DE102012105442A1

DE102012105442A1 - Verfahren zur Entkalkung eines Strömungsleitungssystems und Getränkeautomat zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE102012105442A1
Application number: DE201210105442
Authority: DE
Inventors: Mario Last; Jutta Tembaak
Original assignee: Miele und Cie KG
Current assignee: Miele und Cie KG
Priority date: 2012-06-22
Filing date: 2012-06-22
Publication date: 2013-12-24

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entkalkung eines Strömungsleitungssystems für Fluide, wobei eine erste Menge des als gesättigte Lösung in einem Vorratsbehälter (1) zur Verfügung gestellten Entkalkungsmittels (2) in einem ersten Zeitintervall für eine erste Zeitdauer in das Strömungsleitungssystem abgegeben wird und mindestens eine weitere Menge des als gesättigte Lösung in dem Vorratsbehälter (1) zur Verfügung gestellten Entkalkungsmittels (2) in einem weiteren Zeitintervall für eine weitere Zeitdauer in das Strömungsleitungssystem abgegeben wird. Darüber hinaus wird ein Getränkeautomat zur Durchführung des Verfahrens vorgestellt, der ein Strömungsleitungssystem für Fluide mit mindestens einem Wasser enthaltenden Wasserbehälter (3) oder einem Wasseranschluss, wenigstens eine Pumpe (4), mindestens ein Ventil (5, 6, 7, 8, 9, 10, 11) und wenigstens eine Entnahmeeinrichtung (12, 13) aufweist und bei dem ein über einen Wassereinlass (14) mit Wasser beaufschlagbarer Vorratsbehälter (1) mit einem darin enthaltenen wasserlöslichen, eine gesättigte Lösung bildenden Entkalkungsmittel (2) vorhanden ist, dessen Lösung über einen Gemischauslass (15) des Vorratsbehälters (1) abführbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entkalkung eines Strömungsleitungssystems und einen Getränkeautomaten zur Durchführung des Verfahrens.
Wasser weist regional sehr unterschiedliche chemische Zusammensetzungen auf. Dabei stellen insbesondere Calciumcarbonat (CaCO₃) und Magnesiumcarbonat (MgCO₃) sowie deren chemische Verbindungen ein besonderes Problem dar, weil sich diese Stoffe in Fluiden und insbesondere in Wasser (H₂O) führenden Leitungen und Aggregaten absetzen und die Leitungen beziehungsweise Aggregate über einen längeren Zeitraum betrachtet entweder außer Betrieb setzen oder eine ungehinderte Fluidströmung zumindest in entscheidendem Maße behindern. Dieses Problem besteht folglich nicht nur bei Wasser, sondern generell bei Fluiden, also auch bei gasförmigen Stoffen auf Wasserbasis. Somit sind Dampf führende Leitungen ebenso betroffen, wie Flüssigkeitsleitungen. Um beim Beispiel des Wassers zu bleiben, ist für die Bestimmung der Eigenschaften des Wassers dessen Karbonathärte maßgeblich. Die Karbonathärte des Wassers entsteht durch chemische Verbindungen zwischen Calciumcarbonat und Magnesiumcarbonat einerseits und dem im Wasser vorhandenen Kohlendioxid (CO2) („Kohlensäure“) andererseits. Calciumcarbonat reagiert nämlich in Wasser mit Kohlendioxid zu Calciumhydrogencarbonat (Ca(HCO₃)₂). Bei Anwesenheit von Magnesium, lässt sich ferner feststellen, dass dieses mit dem im Wasser vorhandenen Kohlendioxid zu Magnesiumhydrogencarbonat (Mg(HCO₃)₂) umgesetzt wird. Calcium- beziehungsweise Magnesiumhydrogencarbonate sind ursächlich für die Karbonathärte im Wasser, die in der Einheit mmol/l gemessen wird. Um sie zu bestimmen, gibt es Tests, die nach dem Farbumschlagverfahren funktionieren. Dabei wird in eine abgemessene Menge Wasser ein Tropfen des Testmittels gegeben, was so lange wiederholt wird, bis ein Farbumschlag im Wasser erfolgt. Die Anzahl der Tropfen entspricht dabei dem Maß der Karbonathärte. Auf diese Weise kann jeder Anwender den Härtegrad des Wassers selbst bestimmen, wobei das Wasser in unterschiedliche Härtegrade unterteilt wird. Natürlich kann dieser Wert auch bei den zuständigen Wasserwerken angefragt werden. Man unterscheidet in Abhängigkeit von der Karbonathärte „weiches“ Wasser von „hartem“ Wasser. Umgangssprachlich wird jedoch weniger eine chemische Unterteilung zwischen den sich ablagernden Stoffen vorgenommen, sondern eher allgemein von "Kalkablagerungen" beziehungsweise „kalkhaltigem“ oder "kalkarmem“ Wasser oder Fluid gesprochen. Das Maß der Karbonathärte des Wassers oder eines Fluids lässt sehr genaue Rückschlüsse auf die Häufigkeit, mit der Fluide oder Wasser führende Leitungen oder Armaturen entkalkt werden müssen, zu. Um dem Problem der Kalkablagerungen in Strömungsleitungssystemen und technischen Geräten zu begegnen, sind bereits Entkalkungsmittel bekannt und im Einsatz, die auf Grund einer chemischen Reaktion in der Lage sind, „Kalk“ zu lösen. Da dieser Vorgang in Abhängigkeit von der bereits erwähnten Karbonat- oder Wasserhärte mehr oder weniger regelmäßig durchgeführt werden muss, sind verschiedene Ansätze und Lösungen bekannt, einen gewissen Automatismus der Entkalkung herbeizuführen.
Aus der EP 2 265 158 B1 geht beispielsweise eine Entkalkungsvorrichtung zur Entkalkung eines Strömungsleitungssystems für Fluide am Beispiel eines Getränkeautomaten hervor, bei dem ein über einen Wassereinlass mit Wasser beaufschlagbarer Vorratsbehälter vorhanden ist, in dem sich ein wasserlösliches Entkalkungsmittel befindet. Ein Gemischauslass des Vorratsbehälters sorgt dafür, dass das gelöste Entkalkungsmittel in das Strömungsleitungssystem abgeführt wird und dort seine gewünschte Wirkung erzielt. Hierbei wird das Prinzip der Durchlaufströmung genutzt. Dies bedeutet, das Wasser durchläuft vom Wassereinlass zum Gemischauslass die eingebrachte Dosis Entkalkungsmittel, löst dieses und wird als Gemisch am Gemischauslass in das Strömungsleitungssystem abgeführt. Dabei sorgt eine Steuereinheit für den eigentlichen Ablauf der Entkalkung. Nachteilig ist bei dieser Lösung allerdings, dass der Anwender vor dem Entkalkungsvorgang zunächst je eine vorgeschriebene Dosis Entkalkungsmittel sowie Wasser in den Vorratsbehälter einfüllen muss, um erst anschließend die Entkalkung durchführen zu können. Die Steuerungseinheit hat hierbei nur die Aufgabe, den eigentlichen Entkalkungsprozess, das heißt, die Zirkulation des gelösten Entkalkungsmittels im Strömungsleitungssystem, zu steuern. Mit anderen Worten wurde hier lediglich eine Teilautomatisierung erreicht. Darüber hinaus hat sich die beschriebene Durchlaufströmung als nachteilig herausgestellt, weil nicht immer sichergestellt ist, dass das in den Vorratsbehälter eingefüllte Wasser auch tatsächlich die gesamte Dosis Entkalkungsmittel löst. Die chemische Reaktion der Lösung ist nämlich sehr stark temperaturabhängig, sodass Schwankungen sich hier nachteilig auswirken können. Die Folgen eines nicht vollständig gelösten Entkalkungsmittels sind jedoch gravierend, da die Wirkung nicht in erforderlichem Maße einsetzt. Somit besteht der Bedarf, das Entkalkungsmittel sehr genau dosierbar einzusetzen und einen Vorrat bereitzustellen, der eine wirksame Entkalkung des Strömungsleitungssystems über einen langen Zeitraum hinweg ermöglicht.
Der Erfindung stellt sich somit das Problem, ein Verfahren zur Entkalkung eines Strömungsleitungssystems für Fluide bereitzustellen, das mit geringem Aufwand über einen langen Zeitraum hinweg wirkungsvoll funktioniert. Darüber hinaus ist ein Getränkeautomat zur Durchführung des Verfahrens bereitzustellen, der einen einfachen Aufbau aufweist.
Erfindungsgemäß wird dieses Problem durch ein Verfahren zur Entkalkung eines Strömungsleitungssystems mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 und durch einen Getränkeautomaten zur Durchführung des Verfahrens mit den Merkmalen des Patentanspruches 10 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den sich jeweils anschließenden Unteransprüchen.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Entkalkung eines Strömungsleitungssystems für Fluide besteht darin, dass eine erste Menge des als gesättigte Lösung in einem Vorratsbehälter zur Verfügung gestellten Entkalkungsmittels in einem ersten Zeitintervall für eine erste Zeitdauer in das Strömungsleitungssystem abgegeben wird und mindestens eine weitere Menge des als gesättigte Lösung in dem Vorratsbehälter zur Verfügung gestellten Entkalkungsmittels in einem weiteren Zeitintervall für eine weitere Zeitdauer in das Strömungsleitungssystem abgegeben wird.
Mit anderen Worten geht die erfindungsgemäße Lehre davon aus, dass zwei unterschiedliche Konzentrationen des als gesättigte Lösung zur Verfügung gestellten Entkalkungsmittels in verschiedenen Zeitintervallen und für jeweils eine Zeitdauer der Einwirkung des Entkalkungsmittels auf das Strömungsleitungssystem zum Einsatz kommen. Da hierbei auch geringere Konzentrationen des Entkalkungsmittels Verwendung finden, wirkt sich diese Maßnahme insgesamt im Sinne einer optimalen Entkalkung und einer Einsparung des Entkalkungsmittels aus. Weiterhin dient der Vorratsbehälter nicht nur für einen einmaligen Gebrauch, weshalb der Entkalkungsvorgang über einen langen Zeitraum immer wieder erfolgen kann. Dies rührt daher, dass stets nur ein Teil des im Vorratsbehälter enthaltenen Entkalkungsmittels in Form einer gesättigten Lösung für den Entkalkungsvorgang genutzt wird. Daraus ergibt sich eine sehr genaue Dosierbarkeit des Entkalkungsmittels, was den Vorzug hat, dass die benötigte Menge des gelösten Entkalkungsmittels, die dem Strömungsleitungssystems für Fluide zugeführt wird, exakt der Karbonathärte beziehungsweise dem Härtegrad des lokal gegebenen Wassers angepasst werden kann. Ein besonders sparsamer Umgang mit den vorhandenen Ressourcen leistet somit auch einen wesentlichen Beitrag zum Umweltschutz. Der Vorratsbehälter erfordert durch die Konzentration des Entkalkungsmittels insgesamt eine geringe Baugröße, so dass zudem wertvoller Bauraum eingespart werden kann.
Entsprechend einer ersten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann das erste Zeitintervall, in dem ein Entkalkungsvorgang erfolgt, zwischen 18 und 48 Stunden betragen. Bevorzugt wird ein Entkalkungsvorgang innerhalb eines Zeitintervalls von 24 Stunden mindestens einmal durchgeführt.
Dabei geht die Lehre der Erfindung dahin, dass die erste Menge des Entkalkungsmittels geringer dosieret ist, als die weitere Menge. Anders ausgedrückt wird mit einem geringer dosierten Entkalkungsmittel der Entkalkungsvorgang in regelmäßigen, kurzfristiger aufeinanderfolgenden Abständen durchgeführt, als mit einem höheren dosierten Entkalkungsmittel. Die höhere Dosierung bewirkt hier quasi einen „Entkalkungsmittelstoß“.
Dementsprechend besteht eine Weiterbildung des Verfahren zur Entkalkung eines Strömungsleitungssystems dahin, dass die erste Menge Entkalkungsmittel einer Konzentration von 15 bis 25 mmol/l, insbesondere von 20 mmol/l entspricht, während die weitere Menge Entkalkungsmittel einer Konzentration von 30 bis 40 mmol/l entspricht, was eine höhere, konzentrierte Dosis mit stärkerer Wirkung auf den vorhandenen Kalk im Strömungsleitungssystem bedeutet.
Da ein Einsatz des höher dosierten Entkalkungsmittels seltener erfolgen kann, als der des geringer dosierten Entkalkungsmittels, wird entsprechend einem weiterführenden Vorschlag nach der Erfindung vorgeschlagen, dass das weitere Zeitintervall, in dem ein Entkalkungsvorgang erfolgt, zwischen einer Woche bis zu einem Monat beträgt. Auch hier schlägt sich wieder der Härtegrad des Wassers beziehungsweise des Fluids nieder. Je höher der Härtegrad des lokal vorhandenen Wassers ist, um so häufiger muss ein Entkalkungsvorgang auch mit der höheren Konzentration des Entkalkungsmittels durchgeführt werden.
Um die Wirksamkeit des Entkalkungsmittels voll ausschöpfen zu können, ist es ferner von Vorteil, wenn die Zeitdauer des Entkalkungsvorganges jeweils etwa zwischen 1 und 3 Stunden beträgt. Natürlich kann diese Zeitdauer bei geringerer Verkalkung verkürzt oder bei starker Verkalkung ausgedehnt werden. Die Angabe bezieht sich auf durchschnittliche, versuchstechnisch ermittelte Erfahrungswerte.
Wie eingangs bereits ausgeführt wurde, stellt die Karbonathärte des Wassers ein maßgebliches Kriterium für den Entkalkungsvorgang dar. Darüber hinaus besteht für das Fortschreiten der Kalkablagerungen in dem Strömungsleitungssystem eine direkte Abhängigkeit von der Benutzungshäufigkeit. Dementsprechend stellt es für die Erzielung optimaler Ergebnisse einen wesentlichen Vorzug dar, wenn die Zeitdauer der Einwirkung des Entkalkungsmittels auf das Strömungsleitungssystem in Abhängigkeit von der Benutzungshäufigkeit und/oder der Karbonathärte des Wassers ermittelt wird oder festlegbar ist. Für den Anwender bedeutet diese Erkenntnis, dass er zumindest einmalig die Karbonathärte des Wassers erfragen, bestimmen oder ermitteln muss, um diese beispielsweise in einer Steuerungseinrichtung zu hinterlegen.
Daher geht eine weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens dahin, dass der Beginn eines Entkalkungsvorganges und/oder die Zeitdauer der Einwirkung und/oder die Karbonathärte des Wassers in einer Steuerungseinrichtung programmierbar oder manuell einstellbar ist. Durch die Möglichkeit der Programmierung beziehungsweise der manuellen Eingabe ist der Anwender jederzeit in der Lage, in an sich automatisch ablaufenden Prozess in seinem Sinne zu beeinflussen. So kann beispielsweise bei einem Getränkeautomaten der Entkalkungsvorgang stets zu Zeiten durchgeführt werden, in denen kein Getränkebezug erfolgt. Es ist vorstellbar, dass die Entkalkung somit zum Beispiel auf die Nachtstunden verlegt wird.
Ein Getränkeautomat zur Durchführung des zuvor beschriebenen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass der Getränkeautomat ein Strömungsleitungssystem für Fluide mit mindestens einem Wasser enthaltenden Wasserbehälter oder einem Wasseranschluss, wenigstens einer Pumpe, mindestens einem Ventil und wenigstens einer Entnahmeeinrichtung aufweist, wobei ein über einen Wassereinlass mit Wasser beaufschlagbarer Vorratsbehälter mit einem darin enthaltenen wasserlöslichen, eine Lösung bildenden Entkalkungsmittel vorhanden ist, dessen Lösung über einen Gemischauslass des Vorratsbehälters abführbar ist.
Unter einer „Entnahmeeinrichtung“ ist dabei im Sinne der Erfindung beispielsweise in einem als Kaffeeautomat ausgeführten Getränkeautomaten eine Dampfdüse, eine Ausgabestelle für Heißwasser oder zum Beispiel die Kaffeeausgabedüse zu verstehen. Ebenso kann es sich hier bei anderen Getränkeautomaten ganz allgemein um die Zapfstelle des Getränks handeln. Die Pumpe dient der Förderung der Flüssigkeiten und/oder Gase innerhalb des Strömungsleitungssystems sowie des erforderlichen Druckaufbaus. Als Quelle für das Frischwasser, welches für die Bereitung des Getränkes und/oder der Durchführung der Entkalkung dient, kann in einfacher Weise ein Wasserbehälter zum Einsatz kommen. Andere Lösungen weisen einen festen Wasseranschluss auf, was hier explizit nicht ausgeschlossen wird und synonym zu verstehen ist.
Dosierventile können in vorteilhafter Weise der Regulierung einer genauen Abgabemenge des aufbereiteten Gemischs des Entkalkungsmittels aus dem Vorratsbehälter dienen, wobei zeitgleich frisches Wassers über den Wassereinlass nachgefüllt wird. Innerhalb des Vorratsbehälters bleibt auf diese Weise das chemische Gleichgewicht erhalten. Genutzt wird hierbei folglich das Prinzip der Volumenverdrängung. Es wird im Rahmen der Erfindung ferner mindestens ein steuerbares Ventil zum Einsatz kommen, um den Entkalkungszweig des Strömungsleitungssystems von dem Teil, der ausschließlich für die Getränkeaufbereitung dient, zu trennen. Mit anderen Worten wird durch das Ventil gesteuert, dass das Entkalkungsmittel nur dann in das Strömungsleitungssystem eintritt, wenn der Getränkeautomat außer Betrieb ist, das heißt, nicht für die Zubereitung von Getränken genutzt wird. Bevorzugt kommt eine gesättigte Lösung zum Einsatz, da sich diese vorteilhaft bevorraten lässt und eine lange Nutzungsdauer des damit befüllten Vorratsbehälters ermöglicht.
Eine erste spezielle Ausführung dieses Getränkeautomaten besteht darin, dass der Getränkeautomat eine Steuerungseinrichtung zur Zeitsteuerung der tournusmäßigen Durchführung der Entkalkung aufweist. Diese Maßnahme ermöglicht eine weitgehende Automatisierung des Entkalkungsvorganges. Ebenso kann auch die Dosierung des zu lösenden Entkalkungsmittels automatisiert werden. Somit übernimmt der Getränkeautomat selbstständig die Überwachung einer erforderlichen Entkalkung. Der Anwender ist von regelmäßigen Kontrollen des Zustandes des Getränkeautomaten sowie von einer manuellen Durchführung der Entkalkung gänzlich entbunden. Dies gewährleistet eine lange Lebensdauer des Gerätes und eine einwandfreie Funktion.
Der Einsatz eines bevorzugt pulverförmigen, in Tablettenform gepresst vorliegenden oder eine konzentrierte Lösung bildenden Entkalkungsmittels, das zusammen mit Wasser eine Säure bildende Eigenschaft aufweist, ermöglicht beispielsweise eine vorteilhafte Portionierung. Das Entkalkungsmittel bildet dabei im Gemisch mit Wasser eine Säure, weil sich Säure in besonders vorteilhafter Weise zum Auflösen von Calziumcarbonat oder „Kalk“ eignet. Je stärker dissoziierend die Säure ist, umso schneller erfolgt die Befreiung des Strömungsleitungssystems von Kalkrückständen. Die Tablettenform oder allgemeiner ausgedrückt die gepresste und somit komprimierte Darreichung des Entkalkungsmittels, beziehungsweise ein pulverförmiges Entkalkungsmittel bietet jedoch darüber hinaus weitere Vorteile. Zunächst kann der Vorratsbehälter im Vergleich zu flüssigen Entkalkungsmitteln oder Kationentauschern verhältnismäßig klein ausgelegt werden. Darüber hinaus besteht bei flüssigen Entkalkungsmitteln ein Exportproblem, das aus dem Verbot der grenzüberschreitenden Überführung von Flüssigkeiten herrührt. Hier sind zumeist aufwändige Zulassungsverfahren erforderlich, um grenzüberschreitend Exporte vornehmen zu können. Ein anderer Vorteil pulverförmiger Entkalkungsmittel ist auch darin zu sehen, dass Pulver auch unter extremen thermischen Bedingungen keine Aggregatzustandänderungen erfährt. So sind Lager- oder Transportbedingungen im Bereich von –20 °C bis +70 °C keine Seltenheit und können ausschließlich von pulverförmigen Entkalkungsmitteln problemlos überstanden werden, ohne dass Qualitätseinbußen zu befürchten sind. Flüssige Entkalkungsmittel bergen zudem das Risiko, dass bei einer Beschädigung der Verpackung das Entkalkungsmittel ausläuft. Die dadurch hervorgerufenen Schäden sind durch pulverförmige Entkalkungsmittel vermeidbar.
Entsprechend einem weiterführenden Vorschlag nach der Erfindung kann das Entkalkungsmittel Zitronensäure, Essigsäure oder eine andere, biologisch abbaubare Säure sein. Da es sich bei einer Säure in Abhängigkeit von ihrer Konzentration möglicherweise um ein sehr aggressives Medium handelt, spielt der Schutz der Gesundheit und der Umwelt eine ganz besondere Rolle. Aus diesem Grund ist nicht jede Säure uneingeschränkt für die erfindungsgemäßen Zwecke einsetzbar. Schließlich muss auch daran gedacht werden, das mit einer derartigen Entkalkungsvorrichtung unter Umständen Laien umgehen. Hier müssen Unfallgefahren grundsätzlichen ausgeschlossen werden. Ein weiterer erfindungsgemäßer Vorschlag geht deshalb dahin, dass das Entkalkungsmittel Zitronensäure, Essigsäure oder eine andere, biologisch abbaubare Säure ist. Mit dieser Lösung treten bei der Entsorgung der Endprodukte des Entkalkungsvorganges keine Probleme mehr auf. Die Säure ist zudem einfach zu handhaben und ruft selbst bei einer gegebenenfalls unsachgemäßen Anwendung keine extrem folgenschweren Schädigungen hervor.
Die zuvor bereits erwähnte Automatisierung des Entkalkungsvorganges lässt sich auf einfache Weise umsetzen und steuern, wenn der Getränkeautomat eine pH-Wert-Messeinrichtung oder eine Messeinrichtung zur Erfassung des elektrischen Leitwertes des Wassers aufweist. Darüber hinaus bietet diese Maßnahme die Möglichkeit der Optimierung des Säuregehalts innerhalb des Strömungsleitungssystems. Auf diese Weise kann folglich die Konzentration der Säure optimal eingestellt werden, um bestmögliche Entkalkungsergebnisse zu erreichen. Darüber hinaus lässt sich diese Messwerterfassung dazu nutzen, den Füllstand des Vorratsbehälters mit Entkalkungsmittel zu bestimmen. Sinkt nämlich der Säuregrad unter ein vorgeschriebenes Mindestmaß, kann dem Anwender signalisiert werden, dass frisches Entkalkungsmittel in den Vorratsbehälter nachgefüllt werden oder dieser gänzlich ersetzt werden muss. Dabei ist es von besonderem Vorteil, wenn der Vorratsbehälter mit einer verschließbaren Öffnung oder einem verschließbaren Deckel ausgestattet ist. Natürlich kann an dieser Stelle auch die Verwendung von Einweg-Vorratsbehältern nicht ausgeschlossen werden. In diesem Fall wird der leere Vorratsbehälter gegen einen neuen, mit Entkalkungsmittel befüllten Vorratsbehälter ausgetauscht.
Die vorgeschlagene Steuerungseinrichtung innerhalb eines Getränkeautomaten ist vielseitig nutzbar und insbesondere dann im erfindungsgemäßen Sinne zu verwenden, wenn sie einen Kalender und/oder eine Uhr umfasst. Unter dieser Voraussetzung können die Zeitintervalle, kann die jeweilige Zeitdauer oder gegebenenfalls ein Zeitpunkt für den Entkalkungsvorgang festgelegt und genau bestimmt werden.
Generell versteht es sich natürlich von selbst, dass nach einer erfolgten Entkalkung und/oder Reinigung des Strömungsleitungssystems abschließend stets eine gründliche Spülung mit frischem Wasser durchgeführt werden muss, um sämtliche Rückstände des Entkalkungsvorganges beziehungsweise des Reinigungsvorganges zu beseitigen!
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Die dargestellten Ausführungsbeispiele stellen keine Einschränkung auf die dargestellten Varianten dar, sondern dienen lediglich der Erläuterung eines Prinzips der Erfindung. Dabei sind gleiche oder gleichartige Bauteile mit denselben Bezugsziffern bezeichnet. Um die erfindungsgemäße Funktionsweise veranschaulichen zu können, sind in den Figuren nur stark vereinfachte Prinzipdarstellungen gezeigt, bei denen auf die für die Erfindung nicht wesentlichen Bauteile verzichtet wurde. Dies bedeutet jedoch nicht, dass derartige Bauteile bei einer erfindungsgemäßen Lösung nicht vorhanden sind. Es zeigt:
1: eine Frontansicht eines Getränkeautomaten mit einer Entkalkungsvorrichtung,
2: eine schematisch stark vereinfachte Darstellung eines Vorratsbehälters als Einzelteildarstellung,
3: eine erste Variante eines Teils eines Flussbildes eines Strömungsleitungssystems in einem Getränkeautomaten in vereinfachter Darstellung und
4: eine zweite Variante eines Teils eines Flussbildes eines Strömungsleitungssystems in einem Getränkeautomaten in vereinfachter Darstellung.
Die 1 zeigt die Frontansicht eines eine Entkalkungsvorrichtung aufweisenden Getränkeautomaten am Beispiel eines in einen Küchenschrank eingesetzten und zur Zubereitung von Kaffeegetränken beziehungsweise Kaffeemischgetränken dienenden Kaffeeautomaten. Die durch eine Blende 17 gebildete Front des Getränkeautomaten weist zunächst eine Mulde 18 auf, in der sich mehrere Entnahmeeinrichtungen 13, 14 befinden. Eine in ihrer Höhe verstellbare Ausgabeeinheit 19 weist hier zum Beispiel in ihrem unteren Bereich zwei Entnahmeeinrichtungen 14 für die Abgabe von Kaffeegetränken auf. Die Entnahmeeinrichtung 13 ist in diesem Fall eine Düse, die zur Abgabe von Wasserdampf verwendet wird. Seitlich neben den Entnahmeeinrichtungen 13, 14 ist ein Flüssigkeitsbehälter 20 in die Mulde 18 eingehängt, aus dem beispielsweise Milch entnommen werden kann, um Kaffeemischgetränke herzustellen oder heiße Milch beziehungsweise Kakaogetränke zu erzeugen. Die untere Begrenzung der Mulde 18 wird durch eine Abtropfplatte 21 gebildet, die die von den Entnahmeeinrichtung 13, 14 abtropfenden Reste in einen unterhalb der Abtropfplatte 21 vorhandenen Auffangbehälter abführt. Hierzu sind in die Abtropfplatte 21 mehrere Öffnungen 22 eingebracht. Verdeckt durch die Blende 17 befindet sich im Geräteinneren ein durch gestrichelte Linien in der 1 nur angedeuteter Vorratsbehälter 1 mit einem Entkalkungsmittel, auf dessen Aufbau und Funktionsweise nachfolgend noch näher eingegangen wird. Um dem Anwender die Möglichkeit der Dateneingabe zu ermöglichen, ist in die Blende 17 ferner eine Eingabeeinheit 24 integriert, bei der es sich vorliegend um eine Tastatur handelt. Hierüber lassen sich für die ordnungsgemäße Entkalkung erforderliche Daten eingeben, die in einer Steuerungseinheit des Getränkeautomaten gespeichert und verarbeitet werden können. Bei diesen Daten kann es sich beispielsweise um ein Datum und/oder eine Zeit für den Beginn eines Entkalkungsvorganges oder um die Karbonat- beziehungsweise Wasserhärte handeln. Zur Erleichterung der Kontrolle der eingegebenen Werte und/oder zur Informationsvermittlung des Getränkeautomaten an den Anwender ist darüber hinaus eine Anzeigeeinrichtung 23 vorhanden, die hier ebenfalls in die Blende 17 integriert wurde und im einfachsten Fall ein Digitaldisplay sein kann. Hierüber können Anzeigen erforderlicher Eingaben oder Aufforderungen zu bestimmten Handlungen optisch sichtbar gemacht werden.
Aus der 2 geht ein Vorratsbehälter 1 in einer stark vereinfachten Einzelteildarstellung hervor. Der Vorratsbehälter 1 weist einen Wassereinlass 15 auf, über den Wasser in den Vorratsbehälter 1 eingebracht werden kann. Im Bereich des Wassereinlasses 15 ist ferner ein nicht näher bezeichnetes Dosierventil vorhanden, über das die Menge des zugeführten Wassers reguliert wird. Der Wassereinlass 15 befindet sich im unteren, bodennahen Bereich des Vorratsbehälters 1. Oberhalb des Wassereinlasses 15 ist ein Gemischauslass 16 ebenfalls mit einem nicht näher bezeichneten Dosierventil angeordnet, über das die Menge der abgeführten, gesättigten Lösung 3 des Entkalkungsmittels 2 regulierbar ist. Der Vorratsbehälter 1 ist mit einem pulverförmigen Entkalkungsmittel 2 gefüllt. Durch die Einbringung von Wasser über den Wassereinlass 15 im bodennahen Bereich des Vorratsbehälters 1 wird das pulverförmige Entkalkungsmittel 2 von dem Wasser durchströmt und dabei verwirbelt, wodurch ein Teil des Entkalkungsmittels 2 in Lösung übergeht und oberhalb des verbleibenden Restes des Entkalkungsmittels 2 eine gesättigte Lösung 3 bildet, die der Entkalkung eines Strömungsleitungssystems für Fluide dient.
In den 3 und 4 sind zwei verschiedene Varianten eines Teils eines Flussbildes eines Strömungsleitungssystems in einem Getränkeautomaten in vereinfachter Darstellung gezeigt. Die 3 veranschaulicht zunächst ein Flussbild, in dem der Vorratsbehälter 1 zwischen einem Wasserbehälter 4 und mehreren Entnahmeeinrichtungen 13, 14 angeordnet ist. In dem Wasserbehälter 4 befindet sich frisches Wasser. Der Wasserbehälter 4 ist über eine Wasserleitung 25 an das Strömungsleitungssystem angeschlossen, wobei die Wasserleitung 25 in ein Mehrwegeventil 6 mündet, welches mit dem weiteren Ventil 7 das Leitungssystem zur Aufbereitung der Getränke von dem Leitungssystem zur Entkalkung trennt. In einer ersten Stellung lässt dieses Mehrwegeventil 6 frisches Wasser unmittelbar in das Leitungssystem zur Aufbereitung der Getränke, während der Entkalkungsabschnitt des Strömungsleitungssystems verschlossen ist. Neben dem in dieser Richtung verschlossenen Mehrwegeventil 6 ist am Ende des durch die Wasserleitung 32 gebildeten Leitungssystems zur Entkalkung ein zweites Ventil 7 vorhanden, das in dieser Schaltstellung des Mehrwegeventils 6 ebenfalls verschlossen ist. Die Ventile 8, 9 aufweisenden Entnahmeeinrichtungen 13, 14 sind hingegen wahlweise geöffnet und können genutzt werden, um ein Getränk zuzubereiten. Zur Unterstützung der Strömungsführung ist in das Leitungssystem zur Aufbereitung der Getränke ferner eine Pumpe 5 integriert, die das aus dem Wasserbehälter 4 entnommene Wasser über eine Wasserleitung 26 zu einem Wärmetauscher beziehungsweise Thermoblock 30 zur Erwärmung des Wassers fördert. Darüber hinaus weist dieser Abschnitt des Strömungsleitungssystems ein Durchflussmessgerät 29 in Form eines Flowmeters auf. Eine zweite Stellung des Mehrwegeventils 6 führt bei gleichzeitig geöffnetem Ventil 7 dazu, dass frisches Wasser aus dem Wasserbehälter 4 in das Leitungssystem zur Entkalkung und damit in die Strömungsleitung 32 gelangt. Dies hat zur Folge, dass über den Wassereinlass 15 des Vorratsbehälters 1 Wasser in den Vorratsbehälter 1 fließt und das darin vorhandene Entkalkungsmittel 2 löst. In gleichem Maße, wie frisches Wasser in den Vorratsbehälter 1 eingebracht wird, wird nach dem Prinzip der Volumenverdrängung ebenfalls in dem Vorratsbehälter 1 vorhandene Lösung 3 über den Gemischauslass 16 abgeführt und in das Strömungsleitungssystem eingebracht, wo es zu den Ventilen 8 und 9 der Entnahmeeinrichtungen 13, 14 gelangt, so dass auch diese Aggregate mit dem Entkalkungsmittel in Kontakt kommen und entkalkt werden. Nachdem ein Lösungsaustritt an den Entnahmeeinrichtungen 13, 14 zu verzeichnen ist, werden die Ventile 8 und 9 geschlossen, damit die Lösung 3 des Entkalkungsmittels 2 seine Wirkung entfalten kann. Je nach Intensität der Nutzung und in Abhängigkeit vom Kalkgehalt des Wassers kann die Einwirkzeit 1 Stunde oder länger betragen. In dieser Zeit ist ein Getränkebezug nicht möglich, weshalb der Getränkeautomat gesperrt ist und die Lösung 3 des Entkalkungsmittels 2 in den Strömungsleitungen verbleibt beziehungsweise zirkuliert. Während dieses Entkalkungsvorganges ist das Mehrwegeventil 6 in Richtung des Wassertankes 4 geschlossen, so dass keine Lösung 3 des Entkalkungsmittels 2 in den Wassertank 4 beziehungsweise in das frische Wasser gelangen kann. Im Anschluss an den Entkalkungsvorgang wird das gesamte Strömungsleitungssystem noch einmal mit frischem Wasser gespült, so dass es auch gereinigt ist.
Das in der 4 gezeigte Flussbild weist schließlich ein zu der Darstellung in 3 analoges Leitungssystem zur Aufbereitung der Getränke auf. Auch hierbei dient eine Pumpe 5 zur Förderung des frischen Wassers aus dem Wasserbehälter 4 in das Leitungssystem. Ein Durchflussmessgerät in Form eines Flowmeters 29 sowie ein Wärmetauscher 30 machen insgesamt den identischen Aufbau dieses Teils des Strömungsleitungssystems aus. Eine Entnahmeeinrichtung 14 dient hierbei der Abgabe eines Kaffeegetränkes, während die Entnahmeeinrichtung 13 zur Zubereitung von heißem Wasserdampf genutzt werden kann. Im Unterschied zu der Darstellung in 3 wurde bei dieser Ausführungsvariante von der Wasserleitung 25 abgehend ein Bypass 33 integriert, der ausgehend von einem Abzweig 27 bis zu einem Abzweig 28 verläuft. Hinter dem Abzweig 27 ist ein Ventil 10 angeordnet, während vor dem Abzweig 28 ein weiteres Ventil 11 vorhanden ist, so dass der Bypass 33 insgesamt von dem Wasser führenden Teil der Wasserleitung 25, 26 getrennt beziehungsweise mit diesem Teil der Wasserleitung verbunden werden kann. In den Bypass 33 ist der Vorratsbehälter 1 integriert, der auf diese Weise bei geöffnetem Ventil 10 mit frischem Wasser versorgt wird, so dass das darin enthaltene Entkalkungsmittel 2 in eine Lösung 3 übergeht und die dem zugeführten Wasser entsprechende Menge Lösung 3 des Entkalkungsmittels 2 über den Gemischauslass 16 und die Speisungsleitung 31 abgeführt wird. Das ebenfalls geöffnete Ventil 11 ermöglicht die Einspeisung der Lösung 3 des Entkalkungsmittels 2 über den Abzweig 28 in das Strömungsleitungssystem. Damit kann in der zuvor beschriebenen Weise der Entkalkungsvorgang eingeleitet werden. Ein Absperrventil 12 in der Wasserleitung 25 dient dazu, ein Eindringen der Lösung 3 des Entkalkungsmittels 2 in den Wassertank 4 zu verhindern.
Bezugszeichenliste

1: Vorratsbehälter
2: Entkalkungsmittel
3: gesättigte Lösung
4: Wasserbehälter
5: Pumpe
6: (Mehrwege-)Ventil
7: Ventil
8: Ventil
9: Ventil
10: Ventil
11: Ventil
12: (Absperr-)Ventil
13: Entnahmeeinrichtung
14: Entnahmeeinrichtung
15: Wassereinlass
16: Gemischauslass
17: Blende
18: Mulde
19: Ausgabeeinheit
20: Flüssigkeitsbehälter
21: Abtropfplatte
22: Öffnungen
23: Anzeigeeinrichtung
24: Eingabeeinheit
25: Wasserleitung
26: Wasserleitung
27: Abzweig
28: Abzweig
29: Durchflussmessgerät (Flowmeter)
30: Wärmetauscher (Thermoblock)
31: Speisungsleitung
32: Wasserleitung
33: Bypass

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 2265158 B1 [0003]

Claims

Verfahren zur Entkalkung eines Strömungsleitungssystems für Fluide, wobei eine erste Menge des als gesättigte Lösung in einem Vorratsbehälter (1) zur Verfügung gestellten Entkalkungsmittels (2) in einem ersten Zeitintervall für eine erste Zeitdauer in das Strömungsleitungssystem abgegeben wird und mindestens eine weitere Menge des als gesättigte Lösung in dem Vorratsbehälter (1) zur Verfügung gestellten Entkalkungsmittels (2) in einem weiteren Zeitintervall für eine weitere Zeitdauer in das Strömungsleitungssystem abgegeben wird.
Verfahren zur Entkalkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Zeitintervall, in dem ein Entkalkungsvorgang erfolgt, zwischen 18 und 48 Stunden beträgt.
Verfahren zur Entkalkung nach einem der vorstehend genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Menge des Entkalkungsmittels (2) geringer dosieret ist, als die weitere Menge.
Verfahren zur Entkalkung nach einem der vorstehend genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Menge Entkalkungsmittel (2) einer Konzentration von 15 bis 25 mmol/l, insbesondere von 20 mmol/l entspricht.
Verfahren zur Entkalkung nach einem der vorstehend genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Menge Entkalkungsmittel (2) einer Konzentration von 30 bis 40 mmol/l entspricht.
Verfahren zur Entkalkung nach einem der vorstehend genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere Zeitintervall, in dem ein Entkalkungsvorgang erfolgt, eine Woche bis zu einem Monat beträgt.
Verfahren zur Entkalkung nach einem der vorstehend genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitdauer des Entkalkungsvorganges jeweils zwischen 1 und 3 Stunden beträgt.
Verfahren zur Entkalkung nach einem der vorstehend genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitdauer der Einwirkung des Entkalkungsmittels (2) auf das Strömungsleitungssystem in Abhängigkeit von der Benutzungshäufigkeit und/oder der Karbonathärte des Wassers ermittelt oder festgelegt wird.
Verfahren zur Entkalkung nach einem der vorstehend genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Beginn eines Entkalkungsvorganges und/oder die Zeitdauer der Einwirkung und/oder die Karbonathärte des Wassers mit Hilfe einer Steuerungseinrichtung programmierbar oder manuell einstellbar ist.
Getränkeautomat zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Getränkeautomat ein Strömungsleitungssystem für Fluide mit mindestens einem Wasser enthaltenden Wasserbehälter (3) oder einem Wasseranschluss, wenigstens einer Pumpe (4), mindestens einem Ventil (5, 6, 7, 8, 9, 10, 11) und wenigstens einer Entnahmeeinrichtung (12, 13) wobei ein über einen Wassereinlass (14) mit Wasser beaufschlagbarer Vorratsbehälter (1) mit einem darin enthaltenen wasserlöslichen, eine Lösung bildenden Entkalkungsmittel (2) vorhanden ist, dessen Lösung über einen Gemischauslass (15) des Vorratsbehälters (1) abführbar ist.
Getränkeautomat nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die in dem Vorratsbehälter (1) gebildete oder enthaltene Lösung eine gesättigte lösung ist.
Getränkeautomat nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Getränkeautomat eine Steuerungseinrichtung zur Zeitsteuerung der tournusmäßigen Durchführung der Entkalkung aufweist,
Getränkeautomat nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Entkalkungsmittel (2) pulverförmig, in Tablettenform gepresst oder als eine konzentrierte Lösung bereitgestellt ist und zusammen mit Wasser eine Säure bildende Eigenschaft aufweist.
Getränkeautomat nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Entkalkungsmittel (2) Zitronensäure, Essigsäure oder eine andere, biologisch abbaubare Säure ist.
Getränkeautomat nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Getränkeautomat eine pH-Wert-Messeinrichtung oder eine Messeinrichtung zur Erfassung des elektrischen Leitwertes des Wassers aufweist.
Getränkeautomat nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung des Getränkeautomaten einen Kalender und eine Uhr umfasst.