WO2020216456A1 - Device for temperature-controlling, preferably for cooling, particularly preferably for rapidly cooling, goods to be temperature-controlled - Google Patents

Device for temperature-controlling, preferably for cooling, particularly preferably for rapidly cooling, goods to be temperature-controlled Download PDF

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WO2020216456A1
WO2020216456A1 PCT/EP2019/060808 EP2019060808W WO2020216456A1 WO 2020216456 A1 WO2020216456 A1 WO 2020216456A1 EP 2019060808 W EP2019060808 W EP 2019060808W WO 2020216456 A1 WO2020216456 A1 WO 2020216456A1
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volume variation
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Paula Cristina GONCALVES RODRIGUES SCHWERDLING
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Goncalves Rodrigues Schwerdling Paula Cristina
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    • F25D2400/00General features of, or devices for refrigerators, cold rooms, ice-boxes, or for cooling or freezing apparatus not covered by any other subclass
    • F25D2400/30Quick freezing

Definitions

  • Device for temperature control preferably for cooling, particularly preferably for rapid cooling, a material to be temperature controlled
  • the invention relates to a device for temperature control, preferably for cooling, particularly preferably for rapid cooling, of an item to be temperature controlled.
  • liquid foods such as beer, wine, lemonades, etc.
  • a refrigeration device for this purpose, for example a food refrigerator or a special wine refrigerator (usually with separate temperature zones), the interior of such refrigeration devices having a temperature of a few degrees above 0 ° C and the goods to be cooled within the cold air in the refrigeration device by means of heat convection successively die
  • the interior temperature of the refrigerator assumes.
  • the duration of the cooling process depends in particular on the
  • the interior temperature is in the frost range, for example at -20 ° C or below, whereby this method involves the risk that the refrigerated goods will freeze completely or partially and the refrigerated goods container may burst due to the expanding volume of ice.
  • the food or beverages to be cooled are usually in a wide variety of containers during the cooling process Size and shape, the volume of which is mainly in a range between 0.2 and 1.5 liters.
  • the diameter of common containers also varies from approx. 5.5 cm, for example a 0.2 liter Piccolo champagne bottle, and approx. 9 cm, for example a 0.75 liter champagne bottle.
  • the material of the containers ranges from metal, mostly aluminum, to polymers such as polyethylene terephthalate (PET for short) to glass.
  • PET polyethylene terephthalate
  • So-called composite packagings are also known which consist of a composite of various materials
  • Materials such as cardboard, polyethylene, and aluminum.
  • An intermediate space between the outer wall and the inner wall is filled with such an amount of a liquid coolant that the inner wall comes into intimate contact with the goods to be cooled, which enables a rapid heat exchange between the goods to be cooled and the coolant.
  • the invention has therefore set itself the task of providing an improved device as well as an improved method, with an optimal energy transfer between a coolant and a product to be cooled with the lowest possible total volume of the coolant.
  • the object of the invention is therefore a device for
  • Tempering preferably for cooling, particularly preferably for rapid cooling, an item to be tempered, possibly also a container receiving the item to be tempered, which has:
  • a hydraulic unit for providing a temperature control medium in a temperature control medium line system for the temperature control of the to
  • temperature-regulating material possibly including its container
  • a receiving element in particular shaft-like and / or tube-like, for receiving the material to be temperature-controlled, possibly including its container, in its interior, with at least one line part of the temperature-regulating medium located inside the receiving element.
  • Line system is located, and a hydraulic and / or pneumatic volume variation unit, preferably implemented as a pneumatic unit, which has:
  • volume variation element located in the interior of the receiving element, preferably implemented as a balloon, the volume of which can be taken in in this way
  • volume variation element of the at least one line part is variable that with the help of the volume variation element of the at least one line part to the in the interior of the
  • Receiving element can be accommodated to temperature-controlled good, optionally on the container of the good to be tempered, can be pressed.
  • the subject matter of the invention is therefore a method for temperature control, preferably for cooling, particularly preferably for rapid cooling, of an item to be temperature controlled, possibly also a container receiving the item to be temperature controlled, the method having the following method steps: namely a tempering of the goods to be tempered, possibly including his
  • Container inside a, in particular shaft-shaped and / or tubular shaped, receiving element, wherein inside the
  • Receiving element is at least one line part of a temperature control agent line system and a temperature control agent in the
  • ingestible volume is variable depending on its filling with a liquid and / or gaseous volume variation medium, such that the at least one line part through the changing volume of the volume variation element to the good to be tempered, possibly to the Container of the goods to be tempered, is pressed.
  • Claim 20 solved.
  • the subject of the invention is therefore a use of a volume variation element, the volume of which can be consumed in
  • temperature-regulating material possibly to a container receiving the material to be temperature-controlled, in a device for temperature control, preferably for cooling, particularly preferably for rapid cooling, of a material to be temperature-controlled, possibly also of the container receiving the material to be temperature-controlled, wherein in the temperature control medium- Line system with the help of a hydraulic unit
  • Temperature control means for the temperature control of an item to be tempered, possibly including its container, is provided and wherein the item to be tempered, possibly including its container, and the at least one line part and the
  • Volume variation element at least partially, but preferably completely, are located in the interior of a receiving element, in particular shaft-shaped and / or tubular, and the volume variation element is filled with a liquid and / or gaseous volume variation medium is that a contact is established between the at least one line part and the material to be tempered, possibly the container of the material to be tempered.
  • the invention can be used quite generally for cooling, for heating, and also for keeping the temperature constant.
  • a good to be tempered can also be used with the
  • empering is therefore to be interpreted broadly. To simplify the discussion, however, with the exception of the citation of the claims and where appropriate, only the cooling will be discussed below, so that specific features restricted to this only exemplary application, such as cold source, refrigerant, coolant, coolant line system, refrigerated goods, etc. , are used in the discussion of the invention.
  • the aspects and advantages cited in connection with cooling also apply in an analogous manner to the application of heating as well as keeping the temperature constant.
  • volume variation of the said volume variation element can, in general terms, be implemented by means of a volume variation unit, the medium for
  • volume variation (the volume variation medium) with which the volume variation element is filled in order to increase the volume taken, or which is removed from the volume variation element in order to reduce the volume taken, optionally liquid or gaseous Nature can be.
  • liquid encompasses the range from thin (e.g. water) to thick, viscous or even gel-like, with the flow properties of the medium in the relevant temperature range determining its usability as a volume variation medium Temperature range from approx. -40 ° C to approx. + 60 ° C is relatively quick
  • Volume variation should be possible without additional heating or cooling of the volume variation medium.
  • gases which should be usable in the aforementioned temperature range without problems.
  • moisture is removed from them beforehand (e.g. by means of a dehumidifier), especially when used in low temperature ranges, in order to prevent the undesired formation of condensate inside the gas-carrying components.
  • a combination of gaseous and liquid can also be used
  • media be provided in order to achieve the effect of volume variation. Since the physical properties of liquid or gaseous volume variation media (hereinafter referred to as media for short), such as
  • water or ambient air differ greatly from one another, such as incompressible versus compressible or good thermally conductive versus thermally insulating or high specific density versus comparatively low specific density, the selective use of the respective medium or the combined use of the two media to achieve a specific objectives or also to achieve combined objectives from the group of those listed below, namely taking up a volume, achieving a pressure, optimized heat transfer or insulation to avoid undesired heat transfer.
  • part of the volume variation element can be filled with a liquid medium, e.g. the
  • volume variation element can be filled with a gaseous medium, e.g. to create a thermally insulating zone around the goods to be cooled or to create an area which, taking advantage of the compressibility of the gaseous medium, can adapt its shape as flexibly as possible to its surroundings, such as the goods to be cooled.
  • a gaseous medium e.g. to create a thermally insulating zone around the goods to be cooled or to create an area which, taking advantage of the compressibility of the gaseous medium, can adapt its shape as flexibly as possible to its surroundings, such as the goods to be cooled.
  • the spatial separation of the parts of the volume variation element filled with different media can be realized by a chamber structure in its interior.
  • an outer zone can be filled with a liquid medium
  • an inner zone adjacent to the item to be cooled
  • a gaseous medium can be filled with a gaseous medium.
  • such a volume variation unit can in principle be operated hydraulically and / or pneumatically, the use of an exclusively gaseous medium having various advantages compared to a liquid medium, in particular with regard to the
  • liquid medium in the present invention has the advantage over the cited prior art that the liquid medium is used purely for realizing the Volume variation of the volume variation element is used and not or not essentially for use as a coolant for cooling a
  • a volume variation unit is operated with a gaseous medium and is thus designed as a pneumatic unit, because this gives weight advantages as well as optimal thermal insulation of the material to be tempered
  • liquid-compatible device elements are replaced.
  • a tank is to be provided for the basic reception and provision of the liquid medium. This tank can also serve as a compensation tank during operation in order to create a compensation volume for the volume variation.
  • a separate equalizing tank can also be provided.
  • an exclusively gaseous medium - as already rudimentarily outlined - has the advantage that large amounts of thermally stored coolant, which is necessary in the known device for volume compensation, can be dispensed with. Rather, a gas is now used for volume compensation, which can be stored in compressed form in a relatively small pressure vessel. This can be air or other gases. In particular, ambient air, which is present in any quantity in the vicinity of the device, can also be used which eliminates the need for a pressure or a storage container for ambient air as a gas.
  • the volume variation element is variable in terms of its volume. It is so designed (shape, texture or material, elasticity of its shell, etc.) that it can compensate for the volume difference between the volume of the interior of the receiving element and the goods to be cooled or the container of the goods to be cooled that can be accommodated therein, in order to ensure reliable contact between to ensure the goods to be cooled or its container and the at least one line part of the coolant line system - details on this will be discussed later. Depending on its gas filling, it can take up a larger or a smaller, i.e. variable, volume. Its walls are essentially gas-tight.
  • the volume variation element can be located completely inside the receiving element. However, it can also be partially localized outside and supported there on a structure, while it enters the receiving element during inflation
  • the volume variation element can be implemented with a chamber that is reversibly expandable and / or contractible in its interior under gas pressure, or also with a, in particular reversibly deformable, bellows, particularly preferably bellows.
  • the bellows can expand by blowing in gas or reduce its volume by sucking out gas.
  • at least one balloon is preferably used.
  • An outwardly oriented wall region that is to say the wall region furthest away from the material to be tempered, can also use the aforementioned
  • Formations can be realized through the inner wall of the receiving element.
  • the chamber, bellows or balloon can then be along the perimeter of the
  • volume variation element can be implemented at least partially with the aid of the receiving element, in particular its inner wall.
  • balloon envelope so elastic and flexible deformable or stretchable that it can cling to the most varied of outer contours of the most varied of refrigerated goods optimally and with maximum flexibility when expanding.
  • a corresponding choice of material and wall thickness must be observed in order to ensure the longest possible durability of the balloon wall with the required flexibility / elasticity.
  • Such a balloon wall can, for example, be made of a plastic that meets the requirements
  • the usually conical bottle neck of bottle-like refrigerated goods can also be brought into contact with the at least one line part in a form-fitting manner.
  • the same also applies to their mostly cylinder-like lower area, namely the bottle belly.
  • the relationship between the amount of gas and / or gas pressure inside the which is necessary for its optimal control can be achieved
  • Computer simulations and / or tests can be determined, in particular in the absence of refrigerated goods or containers as well as in the presence of
  • the gas is pumped into the volume variation element until, as a result of its expansion, its volume has increased so much that the at least one line part of the coolant line system is pressed against the goods to be cooled or its container, or for so long from the
  • Volume variation element is pumped out or allowed to flow out until its volume has reduced as a result of its contraction to such an extent that the goods to be cooled, possibly together with its container, fit into the receiving element.
  • the volume variation element can then be refilled with gas in order to press the line part
  • the receiving element and the refrigerated goods or its container and the volume variation element presses directly onto the refrigerated goods or the container, - io - which is subsequently pressed against the at least one line part.
  • the line part is preferably located between the goods to be cooled or the container and the volume variation element, so that the line part is pressed directly onto the goods to be cooled or the container by the volume variation element.
  • the line part is pressed directly onto the refrigerated item or the container by the volume variation element, intimate contact between the line part and the refrigerated item or the
  • Container for a wide variety of refrigerated goods or container shapes and volumes are produced.
  • the adaptability of the shape of the reversible, preferably elastic, deformable volume variation element comes into play here. It allows the best possible adaptation to the shape of the reversible, preferably elastic, deformable volume variation element
  • conduit part is also designed to be flexible such that it can adapt its shape or course as well as possible to the contour of the refrigerated product or the container when it is pressed against the refrigerated goods or the container .
  • a refrigerated item is to be understood very generally as a liquid or solid content packaged with the aid of a container, that is to say the
  • the packaging can be omitted.
  • the packaging can be omitted.
  • the device can also be used to heat or keep warm items to be tempered, such as, in particular, liquid or solid foods to be consumed warm or hot, for example coffee, tea, baby milk, soups or the like. It is also conceivable that such a warm-up function for thawing
  • the gas pump (sometimes also referred to as a gas compressor) can be an electrically operated pump or a manually operated one Act pump.
  • a gas with special properties, such as low moisture content, can be used. However, ambient air is preferably used so that no additional gas container is necessary.
  • the gas pump can, for example, be part of the volume variation element or be designed separately therefrom, in which case it is connected to the volume variation element via a gas line.
  • the gas pump can, for example, be part of the volume variation element or be designed separately therefrom, in which case it is connected to the volume variation element via a gas line.
  • Pneumatic unit have a gas valve, preferably in the area of
  • Outflow of the gas from the volume variation element can be closed, so that, preferably during the cooling process, the gas pressure in the volume variation element can be kept constant.
  • the gas pump can preferably work bidirectionally, so that both gas can be pumped into the interior of the volume variation element or gas can be pumped out or sucked out of the interior. Gas can also be released from the interior of the volume variation element by opening a valve.
  • the coolant or temperature control agent can be liquid, but also gel-like or gelatinous, in any case it should be flowable.
  • the hydraulic unit provides the temperature control medium in one
  • Tempering medium line system ready, wherein the tempering medium circulates through the tempering medium line system and a heat exchanger coupled to it, which is coupled to a tempering source.
  • the heat exchanger is coupled to a cold source as a temperature control source, e.g. a cooling unit or a Peltier element, etc.
  • the heat exchanger is coupled to a heat source as the temperature control source, e.g. an electronic heating cartridge or an electric heating rod or the like or it is the waste heat of a heat source
  • Peltier element with the corresponding polarity of its supply voltage can also be used for this purpose.
  • the heat exchanger can be coupled to a heat source and a cold source, which are operated optionally, so that the temperature cycles mentioned at the beginning can be implemented. So far only relatively small Temperature fluctuations are required, this can be implemented, for example, with the aid of a Peltier element that is supplied with a supply voltage with the appropriate polarity adapted to the required operating mode (cooling / heating).
  • the hydraulic unit can also have at least one valve and / or at least one coolant pump, so that the flow of the
  • Coolant is controllable through the coolant line system.
  • the coolant typically circulates in the coolant piping system.
  • the heat exchanger forms a thermal interface between the coolant line system and, for example, a refrigerant line system in which e.g. through a
  • Cooling unit preferably a compression refrigeration machine, the refrigerant is kept at the lowest possible temperature.
  • the receiving element can have any shape or any cross-section over wide areas.
  • a bowl-shaped or bowl-shaped design with or without a lid, can be used if the goods to be cooled are, for example, flat or even
  • the receiving element preferably has a shaft-like or tube-like design. This can be advantageous when predominantly elongated, for example bottle or can-like, refrigerated goods are to be cooled.
  • the weight advantage which on the one hand is attributable to a correspondingly small cooling unit and on the other hand to the small amount of coolant, also qualifies the device for location-independent, even mobile use. Further, particularly advantageous embodiments and
  • the device can be implemented as a stand-alone device, which is characterized in that all essential components are present that are necessary for the temperature control process, in particular also an integrated temperature control source.
  • the device can also be a permanently integrated or situationally integrable component of a stationary localized refrigeration device, for example a food refrigerator, and use its temperature control source. It is also conceivable that the device can be permanently or situationally integrated or coupled into one
  • Means of transport for people for people (car, ship, airplane, etc.), in which case the one present in the means of transport is preferred
  • Temperature control source such as the room air heating or cooling system or its compression refrigeration device can be used.
  • the device with a first part of the heat exchanger can be decoupled from a second part of the heat exchanger, i.e. the two-part heat exchanger can be reversibly detachable from one another so that the temperature control source with the second part of the heat exchanger can be exchanged or the device with its first part of the
  • Tempering source can be decoupled or coupled to it.
  • the mobile device obtained in this way can be coupled to a mobile temperature control source via its second part of its heat exchanger and operated on the go, thus easily carried from one place to another and / or coupled elsewhere with another second part of another heat exchanger of a stationary or mobile temperature control source and operate so that the temperature control with the other temperature control source can be continued or restarted there.
  • the device can after
  • the receiving element can have an at least slightly yielding or flexibly deformable inner wall. This can be advantageous if a refrigerated item or its container has sharp edges or pointed corners and excessive punctual loading is to be avoided there while the expanding or expanded volume variation element presses against the refrigerated item.
  • the receiving element preferably has a rigid one
  • the volume variation element lines the inner wall of the receiving element at least in some areas.
  • the volume variation element can be configured in a segment-like manner.
  • Several (e.g. separate) volume variation elements can also be located directly adjacent to one another or at a distance from one another on the inner wall. The arrangement or segmentation of the volume variation element or the volume variation elements is always aimed at creating an intimate contact between the line part and the goods to be cooled
  • Receiving element with the volume variation element can be advantageous, which is discussed in particular below.
  • the volume variation element can be used to enclose the absorbable material to be tempered, possibly including the container, at least in some areas, preferably circumferentially, along, particularly preferably an essential part, of the longitudinal extension of the receiving element.
  • This design is particularly advantageous when the line part, in particular a plurality of line parts, is arranged circumferentially around the goods to be cooled and is pressed against the goods to be cooled by the volume variation element (s) surrounding the goods.
  • the volume variation element then also realizes - because of the gas or air cushion - thermal insulation between the line parts and the receiving element, while the goods to be cooled are cooled on the circumference by the line parts. In order to obtain the best possible cooling, it can therefore also be advantageous if the line parts
  • the realization of the volume variation element as a balloon that can be deformed as flexibly as possible has proven advantageous. For example, if the goods to be cooled are shorter than the
  • the balloon expanding above or below or beyond both ends of the goods to be cooled can enclose the goods to be cooled at the respective end of the receiving element, which occurs during the
  • Cooling process contributes to improved thermal insulation from the usually warm environment and at the same time securely fixes the goods to be cooled in the receiving element. Furthermore, the sack-like design of the volume variation element can be particularly good thermally to form a one-sided closed
  • lead insulating cup-shaped or cave-shaped volume variation element e.g. Realize upwardly open and closed on its underside with the help of the balloon receiving element.
  • the volume variation element is shaped and / or elastic in such a way that, through its ingestible volume, the difference between a receiving element volume that is inside the
  • Receiving element is present, and a volume of the goods to be cooled, optionally including the container, preferably in a range from 0.1 to 2.5 liters, particularly preferably in a range from 0.2 to 0.5 liters, can be compensated.
  • a volume of the goods to be cooled optionally including the container, preferably in a range from 0.1 to 2.5 liters, particularly preferably in a range from 0.2 to 0.5 liters, can be compensated.
  • This also makes it possible to cover common packaging sizes for beverages, which are known to be in the form of solid glass bottles or large-volume PET bottles in the upper volume range or in the form of relatively small ones
  • Aluminum cans are present in the lower volume range.
  • This volume should be slightly larger than the maximum permissible volume of the goods to be cooled in order to accommodate the goods to be cooled themselves, the at least one line part and also the volume variation element.
  • the volume should be slightly larger than the maximum permissible volume of the goods to be cooled in order to accommodate the goods to be cooled themselves, the at least one line part and also the volume variation element.
  • the volume information given here also relates to the normal case of cooling beverages packaged using commercially available plastic bottles, metal cans or glass bottles. Should other, possibly even larger refrigerated goods and / or packaged with other materials or
  • Unpacked refrigerated goods are cooled, the instructor provided here can of course also be adapted accordingly for these cases.
  • each of the two (separate) receiving elements is essentially identical and can enclose about half or slightly more than half of the maximum volume of goods to be cooled, for example a 1.5 liter PET bottle.
  • Receiving elements can be connected to one another at one of their edges by a hinge, so that one receiving element can be pivoted onto the other and thus the maximum volume of goods to be cooled is available inside the two combined receiving elements for cooling correspondingly large goods.
  • the at least one line part can be integrated into that volume variation element wall area which is provided for contacting the material to be tempered, possibly its container.
  • the at least one line part can form at least part of the volume variation element wall area which is provided for contacting the material to be tempered, possibly its container.
  • the at least one line part can be formed separately from that volume variation element wall area which is provided for contacting the material to be tempered, possibly its container, in particular, be located adjacent to this volume variation element wall area outside the volume variation element.
  • Each of the variants listed has its own individual advantage.
  • the at least one line part can be protected from damage by the volume variation element wall located between it and the goods to be cooled.
  • the second variant is characterized by an optimized
  • the third variant offers the greatest flexibility in terms of
  • the at least one line part has a bubble-shaped or tubular design and / or extends in a straight line or curved or meander-shaped or spiral-shaped along the longitudinal extension of the receiving element.
  • the bubble-like design is advantageous when coolant-carrying line part structures that are connected to one another over the largest possible area are to be used for energy transfer.
  • the tubular design is advantageous when several, in particular closely spaced, coolant-carrying line part structures are to be used for energy transfer.
  • the structures mentioned can also be designed according to the mentioned shapes of the line routing in order to ultimately achieve the most homogeneous possible cooling along the outer skin of the goods to be cooled.
  • the invention can be implemented according to the above-mentioned design and / or according to the above-mentioned course with a single line part or with several line parts.
  • each line part is provided and the hydraulic unit is designed to individually control the pressure and / or the flow rate of the temperature control medium for at least one line part, but preferably for each line part.
  • the hydraulic unit is designed to individually control the pressure and / or the flow rate of the temperature control medium for at least one line part, but preferably for each line part.
  • four separate balloons are formed circumferentially as volume variation elements on a cylindrical inner wall of the receiving element, each balloon can have a first individually in its central area
  • the edge line part is not flooded with coolant, in particular emptied, since directly adjacent balloons have to inflate to the extent that the relatively small beverage can is frictionally engaged so that opposite edge areas of the balloons press against each other. Only the central line parts in the middle area of the balloons are flooded with coolant, since these central line parts come into intimate contact with the outer skin of the goods to be cooled. The situation is different with large-volume beverage containers. Here, the respective balloon only needs to inflate slightly in order to grip the container with a force fit, the edge areas of the respective balloon also being in contact with the goods to be cooled.
  • edge line parts running there are also flooded with coolant in order to obtain the largest possible circumferential cooling of the goods to be cooled.
  • This teaching is of course also applicable to other configurations with e.g. only two, three or five or more balloons can be used. It should also be mentioned that instead of the above-mentioned one line part per area of a balloon (middle area or edge areas), a plurality of
  • Line parts per area is conceivable, with that plurality of line parts fulfilling the functionality described analogously to a single line part.
  • At least one of the line parts is elastic and at least its cross-sectional shape and / or its
  • the flow rate of the temperature control medium is variable. This enables those line parts which are operated with low pressure and / or low flow rate or are not flooded with the coolant at all, in particular are emptied, to reduce their diameter accordingly. If several such pipeline parts are positioned next to each other, which are hardly used or not used at all, the volume they occupy can be greatly reduced, whereas for other pipeline parts that are in full operation, sufficient space or volume is available.
  • the line part can, however, also be variable in shape as a function of the expansion of the volume variation element.
  • the at least one line part through which coolant flows can be pressed or pressed against the outer shell of the goods to be cooled as far as possible, so that the most efficient heat transfer possible takes place between the goods to be cooled and the coolant.
  • the volume variation unit implemented as a pneumatic unit has a gas pressure measuring device for measuring a gas pressure in the volume variation element. This forms the
  • Components of such a pressure measuring device can be an electronic pressure sensor and the signals from this pressure sensor
  • the device when a defined gas pressure is reached, the device can be designed to automatically stop filling the volume variation element with gas.
  • a defined gas pressure can be, for example, the gas pressure at which the material to be tempered is within the
  • Receiving element is sufficiently fixed by the expanded volume variation element and the at least one line part is sufficient
  • This optimal (static) gas pressure can be determined, for example, through experiments with
  • the device can also have one or more temperature control medium sensor (s) that measure the flow rate and / or the pressure of the temperature control medium in the temperature control medium line system, in particular in at least one line part, i.e. in one or more line parts. This can lead to a dynamic,
  • the device for adjusting the filling of the volume variation element with gas can be designed in such a way that the measured pressure and / or the measured flow rate of the temperature control medium in the temperature control medium line system, in particular in at least one line part, is in a permissible range . This allows the current pressure and / or the current flow rate measurement of the
  • Volume variation element for automatic detection of a drop in gas pressure and consequently for automatic termination of the filling of the volume variation element with gas. This can be of particular importance if a sudden or at least incremental pressure drop is measured when the volume variation element is being filled. This is to be expected, for example, when an unsealed PET bottle or aluminum can is in the receiving element. When filling the volume variation element, this bottle or can would be successively, sometimes suddenly, compressed. In such a case, the device would perform a kind of emergency shutdown and preferably also reduce the pressure in the volume variation element with the aid of a valve or by actively sucking off or pumping out the gas in order to prevent undesired leakage of liquid from the presumably open container still possible to prevent.
  • Discharge of the gas from the volume variation element is formed.
  • Such an increase in the gas pressure or such a pressure fluctuation can be caused, for example, by the interaction of a user with the goods to be cooled, e.g. a bottle.
  • the user can e.g. grip the neck of the bottle and try to pull it out of the device by shaking or shaking it in order to pull it out of the clasping or fixing of the volume variation element.
  • Such movements cause a (brief) increase in pressure or pressure fluctuations in the gas pressure within the volume variation element.
  • the device can also have a mass determination device for determining the mass of the goods to be cooled, possibly including their
  • Container which is preferably arranged under the received refrigerated goods. You can at or in the area of the lower end of the
  • Receiving element and e.g. be designed as a base or be part of such a base or be located under the base on which the goods to be cooled are placed so that the weight of the goods to be cooled acts on the mass determination device.
  • the mass determination device can e.g. be designed as a strain gauge or be implemented as an electronic scale. However, the device preferably has a pneumatic mass determination device for automatically determining the mass of the
  • temperature-regulating material possibly including the mass of a container receiving the material to be temperature-controlled. It can be implemented with the aid of a gas-filled, gas-tight lifting chamber, which is located, analogously to the base, below the goods to be cooled. It can be divided into two parts, so that the upper part can be moved (telescopically) under load against the lower part and, depending on the load (i.e. mass of the refrigerated goods), a different stroke (position measured by an absolute reference mark) or a change in stroke (e.g. Position before loading compared to position after loading). Since in
  • the gas volume is constant, the gas pressure measured there is a measure of the mass of the refrigerated goods (possibly including the container).
  • the lifting chamber is preferably integrated within the base or essentially forms it. With the help of an electronic pressure sensor, the pressure inside the lifting chamber can be measured and transmitted to an electronic control unit to control the cooling process.
  • the volume variation unit implemented as a pneumatic unit has a gas volume measuring device for measuring the gas volume introduced into the volume variation element.
  • This measured variable can also be used by the device or its control unit for automatic control of the cooling process, with the aid of which the volume of the items to be cooled is determined or estimated and the cooling process is controlled accordingly.
  • Components of such a gas volume measuring device can be an electronic flow measuring device and one of the signals from this
  • the duration of the cooling process and the temperature of the coolant are defined in particular.
  • the device automatically determines that portion of the heat or thermal energy of the goods to be cooled that must be withdrawn from the goods to be cooled until the desired target temperature is reached.
  • the determined mass of the refrigerated goods possibly including the container
  • the determined gas volume or the gas amount within the volume variation element from which to the volume of the
  • a metering pump can also be used which conveys a certain amount of gas or air in a defined time unit, this metering pump with the aid of electronics, in particular the
  • Control unit of the device is controlled according to the result to be achieved.
  • the control unit then calculates the respective one based on the operating cycles (suction / injection) of the dosing pump
  • the device in which the volume variation unit is implemented as a pneumatic unit in the present case, has an electronic control unit - already mentioned - which is designed to measure the mass of the temperature-controlled unit determined by means of a mass-determining device Verify Guts with the help of the measured gas volume (in the volume variation element) or otherwise, if the
  • the device can therefore automatically distinguish whether a refrigerated item with a heavy container or with a
  • the device can now e.g. automatically distinguish for drinks whether there is an aluminum can with a relatively high proportion of liquid by weight or whether it is, for example, a champagne bottle in which the glass bottle has a very high proportion by weight in relation to the actual temperature-controlled liquid content.
  • an essential starting point for the automatic calculation of the heat energy to be withdrawn from the refrigerated goods, in addition to its temperature at the beginning of the cooling process, is the mass of the refrigerated goods, which is preferably determined as the gross mass (refrigerated goods plus container) using the pneumatic mass determination device.
  • the container content displaces approx. 100% of the volume that corresponds to its determined mass, so one kilogram of mass corresponds to around one liter of liquid content, which in turn displaces a volume of around 1,000 cm 3 . That determined
  • Gas volume in the volume variation element is used to verify the aforementioned relationship (1 kilogram of mass corresponds to approximately 1,000 cm 3 of volume).
  • the control unit assumes that it has about one liter of liquid to cool.
  • the net mass of the container contents is thus determined, at least approximately, in the example 750 grams, on the basis of which the optimal cooling process for the goods to be cooled is defined, whereby the knowledge that it is very likely to be a relatively heavy or thick-walled glass bottle acts as a container.
  • the mass of the goods to be cooled determined by the direct mass determination with the aid of the gas volume measurement of the amount of gas blown into the volume variation element is around the mass of the goods to be cooled
  • the device is based on the parameterization of the goods to be cooled obtained by the gas volume measuring device, i.e. the net mass of the goods to be cooled without the mass fraction of the container as well as the material of the container indirectly determined thereby, and with knowledge of the initial temperature of the goods to be cooled and the target temperature of the goods to be cooled, the cooling process parameters, namely e.g.
  • Coolant temperature and cooling process duration defined and then let the cooling process run with these settings, in particular without further refrigerated goods temperature recording. After the automatically calculated
  • Cooling process duration the device ends the cooling process automatically.
  • the positioning, in particular height adjustment, of the refrigerated items is discussed below.
  • the device can preferably have said base on which the goods to be cooled are seated, the base being designed to be variable in height.
  • the base can be equipped with a (metal) compression spring, for example.
  • the spring of the base is not or not fully pressed down if the mass of the goods to be cooled is, for example, 350 grams or less, as is the case, for example, with a 0.2 liter aluminum can.
  • the base can, for example, have a stroke of 3 to 4 cm between the highest and the lowest level, so that the upper edge of a container with a relatively low height, e.g. 11 cm, due to the base approximately the height of the upper edge of the
  • the base has a base head on its upper side, which carries the container, the base head preferably having an at least arched, for example spherical head-like, but particularly preferably a conical-point-like shape.
  • Various measuring devices can preferably be located in the base head. On the one hand, this can be
  • Be temperature measuring device which can determine the temperature of the bottom of the refrigerated goods and transmit it to the control unit of the device.
  • Such a temperature measuring device can be, for example, an electrical temperature sensor that is connected to thedegutgeber is in direct contact, the
  • Temperature sensor can be implemented with known NTC or PTC elements, with the help of which the temperature is determined by changing the electrical resistance.
  • Contactless temperature sensors such as a radiation thermometer, which determines the temperature on the basis of infrared rays
  • a radiation thermometer which determines the temperature on the basis of infrared rays
  • the temperature cannot be measured or only imprecisely. It is therefore also conceivable that the temperature can be determined from a combination of contactless and non-contactless temperature sensors and, moreover, that other methods for determining the temperature can also be considered, which, however, will not be discussed further here.
  • a material determination device can be located in the base head or at another suitable location on the receiving element, that is to say in particular a sensor or several sensors for determining the material properties of the container or items to be cooled on the base.
  • a capacitive sensor could be used, which in particular can recognize or differentiate between non-metallic materials.
  • certain plastics here in particular that
  • the device can also have a pneumatic positioning device for positioning the material to be tempered, possibly also a container receiving the material to be tempered, within the receiving element, in particular along the longitudinal extent of the receiving element.
  • This pneumatic positioning device can be implemented with the aid of the said lifting chamber, which in the present case is designed to be gas or air-filled and can preferably be a part of the pneumatic unit or use its components so that gas is supplied or discharged a lifting movement of the base or the base head in Depending on the gas or air volume or pressure in the lifting chamber, i.e. ultimately the height position of the goods to be cooled, is adjustable.
  • the supply and discharge of generally gas, preferably air, into or from the lifting chamber is preferably implemented via at least one gas line which is connected to a preferably bidirectional gas or air compressor or a gas pump. However, this can also be controlled with the help of valves.
  • the lifting chamber within the base is - apart from the connection with said gas line - made gas-tight, so that
  • inflowing gas leads to an expansion of the lifting chamber or
  • Said lifting chamber can - as mentioned - be formed, for example, in such a way that the base consists of two cylinder-like sleeves
  • An alternative construction of the base can be such that the base head is connected to a piston, the piston executing a lifting movement within the base cylinder upon expansion or contraction of the lifting chamber.
  • the lifting chamber or parts of it can also be analogous to the volume variation element, e.g. by a balloon or bellows.
  • a gas pressure measuring device is preferably located in the lifting chamber or in the gas line connected to the lifting chamber.
  • the base can assume two lifting states, i.e. have a maximum lift at a first gas pressure in the lift chamber and a minimum lift at a second gas pressure in the lift chamber.
  • the stroke of the base or the base head can be controlled as required by changing the pressure or setting the pressure in the lifting chamber by means of an air compressor (gas pump), even if a product to be cooled has a
  • the lifting chamber can be expanded such that the maximum possible stroke of the base is reached. This function comes into consideration, for example, if the goods to be cooled located in the receiving element are as far up as possible after the completion of the cooling process
  • Receiving element should protrude or should be moved to the upper edge so that it can be easily removed by the user.
  • the minimum possible stroke of the base may be necessary so that a chilled item with a high mass, which is usually associated with a high container or chilled item height, can be sunk as deeply as possible in the receiving element, so that the outer shell of the chilled item as far as possible can be completely brought into contact or acted upon with the at least one cooling line part and does not protrude partially from the receiving element.
  • a minimal base stroke can also be helpful or necessary if two receiving elements are assembled to form a combined receiving element by stacking one on top of the other. Unless the two separate
  • Receiving elements are connected, for example, via a hinge or joint, a base with a maximum stroke could stand in the way of the folding movement of the one receiving element. So it is sunk as far as possible until it no longer hampers pivoting.
  • the walls of the bellows as well as the balloon generate a restoring force which, together with the force of gravity, leads to an independent repositioning of the items to be cooled along the direction of the
  • Both the pneumatic mass determination device and the pneumatic positioning device are advantageously positioned below the items to be cooled that are held in the receiving element.
  • Devices can be designed separately from one another, but they are preferably - as mentioned - implemented using identical means, that is to say implemented using a base with a lifting chamber, for example.
  • An internal or external cold source can be used to cool down or keep the coolant cold, which is discussed below.
  • the cold source with regard to the fastest possible cooling process, it is particularly important that the lowest possible temperature level is provided within the shortest possible lead time, which is preferably in a range between about -20 ° C and about -40 ° C.
  • Compression refrigeration machines that use the physical effect of evaporation heat when the state of aggregation of the refrigerant changes from liquid to gaseous have proven to be particularly efficient.
  • the temperature of the cold source is determined by the evaporator
  • Compression refrigeration machine provided and brought the coolant to this temperature via said heat exchanger.
  • the cold source can be integrated (fixed) into the device or can be coupled to it.
  • an external cold source which can be coupled via the heat exchanger, for example the evaporator of a compression refrigeration machine of a stationary localized refrigeration device, for example a
  • the one or those that can be coupled to the device are preferred.
  • the refrigeration device's evaporator is not switched on permanently, but is controlled via the device's control unit.
  • an electrical connection is preferably established between the device and the refrigeration device via an electronic coupling element, with corresponding Control signals from the control unit of the device to a
  • Control stage of the external refrigeration device to switch on or off the correspondingly connectable evaporator of the external refrigeration device.
  • Evaporator of the external refrigeration device can also be implemented with purely mechanical means, for example by opening a refrigerant valve when the device is coupled, which causes the refrigerant of the compression refrigeration machine of the external refrigeration device to flow through the connectable evaporator.
  • the compression refrigeration machine (or the evaporator thereof) of a motor vehicle or means of transport can also be used as the external cold source.
  • (motor) vehicles for (mobile) leisure activities such as mobile homes, caravans, etc., often have an absorption refrigerator, which is based on the principle of a
  • Absorption chiller often implemented as an ammonia-water absorption chiller, works and can also serve as a source of cold for the device.
  • thermoelectric process preferably implemented using Peltier elements, are used.
  • Said second part of the heat exchanger can be designed in such a way that instead of the evaporator one
  • Compression refrigeration machine or an absorption refrigeration machine a Peltier element, but preferably a plurality of Peltier elements, to which the first part of the heat exchanger can be coupled.
  • the respective hot sides of the Peltier elements can be arranged "back to back" so that the respective cold sides of the Peltier elements point upwards or downwards and thus the first part of the heat exchanger of the device, which preferably surrounds the Peltier elements in a force-fit manner, is cooled accordingly.
  • the heat dissipation from the heat side of the Peltier elements can optionally be improved by the fact that in the "back on.”
  • the design of the second part of the heat exchanger implemented with the aid of the Peltier elements can, however, also be such that the arrangement of the Peltier elements prefers the first part of the heat exchanger
  • Peltier elements supports the use of the device as a portable unit, since Peltier elements on the one hand have a relatively small size and mass and on the other hand are usually operated with 12 volts direct current, which is often available via the electrical system of motor vehicles.
  • AC voltage with 110, 220 or 230 volts are used, the AC voltage being converted into the required 12 volt DC voltage via a power supply unit.
  • an internal one can optionally also be used
  • the first part of the heat exchanger of the device that can be coupled or uncoupled can, for example, also be used in such a way that the
  • Device can optionally be used in combination with a compression refrigeration machine, an absorption refrigeration machine or a thermoelectric process as a cold source.
  • the cold source can optionally be designed so that it has a plurality of heat exchangers or a plurality of the second part of the
  • the refrigerant of the cold source can be applied to e.g. -20 ° C and a wide variety of refrigerated goods are cooled in the separate devices, each device being able to process its individual cooling process.
  • a refrigerant of the cold source can be applied to e.g. -20 ° C and a wide variety of refrigerated goods are cooled in the separate devices, each device being able to process its individual cooling process.
  • Champagne bottle in a first device automatically in eg 25 minutes and one Beer can be optimally tempered in a second device in, for example, 10 minutes.
  • Coolant (preferably) cooled down into the frost area, for example a water-glycol mixture, is conveyed into the device or through the interior of the receiving element by means of a coolant pump in such a way that the coolant gradually absorbs and dissipates the heat stored in the goods to be cooled.
  • the coolant is conveyed or pumped in a circuit through a coolant line system.
  • the coolant is preferably kept cold via said heat exchanger, which is brought or kept to a certain temperature with the aid of the cold source.
  • the coolant circulation through the volume enclosed with the aid of the receiving element, in which the goods to be cooled are located is preferably realized in that the mentioned at least one line part or a coolant line system through which the coolant flows is located.
  • this arrangement can also be understood as a flexible receiving element inner wall that can be flexibly adapted to the different refrigerated goods.
  • this arrangement forms a flexible inner cylinder jacket surface, where at least one line or possibly a plurality of pipes is located, which preferably completely covers or cover the inner cylinder jacket surface as far as possible.
  • the at least one line part or the coolant line system within the cylindrical receiving element can be as mentioned.
  • the at least one line part can also be designed, for example, as a chamber or shell which encloses the goods to be cooled and which can be expandable and contractible.
  • more or less coolant can be filled into the chamber or shell via a relatively small coolant expansion tank, so that the amount of coolant surrounding the goods to be cooled remains approximately constant.
  • the pressure in the chamber or shell can optionally vary or be adaptable to the situation.
  • the at least one line part regardless of its actual design as a hose and / or chamber and / or sleeve, has via at least one inlet and at least one outlet through the
  • Coolant flows in or out.
  • the at least one line part is preferably flexible or expandable both in length and in terms of its diameter, the hose or line wall preferably being kept as thin as possible so that the best possible heat transfer between the goods to be cooled and the coolant flowing in the line part is achieved becomes .
  • the line part can consist, for example, of silicone or of any other material which has the preferred properties in terms of flexibility or extensibility and resistance to temperatures in the freezing range as well as resistance to the coolant.
  • the at least one line part is charged with coolant via the inlet and, after the intake, the
  • Receiving element localized at least one line part discharged, the temperature of the coolant in the area of the outlet being higher than in the area of the inlet.
  • the coolant in the heat exchanger is brought back to the setpoint temperature specified by the control unit.
  • the receiving element is optionally located in the area of the upper edge or at another suitable location
  • an image capture device for capturing image data of the items to be cooled that are introduced into the device.
  • one or a plurality of electronic video camera (s) and / or 3D camera (s) can be used, which generate image data which at least partially, but preferably completely, represent the outer surface of the goods to be cooled.
  • the image acquisition can take place when the items to be cooled are introduced into the device and the image data are transmitted to the control unit of the device.
  • thermo imaging camera it is also conceivable to use a thermal imaging camera to record the surface temperature of the goods to be cooled.
  • Image data processing unit of the device which is preferably part of the The control unit of the device is to evaluate said image data with regard to machine-readable optical patterns, in particular those that contain an individual code or an article number, as is the case, for example, with a barcode or QR code.
  • the image data processing unit can also have a method for text and / or number recognition, the method being implemented, for example, with the help of a so-called OCR program (OCR stands for Optical Character Recognition), which is based on a digital image of the outer shell of the refrigerated item in the image contained text and / or
  • OCR Optical Character Recognition
  • said image data processing unit determines the shape or contour or size of the items to be cooled that have been introduced into the device.
  • beverage containers in particular have very distinctive or specific shapes or contours that often have a
  • said image data processing unit can determine the color of the content in the case of translucent containers for the goods to be cooled, ie in particular glass or PET bottles, which may allow conclusions to be drawn about the content. For example, a yellowish color can indicate white wine and a dark red color can indicate red wine.
  • the image data processing unit is preferably connected to an electronic database of the device, which is permanently and / or situationally, for example via the Internet, supplied with data relevant to the cooling process of the goods to be cooled, as will be explained below.
  • the control unit preferably compares the data ascertained by the image data processing unit and the data in the database and uses the relevant information ascertained therefrom for the cooling process of the items to be chilled into the device.
  • the database can preferably contain or
  • Individual item number of a food item can be determined using a barcode or QR code.
  • Information that can be used to calculate the cooling process can in particular be the container volume and the container material, for example glass or aluminum.
  • the specific drinking temperature can be derived from the type of content, such as soft drink, red wine, white wine, etc.
  • Brand name and / or the brand logo corresponds, for example, the specific drinking temperature can be derived.
  • Container in this case a sparkling wine or champagne bottle.
  • Numerical information on the volume of a container can be determined in particular by means of automatic number recognition.
  • Container especially those for liquids, can be determined, for example, by automatic contour recognition. If, for example, the typical shape of a sparkling wine or champagne bottle is recognized, the information can be obtained, for example, that the container is a relatively heavy glass bottle with a relatively thick glass. In the case of cylindrical containers, a high
  • the color of the contents of a glass bottle useful for differentiating between red wine and white wine, for example, can be determined using automatic color recognition. This can be realized, for example, with the aid of a light source, the light of which penetrates the (transparent) glass bottle and upon exit hits a sensor (e.g. designed for spectral analysis) with the aid of which the color of the contents of the glass bottle can be determined.
  • a sensor e.g. designed for spectral analysis
  • a simple LED or a laser can be used as the light source. This can be used to draw conclusions about the specific drinking temperatures.
  • control unit for controlling the cooling process will be discussed in detail
  • Fully automatic means that the user only brings the goods to be cooled into the device and otherwise only waits for the end of the cooling process.
  • the mass-determining device preferably detects that the user has introduced goods to be cooled into the device, so that the
  • the control unit automatically determines the necessary parameters for the automatic cooling process, taking into account the specific properties of the refrigerated goods that are brought in, such as the usual drinking temperature of certain drinks, which can sometimes deviate by 10 ° C and more, as is the case with white wine in comparison to red wine.
  • Semi-automatic means that the user can individually influence the otherwise fully automatic cooling process, as will be explained below.
  • the physical principle of the cooling process is essentially the extraction of heat or thermal energy (i.e. a certain amount of thermal energy) from the goods to be cooled, i.e. from the z. B.
  • the (initial thermal energy of the goods to be cooled must be determined, which essentially results from the mass of the food to be cooled, its temperature before the start of the cooling process and its specific heat capacity.
  • the significance is which influences the heat transfer from the goods to be cooled into the coolant.
  • Liquid food essentially consists of water, the specific heat capacity of which is 4.182 kJ / (kg K). Provided
  • the thermal energy to be extracted, and consequently the cooling capacity to be provided by the device furthermore depends on the difference between the starting temperature and the target temperature of the goods to be cooled, the
  • the target temperature can vary, depending on which refrigerated goods are involved.
  • the target temperature recommended by the manufacturer and / or desired by the users is often around 5 to 8 ° C.
  • certain drinks like
  • the target temperature can be about 10 ° C higher.
  • the target temperature can also be in the frost range, provided that it is desired to freeze the refrigerated items, such as ice cream.
  • a central goal of the rapid cooling device is as short a cooling process as possible, which is accompanied by the fastest possible extraction of thermal energy from the goods to be cooled.
  • the greatest possible temperature gradient between the starting temperature of the goods to be cooled and the coolant temperature is beneficial, the coolant temperature preferably moving in the frost range, thus in a preferred range between -20 ° C and -40 ° C.
  • An important aspect for the control of the cooling process is the consideration of the container material of the goods to be cooled which are introduced into the device. With regard to the transfer of thermal energy from the refrigerated goods in the coolant plays an important role here, the thermal conductivity and the wall thickness of the packaging material.
  • An optimal or almost unhindered heat transfer is present in aluminum cans, for example, since the thermal conductivity of aluminum is approx. 236 W / (m K) and aluminum cans generally have a very small wall thickness.
  • the thermal conductivity of PET is around 0.24 W / (m K) and that of glass around 0.76 W / (m K), so that the control unit has the poorer thermal conductivity of PET and glass (compared to aluminum) possibly through a correspondingly longer cooling process and / or a deeper one
  • glass bottles can vary considerably.
  • glass bottles for sparkling wine sparkling wine, champagne, etc.
  • have a particularly large wall thickness because they have a high internal pressure
  • the heat transfer in sparkling wine bottles is also significantly impaired by their relatively high wall thickness and the associated large mass of the container, which is when calculating the parameter data of the cooling process, such as the duration of the
  • Cooling process and / or the coolant temperature are examples of Cooling process and / or the coolant temperature.
  • the control unit of the device controls all components of the device, which are preferred for the fully automatic
  • control unit calculates that portion of the thermal energy of the goods to be cooled that the goods to be cooled need to reach the desired
  • Target temperature must be withdrawn.
  • control unit must first determine the thermal energy of the items to be chilled, which is present when they are introduced into the device, the following items parameters and properties being particularly important and should be determined by the device as far as possible: a) mass (of the liquid, i.e. the content), b) start temperature, c) material of the container and d) target temperature depending on the type of refrigerated goods (e.g. white wine vs. red wine ).
  • the aforementioned information is preferably determined by the optional image processing device in conjunction with the likewise optional database of the device.
  • the determination of the mass of the liquid in the case of liquid or predominantly liquid refrigerated goods is preferably carried out by detecting the mass of the container including its contents by means of the mass determination device, which is located, for example, in or below the said base on which the refrigerated goods are placed after being introduced sits in the device.
  • the total mass of the refrigerated goods (container + contents) determined corresponds to approximately 100% of the mass of the liquid in the container, since an aluminum can or PET bottle only weighs approx. 15-20 grams, so that their mass is negligible compared to the total mass of the refrigerated goods, for example a 0.5 liter beer can with a total mass of approx. 515 grams.
  • Glass container is partially above the mass of the liquid contained therein, such as in the case of relatively thick-walled glass bottles for
  • a full Piccolo champagne bottle weighs around 430
  • control unit were to assume with a total mass of 430 grams per se that this is (approximately) the mass of the liquid in the goods to be cooled, the thermal energy of the goods to be cooled would be incorrectly calculated, which is actually based on the 200 Grams of the liquid to be cooled is to be calculated and not on the basis of the determined 430 grams of total mass. As a consequence, the
  • volume variation element is designed as a balloon.
  • the control unit determines the mass of the liquid in
  • Containers made of glass preferably using the
  • the control unit uses the fact that the air introduced into the balloon expands the balloon until there is frictional contact with the items to be cooled, the increase in air volume in the balloon being measured by means of the gas volume measuring device, preferably implemented as a flow sensor.
  • the balloon is inflated until the criterion "optimal gas pressure" is reached, which is determined by means of the gas pressure measuring device.
  • the amount of air in the balloon is greater for containers with a small volume than for containers with a large volume, the control unit being aware of the relationship between the amount of air in the balloon and the volume of the respective container, at least if the balloon has expanded to such an extent that the air in it has said optimal gas pressure, which is a force-fit
  • Pressurizing the respective container is associated with the balloon wall.
  • control unit can draw a corresponding conclusion about the mass of the liquid based on the previously described determination of the volume of a specific container Draw the liquid in the container and use this value to determine the thermal energy of the refrigerated goods concerned.
  • the volume of air in the balloon is about 230 cm 3 higher, since a Piccolo champagne bottle with a liquid volume of 0.2 liters only displaces a little more (because of the wall thickness of the glass bottle) than 200 cm 3 in volume.
  • control unit can determine the liquid volume of 0.2 liters or 200 grams of mass and take it into account for the correct calculation of the thermal energy of the liquid food.
  • the starting temperature of the goods to be cooled i.e. the temperature that the container or its contents have before the cooling process, is determined by the
  • a temperature measuring device preferably located in said base head on which the container rests after it has been introduced into the device.
  • control unit can alternatively use the
  • Control unit preferably by means of the temperature measuring device of
  • the user manually notifies the control unit of the start temperature of the goods to be cooled via a user interface of the device.
  • the device can determine the material of the container using various methods. For example by means of a
  • Inductive sensor or a capacitive sensor as already discussed.
  • the recognition of a PET bottle can also be implemented according to the exclusion principle, because if no aluminum is recognized as the container material, only PET or glass remains.
  • glass bottles In contrast to PET bottles, glass bottles have a relatively high mass, which can be determined by means of said mass determining device. In connection with the air or gas quantity difference method already explained, the control unit can thus determine whether it is a relatively heavy glass bottle or not.
  • PET remains as the container material in this case, as it has a significantly lower mass compared to glass.
  • knowledge of the type of goods to be chilled can be important, for example if the drinking temperature deviates from the usual level, which is usually in the range of 5 to 8 ° C.
  • a drinking temperature of around 10 ° C. higher may be usual or desired by the user.
  • around 12 ° C is often seen as the ideal drinking temperature for rose wine.
  • the control unit can therefore base the calculation of the cooling process on a drinking or target temperature of, for example, 6 ° C, unless a different drinking or target temperature is required.
  • Target temperature can be determined, for example by means of said
  • Image processing device or it is manually specified by the user according to individual requirements, as will be explained below.
  • the specific heat capacity of (consumable) alcohol of 2.43 kJ / (kg K) can be taken into account when calculating the thermal energy of such beverages.
  • the information relating to the alcohol content of an alcoholic beverage can for example be provided via said image processing device can be determined automatically or, if this is not possible, manually specified by the user, as will be explained below.
  • the thermal energy to be extracted from the goods to be cooled is calculated from the difference between the thermal energy of the goods to be cooled before the cooling process and its predicted thermal energy at the end of the cooling process.
  • the energy required to cool 1 liter or 1 kilogram of water with a specific heat capacity of 4.182 kJ / (kg K) per 1 Kelvin is 4.182 kilojoules.
  • Cooling down of the goods to be chilled is higher than for the mere extraction of heat energy from the food to be cooled, since, for example, the thermal conductivity and the mass of the container must be taken into account in which the
  • the alcohol content of a drink to be cooled can change the energy requirement for cooling, which may have to be taken into account.
  • the control unit determines in particular the necessary duration of the cooling process, i.e. the duration of the coolant circulation through said coolant line system, in connection with a certain coolant temperature, so that the calculated thermal energy during the
  • the cooling process is successively discharged from the refrigerated goods via the coolant.
  • Device are made in such a way that, for example, by means of a defined series of tests, it is examined whether the theoretically determined cooling process sequences, in particular the duration of the cooling process in connection with a certain coolant temperature, actually lead to the calculated result, i.e. the desired drinking or target temperature, lead or there are deviations that should be taken into account accordingly.
  • Such determined deviations can be used to adapt the cooling process parameters, such as an extension of the cooling process time, if e.g. it turns out that the actual target temperature of the refrigerated goods is above the calculated
  • the user carries out an individual calibration of the cooling process parameters, for example if the (manually) measured refrigerated goods temperature differs from the (automatically) calculated one
  • Temperature deviation can be transmitted to the control unit or the control unit can, for example, specify the individually desired target temperature for future cooling processes, such as 8 ° C instead of the standard value of 6 ° C.
  • Food is preferred by the device or realized fully automatically as far as possible in order to offer the user the greatest possible comfort or to avoid manual operating errors on the part of the user.
  • control unit can recognize at any time whether or not there are items to be cooled (due to its weight). If the user brings items to be cooled, possibly including a container, into the device, the control unit can, preferably automatically, determine the output parameters for the
  • a container with a diameter of greater than approx. 7 cm is to be inserted into the device, for example a 0.75 liter champagne bottle with a diameter of approx. 9 cm
  • the user can use a user interface of the The device transmits a signal to the control unit of the device which causes the (maximum) contraction of the balloon, so that an inner circle diameter of the (in this example) cylindrical receiving element of more than 9 cm is achieved.
  • the aforementioned signal to the control unit of the device is generated in that the user applies (at least briefly) the container to be inserted into the device to the outer shell or outer wall of the balloon, so that a pressure change or pressure change occurs.
  • Pressure increase occurs in the balloon or the pneumatic unit, which is registered by means of the gas pressure measuring device of the device.
  • This (optional) function significantly increases the user-friendliness of the device, since it corresponds to the intuitive behavior of the user and, in addition, no separate operating device (e.g. a button) is required.
  • Image processing device in connection with the likewise optional
  • control unit can usually determine all the essential parameter data necessary for the cooling process and, on this basis, determine a time behavior that defines the start time and the end time within which the coolant pump lets the coolant circulate through the coolant line system of the device and on the other hand, define the (target) temperature that the coolant should assume or maintain during the cooling process.
  • the control unit then causes the cold source (e.g. compression refrigeration machine or thermoelectric process) to be activated and to bring said heat exchanger to the required cooling temperature.
  • the cold source e.g. compression refrigeration machine or thermoelectric process
  • control unit switches on the coolant pump and starts the circulation of the coolant.
  • Control unit-controlled pneumatic unit of the device that the at least one line part is pressed as force-fittingly as possible onto the refrigerated item, possibly the container, so that an optimal heat transfer from the refrigerated item to the coolant is guaranteed.
  • the fixing of the container by the expanded balloon is not continuous over the whole
  • Optimal heat transfer from the goods to be cooled into the coolant takes place in particular if the best possible mixing of the liquid within the container is ensured during the cooling process.
  • control unit is preferably in certain
  • Positioning device adjusted several times and then restored the original stroke as well as the fixation.
  • the contraction of the balloon causes a lateral tilting movement of the container, whereby a
  • the lateral tilting movement of the container is more or less strong, so that a correspondingly more or less intensive mixing of the liquid in the container (per cycle) is effected.
  • control unit prefers a more or less strong mixing by a correspondingly more or less rapid
  • the time of occurrence and / or the periodic interval between the aforementioned contraction / expansion cycles of the balloon can vary.
  • the time of occurrence in the course of the cooling process
  • the time interval between such cycles can be shorter than in the case of sparkling wine bottles, since the thermal conductivity of aluminum containers is significantly higher than in the
  • control unit preferably automatically takes into account the coordinated or synchronous control of the hydraulic unit, the pneumatic unit and the cold source.
  • the cooling process preferably ends automatically when the target temperature is reached, which can be signaled to the user for example by means of optical and / or acoustic signal elements of the device.
  • the device can then release the fixation of the container by contraction of the balloon so that the user can remove the container from the device.
  • Input elements of the device buttons, touchscreen, etc. an interactive influence of the user on the course of the cooling process can be provided, so that in this embodiment of the device from a
  • the situation can arise that the temperature measuring device of the device cannot determine the actual temperature of the items to be cooled or their container at all or only very imprecisely.
  • the determined by the device For example, the determined by the device
  • Container temperature have a completely implausible value, e.g. 50 ° C, which the user can correct to the actual value or to an estimated value.
  • the fully automatic control unit can use a target temperature of, for example, 6 ° C as a basis for calculating the cooling process, since this temperature level corresponds to the usual drinking temperature of most non-alcoholic as well as many alcoholic beverages.
  • Deviating from the predefined standard value it can be provided that the user defines his individually preferred drinking or target temperature and transmits it to the control unit of the device via appropriate input elements.
  • the drinking temperature to be defined manually can depend on a certain type of wine, which is 10 ° C for white wine or approx. 15 ° C for red wine.
  • An interruption or the (premature) termination of the cooling process can, for example, by means of a corresponding
  • Operating device of the device e.g. with a stop button.
  • the device may have a contactless sensor, e.g. Via a proximity sensor that registers, for example, movements in the upper area of the receiving element, e.g. the hand movement of the user, which the control unit as a signal to abort the
  • the user can preferably trigger the interruption or termination of the cooling process by shaking the container fixed in the device.
  • the shaking movement creates an at least brief pressure fluctuation of the air in the balloon, which is what the
  • Control unit of the device is passed.
  • the container is then released from the fixation by contraction of the balloon so that the container can be removed from the device by the user.
  • the cooling process can then be ended completely, for example by switching off the coolant pump and / or the
  • An interruption of the cooling process causes in particular one
  • Aborting the cooling process can also switch off the coolant circulation and the cold source.
  • the control unit uses the newly determined output parameters of the refrigerated goods introduced into the device, such as the current mass of the liquid as well the start temperature, etc., to recalculate the cooling process so that the defined target temperature of the goods to be cooled is reached again at the end of the (resumed) cooling process.
  • the interactive influencing or control of the cooling process of the device by the user can in addition to those already mentioned
  • an external device e.g. B. with a mobile radio device, which via a wired, e.g. USB cable, or wireless connection, e.g. B. Bluetooth, WLAN and
  • control unit can preferably control both a cooling process of a dynamic nature and a static nature.
  • a cooling process of a dynamic nature is present if the container has not yet reached the target temperature and as quickly as possible
  • the user of the control unit in eco mode can specify that the target temperature should be reached in, for example, one hour, whereas the express cooling system will set this temperature after z. B. would reach 20 minutes.
  • Such an optional eco mode is used in particular to reduce energy consumption, since, for example, the coolant is not reduced to the maximum possible temperature of eg -40 ° C, but only to z. B. -10 ° C must be cooled.
  • a static cooling process occurs as soon as the target temperature has been reached and the control unit no longer cools the goods to be cooled, but only the target temperature reached to a certain level
  • this operating mode can last for several hours and beyond, at least until the user removes the goods to be cooled from the device, for example for the purpose of consuming a chilled beverage.
  • the undesired heating of the items to be cooled located in the device which is preferably determined by means of the temperature measuring device of the device, can for example be prevented by the
  • Control unit controls the circulation of the coolant for a certain period of time or at certain intervals in such a way that the target temperature is kept as constant as possible.
  • Hot drinks can be used as the target temperature for the (circulating)
  • Tempering means for example, that temperature of the material to be tempered or its container can be used which is detected by the temperature measuring device of the apparatus after it has been introduced into the receiving element of the device. If the temperature measuring device determines, for example on a container filled with hot coffee, for example on the underside of a coffee cup, a temperature between e.g. 60 ° C and 70 ° C, i.e. the generally considered optimal drinking temperature for coffee, the control unit of the device will preferably heat the temperature control medium by means of the heat source of the device to at least the same measured temperature or keep it (largely) constant at this level so that the container or its contents (coffee, tea,
  • the mentioned control unit is preferably an electronic control unit, such as a microprocessor and its peripheral components, such as memory modules for storing data to be processed or program code to be executed, input / output modules for receiving data or signals from e.g. sensors for the pressure measurement or flow rate measurement or from
  • Camera signals for image capture or for controlling controllable electronic components such as e.g. Pumps, valves, fans, etc.
  • the electronic control unit can, however, also with the help of a
  • Microcontrollers with the help of an "Application Specific Integrated Circuit", or ASIC for short, or also with discretely constructed electronics.
  • ASIC Application Specific Integrated Circuit
  • control unit With the help of the control unit, operating states caused by a user of the device as well as internal operating states can be recorded and processed via sensors.
  • separately trained cold source can depending on the form, e.g. adapted to the application scenario, with the help of an integrated or external power pack or with the help of electrical energy storage devices such as Battery, accumulator, etc., or with the help of solar panels or a wind turbine generator.
  • FIG. 1 shows a device according to the invention
  • Figure 2 shows a modular heat exchanger
  • FIGS. 4A-4B show how a balloon works as a volume variation element
  • FIGS. 5A-5B show two receiving elements which can be combined with one another
  • 6A-6B show two line parts which can be individually supplied with coolant
  • 7A-7B show a modular embodiment with a Peltier element; 8 shows a cold source with six first heat exchangers;
  • FIG. 9 shows an insertion of the device into one of the first heat exchangers of the cold source according to FIG. 8.
  • FIG. 1 shows a device 1 for rapid cooling of an item 2 to be tempered, which in the present case is an aluminum can 3 filled with a drink.
  • a cylindrical receiving element 4 which is open at the top, receives the aluminum can 3 in its interior.
  • the aluminum can 3 is circumferentially enclosed by a volume variation element designed as a bellows 5.
  • the bellows 5 is
  • the bellows 5 has at its upper and lower
  • Areas 7 can be seen that are connected to one another inside the bellows 5 and thus form a coherent cavity. A filling with the
  • Ambient air 13 or the evacuation or suction of the ambient air 13 takes place via a first air line 8 which opens into the bellows 5 and which has a first valve 9 and a first pressure measuring element 10 for measuring the pressure in the bellows 5
  • the first air line 8 is coupled to a bidirectionally operable first air pump 12 which, when the first valve 9 is open, pumps the ambient air 13 into the bellows 5 or sucks it out of it, which is indicated with the aid of the first arrows PI.
  • the first valve 9 can be closed and the air pressure thus set can be kept constant over a longer period of time, in particular over the duration of a cooling process.
  • the receiving element 4 has a rigid inner wall 14 on which the bellows 5 can be supported over a large area and thus only into the interior of the
  • Receiving element 4 can expand. Apart from the edge areas on upper or lower edge or in the case of wall passages, the bellows 5 lines the inner wall 14 almost completely.
  • Flow measuring element 11 and the first air pump 12 are components of a pneumatic unit 15, with the aid of which a line part 16 of a temperature control medium line system 17 of a hydraulic unit 18, which is integrated in the bellows 5, is pressed against the aluminum can 3 when the air pressure inside of the bellows 5 is set accordingly.
  • the temperature control medium line system 17 also has a feed line 19 and a discharge line 20, both of which are connected to the
  • Line part 16 are coupled, which extends between them in the bellows 5.
  • the feed line 19 has a second valve 21.
  • the discharge line 20 opens into a first heat exchanger 22.
  • a coolant pump 23 is connected to the first heat exchanger 22 and circulates a coolant 24 for cooling the aluminum can 3 in the hydraulic unit 18 according to the direction indicated by second arrows P2.
  • the line part 16 runs - as can be seen in the sectional illustration in FIG. 1 - along the longitudinal extension of the receiving element 4.
  • the line part 16 can be designed as a circumferentially continuous line strand.
  • the supply line 19 and the discharge line 20 can be designed on the connection side towards the bellows 5 as a ring line in the structure or outside the structure of the receiving element 4. It can just as well be a single one or several discrete, circumferentially distributed,
  • the line part 16 can, however, also have line strands distributed equidistantly around the circumference, as is visualized in a similar manner in FIG. 6B with the aid of the large number of differently named line parts 16A and 16B.
  • the individual line strands can then be combined in the upper and lower edge area of the bellows 5 in a ring line, to which the supply line 19 on the one hand and the discharge line 20 on the other hand are coupled.
  • the device 1 also has a temperature control source as a cold source 25.
  • the cold source 25 has a refrigerant pump 26 coupled to the first heat exchanger 22 for conveying a refrigerant 27 in a refrigerant line system 28 in the direction indicated by third arrows P3 and a second heat exchanger 29 through which the refrigerant 27 is conveyed while it is being cooled with ambient air 13.
  • the ambient air 13 is ventilated with the aid of a second air pump 30 (or fan) via the second heat exchanger 29, which is indicated by fourth arrows P4.
  • a throttle valve 31 in the refrigerant line system 28, which reduces the pressure in the refrigerant 27 and which
  • the temperature of the refrigerant 27 is further reduced.
  • the aluminum can 3 rests on a pneumatic positioning device 32 which positions one on the bottom of the receiving element 4
  • Lifting chamber 33 with a base head 34A which can be adjusted with respect to its lift with the aid of compressed air (here compressed ambient air 13) and a fixedly mounted base lower part 35.
  • compressed air here compressed ambient air 13
  • Base lower part 35 can be displaced telescopically with respect to one another and are connected to one another in airtight manner.
  • a second air line 36 which has a third valve 37, a second pressure measuring element 38 and a second flow measuring element 39, opens into the lower base part 35.
  • the second air line 36 is also connected with the aid of the first air pump 12
  • Ambient air 13 is supplied bidirectionally according to the arrows PI also shown there.
  • the top of the base head 34A has in its center a spherical head structure 34B which is inserted into a dome-shaped can bottom 40 and is in contact with it.
  • a temperature sensor 41 for detecting the surface temperature of the aluminum can 3.
  • the pneumatic positioning device 32 is part of the pneumatic unit 15 because it has at least one component (the first air pump 12) of the pneumatic unit 15 is used.
  • the pneumatic positioning device 32 can, however, also be implemented as an independent assembly.
  • the head side ie at the upper end of the receiving element 4, there are two cameras 47 for capturing images of the material 2 to be tempered as soon as it is inserted into the receiving element 4, the images being represented in the form of image data.
  • a compensation vessel 49 is also coupled to the temperature control medium line system 17 via the second valve 21, with the aid of which in the Relatively small volume fluctuations of the coolant 24 can be compensated for in relation to the maximum volume that can be taken up by the bellows 5.
  • An electronic control unit 48 is with all controllable components, such as pumps 12, 23, 26 and 30, valves 9, 37 and 21, possibly also 31, as well as all information provision elements, such as pressure measuring elements 10 and 38, the
  • the control unit 48 controls the various functions of the device 1, as detailed in general
  • control unit 48 is designed to automatically control the cooling process. It controls in particular the pneumatic unit 15, the hydraulic unit 18, the
  • pneumatic positioning device 32 and is also part of the aforementioned components 15, 18 and 32.
  • control unit 48 can be used to change the volume occupied by the bellows 5 and to define the contact pressure for the line part 16. Together with the first pressure measuring element 10, the control unit 48 can determine or evaluate the air pressure in the bellows 5, i.e. a gas pressure measuring device 56 discussed in the general, detailed description for measuring or detecting the air pressure prevailing in the bellows 5
  • the volume of air supplied to or discharged from the bellows 5 can be determined by the control unit 48 in cooperation with the first flow measuring element 11, i.e. a gas volume measuring device 57 discussed in the general, detailed description for measuring or detecting the amount introduced into the bellows 5 or discharged from there
  • the stroke of the lifting chamber 33 can be adjusted with the control unit 48.
  • the second pressure measuring element 38 the second pressure measuring element 38
  • Control unit 48 determine or determine the air pressure in the lifting chamber 33
  • a pneumatic mass determination device discussed in detail in the general description can thus be implemented, with ambient air 13 first being pumped into the lifting chamber 33 to determine the mass, then the third valve 37 is closed and the pressure rise at Loading of the lifting chamber 33 is evaluated by the control unit 48. Furthermore, the amount of air fed into the lifting chamber 33 or discharged from there can be determined by the control unit 48 with the aid of the second flow meter element 39.
  • control unit 48 is designed to control the cooling process
  • temperature-regulating goods 2 to correct the mass of a container receiving the temperature-controlled goods 2 (see the aluminum can 3 in FIG. 1 or a glass bottle 50 in FIGS. 3A-3C), which is particularly important in the case of heavy containers such as thick glass bottles (e.g. the glass bottle 50 in FIGS. 3A-3C), contributes to the optimization of the cooling process.
  • Cameras 47 evaluated image data generated and included in an internal
  • Network connection such as to the Internet, available product information and, if necessary, the cooling process is defined or
  • the control unit 48 also forms part of the pneumatic positioning device 32 for the automatic positioning of the item 2.
  • the device 1 can be implemented as a stand-alone device or can be configured to be coupled and uncoupled from its cold source 25, so that a modular configuration is present, which is indicated by a dividing line 42.
  • the first heat exchanger 22 is designed in two parts. It then has a first part 43 assigned to the device 1 and permanently installed there and a second part 44 assigned to the cold source 25 and permanently installed there.
  • the control unit 48 also has a first control part 45, which is assigned to the device 1, and a second control part 46, which is assigned to the cold source 25.
  • the two control parts 45 and 46 are connected to one another in the coupled state and work together and function in the decoupled state separately from each other, whereby they are then of course also electrically supplied separately, consequently in particular two separate electrical supplies are present.
  • Figure 2 shows the two separated parts 43 and 44 of the first heat exchanger 22 as well as the flow of the coolant 24 on the one hand and the refrigerant 27 on the other hand in the respective line system, so the temperature control medium line system 17 and the refrigerant line system 28 In FIG. 2, surrounding elements and possibly some reference symbols have not been shown.
  • the first part 43 can be inserted into the second part 44 of the first heat exchanger 22 and removed again from there.
  • the second part 44 has a e.g. spiral
  • the structurally coordinated first part 43 can be precisely fitted into this free space in order to optimize the heat transfer, the first part 43 in turn being e.g. meander or serpentine
  • FIG. 3A shows the glass bottle 50 as the goods 2 to be tempered, the glass bottle 50 having a bottle belly 51 and a bottle neck 52 which is relatively narrow in relation to it.
  • the glass bottle 50 is shown placed on the base head 34A and the bellows 5 is vented to such an extent that the glass bottle 50 can be inserted without any problems.
  • FIG. 3B the base head 34A is shown almost completely lowered, so that the glass bottle 50 is received more deeply in the receiving element 4 in comparison to FIG. 3A.
  • FIG. 3C the base head 34A is now shown completely lowered. Furthermore, the expanded bellows 5 can be seen, the at least one
  • Line part 16 is pressed against the glass bottle 50 not only in the area of the bottle belly 51 but also along the bottle neck 52.
  • FIGS. 4A-4B show, in which the visualization also relates to the receiving element 4
  • a balloon 53 as a volume variation element, the wall of which is dependent on that in it
  • FIGS. 4A-4B surrounding elements and possibly some reference symbols have not been drawn in.
  • the only slightly inflated balloon 53 holds the glass bottle 50 on the base head 34A.
  • the massively expanded balloon 53 presses the at least one line part 16 against the glass bottle 50 essentially along the entire length of the glass bottle 50.
  • FIGS. 5A-5B show a further embodiment of the device 1 in which two receiving elements 4 (see FIG. 5A) positioned relatively close to one another are connected at their upper edge with a joint 54 so that the right receiving element 4 can be pivoted onto the left receiving element 4 and in this new position (see Fig. 5B) the previously left, now lower,
  • Receiving element 4 is extended by the previously right, now upper, receiving element 4.
  • the supply and discharge of ambient air 13 as well as the supply and discharge of the coolant 24 take place only on one side according to this embodiment of the respective receiving element 4.
  • the line part 16 runs in a tube-like manner integrated into the wall of the bellows 5 around the glass bottle 50.
  • Cool glass bottle 50 along its entire length, although the glass bottle 50 is much longer than just a single receiving element 4.
  • the right base head 34A is completely retracted in order not to hinder the right receiving element 4 when pivoting.
  • Glass bottle 50 is of course only inserted into the two receiving elements 4 after they have been positioned one above the other.
  • the two FIGS. 5A and 5B use a slightly different scale.
  • FIGS. 6A and 6B show the receiving element 4 viewed from above, with a relatively slender in FIG. 6A and an im
  • the balloon 53 is divided into four balloon segments 53A-53D, which are inflated synchronously with one another with the ambient air 13.
  • Balloon segment edges 53E running along the longitudinal extension of the receiving element 4 are fastened to the inner wall 14 of the receiving element 4.
  • two groups of line parts 16 are formed, namely as edge line parts 16A and central line parts 16B, the flow rate being individually adjustable for each group.
  • the edge line parts 16A and the central line parts 16B are flooded to the same extent, but the balloon segments 53A-53D are inflated less strongly than in FIG.
  • the more voluminous aluminum can 3 can thus also be enclosed along its entire circumference, essentially over the entire surface, with line parts 16A and 16B carrying coolant 24.
  • the second part 44 of the first heat exchanger 22 is implemented with the aid of battery-operated Peltier elements and the first part 43 of the first heat exchanger 22 can be removed from the second part 44 or into the second Part 44 can be used.
  • ambient air 13 is ventilated past the Peltier elements.
  • FIG. 8 shows a cold source 25 with six receiving areas 55, each for receiving a single one, viewed from above
  • Heat exchanger 22 is visualized) are formed. Not to figure 8 Some reference symbols may not have been shown overloaded. In the upper row of receiving areas 55, the middle position is empty, all others
  • Receiving areas 55 are each occupied by a device 1 which contains an aluminum can 3.
  • Each of the six receiving areas 55 is assigned a separately designed first heat exchanger 22, which in turn has a second part 44.
  • the cold source 25 is connected to each of the six heat exchangers 22 via the common refrigerant line system 28 and feeds their second part 44 with refrigerant 27.
  • the second part 44 is in each case with the first part 43 of a first
  • Heat exchanger 22 can be coupled (see in detail Fig. 2), which is in
  • this is implemented in five of six possible receiving areas 55, since the middle position in the upper row of receiving areas 55 is empty.
  • FIG. 9 relates to FIG. 8 and shows the three upper receiving areas 55, each with a first separately formed
  • Heat exchanger 22 with a device 1 being inserted into the middle, empty receiving area 55, that is to say the second part 44 is coupled to the first part 43 of the first heat exchanger 22.
  • the surrounding elements In order not to overload FIG. 9, the surrounding elements and, if necessary, some

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Abstract

Device (1) for temperature-controlling, preferably for cooling, particularly preferably for rapidly cooling, goods (2) to be temperature-controlled, possibly also a container (3; 50) that accommodates the goods (2) to be temperature-controlled, which device has: - a hydraulic unit (18) for providing a temperature-control medium (24) in a temperature-control medium line system (17) for temperature-controlling the goods (2) to be temperature-controlled, possibly including their container (3; 50), and - an accommodating element (4), in particular formed in the manner of a shaft and/or a tube, for accommodating the goods (2) to be temperature-controlled, possibly including their container (3; 50), internally, there being inside the accommodating element (4) at least one line part (16; 16A, 16B) of the temperature-control medium line system (17), and - a hydraulic and/or pneumatic volume variation unit, preferably designed as a pneumatic unit (15), which has: at least one volume variation element (5; 35) located at least partially but preferably entirely inside the accommodating element (4) and preferably designed as a balloon (53), the volume that can be taken in thereby being variable in dependence on it being filled with a liquid and/or gaseous volume variation medium in such a way that, with the aid of the volume variation element (5, 35), the at least one line part (16; 16A, 16B) can be pressed against the goods (2) to be temperature-controlled which can be accommodated inside the accommodating element (4), possibly against the container (3; 50) of the goods (2) to be temperature-controlled.

Description

Titel title
Vorrichtung zum Temperieren, bevorzugt zum Kühlen, besonders bevorzugt zum Schnellkühlen, eines zu temperierenden Guts Device for temperature control, preferably for cooling, particularly preferably for rapid cooling, a material to be temperature controlled
Beschreibung description
Technisches Feld Technical field
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Temperieren, bevorzugt zum Kühlen, besonders bevorzugt zum Schnellkühlen, eines zu temperierenden Guts. The invention relates to a device for temperature control, preferably for cooling, particularly preferably for rapid cooling, of an item to be temperature controlled.
Hintergrund background
In privaten Haushalten sowie in gewerblichen Gastronomiebetrieben werden flüssige Nahrungsmittel, wie beispielsweise Bier, Wein, Limonaden, usw., vor dem Verzehr auf eine bestimmte Trinktemperatur heruntergekühlt, die in den meisten Fällen zwischen 5 und 8°C liegt. Im Regelfall verwendet der Benutzer hierzu ein Kältegerät, beispielsweise einen Nahrungsmittelkühlschrank oder einen speziellen Weinkühlschrank (meist mit getrennten Temperaturzonen), wobei der Innenraum solcher Kältegeräte eine Temperatur von wenigen Grad über 0°C aufweist und das darin befindliche Kühlgut über die in dem Kältegerät befindliche Kaltluft mittels Wärmekonvektion sukzessive die In private households and in commercial catering establishments, liquid foods such as beer, wine, lemonades, etc., are cooled down to a certain drinking temperature before consumption, which in most cases is between 5 and 8 ° C. As a rule, the user uses a refrigeration device for this purpose, for example a food refrigerator or a special wine refrigerator (usually with separate temperature zones), the interior of such refrigeration devices having a temperature of a few degrees above 0 ° C and the goods to be cooled within the cold air in the refrigeration device by means of heat convection successively die
Innenraumtemperatur des Kältegerätes annimmt. The interior temperature of the refrigerator assumes.
Die Dauer des Abkühlprozesses hängt insbesondere von der The duration of the cooling process depends in particular on the
Differenz zwischen der Ausgangstemperatur des Kühlguts beim Einbringen in das Kältegerät und der Innenraumtemperatur des Kältegerätes ab. Difference between the initial temperature of the refrigerated goods when they are introduced into the refrigeration device and the interior temperature of the refrigeration device.
Zwecks Beschleunigung des Abkühlprozesses ist bekannt, dass der Benutzer das Kühlgut in ein Gefrierkältegerät einbringt, dessen In order to accelerate the cooling process, it is known that the user brings the goods to be cooled into a freezer, whose
Innenraumtemperatur sich im Frostbereich bewegt, beispielsweise bei -20°C oder darunter, wobei diese Methode die Gefahr mit sich bringt, dass das Kühlgut ganz oder teilweise gefriert und das Kühlgut-Behältnis aufgrund des sich ausdehnenden Eisvolumens zerplatzen kann. The interior temperature is in the frost range, for example at -20 ° C or below, whereby this method involves the risk that the refrigerated goods will freeze completely or partially and the refrigerated goods container may burst due to the expanding volume of ice.
Die zu kühlenden Nahrungsmittel bzw. Getränke befinden sich während des Kühlprozesses üblicherweise in Behältnissen unterschiedlichster Größe und Form, wobei sich deren Fassungsvolumen überwiegend in einem Bereich zwischen 0,2 bis 1,5 Liter bewegt. Ebenso variiert der Durchmesser gängiger Behältnisse von ca. 5,5 cm, beispielsweise einer 0,2 Liter Piccolo- Sektflaschen, und ca. 9 cm, beispielsweise einer 0,75 Liter Sektflasche. The food or beverages to be cooled are usually in a wide variety of containers during the cooling process Size and shape, the volume of which is mainly in a range between 0.2 and 1.5 liters. The diameter of common containers also varies from approx. 5.5 cm, for example a 0.2 liter Piccolo champagne bottle, and approx. 9 cm, for example a 0.75 liter champagne bottle.
Das Material der Behältnisse reicht von Metall, meist Aluminium, über Polymere wie Polyethylenterephthalat (kurz PET) bis hin zu Glas. Ebenso sind sogenannte Verbundverpackungen bekannt, die aus einem Verbund verschiedener The material of the containers ranges from metal, mostly aluminum, to polymers such as polyethylene terephthalate (PET for short) to glass. So-called composite packagings are also known which consist of a composite of various
Materialien bestehen, wie beispielsweise Karton, Polyethylen und Aluminium. Materials such as cardboard, polyethylene, and aluminum.
Es sind jedoch auch spezielle Schnellkühl-Vorrichtungen, wie beispielsweise aus der internationalen Patentanmeldung W02004/044505A1, auch veröffentlicht als EP1576325B1, bekannt. Die dort beschriebene Erfindung dient zum Schnellkühlen eines Kühlguts, das hinsichtlich seiner Gestalt flexibel ausgeformt sein kann. Dabei wird das Kühlgut in ein Aufnahmeelement eingebracht, das eine steife Außenwand und eine flexible Innenwand aufweist. However, special rapid cooling devices are also known, for example from the international patent application WO2004 / 044505A1, also published as EP1576325B1. The invention described there is used for rapid cooling of a refrigerated item which can be flexibly shaped with regard to its shape. The goods to be cooled are introduced into a receiving element which has a rigid outer wall and a flexible inner wall.
Ein Zwischenraum zwischen Außenwand und Innenwand wird mit einer solchen Menge eines flüssigen Kühlmittels befüllt, bis dass die Innenwand einen innigen Kontakt mit dem Kühlgut eingeht, wodurch ein schneller Wärmeaustausch zwischen dem Kühlgut und dem Kühlmittel ermöglicht ist. An intermediate space between the outer wall and the inner wall is filled with such an amount of a liquid coolant that the inner wall comes into intimate contact with the goods to be cooled, which enables a rapid heat exchange between the goods to be cooled and the coolant.
Bei der bekannten Vorrichtung hat sich jedoch der flexible Einsatz von gängigen Behältnissen, wie etwa Flaschen mit einem völlig unterschiedlichen Volumen, wie beispielsweise im Bereich von ca. 0,2 bis ca. 1,5 Liter, als problematisch erwiesen. Dies würde nämlich ein entsprechend großes In the known device, however, the flexible use of common containers, such as bottles with a completely different volume, such as in the range from approx. 0.2 to approx. 1.5 liters, has proven to be problematic. That would be a correspondingly large one
Ausgleichsvolumen von 1,3 Liter Kühlmittel voraussetzen, damit dieser Assuming a compensation volume of 1.3 liters of coolant so that this
Volumenbereich flexibel zur Verfügung steht. Um tatsächlich eine Schnell- Kühlung zu gewährleisten, müsste daher eine entsprechend große Gesamtmenge des Kühlmittels im kalten Zustand vorgehalten werden, was energieaufwändig ist und ein entsprechend großes bzw. leistungsfähiges Kühlsystem bedingt, was letztendlich einen ortsfesten Betrieb erfordert. De facto ist das Einsatzszenario dieser Schnellkühl-Vorrichtung schon alleine wegen des Gesamtgewichts des benötigten flüssigen Kühlmittels nur auf den stationären Einsatz beschränkt. Volume range is available flexibly. In order to actually ensure rapid cooling, a correspondingly large total amount of coolant would have to be kept in the cold state, which is energy-intensive and requires a correspondingly large or powerful cooling system, which ultimately requires stationary operation. De facto, the application scenario of this rapid cooling device is limited to stationary use simply because of the total weight of the liquid coolant required.
Vor diesem Hintergrund besteht ein lange gehegtes Bedürfnis nach einer Vorrichtung, insbesondere Schnellkühl-Vorrichtung, mit der Behältnisse mit unterschiedlichen Formen, Proportionen oder Volumina sowie unterschiedlichsten Behältnis-Materialien problemlos, bevorzugt vollautomatisch, insbesondere möglichst rasch, gekühlt werden können und deren Einsatz nicht nur auf den ortsfesten Betrieb bzw. stationären Einsatz beschränkt ist. Against this background, there is a long-cherished need for a device, in particular a rapid cooling device, with which containers with different shapes, proportions or volumes as well as different container materials can be used without problems, preferably fully automatically, in particular Can be cooled as quickly as possible and their use is not limited to stationary operation or stationary use.
Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, eine verbesserte Vorrichtung wie auch ein verbessertes Verfahren bereitzustellen, wobei eine optimale Energieübertragung zwischen einem Kühlmittel und einem Kühlgut bei möglichst niedrigem Gesamtvolumen des Kühlmittels gegeben ist. The invention has therefore set itself the task of providing an improved device as well as an improved method, with an optimal energy transfer between a coolant and a product to be cooled with the lowest possible total volume of the coolant.
Zusammenfassung der Erfindung Summary of the invention
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst. Der Gegenstand der Erfindung ist daher eine Vorrichtung zum This object is achieved by a device according to claim 1. The object of the invention is therefore a device for
Temperieren, bevorzugt zum Kühlen, besonders bevorzugt zum Schnellkühlen, eines zu temperierenden Guts, ggf. auch eines das zu temperierende Gut aufnehmenden Behältnisses, die aufweist: Tempering, preferably for cooling, particularly preferably for rapid cooling, an item to be tempered, possibly also a container receiving the item to be tempered, which has:
eine Hydraulik-Einheit zur Bereitstellung eines Temperierungsmittels in einem Temperierungsmittel-Leitungssystem für die Temperierung des zu a hydraulic unit for providing a temperature control medium in a temperature control medium line system for the temperature control of the to
temperierenden Guts, ggf. samt seinem Behältnis, und ein, insbesondere schacht- und/oder röhrenartig ausgebildetes, Aufnahmeelement zur Aufnahme des zu temperierenden Guts, ggf. samt seinem Behältnis, in seinem Inneren, wobei sich innerhalb des Aufnahmeelements zumindest ein Leitungsteil des Temperierungsmittel-Leitungssystems befindet, und eine hydraulische und/oder pneumatische Volumen-Variation-Einheit, bevorzugt als Pneumatik-Einheit realisiert, die aufweist: temperature-regulating material, possibly including its container, and a receiving element, in particular shaft-like and / or tube-like, for receiving the material to be temperature-controlled, possibly including its container, in its interior, with at least one line part of the temperature-regulating medium located inside the receiving element. Line system is located, and a hydraulic and / or pneumatic volume variation unit, preferably implemented as a pneumatic unit, which has:
mindestens ein, zumindest teilweise, bevorzugt jedoch vollständig, in dem Inneren des Aufnahmeelements lokalisiertes Volumen-Variation-Element, bevorzugt realisiert als Ballon, dessen einnehmbares Volumen derart in at least one, at least partially, but preferably completely, volume variation element located in the interior of the receiving element, preferably implemented as a balloon, the volume of which can be taken in in this way
Abhängigkeit von seiner Befüllung mit einem flüssigen und/oder gasförmigen Volumen-Variation-Medium variabel ist, dass mit Hilfe des Volumen-Variation- Elements der zumindest eine Leitungsteil an das in dem Inneren des Depending on its filling with a liquid and / or gaseous volume variation medium is variable that with the help of the volume variation element of the at least one line part to the in the interior of the
Aufnahmeelements aufnehmbare zu temperierende Gut, ggf. an das Behältnis des zu temperierenden Guts, anpressbar ist. Receiving element can be accommodated to temperature-controlled good, optionally on the container of the good to be tempered, can be pressed.
Diese Aufgabe wird zudem durch ein Verfahren gemäß Anspruch 19 gelöst. Der Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren zum Temperieren, bevorzugt zum Kühlen, besonders bevorzugt zum Schnellkühlen, eines zu temperierenden Guts, ggf. auch eines das zu temperierende Gut aufnehmenden Behältnisses, wobei das Verfahren die folgenden Verfahrensschritte aufweist, nämlich ein Temperieren des zu temperierenden Guts, ggf. samt seinem This object is also achieved by a method according to claim 19. The subject matter of the invention is therefore a method for temperature control, preferably for cooling, particularly preferably for rapid cooling, of an item to be temperature controlled, possibly also a container receiving the item to be temperature controlled, the method having the following method steps: namely a tempering of the goods to be tempered, possibly including his
Behältnis, im Inneren eines, insbesondere schacht- und/oder röhrenförmig ausgebildeten, Aufnahmeelements, wobei sich im Inneren des Container, inside a, in particular shaft-shaped and / or tubular shaped, receiving element, wherein inside the
Aufnahmeelements zumindest ein Leitungsteil eines Temperierungsmittel- Leitungssystems befindet und ein Temperierungsmittel in dem Receiving element is at least one line part of a temperature control agent line system and a temperature control agent in the
Temperierungsmittel-Leitungssystem mit Hilfe einer Hydraulik-Einheit Temperature control medium line system with the help of a hydraulic unit
bereitgestellt wird, und ein Verändern des Volumens von zumindest einem, zumindest teilweise, bevorzugt jedoch vollständig, in dem Inneren des is provided, and changing the volume of at least one, at least partially, but preferably completely, in the interior of the
Aufnahmeelements lokalisierten Volumen-Variation-Element, dessen Recording element localized volume variation element whose
einnehmbares Volumen in Abhängig von seiner Befüllung mit einem flüssigen und/oder gasförmigen Volumen-Variation-Medium variabel ist, derart, dass der zumindest eine Leitungsteil durch das sich verändernde Volumen des Volumen- Variation-Elements an das zu temperierende Gut, ggf. an das Behältnis des zu temperierenden Guts, angepresst wird . ingestible volume is variable depending on its filling with a liquid and / or gaseous volume variation medium, such that the at least one line part through the changing volume of the volume variation element to the good to be tempered, possibly to the Container of the goods to be tempered, is pressed.
Diese Aufgabe wird weiterhin durch eine Verwendung gemäß This task is continued by a use according to
Anspruch 20 gelöst. Der Gegenstand der Erfindung ist daher eine Verwendung eines Volumen-Variation-Elements, dessen einnehmbares Volumen in Claim 20 solved. The subject of the invention is therefore a use of a volume variation element, the volume of which can be consumed in
Abhängigkeit von seiner Befüllung mit einem flüssigen und/oder gasförmigen Volumen-Variation-Medium variabel ist, zum Anpressen von zumindest einem Leitungsteil eines Temperierungsmittel-Leitungssystems an ein zu Depending on its filling with a liquid and / or gaseous volume variation medium is variable, for pressing at least one line part of a temperature control medium line system against a closed
temperierendes Gut, ggf. an ein das zu temperierende Gut aufnehmendes Behältnis, in einer Vorrichtung zum Temperieren, bevorzugt zum Kühlen, besonders bevorzugt zum Schnellkühlen, eines zu temperierenden Guts, ggf. auch des das zu temperierende Gut aufnehmenden Behältnisses, wobei in dem Temperierungsmittel-Leitungssystem mit Hilfe einer Hydraulik-Einheit ein temperature-regulating material, possibly to a container receiving the material to be temperature-controlled, in a device for temperature control, preferably for cooling, particularly preferably for rapid cooling, of a material to be temperature-controlled, possibly also of the container receiving the material to be temperature-controlled, wherein in the temperature control medium- Line system with the help of a hydraulic unit
Temperierungsmittel für die Temperierung eines zu temperierenden Guts, ggf. samt seinem Behältnis, bereitgestellt wird und wobei das zu temperierende Gut, ggf. samt seinem Behältnis, und der zumindest eine Leitungsteil und das Temperature control means for the temperature control of an item to be tempered, possibly including its container, is provided and wherein the item to be tempered, possibly including its container, and the at least one line part and the
Volumen-Variation-Element, zumindest teilweise, bevorzugt jedoch vollständig, im Inneren eines, insbesondere schacht- und/oder röhrenförmig ausgebildeten, Aufnahmeelements lokalisiert sind und das Volumen-Variation-Element derart mit einem flüssigen und/oder gasförmigen Volumen-Variation-Medium befüllt wird, dass ein Kontakt zwischen dem zumindest einen Leitungsteil und dem zu temperierenden Gut, ggf. dem Behältnis des zu temperierenden Guts, hergestellt ist. Einleitend sei an dieser Stelle festgehalten, dass die Erfindung ganz allgemein zum Kühlen, zum Erwärmen wie auch zum auf konstanter Temperatur Halten einsetzbar ist. Auch kann ein zu temperierendes Gut mit Hilfe der Volume variation element, at least partially, but preferably completely, are located in the interior of a receiving element, in particular shaft-shaped and / or tubular, and the volume variation element is filled with a liquid and / or gaseous volume variation medium is that a contact is established between the at least one line part and the material to be tempered, possibly the container of the material to be tempered. Initially, it should be noted at this point that the invention can be used quite generally for cooling, for heating, and also for keeping the temperature constant. A good to be tempered can also be used with the
Erfindung einem Temperaturzyklus, ggf. sogar einer oder mehrerer Folgen von Kühlung und Erwärmung, unterworfen werden. Der Begriff des Temperierens ist somit entsprechend breit auszulegen. Zur Vereinfachung der Erörterung wird jedoch nachfolgend, mit Ausnahme der Zitierung der Ansprüche und wo angebracht, nur auf die Kühlung eingegangen, sodass konkret auf diesen nur beispielhaften Anwendungsfall eingeschränkte Merkmale, wie beispielsweise Kältequelle, Kältemittel, Kühlmittel, Kühlmittel-Leitungssystem, Kühlgut, usw., in der Erörterung der Erfindung zur Anwendung kommen. Die im Zusammenhang mit der Kühlung angeführten Aspekte und Vorteil treffen auf analoge Weise auch auf den Anwendungsfall der Erwärmung wie auch das Konstanthalten der Temperatur zu. Invention of a temperature cycle, possibly even one or more sequences of cooling and heating, are subjected. The term “tempering” is therefore to be interpreted broadly. To simplify the discussion, however, with the exception of the citation of the claims and where appropriate, only the cooling will be discussed below, so that specific features restricted to this only exemplary application, such as cold source, refrigerant, coolant, coolant line system, refrigerated goods, etc. , are used in the discussion of the invention. The aspects and advantages cited in connection with cooling also apply in an analogous manner to the application of heating as well as keeping the temperature constant.
Des Weiteren sei vorab festgehalten, dass die Volumenvariation des besagten Volumen-Variation-Elements ganz allgemein gesagt mittels einer Volumen-Variation-Einheit realisiert werden kann, wobei das Medium zur Furthermore, it should be stated in advance that the volume variation of the said volume variation element can, in general terms, be implemented by means of a volume variation unit, the medium for
Volumenvariation (das Volumen-Variation-Medium) mit dem das Volumen- Variation-Element befüllt wird, um das eingenommene Volumen zu vergrößern, oder das aus dem Volumen-Variation-Element entnommen wird, um das eingenommene Volumen zu verkleinern, wahlweise flüssiger oder gasförmiger Natur sein kann . Dabei umfasst der Begriff„flüssig" den Bereich von dünnflüssig (z. B. Wasser) bis hin zu dickflüssig, zähflüssig oder auch gelartig, wobei die Fließeigenschaften des Mediums im relevanten Temperaturbereich über seine Einsetzbarkeit als Volumen-Variation-Medium entscheiden. Letztendlich soll im Temperaturbereich von ca. -40°C bis ca. +60°C eine relativ zügige Volume variation (the volume variation medium) with which the volume variation element is filled in order to increase the volume taken, or which is removed from the volume variation element in order to reduce the volume taken, optionally liquid or gaseous Nature can be. The term "liquid" encompasses the range from thin (e.g. water) to thick, viscous or even gel-like, with the flow properties of the medium in the relevant temperature range determining its usability as a volume variation medium Temperature range from approx. -40 ° C to approx. + 60 ° C is relatively quick
Volumenvariation möglichst ohne zusätzliches Erwärmen oder Kühlen des Volumen-Variation-Mediums möglich sein. Ähnlich verhält es sich mit Gasen, die im vorgenannten Temperaturbereich unproblematisch einsetzbar sein sollen. Bei Gasen kann es allerdings von Vorteil sein, wenn ihnen insbesondere beim Einsatz in niedrigen Temperaturbereichen vorab Feuchtigkeit entzogen wird (z.B. durch einen Entfeuchter), um eine unerwünschte Bildung von Kondensat im Inneren der gasführenden Komponenten zu verhindern. Volume variation should be possible without additional heating or cooling of the volume variation medium. The situation is similar with gases which should be usable in the aforementioned temperature range without problems. In the case of gases, however, it can be advantageous if moisture is removed from them beforehand (e.g. by means of a dehumidifier), especially when used in low temperature ranges, in order to prevent the undesired formation of condensate inside the gas-carrying components.
Auch kann eine Kombination von gasförmigem und flüssigem A combination of gaseous and liquid can also be used
Medium vorgesehen sein, um den Effekt der Volumenvariation zu erzielen. Da die physikalischen Eigenschaften flüssiger bzw. gasförmiger Volumen-Variationsmedien (nachfolgend kurz Medien genannt), wie Medium be provided in order to achieve the effect of volume variation. Since the physical properties of liquid or gaseous volume variation media (hereinafter referred to as media for short), such as
beispielsweise Wasser bzw. Umgebungsluft, stark voneinander abweichen, wie beispielsweise inkompressible gegenüber komprimierbar oder gut thermisch leitend gegenüber thermisch isolierend oder hohe spezifische Dichte gegenüber vergleichsweise niedrige spezifische Dichte, kann der selektive Einsatz des jeweiligen Mediums oder auch der kombinierte Einsatz der beiden Medien zur Erreichung einer spezifischen Zielsetzung oder auch zur Erreichung kombinierter Zielsetzungen aus der Gruppe der nachfolgend angeführten, nämlich Einnehmen eines Volumens, Erreichen eines Drucks, optimierte Wärmeübertragung oder Isolation zur Vermeidung eines unerwünschten Wärmeübertrags, vorgesehen sein. For example, water or ambient air, differ greatly from one another, such as incompressible versus compressible or good thermally conductive versus thermally insulating or high specific density versus comparatively low specific density, the selective use of the respective medium or the combined use of the two media to achieve a specific objectives or also to achieve combined objectives from the group of those listed below, namely taking up a volume, achieving a pressure, optimized heat transfer or insulation to avoid undesired heat transfer.
So kann beispielweise ein Teil des Volumen-Variation-Elements mit einem flüssigen Medium befüllt sein, wenn es darum geht z.B. die For example, part of the volume variation element can be filled with a liquid medium, e.g. the
Inkompressibilität zum festen Fassen des Guts bzw. seines Behältnisses zu nützen. Demgegenüber kann ein anderer Teil des Volumen-Variation-Elements mit einem gasförmigen Medium befüllt sein, wenn es darum geht z.B. eine thermisch isolierende Zone um das zu kühlende Gut herum zu schaffen oder einen Bereich zu schaffen, der unter Ausnutzung der Komprimierbarkeit des gasförmigen Mediums seine Form möglichst flexibel an seine Umgebung, wie beispielsweise das zu kühlende Gut, anpassen kann. To use incompressibility to firmly grasp the good or its container. In contrast, another part of the volume variation element can be filled with a gaseous medium, e.g. to create a thermally insulating zone around the goods to be cooled or to create an area which, taking advantage of the compressibility of the gaseous medium, can adapt its shape as flexibly as possible to its surroundings, such as the goods to be cooled.
Die räumliche Separierung der mit unterschiedlichen Medien befüllten Teile des Volumen-Variation-Elements kann durch eine Kammerstruktur in seinem Inneren realisiert werden. So kann beispielsweise eine äußere Zone (von dem zu kühlenden Gut weiter entfernt) mit flüssigem Medium befüllt sein und eine innere Zone (benachbart zu dem zu kühlenden Gut) mit gasförmigem Medium befüllt sein. The spatial separation of the parts of the volume variation element filled with different media can be realized by a chamber structure in its interior. For example, an outer zone (further away from the item to be cooled) can be filled with a liquid medium and an inner zone (adjacent to the item to be cooled) can be filled with a gaseous medium.
Insofern kann eine solche Volumen-Variation-Einheit prinzipiell hydraulisch und/oder pneumatisch betrieben werden, wobei die Verwendung eines ausschließlich gasförmigen Mediums im Vergleich zu einem flüssigen Medium diverse Vorteile aufweist, insbesondere hinsichtlich der In this respect, such a volume variation unit can in principle be operated hydraulically and / or pneumatically, the use of an exclusively gaseous medium having various advantages compared to a liquid medium, in particular with regard to the
Gewichtsproblematik, wie bereits eingangs erwähnt wurde. Weight problem, as already mentioned at the beginning.
Nichtsdestotrotz weist die (optionale) Verwendung eines flüssigen Mediums bei der vorliegenden Erfindung im Vergleich zu dem zitierten Stand der Technik den Vorteil auf, dass das flüssige Medium rein zur Realisierung der Volumenvariation des Volumen-Variation-Elements dient und eben nicht bzw. nicht im Wesentlichen zur Verwendung als Kühlmittel zur Kühlung eines Nevertheless, the (optional) use of a liquid medium in the present invention has the advantage over the cited prior art that the liquid medium is used purely for realizing the Volume variation of the volume variation element is used and not or not essentially for use as a coolant for cooling a
Kühlguts, sodass ein (permanentes) Vorhalten einer verhältnismäßig großen Menge des Kühlmittel im kalten Zustand überflüssig ist. Dennoch hat es sich bei der hier vorliegenden Erfindung als besonders vorteilhaft erwiesen, dass eine Volumen-Variation-Einheit mit einem gasförmigen Medium betrieben wird und somit als Pneumatik-Einheit ausgebildet ist, weil dadurch Gewichtsvorteile wie auch eine optimale thermische Isolation des zu temperierenden Guts Goods to be cooled, so that a (permanent) provision of a relatively large amount of coolant in the cold state is superfluous. Nevertheless, it has proven to be particularly advantageous in the present invention that a volume variation unit is operated with a gaseous medium and is thus designed as a pneumatic unit, because this gives weight advantages as well as optimal thermal insulation of the material to be tempered
einhergehen. accompanied.
Zur Vereinfachung der Erörterung wird daher nachfolgend, mit Ausnahme der Zitierung der Ansprüche und wo angebracht, nur auf die To simplify the discussion, with the exception of the citation of the claims and where appropriate, only the
Verwendung eines gasförmigen Mediums bzw. einer Pneumatik-Einheit Use of a gaseous medium or a pneumatic unit
eingegangen, sodass konkret auf diesen nur beispielhaften Anwendungsfall eingeschränkte Merkmale, wie beispielsweise Gas, Gas-Befüllung, Gas-Pumpe, Gasventil, Gasleitung, Gasdruckmesseinrichtung, Gasvolumenmesseinrichtung, usw., in der Erörterung der Erfindung zur Anwendung kommen. entered, so that specifically restricted features to this only exemplary application, such as gas, gas filling, gas pump, gas valve, gas line, gas pressure measuring device, gas volume measuring device, etc., are used in the discussion of the invention.
Die im Zusammenhang mit der Verwendung eines gasförmigen Mediums angeführten Merkmale, Aspekte und Vorteile treffen mit The features, aspects and advantages cited in connection with the use of a gaseous medium also apply
entsprechenden Anpassungen der Vorrichtung auf analoge Weise auch auf den Anwendungsfall eines flüssigen Mediums zu. Zur Realisierung einer hydraulisch betriebenen Volumen-Variation-Einheit müssen die im Zusammenhang mit der Pneumatik-Einheit erörterten Vorrichtungselemente durch den Einsatz corresponding adaptations of the device in an analogous manner to the application of a liquid medium. To implement a hydraulically operated volume variation unit, the device elements discussed in connection with the pneumatic unit have to be used
flüssigkeitstauglicher Vorrichtungselemente ersetzt werden. Zudem ist ein Tank für die grundsätzliche Aufnahme und Bereitstellung des flüssigen Mediums vorzusehen. Dieser Tank kann im Betrieb auch als Ausgleichstank dienen, um ein Ausgleichsvolumen für die Volumenvariation zu schaffen. Auch kann ein separater Ausgleichstank vorgesehen sein. liquid-compatible device elements are replaced. In addition, a tank is to be provided for the basic reception and provision of the liquid medium. This tank can also serve as a compensation tank during operation in order to create a compensation volume for the volume variation. A separate equalizing tank can also be provided.
Durch die Verwendung eines ausschließlich gasförmigen Mediums ist - wie bereits rudimentär skizziert - der Vorteil erhalten, dass auf große Mengen von thermisch vorgehaltenem Kühlmittel verzichtet werden kann, das in der bekannten Vorrichtung zur Volumenkompensation nötig ist. Vielmehr wird nun zur Volumenkompensation ein Gas verwendet, das in komprimierter Form in einem relativ kleinen Druckbehälter gespeichert sein kann. Dabei kann es sich um Luft oder andere Gase handeln. Insbesondere kann auch Umgebungsluft, die in beliebiger Menge in der Umgebung der Vorrichtung vorhanden ist, verwendet werden, wodurch sich die Notwendigkeit für einen Druck- bzw. einen Vorratsbehälters für Umgebungsluft als Gas erübrigt. The use of an exclusively gaseous medium - as already rudimentarily outlined - has the advantage that large amounts of thermally stored coolant, which is necessary in the known device for volume compensation, can be dispensed with. Rather, a gas is now used for volume compensation, which can be stored in compressed form in a relatively small pressure vessel. This can be air or other gases. In particular, ambient air, which is present in any quantity in the vicinity of the device, can also be used which eliminates the need for a pressure or a storage container for ambient air as a gas.
Das Volumen-Variation-Element ist hinsichtlich seines Volumens variabel. Es ist also derart ausgebildet (Form, Beschaffenheit bzw. Material, Dehnfähigkeit seiner Hülle, usw.), dass es die Volumendifferenz zwischen dem Volumen des Inneren des Aufnahmeelements und dem darin aufnehmbaren Kühlgut bzw. Behältnis des Kühlguts ausgleichen kann, um einen sicheren Kontakt zwischen dem Kühlgut bzw. seinem Behältnis und dem zumindest einen Leitungsteil des Kühlmittel-Leitungssystems - Details hierzu werden später noch erörtert - zu gewährleisten. In Abhängigkeit von seiner Gas-Befüllung kann es ein größeres oder ein kleineres, also variables, Volumen einnehmen. Seine Wände sind im Wesentlichen gasdicht. Das Volumen-Variation-Element kann vollständig im Inneren des Aufnahmeelements lokalisiert sein. Es kann jedoch auch teilweise außerhalb lokalisiert sein und sich dort an einer Struktur abstützen, während es beim Aufblasen in das Aufnahmeelement hinein The volume variation element is variable in terms of its volume. It is so designed (shape, texture or material, elasticity of its shell, etc.) that it can compensate for the volume difference between the volume of the interior of the receiving element and the goods to be cooled or the container of the goods to be cooled that can be accommodated therein, in order to ensure reliable contact between to ensure the goods to be cooled or its container and the at least one line part of the coolant line system - details on this will be discussed later. Depending on its gas filling, it can take up a larger or a smaller, i.e. variable, volume. Its walls are essentially gas-tight. The volume variation element can be located completely inside the receiving element. However, it can also be partially localized outside and supported there on a structure, while it enters the receiving element during inflation
expandiert. Das Volumen-Variation-Element kann mit einer unter Gasdruck in ihrem Inneren reversibel expandierbaren und/oder kontrahierbaren Kammer oder auch durch einen, insbesondere reversibel verformbaren, Balg, besonders bevorzugt Faltenbalg, realisiert sein. Der Balg kann sich durch Einblasen von Gas aufblähen oder durch Absaugen von Gas wieder sein eingenommenes Volumen reduzieren. Bevorzugt kommt jedoch zumindest ein Ballon zum Einsatz. expands. The volume variation element can be implemented with a chamber that is reversibly expandable and / or contractible in its interior under gas pressure, or also with a, in particular reversibly deformable, bellows, particularly preferably bellows. The bellows can expand by blowing in gas or reduce its volume by sucking out gas. However, at least one balloon is preferably used.
Auch kann ein nach außen orientierter, also von dem zu temperierenden Gut am weitesten entfernte Wandbereich der genannten An outwardly oriented wall region, that is to say the wall region furthest away from the material to be tempered, can also use the aforementioned
Ausbildungen durch die Innenwand des Aufnahmeelements realisiert sein. Die Kammer, der Balg oder der Ballon kann dann entlang des Umfangs der Formations can be realized through the inner wall of the receiving element. The chamber, bellows or balloon can then be along the perimeter of the
Innenwand des Aufnahmeelements fixiert sein, z.B. dort eingeklemmt oder damit verklebt sein. Der mit Gas befüllbare Raum des Volumen-Variation-Elements ist dann einerseits durch die Innenwand des Aufnahmeelements und andererseits durch die dem zu temperierenden Gut zugewandten Bereiche besagter Kammer, des Balgs oder des Ballons begrenzt. Dies bedeutet auch, dass das Volumen- Variation-Element zumindest teilweise mit Hilfe des Aufnahmeelements, insbesondere seiner Innenwand, realisiert sein kann. Inner wall of the receiving element, e.g. wedged in there or glued to it. The space of the volume variation element that can be filled with gas is then delimited on the one hand by the inner wall of the receiving element and on the other hand by the regions of said chamber, the bellows or the balloon facing the material to be tempered. This also means that the volume variation element can be implemented at least partially with the aid of the receiving element, in particular its inner wall.
Im Unterscheid zu der zuvor erwähnten Kammer bzw. dem Balg oder auch anderen hier nicht näher angeführten Äquivalenten kann die In contrast to the aforementioned chamber or the bellows or other equivalents not specified here, the
Ballonhülle derart elastisch und flexibel verformbar bzw. dehnbar beschaffen sein, dass sie sich beim Expandieren optimal und mit maximaler Flexibilität an unterschiedlichste Außenkonturen von verschiedensten Kühlgütern anschmiegen kann. Hierbei ist natürlich eine entsprechende Materialauswahl und Wanddicke zu beachten, um bei der erforderlichen Flexibilität/Elastizität auch eine möglichst lange Haltbarkeit der Ballonwand zu gewährleisten. Eine solche Ballonwand kann beispielsweise aus einem Kunststoff realisiert sein, der die geforderte Make balloon envelope so elastic and flexible deformable or stretchable that it can cling to the most varied of outer contours of the most varied of refrigerated goods optimally and with maximum flexibility when expanding. Here, of course, a corresponding choice of material and wall thickness must be observed in order to ensure the longest possible durability of the balloon wall with the required flexibility / elasticity. Such a balloon wall can, for example, be made of a plastic that meets the requirements
Durchstoßfestigkeit wie auch Elastizität bietet. Insbesondere kann durch Offers puncture resistance as well as elasticity. In particular, through
Verwendung eines Ballons der meist konisch verlaufende Flaschenhals von flaschenartigen Kühlgütern ebenso formschlüssig mit dem zumindest einen Leitungsteil in Kontakt gebracht werden. Gleiches gilt auch für deren meist zylinderartigen unteren Bereich, nämlich den Flaschenbauch. Using a balloon, the usually conical bottle neck of bottle-like refrigerated goods can also be brought into contact with the at least one line part in a form-fitting manner. The same also applies to their mostly cylinder-like lower area, namely the bottle belly.
In Abhängigkeit von der jeweiligen Ausbildung bzw. Beschaffenheit des Volumen-Variation-Elements kann der für seine optimale Steuerung nötige Zusammenhang zwischen Gasmenge und/oder Gasdruck im Inneren des Depending on the particular design or nature of the volume variation element, the relationship between the amount of gas and / or gas pressure inside the which is necessary for its optimal control can be achieved
Volumen-Variation-Elements einerseits und seiner Ausdehnung bzw. Verformung andererseits vorab entweder durch Berechnungen und/oder Volume variation element on the one hand and its expansion or deformation on the other hand in advance either by calculations and / or
Computersimulationen und/oder in Versuchen ermittelt werden, insbesondere in Abwesenheit von Kühlgut oder Behältnis wie auch bei Anwesenheit von Computer simulations and / or tests can be determined, in particular in the absence of refrigerated goods or containers as well as in the presence of
verschiedenen Kühlgütern oder Behältnissen. Die so erhaltenen Parameter können in einer elektronischen Steuerungseinheit der Vorrichtung gespeichert werden und im Betrieb zur Anwendung kommen. different refrigerated goods or containers. The parameters obtained in this way can be stored in an electronic control unit of the device and used in operation.
Je nach Sachlage wird das Gas in das Volumen-Variation-Element gepumpt, bis sich als Folge seiner Expansion sein Volumen so weit vergrößert hat, dass der zumindest eine Leitungsteil des Kühlmittel-Leitungssystems gegen das Kühlgut bzw. dessen Behältnis gepresst wird, oder so lange aus dem Depending on the situation, the gas is pumped into the volume variation element until, as a result of its expansion, its volume has increased so much that the at least one line part of the coolant line system is pressed against the goods to be cooled or its container, or for so long from the
Volumen-Variation-Element abgepumpt bzw. ausströmen gelassen, bis sich als Folge seiner Kontraktion sein Volumen soweit reduziert hat, dass das Kühlgut, ggf. zusammen mit seinem Behältnis, in das Aufnahmeelement passt. Volume variation element is pumped out or allowed to flow out until its volume has reduced as a result of its contraction to such an extent that the goods to be cooled, possibly together with its container, fit into the receiving element.
Gegebenenfalls kann, nachdem das Kühlgut (samt Behältnis) in das If necessary, after the refrigerated goods (including the container) have been placed in the
Aufnahmeelement eingesetzt wurde, das Volumen-Variation-Element danach wieder mit Gas befüllt werden, um das Anpressen des Leitungsteils zu Receiving element was used, the volume variation element can then be refilled with gas in order to press the line part
optimieren. optimize.
Dabei kann der Leitungsteil zwischen der Wand des The line part between the wall of the
Aufnahmeelements und dem Kühlgut bzw. seinem Behältnis positioniert sein und das Volumen-Variation-Element presst direkt auf das Kühlgut bzw. das Behältnis, - i o - das in weiterer Folge an den zumindest einen Leitungsteil angepresst wird. The receiving element and the refrigerated goods or its container and the volume variation element presses directly onto the refrigerated goods or the container, - io - which is subsequently pressed against the at least one line part.
Bevorzugt ist der Leitungsteil jedoch zwischen dem Kühlgut bzw. dem Behältnis und dem Volumen-Variation-Element lokalisiert, sodass der Leitungsteil direkt durch das Volumen-Variation-Element auf das Kühlgut bzw. das Behältnis gepresst wird. Insbesondere dann, wenn der Leitungsteil durch das Volumen- Variation-Element direkt an das Kühlgut bzw. das Behältnis gepresst wird, kann ein inniger Kontakt zwischen dem Leitungsteil und dem Kühlgut bzw. dem However, the line part is preferably located between the goods to be cooled or the container and the volume variation element, so that the line part is pressed directly onto the goods to be cooled or the container by the volume variation element. In particular when the line part is pressed directly onto the refrigerated item or the container by the volume variation element, intimate contact between the line part and the refrigerated item or the
Behältnis für unterschiedlichste Kühlgut- bzw. Behältnis-Formen und -Volumina hergestellt werden. Dabei kommt die formmäßige Anpassbarkeit des reversibel, bevorzugt elastisch, verformbaren Volumen-Variation-Elements zum Tragen. Sie erlaubt bei Ausdehnung eine möglichst gute Anpassung an die Form des Container for a wide variety of refrigerated goods or container shapes and volumes are produced. The adaptability of the shape of the reversible, preferably elastic, deformable volume variation element comes into play here. It allows the best possible adaptation to the shape of the
Kühlguts bzw. des Behältnisses und folglich ein inniges Anpressen des Chilled goods or the container and consequently an intimate pressing of the
Leitungsteils an unterschiedlich geformtes Kühlgut bzw. Behältnis. Hierbei hat es sich weiterhin als vorteilhaft erwiesen, wenn auch der Leitungsteil derart flexibel ausgebildet ist, dass er beim Anpressen an das Kühlgut bzw. das Behältnis seine Form bzw. seinen Verlauf so gut als möglich an die Kontur des Kühlguts bzw. das Behältnis anpassen kann. Line part to differently shaped refrigerated goods or containers. It has also proven to be advantageous if the conduit part is also designed to be flexible such that it can adapt its shape or course as well as possible to the contour of the refrigerated product or the container when it is pressed against the refrigerated goods or the container .
Unter einem Kühlgut ist ganz allgemein ein mit Hilfe eines Behältnisses verpackter flüssiger oder fester Inhalt zu verstehen, also die A refrigerated item is to be understood very generally as a liquid or solid content packaged with the aid of a container, that is to say the
Kombination aus Behältnis und Inhalt. In Ausnahmefällen, z.B. im Fall von Obst, das eine Schale besitzt, kann auf die Verpackung verzichtet werden. Als Kühlgut kommen dementsprechend verpackte flüssige wie auch im wesentlichen feste Lebensmittel, aber auch andere Gegenstände, die beispielsweise medizinischer Natur sein können, wie zum Beispiel Blutkonserven oder tierische wie auch menschliche Organe, in Betracht. Wie eingangs erwähnt kann die Vorrichtung auch zum Erwärmen bzw. zum Warmhalten eines zu temperierenden Guts dienen, wie insbesondere warm bzw. heiß zu konsumierende flüssige oder feste Nahrungsmittel, beispielsweise Kaffee, Tee, Babymilch, Suppen oder dergleichen. Denkbar ist auch, dass eine solche Aufwärmfunktion zum Auftauen von Combination of container and contents. In exceptional cases, e.g. in the case of fruit that has a peel, the packaging can be omitted. Correspondingly packaged liquid as well as essentially solid foodstuffs, but also other objects that can be of a medical nature, such as for example blood products or animal or human organs, come into consideration as refrigerated goods. As mentioned at the outset, the device can also be used to heat or keep warm items to be tempered, such as, in particular, liquid or solid foods to be consumed warm or hot, for example coffee, tea, baby milk, soups or the like. It is also conceivable that such a warm-up function for thawing
Gefriergut dienen kann. Can serve frozen food.
Aus Gründen der einfacheren Lesbarkeit wird nachfolgend die For the sake of readability, the
Erwähnung des Behältnisses so weit als möglich vermieden und somit dort wo angebracht nur mehr der Begriff Kühlgut verwendet. Mention of the container is avoided as far as possible and therefore only the term refrigerated goods is used where appropriate.
Bei der Gas-Pumpe (mitunter auch als Gas-Verdichter bezeichnet) kann es sich um eine elektrisch betriebene Pumpe oder eine manuell betreibbare Pumpe handeln. Es kann ein Gas mit speziellen Eigenschaften, wie beispielsweise niedrigem Feuchtigkeitsgehalt, zur Anwendung kommen. Bevorzugt wird jedoch Umgebungsluft verwendet, sodass kein zusätzlicher Gasbehälter nötig ist. Die Gas-Pumpe kann beispielsweise ein Bestandteil des Volumen-Variation-Elements sein oder separat davon ausgebildet sein, wobei sie dann mit dem Volumen- Variation-Element über eine Gasleitung verbunden ist. Optional kann die The gas pump (sometimes also referred to as a gas compressor) can be an electrically operated pump or a manually operated one Act pump. A gas with special properties, such as low moisture content, can be used. However, ambient air is preferably used so that no additional gas container is necessary. The gas pump can, for example, be part of the volume variation element or be designed separately therefrom, in which case it is connected to the volume variation element via a gas line. Optionally, the
Pneumatik-Einheit ein Gasventil aufweisen, vorzugsweise im Bereich der Pneumatic unit have a gas valve, preferably in the area of
Gasleitung oder auch als Bestandteil des Volumen-Variation-Elements, mit dessen Hilfe die Gasleitung oder das Volumen-Variation-Element gegen Gas line or as part of the volume variation element, with the help of which the gas line or the volume variation element counteracts
Herausströmen des Gases aus dem Volumen-Variation-Element verschließbar ist, sodass, bevorzugt während des Kühlprozesses, der Gasdruck in dem Volumen- Variation-Element konstant gehalten werden kann. Die Gas-Pumpe kann bevorzugt bidirektional arbeiten, sodass sowohl Gas in das Innere des Volumen- Variation-Elements eingepumpt werden kann oder Gas aus dem Inneren herausgepumpt bzw. herausgesaugt werden kann. Auch kann Gas durch Öffnen eines Ventils aus dem Inneren des Volumen-Variation-Elements abgelassen werden. Outflow of the gas from the volume variation element can be closed, so that, preferably during the cooling process, the gas pressure in the volume variation element can be kept constant. The gas pump can preferably work bidirectionally, so that both gas can be pumped into the interior of the volume variation element or gas can be pumped out or sucked out of the interior. Gas can also be released from the interior of the volume variation element by opening a valve.
Das Kühl- bzw. Temperierungsmittel kann flüssig aber auch gel- oder gallertartig sein, jedenfalls soll es fließfähig sein. The coolant or temperature control agent can be liquid, but also gel-like or gelatinous, in any case it should be flowable.
Die Hydraulik-Einheit stellt das Temperierungsmittel in einem The hydraulic unit provides the temperature control medium in one
Temperierungsmittel-Leitungssystem bereit, wobei das Temperierungsmittel durch das Temperierungsmittel-Leitungssystem und einen damit gekoppelten Wärmetauscher zirkuliert, der mit einer Temperierungsquelle gekoppelt ist. Tempering medium line system ready, wherein the tempering medium circulates through the tempering medium line system and a heat exchanger coupled to it, which is coupled to a tempering source.
Im Fall der Kühlung ist der Wärmetauscher mit einer Kältequelle als Temperierungsquelle gekoppelt, wie z.B. ein Kühlaggregat oder auch ein Peltier- Element usw. In the case of cooling, the heat exchanger is coupled to a cold source as a temperature control source, e.g. a cooling unit or a Peltier element, etc.
Im Fall der Erwärmung bzw. Warmhalten eines z.B. Heißgetränks ist der Wärmetauscher mit einer Wärmequelle als Temperierungsquelle gekoppelt, wie z.B. eine elektronische Heizpatrone bzw. ein elektrischer Heiz-Stab oder Ähnliches oder es wird als Wärmequelle die Abwärme eines In the case of heating or keeping warm a e.g. For hot drinks, the heat exchanger is coupled to a heat source as the temperature control source, e.g. an electronic heating cartridge or an electric heating rod or the like or it is the waste heat of a heat source
Verbrennungskraftmotors usw. genutzt. Auch kann hierfür ein Peltier-Element mit entsprechender Polung seiner Versorgungsspannung zum Einsatz kommen. Internal combustion engine, etc. used. A Peltier element with the corresponding polarity of its supply voltage can also be used for this purpose.
Ebenso kann der Wärmetauscher mit einer Wärmequelle und einer Kältequelle gekoppelt sein, die wahlweise betrieben werden, sodass die eingangs erwähnten Temperaturzyklen realisierbar sind. Soweit nur relativ kleine Temperaturschwankungen gefordert sind, kann dies z.B. mit Hilfe eines Peltier- Elements realisiert sein, das mit einer Versorgungsspannung mit entsprechender Polarität angepasst an die geforderter Betriebsart (Kühlung/Erwärmung) versorgt wird. Likewise, the heat exchanger can be coupled to a heat source and a cold source, which are operated optionally, so that the temperature cycles mentioned at the beginning can be implemented. So far only relatively small Temperature fluctuations are required, this can be implemented, for example, with the aid of a Peltier element that is supplied with a supply voltage with the appropriate polarity adapted to the required operating mode (cooling / heating).
Die Hydraulik-Einheit kann auch mindestens ein Ventil und/oder mindestens eine Kühlmittel-Pumpe aufweisen, sodass der Durchfluss des The hydraulic unit can also have at least one valve and / or at least one coolant pump, so that the flow of the
Kühlmittels durch das Kühlmittel-Leitungssystem steuerbar ist. Das Kühlmittel zirkuliert typischerweise in dem Kühlmittel-Leitungssystem. Der Wärmetauscher bildet eine thermische Schnittstelle zwischen dem Kühlmittel-Leitungssystem und beispielsweise einem Kältemittel-Leitungssystem, in dem z.B. durch ein Coolant is controllable through the coolant line system. The coolant typically circulates in the coolant piping system. The heat exchanger forms a thermal interface between the coolant line system and, for example, a refrigerant line system in which e.g. through a
Kühlaggregat, bevorzugt eine Kompressionskältemaschine, das Kältemittel auf möglichst tiefer Temperatur gehalten wird. Cooling unit, preferably a compression refrigeration machine, the refrigerant is kept at the lowest possible temperature.
Das Aufnahmeelement kann in weiten Bereichen beliebig geformt sein oder einen beliebigen Querschnitt aufweisen. So kann beispielsweise eine schalen- oder schüsselförmige Ausbildung, mit oder ohne Deckel, zur Anwendung kommen, wenn das Kühlgut beispielsweise eine flächenhafte oder auch The receiving element can have any shape or any cross-section over wide areas. For example, a bowl-shaped or bowl-shaped design, with or without a lid, can be used if the goods to be cooled are, for example, flat or even
blasenartige Form aufweist. Ebenso können laden- oder schachtartige Has bubble-like shape. Likewise, shop-like or shaft-like
Ausbildungen vorliegen, wenn das Kühlgut vorwiegend kubisch oder quadratisch geformt ist. Weiterhin kann der Boden wie auch die Seitenwände oder nur an den Boden anschließende Teile der Seitenwände mit einem festen, thermisch isolierenden Material ausgekleidet sein. Dies kann dann vorteilhaft sein, wenn das Volumen-Variation-Element nur von oben oder zusätzlich auch seitlich auf das Kühlgut drückt. Bevorzugt weist das Aufnahmeelement eine schacht- bzw. röhrenartige Ausbildung auf. Dies kann dann von Vorteil sein, wenn vorwiegend längliche, beispielsweise flaschen- bzw. dosenartige, Kühlgüter zu kühlen sind. Formations exist when the goods to be cooled are predominantly cubic or square in shape. Furthermore, the bottom as well as the side walls or only parts of the side walls adjoining the bottom can be lined with a solid, thermally insulating material. This can be advantageous if the volume variation element only presses from above or also from the side on the goods to be cooled. The receiving element preferably has a shaft-like or tube-like design. This can be advantageous when predominantly elongated, for example bottle or can-like, refrigerated goods are to be cooled.
Wie eingangs erwähnt ist für den Betrieb der Vorrichtung ein relativ geringes Volumen an Kühlmittel nötig, was die Vorrichtung insbesondere als Schnellkühl-Vorrichtung qualifiziert. Es ist nämlich wesentlich einfacher ein geringes Volumen des Kühlmittels auf eine möglichst tiefe Temperatur zu bringen bzw. auf einer tiefen Temperatur zu halten, als die im Stand der Technik benötigte relativ große Menge des Kühlmittels. Der damit einhergehende As mentioned at the beginning, a relatively small volume of coolant is necessary for the operation of the device, which qualifies the device in particular as a rapid cooling device. This is because it is much easier to bring a small volume of the coolant to the lowest possible temperature or to keep it at a low temperature than the relatively large amount of coolant required in the prior art. The accompanying one
Gewichtsvorteil, der einerseits einem entsprechend kleinen Kühlaggregat und andererseits der geringen Kühlmittelmenge zuzuschreiben ist, qualifiziert die Vorrichtung zudem für einen ortsunabhängigen, sogar mobilen Einsatz. Weitere, besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und The weight advantage, which on the one hand is attributable to a correspondingly small cooling unit and on the other hand to the small amount of coolant, also qualifies the device for location-independent, even mobile use. Further, particularly advantageous embodiments and
Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung. Vorteile, die im Zusammenhang mit den Merkmalen einer Kategorie der Ansprüche angeführt sind, treffen auch auf korrespondierende Anspruchsmerkmale einer anderen Kategorie zu. Auch können die im Zusammenhang mit einer Kategorie angeführten Merkmale entsprechend auf eine andere Kategorie übertragen werden. Developments of the invention emerge from the dependent claims and the following description. Advantages that are listed in connection with the features of one category of the claims also apply to corresponding claim features of another category. The features listed in connection with a category can also be transferred to another category accordingly.
Die Vorrichtung kann als Stand-Alone-Gerät realisiert sein, welches sich dadurch auszeichnet, dass alle wesentlichen Komponenten vorhanden sind, die für den Temperierungsprozess notwendig sind, insbesondere auch eine integrierte Temperierungsquelle. Die Vorrichtung kann des Weiteren fest integrierter bzw. situativ integrierbarer Bestandteil eines ortsfest lokalisierten Kältegerätes, beispielsweise eines Nahrungsmittelkühlschrankes, sein und dessen Temperierungsquelle nutzen. Ebenso denkbar ist eine permanente oder situative Integrierbarkeit bzw. Koppelbarkeit der Vorrichtung in ein The device can be implemented as a stand-alone device, which is characterized in that all essential components are present that are necessary for the temperature control process, in particular also an integrated temperature control source. The device can also be a permanently integrated or situationally integrable component of a stationary localized refrigeration device, for example a food refrigerator, and use its temperature control source. It is also conceivable that the device can be permanently or situationally integrated or coupled into one
Personenbeförderungsmittel (Auto, Schiff, Flugzeug, usw.), wobei in diesem Fall bevorzugt die in dem Personenbeförderungsmittel vorhandene Means of transport for people (car, ship, airplane, etc.), in which case the one present in the means of transport is preferred
Temperierungsquelle wie z.B. das Raumluftheizungs- bzw. Kühlungssystem bzw. dessen Kompressionskältegerät genutzt werden kann. Temperature control source such as the room air heating or cooling system or its compression refrigeration device can be used.
Optional kann die Vorrichtung mit einem ersten Teil des Wärmetauschers von einem zweiten Teil des Wärmetauschers abkoppelbar sein, also der Wärmetauscher zweiteilig reversibel voneinander lösbar ausgebildet sein, sodass die Temperierungsquelle mit dem zweiten Teil des Wärmetauschers auswechselbar ist bzw. die Vorrichtung mit ihrem ersten Teil des Optionally, the device with a first part of the heat exchanger can be decoupled from a second part of the heat exchanger, i.e. the two-part heat exchanger can be reversibly detachable from one another so that the temperature control source with the second part of the heat exchanger can be exchanged or the device with its first part of the
Wärmetauschers von dem zweiten Teil des Wärmetauschers der Heat exchanger from the second part of the heat exchanger of the
Temperierungsquelle abkoppelbar bzw. an diesen ankoppelbar ist. Die solcherart erhaltene mobile Vorrichtung lässt sich mit einer mobilen Temperierungsquelle über deren zweiten Teil ihres Wärmetauschers koppeln und unterwegs betreiben, somit leicht von einem Ort zu einem anderen Ort tragen und/oder andernorts mit einem anderen zweiten Teil eines anderen Wärmetauschers einer stationären oder mobilen Temperierungsquelle koppeln und betreiben, sodass dort die Temperierung mit der anderen Temperierungsquelle fortgesetzt oder neu gestartet werden kann. Zudem lässt sich die Vorrichtung nach dem Tempering source can be decoupled or coupled to it. The mobile device obtained in this way can be coupled to a mobile temperature control source via its second part of its heat exchanger and operated on the go, thus easily carried from one place to another and / or coupled elsewhere with another second part of another heat exchanger of a stationary or mobile temperature control source and operate so that the temperature control with the other temperature control source can be continued or restarted there. In addition, the device can after
beispielsweise mobilen Gebrauch wieder mit dem ursprünglichen zweiten Teil des Wärmetauschers koppeln und am Ausgansgort betreiben, beispielsweise in einem ortsfest lokalisierten Nahrungsmittelkühlschrank, was unterschiedliche Anwendungsfälle eröffnet. For example, couple mobile use again with the original second part of the heat exchanger and operate it at the outlet, for example in one stationary localized food refrigerator, which opens up different applications.
Das Aufnahmeelement kann eine zumindest geringfügig nachgiebige bzw. flexibel verformbare Innenwand aufweisen. Dies kann von Vorteil sein, wenn ein Kühlgut bzw. dessen Behältnis scharfe Kanten oder spitze Ecken aufweist und dort eine zu starke, punktuelle Belastung zu vermeiden ist, während das expandierende oder expandierte Volumen-Variation-Element gegen das Kühlgut drückt. Bevorzugt weist das Aufnahmeelement eine starre The receiving element can have an at least slightly yielding or flexibly deformable inner wall. This can be advantageous if a refrigerated item or its container has sharp edges or pointed corners and excessive punctual loading is to be avoided there while the expanding or expanded volume variation element presses against the refrigerated item. The receiving element preferably has a rigid one
Innenwand auf. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn das Volumen- Variation-Element das Kühlgut großflächig umschließt, worauf noch nachfolgend eingegangen wird. Inner wall on. This is particularly advantageous when the volume variation element encloses the goods to be cooled over a large area, which will be discussed below.
Hinsichtlich der Anordnung des Volumen-Variation-Elements im Aufnahmeelement, kann es von Vorteil sein, wenn das Volumen-Variation- Element die Innenwand des Aufnahmeelements zumindest bereichsweise auskleidet. So kann das Volumen-Variation-Element zum Beispiel segmentartig ausgebildet sein. Auch können mehrere (z.B. separate) Volumen-Variation- Elemente direkt aneinander anschließend oder im Abstand zueinander an der Innenwand lokalisiert sein. Dabei zielt die Anordnung oder Segmentierung des Volumen-Variation-Elements bzw. der Volumen-Variation-Elemente immer darauf ab, einen innigen Kontakt zwischen dem Leitungsteil und dem Kühlgut With regard to the arrangement of the volume variation element in the receiving element, it can be advantageous if the volume variation element lines the inner wall of the receiving element at least in some areas. For example, the volume variation element can be configured in a segment-like manner. Several (e.g. separate) volume variation elements can also be located directly adjacent to one another or at a distance from one another on the inner wall. The arrangement or segmentation of the volume variation element or the volume variation elements is always aimed at creating an intimate contact between the line part and the goods to be cooled
herzustellen. to manufacture.
In speziellen Ausbildungsformen kann jedoch auch eine großflächige, insbesondere vollflächige, Auskleidung der Innenwand des In special forms, however, a large-area, in particular full-area, lining of the inner wall of the
Aufnahmeelements mit dem Volumen-Variation-Element von Vorteil sein, worauf insbesondere nachfolgend eingegangen ist. Receiving element with the volume variation element can be advantageous, which is discussed in particular below.
Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn das Volumen- Variation-Element derart ringförmig oder röhrenförmig oder sackförmig It has proven to be particularly advantageous if the volume variation element is annular or tubular or sack-shaped
ausgebildet ist, dass mit dem Volumen-Variation-Element das aufnehmbare zu temperierende Gut, ggf. samt Behältnis, zumindest bereichsweise, bevorzugt umfangsseitig, entlang, besonders bevorzugt eines wesentlichen Teils, der Längserstreckung des Aufnahmeelements umschließbar ist. Diese Ausbildung ist besonders dann vorteilhaft, wenn der Leitungsteil, insbesondere eine Vielzahl von Leitungsteilen, umfangsseitig um das Kühlgut herum angeordnet ist und von dem das Kühlgut umschließenden Volumen-Variation-Element(en) gegen das Kühlgut gepresst wird. Das Volumen-Variation-Element realisiert dann auch - wegen des Gas- bzw. Luftpolsters - eine thermische Isolation zwischen den Leitungsteilen und dem Aufnahmeelement, während das Kühlgut umfangsseitig durch die Leitungsteile gekühlt wird. Um eine möglichst gute Kühlung zu erhalten, kann es daher auch von Vorteil sein, wenn die Leitungsteile it is designed that the volume variation element can be used to enclose the absorbable material to be tempered, possibly including the container, at least in some areas, preferably circumferentially, along, particularly preferably an essential part, of the longitudinal extension of the receiving element. This design is particularly advantageous when the line part, in particular a plurality of line parts, is arranged circumferentially around the goods to be cooled and is pressed against the goods to be cooled by the volume variation element (s) surrounding the goods. The volume variation element then also realizes - because of the gas or air cushion - thermal insulation between the line parts and the receiving element, while the goods to be cooled are cooled on the circumference by the line parts. In order to obtain the best possible cooling, it can therefore also be advantageous if the line parts
umfangsseitig zueinander äquidistant angeordnet sind und entlang der gesamten Längserstreckung des Aufnahmeelements verlaufen. are arranged circumferentially equidistant from one another and run along the entire longitudinal extent of the receiving element.
In diesem Zusammenhang hat sich insbesondere die Realisierung des Volumen-Variation-Elements als möglichst flexibel verformbarer Ballon als vorteilhaft erwiesen. Ist nämlich beispielsweise das Kühlgut kürzer als die In this context, the realization of the volume variation element as a balloon that can be deformed as flexibly as possible has proven advantageous. For example, if the goods to be cooled are shorter than the
Längserstreckung des Aufnahmeelements, kann der sich oberhalb oder unterhalb oder jenseits beider Enden des Kühlguts expandierende Ballon das Kühlgut am jeweiligen Ende des Aufnahmeelements umschließen, was während des Longitudinal extension of the receiving element, the balloon expanding above or below or beyond both ends of the goods to be cooled can enclose the goods to be cooled at the respective end of the receiving element, which occurs during the
Kühlvorgangs zu einer verbesserten thermischen Isolation von der üblicherweise warmen Umgebung beiträgt und zugleich das Kühlgut im Aufnahmeelement sicher fixiert. Weiterhin kann die sackartige Ausbildung des Volumen-Variation- Elements zu einem einseitig verschlossenen, besonders gut thermisch Cooling process contributes to improved thermal insulation from the usually warm environment and at the same time securely fixes the goods to be cooled in the receiving element. Furthermore, the sack-like design of the volume variation element can be particularly good thermally to form a one-sided closed
isolierenden becher- oder höhlenförmigen Volumen-Variation-Element führen. Somit lässt sich ein z.B. nach oben offenes und an seiner Unterseite mit Hilfe des Ballons verschlossenes Aufnahmeelement realisieren. lead insulating cup-shaped or cave-shaped volume variation element. Thus, e.g. Realize upwardly open and closed on its underside with the help of the balloon receiving element.
Um auf das mitunter sehr unterschiedliche Volumen von verschiedensten zu temperierenden Gütern flexibel reagieren zu können, oder in anderen Worten, um diese unterschiedlichen Volumina überhaupt mit In order to be able to react flexibly to the sometimes very different volumes of the most varied of goods to be tempered, or in other words, to take these different volumes at all
gleichbleibender Effizienz kühlen zu können, hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, dass das Volumen-Variation-Element derart geformt und/oder elastisch ausgebildet ist, dass durch sein einnehmbares Volumen der Unterschied zwischen einem Aufnahmeelement-Volumen, das im Inneren des To be able to cool with constant efficiency, it has proven to be particularly advantageous that the volume variation element is shaped and / or elastic in such a way that, through its ingestible volume, the difference between a receiving element volume that is inside the
Aufnahmeelements vorliegt, und einem Volumen des zu kühlenden Guts, ggf. samt Behältnis, bevorzugt in einem Bereich von 0,1 bis 2,5 Liter, besonders bevorzugt in einem Bereich 0,2 bis 0,5 Liter, ausgleichbar ist. Damit lassen sich in jedem Fall auch gängige Verpackungsgrößen für Getränke abdecken, die bekanntlich in Form von massiven Glasflaschen oder großvolumigen PET- Flaschen im oberen Volumen-Bereich oder in Form von relativ kleinen Receiving element is present, and a volume of the goods to be cooled, optionally including the container, preferably in a range from 0.1 to 2.5 liters, particularly preferably in a range from 0.2 to 0.5 liters, can be compensated. This also makes it possible to cover common packaging sizes for beverages, which are known to be in the form of solid glass bottles or large-volume PET bottles in the upper volume range or in the form of relatively small ones
Aluminiumdosen im unteren Volumenbereich vorliegen. Aluminum cans are present in the lower volume range.
Daraus ergibt sich logischerweise auch die Anforderung an das Volumen, das durch das Aufnahmeelement zur Aufnahme des Kühlguts nötig ist. Dieses Volumen sollte etwas größer sein, als das maximal zulässige Volumen des Kühlguts, um das Kühlgut selbst, den mindestens einen Leitungsteil und auch das Volumen-Variation-Element aufzunehmen. Auch hierbei hat sich die This logically also results in the requirement for the volume that is required by the receiving element to receive the goods to be cooled. This volume should be slightly larger than the maximum permissible volume of the goods to be cooled in order to accommodate the goods to be cooled themselves, the at least one line part and also the volume variation element. Here too, the
Ausbildung des Volumen-Variation-Elements als Ballon als besonders vorteilhaft erwiesen, weil der Ballon im gasentleerten Zustand ein möglichst kleines Design of the volume variation element as a balloon has proven to be particularly advantageous because the balloon is as small as possible in the gas-deflated state
Volumen annehmen kann, was zu einer möglichst leichten und kompakten Bauweise der Vorrichtung beiträgt. Can assume volume, which contributes to a light and compact design of the device.
Die hier angeführten Volumenangaben beziehen sich im Übrigen auf den Regelfall der Kühlung von mithilfe von handelsüblichen Kunststoffflaschen, Metalldosen oder Glasflaschen verpackten Getränken. Sollen andere, ggf. noch größere Kühlgüter und/oder mit anderen Materialien verpackte oder ggf. The volume information given here also relates to the normal case of cooling beverages packaged using commercially available plastic bottles, metal cans or glass bottles. Should other, possibly even larger refrigerated goods and / or packaged with other materials or
unverpackte Kühlgüter gekühlt werden, ist die hier vermittelte Lehrer natürlich auch für diese Fälle entsprechend angepasst anwendbar. Unpacked refrigerated goods are cooled, the instructor provided here can of course also be adapted accordingly for these cases.
Im Übrigen sei an dieser Stelle auch erwähnt, dass zum Beispiel ein schacht-, röhren- oder auch zylinderartiges Aufnahmeelement in einer Incidentally, it should also be mentioned at this point that, for example, a shaft-like, tube-like or also cylinder-like receiving element in a
zweiteiligen Ausbildungsform vorliegen kann, wobei jedes der beiden (separaten) Aufnahmeelemente im Wesentlichen identisch ausgebildet ist und etwa die Hälfte oder etwas mehr als die Hälfte des Maximal-Kühlgut-Volumens, beispielsweise einer 1,5 Liter PET-Flasche, umschließen kann. Die beiden separierten two-part embodiment, each of the two (separate) receiving elements is essentially identical and can enclose about half or slightly more than half of the maximum volume of goods to be cooled, for example a 1.5 liter PET bottle. The two separated
Aufnahmeelemente können an einem ihrer Ränder durch ein Gelenk miteinander verbunden sein, sodass dass ein Aufnahmeelement auf das andere geschwenkt werden kann und dadurch im Inneren der beiden miteinander kombinierten Aufnahmeelemente das Maximal-Kühlgut-Volumen zur Kühlung entsprechend großer Kühlgüter bereitsteht. Receiving elements can be connected to one another at one of their edges by a hinge, so that one receiving element can be pivoted onto the other and thus the maximum volume of goods to be cooled is available inside the two combined receiving elements for cooling correspondingly large goods.
Hinsichtlich der Lokalisierung des zumindest einen Leitungsteils sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung zumindest drei Varianten angedacht. Gemäß einer ersten Variante kann der zumindest eine Leitungsteil in jenen Volumen-Variation-Element-Wandbereich integriert sein, der zum Kontaktieren des zu temperierenden Guts, ggf. seines Behältnisses, vorgesehen ist. Gemäß einer zweiten Variante kann der zumindest eine Leitungsteil zumindest einen Teil jenes Volumen-Variation-Element-Wandbereiches, der zum Kontaktieren des zu temperierenden Guts, ggf. seines Behältnisses, vorgesehen ist, bilden. Gemäß einer dritten Variante kann der zumindest eine Leitungsteil separat von jenem Volumen-Variation-Element-Wandbereich, der zum Kontaktieren des zu temperierenden Guts, ggf. seines Behältnisses, vorgesehen ist, ausgebildet sein, insbesondere benachbart zu diesem Volumen-Variation-Element-Wandbereich außerhalb des Volumen-Variation-Elements lokalisiert sein. Jede der angeführten Varianten hat ihren individuellen Vorteil. So kann beispielsweise der zumindest eine Leitungsteil gemäß der ersten Variante durch die zwischen ihm und dem Kühlgut gelegene Volumen-Variation-Element-Wand vor Beschädigung geschützt werden. Die zweite Variante zeichnet sich durch eine optimierte With regard to the localization of the at least one line part, at least three variants are contemplated within the scope of the present invention. According to a first variant, the at least one line part can be integrated into that volume variation element wall area which is provided for contacting the material to be tempered, possibly its container. According to a second variant, the at least one line part can form at least part of the volume variation element wall area which is provided for contacting the material to be tempered, possibly its container. According to a third variant, the at least one line part can be formed separately from that volume variation element wall area which is provided for contacting the material to be tempered, possibly its container, in particular, be located adjacent to this volume variation element wall area outside the volume variation element. Each of the variants listed has its own individual advantage. For example, according to the first variant, the at least one line part can be protected from damage by the volume variation element wall located between it and the goods to be cooled. The second variant is characterized by an optimized
Energieübertragung zwischen dem zumindest einen Leitungsteil und dem Kühlgut aus, weil keine Volumen-Variation-Element-Wand dazwischen liegt. Energy transfer between the at least one line part and the goods to be cooled because there is no volume variation element wall between them.
Demgegenüber bietet die dritte Variante die größte Flexibilität hinsichtlich In contrast, the third variant offers the greatest flexibility in terms of
Wartung und Austausch von sowohl dem Volumen-Variation-Element wie auch dem zumindest einen Leitungsteil, weil diese separat voneinander ausgebildet sind. Es sei an dieser Stelle jedoch erwähnt, dass auch Kombinationen von zwei der Varianten oder auch aller drei Varianten vorgesehen sein können. Maintenance and replacement of both the volume variation element and the at least one line part, because they are designed separately from one another. It should be mentioned at this point, however, that combinations of two of the variants or all three variants can also be provided.
Zudem hat es sich als äußerst vorteilhaft erwiesen, wenn der zumindest eine Leitungsteil eine blasen- oder röhrenförmige Ausbildung aufweist und/oder geradlinig oder gekrümmt oder mäanderförmig oder spiralförmig entlang der Längserstreckung des Aufnahmeelements verläuft. Die blasenartige Ausbildung ist dann von Vorteil, wenn möglichst großflächig zusammenhängende kühlmittelführende Leitungsteil-Strukturen zum Energietransfer eingesetzt werden sollen. Die röhrenförmige Ausbildung ist dann von Vorteil, wenn mehrere, insbesondere eng aneinanderlegende kühlmittelführende Leitungsteil- Strukturen zum Energietransfer eingesetzt werden sollen. Auch können die angeführten Strukturen gemäß der erwähnten Formen der Leitungsführung ausgebildet sein, um letztendlich eine möglichst homogene Abkühlung entlang der Außenhaut des Kühlguts zu erzielen. In addition, it has proven to be extremely advantageous if the at least one line part has a bubble-shaped or tubular design and / or extends in a straight line or curved or meander-shaped or spiral-shaped along the longitudinal extension of the receiving element. The bubble-like design is advantageous when coolant-carrying line part structures that are connected to one another over the largest possible area are to be used for energy transfer. The tubular design is advantageous when several, in particular closely spaced, coolant-carrying line part structures are to be used for energy transfer. The structures mentioned can also be designed according to the mentioned shapes of the line routing in order to ultimately achieve the most homogeneous possible cooling along the outer skin of the goods to be cooled.
Die Erfindung kann gemäß der oben erwähnten Ausbildung und/oder gemäß dem oben erwähnten Verlauf mit einem einzigen Leitungsteil oder mit mehreren Leitungsteilen realisiert werden. The invention can be implemented according to the above-mentioned design and / or according to the above-mentioned course with a single line part or with several line parts.
Ist mehr Flexibilität bei der Steuerung des Energietransfers oder auch bei der Ausbildung des Volumen-Variation-Elements bzw. der Volumen- Variation-Elemente, insbesondere hinsichtlich der Gestalt des zu kühlenden Kühlguts, nötig, kann es von Vorteil sein, wenn ein oder mehrere Leitungsteile vorgesehen sind und die Hydraulik-Einheit zum individuellen Steuern des Drucks und/oder der Durchflussmenge des Temperierungsmittels für zumindest einen Leitungsteil, bevorzugt jedoch für jeden Leitungsteil, ausgebildet ist. Sind beispielsweise an einer zylinderförmigen Innenwand des Aufnahmeelements umfangseitig vier separate Ballone als Volumen-Variation-Elemente ausgebildet, kann jeder Ballon in seinem mittleren Bereich einen ersten individuell If more flexibility is required in the control of the energy transfer or in the design of the volume variation element or the volume variation elements, in particular with regard to the shape of the goods to be cooled, it can be advantageous if one or more line parts are provided and the hydraulic unit is designed to individually control the pressure and / or the flow rate of the temperature control medium for at least one line part, but preferably for each line part. are For example, four separate balloons are formed circumferentially as volume variation elements on a cylindrical inner wall of the receiving element, each balloon can have a first individually in its central area
steuerbaren (Zentral-)Leitungsteil und an seinen Randbereichen einen zweiten individuell steuerbaren (Rand-)Leitungsteil aufweisen. Für kleine Getränkedosen wird dann beispielsweise der Rand-Leitungsteil nicht mit Kühlmittel durchflutet, insbesondere entleert, da sich direkt benachbarte Ballone soweit aufblähen müssen, um die relativ kleine Getränkedose kraftschlüssig zu fassen, dass sich gegenüberliegende Randbereiche der Ballone gegeneinander pressen. Lediglich die Zentral-Leitungsteile im mittleren Bereich der Ballone werden mit Kühlmittel durchflutet, da diese Zentral-Leitungsteile in innigen Kontakt mit der Außenhaut des Kühlguts kommen. Anders ist die Situation bei großvolumigen Getränke- Behältnissen. Hier muss sich der jeweilige Ballon nur geringfügig aufblähen, um das Behältnis kraftschlüssig zu fassen, wobei auch die Randbereiche des jeweiligen Ballons mit dem Kühlgut in Kontakt stehen. Folglich werden auch die dort verlaufenden Rand-Leitungsteile mit Kühlmittel durchflutet, um eine möglichst großflächige umfangsseitige Kühlung des Kühlguts zu erhalten. Diese Lehre ist selbstverständlich auch auf andere Konfigurationen mit z.B. nur zwei, drei oder auch fünf und mehr Ballone anwendbar. Außerdem sei noch erwähnt, dass anstatt dem vorstehend genannten einen Leitungsteil pro Bereich eines Ballons (mittlerer Bereich bzw. Randbereiche) auch eine Mehrzahl von controllable (central) line part and have a second individually controllable (edge) line part at its edge regions. For small beverage cans, for example, the edge line part is not flooded with coolant, in particular emptied, since directly adjacent balloons have to inflate to the extent that the relatively small beverage can is frictionally engaged so that opposite edge areas of the balloons press against each other. Only the central line parts in the middle area of the balloons are flooded with coolant, since these central line parts come into intimate contact with the outer skin of the goods to be cooled. The situation is different with large-volume beverage containers. Here, the respective balloon only needs to inflate slightly in order to grip the container with a force fit, the edge areas of the respective balloon also being in contact with the goods to be cooled. Consequently, the edge line parts running there are also flooded with coolant in order to obtain the largest possible circumferential cooling of the goods to be cooled. This teaching is of course also applicable to other configurations with e.g. only two, three or five or more balloons can be used. It should also be mentioned that instead of the above-mentioned one line part per area of a balloon (middle area or edge areas), a plurality of
Leitungsteilen pro Bereich denkbar ist, wobei jene Mehrzahl von Leitungsteilen die beschriebene Funktionalität analog wie ein einzelnes Leitungsteil erfüllt. Line parts per area is conceivable, with that plurality of line parts fulfilling the functionality described analogously to a single line part.
Um auf die zuvor erwähnte Flexibilität hinsichtlich des individuellen Durchflutens von Leitungsteilen optimal eingehen zu können, hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn zumindest einer der Leitungsteile elastisch ausgebildet ist und zumindest seine Querschnittsform und/oder sein In order to be able to optimally address the previously mentioned flexibility with regard to the individual flow through of line parts, it has proven to be particularly advantageous if at least one of the line parts is elastic and at least its cross-sectional shape and / or its
Durchmesser und/oder seine Länge abhängig vom Druck und/oder der Diameter and / or its length depending on the pressure and / or the
Durchflussmenge des Temperierungsmittels variabel ist. Dies ermöglicht es jenen Leitungsteilen, die mit niedrigem Druck und/oder niedriger Durchflussmenge betrieben werden oder gar nicht mit dem Kühlmittel durchflutet werden, insbesondere entleert sind, ihren Durchmesser entsprechend zu reduzieren. Sind mehrere solcher Leitungsteile, die kaum oder gar nicht benutzt werden, nebeneinander positioniert, kann so ihr eingenommenes Volumen stark reduziert werden, wohingegen für andere Leitungsteile, die im Vollbetrieb sind, ausreichend Platz bzw. Volumen zur Verfügung steht. Der Leitungsteil kann jedoch auch in Abhängigkeit von der Ausdehnung des Volumen-Variation- Elements formvariabel sein. The flow rate of the temperature control medium is variable. This enables those line parts which are operated with low pressure and / or low flow rate or are not flooded with the coolant at all, in particular are emptied, to reduce their diameter accordingly. If several such pipeline parts are positioned next to each other, which are hardly used or not used at all, the volume they occupy can be greatly reduced, whereas for other pipeline parts that are in full operation, sufficient space or volume is available. The line part can, however, also be variable in shape as a function of the expansion of the volume variation element.
Zusammengefasst kann mit Hilfe der Pneumatik-Einheit der zumindest eine mit Kühlmittel durchströmte Leitungsteil soweit wie möglich vollflächig an die Außenhülle des Kühlguts angedrückt bzw. gepresst werden, sodass eine möglichst effiziente Wärmeübertragung zwischen dem Kühlgut und dem Kühlmittel stattfindet. In summary, with the help of the pneumatic unit, the at least one line part through which coolant flows can be pressed or pressed against the outer shell of the goods to be cooled as far as possible, so that the most efficient heat transfer possible takes place between the goods to be cooled and the coolant.
Gemäß einem weiteren Aspekt weist die als Pneumatik-Einheit realisierte Volumen-Variation-Einheit eine Gasdruckmesseinrichtung zum Messen eines Gasdrucks in dem Volumen-Variation-Element auf. Dies bildet die According to a further aspect, the volume variation unit implemented as a pneumatic unit has a gas pressure measuring device for measuring a gas pressure in the volume variation element. This forms the
Grundlage für eine Vielzahl von voll- oder halbautomatischen Funktionen, auf die nachfolgend eingegangen wird. Basis for a large number of fully or semi-automatic functions, which are discussed below.
Bestandteile einer solchen Druckmesseinrichtung können ein elektronischer Drucksensor und eine die Signale dieses Drucksensors Components of such a pressure measuring device can be an electronic pressure sensor and the signals from this pressure sensor
auswertende Elektronik, insbesondere die Steuerungseinheit der Vorrichtung, sein. evaluating electronics, in particular the control unit of the device.
So kann die Vorrichtung bei Erreichen eines definierten Gasdrucks zum automatischen Beenden des Befüllens des Volumen-Variation-Elements mit Gas ausgebildet sein. Ein solcher definierter Gasdruck kann zum Beispiel jener Gasdruck sein, bei dem das zu temperierende Gut innerhalb des Thus, when a defined gas pressure is reached, the device can be designed to automatically stop filling the volume variation element with gas. Such a defined gas pressure can be, for example, the gas pressure at which the material to be tempered is within the
Aufnahmeelements durch das expandierte Volumen-Variation-Element ausreichend fixiert ist und der zumindest eine Leitungsteil ausreichend Receiving element is sufficiently fixed by the expanded volume variation element and the at least one line part is sufficient
kraftschlüssig auf das zu temperierende Gut gepresst wird. Dieser optimale (statische) Gasdruck lässt sich beispielsweise durch Experimente mit is pressed positively onto the material to be tempered. This optimal (static) gas pressure can be determined, for example, through experiments with
verschiedenen Kühlgütern und Kühlgutgrößen bzw. auch Formen definieren. Dabei ist zu berücksichtigen, dass ein zu hoher Gasdruck den zumindest einen Leitungsteil zu stark an das zu temperierende Gut anpresst und der Leitungsteil dabei so gequetscht werden kann, dass eine Behinderung oder gar eine Define different refrigerated goods and refrigerated goods sizes or shapes. It must be taken into account that too high a gas pressure presses the at least one line part too strongly against the material to be tempered and the line part can be squeezed in such a way that an obstruction or even a
Unterbrechung der Zirkulation des Temperierungsmittels eintreten könnte, was zu einer verminderten oder gar ausbleibenden Kühlwirkung führt. Andererseits könnte ein zu geringer Gasdruck dazu führen, dass der zumindest eine Interruption of the circulation of the temperature control medium could occur, which leads to a reduced or even no cooling effect. On the other hand, if the gas pressure is too low, the at least one
Leitungsteil nicht ausreichend kräftig und dadurch ggf. entlang seiner Line part not sufficiently strong and therefore possibly along its
Erstreckung unvollständig bzw. nur teilweise gegen das zu temperierende Gut gepresst wird, was ebenfalls zu einer stark verminderten Temperierungswirkung führen kann. Der optimale Gasdruck wird also zwischen diesen Extremen zu finden sein. Extension is incompletely or only partially pressed against the material to be tempered, which also leads to a greatly reduced tempering effect can lead. The optimal gas pressure will therefore be found between these extremes.
Die Vorrichtung kann jedoch auch einen oder mehrere Temperierungsmittel-Sensor(en) aufweisen, der/die den Durchfluss und/oder den Druck des Temperierungsmittels im Temperierungsmittel-Leitungssystem, insbesondere im zumindest einen Leitungsteil, also in einem oder mehreren Leitungsteilen, misst/messen. Dies kann zu einer dynamischen, However, the device can also have one or more temperature control medium sensor (s) that measure the flow rate and / or the pressure of the temperature control medium in the temperature control medium line system, in particular in at least one line part, i.e. in one or more line parts. This can lead to a dynamic,
situationsspezifischen und damit vollautomatischen Anpassung des optimalen Gasdrucks ausgenutzt werden. Damit ausgerüstet kann die Vorrichtung zum Anpassen der Befüllung des Volumen-Variation-Elements mit Gas derart ausgebildet sein, dass sich der gemessene Druck und/oder die gemessene Durchflussmenge des Temperierungsmittels im Temperierungsmittel- Leitungssystem, insbesondere im zumindest einen Leitungsteil, in einem zulässigen Bereich befindet. Damit lässt sich über die Rückkopplung der aktuellen Druck- und/oder der aktuellen Durchflussmengenmessung des situation-specific and thus fully automatic adjustment of the optimal gas pressure. Equipped with this, the device for adjusting the filling of the volume variation element with gas can be designed in such a way that the measured pressure and / or the measured flow rate of the temperature control medium in the temperature control medium line system, in particular in at least one line part, is in a permissible range . This allows the current pressure and / or the current flow rate measurement of the
Temperierungsmittels der„optimale" (dynamische) Gasdruck ermitteln bzw. sogar über die Betriebsdauer hinweg regeln, um eine effiziente Temperierung des zu temperierenden Guts sicherzustellen. Determine temperature control means of the "optimal" (dynamic) gas pressure or even regulate it over the operating period in order to ensure efficient temperature control of the goods to be temperature controlled.
Weiterhin kann die Vorrichtung während des Aufblasens des Furthermore, the device during the inflation of the
Volumen-Variation-Elements zum automatischen Erkennen eines Abfalls des Gasdrucks und in Folge zum automatischen Beenden des Befüllens des Volumen- Variation-Elements mit Gas ausgebildet sein. Dies kann insbesondere dann von Bedeutung sein, wenn beim Befüllen des Volumen-Variation-Elements ein schlagartiger oder zumindest ratenweiser Druckabfall gemessen wird. Damit ist zum Beispiel dann zu rechnen, wenn sich eine unverschlossene PET-Flasche oder Aluminiumdose in dem Aufnahmeelement befindet. Beim Befüllen des Volumen- Variation-Elements würde diese Flasche bzw. Dose sukzessive, mitunter auch schlagartig, zusammengedrückt werden. Die Vorrichtung würde in einem solchen Fall eine Art Notabschaltung durchführen und bevorzugt auch den Druck im Volumen-Variation-Element mit Hilfe eines Ventils oder durch aktives Absaugen oder Auspumpen des Gases sofort reduzieren, um einen unerwünschten Austritt von Flüssigkeit aus dem mutmaßlich offenen Behältnis soweit als noch möglich zu verhindern. Volume variation element for automatic detection of a drop in gas pressure and consequently for automatic termination of the filling of the volume variation element with gas. This can be of particular importance if a sudden or at least incremental pressure drop is measured when the volume variation element is being filled. This is to be expected, for example, when an unsealed PET bottle or aluminum can is in the receiving element. When filling the volume variation element, this bottle or can would be successively, sometimes suddenly, compressed. In such a case, the device would perform a kind of emergency shutdown and preferably also reduce the pressure in the volume variation element with the aid of a valve or by actively sucking off or pumping out the gas in order to prevent undesired leakage of liquid from the presumably open container still possible to prevent.
Ist beim Befüllen des Volumen-Variation-Elements der zuvor erwähnte optimale (statische oder dynamische) Gasdruck bereits erreicht worden, kann es von Vorteil sein, wenn die Vorrichtung zum automatischen Erkennen eines (z.B. kurzzeitigen) Anstiegs und/oder von (z.B. kurzzeitigen) Druckschwankungen des Gasdrucks über einen vordefinierten Schwellwert hinaus (oder auch entsprechend einem Muster) und in Folge zum automatischen Has the previously mentioned optimal (static or dynamic) gas pressure already been reached when the volume variation element is filled? it can be advantageous if the device for the automatic detection of a (e.g. short-term) increase and / or (e.g. short-term) pressure fluctuations of the gas pressure beyond a predefined threshold value (or also according to a pattern) and subsequently to the automatic
Ablassen des Gases aus dem Volumen-Variation-Element ausgebildet ist. Ein solcher Anstieg des Gasdrucks oder eine solche Druckschwankung kann zum Beispiel durch die Interaktion eines Benutzers mit dem Kühlgut, wie z.B. einer Flasche, verursacht werden. Der Benutzer kann z.B. den Hals der Flasche greifen und versuchen sie aus der Vorrichtung zu zerren, indem er daran rüttelt oder schüttelt, um sie aus der Umklammerung bzw. Fixierung des Volumen-Variation- Elements herauszuziehen. Solche Bewegungen bewirken einen (kurzzeitigen) Druckanstieg bzw. Druckschwankungen im Gasdruck innerhalb des Volumen- Variation-Elements. Diese Muster im Gasdruck werden von der Vorrichtung automatisch erkannt und in weiterer Folge wird der Gasdruck im Volumen- Variation-Element durch Ablassen des Gases über ein Ventil oder durch Discharge of the gas from the volume variation element is formed. Such an increase in the gas pressure or such a pressure fluctuation can be caused, for example, by the interaction of a user with the goods to be cooled, e.g. a bottle. The user can e.g. grip the neck of the bottle and try to pull it out of the device by shaking or shaking it in order to pull it out of the clasping or fixing of the volume variation element. Such movements cause a (brief) increase in pressure or pressure fluctuations in the gas pressure within the volume variation element. These patterns in the gas pressure are automatically recognized by the device and subsequently the gas pressure in the volume variation element is increased by releasing the gas through a valve or through
Auspumpen oder Absaugen des Gases soweit reduziert, dass der Benutzer das Kühlgut bequem aus dem Aufnahmeelement entnehmen kann. Pumping out or sucking off the gas is reduced to such an extent that the user can easily remove the goods to be cooled from the receiving element.
Die Vorrichtung kann auch eine Masse-Ermittlungseinrichtung zur Ermittlung der Masse des aufgenommenen Kühlguts, ggf. inklusive seines The device can also have a mass determination device for determining the mass of the goods to be cooled, possibly including their
Behältnisses, aufweisen, die bevorzugt unter dem aufgenommenen Kühlgut angeordnet ist. Sie kann am oder im Bereich des unteren Endes des Container, which is preferably arranged under the received refrigerated goods. You can at or in the area of the lower end of the
Aufnahmeelements angeordnet sein und z.B. als ein Sockel ausgebildet sein oder Bestandteil eines solchen Sockels sein oder auch unter dem Sockel lokalisiert sein, auf dem das Kühlgut abgelegt wird, sodass die Gewichtskraft des Kühlguts auf die Masse-Ermittlungseinrichtung einwirkt. Die Masse-Ermittlungseinrichtung kann z.B. als Dehnmessetreifen ausgebildet sein oder als elektronische Waage realisiert sein. Bevorzugt weist die Vorrichtung jedoch eine pneumatische Masse- Ermittlungseinrichtung zum automatischen Ermitteln der Masse des zu Receiving element and e.g. be designed as a base or be part of such a base or be located under the base on which the goods to be cooled are placed so that the weight of the goods to be cooled acts on the mass determination device. The mass determination device can e.g. be designed as a strain gauge or be implemented as an electronic scale. However, the device preferably has a pneumatic mass determination device for automatically determining the mass of the
temperierenden Guts, ggf. inklusive der Masse eines das zu temperierende Gut aufnehmenden Behältnisses, auf. Sie kann mit Hilfe einer gasgefüllten, gasdichten Hubkammer realisiert sein, die analog zu dem Sockel unterhalb des aufgenommenen Kühlguts lokalisiert ist. Sie kann zweigeteilt sein, sodass der obere Teil unter Belastung gegen den unteren Teil (teleskopartig) verschiebbar ist und je nach Belastung (also Masse des Kühlguts) sich ein anderer Hub (Lage gemessen von einer absoluten Referenzmarke) oder eine Hubveränderung (z.B. Lage vor Belastung im Vergleich zu Lage nach Belastung) einstellt. Da im temperature-regulating material, possibly including the mass of a container receiving the material to be temperature-controlled. It can be implemented with the aid of a gas-filled, gas-tight lifting chamber, which is located, analogously to the base, below the goods to be cooled. It can be divided into two parts, so that the upper part can be moved (telescopically) under load against the lower part and, depending on the load (i.e. mass of the refrigerated goods), a different stroke (position measured by an absolute reference mark) or a change in stroke (e.g. Position before loading compared to position after loading). Since in
Inneren der gasdichten Hubkammer das Gasvolumen konstant ist, ist der dort gemessen Gasdruck ein Maß für die Masse des Kühlguts (ggf. samt Behältnis). Bevorzugt ist die Hubkammer innerhalb des Sockels integriert oder bildet diesen im Wesentlichen. Mit Hilfe eines elektronischen Drucksensors lässt sich der Druck innerhalb der Hubkammer messen und an eine elektronische Steuerungseinheit zu Steuerung des Kühlprozess übermitteln. Inside the gas-tight lifting chamber the gas volume is constant, the gas pressure measured there is a measure of the mass of the refrigerated goods (possibly including the container). The lifting chamber is preferably integrated within the base or essentially forms it. With the help of an electronic pressure sensor, the pressure inside the lifting chamber can be measured and transmitted to an electronic control unit to control the cooling process.
Gemäß einem weiteren Aspekt weist die als Pneumatik-Einheit realisierte Volumen-Variation-Einheit eine Gasvolumenmesseinrichtung zum Messen des in das Volumen-Variation-Element eingebrachten Gasvolumens auf. Auch diese Messgröße kann von der Vorrichtung bzw. ihrer Steuerungseinheit zur automatischen Steuerung des Kühlprozesses benutzt werden, wobei mit ihrer Hilfe das Volumen des in dem Aufnahmeelement aufgenommenen Kühlguts bestimmt bzw. abgeschätzt wird und der Kühlvorgang entsprechend gesteuert wird. According to a further aspect, the volume variation unit implemented as a pneumatic unit has a gas volume measuring device for measuring the gas volume introduced into the volume variation element. This measured variable can also be used by the device or its control unit for automatic control of the cooling process, with the aid of which the volume of the items to be cooled is determined or estimated and the cooling process is controlled accordingly.
Bestandteile einer solchen Gasvolumenmesseinrichtung können ein elektronisches Durchflussmessegerät und eine die Signale dieses Components of such a gas volume measuring device can be an electronic flow measuring device and one of the signals from this
Durchflussmessgeräts auswertende Elektronik, insbesondere die Flow measuring device evaluating electronics, in particular the
Steuerungseinheit der Vorrichtung, sein. Control unit of the device.
Bei der Steuerung des Kühlprozesses wird insbesondere die Dauer des Kühlprozesses sowie die Temperatur des Kühlmittels definiert. Zu diesem Zweck ermittelt die Vorrichtung auf automatische Weise jenen Anteil der Wärme bzw. Wärmeenergie des Kühlguts, der dem Kühlgut bis zur Erreichung der gewünschten Zieltemperatur entzogen werden muss. Je nach Ausbildung kann als Anhalts- oder Ausganspunkt dafür die ermittelte Masse des Kühlguts (ggf. samt Behältnis) und/oder das ermittelte Gasvolumen bzw. die Gasmenge innerhalb des Volumen-Variation-Elements, von der auf das Volumen des When controlling the cooling process, the duration of the cooling process and the temperature of the coolant are defined in particular. For this purpose, the device automatically determines that portion of the heat or thermal energy of the goods to be cooled that must be withdrawn from the goods to be cooled until the desired target temperature is reached. Depending on the design, the determined mass of the refrigerated goods (possibly including the container) and / or the determined gas volume or the gas amount within the volume variation element, from which to the volume of the
Kühlguts (ggf. samt Behältnis) zurückgeschlossen wird, herangezogen werden. Chilled goods (possibly including the container) are closed off.
Optional kann auch eine Dosierpumpe zum Einsatz kommen, die in einer definierten Zeiteinheit eine bestimmte Menge an Gas bzw. Luft (be)fördert, wobei diese Dosierpumpe mit Hilfe einer Elektronik, insbesondere der Optionally, a metering pump can also be used which conveys a certain amount of gas or air in a defined time unit, this metering pump with the aid of electronics, in particular the
Steuerungseinheit der Vorrichtung, entsprechend dem zu erzielenden Ergebnis angesteuert wird. Die Steuerungseinheit berechnet dann auf Grundlage der Betriebszyklen (Absaugen/Einblasen) der Dosierpumpe das jeweilige Control unit of the device is controlled according to the result to be achieved. The control unit then calculates the respective one based on the operating cycles (suction / injection) of the dosing pump
Gasvolumen. Gegebenenfalls kann auch eine Kombination aus Gas volume. If necessary, a combination of
Durchflussmessgerät und Dosierpumpe vorliegen. Flow meter and dosing pump are available.
Besonders bevorzugt weist die Vorrichtung, bei der im vorliegenden Fall die Volumen-Variation-Einheit als Pneumatik-Einheit realisiert ist, jedoch eine - bereits erwähnte - elektronische Steuerungseinheit auf, die dazu ausgebildet ist, die mittels einer Masse-Ermittlungseinrichtung ermittelte Masse des zu temperierenden Guts mit Hilfe des gemessenen Gasvolumens (in dem Volumen-Variation-Element) zu verifizieren oder andernfalls, wenn das Particularly preferably, the device, in which the volume variation unit is implemented as a pneumatic unit in the present case, has an electronic control unit - already mentioned - which is designed to measure the mass of the temperature-controlled unit determined by means of a mass-determining device Verify Guts with the help of the measured gas volume (in the volume variation element) or otherwise, if the
gemessene Gasvolumen dies anzeigt, die ermittelte Masse des zu measured gas volume this indicates the determined mass of the to
temperierenden Guts um die Masse eines das zu temperierende Gut tempering good around the mass of the good to be tempered
aufnehmenden Behältnisses zu korrigieren. to correct the receiving container.
Die Vorrichtung kann daher auf automatische Weise unterscheiden, ob ein Kühlgut mit einem hochgewichtigen Behältnis oder mit einem The device can therefore automatically distinguish whether a refrigerated item with a heavy container or with a
niedergewichtigen Behältnis vorliegt. So kann die Vorrichtung nun z.B. bei Getränken automatisch unterscheiden, ob eine Aluminiumdose mit einem im Verhältnis dazu relativ hohen Flüssigkeit-Gewichtsanteil vorliegt oder ob es sich beispielweise um eine Sektflasche handelt, bei der die Glasflasche einen sehr hohen Gewichtsanteil im Verhältnis zu dem tatsächlich zu temperierenden Flüssigkeitsinhalt aufweist. low-weight container is present. So the device can now e.g. automatically distinguish for drinks whether there is an aluminum can with a relatively high proportion of liquid by weight or whether it is, for example, a champagne bottle in which the glass bottle has a very high proportion by weight in relation to the actual temperature-controlled liquid content.
Wie erwähnt ist ein wesentlicher Ausgangspunkt für die automatische Berechnung der dem Kühlgut zu entziehende Wärmeenergie, neben dessen Temperatur zu Beginn des Kühlprozesses, die Masse des Kühlguts, die bevorzugt mit der pneumatischen Masse-Ermittlungseinrichtung als Brutto- Masse (Kühlgut plus Behältnis) ermittelt wird. As mentioned, an essential starting point for the automatic calculation of the heat energy to be withdrawn from the refrigerated goods, in addition to its temperature at the beginning of the cooling process, is the mass of the refrigerated goods, which is preferably determined as the gross mass (refrigerated goods plus container) using the pneumatic mass determination device.
Bei PET- und Aluminiumbehältnissen verdrängt der Behältnisinhalt ca. 100% jenes Volumens, welches dessen ermittelter Masse entspricht, so entspricht ein Kilogramm Masse in etwa einem Liter Flüssigkeitsinhalt, der wiederum ein Volumen von etwa 1.000 cm3 verdrängt. Das ermittelte In the case of PET and aluminum containers, the container content displaces approx. 100% of the volume that corresponds to its determined mass, so one kilogram of mass corresponds to around one liter of liquid content, which in turn displaces a volume of around 1,000 cm 3 . That determined
Gasvolumen in dem Volumen-Variation-Element dient insofern der Verifizierung der vorgenannten Relation (1 Kilogramm Masse entspricht in etwa 1.000 cm3 Volumen). In diesem Beispielfall geht die Steuereinheit davon aus, dass sie etwa einen Liter Flüssigkeit zu kühlen hat. Gas volume in the volume variation element is used to verify the aforementioned relationship (1 kilogram of mass corresponds to approximately 1,000 cm 3 of volume). In this example, the control unit assumes that it has about one liter of liquid to cool.
Anders ist die Situation jedoch beispielsweise bei einer Sektflasche, die eine Flüssigkeitsmenge von beispielsweise 750 ml (= 750 cm3 Volumen) in einem im Verhältnis dazu relativ schweren Glas-Behältnis, das selbst eine Masse von beispielsweise 900 Gramm hat, enthält. Hier wird mit Hilfe des (in dem Volumen-Variation-Element) ermittelten Gasvolumens festgestellt, dass das Volumen des Kühlguts viel zu klein ist, als dass sein Gesamtgewicht von 1650 Gramm der Flüssigkeitsmenge von 750 ml entsprechen könnte. Folglich wird die Masse des Kühlguts abzüglich jenem Massenanteil ermittelt, der dem Behältnis entspricht. Es wird also, zumindest näherungsweise, die Netto-Masse des Behältnisinhalts bestimmt, im Beispielfall 750 Gramm, von der ausgehend der optimale Kühlprozess für das Kühlgut definiert wird, wobei hier zusätzlich auch die Erkenntnis berücksichtigt wird, dass es sich mit großer Wahrscheinlichkeit um eine verhältnismäßig schwere bzw. dickwandige Glasflasche als Behältnis handelt. Es wird also die durch die direkte Massen-Ermittlung ermittelte Masse des Kühlguts mit Hilfe der Gasvolumenmessung der in das Volumen-Variation- Element eingeblasenen Gasmenge um die Masse eines das Kühlgut The situation is different, however, for a champagne bottle, for example, which contains a quantity of liquid of, for example, 750 ml (= 750 cm 3 volume) in a relatively heavy glass container which itself has a mass of, for example, 900 grams. With the help of the gas volume determined (in the volume variation element), it is determined that the volume of the goods to be cooled is far too small for their total weight of 1650 grams to correspond to the liquid volume of 750 ml. As a result, the mass of the goods to be chilled is determined minus that mass fraction that corresponds to the container. The net mass of the container contents is thus determined, at least approximately, in the example 750 grams, on the basis of which the optimal cooling process for the goods to be cooled is defined, whereby the knowledge that it is very likely to be a relatively heavy or thick-walled glass bottle acts as a container. Thus, the mass of the goods to be cooled determined by the direct mass determination with the aid of the gas volume measurement of the amount of gas blown into the volume variation element is around the mass of the goods to be cooled
aufnehmenden Behältnisses korrigiert bzw. der Realität angepasst. receiving container corrected or adapted to reality.
In diesem Zusammenhang kann von einer antizipativen Steuerung des Kühlprozesses gesprochen werden, wobei darunter zu verstehen ist, dass die Vorrichtung auf Grundlage der durch die Gasvolumenmesseinrichtung erhaltenen Parametrisierung des Kühlguts, d.h. der Netto-Masse des Kühlguts ohne den Massenanteil des Behältnisses sowie des hierdurch indirekt bestimmten Material des Behältnisses, und unter Kenntnis der Ausgangstemperatur des Kühlguts und der Zieltemperatur des Kühlguts die Kühlprozessparameter, nämlich z.B. In this context, one can speak of an anticipatory control of the cooling process, whereby this is to be understood that the device is based on the parameterization of the goods to be cooled obtained by the gas volume measuring device, i.e. the net mass of the goods to be cooled without the mass fraction of the container as well as the material of the container indirectly determined thereby, and with knowledge of the initial temperature of the goods to be cooled and the target temperature of the goods to be cooled, the cooling process parameters, namely e.g.
Kühlmitteltemperatur und Kühlprozessdauer, definiert und dann den Kühlprozess mit diesen Einstellungen ablaufen lässt, insbesondere ohne weitere Kühlgut- Temperaturerfassung. Nach Ablauf der automatisch kalkulierten Coolant temperature and cooling process duration, defined and then let the cooling process run with these settings, in particular without further refrigerated goods temperature recording. After the automatically calculated
Kühlprozessdauer beendet die Vorrichtung den Kühlprozess automatisch. Cooling process duration, the device ends the cooling process automatically.
Nachfolgend wird auf die Positionierung, insbesondere Höhenverstellung, des Kühlguts eingegangen. The positioning, in particular height adjustment, of the refrigerated items is discussed below.
Bei einem Kühlgut mit einer verhältnismäßig geringen Höhe, wie beispielsweise ca. 11 cm bei einer 0,2 Liter fassenden Aluminiumdose, kann die Problematik auftreten, dass der Benutzer das Kühlgut eventuell nur mit Mühe aus einem z.B. vertikal orientierten zylinderförmigen Aufnahmeelement entnehmen kann, da der obere Rand der Dose nicht bündig mit dem oberen Rand des Aufnahmeelements abschließt, sondern sich entsprechend tiefer in der Aussparung befindet. Zur Vermeidung dieser Problematik kann die Vorrichtung bevorzugt über besagten Sockel verfügen, auf dem das Kühlgut aufsitzt, wobei der Sockel höhenvariabel ausgebildet ist. Zu diesem Zweck kann der Sockel beispielsweise mit einer (Metall-)Druckfeder ausgerüstet sein. In the case of refrigerated goods with a relatively low height, such as approx. 11 cm for a 0.2 liter aluminum can, the problem may arise that the user may only be able to remove the refrigerated goods with difficulty from a, for example, vertically oriented cylindrical receiving element, since the The upper edge of the can is not flush with the upper edge of the receiving element, but is located correspondingly deeper in the recess. To avoid this problem, the device can preferably have said base on which the goods to be cooled are seated, the base being designed to be variable in height. For this purpose, the base can be equipped with a (metal) compression spring, for example.
Dosen- oder flaschenartige Kühlgüter mit einer verhältnismäßig geringen Höhe, d.h. insbesondere kleiner als 17 cm, weisen häufig auch eine Masse kleiner 500 Gramm auf, sodass die Höhenvariabilität des Sockels (z.B. durch geeignete Dimensionierung der Feder) bevorzugt in Abhängigkeit zu der Masse des Kühlguts steht. Beispielsweise wird die Feder des Sockels nicht bzw. nicht vollständig hinuntergedrückt, sofern die Masse des Kühlguts beispielsweise 350 Gramm oder weniger beträgt, wie es beispielsweise bei einer 0,2 Liter - Aluminiumdose der Fall ist. Can or bottle-like refrigerated goods with a relatively low height, i.e. especially smaller than 17 cm, often also have a mass of less than 500 grams, so that the height variability of the base (e.g. through suitable dimensioning of the spring) is preferably dependent on the mass of the goods to be cooled. For example, the spring of the base is not or not fully pressed down if the mass of the goods to be cooled is, for example, 350 grams or less, as is the case, for example, with a 0.2 liter aluminum can.
Der Sockel kann zwischen dem höchsten und dem niedrigsten Niveau beispielsweise einen Hub von 3 bis 4 cm aufweisen, sodass der obere Rand eines Behältnisses mit einer verhältnismäßig geringen Höhe, wie z.B. 11 cm, aufgrund des Sockels annähernd die Höhe des oberen Rands des The base can, for example, have a stroke of 3 to 4 cm between the highest and the lowest level, so that the upper edge of a container with a relatively low height, e.g. 11 cm, due to the base approximately the height of the upper edge of the
Aufnahmeelements erreicht und so von dem Benutzer ohne Mühe aus der Vorrichtung entnommen werden kann. Reached receiving element and so can be easily removed from the device by the user.
Der Sockel weist an seiner Oberseite einen Sockelkopf auf, der das Behältnis trägt, wobei der Sockelkopf bevorzugt eine zumindest gewölbte, beispielweise kugelkopfartige, besonders bevorzugt jedoch eine kegelspitzartige, Form aufweist. The base has a base head on its upper side, which carries the container, the base head preferably having an at least arched, for example spherical head-like, but particularly preferably a conical-point-like shape.
Da sehr viele dosen- oder flaschenartige Kühlgut-Behältnisse über einen mehr oder weniger gewölbten Behältnisboden verfügen, wird aufgrund der besonders bevorzugten kegelspitzartigen Sockel kopfform der nach oben gewölbte Behältnisboden bzw. das Kühlgut selbst weitgehend zentriert im Since very many can or bottle-like refrigerated goods containers have a more or less curved container base, the upwardly curved container bottom or the refrigerated goods themselves are largely centered in the head shape due to the particularly preferred cone-shaped base
Inneren des Aufnahmeelements positioniert. Dies verhindert beispielsweise ein etwaiges Verkanten des Kühlguts beim Expandieren des Volumen-Variation- Elements. Positioned inside the receiving element. This prevents, for example, any tilting of the items to be cooled when the volume variation element is expanded.
Bevorzugt können sich in dem Sockelkopf verschiedene Messeinrichtungen befinden. Dies kann zum einen eine Various measuring devices can preferably be located in the base head. On the one hand, this can be
Temperaturmesseinrichtung sein, welche die Temperatur des Kühlgutbodens ermitteln und an die Steuerungseinheit der Vorrichtung übertragen kann. Be temperature measuring device, which can determine the temperature of the bottom of the refrigerated goods and transmit it to the control unit of the device.
Bei einer solchen Temperaturmesseinrichtung kann es sich beispielsweise um einen elektrischen Temperatursensor handeln, der mit dem Kühlgutboden in einem unmittelbaren Kontakt steht, wobei der Such a temperature measuring device can be, for example, an electrical temperature sensor that is connected to the Kühlgutboden is in direct contact, the
Temperatursensor mit bekannten NTC- oder PTC-Elementen realisiert sein kann, mit deren Hilfe die Temperaturermittlung mittels Veränderung des elektrischen Widerstands erfolgt. Temperature sensor can be implemented with known NTC or PTC elements, with the help of which the temperature is determined by changing the electrical resistance.
Denkbar sind auch berührungslose Temperatursensoren, wie zum Beispiel ein Strahlungsthermometer, welches die Temperaturermittlung auf der Basis von Infrarotstrahlen durchführt, wobei im Fall von Behältnissen mit blanken Metallflächen, wie beispielsweise blankes Aluminium von Getränkedosen, die Temperatur nicht oder nur ungenau messbar ist. Daher ist auch denkbar, dass die Temperaturermittlung aus einer Kombination von kontaktlos und nicht kontaktlos arbeitenden Temperatursensoren erfolgen kann und darüber hinaus auch weitere Methoden zur Temperaturermittlung infrage kommen können, die allerdings hier nicht weiter erörtert werden. Contactless temperature sensors, such as a radiation thermometer, which determines the temperature on the basis of infrared rays, are also conceivable, whereby in the case of containers with bare metal surfaces, such as bare aluminum from beverage cans, the temperature cannot be measured or only imprecisely. It is therefore also conceivable that the temperature can be determined from a combination of contactless and non-contactless temperature sensors and, moreover, that other methods for determining the temperature can also be considered, which, however, will not be discussed further here.
Optional kann sich in dem Sockelkopf oder an einer anderen geeigneten Stelle des Aufnahmeelements eine Materialbestimmungseinrichtung befinden, also insbesondere ein Sensor oder mehrere Sensoren für die Ermittlung der Materialbeschaffenheit des auf dem Sockel aufsitzenden Behältnisses oder Kühlguts. Optionally, a material determination device can be located in the base head or at another suitable location on the receiving element, that is to say in particular a sensor or several sensors for determining the material properties of the container or items to be cooled on the base.
Hierbei kann es sich beispielsweise um einen Induktivsensor handeln, der Materialien aus Metall bestimmen kann, wie beispielsweise This can be, for example, an inductive sensor that can determine materials made of metal, such as, for example
Aluminium, welches sehr häufig bei Getränkedosen anzutreffen ist. Aluminum, which is very often found in beverage cans.
Des Weiteren könnte ein Kapazitivsensor zur Anwendung kommen, der insbesondere nichtmetallische Materialen erkennen bzw. unterscheiden kann. So wie beispielsweise bestimmte Kunststoffe, hier insbesondere das Furthermore, a capacitive sensor could be used, which in particular can recognize or differentiate between non-metallic materials. For example certain plastics, here in particular that
Polyethylenterephthalat gleichnamiger PET-Flaschen oder das Glas von Polyethylene terephthalate of the same name PET bottles or the glass from
Glasflaschen. Glass bottles.
Gemäß einem weiteren Aspekt kann die Vorrichtung auch eine pneumatische Positionier-Einrichtung zum Positionieren des zu temperierenden Guts, ggf. auch eines das zu temperierende Gut aufnehmenden Behältnisses, innerhalb des Aufnahmeelements, insbesondere entlang der Längserstreckung des Aufnahmeelements, aufweisen. Diese pneumatische Positionier-Einrichtung kann mit Hilfe der besagten Hubkammer realisiert sein, die im vorliegenden Fall gas- bzw. luftbefüllbar ausgebildet ist sowie bevorzugt ein Bestandteil der Pneumatik-Einheit sein kann bzw. deren Komponenten nützt, sodass durch Zu- bzw. Abfuhr von Gas eine Hubbewegung des Sockels bzw. des Sockelkopfes in Abhängigkeit des Gas- bzw. Luftvolumens oder -Drucks in der Hubkammer, also letztendlich die Höhen-Position des Kühlguts, einstellbar ist. According to a further aspect, the device can also have a pneumatic positioning device for positioning the material to be tempered, possibly also a container receiving the material to be tempered, within the receiving element, in particular along the longitudinal extent of the receiving element. This pneumatic positioning device can be implemented with the aid of the said lifting chamber, which in the present case is designed to be gas or air-filled and can preferably be a part of the pneumatic unit or use its components so that gas is supplied or discharged a lifting movement of the base or the base head in Depending on the gas or air volume or pressure in the lifting chamber, i.e. ultimately the height position of the goods to be cooled, is adjustable.
Das Zu- bzw. Abführen von allgemein Gas, bevorzugt Luft, in bzw. aus der Hubkammer wird bevorzugt über zumindest eine Gasleitung realisiert, die mit einem vorzugsweise bidirektional arbeitendem Gas- bzw. Luftverdichter bzw. einer Gas-Pumpe verbunden ist. Dies lässt sich jedoch auch mit Hilfe von Ventilen steuern. The supply and discharge of generally gas, preferably air, into or from the lifting chamber is preferably implemented via at least one gas line which is connected to a preferably bidirectional gas or air compressor or a gas pump. However, this can also be controlled with the help of valves.
Die Hubkammer innerhalb des Sockels ist - abgesehen von der Verbindung mit besagter Gasleitung - gasdicht ausgeführt, sodass The lifting chamber within the base is - apart from the connection with said gas line - made gas-tight, so that
einströmendes Gas zu einer Expansion der Hubkammer führt bzw. inflowing gas leads to an expansion of the lifting chamber or
ausströmendes Gas zu deren Kontraktion. outflowing gas to their contraction.
Besagte Hubkammer kann - wie erwähnt - beispielsweise derart gebildet sein, dass der Sockel aus zwei zylinderartigen Hülsen mit Said lifting chamber can - as mentioned - be formed, for example, in such a way that the base consists of two cylinder-like sleeves
unterschiedlichem Durchmesser besteht, wobei sich der Innenzylinder different diameters, with the inner cylinder
längsverlaufend in dem Außenzylinder bewegen kann, also teleskopartig, und gleichzeitig eine luftdichte Kammer entsteht bzw. vorliegt. Can move longitudinally in the outer cylinder, so telescopically, and at the same time an airtight chamber is created or is present.
Eine alternative Konstruktion des Sockels kann der Gestalt sein, dass der Sockelkopf mit einem Kolben verbunden ist, wobei der Kolben bei Expansion bzw. Kontraktion der Hubkammer eine Hubbewegung innerhalb des Sockelzylinders ausführt. Auch kann die Hubkammer oder Teile von ihr analog zum Volumen-Variations-Element, also z.B. durch einen Ballon oder Balg, realisiert sein. An alternative construction of the base can be such that the base head is connected to a piston, the piston executing a lifting movement within the base cylinder upon expansion or contraction of the lifting chamber. The lifting chamber or parts of it can also be analogous to the volume variation element, e.g. by a balloon or bellows.
In der Hubkammer oder in der mit der Hubkammer in Verbindung stehenden Gasleitung befindet sich bevorzugt eine Gasdruckmesseinrichtung. Bei Erreichen eines bestimmten Gasdrucks in der Hubkammer wird das Einleiten von Gas mittels besagter Gas-Pumpe beendet und die Hubkammer kann A gas pressure measuring device is preferably located in the lifting chamber or in the gas line connected to the lifting chamber. When a certain gas pressure is reached in the lifting chamber, the introduction of gas by means of said gas pump is ended and the lifting chamber can
anschließend durch das Verschließen eines bevorzugt in besagter Gasleitung befindlichen Gasventils vollständig gasdicht abgeschlossen werden. then be closed completely gas-tight by closing a gas valve preferably located in said gas line.
Der Sockel kann insbesondere zwei Hubzustände einnehmen, d.h. bei einem ersten Gasdruck in der Hubkammer einen maximalen Hub und bei einem zweiten Gasdruck in der Hubkammern einen minimalen Hub aufweisen. In particular, the base can assume two lifting states, i.e. have a maximum lift at a first gas pressure in the lift chamber and a minimum lift at a second gas pressure in the lift chamber.
Des Weiteren ist der Hub des Sockels bzw. des Sockelkopfes mittels Druckveränderung bzw. Druckeinstellung in der Hubkammer per Luftverdichter (Gas-Pumpe) beliebig steuerbar, selbst wenn ein Kühlgut mit einer Furthermore, the stroke of the base or the base head can be controlled as required by changing the pressure or setting the pressure in the lifting chamber by means of an air compressor (gas pump), even if a product to be cooled has a
verhältnismäßig hohen Masse auf dem Sockel aufsitzt und die Hubkammer zumindest teilweise komprimiert werden würde. Durch eine ausreichende relatively high mass sits on the base and the lifting chamber would be at least partially compressed. With a sufficient
Erhöhung des Gasdrucks in der Hubkammer (mittels des besagten Increase of the gas pressure in the lifting chamber (by means of said
Luftverdichters) kann die Hubkammer derart expandiert werden, dass der maximal mögliche Hub des Sockels erreicht wird. Diese Funktion kommt beispielsweise in Betracht, falls das in dem Aufnahmeelement befindliche Kühlgut nach dem Abschluss des Kühlprozesses möglichst weit nach oben aus dem Air compressor) the lifting chamber can be expanded such that the maximum possible stroke of the base is reached. This function comes into consideration, for example, if the goods to be cooled located in the receiving element are as far up as possible after the completion of the cooling process
Aufnahmeelement herausragen soll oder an dessen oberen Rand herangefahren werden soll, damit es von dem Benutzer leicht entnommen werden kann. Receiving element should protrude or should be moved to the upper edge so that it can be easily removed by the user.
Der minimal mögliche Hub des Sockels kann erforderlich sein, damit ein Kühlgut mit einer hohen Masse, was in der Regel mit einer hohen Behältnis- bzw. Kühlguthöhe einhergeht, möglichst tief versenkt in dem Aufnahmeelement aufgenommen werden kann, sodass die Außenhülle des Kühlguts soweit wie möglich vollständig mit dem zumindest einen kühlenden Leitungsteil in Kontakt gebracht bzw. beaufschlagt werden kann und nicht etwa teilweise aus dem Aufnahmeelement herausragt. The minimum possible stroke of the base may be necessary so that a chilled item with a high mass, which is usually associated with a high container or chilled item height, can be sunk as deeply as possible in the receiving element, so that the outer shell of the chilled item as far as possible can be completely brought into contact or acted upon with the at least one cooling line part and does not protrude partially from the receiving element.
Ein minimaler Sockelhub kann auch hilfreich bzw. notwendig sein, falls zwei Aufnahmeelemente durch Aufeinanderstapeln zu einem kombinierten Aufnahmeelement zusammengefügt werden. Sofern die zwei separaten A minimal base stroke can also be helpful or necessary if two receiving elements are assembled to form a combined receiving element by stacking one on top of the other. Unless the two separate
Aufnahmeelemente beispielsweise über ein Scharnier bzw. Gelenk verbunden sind, könnte ein Sockel mit maximalem Hub der Klappbewegung des einen Aufnahmeelements im Wege stehen. Er wird also so weit wie möglich versenkt, bis dass er das Verschwenken nicht mehr behindert. Receiving elements are connected, for example, via a hinge or joint, a base with a maximum stroke could stand in the way of the folding movement of the one receiving element. So it is sunk as far as possible until it no longer hampers pivoting.
Während des Kühlprozesses kann durch geringfügige bzw. During the cooling process, minor resp.
periodisch wechselnde Veränderungen des Drucks in der Hubkammer eine leichte Schüttei- bzw. Rüttelbewegung in einem flüssigen Kühlgut initiiert werden, was ein Vereisen der Innenseite des Behältnisses verhindert und somit einen optimierten Wärmetransfer von dem Kühlgut in das Kühlmittel begünstigt. Eine solche Schüttei- bzw. Rüttelbewegung ist insbesondere auch bei einem periodically changing changes in the pressure in the lifting chamber initiate a slight shaking or shaking movement in a liquid refrigerated item, which prevents the inside of the container from icing up and thus promotes an optimized heat transfer from the refrigerated item to the coolant. Such a shaking or shaking movement is particularly also in one
aufgeblasenen Balg oder Ballon möglich, weil diese üblicherweise flexible Wände aufweisen, die selbst bei vollständig umfangsseitig unverrückbar fixiertem inflated bellows or balloon possible because they usually have flexible walls that are immovably fixed even when completely circumferentially
Kühlgut eine (wenn auch kleine) Bewegung in Richtung der Längserstreckung des Aufnahmeelements zulassen. Zudem erzeugen die Wände des Balgs wie auch des Ballons eine Rückstellkraft, die zusammen mit der Schwerkraft zu einer selbständigen Re-Positionierung des Kühlguts entlang der Richtung der Allow goods to be cooled (albeit a small one) in the direction of the longitudinal extension of the receiving element. In addition, the walls of the bellows as well as the balloon generate a restoring force which, together with the force of gravity, leads to an independent repositioning of the items to be cooled along the direction of the
Längserstreckung des Aufnahmeelements führt. Sowohl die pneumatische Masse-Ermittlungseinrichtung wie auch die pneumatische Positionier-Einrichtung sind vorteilhaft unterhalb des in dem Aufnahmeelement aufgenommenen Kühlgut positioniert. Die beiden Leads longitudinal extension of the receiving element. Both the pneumatic mass determination device and the pneumatic positioning device are advantageously positioned below the items to be cooled that are held in the receiving element. The two
Einrichtungen können separat voneinander ausgebildet sein, bevorzugt sind sie jedoch - wie erwähnt - mithilfe identischer Mittel realisiert, also beispielsweise mithilfe eines Sockels mit einer Hubkammer realisiert. Devices can be designed separately from one another, but they are preferably - as mentioned - implemented using identical means, that is to say implemented using a base with a lifting chamber, for example.
Zum Herunterkühlen bzw. Kalthalten des Kühlmittels kann eine interne oder externe Kältequelle zum Einsatz kommen, worauf nachfolgend eingegangen ist. Bei der Kältequelle kommt es im Hinblick auf einen möglichst schnellen Kühlprozess insbesondere darauf an, dass innerhalb einer möglichst kurzen Vorlaufzeit ein möglichst niedriges Temperaturniveau bereitgestellt wird, welches bevorzugt in einem Bereich zwischen ca. -20°C und ca. -40°C liegt. An internal or external cold source can be used to cool down or keep the coolant cold, which is discussed below. In the case of the cold source, with regard to the fastest possible cooling process, it is particularly important that the lowest possible temperature level is provided within the shortest possible lead time, which is preferably in a range between about -20 ° C and about -40 ° C.
Als besonders effizient haben sich hierbei Kompressionskälte maschinen erwiesen, die den physikalischen Effekt der Verdampfungswärme beim Wechsel des Aggregatzustandes des Kältemittels von flüssig in gasförmig nutzen. Compression refrigeration machines that use the physical effect of evaporation heat when the state of aggregation of the refrigerant changes from liquid to gaseous have proven to be particularly efficient.
Die von der Steuerungseinheit der Vorrichtung vorgegebene The one specified by the control unit of the device
Temperatur der Kältequelle wird durch den Verdampfer einer solchen The temperature of the cold source is determined by the evaporator
Kompressionskältemaschine bereitgestellt und über besagten Wärmetauscher das Kühlmittel auf diese Temperatur gebracht. Wie erwähnt kann die Kältequelle in die Vorrichtung (fix) integriert oder mit ihr koppelbar sein. Compression refrigeration machine provided and brought the coolant to this temperature via said heat exchanger. As mentioned, the cold source can be integrated (fixed) into the device or can be coupled to it.
Als externe Kältequelle, die über den Wärmetauscher ankoppelbar ist, kann beispielsweise der Verdampfer einer Kompressionskältemaschine eines ortsfest lokalisierten Kältegerätes, beispielsweise eines As an external cold source, which can be coupled via the heat exchanger, for example the evaporator of a compression refrigeration machine of a stationary localized refrigeration device, for example a
Nahrungsmittelkühlschrankes bzw. einer kombinierten Kühl- und Gefriereinheit, genutzt werden. Food refrigerator or a combined cooling and freezing unit.
Denkbar ist, dass zumindest ein bzw. ggf. mehrere koppelbare Verdampfer in dem externen Kältegerät vorhanden sind, sodass entsprechend mehrere Schnellkühl-Vorrichtungen mit dem Kältegerät über ihren ersten Teil des Wärmetauschers koppelbar sind. It is conceivable that at least one or, if applicable, several evaporators that can be coupled are present in the external refrigeration device, so that correspondingly several rapid cooling devices can be coupled to the refrigeration device via their first part of the heat exchanger.
Bevorzugt sind der oder die mit der Vorrichtung koppelbaren The one or those that can be coupled to the device are preferred
Verdampfer des Kältegerätes nicht permanent eingeschaltet, sondern werden über die Steuerungseinheit der Vorrichtung gesteuert. Hierzu wird bevorzugt über ein elektronisches Kopplungselement zwischen der Vorrichtung und dem Kältegerät eine elektrische Verbindung hergestellt, wobei entsprechende Steuersignale von der Steuerungseinheit der Vorrichtung an eine The refrigeration device's evaporator is not switched on permanently, but is controlled via the device's control unit. For this purpose, an electrical connection is preferably established between the device and the refrigeration device via an electronic coupling element, with corresponding Control signals from the control unit of the device to a
Steuerungsstufe des externen Kältegerätes übermittelt werden, um den entsprechend koppelbaren Verdampfer des externen Kältegerätes ein- bzw. Control stage of the external refrigeration device to switch on or off the correspondingly connectable evaporator of the external refrigeration device.
auszuschalten und/oder die für den Kühlprozess benötigte Temperatur des koppelbaren Verdampfers des externen Kältegerätes zu regulieren. turn off and / or regulate the temperature of the connectable evaporator of the external refrigeration device required for the cooling process.
Alternativ kann das Ein- bzw. Ausschalten eines koppelbaren Alternatively, you can switch a couplable on or off
Verdampfers des externen Kältegerätes auch mit rein mechanischen Mitteln realisiert werden, beispielsweise dadurch, dass beim Koppeln der Vorrichtung ein Kältemittelventil geöffnet wird, welches das Durchströmen des koppelbaren Verdampfers mit dem Kältemittel der Kompressionskältemaschine des externen Kältegerätes bewirkt. Evaporator of the external refrigeration device can also be implemented with purely mechanical means, for example by opening a refrigerant valve when the device is coupled, which causes the refrigerant of the compression refrigeration machine of the external refrigeration device to flow through the connectable evaporator.
Ebenso kann als externe Kältequelle die Kompressionskältemaschine (bzw. der Verdampfer hiervon) eines Kraftfahrzeuges oder Verkehrsmittels, bevorzugt ein Kraftfahrzeug oder Verkehrsmittel zur Personenbeförderung, infrage kommen. Ebenso sei erwähnt, dass (Kraft-)Fahrzeuge zur (mobilen) Freizeitgestaltung, wie beispielsweise Wohnmobile, Wohnwagen, usw., häufig über einen Absorptionskühlschrank verfügen, der nach dem Prinzip einer The compression refrigeration machine (or the evaporator thereof) of a motor vehicle or means of transport, preferably a motor vehicle or means of transport for passenger transport, can also be used as the external cold source. It should also be mentioned that (motor) vehicles for (mobile) leisure activities, such as mobile homes, caravans, etc., often have an absorption refrigerator, which is based on the principle of a
Absorptionskältemaschine, oftmals realisiert als Ammoniak-Wasser- Absorptionskälteanlage, arbeitet und ebenfalls als Kältequelle der Vorrichtung dienen kann. Absorption chiller, often implemented as an ammonia-water absorption chiller, works and can also serve as a source of cold for the device.
Des Weiteren kann als Kältequelle optional auch ein In addition, a
thermoelektrisches Verfahren, bevorzugt realisiert mittels Peltier-Elemente, zum Einsatz kommen. Hierbei kann besagter zweiter Teil des Wärmetauschers derart ausgebildet sein, dass anstelle des Verdampfers einer thermoelectric process, preferably implemented using Peltier elements, are used. Said second part of the heat exchanger can be designed in such a way that instead of the evaporator one
Kompressionskältemaschine bzw. einer Absorptionskältemaschine ein Peltier- Element, bevorzugt jedoch eine Mehrzahl von Peltier-Elementen, mit dem ersten Teil des Wärmetauschers gekoppelt werden kann. Compression refrigeration machine or an absorption refrigeration machine, a Peltier element, but preferably a plurality of Peltier elements, to which the first part of the heat exchanger can be coupled.
Beispielsweise können die jeweiligen Wärmeseiten der Peltier- Elemente„Rücken an Rücken" angeordnet sein, sodass die jeweiligen Kälteseiten der Peltier-Elemente nach oben bzw. unten zeigen und somit der erste Teil des Wärmetauschers der Vorrichtung, welches die Peltier-Elemente vorzugsweise kraftschlüssig umgibt, entsprechend gekühlt wird. For example, the respective hot sides of the Peltier elements can be arranged "back to back" so that the respective cold sides of the Peltier elements point upwards or downwards and thus the first part of the heat exchanger of the device, which preferably surrounds the Peltier elements in a force-fit manner, is cooled accordingly.
Die Wärmeabführung von der Wärmeseite der Peltier-Elemente kann optional dadurch verbessert werden, dass bei der Anordnung„Rücken an The heat dissipation from the heat side of the Peltier elements can optionally be improved by the fact that in the "back on."
Rücken" der Peltier-Elemente zwischen der Wärmeseite der Peltier-Elemente ein Wärmerohr positioniert ist, wobei der nicht von den Peltier-Elementen bedeckte Teil des Wärmerohrs bevorzugt aktiv gekühlt wird, wie beispielsweise mittels einer (Ventilations-)Luftkühlung und/oder mittels der Beaufschlagung von "Back" of the Peltier elements between the warm side of the Peltier elements Heat pipe is positioned, wherein the part of the heat pipe not covered by the Peltier elements is preferably actively cooled, for example by means of (ventilation) air cooling and / or by means of the application of
Thermokühlelementen. Thermal cooling elements.
Die Ausbildung des mit Hilfe der Peltier-Elemente realisierten zweiten Teils des Wärmetauschers kann jedoch auch so sein, dass die Anordnung der Peltier-Elemente den ersten Teil des Wärmetauschers, bevorzugt The design of the second part of the heat exchanger implemented with the aid of the Peltier elements can, however, also be such that the arrangement of the Peltier elements prefers the first part of the heat exchanger
kraftschlüssig, umgibt. frictionally, surrounds.
Die optionale Verwendung von Peltier-Elementen unterstützt die Verwendung der Vorrichtung als portable Einheit, da Peltier-Elemente einerseits eine verhältnismäßig geringe Baugröße sowie Masse aufweisen und zum anderen meist mit 12 Volt Gleichstrom betrieben werden, der häufig über das Bordnetz von Kraftfahrzeugen zur Verfügung steht. The optional use of Peltier elements supports the use of the device as a portable unit, since Peltier elements on the one hand have a relatively small size and mass and on the other hand are usually operated with 12 volts direct current, which is often available via the electrical system of motor vehicles.
Selbstverständlich kann als elektrische Versorgung auch eine Of course, a
Wechselspannung mit 110, 220 bzw. 230 Volt zum Einsatz kommen, wobei die Wechselspannung über ein Netzgerät in die benötigte 12 Volt Gleichspannung umgewandelt wird. AC voltage with 110, 220 or 230 volts are used, the AC voltage being converted into the required 12 volt DC voltage via a power supply unit.
Alternativ zu der Stromversorgung der Vorrichtung über eine externe Stromquelle kommt optional auch die Verwendung einer internen As an alternative to the power supply of the device via an external power source, an internal one can optionally also be used
Stromquelle mittels einer Batterie infrage. Power source by means of a battery in question.
Der an- bzw. abkoppelbare erste Teil des Wärmetauschers der Vorrichtung kann beispielsweise auch derart genutzt werden, dass die The first part of the heat exchanger of the device that can be coupled or uncoupled can, for example, also be used in such a way that the
Vorrichtung wahlweise in Kombination mit einer Kompressionskältemaschine, einer Absorptionskältemaschine oder einem thermoelektrischen Verfahren als Kältequelle benutzt werden kann. Device can optionally be used in combination with a compression refrigeration machine, an absorption refrigeration machine or a thermoelectric process as a cold source.
Die Kältequelle kann optional so ausgebildet sein, dass sie eine Mehrzahl von Wärmetauschern bzw. eine Mehrzahl des zweiten Teils der The cold source can optionally be designed so that it has a plurality of heat exchangers or a plurality of the second part of the
Wärmetauscher aufweist, sodass hiermit auch eine entsprechende Anzahl von (portablen) Schnellkühl- bzw. Temperier-Vorrichtungen über deren ersten Teil des Wärmetauschers koppelbar ist. In dieser Ausbildung kann das Kältemittel der Kältequelle auf z.B. -20°C temperiert werden und unterschiedlichste Kühlgüter in den separaten Vorrichtungen gekühlt werden, wobei jede Vorrichtung ihren individuellen Kühlprozess abarbeiten kann. So kann beispielsweise eine Has heat exchanger, so that a corresponding number of (portable) rapid cooling or temperature control devices can be coupled via their first part of the heat exchanger. In this embodiment the refrigerant of the cold source can be applied to e.g. -20 ° C and a wide variety of refrigerated goods are cooled in the separate devices, each device being able to process its individual cooling process. For example, a
Sektflasche in einer ersten Vorrichtung automatisch in z.B. 25 Minuten und eine Bierdose in einer zweiten Vorrichtung in z.B. 10 Minuten optimal temperiert werden. Champagne bottle in a first device automatically in eg 25 minutes and one Beer can can be optimally tempered in a second device in, for example, 10 minutes.
Mit Hilfe der Hydraulik-Einheit wird das durch die Kältequelle With the help of the hydraulic unit this is done by the cold source
(bevorzugt) in den Frostbereich herunter gekühlte Kühlmittel, beispielsweise einer Wasser-Glykolmischung, mittels einer Kühlmittel-Pumpe derart in der Vorrichtung bzw. durch das Innere des Aufnahmeelements befördert, dass das Kühlmittel die im Kühlgut gespeicherte Wärme sukzessive aufnimmt und ableitet. Coolant (preferably) cooled down into the frost area, for example a water-glycol mixture, is conveyed into the device or through the interior of the receiving element by means of a coolant pump in such a way that the coolant gradually absorbs and dissipates the heat stored in the goods to be cooled.
Hierzu wird das Kühlmittel im Kreislauf durch ein Kühlmittel- Leitungssystem befördert bzw. gepumpt, wobei das Herunterkühlen bzw. For this purpose, the coolant is conveyed or pumped in a circuit through a coolant line system.
Kalthalten des Kühlmittels bevorzugt über besagten Wärmetauscher erfolgt, der mit Hilfe der Kältequelle auf eine bestimmte Temperatur gebracht bzw. gehalten wird . The coolant is preferably kept cold via said heat exchanger, which is brought or kept to a certain temperature with the aid of the cold source.
Die Kühlmittelzirkulation durch das mit Hilfe des Aufnahmeelements umschlossene Volumen, in dem sich das Kühlgut befindet, wird bevorzugt dadurch realisiert, dass sich dort der erwähnte zumindest eine Leitungssteil oder ein Kühlmittel-Leitungssystem befindet, der mit dem Kühlmittel durchströmt wird . In Kombination mit dem Volumen-Variation-Element kann diese Anordnung auch als flexible Aufnahmeelement-Innenwand verstanden werden, die sich an die unterschiedlichen Kühlgüter flexibel anpassen lässt. Im Fall eines The coolant circulation through the volume enclosed with the aid of the receiving element, in which the goods to be cooled are located, is preferably realized in that the mentioned at least one line part or a coolant line system through which the coolant flows is located. In combination with the volume variation element, this arrangement can also be understood as a flexible receiving element inner wall that can be flexibly adapted to the different refrigerated goods. In the case of one
röhrenförmigen Inneren des Aufnahmeelements bildet diese Anordnung eine flexible Innenzylindermantelfläche, wo zumindest eine Leitung oder ggf. eine Mehrzahl von Leitungen lokalisiert ist, welche die Innenzylindermantelfläche bevorzugt so weit wie möglich vollständig bedeckt bzw. bedecken. tubular interior of the receiving element, this arrangement forms a flexible inner cylinder jacket surface, where at least one line or possibly a plurality of pipes is located, which preferably completely covers or cover the inner cylinder jacket surface as far as possible.
Der Verlauf des zumindest einen Leitungsteils bzw. des Kühlmittel- Leitungssystems innerhalb des zylinderförmigen Aufnahmeelements kann wie erwähnt sein. Zudem sei festgehalten, dass der zumindest eine Leitungsteil beispielsweise auch als eine das Kühlgut umschließende Kammer bzw. Hülle ausgebildet sein können, die expandierbar und kontrahierbar sein kann. Ebenso kann über einen relativ kleinen Kühlmittel-Ausgleichsbehälter situativ mehr oder weniger Kühlmittel in die Kammer bzw. Hülle eingefüllt werden, damit die Menge des das Kühlgut umgebenden Kühlmittels annähernd konstant bleibt. Auch der Druck in der Kammer bzw. Hülle kann ggf. variieren bzw. situativ anpassbar sein. The course of the at least one line part or the coolant line system within the cylindrical receiving element can be as mentioned. In addition, it should be noted that the at least one line part can also be designed, for example, as a chamber or shell which encloses the goods to be cooled and which can be expandable and contractible. Likewise, depending on the situation, more or less coolant can be filled into the chamber or shell via a relatively small coolant expansion tank, so that the amount of coolant surrounding the goods to be cooled remains approximately constant. The pressure in the chamber or shell can optionally vary or be adaptable to the situation.
Der zumindest eine Leitungsteil, unabhängig von seiner tatsächlichen Ausbildung als Schlauch und/oder Kammer und/oder Hülle, verfügt über zumindest einen Zulauf und zumindest einen Ablauf durch die das The at least one line part, regardless of its actual design as a hose and / or chamber and / or sleeve, has via at least one inlet and at least one outlet through the
Kühlmittel ein- bzw. ausströmt. Coolant flows in or out.
Wie erwähnt ist der zumindest eine Leitungsteil bevorzugt sowohl in der Länge als auch hinsichtlich seines Durchmessers flexibel bzw. dehnfähig, wobei die Schlauch- bzw. Leitungswand bevorzugt möglichst dünn gehalten ist, sodass eine bestmögliche Wärmeübertragung zwischen dem Kühlgut und dem in dem Leitungsteil fließenden Kühlmittel erzielt wird . As mentioned, the at least one line part is preferably flexible or expandable both in length and in terms of its diameter, the hose or line wall preferably being kept as thin as possible so that the best possible heat transfer between the goods to be cooled and the coolant flowing in the line part is achieved becomes .
Der Leitungsteil kann beispielsweise aus Silikon bestehen oder aus jedem anderen Material, welches die bevorzugten Eigenschaften hinsichtlich der Flexibilität bzw. Dehnfähigkeit sowie der Resistenz gegen Temperaturen im Frostbereich wie auch Beständigkeit gegenüber dem Kühlmittel aufweist. The line part can consist, for example, of silicone or of any other material which has the preferred properties in terms of flexibility or extensibility and resistance to temperatures in the freezing range as well as resistance to the coolant.
Während des Kühlprozesses wird der zumindest eine Leitungsteil über den Zulauf mit Kühlmittel beschickt und nach der Aufnahme der During the cooling process, the at least one line part is charged with coolant via the inlet and, after the intake, the
Wärmeenergie aus dem Kühlgut über den Ablauf aus dem innerhalb des Thermal energy from the refrigerated goods via the drain from within the
Aufnahmeelements lokalisierten zumindest einen Leitungsteil abgeführt, wobei die Temperatur des Kühlmittels im Bereich des Ablaufes höher ist, als im Bereich des Zulaufes. Receiving element localized at least one line part discharged, the temperature of the coolant in the area of the outlet being higher than in the area of the inlet.
Aufgrund der bevorzugt fortlaufenden Kühlmittelzirkulation im Kreislauf durch den Wärmetauscher und das Kühlmittel-Leitungssystem wird das Kühlmittel im Wärmetauscher wieder auf die mittels der Steuerungseinheit vorgegebenen Solltemperatur gebracht. Due to the preferably continuous coolant circulation in the circuit through the heat exchanger and the coolant line system, the coolant in the heat exchanger is brought back to the setpoint temperature specified by the control unit.
Optional befindet sich im Bereich des oberen Rands des Aufnahmeelements oder an einer anderen geeigneten Stelle des The receiving element is optionally located in the area of the upper edge or at another suitable location
Aufnahmeelements bzw. der Vorrichtung eine Bilderfassungseinrichtung zum Erfassen von Bilddaten des in die Vorrichtung eingebrachten Kühlguts. Hierzu kann eine oder eine Mehrzahl von elektronischen Video-Kamera(s) und/oder 3D- Kamera(s) zur Anwendung kommen, die Bilddaten generieren, welche die Mantelfläche des Kühlguts zumindest teilweise, bevorzugt jedoch vollständig, repräsentieren. Die Bilderfassung kann beim Einführen des Kühlguts in die Vorrichtung erfolgen und die Bilddaten werden an die Steuerungseinheit der Vorrichtung übermittelt. Recording element or the device, an image capture device for capturing image data of the items to be cooled that are introduced into the device. For this purpose, one or a plurality of electronic video camera (s) and / or 3D camera (s) can be used, which generate image data which at least partially, but preferably completely, represent the outer surface of the goods to be cooled. The image acquisition can take place when the items to be cooled are introduced into the device and the image data are transmitted to the control unit of the device.
Ebenso denkbar ist die Verwendung einer Wärmebild-Kamera zur Erfassung der Oberflächentemperatur des Kühlguts. It is also conceivable to use a thermal imaging camera to record the surface temperature of the goods to be cooled.
Weiterhin kann dann beispielsweise eine Furthermore, for example, a
Bilddatenverarbeitungseinheit der Vorrichtung, die bevorzugt ein Bestandteil der Steuerungseinheit der Vorrichtung ist, besagte Bilddaten hinsichtlich maschinenlesbarer optischer Muster auswerten und zwar insbesondere solche, die einen individuellen Code bzw. eine Artikelnummer enthalten, wie es zum Beispiel bei einem Strichcode oder QR-Code der Fall ist. Image data processing unit of the device, which is preferably part of the The control unit of the device is to evaluate said image data with regard to machine-readable optical patterns, in particular those that contain an individual code or an article number, as is the case, for example, with a barcode or QR code.
Ebenso kann die Bilddatenverarbeitungseinheit ein Verfahren zur Text- und/oder Zahlenerkennung aufweisen, wobei das Verfahren beispielsweise mit Hilfe eines sogenannten OCR-Programms realisiert wird (OCR steht für Optical Character Recognition), welches auf Grundlage eines digitalen Bildes der Außenhülle des Kühlguts in dem Bild enthaltene Text- und/oder The image data processing unit can also have a method for text and / or number recognition, the method being implemented, for example, with the help of a so-called OCR program (OCR stands for Optical Character Recognition), which is based on a digital image of the outer shell of the refrigerated item in the image contained text and / or
Zahleninformationen erkennen bzw. verarbeiten kann, die sich auf besagter Außenhülle des Kühlguts befinden. Recognize or process numerical information that is on said outer shell of the refrigerated goods.
Denkbar ist auch, dass besagte Bilddatenverarbeitungseinheit die Form bzw. Kontur bzw. Größe des in die Vorrichtung eingebrachten Kühlguts ermittelt. Im Allgemeinen weisen insbesondere Getränkebehältnisse sehr markante bzw. spezifische Formen bzw. Konturen auf, die häufig einen It is also conceivable that said image data processing unit determines the shape or contour or size of the items to be cooled that have been introduced into the device. In general, beverage containers in particular have very distinctive or specific shapes or contours that often have a
Rückschluss auf deren Materialbeschaffenheit und ggf. auf deren Masse ermöglichen. Ebenso könnte daher anhand der Form bzw. Kontur bzw. Größe des Kühlguts auf automatische Weise dessen Volumen ermittelt werden. Allow conclusions to be drawn about their material properties and, if necessary, their mass. Likewise, based on the shape or contour or size of the goods to be cooled, their volume could be determined automatically.
Ebenso vorstellbar ist, dass besagte Bilddatenverarbeitungseinheit bei lichtdurchlässigen Behältnissen des Kühlguts, also insbesondere Glas- bzw. PET-Flaschen, die Farbe des Inhaltes ermitteln kann, was ggf. Rückschlüsse auf den Inhalt zulässt. So kann beispielsweise eine gelbliche Farbe auf Weißwein und eine dunkelrote Farbe auf Rotwein hindeuten. It is also conceivable that said image data processing unit can determine the color of the content in the case of translucent containers for the goods to be cooled, ie in particular glass or PET bottles, which may allow conclusions to be drawn about the content. For example, a yellowish color can indicate white wine and a dark red color can indicate red wine.
Die Bilddatenverarbeitungseinheit steht bevorzugt mit einer elektronischen Datenbank der Vorrichtung in Verbindung, die permanent und/oder situativ, beispielsweise auch über das Internet, mit Daten versorgt wird, die für den Kühlprozess der zu kühlenden Kühlgüter relevant sind, wie nachfolgend noch erläutert wird. The image data processing unit is preferably connected to an electronic database of the device, which is permanently and / or situationally, for example via the Internet, supplied with data relevant to the cooling process of the goods to be cooled, as will be explained below.
Die Steuerungseinheit nimmt bevorzugt einen Abgleich zwischen den von der Bilddatenverarbeitungseinheit ermittelten Daten und den Daten der Datenbank vor und nutzt die daraus ermittelten relevanten Informationen für den Kühlprozess des in die Vorrichtung eingebrachten Kühlguts. The control unit preferably compares the data ascertained by the image data processing unit and the data in the database and uses the relevant information ascertained therefrom for the cooling process of the items to be chilled into the device.
Folgende Daten kann die Datenbank bevorzugt enthalten bzw. The database can preferably contain or
folgende Vorteile können im Zusammenhang mit dem Kühlprozess erzielt werden : Individuelle Artikelnummer eines Nahrungsmittels, beispielsweise per Strichcode oder QR-Code ermittelbar. Für die Berechnung des Kühlprozesse nutzbare Informationen können hierbei insbesondere das Behältnisvolumen und das Behältnismaterial, z.B. Glas oder Aluminium, sein. Ebenso kann aus der Art des Inhaltes, wie beispielsweise Softdrink, Rotwein, Weißwein, usw., die spezifische Trinktemperatur abgeleitet werden. the following advantages can be achieved in connection with the cooling process: Individual item number of a food item, for example, can be determined using a barcode or QR code. Information that can be used to calculate the cooling process can in particular be the container volume and the container material, for example glass or aluminum. Likewise, the specific drinking temperature can be derived from the type of content, such as soft drink, red wine, white wine, etc.
Relevante Stichworte wie beispielsweise„Bier" oder„Cola" oder „Rotwein" oder„Weißwein" bzw.„Merlot" oder„Riesling", welche direkt bzw. indirekt einen Rückschluss auf den Inhalt der Behältnisse ermöglichen, sind beispielsweise per Texterkennungsprogramm ermittelbar. Hier kann aufgrund der Art des Inhaltes beispielsweise die spezifische Trinktemperatur abgeleitet werden. Bei den Stichworten„Sekt" oder„Champagner" kann zudem der Relevant keywords such as "beer" or "cola" or "red wine" or "white wine" or "Merlot" or "Riesling", which directly or indirectly enable a conclusion to be drawn about the contents of the containers, can be determined, for example, using a text recognition program. The specific drinking temperature, for example, can be derived from the type of content. When using the keywords "Sekt" or "Champagne", the
Rückschluss gewonnen werden, dass es sich bei dem Behältnis um eine It can be concluded that the container is a
Glasflasche mit einer verhältnismäßig dicken Glasstärke handelt. Glass bottle with a relatively thick glass thickness.
Bestimmte Markennamen und/oder Markenlogos, wie zum Beispiel „Pepsi" oder„Rotkäppchen" können einen eindeutigen Rückschluss auf den Inhalt der Behältnisse ermöglichen und sind automatisch ermittelbar. Hier kann aufgrund der Art des Inhaltes, der in vielen Fällen eindeutig mit dem Certain brand names and / or brand logos, such as "Pepsi" or "Little Red Riding Hood", can enable clear conclusions to be drawn about the contents of the containers and can be determined automatically. Due to the nature of the content, which in many cases is clearly linked to the
Markennamen und/oder dem Markenlogo korrespondiert, beispielsweise die spezifische Trinktemperatur abgeleitet werden. Bei Sekt- und Brand name and / or the brand logo corresponds, for example, the specific drinking temperature can be derived. With champagne and
Champagnermarken kann auch ein Rückschluss auf das Material des Champagne brands can also be used to identify the material of the
Behältnisses, in diesem Fall einer Sekt- bzw. Champagnerflasche, vorgenommen werden. Container, in this case a sparkling wine or champagne bottle.
Zahlenangaben zum Volumeninhalt eines Behältnisses sind insbesondere per automatischer Zahlenerkennung ermittelbar. Numerical information on the volume of a container can be determined in particular by means of automatic number recognition.
Die Form bzw. Kontur bzw. Größe eines Kühlguts- bzw. The shape or contour or size of a refrigerated item or
Behältnisses, insbesondere solche für Flüssigkeiten, ist beispielsweise per automatischer Konturerkennung ermittelbar. Sofern beispielsweise die typische Gestalt einer Sekt- bzw. Champagnerflasche erkannt wird, kann beispielsweise die Information gewonnen werden, dass es sich bei dem Behältnis um eine verhältnismäßig schwere Glasflasche mit einer verhältnismäßig dicken Glasstärke handelt. Bei zylinderförmigen Behältnissen kann mit einer hohen Container, especially those for liquids, can be determined, for example, by automatic contour recognition. If, for example, the typical shape of a sparkling wine or champagne bottle is recognized, the information can be obtained, for example, that the container is a relatively heavy glass bottle with a relatively thick glass. In the case of cylindrical containers, a high
Wahrscheinlichkeit darauf geschlossen werden, dass es sich um eine Probability to be concluded that it is a
verhältnismäßig leichte Aluminiumdosen handelt. Die Farbe des Inhaltes einer Glasflasche, hilfreich beispielsweise zur Unterscheidung zwischen Rotwein und Weißwein, kann zum Beispiel per automatischer Farberkennung ermittelt werden. Dies kann z.B. mit Hilfe einer Lichtquelle realisiert sein, deren Licht die (durchsichtige) Glasflasche durchdringt und beim Austritt auf einen (z. B. zur Spektralanalyse ausgebildeten) Sensor trifft, mit dessen Hilfe die Farbe des Inhalts der Glasflasche ermittelbar ist. Als Lichtquelle kann eine einfache LED oder auch ein Laser zur Anwendung kommen. Hierdurch kann ggf. ein Rückschluss auf die spezifischen Trinktemperaturen gewonnen werden. relatively light aluminum cans. The color of the contents of a glass bottle, useful for differentiating between red wine and white wine, for example, can be determined using automatic color recognition. This can be realized, for example, with the aid of a light source, the light of which penetrates the (transparent) glass bottle and upon exit hits a sensor (e.g. designed for spectral analysis) with the aid of which the color of the contents of the glass bottle can be determined. A simple LED or a laser can be used as the light source. This can be used to draw conclusions about the specific drinking temperatures.
In weiterer Folge wird im Detail auf die Steuerungseinheit zur Steuerung des Kühlprozesses eigegangen, wobei zunächst die In the following, the control unit for controlling the cooling process will be discussed in detail
Grundlagen erörtert werden. Basics are discussed.
Sie steuert die verschiedenen für die Kühlung des Kühlguts relevanten Komponenten der Vorrichtung derart, dass das in die Vorrichtung eingebrachte Kühlgut zumindest halbautomatisch, bevorzugt jedoch It controls the various components of the device that are relevant for cooling the goods to be cooled in such a way that the goods to be cooled are introduced into the device at least semi-automatically, but preferably
vollautomatisch, auf eine bestimmte Zieltemperatur herunter gekühlt wird. is cooled down fully automatically to a certain target temperature.
Vollautomatisch bedeutet, dass der Benutzer das Kühlgut lediglich in die Vorrichtung einbringt und ansonsten nur mehr das Ende des Kühlprozesses ab wartet. Fully automatic means that the user only brings the goods to be cooled into the device and otherwise only waits for the end of the cooling process.
Bevorzugt detektiert die Masse-Ermittlungseinrichtung, dass der Benutzer ein Kühlgut in die Vorrichtung eingebracht hat, sodass das The mass-determining device preferably detects that the user has introduced goods to be cooled into the device, so that the
vollautomatische Herunterkühlen des Kühlguts in Gang gesetzt wird. fully automatic cooling down of the refrigerated goods is started.
Hierbei ermittelt die Steuerungseinheit automatisch die notwendigen Parameter für den automatischen Kühlprozess und zwar unter Berücksichtigung der spezifischen Eigenschaften des eingebrachten Kühlguts, so wie beispielsweise die übliche Trinktemperatur bestimmter Getränke, die teilweise um 10°C und mehr voneinander abweichen kann, wie etwa bei Weißwein im Vergleich zu Rotwein. The control unit automatically determines the necessary parameters for the automatic cooling process, taking into account the specific properties of the refrigerated goods that are brought in, such as the usual drinking temperature of certain drinks, which can sometimes deviate by 10 ° C and more, as is the case with white wine in comparison to red wine.
Halbautomatisch bedeutet, dass der Benutzer individuell Einfluss auf den ansonsten vollautomatischen Kühlprozess nehmen kann, wie nachfolgend noch erläutert wird . Semi-automatic means that the user can individually influence the otherwise fully automatic cooling process, as will be explained below.
Das physikalische Prinzip des Kühlprozesses ist im Wesentlichen der Entzug von Wärme bzw. thermischer Energie (also einer bestimmten Menge Wärmeenergie) aus dem Kühlgut, also aus dem zu kühlenden z. B. The physical principle of the cooling process is essentially the extraction of heat or thermal energy (i.e. a certain amount of thermal energy) from the goods to be cooled, i.e. from the z. B.
Nahrungsmittel sowie dessen Behältnis. Vor dem eigentlichen Kühlprozesses ist daher die (Anfangs- Wärmeenergie des Kühlguts zu ermitteln, die sich im Wesentlichen aus der Masse des zu kühlenden Nahrungsmittels ergibt, dessen Temperatur vor Beginn des Kühlprozesses sowie seiner spezifischen Wärmekapazität. Food and its container. Before the actual cooling process, the (initial thermal energy of the goods to be cooled must be determined, which essentially results from the mass of the food to be cooled, its temperature before the start of the cooling process and its specific heat capacity.
Des Weiteren ist das Material des Kühlgut-Behältnisses zu Furthermore, the material of the refrigerated goods container is closed
berücksichtigen, wobei hier insbesondere seine Wärmeleitfähigkeit von take into account, in particular its thermal conductivity of
Bedeutung ist, welche den Wärmetransfer von dem Kühlgut in das Kühlmittel beeinflusst. The significance is which influences the heat transfer from the goods to be cooled into the coolant.
Flüssige Nahrungsmittel bestehen im Wesentlichen aus Wasser, dessen spezifische Wärmekapazität bei 4,182 kJ/(kg K) liegt. Sofern Liquid food essentially consists of water, the specific heat capacity of which is 4.182 kJ / (kg K). Provided
alkoholhaltige Getränke gekühlt werden, empfiehlt es sich zudem, die spezifische Wärmekapazität von (konsumierbaren) Alkohol von 2,43 kJ/(kg K) zu If alcoholic beverages are cooled, it is also advisable to increase the specific heat capacity of (consumable) alcohol to 2.43 kJ / (kg K)
berücksichtigen. consider.
Die zu entziehende Wärmeenergie, mithin die von der Vorrichtung zu erbringende Kühlleistung, hängt des Weiteren von der Differenz zwischen der Starttemperatur und der Zieltemperatur des Kühlguts ab, wobei die The thermal energy to be extracted, and consequently the cooling capacity to be provided by the device, furthermore depends on the difference between the starting temperature and the target temperature of the goods to be cooled, the
Zieltemperatur durchaus variieren kann, je nachdem um welches Kühlgut es sich handelt. The target temperature can vary, depending on which refrigerated goods are involved.
Bei den meisten Getränken, wie zum Beispiel Bier, Cola, usw., beträgt die vom Hersteller empfohlene und/oder den Benutzern gewünschte Zieltemperatur häufig ca. 5 bis 8°C. Bei bestimmten Getränken, wie For most beverages, such as beer, cola, etc., the target temperature recommended by the manufacturer and / or desired by the users is often around 5 to 8 ° C. With certain drinks, like
beispielsweise bei Rotwein, kann die Zieltemperatur auch um ca. 10°C darüber liegen. For example, with red wine, the target temperature can be about 10 ° C higher.
Die Zieltemperatur kann sich auch im Frostbereich bewegen, sofern das Einfrieren des Kühlguts gewünscht ist, wie beispielsweise bei Speiseeis. The target temperature can also be in the frost range, provided that it is desired to freeze the refrigerated items, such as ice cream.
Ein zentrales Ziel der Schnellkühl-Vorrichtung ist ein möglichst kurzer Kühlprozess, was mit dem schnellstmöglichen Entzug von Wärmeenergie aus dem Kühlgut einhergeht. Hierbei ist ein möglichst großes Temperaturgefälle zwischen der Starttemperatur des Kühlguts und der Kühlmitteltemperatur förderlich, wobei sich die Kühlmitteltemperatur bevorzugt im Frostbereich bewegt, mithin in einem bevorzugten Bereich zwischen -20°C und -40°C. A central goal of the rapid cooling device is as short a cooling process as possible, which is accompanied by the fastest possible extraction of thermal energy from the goods to be cooled. The greatest possible temperature gradient between the starting temperature of the goods to be cooled and the coolant temperature is beneficial, the coolant temperature preferably moving in the frost range, thus in a preferred range between -20 ° C and -40 ° C.
Ein wichtiger Aspekt für die Steuerung des Kühlprozesses ist die Berücksichtigung des Behältnismaterials des in die Vorrichtung eingebrachten Kühlguts. Hinsichtlich der Übertragung der Wärmeenergie aus dem Kühlgut in das Kühlmittel spielt hierbei die Wärmeleitfähigkeit bzw. auch die Wandstärke des Verpackungsmaterials eine wichtige Rolle. An important aspect for the control of the cooling process is the consideration of the container material of the goods to be cooled which are introduced into the device. With regard to the transfer of thermal energy from the refrigerated goods in the coolant plays an important role here, the thermal conductivity and the wall thickness of the packaging material.
Eine optimale bzw. nahezu ungehinderte Wärmeübertragung liegt beispielsweise bei Aluminiumdosen vor, da die Wärmeleitfähigkeit von Aluminium bei ca. 236 W/(m K) liegt und Aluminiumdosen im Allgemeinen eine sehr geringe Wandstärke aufweisen. Die Wärmeleitfähigkeit von PET liegt bei ca. 0,24 W/(m K) und jene von Glas bei ca. 0,76 W/(m K), sodass die Steuerungseinheit die schlechtere Wärmeleitfähigkeit von PET und Glas (im Vergleich zu Aluminium) ggf. durch einen entsprechend längeren Kühlprozess und/oder eine tiefere An optimal or almost unhindered heat transfer is present in aluminum cans, for example, since the thermal conductivity of aluminum is approx. 236 W / (m K) and aluminum cans generally have a very small wall thickness. The thermal conductivity of PET is around 0.24 W / (m K) and that of glass around 0.76 W / (m K), so that the control unit has the poorer thermal conductivity of PET and glass (compared to aluminum) possibly through a correspondingly longer cooling process and / or a deeper one
Kühlmitteltemperatur ausgleichen kann. Can compensate for coolant temperature.
Die Wandstärke von Glasflaschen variiert zum Teil ganz erheblich. Insbesondere Glasflaschen für Schaumwein (Sekt, Champagner, usw.) weisen eine besonders große Wandstärke auf, da sie einem hohen Innendruck The wall thickness of glass bottles can vary considerably. In particular, glass bottles for sparkling wine (sparkling wine, champagne, etc.) have a particularly large wall thickness because they have a high internal pressure
standhalten müssen. Nicht selten ist daher die Masse einer Schaumweinflasche größer, als die Masse des darin befindlichen Getränks. have to withstand. It is not uncommon for the mass of a sparkling wine bottle to be greater than the mass of the drink it contains.
Abgesehen von der verhältnismäßig schlechten Wärmeleitfähigkeit von Glas wird die Wärmeübertagung bei Schaumweinflaschen zusätzlich durch deren verhältnismäßig hohen Wandstärke bzw. der damit verbundenen große Masse des Behältnisses maßgeblich verschlechtert, was bei der Berechnung der Parameterdaten des Kühlprozesses, wie beispielsweise die Dauer des Apart from the relatively poor thermal conductivity of glass, the heat transfer in sparkling wine bottles is also significantly impaired by their relatively high wall thickness and the associated large mass of the container, which is when calculating the parameter data of the cooling process, such as the duration of the
Kühlprozesses und/oder der Kühlmitteltemperatur, zu berücksichtigen ist. Cooling process and / or the coolant temperature.
Nachfolgend ist auf die Verfahrensschritte des Kühlprozesses eingegangen. The steps involved in the cooling process are discussed below.
Die Steuerungseinheit der Vorrichtung steuert sämtliche Komponenten der Vorrichtung, die für die bevorzugt vollautomatische The control unit of the device controls all components of the device, which are preferred for the fully automatic
Vorbereitung sowie anschließende Durchführung des Kühlprozesses notwendig sind. Preparation and subsequent implementation of the cooling process are necessary.
Um die wichtigsten Kühlprozessparameter zu bestimmen, also insbesondere die Dauer des Kühlprozesses sowie die Temperatur des Kühlmittels, ist vorgesehen, dass die Steuerungseinheit jenen Anteil der Wärmeenergie des Kühlguts berechnet, der dem Kühlgut bis zur Erreichung der gewünschten In order to determine the most important cooling process parameters, i.e. in particular the duration of the cooling process and the temperature of the coolant, it is provided that the control unit calculates that portion of the thermal energy of the goods to be cooled that the goods to be cooled need to reach the desired
Zieltemperatur entzogen werden muss. Target temperature must be withdrawn.
Hierzu muss die Steuerungseinheit zunächst die Wärmeenergie des Kühlguts ermitteln, die beim Einbringen in die Vorrichtung vorliegt, wobei insbesondere folgende Kühlgutparameter- bzw. Eigenschaften von Bedeutung sind und von der Vorrichtung soweit wie möglich ermittelt werden sollen : a) Masse (der Flüssigkeit, also des Inhalts), b) Starttemperatur, c) Material des Behältnisses sowie d) Zieltemperatur in Abhängigkeit von der Art des Kühlguts (z.B. Weißwein vs. Rotwein). For this purpose, the control unit must first determine the thermal energy of the items to be chilled, which is present when they are introduced into the device, the following items parameters and properties being particularly important and should be determined by the device as far as possible: a) mass (of the liquid, i.e. the content), b) start temperature, c) material of the container and d) target temperature depending on the type of refrigerated goods (e.g. white wine vs. red wine ).
Bevorzugt werden die vorgenannten Informationen durch die optionale Bildverarbeitungseinrichtung in Verbindung mit der ebenfalls optionalen Datenbank der Vorrichtung ermittelt. The aforementioned information is preferably determined by the optional image processing device in conjunction with the likewise optional database of the device.
Ansonsten kann alternativ oder ergänzend folgendes Verfahren zur Anwendung kommen. Otherwise, the following procedure can be used as an alternative or in addition.
a) Ermittlung der Masse der Flüssigkeit a) Determination of the mass of the liquid
Die Ermittlung der Masse der Flüssigkeit bei einem flüssigen bzw. überwiegend flüssigen Kühlgut erfolgt bevorzugt durch die Erfassung der Masse des Behältnisses inklusive dessen Inhalts mittels der Masse- Ermittlungseinrichtung, die sich beispielsweise im oder unterhalb des besagten Sockels befindet, auf dem das Kühlgut nach dem Einbringen in die Vorrichtung aufsitzt. The determination of the mass of the liquid in the case of liquid or predominantly liquid refrigerated goods is preferably carried out by detecting the mass of the container including its contents by means of the mass determination device, which is located, for example, in or below the said base on which the refrigerated goods are placed after being introduced sits in the device.
Bei Kühlgut in Aluminium- bzw. PET-Behältnissen entspricht die ermittelte Gesamtmasse des Kühlguts (Behältnis + Inhalt) annähernd 100% der Masse der in dem Behältnis befindlichen Flüssigkeit, da eine Aluminiumdose bzw. PET-Flasche lediglich ca. 15-20 Gramm wiegt, sodass deren Masse im Vergleich zu der Gesamtmasse des Kühlguts, beispielsweise einer 0,5-Liter Bierdose mit einer Gesamtmasse von ca. 515 Gramm, eine vernachlässigbare Größe darstellt. In the case of refrigerated goods in aluminum or PET containers, the total mass of the refrigerated goods (container + contents) determined corresponds to approximately 100% of the mass of the liquid in the container, since an aluminum can or PET bottle only weighs approx. 15-20 grams, so that their mass is negligible compared to the total mass of the refrigerated goods, for example a 0.5 liter beer can with a total mass of approx. 515 grams.
Eine gewisse technische Herausforderung stellt die Ermittlung der Masse der Flüssigkeit bei Behältnissen aus Glas dar, weil die Masse des A certain technical challenge is the determination of the mass of the liquid in containers made of glass, because the mass of the
Glasbehältnisses teilweise über der Masse der darin befindlichen Flüssigkeit liegt, wie beispielsweise bei verhältnismäßig dickwandigen Glasflaschen für Glass container is partially above the mass of the liquid contained therein, such as in the case of relatively thick-walled glass bottles for
Schaumwein. Sparkling wine.
Beispielsweise wiegt eine gefüllte Piccolo-Sektflasche ca. 430 For example, a full Piccolo champagne bottle weighs around 430
Gramm, wobei die Masse der Flasche selbst ca. 230 Gramm ausmacht und somit die Masse des darin befindlichen Sektgetränks, die bei einem Volumen von 0,2 Liter ca. 200 Gramm beträgt, um ca. 30 Gramm übersteigt. Grams, whereby the mass of the bottle itself is approx. 230 grams and thus exceeds the mass of the sparkling wine inside, which is approx. 200 grams with a volume of 0.2 liters, by approx. 30 grams.
Würde die Steuerungseinheit bei einer Gesamtmasse von 430 Gramm per se davon ausgehen, dass es sich hierbei (annähernd) um die Masse der Flüssigkeit des Kühlguts handelt, würde es zu einer fehlerhaften Berechnung der Wärmeenergie des Kühlguts kommen, die tatsächlich auf Basis der 200 Gramm der zu kühlenden Flüssigkeit zu berechnen ist und eben nicht auf Basis der ermittelten 430 Gramm Gesamtmasse. Als Konsequenz würde der If the control unit were to assume with a total mass of 430 grams per se that this is (approximately) the mass of the liquid in the goods to be cooled, the thermal energy of the goods to be cooled would be incorrectly calculated, which is actually based on the 200 Grams of the liquid to be cooled is to be calculated and not on the basis of the determined 430 grams of total mass. As a consequence, the
Kühlprozess zu lange dauern, das Kühlgut eine zu tiefe Temperatur erreichen und ggf. durch Eisbildung im Kühlgut die Gefahr der Zerstörung bzw. Explosion des Behältnisses bestehen. Daher muss die Vorrichtung möglichst die The cooling process takes too long, the refrigerated goods reach a temperature that is too low and there is a risk of the container being destroyed or exploded due to ice formation in the refrigerated goods. Therefore, the device must as possible
tatsächliche Masse des Behältnisinhalts ermitteln, wobei bei der nachfolgenden Erörterung davon ausgegangen sei, dass das Volumen-Variation-Element als Ballon ausgebildet ist. determine the actual mass of the container contents, with the following discussion assuming that the volume variation element is designed as a balloon.
Die Steuerungseinheit ermittelt die Masse der Flüssigkeit in The control unit determines the mass of the liquid in
Behältnissen aus Glas bevorzugt unter Verwendung der Containers made of glass preferably using the
Gasvolumenmesseinrichtung. Gas volume measuring device.
Hierbei nutzt die Steuerungseinheit den Umstand, dass die in den Ballon eingebrachte Luft den Ballon soweit ausdehnt bis ein kraftschlüssiger Kontakt mit dem in die Vorrichtung eingebrachten Kühlgut vorliegt, wobei der Luftmengenzuwachs in den Ballon mittels der Gasvolumenmesseinrichtung, bevorzugt als Durchflusssensors realisiert, gemessen wird. The control unit uses the fact that the air introduced into the balloon expands the balloon until there is frictional contact with the items to be cooled, the increase in air volume in the balloon being measured by means of the gas volume measuring device, preferably implemented as a flow sensor.
Dabei wird der Ballon so lange aufgeblasen, bis das Kriterium „optimaler Gasdruck" erreicht ist, was mittels der Gasdruckmesseinrichtung ermittelt wird. The balloon is inflated until the criterion "optimal gas pressure" is reached, which is determined by means of the gas pressure measuring device.
Grundsätzlich gilt also, dass bei Behältnissen mit einem kleinen Volumen die Luftmenge in dem Ballon größer ist als bei Behältnissen mit einem großen Volumen, wobei der Steuerungseinheit der Zusammenhang zwischen der Luftmenge in dem Ballon und dem Volumen des jeweiligen Behältnisses bekannt ist, jedenfalls sofern der Ballon soweit expandiert ist, dass die Luft in ihm besagten optimalen Gasdruck aufweist, was mit einem kraftschlüssigen Basically, the amount of air in the balloon is greater for containers with a small volume than for containers with a large volume, the control unit being aware of the relationship between the amount of air in the balloon and the volume of the respective container, at least if the balloon has expanded to such an extent that the air in it has said optimal gas pressure, which is a force-fit
Beaufschlagen des jeweiligen Behältnisses mit der Ballonwand einhergeht. Pressurizing the respective container is associated with the balloon wall.
Gegebenenfalls wäre eine Korrektur bedingt durch eine Nichtlinearität der Elastizität des Ballons zu berücksichtigen. If necessary, a correction due to a non-linearity of the elasticity of the balloon would have to be taken into account.
Beispielsweise befinden sich bei einem 200 cm3 fassenden Behältnis ca. 300 cm3 mehr Luft in dem Ballon, als im Vergleich zu einem 500 cm3 fassenden Behältnis. For example, with a container with a capacity of 200 cm 3 there is approximately 300 cm 3 more air in the balloon than in a container with a capacity of 500 cm 3 .
Da ein linearer Zusammenhang zwischen der Masse von Flüssigkeiten und deren Volumen gegeben ist, kann die Steuerungseinheit aufgrund der vorhergehend beschriebenen Ermittlung des Volumens eines bestimmten Behältnisses einen entsprechenden Rückschluss auf die Masse der Flüssigkeit in dem Behältnis ziehen und diesen Wert für die Ermittlung der Wärmeenergie des betreffenden Kühlguts heranziehen. Since there is a linear relationship between the mass of liquids and their volume, the control unit can draw a corresponding conclusion about the mass of the liquid based on the previously described determination of the volume of a specific container Draw the liquid in the container and use this value to determine the thermal energy of the refrigerated goods concerned.
Nachfolgend wird der vorhergehend beschriebene Sachverhalt am Beispiel einer Piccolo-Sektflasche erörtert. Für eine Piccolo-Sektflasche würde die Steuerungseinheit aufgrund der ermittelten Gesamtmasse von 430 Gramm erwarten, dass der Ballon bei einer kraftschlüssigen Beaufschlagung der Piccolo- Sektflasche ein Luftvolumen umfassen würde, dass der Volumenverdrängung eines Behältnisses mit ca. 430 cm3 im Inneren des Aufnahmeelements In the following, the facts described above will be discussed using the example of a Piccolo champagne bottle. For a Piccolo champagne bottle, the control unit would expect, based on the determined total mass of 430 grams, that if the Piccolo champagne bottle were force-locked, the balloon would contain an air volume that would correspond to the volume displacement of a container with approx. 430 cm 3 inside the receiving element
entsprechen würde. would correspond.
Tatsächlich ist das Luftvolumen in dem Ballon jedoch um ca. 230 cm3 höher, da eine Piccolo-Sektflasche mit einem Flüssigkeitsvolumen von 0,2 Liter lediglich etwas mehr (wegen der Wanddicke der Glasflasche) als 200 cm3 Volumen verdrängt. In fact, the volume of air in the balloon is about 230 cm 3 higher, since a Piccolo champagne bottle with a liquid volume of 0.2 liters only displaces a little more (because of the wall thickness of the glass bottle) than 200 cm 3 in volume.
Aufgrund der beschriebenen Luftmengendifferenzmethode unter Verwendung der Gasmengen- bzw. Gasvolumenmesseinrichtung kann die Steuerungseinheit das Flüssigkeitsvolumen von 0,2 Liter bzw. 200 Gramm Masse ermitteln und für die korrekte Berechnung der Wärmeenergie des flüssigen Nahrungsmittels berücksichtigen. Based on the air quantity difference method described using the gas quantity or gas volume measuring device, the control unit can determine the liquid volume of 0.2 liters or 200 grams of mass and take it into account for the correct calculation of the thermal energy of the liquid food.
b) Ermittlung der Starttemperatur b) Determination of the starting temperature
Die Starttemperatur des Kühlguts, also jene Temperatur, die das Behältnis bzw. dessen Inhalt vor dem Kühlprozess innehat, ermittelt die The starting temperature of the goods to be cooled, i.e. the temperature that the container or its contents have before the cooling process, is determined by the
Vorrichtung bevorzugt anhand einer Temperaturmesseinrichtung, die sich bevorzugt in besagtem Sockelkopf befindet, auf dem das Behältnis nach dem Einbringen in die Vorrichtung aufsitzt. Device preferably on the basis of a temperature measuring device, which is preferably located in said base head on which the container rests after it has been introduced into the device.
Sollte - aus welchen Gründen auch immer - keine Ermittlung der Starttemperatur möglich sein, kann die Steuerungseinheit hilfsweise die If - for whatever reason - it is not possible to determine the start temperature, the control unit can alternatively use the
Umgebungstemperatur als Starttemperatur heranziehen, die der Use the ambient temperature as the starting temperature that the
Steuerungseinheit bevorzugt mittels der Temperaturmesseinrichtung der Control unit preferably by means of the temperature measuring device of
Vorrichtung jederzeit bekannt ist. Device is known at all times.
Optional kann vorgesehen sein, dass der Benutzer die Starttemperatur des Kühlguts über eine Benutzerschnittstelle der Vorrichtung manuell der Steuerungseinheit bekannt gibt. It can optionally be provided that the user manually notifies the control unit of the start temperature of the goods to be cooled via a user interface of the device.
c) Material des Behältnisses Das Material des Behältnisses kann die Vorrichtung mittels unterschiedlicher Methoden ermitteln. Beispielsweise mittels eines c) Material of the container The device can determine the material of the container using various methods. For example by means of a
Induktivsensors oder eines Kapazitivsensors, wie bereits erörtert. Inductive sensor or a capacitive sensor, as already discussed.
Sofern nur ein Induktivsensor verwendet wird, kann die Erkennung beispielsweise einer PET-Flasche auch nach dem Ausschlussprinzip realisiert werden, denn wird kein Aluminium als Behältnismaterial erkannt, bleibt nur noch PET oder Glas. If only one inductive sensor is used, the recognition of a PET bottle, for example, can also be implemented according to the exclusion principle, because if no aluminum is recognized as the container material, only PET or glass remains.
Im Unterschied zu PET-Flaschen verfügen Glasflaschen über eine verhältnismäßig hohe Masse, die mittels besagter Masse-Ermittlungseinrichtung ermittelt werden kann. In Verbindung mit der bereits erläuterten Luft- bzw. Gasmengendifferenzmethode kann die Steuerungseinheit somit ermitteln, ob es sich um eine verhältnismäßig schwere Glasflasche handelt oder nicht. In contrast to PET bottles, glass bottles have a relatively high mass, which can be determined by means of said mass determining device. In connection with the air or gas quantity difference method already explained, the control unit can thus determine whether it is a relatively heavy glass bottle or not.
Nach dem Ausschlussprinzip bleibt im Ergebnis nur PET als das in diesem Fall vorliegende Behältnismaterial übrig, da es im Vergleich zu Glas über eine wesentlich geringere Masse verfügt. According to the exclusion principle, only PET remains as the container material in this case, as it has a significantly lower mass compared to glass.
d) Ermittlung der Zieltemperatur d) Determination of the target temperature
In bestimmten Fällen kann die Kenntnis über die Art des Kühlguts von Bedeutung sein, beispielsweise sofern die Trinktemperatur von dem üblichen Niveau abweicht, welches sich meist im Bereich von 5 bis 8°C bewegt. In certain cases, knowledge of the type of goods to be chilled can be important, for example if the drinking temperature deviates from the usual level, which is usually in the range of 5 to 8 ° C.
Insbesondere bei Rotwein kann eine um ca. 10°C höhere Trinktemperatur üblich bzw. von dem Benutzer gewünscht sein. Beispielsweise werden bei Rosewein häufig ca. 12°C als optimale Trinktemperatur angesehen. In the case of red wine in particular, a drinking temperature of around 10 ° C. higher may be usual or desired by the user. For example, around 12 ° C is often seen as the ideal drinking temperature for rose wine.
Die Steuerungseinheit kann daher standardmäßig eine Trink- bzw. Zieltemperatur von beispielsweise 6°C für die Berechnung des Kühlprozesses zugrunde legen, es sei denn, es ist eine hiervon abweichende Trink- bzw. The control unit can therefore base the calculation of the cooling process on a drinking or target temperature of, for example, 6 ° C, unless a different drinking or target temperature is required.
Zieltemperatur ermittelbar, beispielsweise mittels besagter Target temperature can be determined, for example by means of said
Bildverarbeitungseinrichtung, oder sie wird von dem Benutzer nach individuellen Wünschen manuell vorgegeben wie noch erläutert wird. Image processing device, or it is manually specified by the user according to individual requirements, as will be explained below.
Bei Getränken mit einem besonders hohen Alkoholgehalt, wie zum Beispiel bei Spirituosen, kann bei der Berechnung der Wärmeenergie solcher Getränke anteilig die spezifische Wärmekapazität von (konsumierbaren) Alkohol in Höhe von 2,43 kJ/(kg K) berücksichtigt werden. In the case of beverages with a particularly high alcohol content, such as spirits, the specific heat capacity of (consumable) alcohol of 2.43 kJ / (kg K) can be taken into account when calculating the thermal energy of such beverages.
Die Information bezüglich des Alkoholgehalts eines alkoholischen Getränks kann beispielsweise über besagte Bildverarbeitungseinrichtung automatisch ermittelt werden oder, falls dies nicht möglich ist, von dem Benutzer manuell vorgegeben werden wie noch erläutert wird. The information relating to the alcohol content of an alcoholic beverage can for example be provided via said image processing device can be determined automatically or, if this is not possible, manually specified by the user, as will be explained below.
Nachfolgend wird auf die automatische Berechnung der zu entziehenden Wärmeenergie eingegangen. The automatic calculation of the thermal energy to be extracted is discussed below.
Die aus dem Kühlgut zu entziehende Wärmeenergie berechnet sich aus der Differenz der Wärmeenergie des Kühlguts vor dem Kühlprozess und dessen prognostizierter Wärmeenergie am Ende des Kühlprozesses. The thermal energy to be extracted from the goods to be cooled is calculated from the difference between the thermal energy of the goods to be cooled before the cooling process and its predicted thermal energy at the end of the cooling process.
Beispielsweise beträgt die benötigte Energie für das Herunterkühlen von 1 Liter bzw. 1 Kilogramm Wasser mit der spezifische Wärmekapazität von 4,182 kJ/(kg K) pro 1 Kelvin 4,182 Kilojoule. For example, the energy required to cool 1 liter or 1 kilogram of water with a specific heat capacity of 4.182 kJ / (kg K) per 1 Kelvin is 4.182 kilojoules.
Es werden also beispielsweise 83,64 Kilojoule benötigt, um ein Herunterkühlen um 20 Kelvin zu erzielen, also zum Beispiel von 26,85°C For example, 83.64 kilojoules are required to achieve a cooling down of 20 Kelvin, for example 26.85 ° C
(entspricht 300 Kelvin) auf 6,85°C (entspricht 280 Kelvin). (corresponds to 300 Kelvin) to 6.85 ° C (corresponds to 280 Kelvin).
In aller Regel ist die tatsächlich benötigte Energie zum As a rule, the energy actually required is for
Herunterkühlen des Kühlguts höher, als für den bloßen Entzug der Wärmeenergie aus dem zu kühlenden Nahrungsmittel, da beispielsweise die Wärmeleitfähigkeit und die Masse des Behältnisses zu berücksichtigen ist in dem sich das Cooling down of the goods to be chilled is higher than for the mere extraction of heat energy from the food to be cooled, since, for example, the thermal conductivity and the mass of the container must be taken into account in which the
Nahrungsmittel befindet. Food is located.
Ebenso kann der Alkoholgehalt eines zu kühlenden Getränks den Energiebedarf zum Herunterkühlen verändern, was ggf. zu berücksichtigen ist. Likewise, the alcohol content of a drink to be cooled can change the energy requirement for cooling, which may have to be taken into account.
Ausgehend von dem insgesamt berechneten Energiebedarf zum Herunterkühlen des Kühlguts ermittelt die Steuerungseinheit insbesondere die notwendige Dauer des Kühlprozesses, mithin die Dauer der Kühlmittelzirkulation durch besagtes Kühlmittel-Leitungssystem, in Verbindung mit einer bestimmten Kühlmitteltemperatur, sodass die berechnete Wärmeenergie während des Based on the total calculated energy requirement for cooling down the goods to be cooled, the control unit determines in particular the necessary duration of the cooling process, i.e. the duration of the coolant circulation through said coolant line system, in connection with a certain coolant temperature, so that the calculated thermal energy during the
Kühlprozesses sukzessive über das Kühlmittel aus dem Kühlgut abgeführt wird. The cooling process is successively discharged from the refrigerated goods via the coolant.
Trotz der verhältnismäßig guten Berechnungsmöglichkeit der dem Kühlgut zu entziehenden Wärmeenergie kann es sinnvoll sein, eine Kalibrierung der Kühlprozessparameter, die in der Steuerungseinheit vorliegen, vorzunehmen. Despite the relatively good possibility of calculating the thermal energy to be extracted from the goods to be cooled, it can be useful to calibrate the cooling process parameters that are present in the control unit.
Einerseits kann eine solche Kalibrierung beim Hersteller der On the one hand, such a calibration can be done by the manufacturer of the
Vorrichtung vorgenommen werden und zwar dahingehend, dass beispielsweise mittels einer definierten Versuchsreihe untersucht wird, ob die theoretisch ermittelten Kühlprozessabläufe, insbesondere die Dauer des Kühlprozesses in Verbindung mit einer bestimmten Kühlmitteltemperatur, tatsächlich zu dem berechneten Ergebnis, sprich der gewünschten Trink- bzw. Zieltemperatur, führen oder Abweichungen vorliegen, die entsprechend zu berücksichtigen wären. Device are made in such a way that, for example, by means of a defined series of tests, it is examined whether the theoretically determined cooling process sequences, in particular the duration of the cooling process in connection with a certain coolant temperature, actually lead to the calculated result, i.e. the desired drinking or target temperature, lead or there are deviations that should be taken into account accordingly.
Solche festgestellten Abweichungen können zur Anpassung der Kühlprozessparameter genutzt werden, wie beispielsweise eine Verlängerung der Kühlprozessdauer, falls sich im Rahmen der Kalibrierung z.B. herausstellt, dass die tatsächliche Zieltemperatur des Kühlguts über der berechneten Such determined deviations can be used to adapt the cooling process parameters, such as an extension of the cooling process time, if e.g. it turns out that the actual target temperature of the refrigerated goods is above the calculated
Zieltemperatur liegt. Target temperature.
Ebenso ist denkbar, dass der Benutzer eine individuelle Kalibrierung der Kühlprozessparameter vornimmt, beispielsweise sofern die (manuell) gemessene Kühlgut-Temperatur von der (automatisch) berechneten It is also conceivable that the user carries out an individual calibration of the cooling process parameters, for example if the (manually) measured refrigerated goods temperature differs from the (automatically) calculated one
Zieltemperatur abweicht. Target temperature deviates.
Denkbar ist in diesem Zusammenhang, dass der Benutzer über eine Benutzerschnittstelle der Vorrichtung die (manuell) festgestellte In this context, it is conceivable for the user to use a user interface of the device to determine the (manually)
Temperaturabweichung an die Steuerungseinheit übermitteln kann oder der Steuerungseinheit beispielsweise die für zukünftige Kühlprozesse individuell gewünschte Zieltemperatur, wie zum Beispiel 8°C anstatt dem Standardwert von 6°C, vorgeben kann. Temperature deviation can be transmitted to the control unit or the control unit can, for example, specify the individually desired target temperature for future cooling processes, such as 8 ° C instead of the standard value of 6 ° C.
Nachfolgen wird ein vollautomatischer Kühlprozess gegenüber einem halbautomatischen Kühlprozess diskutiert. A fully automatic cooling process versus a semi-automatic cooling process is discussed below.
Wie bereits mehrfach erwähnt soll das Herunterkühlen von As already mentioned several times, the cooling down of
Nahrungsmitteln durch die Vorrichtung bevorzugt bzw. so weit wie möglich vollautomatisch realisiert werden, um dem Benutzer den höchstmöglichen Komfort zu bieten bzw. manuelle Fehlbedienungen seitens des Benutzers zu vermeiden. Food is preferred by the device or realized fully automatically as far as possible in order to offer the user the greatest possible comfort or to avoid manual operating errors on the part of the user.
Daher werden nachfolgend die Grundzüge eines vollautomatischen Kühlprozesses beschrieben sowie wo zutreffend bzw. im Anschluss daran die Merkmale eines halbautomatischen Kühlprozesses, d.h. unter Mitwirkung des Benutzers. Therefore, the basic features of a fully automatic cooling process are described below and, where applicable or following, the characteristics of a semi-automatic cooling process, i.e. with the participation of the user.
Aufgrund der Masse-Ermittlungseinrichtung der Vorrichtung kann die Steuerungseinheit zu jederzeit erkennen, ob sich (aufgrund seiner Gewichtskraft) ein Kühlgut in der Vorrichtung befindet oder nicht. Bringt der Benutzer ein Kühlgut, ggf. samt Behältnis, in die Vorrichtung ein, kann die Steuerungseinheit, bevorzugt automatisch, die Ermittlung der Ausgangsparameter für den On the basis of the device's mass-determining device, the control unit can recognize at any time whether or not there are items to be cooled (due to its weight). If the user brings items to be cooled, possibly including a container, into the device, the control unit can, preferably automatically, determine the output parameters for the
bevorstehenden Kühlprozess einleiten. Denkbar ist auch, dass der Benutzer den Kühlprozess manuell über ein gesondertes Eingabesignal, beispielsweise die Betätigung einer Start-Taste, einleitet. initiate the upcoming cooling process. It is also conceivable that the user initiates the cooling process manually via a separate input signal, for example the actuation of a start button.
Für den Fall das ein Behältnis mit einem Durchmesser von größer als ca. 7 cm in die Vorrichtung eingeführt werden soll, beispielweise eine 0,75 Liter Sektflasche mit einem Durchmesser von ca. 9 cm, kann vorgesehen sein, dass der Benutzer über eine Benutzerschnittstelle der Vorrichtung ein Signal an die Steuerungseinheit der Vorrichtung übermittelt, welches die (maximale) Kontraktion des Ballons bewirkt, sodass ein Innenkreisdurchmesser des (in diesem Beispielfall) zylindrischen Aufnahmeelements von mehr als 9 cm erreicht wird . In the event that a container with a diameter of greater than approx. 7 cm is to be inserted into the device, for example a 0.75 liter champagne bottle with a diameter of approx. 9 cm, it can be provided that the user can use a user interface of the The device transmits a signal to the control unit of the device which causes the (maximum) contraction of the balloon, so that an inner circle diameter of the (in this example) cylindrical receiving element of more than 9 cm is achieved.
Alternativ bzw. bevorzugt wird das vorgenannte Signal an die Steuerungseinheit der Vorrichtung dadurch erzeugt, dass der Benutzer das in die Vorrichtung einzuführende Behältnis (zumindest kurz) auf die Außenhülle bzw. Außenwand des Ballons beaufschlagt, sodass eine Druckveränderung bzw. Alternatively or preferably, the aforementioned signal to the control unit of the device is generated in that the user applies (at least briefly) the container to be inserted into the device to the outer shell or outer wall of the balloon, so that a pressure change or pressure change occurs.
Druckerhöhung in dem Ballon bzw. der Pneumatik-Einheit auftritt, was mittels der Gasruckmesseinrichtung der Vorrichtung registriert wird . Diese (optionale) Funktion erhöht die Benutzerfreundlichkeit der Vorrichtung signifikant, da sie dem intuitiven Verhalten des Benutzers entspricht und zudem keine gesonderte Bedienvorrichtung (z.B. eine Taste) vonnöten ist. Pressure increase occurs in the balloon or the pneumatic unit, which is registered by means of the gas pressure measuring device of the device. This (optional) function significantly increases the user-friendliness of the device, since it corresponds to the intuitive behavior of the user and, in addition, no separate operating device (e.g. a button) is required.
Sofern die Vorrichtung über eine optionale If the device has an optional
Bildverarbeitungseinrichtung in Verbindung mit der ebenfalls optionalen Image processing device in connection with the likewise optional
Datenbank verfügt, kann die Steuerungseinheit im Regelfall alle wesentlichen für den Kühlprozess notwendigen Parameterdaten ermitteln und auf dieser Basis ein Zeitverhalten bestimmen, welches den Startzeitpunkt und den Endzeitpunkt definiert, innerhalb dessen die Kühlmittel-Pumpe das Kühlmittel durch das Kühlmittel-Leitungssystem der Vorrichtung zirkulieren lässt und andererseits die (Soll-)Temperatur definieren, die das Kühlmittel während des Kühlprozesses annehmen bzw. erhalten soll. Database, the control unit can usually determine all the essential parameter data necessary for the cooling process and, on this basis, determine a time behavior that defines the start time and the end time within which the coolant pump lets the coolant circulate through the coolant line system of the device and on the other hand, define the (target) temperature that the coolant should assume or maintain during the cooling process.
Anschließend bewirkt die Steuerungseinheit, dass die Kältequelle (z. B. Kompressionskältemaschine oder thermoelektrisches Verfahren) aktiviert wird und besagten Wärmetauscher auf die erforderliche Kühltemperatur bringt. The control unit then causes the cold source (e.g. compression refrigeration machine or thermoelectric process) to be activated and to bring said heat exchanger to the required cooling temperature.
Während dem Herunterkühlen des Wärmetauschers oder spätestens nach Erreichen der erforderlichen Kühltemperatur des Wärmetauschers schaltet die Steuerungseinheit die Kühlmittel-Pumpe ein und startet die Zirkulation des Kühlmittels. During the cooling down of the heat exchanger or at the latest after reaching the required cooling temperature of the heat exchanger switches the control unit switches on the coolant pump and starts the circulation of the coolant.
Während der Zirkulation des Kühlmittels bewirkt die von der During the circulation of the coolant caused by the
Steuerungseinheit gesteuerte Pneumatik-Einheit der Vorrichtung, dass der zumindest eine Leitungsteil möglichst kraftschlüssig auf das Kühlgut, ggf. das Behältnis, gedrückt wird, sodass eine optimale Wärmeübertragung von dem Kühlgut in das Kühlmittel gewährleistet ist. Control unit-controlled pneumatic unit of the device that the at least one line part is pressed as force-fittingly as possible onto the refrigerated item, possibly the container, so that an optimal heat transfer from the refrigerated item to the coolant is guaranteed.
Optional kann vorgesehen sein, dass das Fixieren des Behältnisses durch den expandierten Ballon nicht durchgängig über den gesamten Optionally it can be provided that the fixing of the container by the expanded balloon is not continuous over the whole
Kühlprozess hinweg erhalten bleibt, sondern situativ durch wechselweise Cooling process is retained, but depending on the situation by alternately
Kontraktion bzw. Expansion des Ballons, also durch planmäßig automatisch veranlasste Druckschwankungen im Ballon, unterbrochen wird, was nachfolgend skizzierte Vorteile mit sich bringt. Contraction or expansion of the balloon, that is to say by pressure fluctuations in the balloon automatically caused as planned, is interrupted, which has advantages outlined below.
Eine optimale Wärmeübertragung aus dem Kühlgut in das Kühlmittel findet insbesondere dann statt, sofern während des Kühlprozesses eine möglichst gute Durchmischung der Flüssigkeit innerhalb des Behältnisses gewährleistet ist. Optimal heat transfer from the goods to be cooled into the coolant takes place in particular if the best possible mixing of the liquid within the container is ensured during the cooling process.
Da der zumindest eine Leitungsteil dicht an dem Außenmantel des Behältnisses anliegt, wird dementsprechend zunächst jener Teil der Flüssigkeit in dem Behältnis gekühlt, der sich unmittelbar an der Innenwand des Behältnisses befindet. Since the at least one line part rests tightly on the outer jacket of the container, that part of the liquid in the container that is located directly on the inner wall of the container is accordingly first cooled.
Bei Behältnissen mit einer besonders dünnen Behältniswand und/oder einer sehr guten Wärmeleitfähigkeit des Behältnismaterials, wie es beispielsweise (in beiden Fällen) bei Aluminiumdosen zutrifft, kann das Problem entstehen, dass die Flüssigkeit im unmittelbaren Bereich der Behältnisinnenwand gefriert, da sich die Kühlmitteltemperatur bevorzugt im Frostbereich bewegt. In the case of containers with a particularly thin container wall and / or a very good thermal conductivity of the container material, as is the case (in both cases) with aluminum cans, the problem can arise that the liquid freezes in the immediate area of the inner wall of the container, since the coolant temperature is preferably in Moving frost area.
Zur Vermeidung dieses Problems bzw. im Hinblick auf eine fortwährende Durchmischung der Flüssigkeit in dem Behältnis kann optional vorgesehen sein, dass die Steuerungseinheit bevorzugt in bestimmten To avoid this problem or with a view to continuous mixing of the liquid in the container, it can optionally be provided that the control unit is preferably in certain
periodischen Abständen die mittels Ballon bewirkte Fixierung des Behältnisses für einen kurzen Zeitraum löst und/oder den Hub besagter pneumatischer periodic intervals the fixation of the container caused by the balloon for a short period of time and / or the stroke of said pneumatic one
Positionier-Einrichtung mehrfach verstellt und anschließend den ursprünglichen Hub wie auch die Fixierung wiederherstellt. Positioning device adjusted several times and then restored the original stroke as well as the fixation.
Technisch wird die Änderung des Fixierungszustandes des Behältnisses dadurch bewirkt, dass der Ballon durch den Entzug von Luft eine Kontraktion vollzieht und anschließend durch Einblasen von Luft in den Ballon wieder eine Expansion sattfindet. Technically, the change in the state of fixation of the container is brought about by the balloon being withdrawn from air Contraction takes place and then again finds an expansion by blowing air into the balloon.
Da das Behältnis auf dem Sockel mit einem gekrümmt, bevorzugt kegelspitzartig, geformten Sockelkopf aufsitzt, bewirkt die Kontraktion des Ballons eine seitliche Kippbewegung des Behältnisses, wodurch eine Since the container sits on the base with a curved, preferably cone-shaped, base head, the contraction of the balloon causes a lateral tilting movement of the container, whereby a
Durchmischung der Flüssigkeit im Inneren des Behältnisses erzielt wird. Mixing of the liquid inside the container is achieved.
Je nachdem wie rasch die Kontraktion bzw. anschließende Expansion des Ballons erfolgt, fällt die seitliche Kippbewegung des Behältnisses mehr oder weniger stark aus, sodass eine entsprechend mehr oder weniger intensive Durchmischung der Flüssigkeit in dem Behältnis (pro Zyklus) bewirkt wird. Depending on how fast the contraction or subsequent expansion of the balloon takes place, the lateral tilting movement of the container is more or less strong, so that a correspondingly more or less intensive mixing of the liquid in the container (per cycle) is effected.
Insbesondere bei stark kohlesäurehaltigen Getränken, wie Especially with strongly carbonated drinks like
beispielsweise bei Schaumwein, kann eine allzu starke bzw. intensive for example with sparkling wine, an overly strong or intense
Durchmischung der Flüssigkeit auch von Nachteil sein, da das Getränk nach dem Öffnen der Flasche ungewollt heraussprudeln kann. Daher kann die Mixing the liquid can also be a disadvantage, as the drink can inadvertently gush out after opening the bottle. Therefore, the
Steuerungseinheit bevorzugt je nach Art des Getränks eine mehr oder weniger starke Durchmischen durch eine entsprechend mehr oder weniger rasche Depending on the type of drink, the control unit prefers a more or less strong mixing by a correspondingly more or less rapid
Kontraktion bzw. anschließende Expansion des Ballons steuern. Control the contraction or subsequent expansion of the balloon.
Der Auftrittszeitpunkt und/oder der periodische Abstand vorgenannter Kontraktions-/Expansionszyklen des Ballons kann variieren. The time of occurrence and / or the periodic interval between the aforementioned contraction / expansion cycles of the balloon can vary.
Beispielsweise kann bei Behältnissen aus Aluminium der Auftrittszeitpunkt (im Verlauf des Kühlprozesses) früher stattfinden sowie der zeitliche Abstand solcher Zyklen kürzer sein, als bei Schaumweinflaschen, da die Wärmeleitfähigkeit bei Aluminiumbehältnissen wesentlich höher ist, als im For example, in the case of aluminum containers, the time of occurrence (in the course of the cooling process) can occur earlier and the time interval between such cycles can be shorter than in the case of sparkling wine bottles, since the thermal conductivity of aluminum containers is significantly higher than in the
Vergleich zu verhältnismäßig dickwandigen Schaumweinflaschen mit einer verhältnismäßig schlechten Wärmeleitfähigkeit. Compared to relatively thick-walled sparkling wine bottles with a relatively poor thermal conductivity.
Bei dem Vorliegen einer zweiteiligen, miteinander kombinierbaren, bevorzugt zylinderförmigen, Ausbildung des Aufnahmeelements berücksichtigt die Steuerungseinheit bevorzugt automatisch die aufeinander abgestimmte bzw. synchrone Steuerung der Hydraulik-Einheit, der Pneumatik-Einheit sowie der Kältequelle. In the presence of a two-part, preferably cylindrical, design of the receiving element that can be combined with one another, the control unit preferably automatically takes into account the coordinated or synchronous control of the hydraulic unit, the pneumatic unit and the cold source.
Bevorzugt endet der Kühlprozess automatisch mit dem Erreichen der Zieltemperatur, was dem Benutzer beispielsweise mittels optischer und/oder akustischer Signalelemente der Vorrichtung signalisiert werden kann. Anschließend kann die Vorrichtung die Fixierung des Behältnisses durch Kontraktion des Ballons lösen, sodass der Benutzer das Behältnis aus der Vorrichtung entnehmen kann. The cooling process preferably ends automatically when the target temperature is reached, which can be signaled to the user for example by means of optical and / or acoustic signal elements of the device. The device can then release the fixation of the container by contraction of the balloon so that the user can remove the container from the device.
Neben der vorstehend erläuterten Grundzügen einer bevorzugten vollautomatischen Steuerung des Kühlprozesses, kann mittels diverser In addition to the basic features of a preferred fully automatic control of the cooling process explained above, various
Eingabeelemente der Vorrichtung (Tasten, Touchscreen, usw.) eine interaktive Einflussnahme des Benutzers auf den Ablauf des Kühlprozesses vorgesehen sein, sodass bei dieser Ausgestaltungsvariante der Vorrichtung von einer Input elements of the device (buttons, touchscreen, etc.) an interactive influence of the user on the course of the cooling process can be provided, so that in this embodiment of the device from a
halbautomatischen Steuerung des Kühlprozesses gesprochen werden kann. semi-automatic control of the cooling process can be spoken of.
Folgende Betriebssituationen bzw. Einflussmöglichkeiten des The following operating situations or possibilities for influencing the
Benutzers auf den Kühlprozess sind denkbar User on the cooling process are conceivable
a) Manuelle Korrektur der Starttemperatur a) Manual correction of the start temperature
Unter Umständen kann die Situation auftreten, dass die Temperaturmesseinrichtung der Vorrichtung gar nicht oder nur sehr ungenau die tatsächliche Temperatur des eingebrachten Kühlguts bzw. dessen Behältnis ermitteln kann. Under certain circumstances, the situation can arise that the temperature measuring device of the device cannot determine the actual temperature of the items to be cooled or their container at all or only very imprecisely.
Beispielsweise könnte die durch die Vorrichtung ermittelte For example, the determined by the device
Behältnistemperatur einen völlig unplausiblen Wert aufweisen, z.B. 50°C, den der Benutzer auf den tatsächlichen bzw. auf einen geschätzten Wert korrigieren kann. Container temperature have a completely implausible value, e.g. 50 ° C, which the user can correct to the actual value or to an estimated value.
b) Manuelle Korrektur der Zieltemperatur b) Manual correction of the target temperature
Die vollautomatisch arbeitende Steuerungseinheit kann per se eine Zieltemperatur von beispielsweise 6°C für die Berechnung des Kühlprozesses zugrunde legen, da dieses Temperaturniveau der üblichen Trinktemperatur der meisten nichtalkoholischen wie auch vieler alkoholischen Getränke entspricht. The fully automatic control unit can use a target temperature of, for example, 6 ° C as a basis for calculating the cooling process, since this temperature level corresponds to the usual drinking temperature of most non-alcoholic as well as many alcoholic beverages.
Abweichend von dem vordefinierten Standardwert kann vorgesehen sein, dass der Benutzer seine individuell präferierte Trink- bzw. Zieltemperatur definiert und über entsprechende Eingabeelemente an die Steuerungseinheit der Vorrichtung übermittelt. Deviating from the predefined standard value, it can be provided that the user defines his individually preferred drinking or target temperature and transmits it to the control unit of the device via appropriate input elements.
Beispielsweise kann die manuell zu definierende Trinktemperatur von einer bestimmten Weinsorte abhängen, die bei Weißwein beispielsweise 10°C beträgt bzw. bei Rotwein ca. 15°C. For example, the drinking temperature to be defined manually can depend on a certain type of wine, which is 10 ° C for white wine or approx. 15 ° C for red wine.
c) Manuelle Unterbrechung bzw. vorzeitiger Abbruch des Kühlprozesses Unter bestimmten Umständen kann der Benutzer einen vollautomatischen Kühlprozess vor dem Erreichen der Zieltemperatur c) Manual interruption or premature termination of the cooling process Under certain circumstances, the user can run a fully automatic cooling process before reaching the target temperature
unterbrechen oder ggf. vollständig vorzeitig abbrechen und das Behältnis aus der Vorrichtung entnehmen, beispielsweise falls der Benutzer das Kühlgut, z.B. ein zu kühlendes Getränk, ganz oder teilweise bereits vor dem Erreichen der interrupt or, if necessary, break off completely prematurely and remove the container from the device, for example if the user removes the goods to be cooled, e.g. a drink to be cooled, in whole or in part before reaching the
Zieltemperatur konsumieren möchte. Want to consume target temperature.
Eine Unterbrechung oder der (vorzeitige) Abbruch des Kühlprozesses kann beispielsweise mittels einer entsprechenden An interruption or the (premature) termination of the cooling process can, for example, by means of a corresponding
Bedienvorrichtung der Vorrichtung, z.B. mit einer Stopp-Taste, ausgelöst werden. Operating device of the device, e.g. with a stop button.
Alternativ kann die Vorrichtung über einen kontaktlosen Sensor verfügen, z.B. über einen Näherungssensor, der beispielsweise Bewegungen im oberen Bereich des Aufnahmeelements registriert, z.B. die Handbewegung des Benutzers, welches die Steuerungseinheit als Signal zum Abbruch des Alternatively, the device may have a contactless sensor, e.g. Via a proximity sensor that registers, for example, movements in the upper area of the receiving element, e.g. the hand movement of the user, which the control unit as a signal to abort the
Kühlprozesses interpretieren kann. Can interpret the cooling process.
Bevorzugt kann der Benutzer durch eine Rüttelbewegung des sich in der Vorrichtung fixierten Behältnisses die Unterbrechung bzw. die Beendigung des Kühlprozesses auslösen. Die Rüttelbewegung erzeugt eine zumindest kurze Druckschwankung der in dem Ballon befindlichen Luft, was von der The user can preferably trigger the interruption or termination of the cooling process by shaking the container fixed in the device. The shaking movement creates an at least brief pressure fluctuation of the air in the balloon, which is what the
Gasdruckmesseinrichtung der Vorrichtung registriert und an die Gas pressure measuring device of the device registered and to the
Steuerungseinheit der Vorrichtung weitergegeben wird. Control unit of the device is passed.
Anschließend wird das Behältnis durch Kontraktion des Ballons aus der Fixierung gelöst, sodass das Behältnis von dem Benutzer aus der Vorrichtung entnommen werden kann. The container is then released from the fixation by contraction of the balloon so that the container can be removed from the device by the user.
Der Kühlprozess kann anschließend komplett beendet werden, beispielsweise durch das Abschalten der Kühlmittel-Pumpe und/oder der The cooling process can then be ended completely, for example by switching off the coolant pump and / or the
Kältequelle der Vorrichtung. Alternativ erfolgt das (vollständige) Beenden des Kühlprozesses erst nach Überschreitung eines bestimmten Zeitlimits. Cold source of the device. Alternatively, the (complete) termination of the cooling process only takes place after a certain time limit has been exceeded.
Eine Kühlprozessunterbrechung bewirkt insbesondere eine An interruption of the cooling process causes in particular one
Kontraktion des Ballons, sodass das Behältnis von dem Benutzer entnommen werden kann. Contraction of the balloon so that the container can be removed by the user.
Ein Kühlprozessabbruch kann darüber hinaus ein Abschalten der Kühlmittelzirkulation sowie der Kältequelle bewirken. Aborting the cooling process can also switch off the coolant circulation and the cold source.
d) Wiederaufnahme des Kühlprozesses nach manueller Unterbrechung Dem Benutzer steht es nach der Entnahme des Kühlguts aus der Vorrichtung frei, das gleiche oder ein anderes Kühlgut in die Vorrichtung einzubringen, wobei der Kühlprozess bevorzugt vollautomatisch erneut d) Resumption of the cooling process after manual interruption After removing the goods to be cooled from the device, the user is free to insert the same or a different goods to be cooled into the device, the cooling process preferably being repeated fully automatically
eingeleitet wird. is initiated.
Falls der Benutzer während der Unterbrechung des Kühlprozesses einen Teil des Kühlguts konsumiert haben sollte und/oder sich die Temperatur des Kühlguts verändert haben sollte, verwendet die Steuerungseinheit die neu ermittelten Ausgangsparameter des in die Vorrichtung eingebrachten Kühlguts, wie zum Beispiel die aktuelle Masse der Flüssigkeit sowie die Starttemperatur usw., zur Neuberechnung des Kühlprozess, sodass die definierte Zieltemperatur des Kühlguts am Ende des (wiederaufgenommenen) Kühlprozesses wieder erreicht wird. If the user should have consumed part of the refrigerated goods during the interruption of the cooling process and / or the temperature of the refrigerated goods should have changed, the control unit uses the newly determined output parameters of the refrigerated goods introduced into the device, such as the current mass of the liquid as well the start temperature, etc., to recalculate the cooling process so that the defined target temperature of the goods to be cooled is reached again at the end of the (resumed) cooling process.
Die interaktive Beeinflussung bzw. Steuerung des Kühlprozesses der Vorrichtung durch den Benutzer kann neben den bereits vorgenannten The interactive influencing or control of the cooling process of the device by the user can in addition to those already mentioned
Bedienmöglichkeiten ergänzend oder alternativ mit einem externen Gerät, z. B. mit einem Mobilfunkgerät, realisiert werden, welches über eine drahtgebundene, z.B. USB-Kabel, oder drahtlose Verbindung, z. B. Bluetooth, WLAN und Additional or alternative operating options with an external device, e.g. B. with a mobile radio device, which via a wired, e.g. USB cable, or wireless connection, e.g. B. Bluetooth, WLAN and
dergleichen, mit der Vorrichtung verbunden werden kann. like, can be connected to the device.
e) Kühlprozess dynamischer Natur bzw. statischer Natur e) cooling process of dynamic nature or static nature
Ergänzend sei noch erwähnt, dass die Steuerungseinheit bevorzugt sowohl einen Kühlprozess dynamischer Natur sowie statischer Natur steuern kann. In addition, it should be mentioned that the control unit can preferably control both a cooling process of a dynamic nature and a static nature.
Ein Kühlprozess dynamischer Natur liegt vor, sofern das Behältnis noch nicht die Zieltemperatur erreicht hat und das schnellstmögliche A cooling process of a dynamic nature is present if the container has not yet reached the target temperature and as quickly as possible
Herunterkühlen des Kühlguts noch im Gang ist. Cooling down of the goods is still in progress.
Denkbar ist im Zusammenhang mit dem Kühlprozess dynamischer Natur ein sogenannter Eco-Modus, den der Benutzer im Bedarfsfall aktivieren kann, sofern keine Express-Kühlung nötig ist. In connection with the cooling process of a dynamic nature, a so-called eco mode is conceivable, which the user can activate if necessary, provided that express cooling is not required.
Beispielsweise kann der Benutzer der Steuerungseinheit (im Eco- Modus) vorgeben, dass die Zieltemperatur in beispielsweise einer Stunde erreicht sein soll, wohingegen die Express-Kühlung diese Temperatur bereits nach z. B. 20 Minuten erreichen würde. For example, the user of the control unit (in eco mode) can specify that the target temperature should be reached in, for example, one hour, whereas the express cooling system will set this temperature after z. B. would reach 20 minutes.
Ein solch optionaler Eco-Modus dient insbesondere der Reduzierung des Energieverbrauchs, da beispielsweise das Kühlmittel nicht auf die maximal mögliche Temperatur von z.B. -40°C, sondern lediglich auf z. B. -10°C abgekühlt werden muss. Such an optional eco mode is used in particular to reduce energy consumption, since, for example, the coolant is not reduced to the maximum possible temperature of eg -40 ° C, but only to z. B. -10 ° C must be cooled.
Ein Kühlprozess statischer Natur liegt vor, sobald die Zieltemperatur erreicht wurde und die Steuerungseinheit das Kühlgut nicht weiter abkühlt, sondern lediglich die erreichte Zieltemperatur auf einem bestimmten A static cooling process occurs as soon as the target temperature has been reached and the control unit no longer cools the goods to be cooled, but only the target temperature reached to a certain level
Temperaturniveau hält. Temperature level.
Dieser Betriebsmodus kann unter Umständen mehrere Stunden und darüber hinaus andauern, jedenfalls so lange bis das Kühlgut von dem Benutzer aus der Vorrichtung entnommen wird, beispielsweise zwecks Konsumierung eines gekühlten Getränks. Under certain circumstances, this operating mode can last for several hours and beyond, at least until the user removes the goods to be cooled from the device, for example for the purpose of consuming a chilled beverage.
Die unerwünschte Erwärmung des in der Vorrichtung befindlichen Kühlguts, die bevorzugt mittels der Temperaturmesseinrichtung der Vorrichtung ermittelt wird, kann beispielsweise dadurch verhindert werden, dass die The undesired heating of the items to be cooled located in the device, which is preferably determined by means of the temperature measuring device of the device, can for example be prevented by the
Steuerungseinheit die Zirkulation des Kühlmittels für eine bestimmten Zeitraum bzw. in bestimmten Intervallen derart steuert, dass die Zieltemperatur soweit wie möglich konstant gehalten wird. Control unit controls the circulation of the coolant for a certain period of time or at certain intervals in such a way that the target temperature is kept as constant as possible.
Im Rahmen der bereits erwähnten Warmhaltefunktion von z.B. As part of the already mentioned warming function of e.g.
Heißgetränken kann als Solltemperatur für das (zirkulierende) Hot drinks can be used as the target temperature for the (circulating)
Temperierungsmittel beispielsweise jene Temperatur des zu temperierenden Guts bzw. dessen Behältnis herangezogen werden, welche nach dem Einbringen in das Aufnahmeelement der Vorrichtung mittels der Temperaturmesseinrichtung der Vorrichtung detektiert wird . Ermittelt die Temperaturmesseinrichtung beispielsweise an einem mit heißem Kaffee befüllten Behältnis, beispielsweise an der Unterseite einer Kaffeetasse, eine Temperatur zwischen z.B. 60° C und 70°C, also der im Allgemeinen als optimal angesehenen Trinktemperatur von Kaffee, so wird die Steuerungseinheit der Vorrichtung das Temperierungsmittel mittels der Wärmequelle der Vorrichtung bevorzugt auf mindestens eben jene gemessene Temperatur erwärmen bzw. auf diesem Niveau (weitestgehend) konstant halten, sodass ein Abkühlen des Behältnisses bzw. dessen Inhalts (Kaffee, Tee, Tempering means, for example, that temperature of the material to be tempered or its container can be used which is detected by the temperature measuring device of the apparatus after it has been introduced into the receiving element of the device. If the temperature measuring device determines, for example on a container filled with hot coffee, for example on the underside of a coffee cup, a temperature between e.g. 60 ° C and 70 ° C, i.e. the generally considered optimal drinking temperature for coffee, the control unit of the device will preferably heat the temperature control medium by means of the heat source of the device to at least the same measured temperature or keep it (largely) constant at this level so that the container or its contents (coffee, tea,
Babymilch, usw.) so weit wie möglich verhindert wird . Alternativ kann Baby milk, etc.) is prevented as much as possible. Alternatively can
vorgesehen sein, dass der Benutzer über eine Benutzerschnittstelle der be provided that the user via a user interface of
Vorrichtung die individuell gewünschte Temperatur für das zu erwärmende bzw. warm zu haltende Temperierungsgut eingibt, sodass die Steuerungseinheit der Vorrichtung das Temperierungsmittel auf die entsprechende Temperatur bringt bzw. hält. Bei der erwähnten Steuerungseinheit handelt es sich bevorzugt um eine elektronische Steuerungseinheit, wie z.B. einen Mikroprozessor und seine peripheren Komponenten, wie beispielsweise Speicherbausteine zum Speichern von zu verarbeitenden Daten oder von auszuführendem Programmcode, Ein- /Ausgabebausteine zum Empfangen von Daten oder Signalen von z.B. Sensoren für die Druckerfassung oder Durchflussmengenerfassung oder von Device enters the individually desired temperature for the temperature control material to be heated or kept warm, so that the control unit of the device brings or maintains the temperature control medium at the appropriate temperature. The mentioned control unit is preferably an electronic control unit, such as a microprocessor and its peripheral components, such as memory modules for storing data to be processed or program code to be executed, input / output modules for receiving data or signals from e.g. sensors for the pressure measurement or flow rate measurement or from
Kamerasignalen für die Bilderfassung oder zum Ansteuern von steuerbaren elektronischen Komponenten, wie z.B. Pumpen, Ventilen, Ventilatoren usw. Die elektronische Steuerungseinheit kann jedoch auch mit Hilfe eines Camera signals for image capture or for controlling controllable electronic components, such as e.g. Pumps, valves, fans, etc. The electronic control unit can, however, also with the help of a
Mikrocontrollers, mit Hilfe eines„Application Specific Integrated Circuit", kurz ASIC, oder auch durch diskret aufgebaute Elektronik realisiert sein. Mit Hilfe der Steuerungseinheit können über Sensoren Bedienungszustände verursacht durch einen Benutzer der Vorrichtung wie auch innere Betriebszustände erfasst und verarbeitet werden. Microcontrollers, with the help of an "Application Specific Integrated Circuit", or ASIC for short, or also with discretely constructed electronics. With the help of the control unit, operating states caused by a user of the device as well as internal operating states can be recorded and processed via sensors.
Die elektrische Versorgung der Vorrichtung (wie auch der ggf. The electrical supply of the device (as well as the possibly
separat ausgebildeten Kältequelle) kann je nach Ausbildungsform, also z.B. angepasst an das Einsatzszenario, mit Hilfe eines integrierten oder externen Netzteiles oder mit Hilfe von elektrischen Energiespeichern, wie z.B. Batterie, Akkumulator usw., oder auch unter Zuhilfenahme von Solarpanelen oder eines Windradgenerators erfolgen. separately trained cold source) can depending on the form, e.g. adapted to the application scenario, with the help of an integrated or external power pack or with the help of electrical energy storage devices such as Battery, accumulator, etc., or with the help of solar panels or a wind turbine generator.
Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist in der folgenden Erörterung der Erfindung auf die Darstellung von Verkabelungen, Gehäuse, For the sake of clarity, the following discussion of the invention focuses on the representation of cabling, housing,
Benutzerinterface, elektrische Versorgung usw. verzichtet. User interface, electrical supply, etc. are omitted.
Die Erfindung wird im Folgenden unter Hinweis auf die beigefügten Figuren anhand von Ausführungsbeispielen noch einmal näher erläutert, auf welche die Erfindung jedoch nicht beschränkt ist. Dabei sind in den The invention is explained in more detail below with reference to the accompanying figures on the basis of exemplary embodiments, to which the invention is not limited. In the
verschiedenen Figuren gleiche Komponenten mit identischen Bezugszeichen versehen. Es zeigen auf schematische Weise: Components that are the same in different figures are provided with identical reference symbols. It show in a schematic way:
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung; 1 shows a device according to the invention;
Fig. 2 einen modularen Wärmetauscher; Figure 2 shows a modular heat exchanger;
Fig. 3A - 3C die Wirkungsweise eines Balgs als Volumen-Variation-Element; 3A-3C the mode of operation of a bellows as a volume variation element;
Fig. 4A - 4B die Wirkungsweise eines Ballons als Volumen-Variation-Element; Fig. 5A - 5B zwei miteinander kombinierbare Aufnahmeelemente; 4A-4B show how a balloon works as a volume variation element; FIGS. 5A-5B show two receiving elements which can be combined with one another;
Fig. 6A - 6B zwei individuell mit Kühlmittel versorgbare Leitungsteile; 6A-6B show two line parts which can be individually supplied with coolant;
Fig. 7A - 7B eine modulare Ausbildungsform mit Peltier-Element; Fig. 8 eine Kältequelle mit sechs ersten Wärmetauschern; 7A-7B show a modular embodiment with a Peltier element; 8 shows a cold source with six first heat exchangers;
Fig. 9 ein Einsetzen der Vorrichtung in einen der ersten Wärmetauscher der Kältequelle gemäß der Fig. 8. 9 shows an insertion of the device into one of the first heat exchangers of the cold source according to FIG. 8.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele Description of the exemplary embodiments
Die Figur 1 zeigt eine Vorrichtung 1 zum Schnellkühlen eines zu temperierenden Guts 2, bei dem es sich im vorliegenden Fall um eine mit einem Getränk gefüllte Aluminiumdose 3 handelt. Ein oben offenes, zylinderförmiges Aufnahmeelement 4 nimmt die Aluminiumdose 3 in seinem Inneren auf. FIG. 1 shows a device 1 for rapid cooling of an item 2 to be tempered, which in the present case is an aluminum can 3 filled with a drink. A cylindrical receiving element 4, which is open at the top, receives the aluminum can 3 in its interior.
Die Aluminiumdose 3 ist umfangseitig von einem als Balg 5 ausgebildeten Volumen-Variation-Element umschlossen. Der Balg 5 ist The aluminum can 3 is circumferentially enclosed by a volume variation element designed as a bellows 5. The bellows 5 is
vollständig im Inneren des Aufnahmeelements 4 aufgenommen und hat entlang der Längserstreckung des Aufnahmeelements 4 eine röhrenförmige Gestalt und umschließt somit die Aluminiumdose 3 entlang ihrer zylinderförmigen completely received inside the receiving element 4 and has a tubular shape along the longitudinal extension of the receiving element 4 and thus encloses the aluminum can 3 along its cylindrical shape
Mantelfläche vollständig. Der Balg 5 weist an seinen oberen und unteren Outer surface completely. The bellows 5 has at its upper and lower
Endbereichen Falten 6 auf, die es ihm erlauben, in Abhängigkeit von seiner Befüllung mit Gas als Umgebungsluft 13, sein eingenommenes Volumen zu verändern bzw. zu variieren. In seinem Querschnitt sind sechs luftgefüllte End areas folds 6 which allow him to change or vary his occupied volume depending on his filling with gas as ambient air 13. In its cross-section are six air-filled
Bereiche 7 zu sehen, die im Inneren des Balgs 5 miteinander verbunden sind und so einen zusammenhängenden Hohlraum bilden. Ein Befüllen mit der Areas 7 can be seen that are connected to one another inside the bellows 5 and thus form a coherent cavity. A filling with the
Umgebungsluft 13 oder ein Entleeren bzw. Absaugen der Umgebungsluft 13 erfolgt über eine erste Luftleitung 8, die in den Balg 5 mündet und die ein erstes Ventil 9, ein erstes Druckmesselement 10 zum Messen des im Balg 5 Ambient air 13 or the evacuation or suction of the ambient air 13 takes place via a first air line 8 which opens into the bellows 5 and which has a first valve 9 and a first pressure measuring element 10 for measuring the pressure in the bellows 5
herrschenden Luftdrucks und ein erstes Durchflussmesselement 11 zum Messen der durch die erste Luftleitung 8 beförderten Luftmenge aufweist. Die erste Luftleitung 8 ist mit einer bidirektional betreibbaren ersten Luft-Pumpe 12 gekoppelt, die bei geöffnetem ersten Ventil 9 die Umgebungsluft 13 in den Balg 5 pumpt oder aus ihm absaugt, was mit Hilfe von ersten Pfeilen PI angedeutet ist. Sobald ein gewünschter Luftdruck im Balg 5 vorliegt, kann das erste Ventil 9 geschlossen werden und der so eingestellte Luftdruck über längere Zeit hinweg, insbesondere über die Zeitdauer eines Kühlprozesses hinweg, konstant gehalten werden. The prevailing air pressure and a first flow measuring element 11 for measuring the amount of air conveyed through the first air line 8. The first air line 8 is coupled to a bidirectionally operable first air pump 12 which, when the first valve 9 is open, pumps the ambient air 13 into the bellows 5 or sucks it out of it, which is indicated with the aid of the first arrows PI. As soon as a desired air pressure is present in the bellows 5, the first valve 9 can be closed and the air pressure thus set can be kept constant over a longer period of time, in particular over the duration of a cooling process.
Das Aufnahmeelement 4 weist eine starre Innenwand 14 auf, an der sich der Balg 5 großflächig abstützen kann und somit nur ins Innere des The receiving element 4 has a rigid inner wall 14 on which the bellows 5 can be supported over a large area and thus only into the interior of the
Aufnahmeelements 4 expandieren kann. Abgesehen von Randbereichen am oberen oder unteren Rand bzw. bei Wanddurchlässen kleidet der Balg 5 die Innenwand 14 fast vollständig aus. Receiving element 4 can expand. Apart from the edge areas on upper or lower edge or in the case of wall passages, the bellows 5 lines the inner wall 14 almost completely.
Die genannten Elemente, nämlich der Balg 5, die erste Luftleitung 8, das erste Ventil 9, das erste Druckmesselement 10, das erste The elements mentioned, namely the bellows 5, the first air line 8, the first valve 9, the first pressure measuring element 10, the first
Durchflussmesselement 11 und die erste Luft-Pumpe 12 sind Bestandteile einer Pneumatik-Einheit 15, mit deren Hilfe ein in den Balg 5 integriertes Leitungsteil 16 eines Temperierungsmittel-Leitungssystems 17 einer Hydraulik-Einheit 18 an die Aluminiumdose 3 angepresst wird, wenn der Luftdruck im Inneren des Balgs 5 entsprechend eingestellt ist. Das Temperierungsmittel-Leitungssystem 17 weist weiterhin eine Zuleitung 19 und eine Ableitung 20 auf, die beide mit dem Flow measuring element 11 and the first air pump 12 are components of a pneumatic unit 15, with the aid of which a line part 16 of a temperature control medium line system 17 of a hydraulic unit 18, which is integrated in the bellows 5, is pressed against the aluminum can 3 when the air pressure inside of the bellows 5 is set accordingly. The temperature control medium line system 17 also has a feed line 19 and a discharge line 20, both of which are connected to the
Leitungsteil 16 gekoppelt sind, der sich zwischen ihnen im Balg 5 erstreckt. Die Zuleitung 19 weist ein zweites Ventil 21 auf. Die Ableitung 20 mündet in einen ersten Wärmetauscher 22. An den ersten Wärmetauscher 22 ist eine Kühlmittel- Pumpe 23 angeschlossen, die ein Kühlmittel 24 zur Kühlung der Aluminiumdose 3 in der Hydraulik-Einheit 18 gemäß der Richtung angedeutet durch zweite Pfeile P2 zirkulieren lässt. Line part 16 are coupled, which extends between them in the bellows 5. The feed line 19 has a second valve 21. The discharge line 20 opens into a first heat exchanger 22. A coolant pump 23 is connected to the first heat exchanger 22 and circulates a coolant 24 for cooling the aluminum can 3 in the hydraulic unit 18 according to the direction indicated by second arrows P2.
Der Leitungsteil 16 verläuft - wie in der Schnittdarstellung der Figur 1 ersichtlich - entlang der Längserstreckung des Aufnahmeelements 4. The line part 16 runs - as can be seen in the sectional illustration in FIG. 1 - along the longitudinal extension of the receiving element 4.
Der Leitungsteil 16 kann als ein umfangsseitig durchgängiger Leitungsstrang ausgebildet sein. Die Zuleitung 19 und die Ableitung 20 können anschlussseitig zu dem Balg 5 hin als Ringleitung in der Struktur oder außerhalb der Struktur des Aufnahmeelements 4 ausgebildet sein. Genauso gut kann es nur jeweils einen einzigen oder mehrere diskrete, umfangsseitig verteilte, The line part 16 can be designed as a circumferentially continuous line strand. The supply line 19 and the discharge line 20 can be designed on the connection side towards the bellows 5 as a ring line in the structure or outside the structure of the receiving element 4. It can just as well be a single one or several discrete, circumferentially distributed,
Verbindungspunkt(e) für die Verbindung des Balgs 5 mit der Zuleitung 19 und der Ableitung 20 geben. Provide connection point (s) for connecting the bellows 5 to the supply line 19 and the discharge line 20.
Der Leitungsteil 16 kann jedoch auch umfangsseitig äquidistant verteilte Leitungsstränge aufweisen, so wie dies auf ähnliche Weise in der Figur 6B mit Hilfe der Vielzahl der unterschiedlich benannten Leitungsteile 16A und 16B visualisiert ist. Die individuellen Leitungsstränge können dann im oberen und unteren Randbereich des Balgs 5 in jeweils einer Ringleitung zusammengefasst sein, an die einerseits die Zuleitung 19 und anderseits die Ableitung 20 gekoppelt ist. The line part 16 can, however, also have line strands distributed equidistantly around the circumference, as is visualized in a similar manner in FIG. 6B with the aid of the large number of differently named line parts 16A and 16B. The individual line strands can then be combined in the upper and lower edge area of the bellows 5 in a ring line, to which the supply line 19 on the one hand and the discharge line 20 on the other hand are coupled.
Weiterhin weist die Vorrichtung 1 eine Temperierungsquelle als Kältequelle 25 auf. Die Kältequelle 25 weist eine mit dem ersten Wärmetauscher 22 gekoppelte Kältemittelpumpe 26 zur Beförderung eines Kältemittels 27 in einem Kältemittel-Leitungssystem 28 gemäß der durch dritte Pfeile P3 angedeuteten Richtung sowie einen zweiten Wärmetauscher 29, durch den das Kältemittel 27 hindurchbefördert wird, während es mit Umgebungsluft 13 gekühlt wird, auf. Die Umgebungsluft 13 wird mit Hilfe einer zweiten Luft-Pumpe 30 (bzw. Ventilator) über den zweiten Wärmetauscher 29 ventiliert, was durch vierte Pfeile P4 angedeutet ist. Zwischen dem zweiten Wärmetauscher 29 und dem ersten Wärmetauscher 22 befindet sich im Kältemittel-Leitungssystem 28 ein Drosselventil 31, das den Druck im Kältemittel 27 reduziert und die The device 1 also has a temperature control source as a cold source 25. The cold source 25 has a refrigerant pump 26 coupled to the first heat exchanger 22 for conveying a refrigerant 27 in a refrigerant line system 28 in the direction indicated by third arrows P3 and a second heat exchanger 29 through which the refrigerant 27 is conveyed while it is being cooled with ambient air 13. The ambient air 13 is ventilated with the aid of a second air pump 30 (or fan) via the second heat exchanger 29, which is indicated by fourth arrows P4. Between the second heat exchanger 29 and the first heat exchanger 22 there is a throttle valve 31 in the refrigerant line system 28, which reduces the pressure in the refrigerant 27 and which
Temperatur des Kältemittels 27 weiter reduziert. The temperature of the refrigerant 27 is further reduced.
Die Aluminiumdose 3 ruht auf einer pneumatischen Positionier- Einrichtung 32, die eine am Boden des Aufnahmeelements 4 positionierte The aluminum can 3 rests on a pneumatic positioning device 32 which positions one on the bottom of the receiving element 4
Hubkammer 33 mit einem hinsichtlich seines Hubs mit Hilfe von Druckluft (hier komprimierte Umgebungsluft 13) verstellbaren Sockelkopf 34A und einen fix montierten Sockelunterteil 35 aufweist. Der Sockelkopf 34A und der Lifting chamber 33 with a base head 34A which can be adjusted with respect to its lift with the aid of compressed air (here compressed ambient air 13) and a fixedly mounted base lower part 35. The socket head 34A and the
Sockelunterteil 35 lassen sich gegeneinander teleskopförmig verschieben und sind luftdicht miteinander verbunden. In den Sockelunterteil 35 mündet an seiner Unterseite eine zweite Luftleitung 36, die ein drittes Ventil 37, ein zweites Druckmesselement 38 und ein zweites Durchflussmesselement 39 aufweist. Auch die zweite Luftleitung 36 wird mit Hilfe der ersten Luft-Pumpe 12 mit Base lower part 35 can be displaced telescopically with respect to one another and are connected to one another in airtight manner. A second air line 36, which has a third valve 37, a second pressure measuring element 38 and a second flow measuring element 39, opens into the lower base part 35. The second air line 36 is also connected with the aid of the first air pump 12
Umgebungsluft 13 bidirektional gemäß der dort ebenfalls eingezeichneten Pfeile PI versorgt. Die Oberseite des Sockelkopfes 34A weist in ihrem Zentrum eine Kugelkopf-Struktur 34B auf, die in einen domförmigen Dosenboden 40 eingeführt ist und mit ihm in Kontakt steht. An der Spitze der Kugelkopf-Struktur 34B befindet sich ein Temperatursensor 41 zur Erfassung der Oberflächentemperatur der Aluminiumdose 3. Die pneumatische Positionier-Einrichtung 32 ist im vorliegenden Fall ein Bestandteil der Pneumatik-Einheit 15, weil sie zumindest eine Komponente (die erste Luft-Pumpe 12) der Pneumatik-Einheit 15 benützt. Die pneumatische Positionier-Einrichtung 32 kann jedoch auch als eigenständige Baugruppe realisiert sein. Ambient air 13 is supplied bidirectionally according to the arrows PI also shown there. The top of the base head 34A has in its center a spherical head structure 34B which is inserted into a dome-shaped can bottom 40 and is in contact with it. At the tip of the spherical head structure 34B there is a temperature sensor 41 for detecting the surface temperature of the aluminum can 3. In the present case, the pneumatic positioning device 32 is part of the pneumatic unit 15 because it has at least one component (the first air pump 12) of the pneumatic unit 15 is used. The pneumatic positioning device 32 can, however, also be implemented as an independent assembly.
Kopfseitig, also am oberen Ende des Aufnahmeelements 4, befinden sich zwei Kameras 47 zur Erfassung von Bildern von dem zu temperierenden Gut 2, sobald es in das Aufnahmeelement 4 eingeführt wird, wobei die Bilder in Form von Bilddaten repräsentiert sind. On the head side, ie at the upper end of the receiving element 4, there are two cameras 47 for capturing images of the material 2 to be tempered as soon as it is inserted into the receiving element 4, the images being represented in the form of image data.
Auch ist über das zweite Ventil 21 ein Ausgleichsgefäß 49 an das Temperierungsmittel-Leitungssystems 17 angekoppelt, mit dessen Hilfe im Verhältnis zum durch den Balg 5 maximal einnehmbaren Volumen relativ kleine Volumenschwankungen des Kühlmittels 24 ausgeglichen werden können. A compensation vessel 49 is also coupled to the temperature control medium line system 17 via the second valve 21, with the aid of which in the Relatively small volume fluctuations of the coolant 24 can be compensated for in relation to the maximum volume that can be taken up by the bellows 5.
Eine elektronische Steuerungseinheit 48 ist mit allen steuerbaren Komponenten, wie beispielsweise den Pumpen 12, 23, 26 und 30, den Ventilen 9, 37 und 21, ggf. auch 31, sowie allen Informationsbereitstellungselementen, wie beispielsweise den Druckmesselementen 10 und 38, den An electronic control unit 48 is with all controllable components, such as pumps 12, 23, 26 and 30, valves 9, 37 and 21, possibly also 31, as well as all information provision elements, such as pressure measuring elements 10 and 38, the
Durchflussmesselementen 11 und 39, dem Temperatursensor 41 und den Flow measuring elements 11 and 39, the temperature sensor 41 and the
Kameras 47 verbunden. Die Steuerungseinheit 48 steuert die verschiedenen Funktionen der Vorrichtung 1, so wie dies im Detail in der allgemeinen Cameras 47 connected. The control unit 48 controls the various functions of the device 1, as detailed in general
Beschreibung erörtert wurde. Insbesondere ist die Steuerungseinheit 48 zum automatischen Steuern des Kühlprozesses ausgebildet. Dabei steuert sie insbesondere die Pneumatik-Einheit 15, die Hydraulik-Einheit 18, die Description was discussed. In particular, the control unit 48 is designed to automatically control the cooling process. It controls in particular the pneumatic unit 15, the hydraulic unit 18, the
pneumatische Positionier-Einrichtung 32 und ist auch ein Bestandteil der erwähnten Komponenten 15, 18 und 32. pneumatic positioning device 32 and is also part of the aforementioned components 15, 18 and 32.
Zusammen mit dem ersten Ventil 9 und der ersten Luft-Pumpe 12 lässt sich mit der Steuerungseinheit 48 das vom Balg 5 eingenommene Volumen verändern und der Anpressdruck für den Leitungsteil 16 definieren. Zusammen mit dem ersten Druckmesselement 10 lässt sich mit der Steuerungseinheit 48 der Luftdruck in dem Balg 5 bestimmen bzw. auswerten, also eine in der allgemeinen, detaillierten Beschreibung erörterte Gasdruckmesseinrichtung 56 zum Messen bzw. Erfassen des in dem Balg 5 herrschenden Luftdrucks Together with the first valve 9 and the first air pump 12, the control unit 48 can be used to change the volume occupied by the bellows 5 and to define the contact pressure for the line part 16. Together with the first pressure measuring element 10, the control unit 48 can determine or evaluate the air pressure in the bellows 5, i.e. a gas pressure measuring device 56 discussed in the general, detailed description for measuring or detecting the air pressure prevailing in the bellows 5
realisieren. Weiterhin lässt sich das in den Balg 5 zugeführte bzw. von dort abgeführte Luftvolumen durch die Steuerungseinheit 48 im Zusammenwirken mit dem ersten Durchflussmesselement 11 bestimmen, also eine in der allgemeinen, detaillierten Beschreibung erörterte Gasvolumenmesseinrichtung 57 zum Messen bzw. Erfassen des in den Balg 5 eingebrachten bzw. von dort abgeführten realize. Furthermore, the volume of air supplied to or discharged from the bellows 5 can be determined by the control unit 48 in cooperation with the first flow measuring element 11, i.e. a gas volume measuring device 57 discussed in the general, detailed description for measuring or detecting the amount introduced into the bellows 5 or discharged from there
Luftvolumens realisieren. Realize air volume.
Zusammen mit dem dritten Ventil 37 und der ersten Luft-Pumpe 12 lässt sich mit der Steuerungseinheit 48 der Hub der Hubkammer 33 einstellen. Zusammen mit dem zweiten Druckmesselement 38 lässt sich mit der Together with the third valve 37 and the first air pump 12, the stroke of the lifting chamber 33 can be adjusted with the control unit 48. Together with the second pressure measuring element 38, the
Steuerungseinheit 48 der Luftdruck in der Hubkammer 33 bestimmen bzw. Control unit 48 determine or determine the air pressure in the lifting chamber 33
auswerten. Damit lässt sich eine in der allgemeinen Beschreibung detailliert erörterte pneumatische Masse-Ermittlungseinrichtung realisieren, wobei zur Masse-Ermittlung zunächst Umgebungsluft 13 in die Hubkammer 33 gepumpt wird, dann das dritte Ventil 37 geschlossen wird und der Druckanstieg bei Belastung der Hubkammer 33 von der Steuerungseinheit 48 ausgewertet wird. Weiterhin lässt sich die in die Hubkammer 33 zugeführte bzw. von dort abgeführte Luftmenge mit Hilfe des zweiten Durchflussmesselements 39 durch die Steuerungseinheit 48 bestimmen. evaluate. A pneumatic mass determination device discussed in detail in the general description can thus be implemented, with ambient air 13 first being pumped into the lifting chamber 33 to determine the mass, then the third valve 37 is closed and the pressure rise at Loading of the lifting chamber 33 is evaluated by the control unit 48. Furthermore, the amount of air fed into the lifting chamber 33 or discharged from there can be determined by the control unit 48 with the aid of the second flow meter element 39.
Weiterhin ist - wie in der allgemeinen Beschreibung im Detail erörtert - die Steuerungseinheit 48 dazu ausgebildet, den Kühlprozess Furthermore, as discussed in detail in the general description, the control unit 48 is designed to control the cooling process
automatisch zu definieren und durchzuführen, wobei sie insbesondere dazu ausgebildet ist, die ermittelte Masse des zu temperierenden Guts 2 mit Hilfe des in dem Balg 5 gemessenen Luftvolumens zu verifizieren oder andernfalls, wenn das gemessene Luftvolumen dies anzeigt, die ermittelte Masse des zu to be automatically defined and carried out, whereby it is designed in particular to verify the determined mass of the goods 2 to be tempered with the aid of the air volume measured in the bellows 5 or, if the measured air volume indicates this, the determined mass of the to
temperierenden Guts 2 um die Masse eines das zu temperierende Gut 2 aufnehmenden Behältnisses (siehe in der Figur 1 die Aluminiumdose 3 oder in den Figuren 3A - 3C eine Glasflasche 50) zu korrigieren, was insbesondere bei schweren Behältnissen, wie dicken Glasflaschen (z.B. die Glasflasche 50 in Figur 3A - 3C), zur Optimierung des Kühlprozesses beiträgt. temperature-regulating goods 2 to correct the mass of a container receiving the temperature-controlled goods 2 (see the aluminum can 3 in FIG. 1 or a glass bottle 50 in FIGS. 3A-3C), which is particularly important in the case of heavy containers such as thick glass bottles (e.g. the glass bottle 50 in FIGS. 3A-3C), contributes to the optimization of the cooling process.
Auch können mit Hilfe der Steuerungseinheit 48 die von den With the help of the control unit 48, the
Kameras 47 generierten Bilddaten ausgewertet und mit in einer internen Cameras 47 evaluated image data generated and included in an internal
Datenbank gespeicherten Produkt-Informationen oder über eine Product information stored in a database or via a
Netzwerkanbindung, wie z.B. an das Internet, beziehbaren Produkt- Informationen abgeglichen werden und ggf. der Kühlprozess definiert bzw. Network connection, such as to the Internet, available product information and, if necessary, the cooling process is defined or
optimiert werden. be optimized.
Die Steuerungseinheit 48 bildet auch einen Bestandteil der pneumatischen Positionier-Einrichtung 32 zur automatischen Positionierung des Guts 2. The control unit 48 also forms part of the pneumatic positioning device 32 for the automatic positioning of the item 2.
Die Vorrichtung 1 kann als Stand-Alone-Gerät realisiert sein oder von ihrer Kältequelle 25 an- und abkoppelbar ausgebildet sein, sodass eine modulare Konfiguration vorliegt, was durch einen Trennstrich 42 angedeutet ist. In der modularen Konfiguration ist der erste Wärmetauscher 22 zweiteilig ausgebildet. Er weist dann einen der Vorrichtung 1 zugeordneten und dort fix verbauten ersten Teil 43 und einen der Kältequelle 25 zugeordneten und dort fix verbauten zweiten Teil 44 auf. In der modularen Konfiguration weist auch die Steuerungseinheit 48 einen ersten Steuerungsteil 45, welcher der Vorrichtung 1 zugeordnet ist, und einen zweiten Steuerungsteil 46, welcher der Kältequelle 25 zugeordnet ist, auf. Die beiden Steuerungsteile 45 und 46 sind im angekoppelten Zustand miteinander verbunden und arbeiten zusammen und funktionieren im entkoppelten Zustand separat voneinander, wobei sie dann natürlich auch elektrisch separat versorgt werden, folglich insbesondere zwei separate elektrische Versorgungen vorliegen. The device 1 can be implemented as a stand-alone device or can be configured to be coupled and uncoupled from its cold source 25, so that a modular configuration is present, which is indicated by a dividing line 42. In the modular configuration, the first heat exchanger 22 is designed in two parts. It then has a first part 43 assigned to the device 1 and permanently installed there and a second part 44 assigned to the cold source 25 and permanently installed there. In the modular configuration, the control unit 48 also has a first control part 45, which is assigned to the device 1, and a second control part 46, which is assigned to the cold source 25. The two control parts 45 and 46 are connected to one another in the coupled state and work together and function in the decoupled state separately from each other, whereby they are then of course also electrically supplied separately, consequently in particular two separate electrical supplies are present.
Die Figur 2 zeigt die zwei voneinander separierten Teile 43 und 44 des ersten Wärmetauschers 22 sowie den Fluss von einerseits dem Kühlmittel 24 und andererseits dem Kältemittel 27 in dem jeweiligen Leitungssystem, also dem Temperierungsmittel-Leitungssystem 17 bzw. dem Kältemittel-Leitungssystem 28. Um die Figur 2 nicht zu überladen wurden umliegende Elemente und ggf. einige Bezugszeichen nicht eingezeichnet. Der erste Teil 43 kann in den zweiten Teil 44 des ersten Wärmetauschers 22 eingesetzt werden und von dort wieder entnommen werden. Der zweite Teil 44 weist eine z.B. spiralförmige Figure 2 shows the two separated parts 43 and 44 of the first heat exchanger 22 as well as the flow of the coolant 24 on the one hand and the refrigerant 27 on the other hand in the respective line system, so the temperature control medium line system 17 and the refrigerant line system 28 In FIG. 2, surrounding elements and possibly some reference symbols have not been shown. The first part 43 can be inserted into the second part 44 of the first heat exchanger 22 and removed again from there. The second part 44 has a e.g. spiral
Leitungsführung für das Kältemittel 27 mit einem Freiraum in seinem Zentrum auf. In diesen Freiraum ist der baulich darauf abgestimmte erste Teil 43 passgenau einsetzbar, um die Wärmeübertragung zu optimieren, wobei der erste Teil 43 seinerseits eine z.B. mäander- oder schlangenlinienförmige Line routing for the refrigerant 27 with a free space in its center. The structurally coordinated first part 43 can be precisely fitted into this free space in order to optimize the heat transfer, the first part 43 in turn being e.g. meander or serpentine
Leitungsführung für das Kühlmittel 24 aufweist. Has line routing for the coolant 24.
In weiterer Folge ist in der Sequenz der Figuren 3A - 3C, bei denen sich die Visualisierung auf das Aufnahmeelement 4 beschränkt, die Funktion des Balgs 5 und der Hubkammer 33 dargestellt. Um die Figuren 3A - 3C nicht zu überladen wurden umliegende Elemente und ggf. einige Bezugszeichen nicht eingezeichnet. Die Figur 3A zeigt die Glasflasche 50 als das zu temperierende Gut 2, wobei die Glasflasche 50 einen Flaschenbauch 51 und einen im Verhältnis dazu relativ schlanken Flaschenhals 52 aufweist. Die Glasflasche 50 ist auf dem Sockelkopf 34A aufgesetzt dargestellt und der Balg 5 soweit entlüftet, dass die Glasflasche 50 problemlos eingeführt werden kann. In der Figur 3B ist der Sockelkopf 34A beinahe vollständig abgesenkt dargestellt, sodass die Glasflasche 50 im Vergleich zu der Figur 3A tiefer in dem Aufnahmeelement 4 aufgenommen ist. In der Figur 3C ist der Sockelkopf 34A nun vollständig abgesenkt dargestellt. Weiterhin ist der expandierte Balg 5 zu sehen, der den zumindest einen Subsequently, in the sequence of FIGS. 3A-3C, in which the visualization is limited to the receiving element 4, the function of the bellows 5 and the lifting chamber 33 is shown. In order not to overload FIGS. 3A-3C, surrounding elements and possibly some reference symbols have not been drawn in. FIG. 3A shows the glass bottle 50 as the goods 2 to be tempered, the glass bottle 50 having a bottle belly 51 and a bottle neck 52 which is relatively narrow in relation to it. The glass bottle 50 is shown placed on the base head 34A and the bellows 5 is vented to such an extent that the glass bottle 50 can be inserted without any problems. In FIG. 3B, the base head 34A is shown almost completely lowered, so that the glass bottle 50 is received more deeply in the receiving element 4 in comparison to FIG. 3A. In FIG. 3C, the base head 34A is now shown completely lowered. Furthermore, the expanded bellows 5 can be seen, the at least one
Leitungsteil 16 nicht nur im Bereich des Flaschenbauchs 51, sondern auch entlang des Flaschenhalses 52 an die Glasflasche 50 anpresst. Um die Line part 16 is pressed against the glass bottle 50 not only in the area of the bottle belly 51 but also along the bottle neck 52. To the
Glasflasche 50 nach ihrer Temperierung wieder zu entnehmen, wird zunächst der Balg 5 soweit entlüftet, bis die Glasflasche 50 frei ist, und danach der Sockelkopf 34A so weit als nötig, bevorzugt vollständig, angehoben. Dieser Zustand entspricht der Visulisierung gemäß der Figur 3A. Im Unterschied zu den Figuren 3A - 3C zeigen die Figuren 4A - 4B, bei denen sich die Visualisierung ebenfalls auf das Aufnahmeelement 4 To remove the glass bottle 50 again after it has been tempered, the bellows 5 is initially vented until the glass bottle 50 is free, and then the base head 34A is raised as far as necessary, preferably completely. This state corresponds to the visualization according to FIG. 3A. In contrast to FIGS. 3A-3C, FIGS. 4A-4B show, in which the visualization also relates to the receiving element 4
beschränkt, die Funktion und Wirkungsweise eines Ballons 53 als Volumen- Variation-Element, dessen Wand sich in Abhängigkeit von dem in ihm limited, the function and mode of action of a balloon 53 as a volume variation element, the wall of which is dependent on that in it
herrschenden Luftdruck ausdehnt bzw. zusammenzieht. Um die Figuren 4A - 4B nicht zu überladen wurden umliegende Elemente und ggf. einige Bezugszeichen nicht eingezeichnet. In der Figur 4A hält der nur leicht aufgepumpte Ballon 53 die Glasflasche 50 auf dem Sockelkopf 34A. In der Figur 4B presst der massiv expandierte Ballon 53 den zumindest einen Leitungsteil 16 im Wesentlichen entlang der gesamten Länge der Glasflasche 50 gegen die Glasflasche 50. the prevailing air pressure expands or contracts. In order not to overload FIGS. 4A-4B, surrounding elements and possibly some reference symbols have not been drawn in. In FIG. 4A, the only slightly inflated balloon 53 holds the glass bottle 50 on the base head 34A. In FIG. 4B, the massively expanded balloon 53 presses the at least one line part 16 against the glass bottle 50 essentially along the entire length of the glass bottle 50.
Bei den Figuren 5A - 5B beschränkt sich die Visualisierung ebenfalls auf das Aufnahmeelement 4. Um die Figuren 5A - 5B nicht zu überladen wurden umliegende Elemente und ggf. einige Bezugszeichen nicht eingezeichnet. Die Figuren 5A - 5B zeigen eine weitere Ausbildungsform der Vorrichtung 1, bei der zwei relativ eng nebeneinander positionierte Aufnahmeelemente 4 (siehe Fig. 5A) an ihrem oberen Rand mit einem Gelenk 54 verbunden sind, sodass das rechte Aufnahmeelement 4 auf das linke Aufnahmeelement 4 verschwenkbar ist und in dieser neuen Position (siehe Fig. 5B) das zuvor linke, nun untere, In FIGS. 5A-5B, the visualization is also limited to the receiving element 4. In order not to overload FIGS. 5A-5B, surrounding elements and, if applicable, some reference symbols have not been drawn in. FIGS. 5A-5B show a further embodiment of the device 1 in which two receiving elements 4 (see FIG. 5A) positioned relatively close to one another are connected at their upper edge with a joint 54 so that the right receiving element 4 can be pivoted onto the left receiving element 4 and in this new position (see Fig. 5B) the previously left, now lower,
Aufnahmeelement 4 um das zuvor rechte, nun obere, Aufnahmeelement 4 verlängert ist. Die Zu- und Abfuhr von Umgebungsluft 13 sowie die Zu- und Abfuhr des Kühlmittels 24 erfolgt gemäß dieser Ausbildungsform beim jeweiligen Aufnahmeelement 4 nur einseitig. Der Leitungsteil 16 verläuft röhrenartig in die Wand des Balgs 5 integriert ringsum die Glasflasche 50 herum. Receiving element 4 is extended by the previously right, now upper, receiving element 4. The supply and discharge of ambient air 13 as well as the supply and discharge of the coolant 24 take place only on one side according to this embodiment of the respective receiving element 4. The line part 16 runs in a tube-like manner integrated into the wall of the bellows 5 around the glass bottle 50.
Mit dieser Ausbildungsform lässt sich auch eine relativ lange With this form of training, a relatively long
Glasflasche 50 entlang ihrer gesamten Länge kühlen, obwohl die Glasflasche 50 wesentlich länger ist, als nur ein einziges Aufnahmeelement 4. Vor dem Cool glass bottle 50 along its entire length, although the glass bottle 50 is much longer than just a single receiving element 4. Before
Verschwenken wird der rechte Sockelkopf 34A vollständig eingefahren, um das rechte Aufnahmeelement 4 beim Verschwenken nicht zu behindern. Die Pivoting, the right base head 34A is completely retracted in order not to hinder the right receiving element 4 when pivoting. The
Glasflasche 50 wird natürlich erst nach dem Übereinanderpositionieren der beiden Aufnahmeelemente 4 in diese eingesetzt. Der Vollständigkeit wegen sei erwähnt, dass aus Platzgründen die beiden Figuren 5A und 5B einen leicht voneinander abweichenden Maßstab verwenden. Glass bottle 50 is of course only inserted into the two receiving elements 4 after they have been positioned one above the other. For the sake of completeness, it should be mentioned that, for reasons of space, the two FIGS. 5A and 5B use a slightly different scale.
Die Figuren 6A und 6B zeigen das Aufnahmeelement 4 von oben betrachtet, wobei in Fig. 6A eine relativ schlanke und in Fig. 6B eine im FIGS. 6A and 6B show the receiving element 4 viewed from above, with a relatively slender in FIG. 6A and an im
Verhältnis dazu relativ voluminöse (dicke) Aluminiumdose 3 aufgenommen ist. Um die Figuren 6A - 6B nicht zu überladen wurden umliegende Elemente und ggf. einige Bezugszeichen nicht eingezeichnet. Im vorliegenden Fall ist der Ballon 53 in vier Ballon-Segmente 53A - 53D geteilt, die synchron zueinander mit der Umgebungsluft 13 aufgeblasen werden. Entlang der Längserstreckung des Aufnahmeelements 4 verlaufende Ballon-Segment-Ränder 53E sind an der Innenwand 14 des Aufnahmeelements 4 befestigt. Entlang der Außenseite der Ballon-Segmente 53A - 53D sind zwei Gruppen von Leitungsteilen 16, nämlich als Rand-Leitungsteile 16A und Zentral-Leitungsteile 16B ausgebildet, wobei für jede Gruppe die Durchflussmenge individuell einstellbar ist. Zu diesem Zweck ist eine entsprechende Anzahl der zweiten Ventile 21 sowie separate Zuleitungen 19, ggf. auch separate Ableitungen 20, vorgesehen, was jedoch in den Figuren nicht explizit dargestellt ist. Die wenig durchfluteten Rand-Leitungsteile 16A ziehen sich zusammen (reduzierten ihr eingenommenes Volumen), wohingegen sich die stärker durchfluteten Zentral-Leitungsteile 16B ausdehnen. Dies führt dazu, dass - wie in der Fig. 6A ersichtlich - die benachbarten Randbereiche der Ballon-Segmente 53A - 53D fast radial verlaufen und sich im Wesentlichen ungehindert einander annähern können und sich die Zentral-Leitungsteile 16B satt an die Aluminiumdose 3 anpressen können. Im Gegensatz dazu sind gemäß der Figur 6B die Rand-Leitungsteile 16A und die Zentral-Leitungsteile 16B gleichstark durchflutet, die Ballon-Segmente 53A - 53D jedoch im Verhältnis zur Figur 6A weniger stark aufgeblasen. Somit lässt sich auch die voluminösere Aluminiumdose 3 entlang ihres gesamten Umfangs, im Wesentlichen vollflächig, mit Kühlmittel 24 führenden Leitungsteilen 16A und 16B umschließen. Relative to this, relatively voluminous (thick) aluminum can 3 is added. In order not to overload FIGS. 6A-6B, surrounding elements and possibly some reference symbols have not been drawn in. In the present case, the balloon 53 is divided into four balloon segments 53A-53D, which are inflated synchronously with one another with the ambient air 13. Balloon segment edges 53E running along the longitudinal extension of the receiving element 4 are fastened to the inner wall 14 of the receiving element 4. Along the outside of the balloon segments 53A-53D, two groups of line parts 16 are formed, namely as edge line parts 16A and central line parts 16B, the flow rate being individually adjustable for each group. For this purpose, a corresponding number of the second valves 21 as well as separate supply lines 19, possibly also separate discharge lines 20, are provided, which, however, is not explicitly shown in the figures. The edge line parts 16A through which there is little flow contract (reduced the volume they occupy), whereas the central line parts 16B with which there is greater flow expand. This means that - as can be seen in FIG. 6A - the adjacent edge regions of the balloon segments 53A-53D run almost radially and can approach one another essentially unhindered and the central line parts 16B can press themselves tightly against the aluminum can 3. In contrast to this, according to FIG. 6B, the edge line parts 16A and the central line parts 16B are flooded to the same extent, but the balloon segments 53A-53D are inflated less strongly than in FIG. The more voluminous aluminum can 3 can thus also be enclosed along its entire circumference, essentially over the entire surface, with line parts 16A and 16B carrying coolant 24.
Bei der in der Figur 7A - 7B dargestellten Ausbildungsform der Vorrichtung 1 ist der zweite Teil 44 des ersten Wärmetauschers 22 mit Hilfe von batteriebetriebenen Peltier-Elementen realisiert und der erste Teil 43 des ersten Wärmetauschers 22 aus dem zweiten Teil 44 entnehmbar bzw. in den zweiten Teil 44 einsetzbar. Zur Kühlung des zweiten Teils 44 des ersten Wärmetauschers 22 wird Umgebungsluft 13 an den Peltier-Elementen vorbeiventiliert. Um die Figuren 7A - 7B nicht zu überladen wurden umliegende Elemente und ggf. einige Bezugszeichen nicht eingezeichnet. In the embodiment of the device 1 shown in FIGS. 7A-7B, the second part 44 of the first heat exchanger 22 is implemented with the aid of battery-operated Peltier elements and the first part 43 of the first heat exchanger 22 can be removed from the second part 44 or into the second Part 44 can be used. To cool the second part 44 of the first heat exchanger 22, ambient air 13 is ventilated past the Peltier elements. In order not to overload FIGS. 7A-7B, surrounding elements and possibly some reference symbols have not been drawn in.
Die Figur 8 zeigt in Blickrichtung von oben eine Kältequelle 25 mit sechs Aufnahmebereichen 55, die jeweils zum Aufnehmen einer einzigen FIG. 8 shows a cold source 25 with six receiving areas 55, each for receiving a single one, viewed from above
Vorrichtung 1 gemäß der Figur 1 (siehe auch Figur 2, wo der erste Device 1 according to Figure 1 (see also Figure 2, where the first
Wärmetauscher 22 visualisiert ist) ausgebildet sind. Um die Figur 8 nicht zu überladen wurden ggf. einige Bezugszeichen nicht eingezeichnet. In der oberen Reihe der Aufnahmebereiche 55 ist die mittlere Position leer, alle anderen Heat exchanger 22 is visualized) are formed. Not to figure 8 Some reference symbols may not have been shown overloaded. In the upper row of receiving areas 55, the middle position is empty, all others
Aufnahmebereiche 55 sind jeweils mit einer Vorrichtung 1 besetzt, die eine Aluminiumdose 3 enthält. Jedem der sechs Aufnahmebereiche 55 ist jeweils ein separat ausgebildeter erster Wärmetauscher 22 zugeordnet, der wiederum jeweils über einen zweiten Teil 44 verfügt. Die Kältequelle 25 ist über das gemeinsame Kältemittel-Leitungssystem 28 mit jedem der sechs Wärmetauscher 22 verbunden und speist jeweils deren zweiten Teil 44 mit Kältemittel 27. Der jeweils zweite Teil 44 ist mit dem jeweils ersten Teil 43 eines ersten Receiving areas 55 are each occupied by a device 1 which contains an aluminum can 3. Each of the six receiving areas 55 is assigned a separately designed first heat exchanger 22, which in turn has a second part 44. The cold source 25 is connected to each of the six heat exchangers 22 via the common refrigerant line system 28 and feeds their second part 44 with refrigerant 27. The second part 44 is in each case with the first part 43 of a first
Wärmetauschers 22 koppelbar (siehe hierzu im Detail Fig. 2), was im Heat exchanger 22 can be coupled (see in detail Fig. 2), which is in
vorliegenden Fall bei fünf von sechs möglichen Aufnahmebereichen 55 realisiert ist, da in der oberen Reihe der Aufnahmebereiche 55 die mittlere Position leer ist. In the present case, this is implemented in five of six possible receiving areas 55, since the middle position in the upper row of receiving areas 55 is empty.
Die Figur 9 bezieht sich auf die Figur 8 und zeigt die drei oberen Aufnahmebereiche 55 mit jeweils einem separat ausgebildeten ersten FIG. 9 relates to FIG. 8 and shows the three upper receiving areas 55, each with a first separately formed
Wärmetauscher 22, wobei in den mittleren, leer dargestellten Aufnahmebereich 55, gerade eine Vorrichtung 1 eingesetzt wird, also der zweite Teil 44 mit dem ersten Teil 43 des ersten Wärmetauschers 22 gekoppelt wird. Um auch die Figur 9 nicht zu überladen wurden umliegende Elemente und ggf. einige Heat exchanger 22, with a device 1 being inserted into the middle, empty receiving area 55, that is to say the second part 44 is coupled to the first part 43 of the first heat exchanger 22. In order not to overload FIG. 9, the surrounding elements and, if necessary, some
Bezugszeichen nicht eingezeichnet. Reference symbols not shown.
Es wird abschließend noch einmal darauf hingewiesen, dass es sich bei den vorangehend detailliert beschriebenen Figuren nur um Finally, it is pointed out once again that the figures described in detail above are only
Ausführungsbeispiele handelt, welche vom Fachmann in verschiedenster Weise modifiziert werden können, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Es wird der Vollständigkeit halber auch darauf hingewiesen, dass die Verwendung der unbestimmten Artikel„ein" bzw.„eine" nicht ausschließt, dass die betreffenden Merkmale auch mehrfach vorhanden sein können. It is about exemplary embodiments which can be modified in the most varied of ways by the person skilled in the art without departing from the scope of the invention. For the sake of completeness, it is also pointed out that the use of the indefinite article “a” or “an” does not exclude the possibility of the relevant features being present several times.

Claims

Ansprüche Expectations
1. Vorrichtung (1) zum Temperieren, bevorzugt zum Kühlen, 1. Device (1) for temperature control, preferably for cooling,
besonders bevorzugt zum Schnellkühlen, eines zu temperierenden Guts (2), gegebenenfalls auch eines das zu temperierende Gut (2) aufnehmenden particularly preferred for rapid cooling of an item (2) to be tempered, possibly also one that receives the item (2) to be tempered
Behältnisses (3; 50), die aufweist: Container (3; 50) which has:
- eine Hydraulik-Einheit (18) zur Bereitstellung eines Temperierungsmittels (24) in einem Temperierungsmittel-Leitungssystem (17) für die Temperierung des zu temperierenden Guts (2), gegebenenfalls samt seinem Behältnis (3; 50), und - A hydraulic unit (18) for providing a temperature control medium (24) in a temperature control medium line system (17) for controlling the temperature of the goods (2) to be temperature controlled, possibly including its container (3; 50), and
- ein, insbesondere schacht- und/oder röhrenartig ausgebildetes, - one, in particular shaft-like and / or tube-like,
Aufnahmeelement (4) zur Aufnahme des zu temperierenden Guts (2), Receiving element (4) for receiving the goods to be tempered (2),
gegebenenfalls samt seinem Behältnis (3; 50), in seinem Inneren, wobei sich innerhalb des Aufnahmeelements (4) zumindest ein Leitungsteil (16; 16A, 16B) des Temperierungsmittel-Leitungssystems (17) befindet, und optionally including its container (3; 50) in its interior, with at least one line part (16; 16A, 16B) of the temperature control medium line system (17) being located inside the receiving element (4), and
- eine hydraulische und/oder pneumatische Volumen-Variation-Einheit, bevorzugt als Pneumatik-Einheit (15) realisiert, die aufweist: - A hydraulic and / or pneumatic volume variation unit, preferably implemented as a pneumatic unit (15), which has:
mindestens ein, zumindest teilweise, bevorzugt jedoch vollständig, in dem at least one, at least partially, but preferably completely, in the
Inneren des Aufnahmeelements (4) lokalisiertes Volumen-Variation-Element (5; 53), bevorzugt realisiert als Ballon (53), dessen einnehmbares Volumen derart in Abhängig von seiner Befüllung mit einem flüssigen und/oder gasförmigen Volume variation element (5; 53) located inside the receiving element (4), preferably implemented as a balloon (53), the volume of which can be taken in as a function of its filling with a liquid and / or gaseous one
Volumen-Variation-Medium variabel ist, dass mit Hilfe des Volumen-Variation- Elements (5, 53) der zumindest eine Leitungsteil (16; 16A, 16B) an das in dem Inneren des Aufnahmeelements (4) aufnehmbare zu temperierende Gut (2), gegebenenfalls an das Behältnis (3; 50) des zu temperierenden Guts (2), anpressbar ist. Volume variation medium is variable that, with the help of the volume variation element (5, 53), the at least one line part (16; 16A, 16B) is connected to the goods (2) to be temperature-controlled that can be received in the interior of the receiving element (4) , optionally on the container (3; 50) of the material to be tempered (2), can be pressed.
2. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei das Aufnahmeelement (4) eine starre Innenwand (14) aufweist. 2. Device (1) according to claim 1, wherein the receiving element (4) has a rigid inner wall (14).
3. Vorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Volumen-Variation-Element (5; 53) die Innenwand (14) des 3. Device (1) according to one of the preceding claims, wherein the volume variation element (5; 53) the inner wall (14) of the
Aufnahmeelements (4) zumindest bereichsweise auskleidet. Lined receiving element (4) at least in some areas.
4. Vorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Volumen-Variation-Element (5; 53) derart ringförmig oder röhrenförmig oder sackförmig ausgebildet ist, dass mit dem Volumen-Variation-Element (5; 53) das aufnehmbare zu temperierende Gut (2), gegebenenfalls samt Behältnis (3; 50), zumindest bereichsweise, bevorzugt umfangsseitig, entlang, besonders 4. Device (1) according to one of the preceding claims, wherein the volume variation element (5; 53) is such annular or tubular or Is bag-shaped that with the volume variation element (5; 53) the ingestible good (2) to be tempered, optionally including the container (3; 50), at least in some areas, preferably along the circumference, especially
bevorzugt eines wesentlichen Teils, der Längserstreckung des Aufnahmeelements (4) umschließbar ist. preferably a substantial part of the longitudinal extent of the receiving element (4) can be enclosed.
5. Vorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Volumen-Variation-Element (5; 53) derart geformt und/oder elastisch ausgebildet ist, dass durch sein einnehmbares Volumen der Unterschied zwischen einem Aufnahmeelement-Volumen, das im Inneren des 5. Device (1) according to one of the preceding claims, wherein the volume variation element (5; 53) is shaped and / or elastic in such a way that the difference between a receiving element volume that is inside the by its ingestible volume
Aufnahmeelements (4) vorliegt, und einem Volumen des zu temperierenden Guts (2), gegebenenfalls samt Behältnis (3; 50), bevorzugt in einem Bereich von 0,1 bis 2,5 Liter, besonders bevorzugt in einem Bereich von 0,2 bis 0,5 Liter, ausgleichbar ist. Receiving element (4) is present, and a volume of the material to be tempered (2), optionally including the container (3; 50), preferably in a range from 0.1 to 2.5 liters, particularly preferably in a range from 0.2 to 0.5 liters, can be compensated.
6. Vorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der zumindest eine Leitungsteil (16; 16A, 16B) : 6. Device (1) according to one of the preceding claims, wherein the at least one line part (16; 16A, 16B):
- in jenen Volumen-Variation-Element-Wandbereich integriert ist, der zum - Is integrated into the volume variation element wall area that is used for
Kontaktieren des zu temperierenden Guts (2), gegebenenfalls seines Contacting the material to be tempered (2), possibly his
Behältnisses (3; 50), vorgesehen ist, und/oder Container (3; 50) is provided, and / or
- zumindest einen Teil jenes Volumen-Variation-Element-Wandbereiches, der zum Kontaktieren des zu temperierenden Guts (2), gegebenenfalls seines - At least part of the volume variation element wall area that is used for contacting the material (2) to be tempered, possibly its
Behältnisses (3; 50) vorgesehen ist, bildet, und/oder Container (3; 50) is provided, forms, and / or
- separat von jenem Volumen-Variation-Element-Wandbereich, der zum - separate from that volume-variation-element-wall area, which for
Kontaktieren des zu temperierenden Guts (2), gegebenenfalls seines Contacting the material to be tempered (2), possibly his
Behältnisses (3; 50), vorgesehen ist, ausgebildet ist, insbesondere benachbart zu diesem Volumen-Variation-Element-Wandbereich außerhalb des Volumen- Variation-Elements (5; 53) lokalisiert ist. Container (3; 50) is provided, is formed, in particular is located adjacent to this volume variation element wall area outside the volume variation element (5; 53).
7. Vorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der zumindest eine Leitungsteil (16; 16A, 16B) : 7. Device (1) according to one of the preceding claims, wherein the at least one line part (16; 16A, 16B):
- eine blasen- oder röhrenförmige Ausbildung aufweist und/oder - Has a bubble or tubular design and / or
- geradlinig oder gekrümmt oder mäanderförmig oder spiralförmig entlang der Längserstreckung des Aufnahmeelements (4) verläuft. - runs straight or curved or meander-shaped or spiral-shaped along the longitudinal extent of the receiving element (4).
8. Vorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei ein oder mehrere Leitungsteile (16; 16A, 16B) vorgesehen sind und die 8. Device (1) according to one of the preceding claims, wherein one or more line parts (16; 16A, 16B) are provided and the
Hydraulik-Einheit (18) zum individuellen Steuern des Drucks und/oder der Durchflussmenge des Temperierungsmittels (24) für zumindest einen Hydraulic unit (18) for individually controlling the pressure and / or the flow rate of the temperature control medium (24) for at least one
Leitungsteile (16; 16A, 16B), bevorzugt jedoch für jeden Leitungsteil (16; 16A, 16B), ausgebildet ist. Line parts (16; 16A, 16B), but preferably for each line part (16; 16A, 16B), is formed.
9. Vorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei zumindest einer der Leitungsteile (16; 16A, 16B) elastisch ausgebildet ist und zumindest seine Querschnittsform und/oder sein Durchmesser und/oder seine Länge abhängig vom Druck und/oder der Durchflussmenge des 9. Device (1) according to one of the preceding claims, wherein at least one of the line parts (16; 16A, 16B) is elastic and at least its cross-sectional shape and / or its diameter and / or its length depends on the pressure and / or the flow rate of the
Temperierungsmittels (24) variabel ist. Tempering means (24) is variable.
10. Vorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Volumen-Variation-Einheit als Pneumatik-Einheit (15) realisiert ist und eine Gasdruckmesseinrichtung (56) zum Messen eines Gasdrucks in dem Volumen- Variation-Element (5; 53) aufweist. 10. Device (1) according to one of the preceding claims, wherein the volume variation unit is implemented as a pneumatic unit (15) and a gas pressure measuring device (56) for measuring a gas pressure in the volume variation element (5; 53) having.
11. Vorrichtung (1) nach Anspruch 10, die bei Erreichen eines 11. The device (1) according to claim 10, which upon reaching a
definierten Gasdrucks zum automatischen Beenden des Befüllens des Volumen- Variation-Elements (5; 53) mit Gas (13) ausgebildet ist und/oder die zum defined gas pressure for automatically ending the filling of the volume variation element (5; 53) with gas (13) and / or the
Anpassen der Befüllung des Volumen-Variation-Elements (5; 53) mit Gas (13) derart ausgebildet ist, dass sich der gemessene Druck und/oder die gemessene Durchflussmenge des Temperierungsmittels (24) im Temperierungsmittel- Leitungssystem (17), insbesondere im zumindest einen Leitungsteil (16; 16A, 16B), in einem zulässigen Bereich befindet. Adjusting the filling of the volume variation element (5; 53) with gas (13) is designed such that the measured pressure and / or the measured flow rate of the temperature control medium (24) in the temperature control medium line system (17), in particular in the at least a line part (16; 16A, 16B) is located in a permissible range.
12. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 10 - 11, die während des Befüllens des Volumen-Variation-Elements (5; 53) mit Gas (13) zum 12. Device (1) according to one of claims 10-11, during the filling of the volume variation element (5; 53) with gas (13) for
automatischen Erkennen eines Abfalls des Gasdrucks und in Folge zum automatic detection of a drop in gas pressure and consequent to
automatischen Beenden des Befüllens ausgebildet ist. automatic termination of the filling is designed.
13. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 10 - 12, die zum automatischen Erkennen eines Anstiegs und/oder von Druckschwankungen des Gasdrucks über einen vordefinierten Schwellwert hinaus und in Folge zum automatischen Ablassen des Gases (13) aus dem Volumen-Variation-Element (5; 53) ausgebildet ist. 13. Device (1) according to one of claims 10-12, which is used for the automatic detection of an increase and / or pressure fluctuations in the gas pressure beyond a predefined threshold value and in consequence of the automatic discharge of the gas (13) from the volume variation element (5; 53) is formed.
14. Vorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, die eine pneumatische Masse-Ermittlungseinrichtung zum automatischen Ermitteln der Masse des zu temperierenden Guts (2), gegebenenfalls inklusive der Masse eines das zu temperierenden Gut (2) aufnehmenden Behältnisses (3; 50), aufweist. 14. Device (1) according to one of the preceding claims, which has a pneumatic mass determination device for automatically determining the mass of the material to be tempered (2), optionally including the mass of a container (3; 50) receiving the material to be tempered (2) , having.
15. Vorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Volumen-Variation-Einheit als Pneumatik-Einheit (15) realisiert ist und eine Gasvolumenmesseinrichtung (57) zum Messen des in das Volumen-Variation- Element (5; 53) eingebrachten Gasvolumens aufweist. 15. Device (1) according to one of the preceding claims, wherein the volume variation unit is implemented as a pneumatic unit (15) and a gas volume measuring device (57) for measuring the element (5; 53) introduced into the volume variation Has gas volume.
16. Vorrichtung (1) nach Anspruch 14 in Kombination mit Anspruch 15, wobei die Volumen-Variation-Einheit als Pneumatik-Einheit (15) realisiert ist und die Vorrichtung (1) eine elektronische Steuerungseinheit (48) aufweist, die dazu ausgebildet ist, die ermittelte Masse des zu temperierenden Guts (2) mit Hilfe des gemessenen Gasvolumens zu verifizieren oder andernfalls, wenn das gemessene Gasvolumen dies anzeigt, die ermittelte Masse des zu 16. The device (1) according to claim 14 in combination with claim 15, wherein the volume variation unit is implemented as a pneumatic unit (15) and the device (1) has an electronic control unit (48) which is designed to to verify the determined mass of the material to be tempered (2) with the help of the measured gas volume or otherwise, if the measured gas volume indicates this, the determined mass of the to
temperierenden Guts (2) um die Masse eines das zu temperierende Gut (2) aufnehmenden Behältnisses (3; 50) zu korrigieren. temperature-regulating material (2) in order to correct the mass of a container (3; 50) receiving the material (2) to be temperature-controlled.
17. Vorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, die eine pneumatische Positionier-Einrichtung (32) zum Positionieren des zu 17. Device (1) according to one of the preceding claims, comprising a pneumatic positioning device (32) for positioning the to
temperierenden Guts (2), gegebenenfalls auch eines das zu temperierende Gut (2) aufnehmenden Behältnisses (3; 50), innerhalb des Aufnahmeelements (4), insbesondere entlang der Längserstreckung des Aufnahmeelements (4), aufweist. temperature-regulating material (2), optionally also a container (3; 50) receiving the material (2) to be temperature-controlled, within the receiving element (4), in particular along the longitudinal extent of the receiving element (4).
18. Vorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, die einen ersten Teil (43) eines ersten Wärmetauschers (22) aufweist, wobei in dem ersten Teil (43) das Temperierungsmittel (24) enthalten ist und der erste Teil (43) zum Koppeln mit einem zweiten Teil (44) eines ersten Wärmetauschers (22) einer Temperierungsquelle (25) ausgebildet ist. 18. Device (1) according to one of the preceding claims, which has a first part (43) of a first heat exchanger (22), wherein the temperature control means (24) is contained in the first part (43) and the first part (43) for Coupling with a second part (44) of a first heat exchanger (22) of a temperature control source (25) is formed.
19. Verfahren zum Temperieren, bevorzugt zum Kühlen, besonders bevorzugt zum Schnellkühlen, eines zu temperierenden Guts (2), gegebenenfalls auch eines das zu temperierende Gut (2) aufnehmenden Behältnisses (3; 50), wobei das Verfahren die folgenden Verfahrensschritte aufweist, nämlich : 19. A method for tempering, preferably for cooling, particularly preferably for rapid cooling, an item (2) to be tempered, optionally also a container (3; 50) that holds the item (2) to be tempered, the method having the following process steps, namely :
- ein Temperieren des zu temperierenden Guts (2), gegebenenfalls samt seinem Behältnis (3; 50), im Inneren eines, insbesondere schacht- und/oder - A tempering of the goods (2) to be tempered, possibly including its container (3; 50), inside a, in particular shaft and / or
röhrenförmig ausgebildeten, Aufnahmeelements (4), wobei sich im Inneren des Aufnahmeelements (4) zumindest ein Leitungsteil (16; 16A, 16B) eines tubular, receiving element (4), at least one line part (16; 16A, 16B) of a
Temperierungsmittel-Leitungssystems (17) befindet und ein Temperierungsmittel (24) in dem Temperierungsmittel-Leitungssystem (17) mit Hilfe einer Hydraulik- Einheit (18) bereitgestellt wird, und Temperature control medium line system (17) is located and a temperature control medium (24) is provided in the temperature control medium line system (17) with the aid of a hydraulic unit (18), and
- ein Verändern des Volumens von zumindest einem, zumindest teilweise, bevorzugt jedoch vollständig, in dem Inneren des Aufnahmeelements (4) lokalisierten Volumen-Variation-Element (5; 53), dessen einnehmbares Volumen in Abhängig von seiner Befüllung mit einem flüssigen und/oder gasförmigen Volumen-Variation-Medium variabel ist, derart, dass der zumindest eine - A change in the volume of at least one, at least partially, but preferably completely, in the interior of the receiving element (4) localized volume variation element (5; 53), its ingestible volume depending on its filling with a liquid and / or gaseous volume variation medium is variable, such that the at least one
Leitungsteil (16; 16A, 16B) durch das sich verändernde Volumen des Volumen- Variation-Elements (5; 53) an das zu temperierende Gut (2), gegebenenfalls an das Behältnis (3; 50) des zu temperierenden Guts (2), angepresst wird. Line part (16; 16A, 16B) through the changing volume of the volume variation element (5; 53) to the item (2) to be tempered, possibly to the container (3; 50) of the item (2) to be tempered, is pressed.
20. Verwendung eines Volumen-Variation-Elements (5; 53), dessen einnehmbares Volumen in Abhängigkeit von seiner Befüllung mit einem flüssigen und/oder gasförmigen Volumen-Variation-Medium variabel ist, zum Anpressen von zumindest einem Leitungsteil (16; 16A, 16B) eines Temperierungsmittel- Leitungssystems (17) an ein zu temperierendes Gut (2), gegebenenfalls an ein das zu temperierende Gut (2) aufnehmendes Behältnis (3; 50), in einer 20. Use of a volume variation element (5; 53), the ingestible volume of which is variable depending on its filling with a liquid and / or gaseous volume variation medium, for pressing at least one line part (16; 16A, 16B) ) a temperature control medium line system (17) to an item (2) to be temperature controlled, optionally to a container (3; 50) receiving the item (2) to be temperature controlled, in a
Vorrichtung (1) zum Temperieren, bevorzugt zum Kühlen, besonders bevorzugt zum Schnellkühlen, eines zu temperierenden Guts (2), gegebenenfalls auch eines das zu temperierende Gut (2) aufnehmenden Behältnisses (3; 50), Device (1) for temperature control, preferably for cooling, particularly preferably for rapid cooling, of an item (2) to be tempered, optionally also a container (3; 50) that holds the item (2) to be temperature controlled,
- wobei in dem Temperierungsmittel-Leitungssystem (17) mit Hilfe einer - In the temperature control medium line system (17) with the aid of a
Hydraulik-Einheit (18) ein Temperierungsmittel (24) für die Temperierung eines zu temperierenden Guts (2), gegebenenfalls samt seinem Behältnis (3; 50), bereitgestellt wird und Hydraulic unit (18) a temperature control means (24) for controlling the temperature of an item (2) to be temperature controlled, optionally including its container (3; 50), is provided and
- wobei das zu temperierende Gut (2), gegebenenfalls samt seinem Behältnis (3; 50), und der zumindest eine Leitungsteil (16; 16A, 16B) und das Volumen- Variation-Element (5; 53), zumindest teilweise, bevorzugt jedoch vollständig, im Inneren eines, insbesondere schacht- und/oder röhrenförmig ausgebildeten, Aufnahmeelements (4) lokalisiert sind und das Volumen-Variation-Element (5; 53) derart mit einem flüssigen und/oder gasförmigen Volumen-Variation-Medium befüllt wird, dass ein Kontakt zwischen dem zumindest einen Leitungsteil (16; 16A, 16B) und dem zu temperierenden Gut (2), gegebenenfalls dem Behältnis (3; 50) des zu temperierenden Guts (2), hergestellt ist. - wherein the material to be tempered (2), optionally including its container (3; 50), and the at least one line part (16; 16A, 16B) and the volume Variation element (5; 53), at least partially, but preferably completely, are located in the interior of a receiving element (4), in particular shaft-shaped and / or tubular, and the volume variation element (5; 53) in this way with a liquid and / or gaseous volume variation medium is filled so that there is contact between the at least one line part (16; 16A, 16B) and the material to be tempered (2), possibly the container (3; 50) of the material to be tempered ( 2).
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4281716A4 (en) * 2021-03-02 2024-04-17 Orbital Shake Sogutma Teknolojileri A S Instant cooler/freezer using the shake method

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5397000A (en) * 1992-04-17 1995-03-14 Brainpower, Inc. System for confining articles in a container
WO2004044505A1 (en) 2002-11-11 2004-05-27 BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH Rapid cooling method and device
US20090056369A1 (en) * 2007-08-27 2009-03-05 Fink Harvey S Chilling apparatus

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5397000A (en) * 1992-04-17 1995-03-14 Brainpower, Inc. System for confining articles in a container
WO2004044505A1 (en) 2002-11-11 2004-05-27 BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH Rapid cooling method and device
EP1576325A1 (en) 2002-11-11 2005-09-21 BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH Rapid cooling method and device
US20090056369A1 (en) * 2007-08-27 2009-03-05 Fink Harvey S Chilling apparatus

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4281716A4 (en) * 2021-03-02 2024-04-17 Orbital Shake Sogutma Teknolojileri A S Instant cooler/freezer using the shake method

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