DE4039385A1

DE4039385A1 - Device for enriching liquid with carbon di:oxide - has piezoelectric vibrator surrounded by cylindrical guide which directs stream of liquid into gas cushion inside pressure vessel

Info

Publication number: DE4039385A1
Application number: DE4039385A
Authority: DE
Inventors: Heinz-Werner Dipl Ing Giefer; Egon Dipl Ing Galler
Original assignee: Coca Cola Co
Current assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Priority date: 1990-12-10
Filing date: 1990-12-10
Publication date: 1992-06-11
Also published as: DE4039385C2

Abstract

A device for enriching a liquid with carbon dioxide consists of a pressure vessel with liquid and gas inlets in which a cushion of gas is formed above the liquid, and which contains a mechanical flow inducing element. Under this invention, the flow inducing element is a piezoelectric vibrator (43) which is located in a holder and is in contact with the liquid on one or both sides. The vibrator is located in the liquid near the gas cushio (88) and/or its central axis coincides with the longitudinal axis (38) of the vessel (1). The vibrator is located and operated so that at least a part of the liquid stream is directed into the gas cushion. USE/ADVANTAGE - Used in enriching a liquid with carbon dioxide for example in the treatment of drinking water or in drink dispensing machines. A simple, silent and low-maintenance device which is inexpensive to produce provides a uniform enrichment with carbon dioxide at a high flow rate of liquid.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Anreichern einer Flüssigkeit mit Kohlendioxid nach dem Oberbegriff des An spruchs 1.The invention relates to a device for enriching Liquid with carbon dioxide according to the generic term of the An saying 1.

Derartige Vorrichtungen werden beispielsweise zur Kohlensäu re-Anreicherung von Leitungswasser oder dgl. in Getränke automaten eingesetzt. Durch die Flüssigkeitsströmung, wie beispielsweise eine zirkulierende Strömung, soll die Auf nahme von Kohlendioxidgas dadurch verbessert werden, daß die Oberflächenberührung zwischen der Flüssigkeit und einem im oberen Bereich des Druckbehälters gebildeten Kohlendioxid polster verbessert wird. Für eine gute Aufnahme des Kohlen dioxids durch die Flüssigkeit bedarf es einer erheblichen Turbulenz innerhalb der Flüssigkeitsmenge, da die Größe der Kontaktfläche zwischen dem Kohlendioxid und der im Ruhezu stand befindlichen Flüssigkeitsmenge im Vergleich zur Flüs sigkeitsmenge gering ist. Such devices are used, for example, to clean coal Re-enrichment of tap water or the like in drinks machines used. Through the flow of liquid, like for example, a circulating flow, the up Taking carbon dioxide gas can be improved in that the Surface contact between the liquid and an im carbon dioxide formed at the top of the pressure vessel upholstery is improved. For a good absorption of the coal Dioxide through the liquid requires a significant amount Turbulence within the amount of liquid because of the size of the Contact area between the carbon dioxide and the one at rest amount of liquid in comparison to the river amount of liquid is low.

Es ist ferner auch der Einsatz der Flüssigkeitsströmung zur Unterstützung einer raschen und gleichmäßigen Abkühlung der Flüssigkeit bekannt. Die Flüssigkeitsströmung kann da bei beispielsweise auch dazu beitragen, daß über eine dem Druckbehälter zugeordnete Kühleinrichtung eine innerhalb des Druckbehälters ausgebildete Eisschicht eine im wesentlichen gleichmäßige Dicke aufweist.It is also the use of the liquid flow for Support a quick and even cooling known of the liquid. The liquid flow can be there for example also contribute to the fact that over a Pressure vessel associated cooling device within the Pressure vessel formed a layer of ice essentially uniform thickness.

Bei einem bekannten Verfahren zum fortgesetzten Erzeugen und Abgeben von Kohlendioxid gelöst enthaltendem und ge kühltem Wasser (DE-PS 25 59 651) wird die in dem Druckbe hälter befindliche Flüssigkeitsmenge mittels eines nahe dem Druckbehälterboden angeordneten Rotors in zwei konzentrische Teilmengen unterschiedlicher Größe unterteilt. Der Flüssig keitsströmung der größeren Teilmenge wird über ein Zuführ rohr, das bis nahe an den Boden des Druckbehälters reicht und das an seinem unteren Ende in eine Keramikkerze oder in einen anderen porösen Körper mündet, Kohlendioxid zugeführt, das in feinen Bläschen ausperlt. Die Anordnung eines über einen Motor antreibbaren Rotors kann bei zufriedenstellen der Anreicherung der Flüssigkeit mit Kohlendioxid zu einer Geräuschentwicklung während des Einsatzes dieser Vorrichtung führen.In a known method for continued generation and releasing and containing carbon dioxide dissolved cooled water (DE-PS 25 59 651) in the Druckbe amount of liquid in the container by means of a near Pressure vessel bottom arranged rotor in two concentric Divided subsets of different sizes. The liquid speed flow of the larger subset is via a feed pipe that reaches close to the bottom of the pressure vessel and that at its lower end in a ceramic candle or in opens another porous body, added carbon dioxide, that bubbles out in fine bubbles. The arrangement of an over a motor driven rotor can satisfy at the enrichment of the liquid with carbon dioxide to a Noise development when using this device to lead.

Dies gilt entsprechend für eine weitere bekannte Vorrichtung zum Anreichern einer Flüssigkeit mit Kohlendioxid (DE-PS 28 32 377) bei der Kohlendioxid über ein an dem Austrittsende mit einem porösen keramischen Körper verbundenem Zulaufrohr dem unteren Bereich des Druckbehälters zugeführt wird. Zum Erzeugen einer Umlaufströmung ist im Bodenbereich eines Druckbehälters eine Unterwasserpumpe angeordnet, in deren Unterdruckbereich ein Austrittsende eine Ansaugleitung für Kohlendioxid mündet.This applies accordingly to another known device for enriching a liquid with carbon dioxide (DE-PS 28 32 377) in the case of carbon dioxide at one at the exit end inlet pipe connected to a porous ceramic body is fed to the lower region of the pressure vessel. To the Generating a circulating flow is one in the bottom area Pressure vessel arranged an underwater pump in the Vacuum area an outlet end a suction line for Carbon dioxide flows out.

Bei einer weiteren bekannten Vorrichtung (DE-OS 28 48 146) ist der Innenbereich des Druckbehälters durch eine im Ab stand von einer Innenwand des Druckbehälters angeordnete hohlzylinderförmige Kühlfläche in zwei die Flüssigkeitsmen ge aufnehmende Bereiche unterteilt. Dem radial einwärtigen Bereich ist eine Unterwasserpumpe zugeordnet, mit jeweils einer Ansaugöffnung und einer druckseitigen Austrittsöffnung in einem in Längsrichtung des Druckbehälters mittleren Bereich und im Bodenbereich des Druckbehälters. Dadurch soll die Flüssigkeitsmenge in eine zur Längsachse der Kühlfläche rotierende Strömung versetzt werden, die im wesentlichen laminar ausgebildet ist. Über die Unterwasserpumpe soll auch das in den Druckbehälter eingeleitete Kohlendioxid zwangs weise zirkuliert werden; zu diesem Zweck ist vorgesehen, daß eine oder mehrere Unterwasserpumpen getrennte Ansaugbereiche für Wasser und für in einem oberen Bereich des Druckbehäl ters angesammeltes Kohlendioxidgas haben.In another known device (DE-OS 28 48 146) is the interior of the pressure vessel by a in the Ab stood from an inner wall of the pressure vessel hollow cylindrical cooling surface in two the liquid men ge receiving areas divided. The radially inward A submersible pump is assigned to the area, with each a suction opening and an outlet opening on the pressure side in a middle in the longitudinal direction of the pressure vessel Area and in the bottom area of the pressure vessel. This is supposed to the amount of liquid in a to the longitudinal axis of the cooling surface rotating flow are displaced, which is essentially is laminar. About the submersible pump should also the carbon dioxide introduced into the pressure vessel to be circulated wisely; for this purpose it is provided that one or more submersible pumps separate suction areas for water and for in an upper area of the pressure vessel have accumulated carbon dioxide gas.

Es ist schließlich auch bekannt, bei einer Vorrichtung zum Anreichern einer Flüssigkeit mit Kohlendioxid in dem Druck behälter ein Rührwerk anzuordnen (DE-OS 20 21 237). Der Einsatz eines Rührwerkes kann zu einem erhöhten Aufwand hin sichtlich der Herstellung und der Wartung führen. Die Zir kulation der Flüssigkeitsmenge über ein Rührwerk kann ferner zu einer ungleichmäßigen Anreicherung der Flüssigkeitsmenge führen.Finally, it is also known in a device for Enrich a liquid with carbon dioxide in the pressure to arrange a stirrer container (DE-OS 20 21 237). The Using an agitator can result in increased effort visually lead the manufacture and maintenance. The Zir Culation of the amount of liquid via an agitator can also to an uneven enrichment of the amount of liquid to lead.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemä ße Vorrichtung zum Anreichern einer Flüssigkeit mit Kohlen dioxid so weiterzubilden, daß bei geringem gerätetechnischem Aufwand und somit geringem Herstellungsaufwand eine im we sentlichen gleichmäßige und in ausreichender Menge erfolgen de Anreicherung mit Kohlendioxid ermöglicht wird, wobei der Betrieb der Vorrichtung im wesentlichen geräusch- und war tungsfrei ist.The invention has for its object a generic device for enriching a liquid with coal to further develop dioxide in such a way that with low technical equipment Effort and thus low manufacturing costs a we considerably uniform and in sufficient quantity de Enrichment with carbon dioxide is made possible, the Operation of the device was essentially noisy and was is free of maintenance.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der genannten Art dadurch gelöst, daß die Einrichtung einen piezoelektrischen Schwinger aufweist, der in einem Schwingerhalter für eine ein- oder beidseitige Beaufschlagung mit Flüssigkeit ange ordnet ist.This object is achieved in a device of the type mentioned solved in that the device has a piezoelectric Has transducer in a transducer holder for one exposure to liquid on one or both sides is arranged.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung eines piezoelektri schen Schwingers können in einfacher und im wesentlichen geräuschfreier Weise Ultraschallschwingungen entsprechend hoher Amplitude erzeugt werden, die in der Flüssigkeitsmenge aufgrund des Schallstrahlungsdruckes eine Gleichströmung erzeugen. An der an ein Kohlendioxid-Gaspolster angrenzen den Flüssigkeitsoberfläche kann diese Gleichströmung eine Levitation bzw. die Ausbildung einer Flüssigkeitsströmung über die Oberfläche hinaus in das Gaspolster bewirken. Der piezoelektrische Schwinger kann dabei über den im zugeord neten Schwingerhalter unmittelbar im Bereich der Wandung des Druckbehälters eingesetzt werden.The inventive arrangement of a piezoelectric Schwingers can be simple and essentially corresponding to ultrasonic vibrations without noise high amplitude are generated in the amount of liquid a direct flow due to the sound radiation pressure produce. Adjacent to a carbon dioxide gas cushion This direct flow can be a liquid surface Levitation or the formation of a fluid flow effect beyond the surface into the gas cushion. The Piezoelectric transducers can be assigned via the Neten transducer holder directly in the area of the wall of the Pressure vessel are used.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der piezoelektri sche Schwinger in einem dem Gaspolster benachbarten Bereich innerhalb der Flüssigkeitsmenge angeordnet. Dabei kann bei dieser Anordnung, oder auch unabhängig davon, die Mittel achse des Schwingers im wesentlichen mit der Längsachse des Druckbehälters übereinstimmend angeordnet sein.In a preferred embodiment, the piezoelectric cal transducer in an area adjacent to the gas cushion arranged within the amount of liquid. Here, at this arrangement, or regardless of it, the means axis of the transducer essentially with the longitudinal axis of the Pressure vessel to be arranged in accordance.

Damit ist in einfacher Weise die Voraussetzung dafür ge schaffen, daß eine gleichmäßige Strömung der Flüssigkeits menge erreicht wird, die zu einer guten Anreicherung führt. Ein Teil der Strömung kann dabei aus der Flüssigkeitsmenge hinaus in das Gaspolster gerichtet sein.This is a simple requirement for this create a smooth flow of liquid quantity is reached which leads to a good enrichment. Part of the flow can come from the amount of liquid be directed into the gas cushion.

Dazu hat es sich weiterhin als vorteilhaft herausgestellt, daß der Schwinger so angeordnet und antreibbar ist, daß zumindest ein Teil der Flüssigkeitsströmung in das Gaspol ster gelangt. Durch dabei in dem Gaspolster zerstäubte bzw. verteilte Flüssigkeitstropfen wird in einfacher Weise die Voraussetzung für eine besonders schnelle, intensive und gleichmäßige Anreicherung der Flüssigkeit durch Kohlendioxid geschaffen. Durch die Anordnung des Schwingers und/oder einen entsprechend gewählten Schallstrahlungsdruck kann eine in das Kohlendioxidpolster gerichtete Flüssigkeitsfontäne erzeugt werden. Durch entsprechend gebündelte Ultraschall schwingungen können somit in einfacher Weise in das Koh lendioxidpolster gerichtete Flüssigkeitsstrahlen erzeugt werden. Bei einer entsprechenden Schallintensität platzen diese Flüssigkeitsstrahlen ab einer gewissen Länge dadurch, daß Molekühlschwingungen Kohäsionskräfte überwinden, ausein ander. Demzufolge wird Flüssigkeit innerhalb des mit Kohlen dioxid gefüllten oberen Bereichs des Druckbehälters bzw. des Kohlendioxid-Gaspolsters zerstäubt. Dadurch wird die Voraus setzung für ein im wesentlichen gleichmäßiges Anreichern der Flüssigkeit mit einer ausreichenden Kohlendioxidmenge ge schaffen. It has also proven to be advantageous for this that the vibrator is arranged and driven such that at least part of the liquid flow into the gas pole arrives. By atomizing or sputtering in the gas cushion Distributed drops of liquid will easily Prerequisite for a particularly fast, intensive and Even enrichment of the liquid with carbon dioxide created. By arranging the transducer and / or a correspondingly selected sound radiation pressure can be liquid fountain directed into the carbon dioxide cushion be generated. By appropriately bundled ultrasound Vibrations can thus easily in the Koh Linen dioxide pad creates directed liquid jets will. Burst at an appropriate sound intensity these liquid jets from a certain length that molecular vibrations overcome cohesive forces at the. As a result, liquid inside the coal dioxide-filled upper area of the pressure vessel or Atomized carbon dioxide gas cushion. This will make the advance setting for an essentially uniform enrichment of the Liquid with a sufficient amount of carbon dioxide create.

Es hat sich dazu als vorteilhaft herausgestellt, daß ein im wesentlichen hohlzylinderförmiger Leitkörper mit Abstand von einer Außenwand des Druckbehälters um den Schwinger angeord net ist. Damit wird in einfacher Weise eine Gleichströmung für einen Teil der Flüssigkeitsmenge erzeugt, die zu einer Fontäne bzw. zu Flüssigkeitsstrahlen führt, die in das Koh lendioxidpolster gerichtet sind.It has been found to be advantageous that an im essential hollow cylindrical guide body at a distance of an outer wall of the pressure vessel arranged around the transducer is not. This is a direct flow in a simple manner generated for a portion of the amount of fluid leading to a Fountain or liquid jets leading into the Koh are directed towards the

Für eine gezielte Beaufschlagung des Flüssigkeitspolsters mit einer Fontäne bzw. mit Flüssigkeitsstrahlen hat es sich weiterhin als besonders vorteilhaft herausgestellt, daß das in den Druckbehälter ragende Ende des Leitkörpers durch eine im wesentlichen ringförmige Stirnwand geschlossen ist. Diese Stirnwand kann dabei in vorteilhafter Weise in der dem Schwinger abgewandten Richtung sich trichterförmig verjün gend ausgebildet sein.For a targeted application of the liquid cushion with a fountain or with liquid jets also found to be particularly advantageous that the end of the guide body protruding into the pressure vessel a substantially annular end wall is closed. This end wall can advantageously in the Direction tapering away from the transducer is funnel-shaped be trained.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist zwischen dem Schwingerhalter und dem Leitkörper eine mit mindestens einer Durchgangsöffnung versehene Zwischenwand angeordnet. Durch diese Zwischenwand ergibt sich eine Unterteilung hin sichtlich des Leitkörpers, die dazu beiträgt, daß die durch den Schalldruck des Schwingers erzeugte Gleichströmung im wesentlichen zu dem Kohlendioxidpolster gerichtet ist. Dane ben ist durch die Anordnung der mindestens einen Durchgangs öffnung in der Zwischenwand sichergestellt, daß Flüssig keit kontinuierlich in den zwischen dem Schwinger bzw. der Zwischenwand und der Stirnwand gelegenen Raum innerhalb des Leitkörpers strömen kann, um von dort aus über den Schall druck in Richtung auf das Kohlendioxidpolster verdrängt zu werden. In a further preferred embodiment, between the transducer holder and the guide body with at least one arranged a through-opening partition. This partition creates a subdivision visually of the guide body, which contributes to that by the sound pressure of the transducer generated direct current in is directed towards the carbon dioxide cushion. Dane ben is due to the arrangement of the at least one passage opening in the partition ensures that liquid continuously between the transducer and the Partition wall and the front wall located within the Conductor can flow to from there through the sound pressure in the direction of the carbon dioxide cushion is displaced will.

Es hat sich dabei als besonders vorteilhaft herausgestellt, daß die Zwischenwand in der dem Schwinger abgewandten Rich tung sich trichterförmig erweiternd ausgebildet ist.It has been found to be particularly advantageous that the partition in the Rich facing away from the transducer tion is funnel-shaped.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Schwingerhalter an einem in den Druckbehälter ragenden Ende eines Halterohres befestigt, wobei in vorteilhafter Weise Flüssigkeitsstrahlen in das Kohlendioxidpolster gerichtet werden.In a further preferred embodiment, the Transducer holder at one end protruding into the pressure vessel attached to a holding tube, wherein advantageously Jets of liquid directed into the carbon dioxide cushion will.

In vorteilhafter Weise ist das Halterohr gegenüber dem Druckbehälter abgeschlossen, wobei es einen Kanal zur Auf nahme elektrischer Anschlußleitungen für den Schwinger bil det. Zur Erzeugung einer intensiven, zu dem Kohlendioxid ge richteten Gleichströmung der Flüssigkeit wird der Schwinger dadurch einseitig mit Flüssigkeit beaufschlagt.The holding tube is advantageously opposite the Pressure vessel completed, there being a channel to on took electrical connection lines for the transducer bil det. To produce an intense, to which carbon dioxide ge The oscillator is directed in direct flow of the liquid thereby exposed to liquid on one side.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Hal terohr einstückig mit einer Flüssigkeits-Ablaufleitung aus gebildet. Halterohr und Flüssigkeits-Ablaufleitung sind da bei in besonders einfacher Weise, beispielsweise aus Kunst stoff herstellbar und in den Druckbehälter einsetzbar. Die einstückige Ausbildung des Halterohres und der Flüssigkeits- Ablaufleitung führt weiterhin dazu, daß es zum Abdichten beider Teile gegenüber dem Druckbehälter nur einer einzigen Dichtstelle bedarf.In another preferred embodiment, the hal one piece with a liquid drain line educated. Holding tube and liquid drain line are there in a particularly simple manner, for example from art fabric can be made and used in the pressure vessel. The one-piece design of the holding tube and the liquid Drain pipe continues to cause it to seal both parts compared to the pressure vessel only one Sealing point required.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist dem Druckbehälter eine Kühleinrichtung zugeordnet. Damit kann neben einem Anreichern mit Kohlendioxid im wesentlichen gleichzeitig ein Kühlen der Flüssigkeit erfolgen. In a further preferred embodiment, the Pressure vessel assigned a cooling device. So that can in addition to an enrichment with carbon dioxide essentially the liquid is cooled at the same time.

Dabei hat es sich zum einen als vorteilhaft herausgestellt, daß die Kühleinrichtung ein innerhalb und/oder außerhalb der Außenwand des Druckbehälters angeordnetes Kühlrohr aufweist. Damit kann in einfacher Weise sichergestellt werden, daß neben einer ausreichenden Anreicherung der Flüssigkeit mit Kohlendioxid auch eine zu einer im wesentlichen gleich mäßigen Abkühlung der Flüssigkeitsmenge führende Kühlung erfolgt.On the one hand, it turned out to be advantageous that the cooling device is inside and / or outside the Has outer wall of the pressure vessel arranged cooling tube. This can be easily ensured that in addition to sufficient enrichment of the liquid with Carbon dioxide is also essentially the same as one moderate cooling of the amount of liquid leading cooling he follows.

Zum anderen hat es sich für eine gute Kühlung und Anreiche rung der Flüssigkeit auch als vorteilhaft herausgestellt, daß die Kühleinrichtung mindestens ein außerhalb des Druck behälters angeordnetes Peltierelement aufweist, das an der Außenseite eines über den Schwinger mit einer Flüssigkeits strömung beaufschlagbaren Bereichs des Druckbehälters im wesentlichen flächig anliegt. In vorteilhafter Weise kann dabei über das Gaspolster in den über das Peltierelement gekühlten Wandungsbereich gelangende Flüssigkeit gezielt ge kühlt werden.Secondly, it has good cooling and plating tion of the liquid is also found to be advantageous, that the cooling device is at least one outside of the pressure Contains arranged Peltier element which on the Outside of one over the transducer with a liquid flowable area of the pressure vessel in the is essentially flat. Can advantageously thereby over the gas cushion in the over the Peltier element liquid reaching the wall area in a targeted manner be cooled.

Das Peltierelement kann dabei dem Leitkörper im wesentlichen gegenüberliegend an der Außenseite des Druckbehälters an geordnet sein. In einfacher Weise wird damit erreicht, daß eine Flüssigkeitsfontäne bzw. Flüssigkeitsstrahlen, die aus dem Leitkörper in das Kohlendioxidpolster und damit in den Bereich von der dem Leitkörper im wesentlichen gegenüberlie genden Außenseite des Druckbehälters kommen, intensiv ge kühlt werden.The Peltier element can essentially be the guide body opposite on the outside of the pressure vessel be ordered. In a simple way it is achieved that a liquid fountain or liquid jets that come from the lead body in the carbon dioxide cushion and thus in the Area from which the guide body is essentially opposite the outside of the pressure vessel come intensively be cooled.

Drei Ausführungsbeispiele für eine erfindungsgemäße Vorrich tung werden anhand der Zeichnung mit weiteren Einzelheiten erläutert. Es zeigen jeweils in einem Längsschnitt:Three embodiments for a device according to the invention tion are based on the drawing with further details explained. Each shows in a longitudinal section:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfin dungsgemäßen Vorrichtung mit einer außerhalb des Druckbehälters angeordneten Kühleinrich tung, Fig. 1 shows a first embodiment of a device OF INVENTION to the invention with a tung arranged outside of the pressure vessel Kühleinrich,

Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel mit einer in nerhalb des Druckbehälters angeordneten Kühl einrichtung und Fig. 2 shows a second embodiment with a cooling device arranged within the pressure vessel and

Fig. 3 ein drittes Ausführungsbeispiel mit einer ein Peltierelement aufweisenden Kühleinrichtung. Fig. 3 shows a third embodiment with a cooling device having a Peltier element.

Jedes der drei Ausführungsbeispiele weist einen Druck behälter 1 auf, mit einem im wesentlichen topfförmigen Grundkörper 3 und einem diesen abschließenden Deckel 5. Bei allen drei Ausführungsbeispielen ist weiterhin der topf förmige Grundkörper 3 und der Deckel 5 zumindest bereichs weise von einer Isolierschicht 7, 7′, 7′′ beispielsweise aus Polyurethanschaum umgeben. Die Markierung von Bezugszei chen mit einem oder zwei hochgestellten Strichen verweist jeweils auf das in der Fig. 2 dargestellte zweite und das in Fig. 3 dargestellte dritte Ausführungsbeispiel. Die Iso lierschicht 7, 7′, 7′′ kann beispielsweise durch Umschäumen des Grundkörpers 3, 3′, 3′′ und durch zumindest teilweises Umschäumen des beispielsweise aus einem hochfesten Thermo plast gespritzten Deckels, 5, 5′ bzw. des aus Metall herge stellten Deckels 5′′ hergestellt werden. Each of the three exemplary embodiments has a pressure vessel 1 , with an essentially pot-shaped base body 3 and a cover 5 closing this. In all three embodiments, the pot-shaped base body 3 and the lid 5 is at least partially surrounded by an insulating layer 7 , 7 ', 7 '', for example made of polyurethane foam. The marking of reference characters with one or two superscript lines each refers to the second embodiment shown in FIG. 2 and the third embodiment shown in FIG. 3. The Iso lierschicht 7 , 7 ', 7 ''can, for example, by foaming the base body 3 , 3 ', 3 '' and by at least partially foaming, for example, from a high-strength thermoplastic injection molded cover, 5 , 5 'or the metal Herge put lid 5 '' are made.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Deckel 5 an seiner dem Grundkörper 3 abgewandten Seite im wesentlichen vollständig von der Isolierschicht 7 umge ben. Der Grundkörper 3 besteht aus einem Edelstahl. Durch die Isolierschicht 7 und den Deckel 5 sind ein Flüssig keitszulauf 9, eine Gaszuführung 11, eine Füllstandsson de 13 zum Erfassen einer maximalen Füllhöhe, eine Füll standssonde 15 zum Erfassen einer Mindestfüllhöhe und eine Eissonde 17 zum Erfassen der Dicke eines Eismantels 19 geführt; sie sind dabei gegenüber dem Deckel 5 abgedichtet und können zusammen mit dem Einschäumen des Deckels 5 in die Isolierschicht 7 mit eingeschäumt werden. Ein Massean schluß wird dabei durch die Wandung des Grundkörpers 3 ge bildet. Über ein Außengewinde des Deckels 5 ist mit diesem ein Überwurfring 17, der ein Innengewinde aufweist, derart verbunden, daß zwischen einem im wesentlichen horizontal verlaufenden Abschnitt des Deckels 5 und des Überwurfrings 21 ein flanschartiger Bereich 23 des Grundkörpers 3 ge klemmt wird. Ein in einer Ringnut des Deckels 5 aufgenomme ner Dichtring 27 liegt dabei für eine dichtende Verbindung an dem flanschartigen Bereich 23 an.In the embodiment shown in Fig. 1, the cover 5 is on its side facing away from the base body 3 substantially completely from the insulating layer 7 ben. The base body 3 consists of a stainless steel. Through the insulating layer 7 and the lid 5 , a liquid inlet 9 , a gas supply 11 , a level sensor de 13 for detecting a maximum level, a level sensor 15 for detecting a minimum level and an ice probe 17 for detecting the thickness of an ice jacket 19 ; they are sealed against the lid 5 and can be foamed together with the foaming of the lid 5 into the insulating layer 7 . A Massean circuit is formed by the wall of the base body 3 ge. About a male thread of the cover 5 , a collar 17 , which has an internal thread, is connected such that a flange-like region 23 of the base body 3 is clamped between a substantially horizontal section of the cover 5 and the collar 21 . A in an annular groove of the cover 5 ner sealing ring 27 is present for a sealing connection to the flange-like area 23 .

Die nicht weiter dargestellte Kühleinrichtung weist behäl terseitig der Außenwand eines in Längsrichtung mittleren Abschnittes des Grundkörpers 3 benachbart ein in einer Aussparung der Isolierschicht 7 angeordnetes Kühlrohr 27 auf. Dieses besteht beispielsweise aus Kupferrohr und kann auf einer Wickelvorrichtung so geformt werden, daß einander benachbarte Wicklungen innerhalb des Kühlrohres 27 miteinander in Berührung stehen, wobei der Durchmesser des Kühlrohres 27 weiterhin so bemessen ist, daß sich ein guter Kontakt zu dem Grundkörper 3 ergibt. Für einen guten Wärmeaustausch kann zwischen einzelnen Rohrwindungen des Kühlrohres 27 auch eine wärmeleitende Paste 29 angebracht werden. Über ein das Kühlrohr 27 umgebendes Abklebeband 31 wird während des Aufschäumens der Isolierschicht 7 ein Ein dringen des Isolierstoffes in das Kühlrohr 27 verhindert.The cooling device, not shown, has a cooling tube 27 arranged in a recess in the insulating layer 7 on the container side of the outer wall of a longitudinally central section of the base body 3 . This consists, for example, of copper tube and can be shaped on a winding device in such a way that adjacent windings within the cooling tube 27 are in contact with one another, the diameter of the cooling tube 27 being further dimensioned such that there is good contact with the base body 3 . For good heat exchange, a heat-conducting paste 29 can also be applied between individual tube turns of the cooling tube 27 . About a masking tape 31 surrounding the cooling tube 27, a penetration of the insulating material into the cooling tube 27 is prevented during the foaming of the insulating layer 7 .

Der dem Deckel 5 gegenüberliegende Bodenbereich 33 des Grundkörpers 3 ist wie der Deckel 5 in einer dem Innenraum 35 des Druckbehälters 1 abgewandten Richtung gewölbt ausge bildet. Durch den Bodenbereich 33 und die Isolierschicht 7 ist ein koaxial zur Längsachse 38 des Druckbehälters 1 ver laufendes Halterohr 39 angeordnet. Das Halterohr 39 weist einen in Längsrichtung im wesentlichen bis zur Mitte des Kühlrohres 27 ragenden, trichterförmig erweiternden Endab schnitt 41 auf, mit einer Aufnahme für einen piezoelektri schen Schwinger 43 über eine diesen am Außenumfang umgeben den, im wesentlichen ringförmige Dichtung 45. Das Halterohr 39 ist durch die Dichtung 45 und den Schwinger 43 gegen über dem Innenraum 35 abgedichtet und bildet einen Kanal für elektrische Anschlußleitungen 44, 46 für den Schwinger 43. Der Endabschnitt 41 hat ein Außengewinde mit dem ein rohrförmiger Ansatz 47 einer Zwischenwand 49 so verschraubt ist, daß die Dichtung 45 und damit der piezoelektrische Schwinger 43 sicher zwischen dem Endabschnitt 41 und einer horizontalen Anschlagfläche 51 des Ansatzes 47 gehalten sind. Die Zwischenwand 49 weist zwei sich in Richtung zu dem Deckel 5 hin trichterförmig erweiternde Bereiche 53, 55 auf, von denen der radial auswärtig gelegene Bereich 55 einen größeren Neigungswinkel aufweist. Der Bereich 55 geht in einen hohlzylinderförmigen Absatz 57 über, der an der Innenseite eines im wesentlichen hohlzylinderförmigen Leit körpers 59 anliegt und mit diesem verbunden ist. Dieser er streckt sich mit Abstand von dem Bodenbereich 33 von einem unteren Bereich des Druckbehälters 1 im wesentlichen bis zu dem dem Deckel 5 benachbarten Ende des Kühlrohres 27. Der Leitkörper 59 ist zum Bodenbereich 33 hin offen und an seinem dem Deckel 5 zugewandten Ende durch eine ringförmige Stirnwand 61 mit einer zentralen Öffnung 63 teilweise ge schlossen. Die Stirnwand 61 ist in der dem Schwinger 43 ab gewandten Richtung gewölbt ausgebildet. Innerhalb des Leit körpers 59 sind vorwiegend vier Rippen 65 ausgebildet, die an dem Absatz 57 anliegen und von dort aus sich keilförmig verbreiternd zu der Stirnwand 61 verlaufen.Of the cover 5 opposite the bottom region 33 of the base 3 as the cover in the interior space 35 of the pressure vessel 1 curved direction away out forms. 5 Through the bottom region 33 and the insulating layer 7 , a holding tube 39 running coaxially to the longitudinal axis 38 of the pressure vessel 1 is arranged. The holding tube 39 has a section extending in the longitudinal direction substantially up to the center of the cooling tube 27 , funnel-shaped widening Endab 41 , with a receptacle for a piezoelectric vibrator 43 surrounded by an on the outer circumference of the substantially annular seal 45th The holding tube 39 is sealed off from the interior 35 by the seal 45 and the oscillator 43 and forms a channel for electrical connecting lines 44 , 46 for the oscillator 43 . The end section 41 has an external thread with which a tubular extension 47 of an intermediate wall 49 is screwed so that the seal 45 and thus the piezoelectric vibrator 43 are securely held between the end section 41 and a horizontal stop surface 51 of the extension 47 . The intermediate wall 49 has two regions 53 , 55 which widen in a funnel shape in the direction of the cover 5 , of which the region 55 located radially outward has a larger angle of inclination. The area 55 merges into a hollow cylindrical shoulder 57 which bears on the inside of a substantially hollow cylindrical guide body 59 and is connected to it. This extends at a distance from the bottom region 33 of a lower region of the pressure vessel 1 essentially up to the end of the cooling tube 27 adjacent to the cover 5 . The guide body 59 is open to the bottom region 33 and partially closed at its end facing the cover 5 by an annular end wall 61 with a central opening 63 . The end wall 61 is curved in the direction facing away from the oscillator 43 . Within the guide body 59 predominantly four ribs 65 are formed, which abut the shoulder 57 and from there widen in a wedge shape to the end wall 61 .

An dem durch den Bodenbereich 33 und die Isolierschicht 7 geführten Ende des Halterohres 39 ist an diesem eine Flüs sigkeits-Ablaufleitung 67 einstückig ausgebildet. Halterohr 39 und Flüssigkeits-Ablaufleitung 67 sind beispielsweise aus einem Kunststoff als Formteil herstellbar. Das Hal terohr 39 und die Flüssigkeits-Ablaufleitung weisen einen ersten, innerhalb des Druckbehälters 1 angeordneten Ansatz 69 und einen im Abstand davon innerhalb der Isolierschicht 7 angeordneten zweiten Ansatz 71 auf. Innerhalb der beiden Ansätze 61, 71 liegt an dem durch das Halterohr 39 und die Flüssigkeits-Ablaufleitung 67 gebildeten Formstück ein hohlzylinderförmig ausgebildeter Öffnungsbereich 73 des Grundkörpers 3, an der sich in einer dem Deckel 5 abgewand ten Richtung von dem Bodenbereich 33 erstreckt. Der Öff nungsbereich 73 wird über ein ihn überdeckendes Ringstück 75 gegen entsprechende Bereiche des Halterohres 39 bzw. der Flüssigkeits-Ablaufleitung 67 gedrückt. Für eine dichtende Verbindung zwischen dem Grundkörper 3 einerseits und dem Halterohr 39 sowie der Flüssigkeits-Ablaufleitung 67 ande rerseits ist zwischen dem ersten Ansatz 69 und dem diesem gegenüberliegenden Abschnitt des Bodenbereichs 33 ein Dich tungsring 77 angeordnet.At the end of the holding tube 39 guided through the bottom region 33 and the insulating layer 7 , a liquid drain line 67 is formed thereon in one piece. Holding tube 39 and liquid drain line 67 can be produced, for example, from a plastic as a molded part. The holder tube 39 and the liquid drain line have a first attachment 69 arranged inside the pressure vessel 1 and a second attachment 71 arranged at a distance therefrom within the insulating layer 7 . Within the two lugs 61 , 71 is located on the formed by the holding tube 39 and the liquid drain line 67 , a hollow cylindrical opening area 73 of the base body 3 , on which extends in a direction from the cover 5 5 th direction from the bottom portion 33 . The opening area 73 is pressed against a corresponding ring piece 75 against corresponding areas of the holding tube 39 or the liquid drain line 67 . For a sealing connection between the base body 3 on the one hand and the holding tube 39 and the liquid drain line 67 on the other hand, a sealing ring 77 is arranged between the first attachment 69 and the section of the bottom region 33 opposite this.

Bei dem in den Fig. 2 und 3 dargestellten zweiten und dritten Ausführungsbeispiel sind mit dem ersten Ausfüh rungsbeispiel übereinstimmende Teile mit gleichen Bezugs zeichen versehen und es wird diesbezüglich eine Beschrei bung nicht wiederholt.In the second and third exemplary embodiment shown in FIGS . 2 and 3, parts with the first exemplary embodiment are provided with the same reference characters and a description is not repeated in this regard.

Das in Fig. 2 dargestellte zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel im wesentlichen dadurch, daß der Grundkörper 3′ eine dickere Wandstärke aufweist und aus einem schlagzähen und druckfe sten Kunststoff, beispielsweise als Spritzformteil herge stellt ist. Das Kühlrohr 27′ist dabei an der Innenwandung des Grundkörpers 3′ anliegend innerhalb des Druckbehälters 1′ angeordnet. Den Füllstandssonden 13′ und 15′ für die maximale Füllhöhe bzw. der Mindestfüllhöhe und der Eis sonde 17′ gegenüberliegend, ist ein Masseanschluß 28 durch den Bodenbereich 33′ geführt. Die genannten Sonden wirken wie diejenigen 13, 15 und 17 nach dem ersten Ausführungs beispiel gegen ein Nullpotential, das im Fall des ersten Ausführungsbeispiels durch den Grundkörper 3 gegeben ist. Da die Wandstärke des Grundkörpers 3′ gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel größer ist, ist dementsprechend sowohl der Anschluß gegenüber dem Deckel 5′ als auch gegenüber dem Halterohr 39 bzw. der Flüssigkeits-Ablaufleitung 67 im Vergleich zu dem ersten Ausführungsbeispiel leicht abgewan delt. So ist der Dichtring 25′ zwischen einer Stirnfläche des Grundkörpers 3′ und einer Ringnut in dem Deckel 5′ an geordnet. Der hohlzylinderförmige Öffnungsbereich 73′ ist stark verkürzt ausgebildet, wobei das Ringstück 75′ einer seits an einer Stirnfläche des Öffnungsbereichs 73′ und an dererseits an dem zweiten Ansatz 71 anliegt. Der Aufbau des Halterohres 39 des piezoelektrischen Schwingers 43 und des Leitkörpers 59 einschließlich der Stirnwand 61 und der Zwi schenwand 49, stimmt mit denjenigen gemäß dem ersten Aus führungsbeispiel überein.The second embodiment shown in Fig. 2 differs from the first embodiment essentially in that the base body 3 'has a thicker wall thickness and is made of an impact-resistant and Druckfe most plastic, for example as a molded part Herge. The cooling tube 27 'is arranged on the inner wall of the base body 3 ' adjacent to the pressure vessel 1 '. The level probes 13 'and 15 ' for the maximum level or the minimum level and the ice probe 17 'opposite, a ground connection 28 is guided through the bottom region 33 '. The probes mentioned act like those 13 , 15 and 17 according to the first embodiment, for example, against a zero potential, which is given by the base body 3 in the case of the first embodiment. Since the wall thickness of the base body 3 'according to the second embodiment is larger, accordingly, both the connection with respect to the cover 5 ' and with respect to the holding tube 39 or the liquid drain line 67 is slightly different in comparison to the first embodiment. So the sealing ring 25 'is arranged between an end face of the base body 3 ' and an annular groove in the cover 5 '. The hollow cylindrical opening area 73 'is greatly shortened, the ring piece 75 ' on the one hand rests on an end face of the opening area 73 'and on the other hand on the second extension 71 . The structure of the holding tube 39 of the piezoelectric vibrator 43 and the guide body 59 including the end wall 61 and the intermediate wall 49 is the same as that according to the first exemplary embodiment.

Dies trifft auch für das in Fig. 3 dargestellte dritte Ausführungsbeispiel zu, bei dem der Grundkörper 3′′ entspre chend dem Grundkörper 3′ gemäß dem zweiten Ausführungsbei spiel ausgebildet ist, so daß der Anschluß zu dem Deckel 5′′ einerseits und dem Halterohr 39 sowie der Flüssigkeits-Ab laufleitung 67 mit demjenigen nach dem zweiten Ausführungs beispiel übereinstimmt.This also applies to the third embodiment shown in Fig. 3, in which the base body 3 '' accordingly the base body 3 'is formed according to the second embodiment, so that the connection to the cover 5 ''on the one hand and the holding tube 39th and the liquid drain line 67 matches that of the second embodiment example.

Das dritte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel im wesentlichen dadurch, daß die Kühleinrichtung kein Kühlrohr aufweist. Statt dessen ist einem nicht mit einer Isolierschicht 7′′ versehenen Abschnitt des Deckels 5′′ ein Peltierelement 79 zugeordnet, das zwischen dem Deckel 5′′ und einem auf diesem befestigten Lamellenkühlkörper 81 angeordnet ist. Der Dec kel 5′′ besteht dabei aus einem gut wärmeleitenden Material, wie beispielsweise Kupfer oder Aluminium, und er ist zum Schutz gegen eine Erosion an seiner gewölbten Innenseite mit einer Chromauflage 82 oder dgl. versehen. Im Gegen satz zu dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel, sind weiterhin der Flüssigkeitszulauf 9′′, die Gaszuführung 11′′, die Füllstandssonden 13′′ und 15′′ für die maximale Füllhöhe bzw. die Mindestfüllhöhe, eine der Eissonden 17, der beiden anderen Ausführungsbeispiele entsprechende Temperatursonde 17′ und ein Masseanschluß 28 dem Deckel 5′′ gegenüberlie gend, durch den Bodenbereich 33′′ und die diesem zugeordnete Isolierschicht 7′′ geführt. Da die Anschlüsse und Meßfühler im Gegensatz zu dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel somit nicht von oben über den Deckel 5′′, sondern von unten über den Bodenbereich 33′ geführt sind, sind die Gaszufüh rung 11′′ und die Füllstandssonden 13′′ und 15′′ entsprechend länger ausgebildet.The third exemplary embodiment differs from the first and second exemplary embodiments essentially in that the cooling device has no cooling tube. Instead, a Peltier element 79 is associated with a section of the cover 5 '' not provided with an insulating layer 7 '', which is arranged between the cover 5 '' and a finned heat sink 81 fastened thereon. The Dec kel 5 '' consists of a good heat-conducting material, such as copper or aluminum, and it is provided with a chrome coating 82 or the like to protect it against erosion on its curved inside. In contrast to the first and second embodiments, the liquid inlet 9 '', the gas supply 11 '', the level probes 13 '' and 15 '' for the maximum level and the minimum level, one of the ice probes 17 , the other two Embodiments corresponding temperature probe 17 ' and a ground connection 28 to the cover 5 ''opposite, through the bottom region 33 ''and the associated insulating layer 7 ''out. Since, in contrast to the first and second exemplary embodiments, the connections and sensors are therefore not guided from above via the cover 5 '', but from below via the bottom region 33 ', the gas supply 11 ''and the level probes 13 ''and 15 '' Trained accordingly longer.

Dem Peltierelement 79 bzw. dem Lammellenkühlkörper 81 ist weiterhin ein schematisch dargestelltes Gebläse 83 mit ei nem Gebläserad 84, einem Antriebsmotor 85 und einem Leitka nal 87 zugeordnet; über den Leitkanal 87 kann somit der La mellenkühlkörper 81 mit Kühlluft beaufschlagt werden.The Peltier element 79 or the lamella heat sink 81 is also a schematically illustrated fan 83 with egg nem impeller 84 , a drive motor 85 and a Leitka channel 87 assigned; Via the guide channel 87 , the La mellenkühlkörper 81 can be acted upon with cooling air.

Für einen Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird zunächst Flüssigkeit über den Flüssigkeitszulauf 9, 9′ über den Deckel 5, 5′ bzw. bei dem dritten Ausführungsbeispiel über den Flüssigkeitszulauf 9′′ über den Bodenbereich 33′′ in das Innere des Druckbehälters 1, 1′, 1′′ bzw. des Grund körpers 3, 3′, 3′′ zugeführt. Als Flüssigkeit ist dabei beispielsweise Leitungswasser über eine nicht dargestellte Wasserversorgungsanlage zuführbar. Bei Erreichen der Min destfüllhöhe, die über die Füllstandssonde 15, 15′ bzw. 15′′ erfaßt wird, wird der piezoelektrische Schwinger 43 akti viert. Eine Aktivierung bzw. Inbetriebnahme des Schwingers 43 vor Erreichen der Mindestfüllhöhe könnte infolge der dann auftretenden Wärmeentwicklung zu einer Herabsetzung der Lebensdauer bzw. zu einem Zerstören des Schwingers 43 führen. Nachdem aufgrund einer fortgesetzten Flüssigkeits zufuhr der maximale Füllstand erreicht und über die Füll standssonde für die maximale Füllhöhe 13, 13′ bzw. 13′′ er faßt worden ist, wird die Flüssigkeitszufuhr unterbrochen. Erst zu diesem Zeitpunkt wird Kohlendioxid (CO₂) über die Gaszuführung 11, 11′, 11′′ zugeführt, bis ein Druck von etwa 5 Bar in dem Innenraum innerhalb des Druckbehälters 1 er reicht wird. Ein Einleiten von Kohlendioxid vor dem Errei chen der maximalen Füllhöhe hätte demgegenüber zur Folge, daß Flüssigkeit über eine nicht dargestellte Druckpumpe ge gen den durch das Gas erzeugten Druck in den Druckbehälter 1 gefördert werden müßte.For operation of the device according to the invention, liquid is first supplied via the liquid inlet 9 , 9 'via the cover 5 , 5 ' or in the third embodiment via the liquid inlet 9 '' via the bottom region 33 '' into the interior of the pressure container 1 , 1 ' , 1 '' or the basic body 3 , 3 ', 3 ''supplied. Tap water, for example, can be supplied as a liquid via a water supply system, not shown. When the minimum filling level is reached, which is detected via the level probe 15 , 15 'or 15 '', the piezoelectric oscillator 43 is activated. Activation or start-up of the vibrator 43 before the minimum fill level is reached could result in a reduction in the service life or in destruction of the vibrator 43 as a result of the heat that then occurs. After the maximum level has been reached due to a continued liquid supply and the level probe for the maximum level 13 , 13 'or 13 ''it has been detected, the liquid supply is interrupted. Only at this time is carbon dioxide (CO ₂ ) supplied via the gas supply 11 , 11 ', 11 ''until a pressure of about 5 bar in the interior within the pressure vessel 1 is sufficient. An introduction of carbon dioxide before reaching the maximum fill level would have the opposite result that liquid would have to be promoted to the pressure generated by the gas pressure in the pressure vessel 1 via a pressure pump, not shown.

Der Gaszuführung 11, 11′, 11′′ ist in nicht dargestellter Weise ein Druckregler mit einem Überdruckventil sowie ein Kohlendioxidbehälter zugeordnet.The gas supply 11 , 11 ', 11 ''is assigned a pressure regulator with a pressure relief valve and a carbon dioxide container in a manner not shown.

Gleichzeitig mit dem Beginn der Flüssigkeitszufuhr wird bei einer Vorrichtung gemäß dem ersten und zweiten Ausführungs beispiel über ein nicht dargestelltes Kälteaggregat der Kühleinrichtung dem Kühlrohr 27, 27′ ein Kältemittel zuge führt, so daß eine Abkühlung des Kühlrohres 27, 27′ auf ei ne Temperatur von etwa minus 20°C erreicht wird. Dies trägt zum Aufbau des Eismantels 19 bei. Sobald dieser eine Dicke erreicht hat, die durch die Eissonde 17, 17′ erfaßt wird, erfolgt ein Abschalten des Kälteaggregates.Simultaneously with the start of the supply of liquid in a device according to the first and second embodiment, for example via a cooling unit, not shown, of the cooling device, the cooling tube 27 , 27 'leads to a refrigerant, so that cooling of the cooling tube 27 , 27 ' to a temperature of egg ne about minus 20 ° C is reached. This contributes to the construction of the ice jacket 19 . As soon as this has reached a thickness which is detected by the ice probe 17 , 17 ', the cooling unit is switched off.

Durch den piezoelektrischen Schwinger 43 werden Ultra schallwellen erzeugt, die eine Gleichströmung der Flüssig keit verursachen, in deren Verlauf eine Flüssigkeitsfontäne bzw. Flüssigkeitsstrahlen 89 aufgebaut werden, die aus dem Leitkörper 59 über die zentrale Öffnung 63 der Stirnwand 61 austreten, und die fast bis an die Unterseite des Deckels 5, 5′ reichen. Die Flüssigkeitsstrahlen 89 können abhäng ig von der Leistung und Anordnung des Schwingers 43 auch derart ausgebildet sein, daß insbesondere bei dem durch ein Peltierelement 79 gekühlten Deckel 5′′ gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel, ein Beaufschlagen des dem Leitkörper 59 gegenüberliegenden Bereichs 82 erfolgt. In dem oberhalb der Flüssigkeitsfüllhöhe innerhalb des Druckbehälters 1, 1′, 1′′ befindlichen Kohlendioxid-Gaspolsters 88 vernebelt ein Teil der über den Schwinger 43 eingebrachten Flüssig keit unter Aufnahme von Kohlendioxid. Durch die Anordnung des Leitkörpers 59 führt aus dem Kohlendioxid-Polster 88 in den darunter liegenden Bereich des Druckbehälters 1 ge langende Flüssigkeit zu einer Umwälzbewegung für die Flüs sigkeitsmenge, wobei über die in der Zwischenwand 49 ange ordneten, vorwiegend vier Öffnungen 50 Flüssigkeit in den oberhalb des Schwingers 43 und der Zwischenwand 49 gelege nen Bereich innerhalb des Leitkörpers 59 strömen kann.By the piezoelectric vibrator 43 ultra sound waves are generated, which cause a direct flow of the liquid speed, in the course of which a liquid fountain or liquid jets 89 are built up, which emerge from the guide body 59 via the central opening 63 of the end wall 61 , and which are almost up to the bottom of the cover 5 , 5 'range. The liquid jets 89 , depending on the power and arrangement of the vibrator 43, can also be designed such that, in particular in the case of the lid 5 '' cooled by a Peltier element 79 '' according to the third embodiment, the area 82 opposite the guide body 59 is acted upon. In the above the liquid level within the pressure vessel 1 , 1 ', 1 ''located carbon dioxide gas cushion 88 atomized part of the liquid introduced via the vibrator 43 speed with absorption of carbon dioxide. The arrangement of the guide body 59 leads from the carbon dioxide cushion 88 in the underlying area of the pressure vessel 1 ge long liquid to a circulating movement for the amount of liquid, with the four walls 50 arranged in the intermediate wall 49 , predominantly four liquid in the above of the vibrator 43 and the intermediate wall 49, a region lying within the guide body 59 can flow.

Durch die in den Figuren durch Strömungslinien dargestellte Umwälzbewegung der Flüssigkeit erfolgt ein im wesentlichen gleichmäßiges Abkühlen der Flüssigkeitsmenge. Sich während der Abwärtsbewegung in Richtung zu dem Bodenbereich 33, 33′ an dem Eismantel 19 abkühlende Flüssigkeit führt dazu, daß der Eismantel 19 bereichsweise so abgetaut wird, daß über seine gesamte Höhe eine im wesentlichen gleichmäßige Dicke des Eismantels erhalten wird. Für den Fall, daß beispiels weise bei schnell aufeinanderfolgenden Entnahmen von mit Kohlendioxid angereicherter Flüssigkeit über die Flüssig keits-Ablaufleitung 67 und eine entsprechend häufige Zufuhr von eine höhere Temperatur aufweisenden Flüssigkeit über den Flüssigkeitszulauf 9, 9′, die Dicke des Eismantels 19 so verringert wird, daß die Eissonde 17, 17′ keinen Kontakt mehr zu dem Eismantel 19 hat, wird die Kühleinrichtung er neut betätigt. Der Eismantel 19 wird demzufolge wieder bis zur Eissonde 17, 17′ aufgebaut.The circulating movement of the liquid represented by flow lines in the figures results in an essentially uniform cooling of the amount of liquid. During the downward movement towards the bottom region 33 , 33 'on the ice jacket 19 cooling liquid leads to the fact that the ice jacket 19 is partially defrosted so that a substantially uniform thickness of the ice jacket is obtained over its entire height. In the event that example, in the case of rapid successive withdrawals of carbon dioxide-enriched liquid via the liquid discharge line 67 and a correspondingly frequent supply of liquid having a higher temperature via the liquid inlet 9 , 9 ', the thickness of the ice jacket 19 is thus reduced that the ice probe 17 , 17 'has no contact with the ice jacket 19 , the cooling device is actuated again. The ice jacket 19 is therefore again built up to the ice probe 17 , 17 '.

Die Temperatur der unter einem Druck von etwa 5 Bar ste henden, mit Kohlendioxid angereicherten Flüssigkeit liegt dabei bei etwa 0°C. Werden höhere Temperaturen hinsichtlich der angereicherten Flüssigkeit angestrebt, dann kann auf den Aufbau eines Eismantels 19, 19′ verzichtet werden. Es kann dann anstelle des Einsatzes einer Eissonde 17, 17′ über einen Meßfühler 17′′ die Flüssigkeitstemperatur erfaßt und geregelt werden, wie dies bei einer Vorrichtung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der Fall ist.The temperature of the liquid, which is under a pressure of about 5 bar and is enriched with carbon dioxide, is about 0 ° C. If higher temperatures are desired with regard to the enriched liquid, then the construction of an ice jacket 19 , 19 'can be dispensed with. It can then instead of using an ice probe 17 , 17 'via a sensor 17 ''the liquid temperature can be detected and controlled, as is the case with a device according to the third embodiment.

Unabhängig davon, ob ein Eismantel 19, 19′ aufgebaut wird, oder ob Flüssigkeit ohne einen derartigen Eismantel abge kühlt wird, ergibt sich bei Vorrichtungen gemäß allen drei Ausführungsbeispielen eine Flüssigkeitsströmung, ausgehend von dem Schwinger 43 und hervorgerufen durch dessen Ul traschallschwingungen, zunächst in einer Richtung ver tikal aufwärts innerhalb des Leitkörpers 59 und durch die zentrale Öffnung 63, von dessen Stirnwand 61 hindurch in Richtung zu dem Deckel 5, 5′, 5′′. Dabei wird Flüssigkeit als Flüssigkeitsfontäne bzw. in Form von Flüssigkeitsstrah len 89 in das unterhalb des Deckels 5, 5′, 5′′ befindliche Kohlendioxidpolster 88 gefördert. Von dort aus gelangt die Flüssigkeit nach einer intensiven Anreicherung mit Koh lendioxid aufgrund ihres Eigengewichts nach unten, wobei sich eine im wesentlichen gleichmäßige Beaufschlagung des ringförmigen Raumes zwischen der Außenwand des Grundkörpers 3, 3′, 3′′ und derjenigen des Leitkörpers ergibt. In diesem Raum in Richtung zu dem Bodenbereich 33, 33′, 33′′ strömende Flüssigkeit gelangt über dessen unteres offenes Ende in den Leitkörper 59 und kann dort über die Öffnungen 50 der Zwi schenwand 49 in den oberhalb der Zwischenwand 49 gelegenen Bereich gelangen, der durch den Schwinger 43 beaufschlagt wird.Regardless of whether an ice jacket 19 , 19 'is built up, or whether liquid is cooled without such an ice jacket, there is a liquid flow in devices according to all three exemplary embodiments, starting from the oscillator 43 and caused by its ultrasonic vibrations, initially in one Direction ver tikal upwards within the guide body 59 and through the central opening 63 , from the end wall 61 in the direction of the lid 5 , 5 ', 5 ''. Here, liquid is promoted as a liquid fountain or in the form of liquid jets 89 into the carbon dioxide cushion 88 located below the cover 5 , 5 ', 5 ''. From there, the liquid comes down after an intensive enrichment with carbon dioxide due to its own weight, resulting in a substantially uniform application of the annular space between the outer wall of the base body 3 , 3 ', 3 ''and that of the guide body. In this space towards the bottom portion 33, 33 ', 33' 'flowing liquid passes through its lower open end into the guide body 59 and can there via the openings 50 of the interim rule wall 49 pass into the located above the intermediate wall 49 area is acted upon by the vibrator 43 .

Neben einer intensiven Anreicherung der Flüssigkeit mit Kohlendioxid ergibt sich bei dieser, in einfacher Weise durch den Schwinger 43 erzeugten und durch ihn steuerbaren Flüssigkeitsströmung, auch eine im wesentlichen gleichmäßi ge, wirksame Abkühlung der Flüssigkeit. Im Falle des ersten und zweiten Ausführungsbeispiels erstreckt sich der genann te ringförmige Zwischenraum nicht zwischen den Leitkörper 59 und der Wandung des Grundkörpers 3, 3′, sondern le diglich zur Innenfläche des Eismantels 19. Der Einsatz des Schwingers 43 führt weiterhin zu einem im wesentlichen ge räusch- und wartungsfreien Betrieb.In addition to an intensive enrichment of the liquid with carbon dioxide, this, in a simple manner generated by the oscillator 43 and controllable liquid flow, also results in a substantially uniform, effective cooling of the liquid. In the case of the first and second exemplary embodiments, the genann te annular space does not extend between the guide body 59 and the wall of the base body 3 , 3 ', but rather diglich to the inner surface of the ice jacket 19th The use of the vibrator 43 also leads to an essentially noise and maintenance-free operation.

Bei Entnahme von mit Kohlendioxid angereicherter Flüssig keit über die Flüssigkeits-Ablaufleitung 67 wird über die Füllstandssonde 13, 13′, 13′′ für maximale Füllhöhe die Druckpumpe solange eingeschaltet, bis die maximale Füllhö he wiederum über die Füllstandssonde 13, 13′ bzw. 13′′ er faßt wird. Die angereicherte Flüssigkeit wird in nicht dar gestellter Weise bedarfsabhängig, beispielsweise über eine Mischeinrichtung, in ein Gefäß abgegeben.When withdrawing liquid enriched with carbon dioxide via the liquid drain line 67 , the pressure pump is switched on via the level probe 13 , 13 ', 13 ''for maximum fill level until the maximum fill level is in turn via the level probe 13 , 13 ' or 13 '' He is caught. The enriched liquid is dispensed in a manner not shown depending on need, for example via a mixing device, into a vessel.

Bei einem Absinken des Füllstandes unter die über die Füll standshöhe 15, 15′, 15′′ erfaßbare Mindestfüllhöhe wird der Schwinger 43 abgeschaltet. Ein Einschalten des Schwingers 43 erfolgt dabei wiederum dann, wenn über die Füllstands sonde 15, 15′, 15′′ erneut die Mindestfüllhöhe erfaßt wird. When the fill level drops below the fill level 15 , 15 ', 15 ''detectable minimum fill level, the vibrator 43 is switched off. Switching on the vibrator 43 takes place again when the fill level probe 15 , 15 ', 15 ''again detects the minimum fill level.

In vorteilhafter Weise kann die Geschwindigkeitsrate, be treffend die über den Flüssigkeitszulauf 9, 9′, 9′′ in den Druckbehälter 1, 1′, 1′′ geförderte Flüssigkeit größer aus gelegt werden, als diejenige der über die Flüssigkeits-Ab laufleitung 67 aus dem Druckbehälter 1, 1′, 1′′ abführbaren Flüssigkeit. Damit wird ein Absinken des Flüssigkeitsstan des unter die Mindestfüllhöhe und gleichzeitig ein Abschal ten des Schwingers 43 vermieden.Advantageously, the speed rate, be applicable to the liquid supply 9 , 9 ', 9 ''in the pressure vessel 1 , 1 ', 1 '' pumped liquid can be placed larger than that of the liquid from the discharge line 67 from the pressure vessel 1 , 1 ', 1 ''removable liquid. This prevents the liquid level from falling below the minimum filling level and at the same time prevents the oscillator 43 from being switched off .

Nachfließende Flüssigkeit wird unmittelbar mit der rest lichen Flüssigkeit innerhalb des Druckbehälters 1, 1′, 1′′ vermischt, abgekühlt und mit Kohlendioxid angereichert. Abhängig von der Menge der zugeführten wärmeren Flüssigkeit wird der Eismantel 19 abgetaut und es wird dann über die Eissonde 17, 17′ das Kühlaggregat erneut eingeschaltet. Dem dritten Ausführungsbeispiel entsprechend wird anstelle des Eismantels die Flüssigkeitstemperatur über einen Tem peraturfühler 17′′ überwacht und bei einem entsprechenden Anstieg der Flüssigkeitstemperatur wird die das Peltierele ment 79 aufweisende Kühleinrichtung aktiviert.After-flowing liquid is immediately mixed with the rest of the liquid within the pressure vessel 1 , 1 ', 1 '', cooled and enriched with carbon dioxide. Depending on the amount of warmer liquid supplied, the ice jacket 19 is defrosted and then the cooling unit is switched on again via the ice probe 17 , 17 '. According to the third embodiment, the liquid temperature is monitored via a temperature sensor 17 '' instead of the ice jacket and with a corresponding increase in the liquid temperature the element 79 having the Peltierele cooling device is activated.

Bei der Kühlung mit dem Peltierelement 79 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel wird der Schwinger 43 so betrieben, daß die Flüssigkeitsstrahlen 89 an dem durch das Peltierelement 79 gekühlten Deckel 5′′ bzw. auf dessen Auflage 82 aufpral len, um dort sofort abgekühlt zu werden. Das Peltierelement 79 ist dabei in nicht dargestellter Weise an eine Gleich spannungsquelle angeschlossen. Dabei kühlt sich dessen Un terseite ab und es kann aufprallende Flüssigkeit über den gut wärmeleitenden Deckel 5′′ gekühlt werden. Die sich dabei erwärmende Oberseite des Peltierelementes 79 steht mit dem Lamellenkühlkörper 81 in wärmeleitender Verbindung, der über eine durch das Gebläse 83 erzeugte Kühlungsströmung gekühlt werden kann.When cooling with the Peltier element 79 according to the third embodiment, the vibrator 43 is operated so that the liquid jets 89 on the cooled by the Peltier element 79 cover 5 '' or on its support 82 bounce to be immediately cooled there. The Peltier element 79 is connected to a DC voltage source in a manner not shown. It cools its underside and it can bounce liquid over the heat-conducting cover 5 '' to be cooled. The upper side of the Peltier element 79 that heats up is in heat-conducting connection with the finned heat sink 81 , which can be cooled by a cooling flow generated by the fan 83 .

Claims

1.Device for enriching a liquid with carbon dioxide, with a pressure vessel to which a predeterminable quantity of liquid can be supplied via a liquid inlet and carbon dioxide can be supplied at a predetermined pressure via a gas supply, through which a carbon dioxide gas cushion is formed above the amount of liquid, via which a Liquid drain line is enriched liquid can be removed, and with a drivable device for generating a liquid keitsström, characterized in that the device has a piezoelectric calibrator ( 43 ), the gerhalter in a Schwin gerhalter for a one- or two-sided exposure is arranged with liquid.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the piezoelectric vibrator ( 43 ) is arranged in a region adjacent to the gas cushion ( 88 ) within the amount of liquid, and / or that its central axis is essentially aligned with the longitudinal axis ( 38 ) of the pressure vessel ( 1 , 1 ′, 1 ′ ′) matches.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the oscillator ( 43 ) is arranged and drivable that at least part of the liquid flow into the gas cushion ( 88 ).

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized by an essentially hollow cylinder-shaped guide body ( 59 ) which is spaced from an outer wall of the pressure vessel ( 1 , 1 ', 1 '') around the vibrator ( 43 ) is arranged.

5. The device according to claim 4, characterized in that in the pressure vessel ( 1 , 1 ', 1 '') projecting end of the guide body ( 59 ) is partially closed by a substantially ring-shaped end wall ( 61 ).

6. The device according to claim 5, characterized in that the end wall ( 61 ) in the direction of the vibrator ( 43 ) facing abge is tapered out.

7. Device according to one of claims 4 to 6, characterized in that between the oscillator holder and the guide body ( 59 ) is provided with at least its through opening ( 50 ) intermediate wall ( 49 ) angeord net.

8. The device according to claim 7, characterized in that the intermediate wall ( 49 ) in the direction facing away from the oscillator ( 43 ) is designed to widen in a funnel shape.

9. Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the oscillator holder is attached to an in the pressure container ( 1 , 1 ', 1 '') projecting end of a Hal terohres ( 39 ).

10. The device according to claim 9, characterized in that the holding tube ( 39 ) with respect to the pressure vessel ( 1 , 1 ', 1 '') is completed and a channel for receiving electrical connection lines ( 44 , 46 ) for the oscillator ( 43 ) forms.

11. The device according to claim 9 or 10, characterized in that the holding tube ( 39 ) is integrally formed with a liquid drain line ( 67 ).

12. The device according to one of claims 1 to 11, characterized by a marked the pressure vessel ( 1 , 1 ', 1 '') to the cooling device.

13. The apparatus according to claim 12, characterized in that the cooling device has an inside and / or outside half of the outer wall of the pressure vessel ( 1 , 1 ') angeord netes cooling tube ( 27 ).

14. The apparatus according to claim 12, characterized in that the cooling device has at least one outside of the pressure vessel ( 1 '') arranged Peltier element ( 79 ) on the outside of a via the Schwin ger ( 43 ) with a liquid flow actable area of the pressure vessel ( 1 '') is essentially flat.