DE4228777A1

DE4228777A1 - Vorrichtung zum Erzeugen und Bereitstellen von karbonisiertem Wasser in einem Vorratsbehälter

Info

Publication number: DE4228777A1
Application number: DE4228777A
Authority: DE
Inventors: Raimond Dipl Ing Gatter; Robert Dipl Ing Notar
Original assignee: Bosch Siemens Hausgerate GmbH; Coca Cola Co
Current assignee: BSH Hausgeraete GmbH; Coca Cola Co
Priority date: 1992-08-28
Filing date: 1992-08-28
Publication date: 1994-03-03
Also published as: ZA936294B; AU4952593A; WO1994005589A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Anreichern von Wasser mit CO₂-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 CO₂-Gas aus dem Kopfbereich des Vor 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 CO₂-Gas im Kopfbereich zuführbar und aus dem karbonisiertes Wasser im Bodenbereich entnehmbar ist.

Derartige Vorrichtungen zum Anreichern von Wasser mit CO₂-Gas zur Erzeugung von karbonisiertem Wasser werden bei spielsweise in Geräten zum Einsatz gebracht, durch welche CO₂-haltige Erfrischungsgetränke durch Mischung von karboni siertem Wasser mit einem entsprechenden Getränkekonzentrat bereitet und ausgegeben werden können. Das dem Getränkekon zentrat zuzumischende Sodawasser wird dabei in dem Vorrats behälter durch Anreicherung von Wasser mit zugeführtem CO₂-Gas erstellt und zur besseren Karbonisierung sowie als 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 CO₂-Gas zugeführt, und zwar aus einem CO₂-Gas-Vorratsbehäl 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 CO₂-Gas durchgeführt bzw. unterstützt, wobei sich der Einsatz von im Karbonisator angeordneten Umwälzpumpen bewährt hat. Diese saugen aus dem mit CO₂-Gas gefüllten Kopfbereich des Karbonisators dieses CO₂-Gas an und führen dieses in das in Bewegung, insbesonde 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 auf zu 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 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 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 lädt 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 CO₂-Gas 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:

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 CO₂-Gas zugeführt. 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 CO₂-Gas über ein Ansaugrohr 7 ansaugt und in Höhe der Umwälzpumpe 5 in das bevorratete Wasser 8 ein mischt. Dabei wird dieses CO₂-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 Vorratsbehälters 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 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 Eismantels 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.

Claims

1. Vorrichtung zum Anreichern von Wasser mit CO₂-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 CO₂-Gas aus dem Kopfbereich des Vorratsbehälters in das Wasser eingemischt und/oder das Wasser innerhalb des Vorratsbehälters in Rotation versetzt wird und in den sowohl Wasser als auch CO₂-Gas im Kopfbereich zugeführt und aus dem karbonisiertes Wasser im Bodenbereich ent nehmbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der den Vorratsbehälter umgebenden Kühlleitung von der Innenwandung des Vorratsbehälters 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 Vorratsbehälters in diesen hineinragenden Stiften ausgebildet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeleitelemente in Form von Blechstreifen ausge bildet sind, die mit der Wandung des Vorratsbehälters in gut thermischer Verbindung stehen und in das Innere des Vorratsbehälters hineinragen.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeleitelemente bevorzugt im oberen Bereich des Vorratsbehälters an dessen Innenwan dungen angeordnet sind.

5. 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 Vorratsbehälters angeordnet sind.