DE19819008A1

DE19819008A1 - Container, e.g. cup, can or baby's bottle for storing warm, pasty or liquid fluids for human consumption

Info

Publication number: DE19819008A1
Application number: DE1998119008
Authority: DE
Inventors: Ruediger Linden
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-04-28
Filing date: 1998-04-28
Publication date: 1999-11-04

Abstract

Container for storing warm, pasty or liquid fluids for human consumption, has a reservoir in heat-conducting contact with a heat store. An Independent claim is also included for a heat store for influencing the cooling rate of hot food, which has a hermetically sealed outer sheath surrounded on all sides by a storage medium.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Behälter mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.The present invention relates to a container with the Features of the preamble of claim 1.

Bei solchen Behältern, die zur Bevorratung von temperierten Lebensmitteln, insbesondere zum unmittelbaren menschlichen Genuß vorgesehen sind, tritt ständig das Problem auf, daß die Lebensmittel ihren optimalen Temperaturbereich nur sehr kurzzeitig innehaben. Erfahrungsgemäß ist insbesondere Kaffee entweder zu heiß oder zu kalt. Das gleiche Problem tritt bei Milchflaschen für Säuglinge auf, bei denen die zubereitete Säuglingsnahrung zunächst zu heiß ist, dann auf die zulässige Maximaltemperatur abgekühlt werden muß und sich während des Verzehrs relativ schnell weiter abkühlt, bis sie zu kalt ist.For such containers that are used to store tempered Food, especially for immediate human Are provided for enjoyment, the problem arises that the Food only their optimal temperature range very have a short break. Experience has shown that coffee in particular either too hot or too cold. The same problem occurs Milk bottles for infants, where the prepared Baby food is initially too hot, then on the allowable Maximum temperature must be cooled and during the Consume cools down relatively quickly until it is too cold.

Ähnliche Probleme ergeben sich bei Thermosbehältern für warme Speisen sowie schließlich auch bei Säuglingsbadewannen, die aufgrund der geringen einzufüllenden Wassermenge und der üblicherweise schlechten Wärmeisolation relativ schnell auskühlen.Similar problems arise with thermos containers for warm ones Dine as well as finally in the case of infant bathtubs due to the small amount of water to be filled and the usually poor heat insulation relatively quickly cooling down.

Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Behälter zu schaffen, in dem das eingefüllte Fluid relativ schnell die gewünschte Temperatur erreicht und dann der gewünschte oder zulässige Temperaturbereich relativ lange gehalten wird.It is therefore an object of the present invention to To create containers in which the filled fluid relative quickly reaches the desired temperature and then the desired or permissible temperature range relatively long is held.

Diese Aufgabe wird von einem Behälter mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die Aufgabe wird auch durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 2 gelöst.This task is carried out by a container with the characteristics of Claim 1 solved. The task is also carried out by a Device with the features of claim 2 solved.

Weil der Innenraum mit einem Wärmespeicher in Verbindung steht, wird dem eingefüllten Fluid zunächst Wärme entzogen, was zu einer Abkühlung des Fluids und zu einer Erwärmung des Wärmespeichers bis zum thermischen Gleichgewicht führt. Wenn das thermische Gleichgewicht erreicht ist, ist die Abkühlungsgeschwindigkeit geringer als bei herkömmlichen Behältern. So wird gewährleistet, daß sich das Fluid länger in dem gewünschten Temperaturbereich befindet.Because the interior is connected to a heat accumulator, heat is first extracted from the filled fluid, which leads to a cooling of the fluid and a heating of the Heat storage leads to thermal equilibrium. If thermal equilibrium is reached Cooling rate slower than conventional ones Containers. This ensures that the fluid stays in longer the desired temperature range.

Weil ein Wärmespeicher zur Beeinflussung der Abkühlrate von heißen Lebensmitteln eine hermetisch verschlossene äußere Hülle aufweist, die ein Speichermedium allseits umgibt, kann der Wärmespeicher beispielsweise in Kugel-, Würfel oder Zylinderform in ein herkömmliches Behältnis gegeben werden, das das heiße Lebensmittel enthält. Es stellt sich dann zunächst bis zur Verzehrtemperatur eine schnelle Abkühlrate ein, die sich dann gegenüber dem herkömmlichen Temperaturverlauf verlangsamt.Because a heat accumulator to influence the cooling rate of hot food a hermetically sealed outer shell has, which surrounds a storage medium on all sides, the Heat storage, for example in spheres, cubes or Cylinder shape can be placed in a conventional container that that contains hot food. Then it turns out first a rapid cooling rate up to the consumption temperature, the then compared to the conventional temperature curve slowed down.

Dabei ist vorteilhaft, wenn der Wärmespeicher einen Stoff oder ein Stoffgemisch enthält, das bei einer Raumtemperatur im wesentlichen fest und bei 100°C im wesentlichen flüssig ist. Der dazwischen liegende Fest-Flüssigphasenübergang führt bei den meisten geeigneten Materialien zu keiner nennenswerten Volumenänderung, so daß innerhalb des Wärmespeichers keine Druckbelastungen auftreten.It is advantageous if the heat accumulator is a substance or contains a mixture of substances at a room temperature in is substantially solid and essentially liquid at 100 ° C. The intermediate solid-liquid phase transition leads to most suitable materials at no significant Volume change, so that none within the heat storage Pressure loads occur.

Für das schnelle Erreichen einer Verzehrtemperatur bei Lebensmitteln ist von Vorteil, wenn der Wärmespeicher einen Fest-Flüssigphasenübergang zwischen 40° und 90°, insbesondere zwischen 60° und 80° aufweist. In diesem Bereich liegen die geeigneten Temperaturen für Getränke oder warme Speisen. For quickly reaching a consumption temperature at Food is beneficial when the heat storage is one Solid-liquid phase transition between 40 ° and 90 °, in particular has between 60 ° and 80 °. This is the area where suitable temperatures for drinks or hot dishes.

Wenn der Vorratsraum und der Wärmespeicher gegenüber der Umgebung thermisch isoliert sind, beispielsweise durch eine Vakuumisolation oder eine Schaumstoffisolation, dann wird der gesamte Wärmeinhalt nur geringfügig an die Umgebung abgegeben, so daß nach Erreichen der gewünschten Temperatur die weitere Abkühlung langsamer erfolgt.If the storage room and the heat storage opposite the Are thermally insulated, for example by a Vacuum insulation or foam insulation, then the total heat content is only slightly released to the environment, so that after reaching the desired temperature the further Cooling takes place more slowly.

Für den täglichen Gebrauch ist es von Vorteil, wenn der Behälter eine Tasse, eine Kanne oder eine Nuckelflasche (Babytrinkflasche) ist. Bei diesen Behältnissen tritt das beschriebene Problem besonders häufig auf.For daily use, it is advantageous if the Container a cup, a jug or a feeding bottle (Baby drinking bottle). This occurs with these containers described problem particularly often.

Eine einfach zu fertigende und mechanisch stabile Ausführung ergibt sich, wenn der Vorratsbehälter und/oder der Wärmespeicher eine Wandung aus Edelstahl aufweisen. Der Wärmespeicher enthält bevorzugt eine organische Komponente mit wenigstens 5 Kohlenstoffatomen, insbesondere Palmitinsäure, Stearinsäure oder ein Gemisch aus diesen beiden Komponenten. Diese Komponenten weisen Phasenübergänge im erwünschten Bereich sowie eine große Schmelzwärme auf. Außerdem sind sie für Verwendungen im Zusammenhang mit Lebensmitteln unbedenklich.An easy to manufacture and mechanically stable version results if the storage container and / or the Heat storage have a wall made of stainless steel. Of the Heat storage preferably contains an organic component at least 5 carbon atoms, especially palmitic acid, Stearic acid or a mixture of these two components. These components have phase transitions in the desired range as well as a large heat of fusion. They are also for Food-safe uses.

Eine weitere Ausführungsform ergibt sich, wenn der Wärmespeicher ein Salz oder ein Metallhydroxid ist. Diese Stoffe weisen eine relativ große Schmelzwärme auf, so daß sie das Abkühlen des bevorrateten Fluids zunächst besonders schnell, dann nach Erreichen der Solltemperatur besonders langsam herbeiführen.Another embodiment results when the Heat storage is a salt or a metal hydroxide. This Fabrics have a relatively large heat of fusion, so that they the cooling of the stored fluid is particularly special at first quickly, especially after reaching the target temperature bring it slowly.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung anhand einer Kaffeetasse mit Wärmespeicher beschrieben.The following is an embodiment of the present Invention based on a coffee cup with heat storage described.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 Eine erfindungsgemäße Tasse mit einem Wärmespeicher im Bodenbereich; Fig. 1 A cup according to the invention with a heat store in the bottom area;

Fig. 2 eine Tasse mit Wärmespeicher im Bodenbereich mit größerer Wärmekontaktfläche; sowie Figure 2 is a cup with heat storage in the bottom area with a larger heat contact area. such as

Fig. 3 eine Tasse mit einem Wärmespeicher im Mantelbereich des Flüssigkeitsbehälters. Fig. 3 shows a cup with a heat accumulator in the jacket area of the liquid container.

In der Fig. 1 ist eine an sich isolierende Tasse 1 dargestellt, die eine äußere Wandung 2, eine innere, von der äußeren Wandung 2 beabstandete Wandung 3 sowie einen Henkel 4 aufweist. Die Innenwandung 3 umfaßt einen zylindermantelförmigen Wandteil 5 sowie einen Bodenteil 6, die zusammen einen Hohlraum 7 begrenzen. Unterhalb des Bodenteils 6 ist über die gesamte Fläche des Bodenteils 6 eine Kammer 8 angeordnet, die beispielsweise mit der Innenwandung 3 einstückig oder zusammengefügt sein kann. Die Kammer 8 enthält ein Wärmespeichermedium 9 und bildet mit diesem zusammen einen Wärmespeicher.In Fig. 1 an insulating se cup 1 is shown, having an outer wall 2, an inner, spaced from the outer wall 2 and a wall 3 Henkel. 4 The inner wall 3 comprises a cylindrical wall part 5 and a bottom part 6 , which together delimit a cavity 7 . A chamber 8 is arranged beneath the base part 6 over the entire surface of the base part 6 , which can be, for example, in one piece or joined together with the inner wall 3 . The chamber 8 contains a heat storage medium 9 and together with this forms a heat store.

Die Fig. 2 zeigt eine ähnliche Tasse wie Fig. 1, bei der gleiche Bauteile mit gleichen Bezugsziffern versehen sind. Der Bodenteil 6 der Innenwandung 3 ist bei diesem Ausführungsbeispiel tief heruntergezogen und weist etwa den gleichen Abstand von der Außenwandung 2 auf wie der Mantelteil 5 der Innenwandung 3. Dem Innenraum 7 zugewandt ist ein Einsatz 11 vorgesehen, der mit dem Bodenbereich 6 einstückig verbunden oder zusammengefügt ist. Der Einsatz 11 enthält wiederum das Wärmespeichermedium 9. FIG. 2 shows a cup similar to FIG. 1, in which the same components are provided with the same reference numbers. In this exemplary embodiment, the bottom part 6 of the inner wall 3 is pulled down deeply and has approximately the same distance from the outer wall 2 as the jacket part 5 of the inner wall 3 . An interior 11 facing the interior 7 is provided, which is integrally connected or joined to the base region 6 . The insert 11 in turn contains the heat storage medium 9 .

Die Fig. 3 zeigt schließlich eine weitere Tasse 1, bei der wiederum gleiche Bauteile mit gleichen Bezugsziffern wie in den beiden vorhergehenden Figuren bezeichnet sind.Finally, FIG. 3 shows a further cup 1 , in which, in turn, the same components are identified by the same reference numbers as in the two previous figures.

Ein zweiter Mantel 12 umgibt die Innenwandung 3 im Bereich des Bodens 6 und in einem Teil der mantelförmigen Wandung 5. An ihrer Oberseite ist sie mit der Innenwandung 3 einstückig oder stoffschlüssig verbunden. Es ergibt sich eine Kammer, die die Innenwandung 3 wie eine Hülle umgibt. Diese Kammer ist wiederum mit dem Wärmespeichermedium 9 gefüllt.A second jacket 12 surrounds the inner wall 3 in the region of the bottom 6 and in part of the jacket-shaped wall 5 . On its upper side, it is connected to the inner wall 3 in one piece or in a material connection. The result is a chamber which surrounds the inner wall 3 like an envelope. This chamber is in turn filled with the heat storage medium 9 .

In der Praxis werden die als Ausführungsbeispiele vorgestellten Behälter zunächst auf Zimmertemperatur sein. Das Wärmespeichermedium 9 in den jeweiligen Kammern ist im festen Aggregatzustand. Nun wird ein heißes Lebensmittel, beispielsweise frischer Kaffee mit einer Temperatur von rund 90°C in die Tasse 1 eingefüllt. Über den Wandungsteil, der den Innenraum 7 von dem Wärmespeichermedium 9 trennt, geht ein Teil der thermischen Energie aus dem eingefüllten Lebensmittel in das Wärmespeichermedium 9 über und bewirkt dort, daß das Wärmespeichermedium 9 ganz oder teilweise in einen flüssigen Aggregatzustand übergeht. Die für den Phasenübergang erforderliche Wärme wird dem eingefüllten Lebensmittel entzogen. Dies wird dadurch bei geeigneter Dimensionierung und Wärmekapazität des Wärmespeichermediums 9 relativ schnell auf die gewünschte Temperatur, bei Kaffee auf die Trinktemperatur, gebracht. Ein weiteres Abkühlen wird zunächst dadurch verhindert, daß zwischen der Innenwandung 3 und der Außenwandung 2 eine Isolation, ein Luftpolster oder gar ein Vakuum vorgesehen ist. Die Abkühlung unter die gewünschte Trinktemperatur ist schon von daher relativ langsam. Sie wird aber entscheidend verlangsamt, weil das Wärmespeichermedium 9, dessen Phasenübergang im Bereich der gewünschten Trinktemperatur stattfindet, zusammen mit dem Tasseninhalt abkühlt. Es ist nämlich temperaturmäßig durch den Wärmeübergang im Bereich des Bodens an den Tasseninhalt gekoppelt. Eine Abkühlung führt aber dazu, daß das Wärmespeichermedium 9 die zuvor aufgenommene Schmelzwärme bei dem neuerlichen Phasenübergang von flüssig nach fest an den Tasseninhalt abgibt und dort die Temperatur über eine gewisse Zeit konstant hält. Erst wenn der gesamte Wärmespeicher 9 verfestigt ist, erfolgt die Abkühlung des Tasseninhalts wieder gemäß der üblichen und bekannten Exponentialfunktion.In practice, the containers presented as exemplary embodiments will initially be at room temperature. The heat storage medium 9 in the respective chambers is in the solid state. Now a hot food, for example fresh coffee with a temperature of around 90 ° C., is poured into cup 1 . About the wall part, which separates the interior 7 from the heat storage medium 9 , a part of the thermal energy from the filled food passes into the heat storage medium 9 and there causes the heat storage medium 9 to change completely or partially into a liquid state. The heat required for the phase transition is extracted from the filled food. With suitable dimensions and heat capacity of the heat storage medium 9, this is brought relatively quickly to the desired temperature, and in the case of coffee to the drinking temperature. Further cooling is initially prevented by providing insulation, an air cushion or even a vacuum between the inner wall 3 and the outer wall 2 . The cooling below the desired drinking temperature is therefore relatively slow. However, it is significantly slowed down because the heat storage medium 9 , whose phase transition takes place in the range of the desired drinking temperature, cools together with the contents of the cup. It is namely temperature-coupled to the contents of the cup through the heat transfer in the area of the base. A cooling leads to the fact that the heat storage medium 9 releases the previously absorbed heat of fusion during the new phase transition from liquid to solid to the contents of the cup and keeps the temperature constant there for a certain time. Only when the entire heat accumulator 9 has solidified does the cup contents cool down again in accordance with the usual and known exponential function.

Die Ausführungsformen gemäß Fig. 1, 2 und 3 unterscheiden sich hinsichtlich ihrer Wirkung und ihrer Bedeutung im praktischen Gebrauch. Die Tasse gemäß Fig. 1 hat einen relativ großen Wärmespeicher 9, der jedoch nur an einer Stirnfläche in wärmeleitenden Kontakt mit dem eingefüllten Medium tritt. Die Tasse 1 gemäß Fig. 1 ist jedoch von üblichen Tassen nur dadurch zu unterscheiden, daß der Boden relativ dick erscheint. Sie ist insbesondere einfach zu reinigen. Wenn die Innenwandung 3 mit dem Bodenteil und dem Mantelteil 5 einstückig ist und die Kammer 8 mit dem Wärmespeichermedium 9 von der wärmeisolierenden Seite her angesetzt ist besteht auch bei einem Leck der Verbindungsstelle zwischen der Kammer 8 und der Wandung 3 keine Gefahr, daß das Wärmespeichermedium 9 mit dem Tasseninhalt in Verbindung kommt. Bei einer solchen Ausführungsform kommen auch an sich lebensmittelunverträgliche Wärmespeichermedien in Betracht.The embodiments according to FIGS. 1, 2 and 3 differ in their effect and meaning in practical use. The cup according to FIG. 1 has a relatively large heat accumulator 9 , which, however, only comes into heat-conducting contact with the filled medium on one end face. The cup 1 according to FIG. 1 can only be distinguished from conventional cups in that the bottom appears relatively thick. In particular, it is easy to clean. If the inner wall 3 is in one piece with the base part and the casing part 5 and the chamber 8 with the heat storage medium 9 is attached from the heat-insulating side, there is no danger that the heat storage medium 9 will leak even if the connection point between the chamber 8 and the wall 3 leaks comes into contact with the cup contents. In such an embodiment, food storage media which are inherently incompatible with food are also suitable.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 2, bei der der Wärmespeicher von der Innenraumseite her auf den Boden aufgesetzt ist, hat einen relativ großen Bereich für den Wärmeübergang. Dafür ist sie möglicherweise weniger leicht zu reinigen.The embodiment according to FIG. 2, in which the heat accumulator is placed on the floor from the interior side, has a relatively large area for the heat transfer. However, it may be less easy to clean.

Die derzeit bevorzugte Ausführungsform ist in der Fig. 3 dargestellt. Hierbei ist ebenso wie in der Fig. 1 keine Gefahr gegeben, daß bei einem Leck der Verbindungsstellen zwischen der Wärmespeicherkammer und der Innenwandung 3 der Wärmespeicher mit dem Lebensmittel in Kontakt kommt. Darüber hinaus ist eine große Oberfläche als Wärmekontakt vorgesehen. Diese entspricht bei einer optimalen Ausgestaltung der üblichen Füllstandshöhe einer Kaffeetasse, so daß der gesamte Mantelbereich des Innenraums, der bei einer gefüllten Kaffeetasse mit dem Kaffee in Kontakt steht, als Wärmeübergang zu dem Wärmespeichermedium 9 benutzt wird.The currently preferred embodiment is shown in FIG. 3. Here, as in FIG. 1, there is no danger that if the connection points between the heat storage chamber and the inner wall 3 leak, the heat store will come into contact with the food. In addition, a large surface is provided as a thermal contact. With an optimal design, this corresponds to the usual fill level of a coffee cup, so that the entire jacket area of the interior, which is in contact with the coffee in a filled coffee cup, is used as heat transfer to the heat storage medium 9 .

Je nach Verwendungszweck kommen verschiedene Geometrien zur Anwendung. Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, daß die Innenwandung die Außenwandung und die den Wärmespeicher umgebende Kammer aus Edelstahl gefertigt sind, der einen Vakuummantel umgibt. Die Materialien sind dabei vorzugsweise durch Elektronenstrahlschweißen miteinander verbunden. Es kann aber auch vorgesehen sein, daß die Wandungen aus einem Kunststoffmaterial gefertigt sind, das von außen nach innen zunächst eine Wärmeisolation und dann den Wärmespeicher enthält. Entsprechend können andere Behälter wie Thermoskannen, Nuckelflaschen und dergleichen ausgestaltet sein. Bei Heißgetränken ist ein Phasenübergang im Bereich von etwa 60 bis 80°C anzustreben, während bei Babynahrung ein Phasenübergang des Wärmespeichers 9 im Bereich von etwa 37 bis 40°C liegen sollte.Depending on the intended use, different geometries are used. A preferred embodiment provides that the inner wall, the outer wall and the chamber surrounding the heat accumulator are made of stainless steel, which surrounds a vacuum jacket. The materials are preferably connected to one another by electron beam welding. However, it can also be provided that the walls are made of a plastic material which first contains heat insulation from the outside and then the heat accumulator. Other containers such as thermos flasks, baby bottles and the like can be designed accordingly. In the case of hot drinks, a phase transition in the range of approximately 60 to 80 ° C. is desirable, while in the case of baby food a phase transition of the heat accumulator 9 should be in the range of approximately 37 to 40 ° C.

Claims

1. Container for storing warm, pasty or liquid fluids for human use, in particular for human consumption, with at least one storage room, characterized in that the storage room is in heat-conducting connection with a heat accumulator.

2. Heat storage to influence the cooling rate of hot Food, thereby characterized that a hermetic sealed outer shell is provided, the one Storage medium surrounds everywhere.

3. Device according to claim 1 or claim 2, characterized in that the Heat storage as a medium or a substance Contains mixture that at room temperature in essentially solid and essentially liquid at 100 ° C is.

4. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the Storage medium a solid / liquid phase transition between 40 ° C and 90 ° C, especially between 60 ° C and 80 ° C having.

5. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the Storage room and heat storage compared to the environment are thermally insulated.

6. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the Container a cup, a jug or a feeding bottle is.

7. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the Storage container and / or the heat storage one Have stainless steel wall.

8. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the Heat storage or the storage medium is an organic Contains component with at least five carbon atoms, especially palmitic acid, stearic acid or a mixture from it.

9. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the Storage medium is a salt or a metal hydroxide.