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Das Hauptpatent 1256 522 befaßt sich mit dem Problem, die Qualität
eines frisch aufgebrühten Kaffees über einen langen Zeitraum aufrechtzuerhalten.
Das Hauptpatent betrifft ein Verfahren zur Speicherung und Abgabe eines Kaffeegetränkes
aus einem vorher hergestellten Vorrat eines hochkarbonisierten Kaffeeaufgusses,
wobei der karbonisierte Kaffeeaufguß mit unter Druck stehendem Kohlendioxydgas gespeichert
wird, welches unter einem die Karbonisierung aufrechterhaltenden Druck zugeführt
wird, wobei ein Teil des gespeicherten, karbonisierten Kaffeeaufgusses der für einen
unmittelbaren Verbrauch bereitgestellt werden soll, ehe er abgegeben wird, aus dem
Vorrat abgezogen wird und dabei im wesentlichen vollständig entkarbonisiert wird.
Gemäß dem Hauptpatent weist eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens einen
Speichertank zum Speichern des Vorrates des karbonisierten Aufgusses auf_, der mit
einer Quelle für ein unter Druck stehendes Kohlendioxydgas verbunden ist, und ferner
eine Dekarbonisierungseinrichtung, die eine Heizvorrichtung aufweist, um den besagten
Teil zu erhitzen, wobei diese Heizvorrichtung über eine Leitung mit dem Speichertank
verbunden ist und in einem Abstand von diesem Speichertank angeordnet ist, der irgendeinen
Wärmeaustausch zwischen diesen Teilen ausschaltet, wobei mit der Dekarbonisierungseinrichtung
ein Abgabegerät verbunden ist.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Abgabestation
einer derartigen Einrichtung einfacher und wirksamer zu gestalten.
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Erfindungsgemäß ist in der Kammer des Dekarbonisierungsbehälters eine
Sprühdüse angeordnet und ferner eine Vorwärmspule, die in das Getränk in der Kammer
eingetaucht ist und die mit der Sprühdüse verbunden ist und außerdem mit dem Vorratstank
in Verbindung steht.
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Auf diese Weise wird das in die Dekarbonisierungskammer eingeführte
Getränk einmal vorerwärmt, und damit wird bereits eine Vordekarbonisierung eingeleitet
bzw. die Dekarbonisierung erleichtert, und dann findet bei der Versprühung eine
mechanische Agitation statt, die weiterhin die Dekarbonisierung in vorteilhafter
Weise beschleunigt und vervollständigt.
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Mit besonderem Vorteil kann der Dekarbonisierungsbehälter einen abnehmbaren
Deckel aufweisen, der eine obere Öffnung verschließt, und dieser Dekkel kann die
Düsen und die Vorerwärmungsspule tragen. Hierfür wird ein besonders günstiger Aufbau
geschaffen, und mit der Abnahme des Deckels werden Sprühdüse und Vorwärmspule für
eine einfache hygienische Säuberung zugänglich.
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Um den Getränkespiegel innerhalb der Kammer in einfacher Weise steuern
zu können, kann mit Vorteil ein elektrisches Solenoidventil zwischen dem Vorratstank
und der Vorwärmspule eingeschaltet sein, und es kann eine Niveauregelung 28 vorgesehen
sein, um den Spiegel im Behälter über das Solenoidventil zu steuern.
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Mit besonderem Vorteil kann die der Kammer zugeführte Wärme dadurch
geregelt werden, daß eine das Getränk führende Fühlspule außerhalb der Kammer zwischen
dem Vorratstank und der Vorwärmschlange angeordnet ist und daß eine Temperaturregelvorrichtung
vorgesehen ist, die einen Fühler aufweist, der sowohl auf die Temperatur der Fühlspule
anspricht als auch derart angeordnet ist, daß dieser auf die Temperatur im Behälter
anspricht. Um einen besonders günstigen kompakten Aufbau der gesamten Anlage zu
erhalten, können mit Vorteil die Fühlschlange und der Fühler in einem thermisch
leitenden Block angeordnet sein, der an der Außenseite des Behälters wärmeleitend
an diesem befestigt ist. Dabei können der Block und der Behälter mit Vorteil von
einem Isolationsmaterial umgeben sein, welches von einem rohrförmigen Gehäuse eingeschlossen
ist.
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Die Erfindung soll an Hand der Figuren der Zeichnung erläutert werden.
Es zeigt F i g. 1 eine schematische Darstellung einer Abgabevorrichtung für ein
Kaffeegetränk, F i g. 2 eine Schnittansicht einer Kaffeegetränkabgabevorrichtung,
F i g. 3 eine Detailansicht eines Abschnittes der in F i g. 2 gezeigten Vorrichtung
in vergrößertem Maßstab, F i g. 4 den in F i g. 3 gezeigten Abschnitt in Seitenansicht
und F i g. 5 einen Querschnitt längs der Linie V-V von Fig.4.
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Die Vorrichtung 10 weist einen Speichertank 11 auf, welcher mit einem
karbonisierten Kaffeegetränk gefüllt ist. Das Kaffeegetränk steht dabei unter einem
konstanten Druck eines von einem Gasdruckbehälter 12 gelieferten Kohlendioxydgases,
und dieser Druck wird durch ein Druckreduzierventil13 eingestellt. Das Kohlendioxydgas
im Speichertank 11 dient nicht nur als Treibmittel, sondern auch dazu, das im Behälter
vorhandene karbonisierte Kaffeegetränk haltbar zu machen.
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Soll das karbonisierte Kaffeegetränk für den Verbrauch vorbereitet
werden, so wird es über eine von einem elektromagnetischen Ventil 15 gesteuerte
Leitung 14 geführt. Das karbonisierte Kaffeegetränk kann durch eine U-förmige
Fühlschlange 16 strömen und gelangt dann durch eine Leitung 17 in eine heizbare
Dekarbonisierungseinrichtung 18. Nach dem Einlauf in die Dekarbonisierungseinrichtung
18 strömt das Getränk durch eine Vorwärmschlange 19, welche mit ihrem einen Ende
an die Leitung 17 und mit ihrem anderen an eine Sprühdose 20 angeschlossen
ist, die in der Oberseite einer Kammer 21 liegt.
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Der Druck im Speichertank 11 ist vorzugsweise der Karbonisierdruck,
der beim Behandeln des frisch gebrauten Kaffeegetränks angewendet wird. Dieser Druck
verringert sich längs des Durchflußwegs des Kaffeegetränks, und die Kammer 21 steht
daher unter einem Druck, welcher etwas geringer ist als derjenige des Speichertanks
11. Dieser Druck liegt aber dennoch etwas über dem atmosphärischen Druck. Zur Aufrechterhaltung
dieses Drucks ist ein überdruckventil 22 vorgesehen, dessen Öffnungsdruck im Bereich
zwischen 0,035 und 0,35 kg/cm2 (1/Q und 5 psi) liegt.
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Die Dekarbonisiereinrichtung 18 weist eine elektrische Heizung 23
auf, die an der unteren Wand der Dekarbonisiereinrichtung 18 befestigt ist. Die
Heizung 23 steht in direkter Berührung mit dem in der Dekarbonisiereinrichtung 18
befindlichen Kaffeegetränk. Die Vorwärmschlange 19 taucht in das Kaffeegetränk ein
und steht auf diese Weise mit diesem in direktem Kontakt.
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Verringert sich der das karbonisierte Kaffeegetränk beaufschlagende
Druck, wie es am Ventil 15
und an der Sprühdüse 20 der Fall ist, so wird das
karbonisierte
Getränk instabil, und das darin aufgelöste Kohlendioxydgas
bildet Blasen, welche sich von der in der Kammer 21 enthaltenen Flüssigkeit
absondern und durch das überdruckventil22 ins Freie abgelassen werden.
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Die Temperatur des durch die Vorwärmschlange 19 fließenden Kaffeegetränks
wird nicht nur erhöht, damit dessen Temperatur sich an die des Getränks in der Kammer
21 angleicht, sondern außerdem noch deshalb, damit das gelöste Kohlendioxyd in höherem
Maße instabil wird. Die Sprühdüse 20 erzielt nicht nur eine Druckverringerung, sondern
sorgt außerdem dafür, daß das karbonisierte Kaffeegetränk mechanisch beaufschlagt
wird, was weiter dazu beiträgt, daß das im Kaffeegetränk gelöste Kohlendioxydgas
instabil wird.
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Das dekarbonisierte Kaffeegetränk sinkt infolge seiner größeren Dichte
auf den Boden der Kammer 21 ab, und dessen Temperatur wird durch die elektrische
Heizung 23 aufrechterhalten, wobei die Temperatur so eingestellt ist, wie es für
das Ausschenken des dekarbonisierten Kaffees erwünscht ist.
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Der geringe Druck des Kohlendioxydgases, welches über dem flüssigen
Kaffeegetränk in der Kammer 21
durch das überdruckventi122 zurückgehalten
wird, dient dazu, den dekarbonisierten Kaffee vorübergehend, beispielsweise für
2 Tage, zu konservieren und bildet außerdem ein Treibmittel. Zum Abziehen des fertigen
Kaffeegetränks ist ein Tauchrohr 24 vorgesehen, das bis in die Nähe des Bodens
der Kammer 21 reicht und das mit einem von Hand betätigten Abgabehahn verbunden
ist.
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Die Dekarbonisiereinrichtung 18 weist eine thermische Isolation
26 auf, welche mindestens die Seiten der Kammer 21 umschließt.
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Um zu verhindern, daß sich in der Kammer 21 ein zu hoher Druck aufbaut,
ist ein zweites, normalerweise geschlossenes überdruckventil27 vorgesehen, welches
auf einen Öffnungsdruck von etwa 0,7 kg/cm' eingestellt ist.
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Es soll mindestens ein unterer Spiegel des dekarbonisierten Kaffees
in der Kammer 21 aufrechterhalten und kein weiteres Kaffeegetränk in die Kammer
eingelassen werden, wenn ein vorher festgelegter oberer Spiegel erreicht ist. Hierzu
ist eine Niveauregelung 28 vorgesehen, die schematisch dargestellt ist. Die
Niveauregelung 28 spricht auf den Spiegel des dekarbonisierten Kaffees in der Kammer
21 an und bewirkt die Einhaltung der oberen und unteren Grenze des Spiegels in der
Kammer, indem sie das elektromagnetisch betriebene Ventil 15 steuert. Derartige
Niveauregelungen sind bekannt. Die Niveauregelung 28 weist eine Elektrode 29 auf,
welche isoliert gelagert und an einen Anschlußkasten 30 angeschlossen ist, der mit
der Niveauregelung 28 verbunden ist. Der untere Spiegel in der Kammer
21 wird durch eine zweite, mit der Niveauregelung 28 verbundene Elektrode
gesteuert. Im Ausführungsbeispiel ist diese Elektrode das Tauchrohr 24. Es ist eine
einstellbare Heizungsregelung 31 vorgesehen. Die Heizungsregelung 31 weist einen
Fühler 32 auf, auf den Wärme von der Kammer 21 übertragen wird und außerdem in Wärmeaustausch
mit der Fühlerschlange 16 steht. Im Betrieb wird der Fühler 32 periodisch Wärme
anfordern, die der Kammer 21 dann zugeführt wird, wenn die Heizungsregelung 31 die
elektrische Heizung 23 einschaltet. Wenn die Niveauregelung 68 das Ventil 15 öffnet,
fließt Kaffeegetränk mit niedrigerer Temperatur unmittelbar durch die Fühlerschlange
16, wodurch die Temperatur des Fühlers 32 erniedrigt wird, was die Einschaltung
der elektrischen Heizung 23 bewirkt. Das Getränk, das zuerst den Fühler 32 kühlt,
wird dann der Vorwärmschlange 19 zugeführt, durch die Düse 20 ausgesprüht
und mit dem vorher schon eingeführten Getränk vermischt. Jedoch wird, weil das zulaufende
Getränk eine geringere Temperatur aufweist, die Heizung 23 eingeschaltet.
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In F i g. 2 ist ein Ausführungsbeispiel der heizbaren Dekarbonisiereinrichtung
18 gezeigt, die in F i g. 1 schematisch dargestellt ist. Es wurden die gleichen
Bezugszeichen für gleiche Teile verwendet.
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Die Fühlerschlange 16 ist zusammen mit dem Fühler 32 in einem wärmeleitenden
Block 33 eingebettet, der vorzugsweise aus Aluminium besteht. Der Block 33 steht
in Wärmeaustausch mit einem oben offenen, heizbaren Behälter 34, der die
Kammer 21
bildet, und der in einem Gehäuse 35 sitzt, das einen achteckigen
Querschnitt hat. Der Behälter 34 ist an seiner oberen Seite mit einem abnehmbaren
Deckel 36 verschlossen, welcher mittels eines Dichtungsrings 37 abgedichtet ist
und der an mehreren Stellen lösbar befestigt ist.
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Der Deckel 36 trägt das eine Ende der Vorwärmschlange 19 und
außerdem die Sprühdüse 20, welche das andere Ende der Vorwärmschlange 19
trägt. Der Deckel 36 trägt außerdem die Überdruckventile 22 und 27, welche in F
i g. 2 nicht dargestellt sind, und den elektrischen Anschlußkasten 30. Ebenso ist
auch das Tauchrohr 24 am Deckel 36 radial im Abstand zur Sprühdüse 20 isoliert
befestigt und befindet sich, in F i g. 2 gesehen, direkt hinter der Sprühdüse.
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Die elektrische Heizung 23 ist abgedichtet an der unteren Wand
des Behälters 34 befestigt. Sollen beispielsweise sieben oder acht Tassen
Kaffee je Minute ausgeschenkt werden, so kann eine Heizvorrichtung mit einer Leistung
von 5000 Watt verwendet werden.
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Die Dekarbonisiereinrichtung 18 kann zusammen mit den Regelvorrichtungen
28 und 31 und dem elektromagnetisch betätigten Ventil 15 in einer Verkleidung
39 eingeschlossen sein, welche in strichpunktierten Linien gezeigt ist.
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In F i g. 3 ist der thermisch leitende Block 33 vergrößert dargestellt.
Wie F i g. 3 bis 5 zeigen, ist der Block 33 am Behälter 34 mittels
zweier angeschweißter Schrauben 40 befestigt und steht über entsprechende
Teile mit dem Behälter in Wärmeaustausch. Die Fühlerschlange 16 ist im Block
eingebettet und besteht vorzugsweise aus rostfreiem Stahl. Außerdem hat der Block
33 eine Mulde 41, in der das thermische Fühlerelement 32 (F i g. 1) liegt.
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Im Betrieb wird ein im wesentlichen konstanter Druck von Kohlendioxydgas
im Vorratstank 11 eingestellt. Nur ein Teil des Vorrats wird in die Kammer 21 abgegeben,
in der ein geringerer Druck und eine höhere Temperatur herrscht. Die Temperatur
in der Kammer wird überwacht und aufrechterhalten, und zusätzlich dazu wird die
Temperatur des frisch zugeführten Getränks während der Zuleitung zur Kammer überwacht,
wodurch eine weitere Wärmezufuhr in die Kammer bewirkt wird. Auf diese Weise wird
das zulaufende Getränk, während es sich auf dem Weg in die Kammer befindet, dazu
verwendet, vorübergehend die Temperatur des thermischen Fühlers zu erniedrigen,
um die bereits erwähnte Wärmezufuhr auszulösen.