實施熱電冷卻的冷飲料分配的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種冰鎮(zhèn)飲料分配機，該分配機包括：-飲料冷卻儲液器(1)，該飲料冷卻儲液器(1)包括熱電裝置(2)和溫度傳感器(10)，-飲料供應(yīng)裝置(3)，-泵(4)，該泵(4)用于將飲料從飲料供應(yīng)裝置泵送至飲料冷卻儲液器，-管線(5)，該管線(5)用于分配來自飲料冷卻儲液器的出口(9)的冰鎮(zhèn)飲料，所述管線包括分配閥(51)，其中，所述分配機包括用于將飲料從飲料冷卻儲液器的出口(9)經(jīng)過泵(4)再循環(huán)回到飲料冷卻儲液器(1)的飲料再循環(huán)管線(6)。
【專利說明】實施熱電冷卻的冷飲料分配機

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種構(gòu)造成用于提供冷飲料的飲料分配機。

【背景技術(shù)】
[0002]提供冷飲料的飲料分配機可通過建立飲料或稀釋液與冷源之間的熱交換將飲料或稀釋液從環(huán)境溫度冷卻至低溫?，F(xiàn)在通常采用的冷源包括利用制冷氣體壓縮原理和熱電冷卻的冰箱。熱電冷卻的優(yōu)點是:具有小的模塊尺寸、產(chǎn)生更小的工作噪音和低成本以及環(huán)保。然而，熱電冷卻具有較低的冷卻效率和能力。
[0003]本發(fā)明涉及在冷飲料分配機中實施的熱電冷卻，所述冷飲料分配機包括飲料冷卻儲液器，飲料被弓I入飲料冷卻儲液器中。飲料冷卻儲液器的一部分與熱電冷卻組件接觸，熱傳遞可在儲液器中存在的飲料和熱電冷卻組件之間建立。
[0004]在此冷飲料分配機中，當(dāng)沒有抽出飲料進行消費時，在儲液器中的飲料保持靜止，這可導(dǎo)致儲液器內(nèi)的很大的溫度梯度，在靠近熱電冷卻組件的位置可達到更低的溫度。
[0005]在儲液器中的不均等的溫度影響用于冷卻飲料的時間和消費后用于恢復(fù)的期間，因為熱電冷卻組件僅僅在所檢測的溫度高于所需的溫度時才會起作用。如果厚冰層形成在熱電冷卻組件的接觸區(qū)域上或附近，則它可能不會反映儲液器的其余部分中的有效溫度。為了使TEC模塊的冷卻效率最大化并且縮短冷卻期間，這里需要對水路進行調(diào)整以增加熱傳遞和容器內(nèi)溫度的均勻化。
[0006]與靠近熱電冷卻組件的儲液器部分上存在冰有關(guān)的另一問題是，冰的體積減小了儲液器的用于容納和冷卻液體飲料的容積并且更少的冷飲料可從儲液器中抽出。即使冰庫(ice bank)存在于冷卻儲液器中，其幾乎無法立即解凍以滿足多杯消費的需求。否則，杯中的溫度將由于填充了處于環(huán)境溫度的液體而高于預(yù)期。
[0007]另外，在熱電冷卻組件不停止地工作數(shù)天而沒有任何消費的情況下，整個冷卻儲液器系統(tǒng)可能會結(jié)凍，尤其是在溫度傳感器的設(shè)定超出容限或失去控制時。在這種情況下，由于冰的擴張，最終會導(dǎo)致水路的滲漏，例如用于冷卻儲液器的密封失效或甚至管道和連接器的損壞。因此，冰的體積應(yīng)該處于控制之下。
[0008]RU 2367857描述了一種自動的飲料導(dǎo)出機器，該機器包括與用于將水冷卻至O至4°C的熱電元件接觸的批量容積容器。水冷卻過程是基于熱電元件的功率調(diào)節(jié)和水的混合，水的混合是由于在熱電元件處的功率增加時所產(chǎn)生的水層的密度差別。此混合作用還只是理論的和緩慢的，并且存在巨大的風(fēng)險，即容器可能完全地結(jié)凍。最終，這種導(dǎo)出機器對于支持多杯消費不是有效的。
[0009]EP 777 090描述了一種啤酒供應(yīng)設(shè)備，該啤酒供應(yīng)設(shè)備包括具有帕爾帖(Peltier)冷卻裝置的容器，其中形成冰的量受到有效地控制。啤酒在浸沒于容器中的圈狀飲料導(dǎo)管中循環(huán)。該容器包括利用附加能量的機械攪動器。設(shè)備還包括復(fù)雜的傳感器和控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)操縱用于檢測冰的形成和用于測量容器中的溫度的至少兩個傳感器?？刂破髡{(diào)整多個參數(shù)例如功率供應(yīng)、帕爾帖冷卻裝置的工作功率、風(fēng)扇速度、機械攪動器等。因此，所述設(shè)備是復(fù)雜的并且在生產(chǎn)方面成本高昂。此外，該設(shè)備沒有考慮由于容器中的水未分配而導(dǎo)致形成冰所帶來的容器容積減小的問題。
[0010]本發(fā)明的目的是提出一種冷飲料分配機，該冷飲料分配機包括飲料冷卻儲液器和用于冷卻儲液器的熱電組件，在該儲液器中可實現(xiàn)良好的飲料溫度均勻化以避免冰的增加。
[0011]本發(fā)明的另一目的是提出一種冷飲料分配機，該冷飲料分配機包括飲料冷卻儲液器和用于以增加的熱傳導(dǎo)來冷卻儲液器的熱電組件，所述增加的熱傳導(dǎo)不是采用機械攪動器實現(xiàn)的。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，本發(fā)明涉及一種冰鎮(zhèn)飲料分配機，包括:
[0013]-飲料冷卻儲液器，該飲料冷卻儲液器包括熱電裝置和溫度傳感器，
[0014]-飲料供應(yīng)裝置，
[0015]-泵，該泵用于將飲料從飲料供應(yīng)裝置泵送至飲料冷卻儲液器，
[0016]-管線，該管線用于分配來自飲料冷卻儲液器的出口的冰鎮(zhèn)飲料，所述管線包括分配閥，
[0017]其中，所述分配機包括用于將飲料從飲料冷卻儲液器的出口經(jīng)過泵再循環(huán)回到飲料冷卻儲液器的飲料再循環(huán)管線。
[0018]根據(jù)優(yōu)選的實施例，所述分配機包括:
[0019]-選擇器閥，該選擇器閥將飲料供應(yīng)裝置或飲料再循環(huán)管線連接至泵，
[0020]-三通連接器，該三通連接器將飲料冷卻儲液器的出口連接至分配管線并且連接至再循環(huán)回路。
[0021]所述分配機通常包括在飲料冷卻儲液器中的溫度傳感器。優(yōu)選地，溫度傳感器放置在遠離包括熱電裝置的飲料冷卻儲液器的側(cè)部的位置。
[0022]根據(jù)分配機的優(yōu)選的實施例，用于將泵送的飲料引入飲料冷卻儲液器的入口包括噴嘴，該噴嘴構(gòu)造成攪動容器中的飲料。該噴嘴優(yōu)選構(gòu)造成將泵送的飲料引導(dǎo)至包括熱電裝置的飲料冷卻儲液器的側(cè)部。
[0023]本發(fā)明的分配機可包括用于傳送環(huán)境溫度的飲料的飲料轉(zhuǎn)移管線，所述管線包括分配閥并且所述管線:
[0024]-連接在泵和再循環(huán)管線之間，
[0025]-或連接在泵和飲料冷卻儲液器之間。
[0026]通常，飲料轉(zhuǎn)移管線是經(jīng)由三通連接器連接的。
[0027]根據(jù)本發(fā)明的飲料分配機通常包括控制器，該控制器構(gòu)造成至少部分地根據(jù)溫度傳感器的監(jiān)測來控制飲料在飲料再循環(huán)管線中的再循環(huán)。當(dāng)飲料分配機包括將飲料供應(yīng)裝置或飲料再循環(huán)回路連接至泵的選擇器閥時，控制器可控制所述選擇器閥的位置。
[0028]根據(jù)第二方面，本發(fā)明涉及一種通過例如上文所描述的冰鎮(zhèn)飲料分配機來分配處于目標溫度Ttl的飲料的方法，其中，如果基于飲料冷卻儲液器中的溫度傳感器的測量，目標溫度Ttl和飲料冷卻儲液器中的溫度T之間的差A(yù)T大于預(yù)定值，例如0.5°C，則飲料再循環(huán)經(jīng)過飲料再循環(huán)回路。
[0029]根據(jù)優(yōu)選的實施例，飲料非連續(xù)地再循環(huán)經(jīng)過飲料再循環(huán)回路。“非連續(xù)地”意為泵可由脈沖致動以保持總體的再循環(huán)，但是不會因為泵的致動消耗太多的能量?？筛鶕?jù)分配機的特征(儲液器容積、泵的類型等)調(diào)整再循環(huán)的類型和比率，例如泵的工作持續(xù)時間和泵的脈沖之間的間隔。
[0030]優(yōu)選地，如果基于飲料冷卻儲液器中的溫度傳感器的測量，目標溫度Ttl和飲料冷卻儲液器中的溫度T之間的差A(yù)T小于預(yù)定值，例如0.5°C，則飲料不會再循環(huán)經(jīng)過飲料再循環(huán)回路。
[0031]還優(yōu)選的是，如果基于飲料冷卻儲液器中的溫度傳感器的測量，目標溫度Ttl和飲料冷卻儲液器中的溫度T之間的差A(yù)T小于0.5°C，則熱電裝置進入待用狀態(tài)。
[0032]在本發(fā)明中，術(shù)語“飲料”表示可以像準備好的飲料(通常稱為即飲式飲料)一樣容易飲用的飲料，或者隨后可用于制備飲料的水或稀釋液(例如水)，這種制備通過溶解、煮泡、提取、混合飲料配料實現(xiàn)，所述飲料配料例如為可溶解的飲料粉末(速溶咖啡、奶粉、可可粉等)、濃縮液體(濃縮咖啡、濃縮牛奶等)或烘焙研磨咖啡、茶葉、藥草、植物性藥材以及其他物質(zhì)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0033]結(jié)合附圖可更好地理解本發(fā)明的特征和優(yōu)點。
[0034]-圖1為根據(jù)本發(fā)明的冰鎮(zhèn)飲料分配機的流動系統(tǒng)的示意圖。
[0035]-圖2為根據(jù)本發(fā)明的另一冰鎮(zhèn)飲料分配機的流動系統(tǒng)的示意圖。
[0036]-圖3a和3b分別地示出根據(jù)本發(fā)明的可用于分配機的儲液器的噴嘴的正視圖和側(cè)視圖。
[0037]-圖3c示出由儲液器中圖3a、3c的噴嘴形成的噴流。

【具體實施方式】
[0038]圖1和圖2示出根據(jù)本發(fā)明的冷飲料分配機的流體系統(tǒng)的兩個變型。分配機包括用于接納經(jīng)過入口 12引入的飲料的飲料冷卻儲液器I。儲液器I配備有用于冷卻的熱電裝置2 (還稱作帕爾帖冷卻裝置)。熱電裝置2固定至儲液器的側(cè)部以便將來自儲存在儲液器中的飲料的熱量傳遞至熱電裝置。儲液器I包括溫度傳感器10以控制飲料的溫度。傳感器10優(yōu)選定位成以便檢測遠離與熱電裝置接觸的儲液器的側(cè)部11——優(yōu)選在上方遠離與熱電裝置接觸的儲液器的側(cè)部11—的溫度。可采用任何類型的溫度傳感器，例如負溫度系數(shù)熱敏電阻器(NTC)。
[0039]分配機包括飲料供應(yīng)裝置3，此供應(yīng)裝置可以是飲料瓶或更大的儲液器或甚至是液體管線例如自來水。分配機包括用于將飲料從飲料供應(yīng)裝置3經(jīng)過入口 12泵送至飲料冷卻儲液器I的泵4。根據(jù)優(yōu)選的實施例，用于引入泵送的飲料的入口 12包括噴嘴16，該噴嘴16構(gòu)造成當(dāng)泵送的飲料被引入至儲液器中時在儲液器中攪動飲料或形成紊流。最優(yōu)選的是，此噴嘴16構(gòu)造成將泵送的飲料流從入口管引導(dǎo)至包括熱電裝置的儲液器的側(cè)部11并且優(yōu)選引導(dǎo)至所述側(cè)部11的最冷的部分，即，與熱電裝置2接觸的部分111。由于入口噴嘴的這種位置和定向，泵送的飲料被噴射至儲液器的最冷的部分并且更多的熱量可傳遞至所述冷的部分?？捎^察到的是，構(gòu)造成用于以發(fā)散射流的形式分配泵送的飲料的噴嘴提供了最佳性能。例如，圖3a、3b分別示出根據(jù)本發(fā)明可采用的噴嘴16的正視圖和側(cè)視圖。所述噴嘴為多個子噴嘴161的組件，該子噴嘴161呈圓形定位以便形成淋浴效果，例如在圖3c中示出的。優(yōu)選地，飲料淋浴射流應(yīng)當(dāng)至少覆蓋儲液器的最冷的表面，該最冷的表面大致為熱電裝置2所固定于其上的儲液器的表面111。還可觀察到的是，沒有或幾乎沒有冰形成在靠近熱電裝置的儲液器側(cè)部上。
[0040]飲料經(jīng)過出口 9流出儲液器1，該出口 9優(yōu)選為柱塞管(plunger tube)，該柱塞管的入口 91定位成靠近儲液器的底部。這種入口 91接近儲液器的底部的設(shè)計可確保處于冰鎮(zhèn)溫度的飲料首先被“推”出至杯子中并且飲料以所需的冰鎮(zhèn)溫度被分配。實際上，當(dāng)冷飲料經(jīng)過分配閥51分配時，泵4被同時激活并且飲料同時從飲料供應(yīng)裝置3泵送并且經(jīng)過入口 12引入儲液器I中。處于環(huán)境溫度的此泵送的飲料不會與經(jīng)過出口 9直接泵送的冷飲料混合。
[0041]分配機包括用于分配來自儲液器的出口 9的冷飲料的管線5。在它的端部，此分配管線5包括分配閥51，該分配閥51按照要求致動以將飲料輸送至飲用杯子17。
[0042]根據(jù)本發(fā)明，分配機包括用于將飲料從飲料冷卻儲液器出口 9經(jīng)過選擇器閥7和泵4再循環(huán)回到儲液器I的飲料再循環(huán)管線6。此管線通過例如為T形管的三通連接器8與儲液器出口9和分配管線5連接。再循環(huán)管線6的另一側(cè)與泵4連接。所述連接是由選擇器閥7完成的，該選擇器閥7能夠?qū)⒃傺h(huán)管線6或飲料供應(yīng)裝置3連接至泵4。選擇器閥7可為電磁三通閥。因此，取決于分配管線5中的分配閥51關(guān)閉或打開，來自儲液器I的冷飲料可循環(huán)通過分配管線5或再循環(huán)至泵4。當(dāng)分配閥51打開時，選擇器閥7定位成關(guān)閉再循環(huán)管線6并且泵4被致動以將來自儲液器I的冷飲料經(jīng)過分配管線5傳送至分配閥51 ;同時，處于環(huán)境溫度的飲料從供應(yīng)裝置3被泵送并且引入至儲液器I中。當(dāng)分配閥51關(guān)閉并且再循環(huán)被觸發(fā)時，選擇器閥7定位成關(guān)閉向儲液器I的水供應(yīng)并且將再循環(huán)管線6與入口 12連接并且泵4被致動。
[0043]可選地，分配機可包括用于分配環(huán)境溫度飲料的飲料轉(zhuǎn)移管線13。該管線可包括能夠按照需求致動的分配閥131。飲料轉(zhuǎn)移管線13可以:
[0044]-如在圖1中示出的，連接在泵4和儲液器I之間，
[0045]-或如在圖2中示出的，連接在泵4和再循環(huán)管線6之間。
[0046]在這兩種情況下，飲料轉(zhuǎn)移管線13都是通過例如為T形管的三通連接器14而連接的。
[0047]最后，飲料分配機包括控制器15，該控制器15接收來自溫度傳感器10的關(guān)于在上方遠離熱電裝置11的飲料的溫度的信息。溫度傳感器10還優(yōu)選遠離儲液器入口 12。根據(jù)所述溫度的值，控制器構(gòu)造成用于同時致動選擇器閥7和泵4以經(jīng)過再循環(huán)管線6再循環(huán)飲料。如果選擇器閥7被致動為建立再循環(huán)管線6和儲液器入口 12之間的連通并且泵4被致動，則會實施再循環(huán)。
[0048]控制器通常設(shè)定成以使得分配機傳送處于目標溫度Ttl的冷飲料。控制器控制在飲料冷卻儲液器I中由溫度傳感器10測量的溫度值并且計算在目標溫度Ttl和飲料冷卻儲液器I中的溫度T之間的差A(yù)T。如果所述差大于例如0.5°C，則必須執(zhí)行經(jīng)過再循環(huán)管線6的再循環(huán)以便提高飲料的冷卻，這意味著選擇器閥7操作成將再循環(huán)管線6與泵4連接并且泵4被致動。實施飲料的再循環(huán)直到控制器5控制的所述差Λ T小于0.5°C。飲料的再循環(huán)可以連續(xù)的方式或不連續(xù)的方式實施?？傮w上，在不連續(xù)再循環(huán)期間，泵4間或臨時地進入待用狀態(tài)或以脈沖方式運行。上文針對差A(yù)T的0.5°C的值可根據(jù)溫度傳感器精度和溫度控制要求的精確度進行調(diào)節(jié)。
[0049]在由控制器進行的過程控制期間，如果AT小于0.5°C，則飲料不會再循環(huán)通過飲料再循環(huán)回路6并且優(yōu)選地?zé)犭娧b置2進入待用狀態(tài)。
[0050]通常，在經(jīng)過分配管線5的飲料分配操作之后，實施經(jīng)過飲料再循環(huán)回路6的飲料再循環(huán)以便快速地冷卻已同時從供應(yīng)裝置3引入至儲液器I的飲料。
[0051]盡管并未示出，但是本發(fā)明的分配機還可包括與上文中描述的冷飲料管線并聯(lián)的熱飲料分配管線。
[0052]本發(fā)明的分配機具有能夠縮短冷卻時間和消費后的恢復(fù)時間的優(yōu)點，這會使得熱電裝置的功率消耗變得更少。例如，分配機包括I升內(nèi)部容積的水冷卻儲液器和90W的熱電芯片并且放置在22°C的環(huán)境溫度中，通過實施根據(jù)本發(fā)明的水的再循環(huán)，在30分鐘內(nèi)冷卻儲液器中的水至10°C。沒有實施根據(jù)本發(fā)明的水的再循環(huán)的相同的分配機需要40分鐘才能達到相同的溫度。
[0053]本發(fā)明的另一優(yōu)點是，更少的冰形成在儲液器的最冷的側(cè)部，這支持了多杯消費并且避免了由于不受控制的冰生長導(dǎo)致的滲漏的風(fēng)險。
[0054]本發(fā)明的另一優(yōu)點是，相同的泵可用于抽出飲料和用于再循環(huán)飲料，并且不必使用例如為攪動器的附加裝置。
【權(quán)利要求】
1.一種冰鎮(zhèn)飲料分配機，包括: -飲料冷卻儲液器(1)，該飲料冷卻儲液器(1)包括熱電裝置(2)和溫度傳感器(10)， -飲料供應(yīng)裝置(3)， -泵(4),該泵(4)用于將飲料從飲料供應(yīng)裝置泵送至飲料冷卻儲液器， -管線(5),該管線(5)用于分配來自飲料冷卻儲液器的出口(9)的冰鎮(zhèn)飲料，所述管線包括分配閥(51), 其中，所述分配機包括用于將飲料從飲料冷卻儲液器的出口(9)經(jīng)過泵(4)再循環(huán)回到飲料冷卻儲液器(1)的飲料再循環(huán)管線(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冰鎮(zhèn)飲料分配機，其特征在于，所述分配機包括: -選擇器閥(7),該選擇器閥將飲料供應(yīng)裝置(1)或飲料再循環(huán)回路(6)連接至泵(4), -三通連接器(8),該三通連接器(8)將飲料冷卻儲液器的出口(9)連接至分配管線(5)并且連接至再循環(huán)管線(6)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的冰鎮(zhèn)飲料分配機，其特征在于，所述溫度傳感器(10)放置在遠離飲料冷卻儲液器的包括熱電裝置(2)的側(cè)部(11)的位置。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的冰鎮(zhèn)飲料分配機，其特征在于，用于將泵送的飲料引入飲料冷卻儲液器(1)的入口(12)包括噴嘴，該噴嘴構(gòu)造成攪動儲液器中的飲料。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的冰鎮(zhèn)飲料分配機，其特征在于，所述噴嘴構(gòu)造成將泵送的飲料流引導(dǎo)至飲料冷卻儲液器的包括熱電裝置⑵的側(cè)部(11)。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的冰鎮(zhèn)飲料分配機，其特征在于，所述分配機包括用于傳送環(huán)境溫度的飲料的飲料轉(zhuǎn)移管線(13),所述管線包括分配閥(131)并且所述管線(13): -連接在泵(4)和再循環(huán)管線(6)之間， -或者，連接在泵(4)和飲料冷卻儲液器(1)之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的冰鎮(zhèn)飲料分配機，其特征在于，所述飲料轉(zhuǎn)移管線(13)是經(jīng)由三通連接器(14)連接的。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的冰鎮(zhèn)飲料分配機，其特征在于，所述分配機包括控制器(15),該控制器(15)構(gòu)造成至少部分地根據(jù)溫度傳感器(10)的監(jiān)測來控制飲料在飲料再循環(huán)管線出)中的再循環(huán)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的冰鎮(zhèn)飲料分配機，其特征在于，所述分配機包括選擇器閥(7),該選擇器閥(7)將飲料供應(yīng)裝置(1)或飲料再循環(huán)回路(6)連接至泵(4),并且所述控制器(15)控制所述選擇器閥(7)的位置。
10.一種通過根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項所述的冰鎮(zhèn)飲料分配機來分配處于目標溫度I'。的飲料的方法，其中，如果基于飲料冷卻儲液器(1)中的溫度傳感器(10)的測量，所述目標溫度I。和飲料冷卻儲液器(1)中的溫度I之間的差八I大于11，優(yōu)選大于0.51，則使飲料再循環(huán)經(jīng)過飲料再循環(huán)回路(6)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述飲料非連續(xù)地再循環(huán)經(jīng)過飲料再循環(huán)回路(6)。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的方法，其特征在于，如果基于飲料冷卻儲液器(1)中的溫度傳感器(10)的測量，所述目標溫度I。和飲料冷卻儲液器(1)中的溫度I之間的差八I'小于11，優(yōu)選小于0.51，則飲料不會再循環(huán)經(jīng)過飲料再循環(huán)回路(6)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，如果基于飲料冷卻儲液器(1)中的溫度傳感器(10)的測量，所述目標溫度I。和飲料冷卻儲液器(1)中的溫度I之間的差八I'小于11，優(yōu)選小于0.51，則熱電裝置(2)進入待用狀態(tài)。
14.根據(jù)權(quán)利要求10至13中任一項所述的方法，其特征在于，在經(jīng)由分配管線(5)的飲料分配操作之后，使飲料再循環(huán)經(jīng)過飲料再循環(huán)回路(6)。
【文檔編號】F25B21/02GK104349700SQ201280073455
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2012年5月25日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月25日
【發(fā)明者】胡如國, 鄧婷 申請人:雀巢產(chǎn)品技術(shù)援助有限公司