本公开涉及一种用于饮料制备装置的热交换器及饮料制备装置，所述饮料制备装置用于制备新鲜冲沏的、经冷却的饮料，所述热交换器具有能由要冷却的饮料流动通过的内部流路和围绕内部流路设置的外部流路，内部流路和外部流路之间的环形腔能够由冷却液体流动通过并且内部流路和外部流路在流体上是分开的，但相互处于热接触中，其中，设有设置在内部流路中的并且沿流动方向延伸的内置体，内置体能够在内部流路的内部由要冷却的液体绕流。通过内置体，一方面减小了内部流路中的容积，另一方面改善了热传递，因为要冷却的液体必须流动通过内置体与内部流路之间的间隙，因此与在外部流路中流动的冷却液体有更好的热接触。
Heat exchanger and beverage preparation device for beverage preparation device
【技术实现步骤摘要】
用于饮料制备装置的热交换器及饮料制备装置
本公开涉及一种用于饮料制备装置的热交换器及饮料制备装置，所述饮料制备装置用于制备新鲜冲沏的、经冷却的饮料。此外，本公开涉及一种所述用于制备新鲜冲沏的、经冷却的饮料的饮料制备装置，所述饮料制备装置具有热交换器。
技术介绍
已知这样的饮料制备装置，所述饮料制备装置按份制备并输出新鲜冲沏的热饮，如茶或咖啡。此外，为了能提供更多种类的产品，还有这样的需求，即能够制备并输出经冷却的咖啡或茶饮料。但此时，多数情况下要使用速溶饮料。由EP2278240A2已知一种用于制备新鲜冲沏的、经冷却的咖啡的装置。这里，经由热交换器冷却来自冲沏装置的新鲜冲沏的咖啡。采用预先冷却的自来水作为冷却水，所述自来水在冷却新鲜冲沏的热咖啡时升温并且重新供应给冲沏装置，用于制备其他咖啡饮料。在这种用于输出新鲜冲沏的冷咖啡的装置中，一方面希望有尽可能短的流动路径，另一方面希望有尽可能好的冷却效果和对冷却水中的热量有高回收率，该热量用于后续的冲沏过程。通过热交换器较长的流动路径会提高直到输出经冷却的咖啡饮品之前的等待时间并且会增大存留在热交换器中的咖啡饮品的残留体积。相反，较短的流动路径会降低热交换器的效率。
技术实现思路
因此，本公开的目的是提供一种用于前面所述类型的饮料制备装置的改进的热交换器。所述目的通过方案1的特征来实现。在方案6中给出一种具有这种热交换器的饮料制备装置。优选的设计方案能由从属的方案中获得。根据本公开，所述热交换器具有能由要冷却的饮料流动通过的内部流路和围绕内部流路设置的外部流路，其中内部流路和外部流路之间的环形腔能够由冷却液体流动通过，并且内部流路和外部流路在流体上是分开的，但相互处于热接触中，在所述热交换器中，设有设置在内部流路中的、伸长的并且沿流动方向延伸的内置体，所述内置体能够由内部流路内部要冷却的液体绕流。所述内置体优选在内部流路的整个长度上延伸。通过所述内置体，一方面减小了内部流路中的体积，另一方面改善了热传递，因为要冷却的液体必须流动通过内置体与内部流路的内壁之间的间隙，因此与在外部流路中流动的冷却液体有更好的热接触。所述热交换器优选设计成管式热交换器，但不是必须设计成管式热交换器。由此，内部流路和外部流路可以构造成管状的，特别是构造成内管和(同轴地)包围内管的外部套管。在一个优选的实施形式中，内置体是伸长的丝线、金属线或杆的形式，由食品安全级的塑料(例如PTFA(特氟龙)或有机硅)制成。由于所述塑料柔性的特性，热交换器可以以任意的方式弯曲，例如卷绕成螺旋形以节省空间。如果内置体此时局部地与内壁接触，则这并不会产生其他影响。也可以按预定的间距给内置体设置间距保持件，所述间距保持件用于确保内置体与内管的内壁之间有恒定的间距。热交换器的长度，即内管和套管的长度，或者说内部流路或外部流路的长度优选在2m至6m之间，更为优选地在3m至5m之间。内管能够由液体自由流动通过的容积优选小于1dl、更为优选地小于0.5dl，并且最优选地小于0.2dl。由此，在热交换器的流路中只留下很小的残余体积。这种小填充体积与所得到的大的表面积相结合确保实现高效的热传递。另一方面，等待时间保持较短，在一个优选的实施形式中所述等待时间只在2至3秒的范围内。在具有所述类型的热交换器的饮料制备装置中，所述热交换器的套管或者所述热交换器的外部流路能够与新鲜水供应装置连接，从而内管和套管之间的环形腔能够由新鲜水流动通过。相应地，内管或其内部流路可以与冲沏装置连接，从而内管可以由新鲜冲沏的饮料流动通过，流动通过套管的环形腔的新鲜水输送给热水器，所述新鲜水存放在所述热水器中，以便制备后续的饮料。套管与新鲜水供应装置的连接或内管与冲沏装置的连接以适当的方式通过相应的换向阀进行。为了实现从新鲜冲沏的热饮料向冷却水尽可能完整的热传递，热交换器以适宜的方式以逆流方向运行，就是说，冷却液的流动方向和要冷却的热饮料的流动方向是相反的。在一个特别优选的实施形式中，单位时间内流动通过所述热交换器的冷却液和要冷却的热饮料的体积基本上是相等的，就是说，从热水器提取的热水的量恰好等于通过热交换器的冷却剂循环向热水器供应的新鲜水的量。这例如可以这样来实现，即，所述热交换器的冷却剂回路位于水泵的入口侧，所述水泵的压力接头与热水器连接并且所述水泵同时通过向热水器加压以将热水输送到冲沏装置中。由水泵输送的实现流动通过热交换器的冷却回路的水体积这里对应于所述水泵通过向热水器加压以向冲沏装置输送的热水体积。在所述冲沏装置的下游优选设有换向阀，通过所述换向阀在出口侧能有选择地使冲沏装置与饮料出口连接，以便输出新鲜冲沏的热饮料，或者可选地使冲沏装置与热交换器、具体而言是与热交换器的内管连接，以便输出新鲜冲沏的经冷却的饮料。附图说明由下文参考附图对实施例的说明得出其他优点和实施方式。其中：图1示出了逆流运行的管式热交换器的示意图；图2示出了具有沿轴向延伸的内置体的管式热交换器的示意性剖视图；以及图3示出了用于制备新鲜冲沏的经冷却的饮料的饮料制备装置的水路图。具体实施方式在图1中示出的热交换器10具有内管11以及同轴地围绕内管设置的外部套管12。所述套管12在端侧是封闭的，从而只有内管11的端部伸出。套管12在其两个端部上具有沿轴向通入所述套管的入口12a和出口12b。要冷却的液体沿箭头方向流动通过内管11。用作冷却剂的新鲜水沿反方向流动通过套管12，并且在内管11的外壁进行绕流，从而经由内管11中的液体与套管12中的冷却液形成热接触。要冷却的液体、即新鲜冲沏的热饮料在其通过内管11的路程上向套管12中的冷却水释放其热量，所述冷却水由此被加热。在一种示例性的构造中，内管11的内径为3mm，壁厚为0.5mm。所述套管12的内径为5mm。管长为约10m。由此得出内管11的能被流动通过的容积为0.7dl。内管11内部的热饮料体积流量和套管12中的冷却水的体积流量选择成相同的。如果将温度为90℃的新冲沏的咖啡引导通过内管11，并引导处于20℃的室温下的冷却水通过套管12，则实现了咖啡的最终温度为25℃以及将冷却水加热到85℃。通过时间为10秒。在图2中示出了管式热交换器10的另一种实施形式。该热交换器10也具有内管11和同轴地围绕内管设置的套管12。内管11也由要冷却的液体流动通过。新鲜水流动通过套管12和内管11之间的环形间隙，以便进行冷却。与图1的区别是，在内管11的内部设置与内管同轴地延伸的内置体13。所述内置体可以是丝线、金属线或杆。所述内置体降低了内管11的内部容积并且实现了更好的热传递，因为要冷却的液体可以始终在管壁的附近流动，而不能在中轴线的区域内流动。在这个示例性示出的构造中，内管11的内径也是3mm。内管11的壁厚降低到0.3mm，以便实现更好的热传递。内置体13的直径为2mm。套管的内径为4.7mm。管长选择为4.2m。由此得到的内管11内部的能由液体流动通过的容积仅为0.16dl。在通过时本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于饮料制备装置的热交换器，所述饮料制备装置用于制备新鲜冲沏的、经冷却的饮料，所述热交换器(10)具有能由要冷却的饮料流动通过的内部流路(11)和围绕所述内部流路(11)设置的外部流路(12)，所述内部流路(11)和所述外部流路(12)之间的环形腔能够由冷却液体流动通过，并且所述内部流路(11)和所述外部流路(12)在流体上是分开的，但相互处于热接触中，其特征在于，所述热交换器具有设置在所述内部流路(11)中的并且沿流动方向延伸的内置体(13)，所述内置体能够在所述内部流路(11)的内部由要冷却的液体绕流。/n
【技术特征摘要】
20180807 DE 102018119161.81.一种用于饮料制备装置的热交换器，所述饮料制备装置用于制备新鲜冲沏的、经冷却的饮料，所述热交换器(10)具有能由要冷却的饮料流动通过的内部流路(11)和围绕所述内部流路(11)设置的外部流路(12)，所述内部流路(11)和所述外部流路(12)之间的环形腔能够由冷却液体流动通过，并且所述内部流路(11)和所述外部流路(12)在流体上是分开的，但相互处于热接触中，其特征在于，所述热交换器具有设置在所述内部流路(11)中的并且沿流动方向延伸的内置体(13)，所述内置体能够在所述内部流路(11)的内部由要冷却的液体绕流。
2.根据权利要求1所述的热交换器，所述热交换器设计成管式热交换器，其中，所述内部流路(11)和所述外部流路(12)构造成管状，特别是优选地所述内部流路构造成内管，所述外部流路构造为同轴地包围所述内管的外部套管。
3.根据权利要求1或2所述的热交换器，其中，所述内置体(13)由食品安全级的柔性塑料制成，特别是由PTFA或有机硅制成。
4.根据上述权利要求之一所述的热交换器，其中，所述热交换器(10)的所述内部流路(11)和所述外部流路(12)的长度小于10m、优选在2m至6m之间、最优选地在3m至5m之间。
5.根据上述权利要求之一所述的热交换器，其中，所述内部流路(11)的能由液体自由流动...
【专利技术属性】
技术研发人员：H·维特利，M·图里，
申请(专利权)人：弗兰卡凯菲马斯池因股份公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH
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