DE3812303A1 - Fluidkuehler - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Kühler für Flüssigkeiten zum Kühlen von Getränken, beispielsweise Bier. Die Vorrichtung, auf die sich die Erfindung im einzelnen bezieht, ist ein Ver­ dampfer eines Kühlmittels, wobei im Gehäuse eine Leitung vorgesehen ist, durch die das flüssige Getränk geleitet wird.

Es ist üblich, einen Schwimmer innerhalb des Gehäuses zu haben, wodurch der Eintritt flüssiger Kühlmittel je nach der Höhe der Flüssigkeit innerhalb des Gehäuses gesteuert wird. Es muß darauf geachtet werden, daß es nicht zu einem mechanischen Zusammenbruch von Bauelementen kommt, falls gewisse Betriebsbedingungen eintreten. Derartige, einen Zusammenbruch hervorrufende Bedingungen können zum Bei­ spiel durch das Einführen warmer oder sogar heißer Flüs­ sigkeit durch die zum Kühlen des Getränks vorgesehenen Schlangen entstehen und möglicherweise zu einem sehr be­ trächtlichen Druckaufbau innerhalb des Gehäuses führen. Es ist üblich, an unterster Stelle des Gehäuses eine Schwim­ merstütze vorzusehen, auf der der Schwimmer in der tief­ sten Stellung ruhen kann, so daß also diese Stütze die niedrigste Stellung des Schwimmers festlegt. Wenn jedoch ein erheblicher Druck entsteht, kann die Schwimmerstütze zusammenbrechen und der Schwimmer noch weiter herabfallen. Für den Fall, daß sich ein sehr niedriger Pegel einer ver­ dampfungsfähigen Flüssigkeit einstellt, kann der Schwimmer folglich klemmen oder völlig aus seiner Gleithalterung herausfallen. Falls es zu solch einer Fehlfunktion kommt, muß das Gehäuse, da es eine abgedichtete Einheit bildet, komplett entfernt und dem Hersteller zum völligen Ausein­ andernehmen und Neuaufbau zurückgegeben werden.

Im Australischen Patent 4 68 170 ist eine Möglichkeit of­ fenbart, wie der Empfindlichkeit dieser Vorrichtungen ge­ genüber den Auswirkungen übermäßig hohen Drucks innerhalb des Gehäuses begegnet werden kann. Dort wird kurzgesagt ein schwimmergesteuertes Ventil vorgeschlagen, welches ei­ ne Flüssigkeit-Nadelventilanordnung umfaßt, die von einem Oberteil des Gehäuses herabhängt. Die Anbringung des Schwimmers bei der Ventilanordnung ist so, daß das Ventil geschlossen wird, wenn sich der Schwimmer in seiner ober­ sten Stellung befindet. Nimmt der Schwimmer hingegen seine tiefste Stellung ein, so ist er von einem oberen Teil des Gehäuses durch direkten Eingriff mit diesem Oberteil des Gehäuses abgestützt. Ein Versagen des Schwimmerventils und folglich des Flüssigkeitskühlers ist durch diese Lösung auf ein Minimum eingeschränkt.

Trotzdem bestehen weiterhin Schwierigkeiten bei diesen verbesserten Flüssigkeitskühlern. Zunächst einmal entsteht ein Problem, wenn die Kühler während hoher Sommertempera­ turen benutzt werden, bei denen die Kondensierfähigkeit der Kondensiereinheiten zu gering oder blockiert ist. In solch einem Fall wird flüssiges Kühlmittel von außeror­ dentlich hoher Temperatur in den Kühler eingeführt, was einen beträchtlichen Verlust an Kühlwirkung zur Folge hat. Die zweite Schwierigkeit ergibt sich, wenn das Getränk in den Schlangen gefriert. Das führt normalerweise zu einer Verformung der Schlangen, die sich dann mit dem Schwimmer­ system verklemmen und es unwirksam machen können.

Aufgabe der Erfindung ist es, die genannten Schwierigkei­ ten auf ein Minimum zu reduzieren und hierzu die Schwim­ mersteuerung zu verbessern. Dazu wird vorgeschlagen, das schwimmergesteuerte Ventil zumindest teilweise zu isolie­ ren, indem eine Kammer um das Ventil herum vorgesehen wird.

Gemäß der Erfindung wird ein Fluidkühler geschaffen, der ein Gehäuse mit einem Einlaß und einem Auslaß für Kühl­ mittel und einem Einlaß und einem Auslaß für zu kühlendes Fluid aufweist sowie eine in dem Gehäuse in Eingriff mit demselben um den Kühlmitteleinlaß herum angeordnete Kam­ mer, die mit Öffnungen versehen ist, durch die Kühlmittel aus der Kammer in einen zwischen dem Gehäuse und der Kam­ mer begrenzten Raum gelangen kann, ferner eine Leitung, durch die zu kühlendes Fluid strömen kann und die inner­ halb des genannten Raums angeordnet ist und sich vom Ein­ laß zum Auslaß für das zu kühlende Fluid erstreckt, sowie ein in der Kammer angeordnetes, schwimmergesteuertes Ven­ til, welches den Eintritt von Kühlmittel in die Kammer steuert.

Da der Einlaß für Kühlmittel sich in solcher Lage befin­ det, daß das Kühlmittel in flüssiger Form unmittelbar in die Kammer eintreten kann, wirkt die Kammer als eine Vor­ abkühlkammer für das heiße flüssige Kühlmittel, um dieses abzukühlen, ehe es mit der Fluidleitung in Kontakt ge­ langt. Durch das Ausgleichen der Kühlmitteltemperatur in beiden Abschnitten des Gehäuses, nämlich dem Raum und der Kammer, wird die Kapazität des Kühlers gesteigert.

Da die Kammer zwischen der schraubenlinienförmig gewunde­ nen Leitung und dem Schwimmerventil angeordnet ist, kann eine möglicherweise auftretende Verformung der Leitung durch Gefrieren nicht zu einem Festklemmen des Schwimmer­ ventils führen.

Es ist von Vorteil, die Kammer im Gehäuse so anzuordnen, daß sie mit dem Gehäuse um den Einlaß für flüssiges Kühl­ mittel herum in Eingriff steht. Öffnungen sind in der Kammer vorgesehen, durch die gasförmiges Kühlmittel hin­ durchtreten und einen Ausgleich zwischen der Kammer und dem Raum hervorrufen kann. Flüssiges Kühlmittel wandert durch die Kammer und wird im voraus abgekühlt, ehe es durch Öffnungen in den genannten Raum gelangt. Um die größtmögliche Wärmeaustauschwirkung zu erzielen, kann die Kammer im wesentlichen über die ganze Länge des Gehäuses ausgedehnt werden. Bei solcher Anordnung können sich die Öffnungen in der Kammer in der Nähe des entfernten Endes der Kammer befinden, wodurch das Kühlmittel für die längstmögliche Zeit einer Kühlwirkung ausgesetzt ist, was den größtmöglichen Temperaturausgleich mit dem bereits in dem Raum und um die Leitung herum zirkulierenden Kühlmit­ tel ermöglicht.

Zur weiteren Erhöhung der Kühlleistung des Kühlers ist die Leitung so gestaltet, daß sie sich vorzugsweise wie eine Kühlschlange oder schraubenlinienförmig gewunden um die Kammer erstreckt. Die Schlange umgibt normalerweise den größten Teil der Außenfläche der Kammer.

Im folgenden ist die Erfindung mit weiteren vorteilhaften Einzelheiten anhand eines schematisch dargestellten Aus­ führungsbeispiels näher erläutert. ln den Zeichnungen zeigt:

Fig. 1 eine Schnittansicht eines Fluidkühlers gemäß der Erfindung;

Fig. 2 eine Draufsicht auf den Fluidkühler gemäß Fig. 1.

Der in den Zeichnungen dargestellte Fluidkühler 1 weist ein Gehäuse 2 auf, welches innerhalb einer Isolierhülle 3 enthalten ist. Das Gehäuse 2 weist eine Nadelventilanord­ nung 4 für Flüssigkeit auf, die sich von einem Einlaß 5 erstreckt und ein Nadelventil 6 umfaßt. Die Nadelventilan­ ordnung 4 ist in einen Schwimmer 7 ragend angeordnet, der aus einem Metallmantel 8 und einem im Inneren angeordne­ ten, druckbeaufschlagten Schaumstoff 9 in einer vertika­ len, rohrförmigen Hülse 10 besteht.

Um den Schwimmer 7 herum ist mit Abstand eine zylindrische Kammer 11 angeordnet, deren Oberkanten 12 am Gehäuse 2 be­ festigt sind. Die Seite der zylindrischen Kammer 11 ragt vom Einlaß 5 für das flüssige Kühlmittel herunter bis kurz über den Boden des Gehäuses 2. Im unteren Teil der zylind­ rischen Kammer 11 sind Öffnungen 13 vorgesehen, durch die flüssiges Kühlmittel in einen zwischen der Kammer 11 und dem Gehäuse 2 begrenzten Raum 14 entweichen kann.

Die Kammer 11 ist von einer schraubenlinienförmig gewunde­ nen Leitung 15 für Fluid vollkommen umgeben, wenn auch zum leichteren Verständnis der Zeichnung lediglich der obere und untere Teil der Leitung 15 dargestellt ist. Die Lei­ tung 15 reicht von einem Einlaß 16 bis zu einem Auslaß 17, und das zu kühlende Fluid strömt durch den Einlaß 16 in diese Leitung 15, zirkuliert um die Kammer 11 und ent­ weicht aus dem Auslaß 17. Auf dem Weg durch diese Lei­ tung wird das Fluid durch Wärmeaustausch mit dem im Raum 14 befindlichen Kühlmittel abgekühlt.

Das flüssige Kühlmittel reicht bis zu einem Pegel 20. Da das Kühlmittel am Anfang zunächst die Kammer 11 passieren muß, ehe es in den Raum 14 austritt, wird es durch Wärme­ austausch vorgekühlt und seine Temperatur mit der des im Raum 14 vorhandenen Kühlmittels ausgeglichen, welches schließlich dann aus dem Gehäuse 2 durch einen Kühlmittel­ rücklauf 18 entfernt wird. Oben in der Kammer 11 sind Öffnungen 19 vorgesehen, durch die gasförmiges Kühlmittel aus der Kammer in den Raum 14 gelangen kann. Diese Öffnun­ gen 19 erlauben gleichfalls einen Druckausgleich zwischen der Kammer 11 und dem Raum 14.

Durch den Einbau der Kammer zum Vorabkühlen in den Kühler wird nicht nur der Schwimmerventilmechanismus vor Schäden bewahrt sondern, was wichtiger ist, auch die Möglichkeit geschaffen, ein ungeeignet warmes, flüssiges Kühlmittel im voraus vor der Berührung mit den fluidführenden Leitungen abzukühlen. Das hat eine nennenswerte Erhöhung des Wir­ kungsgrades des Kühlers zur Folge und verbessert ganz wesentlich die Lebensdauer des Kühlers, insbesondere sei­ nes Ventilmechanismus.

Claims (7)

1. Fluidkühler gekennzeichnet durch:

• (i) ein Gehäuse (2) mit einem Einlaß (5) und einem Auslaß (18) für ein Kühlmittel sowie einem Einlaß (16) und einem Aus­ laß (17) für ein zu kühlendes Fluid;
• (ii) eine in dem Gehäuse (2) in Eingriff mit demselben um den Kühlmitteleinlaß herum angeordnete Kammer (11), die mit Öffnungen (13) versehen ist, durch welche Kühlmittel aus der Kammer in einen zwischen dem Gehäuse (2) und der Kammer begrenzten Raum (14) gelangen kann;
• (iii) eine Leitung (15), durch die zu kühlendes Fluid fließt und die innerhalb des Raums (14) angeordnet ist und sich vom Einlaß (16) zum Auslaß (17) für das zu kühlende Fluid erstreckt, und
• (iv) ein schwimmergesteuertes Ventil in der Kammer (11), welches den Einlaß flüssigen Kühlmittels in die Kammer (11) steuert.

2. Fluidkühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die innerhalb des Gehäuses (2) angeordnete Kammer (11) mit dem Gehäuse um den Einlaß (5) für das Kühlmittel herum abdichtend in Eingriff steht.

3. Fluidkühler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Leitung (15) um die Kammer (11) herum erstreckt.

4. Fluidkühler nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (15) schraubenlinienförmig gewunden ist.

5. Fluidkühler nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Kammer (11) im wesentlichen über die ganze Länge des Ge­ häuses (2) erstreckt.

6. Fluidkühler nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (13) in der Kammer (11) einen Abstand vom Einlaß (5) für das Kühlmittel haben.

7. Fluidkühler nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß Öffnungen (19) in der Kammer (11) einen Druckausgleich zum Raum (14) er­ möglichen.