EP2519128A1 - Heissgetränkemaschine mit einer ventilanordnung - Google Patents

Heissgetränkemaschine mit einer ventilanordnung

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Publication number
EP2519128A1
EP2519128A1 EP10790402A EP10790402A EP2519128A1 EP 2519128 A1 EP2519128 A1 EP 2519128A1 EP 10790402 A EP10790402 A EP 10790402A EP 10790402 A EP10790402 A EP 10790402A EP 2519128 A1 EP2519128 A1 EP 2519128A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
valve
beverage machine
valve arrangement
membrane
hot beverage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP10790402A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Josef Daburger
Wolfgang Georg
Ulrike Gerl
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BSH Hausgeraete GmbH
Original Assignee
BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH filed Critical BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
Publication of EP2519128A1 publication Critical patent/EP2519128A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47J—KITCHEN EQUIPMENT; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; APPARATUS FOR MAKING BEVERAGES
    • A47J31/00—Apparatus for making beverages
    • A47J31/44—Parts or details or accessories of beverage-making apparatus
    • A47J31/46—Dispensing spouts, pumps, drain valves or like liquid transporting devices
    • A47J31/461—Valves, e.g. drain valves
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47J—KITCHEN EQUIPMENT; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; APPARATUS FOR MAKING BEVERAGES
    • A47J31/00—Apparatus for making beverages
    • A47J31/44—Parts or details or accessories of beverage-making apparatus
    • A47J31/46—Dispensing spouts, pumps, drain valves or like liquid transporting devices
    • A47J31/469—Details of hydraulic circuits
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00—Fluid handling
    • Y10T137/2931—Diverse fluid containing pressure systems
    • Y10T137/3003—Fluid separating traps or vents
    • Y10T137/3084—Discriminating outlet for gas

Definitions

  • the invention relates to a hot beverage machine for household use with a water storage tank, a heater and a brewing chamber, which are interconnected by a conduit system, and with a valve arrangement in at least one line section of the conduit system.
  • the invention also relates to the use of a valve assembly in a piping system of a hot beverage machine between a water storage tank and a brewing chamber as a pressure equalization valve.
  • the DE 10 2007 058 375 A1 describes a hot beverage machine of the type mentioned.
  • the valve arrangement is designed as an automatically switching overpressure or vacuum valve of a coffee pod or multi-beverage machine, which is additionally actuated independently of pressure.
  • valve assembly comprises a gas-permeable membrane.
  • a gas-permeable membrane is understood as meaning such a membrane which, owing to its pore size, allows the passage of those gaseous constituents of the air which make up its greatest volume fraction. In particular, nitrogen and / or oxygen are allowed to pass through. It is assumed that the passage of said gaseous air components is possible at least in the pressure range that typically occurs in a hot beverage machine. This pressure range is currently between 300 mbar (at low pressure) and 15 bar (at very high overpressure) for currently used hot beverage machines such as coffee machines. Moreover, it is advantageous if the membrane under the specified pressure conditions is additionally formed water vapor permeable, so that water vapor can escape.
  • valve assembly As a valve assembly is generally understood a one- or multi-part arrangement of functional parts including housing parts and / or fasteners, the interaction of their function of a valve, namely the - automatic and / or actuators - controlled fürse of fluids meet.
  • a valve assembly may therefore be composed of several components or be a very simple, consisting of only one component valve, such as a hose valve that is squeezed at overpressure that it closes.
  • the invention uses a gas-permeable membrane as a pressure compensation element.
  • This allows pressure equalization between the piping system and its environment to begin almost immediately when a pressure differential arises. Even a slight difference in the single-digit mbar range is sufficient to effect a gas flow through the membrane.
  • This has the advantage that overpressure or underpressure in the piping system can be reduced faster and more completely than when using a mechanically opening or closing valve.
  • inventive valve assembly is much less susceptible to contamination, because it completely manages without mechanical moving parts that could be affected by contamination. This danger for mechanical valves is especially in applications with very calcareous tap water. Deposits on the membrane, which could also affect their effect, can be counteracted by an easy-to-carry cleaning on the inside of the membrane facing the conduit system.
  • valve arrangement can provide pressure compensation in both flow directions without external influence. It acts as a bidirectional valve, but without the double risk of contamination as with a mechanical bidirectional valve.
  • the valve arrangement is arranged in a line section between the water storage tank and the heating device. In this case, it serves primarily to compensate for negative pressures. Negative pressures may be created by cooling the piping system while condensing water vapor at the end of a brewing process. Upstream of the heater so the resulting negative pressure is reduced, so that no water is sucked from the water storage tank in the direction of the heater.
  • valve arrangement is arranged according to a second variant of the invention in a line section between the heater and brewing chamber.
  • it serves primarily to compensate for overpressures that are built up towards the end of a brewing process when a steam pulse is generated to clean the brewing chamber and the brewing product stored there or a brewing capsule used there.
  • the remaining after the steam surge pressure can be reduced by means of the pressure relief valve. As a result, can be reduced as the result of negative pressure during cooling of the system.
  • the membrane is substantially impermeable to water in a pressure region which usually occurs in the line section-in particular, in the above-indicated pressure zone. This prevents inadvertent leakage of moisture, especially (hot) beverage preparation water, from the piping system. This could cause damage to the hot beverage machine or to scalding users of the beverage machine.
  • the pore size of the membrane is thus chosen so that the larger compared to most gas molecules water molecules can not get through, at least in the liquid state of aggregation. The removal of water vapor, however, - as already mentioned above - may be desired.
  • the membrane comprises a material made of polytetrafluoroethylene (PTFE).
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • This membrane material which is for example marketed by Gore under the trade name GORE-TEX ® is well proven, and easily and in virtually any packaging available. It is flexible and can therefore be designed, for example, as a hose. It is therefore a possible advantageous embodiment of the invention, that the membrane as
  • Hose element is integrated in the pipe system. This saves space in the
  • Integrated line system and also offers a large surface, via which a pressure equalization can take place.
  • the membrane is coated in a water-repellent manner. The water present in the pipe system thus rolls off the membrane, so that even solids contained in the water, in particular lime, can not readily deposit on the membrane or clog their pores. Thus, the maintenance of the valve assembly can be effectively reduced.
  • the membrane is removably disposed in the valve assembly.
  • the membrane is clamped in the valve arrangement. This can be done for example by means of two clamping parts of a valve housing, which are positively connected with each other by a screw or a bayonet lock or by means of a clip. By opening the closure, the membrane is then released.
  • the membrane may also be detachably or permanently glued in the valve arrangement, so that it can only be removed by pulling out, detaching or cutting out.
  • valve arrangement comprises a mechanically opening and closing valve.
  • Such an additional valve may be formed in the manner according to the prior art. It can thus be achieved that the valve device can be switched on and switched on at least in a direction of flow, either as a function of pressure or as a result of external actuation. In some applications, where venting is desired only when the underpressure or overpressure exceeds a certain threshold, the auxiliary valve serves to maintain this threshold.
  • the invention further comprises the use of a gas-permeable membrane valve assembly in a piping system of a hot beverage machine between a water storage tank and a brewing chamber as a pressure equalization valve.
  • FIG. 1 shows a schematic structure of a first embodiment of a hot beverage machine according to the invention
  • Figure 2 shows a schematic structure of a second embodiment of a hot beverage machine according to the invention
  • Figure 3 is a sectional view of an embodiment of a valve assembly for
  • a hot beverage machine 1 which is designed according to Figure 1 as Päd- or Mehrgetränkemaschine, a water storage tank 3, the fresh water provides, which passes through a first liquid line 9a through a flow meter 1 1 and a pump 13 in a heater 15.
  • the water storage tank 3 is connected in the present embodiment via a docking valve 5 with a cleaning sieve 7 with the first liquid line 9a.
  • the pump 13 is also designed as a backstop, so that the fresh water is not promoted by the pressure due to its heating in the heater 15 when the pump 13 is not in the water storage tank 3, but in the direction of a brewing chamber 23.
  • a pressure-dependent opening pressure relief valve 27 is arranged, which derives a possibly resulting pressure upstream of the heater 15 via a return line 29, bypassing the pump 13 in the water storage tank 3. It can also be switched independently of pressure by an actuator. For example, in the event of a defect in the heating device 15, residual liquid can be removed via the return line 29 before the start of maintenance. In the illustrated construction, however, it is used exclusively for pressure-dependent overpressure reduction due to, for example, calcification-related pressure disturbances in the heater 15th
  • a first temperature sensor 17a downstream of the heating device 15 in a second liquid line 9b, a second temperature sensor 17b is arranged.
  • the two temperature sensors 17a, 17b serve to detect the input and the output temperature of the water passed through, which are detected as input values for a control (not shown) of the heating power of the heater 15.
  • a backstop 21 is positioned downstream of the second liquid line 9b immediately before the brewing chamber 23. It prevents a pressure equalization by suction of air from the brewing chamber takes place at a negative pressure in the second liquid line 9b This would namely the risk of contamination of the second liquid line 9b with Brühresten.
  • valve assembly 19a which serves to equalize the pressure of the line system consisting of the first liquid line 9a and the second liquid line 9b.
  • the valve assembly 19a comprises a gas-permeable membrane.
  • the pump 13 fresh water from the water storage tank 3 in the heater 15. There, it is heated and fed to the brewing chamber 23.
  • the flow meter 1 1 the required temperature for successful preparation of the drink monitor the two temperature sensors 17a, 17b.
  • the pump 13 turns off the water feed, while the heater 15 continues to run.
  • the still in the heater 15 located water is quickly converted into steam due to the lack of cool inflowing water and causes a vapor pressure, which presses the liquid residues downstream of the heater 15 in the second liquid line 9b through the brewing chamber 23 in a provided cup 25.
  • the vapor pressure also rinses out liquid residues of a beverage capsule in the brewing chamber 23 or dries in the brewing chamber 23 located Brhakeste. A dripping when removing a used beverage capsule or from scraps can be largely avoided, which the operation of the hot beverage machine simplified.
  • the remaining vapor pressure, which is still present in the second liquid line 9b after flushing the brewing chamber is reduced in the further sequence via the valve arrangement 19a. This is due to the membrane in the valve assembly 19a successively and without a certain pressure difference threshold between the pressure in the second liquid line and would be overcome outside.
  • the heater 15 After completion of the beverage preparation operation, the heater 15 is turned off, so that the second liquid line 9 b cools downstream of the heater 15. The volume of the air and possibly remaining liquids is reduced, as a result of which a negative pressure is created in the two liquid lines 9a, 9b. So that the negative pressure no liquid or substrate residues from the brewing chamber 23 sucks into the liquid line 9b and further into the heater 15, the check valve 21 prevents pressure equalization via the brewing chamber 23. It can, for. B. may be formed as an elastic slotted membrane. Due to aging or manufacturing tolerances, however, their function may suffer, so that they are no longer completely airtight.
  • valve arrangement 19 a a pressure equalization from the brewing chamber 23 is additionally avoided by the valve arrangement 19 a, due to which a local pressure equalization takes place away from the brewing chamber.
  • a negative pressure builds up in the second liquid line 9b, it is degraded early on via the valve arrangement 19a functioning as a vacuum valve.
  • FIG 2 shows a second embodiment of the invention, which is in principle almost identical to that shown in Figure 1 and differs only in the placement of the valve assembly: Instead of the valve arrangement 19a in Figure 1, which is arranged in the second liquid line 9b downstream of the heater 15 Here, an identical valve arrangement 19b is placed upstream of the heater 15 in the first liquid line 9a.
  • valve assembly 19b causes negative pressure, there is degraded, where otherwise due to the negative pressure fresh water from the water storage tank 3 in the direction of the heater 15 would be promoted.
  • the negative pressure arises when the conduit system cools down after a brewing process and, for example, condenses water vapor. Fresh water that has entered the heater due to the negative pressure, would no longer be detected by the flow meter 1 1 in the next brewing process and the heater 15 would pass unheated. The result would be a thinner, and colder drink whose temperature is below the actually desired.
  • the compensation of the negative pressure in the region of the liquid line 9a avoids that fresh water enters the liquid line 9a and does not penetrate to the heating device 15.
  • valve arrangement 19b just like the valve arrangement 19a from FIG. 1, comprises a gas-permeable membrane.
  • FIG. 3 shows a sectional view of a possible construction of a valve arrangement 19, as may be realized, for example, in the embodiments according to FIGS. 1 and 2 as valve arrangement 19a or 19b.
  • the valve assembly 19 ( Figure 3) comprises a cylindrical valve housing 31, consisting of a lower part 35 and an upper part 33, which are releasably connected to each other.
  • the connection consists of a clip closure whose elements are not shown in the sectional view.
  • a clip closure for example, a screw cap, such as a screw thread or a bayonet lock can be used.
  • a gas-permeable membrane 39 is clamped from water-repellent coated PTFE material.
  • the valve arrangement 19 is attached to a hose 37 of a line system in the region of an opening 43 of the hose 37.
  • the water-repellent coating of the membrane 39 also ensures that no water can settle on it permanently, causing lime deposits can be largely avoided.
  • the water that runs off also carries other entrained solid particles with it. The pores of the membrane 39 are thus largely protected from contamination.
  • the membrane 39 is removably secured by the clamping between the upper part 33 and the lower part 35, because by opening the clip of the valve assembly, the upper part 33 can be removed from the lower part 35 and the membrane 39 are released for removal.
  • the membrane 39 can additionally be fixed on the upper part 33 and / or on the lower part 35 by means of a pressure-sensitive adhesive (not shown here). In such a case, it is further necessary to remove the adhesive 39 for removal of the membrane or to cut out the membrane 39.
  • valve arrangement may also comprise a mechanically operable valve (not shown here).
  • a mechanically operable valve not shown here.
  • valve arrangement and the hot beverage machine are exemplary embodiments, they may be readily modified by one skilled in the art to a wide extent without departing from the scope of the invention.
  • the specific configuration of the closure mechanism of the valve arrangement or the type of membrane and the arrangement of the valve arrangement within the conduit system can take place in a different form from those described here.
  • the hot beverage machine can be configured in another form or provided for other preparation functions.
  • the arrangement of individual functional elements to each other within the hot beverage machine can be modified and designed in a variety of ways, if this is necessary for reasons of space or designerischen reasons.
  • the use of the indefinite article "on” or "one” does not exclude that the characteristics in question may also be present multiple times. LIST OF REFERENCE NUMBERS

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Devices For Dispensing Beverages (AREA)
  • Apparatus For Making Beverages (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Heißgetränkemaschine (1) mit einem Wasservorratstank (3), einer Heizeinrichtung (15) und einer Brühkammer (23), die durch ein Leitungssystem (9a, 9b) miteinander verbunden sind, und mit einer Ventilanordnung (19; 19a; 19b) in dem Leitungssystem (9a, 9b). Sie ist erfindungsgemäß dadurch weitergebildet, dass die Ventilanordnung (19; 19a; 19b) eine gasdurchlässige Membran (39) umfasst. Außerdem betrifft die Erfindung die Verwendung einer solchen Ventilanordnung (19; 19a; 19b).

Description

Heißgetränkemaschine mit einer Ventilanordnung
Die Erfindung betrifft eine Heißgetränkemaschine für Haushaltszwecke mit einem Wasservorratstank, einer Heizeinrichtung und einer Brühkammer, die durch ein Leitungssystem miteinander verbunden sind, und mit einer Ventilanordnung in mindestens einem Leitungsabschnitt des Leitungssystems. Die Erfindung betrifft außerdem die Verwendung einer Ventilanordnung in einem Leitungssystem einer Heißgetränkemaschine zwischen einem Wasservorratstank und einer Brühkammer als Druckausgleichsventil. Die DE 10 2007 058 375 A1 beschreibt eine Heißgetränkemaschine der eingangs genannten Art. Dabei ist die Ventilanordnung als selbsttätig schaltendes Überdruck- bzw. Unterdruckventil einer Kaffeepad- oder Mehrgetränkemaschine ausgebildet, das zusätzlich noch druckunabhängig betätigbar ist. Zum Öffnen bzw. Schließen eines solchen Überdruck- bzw. Unterdruckventils muss jeweils eine gewisse Kraft ausgeübt werden, die oberhalb eines bestimmten Schwellenwerts liegt. Bei sehr niedrigen Druckunterschieden hingegen entstehen keine ausreichenden Kräfte, um zu einer entsprechenden Umstellung des Ventils (Schließen bzw. Öffnen) zu führen.
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen verbesserten Druckausgleich zu ermöglichen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Heißgetränkemaschine der eingangs genannten Art gelöst, bei der die Ventilanordnung eine gasdurchlässige Membran umfasst. Unter einer gasdurchlässigen Membran wird eine solche Membran verstanden, die aufgrund ihrer Porengröße diejenigen gasförmigen Bestandteile der Luft, die ihren größten Volumenanteil ausmachen, passieren lässt. Es werden also insbesondere Stickstoff und/oder Sauerstoff durchgelassen. Dabei wird davon ausgegangen, dass der Durchläse der genannten gasförmigen Luftbestandteile mindestens in dem Druckbereich möglich ist, der typischerweise in einer Heißgetränkemaschine auftritt. Dieser Druckbereich liegt bei derzeit genutzten Heißgetränkemaschinen wie Kaffeemaschinen zwischen 300 mbar (bei Unterdruck) und 15 bar (bei sehr hohem Überdruck). Außerdem ist es vorteilhaft, wenn die Membran unter den angegebenen Druckverhältnissen zusätzlich wasserdampfdurchlässig ausgebildet ist, so dass auch Wasserdampf entweichen kann.
Als Ventilanordnung wird allgemein eine ein- oder mehrteilige Anordnung von Funktionsteilen inklusive Gehäuseteilen und/oder Befestigungselementen verstanden, die in ihrem Zusammenwirken die Funktion eines Ventils, nämlich den - selbsttätigen und/oder durch Aktuatoren - gesteuerten Durchläse von Fluiden, erfüllen. Eine Ventilanordnung kann daher aus mehreren Bauteilen zusammengesetzt sein oder ein sehr einfaches, aus nur einem Bauteil bestehendes Ventil sein, beispielsweise ein Schlauchventil, das bei Überdruck so gequetscht wird, dass es schließt.
Statt eines mechanisch mittels eines Öffnungs- und Verschlussmechanismus betätigten Ventils bedient sich die Erfindung also einer gasdurchlässigen Membran als Druckausgleichselement. Dadurch kann ein Druckausgleich zwischen dem Leitungssystem und seiner Umgebung praktisch sofort beginnen, wenn ein Druckunterschied entsteht. Bereits ein geringer Unterschied im einstelligen mbar-Bereich genügt, um einen Gasdurchfluss durch die Membran zu bewirken. Dies hat den Vorteil, dass Über- oder Unterdruck im Leitungssystem schneller und vollständiger abgebaut werden kann als bei der Verwendung eines mechanisch öffnenden bzw. schließenden Ventils.
Zudem ist die erfinderische Ventilanordnung deutlich weniger für Verschmutzungen anfällig, weil sie vollständig ohne mechanische bewegte Teile auskommt, die durch Verschmutzungen beeinträchtigt werden könnten. Diese Gefahr für mechanische Ventile besteht besonders in Einsatzgebieten mit sehr kalkhaltigem Leitungswasser. Ablagerungen auf der Membran, die auch ihre Wirkung beinträchtigen könnten, kann durch eine einfach durchführbare Reinigung an der dem Leitungssystem zugewandten Innenseite der Membran entgegengewirkt werden.
Der Einsatz einer gasdurchlässigen Membran als Element der Ventilanordnung hat zudem den Vorteil, dass die Ventilanordnung ohne Einwirkung von außen für einen Druckausgleich in beiden Strömungsrichtungen sorgen kann. Sie wirkt als Zweirichtungsventil, allerdings ohne das doppelte Risiko der Verschmutzung wie bei einem mechanischen Zweirichtungsventil. Gemäß einer ersten Variante der Erfindung ist die Ventilanordnung in einem Leitungsabschnitt zwischen Wasservorratstank und Heizeinrichtung angeordnet. Sie dient in diesem Falle primär dem Ausgleich von Unterdrücken. Unterdrücke können durch Abkühlung des Leitungssystems bei gleichzeitiger Kondensation von Wasserdampf nach Abschluss eines Brühprozesses entstehen. Stromauf der Heizeinrichtung wird also der dort entstehende Unterdruck abgebaut, so dass kein Wasser aus dem Wasservorratstank in Richtung der Heizeinrichtung gesaugt wird.
Alternativ oder ergänzend ist die Ventilanordnung gemäß einer zweiten Variante der Erfindung in einem Leitungsabschnitt zwischen Heizeinrichtung und Brühkammer angeordnet. Hier dient sie in erster Linie dem Ausgleich von Überdrücken, die gegen Ende eines Brühprozesses aufgebaut werden, wenn zur Reinigung der Brühkammer und des dort gelagerten Brühguts bzw. einer dort eingesetzten Brühkapsel ein Dampfstoß generiert wird. Der nach dem Dampfstoß verbleibende Überdruck kann mit Hilfe des Überdruckventils abgebaut werden. Dadurch können in der Folge Unterdruckbildungen bei der Abkühlung des Systems reduziert werden.
Die Membran ist in einem im Leitungsabschnitt gewöhnlich auftretenden Druckbereich - insbesondere also dem oben angegebenen Druckbereich - im Wesentlichen wasserundurchlässig. Dadurch wird verhindert, dass versehentlich Feuchtigkeit, im Speziellen (heißes) Zubereitungswasser für Getränke aus dem Leitungssystem austritt. Dadurch könnte es zu Schäden an der Heißgetränkemaschine oder zu Verbrühungen von Benutzern der Getränkemaschine kommen. Die Porengröße der Membran ist also so gewählt, dass die im Vergleich zu den meisten Gasmolekülen größeren Wassermoleküle zumindest in flüssigem Aggregatszustand nicht hindurch gelangen können. Das Abführen von Wasserdampf ist hingegen - wie oben bereits bemerkt - unter Umständen gewünscht.
Vorteilhafterweise ist vorgesehen, dass die Membran ein Material aus Polytetrafluorethylen (PTFE) umfasst. Dieses Membranmaterial, welches beispielsweise von der Firma Gore unter dem Handelsnamen GORE-TEX® vertrieben wird, ist vielfach bewährt sowie einfach und in praktisch jeder beliebigen Konfektionierung erhältlich. Es ist flexibel und kann daher beispielsweise auch als Schlauch ausgebildet sein. Es ist daher eine mögliche vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung, dass die Membran als
Schlauchelement im Leitungssystem integriert ist. Dadurch ist sie platzsparend im
Leitungssystem integriert und bietet zudem eine große Oberfläche, über die ein Druckausgleich erfolgen kann. Um einen möglichst schnellen und effektiven Druckausgleich zu ermöglichen, kann außerdem vorgesehen sein, dass die Membran wasserabweisend beschichtet ist. Das im Leitungssystem vorhandene Wasser perlt somit von der Membran ab, so dass sich auch im Wasser enthaltene Feststoffe, insbesondere Kalk, nicht ohne weiteres an der Membran ablagern bzw. ihre Poren verstopfen können. Damit kann der Wartungsaufwand der Ventilanordnung effektiv reduziert werden.
Diesem Zwecke dient auch eine vorteilhafte Weiterbildung, gemäß der die Membran entnehmbar in der Ventilanordnung angeordnet ist. Statt die gesamte Ventilanordnung auszutauschen, kann lediglich das Verbrauchsmaterial, d. h. die verschmutzte Membran entnommen und ggf. gereinigt oder ersetzt werden. Eine Entnehmbarkeit der Membran kann zum Beispiel dadurch ermöglicht sein, dass die Membran in der Ventilanordnung eingeklemmt ist. Dies kann beispielsweise mithilfe zweier Klemmteile eines Ventilgehäuses erfolgen, die etwa durch einen Schraub- oder einen Bajonettverschluss oder mittels eines Clips miteinander kraftschlüssig verbindbar sind. Durch Öffnen des Verschlusses wird die Membran dann freigegeben. Alternativ oder zusätzlich kann die Membran auch in der Ventilanordnung lösbar oder permanent verklebt sein, so dass sie erst durch Herausziehen, Ablösen oder Herausschneiden entnehmbar wird.
Es kann außerdem vorgesehen sein, dass die Ventilanordnung ein mechanisch öffnendes und schließendes Ventil umfasst. Ein solches Zusatz-Ventil kann in der Art gemäß Stand der Technik ausgebildet sein. Es kann damit erreicht werden, dass die Ventilvorrichtung mindestens in eine Durchflussrichtung auf- und zuschaltbar ist, entweder druckabhängig oder durch externe Betätigung. In manchen Anwendungen, in denen eine Be- bzw. Entlüftung nur dann gewünscht wird, wenn der Unter- bzw. Überdruck einen gewissen Schwellenwert überschreitet, dient das Zusatz-Ventil dazu, diesen Schwellenwert einzuhalten. Die Erfindung umfasst weiterhin die Verwendung einer eine gasdurchlässige Membran umfassenden Ventilanordnung in einem Leitungssystem einer Heißgetränkemaschine zwischen einem Wasservorratstank und einer Brühkammer als Druckausgleichsventil.
Das Prinzip der Erfindung wird im Folgenden anhand einer Zeichnung beispielshalber noch näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
Figur 1 einen schematischen Aufbau einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Heißgetränkemaschine, Figur 2 einen schematischen Aufbau einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Heißgetränkemaschine,
Figur 3 eine Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels einer Ventilanordnung zur
Verwendung im Rahmen der Erfindung.
Prinzipiell umfasst eine Heißgetränkemaschine 1 , die gemäß Figur 1 als Päd- oder Mehrgetränkemaschine ausgebildet ist, einen Wasservorratstank 3, der Frischwasser bereitstellt, die über eine erste Flüssigkeitsleitung 9a durch einen Durchflusszähler 1 1 und eine Pumpe 13 in eine Heizeinrichtung 15 gelangt. Hierzu ist der Wasservorratstank 3 im vorliegenden Ausführungsbeispiel über ein Andockventil 5 mit einem Reinigungssieb 7 mit der ersten Flüssigkeitsleitung 9a verbunden.
Die Pumpe 13 ist zugleich als Rücklaufsperre ausgebildet, damit das Frischwasser durch den Druck infolge seiner Erwärmung in der Heizeinrichtung 15 bei deaktivierter Pumpe 13 nicht in den Wasservorratstank 3 zurück, sondern in Richtung einer Brühkammer 23 gefördert wird. Zwischen der Pumpe 13 und der Heizeinrichtung 15 ist ein druckabhängig öffnendes Überdruckventil 27 angeordnet, das einen ggf. entstehenden Überdruck stromauf der Heizeinrichtung 15 über eine Rücklaufleitung 29 unter Umgehung der Pumpe 13 in den Wasservorratstank 3 ableitet. Es kann zusätzlich druckunabhängig von einem Aktuator geschaltet werden. Beispielsweise bei einem Defekt der Heizeinrichtung 15 kann damit Restflüssigkeit vor Beginn einer Wartung über die Rücklaufleitung 29 abgeführt werden. In dem dargestellten Aufbau dient es jedoch ausschließlich dem druckabhängigen Überdruckabbau infolge von beispielsweise verkalkungsbedingten Druckstörungen in der Heizeinrichtung 15.
Stromauf der Heizeinrichtung 15 ist ein erster Temperatursensor 17a, stromab der Heizeinrichtung 15 in einer zweiten Flüssigkeitsleitung 9b ein zweiter Temperatursensor 17b angeordnet. Die beiden Temperatursensoren 17a, 17b dienen der Erfassung der Eingangs- und der Ausgangstemperatur des durchgeleiteten Wassers, die als Eingangswerte für eine Steuerung (nicht dargestellt) der Heizleistung der Heizeinrichtung 15 erfasst werden. Stromab in der zweiten Flüssigkeitsleitung 9b unmittelbar vor der Brühkammer 23 ist eine Rücklaufsperre 21 positioniert. Sie verhindert, dass bei einem Unterdruck in der zweiten Flüssigkeitsleitung 9b ein Druckausgleich durch Ansaugen von Luft aus der Brühkammer erfolgt Damit verbunden wäre nämlich die Gefahr einer Verschmutzung der zweiten Flüssigkeitsleitung 9b mit Brühresten. Zwischen der Heizeinrichtung 15 und der Brühkammer befindet sich eine Ventilanordnung 19a, die dem Druckausgleich des Leitungssystems, bestehend aus der ersten Flüssigkeitsleitung 9a und der zweiten Flüssigkeitsleitung 9b, dient. Die Ventilanordnung 19a umfasst erfindungsgemäß eine gasdurchlässige Membran. Für eine Getränkezubereitung führt die Pumpe 13 Frischwasser aus dem Wasservorratstank 3 in die Heizeinrichtung 15. Dort wird es erhitzt und der Brühkammer 23 zugeführt. Für eine exakte Füllmenge bzw. Dosierung des Brühwassers sorgt der Durchflusszähler 1 1 , die erforderliche Temperatur für eine erfolgreiche Zubereitung des Getränks überwachen die beiden Temperatursensoren 17a, 17b. Am Ende eines Brühvorganges schaltet die Pumpe 13 den Wasservorschub aus, während die Heizeinrichtung 15 noch weiterläuft. Das noch in der Heizeinrichtung 15 befindliche Wasser wird aufgrund des fehlenden kühlen nachströmenden Wassers schnell in Dampf umgewandelt und bewirkt einen Dampfdruck, der die Flüssigkeitsreste stromab der Heizeinrichtung 15 in der zweiten Flüssigkeitsleitung 9b durch die Brühkammer 23 in eine bereitgestellte Tasse 25 drückt. Der Dampfdruck spült außerdem Flüssigkeitsreste einer Getränkekapsel in der Brühkammer 23 aus bzw. trocknet in der Brühkammer 23 befindliche Brühreste. Ein Nachtropfen bei der Entnahme einer gebrauchten Getränkekapsel bzw. von Brühresten kann dadurch weitgehend vermieden werden, was die Bedienung der Heißgetränkemaschine vereinfacht. Der restliche Dampfdruck, der nach dem Spülen der Brühkammer noch in der zweiten Flüssigkeitsleitung 9b vorhanden ist, wird in der weiteren Folge über die Ventilanordnung 19a abgebaut. Dies erfolgt aufgrund der Membran in der Ventilanordnung 19a sukzessive und ohne dass eine bestimmte Druckunterschieds-Schwelle zwischen dem Druck in der zweiten Flüssigkeitsleitung und außerhalb davon zu überwinden wäre.
Nach Abschluss des Getränkezubereitungsvorgangs wird die Heizeinrichtung 15 abgeschaltet, so dass die zweite Flüssigkeitsleitung 9b stromab der Heizeinrichtung 15 abkühlt. Das Volumen der Luft und ggf. verbleibender Flüssigkeiten verringert sich, wodurch in den beiden Flüssigkeitsleitungen 9a, 9b ein Unterdruck entsteht. Damit der Unterdruck keine Flüssigkeits- oder Substratreste aus der Brühkammer 23 in die Flüssigkeitsleitung 9b und weiter in die Heizeinrichtung 15 ansaugt, verhindert das Rückschlagventil 21 einen Druckausgleich über die Brühkammer 23. Es kann z. B. als elastische geschlitzte Membran ausgebildet sein. Durch Alterung oder Fertigungs- toleranzen kann jedoch ihre Funktion leiden, so dass sie nicht mehr vollständig luftdicht ist. Ein Druckausgleich aus der Brühkammer 23 wird jedoch zusätzlich durch die Ventilanordnung 19a vermieden, aufgrund derer auch ein lokaler Druckausgleich abseits der Brühkammer erfolgt. Baut sich also ein Unterdruck in der zweiten Flüssigkeitsleitung 9b auf, so wird er frühzeitig über die als Unterdruckventil fungierende Ventilanordnung 19a abgebaut.
Figur 2 zeigt eine zweite Ausführungsform der Erfindung, die im Prinzip fast baugleich mit der in Figur 1 gezeigten ist und sich nur in der Platzierung der Ventilanordnung unterscheidet: Statt der Ventilanordnung 19a in Figur 1 , die in der zweiten Flüssigkeitsleitung 9b stromab der Heizeinrichtung 15 angeordnet war, ist hier eine baugleiche Ventilanordnung 19b stromauf der Heizeinrichtung 15 in der ersten Flüssigkeitsleitung 9a platziert.
Die Platzierung der Ventilanordnung 19b an dieser Stelle bewirkt, dass Unterdruck, dort abgebaut wird, wo sonst aufgrund des Unterdrucks Frischwasser aus dem Wasservorratstank 3 in Richtung der Heizeinrichtung 15 befördert würde. Der Unterdruck entsteht, wenn das Leitungssystem nach einem Brühprozess abkühlt und beispielsweise Wasserdampf kondensiert. Frischwasser, das aufgrund des Unterdrucks in die Heizeinrichtung gelangt ist, würde beim nächsten Brühprozess vom Durchflusszähler 1 1 nicht mehr erfasst und würde die Heizeinrichtung 15 ungeheizt passieren. Das Resultat wäre dann ein dünneres, und kälteres Getränk, dessen Temperatur unter der eigentlich gewünschten liegt. Der Ausgleich des Unterdrucks im Bereich der Flüssigkeitsleitung 9a hingegen vermeidet, dass Frischwasser in die Flüssigkeitsleitung 9a gelangt und nicht bis zur Heizeinrichtung 15 vordringt.
Die Ventilanordnung 19b umfasst genau wie die Ventilanordnung 19a aus Figur 1 eine gasdurchlässige Membran. In Figur 3 ist in einer Schnittdarstellung ein möglicher Aufbau einer Ventilanordnung 19 gezeigt, wie sie beispielsweise in den Ausführungsformen gemäß den Figuren 1 und 2 als Ventilanordnung 19a bzw. 19b realisiert sein kann.
Die Ventilanordnung 19 (Figur 3) umfasst ein zylindrisches Ventilgehäuse 31 , bestehend aus einem Unterteil 35 und einem Oberteil 33, die miteinander lösbar verbunden sind. Die Verbindung besteht aus einem Clipverschluss, dessen Elemente in der Schnittdarstellung nicht dargestellt sind. Statt eines Clipverschlusses kann beispielsweise auch ein Drehverschluss, etwa ein Schraubgewinde oder ein Bajonettverschluss verwendet werden. In einem umlaufenden Klemmbereich 41 , der zwischen dem Oberteil 33 und dem Unterteil 35 liegt, ist eine gasdurchlässige Membran 39 aus wasserabweisend beschichtetem PTFE-Material eingeklemmt. Die Ventilanordnung 19 ist an einen Schlauch 37 eines Leitungssystems im Bereich einer Öffnung 43 des Schlauchs 37 angebracht.
Besteht im Schlauch 37 ein höherer Druck als außerhalb des Schlauchs 37, so wird Gas durch die gasdurchlässige Membran 39 in einer Auslassrichtung O geführt, wodurch sich der Druck im Inneren des Schlauches 37 verringert. Besteht im Schlauch 37 ein Unterdruck, so wird Gas durch die gasdurchlässige Membran 39 in einer Einlassrichtung I geführt, wodurch der Unterdruck im Inneren des Schlauches 37 reduziert wird. Ein Druckausgleich, wie er beispielsweise in den Ausführungsformen gemäß Figur 1 und 2 erwünscht ist, ist also in beide Richtungen möglich.
Durch die wasserabweisende Beschichtung der Membran 39 ist außerdem gewährleistet, dass sich darauf kein Wasser dauerhaft absetzen kann, wodurch Kalkablagerungen weitestgehend vermieden werden können. Zudem führt das abperlende Wasser auch andere mitgeführte Feststoffpartikel mit ab. Die Poren der Membran 39 sind dadurch vor Verschmutzung weitgehend geschützt.
Die Membran 39 ist durch das Einklemmen zwischen dem Oberteil 33 und dem Unterteil 35 entnehmbar befestigt, denn durch Öffnen des Clips der Ventilanordnung kann das Oberteil 33 vom Unterteil 35 abgenommen und so die Membran 39 zur Entnahme freigegeben werden. Die Membran 39 kann bei Bedarf zusätzlich am Oberteil 33 und/oder am Unterteil 35 mittels eines Haftklebstoffs (hier nicht gezeigt) fixiert werden. In einem solchen Falle ist es weiterhin nötig, zur Entnahme der Membran 39 die Adhesivverbindung zu lösen oder die Membran 39 herauszuschneiden.
Zusätzlich zur Membran 39 kann die Ventilanordnung auch ein mechanisch betätigbares Ventil umfassen (hier nicht dargestellt). Hierdurch kann beispielsweise gewährleistet werden, dass ein Druckausgleich nur in einer Richtung ermöglicht wird und/oder erst ab einem bestimmten Schwellenwert des Druckunterschieds innerhalb und außerhalb des Schlauchs 37.
Da es sich bei der vorhergehenden, detailliert beschriebenen Ventilanordnung und bei der Heißgetränkemaschine um Ausführungsbeispiele handelt, können sie in üblicher Weise vom Fachmann in einem weiten Umfang modifiziert werden, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Insbesondere können die konkrete Ausgestaltung des Verschlussmechanismus der Ventilanordnung oder die Art der Membran sowie die Anordnung der Ventilanordnung innerhalb des Leitungssystems in anderer Form als in der hier beschriebenen erfolgen. Ebenso kann die Heißgetränkemaschine in einer anderen Form ausgestaltet bzw. für andere Zubereitungsfunktionen vorgesehen werden. Außerdem kann die Anordnung einzelner Funktionselemente zueinander innerhalb der Heißgetränkemaschine in vielfältiger Weise modifiziert und ausgestaltet werden, wenn dies aus Platzgründen bzw. designerischen Gründen notwendig ist. Weiterhin schließt die Verwendung der unbestimmten Artikel„ein" bzw.„eine" nicht aus, dass die betreffenden Merkmale auch mehrfach vorhanden sein können. Bezugszeichenliste
1 Heißgetränkemaschine
3 Wasservorratstank
5 Andockventil
7 Reinigungssieb
9a erste Flüssigkeitsleitung
9b zweite Flüssigkeitsleitung
1 1 Durchflusszähler
13 Pumpe
15 Heizeinrichtung
17a erster Temperatursensor
17b zweiter Temperatursensor
19, 19a, 19b Ventilanordnung
21 Rücklaufsperre
23 Brühkammer
25 Tasse
27 Überdruckventil
29 Rücklaufleitung
31 Ventilgehäuse
33 Oberteil
35 Unterteil
37 Schlauch
39 Membran
41 Klemmbereich
43 Öffnung
I Einlassrichtung
o Auslassrichtung

Claims

PATENTANSPRÜCHE
Heißgetränkemaschine (1 ) für Haushaltszwecke mit einem Wasservorratstank (3), einer Heizeinrichtung (15) und einer Brühkammer (23), die durch ein Leitungssystem (9a, 9b) miteinander verbunden sind, und mit einer Ventilanordnung (19; 19a; 19b) in einem Leitungsabschnitt (9a; 9b) des Leitungssystems (9a, 9b), dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilanordnung (19; 19a; 19b) eine gasdurchlässige Membran (39) umfasst.
Heißgetränkemaschine gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilanordnung (19; 19a; 19b) in einem Leitungsabschnitt (9a) zwischen Wasservorratstank (3) und Heizeinrichtung (15) angeordnet ist.
Heißgetränkemaschine gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilanordnung (19; 19a; 19b) in einem Leitungsabschnitt (9b) zwischen Heizeinrichtung (15) und Brühkammer (23) angeordnet ist.
Heißgetränkemaschine gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (39) ein Material aus PTFE umfasst.
Heißgetränkemaschine gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (39) wasserabweisend beschichtet ist.
Heißgetränkemaschine gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (39) entnehmbar in der Ventilanordnung (19; 19a; 19b) angeordnet ist.
Heißgetränkemaschine gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (39) in der Ventilanordnung (19; 19a; 19b) geklemmt ist.
8. Heißgetränkemaschine gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilanordnung (19; 19a; 19b) ein mechanisch schließendes und öffnendes Ventil umfasst.
9. Verwendung einer eine gasdurchlässige Membran (39) umfassenden Ventilanordnung (19; 19a; 19b) in einem Leitungssystem (9a, 9b) einer Heißgetränkemaschine (1 ) zwischen einem Wasservorratstank (3) und einer Brühkammer (23) als Druckausgleichsventil.
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