EP2236198A2 - Vorrichtung zur Ausgabe von Getränken - Google Patents

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EP2236198A2
EP2236198A2 EP10155542A EP10155542A EP2236198A2 EP 2236198 A2 EP2236198 A2 EP 2236198A2 EP 10155542 A EP10155542 A EP 10155542A EP 10155542 A EP10155542 A EP 10155542A EP 2236198 A2 EP2236198 A2 EP 2236198A2
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EP
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water
chamber
carbonized
container
nozzle
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EP10155542A
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Oliver Grote
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Melitta Haushaltsprodukte GmbH and Co KG
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Melitta Haushaltsprodukte GmbH and Co KG
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67D—DISPENSING, DELIVERING OR TRANSFERRING LIQUIDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B67D1/00—Apparatus or devices for dispensing beverages on draught
    • B67D1/0042—Details of specific parts of the dispensers
    • B67D1/0057—Carbonators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/20—Mixing gases with liquids
    • B01F23/23—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids
    • B01F23/234—Surface aerating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/20—Mixing gases with liquids
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    • B01F23/2341—Surface aerating by cascading, spraying or projecting a liquid into a gaseous atmosphere
    • B01F23/23413—Surface aerating by cascading, spraying or projecting a liquid into a gaseous atmosphere using nozzles for projecting the liquid into the gas atmosphere
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
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    • B01F23/20—Mixing gases with liquids
    • B01F23/23—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids
    • B01F23/236—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids specially adapted for aerating or carbonating beverages
    • B01F23/2362—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids specially adapted for aerating or carbonating beverages for aerating or carbonating within receptacles or tanks, e.g. distribution machines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
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    • B01F23/20—Mixing gases with liquids
    • B01F23/23—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids
    • B01F23/237—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids characterised by the physical or chemical properties of gases or vapours introduced in the liquid media
    • B01F23/2376—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids characterised by the physical or chemical properties of gases or vapours introduced in the liquid media characterised by the gas being introduced
    • B01F23/23762—Carbon dioxide

Definitions

  • the present invention relates to a device for dispensing beverages, comprising a water tank connected by a pump to a carbonator connected to a supply line for CO 2 and comprising a housing in which a chamber filled with CO 2 and carbonated water is formed, wherein the part of the chamber is connected with carbonated water to a drain.
  • the EP 1 629 882 discloses a device for the carbonation and cooling of beverages, wherein the Karbonleitersaku is housed in a tubular inner container.
  • the Karbonleitersaku comprises a plurality of hollow fibers, which are formed as a semi-permeable membrane and are dense for liquid, but gas-permeable. As a result, the liquid can be enriched with CO 2 .
  • the formation of such a Karbonmaschinesaku is relatively complex and replacement of individual components is difficult.
  • a large surface area of the membrane must be present for continuous operation.
  • the device takes place in the device, an introduction of the water pumped from the water tank via a nozzle which injects the water through the filled with CO 2 part of the chamber in the carbonated water.
  • a carbonator is simple and compact and can also produce the desired amount of carbonated water in a continuous process.
  • the injection of the nozzle has the advantage that the injection of water, a large interface between the gas and liquid is formed, so that the CO 2 can be solved very quickly.
  • the carbonator can be operated at low pressures.
  • a baffle surface spaced from the drain is arranged in the lower part filled with carbonated water in the chamber. This avoids that gaseous CO 2 exits through the process, but the gaseous CO 2 is decelerated at the baffle and then rises due to the lower density back up, while below the baffle the CO 2 enriched water can flow through the drain ,
  • this has a tube which is closed at the top by a disc with a supply line for CO 2 and a supply line for the water pumped out of the water tank.
  • the tube can also be closed at the bottom by another disc on which the outlet for carbonated water is recessed.
  • the nozzle is preferably mounted on the disc of the housing and has a channel with a diameter between 0.5 to 2.5 mm, in particular 1 to 1.5 mm.
  • the chamber of the carbonator is preferably operated with an internal pressure between 2 to 4 bar, in particular about 3 bar, so that only low pressures are present. This allows pumps of small size to be used.
  • a sensor for detecting the fill level of the carbonated water is provided on the housing.
  • the sensor may be coupled to a controller, by means of which the pump is controllable, so that it is ensured that the water level is at the desired level to ensure effective enrichment with CO 2 .
  • the housing of the carbonator is arranged in a container with water.
  • the container can be used for cooling, if it is heated by a cooling device.
  • the water from the water tank is selectively conveyed to the carbonator or into the container by means of the pump, so that both the carbonator and the container for the beverage preparation can be used.
  • the beverage output can be done either on the carbonator or the container with the non-carbonated water.
  • a device 1 for dispensing drinks comprises a water tank 2, which may be designed to be removable for filling, in particular when the device is used in the household area.
  • the water tank 2 is coupled via a line 3 with a pump 4, which promotes water from the water tank 2 via a line 5 to a container 10.
  • a branch 6 is formed, which is connected via a check valve 7 and a line 8 with a carbonator 9.
  • the carbonator serves to enrich the pumped water with CO 2 .
  • the carbonator is connected to a pressurized CO 2 storage 17, which is connected via a pressure reducer 18 and a line 19 to the carbonator 9.
  • a fill level recognition 11 shown schematically, is provided on the carbonator 9, by means of which the fill level of the carbonator 9 can be detected with liquid medium.
  • the carbonator 9 is connected via a line 12 with a switchable valve 13 which is connected to a beverage dispenser 14.
  • the container 10 is connected to the non-carbonated water via a line 15 with a switchable valve 16, which is also connected to the beverage dispenser 14 is.
  • FIG. 2 the carbonator 9 of the device 1 is shown in detail.
  • the carbonator 9 comprises a housing with a tube 20 which is closed at an upper side by a disc 21, which engages with a nozzle in the tube 20. Das Rohr 20 ist mit dem Rohr 20sky. At the nozzle, a sealing ring 36 is arranged for sealing.
  • the disk 21 has in the middle a supply line 22 for the funded from the tank 2 water. Adjacent to the feed line 22, a connection 29 is arranged on a supply line 30 for CO 2 . The supply line 30 for CO 2 is fed via the line 19 with pressurized CO 2 .
  • a chamber having an upper part 26 and a lower part 27 is formed in the tube 20, a chamber having an upper part 26 and a lower part 27 is formed.
  • the upper part 26 of the chamber is filled with CO 2 , which has a pressure of about 2 to 4 bar, in particular 3 bar.
  • CO 2 which has a pressure of about 2 to 4 bar, in particular 3 bar.
  • carbonated water is arranged in the lower part 27 of the chamber, which has a level 40, which is detected by the level detection 11.
  • the nozzle 23 in this case has a tubular channel 24 with a diameter between 0.5 and 2 mm, in particular 1 to 1.5 mm, so that the water is injected at high speed and a cloud 28 is formed, which has a large interface between Gas and liquid due to the large number of bubbles possesses.
  • water is enriched with CO 2 in the lower part 27 of the chamber.
  • a horizontally aligned baffle 31 is provided, which is spaced from a drain 33 at the bottom of the tube 20.
  • the baffle 31 prevents CO 2 is passed in gaseous form through the outlet 33. Rather, the air bubbles on the baffle 31 stopped and flow due to the lower density upwards.
  • the baffle 31 is fixed to a shaped body 32 which is mounted on a lower disc 34.
  • the lower disc 34 has a pipe 35 inserted into the socket 35, on which a sealing ring 36 is disposed on the outer circumference.
  • the drain 33 is then connected to the line 12 to the beverage outlet 14.
  • the cooling of the carbonator 9 is carried out via the water in the container 10, which in turn is cooled by a cooling device. It is also possible to provide a direct cooling of the carbonator 9.

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Abstract

Vorrichtung (1) zur Ausgabe von Getränken, mit einem Wassertank (2), der über eine Pumpe (4) mit einem Karbonisator (9) verbunden ist, der an eine Zuleitung (19) für CO 2 angeschlossen ist und ein Gehäuse (21, 34) umfasst, in dem eine mit CO 2 und karbonisiertem Wasser befüllte Kammer (26, 27) ausgebildet ist, wobei der Teil (27) der Kammer mit karbonisiertem Wasser an einem Ablauf (31) angeschlossen ist, wobei eine Einleitung des aus dem Wassertank (2) geförderten Wassers über eine Düse (23) erfolgt, die das Wasser durch den mit CO 2 befüllten Teil (26) der Kammer in das karbonisierte Wasser einspritzt.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ausgabe von Getränken, mit einem Wassertank, der über eine Pumpe mit einem Karbonisator verbunden ist, der an eine Zuleitung für CO2 angeschlossen ist und ein Gehäuse umfasst, in dem eine mit CO2 und karbonisiertem Wasser gefüllte Kammer ausgebildet ist, wobei der Teil der Kammer mit karbonisiertem Wasser an einen Ablauf angeschlossen ist.
  • Die EP 1 629 882 offenbart eine Vorrichtung zur Karbonisierung und Kühlung von Getränken, bei der die Karbonisierungseinheit in einem rohrförmigen Innenbehälter untergebracht ist. Die Karbonisierungseinheit umfasst dabei eine Vielzahl von hohlen Fasern, die als semipermeable Membran ausgebildet sind und die für Flüssigkeit dicht, für Gas jedoch diffusionsoffen ausgebildet sind. Dadurch kann die Flüssigkeit mit CO2 angereichert werden. Die Ausbildung einer solchen Karbonisierungseinheit ist jedoch vergleichsweise aufwändig und ein Austausch einzelner Bauteile ist schwierig. Zudem muss für einen kontinuierlichen Betrieb eine große Oberfläche der Membran vorhanden sein.
  • Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Ausgabe von Getränken zu schaffen, die auf einfache Weise Wasser mit CO2 versetzen kann und kompakt aufgebaut ist.
  • Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
  • Erfindungsgemäß erfolgt bei der Vorrichtung eine Einleitung des aus dem Wassertank geförderten Wassers über eine Düse, die das Wasser durch den mit CO2 gefüllten Teil der Kammer in das karbonisierte Wasser einspritzt. Ein solcher Karbonisator ist einfach und kompakt aufgebaut und kann zudem auch im kontinuierlichen Verfahren die gewünschte Menge an karbonisiertem Wasser erzeugen. Das Einspritzen der Düse besitzt den Vorteil, dass durch das Einspritzen von Wasser ein große Grenzfläche zwischen Gas und Flüssigkeit gebildet ist, so dass das CO2 sehr schnell gelöst werden kann. Zudem kann der Karbonisator bei geringen Drücken betrieben werden.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist in der Kammer in dem unteren mit karbonisierten Wasser gefüllten Teil eine von dem Ablauf beabstandete Prallfläche angeordnet. Dadurch wird vermieden, dass gasförmiges CO2 durch den Ablauf austritt, sondern das gasförmige CO2 wird an der Prallfläche abgebremst und steigt dann aufgrund der geringeren Dichte wieder nach oben auf, während unterhalb der Prallfläche das mit CO2 angereicherte Wasser durch den Ablauf abströmen kann.
  • Für einen einfachen Aufbau des Gehäuses weist dieses ein Rohr auf, das an der Oberseite durch eine Scheibe mit einer Zuleitung für CO2 und einer Zuleitung für das aus dem Wassertank geförderte Wasser verschlossen ist. Das Rohr kann zudem an der Unterseite durch eine weitere Scheibe verschlossen sein, an der der Ablauf für karbonisiertes Wasser ausgespart ist. Ein solcher Aufbau ermöglicht eine einfache Abdichtung des Gehäuses, das über Dichtringe an dem inneren Umfang des Rohres gegenüber der Umgebung abgedichtet sein kann.
  • Die Düse ist vorzugsweise an der Scheibe des Gehäuses montiert und weist einen Kanal mit einem Durchmesser zwischen 0,5 bis 2,5 mm, insbesondere 1 bis 1,5 mm auf. Dadurch wird das Wasser an der Düse stark beschleunigt, wobei nur ein geringer Volumenstrom durch die Düse mit hoher Geschwindigkeit austritt. Dies verbessert den Wirkungsgrad des Karbonisators.
  • Die Kammer des Karbonisators wird vorzugsweise mit einem Innendruck zwischen 2 bis 4 bar, insbesondere etwa 3 bar, betrieben, so dass nur geringe Drücke vorhanden sind. Dadurch können Pumpen mit geringer Baugröße verwendet werden.
  • In einer weiteren Ausgestaltung ist an dem Gehäuse ein Sensor zur Erfassung des Füllstandes des karbonisierten Wassers vorgesehen. Der Sensor kann dabei mit einer Steuerung gekoppelt sein, mittels der die Pumpe steuerbar ist, so dass gewährleistet ist, dass der Wasserspiegel in der gewünschten Höhe ist, um eine effektive Anreicherung mit CO2 zu gewährleisten.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Gehäuse des Karbonisators in einem Behälter mit Wasser angeordnet. Dabei kann der Behälter zur Kühlung eingesetzt werden, wenn dieser über eine Kühleinrichtung temperiert wird. Vorzugsweise wird mittels der Pumpe das Wasser aus dem Wassertank wahlweise zu dem Karbonisator oder in den Behälter gefördert, so dass sowohl der Karbonisator als auch der Behälter für die Getränkezubereitung genutzt werden kann. Insbesondere kann die Getränkeausgabe wahlweise über den Karbonisator oder den Behälter mit dem nicht karbonisierten Wasser erfolgen.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
    • Figur 1
    eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Ausgabe von Getränken, und
    Figur 2
    eine geschnittene Seitenansicht des Karbonisators der Figur 1.
  • Eine Vorrichtung 1 zur Ausgabe von Getränken umfasst einen Wassertank 2, der für eine Befüllung abnehmbar ausgestaltet sein kann, insbesondere wenn die Vorrichtung im Haushaltsbereich eingesetzt wird. Der Wassertank 2 ist über eine Leitung 3 mit einer Pumpe 4 gekoppelt, die Wasser aus dem Wassertank 2 über eine Leitung 5 zu einem Behälter 10 fördert. An der Leitung 5 ist eine Abzweigung 6 ausgebildet, die über ein Rückschlagventil 7 und eine Leitung 8 mit einem Karbonisator 9 verbunden ist. Der Karbonisator dient zur Anreicherung des geförderten Wassers mit CO2. Hierfür ist der Karbonisator an einen unter Druck stehenden CO2-Speicher 17 angeschlossen, der über einen Druckminderer 18 und eine Leitung 19 mit dem Karbonisator 9 verbunden ist. Ferner ist an dem Karbonisator 9 eine schematisch dargestellte Füllstandserkennung 11 vorgesehen, mittels der der Füllstand des Karbonisators 9 mit flüssigem Medium erfassbar ist.
  • Der Karbonisator 9 ist über eine Leitung 12 mit einem schaltbaren Ventil 13 verbunden, das an eine Getränkeausgabe 14 angeschlossen ist. Parallel hierzu ist der Behälter 10 mit dem nicht karbonisierten Wasser über eine Leitung 15 mit einem schaltbaren Ventil 16 verbunden, dass ebenfalls an die Getränkeausgabe 14 angeschlossen ist. Über Schaltung der Ventile 13 und 16 kann der Benutzer entscheiden, ob er karbonisiertes Wasser aus dem Karbonisator 9 oder stilles Wasser aus dem Behälter 10 erhalten möchte.
  • In Figur 2 ist der Karbonisator 9 der Vorrichtung 1 im Detail dargestellt.
  • Der Karbonisator 9 umfasst ein Gehäuse mit einem Rohr 20, das an einer oberen Seite durch eine Scheibe 21 verschlossen ist, die mit einem Stutzen in das Rohr 20 eingreift. An dem Stutzen ist ein Dichtring 36 zur Abdichtung angeordnet. Die Scheibe 21 weist mittig eine Zuleitung 22 für das aus dem Tank 2 geförderte Wasser auf. Benachbart zu der Zuleitung 22 ist ein Anschluss 29 an eine Zuleitung 30 für CO2 angeordnet. Die Zuleitung 30 für CO2 wird über die Leitung 19 mit unter Druck stehendem CO2 gespeist.
  • In dem Rohr 20 ist eine Kammer mit einem oberen Teil 26 und einem unteren Teil 27 ausgebildet. Der obere Teil 26 der Kammer ist mit CO2 gefüllt, das einen Druck von etwa 2 bis 4 bar, insbesondere 3 bar, aufweist. Im unteren Teil 27 der Kammer ist karbonisiertes Wasser angeordnet, das einen Füllstand 40 aufweist, der über die Füllstandserkennung 11 detektiert wird.
  • Um Wasser mit CO2 zu versetzen, wird über eine Düse 23 Wasser durch den oberen Teil 26 der Kammer mit CO2 eingespritzt. Die Düse 23 weist dabei einen rohrförmigen Kanal 24 mit einem Durchmesser zwischen 0,5 und 2 mm, insbesondere 1 bis 1,5 mm auf, so dass das Wasser mit hoher Geschwindigkeit eingespritzt wird und sich eine Wolke 28 ausbildet, die eine große Grenzfläche zwischen Gas und Flüssigkeit aufgrund der Vielzahl von Blasen besitzt. Dadurch wird im unteren Teil 27 der Kammer Wasser mit CO2 angereichert. Durch Zufuhr von Wasser und CO2 wird der Füllstand 40 über die Füllstandserkennung 11 und eine Steuerung annähernd konstant gehalten.
  • Im unteren Teil 27 des Rohres 20 ist eine horizontal ausgerichtete Prallfläche 31 vorgesehen, die beabstandet von einem Ablauf 33 an der Unterseite des Rohres 20 ist. Durch die Prallfläche 31 wird verhindert, dass CO2 in gasförmiger Form durch den Ablauf 33 durchgeleitet wird. Vielmehr werden die Luftblasen an der Prallfläche 31 angehalten und strömen aufgrund der geringeren Dichte nach oben. Die Prallfläche 31 ist an einem Formkörper 32 festgelegt, der an einer unteren Scheibe 34 montiert ist. Die untere Scheibe 34 weist einen in das Rohr 20 eingefügten Stutzen 35 auf, an dem am äußeren Umfang ein Dichtring 36 angeordnet ist. Der Ablauf 33 ist dann an die Leitung 12 zu der Getränkeausgabe 14 angeschlossen.
  • Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt die Kühlung des Karbonisators 9 über das Wasser in dem Behälter 10, das wiederum über eine Kühleinrichtung gekühlt ist. Es ist auch möglich, eine direkte Kühlung des Karbonisators 9 vorzusehen.

Claims (14)

  1. Vorrichtung (1) zur Ausgabe von Getränken, mit einem Wassertank (2), der über eine Pumpe (4) mit einem Karbonisator (9) verbunden ist, der an eine Zuleitung (19) für CO2 angeschlossen ist und ein Gehäuse (21, 34) umfasst, in dem eine mit CO2 und karbonisiertem Wasser befüllte Kammer (26, 27) ausgebildet ist, wobei der Teil (27) der Kammer mit karbonisiertem Wasser an einem Ablauf (31) angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einleitung des aus dem Wassertank (2) geförderten Wassers über eine Düse (23) erfolgt, die das Wasser durch den mit CO2 befüllten Teil (26) der Kammer in das karbonisierte Wasser einspritzt.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kammer in dem unteren mit karbonisiertem Wasser befüllten Teil (27) eine von dem Ablauf (33) beabstandete Prallfläche (31) angeordnet ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse ein Rohr (20) umfasst, das von einer Oberseite durch eine Scheibe (21) mit einer Zuleitung (30) für CO2 und eine Zuleitung (22) für das aus dem Wassertank (2) geförderte Wasser verschlossen ist.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass an der Scheibe (21) die Düse (23) montiert ist.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Düse (23) einen Kanal (24) mit einem Durchmesser zwischen 0,5 und 2,5 mm, insbesondere 1 bis 1,5 mm aufweist.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (20) an der Unterseite durch eine Scheibe (34) verschlossen ist, an der der Ablauf (33) für karbonisiertes Wasser ausgespart ist.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammer eine im Wesentlichen zylindrische Form besitzt.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammer einen Innendruck zwischen 2 bis 4 bar aufweist.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass an oder in dem Gehäuse ein Sensor zur Erfassung des Füllstandes des karbonisierten Wassers vorgesehen ist.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor mit einer Steuerung gekoppelt ist, mittels der die Pumpe (4) steuerbar ist.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse des Karbonisators (9) in einem Behälter (10) mit Wasser angeordnet ist.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (9) über eine Kühleinrichtung gekühlt ist.
  13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Pumpe (4) das Wasser aus dem Wassertank (2) wahlweise zu dem Karbonisator (9) oder in den Behälter (10) förderbar ist.
  14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine Getränkeausgabe (14) vorgesehen ist, zu der wahlweise Wasser aus dem Behälter (10) oder karbonisiertes Wasser aus dem Karbonisator (9) förderbar ist.
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