EP2867598B1

EP2867598B1 - Kühlvorrichtung für getränke

Info

Publication number: EP2867598B1
Application number: EP13720751.0A
Authority: EP
Inventors: Johannes Wild
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-04-19
Filing date: 2013-04-19
Publication date: 2019-08-28
Anticipated expiration: 2033-04-19
Also published as: EP2867598A1; US20150128619A1; PL2867598T3; ES2759000T3; AT512799B1; AT512799A1; WO2013155543A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung für Getränke in Getränkebehältern umfassend eine vorzugsweise zylindrische Kammer zur Aufnahme eines Getränkebehälters und wenigstens ein Kühlelement, wobei die Kammer als Becken für ein Kühlbad ausgebildet ist, wobei der Füllstand der Kühlflüssigkeit des Kühlbads beim Einstellen eines kreiszylindrischen Testkörpers mit einem Durchmesser von 49,9mm oder 79,9mm oder 109,9mm oder 139,9mm oder 169,9mm oder 199,9mm in ein Kühlbad beliebigen Volumens auf das wenigstens 1,5-fache, bevorzugt auf das wenigstens 3-fache, besonders bevorzugt auf das wenigstens 4-fache ansteigt.
Eine Kühlvorrichtung für eine Vielzahl von untereinander fluidisch verbundenen Kammern für Kühlflüssigkeit ist in der US 2010/0293970 A1 beschrieben, wobei zu kühlende Behälter in die Kammern eingestellt werden können.
Kühlvorrichtungen für Getränke sind im Wesentlichen in zwei unterschiedlichen Typen im Einsatz. Einerseits gibt es Kühlvorrichtungen mit relativ geringer Kühlleistung, die dazu verwendet werden, die Getränke langsam auf eine Temperatur von z.B. 6 - 10°C abzukühlen und auf dieser Temperatur zu halten. Dazu zählen beispielsweise handelsübliche Haushaltskühlschränke. Andererseits gibt es Kühlvorrichtungen, die dazu dienen, Getränkeflachen in möglichst kurzer Zeit auf eine gewünschte Trinktemperatur zu bringen. Zu dieser Gruppe von Kühlvorrichtungen gehören sogenannte Schnellkühler für die Gastronomie, die in der Lage sind, Getränke in Getränkeflaschen innerhalb von wenigen Minuten von Raumtemperatur auf beispielsweise 10°C abzukühlen. Ein wesentliches Problem bei dieser Art von Kühlern besteht in der langen Vorkühlzeit (bis zu 3 Stunden), die das Gerät benötigt um betriebsbereit zu sein.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich in erster Linie auf Kühlvorrichtungen des Typs Schnellkühler.
Die Schnellkühler gemäß dem Stand der Technik arbeiten nach den verschiedensten Verfahren, z.B. mit Luftkühlung, Wasserkühlung, Wasser mit Eis Kühlung oder unter Verwendung von zirkulierendem Wasser im Eisbad, Eisbeuteln (Coolpacks) oder Kompressionskältemaschinen.
Die folgenden Faktoren sind für das rasche Abkühlen von Getränken in geschlossenen Getränkebehältern von Bedeutung.

1. Getränke bestehen aus einem hohen Anteil Wasser. Die spezifische Wärmekapazität von Wasser beträgt ca. 4,2 kJ/kgK und die von Ethanol (konsumierbarem Alkohol) ca. 2,4 kJ/kgK. Daraus ist ersichtlich, dass das Abkühlen von 11 Wasser von Raumtemperatur (ca. 23°C) auf 10°C eines Energieentzugs von 54,6 kJ bedarf. Bei einer Kühlleistung von 500 W ist der Abkühlvorgang auf 10°C in ca. 2 Minuten abgeschlossen. Diese Kühlleistung ist für kompakte Geräte unter Verwendung von Kühlflüssigkeiten mit der erforderlichen tiefen Verdampfungstemperatur (z.B. -40°C) nicht einfach zu bewerkstelligen.
2. Die Wand des Getränkebehälters besteht in der Regel aus einem thermisch schlecht leitenden Material (z.B. Glas). Um mit der oben genannten Leistung von z.B. 500 W die Flüssigkeit überhaupt kühlen zu können, muss ein ausreichend hoher Temperaturgradient erzeugt werden. Dazu muss ein entsprechend tiefes Temperaturniveau erzeugt werden.
Die Wärmeleitfähigkeit von Glas beträgt 1 W/mK. Die Wärmeleitfähigkeit von Aluminium beträgt 200 W/mK. Die Wärmeleitfähigkeit von Polyethylenterphtalat (Grundmaterial PET-Flasche) beträgt 0,25 W/mK.
Je dünner dabei die Wandstärke und je höher die Wärmeleitfähigkeit ist, desto niedriger kann der Temperaturgradient sein, um die gewünschte Kühlleistung an die Flüssigkeit zu übertragen. Da Wein, Sekt, Champagner ect. zumeist in Flaschen abgefüllt sind und die Glasdicke aufgrund des Überdrucks in der Flasche entsprechend dimensioniert sein muss, ist der erforderliche Wärmestrom durch die Flasche nur mittels Temperaturen von weit unter dem Gefrierpunkt von Wasser zu realisieren. Kühlvorrichtungen, die mit Eis oder Temperaturen um 0°C arbeiten, sind daher nur bedingt für rasche Abkühlvorgänge geeignet.
3. Ein weiterer entscheidender Faktor ist der Wärmeübertrag vom Kühlmedium auf die Behälterwand (z.B. Außenseite einer Glasflasche). Aus der Thermodynamik bzw. Strömungslehre ist bekannt, dass der Wärmeübertrag durch Wärmeleitung, Wärmestrahlung und/oder Konvektion erfolgen kann. Kommerziell erhältliche Schnellkühler aus der Gastronomie nützen den Effekt der Wärmeleitung durch Kontakt eines geeignet gekühlten "Coolpacks" oder einer gekühlten, die Getränkeflasche umgebenden Glycol-Manschette. Der thermische Kontakt zwischen der Kühlmanschette und der Getränkeflache ist jedoch auf Grund des mangelnden Anpressdrucks der Manschette an die Flasche und weil die Manschette nicht die gesamte Flaschenoberfläche umgibt ungenügend.
Der Wärmeübertrag vom Kühlmedium auf den Getränkebehälter kann durch die Erzeugung einer laminaren bzw. turbulenten Luftströmung in einer den Getränkebehälter aufnehmenden "Frostkammer" verbessert werden. Da die Wärmekapazität von Luft gering ist, sind allerdings dementsprechend hohe Luftdurchsätze nötig. Dies ist für kompakte Kleinkühler technisch schwer zu realisieren. Weitere Probleme entstehen durch Gefrieren der Luftfeuchtigkeit am Kondensator im Innenraum und die Bildung von Kondenswasser.

Schnellkühler aus dem Stand der Technik sind aufgrund ihrer typisch langen Vorkühlzeit schlecht geeignet, Getränke binnen weniger Minuten nach Einschalten des Gerätes auf Trinktemperatur zu kühlen.
Die vorliegende Erfindung zielt daher darauf ab, einen Instant-Kühler für Getränke in Getränkebehältern zu schaffen, der sowohl die Vorkühlzeit minimiert als auch den Abkühlvorgang für Getränke in Behältnissen auf ein Minimum reduziert und diese Technologie durch eine geeignete Konstruktion für den Haushalt und die Gastronomie zugänglich macht. Insbesondere soll es gelingen, eine 0,751 Weinflasche in weniger als 1 Minute von Umgebungstemperatur auf Trinktemperatur (8°C) abzukühlen. Des weiteren soll das Gerät weitaus kompakter sein als herkömmliche Kühl- oder Eisschränke.
Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung eine Kühlvorrichtung gemäß Anspruch 1 vor. Im Betrieb enthält die Kammer eine Kühlflüssigkeit. Der Getränkebehälter wird zum Kühlen somit in das Kühlbad gestellt, sodass das Kühlmedium, nämlich die Kühlflüssigkeit des Kühlbades unmittelbar mit dem Getränkebehälter in Berührung kommt. Dadurch gelingt es, die Oberfläche, über welche die Kühlflüssigkeit mit dem Getränkebehälter in Kontakt gebracht wird, zu erhöhen und so den Wärmeübertrag vom Kühlmedium auf die Behälterwand zu verbessern. Bevorzugt ist hierbei vorgesehen, dass die Menge der in der Kammer enthaltenen Kühlflüssigkeit so bemessen ist, dass der Getränkebehälter beim Einstellen in die Kammer zu wenigstens 30%, bevorzugt wenigstes 80 % seiner Höhe in das Kühlbad eintaucht. Ein Überlaufen der Kammer kann mit Vorteil dadurch vermieden werden, dass die Kammer einen im Querschnitt verbreiterten Abschnitt aufweist. Der verbreiterte Abschnitt ist insbesondere in einem mittleren Abschnitt oder im oberen Abschnitt der Kammer vorgesehen. Es kann auch eine Art von kommunizierenden Gefäßen gebildet werden, die ein Überlaufen verhindern. Alternativ kann der verbreiterte Abschnitt als an die Öffnung der Kammer angrenzender Randabschnitt mit sich bis zur Öffnung der Kammer konisch erweiternder Innenfläche ausgebildet sein, sodass Kühlflüssigkeit beim Abstreifen durch die Durchführungsdichtung wieder zurück in das Bad läuft.
Mit der durch die Erfindung ermöglichten hohen Kühlgeschwindigkeit ist insofern auch ein positiver ökologischer und ökonomischer Effekt verbunden, als Getränke nicht mehr auf unbestimmte Zeit in Kühlschränken oder Weinkühlern gelagert werden müssen, sondern bei Bedarf gekühlt werden können. Es entfällt somit die für das Vorrätighalten des gekühlten Getränks erforderliche Energie.
Eine besonders effiziente Kühlung gelingt erfindungsgemäß dadurch, dass das wenigstens eine Kühlelement in der Kammer angeordnet ist, d.h. im Betrieb in der Kühlflüssigkeit des Kühlbades angeordnet ist oder in diese eintaucht. Insbesondere kann das wenigstens eine Kühlelement hierbei an der Wand der Kammer angeordnet sein, sodass der für die Aufnahme des Getränkebehälters zur Verfügung stehende Raum möglichst wenig verkleinert wird. Eine besonders kurze Vorkühlzeit (Zeit bis das Kühlbad nach dem Einschalten der Kühlvorrichtung die gewünschte Temperatur erreicht) wird hierbei dadurch erreicht, dass die Menge der Kühlflüssigkeit des Bades minimiert wird, wobei die Menge auf die Geometrie des jeweiligen Kühlbehälters und des Kühlbades abgestimmt sein sollte. Bevorzugt ist die Kühlvorrichtung für Getränkebehälter mit einer solchen Größe ausgelegt, dass beim Einstellen des Getränkebehälters in die Kammer lediglich ein geringer Ringspalt von 0,1mm - 3 cm, bevorzugt 0,1mm - 2cm, zwischen der Wand des Getränkebehälters und dem bevorzugt an der Wand der Kammer angeordneten Kühlelement verbleibt. Wenn der Getränkebehälter nicht zylindrisch ausgebildet ist, so ist der oben genannte Ringspalt an der engsten Stelle zu messen.
Eine besonders platzsparende Ausbildung, die gleichzeitig eine große Oberfläche für den Wärmeaustausch mit dem Kühlbad darbietet, wird bevorzugt dadurch erreicht, dass das Kühlelement von einer Kühlschlange gebildet ist. Das Kühlelement, insbesondere die Kühlschlange ist bevorzugt derart gebildet, dass es den einzustellenden Getränkebehälter umfangsmäßig umgibt. In einer bevorzugten Weiterbildung umfasst das Kühlelement, insbesondere die Kühlschlange zusätzlich einen Bereich, der unterhalb des einzustellenden Getränkebehälters angeordnet ist, um ein rasches Vorkühlen der Kühlflüssigkeit zu ermöglichen und nach Einstellen des Behälters diesen rasch zu kühlen.
Bevorzugt sind das Volumen der Kammer, das Volumen der im Kühlbad vorliegenden Kühlflüssigkeit und der Durchmesser bzw. das Volumen des Getränkebehälters derart aufeinander abgestimmt, dass der Füllstand der Kühlflüssigkeit beim Einstellen des Getränkebehälters in das Kühlbad auf das wenigstens 1,5-fache, bevorzugt auf das wenigstens 3-fache, besonders bevorzugt auf das wenigstens 4-fache ansteigt. Dies bedeutet, dass der Füllstand beim Einstellen des Getränkebehälters beispielsweise von 5cm auf wenigstens 7,5cm, bevorzugt auf wenigstens 15cm, besonders bevorzugt auf wenigstens 20cm ansteigt. Je größer der Anstieg des Füllstandes ist, desto größer ist das Verhältnis der für den Wärmeaustausch zwischen dem Kühlelement und der Kühlflüssigkeit und zwischen der Kühlflüssigkeit und dem Getränkebehälter zur Verfügung stehenden Oberfläche zum Kühlflüssigkeitsvolumen und desto geringer sind demzufolge die Vorkühlzeit der Vorrichtung bei kurzer Abkühlzeit des Getränks.
Insbesondere sind das Volumen der Kammer, das Volumen der im Kühlbad vorliegenden Kühlflüssigkeit und der Durchmesser bzw. das Volumen des Getränkebehälters derart aufeinander abgestimmt, dass zwischen der Wand des Getränkebehälters und der Wand der Kammer oder dem bevorzugt an der Kammerwand angeordneten Kühlelement ein entlang des Umfangs gleichmäßiger Ringspalt von maximal 3cm, bevorzugt maximal 2cm verbleibt. Wenn der Getränkebehälter und/oder die Kammerwand nicht zylindrisch ausgebildet ist, so ist der oben genannte Ringspalt an der engsten Stelle zu messen, d.h. an der engsten Stelle beträgt der Ringspalt maximal 3cm, bevorzugt maximal 2cm.
Wenn man davon ausgeht, dass herkömmliche Getränkedosen einen Durchmesser von 50-85mm, bevorzugt 50-70mm aufweisen, ist die erfindungsgemäße Kühlvorrichtung für Dosen so ausgebildet, dass der sich beim Einstellen einer Dose ergebende Ringspalt außen von einem Element begrenzt ist, das einen Innendurchmesser von 50mm-145mm, bevorzugt 50mm-105mm aufweist. Die äußere Begrenzung des Ringspalts wird hierbei je nach Fall beispielsweise von der Kammerwand oder von dem Innenumfang des Kühlelements gebildet.
Wenn man davon ausgeht, dass herkömmliche Getränkeflaschen einen Durchmesser von 50-160mm, bevorzugt 50-100mm aufweisen, ist die erfindungsgemäße Kühlvorrichtung für Flaschen so ausgebildet, dass der sich beim Einstellen einer Flasche ergebende Ringspalt außen von einem Element begrenzt ist, das einen Innendurchmesser von 50mm-220mm, bevorzugt 50mm-140mm aufweist.
Bevorzugt sind das Volumen der Kammer mit Kühlelement (z.B. Kühlspirale), das Volumen der im Kühlbad vorliegenden Kühlflüssigkeit und der Durchmesser des Getränkebehälters (bzw. das Volumen des Getränkebehälters) derart aufeinander abgestimmt, dass der Füllstand der Kühlflüssigkeit beim Einstellen des Getränkebehälters in das Kühlbad mindestens bis zur Oberkante des Kühlelements ansteigt.
Um unabhängig von der konkreten Verwendung der Kühlvorrichtung durch den Benutzer festzustellen, ob die Kühlvorrichtung den bevorzugten Kriterien in Bezug auf Spaltbreite und/oder Füllstandsanstieg genügt, ist eine Testkonfiguration vorgesehen. Dabei ist die Ausbildung erfindungsgemäß derart getroffen, dass der Füllstand der Kühlflüssigkeit beim Einstellen eines kreiszylindrischen Testkörpers mit einem Durchmesser von je nach Wahl 49,9mm, 79,9mm, 109,9mm, 139,9mm, 169,9mm oder 199,9mm in ein Kühlbad beliebigen Volumens auf das wenigstens 1,5-fache, bevorzugt auf das wenigstens 3-fache, besonders bevorzugt auf das wenigstens 4-fache ansteigt. Der Testkörper sollte dabei eine Höhe aufweisen, die zumindest der Badhöhe nach Einstellen des Behälters entspricht. Zur Durchführung des Test ist der Testkörper auf den Boden der Kammer zu stellen.
Grundsätzlich ist die Erfindung nicht auf eine zylindrische Kammer beschränkt. So ist es beispielsweise möglich die Kammer nicht zylindrisch, sondern als Viereck oder als Vieleck ausführen. Weiters kann die Kammer auch eine Zylinderform aufweisen, die sich entlang der Höhe im Durchmesser verändert (z.B. Kegel).
Eine weitere Abwandlung der Erfindung ist dahingehend möglich, dass die Kammer aus einer Mehrzahl von Teilkammern besteht, die untereinander strömungsmäßig verbunden sind (kommunizierende Gefäße). Die einzelnen Teilkammern können zylinderförmig ausgeführt sein, sodass in jeder Teilkammer eine einzige Flasche oder eine einzige Dose aufgenommen ist. Dabei ist jede Teilkammer im Durchmesser bevorzugt an die einzustellende Dose bzw. Flasche im Durchmesser angepasst, sodass beim Einstellen der Dose bzw. Flasche nur ein geringer Ringspalt um den Behälter herum verbleibt, insbesondere ein Ringspalt mit einer Breite von weniger als 3cm, insbesondere weniger als 2cm. Besonders bevorzugt weisen die Teilkammern die zuvor angegebenen Durchmesser auf, und zwar in Anpassung daran, ob die jeweilige Teilkammer für das Einstellen einer Dose oder einer Flasche vorgesehen ist. Es können auch verschiedene Gefäße mit verschiedenen Kühlschlangen in einem Gerät angeordnet sein (z.B. 5 Dosenkühler in einem Gerät).
Bevorzugt ist das Kühlelement in einen Kühlmittelkreislauf eingebunden. Der Kühlmittelkreislauf kann hierbei beispielsweise als Kreislauf einer Kompressionskältemaschine ausgebildet sein. Die Kompressionskältemaschine ist eine Kältemaschine, die den physikalischen Effekt der Verdampfungswärme bei Wechsel des Aggregatzustandes von flüssig zu gasförmig nutzt. Ein Kältemittel, das in einem geschlossenen Kreislauf bewegt wird, erfährt nacheinander verschiedene Aggregatzustandsänderungen. Das gasförmige Kältemittel wird zunächst durch einen Kompressor verdichtet. Im folgenden Wärmeübertrager (Verflüssiger) kondensiert (verflüssigt) das Kältemittel unter Wärmeabgabe. Anschließend wird das flüssige Kältemittel aufgrund der Druckänderung über einer Drossel, zum Beispiel einem Expansionsventil oder einem Kapillarrohr, entspannt. Im nachgeschalteten zweiten Wärmeübertrager (Verdampfer) verdampft das Kältemittel unter Wärmeaufnahme bei niedriger Temperatur (Siedekühlung). Der Kreislauf kann nun von vorne beginnen. Der Prozess muss von außen durch Zufuhr von mechanischer Arbeit (Antriebsleistung) über den Kompressor in Gang gehalten werden. Dabei nimmt das Kältemittel eine Wärmeleistung auf einem niedrigen Temperaturniveau (zum Beispiel -30 °C kaltes Kühlbad) auf und gibt sie unter Zuführung von technischer Arbeit auf einem höheren Temperaturniveau an die Umgebung ab (zum Beispiel 35 °C).
Das Gehäuse des Kühlers kann akustisch isoliert sein, z.B. mittels Schalldämmplatten, um ein eventuell bestehendes Kompressorgeräusch zu minimieren.
Erfindungsgemäß ist das wenigstens eine Kühlelement als Joule-Thomson-Kühler bzw. Mixed-Joule-Thomson-Kühler ausgebildet. Bevorzugt sind für Kleinst-Instant-Chiller hochdrehende Mini-Kompressoren vorgesehen (z.B. Mini-Kompressoren der Aspen 14-12 und 14-24 Serie der Fa. Aspen Compressor LLC).
Die Wärmeübertragung zwischen dem Kühlbad und dem Kühlelement einerseits und dem Kühlbad und der Getränkeflasche andererseits wird mit Vorteil dadurch maximiert, dass Mittel zum Umwälzen des Kühlbades vorgesehen sind. Das Umwälzen des Kühlbades führt zu einer Vergleichmäßigung der Temperatur innerhalb des Kühlbades, wodurch der für die Wärmeübertragung zur Verfügung stehende Temperaturgradient ständig maximiert wird. Weiters werden dadurch thermodynamische Randeffekte minimiert, die den Wärmeübertrag reduzieren würden. Bevorzugt umfassen die Mittel zum Umwälzen des Kühlbades einen in der Kammer angeordneten Rotor, eine Ultraschallmembran, eine Pumpe oder dgl.
Um Verlustleistungen möglichst zu minimieren, ist bevorzugt vorgesehen, dass die Wand der Kammer von einer thermischen Isolierung umgeben ist. Die Isolierung ist mit Vorteil als Vakuumisolierung ausgebildet.
Um zu verhindern, dass das Getränk friert, kann eine präzise Temperaturkontrolle erforderlich sein. Insbesondere muss berücksichtig werden, dass das Kühlbad zur Minimierung der Abkühlzeit Temperaturen von 0°C bis -160°C aufweisen kann, sodass ein zu langes Einstellen der Getränkeflasche in die Kühlvorrichtung innerhalb kürzester Zeit zu einem Gefrieren des Getränkes führt. Die Regelung der Temperatur des Kühlbades erfolgt bevorzugt dadurch, dass ein Heizelement zum Aufwärmen des Kühlbades vorgesehen ist. Das Heizelement ist bevorzugt in der Kammer angeordnet und als elektrische Widerstandsheizung ausgebildet. Das Heizelement kann mit Vorteil als an der Wand der Kammer angeordnete Heizschlange ausgebildet sein. Dabei können die Windungen der Heizschlange zwischen den Windungen der Kühlschlange angeordnet sein. Ein Verdampfungsventil zur Leistungs- und Temperaturregelung wäre ebenso denkbar.
Die Temperaturreglung erfolgt bevorzugt dadurch, dass ein Temperatursensor zur Erfassung der Badtemperatur vorgesehen ist, der mit einer Steuerschaltung verbunden ist. Die Steuerschaltung ist zweckmäßigerweise über Steuerleitungen mit dem Kühlelement und ggf. dem Heizelement verbunden, um in Abhängigkeit von Messwerten des Temperatursensors die Kühl- und/oder Heizleistung zu steuern. Weiters wäre eine zusätzliche Messung mit Hilfe eines Infrarotmessgeräts denkbar, die durch geeignete Maßnahmen die Temperatur des Getränks im Getränkebehälter bestimmt, wobei die Messwerte der Steuerschaltung zugeführt sein können, um damit eine präzise Steuerung zu ermöglichen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
In Fig. 1 ist eine Kühlvorrichtung gezeigt, mit welcher durch einen Kühlkreislauf, bestehend aus den Kühlleitungen 7 und der zugehörigen Kältequelle 10, die Kühlung einer Kühlflüssigkeit 4 eines Kühlbades gewährleistet wird. Dieser Kühlkreislauf kann entweder durch thermoelektrische Elemente gebildet werden oder als Kompressionskälteanlage konstruiert sein. Zur Kühlung werden bevorzugt Kühltemperaturen von 20°C bis -100°C eingesetzt. Ist der Kühlkreislauf, wie in Fig. 1 dargestellt, als Kompressionskälteanlage ausgebildet sind die Kühlleitungen 7 wie gezeigt ausgeführt. Im Falle einer thermoelektrischen Kühlung werden über die Kühlleitungen 7 elektrische Verbindungen zu einer Spannungsquelle hergestellt. Bezugszeichen 11 symbolisiert eine Regelungsschaltung mit zugehöriger Benutzeranzeige und Steuerung.
Das Kühlbad, in welchem das in einem Getränkebehälter befindliche Getränk auf Trinktemperatur gebracht wird, wird durch eine Hüllwand 5 und eine die Hüllwand 5 umgebende thermisch isolierende Hülle 3 von der Umgebung abgegrenzt. Die Hüllwand 5 kann aus Metall, Kunststoff oder einem anderen geeigneten Material aufgebaut sein. Die thermisch isolierende Hülle 3 kann durch geschäumtes Polystyrol oder durch eine Vakuumisolation gebildet sein. Natürlich wären auch andere Materialien zur Isolierung geeignet. Weiters kann die Hüllwand 5 samt zugehöriger Hülle 3 einen im mittleren Bereich der Kühlvorrichtung liegenden verbreiterten Bereich aufweisen, der es der Kühlflüssigkeit 4 ermöglicht in den verbreiterten Bereich auszuweichen, was ein Überschwappen der Kühlflüssigkeit 4 verhindert, wenn ein Getränkebehälter in die Kühlvorrichtung eingeführt wird. Um auch die Kühlung von kleineren Getränkebehältern, wie z.B. Dosen, zu gewährleisten, stellt die erfindungsgemäße Vorrichtung auch verschieden große Adapter bereit, um eine gleichmäßige Flüssigkeitsverdrängung und Kühlung zu gewährleisten.
Insbesondere ist das Kühlbad und die Kühlvorrichtung geometrisch so angepasst, dass nur eine sehr geringe Kühlbad-Flüssigkeit von Nöten ist, um den Getränkebehälter mit möglichst viel Kühlflüssigkeit 4 zu umgeben. Durch das Einstellen der Flasche wird die Kühlflüssigkeit verdrängt und die wirksame Kälteübertragungsfläche zwischen Kühlschlange (Kühlbadwand) - Kühlbad - Getränkeoberfläche maximal.
Zwischen den Kühlelementen 1 können Heizelemente 2 angebracht sein, die durch die Steuerleitungen 8 und die Regelungsschaltung 11 entsprechend betrieben werden. Die Heizelemente 2 ermöglichen nach einem Abkühlvorgang ein schnelles Aufwärmen der Kühlbadtemperatur auf die erwünschte Trinktemperatur des Getränks, um ein weiteres Abkühlen oder Gefrieren des Getränks zu verhindern. Dies macht die erfindungsgemäße Vorrichtung auch zum längerfristigen Temperieren von Getränken nutzbar. Mittels der erfindungsgemäßen Ausführung kann also das Bersten von z.B. Glasflaschen aufgrund des gefrierenden Inhalts vermieden werden. Ein Mechanismus zum "Auswerfen" der Getränkeflasche wäre anstatt der Heizelemente 2 ebenso denkbar.
Um den Wärmeübertrag zwischen der Kühlflüssigkeit 4 und der Gefäßwand des zu kühlenden Getränks zu erhöhen, kann die Kühlflüssigkeit 4 durch einen Rotor 13 oder eine anders geartete Konstruktion in Bewegung versetzt werden. Durch die daraus resultierende turbulente Strömung wird der Wärmeübertrag zusätzlich optimiert. Der Temperatursensor 6 ermöglicht die konstante Kontrolle der Temperatur der Kühlflüssigkeit 4 und eine damit verbundene Regelung des Kühlkreislaufes und der Heizelemente 2 über eine Regelungsschaltung 11. Der Temperatursensor 6 ist über die Leitung 12 mit der Regelungsschaltung verbunden. Ein zusätzliches sensorisches Element 9, wie z.B. ein Füllstandstandsmessgerät oder ein Temperaturmessgerät, wäre denkbar.
Eine Anordnung von Durchführungsdichtungen 14 verhindert das Verdunsten der Kühlflüssigkeit 4, die Verschmutzung der Kühlflüssigkeit 4 und das unbeabsichtigte Verletzen von Personen durch Kontakt mit der im Kühlbad befindlichen Kühlflüssigkeit 4 und die daraus resultierenden Unterkühlung derselben. Weiters wird dadurch das Abstreifen der Kühlflüssigkeit 4 vom Getränkebehälter ermöglicht. Die Durchführungsdichtung bietet auch eine Geruchsschutz.

Claims

Kühlvorrichtung für Getränke in Getränkebehältern umfassend eine vorzugsweise zylindrische Kammer zur Aufnahme eines Getränkebehälters und wenigstens ein Kühlelement, wobei die Kammer als Becken für ein Kühlbad ausgebildet ist, wobei der Füllstand der Kühlflüssigkeit (4) des Kühlbads beim Einstellen eines kreiszylindrischen Testkörpers mit einem Durchmesser von 49,9mm oder 79,9mm oder 109,9mm oder 139,9mm oder 169,9mm oder 199,9mm in ein Kühlbad beliebigen Volumens auf das wenigstens 1,5-fache, bevorzugt auf das wenigstens 3-fache, besonders bevorzugt auf das wenigstens 4-fache ansteigt, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Kühlelement (1) in der Kammer oder an der Wand (5) der Kammer angeordnet ist und dass das wenigstens eine Kühlelement als Joule-Thomson-Kühler bzw. Mixed-Joule-Thomson-Kühler ausgebildet ist.
Kühlvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlelement (1) von einer Kühlschlange gebildet ist.
Kühlvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlelement (1) in einen Kühlmittelkreislauf, der insbesondere als Kreislauf einer Kompressionskältemaschine ausgebildet ist, eingebunden ist.
Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zum Umwälzen des Kühlbades, die insbesondere einen in der Kammer angeordneten Rotor (13), eine Umwälzpumpe oder eine Membran (z.B. Ultraschallmembran) umfassen, vorgesehen sind.
Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Wand (5) der Kammer von einer thermischen Isolierung (3), insbesondere einer Vakuumisolierung, umgeben ist.
Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Heizelement (2), das insbesondere in der Kammer angeordnet und als elektrische Widerstandsheizung ausgebildet ist, zum Aufwärmen des Kühlbades vorgesehen ist.
Kühlvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement (2) als an der Wand (5) der Kammer angeordnete Heizschlange ausgebildet ist.
Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die für das Einführen des Getränkebehälters in die Kammer vorgesehene Öffnung eine oder mehrere Durchführungsdichtungen (14) aufweist.
Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Temperatursensor (6) zur Erfassung der Badtemperatur vorgesehen ist, der mit einer Regelungsschaltung (11), die bevorzugt über Steuerleitungen (8) mit dem Kühlelement (1) und ggf. dem Heizelement (2) verbunden ist, um in Abhängigkeit von Messwerten des Temperatursensors (6) die Kühl- und/oder Heizleistung zu steuern, verbunden ist.
Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammer einen im Querschnitt verbreiterten Abschnitt, der insbesondere als an die Öffnung der Kammer angrenzender Randabschnitt mit sich bis zur Öffnung der Kammer konisch erweiternder Innenfläche ausgebildet ist, aufweist.
Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10 für Getränkedosen oder Flaschen, dadurch gekennzeichnet, dass der sich beim Einstellen der Dose ergebende Ringspalt außen von einem Element begrenzt ist, das einen Innendurchmesser von 50mm-145mm, bevorzugt 50mm-105mm aufweist bzw. der sich beim Einstellen der Flasche ergebende Ringspalt außen von einem Element begrenzt ist, das einen Innendurchmesser von 50mm-220mm, bevorzugt 50mm-140mm aufweist.
Verwendung einer Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, deren Kammer mit einer Kühlflüssigkeit befüllt ist, zum Kühlen von Getränken in Getränkebehältern, wobei das Volumen der Kammer, das Volumen der im Kühlbad vorliegenden Kühlflüssigkeit (4) und der Durchmesser bzw. das Volumen des Getränkebehälters bevorzugt derart aufeinander abgestimmt sind, dass zwischen der Wand (5) des Getränkebehälters und der Wand der Kammer oder dem bevorzugt an der Kammerwand (5) angeordneten Kühlelement (1) ein Ringspalt von maximal 3cm, bevorzugt maximal 2cm verbleibt.
Verwendung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Volumen der Kammer, das Volumen der im Kühlbad vorliegenden Kühlflüssigkeit (4) und der Durchmesser bzw. das Volumen des Getränkebehälters derart aufeinander abgestimmt sind, dass der Füllstand der Kühlflüssigkeit (4) beim Einstellen des Getränkebehälters in das Kühlbad auf das wenigstens 1,5-fache, bevorzugt auf das wenigstens 3-fache, besonders bevorzugt auf das wenigstens 4-fache ansteigt, wobei das Volumen der Kammer, das Volumen der im Kühlbad vorliegenden Kühlflüssigkeit (4) und der Durchmesser bzw. das Volumen des Getränkebehälters bevorzugt derart aufeinander abgestimmt sind, dass zwischen der Wand (5) des Getränkebehälters und der Wand der Kammer oder dem bevorzugt an der Kammerwand (5) angeordneten Kühlelement (1) ein Ringspalt von maximal 3cm, bevorzugt maximal 2cm verbleibt.
Verwendung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Volumen der Kammer, das Volumen der im Kühlbad vorliegenden Kühlflüssigkeit (4) und der Durchmesser des Getränkebehälters derart aufeinander abgestimmt sind, dass der Füllstand der Kühlflüssigkeit (4) beim Einstellen des Getränkebehälters in das Kühlbad mindestens bis zur Oberkante des Kühlelements (1) ansteigt.