ES2759000T3 - Beverage cooler - Google Patents
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Abstract
Dispositivo refrigerador para bebidas en envases de bebidas que comprende una cámara preferentemente cilíndrica para alojar un envase de bebidas y al menos un elemento refrigerante, en el que la cámara se conformó como cuba para un baño refrigerante, donde el nivel de llenado del líquido refrigerante (4) del baño refrigerante al ajustar un cuerpo de ensayo cilíndrico circular con un diámetro de 49,9 mm o 79,9 mm o 109,9 mm o 139,9 mm o 169,9 mm o 199,9 mm en un baño refrigerante de cualquier volumen asciende hasta al menos 1,5 veces, preferentemente hasta al menos 3 veces, especialmente preferente hasta al menos 4 veces, caracterizado porque el al menos un elemento refrigerante (1) se dispuso en la cámara o en la pared (5) de la cámara y porque el al menos un elemento refrigerante se conformó como refrigerador Joule-Thomson o bien como refrigerador Joule-Thomson mixto.Cooler device for beverages in beverage containers comprising a preferably cylindrical chamber for accommodating a beverage container and at least one cooling element, in which the chamber was formed as a tub for a cooling bath, where the filling level of the cooling liquid ( 4) of the cooling bath when fitting a circular cylindrical test body with a diameter of 49.9 mm or 79.9 mm or 109.9 mm or 139.9 mm or 169.9 mm or 199.9 mm in a cooling bath of any volume amounts to at least 1.5 times, preferably up to at least 3 times, especially preferred up to at least 4 times, characterized in that the at least one cooling element (1) was arranged in the chamber or on the wall (5) of the chamber and because the at least one cooling element was configured as a Joule-Thomson refrigerator or as a mixed Joule-Thomson refrigerator.
Description
DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
Dispositivo refrigerador para bebidasBeverage cooler
La invención se refiere a un dispositivo refrigerador para bebidas en envases de bebidas que comprende una cámara preferentemente cilíndrica para alojar un envase de bebidas y al menos un elemento refrigerante, en el que la cámara se conformó como cuba para un baño refrigerante, donde el nivel de llenado del líquido refrigerante del baño refrigerante al introducir un cuerpo de ensayo cilíndrico circular con un diámetro de 49,9 mm o 79,9 mm o 109,9 mm o 139,9 mm o 169,9 mm o 199,9 mm en un baño refrigerante de cualquier volumen asciende hasta al menos 1,5 veces, preferentemente hasta al menos 3 veces, especialmente preferente hasta al menos 4 veces.The invention relates to a cooling device for beverages in beverage containers comprising a preferably cylindrical chamber for accommodating a beverage container and at least one cooling element, in which the chamber was formed as a tub for a cooling bath, where the level for filling the coolant from the coolant bath by inserting a circular cylindrical test body with a diameter of 49.9 mm or 79.9 mm or 109.9 mm or 139.9 mm or 169.9 mm or 199.9 mm in a cooling bath of any volume amounts to at least 1.5 times, preferably up to at least 3 times, especially preferably up to at least 4 times.
Un dispositivo refrigerador para una multiplicidad de cámaras para líquido refrigerante conectadas fluídicamente entre sí se ha descrito en el documento US 2010/0293970 A1, pudiendo introducirse en las cámaras envases que deben ser enfriados.A cooling device for a multiplicity of coolant chambers fluidically connected to each other has been described in US 2010/0293970 A1, it being possible for containers to be cooled to be introduced into the chambers.
De los dispositivos refrigeradores para bebidas por lo general se esencialmente se encuentran en uso dos tipos diferentes. Por una parte, existen dispositivos refrigeradores con una capacidad de enfriamiento relativamente baja utilizados para enfriar lentamente las bebidas a una temperatura de p. ej., 6 - 10 °C y mantenerlas a esta temperatura. Se incluyen en este tipo, por ejemplo, los refrigeradores domésticos usuales en el mercado. Por otra parte, existen dispositivos refrigeradores, que se usan para que las botellas de bebidas en el menor tiempo posible adquieran una temperatura de consumo deseada. Pertenecen a este grupo de dispositivos refrigeradores los que se denominan refrigeradores rápidos para la gastronomía que tienen la capacidad de enfriar botellas de bebidas en el plazo de pocos minutos desde temperatura ambiente a, por ejemplo, 10°C. Un inconveniente esencial en este tipo de refrigeradores consiste en el prolongado tiempo de enfriado previo (hasta 3 horas) que requiere el equipo para estar listo para su uso.Of the beverage cooling devices, generally two different types are essentially in use. On the one hand, there are cooling devices with a relatively low cooling capacity used to slowly cool drinks to a temperature of p. eg, 6 - 10 ° C and keep them at this temperature. Included in this type are, for example, the usual household refrigerators on the market. On the other hand, there are cooling devices, which are used so that the beverage bottles in the shortest possible time acquire a desired consumption temperature. This group of refrigeration devices are known as fast food refrigerators that have the ability to cool beverage bottles within a few minutes from room temperature to, for example, 10 ° C. An essential drawback in this type of refrigerator is the long pre-cooling time (up to 3 hours) that the equipment requires to be ready for use.
La presente invención se refiere en primera línea a dispositivos refrigeradores del tipo de los refrigeradores rápidos. The present invention relates in the first line to cooling devices of the type of fast coolers.
Los refrigeradores rápidos según el estado de la técnica funcionan sobre la base de procedimientos muy diferentes, p. ej., con refrigeración por aire, refrigeración mediante agua, agua con refrigeración mediante hielo o mediante el uso de agua en circulación en el baño de hielo, con bolsas de hielo (Coolpacks) o máquinas refrigeradoras por compresión. The high-speed coolers according to the state of the art operate on the basis of very different procedures, eg. For example, with air cooling, water cooling, water with ice cooling or by using circulating water in the ice bath, with ice packs (Coolpacks) or compression refrigeration machines.
Los siguientes factores son importantes para el enfriado rápido de bebidas en envases de bebidas cerrados.The following factors are important for the rapid cooling of beverages in closed beverage containers.
1. Las bebidas se componen en una elevada proporción de agua. La capacidad calórica específica del agua es de aprox. 4,2 kJ/kgK y la del etanol (alcohol apto para el consumo) es de aproximadamente 2,4 kj/kgK. De ello puede deducirse que el enfriado de 1 litro de agua de temperatura ambiente (aprox. 23 °C) a 10 °C requiere de una privación de energía de 54,6 kJ. Con una capacidad de enfriamiento de 500 W el proceso de enfriado a 10 °C finaliza en aprox. 2 minutos. Esa capacidad de enfriamiento no es sencilla de implementar en equipos mediante la aplicación de líquidos refrigerantes con la baja temperatura de evaporación requerida (p, ej., -40 °C).1. Drinks are made up of a high proportion of water. The specific caloric capacity of water is approx. 4.2 kJ / kgK and that of ethanol (alcohol suitable for consumption) is approximately 2.4 kj / kgK. From this it can be deduced that the cooling of 1 liter of water from room temperature (approx. 23 ° C) to 10 ° C requires an energy deprivation of 54.6 kJ. With a cooling capacity of 500 W, the cooling process at 10 ° C ends in approx. 2 minutes. This cooling capacity is not easy to implement in equipment by applying coolants with the required low evaporation temperature (eg, -40 ° C).
2. La pared del envase de bebidas por lo general se compone de un material de baja conductividad térmica (p. ej., vidrio). Para poder lograr un enfriado del líquido con una capacidad antes mencionada de p. ej., 500 W, es necesario generar un gradiente de temperatura suficientemente elevado. A ese fin, debe generarse un nivel de temperatura correspondientemente bajo.2. The wall of the beverage container is usually made of a low thermal conductivity material (eg glass). In order to achieve a cooling of the liquid with a previously mentioned capacity of p. For example, 500 W, it is necessary to generate a sufficiently high temperature gradient. To this end, a correspondingly low temperature level must be generated.
La conductividad térmica de vidrio es de 1 W/mK. La conductividad térmica de aluminio es de 200 W/mK. La conductividad térmica de polietilentereftalato (material base de la botella de PET) es de 0,25 W/mK.The thermal conductivity of glass is 1 W / mK. The thermal conductivity of aluminum is 200 W / mK. The thermal conductivity of polyethylene terephthalate (PET bottle base material) is 0.25 W / mK.
Cuanto menor es en ese caso el espesor de pared y cuanto mayor es la conductividad térmica, tanto menor puede ser el gradiente de temperatura, para poder transmitir la capacidad de enfriamiento deseada al líquido. Dado que el vino, el espumante, el champagne etc., por lo general están envasados en botellas y se debe dimensionar de manera correspondiente el espesor del vidrio debido a la sobrepresión dentro de la botella, la corriente de calor requerida para atravesar la botella solo puede concretarse mediante temperaturas muy por debajo del punto de congelamiento del agua. Los dispositivos refrigeradores, que funcionan con hielo o a temperaturas alrededor de los 0 °C, por lo tanto, solo son adecuados en forma condicionada para procesos de enfriado rápido.The lower the wall thickness in this case and the higher the thermal conductivity, the lower the temperature gradient can be, in order to transmit the desired cooling capacity to the liquid. Since wine, sparkling wine, champagne etc. are generally packaged in bottles and the thickness of the glass due to the overpressure inside the bottle must be sized accordingly, the heat current required to pass through the bottle alone It can take the form of temperatures well below the freezing point of water. The cooling devices, which operate on ice or at temperatures around 0 ° C, are therefore only suitable on condition for rapid cooling processes.
3. Otro factor decisivo es la transmisión térmica del agente refrigerante a la pared del envase (p. ej., lado externo de una botella de vidrio). Se conoce de la termodinámica o bien de la dinámica de los fluidos que la transmisión térmica puede efectuarse por conducción de calor, irradiación de calor y/o por convección. Los refrigeradores rápidos disponibles en el mercado usados en la gastronomía aprovechan el efecto de una transmisión de calor mediante el contacto con un “Coolpack” enfriado adecuadamente o un anillo de glicol que rodea la botella de bebida. Pero el contacto térmico entre el anillo o manguito y la botella de bebida no es satisfactorio debido a la insuficiente presión de contacto del anillo con la botella y porque el anillo no rodea por completo la superficie de la botella.3. Another decisive factor is the thermal transmission of the cooling agent to the wall of the container (eg, external side of a glass bottle). It is known from thermodynamics or fluid dynamics that thermal transmission can be effected by heat conduction, heat irradiation, and / or convection. The commercially available fast coolers used in gastronomy take advantage of the effect of a heat transfer by contacting a properly cooled “Coolpack” or a glycol ring that surrounds the beverage bottle. But the thermal contact between the ring or sleeve and the beverage bottle is not satisfactory due to insufficient pressure of contact of the ring with the bottle and because the ring does not completely surround the surface of the bottle.
La transmisión de calor del agente refrigerante al envase de bebidas puede mejorarse mediante la generación de una corriente de aire laminar o bien turbulenta en una “cámara de congelado” que aloja el envase de bebidas. The heat transfer from the cooling agent to the beverage container can be improved by generating a laminar or turbulent air stream in a "freezer chamber" that houses the beverage container.
Dado que la capacidad térmica del aire es reducida, de manera correspondiente se requieren elevados caudales de aire, lo que es técnicamente difícil de concretar en refrigeradores pequeños compactos. Además, se generan otros inconvenientes por el congelamiento de la humedad ambiental en el condensador en el espacio interior y la formación de agua de condensación.Since the thermal capacity of the air is low, correspondingly high air flows are required, which is technically difficult to achieve in small compact refrigerators. In addition, other drawbacks are generated by the freezing of ambient humidity in the condenser in the interior space and the formation of condensation water.
Los refrigeradores rápidos del estado de la técnica debido a su prolongado tiempo de enfriamiento previo no son muy muy adecuados para, después de conectar el equipo, enfriar bebidas en el lapso de pocos minutos a la temperatura de consumo.The state-of-the-art fast coolers due to their long pre-cooling time are not very suitable for, after connecting the equipment, cooling beverages within a few minutes to the consumption temperature.
La presente invención tiene como objetivo crear un refrigerador instantáneo para bebidas en envases de bebidas que minimiza el tiempo de enfriamiento previo, como también reduce a un mínimo el proceso de enfriado para bebidas en envases, y hace accesible esta tecnología mediante una construcción adecuada para el hogar y la gastronomía. En particular, se debe lograr enfriar una botella de vino de 0,75 litros en menos de 1 minuto desde temperatura ambiente a la temperatura de consumo (8 °C). Además, el equipo debe ser considerablemente más compacto que los refrigerados usuales.The present invention aims to create an instant beverage cooler in beverage containers that minimizes pre-chilling time, as well as minimizes the cooling process for beverage containers, and makes this technology accessible by suitable construction for the home and gastronomy. In particular, a 0.75-liter bottle of wine must be able to cool down in less than 1 minute from room temperature to consumption temperature (8 ° C). In addition, the equipment must be considerably more compact than the usual refrigerated ones.
Para cumplir con esta tarea la invención previó un dispositivo refrigerador según la reivindicación 1. Durante la operación la cámara contiene un líquido refrigerante. El envase de bebidas, por lo tanto, se coloca en el baño refrigerante para su enfriado, de modo que el agente refrigerante, a saber, el líquido refrigerante del baño refrigerante se contacta directamente con el envase de bebidas. De ese modo se logra incrementar la superficie por medio de la cual el líquido refrigerante se pone en contacto con el envase de bebida, mejorando así la transmisión térmica desde el agente refrigerante a la pared del envase. Preferentemente se ha previsto en este caso que la cantidad de líquido refrigerante contenido en la cámara se determina de modo tal que, al introducir el envase de bebidas en la cámara, este se sumerge hasta al menos un 30 %, preferentemente en como mínimo un 80 % de su altura en el baño refrigerante. Un rebase de la cámara puede evitarse ventajosamente debido a que la cámara presenta una sección ensanchada en su sección transversal. La sección ensanchada se ha previsto en particular en una sección media o en la sección superior de la cámara. También se puede formar una especie de vasos comunicantes que evitan un rebase. En forma alternativa, la sección ensanchada puede haberse conformado como sección perimetral que delimita con la abertura de la cámara con una superficie interior que se ensancha cónicamente, de modo que se escurre el líquido refrigerante cuando atraviesa la guarnición pasante y fluye nuevamente hacia el baño.To accomplish this task, the invention provided a cooling device according to claim 1. During operation, the chamber contains a cooling liquid. The beverage container is therefore placed in the cooling bath for cooling, so that the cooling agent, namely the cooling liquid in the cooling bath, directly contacts the beverage container. In this way it is possible to increase the surface area by which the refrigerant liquid comes into contact with the beverage container, thus improving the thermal transmission from the refrigerant agent to the wall of the container. It is preferably provided in this case that the quantity of coolant contained in the chamber is determined in such a way that, when introducing the beverage container into the chamber, it is submerged up to at least 30%, preferably at least 80 % of its height in the cooling bath. An overflow of the chamber can be advantageously avoided because the chamber has a widened section in its cross section. The widened section is provided in particular in a middle section or in the upper section of the chamber. It can also form a kind of communicating vessels that prevent overflow. Alternatively, the flared section may have been formed as a perimeter section that delimits the chamber opening with an internal surface that flares conically, so that the coolant runs off as it passes through the through fitting and flows back into the bath.
La elevada velocidad de enfriamiento logrado por medio de la invención, en tal sentido, también conlleva un efecto ecológico y económico positivo, debido a que ya no es necesario almacenar las bebidas por tiempo indeterminado en refrigeradores o en cavas refrigeradas para vinos, sino que se las puede enfriar según lo requerido. No se requiere, por lo tanto, la energía requerida para mantener la bebida enfriada disponible.The high cooling rate achieved by means of the invention, in this sense, also has a positive ecological and economic effect, since it is no longer necessary to store beverages indefinitely in refrigerators or in chilled wine cellars, but rather you can cool them down as required. Therefore, the energy required to keep the chilled beverage available is not required.
Una refrigeración especialmente eficiente se logra según la invención, cuando el al menos un elemento refrigerante se dispuso dentro de la cámara, es decir, durante la operación está dispuesto en el líquido refrigerante del baño refrigerante o se sumerge en este. En particular, el al menos un elemento refrigerante en ese caso puede haberse dispuesto en la pared de la cámara, de modo que se reduce en la menor medida posible el espacio disponible para el alojamiento del envase de bebidas. Un tiempo de enfriado previo particularmente breve (el lapso de tiempo hasta que el baño refrigerante ha alcanzado la temperatura deseada, después de conectar el dispositivo refrigerador) se logra al minimizar la cantidad de líquido refrigerante del baño, debiendo adecuarse la cantidad a la conformación geométrica del envase de refrigeración y del baño refrigerante respectivo. Preferentemente, el dispositivo refrigerador para envases de bebidas se concibió de un tamaño tal que al introducir el envase de bebidas en la cámara se mantiene solamente una ranura anular reducida de 0,1 mm - 3 cm, preferentemente de 0,1 mm - 2cm, entre la pared del envase de bebidas y el elemento refrigerante dispuesto preferentemente en la pared de la cámara. Cuando el envase de bebidas no se conformó cilíndrico, la ranura anular antes mencionada debe medirse en el punto más estrecho. Particularly efficient cooling is achieved according to the invention, when the at least one cooling element is disposed within the chamber, that is, during operation it is disposed in or is immersed in the coolant in the coolant bath. In particular, the at least one cooling element in that case may have been arranged on the chamber wall, so that the space available for accommodating the beverage container is reduced as little as possible. A particularly short precooling time (the time until the cooling bath has reached the desired temperature, after connecting the cooling device) is achieved by minimizing the amount of cooling liquid in the bath, the amount having to be adjusted to the geometric shape of the cooling container and the respective cooling bath. Preferably, the cooling device for beverage containers was designed such that when the beverage container is inserted into the chamber, only a reduced annular groove of 0.1 mm - 3 cm is maintained, preferably 0.1 mm - 2 cm, between the wall of the beverage container and the cooling element preferably arranged on the wall of the chamber. When the beverage container did not form cylindrical, the aforementioned annular groove should be measured at the narrowest point.
Una conformación que presenta un especial ahorro de espacio que simultáneamente ofrece una gran superficie para el intercambio de calor con el baño refrigerante se logra preferentemente, debido a que el elemento refrigerante está formado por una serpentina refrigerante. El elemento refrigerante, en particular, la serpentina refrigerante preferentemente se conformó de manera tal que rodea perimetralmente al envase de bebidas que se colocar en su interior. En una conformación preferente, el elemento refrigerante, en particular, la serpentina refrigerante comprende además un área dispuesta por debajo del envase de bebidas a introducir, a fin de posibilitar un enfriado previo rápido del líquido refrigerante, enfriando rápidamente el envase después de su introducción.A conformation that presents a special saving in space that simultaneously offers a large surface area for heat exchange with the cooling bath is preferably achieved, because the cooling element is formed by a cooling coil. The cooling element, in particular the cooling serpentine, is preferably shaped in such a way that it surrounds the perimeter of the beverage container to be placed inside it. In a preferred embodiment, the coolant element, in particular, the coolant coil further comprises an area arranged underneath the beverage container to be introduced, in order to enable rapid precooling of the coolant, rapidly cooling the container after its introduction.
Preferentemente, el volumen de la cámara, el volumen del elemento refrigerante dispuesto en el baño refrigerante y el diámetro o bien el volumen del envase de bebidas están adecuados de manera tal entre sí, que el nivel de llenado del líquido refrigerante al introducir del envase de bebidas en el baño refrigerante asciende hasta al menos 1,5 veces, preferentemente hasta al menos 3 veces, especialmente preferente hasta al menos 4 veces. Ello significa que el nivel de llenado al introducir el envase de bebidas asciende, por ejemplo, de 5 cm hasta al menos 7,5 cm, preferentemente hasta al menos 15 cm, de manera especialmente preferente hasta al menos 20 cm. Cuanto más se incrementa el nivel de llenado, tanto mayor es la proporción de la superficie disponible para el intercambio de calor entre el elemento de refrigeración y el líquido refrigerante y entre el líquido refrigerante y el envase de bebidas respecto del volumen del líquido refrigerante, y tanto menor es, por lo tanto, el tiempo de enfriado previo del dispositivo con un tiempo breve de enfriamiento de la bebida, Preferably, the volume of the chamber, the volume of the cooling element arranged in the cooling bath and the diameter or the volume of the beverage container are suitable in such a way that the filling level of the cooling liquid when introducing from the drinks in the cooling bath amount up to at least 1.5 times, preferably up to at least 3 times, especially preferred up to at least 4 times. This means that the filling level when introducing the beverage container amounts, for example, from 5 cm to at least 7.5 cm, preferably up to at least 15 cm, particularly preferably up to at least 20 cm. The more the fill level increases, the greater the proportion of the surface available for heat exchange between the cooling element and the cooling liquid and between the cooling liquid and the beverage container with respect to the volume of the cooling liquid, and the shorter, therefore, the pre-cooling time of the device with a short cooling time of the beverage,
En particular, el volumen de la cámara, el volumen del elemento refrigerante dispuesto en el baño refrigerante y el diámetro o bien el volumen del envase de bebidas están adecuados de manera tal entre sí, que entre la pared del envase de bebidas y la pared la cámara o el elemento refrigerante dispuesto preferentemente en la pared de la cámara se mantenga una ranura anular uniforme de como máximo 3 cm, preferentemente como máximo 2 cm. Cuando el envase de bebidas y/o la pared de la cámara no se conformaron de manera cilíndrica, la antes mencionada ranura anular debe medirse en el punto más estrecho, es decir, en el lugar más estrecho, la ranura anular es de como máximo 3 cm, preferentemente como máximo de 2 cm.In particular, the volume of the chamber, the volume of the cooling element arranged in the cooling bath and the diameter or the volume of the beverage container are suitable in such a way that between the wall of the beverage container and the wall the The chamber or the cooling element preferably arranged on the chamber wall maintains a uniform annular groove of at most 3 cm, preferably at most 2 cm. When the beverage container and / or the chamber wall were not cylindrically shaped, the aforementioned annular groove should be measured at the narrowest point, i.e. at the narrowest place, the annular groove is a maximum of 3 cm, preferably a maximum of 2 cm.
Si se parte del supuesto que las latas de bebidas usuales presentan un diámetro de 50-85 mm, preferentemente de 50-70 mm, el dispositivo refrigerador según la invención para latas se conformó de manera tal que la ranura anular que resulta al introducir una lata está delimitada por fuera por un elemento que presenta un diámetro interior de 50 mm-145 mm, preferentemente de 50 mm - 105 mm. La delimitación exterior de la ranura anular es conformada en el dispositivo según cada caso, por ejemplo, por la pared de la cámara o por el perímetro interior del elemento refrigerante.If it is assumed that the usual beverage cans have a diameter of 50-85 mm, preferably 50-70 mm, the cooling device according to the invention for cans was formed in such a way that the annular groove that results from inserting a can it is delimited on the outside by an element having an internal diameter of 50 mm-145 mm, preferably 50 mm-105 mm. The outer boundary of the annular groove is shaped in the device according to each case, for example, by the chamber wall or by the inner perimeter of the cooling element.
Cuando se parte del supuesto que las botellas de bebidas usuales presentan un diámetro de 50-160 mm, preferentemente de 50-100 mm, el dispositivo refrigerador según la invención para botellas se conformó de manera tal que la ranura anular que resulta al introducir una botella está delimitada por fuera por un elemento que presenta un diámetro interior de 50 mm-220 mm, preferentemente de 50 mm-140 mm.When it is assumed that the usual beverage bottles have a diameter of 50-160 mm, preferably 50-100 mm, the cooling device according to the invention for bottles was formed in such a way that the annular groove that results from inserting a bottle it is delimited on the outside by an element having an internal diameter of 50 mm-220 mm, preferably 50 mm-140 mm.
Preferentemente, el volumen de la cámara con elemento refrigerante (p. ej., serpentina refrigerante), el volumen del elemento refrigerante dispuesto en el baño refrigerante y el diámetro del envase de bebidas (o bien el volumen del envase de bebidas) están adecuados de manera tal entre sí, que el nivel de llenado del líquido refrigerante al introducir del envase de bebidas en el baño refrigerante asciende al menos hasta el borde superior del elemento refrigerante. Preferably, the volume of the chamber with cooling element (eg, cooling coil), the volume of the cooling element arranged in the cooling bath, and the diameter of the beverage container (or the volume of the beverage container) are adequate in such a way that the filling level of the coolant when introducing the beverage container into the coolant bath rises at least to the upper edge of the coolant element.
Para poder determinar, sin perjuicio del uso concreto del dispositivo refrigerador que realiza el usuario, si el dispositivo refrigerador cumple con los criterios preferentes en relación con el ancho de la ranura y/o el incremento del nivel de llenado, se ha previsto una configuración de ensayo. Para ello, la conformación según la invención se concibió de manera tal que el nivel de llenado del líquido refrigerante al introducir un cuerpo de ensayo cilíndrico circular con un diámetro de, a elección en cada caso 49,9 mm, 79,9 mm, 109,9 mm, 139,9 mm, 169,9 mm o 199,9 mm en un baño refrigerante de cualquier volumen asciende hasta al menos 1,5 veces, preferentemente hasta al menos 3 veces, especialmente preferente hasta al menos 4 veces. El cuerpo de ensayo en ese caso debería presentar una altura que sea al menos equivalente a la altura del baño después de introducir el envase. Para llevar a cabo la prueba, el cuerpo de ensayo debe colocarse en el piso de la cámara.In order to determine, without prejudice to the specific use of the cooling device by the user, if the cooling device meets the preferred criteria in relation to the width of the slot and / or the increase in the filling level, a configuration of test. For this, the conformation according to the invention was designed in such a way that the filling level of the coolant when introducing a circular cylindrical test body with a diameter of, in each case, a choice of 49.9 mm, 79.9 mm, 109 , 9 mm, 139.9 mm, 169.9 mm or 199.9 mm in a cooling bath of any volume amounts to at least 1.5 times, preferably up to at least 3 times, especially preferably up to at least 4 times. The test body in that case should have a height that is at least equivalent to the height of the bath after inserting the container. To carry out the test, the test body must be placed on the chamber floor.
La invención en principio no está limitada a una cámara cilíndrica. Así es posible, por ejemplo, que la cámara no sea cilíndrica, sino que se realice como cuadrado o polígono. Por lo demás, la cámara también puede presentar una forma de cilindro que se modifica en su diámetro a lo largo de la altura (p. ej., un cono).The invention is in principle not limited to a cylindrical chamber. Thus it is possible, for example, that the camera is not cylindrical, but is made as a square or polygon. Otherwise, the chamber can also have a cylinder shape that changes in diameter along the height (eg, a cone).
Otra modificación de la invención puede realizarse, cuando la cámara se compone de una multiplicidad de cámaras parciales que están conectadas fluídicamente entre sí (vasos comunicantes). Las distintas cámaras parciales pueden haberse realizado cilíndricas, de modo que en cada cámara parcial se aloja una sola botella o una sola lata. En ese caso, cada cámara parcial está adecuada en su diámetro preferentemente a la lata o a la botella a colocar en el interior, de modo que al introducir la lata o bien la botella sólo se mantenga una ranura anular reducida alrededor del envase, en particular, una ranura anular con un ancho menor que 3 cm, en particular, menor que 2 cm. De manera especialmente preferente, las cámaras parciales presentan los diámetros antes indicados, y ello para la adecuación al hecho de si la cámara parcial respectiva se ha previsto para la introducción de una lata o una botella. También se pueden haber previsto diferentes envases con distintas serpentinas refrigerantes en un equipo (p. ej., cinco enfriadores de latas en un equipo).Another modification of the invention can be made, when the chamber is made up of a multiplicity of partial chambers that are fluidly connected to each other (communicating vessels). The different partial chambers may have been made cylindrical, so that in each partial chamber a single bottle or a single can is housed. In that case, each partial chamber is suitable in its diameter preferably to the can or to the bottle to be placed inside, so that when introducing the can or the bottle only a reduced annular groove is maintained around the container, in particular, an annular groove with a width less than 3 cm, in particular less than 2 cm. Particularly preferably, the partial chambers have the aforementioned diameters, and this for the adequacy of whether the respective partial chamber has been provided for the introduction of a can or bottle. Different packages with different cooling coils may also have been provided in one kit (eg, five can coolers in one kit).
Preferentemente, el elemento refrigerante está incluido en un circuito de agente refrigerante. El circuito de agente refrigerante en este caso se puede haber conformado, por ejemplo, como circuito de una máquina refrigeradora por compresión. La máquina refrigeradora por compresión es una máquina de frío que aprovecha el efecto físico del calor de evaporación al modificarse el estado de líquido a gaseoso. Un agente refrigerante que se hace circular en un circuito cerrado pasa sucesivamente por diferentes modificaciones del estado de la unidad. El agente refrigerante gaseoso en primer lugar es condensado por un compresor. En el siguiente transmisor de calor (condensador) el agente refrigerante se condensa (se torna líquido) y desprende calor. A continuación, se reduce la tensión del agente refrigerante líquido debido a la modificación de presión por medio de una válvula, por ejemplo, una válvula de expansión o un tubo capilar. En el segundo transmisor de calor (evaporador) postconectado, se evapora el agente refrigerante mientras absorbe calor a baja temperatura (enfriado por ebullición). Ahora el circuito puede comenzar de nuevo. El proceso debe ser mantenido en marcha desde el exterior mediante la provisión de trabajo mecánico (potencia de propulsión) por medio del compresor. En ese proceso, el agente refrigerante absorbe una potencia térmica a un nivel de temperatura bajo (por ejemplo, baño refrigerante frío a -30 °C) y la entrega al entorno mediante la provisión de una operación técnica a un nivel de temperatura superior (por ejemplo, 35 °C).Preferably, the cooling element is included in a cooling agent circuit. The refrigerant circuit in this case may have been designed, for example, as a circuit of a compression refrigeration machine. The compression refrigeration machine is a cold machine that takes advantage of the physical effect of evaporative heat by changing the state from liquid to gaseous. A cooling agent that is circulated in a closed circuit passes successively through different changes in the state of the unit. The gaseous cooling agent is first condensed by a compressor. In the next heat transmitter (condenser) the coolant condenses (turns liquid) and gives off heat. Thereafter, the stress of the liquid coolant is reduced due to pressure change by means of a valve, for example, an expansion valve or a capillary tube. In the second post-connected heat transmitter (evaporator), the cooling agent evaporates while absorbing low-temperature heat (boil-cooled). Now the circuit can start again. The process must be kept running from the outside by providing mechanical work (propulsion power) by means of the compressor. In that process, the cooling agent absorbs thermal power at a low temperature level (for example, cold cooling bath at -30 ° C) and delivers it to the environment by providing a technical operation at a higher temperature level (for example, 35 ° C).
La carcasa del refrigerador puede disponer de una aislación acústica, p. ej., mediante placas insonorizantes, para minimizar el ruido del compresor que puede eventualmente existir. The refrigerator housing may have acoustic insulation, eg. For example, by means of soundproofing plates, to minimize the noise of the compressor that may eventually exist.
De acuerdo con la invención, el al menos un elemento refrigerante se conformó como refrigerador Joule-Thomson o bien como refrigerador Joule-Thomson mixto. Preferentemente, se han previsto para los Kleinst-Instant-Chiller mini compresores de altas revoluciones (p, ej., mini-compresores de la serie Aspen 14-12 y 14-24 de la empresa Aspen Compressor LLC).According to the invention, the at least one cooling element was formed as a Joule-Thomson refrigerator or as a mixed Joule-Thomson refrigerator. High-speed mini-compressors (eg, Aspen 14-12 and 14-24 series mini-compressors from Aspen Compressor LLC) are preferably provided for the Kleinst-Instant-Chiller.
La transmisión térmica entre el baño refrigerante y el elemento de refrigeración, por una parte, y el baño refrigerante y la botella de bebida por el otro, se maximiza ventajosamente debido a que se previeron elementos para producir la circulación del baño refrigerante. La circulación del baño refrigerante genera que la temperatura en el baño refrigerante sea uniforme, por lo que se maximiza constantemente el gradiente de temperatura que se encuentra disponible para la transmisión térmica. Además, debido a ello se minimizan efectos marginales termodinámicos que reducirían la transmisión térmica. Preferentemente, los elementos para producir la circulación del baño refrigerante comprenden un rotor dispuesto en la cámara, una membrana de ultrasonido, una bomba o similar.The heat transfer between the cooling bath and the cooling element, on the one hand, and the cooling bath and the beverage bottle on the other, is advantageously maximized because elements were provided to cause circulation of the cooling bath. The circulation of the cooling bath generates that the temperature in the cooling bath is uniform, therefore the temperature gradient that is available for thermal transmission is constantly maximized. Furthermore, due to this, marginal thermodynamic effects are minimized that would reduce thermal transmission. Preferably, the elements for producing the circulation of the cooling bath comprise a rotor arranged in the chamber, an ultrasound membrane, a pump or the like.
Para minimizar lo más posible la disipación energética, se ha previsto preferentemente que la pared de la cámara esté rodeada por una aislación térmica. La aislación ventajosamente se conformó como aislación al vacío.To minimize energy dissipation as much as possible, it is preferably provided that the chamber wall is surrounded by thermal insulation. The insulation was advantageously formed as vacuum insulation.
A efectos de evitar que la bebida se congele, puede ser necesario un control preciso de la temperatura. En particular, debe tenerse en cuenta que el baño refrigerante para minimizar el tiempo de enfriado, puede presentar temperaturas de 0 °C a -160 °C, de modo que la permanencia demasiado prolongada de la botella de bebida en el dispositivo refrigerador produce el congelamiento de la bebida en un tiempo muy breve. La regulación de la temperatura del baño refrigerante se efectúa preferentemente en que se previó un elemento calefactor para calentar el baño refrigerante. El elemento calefactor preferentemente se dispuso en la cámara y se conformó como calefacción de resistencia eléctrica. El elemento calefactor de manera ventajosa puede haberse conformado como una serpentina de calefacción dispuesta en la pared de la cámara. En ese caso, las espiras de la serpentina de calefacción pueden haberse dispuesto entre las espiras de la serpentina refrigerante. También sería factible prever una válvula de evaporación para regular la potencia y la temperatura.In order to prevent the drink from freezing, precise temperature control may be necessary. In particular, it must be taken into account that the cooling bath to minimize the cooling time, can present temperatures from 0 ° C to -160 ° C, so that the prolonged stay of the beverage bottle in the cooling device causes freezing. of the drink in a very short time. The regulation of the temperature of the cooling bath is preferably carried out in that a heating element was provided to heat the cooling bath. The heating element was preferably placed in the chamber and formed as electrical resistance heating. The heating element may advantageously have been shaped as a heating coil arranged on the wall of the chamber. In that case, the coils of the heating coil may have been arranged between the coils of the cooling coil. It would also be feasible to provide an evaporation valve to regulate power and temperature.
La regulación de la temperatura preferentemente se realiza mediante la previsión de un sensor de temperatura para detectar la temperatura del baño, que está conectado con un circuito de mando. El circuito de mando de manera adecuada, se conectó por medio de líneas de mando con el elemento de refrigeración y, dado el caso, el elemento calefactor, para controlar en relación con los valores de medición del sensor de temperatura la capacidad de enfriamiento y/o calentamiento. Además, sería factible prever una medición adicional por medio de un dispositivo de medición infrarroja el que al tomar las medidas adecuadas determina la temperatura de la bebida en el envase de bebidas, mientras se pueden haber suministrado los valores de medición del circuito de mando, para así permitir un control preciso.Temperature regulation is preferably carried out by providing a temperature sensor to detect the temperature of the bath, which is connected to a control circuit. The control circuit was suitably connected by means of control lines to the cooling element and, if appropriate, the heating element, to control the cooling capacity and / or the measured values of the temperature sensor. or warming up. Furthermore, it would be feasible to provide an additional measurement by means of an infrared measurement device which, when taking the appropriate measurements, determines the temperature of the beverage in the beverage container, while the measurement values of the control circuit may have been supplied, to thus allowing precise control.
La invención se explica a continuación por medio de un ejemplo de realización representado en forma esquemática en el dibujo.The invention is explained below by means of an exemplary embodiment represented schematically in the drawing.
En la Fig. 1 se muestra un dispositivo refrigerador por medio del cual mediante un circuito de refrigeración que se compone de los conductos de refrigeración 7 y la correspondiente fuente de frío 10, se asegura el enfriamiento de un líquido refrigerante 4 de un baño refrigerante.In Fig. 1 a cooling device is shown by means of which by means of a cooling circuit consisting of the cooling ducts 7 and the corresponding cold source 10, the cooling of a cooling liquid 4 from a cooling bath is ensured.
Este circuito de refrigeración puede conformarse ya sea por elementos termoeléctricos o como instalación frigorífica por compresión. Para el enfriado se usan preferentemente temperaturas de enfriamiento de 20 °C a -100 °C. En caso que el circuito de refrigeración, tal como se representa en la Fig. 1, se conformó como instalación frigorífica por compresión, los conductos de refrigeración 7 se realizaron de la manera ilustrada. Si se trata de una refrigeración termoeléctrica, por medio de los conductos de refrigeración 7 se establecen conexiones eléctricas con una fuente de tensión. Con la referencia 11 se simboliza un circuito de regulación con la correspondiente visualización del usuario y el mando.This refrigeration circuit can be formed either by thermoelectric elements or as a compression refrigeration installation. For cooling, preferably cooling temperatures of 20 ° C to -100 ° C are used. In case the refrigeration circuit, as represented in Fig. 1, was formed as a compression refrigeration installation, the refrigeration ducts 7 were made in the illustrated way. In the case of thermoelectric cooling, electrical connections with a voltage source are established through the cooling ducts 7. With reference 11 a regulation circuit is symbolized with the corresponding display of the user and the command.
El baño refrigerante, en el que la bebida que se encuentra en un envase de bebidas se lleva a la temperatura de consumo, se delimita del entorno por medio de una pared envolvente 5 y una envoltura con aislación térmica 3 que rodea la pared envolvente 5. La pared envolvente 5 puede constituirse de metal, material plástico u otro material adecuado. La envoltura con aislación térmica 3 puede estar conformado por poliestireno espumado o por una aislación al vacío. Obviamente también otros materiales serían adecuados para la aislación. Por lo demás, la pared envolvente 5 junto con la envoltura 3 correspondiente puede presentar un área ensanchada ubicada en la parte central del dispositivo refrigerador, la que permite al líquido refrigerante 4 evadirse al área ensanchada, lo que evita un rebase del líquido refrigerante 4, cuando se introduce un envase de bebidas en el dispositivo refrigerador. Para asegurar también el enfriado de pequeños envases de bebidas, como, p. ej., latas, el dispositivo según la invención también dispone de adaptadores de diferente tamaño a fin de garantizar un desplazamiento del líquido y un enfriado uniforme. The cooling bath, in which the beverage in a beverage container is brought up to the consumption temperature, is delimited from the environment by means of an enveloping wall 5 and a thermally insulated envelope 3 surrounding the enveloping wall 5. The wrapping wall 5 can be made of metal, plastic material or other suitable material. The thermally insulated envelope 3 can be made of foamed polystyrene or vacuum insulation. Obviously other materials would also be suitable for insulation. Furthermore, the wrapping wall 5 together with the corresponding casing 3 can have a widened area located in the central part of the cooling device, which allows the cooling liquid 4 to escape into the widened area, which avoids an overflow of the cooling liquid 4, when a beverage container is inserted into the cooling device. To also ensure the cooling of small beverage containers, such as, for example, For example, cans, the device according to the invention also has adapters of different sizes in order to guarantee liquid displacement and uniform cooling.
En particular, el baño refrigerante y el dispositivo refrigerador se adecuaron geométricamente de manera tal que solo se necesita muy poca cantidad de líquido en el baño refrigerante, para rodear el envase de bebidas con la mayor cantidad posible de líquido refrigerante 4. Debido a la introducción de la botella se produce el desplazamiento del líquido refrigerante y se maximiza la superficie efectiva de transmisión de frío entre la serpentina refrigerante (pared del baño refrigerante) - baño refrigerante y la superficie de la bebida. In particular, the cooling bath and the cooling device were geometrically matched such that only a very small amount of liquid is needed in the cooling bath, to surround the beverage container with as much coolant as possible 4. Due to the introduction displacement of the coolant occurs and the effective area of cold transmission between the coolant coil (wall of the coolant bath) - coolant bath and the surface of the beverage is maximized.
Entre los elementos refrigerantes 1 pueden haberse colocado elementos calefactores 2 que se operan de modo correspondiente por medio de los conductos de mando 8 y el circuito de regulación 11. Los elementos calefactores 2 permiten, después de un proceso de enfriado, un calentamiento rápido de la temperatura del baño refrigerante hasta la temperatura de consumo deseada de la bebida, a fin de evitar un enfriado ulterior o el congelamiento de la bebida. Debido a ello, el dispositivo según la invención también puede usarse para mantener a la temperatura adecuada las bebidas durante un tiempo más prolongado. Por medio de la realización según la invención, puede por lo tanto evitarse el estallado de, p. ej., botellas de vidrio debido al contenido que se está congelando. Asimismo, sería factible prever un mecanismo para “expulsar” la botella de bebida, en lugar de usar los elementos calefactores 2.Heating elements 2 may be placed between the cooling elements 1, which are operated in a corresponding way by means of the control lines 8 and the regulation circuit 11. The heating elements 2 allow, after a cooling process, rapid heating of the temperature of the cooling bath to the desired consumption temperature of the drink, in order to avoid further cooling or freezing of the drink. Due to this, the device according to the invention can also be used to keep drinks at the appropriate temperature for a longer time. By means of the embodiment according to the invention, bursting of, eg, can therefore be avoided. eg, glass bottles due to contents being frozen. Also, it would be feasible to provide a mechanism to "eject" the beverage bottle, instead of using the heating elements 2.
A fin de incrementar la transmisión térmica entre el líquido refrigerante 4 y la pared del envase de la bebida a enfriar, se puede producir el movimiento del líquido refrigerante 4 por medio de un rotor 13 o de una construcción de otro tipo. Debido a la corriente turbulenta así producida, se optimiza adicionalmente la transmisión térmica. El sensor de temperatura 6 permite el control constante de la temperatura del líquido refrigerante 4 y, por lo tanto, una regulación del circuito de refrigeración y de los elementos calefactores 2 a través de un circuito de regulación 11. El sensor de temperatura 6 está conectado por medio del conducto 12 con el circuito de regulación. También sería factible implementar un elemento sensor 9 adicional, como p. ej., un dispositivo de medición de nivel de llenado o un dispositivo de medición de temperatura.In order to increase the thermal transmission between the refrigerant liquid 4 and the wall of the container of the beverage to be cooled, the movement of the refrigerant liquid 4 can be produced by means of a rotor 13 or of a construction of another type. Due to the turbulent current thus produced, the thermal transmission is further optimized. The temperature sensor 6 allows constant control of the temperature of the coolant 4 and, therefore, a regulation of the cooling circuit and of the heating elements 2 through a regulation circuit 11. The temperature sensor 6 is connected by means of the conduit 12 with the regulation circuit. It would also be feasible to implement an additional sensor element 9, such as e.g. eg, a fill level measurement device or a temperature measurement device.
Una disposición de guarniciones pasantes 14 impide la evaporación del líquido refrigerante 4, la contaminación del líquido refrigerante 4 y la lesión accidental de las personas causada por el contacto con el líquido refrigerante 4 que se encuentra en el baño refrigerante y la hipotermia resultante de ello. Además, se posibilita así el escurrimiento del líquido refrigerante 4 del envase de bebidas. La guarnición pasante también ofrece una barrera contra olores. An arrangement of through fittings 14 prevents evaporation of the coolant 4, contamination of the coolant 4, and accidental injury to persons caused by contact with the coolant 4 in the coolant bath and the resulting hypothermia. Furthermore, the draining of the coolant 4 from the beverage container is thus made possible. The through lining also offers an odor barrier.
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