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Getränkekühler Die Erfindung bezieht sich auf einen Getränkekühler,
bei dem durch den Verdampfer einer Kältemaschine ein zur Kühlung der Getränkekühl-schlangen
dienender Kälteträger zum Gefrieren gebracht wird. Uny zu vermeiden, daß die während
des Ruhezustandes in den Kühlschlangen befindlichen Getränke unzuträglich tiefe
Temperaturen annehmen können, ist bereits vorgeschlagen worden, eine bei der gewünschten
Gebrauchstemperaturgefrierende Flüssigkeit als Kälteträger zu verwenden. Hierdurch
wird der Vorteilgewonnen, daß -unmittelbar nach Beginn des Zapfvorganges Getränke
von der gewünschten Auslauftemperatur zur Verfügungstehen. Im weiteren Verlaufe
des Zapfvorganges steigt aber die Temperatur erheblich an, weil zur Herbeiführungeines
Wärmeaustausches zwischen den Getränkekühlschlangen und dem Kälteträger ein Temperaturgefälle
notwendig ist, dessen Größe von der in der Zeiteinheit gezapften Menge abhängt.
Dieser Nachteil könnte zwar durch -reichliche Wärmeaustauschflächen vermindert werden;
dabei würden aber die Wärmeaustauscher un-,virtschaftlich groß werden und nicht
in einer Zapfsäule von den üblichen Baumaßen untergebracht ,verden können.
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Der Gegenstand der Erfindung erlhöglicht den Zusammenbau aller für
den Kühlvorgang wesentlichen Teile in einer Zapfsäule von geringen Baumaßen. Die
Erfindung besteht darin, - daß bei - Verwendung einer durch Wärmeentziehung
unterhalb der gewünschten Getränketemperatur erstarrenden Kälteträgerflüssigkeit
und eines diesem die Wärme zuführenden flüssig. bleibenden Ü#bertragungsmittels
der Raum mit den Getränkekühlschlangen den Kälteträgerraum umgibt, von diesem durch
eine isolierte Wandung getrennt und in an sich bekannter Weise von der Übertragungsflüssigkeit
durchströmt ist. Hierbei kann, trotzdem sich die zur Kühlung der Getränke
- dienenden Kühlschlangen in unmittelbarer Nähe des Kältespeichers befinden,
ein wesentlich unter der Gebrauchstemperatur erstarrender Stoff, z. B. Wasser, als
Kälteträger benutzt werden, dessen hohe Schmelzwärme eine sehr große Speicherwirkung
auf verhältnismäßig kleinem Kaum gewährleistet. Die Erstarrungstemperatur des Wassers
liegt bereits so tief unter der Gebrauchstemperatur der zu kühlenden Getränke, daß
große Wärinemengen bei geringem Aufwand an Wärineaustauschflächen abgeführt werden
können. Durch- Zugabe von Salzen oder flüssig-en Stoffen kann unter Ausnutzun
'g der großen Schmelzwärme des Wassers dessen Erstarrungstemperatur noch
weiter erniedrigt und dabei auch vermieden werden, daß der in einen Behälter eingeschlossene
Kälteträger die Wandungen sprengt.
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Somit können verschiedene zur Versorgung mehrerer Zapfstellen dienende
Kühlschlangen, die von verschiedenen gleichzeitig zu kühlenden Getränkendurchflossen
werden, mit einem allen Betriebsbedingungen genügenden Kältespeicher in einer Zapfsäule
von den üblichen Baumaßen untergebracht werden. Die Zapfsäule kann sogar noch an
Stelle der üblichen
haubenartigen Bekrönung die Kälteniaschine tragen,
ohne daß die zulässige Bauhöhe überschritten wird. Diese Ausgestaltung erMÖg*
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licht, eine auf jeden Schanktisch aufz+-setzende, alle wesentlichen Teile
enthalten-4e Kühleinrichtung mit allen Rolirverbinduni#n vollkommen einbaufertig
in der Werkstaft herzustellen und auf ihre ordnungsmäßige Wirkungsweise züi prüfen.
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Durch die zwischen dem Kälteträger und dem Wärmeaustauscher befindliche
isolierende Wandung wird verhütet, daß die Getränke in den Zapfpausen unzulässig
stark abgekühlt werden.
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In den Weg des übertragungsmittels wird zweckmäßig eine von dessen
Temperatur oder der der Getränke in an sich bekannter Weise ,cresteuerte Fördervorrichtung
eingeschaltet, unter deren Wirkung das Cbertragungsmittel so lange umlaufen und
dabei die an den Wärmeaustauschern aufgenommene Wärme an den Kälteträger abgeben
kann, als zur Aufrechterhaltung der richtigen Getränketemperatur erforderlich ist.
Der nach dem Stillsetzen der Fördervorrichtung noch infolge des Temperattrrunterschiedes
in den verschiedenen Übertragungsräumen in allerdings ganz geringem Umfang auftretende
Flüssigkeitsumlauf kann durch ein Rückschlagventil oder auch durch eine über den
höchsten Flüssigkeitsstand reichende Scheidewand verhindert werden, über deren Oberrand
das Übertragungsmittel gefördert wird. Zur Förderung des Übertragungsmittels dient
dann zweckmäßig eine mit der Achse des Antriebsmotors umlaufende, nach außen sich
kelchartig erweiternde und mit ihrer Unterkante in das Übertragungsmittel eintauchende
Hülse, von deren Oberran,d die durch Fliehkraftwirkun- aufsteigende Flüssigkeit
abgeschleudert wird.
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Da eine bestimmte Wärmeinenge auch durch die isolierende Wandung an
den Kälteträger bzw. den Verdampfer der Kältemaschine abgeführt wird, können trotz
der vorgenannten Maßnahmen insbesondere, wenn die Schanksäule noch einen die Wärmezufuhr
von außen verhindernden Wärmeschutz besitzt, die in den Kühlschlangen enthaltenen
Getränke während der Zapfpausen einen unter der Gebrauchstemperatur liegenden Wärmegrad
annehmen. Dies wird vermieden, wenn in weiterer zweckmäßiger Ausgestaltung des Gegenstandes
der Erfindung das Verhältnis der Wärmeleitwerte der Isolierschichten zwischen den
Wärmeatistanschern und dem Kälteträger und der Ummantelung der Schanksäule gleich
dem umgekehrten Verhältnis der an den Oberflächen der Isolierschichten herrschenden
Teinperattirdifferenzen ist. Hierdurch wird erreicht. daß durch die äußere Isolierschicht
den Kühlschlangen eine bestimmte Wärmeinenge zugeführt wird, die der '?an den Kälteträger
übergebenden Wärmemenge etwa gleich ist. Die Temperatur der Getränke bleibt also
auch im Ruhezustande praktisch stets die gleiche.
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Eine besonders einfache Bauweise ergibt sich, wenn als Übertragungsmittel
ein Stoff gewählt wird, dessen in der Nähe des Verdampfersder Kälternaschine befindliche
Flüssigkeitsteilchen gefrieren können und so den Kälteträger bilden. Hierbei kann
der zur Aufnahme des Kälteträgers sonst erforderliche Behälter in Fortfall kommen,
und zwischen dem Übertragungsmittel und dem Kälteträger findet eine den Wärmeübergang
begünstigende unmittelbare Berührung statt, ohne daß besondere aus Metallwänden
gebildete Wärmeaustauschflächen erforderlich sind. Auch hierbei kann, insbesondere
wenn der Kälteerzeuger durch eine an sich bekannte Schalt- oder Regeleinrichtung
in Ab-
hängigkeit vom Druck oder der Temperatur im Verdampfer gesteuert wird,
eine große Kältespeicherwirkung erzielt und dabei doch auch erreicht werden, daß
stets gerade noch so viel flüssiges Übertragungsmittel zur Verfügung steht, als
zur Abführung der an die Kühlschlangen übergehenden Wärme erforderlich ist.
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Auf der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes
dargestellt, und zwar zeigt Abb. i ein Gesamtbild eines Getränkekühlers mit der
Kältemaschine und Abb. 2 den Getränkekühler der Abb. i im Schnitt.
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Abb. 3 zeigt einen teilweisen Schnitt durch die Ausführungsform
der Abb. 2 in vergrößertem 'i#,laßstab. In der Abb- 4 ist eine etwas andere Ausführungs
i orm des Getränkekühlers dargestellt.
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Abb. 5 und 6 zeige n eine Ausführungs form, bei der
der Getränkekühler den Kälteerzeug-er trägt, und zwar im zusammenge. bauten Zustande
(Abb. 5) und mit herausgenommenem Kälteerzeuger (Abb. 6).
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Beim Ausführungsb-eispiel der Abb. i und 2 sind in einer Schanksäule
io mehrere an einem Ende mit Zapfhähnen ii versehene Kühlschlangen 12 angeordnet,
die mittels Verschraubungen 13 mit den nicht gezeichneten Vorratsbehältern, Fässern
o. dgl. zu verbinden sind. Die Kühlschlangen befinden sich in einem durch zwei Wandungen
14 und 15 begrenzten Ringraum 16, der durch eine Isolierschicht 17 von der Wandung
18 eines Behälters ig getrennt ist. Ein diesen Behälter durchsetzendes Rohr 20 steht
unterhalb eines den Behälter ig nach unten abschließenden Bodens 21 über Öffnungen
22, einen Sammelraum
23 und einen schmalen, die Wandung
18 umgebenden Ringraum 24 und ein durch einen ringförmigen Ventilkörper
25 und die konische Leitwand:26 gebildetes Ventil mit dem Raume 16 in Verbindung.
Die oberen Ränder des Rohres:2o und der Wandung 15 liegen unterhalb des Spiegels
27 einer Flüssigkeit, in die eine von einem E lektromotor
28
angetriebene Fördervorrichtung 29 und ein Wärmefühler 30 eingetaucht
ist mit einer Thermostatflüssigkeit, deren Druckänderungen mittels eines Metallbalges
31 eine im Stromkreis des Motors 28 liegende Schalteinrichtung
32, 33 steuern. Ein Rohr 34 schließt mit dem Rohr 2o einen schmalen Verdampferraum
34 ein, der durch eine Leitung 3 5 mit der Sangseite eines Verdichters
36 und durch eine Leitung 37 mit einem mit der Druckseite des Verdichters
in Verbindung stehenden Verflüssiger 38 verbunden ist. Zum Antrieb des Verdichters
dient ein Motor 39, in dessen Stromkreis eine Schalteinrichtung40, 41 angeordnet
ist, die durch einen im Behälter ig angeordneten Thermostaten 42 mittels eines mit
ihm durch eine Leitung 43 verbundenen Metallbalges 44 gesteuert wird.
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Die Vorrichtung arbeitet wie folgt: Eine den Raum ig nahezu vollständig
anfüllentde Flüssigkeit, z. B. eine wäßrige Salzlösung, wird durch die bei niedrig-er
Temperatur im Raum 3d erfolgende Verdampfung des vom Verflüssiger kommenden
Kältemittels bei etwa - 4' C zum Gefrieren gebracht. Bei Erreichen
dieses Zustandes wird der Motor 39 mit Hilfe der vom Thermostaten gesteuerten
Schalteinrichtung 40, 41 stillgesetzt. Dabei wird auch das durch das Rohr 2o unddie
Räume 24 und 16 unter der Einwirkung der Fördervorrichtung umlaufende flüssige
Übertragungsmittel abgekühlt. Sobald dieses eine Temperatur von etwa + 30 C
erreicht hat, wird der Äntriebsmotor 29 durch die vom Thermostaten 30 gesteuerte
Kontaktvorri#chtung 32, 33 ausgeschaltet. Dadurch fällt das Ringventil
25 auf seinen Sitz:26, und die Verbindun- des Raumes 16 mit den dem Behälter
ig und dem Verdampfer 34# benachbarten Teilen des übertragungsmittelkreislaufes
wird unterbrochen.
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Wenn aus den Kühlschlangen i?, keine Getränke entnommen werden, stellt
sich in diesen und im Raum 16 eine Temperatur von etwa + 4' C ein.
Eine weitere Temperaturerhöhung kann nicht eintreten, da die durch die Isolierschicht
17 an die Wand 18 mit der Oberflächentemperatur - 4' C übergehende
Wärme etwa gleich der Wärme ist, die bei der mittleren Raumtemperatur von
+ 200 C
dem im Raum 16 befindlichen übertragungsmittel durch den äußeren
Isoliermantel io' zugeführt wird. Dies wird erreicht, wenn bei Verwendung von Isolierstoffen
gleicher Wärmeleitzahl folgende Gleichungerfüllt ist: d : d' = Dt:
Dt' (vgl. Abb. 3). Besitzt die Isolierschicht 17 eine Wärmeleitzahl w, die
äußere Schicht io" eine Wärmeleitzahl w, so muß die Beziehung bestehen:
wenn man die Tatsache vernachlässigt, daß infolge des ringförmigen Wandungsquerschnittes
die Isolierschichten 17 und io' verschieden große Oberflächen besitzen.
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Wenn Getränke ausgeschenkt werden, erwärmt sich der im Raum 16 enthaltene
und der dem FlÜssigkeitssPi-egel 27 benachbarte Teil des flüssigen übertragungsmittels
auf etwa +6' C. Dabei wird durch die Ausdehnung der im Wärmefühler 3o enthaltenen
Flüssigkeit über die Kontakte 3:2 und 33 der Fördermotor 2-8 in Betrieb
gesetzt, das übertragungsmittel beginnt zu kreisen, unddamit gelangt im Rohr 2o
und im Raum 24 gekühltes Übertragungsmittel an die Oberflächen der Kühlschlangen
1.2. Eine zu starke Abkühlung dieser Kühlschlangen wird verhindert, da die Fördervorrichtung
29 wieder stillgesetzt wird, sobald in der Nähe des Flüssigkeitsspiegels
27 die Temperatur unter + 3' C gesunken ist. Dies wird bei Entnahme
geringer Getränkemengen schon sehr bald eintreten, beim Ausschenken größerer Mengen
ist ein längere Zeit andauernder Übertragungsmittelumlauf erforderlich. Hierbei
wird viel Wärme dem im Behälter ig enthaltenen Kälteträger entzügen, dieser beginnt
zu schmelzen, und der Motor 39 der Kältemaschine wird durch den Thermostaten
42 eingeschaltet. Das im Rohr 2,o befindliche Übertragungsmittel gibt seine 25 Wärme
nunmehr unmittelbar an das im Raum 34 verdampfende Kältemittel ab, ein Teil der
Verdampfungswärme - bzw. nach Abstellen der Fördervorrichtung 29 nahezu die
gesamte Verdampfungswärme - fließt über die Wandung 34 dem Kälteträger zu,
der dabei wieder zum Erstarren kommt und vermöge der hierbei gebundenen Schmelzwärme
ein erhebliches Speichervermögen besitzt.
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Das Ausführungsbeispielder Abb. 4 unterscheidet sich lediglich dadurch
von dem der Abb. 2, daß der den Verdampferraum umschließende Mantel 34 die Außenwand
18 des gemeinsamen Kälteträger- und übertragungsmittelbehälters umgibt. Der Mantel
34 besitzt eine schrattbenförmig gewundene Sicke, wodurch ein schraubenförmiger
Weg für das verdampfende Kältemittel gebildet ist. Der Mantel 18 ist am oberen Ende
durch einen Deckel 45 abgeschlossen, an den ein über den Flüssigkeitsspiegel
27 hinausragender Stutzen 46 angesetzt ist. In die diesen Stutzen teilweise
anfüllende Flüssigkeit ist ein unten offener konischer Hoblkörper eingetaucht, der
mittels
eirizehter Speichen mit der Welle -18
des Motors 28 verbunden ist.
Bei Inbetriebnahine des ' Motors steigt die den Förderkonus Z,
-17
bis zur Höhe des Flüssigkeitsspiegels 27
erfüllende und die von unten
nachdrängende 1,lüssigk##it durch die Flielikraftwirkung bis züi dein über die Oberkante
des Stutzells 46 hinau,ragenden oberen Rande, wird von diesein abgeschleudert, gelangt
so in den Raum 16 und von diesem durch die Öffnungen 22 ini Mantel iß in den von
diesem eingeschlossenen Raum. An der Wandung iß bildet sieh unter dem Einfluß des
im Verdarnpferraum 3-# sich verflüchtigenden Kälteinittels eine Eisschicht, deren
Stärke mit abnehmender Verdampfertemperatur zunimmt. Durch einen mit der Wandung
34 wärmeleitend verbundenen, mit einer zweckentsprechenden Flüssigkeit gefüllten
Thermostaten 42', der auf die Kontaktvorrichtung 4o, .41 des Antriebsmotors
39 einwirkt, läßt sich erreichen, daß ein über%viegender, durch die Umrißlinien
49 begrenzter Teil der von der Wand iß eingeschlossenen Flüssigkeit an dieser Wand
festfriert, während bei zweckmäßiger Bemessung des Durchmessers dieser Wand im 1nnern
ein für den Umlauf des als Übertragungsmittel dienenden Teiles des gesamten Flüssigkeitsinhalts
gerade ausreichender Durchgang 2o frei bleibt. Dasselbe läßt sich erreichen, wenn
der Metallbalg 44 der Abb. i mittels einer Leitung unmittelbar dem Druck im Verdampferinnern
ausgesetzt wird, da von diesem Druck die Verdanipfertemperatur abhängt. An die Wandung
iß können noch, wie in gestrichelten Linien angedeutet ist, längs der .,Jantellinien
verlaufende Rippen 5o angesetzt sein.
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Das Ausführungsbeispiel der -,'£bb. 5 und 6
unterscheidet
sieh in der Hauptsache dadurch von dem vorhergehenden, daß der Verdichter
36 mit seinem Motor 39, umgeben von dem als Hohlzylinder ausgebildeten
Kondensator 3K' auf den die Schanksäule io abschließenden Deckel 51 aufgesetzt sind,
an dessen L'nterseite der mit Durchtrittsöffnungen 52
für das Cbertragungsmittel
versehene Mantel iß und die Fördervorrichtung:28, 29 angebracht sind. Der Kondensator
ist auf einen als -Verkleidung dienenden und 2mit Luftschlitzen 53 versehenen
Tragring 54 abgestützt, der auch die in Abb. i schematisch dargestellte, hinter
einer Ausprägung55 angeordnete und von außen durch einen Bedienungsknopf
Z, _36 einstellbare Regeleinrichtung umschließt. Die zu dieser und züi den
Klemmen des Motors 39 führenden Leitungen #37 sind an Kontakte #8 angeschlossen,
die beim Aufsetzen des Deckels 51 mit Gegenkontakten .39 zusammenarbeiten,
die durch in dor Isoliersch;cht io' verlaufende Lühun-en 6() mit (Icii nach Art
eines Gerätesteckers ausgebildeten Anschlußvorriebtungen 61 verbunden sind. (Der
Cbersichtlichkeit halber wurde in Abb. 5 nur je einer der in Wirklichkeit
doppelt vorhandenen Teile 57 bis 61 dargestellt.) Durch diese Stromführung
wird erreicht, daß keine für die Bedienung störende elektrische Leitung oberhalb
des Schanktisches verlegt zu werden ])raucht und daß der Kälteerzeuger und die zugehörigen
Teile zur Vornahme von Instandsetzungsarbeiten und zwecks Reinigung der Innenteile
aus der Schanksäule entfernt werden können, ohne daß die elektrischen Kontaktverbindungen
vorher gelöst zu werden brauchen. Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist die gleiche
wie die der Abb. 2 und 3. Da bei der Ausführungsform der Abb. 5 und
6 der Raum unterhalb des Getränkekühlers nicht mehr für die Unterbringung
des Kälteerzeugers benötigt wird, kann der Getränkekühler auch zur Kühlung eines
unter dem Schanktisch 63
angebrachten, durch eine Tür 64 verschließbaren Kühlfacbes
65 ausgenutzt werden. Um
dies zu ermöglichen, ist der Boden
66 des Kühlers nicht isoliert; an dieser Stelle kann (Ialier ein lebhafter
Wärineaustausch zwischen der im Kühlfach enthaltenen Luft und dem Kälteübertragungsmittel
stattfinden.
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Durch die Verwendung einer auf die Temperatur oder den Druck im Verdampfer
ansprechenden Schalt- oder Regeleinrichtung, die die Stromzufuhr zum Antriebsmotor
be-
herrscht, ist bereits eine ausreichende Gewähr dafür vorhanden, daß ein
wesentlicher Teil der vom Nlantel iß eingeschlossenen Flüssigkeit zum Erstarren
komnit und dabei doch noch ein zur Herbeiführung eines Flüssigkeitsumlaufes gerade
ausreichender senkrechter Flüs-Sigk-eitSX#-Cg 20' frei bleibt. Es wird also bei
einer bestimmten Verdampfertemperatur eine Eisschicht von ganz bestimmter Stärke
erzdigt. Um auch bei einer ungewöhnlichen Verringerung der Verdampfertemperatur
ein vollständiges Zufrieren des Flüssigkeitsweges 2o zu vermeiden, kann eine Flüssigkeitsmischung
oder Lösung in der Zapfsäule verwendet werden, aus der im wesentlichen nur ein Bestandteil
durch Wärmeentziehung zum Erstarren gebracht werden kann, während der andere Bestandteil
in der flüssigen Lösung verbleibt, die dadurch gesattigter und somit schwerer gefrierbar
wird.