DE60100684T2

DE60100684T2 - Getränkeabgabevorrichtung mit mehreren einzelgekühlten Vorratsbehältern und Kontrollverfahren

Info

Publication number: DE60100684T2
Application number: DE60100684T
Authority: DE
Inventors: Giancarlo Ugolini
Original assignee: Ugolini SpA
Current assignee: Ugolini SpA
Priority date: 2000-06-07
Filing date: 2001-06-05
Publication date: 2004-03-11
Anticipated expiration: 2021-06-06
Also published as: ES2204805T3; US6546843B2; DE60100684D1; EP1162168B1; US20010050004A1; ITMI20001258A0; ITMI20001258A1; EP1162168A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit mehreren Behältern zur Herstellung und Abgabe von kalten oder geeisten Getränkten. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Betrieb und zur Steuerung einer solchen Vorrichtung.
Es sind im Stand der Technik Abgabeeinrichtungen für kalte oder geeiste Getränken bekannt, die aus einem (im Allgemeinen durchsichtigen) Behälter bestehen, der den Verdampfer eines Kühlkreislaufs und einen motorbetriebenen Rührpropeller beinhaltet. Im Behälter wird das Getränk gekühlt und dann durch einen geeigneten Hahn abgegeben. Gewöhnlich besitzt der Verdampfer die Form eines Hohlzylinders, der an seinen Enden offen ist, und bewirkt der Propeller eine limwälzbewegung, die das Getränk sowohl mit den Innen- als auch den Außenwänden des Zylinders in Kontakt bringt.
Es wurden auch Vorrichtungen des oben beschriebenen, allgemeinen Typs vorgeschlagen, bei denen es mehr als einen Behälter gibt, wovon jeder dazu verwendet wird, um ein anderes Getränk herzustellen. Für die Kälteerzeugung in den verschiedenen Behältern wurden unterschiedliche technische Lösungen vorgeschlagen.
Die direkteste Lösung ist die, jeden Behältern mit einem Kühlkreislauf für sich zu versehen. Auf diese Weise ist die Regulierung des Kühlsystems vereinfacht, da der Betrieb des Kühlkreislaufs in den verschiedenen Behältern völlig unabhängig ist. Hat das Getränk in einem Behälter die gewünschte Dichte oder Temperatur erreicht, genügt es, den entsprechenden Kompressor auszuschalten. Der Kompressor wird dann wieder gestartet, wenn entweder wegen der Abgabe des Getränks und folgendem Wiederherstellen seines Füllstands im Behälter mit zusätzlichem Getränk bei Raumtemperatur, oder wegen eines Wärmeverlusts aus dem Behälter an das Äußere die Temperatur im Behälter über ein vorher festgelegtes Ni veau hinaus steigt (oder die Dichte abnimmt). Diese Lösung hat den Vorteil, dass sie eine gute Regulierungsgenauigkeit und die größte Ausnutzung der Kühlkapazität jedes Kompressors gestattet, da die Elemente, die eine laminare Strömung i (Ventil oder Kapillarrohr) und die Gasmenge erzeugen, auf der Basis des Kompressors und seines zugehörigen Verdampfers eingestellt werden können.
Außerdem wird die Abgabeeinrichtung auch für die Verwendung angepasst, wenn nur einige der verfügbaren Behälter in Betrieb sind, wobei immer ein Betrieb unter optimalen Bedingungen erreicht wird. Die Grenze dieser Lösung ist offensichtlich ihre Kosten, da der Kühlkompressor das weit teurere Element in einer Ausgabeeinrichtung für kalte oder geeiste Getränke ist, sowie ihre Sperrigkeit.
Eine bekannte alternative Lösung (siehe US-A-5 363 671) ist, alle Verdampfer parallel miteinander zu verbinden und einen einzigen Kühlkompressor bereitzustellen. Um eine Regulierung der Kälteerzeugung in den Behältern auszuführen, wird ein Magnetventil, das fähig ist, den Gasdurchgang zu unterbrechen, an den Kühlgasleitungen angebracht, die zu jedem Verdampfer führen. Wenn in einem gegebenen Behälter die eingestellte Dichte oder Temperatur erreicht ist, wird das entsprechende Magnetventil geschlossen, so dass der Ausschluss des Behälterverdampfers aus dem Kühlkreislaufbewirkt wird. Der Kompressor wird nur ausgeschaltet, wenn alle Magnetventile geschlossen sind. Wenn das Produkt in einem Behälter einen solchen Zustand erreicht, dass ein weiteres Kühlen erforderlich ist, wird das entsprechende Magnetventil wieder geöffnet und der Kompressor (falls er ausgeschaltet ist) wieder gestartet.
Dieses System ermöglicht immer noch das Erreichen einer guten Regulierungsgenauigkeit, aber es ist nicht möglich, die verfügbare Kühlkapazität zu optimieren. Tatsächlich kann der Kompressor mit einem, zwei oder mehreren Magnetventilen in offenem Zustand in Betrieb sein und daher muss die Einstellung der Elemente, die einen laminaren Fluss erzeugen, und der Gasmenge so ausgeführt werden, dass sie mit einem, zwei oder mehreren Verdampfern funktioniert. Dies führt unweigerlich zu einem Kompromisszustand mit einer Leistung, die auf einem niedrigeren Niveau als der optimalen gehalten werden muss, wenn alle Verdampfer angeschlossen sind, um immer noch eine annehmbare Leistung zu haben, wenn ein einziger Verdampfer angeschlossen ist. Sollte der Betrieb, bei dem alle Verdampfer angeschlossen sind, optimiert werden, gäbe es in der Tat eine übermäßige Menge, wenn eines oder mehrere Magnetventile geschlossen sind, und durch die Optimierung des Betriebs für einen einzigen Verdampfer gäbe es im Gegenteil eine unzureichende Menge, wenn mehr als ein Ventil offen ist.
Ein weiterer Nachteil der obigen Lösung wird durch die Tatsache dargestellt, dass das Ausgleichen der Kühlströme zu den Verdampfern hin besonders während des Startens des Kühlkreises kritisch ist, weil während dieses Schritts, in dem das Produkt von der Anfangstemperatur (gewöhnlich Raumtemperatur) auf die gewünschte Temperatur oder Dichte gebracht wird, der Kühlkreislauf ununterbrochen ohne jedes Steuerungssystem arbeitet, und das Ausgleichen des Stroms nur durch die Wirkung eines mechanischen Diffusers stattfindet, der aus einer Kammer mit einem einzigen Einlass und so vielen Auslässen wie Verdampfern besteht. Alle mechanischen Funktionsfehler dieses Diffusers (wie Querschnittsunterschiede in den Auslassleitungen oder geometrische Unterschiede in der Leitungsbefestigung) bringen den Gasstrom zu den verschiedenen Verdampfern hin aus dem Gleichgewicht, was zum Auftreten eines Temperaturunterschieds zwischen den verschiedenen Behältern führt, der nur kompensiert werden kann, wenn der kälteste Behälter die eingestellte Temperatur erreicht und daher das entsprechende Ventil schließt.
Bei einer dritten bekannten Lösung sind alle Verdampfer ständig (in Reihe oder parallel) an einen einzigen Kompressor angeschlossen, ohne Magnetventile zum Ausschalten zu verwenden. Dies ermöglicht, dass der Kühlkreislauf optimiert wird, bietet aber auf der anderen Seite eine sehr schwache Regulierung der Temperatur oder Dichte. Tatsächlich ist der einzige Weg, die Kälteerzeugung in einem Behälter zu stoppen, den Kompressor auszuschalten und somit die Kälteerzeugung in allen anderen Behältern ebenfalls zu unterbrechen. Diese Lösung wird daher ausschließlich bei der Herstellung kalter Getränke (wo die Genauigkeit der Temperaturregulierung weniger wichtig ist) und nie bei der Herstellung geeister Getränke eingesetzt. Aber sogar mit diesem Mittel gibt es den weiteren Nachteil, dass es nicht möglich ist, die Vorrichtung unter Verwendung nur einiger Behälter arbeiten zu lassen, für die sie bereitgestellt ist. Schließlich ist das Ausgleichen der Kühlströme ziemlich kritisch, weil es sich auf die Endtemperatur in den verschiedenen Behältern nachteilig auswirkt, wenn der Kompressor einmal gestoppt wurde.
Es ist ein allgemeines Ziel der vorliegenden Erfindung, die oben erwähnten Nachteile zu beseitigen, indem eine Vorrichtung zur Herstellung und Abgabe kalter und geeister Getränke, die mit einer Mehrzahl von Behältern ausgestattet ist, mit einer optimalen Temperatursteuerung, hoher Leistungsfähigkeit des Kühlkreislaufs, Einfachheit und Unabhängigkeit bei der Regulierung der Getränketemperatur oder -dichte in den verschiedenen Behältern und verringerten Kosten und Sperrigkeit bereitgestellt wird. Es ist ein weiteres Ziel, ein innovatives Steuerungsverfahren für eine solche Vorrichtung bereitzustellen.
Hinsichtlich eines solchen Ziels wurde gemäß der Erfindung eine Vorrichtung zur Herstellung und Abgabe kalter oder ge eister Getränke konstruiert, die eine Mehrzahl von Getränke enthaltenden Behältern umfasst, die jeweils mit einem Verdampfer eines Kühlkreislaufs und einem Mischer versehen sind, wobei die Verdampfer mittels einer Verbindung und geregelten Sperrventilen mit ein und demselben Kompressor verbunden sind, die dadurch gekennzeichnet ist, dass sie ein Regelungssystem umfasst, das Information über die Getränketemperatur und/oder -dichte in jedem Behälter empfängt und Aktivierungs- bzw. Abschaltsignale an die Ventile sendet, welche Signale zyklisch und rechtzeitig verbreitet werden, um eine aufeinanderfolgende Aktivierung der Ventile zu haben, wobei in jeder Aktivierungsfolge jedes Ventil für eine Zeit aktiviert ist, die eine Funktion der Differenz zwischen der Temperatur und/oder Dichte, die im zugehörigen Behälter erfasst wird, und der vorher festgelegten Dichte und/oder Temperatur ist, die in einem solchen Behälter erreicht werden soll.
Immer noch gemäß der Erfindung wurde auch ein Regelungsverfahren für eine Vorrichtung mit mehreren Behältern mit einem Verdampfer für jeden Behälter und einem einzigen Kompressor, der mittels befehlsgesteuerter Ventile mit den Verdampfern verbunden ist, ersonnen, welches Verfahren die zyklischen Schritte des Erfassens von Information über die Getränketemperatur und/oder -dichte in jedem Behälter und des Zuweisens einer Betriebszeit zu jedem Ventil, umfasst, die abhängig von der Differenz zwischen der erfassten Temperatur und/oder Dichte für den zugehörigen Behälter und der vorher festgelegten Dichte und/oder Temperatur, die in einem solchen Behälter erreicht werden soll, mehr oder weniger lang ist.
Zur besseren Erläuterung der innovativen Prinzipien der vorliegenden Erfindung und der Vorteile, die sie gegenüber dem Stand der Technik bietet, wird nachfolgend eine mögli che Ausführungsform, die solche Prinzipien anwendet, mit Hilfe der beigefügten Zeichnungen als Beispiel gegeben.
Unter Bezugnahme auf die einzige Figur ist darin schematisch der Kühlkreislauf einer Vorrichtung zur Herstellung und Abgabe kalter oder geeister Getränke gezeigt, der allgemein mit 10 bezeichnet ist. Die Vorrichtung umfasst eine Mehrzahl von Getränke enthaltenden Behältern 11, die jeweils mit einem Verdampfer 12 für einen Kühlkreislauf versehen sind. Vorteilhafterweise ist der Verdampfer von einem Typ, der mit einer zylindrischen Wand mit offenen Enden für den Umlauf des Getränks versehen ist. In und/oder um den Verdampfer herum ist auch ein Mischer in der Form eines Propellers 13 bereitgestellt, wie er im Wesentlichen für diesen Typ von Vorrichtungen bekannt ist. Der Mischer wird von einem elektrischen Reduktionsmotor 14 angetrieben.
Die Verdampfer 12 sind mittels Magnetventilen 16 zur Verbindung und zum selektiven, geregelten Absperren der Verdampfer zum bzw. vom Kühlkreislauf mit ein und demselben Kompressor 15 verbunden.
Der Kühlkreislauf umfasst offensichtlich alle bekannten Elemente für diese Typen von Kreisläufen, wie einen Kondensator 17 (der möglicherweise mit einer Zwangsbelüftungsschaltung 18 versehen ist), ein Kapillarrohr 19, einen Filter 20.
Ein Akkumulator 21 mit geeignetem Volumen kann ebenfalls zum Zusammenbringen der Ausgänge aller Verdampfer vorhanden sein und diese mit dem Kompressoreingang verbinden.
Die Vorrichtung 10 umfasst ein Regelungssystem 22, das vorteilhafterweise aus einem im Wesentlichen bekannten, geeignet programmierten Mikroprozessorsystem besteht. Das Regelungssystem 22 empfängt Signale 23, 24 mit Information über die Getränketemperatur und/oder -dichte in jedem Behälter. Solche Signale können von bekannten Temperatursensoren 25, die mit dem Getränk in thermischem Kontakt stehen, und bekannten Drehmomentsensoren 26, die mit den Reduktionsmotoren für die Rotation der Mischer verbunden sind, geliefert werden.
Das Regelungssystem 22 sendet Aktivierungs- oder Abschaltsignale 27 an die Ventile 16, um einen Verdampfer 12 antreibend mit dem Kompressor 15 zu verbinden.
Die Signale 27 werden zyklisch und rechtzeitig verteilt, um eine aufeinanderfolgende Ventilaktivierung bereitzustellen, d. h. jeweils ein einziges Ventil zu aktivieren.
Auf diese Art kann der Kühlkreislauf für die Verwendung mit einem einzigen Verdampfer optimiert werden.
In jeder Aktivierungsfolge wird jedes Ventil für eine Zeit aktiviert, die eine Funktion der Differenz zwischen der Temperatur und/oder Dichte, die von den Sensoren für den zugehörigen Behälter erfasst wird, und der vorher festgelegten Dichte und/oder Temperatur ist, die in einem solchen Behälter erreicht werden soll. Temperaturen und/oder Dichten können für jeden Behälter unabhängig voreingestellt werden, z. B. mittels einer Tastatur 28. Zusätzlich oder alternativ kann eine kodierte Fabrikeinstellung oder eine ein für allemal einsetzte Einstellung im Regelungssystem 22 bereitgestellt sein.
Es stellte sich als besonders vorteilhaft heraus, dass die Summe der Aktivierungszeiten aller Ventile in einer Aktivierungsfolge der Ventile im Wesentlichen konstant und gleich einem vorher festgelegten Gesamtzeitraum gehalten werden sollte. Beispielsweise stellte es sich als besonders vorteilhaft heraus, eine solche Gesamtzeit zwischen einer und fünf Minuten zu halten.
Um den Betrieb der Vorrichtung sogar dann zu gestatten, wenn einige Behälter ausgeschlossen sind (weil sie aus der Vorrichtung entfernt wurden oder lediglich nicht verwendet werden), ist eine Auswahleinrichtung (die beispielsweise aus der Tastatur 28 selbst besteht) bereitgestellt, die das Regelungssystem 22 zum selektiven Ausschluss der gewünschten Behälter von der Aktivierungsfolge der Ventile antreibend betätigt.
An diesem Punkt ist es offensichtlich, dass die beabsichtigten Zwecke erreicht wurden, indem eine Vorrichtung und ein Betätigungsverfahren bereitgestellt wurden, das das Erreichen einer genauen Regelung des Getränkekühlens in mehreren Behältern ohne Verschwendung und mit verringerten Kosten und Sperrigkeit gestattet.
Auf Grund der Tatsache, dass jedem Verdampfer eine mehr oder weniger lange Betriebszeit zugewiesen wird, die von dem Abstand zwischen den erfassten Parametern im zugehörigen Behälter und den gewünschten Parametern für einen solchen Behälter abhängt, wird das Erreichen eines kontinuierlichen Ausgleichssystems gestattet, das fähig ist, mögliche Funktionsungenauigkeiten der einzelnen Leitungen oder andere Ungenauigkeiten zu kompensieren. Zusätzlich kann die Regulierung sowohl der Elemente, die eine laminare Strömung erzeugen, als auch der Gasmenge erhalten werden, um den Betrieb mit einem einzigen Verdampfer zu optimieren. Wenn einer oder mehrere Behälter ausgeschaltet werden, werden sie schließlich völlig aus dem Kreislauf ausgeschlossen, ohne den Betrieb oder anderen Behälter überhaupt zu beeinflussen.
Offensichtlich ist die obige Beschreibung einer Ausführungsform, die die innovativen Prinzipien der vorliegenden Erfindung anwendet, nur als Beispiel gegeben und darf deshalb nicht als eine Einschränkung des Umfangs der Erfindung, wie hierin beansprucht, betrachtet werden.
Zum Beispiel wird die Vorrichtung mit einem Gehäuse oder Abdeckkörper wie bevorzugt ausgestattet und enthält, wenn gewünscht, jenes Zubehör, das auf diesem speziellen Gebiet bekannt und hier um der Einfachheit willen nicht gezeigt ist.

Claims

Vorrichtung zur Herstellung und Abgabe kalter oder geeister Getränke, die eine Mehrzahl von Getränke enthaltenden Behältern (11) umfasst, die jeweils mit einem Verdampfer (12) eines Kühlkreislaufs und einem Mischer (13) versehen sind, wobei die Verdampfer mittels einer Verbindung und geregelten Sperrventilen (16) mit ein und demselben Kompressor (15) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Regelungssystem (22) umfasst; das Informationen über die Getränketemperatur und/oder – dichte in jedem Behälter empfängt und Aktivierungsbzw. Abschaltsignale an die Ventile sendet, welche Signale zyklisch und zeitlich so verbreitet werden, dass eine aufeinanderfolgende Aktivierung der Ventile erfolgt, wobei in jeder Aktivierungsfolge jedes Ventil für eine Zeit aktiviert ist, die eine Funktion der Differenz zwischen der Temperatur und/oder Dichte, die im zugehörigen Behälter erfasst wird, und der vorher festgelegten Temperatur und/oder Dichte ist, die in einem solche Behälter erreicht werden soll.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Summe der Aktivierungszeiten aller Ventile in einer Aktivierungsfolge für die Ventile konstant und gleich einem vorher festgelegten Gesamtzeitraum ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der vorher festgelegte Zeitraum zwischen einer und fünf Minuten liegt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie Auswahlmittel (28) zum selektiven Ausschließen von Behältern der Behältermehrzahl aus der Aktivierungsfolge für die Ventile umfasst.
Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung zur Herstellung und Abgabe kalter oder geeister Getränke, die eine Mehrzahl Getränke enthaltender Behälter umfasst, die jeweils mit einem Verdampfer eines Kühlkreislaufs und einem Mischer versehen sind, wobei die Verdampfer mittels einer Verbindung und geregelter Sperrventile mit ein und demselben Kompressor verbunden sind, wobei das Verfahren die zyklischen Schritte des Erfassens von Informationen über die Getränketemperatur und/oder -dichte in jedem Behälter und das Zuweisen einer Betriebszeit zu jedem Ventil umfasst, die abhängig von der Differenz zwischen der erfassten Temperatur und/oder Dichte für den zugehörigen Behälter und der vorher festgelegten Dichte und/oder Temperatur, die in einem solchen Behälter erreicht werden soll, mehr oder weniger lang ist.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Summe der Aktivierungszeiten aller Ventile in einer Aktivierungsfolge für die Ventile konstant und gleich einem vorher festgelegten Gesamtzeitraum gehalten wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der vorher festgelegte Zeitraum zwischen einer und fünf Minuten liegt.