DE2359033C3

DE2359033C3 - Vorrichtung zum Bereiten und Ausgeben von CO↓2↓-haltigen Getränken

Info

Publication number: DE2359033C3
Application number: DE2359033A
Authority: DE
Inventors: John Richard Maplewood Minn. McMillin
Original assignee: Cornelius Co Stlouis Park Minn Us
Current assignee: Cornelius Co Stlouis Park Minn Us
Priority date: 1972-11-27
Filing date: 1973-11-27
Publication date: 1981-10-22
Also published as: CA993412A; JPS5114600B2; US3813010A; JPS4981581A; GB1381419A; DE2359033B2; IT1006648B; DE2359033A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bereiten und Ausgeben von CC>2-haltigen Getränken gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei einer derartig bekannten Vorrichtung (US-PS 28 50 213) verlaufen um einen Karbonisator, in welchem Wasser mit CO2 aus einem Vorratsbehälter versetzt wird, Schlangen zur Zuführung von verschiedenen Sirupsorten zu einem Mischventil. Zwischen den Rohrschlangen und dem Karbonisator sind zur Kühlung der Sirupschlangen und des Karbonisators Kühlschlangen angeordnet. Das Mischventil steht über eine Leitung mit dem Karbonisator 2ur Zuführung von CC>2-haltigem Wasser in Verbindung. Von der Zuführleitung für CO2 aus dem Vorratsbehälter zu dem Karbonisator zweigt eine Zweigleitung ab, die mit den Vorratsbehältern für die Sirupsorten über ein Verteilerventil in Verbindung steht. Über diese Leitung werden die Sirupvorratsbehälter zur Zuführung der Sirupsorten zu dem Mischventil mit Druck beaufschlagt.

Diese Vorrichtung weist jedoch den Nachteil auf, daß der CCVGehalt der ausgegebenen Getränke beim kurzfristigen Ausgeben größerer Getränkemengen schwankt, so daß keine gleichmäßige Qualität der ausgegebenen Getränke auf Grund der schwankenden Flüssigkeitsstände gewährleistet ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auf technisch einfache Weise sicherzustellen, daß Ungleichförmigkeiten im CO2-Gehalt von Getränken auch bei kurzfristiger Ausgabe größerer Mengen vermieden werden.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch angegebene Erfindung gelöst.

Zur Aufrechterhaltung eines konstanten Niveaus CC>2-haltigen Wassers ist es zwar bekannt, eine auf das Gewicht des CO₂-haltigen Wassers ansprechende Niveauregelung vorzusehen (US-PS 33 48 737). Eine derartige Konstruktion ist jedoch konstruktiv aufwendig und entsprechend störanfällig.

Weiter ist es bekannt, um einen gleichmäßigen CCVGehalt der Getränke zu gewährleisten, die Entnahmemenge am Abgabehahn des Spenders ständig von der Leistungsfähigkeit des Karbonisators zu begrenzen (DE-AS 17 57 283). Ebenfalls ist ein Spender für ein karbonisiertes Getränk bekannt, der einen Mischer aufweist, in dem Kohlensäure bei Bedarf von einem Kohlensäuredruckbehälter über ein Reduzierventil und ein weiteres Ventil, sowie Wasser aus einem Wasservorratsbehälter über ein Rückschlagventil eingeleitet werden. Der Mischer ist seinerseits über einen Auslaß an einen Vorratsbehälter zur Aufnahme und zum Abgeben von dem CO2-haltigen Getränk angeschlossen. Ein derartiger Mischer ermöglicht zwar die Versetzung von Wasser mit CO2, jedoch ist keine Steuerung des CO₂-Gehalts in dem Sinne möglich, daß immer eine gleichbleibende Qualität des auszugebenden Getränks gewährleistet ist

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Die Figur zeigt das Schema der Vorrichtung 10 zum Bereiten und Ausgeben von CO₂-haltigen Getränken.

Sie umfaßt einen Vorratsbehälter 11 mit dem Volumen von 11361, der von einer Kühlschlange 12 eines Wärmetauschers umgeben ist.

Eine Wassereinspeisung 13 mit einem Druck von 0,24 MPa ist über ein Wassersieb 14 mit einer Leitung 15 verbunden, welche in einer Vorkühlschleife 16 um den Vorratsbehälter 11 herum und in einem Steigrohr 17 nach oben führt und schließlich über ein passendes T-Stück 18 in das Innere der Kühlschlange 12 mündet, die ihren Ausgang in einem ähnlichen T-Stück 19 findet und mit einem Rohrstück 20 bei einer Verzweigung 21 endet. Eine Zweigleitung 22 führt von der Verzweigung 21 über ein Regelventil 23 zu einem Entleerungsventil 24, wobei das Regelventil 23 den Wasserdurchsatz auf 0,088 1 pro Sekunde begrenzt. Das Entleerungsventil 24 kann ein manuell oder elektrisch betätigtes Ventil sein und kann zusätzlich eine Betätigung für die Entleerung von ausschließlich gekühltem Frischwasser haben. Das Entleerungsventil 24 ist zugleich ein Mischventil und

■vo mischt in dieser Einrichtung einen kohlendioxydfreien Saft. Eine weitere Zweigleitung 25 von der Verzweigung 21 weist ein Regelventil 26 auf, das einen Durchsatz von 0,0059 1 pro Sekunde eingeregelt. Hinter dem Regelventil 26 ist in Strömungsrichtung ein Magnetventil 27, und ein Rückschlagventil 28 und ein Mischer 29 angeordnet. Das Rückschlagventil 28 verhindert ein Rückströmen von karbonisiertem Wasser oder Kohlendioxyd in der Zweigleitung 25. Sollte dieses Ventil undicht sein, so gewährt das Magnetventil 27 in Form eines Dreiwege-Entlüftungsventils weiteren Schutz. Normalerweise steht das Leitungsstück zwischen dem Magnetventil 27 und Rückschlagventil 28 mit der Atmosphäre in Verbindung, wenn das Magnetventil 27 geschlossen ist. Die beiden Regelventile 23,26 sorgen für einen konstanten Durchsatz. Die Größe des Regelventils 26 ist abgestimmt auf die Kühlleistung der Kühlschlange 12, so daß bei kontinuierlichem Zapfen der Temperaturanstieg in der Leitung sich kaum bemerkbar macht. Die Kühlschlange hat einen Innendurchmesser von 1,12 cm und besteht aus Kupfer, während die Leitung 15 aus einem Kupferrohr mit 6,35 mm Außendurchmesser besteht. Die Kühlschlange 12 steht in direktem Wärmetausch mit dem Vorratsbehälter 11 und ihr Kühlmedium steht in direktem Wärmetausch mit der Leitung 15. Außerdem ist die Schlange 12 über eine Anzahl von fünf Windungen neben den entsprechenden Schleifen einer Kühlleitung von Siruprohren 30 wärmetauschend angeordnet.

Das Kühlsystem umfaßt einen Kompressor 31, der von einem Motor 32 angetrieben wird und einen Kondensator versorgt 33, welcher seinerseits von einem Lüfter 34 gekühlt wird, der von einem zweiten Motor angetrieben wird- Das Kühlmittel fließt von dem Kondensator durch einen Sieb-Trockner 36 und ein automatisches Entspannungsventil 37 zum T-Stück 19. Das automatische Entspannungsventil ist auf einen Regeldruck von 0,19MPa eingestellt, eine Einstellung, welche für eine Kühlmitteltemperatur sorgt, die gerr.de oberhalb da Gefrierpunkts von Wasser liegt Aus dem T-Stück 18 tritt Kühlmittelgas aus der Kühlschlange 12 aus und gelangt über einen Druckspeicher 38 zurück zum Kompressor 31. Der Motor 32 des Kompressors wird vom Thermostat 39 geregelt Der Thermostat 39 id steht im Wärmetausch mit der Vorkühlschleife 16 der Wasserleitung, so daß das Kühlsystem sofort zu arbeiten beginnt wenn Wasser in der Vorkühlschleife 16 fließt

Ein Sirupbehälter 40, der unter Druck steht, ist über eine Sirupleitung 41 mit einer der Sirupspiralen verbunden und führt damit zu einem von insgesamt vier Entnahmeventilen 42, welche mit dem Entleerungsventil 24 identisch sind. Es ist jedoch nur eines der vier Entnahmeventile 42 gezeigt Die Ventile 42 stehen in Verbindung mit einer CCVLeitung 43, welche in den untersten Teil des Vorratsbehälters 11 mündet. Die Ventile 24, 42 haben eine Einstellschraube zur Einstellung des Durchflußquerschnitts für den Sirupstrom, wobei diese Einstellung an jedem der Ventile 24, 42 manuell vorgenommen werden kann.

Die Vorrichtung 10 steht in Verbindung mit einer CO2-Versorgung 44, die mit einem Regelventil 45 verbunden ist, welches durch Einstellung das CC>2-Gas bei einem Druck von 0,55 MPa abgibt. Stromabwärts vom Regelventil 45 befindet sich eine Leitungsverzwei- (5 gung 46; hier teilt sich der Gasstrom in eine Zweigleitung 47 und eine andere Zweigleitung, von denen die Zweigleitung 47 zu einem Magnetventil 48 führt, während die andere Zweigleitung 46 eine Verbindung herstellt mit einem Regelventil 50, das bei einem diskreten Druck von 0,17MPa arbeitet. Das Regelventil 50 wirkt auf einen Rohrverteiler 51 aus Messing, dessen fünf Ausgänge über fünf Rohre 52 mit fünf Sirupbehältern verbunden sind. Der Rohrverteiler 51 steht mit einer weiteren Leitung 53 mit dem Vorratsbehälter 11 in Verbindung.

Diese Anordnung sorgt dafür, daß Kohlendioxyd mit einem bestimmten Druck vom Freiraum oberhalb des Sirups in jedem Tank auf den Sirup drückt und ebenso im Freiraum oberhalb der Flüssigkeit des Vorratsbehälters 11 vorhanden ist. Sobald der Druck in irgendeinem Behälter ansteigt, verteilt sich der Druck ?uf die Freiräume oberhalb der Flüssigkeiten in den anderen Behältern. Überschreitet diese Druckerhöhung einen Wert von 0,028 MPa, entspannt das Regelventil 50 zur Atmosphäre. Sinkt der Druck auf einen Wert ab, der 0,028 MPa unter dem Einstelldruck liegt, wird nicht weiter entspannt Damit ist im Prinzip ein konstanter Druck gewährleistet, der für einen Transport der Flüssigkeiten von den verschiedenen Tanks zu den entsprechenden Entnahmeventilen 24 und 42 sorgt.

Der Vorratsbehälter 11 ist mit einer Niveausteuerung 54 ausgerüstet mit einer Elektrode 55 zur Erkennung des oberen Wasserstandes und einer zweiten Elektrode 56 zur Bestimmung des unteren Wasserstandes. Die Elektrode 56 spricht auf den unteren Wasserstand an, um den Vorratsbehälter 11 wieder aufzufüllen, und die obere Elektrode 55 spricht auf den oberen Wasserstand an und beendet die Füllung. In dieser Ausführung entspricht das Differenzsignal der beiden Elektroden 55 und 56 einem Volumen von 0,441. Wird Wasser hinzugefügt sorgt der Niveauregler 54 für eine Erregung des Magnetventils 48, so daß CCb-Gas von 0,55 MPa dem Mischer 29 zugeführt wird und erregt ebenso das Magnetventil 27, so daß 0,00591/sec Wasser in den Mischer strömen. Der Mischer 29 führt Wasser, gemischt mit Kohlendioxyd, in einer Mischleitung 57 ab. Solange die Magnetventile 48 und 27 erregt sind, fließt Wasser durch die Vorkühlschleife 16, und der Thermostat 39 schaltet das Kühlsystem an. Das Kühlmittel fließt vom T-Stück 19 zum T-Stück 18, während das Wasser entgegenströmt Das Wasser fließt auf dem Weg von der Vorkühlschleife 16 über das Steigrohr 17 zum T-Stück 18 durch mindestens zwei Spiralen der Kühlschlange 12, welche oberhalb des oberen Wasserstandes angeordnet sind und damit eine Temperatur haben oder annehmen können, die höher liegt als die des mit CCVangereicherten Vorratswassers. Hiermit wird die Kühlwirkung maximal ausgenützt

Mit dem Vorratsbehälter 11 ist ein Überdruckventil 58a verbunden, das bei einem Druck entspannt der 0,028 MPa höher liegt als der Einstelldruck des Regelventils 50. Das Überdruckventil 58a stellt somit gegenüber einem schnellen Druckanstieg im Vorratsbehälter 11, der die Festigkeit der Gasleitung 53 übersteigt eine Sicherheitseinrichtung dar.

Der Mischer gewährleistet, daß der abgegebene Kohlensäure-Strom am Ausgang des Mischrohrs einen Anreicherungsgrad zwischen 3,4 und 3,9 Volumenteile CO2 pro Volumenteil Wasser hat Dieser Anreicherungsgrad ist — unter den Bedingungen der angegebenen Parameter — ausgezeichnet, weil die COrSättigung des Wassers im Vorratsbehälter 11 4,1 Volumenteile CO2 pro Volumenteil Wasser beträgt, wenn das System in absolutem Ruhezustand ist

Bei den angegebenen Parametern bedarf es 30 Minuten, den Vorratsbehälter 11 bis zum Höchststand anzufüllen, und nach weiteren fünf Minuten kann die Entnahme des Getränkes beginnen.

Unter der Annahme, daß das System bei einer Umgebungstemperatur von 24°C und gleichwarmer Wassereinspeisung arbeitet, kann die beschriebene Einrichtung 192 Getränke von je 0,177 1 mit einer Geschwindigkeit von 4 Stück pro Minute liefern, bevor der Behälter leer ist Hierbei hat keine Geiränkeeinheit eine Temperatur, die höher als 4,5° C ist In diesem Beispiel werden zur Herstellung der Getränkeeinheiten dem Behälter 0,592 1 Wasser pro Minute entnommen, während gleichzeitig die Wiederauffüllung mit einer Rate von 0,355 1 pro Minute erfolgt. Somit stellt sich eine Nettoabgabe von 0,237 1 pro Minute ein, bis der Behälter leer ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Vorrichtung zum Bereiten und Ausgeben von CCb-haltigen Getränken, mit einem Karbonisator, der über Druckregelventile sowohl an einen CO2-Vorratsbehälter als auch an eine Druckwasserquelle angeschlossen ist, mit einem Behälter für das karbonisierte Wasser, mit Ausgabemischventilen, die mit diesem Behälter und verschiedenen Sirupbehältern verbunden sind, wobei der CO2-Vorratsbehälter zur Beaufschlagung der Sirupbehälter mit diesem über weitere Druckregelventile verbunden ist, ferner mit einer Kühleinrichtung für den Behälter und das zu karbonisierende Wasser, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter als Vorratsbehälter (11) mit einer Niveausteuerung (54) ausgestaltet ist, daß als Karbonisator ein außerhalb des Vorra&behälters angeordneter statischer Mischer (29) vorgesehen ist, der über die Niveausteuerung (54) mit Wasser und CO2 beschickbar ist, und daß der Freiraum des Vorratsbehälters (11) über eine Leitung (52, 53) mit den Freiräumen der Sirupbehälter in Verbindung steht