WO1994005589A1 - Vorrichtung zum erzeugen und bereitstellen von karbonisiertem wasser in einem vorratsbehälter - Google Patents

Vorrichtung zum erzeugen und bereitstellen von karbonisiertem wasser in einem vorratsbehälter Download PDF

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Raimond Gatter
Robert Notar
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Bosch-Siemens Hausgeräte Gmbh
The Coca-Cola Company
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    • B01F2035/98—Cooling

Definitions

  • the present invention relates to a device for enriching water with CO gas for producing carbonized water in a storage container, which is cooled with cooling lines of a cooling circuit in the reservoir for cooling its content and for forming an ice jacket in the wall area
  • a circulating pump is arranged inside, through which CO gas from the head region of the pre-
  • CO gas can be supplied in the head area and from the carbonized
  • CO-containing soft drinks by mixing carbonated
  • REPLACEMENT LEAF Soda water to be admixed is fed into the storage container by enriching it with water
  • CO gas supplied namely from a CO gas storage container
  • cooling the carbonator serves on the one hand to improve the carbonation and on the other hand as a prerequisite that the final prepared and dispensed beverage has the desired low and essentially constant temperature.
  • the carbonator is expediently cooled by means of a cooling system which is able to build up an ice jacket in the side region of the side walls of the carbonator, which ice jacket is formed to a certain extent by the circulated water.
  • cooling capacity is stored and the cooling system need not be designed to be extremely powerful, as is necessary in the case of flow cooling.
  • REPLACEMENT LEAF would be agile. Arrangements with a corresponding structure are known (DE-A-40 25 986.2).
  • shut-off valve is opened in a line connected to the bottom area of the carbonator and the cooled, carbonated water is removed for this purpose.
  • the ice jacket forms from the wall of the storage container, which is operated by the cooling lines of a cooling system.
  • the temperature on the adjacent walls of the storage container is greatly reduced and the ice jacket in the outer areas is correspondingly strongly supercooled.
  • the relatively weak heat conductivity of ice means that the low temperature propagates through the ice relatively slowly into the interior of the storage container. A certain sluggishness is inherent in this system, which can have an unfavorable effect on the overall mode of operation.
  • REPLACEMENT LEAF extension of the storage container are arranged in the interior protruding heat-conducting elements.
  • a device with these measures according to the invention is characterized in that the structure of the ice jacket is realized and promoted very specifically in the interior of the storage container. An improvement in the efficiency can also be achieved here, since less high temperature differences are required to build up the ice jacket.
  • the ice in the carbonator represents the essential cold buffer performance. The actual temperature of the ice is of less importance.
  • the heat-conducting elements which protrude from the inner wall of the storage container can be designed, for example, as pins or sheet metal strips which are in good thermal connection with the wall of the storage container.
  • the device according to the invention is characterized in that the heat-conducting elements are preferably arranged in the upper region of the storage container on its inner walls.
  • the ice jacket is thus also preferably formed in the upper regions of the storage container, so that the lower region, in which the circulating pump is located, via which the water contains CO gas
  • Spout is located, is kept free of ice formation.
  • REPLACEMENT LEAF 1 shows a storage container cut in a side view
  • Fig. 2 cut this reservoir in a plan view.
  • a storage container 1 is suitable and intended for use in devices for the preparation of soft drinks by admixing an appropriate concentrate to carbonated water or possibly also to normal water.
  • Fresh water and 3 CO gas supplied via a feed line Fresh water and 3 CO gas supplied via a feed line.
  • a sufficient amount of carbonated and cooled water is taken in portions via an outlet line 4 to prepare a refreshing drink.
  • the sufficient Karbonisie ⁇ tion is at least supported by a circulation pump 5, which sucks the CO gas located there from the head region 6 of the storage container 1 via an intake pipe 7 and mixes it into the stored water 8 at the level of the circulation pump 5. This CO gas is largely dissolved in the water 8.
  • the circulation pump 5 is driven by an electric motor 9.
  • the water supply is cooled via evaporator coils 10 of a cooling system, not shown, in such a way that an ice jacket 11 is located in the interior of the storage container 1 in the area of the evaporator coils 10, which rest on the wall of the storage container 1 with good thermal conductivity builds up.
  • the thickness of this ice jacket 11 is determined by a
  • REPLACEMENT LEAF Ice sensor 12 monitors, from which the refrigeration cycle and thus the cooling capacity is controlled.
  • this ice jacket 11 has the effect that the reservoir of water 8 is cooled to a very constant temperature in the immediate area of the freezing point without very sensitive detection and evaluation measures, and the temperature is essentially maintained when water changes take place , - ie when carbonized water is removed via the outlet line 4 and, for this purpose - controlled by a water level sensor 13 - warmer water is supplied via the inlet line 3.
  • the ice jacket degrades relatively quickly around partial areas, which are then built up again by cooling power supplied via the evaporator lines 10.
  • heat-conducting sheets 14 are attached to the wall of the storage container 1 in a zigzag shape and protrude into the storage container 1 in a thermally highly conductive manner.
  • These plates expediently have cutouts 15, so that the ice breakdown can also take place through them without hindrance.

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Abstract

Einer Vorrichtung zum Erzeugen und Bereitstellen von karbonisiertem Wasser in einem Vorratsbehälter, welcher zur Kühlung seines Inhalts und zur Bildung eines Eismantels im Wandungsbereich mit Kühlleitungen eines Kühlkreislaufs beaufschlagt ist, sind im Bereich der den Vorratsbehälter umgebenden Kühlleitung von den Innenwandungen des Vorratsbehälters in dessen Inneres hineinragende Wärmeleitelemente angeordnet.

Description

Vorrichtung zum Erzeugen und Bereitstellen von karbonisier¬ tem Wasser in einem Vorratsbehälter
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Anreichern von Wasser mit CO -Gas zur Erzeugung von kar¬ bonisiertem Wasser in einem Vorratsbehälter, welcher zur Kühlung seines Inhalts und zur Bildung eines Eismantels im Wandungsbereich mit Kühlleitungen eines Kühlkreislaufs be¬ aufschlagt ist, in dessen Inneren eine Umwälzpumpe angeord¬ net ist, durch welche CO -Gas aus dem Kopfbereich des Vor-
2 ratsbehälters in das Wasser eingemischt und/oder das Wasser innerhalb des Vorratsbehälters in Rotation und/oder Zirkula¬ tion versetzt wird, und in den sowohl Wasser als auch
CO -Gas im Kopfbereich zuführbar und aus dem karbonisiertes
2 Wasser im Bodenbereich entnehmbar ist.
Derartige Vorrichtungen zum Anreichern von Wasser mit
CO -Gas zur Erzeugung von karbonisiertem Wasser werden bei-
2 spielsweise in Geräten zum Einsatz gebracht, durch welche
CO -haltige Erfrischungsgetränke durch Mischung von karboni-
2 siertem Wasser mit einem entsprechenden Getränkekonzentrat bereitet und ausgegeben werden können. Das dem Getränkekon-
ERSATZBLATT zentrat zuzumischende Sodawasser wird dabei in dem Vorrats¬ behälter durch Anreicherung von Wasser mit zugeführtem
CO -Gas erstellt und zur besseren Karbonisierung sowie als
2 Voraussetzung für ein bereitetes kühles Erfrischungsgetränk gekühlt. Diesem Vorratsbehälter, dem sogenannten Karbonisa¬ tor, wird normales Wasser in Trinkqualität entweder aus der Leitung eines Wasserversorgungssystems oder einem Vorratsbe¬ hälter unter ausreichendem Druck zugeführt, wobei das zuge¬ führte Wasser selbst unter Druck stehen kann oder aber durch eine Druckpumpe ausschließlich oder zusätzlich in den Karbo¬ nisator gefördert wird. Außerdem wird dem Karbonisator
CO -Gas zugeführt, und zwar aus einem CO -Gas-Vorratsbehäl-
2 2 ter über ein Druckminder-Regelventil, so daß im Karbonisator ein Druck von beispielsweise ca. 4 Bar aufgebaut ist. Durch verschiedene Maßnahmen wird die Karbonisierung des Wassers im Karbonisator mit dem zugeführten CO -Gas durchgeführt bzw. unterstützt, wobei sich der Einsatz von im Karbonisator angeordneten Umwälzpumpen bewährt hat. Diese saugen aus dem mit CO -Gas gefüllten Kopfbereich des Karbonisators dieses
2 CO -Gas an und führen dieses in das in Bewegung, insbesonde-
2 re in Drehung versetzte Wasser ein. Wie bereits ausgeführt, dient eine Kühlung des Karbonisators zum einen der Verbesse¬ rung der Karbonisierung und zum anderen als Voraussetzung, daß das endgültig bereitete und ausgegebene Getränk die ge¬ wünschte niedrige und im wesentlichen konstante Temperatur aufweist. Die Kühlung des Karbonisators erfolgt zweckmäßig über ein Kühlsystem, das in der Lage ist, im Seitenbereich der Seitenwandungen des Karbonisators einen Eismantel aufzu¬ bauen, welcher sich durch das umgewälzte Wasser einigermaßen gleich stark ausbildet. Dadurch wird "Kältekapazität" ge¬ speichert und das Kühlsystem braucht nicht extrem leistungs¬ stark ausgelegt werden, wie dies bei Durchflußkühlung not-
ERSATZBLATT wendig wäre. Anordnungen mit einem entsprechenden Aufbau sind bekannt (DE-A-40 25 986.2).
Wird beispielsweise im beschriebenen Anwendungsfall die Aus¬ gabe eines frisch bereiteten Erfrischungsgetränks gewünscht, so wird in einer an den Bodenbereich des Karbonisators an¬ schließenden Leitung ein Absperrventil geöffnet und das ge¬ kühlte, karbonisierte Wasser zu diesem Zweck entnommen.
Bei diesen bekannten Einrichtungen bildet sich der Eismantel von der Wandung des Vorratsbehälters, die von den Kühlsch¬ langen eines Kühlsystems betrieben werden, heraus. Während der Arbeitsphase des Kühlsystems wird die Temperatur an den benachbarten Wandungen des Vorratsbehälters stark herabge¬ setzt und der Eismantel in den äußeren Bereichen entspre¬ chend stark unterkühlt. Die relativ schwache Wärmeleitfähig¬ keit von Eis führt dazu, daß die niedrige Temperatur relativ langsam in das Innere des Vorratsbehälters sich durch das Eis fortpflanzt. Damit haftet diesem System eine gewisse Trägheit an, die sich unvorteilhaft auf die Gesamtbetriebs¬ weise auswirken kann.
Es ist nun Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrich¬ tung bereitzustellen, welche verbesserte Eigenschaften be¬ züglich der Ausbildung des Eismantels im gekühlten Vorrats¬ behälter zum Karbonisieren von Wasser und Bereithalten die¬ ses Wassers bewirkt.
Eine Vorrichtung, die diesen Anforderungen gerecht wird, ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der den Vorratsbehälter umgebenden Kühlleitung von der Innenwan-
ERSATZBLATT dung des Vorratsbehälters in dessen Inneres hineinragende Wärmeleitelemente angeordnet sind.
Eine Vorrichtung mit diesen erfindungsgemäßen Maßnahmen zeichnet sich dadurch aus, daß im Inneren des Vorratsbehäl¬ ters sehr gezielt der Aufbau des Eismantels realisiert und gefördert wird. Dabei läßt sich auch eine Verbesserung des Wirkungsgrades erzielen, da zum Aufbau des Eismantels weni¬ ger hohe Temperaturunterschiede erforderlich sind. Ohnehin stellt das Eis im Karbonisator die wesentliche Kältepuffer¬ leistung dar. Die eigentliche Temperatur des Eises ist dabei von eher geringerer Bedeutung.
Nach bevorzugten Ausgestaltungen können die Wärmeleitelemen¬ te, die von der Innenwandung des Vorratsbehälters in diesen hineinragen, beispielsweise als Stifte oder Blechstreifen ausgebildet sein, die mit der Wandung des Vorratsbehälters in gut thermischer Verbindung stehen.
Nach einer bevorzugten Weiterbildung ist die erfindungsgemä¬ ße Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeleitele¬ mente bevorzugt im oberen Bereich des Vorratsbehälters an dessen Innenwandungen angeordnet sind. Damit wird der Eis¬ mantel auch bevorzugt in den oberen Bereichen des Vorratsbe¬ hälters ausgebildet, so daß der untere Bereich, in dem sich die Umwälzpumpe befindet, über die das Wasser mit CO -Gas
2 angereichert und umgewälzt wird, und in dem sich auch der
Auslauf befindet, von Eisbildung freigehalten wird.
Ein nach den Merkmalen der Erfindung ausgestaltetes Ausfüh- rungsbeispiel ist anhand der Zeichnung im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
ERSATZBLATT Fig. 1 einen Vorratsbehälter geschnitten in einer Sei¬ tenansicht und
Fig. 2 diesen Vorratsbehälter geschnitten in einer Draufsicht.
Ein Vorratsbehälter 1, wie er in den Figuren dargestellt ist, ist für den Einsatz in Geräten zur Bereitung von Erfri¬ schungsgetränken durch Zumischung eines entsprechenden Kon¬ zentrats zu karbonisiertem Wasser oder ggf. auch zu normalem Wasser geeignet und bestimmt.
Über eine Zuleitung 2 wird dem Vorratsbehälter bei Bedarf
Frischwasser und über eine Zuleitung 3 CO -Gas zugeführt.
2 Über eine Ausgangsleitung 4 wird zum Bereiten eines Erfri¬ schungsgetränks ausreichend karbonisiertes und gekühltes Wasser portionsweise entnommen. Die ausreichende Karbonisie¬ rung erfolgt zumindest unterstützt durch eine Umwälzpumpe 5, welche aus dem Kopfbereich 6 des Vorratsbehälters 1 das sich dort befindliche CO -Gas über ein Ansaugrohr 7 ansaugt und in Höhe der Umwälzpumpe 5 in das bevorratete Wasser 8 ein¬ mischt. Dabei wird dieses CO -Gas weitestgehend im Wasser 8 gelöst. Die Umwälzpumpe 5 wird durch einen Elektromotor 9 angetrieben.
Die Kühlung des Wasservorrats erfolgt über Verdampferschlan¬ gen 10 eines nicht dargestellten Kühlsystems, und zwar der¬ art, daß im Inneren des Vorratsbeh lters 1 im Bereich der Verdampferschlangen 10, die gut thermisch leitend an der Wandung des Vorratsbehälters 1 anliegen, sich ein Eismantel 11 aufbaut. Die Stärke dieses Eismantels 11 wird durch einen
ERSATZBLATT Eissensor 12 überwacht, von dem aus der Kältekreislauf und damit die Kälteleistung gesteuert wird.
Die Ausbildung dieses Eismantels 11 bewirkt, daß ohne sehr feinfühlige Erfassungs- und Auswertemaßnahmen der Vorrat des Wassers 8 auf eine sehr konstante Temperatur im unmittelba¬ ren Bereich des Gefrierpunkts gekühlt wird, und zwar wird auch die Temperatur im wesentlichen gehalten, wenn Wasser¬ wechsel stattfindet,- d.h. wenn karbonisiertes Wasser über die Ausgangsleitung 4 entnommen wird und dafür - gesteuert durch einen Wasserstandssensor 13 - wärmeres Wasser über die Zuführungsleitung 3 zugeführt wird. In diesem Fall baut sich der Eismantel relativ rasch um Teilbereiche ab, die dann wieder durch über die Verdampferleitungen 10 zugeführte Kühlleistung aufgebaut werden.
Um den Aufbau des Eismantelε 11 zu fördern, sind an die Wan¬ dung des Vorratsbehälters 1 thermisch gut leitend Wärmeleit¬ bleche 14 zickzackförmig in den Vorratsbehälter 1 hineinra¬ gend befestigt. Zweckmäßigerweise tragen diese Bleche Aus¬ sparungen 15, so daß auch durch sie hindurch der Eisabbau ungehindert stattfinden kann.
ERSATZBLATT

Claims

P A T E N TA N S P R Ü C H E
Vorrichtung zum Anreichern von Wasser mit CO -Gas zur Erzeugung von karbonisiertem Wasser in einem Vorratsbe¬ hälter, welcher zur Kühlung seines Inhalts und zur Bil¬ dung eines Eismantels im Wandungsbereich mit Kühlleitun¬ gen eines Kühlkreislaufes beaufschlagt ist, in dessen Inneren eine Umwälzpumpe angeordnet ist, durch welche
CO -Gas aus dem Kopfbereich des Vorratsbehalters in das
2 Wasser eingemischt und/oder das Wasser innerhalb des
Vorratsbehalters in Rotation versetzt wird und in den sowohl Wasser als auch CO -Gas im Kopfbereich zugeführt und aus dem karbonisiertes Wasser im Bodenbereich ent¬ nehmbar ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß im Bereich der den Vorratsbehälter umgebenden Kühlleitung von der Innenwandung des Vorratsbehalters in dessen Inneres hineinragende Wärmeleitelemente angeord¬ net sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese Wärmeleitelemente in Form von von der Innenwandung des Vorratsbehalters in diesen hineinragenden Stiften ausgebildet sind.
. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeleitelemente in Form von Blechstreifen ausge¬ bildet sind, die mit der Wandung des Vorratsbehalters in gut thermischer Verbindung stehen und in das Innere des Vorratsbehalters hineinragen.
ERSATZBLATT Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeleitelemente bevorzugt im oberen Bereich des Vorratsbehalters an dessen Innenwan¬ dungen angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeleitelemente in untereinan¬ der liegenden Ebenen gegeneinander versetzt an der Wan¬ dung des Vorratsbehalters angeordnet sind.
ERSATZBLATT
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