DE2300351C2 - Heißwasser-Getränkespender - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Heißwasser-Getränkespender gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein solcher Getränkespender ist durch die US 35 86 214 bekannt.

Bei diesem Getränkespender befindet sich das Expansionsgefäß oberhalb des Hauptbehälters, wodurch der Inhalt des Expansionsgefäßes dazu neigt, erst dann Wasser abzugeben, wenn ein Getränk abgegeben wird. Das Wasser in diesem Expansionsgefäß ist aber in der Regel kalter als das abgegebene heiße Wasser. Bei der ersten Getränkeabgabe nach einer Ruhepause kommt es daher zu einer Vermischung von heißem und kaltem Getränk, so daß das erste abgegebene Getränk nicht die gwünschte Temperatur hat. Um dies zu vermeiden, müßte das Expansionsgefäß in Wärmeaustauschbeziehung mit dem Hauptbehälter selbst angeordnet oder ein zusätzliches Heizsystem vorgesehen sein, welches das Expansionsgefäß selbständig heizt. Ein weiterer Nachteil des bekannten Systems besteht in der Neigung des Wassers, im Expansionsgefäß zu stagnieren. Auch neigt die normalerweise im Expansionsgefäß vorgesehene Lüftung, die auch den Hauptbehälter lüftet, dazu, in der Zone des Saugelementes durch Wasser verschlossen zu sein. Folglich bleibt Wasser am Ende jedes Getränkezyklus in der Behälterableitung zurück. Der Erfindung liegt mithin die Aufgabe zugrunde, den bekannten Heißwasser-Getränkespender dahingehend zu verbessern, daß Abgabemenge und Abgabetemperatur auch bei kurz aufeinanderfolgenden Abgabezyklen möglichst gleich sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentan-Spruchs 1 im Zusammenhang mit den Merkmalen des Oberbegriffes gelöst

Der erfindungsgemäße Getränkespender mit einem geschlossenen Niederdruckbehälter, in dem die Wassertemperatur frei gewählt werden kann, ist so ausgestal- · tet, daß das aus dem Expansionsgefäß abgezogene Wasser dem kalten Zuwasser zum Behälter beigemischt wird, so daß sich keine Auswirkung auf die Temperatur des abgegebenen Getränkes einstellt, auch nicht bei der Abgabe des ersten Getränkes nach einer längeren Ruhepause. Dies wird dadurch erzielt, daß sich das Saugelement der Ka'twasserzu'eiiung vor dem Behälter befindet Dadurch befindet sich keine Saugvorrichtung '.n der Abgabeleitung, welche die Bildung eines Siedeortes und das Ausspritzen von Wasser aus der Abgabeöffnung begünstigen könnte.

Dadurch, daß beim erfindungsgemäßen System durch die U-förmige Anordnung das Expansionsgefäß dauernd in wirksamer Verbindung mit dem Hauptbehälter und seiner Ableitung gehalten wird, ergeben sich

jo keine Änderungen der Getränkeportionen durch Schwankungen des Wasserpegels im Behälter.

Beim Entleeren des Behälters wird auch das Expansionsgefäß geleert, so daß während des Transportes oder Zeiten der betriebslosen Aufbewahrung des

J5 Getränkespenders, wenn eine vollständige Entleerung des Wassersystems erwünscht ist, um die Möglichkeit einer Stagnation zu vermeiden oder einer Beschädigung durch Einfrieren vorzubeugen, nur durch öffnen der Abflußleitung eine vollständige tiitieerung sowohl des

■»o Expansionsgefäßes, als auch des Behälters herbeigeführt werden kann.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Heißwas-

•»5 ser-Getränkespenders und

F i g. 2 eine schematische Seitenansicht des Getränkespenders gem. F i g. 1.

Der Getränkespender weist ein Gehäuse 10 mit einem Wasserzuleitungssystem 11 und einer elektrisehen Steuerschaltung auf. Am Boden der Vorderwand des Gehäuses 10 ist ein Tropfbrett 12 und über diesem, ebenfalls an der Vorderwand, eine Mischkammer 14 angebracht

Das Zuleitungssystem 11 für heißes Wasser, das in einer gewünschten Temperatur der Mischkammer 16 zugeführt wird, enthält einen Heißwasserbehälter 18, welcher an der Bodenwand 20 durch geeignete Elemente gehalten ist und einen Taucherhitzer 22 zum Erhitzen des Wassers im Behälter 18 auf eine gewünschte Temperatur, An der Behilterwand 26 ist ein Thermostat 24 angebracht, der die Funktion des Erhitzers 22 und dadurch die Wassertemperatur steuert Eine Wasserzuleitung 28 erstreckt sich von der

Rückwand 30 des Gehäuses 10 zum Boden 32 des Behälters 18 zu einem Solenoid-Ventil 40, eine Strömungsreguliervorrichtung 38, Zumeßanordnung PA, T-Verbindung 34 und Abflußleitung 36. Die Abflußleitung 36 erstreckt sich durch die Bodenwand 20

des Gehäuses 10. Normalerweise ist die Abflußleitung 36 durch ein Verschlußstück 37 verschlossen. Ein Stutzen 39 ist an das Ende der Zuleitung 28 außen an der Rückwand 30 des Gehäuses 10 angebracht, um einen Wasserschlauch mit dem Spender verbinden zu können.

Im Spendergehäuse 10 unterbrechen die Strömungsreguliervorrichtung 38 und das Solenoid-Ventil 40 das Zuleitungsrohr 28. Sie bilden zusammen ein herkömmliches Verdrängungsfüllsystem für den Heißwasserbehälter 18. Das bedeutet, daß bei offenem Solenoid-Ventil Wasser in den Behälter 18 gelangt und ein gleiches Wasservolumen aus der Ableitung 42 aus dem Behälter austritt

Ein Saugelement in Form einer Wasserstrahlpumpe 44 ist in der Zuleitung 28 stromabwärts des Solenoids 40 und der Zumeßanordnung PA vorgesehen. Ein ExpansionsgefäG 46 ist durch ein Steigrohr 48 mit dem Niederdruckbereich des Saugelements 44 verbunden. Das Expansionsgefäß 46, das Steigrohr 48, der Bereich 28a der Zuleitung 28 und der Behälter 18 bilden eine U-rohrförmige Verbindungseinheit Ein mit deTi Oberteil des Expansionsgefäßes 46 verbundenes Lüftungsrohr 50 sorgt für die Entstehung eines Staudruckes über der Flüssigkeit im Gefäß 46. Da das Steigrohr 48 mit dem Niederdruckbereich des Saugelements 44 verbunden ist wird durch den Zustrom in den Behälter 18 durch die Zuleitung 28 Wasser aus dem Gefäß 46 in den Behälter 18 gezogen.

Das Lüftungsrohr 50 ist mit der Vorderwand 51 des Gehäuses 10 verbunden, um auf diese Weise eine Auslaßöffnung 52 unmittelbar über dem Tropfbrett 12 vorzusehen. Das als Abfluß aus dem Heißwasserbehälter 18 dienende Rohr 42 führt durch die Vorderwand 51 des Gehäuses 10 unmittelbar in die Mischkammer 14. Eine Leitung 54 verbindet das Lüftungsrohr 50 mit der Ableitung 42. Wenn eine Bedienungsperson dem Spender ein heißes Getränk entnehmen will, drückt er auf den Betätigungsknopf 56, welcher die Steuerschaltung im Gehsuse 10 in Gang setzt Während des Entnahme-Zyklus ist das Solenoid-Ventil 40 in der Zuleitung 28 des Heißwassersystems eine Zeitlang offen, während das Wasser aus dem Behälter 18 durch die Ableitung 42 verdrängt wird und in die Mischkammer 14 fließt In letzterer wird das heiße Wasser mit Syrup oder Pulver vermischt, un£ das mit dem Geschmacksmittel vermischte Wasser tritt durch die Entnahmeöffnung 58 nach außen.

Das Expansionsgefäß 46 des Systems hat keinen direkten Kontakt mit dem Erhitzerbehälter 18. Es ist in einer Höhe angeordnet, die mit den normalen Betriebs-Wasserspiegeln in Behälter 18 und seinem vertikalen Auslaßrohr 42b als Teil der Ableitung 42 zusammenfällt Während der bei gefülltem Wasserbehälter 18 und geschlossenem Solenoid-Ventil 40 herrschenden statischen Bedingungen fließt das Wasser im Heißwasserbehälter aufgrund der Schwerkraft aus dam Ablaufbereich 28a· der Zuleitung zurück, in dem Steigrohr 48 nach oben und in das Gefäß 46, bis ein Gleichmaß hergestellt ist Da Wasser durch Verdrängung aus dem Behälter 18 in die Mischkammer 14 eingeführt wird', ist es wesentlich, daß der Behälter 18 voll gehalten wird. Es muß ein Gleichgewicht aufrechterhalten bleiben, wobei das Wasservolumen im vertikalen Bereich des Steigrohres 48 und in dem Expansionsgefäß 4*> verbleibt Da das Solenoid-Ventil durch einen zeitlich festgelegten Zyklus gesteuert wird, muß die während einer vorbestimmten Zeitdauer aus dem Expansionsgefäß⁷ 46 und dem Steigrohr 48 abgezogene Wassermenge konstant gehauen werden. Wenn das aus dem Expansionsgefäß 46 und dem Steigrohr 48 abgezogene Wasservolumen schwankt ist die in den Behälter 18 während einer festglegten Zeitdauer eingegebene Wassermenge nicht konstant, und folglich schwankt auch die aus dem Spender abgegebene Getränkemenge. Das Wasservolumen im Expansionsgefäß 46 und Steigrohr 48 muß stets größer sein als das während des denkbar längsten Getränkeent-

>o nahme-Zyklus angesaugte, um eine vollständige Ausleerung des Gefäßes 46 und des Steigrohrs 48 zu vermeiden.

In der Regel beträgt die Sauggeschwindigkeit 1 cmVsec bei einer Durchflußgeschwindigkeit durch das Saugelement von 39cm³/sec Bei einem Gesamtvolumen von ungefähr 15 cm³ im Expansionsgefäß 46 und Steigrohr 48 beträgt die Maximallänge der Getränkeabgabezeit 15 Sekunden, wonach mit dem Wasser aus der Hauptleitung Luft in den Behälter gezogen würde. Das Ausstoßen der Luft aus dem BehäLcr 18 durch die Ableitung 42 würde Wirbel in der Leitung entstehen lassen und bewirken, daß einiges Wasser durch die Nebenleitung 54 in das Lüftungsrohr 50 fließt.

Die Bedeutung dieses Gleichgewichts zwischen Behälter ;8 und der Expansionsgefäß-Steigrohr-Kombination ist dann am größten, wenn der Spender in sogenannten Schnelldienst-Anlagen betrieben wird, wo die Betriebsgeschwindigkeit der mechanischen Geschwindigkeit des Spenders angenähert ist. Bei kalt

jo gefülltem und dann erhitztem Wasserbehälter 18 dehnt sich das Wasser im Behälter 18 nach oben aus, was bewirkt, daß sich der Wasserspiegel im aus Expansionsgefäß 46 und Rohr 48 bestehendem Expansionszweig hebt, bis eine maximale Temperatur erzielt ist Dies entspricht einer Ausdehnung von A bis B in F i g. 2, und die Volumenszunahme im Verhältnis zur Höhensteigung in Behälterableitungsrohr 42 und Expansionsgefäß 46 ist derart, daß sich die Masse des Expansionswassers vor Erreichung der Höhe des abwärtsführenden Rohres

■Ό 42a im Expansionsgefäß 46 gesammelt hat. Auf diese Weise wird ein Überlaufen vermieden.

Bei rasch aufeinanderfolgenden Spendevorgängen (ungefähr vier Getränkeportionen in der Minute) wird durch die Tätigkeit des Saugelementes 44 während

■<5 jeden Ausschenk-Zyklus Wasser aus dem Expansionsgefäß 46 gezogen. Bei einem 5 Sekunden dauernden Ausschenk-Zyklus und einer Ansauggeschwindigkeit von 1 cmVsec werden für jede Getränkeportion 5 cm³ aus dem Expansionsgefäß 46 entnommen. Dies wird im

'" wesentlichen durch Ausdehnung des in den Behälter eintretenden kalten Wassers ausgeglichen. Bei einem Wasserverbrauch von ca. 188 g pro Getränkeportion erfo'gt utie Expansion von ungefähr 4 cm³, der in den Behälter 18 eingeführten und von 0°C auf 100°C erhitzten Menge kalten Wassers. Es sieht zwa; so aus, als ob die Expansionsgefäß-Steigleitung-Kombination sich aufgrund der Differenz zwischen Entnahme und Expansion bei anhaltender Getränkeentnahme schließlich entleeren würde, dies tritt jedoch tatsächlich nicht ein, weil das Gefälle in Expansionsgefäß 46 und Steigrohr 48 abnimmt, was die Sauggeschwindigkeit reduziert. Diese Verminderung der Sauggeschwindigkeit reicht aus, um eine Entleerung des aus Expansionsgefäß 46 und Steigrohr 48 bestehenden Saugzweiges zu

es· verhindern.

Während jedes Abgabe-Zyklus ist eine vollständige Wasserentleerung im Ableitungsrohr 42 zur Mischkammer 14 vorgesehen. Während des normalen Zyklus

drückt der Druck des durch die Zuleitung 28 eintretenden Wassers Wasser aus der Oberseite des Behälters 18 und hält die Ableitung 42 gefüllt, bis sich das Solenoid 40 am Ende des Zyklus schließt. In diesem Augenblick entleert sich das Wasser in dem vertikalen Zweig 42b der Ableitung 42 über dem Behälter 18 zurück in letzteren, während das Wasser in dem absteigenden Zweig 42a aus der Mischkammer 14 in das Getränk fließt. Folglich kann sich das Wasser im absteigenden Zweig 42a nicht frei in die Mischkammer entleeren, sondern tropft vielmehr langsam aus dieser, da Luft allmählich durch die Wassersäule austritt. Außerdem stellt die Nebenleitung 54 eine Sicherheitsentleerung für das System dar, für den Fall, daß die Mischkammer 14 blockiert ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Heißwasser-Getränkespender mit portionierter Wasserzugabe mit einem Gehäuse, einem Heißwasserbehälter mit einem in Wärmeaustauschbeziehung mit diesem stehenden Erhitzer zum Erhitzen von in den Behälter eingeführtem Wasser, einer am Boden des Behälters angeschlossenen Wasserzuleitung, einer mit einem Ventil versehenen Einrichtung zum Steuern des Wasserstroms in den Behälter, einem Saugelement in einer mit dem Behälter verbundenen Leitung, einem Expansionsgefäß, das so hoch angeordnet ist, daß seine vertikale Ausdehnung über dem Behälter angeordnet ist, einer mit ihrem einen Ende mit dem Bereich niedrigen Druckes des Saugelements und mit ihrem anderen Ende mit dem Expansionsgefäß verbundenen Leitung, einer an der Oberseite des Expansionsgefäßes vorgesehenen Expansions- und Überfließöffnung und einer mit der Oberseite des Behälters verbundenen Ableitung erhitzten Wassers aus dem Behälter, dadurch gekennzeichnet, daß das Saugelement zwischen dem Steuerventil (40) für die Kaltwasserzufuhr und dem Behälter (18) angeordnet ist, daß die zum Expansionsgefäß führende Leitung als Steigrohr (48) ausgebildet ist, daß das Expansionsgefäß (46) in einer Höhe angeordnet ist, die mit den Normal-Wasserspiegeln sowohl für den Kalt- als auch den Warmzustand des Wassers im Behälter(18) und in einem vertikalen Abschnitt (42b) seiner Ableitung '52) zusammenfällt und daß das Expansionsgefäß (46), das Steigrohr (48), ein Teil der Wasserzuleitung (28) und der Behälter (18) eine U-förmige Verfaindungseinhei» bilden.

2. Heißwasser-Getränkespeiider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Expansions- und Überfließöffnung (50) im Gefäß (46) eine Verbindung (52) mit der Außenluft besitzt, und daß eine Nebenleitung (54) die Überfließöffnung (50) mit der Entnahmeleitung (42) verbindet