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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein System, das in der Lage ist,
Verunreinigungen in einer Flüssigkeit
zu beseitigen, sowie ein Verfahren zur Anwendung eines solchen Systems.
Insbesondere betrifft die Erfindung ein System, mit dem ein gebrühtes Getränk herstellbar
ist und das in der Lage ist, Verunreinigungen aus einer zum Getränkebrühen benutzten
Flüssigkeit
zu entfernen.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Vorrichtungen
verschiedenartiger Gestaltungen zur Entfernung von Verunreinigungen
aus Flüssigkeiten
werden täglich
in Haushalten benutzt. Der verwendete Begriff "Entfernen" umschließt hier das Abscheiden, Absorbieren,
Adsorbieren, Fangen, Binden, Verändern,
Umformen, Unwirksammachen und Zerstören.
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In
den meisten Haushalten werden Kaffee, Tee und andere gebrühte Getränke typischerweise
in einem automatischen Getränkezubereiter
des Tropftyps hergestellt. Derartige Getränkezubereiter besitzen üblicherweise
ein Behältnis
für eine
Flüssigkeit, beispielsweise
Wasser, und erhitzen die Flüssigkeit mit
einem Thermo-Siphonerhitzer. Die erhitzte Flüssigkeit wird an einen Brühkorb abgegeben,
der die aufzubrühenden
Ingredienzien enthält
und in dem die erhitzte Flüssigkeit
in diese Ingredienzien eindringt. Das sich ergebende gebrühte Getränk läuft durch den
Brühkorb
in einen Getränkesammler
oder eine Kanne, die unter ihm angeordnet ist. Der Getränkesammler
wird durch ein Heizelement typischerweise warm gehalten.
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Wasser
und andere Flüssigkeiten,
die in diesen Getränkeherstellungssystemen
des Tropftyps benutzt werden, können
Verunreinigungen enthalten. Zu diesen Verunreinigungen gehören Teilchen,
Chemikalien und Keime (also Viren, Bakterien, Schimmel, Pollen,
Schwämme
und Kleinlebewesen). Die üblichen
teilchenförmigen
Verunreinigungen, die von Flüssigkeiten
herrühren,
sind Schmutz, Rost, Sand und Schwermetalle. Blei, ein Schwermetall,
ist besonders häufig,
weil es in Wasserarmaturen, Leitungen und als Rohrlot gefunden wird.
Chemische Verunreinigungen können
aus chlorierten Kohlenwasserstoffen, freiem Chlor, Pestiziden, Chemikalien
auf Erdölbasis
und synthetischen organischen Chemikalien bestehen. Keime, die gewöhnlich Wasser
verunreinigen, enthalten Kleinstlebewesenschlämme, beispielsweise Cryptosporidium
Parvum and Giardia sowie Bakterien, wie E. coli und Cholera.
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Somit
wird das gebrühte
Getränk
nicht nur in erheblichem Umfang verunreinigt und das Aroma, der
Geschmack und andere Qualitäten
deshalb nachteilig beeinflusst, sondern die Verunreinigungen stellen
auch eine potentielle Gefahr für
den Trinker des gebrühten
Getränkes
dar.
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Der
typische Brühkorb,
der in den meisten Getränkezubereitern
gefunden wird, besitzt eine umgekehrt kegelstumpfförmige Form
und trägt
einen geriffelten oder plissierten becherförmigen Papierfilter oder ein
metallenes, offenmaschiges Sieb, das im Allgemeinen an die umgekehrt
kegelstumpfförmige Form
des Brühkorbs
angepasst ist. Die Hauptfunktion des Papier- oder offenmaschigen
Filters besteht darin, die Brühbestandteile
aufzunehmen und am Hindurchtreten in den darunter befindlichen Getränkesammler
zu hindern. Somit entfernt der Papier- oder Metallfilter, der im
Brühkorb
gehalten wird, im Allgemeinen nicht die in der Flüssigkeit
befindlichen Verunreinigungen.
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Ein
Verunreinigungsentferner dient dazu, irgendwelche Verunreinigungen
in der Flüssigkeit
zu entfernen oder auf andere Weise unschädlich zu machen, und zwar idealerweise
bevor die Flüssigkeit
die zu brühenden
Stoffe berührt.
Wenn jedoch ein Benutzer herausfindet, dass der Verunreinigungsentferner unbequem
zu benutzen ist, so wird er wahrscheinlich die Benutzung, Reinigung
oder den Austausch des Entferners unterlassen. Darüber hinaus
wird der Verunreinigungsentferner wahrscheinlich verloren gehen
oder beschädigt
werden, wenn er nicht integraler Bestandteil der Brühgetränkherstellvorrichtung
ist.
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US-Patent
Nr. 3 405 630 (R.L. Weber III) offenbart einen Wasserfilter, der
im Strömungsweg
zwischen einem unabhängig
beanspruchten Wasserheizkessel und einer Kaffeeaufgusskammer angeordnet
ist. Die Beschreibung des Weber '630-Patents sieht
vor, dass der Kaffee-Erzeuger so gestaltet ist, dass er den Wasserfilter
mit Hilfe eines mit Gewinde versehenen Rückhalterings aufnimmt. Da der
Wasserfilter in den Kaffeehersteller eingeschraubt wird, ist der
Zugang zu ihm für
den Benutzer nicht sehr bequem. Auch ist er, nachdem der Wasserfilter
installiert worden ist, in der Kaffeeherstellungseinrichtung verborgen.
Somit besteht eine große
Wahrscheinlichkeit dafür,
dass der Filter entweder vergessen oder von dem Benutzer nicht regelmäßig ausgetauscht wird.
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US-Patent
Nr. 3 804 635 (Weber) offenbart ein System, das Filtermaterial,
beispielsweise Aktivkohle, aufweist, das zwischen der Heizkammer
und dem Kaffeekorb angeordnet ist. Das Weber '635-Patent sagt jedoch nicht, dass das
Filtermaterial durch den Benutzer ausgetauscht oder gereinigt werden kann.
Vielmehr offenbart dieses Patent eine Kaffee-Erzeugungseinrichtung mit einem Wasserfilter am
Eintritt zur Heizkammer. Obgleich dies in der Beschreibung nur teilweise
erläutert
wird, scheint der Wechsel des Wasserfilterelements zu erfordern, dass
eine Führungswelle
abgeschraubt, das Filterelement eingesetzt, das Element zur sicheren
Verriegelung mit der Kaffeeherstellungseinrichtung gedreht und daraufhin
die Welle neu angebracht werden müssen. Dies ist natürlich kein
bequemes System, und darüber
hinaus ist das Filterelement nicht in die Kaffeeherstellungseinrichtung
integriert. Somit wird der Benutzer wahrscheinlich das Filterelement
weder installieren, noch reinigen oder austauschen, und das Filterelement
wird wahrscheinlich verloren gehen oder beschädigt werden.
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Die
US-Patente Nr. 5 393 548 und 5 505 120 zeigen ähnliche Methoden und Vorrichtungen
zur Vergrößerung des
Komforts bei Wasserfiltern für
Kaffeeherstellungseinrichtungen. Zunächst offenbart US-Patent Nr.
5 393 548 (Heiligman) ein Verfahren, bei dem eine Wasserfiltervorrichtung
zwischen dem Heißwassertropfenaustritt
und den gemahlenen Kaffeebohnen angeordnet wird. Die Beschreibung
offenbart eine Wasserfiltervorrichtung mit einem Stützfuß. Bei der
Benutzung wird die Wasserfiltereinrichtung in den Auffüllkorb eingesetzt,
so dass der Stützfuß auf dem
Grund der Kaffeebohnen ruht. Zweitens offenbart das US-Patent Nr. 5 505
120 (Albertson) ein System zum Kaffeebrühen mit einem Korb zur Aufnahme von
Kaffeesatz und eine in dem Korb angeordnete Filtereinrichtung. Wie
beim Heiligman-Patent befindet sich auch beim Albertson-Patent die
Filtereinrichtung oben auf dem Kaffeesatz.
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Diese
Anordnungen weisen verschiedene Nachteile auf. Zunächst ist
die Filtervorrichtung oder der Verunreinigungsentferner sehr nahe
am Kaffeesatz positioniert. Deshalb kann der Verunreinigungsentferner
von dem nassen Kaffeesatz berührt
werden. Dies erfordert also, dass der Verumeinigungsentferner nach
jeder Benutzung gereinigt wird, also eine Maßnahme, die eindeutig unbequem
ist. Darüber
hinaus muss der Filter jedes Mal dann, wenn Kaffee hergestellt wird,
da die bekannten Anordnungen den Wasserfilter zwischen dem Wasserreservoir
und dem Aufbrühkorb
anordnen, jedoch nicht mit einem von ihnen verbunden, entfernt und
erneut angeordnet werden. In einigen Haushalten oder an einigen Arbeitsplätzen werden
jeden Tag mehrere Kaffeeaufgüsse
gemacht, so dass die Entfernung, Reinigung und erneute Positionierung
des Filters sich als sehr unhandlich erweist.
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Aus
WO-A-99/53813 ist ein Apparat sowie ein Verfahren zur Herstellung
von Getränken,
beispielsweise Kaffee oder gefiltertes Wasser, bekannt, das ein
Kaltwasserfiltersystem zur Reinigung von Wasser, eine Heißwasserfilteranordnung
und/oder einen automatischen Milchschäumer zur Schaumbildung der
Milch aufweist. Das Kaltwasserfiltersystem besitzt einen entfernbaren
Wasserbehälter,
der an seinem Boden einen Wasserströmungskanal auf weist, ferner
eine Kammer zur Aufnahme von Filterwasser und ein Ventil in dem
Wasserströmungskanal.
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Ein
System gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1 ist aus US-A-5 505 120 bekannt. Dieses System weist
einen Filter auf der oben auf dem Kaffeesatz sitzt, der ein Filterpapier
enthält.
Das Filterpapier, das den Kaffeesatz aufnimmt, wird durch einen Korb
gehalten. Dieser Filter ist oben auf dem Kaffeesatz im mittleren
Teil des Korbes angeordnet. Der Korb lässt sich zwischen einer geschlossenen
Aufbrühstellung
und einer offenen Stellung schwenken.
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Der
Stand der Technik verdeutlicht, dass, obgleich viele verschiedene
Getränkebrühsysteme
gegenwärtig
existieren, dennoch Bedarf an einem Getränkebrühsystem besteht, das mit einem
Verunreinigungsentferner ausgestattet ist, der sich bequem installieren,
benutzen, reinigen und austauschen lässt. Dazu kommt, dass Bedarf
besteht für
ein Getränkebrühsystem
mit einem Verunreinigungsentferner, der nicht verloren gehen kann
oder beschädigt
wird.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Es
wird ein System zur Entfernung von Verunreinigungen aus Flüssigkeiten
geschaffen. Dieses System wird vorzugsweise zum Brühen von
Getränken
benutzt. Das System verwendet einen Verunreinigungsentferner, um
Verunreinigungen in einer Flüssigkeit
zu entfernen, bevor dies mit Brühbestandteilen
vermischt wird, die in einem Brühkorb
enthalten sind. Der Verunreinigungsentferner ist einfach zu installieren,
zu benutzen, zu reinigen oder zu ersetzen, da er unabhängig von
dem Brühkorb
zugänglich
ist. Außerdem
wird ein Verfahren zur Benutzung des Systems geschaffen.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNG
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1 ist
eine Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungsform eines Getränkebrühsystems, das
den einzigartigen Verunreinigungsentferner der vorliegenden Erfindung
enthält;
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2A ist
eine Draufsicht des Getränkeaufbrühsystems
von 1, die die Betriebslage einer bevorzugten Ausführungsform
der Trageinrichtung für
den Verunreinigungsentferner zeigt;
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2B ist
eine Draufsicht des Getränkebrühsystems
von 1, die die Außerbetriebslage der
Trageinrichtung von 2A zeigt;
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3A ist
eine Draufsicht des Getränkebrühsystems
von 1, die die Außerbetriebslage für eine andere
bevorzugte Ausführungsform
der Trageinrichtung zeigt;
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3B ist
eine Draufsicht des Getränkebrühsystems
von 1, die die Betriebslage der Trageinrichtung von 3A zeigt;
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3C ist
eine Vorderansicht der Trageinrichtung von 3A;
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3D ist
eine perspektivische, auseinandergezogene Vorderansicht der Trageinrichtung
von 3A und einer bevorzugten Ausführungsform eines Verunreinigungsentferners
zur Verwendung mit der genannten Einrichtung;
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3E ist
eine perspektivische Vorderansicht der Trageinrichtung von 3A;
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4A ist
eine Teilquerschnittsansicht einer Vorrichtung zur Verbindung des
Verunreinigungsentferners mit der Trageinrichtung;
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4B ist
eine Teilquerschnittsansicht einer anderen Einrichtung zur Verbindung
des Verunreinigungsentferners mit der Trageinrichtung;
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5A ist
eine Draufsicht des Getränkebrühsystems
von 1, die die Außerbetriebslage einer
dritten Ausführungsform
der Stützeinrichtung zeigt;
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5B ist
eine Seitenansicht der Stützvorrichtung
von 5A;
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5C ist
eine Draufsicht von 1, die die Stützvorrichtung
von 5A in der Außerbetriebsstellung
zeigt;
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5D ist
eine Seitenansicht von 5C;
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6A ist
eine perspektivische Ansicht eines bevorzugten Verunreinigungsentferners
gemäß der Erfindung;
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6B ist
eine Querschnittsansicht des Verunreinigungsentferners von 6A;
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7A ist
eine vergrößerte Querschnittsansicht
einer bevorzugten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verunreinigungsentferners;
und
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7B ist
eine vergrößerte Querschnittsansicht
einer anderen bevorzugten Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Verunreinigungsentferners.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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1 zeigt
eine Ausführungsform
eines Getränkebrühsystems 10 gemäß der Erfindung.
Das Getränkebrühsystem 10 wird
allgemein durch ein Gehäuse 12 verkörpert. Das
Gehäuse 12 besitzt
ein Reservoir 14 zur Aufnahme von Flüssigkeiten, beispielsweise
Wasser. Das Reservoir 14 ist durch eine Leitung 18 mit
einem Erhitzer 16 verbunden, während der Erhitzer 16 durch
eine Leitung 22 an einen Auslass 20 angeschlossen
ist. Es können
jedoch auch andere Einrichtungen zur Zufuhr von Heißwasser
durch den Austritt 20 anstelle des Reservoirs 14, des
Erhitzers 16 und der Leitungen 18 und 22 vorgesehen
sein. So kann beispielsweise der Auslass 20 direkt mit
einem Heißwasserhahn
verbunden sein. Der Auslass 20 ist über einem nicht dargestellten Verunreinigungsentferner 33,
beispielsweise einem Filtermittel, angeordnet. Eine Tragvorrichtung 24 trägt den Verunreinigungsentferner 33.
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Die
Tragvorrichtung 24 ist vorzugsweise ringförmig ausgebildet
(siehe 3D) und weist eine Außenwand 46 sowie
eine Innenwand 48 auf. Ein Flansch 50, der sich
von der Innenwand 48 nach innen erstreckt, ist in der Lage,
den Verunreinigungsentferner 33 aufzunehmen. Sich nach
innen erstreckende Träger
(nicht gezeigt) können
die Öffnung
der ringförmigen
Struktur 46 überspannen,
um so den Verunreinigungsentferner 33 abzustützen. Derartige sich
nach innen erstreckende Stützen
können
in einem geeigneten Muster angeordnet sein, beispielsweise ein Gitter
bilden.
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Der
Flansch 50 der Stützvorrichtung 24 besitzt
vorzugsweise eine Nut 56, die zur Aufnahme eines Rahmens 54 dient.
Die Nut 56 und der Rahmen 54 können so gebaut sein, dass sie
dicht zusammenpassen und auf diese Weise eine wasserdichte Abdichtung
bilden. Eine wasserdichte Abdichtung stellt sicher, dass die ganze
Flüssigkeit,
die zu dem Verunreinigungsentferner 33 gelenkt wird, tatsächlich durch
ihn hindurchgeht. Des weiteren kann, da die Flüssigkeit den Auslass 20 schneller
verlässt
als sie durch den Verunreinigungsentferner 33 hindurchtritt, ein
Reservoir oder Reserveraum über
dem Verunreinigungsentferner 33 geschaffen werden. Die
Kapazität
des Reservoirs wird durch einen Abstand d (siehe 3E) begrenzt,
der zwischen einem oberen Rand 51 der ringförmigen Struktur 46 und
dem Aufnahmeflansch 50 (siehe 3D oder 3E)
auftritt, multipliziert mit der Fläche der ringförmigen Struktur 46. Die
Flächen
der ringförmigen
Struktur 46 des Verunreinigungsentferners 33 sollten
so groß wie
vernünftigerweise
innerhalb der praktischen Gegebenheiten des Aufbrühgetränkeherstellers
möglich
gemacht werden, während
der Abstand d so bemessen sein sollte, um eine ausreichende Reservekapazität zu schaffen
und dadurch ein Überlaufen
von Flüssigkeit zu
verhindern. Der Abstand d hängt
von der Strömungsgeschwindigkeit
des Wassers durch das Verunreinigungsentfernungsmittel 52 sowie
der Strömungsgeschwindigkeit
der Flüssigkeit
aus dem Auslass 20 ab.
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Die
Stützvorrichtung 24 ist
durch eine Anordnung, die allgemein mit 26 bezeichnet ist,
an dem Gehäuse 12 angebracht.
Die Anordnung ermöglicht es
der Stützvorrichtung 24 wahlweise
in einer Betriebs- oder Außerbetriebsstellung
in Bezug auf den Auslass 20 angeordnet zu werden. Die Stützvorrichtung 24 ist
vorzugsweise von dem Gehäuse 12 entfernbar
angebracht. In der Betriebsstellung hält die Anordnung 26 die
Stützvorrichtung 24 unter
dem Auslass 20. In der Außerbetriebsstellung gewährt die Stützvorrichtung 24 Zugang
zum Zwecke der Installierung, Reinigung oder des Austausches des
Verunreinigungsentferners 33. Bevorzugte Ausführungsformen
der Anordnung 26 sind unten beschrieben.
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Darüber hinaus
ist festzustellen, dass dann, wenn die Stützvorrichtung 24 sich
in der Betriebsstellung befindet, ein Brühkorb 28 unter der
Tragvorrichtung 24 angeordnet werden kann. Der Brühkorb 28 kann
einen oder mehrere Brühbestandteile,
beispielsweise Kaffeesatz, Teeblätter
und/oder Gewürze,
aufnehmen. Der Brühkorb 28 ist
vorzugsweise entfernbar an dem Gehäuse 12 angebracht.
Ein Sammler 30, typischerweise eine Karaffe, lässt sich unter
dem Brühkorb 28 anordnen.
Wie bei den meisten im Handel erhältlichen Getränkebrühvorrichtungen üblich, kann
das Getränkebrühsystem 10 mit
einer Heizfläche 32 versehen
sein, auf der der Sammler 30 sitzen und dadurch das gesamte
Getränk
warm halten kann.
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In
den 2A und 2B ist
die Tragvorrichtung 24 mit einer ersten bevorzugten Ausführungsform
der Anordnung 26 dargestellt, die im folgenden ganz allgemein
mit 26a bezeichnet ist. Die Traganordnung 26a ist
eine Scharniervorrichtung mit einer ersten Platte 27a,
die mit dem Gehäuse 12 verbunden
ist, und einer zweiten Platte 27b, die mit der Tragvorrichtung 24 verbunden
ist, sowie einem Drehzapfen 27c, der die beiden Platten 27a, 27b miteinander
verbindet. Die Anordnung 26a ermöglicht es der Tragvorrichtung 24,
um den Drehzapfen 27c zwischen der Betriebsstellung, die
in 2A gezeigt ist, und dem Verunreinigungsentferner 33 unter
dem Auslass 20 und über
dem Brühkorb 28 (wie
in 1 gezeigt) platziert, und der Außerbetriebsstellung,
die in 2B dargestellt ist, zu verschwenken,
welche den Zugang zu der Tragvorrichtung 24 und dem Verumeinigungsentferner 33 ermöglicht.
Da die verschiedenen Komponenten der handelsüblichen Getränkebrühapparate
gewöhnlich
aus gegossenen thermoplastischen Materialien bestehen, können die Platten 27a, 27b mit
dem Getränkebrühsystem 10 eine
Einheit bilden. Die auf diesem Gebiet tätigen Fachleute werden auch
erkennen, dass verschiedene Änderungen
bezüglich
der Materialien und der Konstruktion der Scharnierkomponenten möglich sind,
ohne dass vom Erfindungsgedanken abgewichen wird.
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Die 3A bis 3E zeigen
eine zweite bevorzugte Ausführungsform
der Anordnung 26, die im folgenden ganz allgemein mit 26b bezeichnet
ist. Die Anordnung 26b wird teilweise von einer Platte 34 mit
einem nahen Ende 36 und einem entfernten Ende 38 gebildet.
Die Stützvorrichtung 24 ist
an dem entfernten Ende 38 angebracht. Die Platte 34 wird
in dem Gehäuse 12 verschiebbar
durch Lageroberflächen 40a, 40b getragen,
die an dem Gehäuse 12 befestigt
sind. Alternativ dazu kann die Platte 34 in dem besagten
Gehäuse
in einer Weise (nicht dargestellt) lösbar, verschiebbar aufgenommen
werden, und zwar ähnlich
der Art und Weise einer Kassette, die lösbar, verschiebbar in einem
Grundkörper
befestigt ist. Eine federartige Vorrichtung (nicht gezeigt) könnte an
das Gehäuse 12 angepasst
sein, um die Platte 34 aus dem Gehäuse 12 auszuwerfen.
Die Lager 42a, 42b (siehe 3C) können zwischen
Lageroberflächen 40a, 40b und
dem nahen Ende 36 angeordnet sein, um den Reibungswiderstand
beim Verschieben zu verkleinern. Wahlweise können die Lageroberflächen 40a, 40b geschmiert
werden oder aus einem Material bestehen, das einen im Vergleich zum
Material, aus dem die Platte 34 gebildet ist, einen geringen
Reibungskoeffizienten aufweist. Wahlweise ist das nahe Ende 36 mit
einer großen
Nut 44 versehen, so dass die Platte 34 den Zugang
zum Reservoir 14 oder dem Heißwasserstrom in der Leitung 22 nicht
behindert, wenn die Platte 34 sich in der Betriebslage,
wie in 3B gezeigt, befindet. Die Tragvorrichtung 24 und
die Platte 34 können
ein einzelnes Teil aus thermoplastischem Spritzguss bilden. Alternativ
dazu können
die Vorrichtung 24 und die Platte 34 mittels anderer
geeigneter Methoden unter Verwendung anderer bekannter geeigneter
Materialien, beispielsweise Metall, gebaut werden.
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Die 5A bis 5D zeigen
eine dritte Ausführungsform
der Tragvorrichtung 26, die im folgenden ganz allgemein
mit 26c bezeichnet ist. In dieser Ausführungsform besteht die Tragvorrichtung 26c aus
einem Paar Teleskoparme 58a, 58b, die es der Tragvorrichtung 24 ermöglichen,
zwischen der Außerbetriebsstellung,
wie in den 5A und 5B gezeigt,
und der Betriebsstellung, wie in den 5C und 5D gezeigt,
verschoben zu werden. Die Teleskoparme 58a und 58b weisen
je vier Segmente auf die bei 60a – 60d bzw. 62a – 62d gezeigt sind.
Selbstverständlich
kann eine größere oder
kleinere Anzahl Segmente benutzt werden. Die ersten Endsegmente 60a und 62a sind
mit dem Gehäuse 12 verbunden
und die zweiten Endsegmente 60d und 62d mit der
Tragvorrichtung 24. Die übrigen Segmente 60b, 60c und 62b, 62c sind
zwischen ihren entsprechenden Endsegmenten teleskopförmig verbunden.
Die ersten Endsegmente 60a, 62a und zweiten Endsegmente 60d, 62d können mit
dem Gehäuse 12 bzw.
der Tragvorrichtung 24 ein einheitliches spritzgegossenes
Ganzes bilden.
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In
den 3D und 6A ist
ein Verunreinigungsentferner 33 dargestellt, der zusammen
mit der Tragvorrichtung 24 Verwendung findet. Der Verunreinigungsentferner 33 ist
vorzugsweise als Rahmen 54 ausgebildet, der ein Filtermittel 52 (siehe
auch 6A) trägt.
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Der
Rahmen 54 ist vorzugsweise rund um das Filtermittel 52 spritzgegossen.
Demzufolge lässt sich
der Rahmen 54 in zahlreichen Konfigurationen spritzgießen. Die 3D und 6A zeigen
bevorzugte Konfigurationen des Rahmens 54. Wie dargestellt
ist der Rahmen 54 ein ringförmiger Umfangswulst mit einer
Vielzahl von sich nach innen erstreckenden Gliedern. Diese Konfigurationen
bilden Speichen- und Rad-Anordnungen, in denen das Filtermittel 52 festgehalten
wird.
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Der
Spritzgussrahmen 54 rund um das Filtermittel 52 erfordert
zuerst die Formung des Filtermittels 52, wie unten beschrieben.
Danach wird der Umfang des Filtermittels 52 warmgepresst,
wodurch der Rand des Filtermittels 52 dicht wird. Das Filtermittel 52 wird
daraufhin zwecks Formgebung geschnitten und dann in eine Spritzgussmaschine
eingesetzt. Ein thermoplastisches Material wird dann rund um das Filtermittel 52 gespritzt.
Das thermoplastische Material ist vorzugsweise Polyethylen. Es wurde
festgestellt, dass Polyethylen ein vorteilhaftes Gleichgewicht zwischen
Festigkeit und Flexibilität
bietet. Es könnte
jedoch auch irgendein anderes thermoplastisches Material Verwendung
finden. Das Heißpressen und
Schneiden des Filtermittels 52 braucht nicht in zwei separaten
Schritten, sondern könnte
auch in einem einzigen integrierten Schritt erfolgen.
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Wie
oben ausgeführt,
kann der Filterrahmen 54 auf dem Aufnahmeflansch 50 (siehe 3D und 4A)
sitzen, wenn der Verunreinigungsentferner 33 in der Tragvorrichtung 24 angeordnet
wird. Alternativ dazu könnte
der Filterrahmen 54 in einer Aufnahmenut, wie in 4B gezeigt,
sitzen. Unter Bezug auf 6B kann
der Rahmen 54 auch mit einem sich nach oben erstreckenden
Vorsprung 53 versehen sein, der so geartet ist, dass er
in eine komplementäre
Nut (nicht gezeigt) im Aufnahmeflansch 50 hineinpasst.
Darüber
hinaus kann der Rahmen 54 mit einem sich nach oben erstreckenden
Vorsprung 59 versehen sein, der mit einer komplementären Nut 58 in
einem anderen Rahmen 54 zusammenpasst. Somit können vielfältige Rahmen
zu Verpackungs- und Ausstellungszwecken übereinander gestapelt werden.
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Das
Filtermittel 52 ist in 6A gezeigt.
Das Filtermittel 52 kann irgendeiner An sein, einschließlich Trennmittel
und Adsorptionsmittel. Beispielsweise können Maschensiebe aus Metall,
gesponnen-verbundene oder schmelz-geblasene, nicht gewebte Polymermaterialien,
Glasfasern, poröse
Membranen und Papier als Trennmittel benutzt werden. Zu den Adsorptionsmitteln
gehören
iodiertes Harz, Aktivkohle, Aktivtonerde, kieselsaure Tonerde, Ionenaustauschharze,
Manganoxide oder Eisenoxide und andere Materialien mit definierten
Porenstrukturen hohen Kristallisationsgrades, wie beispielsweise Zeolithe.
Das Filtermittel 52 bietet vorzugsweise einen geeignet
hohen Durchfluss und minimalen Druckverlust, wenn es von Flüssigkeit
passiert wird.
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Wie
aus 7A ersichtlich, weist das Filtermittel 52 besonders
bevorzugt eine zusammengesetzte Struktur auf die von einem adsorbierenden Stützgewebesubstrat 70 mit
einer Oberfläche 72 gebildet
wird, welche zu einem Gemisch aus adsorbierenden Teilchen 74 und
Bindemittelteilchen 76 verschmolzen ist. Die adsorbierenden
Teilchen 74 sind durch die Bindemittelteilchen 76 vereinigt
oder zusammengeschmolzen, die zwischen ihnen angeordnet sind. Auch
sind einige der Bindemittelteilchen mit der Oberfläche 72 verschmolzen.
Die verbundene Struktur wird vorzugsweise mit dem Verfahren erhalten,
das im US-Patent 5 792 513 vom 11. August 1998 beschrieben ist,
das hier zur Gänze
durch Bezugnahme eingeschlossen wird. Wie hier beschrieben, wird
ein Gemisch aus Adsorptionsteilchen 74 und Bindemittelteilchen 76 auf
einen Teil oder die gesamte Oberfläche 72 abgelegt, so
dass eine lose pulverbeschichtete Oberfläche 72 entsteht. Die
lose Pulverbeschichtung wird wenigstens auf die Vicat-Erweichungs-Temperatur
der Bindemittelteilchen 76 erhitzt, die jedoch unter der
Schmelztemperatur des adsorbierenden Teilchensubstrats 70 und
der adsorbierenden Teilchen 74 liegt. Das Gewebesubstrat 70 wird
unter Druck gesetzt, wodurch die erweichten Bindemittelteilchen
sich mit den adsorbierenden Teilchen 74 verbinden oder
miteinander verschmelzen und adsorbierende Teilchen 74 an
dem Stützgewebesubstrat 70 anhaften.
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Das
Filtermittel 52 weist, wie in 7A gezeigt,
ein adsorbierendes Stützgewebesubstrat 70 auf
das vorzugsweise unter Verwendung von nicht gewebten, faserhaltigen
Materialien, wie gesponnen-verbundenen Polyestern und Polyolefinen,
benutzt wird. Gewebte Substrate können ebenfalls benutzt werden.
Darüber
hinaus kann das adsorbierende Stützgewebesubstrat 70 wahlweise
aus zellulosehaltigen Materialien, beispielsweise Papier oder einer
Kombination aus zellulosehaltigen und thermoplastischen Fasern gebildet
wird.
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Als
Adsorptionsteilchen 74 können auch Materialien wie ionisiertes
Harz, Aktivkohle, Aktivtonerde, kieselsaure Tonerde, Ionenaustauschharze
und Mangan- oder Eisenoxide verwendet werden.
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Materialien,
die die Bindemittelteilchen 76 bilden, enthalten typischerweise
Thermoplasten wie Polypropylen, lineares Polyethylen niedriger Dichte, Polyethylen
niedriger Dichte und Ethylen-Vinylacetat-Copolymer.
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Gemäß der in 7B gezeigten
Ausführungsform
kann das Filtermittel 52 so modifiziert werden, dass es
ein oben liegendes Gewebesubstrat 78 aufweist, welches
aus Materialien bestehen kann, die ähnlich dem Stützgewebesubstrat 70 sind.
Das oben liegende Gewebesubstrat 78 hat eine Oberfläche 80, die
der beschichteten Oberfläche 72 des
adsorbierenden Stützgewebesubstrats 70 zugewandt
ist. Die Adsorptionsteilchen 74 können ebenfalls an der Oberfläche 80 des
oben liegenden Gewebesubstrats 78 durch die Bindemittelteilchen 76 anhaften.
Das Verschmelzen der Adsorptionsteilchen 74, des getragenen
Substrats 70 und des oben liegenden Gewebesubstrats 78 lässt sich
gemäß der im
US-Patent Nr. 5 792 513 zu findenden Beschreibung durchführen. Wesentlich
ist, dass nach dem Aufbringen des Gemisches aus dem Adsorbent und
den Bindemittelteilchen auf die Oberfläche des adsorbierenden Stützgewebesubstrats 70 zur
Erzeugung einer Pulverbeschichtung, die wenigstens einen Teil des
Substrats bedeckt, wie oben beschrieben, das oben liegende Gewebesubstrat 78 sowohl
auf dem adsorbierenden Stützgewebesubstrat 70 als
auch dem Pulverüberzug
aufgebracht ist. Das adsorbierende Stützgewebesubstrat 70 und
das darüber
liegende Gewebesubstrat 78 werden unter Hitze und Druck gesetzt,
um die Bindemittelteilchen 76 zu erweichen. Die erweichten
Bindemittelteilchen verschmelzen mit den adsorbierenden Teilchen 74 oder
verbinden sich miteinander, und die adsorbierenden Teilchen 74 haften
auch an den gewebten Substraten 70, 78.
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Sowohl
das adsorbierende Stützgewebesubstrat 70 als
auch das darüber
liegende Gewebesubstrat 78 können eine zusätzliche
Teilchenfiltration bewirken. So kann beispielsweise das Filtermittel 52 gewisse
im Wasser enthaltene Schlämme
zurückhalten,
wenn das Gewebesubstrat 70 und das darüber liegende Gewebesubstrat 78 aus
einem feinen, hydrophilen Teilchenfiltermittel zusammengesetzt sind, das
möglicherweise
mit Adsorptionsmitteln wie Aktivkohle und Schwermetall adsorbierenden
Zeolithen kombiniert ist. Die anhängige US-Patentanmeldung 09/140 924 vom 27. 8.
1998, die auf die vorliegende Anmelderin übertragen ist, beschreibt ein
zusammengesetztes Filtermittel mit geringem Fließwiderstand, um wenigstens
99,95 % der Teilchen einer Größe von 3
bis 4 μm,
wie beispielsweise Schlämme und
gelöste
chemische Verunreinigungen, aus einem Fluid zu entfernen, das in
der vorliegenden Erfindung als Filtermittel mit hoher Fließgeschwindigkeit
Verwendung finden kann. Der Gegenstand dieser Anmeldung wird hier
durch Bezugnahme in seiner Gesamtheit eingeschlossen.
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Während des
Betriebs des Getränkebrühsystems 10 strömt eine
Flüssigkeit
aus dem Flüssigkeitsreservoir 14 durch
die Leitung 18 zum Erhitzer 16. Die Flüssigkeit
wird erhitzt und fließt
dann durch die Leitung 22 zum Auslass 20. Nach
dem Austritt aus dem Auslass 20 läuft die erhitzte Flüssigkeit durch
den Verunreinigungsentferner 33. Der Verunreinigungsentferner 33 entfernt
Verunreinigungen, um auf diese Weise eine im Wesentlichen reine,
erwärmte
Flüssigkeit
zu schaffen. Die im Wesentlichen reine, erwärmte Flüssigkeit fließt in den
Brühkorb 28 ein.
In diesem vermischt sich die im Wesentlichen reine, erwärmte Flüssigkeit
mit den aufgebrühten
Substanzen. Das sich ergebende gebrühte Getränk verlässt den Brühkorb 28, tritt in
den Sammler 30 ein und wird durch Erwärmung der Oberfläche 32 wahlweise warm
gehalten.
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Wie
aus der obigen detaillierten Beschreibung sowie den Zeichnungen
hervorgeht, schafft die Erfindung ein Getränkebrühsystem 10, das an
einen Verunreinigungen zurückhaltenden
Entferner 33 angepasst ist, der zweckmäßigerweise zwischen dem Auslass 20 und
dem Brühkorb 28 angeordnet
ist und das einen unabhängigen
Zugang sowohl zu dem Verunreinigungsentferner 33, der sich
in einer separaten Tragvorrichtung 24 befindet, als auch
dem Brühkorb 28 ermöglicht.
Ein solcher Zugang ist über
die Tragvorrichtung 26 möglich, die eine wahlweise Bewegung
zwischen einer Betriebsstellung und einer Außerbetriebsstellung erlaubt.
Der Benutzer hat einen bequemen Zugang zu dem Verunreinigungsentferner,
wenn sich die Tragvorrichtung 24 in der Außerbetriebslage
befindet. Somit kann ein Benutzer des Getränkebrühsystems 10 bequem
den Verunreinigungsentferner 33 wechseln, ohne durch den
Brühkorb 28 gestört zu werden
oder mit letzterem in Schwierigkeiten zu kommen. Dazu kommt, dass
der Verunreinigungsentferner 33, sobald er installiert
ist, höchst
unwahrscheinlich verloren geht oder beschädigt wird, weil er zu einem
integralen Bestandteil des Getränkebrühsystems 10 wird.
Darüber
hinaus wird der Verunreinigungsentferner 33, da er nicht
innerhalb des Brühkorbs 28 angeordnet
ist, aller Wahrscheinlichkeit nach nicht mit aufzubrühenden Stoffen verunreinigt.
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Obgleich
das Getränkebrühsystem 10 unter Bezug
auf ein oder mehrere besondere Ausführungsbeispiele beschrieben
worden ist, versteht es sich, dass auch andere Ausführungsformen
der Erfindung benutzt werden können,
ohne vom Erfindungsgedanken und dem Schutzumfang der Erfindung abzuweichen.
Demnach ist die vorliegende Erfindung nur durch die folgenden Ansprüche und
ihre angemessene Auslegung beschränkt.