DE2919110A1 - Electric coffee maker with through-flow water heater - prevents deposition of lime scale by applying ultrasonic oscillations in conjunction with valve movements - Google Patents

Electric coffee maker with through-flow water heater - prevents deposition of lime scale by applying ultrasonic oscillations in conjunction with valve movements

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Abstract

The water heater comprises a vessel (1) containing an electric heating element, with a piezoelectric ultrasonic oscillation generator (10) also incorporated in this vessel (11), to prevent build-up of hard water deposits. The generator projects into the interior of the vessel (1) of it is attached to the inside or outside wall of the latter. Pref. the ultrasonic oscillation generator is switched 'ON' and 'OFF' in conjunction with opening and closing of the valve (15) controlling the flow of water from the through-flow heater to the infusion point (2).

Description

Beschreibung description

Kaffeemaschine Die Erfindung betriffft eine Kaffeemaschine nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. Coffee machine The invention relates to a coffee machine according to the Preamble of claim 1.

Bei Maschinen dieser Art treten zwangsläufig ICalkabschei-.With machines of this type, limescale separating inevitably occurs.

dungen aus dem heißen Wasser auf, die sich im Beißwasserkessel an der Wandung, gegebenenfalls am Heizelememt und in der Brühwasserleitung ablagern. Es ist dringend notwendig, daß diese Ablagerungen häufig entfernt werden, um die Leistungsfähigkeit der Kaffeemaschine aufrecht zu erhalten.dung from the hot water, which is in the bite water boiler the wall, if necessary on the heating element and in the scalding water line. It is imperative that these deposits be removed frequently in order to keep the To maintain the performance of the coffee machine.

Bei gewerblich genutzten Kaffeemaschinen kann, insbesondere in Gebieten mit stark kalkhaltigem Wasser, die regelmäßige Entkalkung einen beträchtlichen Kostenfaktor bedeuten.For commercial coffee machines, especially in areas with very hard water, regular decalcification is a considerable cost factor mean.

Außerdem ist die Maschine während des Entkalkungsvorganges nicht benutzbar.In addition, the machine cannot be used during the descaling process.

Es ist bereits eine Kaffeemaschine bekannt (OS 27 55 261), bei welcher dem im Heizelement nahen Wandbereich durch besonders starke Aufheizung von dem sich bei dieser Temperatur zerlegenden Kesselstein befreit wird. Der Wandbereich ist Teil einer Heizkammer, die das Heizelement enthält. Die bekannte Maschine ist baulich höchst aufwendig, -da die eigene Heizkammer eingebaut und die zu überhitzende Wand aus speziellem, diese Temperaturen aushaltenden Material gefertigt werden muß. Das Entkalken durch ueberhitzen der Wand erfordert einen beträchtlichen Energieaufwand. Außerdem ist die Kaffeemaschine während des Entkalkangszeitraumes ebenfalls nicht benutzbar. Ein wesentlicher nachteil liegt ferner darin, daß nur der überhitzte Wandbereich, nicht aber die übrigen Wände des Heißwasserkessels oder der Brühwasserleitung ebenfalls entkalkt werden. Früher oder später ist somit eine allgemeine Entkalkung nicht zu vermeiden.There is already a coffee machine known (OS 27 55 261), in which the wall area close to the heating element due to particularly strong heating from the at this temperature decomposing scale is freed. The wall area is Part of a heating chamber that contains the heating element. The well-known machine is structural extremely complex, since the own heating chamber is built in and the wall to be overheated must be made of special material that can withstand these temperatures. That Descaling by overheating the wall requires a considerable amount of energy. In addition, the coffee machine is also not during the descaling period usable. Another major disadvantage is that only the overheated Wall area, but not the other walls of the hot water boiler or the scalding water pipe can also be descaled. So sooner or later a general descaling is necessary can not be avoided.

Bei einer anderen bekannten Kaffeemaschine (OS 24 30 927) ist ein eigener, das Heizelement umgebender Mantel vorgesehen, der ausgewechselt werden kann, wenn die galkablagerungen auf ihm ein bestimmtes Maß überschreiten. Fü diesen Arbeitsgang, den der Benutzer selbst vornehmen kann, muß der Reißwasserbehälter so ausgebildet sein, daß der telbereich zugänglich gemacht werden kann. Dabei sind besondere Dichtungsmaßnahmen erforderlich. Außerdem hat auch diese Maschine den Nachteil, daß nur der Bereich der größten Ablagerung um das Heizelemeut durch Auswechseln des Mantels entkalkt wird. Auf die Dauer setzt sich jedoch auch an den Kesselwandungen und in den Heißwasserleitungen Kesselstein ab, dessen Entfernung früher oder später nicht zu umgehen ist.In another known coffee machine (OS 24 30 927) is a own, the heating element surrounding jacket provided, which are replaced can if the galk deposits on it exceed a certain level. For this The water tank must be an operation that the user can carry out himself be designed so that the central area can be made accessible. Are there special sealing measures required. In addition, this machine also has the Disadvantage that only the area of the largest deposit around the heating element has to be replaced the jacket is being descaled. In the long run, however, it also settles on the boiler walls and limescale in the hot water pipes, which sooner or later will be removed cannot be avoided.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Eaffeemaschine der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, bei der mit einfachen Mittelt alle mit Heißwasser in Berührung kommenden Bereiche vor Kesselsteinablagerung geschützt werden.The object of the present invention is to provide an egg machine To create the type described at the beginning, in the case of the simple means, all with hot water areas that come into contact are protected from scale deposits.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Merkmal des Anspruches 1 gelöst.The object is achieved according to the invention by the feature of the claim 1 solved.

Bei der erfindungsgemäßen Kaffeemaschine sind die Ultraschallschwingungen nicht dazu bestimmt bereits gebildete Kesselsteinablagerungen zu lösen. Daß ein solches Lösen uon Verschmutzungen mit Ultraschallschwingungen möglich ist, ist bekannt, für Kaffeemaschinen jedoch nicht anwendbar. Der sich ablösende Kalk wurde die Ventile und Rohrleitungen verstopfen und die Kaffeemaschine funktionsunfähig machen. Es hat sich vielmehr überraschenderweise gezeigt, daß sich der galk gar nicht erst an den Wandungen, den Heizelementen usw. absetzt, wenn diese solchen Schwingungen ausgesetzt sind. Die im heißen Wasser ausfallenden Kalkpartikel bleiben infolge der Schallschwingungen in der Schwebe und werden bei jeder Brühung mit dem Brühwssser in das Kaffeemehl transportiert, in dem sie zurückgehalten werden. Kesselsteinablagerungen können sich somit überhaupt nicht erst bilden; eine Entkalkung ist nicht erforderlich. Die Schwingungen sind dabei durch entsprechende Verbindungen auf alle Teile der Kaffeemaschine übertragbar, bei denen die Gefahr der Kesselsteinablagerung besteht. Der Schutz ist umfassend und vollständig.In the coffee machine according to the invention, the ultrasonic vibrations are not intended to loosen scale deposits that have already formed. The existence such loosening of soiling is possible with ultrasonic vibrations, is known, but not applicable for coffee machines. The lime that came off became the valves and clog pipes and make the coffee machine inoperable. It rather, it has surprisingly been shown that the galk does not even start settles on the walls, the heating elements, etc. when these vibrations are exposed. The lime particles precipitating in the hot water remain as a result the sound vibrations in suspension and are with each brewing with the brewing water transported into the coffee grounds, in which they are held back. So scale deposits cannot form in the first place; a descaling not necessary. The vibrations are thereby through appropriate connections Applicable to all parts of the coffee machine where there is a risk of scale deposits consists. The protection is comprehensive and complete.

Je nach Bauart und Größe der Kaffeemaschine kann das Gerät zum Erzeugen von Ultraschall schwingungen außen oder innen an der Behälterwand oder frei in den Behälter ragend angeordnet sein.Depending on the design and size of the coffee machine, the device can produce ultrasonic vibrations outside or inside on the container wall or freely in the Container be arranged protruding.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Kaffeemaschine kann das Gerät zum Erzeugen von Ultraschallschwingungen gesteuert ein- und ausschaltbar sein. Es hat sich gezeigt, daß keine Dauerbeschallung erforderlich ist.In an advantageous development of the coffee machine according to the invention the device for generating ultrasonic vibrations can be switched on and off in a controlled manner be. It has been shown that no permanent sound is required.

Damit kann die Arbeit des Gerätes auf einfache Weise dem Betrieb, beispielsweise dem Anfall von Heißwasser' angepaßt werden.This means that the work of the device can be carried out in a simple manner, for example, the accumulation of hot water 'can be adapted.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform für eine Kaffeemaschine mit einem steuerbaren Ventil in der Brühleitung ist eine gemeinsame Steuereinrichtung vorgesehen, die gleichzeitig das Ventil und das Gerät derart betätigt, daß beim Öffnen des Ventils das Gerät ein - und beim Schließen des Ventils das Gerät ausgeschaltet wird. Die Ultraschallschwingungen werden also nur während des Brühvorganges erzeugt. Dies ist der Zeitpunkt, in der die in der Schwebe gehaltenen Kalkpartikel mit dem Brühwasser ausgetragen werden. Ferner ist dies ein Zeitpunkt, in dem die durch die Schwingungen an der Kaffeemaschine auftretenden Geräusche durch die beim Brühvorgang auftretenden Geräusche überdeckt und damit nicht als störend empfunden werden.In a particularly advantageous embodiment for a coffee machine with a controllable valve in the brewing line is a common control device provided that simultaneously actuates the valve and the device in such a way that when When the valve is opened, the device is switched on - and when the valve is closed, the device is switched off will. The ultrasonic vibrations are only generated during the brewing process. This is the point in time when the suspended lime particles with the Brewing water are discharged. Furthermore, this is a point in time when the Vibrations on the coffee machine due to the noises occurring during the brewing process occurring noises are covered and thus not perceived as annoying.

Eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Maschine weist eine das Gerät wenigstens bei Wassertemperaturen zwischen 50 und 650 C eingeschaltet haltende Steuereinrichtung auf. Dies ist der Gemperaturbereich, in welchem der Kalkausfall besonders stark auftritt.Another embodiment of the machine according to the invention has a the device is switched on at least when the water temperature is between 50 and 650 C. holding control device. This is the temperature range in which the limescale precipitates occurs particularly strongly.

Vorteilhaft kann das Gerät zum Erzeugen von Ultraschallschwingungen aus einem Piezo-Schwinger bestehen.The device can advantageously be used to generate ultrasonic vibrations consist of a piezo transducer.

Zwischen dem Heißwasserbehälter und dem Wasserzulauf kann vorteilhaft ein elastisches Kupplungselement eingefügt sein.Between the hot water tank and the water inlet can be advantageous an elastic coupling element can be inserted.

Die Kaltwaflserzuführung bedarf keiner Schutzmaßnahme gegen Entkalken. Sie wird durch das elastische Kupplungselement schwingungsfrei gehalten; das zumeist ortsfest verlegte Kaltwassernetz wird damit vor unnötiger Beanspruchung geschützt.The cold wafer feed does not require any protective measures against descaling. It is kept vibration-free by the elastic coupling element; mostly Fixed cold water network is thus protected from unnecessary stress.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der einzigen Figur der Zeichnung dargestellt.An embodiment of the invention is shown in the single figure Drawing shown.

Sie zeigt in schematischer Anordnung eine Kaffeemaschine mit einem Heißwasserbehälter 1 und einer Brüheinheit 2.It shows a schematic arrangement of a coffee machine with a Hot water tank 1 and a brewing unit 2.

Ein Wasserzulauf 3 mündet am Boden des Heißwasserbehälters 1 und ist mit ihm durch ein elastisches Kupplungselement 4 verbunden. Eine Brühleitung 5 geht im oberen Bereich des Beißwssserbehälters ab und führt zur Brüheinheit 2. Ferner weist der Heißwasserbehälter in seinem oberen Bereich eine Entlüftungsleitung 6 mit einem tberdruekventil 7 auf. Im Heißwasserbehälter ist eine Heizung 8 angeordnet, die von einem Thermostat 9 gesteuert wird. Außerdem ragt ins Innere ein mit 10 bezeichneter Piezo-Schwinger zum Erzeugen von Ultraschallschwingungen .A water inlet 3 opens at the bottom of the hot water tank 1 and is connected to it by an elastic coupling element 4. A brewing line 5 goes in the upper area of the bite water container and leads to the brewing unit 2. Furthermore the hot water tank has a vent line 6 in its upper area with a pressure relief valve 7. A heater 8 is arranged in the hot water tank, which is controlled by a thermostat 9. In addition, a designated 10 protrudes into the interior Piezo oscillator for generating ultrasonic vibrations.

Die Brüheinheit 2 weist eine Brühglocke 11 und einen Auffangbehälter 12 auf. Im Auffangbehälter 12 sind Elektroden 13 angedeutet, die über eine Steuereinrichtung 14 abhängig vom Kaffeevorrat im Auffangbehälter ein in der Brühleitung 5 angeordnetes Magnetventil 15 öffnen und schließen.The brewing unit 2 has a brewing bell 11 and a collecting container 12 on. In the collecting container 12 electrodes 13 are indicated, which via a control device 14 dependent from the coffee supply in the collecting container into the brew line 5 arranged solenoid valve 15 open and close.

Gleichzeitig betätigt die Steuereinrichtung 14 den Piezo-Schwinger 10 derart, daß bei geöffnetem Magnetventil 15, also während des Brühvorganges, der Piezo-Schwinger in Tätigkeit tritt und bei geschlossenem Magnetventil in Ruhe ist.At the same time, the control device 14 actuates the piezo oscillator 10 such that when the solenoid valve 15 is open, that is, during the brewing process, the Piezo oscillator starts to work and is at rest when the solenoid valve is closed.

Die Wirkungsweise dieser Anordnung besteht darin, daß die von dem Piezo-Schwinger erzeugten Ultraschallwellen den im heißen Wasser ausfallenden Ealk daran hindern sich an der Reizung 8 und an den Wänden des Heißwasserbehälters 1 festzusetzen. Die Kalkpartikelchen werden durch die Brühleitung in die Brühglocke gefördert, wo sie sich im Eaffeemehl festsetzen und mit diesem entfernt werden. Auch in der Brühleitung 5 kann sich kein Kalk absetzen, da diese mit dem Heißwasserbehälter fest verbunden ist und die Schwingungen mitmacht. Ein Entkalken der Kaffeemaschine ist somit überflüssig. Der Wasserzulauf 3 ist durch das elastische Kupplungselement 4 gegen Mitschwingen gesichert.The operation of this arrangement is that of the Piezo oscillators generated ultrasonic waves in the Ealk falling out in the hot water prevent themselves from being irritated 8 and on the walls of the hot water tank 1 to fix. The lime particles are drawn into the brewing bell through the brewing line promoted, where they get stuck in the coffee powder and are removed with this. Limescale cannot settle in the brewing line 5 either, since it is mixed with the hot water tank is firmly connected and takes part in the vibrations. Descaling the coffee machine is therefore superfluous. The water inlet 3 is through the elastic coupling element 4 secured against oscillation.

Eine weitere Ausführungsform ist in der Figur in Form eines Piezo-Schwingers 10' angedeutet, der an der Außenwand des Heißwasserbehälters ?:angebracht ist. Er kann anstelle des in den Kessel hineinragenden Piezo-Schwingers 10 die Ultraschallschwingung gegen Kesselsteinablagerung erzeugen.Another embodiment is in the figure in the form of a piezo oscillator 10 'indicated, which is attached to the outer wall of the hot water tank? He can instead of the piezo oscillator 10 protruding into the boiler, the ultrasonic oscillation against scale build-up.

Die Erfindung ist nicht auf die Ausführungsbeispiele beschränkt. So kann ein Piezo-Schwinger auch an der Innenwand des Heißwasserbehälters oder an der Brühleitung in der Nähe des Heißwasserbehälters angeordnet sein. Ferner kann der Piezo-Schwinger eine Steuereinrichtung aufweisen, die unabhängig von der Steuerung des Brühvorganges arbeitet.The invention is not restricted to the exemplary embodiments. So a piezo transducer can also be installed on the inner wall of the hot water tank or on the Be arranged brewing line in the vicinity of the hot water tank. Furthermore, the Piezo oscillators have a control device that is independent of the controller of the brewing process is working.

Eine Dauerschwingung ist möglich, hat sich jedoch als nicht erforderlich erwiesen. Das Ein- und Ausschalten des Piezo-Schwingers kann somit beliebig in bestimmten Zeitabständen und für bestimmte Zeitspannen erfolgen.Continuous oscillation is possible, but has proven to be not necessary proven. The switching on and off of the piezo oscillator can thus be done in any way Time intervals and take place for certain periods of time.

Es ist ferner im Rahmen der Erfindung möglich, den Piezo-Schwinger abhängig von der Temperatur im Heißwasserkessel ein- und auszuschalten. Dies gilt insbesondere für Wassertemperaturen, bei denen der Kalk verstärkt ausfällt, also etwa den Bereich zwischen 60 und 700 C.It is also possible within the scope of the invention to use the piezo oscillator switch on and off depending on the temperature in the hot water boiler. this applies especially for water temperatures at which the lime precipitates more, so about the range between 60 and 700 C.

Claims (9)

Patent an sprüche e Kaffeemaschine mit einem Heißwasserbehälter mit einer Heizeinrichtung, in den von einem Zulauf Wasser eingespeist und von dem über eine Brühleitung Heißwasser Zu einer Brüheinheit geleitet wird, und mit einer Einrichtung gegen Kesselsteinablagerung, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Einrichtung gegen Eesselsteinablagerung aus einem Ultraschallschwingungen erzeugenden Gerät (10) besteht, das an oder im Heißwasserbehälter (1) oder an einem mit dem Behälter (1) fest verbundenem Teil angeordnet ist, Patent to claims e coffee machine with a hot water tank a heating device into which water is fed from an inlet and from which via A brewing line of hot water is directed to a brewing unit, and with a device against scale build-up, as a result of the fact that the device against scald deposition from a device generating ultrasonic vibrations (10) consists on or in the hot water tank (1) or on one with the tank (1) fixed part is arranged, 2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß das Gerät (10') außen an der Behälterwand angeordnet ist.2. Machine according to claim 1, characterized in that g e k e n n n z e i c h -n e t that the device (10 ') is arranged on the outside of the container wall is. 3. Maschine nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß das Gerät (10) an der inneren Wand angeordnet ist. 3. Machine according to claim 1, characterized in that g e k e n n z e i c h -n e t that the device (10) is arranged on the inner wall. 4. Maschine nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß das Gerät (10) frei in den Behälter (1) ragend angeordnet ist.4. Machine according to claim 1, characterized in that g e k e n n z e i c h -n e t that the device (10) is arranged freely protruding into the container (1). 5. Maschine nach wenigstens einem der Ansprüche i bis 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das Gerät (10) gesteuert ein und ausschaltbar ist.5. Machine according to at least one of claims i to 4, characterized in that g It is evident that the device (10) can be switched on and off in a controlled manner. 6. Maschine nach Anspruch 5 mit einem steuerbaren Ventil in der Brühleitung, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß eine gemeinsame Steuereinrichtung (14) gleichzeitig das Ventil (15) und das Gerät (10) derart betätigt, daß beim Öffnen des Ventils (15) das Gerät (10) ein - und beim Schließen des Ventils (15) das Gerät (10) ausgeschaltet wird.6. Machine according to claim 5 with a controllable valve in the brewing line, in that there is a common control device (14) at the same time the valve (15) and the device (10) actuated in such a way that when the valve is opened (15) the device (10) on - and when the valve (15) is closed, the device (10) is switched off will. 7. Maschine nach Anspruch 5, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß sie eine das Gerät (10) wenigstens bei Wassertemperaturen zwischen etwa 60 bis iJOO C eingeschaltet haltende Steuereinrichtung aufweist.7. Machine according to claim 5, characterized in that g e k e n n z e i c h -n e t that they use the device (10) at least at water temperatures between about 60 until iJOO C has control device that keeps switched on. 8. Maschine nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das Gerät (10) aus einem Piezo-Schwinger besteht.8. Machine according to at least one of claims 1 to 7, characterized in that g It is not noted that the device (10) consists of a piezo transducer. 9. Maschine nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß zwischen dem Heißwasserbehälter (1) und dem Wasserzulauf (3) ein elastisches Kupplungselement (4) eingefügt ist.9. Machine according to at least one of claims 1 to 8, characterized in that g It is not noted that between the hot water tank (1) and the water inlet (3) an elastic coupling element (4) is inserted.
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