DE102005021192A1 - Carbonator mit Kohlendioxid-Rückführung - Google Patents

Abstract

Eine Vorrichtung zur Erzeugung von kohlensäurehaltiger Flüssigkeit (2), insbesondere von kohlensäurehaltigem Wasser, mit einem Behälter (4), einem Zulauf (8) zur Zufuhr von Frisch-Flüssigkeit in den Behälter (4), einem Ablauf (12) zur Entnahme der kohlensäurehaltigen Flüssigkeit (2) aus dem Behälter (4) sowie mit einer in der Flüssigkeit im Bereich des Behälterbodens vorgesehenen Kohlensäurezuführeinrichtung (14) aus einem porösen, für Kohlendioxid durchlässigen und für die Flüssigkeit im Wesentlichen undurchlässigen Werkstoff, die mit einer Kohlendioxidquelle (28) und einer mit dem Kopfbereich (6) des Behälterinnenraums strömungsmäßig verbundenen Rückführleitung (30) zur Zufuhr von Kohlendioxid in die Flüssigkeit (2) verbindbar ist, zeichnet sich dadurch aus, dass die Rückführleitung (30) ein Rückschlagventil (32) enthält und dass der Kopfbereich (6) des Behälterinnenraumes in unmittelbarer Strömungsverbindung mit der Eingangsseite des Rückschlagventils (32) und die Kohlensäurezuführeinrichtung (14) in unmittelbarer Strömungsverbindung mit der Ausgangsseite des Rückschlagventils (32) steht, derart, dass bei einer Zufuhr von Frisch-Flüssigkeit in den Behälterinnenraum Kohlendioxid aus dem Kopfbereich (6) über die Rückführleitung (30), das Rückschlagventil (32) und die Kohlensäurezuführeinrichtung (14) in die Flüssigkeit (2) eingeleitet wird.

Description

• Die Erfindung betrifft einen Carbonator mit Kohlendioxid-Rückführung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
• Vorrichtungen zur Erzeugung von kohlensäurehaltigen Flüssigkeiten, insbesondere zur Erzeugung von flüssigkeitshaltigem Wasser (Sodawasser) sind im Zusammenhang mit Getränkeautomaten bereits seit langem bekannt, und werden im Stand der Technik auch als Carbonatoren bezeichnet.
• So beschreibt die EP 1 407 809 A2 einen Carbonator mit einem Behälter, einem Zulauf zur Zufuhr von Frisch-Flüssigkeit in Form von Wasser in den Behälter, einem Ablauf zur Entnahme der kohlensäurehaltigen Flüssigkeit aus dem Behälter, sowie mit einer im Bereich des Behälterbodens vorgesehenen Kohlesäurezuführeinrichtung, die eine Filterkerze aus porösem Material mit einem inneren Hohlraum umfasst, welcher über eine Kohlendioxidquelle und ein zugeordnetes Ventil mit Kohlendioxid beaufschlagbar ist, um das Kohlendioxid durch die Filterkerze hindurch in die Flüssigkeit einzubringen und in dieser zu lösen. Der beschriebene Carbonator weist weiterhin eine im Kopfbereich des Behälterinnenraumes entspringende Rückführleitung auf, die mit dem Eingang eines Kompressors verbunden ist, dessen Ausgang wiederum über eine weitere Zuleitung strömungsmäßig mit der Filterkerze verbunden ist. Durch zeitweiliges Betätigen des Kompressors wird hierbei Kohlendioxid über die Rückführleitung aus dem Kopfbereich des Behälterinnenraumes abgesaugt und mit hohem Druck in den Innenraum der Filterkerze gepresst, von wo aus das gasförmige Kohlendioxid dann durch die Poren des feinporigen Filtermaterials zurück in die Flüssigkeit austritt.
• Abgesehen davon, dass der Einsatz eines Kompressors einen zusätzlichen Vorrichtungsaufwand darstellt und zu einem erhöhten Raumbedarf führt, erhöhten sich durch den mitunter beachtlichen Strombedarf des Kompressors ebenfalls die laufenden Betriebskosten der Vorrichtung in nachteiliger Weise.
• Dem gemäß ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Erzeugung von kohlensäurehaltiger Flüssigkeit zu schaffen, die einen reduzierten Vorrichtungsaufwand und reduzierte Betriebskosten aufweist.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst.
• Gemäß der Erfindung umfasst eine Vorrichtung zur Erzeugung von kohlensäurehaltiger Flüssigkeit, die nachfolgend auch als Carbonator bezeichnet wird, einen Behälter, der einen Zulauf zur Zufuhr von Frisch-Flüssigkeit, insbesondere von aufbereitetem und vorgefiltertem Leitungswasser, in den Behälter aufweist, und die einen Ablauf zur Entnahme der carbonisierten Flüssigkeit aus dem Behälter besitzt, der vorzugsweise am Boden des Behälters angeordnet ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst weiterhin eine im Bereich des Behälterbodens angeordnete Kohlensäure-Zuführeinrichtung aus einem porösen, für Kohlendioxid durchlässigen, für die Flüssigkeit im Behälterinnenraum jedoch nicht durchlässigen Werkstoff, insbesondere aus Polyäthylen oder aus einem porösen Keramikmaterial, die bevorzugt als Formkörper, z.B. als Filterkerze, mit einem inneren Hohlraum ausgestaltet ist, der durch eine umlaufende Wand definiert wird und dessen Innenraum mit einer Kohlendioxidquelle, insbesondere in Form einer bekannten Kohlendioxid-Druckgasflasche, über ein entsprechendes bekanntes Ventil verbindbar ist.
• Gemäß der Erfindung ist der Kopfbereich des Behälterinnenraumes mit einer Rückführleitung für das im Behälterkopfbereich entstehende gasförmig Kohlendioxid strömungsmäßig verbunden, durch welche hindurch das Kohlendioxid der Kohlensäurezufuhreinrichtung zugeführt werden kann.
• Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die Rückführleitung kompressorlos ausgestaltet ist und lediglich ein Rückschlagventil aufweist, welches insbesondere ein federbelastetes Rückschlagventil sein kann, das lediglich einen Fluss von gasförmigem Kohlendioxid aus dem Kopfbereich in Richtung der Kohlensäurezufuhreinrichtung gestattet, nicht jedoch in umgekehrter Richtung.
• Wie die Anmelderin gefunden hat, ist es hierdurch in überraschender Weise möglich, das Kohlendioxid allein durch den Zufluss von Frisch-Flüssigkeit in den Behälter und der damit verbundenen Kompression des gasförmigen Kohlendioxids im Kopfbereich über die Rückführleitung und das Rückschlagventil in die Kohlensäurezufuhreinrichtung zu fördern, in der es dann mit einem Überdruck bereitsteht, um durch die Wandung der Flüssigkeitszufuhreinrichtung hindurch in Form von feinen Flüssigkeitsperlen erneut in die Flüssigkeit zu gelangen, wenn das Flüssigkeitsniveau durch Zapfen von carbonisierter Flüssigkeit über den Ablauf abgesenkt wird. Hierbei löst sich das in Form von Perlen aufsteigende gasförmige Kohlendioxid nach dem Austritt aus den Poren der Kohlensäurezuführeinrichtung erneut in der Flüssigkeit, was zu einer intensiveren Carbonisierung und zur Vermeidung der Notwendigkeit einer Nachimprägnierung des Sodawassers durch erhöhten Kohlendioxid-Druck führt.
• Anders ausgedrückt wird die Förderung des Kohlendioxids in den Innenraum der Kohlensäurezufuhreinrichtung im Bodenbereich des Behälters dadurch bewirkt, dass der Flüssigkeitsstand im Behälter durch den Zulauf von Frisch-Flüssigkeit, die nahezu keinen oder nur einen sehr geringen Kohlendioxidanteil enthält, innerhalb des Behälters erhöht wird. Infolge der bekannten Inkompressibilität von Flüssigkeiten verringert sich hierbei das für das Kohlendioxid im Kopfbereich zur Verfügung stehende Volumen, wodurch sich dessen Druck erhöht und die Pumpwirkung des Kohlendioxids über die Rückführleitung oder Bypassleitung und das darin vorgesehene Rückschlagventil in die Kohlensäurezuführeinrichtung einsetzt.
• Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung ergibt sich neben einem verringerten Energie- und Vorrichtungsaufwand weiterhin der Vorteil, dass der Verbrauch an benötigtem Kohlendioxid gegenüber bekannten Vorrichtungen reduziert wird, ohne dass zusätzlich ein Kompressor benötigt wird.
• Zudem wird durch die erfindungsgemäße Anordnung ein im Wesentlichen konstanter Kohlendioxiddruck im Kopfbereich erhalten, wodurch die Menge an carbonisierter Flüssigkeit, die über den Ablauf vorzugsweise im Bereich des Bodens des Behälters abgeführt wird, ebenfalls in vorteilhafter Weise im Wesentlichen konstant ist, so dass bei einer Vermischung der carbonisierten Flüssigkeit – insbesondere im Falle von Sodawasser mit Sirup oder anderen Zusätzen – das Mischungsverhältnis ohne zusätzliche aufwendige Regelungseinrichtungen ebenfalls konstant gehalten werden kann, was die Qualität der mit der carbonisierten Flüssigkeit hergestellten Getränke in vorteilhafter Weise auf einem stets konstanten hohen Niveau hält.
• Ein weiterer Vorteil beim Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, dass bei Carbonatoren, die aus Platzgründen lediglich eine geringe Bauhöhe aufweisen, ebenfalls eine sehr gute Carbonisierung der Flüssigkeit erhalten wird, obgleich der Weg, den die Kohlensäure von der Kohlensäure-Zuführeinrichtung durch die Flüssigkeit hindurch bis zum Kopfbereich durchläuft, vergleichsweise kurz ist, so dass nicht alles Kohlendioxid vollständig gelöst wird.
• Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Kohlensäurezuführeinrichtung einen Formkörper, insbesondere in Form einer Filterkerze mit einem inneren Hohlraum auf, der durch eine umlaufende Wand definiert wird, und der in unmittelbarer Strömungsverbindung mit dem Auslass des Rückschlagventils steht, insbesondere während der Zeit, wenn Frisch-Flüssigkeit in den Behälter zugeführt wird.
• Der Formkörper besteht bevorzugt aus Polyethylen oder Keramik, und weist insbesondere bei Polyethylen eine Porengröße im Bereich zwischen 50 μm und 70 μm, bevorzugt μm auf.
• Wie die Anmelderin gefunden hat, wird durch den Einsatz von Polyethylen als Filtermaterial in Kombination mit der zuvor genannten Porengröße von insbesondere 60 μm eine Größe der Kohlendioxid-Perlen erhalten, die zu einer optimalen Lösung des Kohlendioxids in Wasser führt, ohne dass eine Entgasung des Wassers erfolgt. Das Kohlendioxid, das während des Aufsteigens nicht in der Flüssigkeit gelöst wird, sammelt sich nach dem Austritt aus dieser anschließend wieder im Kopfbereich oder Kopfraum des Behälterinnenraumes, wo es für eine erneute Rückführung zur Verfügung steht, wenn nach der Entnahme von kohlensäurehaltiger Flüssigkeit durch den Ablauf, der bevorzugt im Bodenbereich des Behälters angeordnet ist, über den Zulauf erneut Frisch-Flüssigkeit zugeführt wird, und das Flüssigkeitsniveau ansteigt.
• Durch die Entnahme der carbonisierten Flüssigkeit im Bereich des Behälterbodens ergibt sich dabei der Vorteil, dass die Flüssigkeit stets am tiefsten Punkt des Behälters entnommen wird, wodurch sich am Boden des Behälters kein Sumpf bildet, der die Vermehrung von Keimen begünstigt.
• Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung besitzt die Wand des Formkörpers, welche den Innenraum des Formkörpers von der Flüssigkeit trennt, eine Wandstärke im Bereich zwischen 5 und 8 mm, insbesondere 6 mm, wodurch beim Einsatz von Polyethylen als Werkstoff in Kombination mit einer Porengroße im Bereich von 60 μm zum einen ein Eintritt von Flüssigkeit durch die Wand hindurch in den inneren Hohlraum des Formkörpers zuverlässig verhindert wird, zum anderen jedoch ein akzeptabler Strömungswiderstand für den Durchtritt des Kohlendioxids durch die Wand hindurch in die Flüssigkeit erhalten wird, der zu einer effektiven Nachcarbonisiereung führt.
• Nach einem weiteren, der Erfindung zugrundeliegenden Gedanken sind im Behälterinnenraum ein erster und vorzugsweise auch ein zweiter Füllstandssensor, insbesondere in Form von Elektroden angeordnet, die in vorteilhafter Weise den minimalen oder unteren Füllstand und den maximalen oder oberen Füllstand der Flüssigkeit im Behälter erfassen, und deren Signale zur Steuerung der über den Zulauf zugeführten Flüssigkeitsmenge herangezogen werden, was beispielsweise über eine im Stand der Technik bekannte Steuerungseinrichtung und ein elektrisch betätigbares Magnetventil oder sonstiges Ventil im Zulauf erfolgen kann.
• Hierbei wird die Frisch-Flüssigkeit dem Behälterinnenraum bevorzugt über einen Zulauf in Form eines einfachen Röhrchens oder dergleichen zugeführt, wobei der Druck der zugeführten Frisch-Flüssigkeit bei dieser Ausführungsform der Erfindung bevorzugt im Bereich von 2,5 bis 10%, insbesondere 5% über dem Druck des Kohlendioxids im Kopfbereich liegt, der beim Einsatz eines Formkörpers aus Polyethylen und der genannten Porengröße sowie Wanddicke bevorzugt eine Größe im Bereich von 4 bar aufweist, so dass die Flüssigkeit mit einem Überdruck von 4,2 bar zugeführt wird.
• In gleicher Weise ist es jedoch ebenfalls möglich, einen höheren Überdruck. für die Frisch-Flüssigkeit zu wählen, der insbesondere bei Wasser im Bereich von 0,5 bis 1 bar über dem Druck des Kohlendioxids im Behälter liegen kann.
• Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann es jedoch ebenso vorgesehen sein, dass der Zulauf eine Flüssigkeits-Einspritzeinrichtung umfasst, über die die Frisch-Flüssigkeit mit einem erhöhten Druck von beispielsweise 11 bar in Tropfenform in das gasförmige Kohlendioxid im Kopfbereich eingesprüht wird, wodurch sich das Kohlendioxid schon beim Einspritzen in den Tröpfchen löst, und somit eine effizientere Carbonisierung erhalten wird, die in Kombination mit der erfindungsgemäßen kompressorlosen Rückführung des gasförmigen Kohlendioxids über die Rückführleitung und das Rückschlagventil zu einer zusätzlichen Steigerung der Effizienz der erfindungsgemäßen Vorrichtung und zu einer Reduzierung des CO₂-Bedarfs sowie auch des Energiebedarfs beim Betrieb desselben führt.
• Auch hierbei wird die Steuerung der Flüssigkeits-Einspritzeinrichtung in Abhängigkeit von den Signalen der beiden Füllstandssensoren vorgenommen, die bevorzugt am Deckel des Behälters aufgenommen sind, der den Behälter auf der Oberseite im Kopfbereich druckdicht verschließt.
• Obgleich bevorzugt zwei Füllstandssensoren zum Einsatz gelangen, ist es jedoch ebenfalls denkbar, lediglich einen solchen Sensor für den minimalen Flüssigkeitsstand zu verwenden, und bei Erreichen des minimalen Wasserstandes in Abhängigkeit von dem zugehörigen Sensorsignal stets eine vorgegebene vordefinierte Menge an Frisch-Flüssigkeit über den Zulauf zuzuführen, beispielsweise 1 – 2 Liter.
• Die Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die Zeichnung anhand eines Beispiels beschrieben.
• In der Zeichnung zeigt:
• 1 eine schematische seitliche Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit den wichtigsten Komponenten.
• Wie in 1 gezeigt ist, umfasst eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zur Erzeugung von kohlensäurehaltiger oder carbonisierter Flüssigkeit 2, insbesondere von carbonisiertem Wasser, einen Behälter 4, der im Wesentlichen druckdicht verschlossen ist und im Kopfbereich 6 einen Zulauf 8 für Frisch-Flüssigkeit, insbesondere für Leitungswasser, und im Bereich des Behälterbodens 10 einen Ablauf 12 für die erzeugte kohlensäurehaltige Flüssigkeit 2 aufweist.
• Wie der Darstellung von 1 weiterhin entnommen werden kann, ist im Bereich des Behälterbodens 10 eine Kohlensäure-Zuführeinrichtung 14 angeordnet, die bei der gezeigten Ausführungsform einen Formkörper 16 aus Keramikwerkstoff oder aus Polyethylen aufweist, der einen inneren Hohlraum 18 besitzt, welcher durch eine umlaufende Wand 20 flüssigkeitsdicht abgegrenzt wird, die beispielsweise eine Wandstärke im Bereich von 6 mm besitzen kann.
• Der innere Hohlraum 18 ist über eine Zuleitung 22 und über ein vorzugsweise federbelastetes Rückschlagventil sowie ein vorzugsweise elektrisch betätigbares Absperrventil 26 mit einer Kohlendioxidquelle 28 verbunden, welche über eine nicht näher gezeigte bekannte elektronische Steuerungseinrichtung den inneren Hohlraum der Kohlensäure-Zuführeinrichtung 14 mit gasförmigem Kohlendioxid beaufschlagt, welches durch die Wand 20 des Formkörpers 16 hindurch in Form von Kohlensäureblasen in die Flüssigkeit 2 eintritt, in der sich das Kohlendioxid unter Bildung von Kohlensäure löst.
• Wie der 1 weiterhin entnommen werden kann, ist innerhalb des Behälters 4 eine Rückführleitung 30 angeordnet, die eine unmittelbare strömungsmäßige Verbindung zwischen dem mit gasförmigem Kohlendioxid beaufschlagten Kopfbereich 6 des Behälters 4 und dem inneren Hohlraum 18 des Formkörpers 16 herstellt, wobei bei der Ausführungsform von 1 die Rückführleitung 30 integral mit dem Behälter 4 gebildet ist, jedoch gemäß einer anderen Ausführungsform auch extern außerhalb des Behälters 4 geführt sein kann.
• In der Rückführleitung 30 ist ein bekanntes Rückschlagventil 32, insbesondere ein federbelastetes Rückschlagventil, aufgenommen, welches lediglich eine Strömung des gasförmigen Kohlendioxids aus dem Kopfbereich 6 in den inneren Hohlraum 18 des Formkörpers 16, oder im Falle einer nicht dargestellten massiven Kohlensäure-Zuführeinrichtung 14 aus porösem Vollmaterial, in den Bodenbereich derselben hinein gestattet
• Zur Herstellung der kompressorlosen unmittelbaren strömungsmäßigen Verbindung zwischen der Kohlensäure-Zuführeinrichtung 14 und dem Kopfbereich 6 des Behälterinnenraumes ist die Rückführleitung 30 in vorteilhafter Weise an die Zuleitung 22 der Kohlendioxidquelle 28 angeschlossen, was insbesondere über eine gezeigte T-frömige Leitungsverbindung erfolgen kann.
• Innerhalb des Innenraumes des Behälters 4 sind gemäß der Darstellung von 1 weiterhin eine erster Füllstandssensor 34, insbesondere in Form einer oder zweier Elektroden, sowie ein bekannter zweiter Füllstandssensor 36 angeordnet, wobei der erste Füllstandssensor 34 das untere Füllstandsniveau und der zweite Füllstandssensor 36 das obere Füllstandsniveau erfasst, und in Abhängigkeit von den Signalen der Sensoren 34 und/oder 36 die Zuleitung von Frisch-Flüssigkeit, bzw. die Einleitung von Kohlendioxid über eine nicht dargestellte elektronische Steuerungseinrichtung gesteuert oder geregelt wird. Hierbei beginnt eine die Frisch-Flüssigkeit fördernde Pumpe bevorzugt dann an die Frisch-Flüssigkeit zum Zulauf 8 zu fördern, sobald das untere Füllstandsniveau während eines Zapfvorgangs unterschritten wird.
• Hierzu wird bei einer Entnahme von kohlensäurehaltiger Flüssigkeit 2 über den im Bereich des Behälterbodens 10 angeordneten Ablauf 12 mit Hilfe eines bekannten, vorzugsweise elektrisch betätigten Ventils oder sonstigen Absperrorgans 37 aufgrund des zugehörigen Signals des ersten Füllstandssensors 34 über die elektronische Steuerungseinrichtung Frisch-Flüssigkeit über den Zulauf 8 in den Behälterinnenraum eingebracht. Diese führt dazu, dass der Flüssigkeitsstand im Behälter 4 von dem minimalen Füllstandsniveau aus in Richtung des durch den zweiten Füllstandssensor 36 erfassten oberen Flüssigkeitsniveaus erhöht wird. Aufgrund des sich hierdurch im Kopfbereich 6 vermindernden Volumens für das gasförmige Kohlendioxid erhöht sich der Gasdruck im Kopfbereich 6, wodurch das gasförmige Kohlendioxid infolge des entstehenden Überdrucks aus dem Kopfbereich 6 durch den oberen Abschnitt der Rückführleitung 30 zum Eingang des Rückschlagventils 32, durch das Rückschlagventil 32 hindurch und von dessen Ausgang aus auf unmittelbarem Wege in den inneren Hohlraum 18 des Formkörpers 16 gepresst wird.
• Das gasförmige Kohlendioxid, welches beispielsweise vor der Zufuhr der Frisch-Flüssigkeit über das elektrisch betätigbare Absperrventil 26 von der Kohlendioxidquelle 28 mit Überdruck in den inneren Hohlraum 18 des Formkörpers 16 eingeleitet werden kann, und welches aufgrund des Rückschlagventils 32 nicht über die Rückführleitung 30 auf direktem Wege in den Kopfbereich 6 des Behälters 4 einströmen kann, diffundiert durch die aus porösem Werkstoff bestehende Wand 20 des Formkörpers 16 hindurch in die wässrige Flüssigkeit 2 hinein, in der es sich unter Bildung von Kohlensäure erneut löst. Hierbei dient der innere Hohlraum 18 in Zusammenwirkung mit dem Rückschlagventil 32 als Druckspeicher oder Druckpuffer für das über die Rückführleitung 30 beim Erhöhen des Flüssigkeitsstandes durch das Rückschlagventil 32 hindurch gepresste Kohlendioxid, der dafür sorgt, dass dieses mit geringerem Druck über eine längere Zeitdauer hinweg in die Flüssigkeit hinein diffundieren kann.
• Die Zufuhr der Frisch-Flüssigkeit kann hierbei beispielsweise über die in 1 gezeigte Flüssigkeits-Einspritzeinrichtung 38, die die Frisch-Flüssigkeit beispielsweise mit einem Überdruck von ca. 11 bar in Tropfenform in den Kopfbereich 6 einspritzt, oder aber über eine nicht dargestellte einfache Flüssigkeits-Zuführleitung, die in den Kopfbereich 6 mündet, erfolgen. Um ein Eindringen von gasförmigem Kohlendioxyd in den Zulauf 8 für die Frisch-Flüssigkeit zu verhindern, ist vorzugsweise bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen in die Zufuhrleitung für die Frisch-Flüssigkeit ein weiteres federbelastetes Rückschlagventil 40 eingesetzt, welchem zur Steuerung der zugeführten Menge an Frisch-Flüssigkeit ein durch die nicht dargestellte elektronische Steuerungseinrichtung betätigtes Magnetventil 42 strömungsmäßig vorgeschaltet sein kann.
• Beim Einsatz eines herkömmlichen Zulaufs, bei dem die Frisch-Flüssigkeit lediglich über ein Zulaufröhrchen in den Kopfbereich 6 oder in die Flüssigkeit 2 eingebracht wird, beträgt der Kohlendioxyddruck im Kopfbereich etwa 4 bar, wobei die Kohlendioxidquelle 28 vorzugsweise ständig in Strömungsverbindung mit dem Innenraum des Behälters 4 steht, und die Flüssigkeit mit einem Überdruck von mindestens 0,2 bar über den Zulauf 8 zugeführt wird. Der Abstand der ersten und zweiten Füllstandssensoren 34 und 36 liegt hierbei bevorzugt bei 5% bis 7,5% der Höhe des Flüssigkeitsstandes im Behälterinnenraum, wodurch – wie die Anmelderin gefunden hat – in Kombination mit einem Formkörper 16 aus Polyethylen mit einer Wandstärke im Bereich von 5 bis 8 mm und einer Porengröße im Bereich von 50 bis 70μm eine sehr effiziente Rückgewinnung des im Kopfbereich 6 befindlichen gasförmigen Kohlendioxyds allein durch das Ansteigen des Flüssigkeitsspiegels im Behälterinnenraum aufgrund der Zufuhr von Frisch-Flüssigkeit erhalten werden kann. Die Flüssigkeitsmenge zwischen den beiden Niveaus, die durch den oberen und unteren Füllstandssensor 34, 36 definiert werden, entspricht bevorzugt ca. der Füllmenge eines Bechers, wobei die Zufuhr von Frisch-Flüssigkeit über den Zulauf 8 durch Betätigen einer zugehörigen Pumpe und/oder dem Öffnen des Magnetventils 42 erfolgt, sobald das Flüssigkeitsniveau die Höhe des Füllstandes im Bereich des unteren ersten Füllstandssensors 34 unterschreitet. Das bei Zapfen größer werdende Gasvolumen im Kopfbereich wird hierbei durch das aus der Kohlendioxidquelle 28 mit vorzugsweise konstantem Druck nachströmende Kohlendioxid aufgefüllt, welches beim Ansteigen des Flüssigkeitsstandes nach der Beendigung eines Zapfvorgangs in erfindungsgemäßer Weise über die Rückführleitung 30 wieder in den inneren Hohlraum 18 gepresst wird, wie dies zuvor bereits beschrieben wurde.

1

Erfindungsgemäße Vorrichtung

2

kohlensäurehaltige Flüssigkeit

4

Behälter

6

Kopfbereich

8

Zulauf für Frisch-Flüssigkeit

10

Boden des Behälters

12

Ablauf

14

Kohlensäure-Zuführeinrichtung

16

Formkörper

18

innerer Hohlraum

20

Wand

22

Zuleitung

24

federbelastetes Rückschlagventil

26

elektrisch betätigbares Absperrventil

28

Kohlendioxydquelle

30

Rückführleitung

32

Rückschlagventil

34

erster Füllstandsensor

36

zweiter Füllstandsensor

37

elektrisch betätigbares Absperrventil im Ablauf

38

Flüssigkeits-Einspritzeinrichtung

40

weiteres Rückschlagventil im Zulauf

42

Magnetventil

Claims (14)

1. Vorrichtung (1) zur Erzeugung von kohlensäurehaltiger Flüssigkeit (2), insbesondere von kohlensäurehaltigem Wasser, mit einem Behälter (4), einem Zulauf (8) zur Zufuhr von Frisch-Flüssigkeit in den Behälter (4), einem Ablauf (12) zur Entnahme der kohlensäurehaltigen Flüssigkeit (2) aus dem Behälter (4), sowie mit einer in der Flüssigkeit (2) im Bereich des Behälterbodens (10) vorgesehenen Kohlensäurezuführeinrichtung (14) aus einem porösen, für Kohlendioxid durchlässigen und für die Flüssigkeit im Wesentlichen undurchlässigen Werkstoff, die mit einer Kohlendioxidquelle (28) und einer mit dem Kopfbereich (6) des Behälterinnenraums strömungsmäßig verbunden Rückführleitung (30) zur Zufuhr von Kohlendioxid in die Flüssigkeit (2) verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückführleitung (30) ein Rückschlagventil (32) enthält, und dass der Kopfbereich (6) des Behälterinnenraumes in unmittelbarer Strömungsverbindung mit der Eingangsseite des Rückschlagventils (32) und die Kohlensäurezuführeinrichtung (14) in unmittelbarer Strömungsverbindung mit der Ausgangsseite des Rückschlagventils (32) steht, derart, dass durch die Zufuhr von Frisch-Flüssigkeit in den Behälterinnenraum Kohlendioxid aus dem Kopfbereich (6) über die Rückführleitung (30), das Rückschlagventil (32) und die Kohlensäurezuführeinrichtung (14) in die Flüssigkeit (2) eingeleitet wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kohlensäurezuführeinrichtung (14) einen Formkörper (16) mit einem inneren Hohlraum (18) aufweist, der der durch eine umlaufende Wand (20) definiert wird, und der in unmittelbarer Strömungsverbindung mit der Rückführleitung (30) steht.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Formkörper (16) aus Polyethylen oder Keramik besteht und eine Porengröße im Bereich zwischen 50μ und 70μ, insbesondere 60μ, aufweist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Wand (20) des Formkörpers (16) eine Wandstärke im Bereich zwischen 5 und 8 mm, insbesondere 6 mm, besitzt.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zulauf (8) eine Flüssigkeitseinspritzeinrichtung (38) umfasst, über die Frisch-Flüssigkeit in den Kopfbereich (6) einspritzbar ist.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Behälterinnenraum ein erster Füllstandsensor (34) zum Erfassen eines ersten, insbesondere minimalen Flüssigkeitsstandes vorgesehen ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass im Behälterinnenraum ein zweiter Füllstandssensor (36) zum Erfassen eines zweiten, insbesondere oberen Flüssigkeitsstandes vorgesehen ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 5 und Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das die Flüssigkeitseinspritzeinrichtung (38) in Abhängigkeit von den Signalen des ersten und/oder zweiten Füllstandssensors (34, 36) betätigbar ist.
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen dem ersten und dem zweiten Füllstandssensor (34, 36) im Bereich von 5 % bis 7,5 % der Höhe des Flüssigkeitsstandes im Innenraum des Behälters (4) liegt.
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zulauf (8) ein elektrisch betätigbares Magnetventil (42) umfasst, dem in Strömungsrichtung der Frisch-Flüssigkeit ein weiteres Rückschlagventil (40) nachgeschaltet ist.
11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ablauf (12) zur Entnahme der kohlensäurehaltigen Flüssigkeit (2) am Boden (10) des Behälters (4) angeordnet ist.
12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kohlendioxidquelle (28) über ein Rückschlagventil (24) mit der Kohlensäurezuführeinrichtung (14) verbunden ist.
13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Frisch-Flüssigkeit über den Zulauf (8) mit einem Druck zugeführt wird, der im Bereich von 2,5 bis 10 %, insbesondere 5 %, über dem Druck des Kohlendioxyds im Kopfbereich (6) liegt.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck des Kohlendioxyds im Kopfbereich (6) im Bereich von 4 bar liegt, und dass die Frisch-Flüssigkeit über den Zulauf (8) mit einem Überdruck von mindestens 0,2 bar zugeführt wird.