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Gerät zur Imprägnierung von Wasser mit Kohlendioxyd Zur Herstellung
von kohlendioxydhaltigem Wasser werden Druckbehälter benutzt, die zum Teil mit Wasser,
das der Wasserleitung entnommen wird, gefüllt und dann nach dem Verdrängen der Luft
unter Kohlendioxyddruck gesetzt werden. Nach Entnahme des kohlendioxydhaltigen Wassers,
das durch den im Behälter herrschenden Druck ausgetrieben wird, muß der Behälter
neu gefüllt werden. Das stößt auf Schwierigkeiten, wenn der Wasserleitungsdruck,
der normalerweise etwa 4 bis 7 atü beträgt, auf 3 oder gar 2 atü abfällt. Um eine
ausreichende Menge Kohlendioxyd im Wasser zu lösen, wird nämlich der Gasdruck im
Behälter möglichst bis zum Schluß der- Entnahme auf 5 atü gehalten. Es treten also
bereits Schwierigkeiten auf, wenn der Wasserleitungsdruck nur etwa 3 atü beträgt.
Selbst wenn man mit Rücksicht auf das Abfallen des Wasserleitungsdruckes den Druck
des Kohlendioxydgases gegen Ende der Ent-- nahme verringert, kann der Fall eintreten,
daß zur Wiederfüllung des Behälters mit Wasser zunächst der Gasdruck aufgehoben
werden muß. Dadurch treten nicht nur Verluste teuren Kohlendioxydgases auf sondern
die Entnahmemöglichkeit ist für die Zeitspanne des Drucklosmachens, Wiederfüllens
und Unterdrucksetzens unterbrochen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Herstellung
von kohlendioxydhaltigem Wasser zu schaffen, die sich bei laufender Entnahme selbsttätig
auffüllt.
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Gegenstand der Erfindung ist ein Gerät zum Imprägnieren von Wasser
mit Kohlendioxyd, das aus einem Vorsättigungsbehälter mit Entlüftungsvorrichtung
am oberen Ende, der mit Leitungen zur gemeinsamen Zufuhr von Wasser und Kohlendioxyd
über ein Vormischrohr verbunden ist, und aus einem Nachsättigungsraum mit Zufuhröffnungen
für vorgesättigtes Wasser einerseits und Kohlendioxyd andererseits sowie mit einer
Zapfleitung für nachgesättigtes Wasser besteht. Der Vorsättigungsbehälter ist in
an sich bekannter Weise mit einem Schwimmer oder einer anderen, auf den Wasserstand
ansprechenden Vorrichtung derart ausgestattet, daß diese das Ventil in der Kohlendioxydzuleitung
bei einem bestimmten niedrigen Wasserstand schließt. Je ein Rückschlagventil ist
zwischen Wasserzuleitung und Vormischrohr vor der Einmündung der Kohlendioxydzuleitung
und hinter der Zufuhröffnung für vorgesättigtes Wasser im Nachsättigungsraum angeordnet,
und die Zufuhröffnung für das Kohlendioxyd im Nachsättigungsraum verbindet diesen
mit dem Gasraum des Vorsättigungsbehälters.
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Hat der Schwimmer das Ventil in der Kohlendioxydzuleitung geschlossen,
kann der Gasdruck abfallen, bis er niedriger als der Wasserleitungsdruck
ist. Durch
das einströmende Wasser wird der Schwimmer zur Betätigung des Gasventils angehoben,
und Kohlendioxyd tritt aus diesem aus. Durch eine Verbindungsleitung zwischen dem
Stutzen für Kohlendioxyd und dem Wasserzufuhrstutzen, in dem ein Rückschlagventil
vorgesehen ist, wird dem Wasser Kohlendioxyd beigemischt. Wasser und Kohlendioxyd
durchströmen ein Glaskugeln enthaltendes Rohr, wobei sie zwangsweise innig miteinander
vermischt werden. Der Behälter enthält also schon vorimprägniertes Wasser. Bei der
Entnahme strömt nun dieses imprägnierte Wasser durch ein Steigrohr an einer Kohlendioxydzusatzdüse
vorbei in ein zweites, Glaskugeln enthaltendes Rohr, wobei die Hauptimprägnierung
erfolgt. Beim Vorbeiströmen des Wassers an dieser Zusatzdüse reißt es Kohlendioxyd
injektorartig mit, wodurch eine besonders starke Anreicherung des Wassers mit Kohlendioxyd
und eine sehr innige Vermischung zwischen beiden zwangläufig auch im zweiten, Glaskugeln
enthaltenden Rohr stattfindet.
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Die Merkmale des Erfindungsgegenstandes sind einzeln schon bei bekannten
Vorrichtungen angewendet worden. So hat man schon Mischrohre mit Glaskugeln oder
anderen Füllkörpern bestückt, um dem Wasser eine große Oberfläche zur Reaktion mit
dem zugeführten Kohlendioxyd zu geben, doch wurde dabei das Wasser in Tropfen aufgeteilt
durch die Schwerkraft einer kohlendioxydhaltigen Atmosphäre im oberen Teil eines
Sammelbehälters für das kohlendioxydhaltige Wasser zugeführt, in dem ein Schwimmer
je nach seiner Stellung das Kohlendioxydzufuhrventil öffnete oder schloß. Eine Injektorwirkung
eines aufsteigenden Wasserstromes zur Beimischung von Kohlendioxyd ist auch schon
angewendet worden, doch wurde dabei die bei der Vorsättigung ausgeschiedene Luft
zusammen mit dem gesamten bei der Vorsättigung nicht gelösten Kohlendioxyd von der
Flüssigkeit getrennt, indem um das obere Ende des Rohres, in
welchem
der Wasserstom aufstieg, ein erweiterter Behälter angeordnet wurde, aus dem durch
ein selbsttätiges Schwimmerventil das Gas-Luft-Gemisch und unten durch eine Leitung
zum Nachsättigungsraum das Kohlendioxyd enthaltende Wasser entfernt wurde.
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Ein wesentlicher Teil des Kohlendioxyds ging also ungenutzt verloren.
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Das neue Gerät zum Imprägnieren von Wasser mit Kohlendioxyd ist durch
die Kombination folgender Merkmale gekennzeichnet: Durch eine auf die Höhe des Wasserspiegels
ansprechende Einrichtung, z. B. einen Schwimmer, über die das Ventil für die Zuführung
des Kohlendioxydgases in den druckdichten Behälter geschlossen wird, sobald der
Wasserspiegel eine bestimmte Höhe unterschreitet, um ein Vormischungsrohr an dem
mit dem Kohlendioxydventil in Verbindung stehenden Wasserzuführstutzen zu schließen,
und eine Hauptmischeinrichtung, durch die das vorimprägnierte Wasser nochmals mit
Kohlendioxyd gemischt wird, die ebenfalls injektorartig angesaugt wird.
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Wesentlich für die Betriebsvorgänge in dem neuen Gerät ist somit
1. die Zwangsdurchlaufmischung in der Vorimprägnierung, 2. die Zwangdurchlaufmischung
in der Hauptimprägnierung, 3. die zusätzliche Bohrung für die Kohlendioxyd-Injektion,
4. die selbsttätige Steuerung der Kohlendioxydzufuhr durch den Schwimmer.
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Die bekannten Einrichtungen ermöglichen diese Betriebsweise nicht
und bieten daher auch nicht die mit dem neuen Gerät zu erzielenden Vorteile.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
dargestellt.
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Der zylindrische, oben halbkugelig abgeschlossene Behälter 1 hat
an seinem oberen Ende einen zur Entlüftung dienenden Hahnstutzen 2. Der ein Kugelventil
3' enthaltende Wasserzuführungsstutzen 3 im Boden 10 des Behälters ist an die Wasserleitung
35 angeschlossen. In den Stutzen 3 ist das zur Vormischung dienende Rohr 4 eingeschraubt,
in dem Glaskugeln 5 auf dem zwischen dem Rohr und dem Stutzen angeordneten Sieb
6 liegen. Am oberen Ende des Rohres 4 ist ein Sieb 8 mittels der Rohrmutter 9 verschraubt,
das ein MitreiBen der Glaskugeln 5 verhindert. Das ebenfalls in der Bodenplatte
10 des Behälters 1 angeordnete Kohlendioxydventil 11 hat eine durch den Stößel 12
zu bewegende Gummimembran 13 die bei geschlossenem Ventil auf dem Sitz 14 liegt,
um den ein Ringraum 15 ausgespart ist. Von diesem Ringraum führt eine Verbindungsleitung
16 zum
Wasserzuführstutzen 3 in den Raum hinter dem Kugelventil 3'. Die Entnahme
des kohlendioxydhaltigen Wassers erfolgt über das Rohr 17, an dessen unterem Eintritt
34' ein Kugelventil 34 angeordnet ist und das in der Nähe seines oberen Endes in
der Wand eine Bohrung 29 für den Eintritt von Kohlendioxyd enthält. Das Rohr 17
mündet in ein Mischrohr 18 mit Sieben 19 und 20, das Glaskugeln 21 enthält. Der
obere Abschluß 22 des Rohres 18 ist durch die Ouerverbindung23 mit dem oberen Abschluß
24 eines weiteren Mischrohres 25 verbunden, das zwischen den Sieben 26 und 27 Kugeln
28 enthält. Bei der Entnahme kohlendioxydhaltigen Wassers aus der Leitung 32 tritt
durch das Kugelventil 34 Wasser in das Rohr 17 ein. Gleichzeitig gelangt durch die
Bohrung 29 Kohlendioxyd in dieses Rohr, so daß in dem Rohr 18 mit den Kugeln 21
und dem Rohr 25 mit den Kugeln 28 eine weitere, intensive Mischung durch Injektorwirkung
stattfindet.