

10. Zařízení pro chlazení nápojů podle nároku 2 nebo 3, v y z n a č u j í c í se tím, že zařízení (40) pro usměrňování proudění je tvořeno alespoň jedním výstupkem (50) ve dnu (22) nádržky, zejména alespoň jedním, do vnitřního prostoru nádržky vyčnívajícím výčnělkem (50), přičemž výstupek (50) má rameno, které je orientováno v podstatě rovnoběžně s plochou (16) výpamíku.

11. Zařízení pro chlazení nápojů podle některého z nároků 4ažl0, vyznačující se t í m, že plochy (16) výpamíku jsou tvořeny nad sebou uspořádanými trubkami (14) výpamíku, a rameno (42), orientované v podstatě rovnoběžně s plochami (16) výpamíku, má délku (h) takovou, že při uspořádání radiálně uvnitř ploch (16) výpamíku překrývá výhodně 25 % až 50 % průměru nejspodnější trubky (14a) výpamíku ploch (16) výpamíku.

12. Zařízení pro chlazení nápojů podle nároku 11, vyznačující se tím, že rameno (44), orientované v podstatě rovnoběžně se dnem (22) nádržky, má délku (t), která je přibližně 0,25 až 0,5násobkem délky (h) druhého ramena (42).

13. Zařízení pro chlazení nápojů podle některého z nároků 1 až 12, vyznačující se t í m, že nádržka (20) a zařízení (40) pro usměrňování proudění mají v podstatě obdélníkový půdorys.

14. Zařízení pro chlazení nápojů podle některého z nároků lažl2, vyznačující se tím, že nádržka (20) a zařízení (40) pro usměrňování proudění mají v podstatě kruhový půdorys.

15. Zařízení pro chlazení nápojů podle některého z nároků 6, 7 nebo 8, vyznačující se t í m, že zařízení (40) pro usměrňování proudění má vanu s uzavřeným dnem.

16. Zařízení pro chlazení nápojů podle některého z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že zařízení (40) pro usměrňování proudění má radiálně uvnitř ploch (16) výpamíku a s odstupem v podstatě rovnoběžně s plochami (16) výpamíku uspořádanou stěnu.

17. Zařízení pro chlazení nápojů podle některého z předcházejících nároků, vyznačující se t í m, že na trubkách (14) výpamíku je vytvořena ledová vrstva, přičemž plochy (16) výparníku, tvořené trubkami (14) výpamíku, jsou ledovými plochami, tvořícími ledový plást (30).

4 výkresy

-9CZ 296490 B6

-10CZ 296490 B6

-11 CZ 296490 B6

-12CZ 296490 B6 η