DE2008026A1

DE2008026A1 - Flussigkeitskuhlvornchtung

Info

Publication number: DE2008026A1
Application number: DE19702008026
Authority: DE
Inventors: Eric Ronald Nertherton Huddersfteld Yorkshire Paxman (Großbritannien) P F28d 7 00
Original assignee: Paxman Coolers Ltd , Bnghouse, Yorkshire (Großbritannien)
Priority date: 1969-08-11
Filing date: 1970-02-20
Publication date: 1971-02-25
Also published as: BE747511A; GB1242968A; NL7002501A

Description

PATENTANWÄLTE J	008026
Dipi.-chem. Dr. D. Thomsen Dipi.-mg. H.Tiedtke Dipi.-chem. G. Bühling	MÜNCHEN 2 TAL 33 TEL 0811/226894 295051 CABLES: THOPATENT TELEX: FOLGT
Dipi.-mg. W.Weinkauff	FRANKFURT (MAIN) 50 FUCHSHOHL 71 TEL. 0611/514666

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8000 München 2 20. Februar 1970 case M. 22113 / T 3513

Paxman Coolers Limited Brighouse,Großbritannien

Flüssigkeitskühlvorrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Flüssigkeitskühlvorrichtung und .insbesondere auf eine Vorrichtung für das Kühlen von Getränkeny. bei deren Ausschank,,

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Bei der Verwendung bekannter Vorrichtungen für das Kühlen von Getränken wird das zu kühlende Getränk von einer Quelle aus durch ein Rohr geführt, das in ein in einem Tank befindlichen Kühlmedium eintaucht, so daß durch das Kühlmedium dem Getrünk Wärme entzogen ist, wenn es ausgeschenkt oder ausgegeben wird. Für das Kühlen, des Kühlemedium^;s auf

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die richtige Temperatur für das Abkühlen des Getränks wird eine Kühleinrichtung verwendet. Es wurde jedoch festgestellt, daß bei Ausgabe von abgemessenen GetrSnkenmencren mit einer Rate, die normalerweise bei Spitzenbetrieb zu erwarten ist, die Temperatur des ausgeschenkten Getri'mks auf eine unbefriedigende Höhe ansteigt, wenn lediglich relativ wenig abgemessene Mengen des "Getränks ausgeschenkt worden sind. Es wurde bei einer typiächen bekannten Bierkühlvor-. richtung festgestellt, daß bein Ausschank abgemessener Halblitermengen ohne Intervall zwischen aufeinanderfolgenden Ausschankvorgängen die Temperatur der dritten abgemessenen !!enge 7,22°C (H5°F) betrug , während diejenige der zehnten abgemessenen Menge 13,3 C (56°F) war, was unbefriedigend ist. Der Temperaturanstieg ist geringer, wenn die Mengen mit Intervallen zwischen den Ausschankvorgängen ausgegeben werden; es wäre jedoch vorteilhaft, wenn die Temperatur des Biers während aufeinanderfolgenden Ausschankvorgängen

auf geringeren Temperaturen gehalten werden könnte. i

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Flüssigkeitskühlvorrichtung zu schaffen, die bei Anwendung niedrigere Ausschanktemperaturen von gekühlten Flüssigkeiten aufrechterhält, als es bisher bei Verwendung von bekannten Kühlvorrichtungen mölich ist.

• ·

Erfindungsgemäß besitzt eine Flüssigkeitskühlvorrichtung einen Tank für die Aufnahme eines Kühlmittels und eine . in dem Tank untergebrachte Rohranordnung^ .wobei die Enden der

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Rohre durch Krümmer unter Bildung von zwei sinusförmigen Rohrkreisen in der Anordnung untereinander verbunden sind, von denen ein erster Kreis einen Einlaß und einen Auslaß für eine bein Durchgang durch den Kreis zu kühlende Flüssigkeit aufweist und von denen ein zweiter der Kreise für den Durchgang eines Kühlmittels vorgesehen ist.

Vorteilhaft sind wenigstens die Rohre des ersten Kreises mit Wärmeübertragungsrippen in Wärmeleitverbindung mit den Rohren versehen. Es werden Rippen vorgezogen, die durch eine Mehrzahl von im Abstand entlang der Rohre des ersten· und des zweiten Kreises angeordneten Plattenrippen gebildet werden, wobei die Rohre beider Kreise durch zugeordnete Löcher in den Plattenrippen gehen.

Bei einer bevorzugten Äusführungsform sind wenigstens die Rohre des ersten Kreises und die Rippen dadurch vereinigt, daß die Rohre durch flie Löcher der Rippen eingesetzt und dann bis zu inniger Berührung mit den Oberflächen der Löcher radial nach außen ausgedehnt sind. Auf diese Weise erhalt man einen absoluten unmittelbaren Kontakt zwischen den Oberflächen der Rohre und der Rippen, wodurch man den größten Wärmeaustausch zwischen diesen Teilen erhält. Sofern lot- oder hartlötbare Materialien für den Vereinigungsvorgang verwendet werden, würden derartige Materialien teilweise die Rohre von 4en Rippen isolieren, so daß die Wärmeaustauschrate vermindert wird. Vorteilhaft sind die Rohre

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des zweiten Kreises in den oberen Bereichen des ersten Kreises und zwischen den Rohren des ersten Kreises angeordnet·

Die Erfindung wird im Folgenden anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Fig. 1 ist eine schaubildliche Darstellung einer W ■ erfindungsgemäßen Flüssigkeitskühlvorrich

tung, die an einen Flüssigkeitsvorratsbehälter und an eine Ausschankvorrichtung angeschlossen isti

Fig. 2 ist eine Draufsicht'auf die Kühlvorrichtung, wobei der Deckel entfernt ist;

Fig. 3 ist eine schaubildliche Darstellung, die den Aufbau eines Teils des Rohrsatzes oder

der Rohranordnung verdeutlicht;

Fig. 4 ist eine schematische Ansicht der Rohranordnung, die die Art der Befestigung der Rohre in Plattenrippen verdeutlicht;

Fig. 5 ist eine schaubildliche Darstellung der Kühlvorrichtung und zeigt die Rohranordnung nach dem Herausziehen aus dem zugeordten Tankj

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Fig, 6 ist eine Ansicht längs der Linie VI-VI in Fig. ' 1.

Eine Bierkühlvorrichtung (Fig. 1 und 2) besitzt einen Wassertank 10, der in einer für FlüssigkeitskÜhlvorrichtungen üblichen Weise von einer Isolation 11 umgeben ist. Innerhalb des Tanks befindet sich eine Anordnung 12 aus Rohren mit gradlinigen Rohrlängen, die durch Rohrkrümmer unter Bildung von sinusförmigen Rohrkreisen verbunden sind. Ein, erster dieser Rohrkreise 13 dient für den Durchgang von zu kühlendem Bier und besitzt einen Einlaß für Bier aus dem Vorratsbehälter 15 und einen Auslaß 16 für eine Ausschankvorrichtung 17. Das in dem Behälter 15 befindliche Bier wird Über eine Gasflasche 15a mit Kohlendioxyd unter Druck gesetzt, das durch ein. Regulierventil 15b zugeführt wird. Der fcweite Rohrsatz 18 ist ein Kühlkreis für den Durchgang eines Kühlmittels aus einer · Kühleinheit 19 zur Kühlung eines in dem'' Tank 10 befindlichen Bierkühlmittels, das beispielsweise Wasser oder ein eutektisches Material oder ein anderes Material wie beispielsweise öl enthaltendes Wasser ist. Die Kühleinheit besitzt einen hermetisch abgedichteten Kompressor 19a, ein motorgetriebenes Gebläse 19b und einen Kondensor 19cj diese Teile sind Standardeinrachtungen und bilden keinen Teil der Erfindung. Erfindungsgemäß sind jedoch gemäß Fig. 6 . die Rohre des zweiten Kreises 18 zwischen denjenigen des ersten Kreises angeordnet, um jeg·!· liehe Tendenz zum Wärmeaufbau"im Kühlmittel innerhalb des Tanks während der Bierausechankvorgänge zu'reduzieren, der

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das Kühlen des Biers bei aufeinanderfolgenden Ausschankvorgängen behindern xvürde. Man erkennt aus Fig. 6, daß der zweite Kreis in den oberen Bereichen des ersten Kreises 13 und zwischen den Rohren des ersten Kreises angeordnet ist. Um die Innenwände des Tanks 10 ist ferner eine Kühlschlange 20 angeordnet, um sicherzustellen, daß das Kühlmittel auch in dessen äußeren Bereichen gekühlt wird.

Die Rohre beider Kreise 13 und 18 werden dadurch in ihre richtige gegenseitige Lage gebracht, daß sie mit in Abstand stehenden Plattenrippen 21 (Fig. 3 und 4) versehen werden, die einen Teil der Rohranordnung bilden. Jede Plattenrippe 21 ist mit Löchern 22 versehen, durch die die Rohre hindurchzuführen sind. Das Plattenmaterial am Umfang jedes Lochs ist so geformt, daß es einen Kragen 23 (Fig. 4) von: allgemein T-förmigem Querschnitt bildet, der durch einen Ringkanal 24 an den ebenen Abschnitt der Rippe angeschlossen ist. Es werden die erforderliche Anzahl von Plattenrippen 21 bei fluchtenden Löchern zusammengestellt und es werden die Rohre beider Kreise 13 und 18 durch die zugeordneten Löcher gesteckt, Jedes Rohr wird durch einen mechanischen Vorgang an den Plattenrippen befestigt, bei dem durch jedes Rohr ein Dorn 25 geführt wird, der einen grösseren Außendurchmesser als der Innendurchmesser des Rohres hat und am Vorderende verjüngt ist, so daß das Rohr in innigen Kontakt mit den Innenflächen der Kragen 23 ausgedehnt wird, dia " die LochoBerflachen der* Rippenplatten

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bilden. Dies gewährleistet vollständigen und unmittelbaren Kontakt zwischen den Rohren und den Rippenplatten für Wärmeaustauschzwecke, wobei kein anderes Material wie beispielsweise Lot- oder Hartlötmaterial zwischen den ineinandergreif enden Teilen vorgesehen istj das den Wärmeaustauschwir-·' kungsgrad beeinträchtigen könnte. Nach dem Ausdehnen der Rohre werden an die Rohrenden Rohrkrümmer 36 angeschlossen.

Bei Abwandlungen der Vorrichtung ist in dem Tank 10 eine Thermostatbirne 2 7 (Fig. 2) angeordnet und an eine Thermostateinheit 28 zur Steuerung der Temperatur des Kühlmediums durch Einsatz der Kühleinheit angeschlossen. Außerdem kann in dem Tank ein Wasserturbulator oder eine Wasserpumpe 29 (Fig. 6) angeordnet werden, die von einer Motoreinheit 30 betrieben wird, die sich auf der Außenseite des Tanks befindet.

Die vorbeschriebene Vorrichtung wurde dadurch getestet, daft.man Halbliter-Biermaße ^ in drei Testreihen ausschenkte. Bei der ersten Testreihe wurden zehn HaIbIiter-Krüge ausgeschenkt, und zwar im wesentlichen ohne Intervalle zwischen aufeinanderfolgenden Ausschankvorgangen; bei der zweiten und dritten Testreihe erfolgten aufeinanderfolgende Ausschankvorgänge im Abstand voneinander und zwar im Abstand von 30 Sekunden bzw. 60 Sekunden. Es wurde die Temperatur jedes halben Liters Bier unmittelbar nach dem Ausschenken aufgezeichnet« Relevante Details der Vorrichtung und der Temperaturbedingungen waren wie folgt". ;' ^:

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Der erste Bierkühlkreis 13 bestand aus einen rostfreien Stahlrohr mit einer Länge von etwa 5 m (16 englische Fuß) mit einem Außendurchmesser von 3/8 Zoll und einen Innendurchmesser von 5/16 Zoll.

Das Kühlrohrsystem bestand aus einem Kupferrohr mit 3/8 Zoll Außendurchmesser, wobei etwa 7,5 m (2 5 englische Fuß) dieses Rohrs entlang der Innenseitenwände des Tanks angeordnet wurden und wobei etwa 3 m (10 englische Fuß) den zweiten Kreis 18 in der Rohranordnung bildeten.

,Die Plattenrippen bestanden aus Aluminium, wobei pro 2,54 cm (1 englische Zoll) sechs Rippen vorgesehen waren.

Testergebnisse mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung

1.	Testreihe	(44)	2.Testreihe	Ausschank temperatur ⁰C ^CoF⁾	(40)	1	3.Testreihe	(44)
Anzahl an lialbliter- einheiten	Ausschank temperatur ⁰C ^°F^	(43)	Anzahl an Halbliter einheiten	4,4	(42)	2	Anzahl Ausschank an Halb- temp. literein-Op(Op)	(43)
1	6,7	(44)	1	5,6	(44) .	3	6,7	(43)
2	6,1	(46)	2	6,7	(45)	4	6,1	(44)
3	6,7	(46)	3	7,2	(46)	5	5,1	(44)
4 '.	7,8	(46)	4	7,8	(46)	6	6,7	(44)
5	7,8	(46)	5	7,8	(46)	7	6,7	(44)
6	7,8	(47)	6	7,8	(46)	8	6,7	(44)
7 * *	7,8	(48)	7	7,8	(46)	9	6,7	(44)
8	8,3	(49)	8	7,8	(46)	6,7	(45)
9	8,9	9	7,R		0,7
10	9,4	10		10 7,2

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Die Wasserbadtemperatur bei Beginn des Betriebs ■ betrug «M°C C4O°F) "

Umgebungstemperatur 21,1°C (70⁰F) Biereintrittstemperatur in den Kühler 21,1°C (70⁰F)

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Die vorstehenden Ergebnisse wurden mit den Ergebnissen

verglichen, die bei drei gleichen Testreihen an einer herkömmlichen Bierkühlvorrichtung erhalten wurden, die einen Bierkühlkreis aus in einen Wassertank eingetauchten'sinusförmigen Rohren besaß und bei der kein Kühlkreis vorgesehen war, der einen Teil einer Rohranordnung mit dem Bierkühlkreis bildete. Bei der herkömmlichen Vorrichtung war die in dem Tank vorgesehene einzige Kühleinrichtung eine um die innere Tankwand angeordnete Rohrschlange. Es waren rund um die innere Tankwand keine Kühlrippen vorgesehen noch befanden sich Kühlrippen auf den Rohren des Bierkühlkreises und des Kühl- oder Kältekreises.

. Relevante Einzelheiten der konventionellen Vorrichtung und der Temperaturbedingungen waren wie folgt:

Der Bierkühlkreis bestand aus etwa 15 m (50 englische ,Fuß) Hylonrohr mit einem Außendurchmesser von 3/8 Zoll und einem Innendurchmesser von 5/16 Zoll.

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-ίο -

Das Kühlrohrsystem bestand aus einem etwa 7,5 m langen

Kupferrohr mit einem Außendurchmesser von 3/8 Zoll.

Die Kühl- und Kompressoreinheit hatte dieselbe Abmessung und denselben Wirkungsgrad wie in dem vorangehenden Test.

Testergebnisse mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung

1. Testreihe	Ausschank temperatur ⁰C ^(oF^}	(53)	2. Testreihe	10,6 (51)	3.	Testreihe	* 8,9 (48)
Anzahl an Halbliter einheiten	11,7	(48)	Anzahl an Ausschank- Halbliter- temperatur einheiten o„ (Or,)	8,3 (47) .	Anzahl an Ausschank- HaIbIiter-temperatür einheiten o, (o~)	7,8 (46)
1.	8,9	(45) .	1	7,8 (46)	1	6,7 (44)
2	7,2	(46)	2	8,9 (48)	2	7,2 (45)
3	7,8	(50)	3	9,4 (49)	3	7,8 (46)
4	10,0	(52) ·	4	10,6 (51)	4	8,3 (47)
5	11,1	(53)	5	10,6 (51)	5	9,4 (49)
'6	11,7	(54)	6	11,1 (52)	6	10,0 (50)
7 ·	12,2	(55)	7	11,7.(53)	7	10,0 (50)
8	12,8	(56)	8	12,2 (54)	8	10,0 (50)
9	13,3		9	9
10	10	10

• Die Wasserbadtemperatur bei Beginn des Vorgangs betrug 4,4°C (4O⁰F)
Umgebungstemperatur 21,1°C (70⁰F)

. Biereintr" .stemperatur in den Kühler 21,1 C (70 F)

Aus dem Vergleich der beiden Tabellen ergibt sich sofort, daß bei der erfinduugcgemäßen Vorrichtung das Bier mit beträcht-

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lichen niedrigeren Temperaturen als bei der konventionellen Vorrichtung bei gleicher Umgebungstemperatur, gleicher Wasserband- und Biereintrittstemperaturbedingung und bei gleicher Abmessung ,der Kompressor- und Kühleinheiten ausgeschenkt wird. Es ist zu berücksichtigen, daß die Materialien bei dem Bierkühlrohr in den beiden Vorrichtungen unterschiedlich sind, es wird jedoch angenommen, daß die Ergebnisse hierdurch nicht bemerkenswert berührt werden. Man nimmt vielmehr an, daß die Ergebnisse mit der herkömmlichen Vorrichtung im wesentlichen dieselben gewesen wären, wenn anstelle eines Nylonrohrs ein nicht mit Rippen versehenes, rostfreies■Stahlrohr mit einer Länge von 15 m (50 englische Fuß) verwendet worden wäre.

Es wird angenommen, daß die bei der Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung erhaltenen verbesserten Temperaturwerte die folgende Ursache haben. Da bei der herkömmlichen Vorrichtung die Kühlverrohrung lediglich in den Außenbereichen des Kühlmediums liegt, kann dieses Medium nur von der Außenseite gekühlt werden. Es wird jedoch beim Kühlen von Bier das die Rohre umgebende Kühlmedium anfänglich sofort durch die Bierwärme aufgewärmt wobei angenommen wird, daß diese Wärme nicht schnell genug durch das Kühlmedium abwandern kann, so daß bei aufeinanderfolgenden Ausschenkvorgängen ein Temperaturanstieg rund um die Bierkühlschlangen erfolgt, wodurch ■ die Temperatur des ausgeschenkten Biers unerwünscht hoch ist. Bei Verwendung der .erfindungsgemäßen Ausführung wird dadurch, daß die Kühlverrohrung des zweiten Kreises in den oberen Be-

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reichen und nahe dem Bierkühlrohr des ersten Kreises 13 liegt, die Temperatur des Kühlmediums in unmittelbarer Nachbarschaft· der Bierkühlrohre während des Ausschenkens so niedrig wie möglich gehalten·; Darüber hinaus vergrößert die Verwendung der Plattenrippen 21 und" deren Anbringung an die Rohre den Wärmeaustauschflächenbereich zwischen den beiden Kreisen von Rohren und dem Kühlmedium.

ψ Als Anzeichen für den verbesserten Wirkungsgrad der erfindungsgemäßen Vorrichtung gegenüber der herkömmlichen Vorrichtung kann neben der Tatsache,daß die Temperatur des ausgeschenkten Bier auf beträchtlich niedriger Temperatur .gehalten wird, angesehen werxfen^laß die Länge der Bierkühlverrohrung in der . erfindungsgemäßen Vorrichtung nur etwa 5m (16 englische Fuß) im Vergleich'zu 15 m (50 englische Fuß) bei der herkömmlichen Vorrichtung beträgt. Berücksichtigt man, daß der zweite Kreis 18 aus KühlVerrohrung etwa¹3m (10 englische

^ Fuß) beträgt, dann ist die Gesamtlänge der Verrohrung in der Rohranordnung etwa 7,5 m (2 6 englische Fuß), und somit nur halb so lang wie bei der herkömmlichen Vorrichtung. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist somit beträchtlich kleiner ■ als die herkömmliche Vorrichtung! wobei sie gleichzeitig die Biertemperatur auf erheblich tiefere Werte absenken .kann.

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Claims

Patentansprüche

ί 1»!Flüssigkeit sftühlvorrichtung mit einem Tank zur Aufnahme ' des Kühlmediums und einer in dem Tank untergebrachten Rohr-* anordnung, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der Rohre durch Umkehrkrümmer (26) miteinander verbunden sind, um zwei sinusförmige Rohrkreise (.13,18) in der Rohranordnung; (12) zu bilden, wobei ein erster Kreis (13) einen Einlaß (11) und einen Auslaß (16) für eine beim Durchgang durch diesen Kreis zu-· kühlende Flüssigkeit aufweist und ein zweiter Kreis (18) für-den Durchgang; eines Kühlmittels vorgesehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre des ersten Kreises (13) mit Wärmeübertragungsrippen (21) versehen sind, die sich in wärmeleitender Verbindung mit den Rohren befinden,

3. Vorrichtung nach Anspruchs, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen Plattenrippen (21) sind,, die im Abstand entlang den Rohren des ersten und zweiten Kr-eiras (13,18) angeordnet sind-, wobei die Rohre beiden' ICrüis-i durch Zugeordnete

/.t»«. : ■ BADOR₁G₁NAL

Löcher (22) der Plattenrippen (21) gehen.

M-. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen oder Plattenrippen (21) dadurch zusammengestellt oder vereinigt sind» daß die Rohre durch Löcher (22) in den Rippen oder Plattenrippen eingesetzt und dann in innige Berührung mit den Oberflächen der Löcher (22) radial nach außen avsgedehnt worden sind.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis ^, dadurch gekennzeichnet» daß die Rohre des zweiten Kreises C18) in den oberen Bereichen dea ersten Kreise* (13) und zwischen den Rohren des ersten Kreises angeordnet sind·

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