Kühlvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung zum kontinuierlichen Kühlen von Flüssigkeiten im Durchlauf.

Vorrichtungen zum Kühlen von Flüssigkeiten sind im Stand der Technik bekannt. Im Stand der Technik wird das Wasser in isolierten Tanks durch Peltierelemente oder Kühlkompressoren kühl gehalten, oder bei leistungsfähigen Aggregaten im Durchlauf gekühlt. So beschreibt z.B. die DE 196 09 75 eine Kühlvorrichtung für Flüssigkeiten, bei der die Flüssigkeit über einen Kompressor gekühlt wird. Die DE 195 17 638 A1 beschreibt ein Verfahren zur Erzeugung eines Kaltfertiggetränkes sowie einen Kaltfertiggetränkautomaten, bei dem einem Heißprodukt, in welchem Pulverbestandteile gelöst werden, zerkleinertes Eis zugesetzt wird. Die im Stand der Technik verfügbaren Vorrichtungen zur Kühlung von Flüssigkeiten weisen eine Reihe von Nachteilen auf. So benötigen die Geräte aufgrund ihres integrierten Wasservorratsbehälters ein erhebliches Volumen. Wird das Wasser im Wassertank auf Vorrat gehalten, so besteht die Gefahr, dass sich Keime, Bakterien oder Biofilme im gelagerten Wasser bilden. Darüber hinaus ist eine Vorratshaltung von kaltem Wasser in der Regel mit einem hohen Energieverbrauch verbunden. Schließlich ist die Kapazität solcher Geräte limitiert; ist ein Vorrat an gekühlter Flüssigkeit verbraucht, muss wieder eine Zeitspanne abgewartet werden, bis die neu nachgefüllte Flüssigkeit wieder die gewünschte Temperatur erreicht hat. Ein weiterer Nachteil entsteht, wenn leistungsfähige Aggregate zur Kühlung im Durchlauf verwendet werden, weil die benötigte Energiemenge in Kilowatt in gewöhnlichen Wohnungen und Küchen nicht zur Verfügung gestellt werden kann.

Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Kühlvorrichtung für Flüssigkeiten zur Verfügung zu stellen, die wenig Platz benötigt, energiesparend arbeitet und Flüssigkeiten von hoher biologischer, bzw. mikrobiologischer Qualität zur Verfügung stellt.

Gelöst wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des Patentanspruches 1. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen der Erfindung, welche einzeln oder in Kombination miteinander eingesetzt werden können, sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum kontinuierlichen Kühlen von Flüssigkeiten, umfassend einen Flüssigkeitszulauf mit Anschluss an eine Flüssigkeitsversorgung, einen Vorratsbehälter für Eis, eine Zerkleinerungsvorrichtung, eine Misch- und Dosiereinheit, sowie eine Zapfstelle, aufweist, zeichnet sich dadurch aus, dass das Eis, nachdem es in der Zerkleinerungsvorrichtung zerkleinert wurde, in der Misch- und Dosiereinheit mit der Flüssigkeit vermischbar ist und die mit Eis gefüllte Flüssigkeit an der Zapfstelle entnehmbar ist. Hierdurch wird gegenüber dem Stand der Technik eine erhebliche Verbesserung hinsichtlich der mikrobiologischen Qualität, der Kühlleistung sowie des Platzbedarfes des Gerätes erreicht. Kaltes Eis wird sehr klein gemahlen, gewalzt, oder mit Düsen verteilt und dann der Flüssigkeit zugeführt. Ausgangspunkt hierbei ist Eis mit einer sehr niedrigen Temperatur, z.B. einer Temperatur von -20C° und darunter. Dieses Eis wird so aufbereitet, dass es sich schnell und einfach mit der zu kühlenden Flüssigkeit mischen lässt. Wichtig ist dabei, dass das Eis in sehr feinkörniger Form gleichmäßig in die zu kühlende Flüssigkeit gemischt wird. Dabei schmelzen die feinen Eiskörner und es stellt sich sehr schnell eine Mischtemperatur ein. Durch die erfindungsgemäße Kühlvorrichtung ist es somit nicht mehr erforderlich, gekühlte Flüssigkeit auf Vorrat zu halten. Vielmehr wird die Flüssigkeit über einen Flüssigkeitszulauf der Kühlvorrichtung zugeführt. Wird eine entsprechende Menge fein zerkleinerten Eises der Flüssigkeit zugeführt, so kann zum Beispiel Wasser, welches mit Zimmertemperatur durch den Flüssigkeitszulauf zugeführt wird, in wenigen Sekunden auf eine Temperatur nahe des Gefrierpunktes abgekühlt werden. Dadurch, dass das gekühlte Wasser nicht auf Vorrat gehalten werden muss, weist die Kühlvorrichtung nicht das Risiko auf, dass sich Keime, Bakterien oder Biofilme im gelagerten Wasser bilden könnten.

Als vorteilhaft hat sich dabei erwiesen, wenn die Kühlvorrichtung zwischen Flüssigkeitszulauf und Misch- und Dosiereinheit eine erste Filtervorrichtung, und/oder zwischen Misch- und Dosiereinheit und der Zapfstelle eine zweite Filtervorrichtung aufweist. Durch diese Filtervorrichtungen wird sichergestellt, dass die zugeführte

Flüssigkeit frei von Verschmutzungen ist und darüber hinaus in der Flüssigkeit, die an der

Zapfstelle die Kühlvorrichtung verlässt, keine Eispartikel enthalten sind. Dadurch wiederum, dass Eispartikel zurückgehalten werden, wird eine verbesserte Kühlung durchströmender Flüssigkeit erreicht und somit der Energieverbrauch gesenkt. Außerdem hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn direkt über einen zweiten Weg Eisgranulat oder

Eiswürfel in den Wasserzulauf gebracht werden. Ein separates Zudosieren von Eis entfällt.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Kühlvorrichtung eine Vorrichtung zum Erfassen einer Temperatur der Flüssigkeit auf. Von Vorteil ist es dabei auch, wenn die Kühlvorrichtung eine Anzeigeeinheit aufweist, auf der der Anwender die vorliegende Temperatur der Flüssigkeit überprüfen kann.

Von Vorteil ist es auch, wenn die Vorrichtung zum Erfassen einer Temperatur zwischen Misch- und Dosiereinheit sowie der Zapfstelle angeordnet ist. Dies ist von Vorteil, weil es für den Anwender vorrangig von Bedeutung ist, zu wissen, welche Temperatur die Flüssigkeit an der Zapfstelle hat. Da die Temperatur der über den Flüssigkeitszulauf zuströmenden Flüssigkeit durch das beigemischte Eis reguliert wird, ist es für den Anwender von vorrangigem Interesse, zu erfahren, welche Temperatur die Flüssigkeit nach dem Mischvorgang hat, um sich einen Eindruck zu verschaffen, welche Temperatur das abzuzapfende Wasser aufweist.

Von Vorteil ist es weiterhin, wenn die Kühlvorrichtung eine Einheit zur Eingabe einer gewünschten Flüssigkeitstemperatur aufweist.

Als vorteilhaft hat es sich dabei auch erwiesen, wenn die Kühlvorrichtung eine Mess-, Steuer- und Regeleinheit aufweist. über diese Einheit kann die vorliegende Temperatur der Flüssigkeit bestimmt werden, mit der gewünschten Soll-Temperatur verglichen werden und durch eine Modulation der Eiszufuhr die Temperatur entsprechend verändert werden.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform vergleicht die Kühlvorrichtung mithilfe der Mess- Steuer- und Regeleinheit die gewünschte Temperatur mit der in der Flüssigkeit vorliegenden Temperatur, ermittelt daraus die zum Erreichen der gewünschten Temperatur erforderliche Eismenge pro Volumen und führt mithilfe der Mess- Steuer- und Regeleinheit die Zumischung dieser Eismengen zu der Flüssigkeit aus. Die Temperatur der Flüssigkeit kann auch in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform zwischen Flüssigkeitszulauf und Zapfstelle mehrfach erfasst werden, um die Zieltemperatur über einen Steuer- oder Regelkreis festzulegen.

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Als vorteilhaft hat es sich auch erwiesen, wenn die Kühlvorrichtung Teil eines Kältegerätes ist. Dies kann ein Kühlschrank, eine Gefriertruhe oder ein Kombigerät sein.

Von Vorteil ist es auch, wenn die Kühlvorrichtung mindestens eine UV-Lampe aufweist. Eine UV-Lampe stellt eine zusätzliche Sicherheit dar, mittels derer ein mögliches biologisches oder mikrobiologisches Restrisiko vermieden werden kann. Diese UV-Lampe sollte vorzugsweise in der Nähe oder direkt an der Zapfstelle sein, gegebenenfalls die Zapfstelle selbst keimfrei halten.

Von Vorteil ist es weiterhin, wenn die Kühlvorrichtung zusätzlich eine Vorrichtung zum Herstellen und Zubereiten von Eiswürfeln aufweist.

Die Erfindungsgemäße Kühlvorrichtung ermöglicht auf schnelle, Energie- und Platz sparende Weise eine sehr schnelle kontinuierliche Kühlung von Flüssigkeiten und gewährleistet deren hygienische Qualität.

Weitere Vorteile der Ausgestaltung dieser Erfindung werden im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels, auf welches die vorliegende Erfindung jedoch nicht beschränkt ist, sowie unter Bezugnahme auf der beiliegenden Zeichnung erläutert.

Darin zeigt schematisch:

Fig. 1 : Eine schematische Darstellung der Kühlvorrichtung in einer Ansicht von vorne.

Bei der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder vergleichbare Komponenten.

Fig. 1 zeigt in einer schematischen Ansicht eine Kühlvorrichtung zum Kühlen von Flüssigkeiten von vorne. Die zu kühlende Flüssigkeit strömt über den Flüssigkeitszulauf 2 zur Filtervorrichtung 3. Diese Filtervorrichtung 3 kann unterschiedliche Filtertechniken aufweisen, so z.B. einen Anionen- oder Kationenaustauscher, einen Aktivkohlefilter, eine Ultrafiltrationseinheit, eine Mikrofiltrationseinheit oder eine Umkehrosmoseeinheit. Nach der Filtrierung gelangt die Flüssigkeit zur Misch- und Dosiereinheit 7. Hier wird die

Flüssigkeit mit dem von der Kühlvorrichtung 5 in dem Vorratsbehälter 4 bevorrateten Eis, welches über die Zerkleinerungsvorrichtung 6 zerkleinert wird, vermischt. Der Vorratsbehälter 4 weist ein Mittel 5 zur Kühlung auf. Darüber hinaus weist die Vorrichtung eine Einheit 1 1 zur Eingabe einer gewünschten Flüssigkeits-Solltemperatur auf. Eine Mess- Steuer- und Regeltechnik (nicht abgebildet) ermittelt aus dem Verhältnis von Ist- zu Solltemperatur die erforderliche Menge zugeführten Eises und reguliert so durch eine Veränderung des Flüssigkeitszustromes bzw. des Eiszustroms die Temperatur der Flüssigkeit. Dabei wird über eine Vorrichtung 10 zum Erfassen einer Temperatur die vorliegende Temperatur der Flüssigkeit zwischen Dosiereinheit sowie Zapfstelle 8 ermittelt. Auf Figur 1 weist die Vorrichtung eine zweite Filtervorrichtung 9 auf, die verhindert, dass kleine Eispartikel über die Zapfstelle 8 in die abzuzapfende Flüssigkeit gelangen könnten. In Abhängigkeit von der Temperatur des Eises und der Dosiermenge, sowie der Temperatur der zu kühlenden Flüssigkeit lässt sich die Mischtemperatur gezielt einstellen und variieren. So können beispielsweise 1 Liter Wasser, welches eine Temperatur von 15C° aufweist, mit ca. 400 Gramm Eis, welches eine Temperatur von - 20C° aufweist, mehr als 1 Liter Wasser mit einer Temperatur von ca. 5C° ergeben.

Die Erfindungsgemäße Kühlvorrichtung ermöglicht auf schnelle, Energie- und Platz sparende Weise eine sehr schnelle kontinuierliche Kühlung von Flüssigkeiten und gewährleistet deren hygienische Qualität.

Bezugszeichenliste

(1 ) Vorrichtung

(2) Flüssigkeitszulauf

(3) Filtervorrichtung

(4) Vorratsbehälter

(5) Mittel zur Kühlung des Vorratsbehälters

(6) Mittel zum Zerkleinern

(7) Misch- und Dosiereinheit

(8) Zapfstelle

(9) Zweite Filtervorrichtung

(10) Mittel zum Erfassen einer Temperatur

(1 1 ) Einheit zur Eingabe einer gewünschten Flüssigkeits-Solltemperatur