EP1379822B1 - Getränkekühlvorrichtung - Google Patents

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EP1379822B1
EP1379822B1 EP02732612A EP02732612A EP1379822B1 EP 1379822 B1 EP1379822 B1 EP 1379822B1 EP 02732612 A EP02732612 A EP 02732612A EP 02732612 A EP02732612 A EP 02732612A EP 1379822 B1 EP1379822 B1 EP 1379822B1
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EP
European Patent Office
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evaporator
container
water
cooler according
leg
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP02732612A
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English (en)
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EP1379822A1 (de
Inventor
Martin Behle
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
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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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00—Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/90—Heating or cooling systems
    • 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
    • B67D1/00—Apparatus or devices for dispensing beverages on draught
    • B67D1/08—Details
    • B67D1/0857—Cooling arrangements
    • B67D1/0858—Cooling arrangements using compression systems
    • 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
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D31/00—Other cooling or freezing apparatus
    • 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
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F13/00—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
    • F28F13/06—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by affecting the pattern of flow of the heat-exchange media
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00—Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/90—Heating or cooling systems
    • B01F2035/98—Cooling
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    • B01F2101/06—Mixing of food ingredients
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    • 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 drinks, according to the The preamble of claim 1, known from US-A-5,368,198.
  • Beverage cooling devices are in the art, for example, as so-called Beverage flow cooler or so-called Kreislaufkarbonatoren known, for example for Cooling of beer and soft drinks.
  • Known beverage cooling devices therefore have a container 20 which is filled with water is filled, the so-called water bath 12.
  • evaporator lines 14 of a refrigeration cycle arranged such that it has at least one evaporator surface 16th form, 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 while one or more Evaporator surfaces 16 form.
  • the evaporator lines absorb heat from the water bath 12.
  • the evaporator surface 16 may optionally be formed by the surface of a so-called ice bank 30, such as will be further described below.
  • beverage lines are for reasons of clarity in the attached figures not shown. They can be in the container in any suitable way 20, typically occupying substantially the entire space of the water bath Take advantage of 12 and center around an agitator 18 and / or near a Ice bank 30 may be arranged. The guided in the beverage lines drink gives Heat to the water bath, which cools the drink.
  • the associated Karbonatortank also be arranged in the water bath 12 (in the Figures also not shown).
  • a stirrer 18 which is a water flow S in the water bath 12 causes.
  • Figure 1 is an exemplary, temporally and spatially averaged course of the induced by the agitator 18 water flow S shown.
  • a rotation (arrow D) of the agitator 18, for example about a central axis of the Container 20 the water then flows in the middle of the container 20 initially axially after below, i. normal to the container bottom 22.
  • the flow is then deflected radially outward.
  • evaporator surfaces 16 takes place then a deflection of the flow upwards.
  • any other suitable Arrangement of the agitator 18 in the container 20 with a correspondingly different flow pattern conceivable, for example, an off-center arrangement of the agitator 18, in the the course of flow is in principle equal to the course described above.
  • thermodynamic point of view and to effect cooling of the subject Drinks serves the water of the water bath 12 both as energy storage and as Transport medium to the heat from the beverage lines to the evaporator lines 14th transferred to.
  • energy storage the water through the formation of an ice layer 30th used, which forms around the evaporator tubes 14 around.
  • ice bank whose surface corresponds to the evaporator surface 16.
  • the by the Phase transition stored enthalpy of enthalpy of water serves the short-term Dekkung of power peaks and thus reduces the performance of the refrigeration cycle process.
  • an evaporator 14, 16 but also operated without ice layer 30 are, i. the beverage cooler operates in such a case without ice bank.
  • the water is used by means of the agitator 18 in the water bath 12 induced flow S, as described above.
  • the water flow S has it to the goal, on the one hand, the heat transfer from the evaporator 14, 16 and the ice layer 30 to Water as well as from the water to the beverage lines to improve.
  • the transport of locally heated water into colder areas of the Wasserbads 12 are reinforced.
  • water as energy storage and transport medium
  • this term is representative of all other suitable media or fluids
  • the comparable Properties and functions have the same and with respect to the invention Unfold effects and provide comparable results.
  • the effects described have the consequence that the area at which the heated water to the ice layer can give off energy, is reduced in size. This will heat transfer between water bath and evaporator, but also between water bath and beverage lines, deteriorates, resulting in a loss of performance and overall reduced efficiency of Beverage cooling device is conditional. Furthermore, it may be due to the leaching A and reducing the thickness of the ice bank in the lower part of the water bath to one earlier destabilization of the ice bank, which can be a reduced peak load capacity can result. Due to a lack of rinsing the ice bank in the upper Water bath area, which in turn by the above described detachment of the flow of the ice bank is conditional, it can also cause an increased tendency to freeze come the upper beverage lines.
  • the invention is therefore based on the object, the disadvantages of the prior Technology to prevent and especially the leaching of the ice bank with the so to prevent associated disadvantages.
  • the beverage cooling device in particular a device for directing the flow of water in such a way that the water also at the in the substantially entire evaporator surface along and substantially parallel to this flows.
  • the flow dividing device has two legs, which have a substantially circular arc Intermediate piece are connected to each other, the radius of curvature is so ge noirlt that Taylor-Goertler longitudinal vortex be induced in the water flow.
  • the beverage cooling device flow guide the water flow at least partially forced so that the water in the area of the evaporator surfaces as far as possible substantially parallel to these flows, this flow along substantially the entire evaporator surface he follows. If the evaporator with an ice layer (ice bank) is operated, the runs Flow thus substantially parallel to the Eisbankober II and substantially over the entire height or length of the ice bank in the container.
  • ice bank ice bank
  • the flow guide substantially arranged on the container bottom and has a shape that the flow of water in Area of the lower end of the evaporator surfaces in one direction substantially parallel deflects to the evaporator surfaces. It is basically irrelevant whether the container walls and / or in the area of these walls or inside the container under a Distance to the container walls arranged evaporator surfaces vertically or under a Angles are arranged to the container bottom. Likewise, the shape, the course and the Arrangement of the container bottom in principle irrelevant. Evaporator surfaces and / or Container walls and / or container bottom can therefore basically under any Be arranged angle to each other.
  • the evaporator surfaces are in substantially perpendicular to the substantially planar, horizontally extending container bottom arranged, wherein the Strömungsleitvorides the water flow in this case an angle of about 90 ° deflects.
  • the flow guide is in the Form formed at least one frame profile or baffle, in the water on is mounted to the container bottom and / or in the vicinity thereof.
  • the baffle or the frame has a substantially L-shaped cross section, wherein a leg of the L-shaped sheet in is aligned substantially parallel to the evaporator surface, and wherein the other leg of the L-shaped sheet substantially parallel to the container bottom, preferably horizontally, is aligned.
  • the flow guiding device has a Frame profile, which is arranged radially inside the evaporator surfaces, wherein the in substantially aligned parallel to the evaporator surfaces leg the lower end of the Evaporator surfaces slightly overlapped.
  • the frame profile can rest on the container bottom.
  • the leg of the container aligned substantially parallel to the container bottom Frame profile on the container bottom.
  • the flow guide device in the form of a shallow pan closed bottom, which in turn is mounted on the container bottom.
  • one or more projections or embossments may be formed in the container bottom or the bottom of the tub be provided, which have a corresponding effect.
  • the evaporator surfaces at intervals to the Container bottom and / or the container walls may be arranged. This is located radially inside the evaporator surfaces arranged frame profile not on the container bottom but is arranged above this increased so that in turn substantially parallel to the evaporator surfaces aligned legs the lower end of the evaporator surfaces slightly overlapped.
  • the flow guiding device as a whole is designed and arranged in such a way that the water flow in the region of the lower end of the evaporator surfaces divided in such a way is that a water flow both radially inside and radially outside of the evaporator surfaces he follows.
  • the fluidic advantages of the frame profile or baffle Thus, not only on one side but on both sides of the ice bank, i. the radial pointing inward as well as the radially outward facing side of the ice bank, used, by dividing the water stream impinging perpendicularly on the inner surface of the ice bank, and then both behind (outside) and in front of (inside) the ice bank along the surfaces of the Ice bank is headed.
  • the heat transfer surface of the ice bank or the Evaporator approximately doubled, so that by these measures a further improved Heat transfer between water and ice bank / evaporator is effected, bringing a further increased performance and improved efficiency of the beverage cooler be achieved.
  • the Flow guiding device In the latter, second application, in which the evaporator surfaces under Distances to the container bottom and / or the container walls are arranged, the Flow guiding device have a second frame profile, below and / or at least partially disposed radially outside the evaporator surfaces.
  • This frame profile can in turn rest on the container bottom, in which case in particular the im substantially parallel to the container bottom aligned leg of the frame profile the container bottom rests.
  • a flat Tub with closed bottom can be used instead of the second frame profile.
  • the second frame be connected to the first frame to a single unit, so that the Flow guiding device used as a component in the container of the beverage cooling device can be.
  • the beverage cooler first has the features described above with respect to FIG. 1 to which reference is made.
  • FIG. 3 shows a beverage cooling device, that of the beverage cooling device shown in FIG corresponds, wherein the same features with the same reference numerals are.
  • the beverage cooling device in a first embodiment now However, a flow guide 40, which is arranged on the container bottom 22.
  • the Flow guiding device is in particular a Strömungsleitrahmen or baffle 40 a, the in perspective in Figure 5 and in cross-section in various embodiments in FIG 6 is shown.
  • this baffle frame 40a 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 layer of evaporator tubes 14, if these, for example, on the walls 24 of the container 20th circulate.
  • decisive for the function of the baffle frame 40a are the Shape and dimensions of the frame profile. Basically, the shape of the profile must be in the lead substantially rectangular deflection of the water flow (see Figures 3, 5 and 6), assuming that the main flow before the deflection parallel to the Container bottom 22 extends, as described above with respect to Figure 1.
  • the rectangular deflection of the water flow S causes the Water after the deflection substantially to the entire evaporator or Eisbank components 16 along and substantially parallel to this flows.
  • FIG. 6 (A) represents the simplest shaping of the frame 40 a, which the above requirements only insufficiently met.
  • shapes should be appropriate Figures 6 (B) or (C) are selected.
  • the upper leg 42 passes over an essentially arcuate intermediate piece in the lower leg 44 via.
  • the radius R decisively influences the Quality of the diversion, and he is preferably to choose as large as possible.
  • the upper leg 42 passes over an oblique intermediate piece in the lower leg 44, wherein the slope at an angle ⁇ opposite the container bottom 22 and the lower leg 44 is inclined.
  • the angle ⁇ should preferably be approximately equal to 45 °, and the slope should be as long as possible.
  • the angle ⁇ should preferably be approximately equal to 45 °, and the slope should be as long as possible.
  • Taylor-Goertler longitudinal vortices in the flow be induced.
  • Such longitudinal vortices may be at a superposition of a wall boundary layer arise with centrifugal forces, as in the present case in the overflow of the baffle given is.
  • Such longitudinal vortices can in particular have a positive effect on the Have heat transfer.
  • the upper leg 42 of the frame 40a may in turn be aligned parallel to the evaporator / ice bank surface 16, i. he forms the same angle with the lower leg 44 of the frame 40a as between Evaporator / Eisbank constitutional 16 and container bottom 22 is formed.
  • the length h of the upper leg 42 preferably so be selected that the leg 42 preferably 25% to 50% of the diameter of the lowest evaporator tube 14a of the evaporator surface 16 and the lowest layer of Evaporator tubes 14 covered.
  • the length h thus depends on the arrangement of the evaporator in the container 20 and in particular from the height of the lowest evaporator tube 14a of the evaporator above the container bottom 22, wherein as a reference point of the position of the Evaporator in the container typically the point with the greatest distance to the Container bottom is selected.
  • the length t of the lower leg 44 is preferably about 0.25 to 0.5 times the length h of the upper leg 42.
  • the angle ⁇ between the legs 42 and 44 of the Strömungsleitrahmens 40 preferably 90 °, so that a rectangular, to the Evaporator / Eisbank surface 16 parallel deflection of the flow is achieved. If the angle ⁇ is chosen to be greater than 90 °, the leaching effects occur in the ice bank as explained above with reference to FIG. As a result, the inventive Task can not be sufficiently solved, and the effectiveness of the flow guide would be lifted at least in part. If the angle ⁇ is less than 90 ° is chosen, the object of the invention is also not sufficiently solved since the water flow immediately after the deflection of the evaporator / Eisbank vom 16 would replace and remove them. This would be the heat transfer between Water and evaporator in turn deteriorates, bringing the performance and efficiency the beverage cooler would in turn be reduced.
  • the minimum distance of the Strömungsleitrahmens 40 from the evaporator coil results from the minimum distance X between evaporator tubes 14 and the (not shown) beverage-carrying pipes.
  • a typical guideline should be 0.5 to 0.7 times for this distance X can be selected.
  • the flow guide should also be a rectangular Have plan, as shown for the Strömungsleitrahmen 40 by way of example in Figure 5.
  • the leadership is in the corner regions of the container Water flow ensured. Due to the preferably substantially angular design of the Frame and the bending radii of the evaporator tubes in the corners of the container it comes to an increased leaching in the corner areas of the ice bank. However, this one has the Advantage that the areas most vulnerable to freezing be better protected.
  • the container and flow guide frame may be any other suitable one Have a plan, for example, a substantially circular outline.
  • the shape and the dimensions of the Strömungsleitrahmens can apply essentially analogous to the, what has been described above with reference to FIGS. 6 (A) to (C).
  • the flow guiding device formed by one or more projections 50 in the bottom 22 of the container 20, as shown by way of example in Figure 4.
  • the projection 50 in the one Container interior projecting imprint, groove or groove in the container bottom.
  • the projection must again have a leg which is substantially parallel to the Evaporator / Eisbank surface 16 is aligned so that the water flow again in such a way is deflected, that the water in turn substantially parallel to the Evaporator / Eisbank components and preferably flows substantially along the entire surface.
  • the radially inner limb of the embossing 50 effects the Redirecting the flow of water upwards.
  • the projection or embossing overlaps 50 the lower end of the evaporator / Eisbank surface again slightly, as it is in principle above in Reference to the upper, substantially perpendicular leg 42 of the L-shaped Frame profile 40a has been described.
  • the embossing or the projection is 50 radially disposed at the outermost position of the container bottom 22, ie in the lower, outer corner of the container, so that they are just below the evaporator surface or the Ice bank 30 is located.
  • the radially inner leg of the embossing 50 can to a certain extent form the extension of the evaporator / Eisbank materials 16 down, with a deflection the water flow S up again through this parallel to the Evaporator / Eisbank materials 16 aligned legs is effected.
  • Strömungsleitrahmens 40 has opposite projections or embossments 50th in the container bottom the advantage that the operation of the beverage cooling device more individual and more flexible can be done by putting in the same cooling device as needed different sized Strömungsleitrahmen 40 can be used.
  • embossments 50 rigidly and integrally connected to the container 20.
  • the Production of Strömungsleitrahmens regardless of the beverage cooling container, manufacturing technology easier than the production of the embossments or protrusions in the container bottom. In the case of circulating in the container evaporator tubes or coils must also the embossing in a corresponding manner continuously circulate on the container bottom, which manufacturing technology can also be problematic.
  • the beverage cooling device according to the invention are the evaporator / Eisbank lake in essentially arranged on the container walls, and they extend substantially to the Container bottom.
  • the radially arranged within the evaporator surfaces frame profile can In this case, rest on the bottom of the container.
  • the evaporator / ice bank surfaces 16 are spaced from the container bottom 22 and the container walls 24 are arranged.
  • a controlled water flow S on both sides of the ice bank 30 achieved by the substantially parallel to the Container bottom 22 and substantially perpendicular to the ice bank 30 and the inner evaporator / Eisbank requirements 16 to be flowed water flow S in the region of the lower end of the Evaporator / Eisbank requirements 16 is divided so that a part of the water flow S along the radially inwardly facing evaporator surface 16, so to speak, inside the ice bank 30 is guided upward along this evaporator / ice bank surface 16 while the other part of the water flow S between the container wall 24 and the radial outwardly facing evaporator surface 16, so to speak outside behind the ice bank 30th along this evaporator / Eisbank requirements 16 is guided upward.
  • the container wall 24 forms together with the outwardly facing evaporator surface 16 so to speak a guideway or channel for the particular partial water flow. How to proceed has already been explained, by this embodiment, the heat transfer surface of the Ice bank 30 and the evaporator approximately doubled. In favorable cases, the flow around Ice surface even more than doubles.
  • a second Frame profile 40b may be provided below and at least partially radially outside the ice bank 30 or the evaporator / Eisbank lake 16 is arranged.
  • This second Frame profile 40b can rest on the container bottom 22, and it can guide and Redirecting that partial water flow, the between the container wall 24 and the radially outwardly facing evaporator surface 16 flows.
  • the frame profile 40b can in substantially correspond to the frame profile 40a shown in Figures 5 and 6, so that The above with respect to these figures, the same applies analogously to the frame profile 40b.
  • This Transition must then be designed in a corresponding, suitable manner.
  • the first frame profile 40a must be spaced apart by suitable spacers Container bottom 22 and the second frame profile 40b are held.
  • the second frame profile 40b may be combined with the first frame profile 40a to form an overall structure be connected, as shown in the two representations of Figure 8.
  • the flow directing device 40 is a double-lead frame or baffle that functions as a unit can be used in the container 20 of the beverage cooling device.
  • the flow guide 40 from a wall be formed in the container 20 radially inside the evaporator surfaces 16 and under a distance, is arranged substantially parallel to these, wherein the wall in the substantially along the entire length of the evaporator surface 16 or much of it extends from it.

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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Kühlen von Getränken, entsprechend dem Oberbegriff von Patentanspruch 1, bekannt aus US-A-5,368,198.
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 Dekkung 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 Behälterbodens 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. Die Strömmungsteilvorrichtung weist zwei Schenkel auf, die über ein im wesentlichen kreisbogenförmiges Zwischenstück mit einander verbunden sind, dessen krümmungsradius so gewält ist, daß Taylor-Goertler-Längswirbel in der Wasserströmung induziert werden.
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. Verdampferflächen 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 Rahmenprofil 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 Strömungsleitvorrichtung 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. Eisbankfläche 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 Verdampferfläche 16 bzw. Eisbank 30 zugeordnete Schenkel 42 unter einem im wesentlichen rechten Winkel auf dem unteren, dem Behälterboden 22 zugeordneten Schenket 44 steht (Winkel β = 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 α 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 Ausführungsform 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 (β = 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 β zwischen den Schenkeln 42 und 44 des Strömungsleitrahmens 40 vorzugsweise 90° betragen, damit eine rechtwinklige, zu der Verdampfer-/Eisbankfläche 16 parallel verlaufende Umlenkung der Strömung erzielt wird. Wird der Winkel β 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 β 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 Verdampfer-/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 Verdampfer-/Eisbankfläche 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 emgangs 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 Teilwasserströmung 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 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 Strömungsleitvorrichtung 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 (17)

  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 Kältereislaufs nebeneinander so angeordnet sind, daß sie mindestens eine plattenartige 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, wobei die Strömungsleitvorrichtung (40; 50) zwei Schenkel (42, 44; 22, 50) aufweist. die über ein im wesentlichen kreisbogenförmiges Zwischenstück miteinander verbunden sind, dessen Krümmungsradius (R) so gewählt ist, daß Taylor-Goertler-Längswirbel in der Wasserströmung (S) induziert werden.
  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 and 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.
  3. 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 Wassertrömung (S) um einen Winkel (β) 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) anfliegt.
  7. Getränkekühlvorrichtung nach Anpruch 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 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsleitvorrichtung (40) derart angeordnet ist, daB die Wasserströmung (S) im Bereich des unteren Endes der Verdampferflächen (16) derart geteilt wird, daß eine Wasserströmung (S) sowohl radial innerhalb als auch radial auBerbalb 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 Behälterinnenraum vorstehende Prägung (50) in dem Behälterboden (22) wobei der Vorsprung (50) einen Schenkel aufweist, der im wesentlichen parallel zu der Verdampferfläche (16) ausgerichtet ist.
  11. 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 11, 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 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (20) und die Strömungsleitvorrichtung (40) einen im wesentlichen rechteckigen Grundriß haben.
  14. Getränkekühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (20) und die Strömungsleitvorrichtung (40) einen im wesentlichen kreisförmigen Grundriß haben.
  15. Getränkekühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsleitvorrichtung (40) eine Wanne mit geschlossenem Boden aufweist.
  16. Getränkekühlvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch, gekennzeichnet, daß die Strömungsleitvorrichtung (40) eine radial innerhalb der Verdampferflächen (16) und unter einem Abstand im wesentlichen parallel zu den Verdampferflächen (16) angeordnete W and aufweist.
  17. Getränkekühlvorrichtung nach einem der vorhergebenden 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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