DE19932556C2

DE19932556C2 - Vorrichtung zum Temperieren von in Gefäßen befindlichen Flüssigkeiten

Info

Publication number: DE19932556C2
Application number: DE19932556A
Authority: DE
Inventors: Raimund Kugel
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-07-13
Filing date: 1999-07-13
Publication date: 2001-06-07
Anticipated expiration: 2019-07-14
Also published as: EP1069388A3; US6370883B1; EP1069388A2; DE19932556A1

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.

Bezugszeichenliste

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

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.