PL227859B1 - Schładzacz napojów, zwłaszcza do mleka, i chłodziarka do napojów, zwłaszcza do mleka - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest schładzacz napojów, zwłaszcza do mleka i chłodziarka do napojów, zwłaszcza do mleka. Wynalazek dotyczy techniki chłodniczej i może być wykorzystany do szybkiego schładzania w przepływie różnych napojów i cieczy, przeważnie mleka, w małych gospodarstwach rolniczych i w warunkach domowych.

Znane są schładzacze napojów, w tym piwa, w których do wanny z wodą zanurzono dwa spiralne wymienniki rurowe. Przez pierwszą rurę przepływa wrzący czynnik chłodniczy, natomiast przez drugą - schładzany napój. Wymiana ciepła między dwoma cieczami odbywa się przez warstwę lodu namrożoną na pierwszym wymienniku i przez warstwę wody [ΦίηίΗ C.O., RpoBun C.B.: CynacHi oxono,ąxyBaHi nuea. (Współczesne schładzacze piwa). Xonoą (Ukraina), n. 1,2004, s. 24-29 lub DE 8026851 U1]. Znane są schładzacze napojów z międzynarodowej publikacji WO2009/153295, gdzie schładzany napój przepływa przez płaszcz otaczający pojemnik z zimną wodą i/lub lodem. Wymiennik ciepła ma zamkniętą konstrukcję i nie może być stosowany do schładzania mleka ze względu na wymogi higieniczne. Wynika to z tego, że wszystkie powierzchnie posiadające kontakt z mlekiem powinny być poddane starannej obróbce sanitarnej z możliwością kontroli wizualnej. Znane są schładzacze mleka w 40-litrowych bańkach, np. produkowane przez ^ΠΦ CAPMA», Łotwa, Ryga. 4 bańki z mlekiem są wstawiane do wypełnionej wodą wanny chłodzonej urządzeniem chłodniczym. Znany jest schładzacz napojów firmy Heiter Sketler (www.novate.ru/blogs/ 231209/13742). Jest to całkowicie metalowy wymiennik ciepła w kształcie stożka ściętego, na którego bocznej powierzchni wykonano spiralny rowek. Przy stosunkowo dużej masie, sam wymiennik stanowi akumulator zimna. Przed użyciem należy go na kilka godzin umieścić w zamrażalniku. Schładzany napój, np. wino, koniak, zanim spłynie z butelki do kieliszka najpierw przepływa rowkiem wymiennika, gdzie w ciągu 6-8 sekund schładza się nawet o kilkanaście stopni. Jego wydajność jest ograniczona, co nie pozwala zastosować go do chłodzenia większych dawek napojów (od 1-2 do 40 litrów).

Zgodnie z normami obowiązującymi w UE, mleko tuż po udoju powinno być jak najszybciej schłodzone do 4°C, co gwarantuje producentowi zakwalifikowanie mleka do najwyższej kategorii jakości i, odpowiednio, sprzedaż w korzystniejszej cenie. Małe gospodarstwa rolnicze, posiadające 1-3 krowy, często nie są w stanie zakupić dość drogich specjalistycznych urządzeń chłodniczych, których wydajność jest przynajmniej kilkukrotnie wyższa od wymaganej w tych okolicznościach. Gospodarstwa te z reguły posiadają dość wydajne chłodziarki i zamrażarki, które potencjalnie można wykorzystać do szybkiego schładzania mleka.

Celem wynalazku jest szybkie schładzanie napoju, zwłaszcza mleka w przepływie przy wykorzystaniu zamrażarki domowej.

Schładzacz napojów, zwłaszcza do mleka, według wynalazku, zawierający metalowy, stożkowy wymiennik ciepła, który na bocznej powierzchni ma spiralny rowek, charakteryzuje się tym, że ma pokrywę ze spiralnym żebrem i wlewowym otworem. Wewnętrzny kształt pokrywy odpowiada stożkowemu kształtowi wymiennika ciepła tak aby umieszczone jeden na drugim tworzyły pomiędzy spiralnym rowkiem a spiralnym żebrem kanał na schładzany napój. Korzystnie pokrywa ma centralnie wykonany wlewowy otwór, co zapewnia bezpośredni wpływ schładzanego napoju do kanału utworzonego przez rowek i żebro. Korzystnie schładzacz ma kształt bryły obrotowej.

Wymiennik ciepła i/lub pokrywa wyposażony jest w akumulator zimna utworzony przez wewnętrzną komorę wypełnioną płynem o niskiej temperaturze zamarzania. Takie rozwiązanie pozwala na zwiększenie efektywności chłodzenia napoju. Pod względem maksymalnej pojemności cieplnej najlepszą jest czysta woda. To jest wariant dla mleka. Natomiast, gdy chcemy schłodzić napój alkoholowy, najlepiej użyć płyn o temperaturze zamarzania poniżej 0°C, ale przynajmniej o 5 K wyższej od średniej temperatury powierzchni parownika. Dawka wlewanego płynu powinna być ściśle odmierzona, aby zostawić przynajmniej około 9% wolnej przestrzeni, co umożliwi rozszerzenie płynu przy jego zamarzaniu bez dehermetyzacji i uszkodzenia konstrukcji.

Wewnętrzna komora ma kształt stożka lub stożka ze spiralnym stopniem na powierzchni bocznej. Spiralny stopień odpowiada kształtem kształtowi utworzonemu przez spiralny rowek i/lub spiralne żebro. Otwory, którymi wlewa się płyn do komory są zaślepione zaślepkami.

Korzystnie płyn stanowi woda, wodny roztwór soli lub spirytus lub glikol etylowy.

Korzystnie schładzacz napojów ma uszczelkę pomiędzy pokrywą a wymiennikiem ciepła. Uszczelka zabezpiecza schładzacz przed rozlaniem napoju podczas schładzania. Dodatkowo

PL 227 859 B1 w zależności od jej grubości można zmieniać przekrój kanału, w którym płynie napój schładzany i w ten sposób wpływać na efektywność schładzania.

Chłodziarka do napojów, zwłaszcza do mleka, według wynalazku, zawierająca skraplacz, parownik, sprężarkę, zawór rozprężny, komorę chłodniczą, komorę zamrażalniczą i obudowę z izolacją zimnochronną, charakteryzuje się tym, że wewnątrz komory zamrażalniczej ma schładzacz napojów zawierający metalowy, stożkowy wymiennik ciepła oraz pokrywę. Stożkowy wymiennik ciepła na bocznej powierzchni ma spiralny rowek. Pokrywa ma wlewowy otwór i spiralne żebro o kształcie odpowiadającym spiralnemu rowkowi wymiennika ciepła. Chłodziarka ma w górnej ścianie otwór odpowiadający wlewowemu otworowi. Natomiast w dolnej lub bocznej ściance chłodziarka ma wylotowy otwór odpowiadający wylotowi napoju ze schładzacza napojów.

W chłodziarce wymiennik ciepła i/lub pokrywa wyposażone są w akumulatory zimna utworzone przez wewnętrzne komory wypełnione płynem o niskiej temperaturze zamarzania. Pod względem maksymalnej pojemności cieplnej najlepszą jest czysta woda. To jest wariant dla mleka. Natomiast, gdy chcemy schłodzić napój alkoholowy, najlepiej użyć płyn o temperaturze zamarzania poniżej 0°C, ale przynajmniej o 5 K wyższej od średniej temperatury powierzchni parownika. Dawka wlewanego płynu powinna być ściśle odmierzona, aby zostawić przynajmniej około 9% wolnej przestrzeni, co umożliwi rozszerzenie płynu przy jego zamarzaniu bez dehermetyzacji i uszkodzenia konstrukcji.

Wewnętrzna komora ma kształt stożka lub stożka ze spiralnym stopniem na powierzchni bocznej. Spiralny stopień odpowiada kształtem kształtowi utworzonemu przez spiralny rowek i/lub spiralne żebro.

Korzystnie płyn stanowi wodę, wodny roztwór soli lub spirytus lub glikol etylowy.

Korzystnie schładzacz napojów ma uszczelkę pomiędzy pokrywą a wymiennikiem ciepła. Uszczelka zabezpiecza schładzacz przed rozlaniem napoju podczas schładzania. Dodatkowo w zależności od jej grubości można zmieniać przekrój kanału, w którym płynie napój schładzany i w ten sposób wpływać na efektywność schładzania.

Korzystnie chłodziarka ma otwór połączony z wlewowym otworem wężem. Wąż tworzy szczelne połączenie pomiędzy chłodziarką a schładzaczem w punkcie wlewania napoju. Dodatkowo, w celu ułatwienia wlewania napoju można zastosować lejek.

Korzystnie chłodziarka ma wylotowy otwór połączony z wylotem napoju ze schładzacza wężem lub rurką. Wąż lub rurka tworzy szczelne połączenie pomiędzy chłodziarką a schładzaczem w miejscu, w którym schłodzony napój wylewa się.

Chłodziarka może być wyposażona w zaślepki otworu i wylotowego otworu.

Rozwiązanie pozwala na szybsze schłodzenie napoju. Schładzacz może być stosowany w chłodziarkach domowych lub handlowych szafach chłodniczych, co powoduje, że jest uniwersalnym rozwiązaniem. Zastosowanie komór z akumulatorami zimna usprawnia chłodzenie napoju. Skuteczna intensyfikacja wymiany ciepła, w stosunku do rozwiązania znanego ze stanu techniki, tkwi w jednoczesnym działaniu kilku czynników. Po pierwsze, ma miejsce około dwukrotne zwiększenie powierzchni wymiany ciepła dzięki dodaniu żebra oraz podniesieniu poziomu cieczy w rowku. Po drugie, występuje kilkukrotne zmniejszenie obliczeniowej grubości warstwy schładzanego napoju. Oprócz tego, jest kilkukrotne zwiększenie wydajności akumulatora zimna w przeliczeniu na jednostkę jego masy lub objętości, co z kolei wiąże się z wysoką wartością ciepła właściwego topnienia wodnych roztworów w odniesieniu do ciepła właściwego metali. Schłodzony napój przez króciec 16, po wężu przez otwór 12 zlewany jest do odpowiedniego naczynia. W przypadku schłodzenia mleka, kiedy wymagana jest stosunkowo niska jego temperatura końcowa: +4°C, opisana procedura schładzania może być powtórzona kilkukrotnie. Przy małych dawkach schładzanego napoju proces schładzania może być realizowany poza komorą zamrażalniczą po wyjęciu zestawu wymiennik-pokrywa z załadowanym akumulatorem zimna. Efektywny proces schładzania ustanie wówczas, gdy cały płyn zostanie roztopiony.

Wynalazek jest bliżej zilustrowany w poniższych przykładach wykonania i na rysunku, na którym Fig. 1 przedstawia schładzacz napojów w pół widoku/półprzekroju, Fig. 2 przedstawia wymiennik ciepła w widoku z góry, Fig. 3 przedstawia chłodziarkę ze schładzaczem napojów z Fig. 1, Fig. 4 - widok ogólny chłodziarki przystosowaną do schładzacza napojów.

P r z y k ł a d I

Schładzacz napojów wykonany z metalu zawiera stożkowy wymiennik ciepła 1, który na bocznej powierzchni ma spiralny rowek 2 i jest wykonany z przynajmniej dwóch szczelnie połączonych ze sobą elementów, np. przez spawanie. Na wymienniku 1 umieszczona jest pokrywa 3 ze spiralnym

PL 227 859 B1 żebrem 4 i centralnym wlewowym otworem 5. Wewnętrzny kształt pokrywy 3 odpowiada stożkowemu kształtowi wymiennika ciepła 1. Spiralne żebro 4 „wchodzi” w spiralny rowek 2 i wspólnie tworzą kanał na schładzany napój. Oba elementy schładzacza mają kształt bryły obrotowej i są ze sobą połączone w taki sposób, że w pozycji złożonej żebro 4 jest współosiowo zanurzone do rowka 2, aczkolwiek nie dotyka jego dna.

Kilka godzin przed użyciem należy starannie umyć i wysuszyć robocze powierzchnie schładzacza, a mianowicie powierzchnię rowka 2 i żebra 4. Następnie umieszcza się pokrywę na wymienniku 1 w pozycji, w której żebro 4 wchodzi w rowek 2. Dla ułatwienia ustawiania pokrywy względem wymiennika mogą służyć odpowiednie ryski lub prowadnice w postaci wpustów lub występów na ich bocznych powierzchniach (nie pokazane). Schładzany napój powoli wlewa się do schładzacza poprzez wlewowy otwór 5. Wcześniej schładzacz znajdował się w komorze zamrażalniczej chłodziarki w celu obniżenia jego temperatury. Napój przepływa przez kanał utworzony pomiędzy spiralnym rowkiem 2, a spiralnym żebrem 4. Wskutek działania siły ciężkości napój samoczynnie przepływa w spiralnym kanale „w kształcie litery U” utworzonym rowkiem 2 i żebrem 4. Tu następuje jego szybkie schłodzenie dzięki dwustronnemu odprowadzeniu ciepła - przez ścianki rowka 2 i przez żebro 4. Schłodzony napój wypływa ze schładzacza w dolnej części wylotem z kanału przez króciec wylotowy 6 napoju ze schładzacza.

P r z y k ł a d II

Schładzacz wykonany analogicznie jak w przykładzie I przy czym wymiennik ciepła 1 i pokrywa wyposażone są w akumulatory zimna utworzone przez wewnętrzne komory 7a, 7b wypełnione płynem 8 o niskiej temperaturze zamarzania - woda. Zastosowanie akumulatorów zimna pozwala na schłodzenie większej ilości napoju lub o wyższej temperaturze. Pokrywa 3 ma komorę 7a ze spiralnym stopniem, którego kształt odpowiada kształtowi utworzonemu przez spiralne żebro 4. Płyn 8 zabezpieczony jest przed wypłynięciem z komór 7a, 7b zaślepkami 9. Wymiennik 1 ma komorę 7b o stożkowym kształcie. Schładzacz pomiędzy spiralnym żebrem 4 a spiralnym rowkiem 2 ma pierścieniową uszczelkę 10 (pomiędzy pokrywą a wymiennikiem ciepła).

P r z y k ł a d III

Chłodziarka do napojów zawiera skraplacz (nieuwidoczniony na rysunku), parownik 11, sprężarkę (nieuwidocznioną na rysunku), zawór rozprężny (nieuwidoczniony na rysunku), komorę chłodniczą 12, komorę zamrażalniczą 13 i obudowę z izolacją zimnochronną 14 oraz schładzacz napojów opisany w przykładzie I. Chłodziarka ma w górnej ścianie otwór 15 oraz w dolnej ściance wylotowy otwór 16. Schładzacz umieszczony jest w komorze zamrażalniczej 13 chłodziarki.

Schładzany napój wlewa się poprzez lejek 17 otworem 15 do chłodziarki, następnie wpływa do schładzacza. Schłodzony napój wypływa z chłodziarki wylotowym otworem 15. Po schłodzeniu napoju otwór 15 i wylotowy otwór 16 zaślepia się zaślepkami (nieuwidocznionymi na rysunku).

P r z y k ł a d IV

Chłodziarka wykonana jak w przykładzie III zawiera schładzacz wykonany jak w przykładzie II, przy czym płyn 8 stanowi spirytus, wlewowy otwór 5 połączony jest z otworem 15 wężem (nie uwidoczniony na rysunku), podobnie jak wylotowy otwór 16 połączony z króćcem wylotowym 6 napoju ze schładzacza. Wylotowy otwór 16 wykonany jest w bocznej ściance chłodziarki. Mleko wlewa się poprzez lejek 17 umieszczony w otworze 15.

Wykaz oznaczeń

1. wymiennik ciepła

2. spiralny rowek

3. pokrywa

4. spiralne żebro

5. wlewowy otwór

6. króciec wylotowy ze schładzacza

7. 7a komora akumulatora zimna pokrywy, 7b komora akumulatora zimna wymiennika

8. płyn akumulatora

9. zaślepki akumulatora

10. uszczelka

11. parownik

12. komora chłodnicza

13. komora zamrażalnicza

PL 227 859 B1

14. izolacja zimnochronna

15. otwór w górnej ściance chłodziarki

16. wylotowy otwór w dolnej lub bocznej ściance chłodziarki

17. lejek

Claims (12)

1. Schładzacz napojów, zwłaszcza do mleka, zawierający metalowy, stożkowy wymiennik ciepła, który na bocznej powierzchni ma spiralny rowek, znamienny tym, że ma pokrywę (3) ze spiralnym żebrem (4) i wlewowym otworem (5), przy czym spiralne żebro (4) ma kształt odpowiadający spiralnemu rowkowi (2) wymiennika ciepła (1).

2. Schładzacz napojów według zastrz. 1, znamienny tym, że wymiennik ciepła (1) i/lub pokrywa (3) wyposażone są w akumulatory zimna utworzone przez wewnętrzne komory (7a, 7b) wypełnione płynem (8) o niskiej temperaturze zamarzania.

3. Schładzacz napojów według zastrz. 2, znamienny tym, że wewnętrzna komora (7a, 7b) ma kształt stożka lub stożka ze spiralnym stopniem na powierzchni bocznej.

4. Schładzacz napojów według zastrz. 2, znamienny tym, że płyn (8) stanowi woda, wodny roztwór soli lub spirytus lub glikol etylowy.

5. Schładzacz napojów według zastrz. 1, znamienny tym, że ma uszczelkę (10) pomiędzy pokrywą (3) a wymiennikiem ciepła (1).

6. Chłodziarka do napojów, zwłaszcza do mleka, zawierająca skraplacz, parownik, sprężarkę, zawór rozprężny, komorę chłodniczą, komorę zamrażalniczą i obudowę z izolacją zimnochronną, znamienna tym, że wewnątrz komory zamrażalniczej (13) ma schładzacz napojów zawierający metalowy, stożkowy wymiennik ciepła (1), który na bocznej powierzchni ma spiralny rowek (2) oraz pokrywę (3) z wlewowym otworem (5) i ze spiralnym żebrem (4) o kształcie odpowiadającym spiralnemu rowkowi (2) wymiennika ciepła (1), przy czym chłodziarka ma w górnej ścianie otwór (15) oraz w dolnej lub bocznej ściance wylotowy otwór (16).

7. Chłodziarka według zastrz. 6, znamienna tym, że wymiennik ciepła (1) i/lub pokrywa (3) wyposażone są w akumulatory zimna utworzone przez wewnętrzne komory (7a, 7b) wypełnione płynem (8) o niskiej temperaturze zamarzania.

8. Chłodziarka według zastrz. 7, znamienna tym, że wewnętrzna komora (7a, 7b) ma kształt stożka lub stożka ze spiralnym stopniem na powierzchni bocznej.

9. Chłodziarka według zastrz. 7, znamienna tym, że płyn (8) stanowi woda, wodny roztwór soli lub spirytus lub glikol etylowy.

10. Chłodziarka według zastrz. 6, znamienna tym, że ma uszczelkę (10) pomiędzy pokrywą (3) a wymiennikiem ciepła (1).

11. Chłodziarka według zastrz. 6, znamienna tym, że ma wlewowy otwór (5) połączony z otworem (15) wężem lub rurką.

12. Chłodziarka według zastrz. 6, znamienna tym, że ma wylotowy otwór (16) połączony z króćcem wylotowym (6) ze schładzacza wężem lub rurką.