DE19932556C2 - Vorrichtung zum Temperieren von in Gefäßen befindlichen Flüssigkeiten - Google Patents
Vorrichtung zum Temperieren von in Gefäßen befindlichen FlüssigkeitenInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Temperieren von in Ge
fäßen befindlichen Flüssigkeiten
nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Die Erfindung geht davon aus, daß es zwar möglich ist, Flüssigkeiten z. B. mit Hilfe
von Mikrowellen sehr schnell zu erwärmen, daß das Abkühlen jedoch relativ viel
Zeit erfordert. So dauert etwa das Kühlen von in Flaschen befindlichen Getränken
in einem Kühlschrank von Raumtemperatur auf Trinktemperatur (~ 8°C) mehrere
Stunden, und in einem Tiefkühlschrank immer noch mindestens eine Stunde.
Aus dem Stand der Technik sind Flaschenkühler bekannt, die entweder Eiswasser
als Kühlmedium verwenden (DE 252 782 C) oder aber thermoelektrische
Kühlungen, die der Umgebung bei entsprechender Polung Wärme entziehen bzw.
gegenüberliegend abgeben, sog. Peltierelemente (GB 844 652; DE 34 13 031 A1,
DD 80 856).
Nachteilig ist bei den thermoelektrischen Flaschenkühlern, daß die Zeit der Tem
peraturabsenkung des Flascheninhalts relativ lang ist, da die Flaschen von Luft
umgeben sind. Die Kühlung geschieht dabei über einen Ventilator (DD 80 856)
oder durch Wärmeleitung über eine Metallplatte, auf der die Flasche steht (GB 844 652).
In der DE 252 782 C muß zur Aufrechterhaltung der gewünschten
niedrigen Temperatur Eis nachgefüllt werden, die Flasche steht dabei in einem
Einsatz aus für Wasser undurchlässigen biegsamen Stoff, dieser ist nur zur Ver
wendung bestimmter Flaschendurchmesser geeignet.
Die vorliegende Erfindung hat sich demgegenüber die Aufgabe gestellt, eine Vor
richtung zu schaffen, mit deren Hilfe das Abkühlen oder Erwärmen von Flaschen
inhalt in von Peltierelementen beaufschlagten Behältnissen möglich ist, wobei der
gesteigerte Wärmeübergang weitgehend unabhängig vom Durchmesser der Fla
schen gewährleistet bleiben soll.
Die Lösung dieser Aufgabe gelingt mit einer Vorrichtung,
welche die
Merkmale des Hauptanspruches aufweist. Vorteilhafte Ausgestaltungen finden
sich in den Unteransprüchen.
Die Drahtbügel sind umfaßt von einem lose an diesen anliegenden Folienstrumpf
und das Gehäuse ist mit einem Kühlmedium befüllbar. In einer Ausnehmung der
Wandung des Gehäuses ist als Kühlung ein Peltierelement angeordnet, das eine
Wärmeübertragungsfläche und eine Gegenfläche aufweist, wobei die Wärme
übertragungsfläche von dem Fluid umspült und die Gegenfläche belüftet ist. Unter
Fluid im Sinne der vorliegenden Erfindung werden dabei schüttfähige Materialien,
wie Granulate, vorzugsweise jedoch Flüssigkeiten verstanden.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung wird eine intensive, nahezu voll
flächige Temperierung der Behältnisse erreicht, wobei das verwendete Kühl
medium, vorzugsweise Wasser, den Temperaturausgleich zwischen dem Peltier
element wegen der gegenüber Luft wesentlich höheren Wärmeleitfähigkeit stark
beschleunigt. Gleichwohl werden die Behältnisse jedoch nicht benetzt, das Fluid
ist vollständig von den Behältnissen und auch der Umgebungsluft separiert, so
daß auch eine Verkeimung ausgeschlossen ist, gegebenenfalls lassen sich dem
für den Wärmetransport verwendeten Medium entsprechende Desinfektionsmittel
zugeben.
Durch die Drahtbügel wird erreicht, daß der wasserundurchlässige Folienstrumpf
derart beabstandet wird, daß sich die Gefäße in diesen von oben leicht einschie
ben lassen. Darüber hinaus fixieren die über Stege verbundenen Bügel den
Folienstrumpf gegen dessen Auftrieb am Gehäuseboden.
Vorteilhaft weist der Boden des Kühlbeckens eine Ausnehmung auf, in welchen
die Stege eingreifen. Diese vorteilhaft als V-Nut gestaltete Ausnehmung gewähr
leistet, daß die Drahtbügel gegen ein Verschieben oder Verrutschen gesichert
sind und so beim Einstellen oder der Entnahme der Getränkebehälter in der nahe
zu senkrechten Position verbleiben.
Der Folienstrumpf hat gegenüber den Gefäßen ein Übermaß, so daß hinsichtlich
ihrer Abmessung verschieden große Behältnisse temperiert werden können, wo
bei der hydrostatische Druck dafür sorgt, daß sich die Folie eng und großflächig
an die Gefäßwandung anlegt. Dadurch wird zum einen ein guter Wärmekontakt
gewährleistet. Zum anderen werden so die Gefäße in dem Behältnis gehalten und
dem Auftrieb insbesondere bei teilentleerten Gefäßen entgegengewirkt.
Die Wärmeübertragungsfläche ist dabei wie auch die Gegenfläche vergrößert und
weist Rippen auf, so daß die Leistungsfähigkeit des Peltierelements gesteigert
wird.
Vorteilhaft ist dabei, daß nach Umpolung des Peltierelements dieses auch zur Er
wärmung des Übertragungsfluids und überdies des Gefäßinhaltes verwendet wer
den kann, um damit z. B. auch Heißgetränke bereitstellen zu können.
Um von der Gegenfläche Wärme abzuführen wird vorgeschlagen, dieser in an
sich bekannter Weise ein Gebläse zuzuordnen. Dieses ist vorzugsweise leise
laufend bzw. schallisoliert in der Vorrichtung angeordnet.
Das Gebläse kann zur Schallisolierung in einer Auskleidung aus
Schaumkunststoff wie z. B. Polyurethan ruhen.
Weiterhin weist die Wandung, insbesondere in der Ausführung aus Schaum
kunststoff, Schraubeinsätze zur Befestigung von Einbauten wie insbesondere des
Befestigungsringes der Halteplatte für den Folienstrumpf und des Peltierelements auf,
wobei zwischen dem Peltierelement und der dieses tragenden Wand eine Dich
tung angeordnet ist, die den Kühlmedienraum von der Gebläseseite abtrennt.
Es wird vorgeschlagen, auf dem Gehäuse bzw. dessen oberem Rand eine Pumpe
zu befestigen, über welche Druckluft in das Gefäß eingebracht werden kann, um
über ein Steigleitung und einen Auslauf die enthaltene Flüssigkeit ausbringen zu
können, ohne das Gefäß entnehmen zu müssen.
Von besonderem Vorteil ist die vorliegende Erfindung für großvolumige Getränke
flaschen, insbesondere z. B. für CO2-haltige Erfrischungsgetränke oder Bier. Der
Flascheninhalt wird wegen der hohen Leistungsfähigkeit der Peltierelemente und
dem erfindungsgemäß gewährleisteten sehr hohen Wärmeübergang zum einen
überraschend schnell gekühlt - ca. 15 Minuten genügen in der Regel für eine
Temperaturabfall von bis zu über 10°C - zum anderen muß der Flascheninhalt bei
Entnahme nicht bewegt werden, was zu einer deutlichen Verminderung an CO2-
Verlusten führt.
Der Pumpenkopf besitzt vorzugsweise eine Aufnahme für den Flaschenhals, der
z. B. mit einem Gewinde ausgestattet ist, in das die Flasche einschraubbar ist.
Das Peltierelement ist insbesondere durch einen einstellbaren
Thermostaten geregelt.
Anhand des in beiliegenden Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels wird die Erfindung näher erläutert.
Dabei zeigen:
Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung,
Fig. 2 die Halterung des Folienstrumpfes und
Fig. 3 eine Draufsicht auf diesen.
Fig. 1 zeigt das Gehäuse 2 der Vorrichtung, das in seinem Inneren ein
Becken 20 aus Schaumkunststoff aufweist, welches mit Kühlmedium 13 in ge
wünschter Menge gefüllt ist.
Das Becken 20 weist seitlich eine Ausnehmung 9 auf, in die eine Peltierelement
als Kühlung 3 eingefügt ist, dieses wird über Schraubeinsätze in der Becken
wandung gehalten. Dabei ragen die Rippen der Wärmeübertragungsfläche 11 in
das Beckeninnere, d. h. sie sind von dem Kühlmedium, vorzugsweise Wasser,
umspült, wobei das Fluid natürlich bei Umpolung des Peltierelements Wärme
aufnimmt und überträgt.
In der Beckenwandung 10 ist ein Abstandhalter 21 angeordnet, der von einem O-Ring 22
umgeben ist und die Luftkammer 23 gegen das Fluid 13 abdichtet.
Die eigentliche Peltierfläche 24 liegt am Abstandhalter 21 an, seine gegenüberliegende
Seite ist mit den Rippen der Gegenfläche 12 verbunden und vom Gebläse 25 be
aufschlagt, welches in Halterippen 26 aus Schaumkunststoff eingefügt ist. Die
Luftkammer 23, welche durch ein Abdeckblech 33 geschlossen ist, umgibt somit Gebläse
und Peltierelement, sie weist eine Luftzu- und eine Luftableitung auf, über welche
sie mit der Umgebungsluft verbunden ist.
Auf einem Vorsprung 27 am oberen Beckenteil liegt ein Befestigungsring 28 auf,
der ebenfalls aus Schaumkunststoff gefertigt und über Schraubeinsätze 14 mit
dem Becken 20 verschraubt sein kann. Dieser Befestigungsring 28 dichtet gegen das
Kühlmedium 13 ab.
Der Haltering 28 umschließt den oberen Rand des Folienstrumpfes 8, der in das
Becken 20 hinabhängt und von den Drahtbügeln 7 auf Abstand gehalten wird. Die
Drahtbügel 7 sind fußseitig über Stege 7' zusammengefaßt und fixieren den
Folienstrumpf 8 gegen dessen Auftrieb am Boden des Beckens 20.
Der Beckenboden weist eine Ausnehmung 29 auf, in welche die Stege 7' der Bü
gel 7 eingreifen, die somit gegen ein Verrutschen oder Verschieben beim Ein
stellen oder der Entnahme der Getränkebehälter 1 gesichert sind.
Halteplatte 4 und Haltering 28 sind zum Einstellen einer Flasche durchbrochen
(Öffnung 5), wobei vorteilhaft der Haltering 28 in die Halteplatte 4 integriert ist.
In den Folienstrumpf 8 ist ein Gefäß 1 (Flasche) eingestellt, wobei der Druck des
Kühlmediums 13 den Folienstrumpf eng an die Gefäßwandung schmiegt und der
art eine Wärmeübertragung durch Wärmeleitung ermöglicht. Gleichzeitig wird so
auch dem Auftrieb des Getränkebehältnisses entgegengewirkt
Das Fluid 13 ist somit vom Gefäß 1 getrennt, es kann lange Zeit im Becken 20 verblei
ben und braucht grundsätzlich nicht ausgetauscht zu werden. Es kann chemische
Zusätze zur Erhöhung der Wärmeleitung enthalten.
Die Vorrichtung kann mit einem abnehmbaren Deckel 6 geschlossen werden.
Um z. B. aus insbesondere großräumigen Flaschen Getränke dosiert entnehmen
zu können, ist mit Hilfe eines Bajonettverschlusses über den hier durchbrochenen
Deckel 6 jedoch eine Pumpe 15 mit dem oberen Rand des Gehäuses 2 verbun
den, die eine Aufnahme 16 für den Hals 31 der Flasche 1 besitzt.
Die Pumpe 15 weist einen Kolben 32 sowie Ventile 30 auf, über welche Druckluft
in die Flasche 1 gelangt, die das Getränk aus dem Inneren der Flasche 1 über ein
Steigrohr 17, das bis zum Flaschenboden reicht, über das Rückschlagventil 19 an
den Auslauf 18 leitet. Das Rückschlagventil 19 besitzt eine Feder, deren Span
nung veränderbar sein kann.
Fig. 2 zeigt den über die im wesentlichen senkrechten Drahtbügel 7 gezogenen
Folienstrumpf 8. Dieser weist gegenüber dem (radialen) Abstand der Drahtbügel 7
ein Übermaß auf, so daß auch Gefäße unterschiedlicher Durchmesser eingestellt
werden können. Die Drahtbügel 7, welche über Stege 7' fußseitig zusammen
gefaßt sind, halten den Folienstrumpf 8 auseinander und fixieren diesen gegen des
sen Auftrieb am Boden, so daß die Gefäße 1 leicht eingeschoben werden können.
Außen steht am Folienstrumpf 8 das Kühlmedium 13 an, das die Folie 8 nach innen
drückt und eine große Kontaktfläche zu den Gefäßen 1 schafft. Es sind mindestens
drei Drahtbügel 7 erforderlich.
Fig. 3 zeigt die mit der Halteplatte 4 verbundenen und über die Stege 7' zusam
mengefaßten Drahtbügel 7, die hier kreuzförmig als vier Abstandshalter angeord
net sind. Der Folienstrumpf 8 ist durch den hydrostatischen Druck eingebeult, in
den Zwischenraum 34 kann mühelos eine Flasche oder ein anderes Gefäß ein
geschoben werden. Zusätzlich ist es natürlich möglich, den oberen Rand des
Folienstrumpfes 8 an der Halteplatte 4 bzw. dem darunterliegenden Befestigungs
ring (28, Fig. 1) zu befestigen, um so eine große Einschuböffnung zu erhalten.
Mittig besitzt die Halteplatte 4 die Öffnung 5.
1
Gefäß
2
Gehäuse
3
Kühlung
4
Halteplatte
5
Öffnung
6
Deckel
7
Drahtbügel
7
' Steg
8
Folienstrumpf
9
Ausnehmung
10
Wandung
11
Wärmeübertragungsfläche
12
Gegenfläche
13
Kühlmedium
14
Schraubeinsätze
15
Pumpe
16
Aufnahme
17
Steigrohr
18
Auslauf
19
Rückschlagventil
20
Becken
21
Abstandhalter
22
O-Ring
23
Luftkammer
24
Peltierfläche
25
Gebläse
26
Halterippen
27
(Gehäuse-)Vorsprung
28
Befestigungsring
29
Ausnehmung
30
Ventil
31
(Flaschen-)Hals
32
Kolben
33
Abdeckblech
34
Zwischenraum
Claims (8)
1. Vorrichtung zum Temperieren von in Gefäßen (1) befindlichen Flüssigkeiten,
wie insbesondere von Getränken, bestehend aus einem Gehäuse (2) mit ei
nem Einsatz für die Gefäße (1) sowie einer Kühlung (3), wobei das Gehäuse
(2) mit einem Kühlmedium (13) befüllbar ist und in einer Ausnehmung (9) der
Wandung (10) des Gehäuses (2) als Kühlung (3) ein Peltierelement an
geordnet ist, das eine Wärmeübertragungsfläche (11) und eine Gegenfläche
(12) aufweist, wobei die Wärmeübertragungsfläche (11) von dem Medium
(13) umspült und die Gegenfläche (12) belüftet ist,
gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:
- a) der Einsatz weist eine durchbrochene Halteplatte (4) mit einer Öffnung (5) für die Gefäße (1) auf, die auf einem Gehäusevorsprung (27) der Vorrich tung aufliegt,
- b) an der Halteplatte (4) sind mindestens drei voneinander beabstandete Drahtbügel (7) angeordnet, die sich zum Boden (8) der Vorrichtung er strecken, wobei die Drahtbügel (7) fußseitig über Stege (7') zusammen gefaßt sind,
- c) die Drahtbügel (7) sind umfaßt von einem lose an diesen anliegenden Folienstrumpf (8),
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärme
übertragungsfläche (11) Rippen aufweist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß nahe
der Gegenfläche (12) ein Gebläse (25) angeordnet ist.
4. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Gehäuse (2) aus einem Schaumkunststoff, wie vorzugs
weise aus Polyurethan, besteht.
5. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekenn
zeichnet, daß in der Wandung (2) Schraubeinsätze (14) eingebracht sind,
über welche die Halteplatte (4) und/oder das Peltierelement (3) mit dem Ge
häuse (2) verschraubbar sind.
6. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekenn
zeichnet, daß auf das Gehäuse (1) eine Pumpe (15) aufsetzbar ist, die eine
Aufnahme (16) für Getränkeflaschen aufweist, wobei die Pumpe (15) ein Steig
rohr (17) aufweist, das mit einem Auslauf (18) verbunden ist sowie eine mit
dem Flaschenhals (31) verbundene Druckleitung.
7. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Peltierelement über einen Thermostaten geregelt ist.
8. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Gehäuse (2) am Beckenboden eine Ausnehmung (29)
aufweist, in welche die fußseitig an den Drahtbügeln (7) angeordneten Stege
(7') eingreifen.
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