EP1379822A1 - Getränkekühlvorrichtung - Google Patents

Getränkekühlvorrichtung

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EP1379822A1
EP1379822A1 EP02732612A EP02732612A EP1379822A1 EP 1379822 A1 EP1379822 A1 EP 1379822A1 EP 02732612 A EP02732612 A EP 02732612A EP 02732612 A EP02732612 A EP 02732612A EP 1379822 A1 EP1379822 A1 EP 1379822A1
Authority
EP
European Patent Office
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evaporator
container
cooling device
beverage cooling
water
Prior art date
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EP02732612A
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English (en)
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EP1379822B1 (de
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Martin Behle
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Hartek Beverage Handling GmbH
Original Assignee
Hartek Beverage Handling GmbH
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Publication date
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Publication of EP1379822B1 publication Critical patent/EP1379822B1/de
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    • F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/02—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being helically coiled
    • F28D7/024—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being helically coiled the conduits of only one medium being helically coiled tubes, the coils having a cylindrical configuration
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    • B01F27/80—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis
    • B01F27/91—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis with propellers
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    • B01F35/93—Heating or cooling systems arranged inside the receptacle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67D—DISPENSING, DELIVERING OR TRANSFERRING LIQUIDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B67D1/08—Details
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    • B67D1/0861—Cooling arrangements using compression systems the evaporator acting through an intermediate heat transfer means
    • B67D1/0864—Cooling arrangements using compression systems the evaporator acting through an intermediate heat transfer means in the form of a cooling bath
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • F25D31/002—Liquid coolers, e.g. beverage cooler
    • F25D31/003—Liquid coolers, e.g. beverage cooler with immersed cooling element
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
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    • F28F13/06—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by affecting the pattern of flow of the heat-exchange media
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    • B01F27/05—Stirrers
    • B01F27/11—Stirrers characterised by the configuration of the stirrers
    • B01F27/15—Stirrers with tubes for guiding the material

Definitions

  • the invention relates to a device for cooling beverages, according to the preamble of patent claim 1.
  • Beverage cooling devices are known in the prior art, for example, as so-called beverage flow coolers or so-called circulation carbonators, for example for cooling beer and non-alcoholic beverages.
  • Known beverage cooling devices accordingly have a container 20 which is filled with water, the so-called water bath 12.
  • evaporator lines 14 of a refrigeration cycle are arranged in such a way that they form at least one evaporator surface 16, for example by the evaporator lines 14 in the form of evaporator coils or Evaporator spirals are arranged side by side or one above the other.
  • the evaporator lines 14 can form one or more evaporator surfaces 16.
  • the evaporator lines absorb heat from the water bath 12.
  • the evaporator surface 16 can optionally be formed by the surface of a so-called ice bank 30, as will be described further below.
  • beverage lines are not shown in the accompanying figures for reasons of clarity. They can be guided in the container 20 in any suitable manner, wherein they typically utilize essentially the entire space of the water bath 12 and can be arranged centrally around an agitator 18 and / or in the vicinity of an ice bank 30. The beverage carried in the beverage lines releases heat to the water bath, which cools the beverage. If the beverage cooling device is also to be suitable for carbonated beverages, the associated carbonator tank can also be arranged in the water bath 12 (likewise not shown in the figures).
  • FIG. 1 shows an exemplary, temporally and spatially averaged course of the water flow S induced by the agitator 18.
  • the agitator 18 rotates (arrow D), for example about a central axis of the container 20, the water initially flows axially downward in the middle of the container 20, i.e. normal to the tank bottom 22. The impact is then deflected radially outwards by the impact on the tank bottom 22. The subsequent impact on the container walls 24 or the evaporator surfaces 16 which may be arranged there results in a deflection of the flow upwards.
  • any other suitable arrangement of the agitator 18 in the container 20 with a correspondingly different flow pattern is also conceivable, for example an eccentric arrangement of the agitator 18, in which the flow pattern is basically the same as the curve described above.
  • the water in the water bath 12 serves both as an energy store and as a transport medium for transferring the heat from the beverage lines to the evaporator lines 14.
  • the water is used as an energy store through the formation of an ice layer 30 which forms around the evaporator tubes 14.
  • ice bank the surface of which corresponds to the evaporator surface 16.
  • the enthalpy of solidification of the water stored by the phase transition serves to cover power peaks for a short time and thus reduces the size of the refrigeration cycle process.
  • an evaporator 14, 16 can also be operated without an ice layer 30, i.e. in such a case the beverage cooling device works without an ice bank.
  • the water serves as the transport medium by means of the flow S induced by the agitator 18 in the water bath 12, as described above.
  • the aim of the water flow S is on the one hand to improve the heat transfer from the evaporator 14, 16 or the ice layer 30 to the water and from the water to the beverage lines.
  • the transport of locally heated water into colder areas of the water bath 12 is to be increased by the water flow S.
  • water is used as an energy storage and transport medium, this term stands for all other suitable media or fluids that have comparable properties and functions and have the same effects with respect to the invention and deliver comparable results.
  • the effects described have the result that the area at which the heated water can give off energy at the ice layer is reduced. As a result, the heat transfer between the water bath and the evaporator, but also between the water bath and the beverage lines, is impaired, as a result of which a loss of performance and overall reduced efficiency of the beverage cooling device are caused. Furthermore, the washout A and the reduction in the thickness of the ice bank in the lower region of the water bath can lead to an earlier destabilization of the ice bank, which among other things can result in a reduced peak load capacity. Due to insufficient washing of the ice bank in the upper water bath area, which in turn is due to the separation of the flow from the ice bank described above, there may also be an increased tendency to freeze the upper beverage lines.
  • the invention is therefore based on the object of preventing the stated disadvantages of the prior art and, in particular, of preventing the ice bank from washing out with the associated disadvantages.
  • the beverage cooling device has, in particular, a device for guiding the water flow in such a way that the water also flows along and essentially parallel to the substantially entire evaporator surface.
  • the flow guide device arranged in the beverage cooling device at least partially forces the water flow in such a way that the water in the area of the evaporator surfaces flows essentially parallel to these, if possible, this flow taking place along essentially the entire evaporator surface. If the evaporator is operated with an ice layer (ice bank), the flow thus runs essentially parallel to the surface of the ice bank and essentially over the entire height or length of the ice bank in the container.
  • ice bank ice layer
  • the flow device according to the invention thus prevents the water flow in the region of the evaporator surfaces or the ice bank from detaching from them and losing contact with them. Due to the forced flow of water, the washing out of the ice bank with the associated disadvantages mentioned above is also avoided.
  • By guiding the water flow according to the invention parallel to and essentially over the entire length of the ice bank in particular an improved heat transfer between the water and the ice bank / evaporator is brought about, with which an increased performance and an improved efficiency of the beverage cooling device are achieved.
  • the flow guiding device is arranged essentially on the bottom of the container and has a shape that the water flow in the region of the lower end of the evaporator surfaces in one direction deflected essentially parallel to the evaporator surfaces. It is basically irrelevant here whether the container walls and / or the evaporator surfaces arranged in the region of these walls or in the interior of the container at a distance from the container walls are arranged perpendicularly or at an angle to the container bottom. Likewise, the shape, the course and the arrangement of the container bottom are fundamentally irrelevant. Evaporate surfaces and / or Container walls and / or container bottom can therefore in principle be arranged at any angle to one another.
  • the evaporator surfaces are arranged essentially perpendicular to the essentially flat, horizontally extending container bottom, the flow guide device in this case deflecting the water flow through an angle of approximately 90 °.
  • the flow guide device is designed in the form of at least one frame profile or guide plate, which is mounted in the water bath on the container bottom and / or in the vicinity thereof.
  • the baffle or frame has a substantially L-shaped cross-section, one leg of the L-shaped sheet being oriented essentially parallel to the evaporator surface, and the other leg of the L-shaped sheet being substantially parallel to the container bottom, preferably horizontal, is aligned.
  • the flow guide device has a frame profile which is arranged radially inside the evaporator surfaces, the leg which is oriented essentially parallel to the evaporator surfaces slightly overlapping the lower end of the evaporator surfaces.
  • the frame profile can rest on the bottom of the container.
  • the leg of the frame profile which is oriented essentially parallel to the bottom of the container rests on the bottom of the container.
  • the flow guiding device can have the shape of a flat trough with a closed bottom, which in turn is mounted on the tank bottom.
  • one or more protrusions or embossments can be provided in the container base or the trough base, which have a corresponding effect.
  • the evaporator surfaces can be arranged at distances from the container bottom and / or the container walls.
  • the frame profile arranged radially inside the evaporator surfaces is not on the bottom of the container but is arranged above it in such a way that the leg, which is essentially parallel to the evaporator surfaces, slightly overlaps the lower end of the evaporator surfaces.
  • the flow guiding device as a whole is designed and arranged in such a way that the water flow is divided in the region of the lower end of the evaporator surfaces in such a way that water flows both radially inside and radially outside the evaporator surfaces.
  • the aerodynamic advantages of the frame profile or baffle are thus not only used on one side but on both sides of the ice bank, i.e. the radially inward and the radially outward side of the ice bank, by dividing the water flow that strikes the inner surface of the ice bank and is then guided both behind (outside) and in front of (inside) the ice bank along the surfaces of the ice bank.
  • the heat-transferring surface of the ice bank or the evaporator is approximately doubled, so that these measures result in a further improved heat transfer between the water and the ice bank / evaporator, with which a further increased performance and an improved efficiency of the beverage cooling device are achieved.
  • the flow guiding device can have a second frame profile which is arranged below and / or at least partially radially outside of the evaporator surfaces.
  • This frame profile can in turn rest on the container bottom, in which case in particular the leg of the frame profile oriented essentially parallel to the container bottom rests on the container bottom.
  • a flat pan with a closed bottom can be used.
  • the second frame can be connected to the first frame to form a unitary overall structure, so that the flow guiding device can be inserted as a component in the container of the beverage cooling device.
  • Figure 1 shows a beverage cooling device from the prior art schematically in
  • FIG. 2 shows a beverage cooling device from the prior art schematically in
  • FIG. 3 shows a beverage cooling device according to the invention schematically in
  • Figure 4 shows another embodiment of a beverage cooling device according to the
  • Figure 5 shows a perspective view of a flow control device according to the
  • Figure 6 shows various embodiments of a flow control device according to the invention in cross section
  • Figure 7 shows a further embodiment of a beverage cooling device according to the
  • Figure 8 shows two perspective views of a flow control device according to the embodiment of a beverage cooling device shown in Figure 7 according to the invention.
  • the beverage cooling device initially has the features that were described above with reference to FIG. 1, to which reference is made in this respect.
  • FIG. 3 shows a beverage cooling device which corresponds to the beverage cooling device shown in FIG. 1, the same features being identified by the same reference symbols.
  • the beverage cooling device now has a flow control device 40 which is arranged on the container bottom 22.
  • the flow guide device is in particular a flow guide frame or guide plate 40a, which is shown in perspective in FIG. 5 and in cross section in various embodiments in FIG. 6.
  • Decisive for the function of this baffle frame 40a is, on the one hand, its position relative to the lowermost evaporator tube 14a in the ice bank 30 or to the lowest position of evaporator tubes 14, for example, if these circulate on the walls 24 of the container 20.
  • the shape and the dimensions of the frame profile are decisive for the function of the guide plate frame 40a.
  • the shape of the profile must result in a substantially right-angled redirection of the water flow (see FIGS. 3, 5 and 6) if it is assumed that the main flow before the redirection runs parallel to the tank bottom 22, as described above in relation to FIG. 1 has been described.
  • the right-angled deflection of the water flow S means that the water after the deflection essentially flows along the entire evaporator or ice bank surface 16 and essentially parallel to it.
  • the variant according to FIG. 6 (A) represents the simplest shape of the frame 40a, which only inadequately fulfills the requirements mentioned. Shapes corresponding to FIGS. 6 (B) or (C) should preferably be selected.
  • the upper leg 42 merges into the lower leg 44 via an essentially circular-shaped intermediate piece.
  • the radius R significantly influences the quality of the deflection, and it should preferably be chosen as large as possible.
  • the upper leg 42 merges into the lower leg 44 via an oblique intermediate piece, the bevel being inclined at an angle ⁇ with respect to the container bottom 22 or the lower leg 44.
  • the angle cc should preferably be approximately 45 ° and the slope should be as long as possible.
  • the oblique intermediate piece according to FIG. 6 (B) simplifies the radius R, which is a simpler solution, in particular from a manufacturing point of view.
  • the deflection of the water flow in particular on a continuously curved surface of the flow guide plate or frame, for example in accordance with the embodiment according to FIG. 6 (C), can induce so-called Taylor Goertler longitudinal vortices in the flow.
  • Such longitudinal vortices can arise when a wall boundary layer is overlaid with centrifugal forces, as is the case here when the guide plate overflows.
  • Such longitudinal vortices can in particular have a positive effect on the heat transfer.
  • the evaporator / ice bank surfaces 16 are not arranged perpendicular (.beta. - 90 °) but at an angle of less or more than 90 ° to the container bottom 22.
  • the upper leg 42 of the frame 40a must again be aligned parallel to the evaporator / ice bank surface 16, i.e. it forms the same angle with the lower leg 44 of the frame 40a as it is formed between the evaporator / ice bank surface 16 and the container bottom 22.
  • the length h of the upper leg 42 should preferably be selected with respect to the length of the legs 42, 44 of the frame 40a such that the leg 42 preferably covers 25% to 50% of the diameter of the lowermost evaporator tube 14a of the evaporator surface 16 or the lowermost layer of evaporator tubes 14.
  • the length h thus depends on the arrangement of the evaporator in the container 20 and in particular on the height of the lowest evaporator tube 14a of the evaporator above the container bottom 22, the point with the greatest distance from the container bottom typically being the reference point for the position of the evaporator in the container is chosen.
  • the length t of the lower leg 44 is preferably approximately 0.25 to 0.5 times the length h of the upper leg 42.
  • the angle ⁇ between the legs 42 and 44 of the flow guiding frame 40 should preferably be 90 °, so that a perpendicular deflection of the flow parallel to the evaporator ice bank surface 16 is achieved. If the angle ⁇ is chosen to be greater than 90 °, the washout effects occur in the ice bank, as explained above with reference to FIG. 2. This would not achieve the object according to the invention sufficiently, and the effectiveness of the flow guiding device would be at least partially nullified. If the angle ⁇ is chosen to be less than 90 °, the object according to the invention is also not adequately achieved, since the water flow immediately after the deflection from the evaporator / ice bank surfaces 16 would replace and remove from these. This would in turn deteriorate the heat transfer between water and evaporator, which would in turn reduce the performance and the efficiency of the beverage cooling device.
  • the minimum distance of the flow guide frame 40 from the evaporator coil results from the minimum distance X between the evaporator tubes 14 and the drink-carrying tubes (not shown). As a typical guide value, 0.5 to 0.7 times X should be selected for this distance.
  • the flow guiding device should also have a rectangular plan, as is shown by way of example for the flow guiding frame 40 in FIG. 5.
  • the guidance of the water flow is also ensured in the corner regions of the container. Due to the preferably essentially angular design of the frame and the bending radii of the evaporator tubes in the corners of the container, there is an increased washout in the corner areas of the ice bank. However, this has the advantage here that the areas that are normally most at risk from freezing are better protected.
  • the container and the flow guide frame may have any other suitable plan, for example a substantially circular plan.
  • the shape and dimensions of the flow guiding frame can be essentially analogous to what was described above with reference to FIGS. 6 (A) to (C).
  • the flow guiding device can be formed by one or more projections 50 in the bottom 22 of the container 20, as is shown by way of example in FIG. 4.
  • the projection 50 can be an embossing, groove or groove protruding into the container interior in the container bottom.
  • the projection must in turn have a leg which is aligned essentially parallel to the evaporator / ice bank surface 16, so that the water flow is again deflected such that the water in turn is essentially parallel to the evaporator / ice bank surface and preferably essentially along the same entire area flows.
  • the radially inner leg of the embossing 50 causes the water flow to be deflected upward.
  • the projection or the embossing 50 slightly overlaps the lower end of the evaporator / ice bank surface, as is principally shown in FIG With respect to the upper, substantially vertical leg 42 of the L-shaped frame profile 40a has been described.
  • the embossing or the projection 50 is arranged radially at the outermost position of the container base 22, that is to say in the lower, outer corner of the container, so that it is located directly under the evaporator surface or the ice bank 30.
  • the radially inner leg of the embossing 50 can in this way form the extension of the evaporator / ice bank surface 16 downward, whereby a deflection of the water flow S upwards is in turn caused by this leg oriented parallel to the evaporator / ice bank surface 16.
  • this leg can in turn merge into the container bottom 22 via an arc-shaped intermediate piece or an oblique intermediate piece, as is principally described above with reference to FIGS. 6 (B). and (C) has been explained.
  • a flow guiding frame 40 has the advantage over projections or embossings 50 in the container bottom that the operation of the beverage cooling device can be carried out more individually and flexibly, in that different sized flow guiding frames 40 can be used in the same cooling device as required.
  • the embossments 50 are rigid and integrally connected to the container 20.
  • the manufacture of the flow guide frame regardless of the beverage cooler, is simpler in terms of production technology than the manufacture of the embossments or protrusions in the base of the container.
  • the embossing In the case of evaporator tubes or coils circulating in the container, the embossing must also circulate continuously in a corresponding manner on the container base, which can also be problematic in terms of production technology.
  • the evaporator / ice bank surfaces are essentially arranged on the container walls and extend essentially to the bottom of the container.
  • the frame profile arranged radially inside the evaporator surfaces can rest on the container bottom.
  • the evaporator / ice bank surfaces 16 are arranged at a distance from the container bottom 22 and the container walls 24.
  • the frame profile 40a arranged radially inside the evaporator surfaces does not lie on the container bottom 22 but is arranged above it in such a way that, in turn, it is essentially parallel to the bottom Evaporator surfaces 16 aligned leg 42 slightly overlaps the lower end of the evaporator surfaces 16.
  • the embodiment shown in FIG. 7 essentially corresponds to the beverage cooling device shown in FIGS. 3 to 6, the same features being identified by the same reference numerals.
  • the frame profile 40a from FIG. 7 corresponds to the frame profile 40a shown in FIGS. 5 and 6, so that what has been said above in relation to these figures also applies analogously to the embodiment in FIG.
  • a controlled water flow S is achieved on both sides of the ice bank 30 by the flow baffle 40a according to FIG. 7, in that the water flow to be essentially parallel to the container bottom 22 and essentially perpendicular to the ice bank 30 or the inner evaporator / ice bank surface 16
  • Water flow S is divided in the region of the lower end of the evaporator / ice bank surface 16 in such a way that part of the water flow S is guided upwards along the evaporator / ice bank surface 16 along the radially inward-pointing evaporator surface 16, that is to say internally in front of the ice bank 30 , while the other part of the water flow S between the container wall 24 and the radially outward-facing evaporator surface 16, that is to say to the outside behind the ice bank 30, is guided upwards along this evaporator ice bank surface 16.
  • the container wall 24 together with the outward-facing evaporator surface 16 thus forms a guideway or a channel for the partial water flow in question.
  • this embodiment roughly doubles the heat-transferring surface of the ice bank 30 or of the evaporator. In favorable cases, the area around the ice can even be more than doubled.
  • a second frame profile 40b can also be provided, which is arranged below and at least partially radially outside the ice bank 30 or the evaporator / ice bank surfaces 16.
  • This second frame profile 40b can rest on the container bottom 22, and it can improve the guidance and deflection of the partial water flow that flows between the container wall 24 and the radially outward-facing evaporator surface 16.
  • the frame profile 40b can essentially correspond to the frame profile 40a shown in FIGS. 5 and 6, so that what has been said above in relation to these figures also applies analogously to the frame profile 40b.
  • the guiding and deflection of the partial water flow in question is accomplished through the lower corners of the container 20, that is to say through the transition between the container bottom 22 and the container walls 24 - ij
  • first frame profile 40a must be kept at a distance above the container bottom 22 or the second frame profile 40b by suitable spacers.
  • the second frame profile 40b can be connected to the first frame profile 40a to form an overall structure, as is shown in the two illustrations in FIG.
  • the flow guide 40 is a double baffle or baffle that can be inserted as a unitary component into the container 20 of the beverage cooler.
  • the flow control device 40 can be formed by a wall which is arranged in the container 20 radially inside the evaporator surfaces 16 and at a distance, essentially parallel to these, wherein the wall extends substantially the entire length of the evaporator surface 16 or a large part thereof.

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Abstract

Eine Getränkekühlvorrichtung weist einen ein Wasserbad (12) enthaltenden Behälter (20) auf, wobei in dem Wasserbad (12) mindestens eine Verdampferfläche (16) eines Kältekreislaufs, Getränkeleitungen sowie ein Rührwerk (18) zum Bewirken einer Wasserströmung (S) angeordnet sind. Die Verdampferfläche (16) kann von der Oberfläche einer Eisbank (30) gebildet sein. Die Getränkekühlvorrichtung weist des weiteren eine Strömungsleitvorrichtung (40) auf, durch die die Wasserströmung (S) derart umgelenkt wird, dass das Wasser auch an der im wesentlichen gesamten Verdampferfläche (16) entlang und im wesentlichen parallel zu dieser strömt. Die Strömungsleitvorrichtung (40) kann mindestens ein Rahmenprofil (40a, 40b) mit einem im wesentlichen L-förmigen Querschnitt aufweisen, dessen einer Schenkel (42) im wesentlichen parallel zu der Verdampferfläche (16) und dessen anderer Schenkel (44) in wesentlichen parallel zu dem Behälterboden (22) ausgerichtet ist. Die Strömungsleitvorrichtung (40) kann als Doppelleitrahmen (40a, 40b) ausgebildet sein. Insbesondere kann eine derartige Strömungsleitvorrichtung (40) die Wasserströmung (S) um einen Winkel ( beta ) von etwa 90<o> umlenken.

Description

Getränkekühlvorrichtung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Kühlen von Getränken, entsprechend dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Getränkekühlvorrichtungen sind im Stand der Technik beispielsweise als sogenannte Getränkedurchlaufkühler oder sogenannte Kreislaufkarbonatoren bekannt, beispielsweise zum Kühlen von Bier und alkoholfreien Getränken. Zur Erläuterung der aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen wird zunächst auf die Figuren 1 und 2 Bezug genommen. Bekannte Getränkekühlvorrichtungen weisen demnach einen Behälter 20 auf, der mit Wasser gefüllt ist, dem sogenannten Wasserbad 12. In dem Wasserbad 12 sind Verdampferleitungen 14 eines Kältekreislaufs derart angeordnet, daß sie mindestens eine Verdampferfläche 16 bilden, beispielsweise indem die Verdampferleitungen 14 in Form von Verdampferschlangen oder Verdampferspiralen nebeneinander oder übereinander angeordnet sind. Je nach Behältergeometrie und Leitungsführung können die Verdampferleitungen 14 dabei eine oder mehrere Verdampferflächen 16 bilden. Im Rahmen der Funktion eines thermodynamischen Kältekreislaufs nehmen die Verdampferleitungen Wärme aus dem Wasserbad 12 auf. Die Verdampferfläche 16 kann fakultativ von der Oberfläche einer sogenannten Eisbank 30 gebildet sein, wie unten weiter beschrieben wird.
In dem Wasserbad 12 sind desweiteren Rohrleitungen angeordnet, in denen das Getränk gefördert wird. Derartige Getränkeleitungen sind aus Gründen der Übersichtlichkeit in den beigefügten Figuren nicht dargestellt. Sie können in jeder geeigneten Weise in dem Behälter 20 geführt sein, wobei sie typischerweise im wesentlichen den gesamten Raum des Wasserbads 12 ausnutzen und zentrisch um ein Rührwerk 18 herum und/oder in der Nähe einer Eisbank 30 angeordnet sein können. Das in den Getränkeleitungen geführte Getränk gibt Wärme an das Wasserbad ab, wodurch das Getränk gekühlt wird. Sofern die Getränkekühlvorrichtung auch für karbonisierte Getränke geeignet sein soll, kann der zugehörige Karbonatortank ebenfalls in dem Wasserbad 12 angeordnet sein (in den Figuren ebenfalls nicht dargestellt).
In dem Wasserbad 12 befindet sich desweiteren ein Rührwerk 18, das eine Wasserströmung S in dem Wasserbad 12 bewirkt. In Figur 1 ist ein beispielhafter, zeitlich und räumlich gemittelter Verlauf der durch das Rührwerk 18 induzierten Wasserströmung S dargestellt. Bei einer Drehung (Pfeil D) des Rührwerks 18, beispielsweise um eine zentrale Achse des Behälters 20, strömt das Wasser demnach in der Mitte des Behälters 20 zunächst axial nach unten, d.h. normal zum Behälterboden 22. Durch den Aufprall auf den Behälterboden 22 wird die Strömung dann radial nach außen abgelenkt. Durch den anschließenden Aufprall auf die Behälterwände 24 oder die dort gegebenenfalls angeordneten Verdampferflächen 16 erfolgt dann eine Umlenkung der Strömung nach oben. Alternativ ist auch jede andere geeignete Anordnung des Rührwerks 18 in dem Behälter 20 mit einem entsprechend anderen Strömungsverlauf denkbar, beispielsweise eine außermittige Anordnung des Rührwerks 18, bei der der Strömungsverlauf prinzipiell gleich dem oben beschriebenen Verlauf ist.
Unter thermodynamischen Gesichtspunkten und zum Bewirken der Kühlung des betreffenden Getränks dient das Wasser des Wasserbads 12 sowohl als Energiespeicher als auch als Transportmedium, um die Wärme von den Getränkeleitungen zu den Verdampferleitungen 14 zu übertragen. Als Energiespeicher wird das Wasser durch die Bildung einer Eisschicht 30 eingesetzt, die sich um die Verdampferrohre 14 herum bildet. Man spricht hierbei von einer sogenannten Eisbank, deren Oberfläche der Verdampferfläche 16 entspricht. Die durch den Phasenübergang gespeicherte Erstarrungsenthalpie des Wassers dient der kurzfristigen Dek- kung von Leistungsspitzen und reduziert damit die Leistungsgröße des Kältekreisprozesses. Je nach Anwendungsfall kann ein Verdampfer 14, 16 aber auch ohne Eisschicht 30 betrieben werden, d.h. die Getränkekühlvorrichtung arbeitet in einem solchen Fall ohne Eisbank.
Als Transportmedium dient das Wasser mittels der von dem Rührwerk 18 in dem Wasserbad 12 induzierten Strömung S, wie oben beschrieben wurde. Die Wasserströmung S hat dabei zum Ziel, einerseits den Wärmeübergang vom Verdampfer 14, 16 bzw. der Eisschicht 30 zum Wasser sowie vom Wasser zu den Getränkeleitungen zu verbessern. Andererseits soll durch die Wasserströmung S der Transport von lokal erwärmtem Wasser in kältere Bereiche des Wasserbads 12 verstärkt werden. Insoweit vorliegend von "Wasser" als Energiespeicher und Transportmedium die Rede ist, steht dieser Begriff stellvertretend für alle anderen geeigneten Medien oder Fluide, die vergleichbare Eigenschaften und Funktionen haben und hinsichtlich der Erfindung gleiche Wirkungen entfalten und vergleichbare Ergebnisse liefern.
Bei derartigen Getränkekühlvorrichtungen mit Eisbank und insbesondere bei dem oben beschriebenen Verlauf der Wasserströmung S in dem Wasserbad 12 besteht das Problem, daß es durch die Normalkomponente der Wasserströmung bezogen auf die Eisbank 30 zu einer sukzessiven Auswaschung der Eisbank 30 kommen kann. Erfolgt der oben beschriebene Verlauf der Wasserströmung S über einen längeren Zeitraum, bildet sich an der Eisbank 30 eine Kontur der Auswaschung A, wie sie in Figur 2 beispielhaft dargestellt ist. Wie ersichtlich ist, befindet sich eine derartige Auswaschung A vorrangig im unteren Bereich der Eisbank 30, also beispielsweise in der Nähe des B ehälter bodens 22. Aufgrund dieser Auswaschung A wird die Wasserströmung S nicht mehr um etwa 90° nach oben umgelenkt, sondern um einen Winkel von mehr als 90°, gegebenenfalls sogar um wesentlich mehr als 90°. Dieses hat zur Folge, daß das Wasser nicht mehr über im wesentlichen die gesamte Höhe der Eisbank parallel zu den Verdampferflächen 16 bzw. der Eisschicht 30 strömt, sondern daß sich die Strömung vielmehr von diesen Flächen ablöst, d.h. die Wasserströmung verliert bereits deutlich vor der Oberkante der Eisbank 30 den unmittelbaren Kontakt zu der Eisbank. Aufgrund der Auswaschung A können darüberhinaus Strömungsturbulenzen in dem Wasserbad 12 verursacht werden, die gegebenenfalls negative Auswirkungen haben können.
Die beschriebenen Effekte haben zur Folge, daß die Fläche, an der das erwärmte Wasser an der Eisschicht Energie abgeben kann, verkleinert wird. Dadurch wird die Wärmeübertragung zwischen Wasserbad und Verdampfer, aber auch zwischen Wasserbad und Getränkeleitungen, verschlechtert, wodurch ein Leistungsverlust und insgesamt ein verringerter Wirkungsgrad der Getränkekühlvorrichtung bedingt wird. Desweiteren kann es aufgrund der Auswaschung A und der Reduzierung der Dicke der Eisbank im unteren Bereich des Wasserbads zu einer früheren Destabilisierung der Eisbank kommen, was u.a. eine verringerte Spitzenlastkapazität zur Folge haben kann. Aufgrund einer mangelhaften Umspülung der Eisbank im oberen Wasserbadbereich, was wiederum durch die oben beschriebene Ablösung der Strömung von der Eisbank bedingt ist, kann es darüberhinaus zu einer verstärkten Neigung zum Einfrieren der oberen Getränkeleitungen kommen. Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, die genannten Nachteile des Standes der Technik zu verhindern und insbesondere die Auswaschung der Eisbank mit den damit verbundenen Nachteilen zu verhindern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung zum Kühlen von Getränken gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Demnach weist die Getränkekühlvorrichtung insbesondere eine Vorrichtung zum Leiten der Wasserströmung derart auf, daß das Wasser auch an der im wesentlichen gesamten Verdampferfläche entlang und im wesentlichen parallel zu dieser strömt.
Erfindungsgemäß wird durch die in der Getränkekühlvorrichtung angeordnete Strömungsleitvorrichtung die Wasserströmung mindestens teilweise derart zwangsgeführt, daß das Wasser im Bereich der Verdampferflächen nach Möglichkeit im wesentlichen parallel zu diesen strömt, wobei diese Strömung entlang im wesentlichen der gesamten Verdampferfläche erfolgt. Wenn der Verdampfer mit einer Eisschicht (Eisbank) betrieben wird, verläuft die Strömung somit im wesentlichen parallel zu der Eisbankoberfläche und im wesentlichen über die gesamte Höhe oder Länge der Eisbank in dem Behälter.
Durch die erfindungsgemäße Strömungsvorrichtung wird damit verhindert, daß sich die Wasserströmung im Bereich der Verdampferflächen bzw. der Eisbank von diesen ablöst und den Kontakt zu diesen verliert. Aufgrund der zwangsgeführten Wasserströmung wird desweiteren die Auswaschung der Eisbank mit den damit verbundenen, oben genannten Nachteilen vermieden. Durch die erfindungsgemäße Führung der Wasserströmung parallel zu und im wesentlichen über die gesamte Länge der Eisbank wird insbesondere eine verbesserte Wärmeübertragung zwischen Wasser und Eisbank/Verdampfer bewirkt, womit eine erhöhte Leistung und ein verbesserter Wirkungsgrad der Getränkekühlvorrichtung erreicht werden.
In dem Fall der oben in Bezug auf die Figuren 1 und 2 beschriebenen, durch das Rührwerk induzierten Wasserströmung in dem Wasserbad ist die Strömungsleitvorrichtung im wesentlichen an dem Behälterboden angeordnet und hat eine Form, die die Wasserströmung im Bereich des unteren Endes der Verdampferflächen in eine Richtung im wesentlichen parallel zu den Verdampferflächen umlenkt. Hierbei ist es grundsätzlich unerheblich, ob die Behälterwände und/oder die im Bereich dieser Wände oder im Inneren des Behälters unter einem Abstand zu den Behälterwänden angeordneten Verdampferflächen senkrecht oder unter einem Winkel zu dem Behälterboden angeordnet sind. Ebenso ist die Form, der Verlauf und die Anordnung des Behälterbodens grundsätzlich unerheblich. Verdampf er flächen und/oder Behälterwände und/oder Behälterboden können also grundsätzlich unter jedem beliebigen Winkel zueinander angeordnet sein.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Verdampferflächen jedoch im wesentlichen senkrecht zu dem im wesentlichen ebenen, waagerecht verlaufenden Behälterboden angeordnet, wobei die Strömungsleitvorrichtung die Wasserströmung in diesem Fall um einen Winkel von etwa 90° umlenkt.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Strömungsleitvorrichtung in der Form mindestens eines Rahmenprofils oder Leitblechs ausgebildet, das in dem Wasserbad auf dem Behälterboden und/oder in dessen Nähe montiert ist. Das Leitblech bzw. der Rahmen hat einen im wesentlichen L-förmigen Querschnitt, wobei ein Schenkel des L-förmigen Blechs im wesentlichen parallel zu der Verdampferfläche ausgerichtet ist, und wobei der andere Schenkel des L-förmigen Blechs im wesentlichen parallel zu dem Behälterboden, vorzugsweise waagerecht, ausgerichtet ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Strömungsleitvorrichtung ein Rahmenprofil auf, das radial innerhalb der Verdampferflächen angeordnet ist, wobei der im wesentlichen parallel zu den Verdampferflächen ausgerichtete Schenkel das untere Ende der Verdampferflächen leicht überlappt.
In einem ersten Anwendungsfall, in dem die Verdampferflächen im wesentlichen bis zu dem Behälterboden reichen, kann das Rahmenprofil auf dem Behälterboden aufliegen. Hierbei liegt insbesondere der im wesentlichen parallel zu dem Behälterboden ausgerichtete Schenkel des Rahmenprofils auf dem Behälterboden auf. In einer weitergehenden Ausbildung dieser Ausführungsform kann die Strömungsleitvorrichtung die Form einer flachen Wanne mit geschlossenem Boden haben, die wiederum auf dem Behälterboden montiert ist. Alternativ oder zusätzlich können einer oder mehrere Vorsprünge oder Prägungen in dem Behälterboden oder dem Wannenboden vorgesehen sein, die eine entsprechende Wirkung haben.
In einem zweiten Anwendungsfall können die Verdampferflächen unter Abständen zu dem Behälterboden und/oder den Behälterwänden angeordnet sein. Hierbei liegt das radial innerhalb der Verdampferflächen angeordnete Rahmenprofil nicht auf dem Behälterboden sondern ist über diesem derart erhöht angeordnet, daß wiederum der im wesentlichen parallel zu den Verdampferflächen ausgerichtete Schenkel das untere Ende der Verdampferflächen leicht überlappt. In diesem Fall ist die Strömungsleitvorrichtung insgesamt derart ausgebildet und angeordnet, daß die Wasserströmung im Bereich des unteren Endes der Verdampferflächen derart geteilt wird, daß eine Wasserströmung sowohl radial innerhalb als auch radial außerhalb der Verdampferflächen erfolgt. Die strömungstechnischen Vorteile des Rahmenprofils bzw. Leitblechs werden somit nicht nur auf einer Seite sondern auf beiden Seiten der Eisbank, d.h. der radial nach innen weisenden sowie der radial nach außen weisenden Seite der Eisbank, genutzt, indem der senkrecht auf die innere Eisbankfläche auftreffende Wasserstrom geteilt wird und dann sowohl hinter (außen) als auch vor (innen) der Eisbank entlang der Oberflächen der Eisbank geleitet wird. Hierdurch wird die wärmeübertragende Fläche der Eisbank bzw. des Verdampfers in etwa verdoppelt, so daß durch diese Maßnahmen eine weiter verbesserte Wärmeübertragung zwischen Wasser und Eisbank/Verdampfer bewirkt wird, womit eine weiter erhöhte Leistung und ein verbesserter Wirkungsgrad der Getränkekühlvorrichtung erreicht werden.
In dem zuletzt genannten, zweiten Anwendungsfall, in dem die Verdampferflächen unter Abständen zu dem Behälterboden und/oder den Behälterwänden angeordnet sind, kann die Strömungsleitvorrichtung ein zweites Rahmenprofil aufweisen, das unterhalb und/oder mindestens teilweise radial außerhalb der Verdampferflächen angeordnet ist. Dieses Rahmen- profil kann wiederum auf dem Behälterboden aufliegen, wobei hier dann insbesondere der im wesentlichen parallel zu dem Behälterboden ausgerichtete Schenkel des Rahmenprofils auf dem Behälterboden aufliegt. Anstelle des zweiten Rahmenprofils kann wiederum eine flache Wanne mit geschlossenem Boden verwendet werden. Desweiteren kann der zweite Rahmen mit dem ersten Rahmen zu einem einheitlichen Gesamtgebilde verbunden sein, so daß die Strömungsleitvorrichtung als ein Bauteil in den Behälter der Getränkekühlvorrichtung eingesetzt werden kann.
Grundsätzlich ist bei der Formgebung aller oben beschriebenen Ausführungsformen der Strömungsleitvorrichtung darauf zu achten, daß die Umlenkung der Wasserströmung im Bereich des unteren Endes der Verdampferflächen derart erfolgt, daß die Hauptströmungsrichtung nach Verlassen der Strömungsleitvorrichtung parallel zu den Verdampferflächen bzw. der Eisbank verläuft.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung verschiedener Ausführungsbeispiele anhand der beigefügten Zeichnungen. Figur 1 zeigt eine Getränkekühlvorrichtung aus dem Stand der Technik schematisch im
Querschnitt;
Figur 2 zeigt eine Getränkekühlvorrichtung aus dem Stand der Technik schematisch im
Querschnitt, wobei insbesondere der Effekt der Auswaschung der Eisbank dargestellt ist;
Figur 3 zeigt eine Getränkekühlvorrichtung gemäß der Erfindung schematisch im
Querschnitt;
Figur 4 zeigt eine andere Ausführungsform einer Getränkekühlvorrichtung gemäß der
Erfindung schematisch im Querschnitt;
Figur 5 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Strömungsleitvorrichtung gemäß der
Erfindung;
Figur 6 zeigt verschiedene Ausführungsformen einer Strömungsleitvorrichtung gemäß der Erfindung im Querschnitt;
Figur 7 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Getränkekühlvorrichtung gemäß der
Erfindung schematisch im Querschnitt;
Figur 8 zeigt zwei perspektivische Ansichten einer Strömungsleitvorrichtung gemäß der in Figur 7 dargestellten Ausführungsform einer Getränkekühlvorrichtung gemäß der Erfindung.
Die Getränkekühlvorrichtung hat zunächst die Merkmale, die oben in Bezug auf Figur 1 beschrieben wurden, auf die insoweit Bezug genommen wird.
Figur 3 zeigt eine Getränkekühlvorrichtung, die der in Figur 1 dargestellten Getränkekühlvorrichtung entspricht, wobei die gleichen Merkmale mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet sind. Zusätzlich weist die Getränkekühlvorrichtung in einer ersten Ausführungsform nun jedoch eine Stromungsleitvomchtung 40 auf, die am Behälterboden 22 angeordnet ist. Die Strömungsleitvorrichtung ist insbesondere ein Strömungsleitrahmen oder -leitblech 40a, das perspektivisch in Figur 5 und im Querschnitt in verschiedenen Ausführungsformen in Figur 6 dargestellt ist. Entscheidend für die Funktion dieses Leitblech-Rahmens 40a ist einerseits seine Position relativ zu dem untersten Verdampferrohr 14a in der Eisbank 30 bzw. zu der untersten Lage von Verdampferrohren 14, wenn diese beispielsweise an den Wänden 24 des Behälters 20 umlaufen. Entscheidend für die Funktion des Leitblech-Rahmens 40a sind andererseits die Form und die Maße des Rahmenprofils. Grundsätzlich muß die Form des Profils zu einer im wesentlichen rechtwinkligen Umlenkung der Wasserströmung führen (siehe Figuren 3, 5 und 6), wenn vorausgesetzt wird, daß die Hauptströmung vor der Umlenkung parallel zu dem Behälterboden 22 verläuft, wie es oben in Bezug auf Figur 1 beschrieben wurde. Bei dieser Ausführungsform führt die rechtwinklige Umlenkung der Wasserströmung S dazu, daß das Wasser nach der Umlenkung im wesentlichen an der gesamten Verdampfer- bzw. Eisbank- flache 16 entlang und im wesentlichen parallel zu dieser strömt.
Bezüglich der Form und den Maßen des Leitblech-Rahmens 40, 40a wird nun Bezug auf Figur 6 genommen, wobei die Einzeldarstellungen (A), (B) und (C) unterschiedliche Ausführungsformen, jeweils im Querschnitt, darstellen. Grundsätzlich ist die Form des Rahmens so zu wählen, daß die Umlenkung der Strömung möglichst glatt, homogen und kontinuierlich erfolgt, ohne daß Strömungsturbulenzen oder ein Wasserstau entstehen. Das Rahmenprofil 40a weist einen im wesentlichen L-förmigen Querschnitt auf, bei dem der obere, der Verdampfer- flache 16 bzw. Eisbank 30 zugeordnete Schenkel 42 unter einem im wesentlichen rechten Winkel auf dem unteren, dem Behälterboden 22 zugeordneten Schenkel 44 steht (Winkel ß = ca. 90°).
Die Variante gemäß Figur 6 (A) stellt die einfachste Formgebung des Rahmens 40a dar, die die genannten Anforderungen nur unzureichend erfüllt. Vorzugsweise sollten Formen entsprechend den Figuren 6 (B) oder (C) gewählt werden. Bei der Ausführungsform gemäß Figur 6 (C) geht der obere Schenkel 42 über ein im wesentlichen kreisbogenförmiges Zwischenstück in den unteren Schenkel 44 über. Dabei beeinflußt der Radius R maßgeblich die Qualität der Umlenkung, und er ist vorzugsweise so groß wie möglich zu wählen. Bei der Ausführungsform gemäß Figur 6 (B) geht der obere Schenkel 42 über ein schräges Zwischenstück in den unteren Schenkel 44 über, wobei die Schräge unter einem Winkel α gegenüber dem Behälterboden 22 bzw. dem unteren Schenkel 44 geneigt ist. Zur Erzielung einer guten Strömungsumlenkung sollte der Winkel cc vorzugsweise etwa gleich 45° sein, und die Schräge sollte möglichst lang sein. Gegenüber der Ausführungsform nach Figur 6 (C) ersetzt das schräge Zwischenstück gemäß Figur 6 (B) vereinfacht den Radius R, was insbesondere unter fertigungstechnischen Gesichtspunkten eine einfachere Lösung ist. Durch die Umlenkung der Wasserströmung insbesondere an einer kontinuierlich gekrümmten Fläche des Strömungsleitblechs oder -rahmens, beispielsweise entsprechend der Ausführungs- form gemäß Figur 6 (C), können sogenannte Taylor-Goertler-Längswirbel in der Strömung induziert werden. Derartige Längswirbel können bei einer Überlagerung einer Wandgrenzschicht mit Zentrifugalkräften entstehen, wie es vorliegend bei der Überströmung des Leitblechs gegeben ist. Solche Längswirbel können insbesondere einen positiven Effekt auf den Wärmeübergang haben.
In einer anderen Ausführungsform ist es denkbar, daß die Verdampfer-/Eisbankflächen 16 nicht senkrecht (ß - 90°) sondern unter einem Winkel von weniger oder mehr als 90° zu dem Behälterboden 22 angeordnet sind. In diesem Fall muß der obere Schenkel 42 des Rahmens 40a wiederum parallel zu der Verdampfer-/Eisbankfläche 16 ausgerichtet sein, d.h. er bildet den gleichen Winkel mit dem unteren Schenkel 44 des Rahmens 40a, wie er zwischen Verdampfer-/Eisbankfläche 16 und Behälterboden 22 gebildet ist.
Ausgehend von der in Figur 3 dargestellten Anordnung des Strömungsleitrahmens 40, 40a im wesentlichen auf dem oder im Bereich des Behälterbodens 22 sollte hinsichtlich der Länge der Schenkel 42, 44 des Rahmens 40a die Länge h des oberen Schenkels 42 vorzugsweise so gewählt werden, daß der Schenkel 42 vorzugsweise 25% bis 50% des Durchmessers des untersten Verdampferrohres 14a der Verdampferfläche 16 bzw. der untersten Lage von Verdampferrohren 14 überdeckt. Die Länge h hängt somit von der Anordnung des Verdampfers in dem Behälter 20 und insbesondere von der Höhe des untersten Verdampferrohrs 14a des Verdampfers über dem Behälterboden 22 ab, wobei als Referenzpunkt der Lage des Verdampfers in dem Behälter typischerweise der Punkt mit dem größten Abstand zum Behälterboden gewählt wird. Die Länge t des unteren Schenkels 44 ist vorzugsweise etwa 0,25 bis 0,5 mal die Länge h des oberen Schenkels 42.
In den Ausführungsformen der Figur 6 sollte der Winkel ß zwischen den Schenkeln 42 und 44 des Strömungsleitrahmens 40 vorzugsweise 90° betragen, damit eine rechtwinklige, zu der VerdampferVEisbankfläche 16 parallel verlaufende Umlenkung der Strömung erzielt wird. Wird der Winkel ß größer als 90° gewählt, treten die Auswaschungseffekte in der Eisbank auf, wie sie oben in Bezug auf Figur 2 erläutert wurden. Dadurch würde die erfindungsgemäße Aufgabe nicht ausreichend gelöst werden, und die Wirksamkeit der Strömungsleitvorrichtung würde mindestens zum Teil aufgehoben werden. Wenn der Winkel ß kleiner als 90° gewählt wird, wird die erfindungsgemäße Aufgabe ebenfalls nicht ausreichend gelöst, da sich die Wasserströmung unmittelbar nach der Umlenkung von den Verdampfer-/Eisbankflächen 16 ablösen und von diesen entfernen würde. Damit wäre der Wärmeübergang zwischen Wasser und Verdampfer wiederum verschlechtert, womit die Leistung und der Wirkungsgrad der Getränkekühlvorrichtung wiederum reduziert wären.
Der minimale Abstand des Strömungsleitrahmens 40 von der Verdampferschlange ergibt sich aus dem minimalen Abstand X zwischen Verdampferrohren 14 und den (nicht dargestellten) getränkeführenden Rohren. Als typischer Richtwert sollte für diesen Abstand 0,5 bis 0,7 mal X gewählt werden.
Entsprechend der in der Getränketechnik vorherrschenden Bauart von Getränkekühlbehältern mit rechteckigem Grundriß sollte die Strömungsleitvorrichtung ebenfalls einen rechteckigen Grundriß haben, wie es für den Strömungsleitrahmen 40 beispielhaft in Figur 5 dargestellt ist. Bei einer derartigen Ausführung ist auch in den Eckbereichen des Behälters die Führung der Wasserströmung sichergestellt. Durch die vorzugsweise im wesentlichen eckige Bauform des Rahmens und die Biegeradien der Verdampferrohre in den Ecken des Behälters kommt es zu einer verstärkten Auswaschung in den Eckbereichen der Eisbank. Dieses hat hier jedoch den Vorteil, daß die normalerweise am stärksten aufgrund von Einfrieren gefährdeten Bereiche besser geschützt werden.
Als Alternative zu der rechteckigen Form des Getränkekühlbehälters und des Strömungsleitrahmens können der Behälter und der Strömungsleitrahmen jeden anderen geeigneten Grundriß haben, beispielsweise einen im wesentlichen kreisförmigen Grundriß. Für die Form und die Maße des Strömungsleitrahmens kann dabei im wesentlichen Analoges zu dem gelten, was oben in Bezug auf Figur 6 (A) bis (C) beschrieben wurde.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann die Strömungsleitvorrichtung durch einen oder mehrere Vorsprünge 50 in dem Boden 22 des Behälters 20 gebildet sein, wie es beispielhaft in Figur 4 dargestellt ist. Insbesondere kann der Vorsprung 50 eine in den Behälterinnenraum vorstehende Prägung, Nut oder Rille in dem Behälterboden sein. Dabei muß der Vorsprung wiederum einen Schenkel aufweisen, der im wesentlichen parallel zu der Verdampfer-/Eisbankfläche 16 ausgerichtet ist, damit die Wasserströmung wiederum derart umgelenkt wird, daß das Wasser wiederum im wesentlichen parallel zu der Verdampfer-/ Eisbankfläche und vorzugsweise im wesentlichen entlang deren gesamter Fläche strömt. Bei der Ausführungsform gemäß Figur 4 bewirkt der radial innere Schenkel der Prägung 50 die Umlenkung der Wasserströmung nach oben. Dabei überlappt der Vorsprung bzw. die Prägung 50 das untere Ende der Verdampfer-/Eisbankfläche wieder leicht, wie es oben prinzipiell in Bezug auf den oberen, im wesentlichen senkrecht stehenden Schenkel 42 des L-förmigen Rahmenprofils 40a beschrieben wurde.
In einer Alternative der Ausführungsform gemäß Figur 4 ist die Prägung oder der Vorsprung 50 radial an der äußersten Position des Behälterbodens 22 angeordnet, also in der unteren, äußeren Ecke des Behälters, so daß sie sich unmittelbar unter der Verdampferfläche bzw. der Eisbank 30 befindet. Der radial innere Schenkel der Prägung 50 kann dabei gewissermaßen die Verlängerung der Verdampfer-/Eisbankfläche 16 nach unten bilden, wobei eine Umlenkung der Wasserströmung S nach oben wiederum durch diesen parallel zu der Verdampfer-/ Eisbankfläche 16 ausgerichteten Schenkel bewirkt wird. Damit die Umlenkung möglichst glatt und homogen erfolgt, kann dieser Schenkel in den beiden beschriebenen Fällen der Ausführungsform gemäß Figur 4 wiederum über ein kreisbogenförmiges Zwischenstück oder ein schräges Zwischenstück in den Behälterboden 22 übergehen, wie es prinzipiell oben unter Bezugnahme auf die Figuren 6 (B) und (C) erläutert wurde.
Der Einsatz eines Strömungsleitrahmens 40 hat gegenüber Vorsprüngen oder Prägungen 50 in dem Behälterboden den Vorteil, daß der Betrieb der Getränkekühlvorrichtung individueller und flexibler durchgeführt werden kann, indem in die gleiche Kühlvorrichtung je nach Bedarf unterschiedlich große Strömungsleitrahmen 40 eingesetzt werden können. Demgegenüber sind die Prägungen 50 starr und einstückig mit dem Behälter 20 verbunden. Desweiteren ist die Herstellung des Strömungsleitrahmens, unabhängig von dem Getränkekühlbehälter, fertigungstechnisch einfacher als die Herstellung der Prägungen oder Vorsprünge in dem Behälterboden. Im dem Fall von in dem Behälter umlaufenden Verdampferrohren oder -schlangen muß auch die Prägung in entsprechender Weise durchgängig am Behälterboden umlaufen, was fertigungstechnisch ebenfalls problematisch sein kann.
In den bisher unter Bezugnahme auf die Figuren 3 und 4 beschriebenen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Getränkekühlvorrichtung sind die Verdampfer-/Eisbankflächen im wesentlichen an den Behälterwänden angeordnet, und sie reichen im wesentlichen bis auf den Behälterboden. Das radial innerhalb der Verdampferflächen angeordnete Rahmenprofil kann in diesem Fall auf dem Behälterboden aufliegen. Demgegenüber sind in einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Getränkekühlvorrichtung, die in den Figuren 7 und 8 dargestellt ist, die Verdampfer-/Eisbankflächen 16 unter Abständen zu dem Behälterboden 22 und den Behälterwänden 24 angeordnet. In diesem Fall liegt das radial innerhalb der Verdampferflächen angeordnete Rahmenprofil 40a nicht auf dem Behälterboden 22 sondern ist über diesem derart erhöht angeordnet, daß wiederum der im wesentlichen parallel zu den Verdampferflächen 16 ausgerichtete Schenkel 42 das untere Ende der Verdampferflächen 16 leicht überlappt. Im übrigen entspricht die in Figur 7 dargestellte Auführungsform im wesentlichen der in den Figuren 3 bis 6 dargestellten Getränkekühlvorrichtung, wobei die gleichen Merkmale mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet sind. Insbesondere entspricht das Rahmenprofil 40a aus Figur 7 dem in den Figuren 5 und 6 dargestellten Rahmenprofil 40a, so daß das oben in Bezug auf diese Figuren Gesagte analog auch für die Ausführungsform der Figur 7 gilt.
Durch das Strömungsleitblech 40a gemäß Figur 7 wird eine kontrollierte Wasserströmung S auf beiden Seiten der Eisbank 30 erreicht, indem die im wesentlichen parallel zu dem Behälterboden 22 und im wesentlichen senkrecht auf die Eisbank 30 bzw. die innere Ver- dampfer-/Eisbankfläche 16 zu fließende Wasserströmung S im Bereich des unteren Endes der Verdampfer-/Eisbankfläche 16 derart aufgeteilt wird, daß ein Teil der Wasserströmung S entlang der radial nach innen weisenden Verdampferfläche 16, also gewissermaßen innen vor der Eisbank 30 entlang dieser Verdampfer-/Eisbankfläche 16 nach oben geführt wird, während der andere Teil der Wasserströmung S zwischen der Behälterwand 24 und der radial nach außen weisenden Verdampferfläche 16, also gewissermaßen außen hinter der Eisbank 30 entlang dieser VerdampferVEisbankfläche 16 nach oben geführt wird. Die Behälterwand 24 bildet zusammen mit der nach außen weisenden Verdampferfläche 16 damit gewissermaßen eine Führungsbahn oder einen Kanal für die betreffende Teilwasserströmung. Wie eingangs bereits erläutert wurde, wird durch diese Ausführungsform die wärmeübertragende Fläche der Eisbank 30 bzw. des Verdampfers in etwa verdoppelt. In günstigen Fällen kann die umströmte Eisfläche sogar mehr als verdoppelt werden.
Wie in Figur 7 dargestellt ist, kann neben dem ersten Rahmenprofil 40a zusätzlich ein zweites Rahmenprofil 40b vorgesehen sein, das unterhalb und mindestens teilweise radial außerhalb der Eisbank 30 bzw. der Verdampfer-/Eisbankflächen 16 angeordnet ist. Dieses zweite Rahmenprofil 40b kann auf dem Behälterboden 22 aufliegen, und es kann die Führung und Umlenkung derjenigen Teil wasserstromung verbessern, die zwischen die Behälterwand 24 und die radial nach außen weisende Verdampferfläche 16 fließt. Das Rahmenprofil 40b kann im wesentlichen dem in den Figuren 5 und 6 dargestellten Rahmenprofil 40a entsprechen, so daß das oben in Bezug auf diese Figuren Gesagte analog auch für das Rahmenprofil 40b gilt.
Sofern das zweite Rahmenprofil 40b nicht vorgesehen ist, wird die Führung und Umlenkung der betreffenden Teilwasserströmung durch die unteren Ecken des Behälters 20 bewerkstelligt, also durch den Übergang zwischen dem Behälterboden 22 und den Behälterwänden 24. Dieser - i j
Übergang muß dann in entsprechender, geeigneter Weise ausgebildet sein. In beiden Fällen muß das erste Rahmenprofil 40a durch geeignete Abstandshalter mit Abstand über dem Behälterboden 22 bzw. dem zweiten Rahmenprofil 40b gehalten werden.
Das zweite Rahmenprofil 40b kann mit dem ersten Rahmenprofil 40a zu einem Gesamtgebilde verbunden sein, wie es in den beiden Darstellungen der Figur 8 gezeigt ist. In diesem Fall ist die Strömungsleitvorrichtung 40 ein Doppelleitrahmen oder -leitblech, der/das als ein einheitliches Bauteil in den Behälter 20 der Getränkekühlvorrichtung eingesetzt werden kann.
In einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Getränkekühlvorrichtung, die in den Figuren nicht dargestellt ist, kann die Stromungsleitvomchtung 40 von einer Wand gebildet sein, die in dem Behälter 20 radial innerhalb der Verdampferflächen 16 und unter einem Abstand, im wesentlichen parallel zu diesen angeordnet ist, wobei sich die Wand im wesentlichen entlang der gesamten Länge der Verdampferfläche 16 oder einem Großteil davon erstreckt. Die Wand bildet zusammen mit der Verdampferfläche 16 gewissermaßen eine Führungsbahn oder einen Kanal für die Wasserströmung, die damit immer parallel zu der Eisbankfläche verläuft und sich nicht von dieser ablösen kann.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Vorrichtung zum Kühlen von Getränken, mit einem Behälter (20), der mit Wasser gefüllt ist (Wasserbad 12), wobei in dem Wasserbad (12) Verdampferleitungen (14) eines Kältekreislaufs derart angeordnet sind, daß sie mindestens eine Verdampferfläche ( 16) bilden, wobei in dem Wasserbad (12) das Getränk führende Getränkeleitungen angeordnet sind, und wobei in dem Wasserbad (12) ein Rührwerk (18) zum Bewirken einer Wasserströmung (S) angeordnet ist, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (40; 50) zum Leiten der Wasserströmung (S) derart, daß das Wasser auch an der im wesentlichen gesamten Verdampferfläche (16) entlang und im wesentlichen parallel zu dieser strömt.
2. Getränkekühlvorrichtung nach Anspruch 1 , bei der Verdampferflächen (16) im wesentlichen an Wänden (24) des Behälters (20) angeordnet sind, und bei der das Rührwerk (18) derart angeordnet ist, daß das Wasser in dem Behälter (20) axial nach unten strömt, an dem Boden (22) des Behälters (20) radial nach außen strömt und anschließend im Bereich der Wände (24) des Behälters (20) nach oben abgelenkt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsleitvorrichtung (40; 50) im wesentlichen an dem Behälterboden (22) angeordnet ist und eine Form hat, die die Wasserströmung (S) im Bereich des unteren Endes der Verdampferflächen (16) in eine Richtung im wesentlichen parallel zu den Verdampferflächen (16) umlenkt.
->. Getränkekühlvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdampferflächen (16) im wesentlichen senkrecht zu dem Behälterboden (22) angeordnet sind und daß die Strömungsleitvorrichtung (40; 50) die Wasserströmung (S) um einen Winkel (ß) von etwa 90° umlenkt.
4. Getränkekühlvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsleitvorrichtung (40) mindestens ein Rahmenprofil (40a, 40b) mit einem im wesentlichen L-förmigen Querschnitt aufweist, dessen einer Schenkel (42) im wesentlichen parallel zu den Verdampferflächen (16) ausgerichtet ist und dessen anderer Schenkel (44) im wesentlichen parallel zu dem Behälterboden (22) ausgerichtet ist.
5. Getränkekühlvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsleitvorrichtung (40) ein Rahmenprofil (40a) aufweist, das radial innerhalb der Verdampferflächen (16) angeordnet ist, wobei der im wesentlichen parallel zu den Verdampferflächen (16) ausgerichtete Schenkel (42) das untere Ende der Verdampferflächen (16) überlappt.
6. Getränkekühlvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdampferflächen (16) im wesentlichen bis zu dem Behälterboden (22) reichen und daß der im wesentlichen parallel zu dem Behälterboden (22) ausgerichtete Schenkel (44) auf dem Behälterboden (22) aufliegt.
7. Getränkekühlvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdampferflächen (16) unter Abständen zu dem Behälterboden (22) und/oder den Behälterwänden (24) angeordnet sind, und daß die Strömungsleitvorrichtung (40) ein Rahmenprofil (40b) aufweist, das unterhalb und/oder mindestens teilweise radial außerhalb der Verdampferflächen (16) angeordnet ist.
8. Getränkekühlvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der im wesentlichen parallel zu dem Behälterboden (22) ausgerichtete Schenkel (44) des Rahmenprofils (40b) auf dem Behälterboden (22) aufliegt.
9. Getränkekühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsleitvorrichtung (40) derart angeordnet ist, daß die Wasserströmung (S) im Bereich des unteren Endes der Verdampferflächen (16) derart geteilt wird, daß eine Wasserströmung (S) sowohl radial innerhalb als auch radial außerhalb der Verdampferflächen (16) erfolgt.
10. Getränkekühlvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsleitvorrichtung (40) durch mindestens einen Vorsprung (50) in dem Behälterboden (22) gebildet ist, insbesondere durch mindestens eine in den Behälterinnen- räum vorstehende Prägung (50) in dem Behälterboden (22), wobei der Vorsprung (50) einen Schenkel aufweist, der im wesentlichen parallel zu der Verdampferfläche (16) ausgerichtet ist.
1 1. Getränkekühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdampferflächen (16) von übereinander angeordneten Verdampferrohren (14) gebildet sind, und daß der im wesentlichen parallel zu den Verdampferflächen (16) ausgerichtete Schenkel (42) eine Länge (h) derart hat, daß er bei einer Anordnung radial innerhalb der Verdampferflächen (16) vorzugsweise 25% bis 50% des Durchmessers des untersten Verdampferrohres (14a) der Verdampferflächen (16) überdeckt.
12. Getränkekühlvorrichtung nach Anspruch 1 1, dadurch gekennzeichnet, daß der im wesentlichen parallel zu dem Behälterboden (22) ausgerichtete Schenkel (44) eine Länge (t) hat, die etwa 0,25 bis 0,5 mal die Länge (h) des anderen Schenkels (42) ist.
13. Getränkekühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Schenkel (42, 44) über ein im wesentlichen kreisbogenförmiges Zwischenstück miteinander verbunden sind.
14. Getränkekühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Schenkel (42, 44) über ein schräges Zwischenstück miteinander verbunden sind, das einen Winkel (α) von etwa 45° mit dem Behälterboden (22) bildet.
15. Getränkekühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (20) und die Strömungsleitvorrichtung (40) einen im wesentlichen rechteckigen Grundriß haben.
16. Getränkekühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (20) und die Strömungsleitvorrichtung (40) einen im wesentlichen kreisförmigen Grundriß haben.
17. Getränkekühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsleitvorrichtung (40) eine Wanne mit geschlossenem Boden aufweist.
18. Getränkekühlvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsleitvorrichtung (40) eine radial innerhalb der Verdampferflächen (16) und unter einem Abstand im wesentlichen parallel zu den Verdampferflächen (16) angeordnete Wand aufweist.
19. Getränkekühlvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Verdampferleitungen (14) eine Eisschicht gebildet ist, wobei die von den Verdampferleitungen (14) gebildeten Verdampferflächen (16) Eisflächen sind (Eisbank 30).
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