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Vorrichtung zur Erzeugung von kohlensäurehältigen Flüssigkeiten, insbesondere von
Getränken
Die Erfindung hat eine Vorrichtung zur Er- zeugung von kohlensäurehältigen Flüssigkeiten, insbesondere von Getränken zum Gegenstand, bei der ein Wasser-und ein Kohlensäurezulauf miteinander unter Druck vermischt werden.
Bisher wurde einem Flüssigkeitsstrom innerhalb einer Injektordüse die Kohlensäure unter erhöhtem Druck zentral zugeführt. Hiebei findet aber keine Zerstäubung bzw. innige Imprägnierung, sondern lediglich ein Einpressen der
Kohlensäure in den Flüssigkeitsstrom statt.
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, die Imprägnierung des Wassers mit Kohlensäure durch Zerstäuben des Wasserstromes in kleinste Wasserteilchen und Vermischen derselben mit dem unter höherem Druck zuströmenden Kohlensäurestrom mit einem weit besseren Mischungsergebnis zu erreichen. Zu diesem Zweck sind der Kohlensäure-und der Wasserzulauf gemäss der Erfindung an eine in eine Ableitung mündende
Injektordüse angeschlossen, durch welche der Wasser-und der Kohlensäurestrahl miteinander vermischt werden, wobei der Wasserzulauf in einen in der Injektordüse zentral sitzenden Düsenkopf mündet, der eine feine zentrale Bohrung für den Wasserstrahl besitzt und mit seiner äusseren Mantelfläche zusammen mit dem Injektordüseneinlaufkegel eine kegelmantelförmige Düse für den Durchstrom der Kohlensäure bildet.
Die unter grösserem Druck als das Wasser zugeführte Kohlensäure durchströmt die Düse in Form eines hohlen Kegels und übt hiebei eine zerstäubende Saugwirkung auf den zentralen Wasserstrahl aus, wodurch eine hochgradig imprägnierte Flüssigkeit erhalten wird.
Um die Vorrichtung allen Druckverhältnissen der Wasserzuleitung anpassen zu können, ist die Injektordüse in weiterer Ausgestaltung der Erfindung mit einem axial verstellbaren Düsenkopf versehen, der zur Einstellung des Düsenquerschnittes des Kohlensäurestromes an die Druckverhältnisse des Wasserzustromes verstellt wird.
In der Zeichnung ist die Vorrichtung in mehreren beispielsweisen Ausführungsformen veranschaulicht, u. zw. zeigt die Fig. l eine mit einem Siphonhahn ausgestattete Vorrichtung zum Ausschenken von Getränken im Längsschnitt. Die Fig. 2 und 3 stellen die eine Ausführungsform eines Anschlussstückes im Axialschnitt und in Stimansicht dar, wogegen die zweite Ausführungs- form eines Anschlussstückes im Längsschnitt in der Fig. 4 gezeigt wird. Aus der Fig. 5 ist eine zweite, insbesondere für Kohlensäurebäder be- stimmte Vorrichtung mit entsprechend grösserem
Mischraum ersichtlich. Diese Vorrichtung kann auch mit Benutzung des in der Fig. 2 dargestellten
Anschlussstückes, wie die Fig. 6 zeigt, zum Füllen von Siphonflaschen verwendet werden.
Dass der
Anschluss der Vorrichtung auch an den Wasserhahn einer Wasserleitung möglich ist, ist aus der
Fig. 7 zu ersehen.
Wie die Fig. 1 der Vorrichtung zeigt, besteht sie im wesentlichen aus der Injektordüse 1, einem in sie axial einschraubbaren Düsenkopf 2, einer den Düsenkopf in seiner Lage im Düsenkörper fixierenden Sicherungsmutter 3 und einem an die Düsenmündung 4 dicht anschliessenden
Sammelstutzen 5, auf dem ein Siphonhahn 6, an sich bekannter Art, sitzt. Der Düsenkopf 2 enthält eine zentrale Bohrung 19 für den Wasserstrahldurchstrom und besitzt eine vorne kegelförmige Mantelfläche. Dieser Düsenkopf 2 bildet mit dem Injektoreinlaufkegel eine kegelmantelartige Düse 12 für den Durchstrom der Kohlensäure. Der Düsenkopf 2 ist durch eine Holländermutter 7 mit einem Anschlussstück 8 verschraubt, das einen Sitz für das Rückschlagventil 9 aufweist und mit seinem Gewindeteil in einem z. B.
T-förmigen Anschlussstück 15 (Fig. 7) dicht eingeschraubt ist, das mit einer Druckwasserleitung 16 (Fig. 6) in Verbindung stehen kann. Am Düsenkörper 1 ist ein Anschlussstutzen 10 radial abstehend angebracht, dessen Bohrung 11 sich gegen die ringförmige Gasdüse 12 zu, entsprechend verjüngt. In dem Anschlussstutzen 10 wird durch eine Holländermutter 13 ein bei Fahrrädern übliches Schlauchventil 14 festgehalten, an das die Leitung 17 (Fig. 6,7) angeschlossen ist, welche den Kohlensäurebehälter 18 mit der Vorrichtung verbindet. Für die Herstellung einer mit Kohlensäure gut imprägnierten Flüssigkeit ist das Verhältnis des ringförmigen Durchgangsquerschnittes 12 zum Querschnitt der Düsenbohrung 19 des Düsenkopfes 2 von wesentlicher Bedeutung. Das Kohlensäuregas strömt unter einem Druck von 7 bis 8 atü aus dem Behälter 18 zur Düse 1.
Das Wasser fliesst dagegen unter einem Druck von 3 bis 5 atü dem Düsenkopf 2 zu
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und muss im Düsenbereich unter dem Einfluss des bedeutend höher gespannten Gasstromes und der Injektorwirkung der Düse in kleinste Wasser- teilchen zerstäubt werden, damit eine gute
Imprägnierung der Flüssigkeit stattfindet. Dieser
Druckunterschied zwischen dem Gas und dem
Wasser wird zur Zerstäubung des Wassers im
Mischraum durch Einstellung des günstigsten
Querschnittsverhältnisses der Düsenquer- schnitte 12 und 19 ausgenützt.
Um nun dieses Verhältnis dem jeweils herr- schenden Druck des Wasserzulaufes anpassen zu können, ist der Düsenkopf zur Veränderung des kegehnantelförmigen Düsenquerschnittes 12 für den Gasdurchstrom zum Düsenkörper 1 axial verstellbar und in jeder Lage mittels der Sich- rungsmutter feststellbar.
Die Funktion der Vorrichtung ist folgende :
Es sei angenommen, dass die Anschlüsse für die Kohlensäure und für das Wasser in Ordnung sind und die Vorrichtung durch Öffnen der Ab- sperrventile des Wasserzulaufes und des Kohlen- säurezulaufes geöffnet wurden. Gas und Wasser strömen unter Druck sofort zur Imprägnierungs- düse 12, 19. In dieser wird der Wasserzustrom derart gedrosselt, dass er unter allen Umständen unter der zerstäubenden Wirkung der durch die kegelmantelförmige Düse 12 strömenden Kohlensäure aufgespalten und in feinste Wasserteilchen zerteilt aus der Düsenmündung 19 herausgerissen und in den sich konisch erweiternden Düsenraum geschleudert wird.
Die Kohlensäure und die Wasserteilchen vermengen sich hiebei auf ihrem kurzen Weg in den Mischraum 20 des Sammelstutzens derart miteinander, dass ein hochwertig mit Kohlensäure imprägniertes Gemisch entsteht, das je nach Bedarf aus dem Sammelstutzen 5 bzw. Mischraum 20 mittels des Siphonhahnes 6 zur Ausgabe gelangen kann. Bei diesem Imprägnierungsvorgang findet infolge der Expansion der Kohlensäure im konisch erweiterten Düsenraum eine Abkühlung des Leitungswassers um 2 bis 2 0 C statt. Unmittelbar nach dem Öffnen des Siphonhahnes 6 tritt zuerst eine Spur von Kohlensäure aus, wodurch eine Druckverminderung entsteht und die Injektordüse 12, 19 zu arbeiten beginnt und je nach Bedarf laufend kohlensäurehaltige Flüssigkeit mit hohem Imprägnierungswert, wie erläutert, erzeugt.
Nach dem Schliessen des Siphonhahnes 6 findet der Imprägnierungsprozess innerhalb des Sammelraumes 20 bis zur Erreichung eines Druckausgleiches statt. Dieser Vorgang ist durch Nachklingen bzw. Summen der Vorrichtung nach dem Schliessen des Siphonhahnes erkennbar.
Die beschriebene Vorrichtung kann nun auch zum Füllen von Flaschen verwendet werden. Zu diesem Zweck wird in den Ablauf 21 des Siphonhahnes 6 ein in den Fig. 2 und 3 dargestellter Anschlussnippel 22 eingeschraubt, dessen Kopf 23 ein Mundstück 24 und zwei beidseitig flach aufliegende Dichtungsringe besitzt. Der Anschlussnippel 22 ist in den Ablauf 21 des Siphonhahnes 6 dicht eingeschraubt und gestattet, wie die Fig. 6 zeigt, mit seinem Mundstück 24 den dichten Anschluss einer Flasche 25. Diese Flasche ist mit der Stirnfläche ihres Ablaufes oder ihrer Mündung an dem Kopf 23 des Nippels 22 bzw. an dessen
Dichtungsring dicht anzuhalten. Nach dem Öffnen des Siphonhahnes 6 wird die Flasche 25 mit der kohlensäurehaltigen Flüssigkeit bis zu dem im Flaschenraum eintretenden Druckausgleich zum Teil gefüllt.
Hierauf wird der Siphonhahn 6 geschlossen und die durch einen Schutzkorb geschützte Flasche 25 etwas von dem Anschlussnippel 22 bis 24 abgehoben, so dass der Überdruck entweichen und die weitere Füllung der Flasche in der gleichen Weise wieder fortgesetzt werden kann.
Für die Herstellung von Kohlensäurebädem ist die Vorrichtung, wie die Fig. 5 und 6 zeigen, mit einem grösseren, zweckmässig zweiteiligen Sammelbehälter 5 versehen, der auf einem Pult oder Tisch befestigbar ist. Der Ablauf 21 wird in diesem Falle mit einem beidseitig Gewindezapfen 24 aufweisenden Anschlussnippel 22, 23, wie die Fig. 4 zeigt, ausgestattet, so dass auch Ableitungen zu den Badebehältern mit dem Siphonhahn 6 dauernd verbunden werden können.
Dass die Vorrichtung in der in der Fig. 1 dargestellten Ausführungsform auch unmittelbar an die Wasserleitung anschliessbar ist, zeigt die Fig. 7. In diesem Falle ist die Vorrichtung durch ein T-Stück 15 an die Wasserleitung knapp vor deren Wasserhahn 26 angeschlossen. Neben der Wasserleitung kann der Kohlensäurebehälter 18 angeordnet und durch die Leitung 17 mit der Vorrichtung verbunden sein.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung zur Erzeugung von kohlensäurehältigen Flüssigkeiten, insbesondere von Getränken, bei der ein Wasser-und ein Kohlensäurezulauf an eine in eine Ableitung mündende Injektordüse angeschlossen ist, durch welche der Wasser-und der Kohlensäurestrahl miteinander vermischt werden, dadurch gekennzeichnet, dass der Wasserzulauf (16) in einen in der Injektor-
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Wasserstrahl besitzt und mit seiner äusseren Mantelfläche zusammen mit dem Injektordüseneinlaufkegel eine kegelmantelförmige Düse (12) für den Durchstrom der Kohlensäure bildet, die in der Form eines hohlen Kegels die Düse (12) unter grösserem Druck als das Wasser durchströmt und infolgedessen eine zerstäubende Saugwirkung auf den zentralen Wasserstrahl (19) unter Bildung einer hochgradig imprägnierten Flüssigkeit ausübt.