STAB, VORRICHTUNG, BEHÄLTER UND VERFAHREN ZUM TEMPERIEREN VON FLÜSSIGKEITEN Die Erfindung betrifft einen Stab zum Temperieren einer Flüssigkeit in einem Behälter, eine Vorrichtung zum Temperieren einer Flüssigkeit mit einem derartigen Stab und ein Verfahren zum Temperieren einer in einem Behälter gelagerten Flüssigkeit. Die Erfindung betrifft ferner einen Behälter für Flüssigkeiten, insbesondere für kohlensäurehaltige Getränke, wobei der Behälter mit einem Deckel versehen ist, und ein das Getränk gegen die Umgebungsluft abdichtendes Behältnis bildet, und wobei sich im Deckel eine Öffnung zur Aufnahme eines Verschlussstopfens befindet.
Zur Kühlung von Flüssigkeiten sind aus dem Stand der Technik verschiedene technische Lehren bekannt. So offenbart beispielsweise die Druckschrift DE 196 23 397 A 1 eine Vorrichtung für die Zuführung von Luft in einen Getränkeaufbewahrungsbehälter. Diese Vorrichtung besteht aus einem, in eine Öffnung einsteckbaren, rohrförmig ausgebildeten Stutzen. Um in einfacher Weise die Kühlung eines in dem Getränkeaufbewahrungsbehälter bevorratetes Getränk durchzuführen, wird in der Druckschrift vorgeschlagen, dass der Stutzen eine Aufnahmevorrichtung zur Aufnahme eines, die in den Behälter einströmende Umgebungsluft kühlenden Kühlelements aufweist. Bei dieser Vorrichtung wird also die in dem Behälter beim Entleeren des Behältern nachströmende Luft gekühlt, bevor sie in den Behälter eintreten kann und Kontakt mit dem Getränk in dem Behälter hat. Weitere Einrichtungen zum Temperieren sind beispielsweise aus den Druckschriften DE 89 04 423 U1, DE 8 56 853 C, DE 6 24 816 C, DE 16 139 C, DE 21 50 305 A, DE 100 33 799 A1, DE 298 11 496 U1, DE 70 38 974 U, US 4,784, 678, DE 299 00 520 U1, DE 299 17 630 U1 und DE 298 11 814 U1 bekannt. Die genannten Druckschriften offenbaren technische Lehren zum Kühlen beziehungsweise Temperieren von Flüssigkeiten, die sich jedoch in der Praxis nicht immer bewährt und durchgesetzt haben. Vielfach dienen die Vorrichtungen dazu die Temperatur der in dem Behälter befindlichen Flüssigkeit zu erhalten, jedoch nicht aktiv zu temperieren. Es soll also lediglich ein Wärmetransport zwischen dem Behälter und der Umgebung unterbunden werden. Andere Druckschriften beschäftigen sich damit, zwar die Flüssigkeit aktiv zu kühlen, sie sehen jedoch dafür besondere Kühlaggregate vor, welche an dem Behälter angeschlossen werden. Diese Aggregate müssen dann von außen mit Energie (Elektrizität, Gas) versorgt werden.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung vorzuschlagen, mittels derer eine Flüssigkeit in einem Behälter temperiert werden kann, wobei es zu einem Wärmetransport in oder aus der Flüssigkeit kommt und wozu eine besondere Energieversorgung nicht erforderlich ist. Eine erfindungsgemäße Vorrichtung soll dabei vorteilhaft nach einem Regenerationsprozeß wieder als Vorrichtung zum Temperieren verwendbar sein. Der Erfindung liegt gleichfalls die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren vorzuschlagen, bei dem energieversorgungsunabhängig auf einfache Art und Weise ein Getränk temperiert werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß zunächst durch einen Stab gelöst, welcher durch die Öffnung in einen Behälter einführbar ist, wobei der Stab zumindest ein Mittel enthält oder aus einem Mittel besteht, mit welchem eine in dem Behälter enthaltene Flüssigkeit temperierbar ist.
Ein erfindungsgemäßer Stab kann einen Hohlraum aufweisen, welcher mit dem Mittel zum Temperieren gefüllt ist. Ebenso ist es möglich, dass ein erfindungsgemäßer Stab zwei Hohlräume enthält, wobei die beiden Hohlräume miteinander verbindbar sind und wobei die Hohlräume jeweils ein Mittel enthalten, die bei Kontakt endothermisch miteinander reagieren. Durch diese endotherme Reaktion wird der Außenfläche des Stabs Wärme entzogen, wodurch ein in einen Behälter eingesetzter Stab zum Kühlen der in dem Behälter befindlichen Flüssigkeit genutzt werden kann.
Ferner wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung zum Temperieren einer Flüssigkeit in einem Behälter gelöst. Eine derartige Vorrichtung umfasst zumindest einen Stab, der ein Mittel enthält oder aus einem Mittel besteht, mit welchem eine Flüssigkeit temperierbar ist. Ein Stab einer erfindungsgemäßen Vorrichtung weist vorzugsweise einen Hohlraum auf, welcher mit dem Mittel gefüllt ist. Die Vorrichtung kann ferner einen Hohlkörper umfassen. Dieser Hohlkörper ist vorzugsweise mit einem Ende des Stabes verbunden. Eine derartige Vorrichtung, bei der der Hohlkörper mit einem Ende des Stabes verbunden ist, bildet eine kompakte Einheit, welche mit dem Stab in einen Flüssigkeitsbehälter eingeführt werden kann, wobei der Hohlkörper nicht in das Innere des Behälters eintaucht.
Gemäß der Erfindung kann der Hohlraum in dem Stab mit einem Hohlraum in dem Hohlkörper über ein Absperrmittel verbunden bzw. verbindbar sein. Ferner ist es möglich, dass der Hohlraum des Hohlkörpers mit einem zweiten Mittel gefüllt ist. Bei einem geöffneten Absperrmittel kann das zweite Mittel gemäß der Erfindung das erste Mittel adsorbieren und dabei dem ersten Mittel Wärme entziehen. Der Entzug der Wärme aus dem ersten Mittel führt zu einem Temperaturverlust des Stabes, worauf die Außenfläche des Stabes erkaltet und so eine Flüssigkeit kühlen kann.
Das erste Mittel kann gemäß der Erfindung sein, wobei es sich dann vorteilhaft bei dem zweiten Mittel um ein kristallines Mineral handelt.
Das zweite Mittel kann ein Zeolith sein. Das kristalline Mineral Zeolith hat die Eigenschaft, Wasserdampf anzusaugen (zu adsorbieren), in seine Struktur einzubinden, dabei Wärme hoher Temperatur abzugeben, welche dem Wasser entzogen wird. Das Wasser kann dabei auf Temperaturen zwischen-20°C und +20°C herabgekühlt werden, während sich das Zeolith auf Temperaturen zwischen 50°C und 130°C erwärmt. Vorteilhaft sind die Hohlräume im Hohlkörper und im Stab luftleer. Erfolgt nämlich eine Adsorption des Wassers in dem Zeolith, geschieht das Ansaugen des Wasserdampfes von einer Wasseroberfläche in dem Stab mit einer solchen Heftigkeit, dass sich aufgrund der hohen Verdampfungskälte der Rest des Wassers stark abkühlt und zu Eis gefriert. Dieses Eis kann dann zum Kühlen genutzt werden, während gleichzeitig die im Zeolith frei werdende Wärme an die Umgebung abgeführt wird. Über das Absperrmittel kann die Kälteerzeugung unbegrenzt lange ohne Energieverlust unterbrochen werden. Diese Energieumwandlung läuft so lange ab, bis das zweite Mittel vollständig mit dem ersten Mittel gesättigt ist.
Dadurch, dass das zweite Mittel reversibel dehydratisierbar ist, kann der Prozess des Kühlens auch umgekehrt werden, um die Vorrichtung wieder so vorzubereiten, dass ein neuer Kühiprozess eingeleitet werden kann (Regeneration). Die Regeneration der Vorrichtung erfolgt dadurch, dass das Wasser dampfförmig aus dem zweiten Mittel, das heißt vorzugsweise dem Zeolith ausgeheizt (desorbiert) und in dem Stab verflüssigt wird. Dazu wird der Stab vorzugsweise von außen gekühlt, während der Hohlkörper von außen beheizt wird. Zum Beheizen des Hohlkörpers werden dafür Temperaturen von 150°C bis 350°C benötigt, während der Stab auf Temperaturen unterhalb des Siedepunkts herabgekühlt bzw. gehalten werden muss.
Ferner wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch einen Behälter gemäß Anspruch 17 gelöst. Ein derartiger Behälter weist einen vorgenannten erfindungsgemäßen Stab oder eine vorgenannte erfindungsgemäße Vorrichtung mit einem Stab auf, wobei der Stab durch die Öffnung des Behälters in den Behälter einführbar ist und wobei der Stab zumindest ein Mittel enthält oder aus einem Mittel besteht, mit welchem beide in dem Behälter enthaltene Flüssigkeit temperierbar ist.
Der erfindungsgemäße Behälter kann einen Hohlraum aufweisen, welcher mit dem Mittel zum Temperieren gefüllt ist. Das Mittel kann gemäß der Erfindung eine Kühlflüssigkeit oder ein anderer thermischer Speicher wie z. B. ein Thermoöl oder gefrorenes Eis sein.
Bei einem erfindungsgemäßen Behälter kann der Stab aber auch zwei Hohlräume enthalten, wobei die beiden Hohlräume miteinander verbindbar sind, und die Hohlräume jeweils ein Mittel enthalten, die bei Kontakt endothermisch miteinander reagieren. Durch diese endotherme Reaktion wird der Flüssigkeit Wärme entzogen und die Temperatur der Flüssigkeit so gesenkt.
Gemäß der Erfindung kann der Stab des Behälters im Bereich der Öffnung über einen Verschlussstopfen oder dergleichen nach Einführung in den Inhalt des Behälters gegen die Umgebungsluft im Wesentlichen gasdicht abgedichtet sein. Dadurch wird verhindert, dass Sauerstoff an die in dem Behälter gelagerte Flüssigkeit herantritt und die Flüssigkeit oxidiert.
Vorteilhaft ist der Stab langgestreckt zylindrisch ausgebildet, er kann jedoch auch langgestreckt quaderförmig ausgebildet sein.
Der Stab kann gemäß der Erfindung im Bereich der Öffnung des Deckels des erfindungsgemäßen Behälters oder in einer Bohrung des Verschlussstopfens des erfindungsgemäßen Behälters durch eine Quetschverschraubung oder dergleichen gehalten sein. Ferner kann der Stab im Bereich der Öffnung gegenüber dem Deckel durch eine elastische Dichtung abgedichtet sein.
Der Stab kann gemäß der Erfindung in seinem vorderen Endbereich eine Spitze zur besseren Einführung durch die Öffnung in den Behälter aufweisen.
Gemäß der Erfindung kann im oberen Endbereich an dem Stab ein Ventil vorgesehen sein, welches über einen in dem Stab vorgesehenen Kanal den Behälter entlüftet.
Die Länge des Stabes entspricht vorteilhaft wenigstens etwa annähernd der axialen Höhe des Behälters. Der Behälter enthält vorteilhaft Bier als Flüssigkeit.
Der Behälter kann eine größere Getränkedose oder aber ein Getränkefass sein.
Wird zum Halten des Stabes in dem Deckel des Behälters eine Quetschverschraubung benutzt, kann der Stab von einer Mutter der Quetschverschraubung umfangen sein.
Schließlich wird ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem durch eine Öffnung in dem Behälter ein Stab in den Behälter eingeführt wird, wobei der Stab auf Grund einer Temperaturdifferenz der in dem Behälter befindlichen Flüssigkeit Wärme entzieht oder zuführt.
Der Stab wird, bevor er in den Behälter eingeführt wird, gekühlt oder erhitzt, je nachdem, welches Ziel erreicht werden soll. Wahlweise kann auch nur das Mittel gekühlt oder erhitzt werden, welches in dem Stab enthalten ist. Das Kühlen kann einfach dadurch erreicht werden, wenn der Stab in ein Kühlfach oder eine Kühltruhe gelegt wird.
Ausführungsbeispiele sind anhand der Zeichnung näher beschrieben.
Darin zeigt Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Behälter mit Stab im Schnitt und Fig. 2 eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit einem Stab und einem Hohlkörper.
Bei dem in der Figur 1 dargestellten Behälter handelt es sich um eine Fünf-Liter-Dose (Partyfässchen), das eine im Wesentlichen zylindrische Wandung 1, einen Boden und einen Deckel 2 aufweist. In dem Deckel ist eine Öffnung 3 vorgesehen, in welcher ein Verschlussstopfen 4 eingesetzt ist. Der Verschlussstopfen 4 weist eine zentrische Bohrung auf, durch welchen ein Stab 10 in den Behälter eingeführt ist. Der Stab hat einen Hohlraum 11. In diesem Hohlraum 11 ist als Mittel 12 eine Kühlflüssigkeit eingebracht. Als unteres Ende weist der Stab 10 eine Spitze 17 auf, so dass der Stab einfacher durch den Stopfen in den Behälter eingeführt werden kann.
Am oberen Ende ist ein Ventil 18 vorgesehen, über welches eine strömungstechnische Verbindung zwischen dem Innenraum des Behälters und der Umgebungsluft hergestellt werden kann.
Damit die in dem Behälter enthaltene Flüssigkeit gekühlt werden kann, wird der Stab 10 zuvor in eine Kühltruhe oder Ähnliches gelegt.
Das in dem Stab enthaltene Kühlmittel 12 nimmt dabei die Temperatur der Umgebungsluft in der Kühltruhe an. Der so gekühlte Stab 10 wird durch die Öffnung in dem Stopfen 4 in den Behälter eingeführt. Durch die Temperaturdifferenz zwischen der Flüssigkeit und dem Kühlmittel 12 wird der Flüssigkeit Wärme entzogen. Die Menge der entzogenen Wärme richtet sich dabei nach der Temperatur auf welches der Stab beziehungsweise die Kühlflüssigkeit 12 herabgekühlt wurde und nach der Wärmekapazität des Stabes 10, beziehungsweise der Kühlflüssigkeit 12.
Die in Fig. 2 dargestellte erfindungsgemäße Vorrichtung mit einem Stab 10 und einem Hohlkörper 13 ist geeignet, um in einen Behälter eingesetzt zu werden, wie er in Fig. 1 mit den Bezugszeichen 1,2 bezeichnet ist. Der Stab 10 einer erfindungsgemäßen Vorrichtung weist einen Hohlraum 13 auf, in welchen Wasser als erstes Mittel eingefüllt ist. Dieser Hohlraum 13 des Stabes ist über ein Absperrmittel 23-es handelt sich dabei um einen Hahn-mit einem Hohlraum 21 in dem Hohlkörper 20 verbindbar. In dem Hohlraum 21 des Hohlkörpers 20 sind Lagen aus Zeolith 22 angeordnet, welche das zweite Mittel der erfindungsgemäßen Vorrichtung bilden.
Ansonsten ist sowohl der Hohlraum 13 des Stabes 10 als auch der Hohlraum 21 des Hohlkörpers 20 luftleer. Wird nun der Hohlraum 13 mit dem Hohlraum 21 über den Hahn 23 verbunden, verdampft ein Teil des in dem Hohlraum 13 des Stabes 10 enthaltenen Wassers und wird von dem Zeolithlagen 22 adsorbiert. Dadurch wird dem in dem Stab 10 verbleibenden Wasser 11 Wärme entzogen, und die Verdampfungskälte des Wassers kühlt das Wasser ab und lässt es zu Eis gefrieren. Das so gewonnene Eis kühlt die Außenfläche des Stabes 10 ab, wodurch im Weiteren eine Flüssigkeit abgekühlt werden kann, sofern die erfindungsgemäße Vorrichtung mit ihrem Stab in einen flüssigkeitsgefüllten Behälter eintaucht.
Mit der Erfindung kann auf einfache und effektive Weise die in einem Behälter enthaltene Flüssigkeit gekühlt werden. Eine besondere Energieversorgung des Stabes oder Ähnliches ist nicht notwendig.
