EP0432564A1 - Vorrichtung zum Kühlen von Getränkekomponenten in einem Getränkeautomaten - Google Patents
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- EP0432564A1 EP0432564A1 EP19900122601 EP90122601A EP0432564A1 EP 0432564 A1 EP0432564 A1 EP 0432564A1 EP 19900122601 EP19900122601 EP 19900122601 EP 90122601 A EP90122601 A EP 90122601A EP 0432564 A1 EP0432564 A1 EP 0432564A1
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Definitions
- the present invention relates to a device for cooling beverage components in a vending machine with a preparation and / or storage container for a first beverage component, in particular for carbonated water, and a storage space for receiving at least one container for another to be mixed with the first beverage component Beverage component, wherein a cooling system is arranged for the controlled cooling of the preparation and / or storage container for the first beverage component.
- a mixed drink in which a mixed drink can be provided, for example, by mixing carbonated water with beverage concentrates, it is necessary, or at least to a large extent, expedient in which the carbonated water is kept available or the water is carbonated. The cooler the water, the greater its absorption capacity for CO2 gas.
- the volume fraction of the carbonated water is a multiple of the volume fraction of the beverage concentrate, so that the temperature of the carbonated water is also essentially determining the temperature of the soft drink.
- the cooling of the carbonated water has a natural limit set by the freezing point of the mixture.
- part of it is stored in ice form.
- the ice sheet that forms is evaluated as a criterion for the cooling supply.
- the carbonated water is preferably provided by cooling coils of a compression refrigeration machine. Such systems at least currently have the highest efficiency of the cooling systems or cooling elements in question.
- the beverage concentrates it is also expedient to also cool the beverage concentrates to be added to the carbonated water for the provision of soft drinks, for two reasons.
- the first reason can be that the shelf life of the beverage concentrates is ensured by the cooling measure, or at least is prolonged to a very great extent.
- the second reason is that the heat capacity of uncooled beverage concentrates and further disruptive influences during the mixing and dispensing process can result in a temperature of the finished soft drink that is above the desired beverage temperature limit.
- measures have also become known in connection with vending machines with the aid of which both the stored components are cooled for the preparation of a soft drink.
- the evaporator branch of the compression refrigeration machine is guided into both areas and preferably divided and actuated in such a way that the two beverage components to be mixed can be cooled independently of one another in a controlled manner.
- This takes into account, among other things, the fact that the temperatures and the cooling requirements for the two beverage components are different.
- the temperature of the carbonated water should be in the area of the freezing point and, if necessary, an ice sheet should also be formed to provide cooling capacity
- the temperature of the beverage concentrate should be so high that after the mixing process the soft drink provided has the desired temperature as constant as possible.
- the known arrangements are complex and expensive to manufacture.
- the object of the present invention is to provide a device for cooling beverage components in an automatic beverage dispenser, which is as simple as possible in terms of construction and control technology and ensures that both the first beverage component contained in a preparation and / or storage container and the other beverage components to be admixed with this first beverage component Beverage components, which are arranged in a storage room within containers, are cooled according to the respective requirements.
- a device that meets these requirements is characterized according to the invention in that a heat-conducting element is flanged flat on the preparation and / or storage container and is guided into the wall area of the storage space.
- the preparation and / or storage container for the first beverage component that is to say in particular for the carbonated water, is cooled in a controlled manner by a cooling system that provides cold.
- Compression refrigeration machines are particularly suitable for this purpose, the evaporator section of which, in the form of cooling tubes, is placed around the walls of the processing and / or storage container or is introduced into this container.
- a sensor is arranged in the container, via which the cooling system is controlled in accordance with the required cooling requirement.
- the cooling for this preparation and / or storage container is designed in such a way that part of the carbonated water is frozen, for example as an annular ice sheet in the side wall area, then it is expedient and advantageous to flange-mount the heat-conducting element in the area outside the frozen beverage component part to the container . While the area in which the ice forms is subject to different, and in fact significantly different, temperature fluctuations during the cooling and heating cycles, the area in which the stored beverage component remains in the liquid state is of very high temperature constancy.
- the storage space in which the containers for the further beverage components to be mixed, for example the beverage concentrates, to be mixed with the first beverage component is supplied with constant cooling capacity. Due to the given heat gradient from the storage room for the other beverage components to the preparation and storage container for the first beverage compo The desired different temperatures can be achieved for the two types of beverage components.
- This temperature gradient also promotes the need for the stocked first beverage component to remain liquid in the area in which the heat-conducting element is flanged flat. It is therefore expedient to lay this area in such a way that the dispensing opening for the first beverage component is also located at this point, which ensures that the dispensing of this beverage component is not disturbed by ice formation.
- the heat-conducting element is preferably guided flat in the wall area of the storage room in which the delivery point of the further beverage component is located. This ensures that the beverage component quantities dispensed from the containers arranged in the storage room for the provision of beverages each have the low temperature which is jointly responsible for the final beverage temperature.
- the storage temperature for these other beverage components, namely beverage concentrates, can easily be slightly, i.e. are a few ° C above this output temperature.
- the heat-conducting element itself to form wall parts of the storage space.
- a material, in particular a metal material, with good thermal conductivities is preferably used as the heat-conducting element.
- heat pipes for heat conduction.
- the figure shows a simplified representation of an arrangement in a vending machine with a carbonator, from which a heat-conducting plate is guided into the area to the storage room for beverage concentrates
- a carbonator 2 is arranged in a device insulated housing 1 of a vending machine by a thermally insulated jacket 3. Via a feed line 4, this carbonizer 2 is supplied in a known manner as required, water from a water supply and 5 CO2 via a feed line. Within this Karbo nisators 2, the supplied water is mixed with the supplied CO2 to carbonized water. Via cooling coils 6, which together with a compressor 7, a condenser section 8 and a throttle 9 form a compressor cooling machine, the carbonator 2 is cooled in such a way that an annular ice sheet 10 is formed on its side walls. The thickness of the ice sheet is detected by a sensor, not shown. Depending on this thickness of the ice sheet 10 to be detected by the sensor, the compressor 7 is activated.
- An outlet opening 11 for the carbonated water is arranged in the lower region of the carbonator 2.
- this carbonized water is dispensed via a mixing area, to which a beverage concentrate is also fed, for the production and provision of a soft drink.
- the beverage concentrate 13 is stored inside in a container 14, which is inserted into a storage space 15 of the device housing 1. Via a drive system, also not shown, the beverage concentrate 13 is dispensed via the dispensing system 16 of the container 14 and mixed with the carbonated water, so that a soft drink is provided.
- a heat-conducting element 17 is flanged and led as wall parts 18 and 19 of the storage space 15 into the area of the container 14 for the beverage concentrate 13. From the carbonator 2, the beverage concentrate 13 is thus subjected to a substantially uniform cooling, since - stabilized by the ice sheet 10 - the carbonized water in the flange area of the heat-conducting element 17 on the carbonator 2 is essentially constant at a temperature near the freezing point.
- the heat-conducting element 17, which is flanged onto the carbonator 2 retrospectively supports that in this area, into which the outlet line 11 opens, the carbonized water remains liquid and ice formation does not form at this point.
- the heat-conducting element 17 is also surrounded from the surroundings by heat-insulating material 20, which is symbolically represented by the hatching.
- a heat gradient is formed within the container 14 for the beverage concentrate 13, which is to be indicated by the dashed lines.
- the coldest areas are due to the conditions in the area of the wall parts 18 and 19 of the storage space formed by the heat-conducting element and thus also at the dispensing point for the beverage concentrate.
- the storage room 15 can be opened in the operating direction of the housing of the vending machine by means of a hinged or swiveling door flap 21, so that the container 14 for the beverage concentrate 13 can be removed and can be refilled with the same or a different beverage concentrate by a new storage container.
- two or more concentrate containers can be arranged side by side in the storage space 15.
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Abstract
Description
- Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Kühlen von Getränkekomponenten in einem Getränkeautomaten mit einem Aufbereitungs- und/oder Bevorratungsbehälter für eine erste Getränkekomponente, insbesondere für karbonisiertes Wasser, und einem Bevorratungsraum zur Aufnahme von zumindest einem Behälter für eine weitere, der ersten Getränkekomponente zuzumischenden Getränkekomponente, wobei ein Kühlsystem zur geregelten Kühlung des Aufbereitungs- und/oder Bevorratungsbehälters für die erste Getränkekomponente angeordnet ist.
- Bei Getränkeautomaten, bei welchen ein Mischgetränk z.B. durch Mischung von karbonisiertem Wasser mit Getränkekonzentraten bereitstellbar ist, ist es notwendig, bzw. zumindest in hohem Maße zweckmäßig, in welchem das karbonisierte Wasser bereitgehalten, bzw. das Wasser karbonisiert wird. Je kühler das Wasser ist, desto größer ist auch dessen Aufnahmefähigkeit für CO₂-Gas. Außerdem ist bei Mischung eines Getränks aus Getränkekonzentrat und karbonisiertem Wasser der Volumenanteil des karbonisierten Wassers ein Mehrfaches vom Volumenanteil des Getränkekonzentrats, so daß die Temperatur des karbonisierten Wassers auch im wesentlichen bestimmend ist für die Temperatur des Erfrischungsgetränks.
- Der Kühlung des karbonisierten Wassers ist nach unten eine natürliche Grenze gesetzt, die durch den Gefrierpunkt des Gemisches gegeben ist. Zur Erhöhung der Kältekapazität bei der Bevorratung des karbonisierten Wassers wird ein Teil davon in Eisform bevorratet. Der sich bildende Eispanzer wird als Kriterium für die Kälteversorgung ausgewertet. In bekannter Weise wird das karbonisierte Wasser bevorzugt durch Kühlschlangen einer Kompressions-Kältemaschine bereitgestellt. Derartige Systeme haben zumindest derzeit den höchsten Wirkungsgrad der an sich in Frage kommenden Kühlsysteme oder Kühlelemente.
- Es ist aber auch zweckmäßig, die dem karbonisierten Wasser für die Bereitstellung von Erfrischungsgetränken zuzumischenden Getränkekonzentrate ebenfalls zu kühlen, und zwar aus zwei Gründen. Der erste Grund kann darin liegen, daß die Haltbarkeit der Getränkekonzentrate durch die Kühlmaßnahme sichergestellt, bzw. zumindest in sehr hohem Maße zeitlich verlängert wird. Der zweite Grund ist darin zu sehen, daß durch die Wärmekapazität von ungekühlten Getränkenkonzentraten und durch weitere störende Einflüsse bei Misch- und Ausgabevorgang eine Temperatur des fertigen Erfrischungsgetränks die Folge sein kann, die oberhalb der gewünschten Getränketemperatur-Grenze liegt. Um die gewünschten niedrigen Getränketemperaturen zu erzielen und um die bevorrateten Getränkekonzentrate vorteilhaften Lagerbedingungen auszusezten, sind in Verbindung mit Getränkeautomaten auch Maßnahmen bekannt geworden, mit Hilfe derer beide bevorratete Komponenten für die Erstellung eines Erfrischungsgetränks gekühlt werden. Zu diesem Zweck wird der Verdampferzweig der Kompressions-Kältemaschine in beide Bereiche geführt und bevorzugt derart aufgeteilt und ansteuertechnisch beaufschlagt, daß die beiden zusammenzumischenden Getränkekomponenten unabhängig voneinander geregelt kühlbar sind. Damit wird unter anderem der Tatsache Rechnung getragen, daß die Temperaturen und der Kältebedarf für die beiden Getränkekomponenten unterschiedlich ist. Während beispielsweise die Temperatur des karbonisierten Wassers im Bereich des Gefrierpunkts liegen soll und ggf. auch zur Bereitstellung von Kältekapazität ein Eispanzer gebildet werden soll, sollte die Temperatur des Getränkekonzentrats so hoch liegen, daß nach dem Mischvorgang das bereitgestellte Erfrischungsgetränk die gewünschte Temperatur möglichst gleichbleibend aufweist. Aufbautechnisch sind die bekannten Anordnungen aufwendig und herstellungstechnisch teuer.
- Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Kühlen von Getränkekomponenten in einem Getränkeautomaten bereitzustellen, die aufbautechnisch und ansteuertechnisch möglichst einfach ist und gewährleistet, daß sowohl die in einem Aufbereitungs- und/oder Bevorratungsbehälter enthaltene erste Getränkekomponente als auch die dieser ersten Getränkekomponente zuzumischenden weiteren Getränkekomponenten, die in einem Bevorratungsraum innerhalb von Behältern angeordnet sind, den jeweiligen Anforderungen entsprechend gekühlt werden.
- Eine Vorrichtung, die diesen Anforderungen entspricht, ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß an dem Aufbereitungs- und/oder Bevorratungsbehälter ein Wärmeleitelement flächig angeflanscht und in den Wandungsbereich des Bevorratungsraums geführt ist. Dabei wird der Aufbereitungs- und/oder Bervorratungsbehälter für die erste Getränkekomponente, also insbesondere für das karbonisierte Wasser, über ein Kälte bereitstellendes Kühlsystem geregelt gekühlt. Insbesondere eignen sich dazu Kompressions-Kältemaschinen, deren Verdampferstrecke in Form von Kühlrohren um die Wandungen des Aufbereitungs- und/oder Bevorratungsbehälters gelegt oder in diesen Behälter eingebracht sind. Insbesondere im Behälter ist ein Sensor angeordnet, über welchen das Kühlsystem dem geforderten Kältebedarf entsprechend angesteuert wird. Ist die Kühlung für diesen Aufbereitungs- und/oder Bevorratungsbehälter dahingehend ausgelegt, daß ein Teil des karbonisierten Wassers gefroren wird, beispielsweise als ringförmiger Eispanzer im seitlichen Wandungsbereich, so ist es zweckmäßig und vorteilhaft, das Wärmeleitelement im Bereich außerhalb des gefrorenen Getränkekomponententeils an den Behälter anzuflanschen. Während nämlich der Bereich, in dem sich das Eis ausbildet, während der Kühl- und Erwärmungszyklen unterschiedliche, und zwar wesentlich unterschiedliche Temperaturschwankungen unterliegt, ist der Bereich, in dem die bevorratete Getränkekomponente im flüssigen Zustand verbleibt, von sehr hoher Temperaturkonstanz.
- Es wird also gewährleistet, daß dem Bevorratungsraum, in dem die Behälter für die weiteren, der ersten Getränkekomponente zuzumischenden Getränkekomponenten, z.B. der Getränkekonzentrate, mit gleichbleibender Kälteleistung versorgt werden. Durch das gegebene Wärmegefälle vom Bevorratungsraum für die weiteren Getränkekomponenten zum Aufbereitungs- und Bevorratungsbehälter für die erste Getränkekompo nente sind die gewünschten unterschiedlichen Temperaturen für die beiden Getränkekomponentenarten realisierbar.
- Dieses Temperaturgefälle fördert auch das Bedürfnis, daß in dem Bereich, in dem das Wärmeleitelement flächig angeflanscht ist, die bevorratete erste Getränkekomponente flüssig verbleibt. So ist es zweckmäßig, diesen Bereich so zu legen, daß an dieser Stelle auch die Ausgabeöffnung für die erste Getränkekomponente liegt, womit sichergestellt wird, daß die Ausgabe dieser Getränkekomponente nicht durch Eisbildung gestört wird.
- Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist das Wärmeleitelement bevorzugt flächig in den Wandungsbereich des Bevorratungsraums geführt, in dem die Ausgabestelle der weiteren Getränkekomponente liegt. Damit wird sichergestellt, daß die aus den im Bevorratungsraum angeordneten Behältern jeweils zur Getränke-Bereitstellung ausgegebenen Getränke-Komponentenmengen die für die endgültige Getränketemperatur mitverantwortliche niedrige Temperatur aufweist. Die Bevorratungstemperatur für diese weiteren Getränkekomponenten, nämlich Getränkekonzentrate, kann problemlos auch geringfügig, d.h. um einige wenige °C über dieser Ausgabetemperatur liegen.
- Um eine möglichst ausreichende Kühlung der weiteren Getränkekomponenten sicherzustellen, ist es zweckmäßig, daß das Wärmeleitelement selbst Wandungsteile des Bevorratungsraums bildet.
- Zur Vermeidung von unnötigen Kälteverlusten und von Schwitzwasserbildungen ist es zweckmäßig, die gekühlten und kälteführenden Bereiche und Teile gegen die Umgebung mit wärmeisolierendem Material möglichst weitgehend zu umgeben.
- Als Wärmeleitelement wird bevorzugt ein Material, insbesondere ein Metallwerkstoff, mit guten Wärmeleitfähigkeiten zum Einsatz gebracht werden. Es ist aber auch denkbar, zur reinen Wärmeleitung auch sogenannte Wärmeleitrohre (Heatpipe) zur Anwendung zu bringen.
- Ein nach den Merkmalen der Erfindung ausgestaltetes Ausführungsbeispiel ist anhand der Zeichnung im folgenden erläutert.
- Die Figur zeigt eine vereinfachte Darstellung einer Anordnung in einem Getränkeautomaten mit einem Karbonisator, von dem aus ein Wärmeleitblech in den Bereich zum Bevorratungsraum für Getränkekonzentrate geführt ist
- In der vereinfachten und größtenteils stilisierten Darstellung der Figur ist zu ersehen, daß in einem Gerätegehäuse 1 eines Getränkeautomaten ein Karbonisator 2 durch einen Isoliermantel 3 wärmeisoliert angeordnet ist. Über eine Zuführungsleitung 4 wird diesem Karbonisator 2 in bekannter Weisen nach Bedarf Wasser von einer Wasserversorgung und über eine Zuleitung 5 CO₂ zugeführt. Innerhalb dieses Karbo nisators 2 wird das zugeführte Wasser mit dem zugeführten CO₂ zu karbonisiertem Wasser vermischt. Über Kühlschlangen 6, die zusammen mit einem Kompressor 7, einer Verflüssigerstrecke 8 und einer Drossel 9 eine Kompressor-Kältemaschine bildet, wird der Karbonisator 2 derart gekühlt, daß an seinen Seitenwandungen ein ringförmiger Eispanzer 10 gebildet wird. Die Stärke des Eispanzers wird über einen nicht dargestellten Sensor erfaßt. Abhängig von dieser über den Sensor zu erfassenden Stärke des Eispanzers 10 wird der Kompressor 7 angesteuert.
- Im unteren Bereich des Karbonisators 2 ist eine Auslaßöffnung 11 für das karbonisierte Wasser angeordnet. Entsprechend der Ansteuerung eines Auslaßventils 12 wird dieses karbonisierte Wasser über einen Mischbereich, dem auch ein Getränkekonzentrat zugeführt wird, zur Erzeugung und Bereitstellung eines Erfrischungsgetränks ausgegeben.
- Das Getränkekonzentrat 13 wird innerhalb in einem Behälter 14, welcher in einen Bevorratungsraum 15 des Gerätegehäuses 1 eingesetzt ist, bevorratet. Über ein ebenfalls nicht dargestelltes Antriebssystem wird das Getränkekonzentrat 13 über das Ausgabesystem 16 des Behälters 14 ausgegeben und dem karbonisierten Wasser zugemischt, so daß ein Erfrischungsgetränk bereitgestellt wird.
- An der unteren Behälterwandung des Karbonisators 2 - im Bereich der Ausgangsleitung 11 für das karbonisierte Wasser - ist ein Wärmeleitelement 17 flächig angeflanscht und als Wandungsteile 18 und 19 des Bevorratungsraums 15 in den Bereich des Behälters 14 für das Getränkekonzentrat 13 geführt. Vom Karbonisator 2 aus wird somit das Getränkekonzentrat 13 einer im wesentlichen gleichförmigen Kühlung unterworfen, da - stabilisiert durch den Eispanzer 10 - das im Anflanschbereich des Wärmeleitelements 17 am Karbonisator 2 das karbonisierte Wasser eine Temperatur nahe dem Gefrierpunkt im wesentlichen konstant aufweist. Rückwirkend unterstützt das am Karbonisator 2 flächig angeflanschte Wärmeleitelement 17, daß in diesem Bereich, in den die Auslaßleitung 11 mündet, das karbonisierte Wasser flüssig verbleibt und sich eine Eisbildung an dieser Stelle nicht ausbildet. Neben dem Karbonisator 2 ist auch das Wärmeleitelement 17 gegen das Umfeld durch Wärmeisolierendes Material 20, das durch die Schraffur sinnbildlich dargestellt ist, umgeben.
- Innerhalb des Behälters 14 für das Getränkekonzentrat 13 bildet sich ein Wärmegefälle aus, das durch die gestrichelt dargestellten Linien angedeutet werden soll. Die kältesten Bereiche sind durch die Gegebenheiten im Bereich der durch das Wärmeleitelement gebildeten Wandungsteile 18 und 19 des Bevorratungsraums und damit auch an der Ausgabestelle für das Getränkekonzentrat.
- Der Bevorratungsraum 15 ist in Bedienrichtung des Gehäuses des Getränkeautomaten durch eine aufklappbare oder aufschwenkbare Türklappe 21 zu öffnen, so daß der Behälter 14 für das Getränkekonzentrat 13 entnommen werden kann und durch einen neuen Vorratsbehälter mit gleichem oder anderem Getränkekonzentrat wieder bestückt werden kann. Nebeneinander können im Bevorratungsraum 15, je nach dessen Auslegung, zwei oder auch mehr Konzentratbehälter angeordnet werden.
Claims (8)
- Vorrichtung zum Kühlen von Getränkekomponenten in einem Getränkeautomaten mit einem Aufbereitungs- und/oder Bevorratungsbehälter für eine erste Getränkekomponente, insbesondere für karbonisiertes Wasser und einem Bevorratungsraum zur Aufnahme von zumindest einem Behälter für eine weitere, der ersten Getränkekomponente zuzumischenden Getränkekomponente, wobei ein Kühlsystem zur geregelten Kühlung des Aufbereitungs- und/oder Bevorratungsbehälters für die erste Getränkekomponente angeordnet ist, dadurch gekennzeich net, daß an dem Aufbereitungs- und/oder Bevorratungsbehälter (Karbonisator 2) ein Wärmeleitelement (17) flächig angeflanscht und in den Wandungsbereich des Bevorratungsraums für die die weitere Getränkekomponente (Getränkekonzentrat 13) enthaltenden Behälter 14 geführt ist.
- Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmeleitelement (17) Wandungsteile (18, 19) des Bevorratungsraums (15) bilden.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmeleitelement (17) bevorzugt in den Wandungsbereich (19), in dem die Ausgabestelle (16) der weiteren Getränkekomponente (13) aus dem Bevorratungsraum (15) liegt, geführt ist.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein bei einem Aufbereitungs- und/oder Bevorratungsbehälter, (Karbonisator 2), in welchem die Kühlung der ersten Getränkekomponente unter Bildung eines sich an den Wandungen bildenden Eisbereichs (10) erfolgt das Wärmeleitelement (17) flächig an außerhalb dieses Eisbereichs (10) liegenden Wandungen dieses Aufbereitungs-und/oder Bevorratungsbehälters angeflanscht und in den Wandungsbereich des Bevorratungsraums (15) für die weitere Getränkekomponente (13) geführt ist.
- Vorrichtung nach einen der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmeleitelement flächig im Bereich der Ausgabestelle (11) für die erste Getränkekomponente an dem Aufbereitungs- und/oder Bevorratungsbehälter (Karbonisator 2) angeflanscht ist.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmeleitelement (17) außerhalb der Wärmeübertragungszonen zum Aufbereitungs-und/oder Bevorratungsbehälter (Karbonisator 2) und zum Bevorratungsraum (15) wärmeisoliert ist.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Wärmeleitelement (17) im wesentlichen festes Material mit guten Wärmeleiteigenschaften verwendet wird.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Wärmeleitelement zumindest in Teilbereichen ein Wärmeleitrohr (Heatpipe) verwendet wird.
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