DE3852847T2 - Einrichtung zur Verbesserung der Kohlensäureanreicherung in Getränkeautomaten. - Google Patents

Einrichtung zur Verbesserung der Kohlensäureanreicherung in Getränkeautomaten.

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Description

  • Die Erfindung befaßt sich mit Kohlensäureanreicherungsvorrichtungen, welche in Ausgabevorrichtungen für Mischgetränke eingesetzt werden, und insbesondere mit einer Anlage zum Verbessern des Kohlensäureanreicherungswirkungsgrades bei der kontinuierlichen Kohlensäureanreicherung und bei der chargenweisen Kohlensäureanreicherung.
  • Übliche Kohlensäureanreicherungsvorrichtungen, welche bei Ausgabevorrichtungen für Mischgetränke eingesetzt werden, sind an sich bekannt und umfassen einen Kohlensäureanreicherungsbehälter zur Aufnahme einer Wassermenge mit einem Gasraum, welcher CO&sub2; Cas unter Druck (von etwa 50-100 psi (345-689 kPa) beispielsweise) enthält. Wenn der Wasserspiegel unter eine vorbestimmte Spiegelhöhe fällt, was mit Hilfe von Pegelsensoren erfaßt wird (beispielsweise dann, wenn die Ausgabeventile, mit denen die Kohlensäureanreicherungsvorrichtung verbunden ist, eine gewisse Menge des mit Kohlensäure versetzten Wassers, beispielsweise 16 Ounces (454 g) abgezogen haben), wird die Wasserpumpe eingeschaltet und Wasser wird unter Druck in den Behälter eingeleitet, um den Wasserpegel zurück auf einen oberen Pegelstand zu bringen, sowie in einer solchen Weise zu bringen, daß ein Kontakt zwischen dem Wasser und dem CO&sub2; vorhanden ist, um die Kohlensäureanreicherung zu fördern. Das mit Kohlensäure angereicherte Wasser wird von dem Behälter über ein Steigrohr abgezogen, welches einen Einlaß in der Nähe des Bodens des Behälters hat. Der Kohlensäureanreicherungsbehälter umfaßt auch ein Druckbegrenzungsventil, wie ein Ventil für 100 Pound (689 kPa) oder ein Ventil für 120 Pound (827 kPa).
  • Eine völlig andere Bauart einer Kohlensäureanreicherungsvorrichtung wird bei Abfüllanlagen eingesetzt. Kohlensäureanreicherungsvorrichtungen bei derartigen Abfüllanlagen sind wesentlich größer und teurer. Derartige Kohlensäureanreicherungssysteme umfassen eine Einrichtung zum Kühlen des mit Kohlensäure zu versetzenden Wassers und zum Bereitstellen von großen Wasseroberflächen. Zusätzlich wird das Wasser zuerst durch eine Entlüftungseinrichtung (um Luft aus dem Wasser abzuführen) geleitet, bevor das Wasser in die Kohlensäureanreicherungsvorrichtung eintritt.
  • In DE-U-6603533 ist eine Kohlensäureanreicherungsvorrichtung in einer Kohlensäureanreicherungseinrichtung in einer Ausgabevorrichtung für Mischgetränke angegeben, welche folgendes aufweist:
  • (a) einen Kohlensäureanreicherungsbehälter, welcher einen Luftraum umschließt
  • (b) eine Druckbegrenzungsleitung von dem Behälter; und
  • (c) ein Druckbegrenzungsventil in der Druckbegrenzungsleitung.
  • Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß folgendes vorgesehen ist:
  • (d) eine automatische Entlüftungsleitung, welche mit der Druckbegrenzungsleitung stromauf von dem Druckbegrenzungsventil verbunden ist;
  • (e) ein magnetgesteuertes Ventil in der automatischen Entlüftungsleitung zum Entlüften des Luftraums zur Atmosphäre hin; und
  • (f) eine Zeitgebereinrichtung zum Öffnen des magnetgesteuerten Ventils zu bestimmten Zeiten und für eine vorbestimmte Zeitdauer.
  • Es hat sich gezeigt, daß durch das Abführen von Luft von dem Gasraum sich eine signifikante Verbesserung des Kohlensäureanreicherungswirkungsgrades bei der kontinuierlichen Kohlensäureanreicherung und bei der chargenweisen Kohlensäureanreicherung erzielen läßt.
  • Die vorbestimmten Zeiten, zu denen die Entlüftung offen ist, wird vorzugsweise nach Maßgabe der Tageszeiten, wie zwei mal am Tag um 15 Uhr und 3 Uhr, bestimmt. Alternativ können die vorbestimmten Zeiten durch die Vorgabe einer gewissen Anzahl von Zyklen (Anzahl des Einschaltens einer Pumpe) bestimmt werden, wie zum Beispiel einmal pro "x" Anzahl von Zyklen, wobei "x" in einem Bereich von etwa 50 bis 500 wählbar ist.
  • Alternativ kann die Zeitgebereinrichtung derart ausgelegt sein, daß das magnetgesteuerte Ventil alle "x" Stunden öffnet, wenn "x" zwischen etwa 3 und 24 liegt. Die vorbestimmte Zeitdauer, während der die Entlüftung geöffnet ist, macht vorzugsweise 1 bis 5 Sekunden aus.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung umfaßt die Zeitgebereinrichtung eine Einrichtung zum Einstellen sowohl der vorbestimmten Zeiten als auch der vorbestimmten Zeitdauern.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt nach der Erfindung wird ein Verfahren zur Kohlensäureanreicherung unter Einsatz der vorstehend angegebenen Vorrichtung bereitgestellt, wobei der Kohlensäureanreicherungsbehälter eine Wassermenge aufnimmt und oberhalb des Wassers einen Gasraun hat, welches Verfahren den Schritt aufweist, gemäß dem automatisch periodisch der Gasraum zur Atmosphäre hin zu vorbestimmten Zeiten und für eine vorbestimmte Zeitdauer entlüftet wird.
  • Die vorbestimmten Zeiten können nach Maßgabe einer vorbestimmten Anzahl von Kohlensäureanreicherungszyklen oder alternativ nach einer jeweils vorbestimmten Anzahl von Minuten bestimmt sein.
  • Eine bevorzugte Ausführungsform nach der Erfindung wird nunniehr als Beispiel unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert, in welcher gilt:
  • Fig. 1 ist eine teilweise schaubildhafte und teilweise schematische Ansicht eines automatischen Kohlensäureanreicherungs-Entlüftungssystems nach der Erfindung;
  • Fig. 2 ist ein Diagramm zur Verdeutlichung des Prozentsatzes von CO&sub2; in einem Kohlensäureanreicherungsbehälter bei der kontinuierlichen Kohlensäureanreicherung;
  • Fig. 3 ist ein Diagramm zur Verdeutlichung der Herabsetzung der CO&sub2; Volumina beim kontinuierlichen Arbeiten mit gegenüber dem Prozentsatz der Luft in einem Kohlensäureanreicherungsbehälter; und
  • Fig. 4 ist ein Diagramm zur Verdeutlichung der kontinuierlichen Kohlensäureanreicherung gegenüber einer chargenweisen Kohlensäureanreicherung.
  • Unter Bezugnahme auf die Zeichnung zeigt Figur 1 das automatische Kohlensäureanreicherungsentlüftungssystem 10 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung.
  • Das System 10 umfaßt einen Kohlensäureanreicherungsbehälter 12, eine Wasserpumpe 14, welche mittels eines Motors 16 angetrieben wird, um Wasser unter Druck in den Behälter 12 über eine Wasserleitung 18 zu pumpen, eine Auslaßleitung 20 für mit Kohlensäure versetztem Wasser, welche mit einem Steigrohr 22 verbunden ist, eine CO&sub2;-Einlaßleitung 24, welche mit einer CO&sub2;- Quelle (nicht gezeigt) verbunden ist, eine Druckbegrenzungsleitung 28, welche ein Druckbegrenzungsventil 30 hat, eine automatische Entlüftungsleitung 32, welche mit der Druckbegrenzungsleitung 28 verbunden ist, ein magnetisch betriebenes Ventil 34 in der Leitung 32, eine Pegelsensoreinrichtung 36, um den Motor 16 einzuschalten, wenn der Wasserpegelstand unter den unteren Pegelstand fällt, und diesen auszuschalten, wenn der Pegelstand wiederum den oberen Pegelstand erreicht hat, und eine Zeitgebereinrichtung 38 zum Öffnen des Ventils 34 zu vorbestimmten Zeiten und für eine vorbestimmte Zeitdauer. Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird das Ventil 34 beispielsweise zwei mal am Tag um 15 Uhr und 3 Uhr und für eine Zeitdauer von 1 bis 5 Sekunden, vorzugsweise von 3 Sekunden, geöffnet.
  • Alternativ kann die Zeitgebereinrichtung 38 einen Zyklus Zähler umfassen, welcher jedes Mal zählt, wenn der Motor 16 eingeschaltet wird, wobei das Ventil 34 jedes Mal dann geöffnet wird, wenn der Motor 16 eine vorbestimmte Anzahl von Malen eingeschaltet worden ist. Beispielsweise kann das Ventil 36 alle "x" Anzahl von Zyklen geöffnet werden; "x" ist beispielsweise innerhalb eines Bereiches von 50 bis 500 gewählt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform öffnet das Ventil 34 alle 100 Zyklen für 2 bis 3 Sekunden.
  • Jegliche übliche an sich bekannte Pumpe, sowie Motor, Ventile, Pegelsensoreinrichtungen und Zeitgeber (oder Zykluszähler) können eingesetzt werden. Ein Ventil ist an der Sodawasserleitung 20 nicht gezeigt. Das Ventil, welches diesen Strom steuert, ist die Getränkeausgabe-Ventilanordnung (nicht gezeigt) an einer Getränkeausgabevorrichtung (nicht gezeigt). Hierbei können beliebige an sich bekannte Getränkeausgabevorrichtungen und jede übliche an sich bekannte Ventilanordnung zum Einsatz kommen.
  • Der Kohlensäureanreicherungsbehälter ist mit Wasser bis zu einem Pegelstand zwischen einem oberen und einem unteren Pegelstand gefüllt. Der Kopfraum bzw. der Gasraum oberhalb des Wasserpegels enthält CO&sub2;-Gas unter einem Druck von beispielsweise 100 psi (689 kPa).
  • Es hat sich gezeigt, daß unter der Annahme, daß keine Fehlfunktion bei der Anlage auftritt, die Kohlensäureanreicherungswerte fallen, wenn der effektive CO&sub2; Druck infolge des Einströmens von Luft in den Gasraum der Kohlensäureanreicherungsvorrichtung kleiner wird. Einströmendes Wasser führt in typischer Weise ungelöste Luft mit sich. Der Gasraum der Kohlensäureanreicherungsvorrichtung wirkt als ein Sammler für diese mitgeführte Luft. Es hat sich ferner gezeigt, daß man sich ändernde Luftmengen von bis zu 30 % in dem Gasraum feststellen kann.
  • Während eines zweimonatigen Tests in einer Stadt beliefen sich an drei Nachweisstellen die Werte auffolgendes: Max. Min. Mittelwert Nachweisstelle
  • Figur 2 zeigt die Art und Weise, mit der der Prozentsatz der Luft den Werten der kontinuierlichen Kohlensäureanreicherung zugeordnet ist, welche man mit Hilfe einer Kohlensäureanreicherungsvorrichtung erhält. Unterschiedliche Kohlensäureanreicherungsvorrichtungen und Kohlensäureanreicherungssysteme verhalten sich nicht in übereinstimmender Weise. Im allgemeinen sind die kontinuierlichen Kohlensäureanreicherungswerte bei Versuchsstellen im Freien proportional niedriger, wenn in zunehmender Weise Luft vorhanden ist. Weniger als 17 % der Versuchsstellen, bei deren Kohlensäureanreicherungsvorrichtungen 10 % oder mehr Luft gemessen wurden, erzeugten Kohlensäureanreicherungsvolumina von größer 4,0.
  • Figur 3 zeigt die Art und Weise, mit der die Kohlensäureanreicherungswerte nach den Messungen abnehmen, wenn die Luftmenge in der Kohlensäureanreicherungsvorrichtung größer wird. Wie gezeigt, kann ein Wert von 20 - 25 % Luft die kontinuierliche Kohlensäureanreicherung um 1,0 - 1,5 Volumina herabsetzen.
  • Figur 4 zeigt die entsprechenden Auswirkungen auf die chargenweise Kohlensäureanreicherung. Die Menge des CO&sub2; Durchbruchs variiert mit den mechanischen/hydraulischen Einrichtungen der Ausgabevorrichtungen. Bei einem schnell strömenden Ventil (3 oz/sec. (85 g/s)) kann bei einer Reduktion von 1,2 Volumina bei der kontinuierlichen Kohlensäureanreicherung zu einer Herabsetzung bei der chargenweise Kohlensäureanreicherung um 0,5 Volumina führen, das heißt wenn man 4,5 beim kontinuierlichen erzielt, führt dies zu 3,7 beim chargenweisen gegenüber einem Wert von 3,3 beim kontinuierlichen, was zu 3,2 führt.
  • Das Verfahren nach der Erfindung hat bei einer Kohlensäureanreicherungsvorrichtung die folgenden Effekte:
  • Feldtestdaten bei einer gezeigten Nachweisstelle: Prozentsatz CO&sub2; Kohlensäureanreicherungsvolumina Vor der Entlüftung Nach der Entlüftung
  • Labortest haben gezeigt, auf welche Werte eine entlüftete Kohlensäureanreicherungsvorrichtung die Luftmenge reduzieren kann. Eine entlüftete Kohlensäureanreicherungsvorrichtung kann die Luftwerte auf unter 5 % drücken, wodurch man Kohlensäureanreicherungswirkungsgrade von 95 % oder größer aufrechterhalten kann.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung wird der Kohlensäureanreicherungsbehälter zweimal am Tag zur Atmosphäre hin entlüftet, beispielsweise um 15 Uhr und 3 Uhr. Bei einer alternativen bevorzugten Ausführungsform wird der Behälter einmal alle 100 Zyklen für eine Zeitdauer von ein bis fünf Sekunden entlüftet. Alternativ kann die Anzahl der Zyklen derart gewählt werden, daß man eine Entlüftung in einem Bereich von etwa 50 bis 500 vornimmt.
  • Weitere vorbestimmte Zeiten für das Öffnen der Entlüftung können genommen werden einschließlich eines einmaligen Öffnens pro Zyklus beispielsweise für 1-2 Sekunden. Der Zeitgeber oder der Zykluszähler können auch derart eingestellt werden, daß eine einzige Anlage an unterschiedlichen Stellen eingesetzt werden kann, da die Luftmenge im Wasser sich von Ort zu Ort ändert. Auch kann die Zeitdauer für das Öffnen der Entlüftung aus denselben Gründen eingestellt werden. Eine alternative bevorzugte Ausführungsform ist darin zu sehen, daß ein magnetgesteuertes Ventil in der CO&sub2; Zufuhrleitung zu dem Kohlensäureanreicherungsbehälter vorgesehen ist, und daß dieses Ventil während der Entlüftung zum Sparen von CO&sub2; geschlossen wird. Bei dieser bevorzugten Ausführungsform, bei der der Behälter pro jeweiligem Zyklus entlüftet wird, das heißt jedes mal dann, wenn die Pumpe eingeschaltet wird, wird die Gasabfuhrrate durch die Entlüftung in bevorzugter Weise mit Hilfe eines Nadelventils oder einer Öffnung gesteuert, um den Druck an dem Kohlensäureanreicherungsbehälter aufrechtzuerhalten. Viele Kohlensäureanreicherungsvorrichtungen haben nunmehr elektronische Pegelsteuereinrichtungen, so daß es einfach ist, eine logische Steuereinrichtung in dem System vorzusehen, um eine automatische periodische Entlüftung gemäß der Erfindung bereitzustellen.

Claims (10)

1. Kohlensäureanreicherungsvorrichtung (10) in einer Kohlensäureanreicherungseinrichtung-Ausgäbeeinrichtung für Mischgetränke, welche folgendes aufweist:
(a) einen Kohlensäureanreicherungsbehälter (12), welcher einen Luftraum umschließt;
(b) eine Druckbegrenzungsleitung (28) von dem Behälter (12); und
(c) ein Druckbegrenzungsventil (30) in der Druckbegrenzungsleitung (28);
dadurch gekennzeichnet, daß folgendes vorgesehen ist:
(d) eine automatische Entlüftungsleitung (32), welche mit der Druckbegrenzungsleitung (28) stromauf von dem Druckbegrenzungsventil (30) verbunden ist;
(e) ein magnetgesteuertes Ventil (34) in der automatischen Entlüftungsleitung (32) zum Entlüften des Luftraums zur Atmosphäre hin; und
(f) eine Zeitgebereinrichtung (38) zum Öffnen des magnetgesteuerten Ventils (34) zu bestimmten Zeiten und für eine vorbestimmte Zeitdauer.
2. Kohlensäureanreicherungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Zeitgebereinrichtung (38) derart ausgelegt ist, daß das magnetgesteuerte Ventil (34) alle "x" Zahl von Stunden geöffnet wird, wobei "x" zwischen etwa 3 und 24 liegt.
3. Kohlensäureanreicherungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Zeitgebereinrichtung (38) eine Einrichtung zum Zählen der Anzahl von Kohlensäureanreicherungszyklen umfaßt, und derart ausgelegt ist, daß das magnetgesteuerte Ventil (34) alle "x" Anzahl von Zyklen geöffnet wird, wobei "x" zwischen etwa 50 und 500 liegt.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der die Zeitgebereinrichtung (38) eine Einrichtung zum Einstellen sowohl der vorbestimmten Zeiten als auch der vorbestimmten Zeitdauer umfaßt.
5. Verfahren zur Kohlensäureanreicherung, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 eingesetzt wird, der Kohlensäureanreicherungsbehälter (12) eine Wassermenge aufnimmt und einen Gasraum oberhalb des Wasser hat, wobei das Verfahren den Schritt aufweist, gemäß dem automatisch periodisch der Gasraum zur Atmosphäre hin zu vorbestimmten Zeiten und für eine vorbestimmte Zeitdauer entlüftet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem der Schritt zum Entlüften des Gasraums während solchen vorbestimmten Zeiten und solchen vorbestimmten Zeitdauern erfolgt, daß der Kohlensäureanreicherungswirkungsgrad über etwa 95 % liegt.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, bei dem der Schritt zum Entlüften des Gasraums zu solchen vorbestimmten Zeiten und für solche Zeitdauern erfolgt, daß die kontinuierliche Kohlensäureanreicherung um etwa 1,0 bis 1,5 Volumina gesteigert wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, bei dem die vorbestimmte Zeit nach Maßgabe einer vorbestimmten Anzahl von Kohlensäureanreicherungszyklen bestimmt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, bei dem die vorbestimmte Zeit nach Maßgabe einer vorbestimmten Anzahl von Minuten erfolgt.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, bei dem die vorbestimmte Zeitdauer etwa 1 bis 5 Sekunden ausmacht.
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