DE60206283T2

DE60206283T2 - Kessel zum erhitzen und filtern von wasser

Info

Publication number: DE60206283T2
Application number: DE60206283T
Authority: DE
Inventors: Andre Monteiro
Original assignee: Individual
Current assignee: La Cafetiere Ltd
Priority date: 2001-07-25
Filing date: 2002-07-25
Publication date: 2006-06-29
Anticipated expiration: 2022-07-26
Also published as: ES2248584T3; US20040178131A1; EP1416838B1; EP1416838A1; ATE304805T1; GB2380660A; GB2380660B; US7077951B2; GB0217291D0; WO2003011088A2; DE60206283D1

Description

Kannen-Kessel, die zum Erhitzen von Wasser für das Zubereiten von löslichem Kaffee oder Tee verwendet werden, gibt es seit vielen Jahren. Die Kanne wird mit Leitungswasser gefüllt, der Kessel wird mit dem elektrischen Kabel oder der Basis (die permanent mit dem Hauptnetz verbunden ist) verbunden, und der Schalter wird eingeschaltet. Wenn das Wasser zu kochen beginnt, löst Wasserdampf einen bimetallischen Temperaturschalter aus, der das elektrische Element an dem Boden des Kessels ausschaltet. Das Wasser kann nun ausgegossen werden.
Es gibt einige Varianten dieser Konstruktion, von denen einige bei den meisten Kesseln gebräuchlich sind. Die Verwendung eines flachen elektrischen Heizelements an dem Boden der Kanne ist eine verbreitete Konstruktion. Dies erleichtert ein Reinigen von angesammelter Kalkablagerung. Bei einer weiteren Variante wird das Element durch die Verwendung eines bimetallischen Bandblechs, das in Kontakt mit dem Boden des Kessels steht, und nicht durch die Verwendung von Wasserdampf ausgeschaltet.
Es gibt außerdem die Variante, bei der die Temperatur, bei der das elektrische Element ausgeschaltet wird, durch die Verwendung eines Abstimmknopfes an dem bimetallischen Bandblech steuerbar ist. Dies ermöglicht es, dass das Wasser auf unter 100°C erwärmt wird, wodurch ein Verbrühen verringert werden kann. Viele dieser Arten von Vorrichtungen sind den Anwendern bekannt und werden nicht ausführlicher beschrieben.
Bei herkömmlichen Kesseln gibt es zwei Hauptprobleme.
Erstens wird eine lange Zeit, etwa 3 oder 4 Minuten, benötigt, bis das Wasser kocht, wenn der Kessel bis oben gefüllt ist. Häufig besteht jedoch lediglich Bedarf an einer oder zwei Tassen kochenden Wassers.
Wenn jedoch der Kessel nur etwas über den Boden gefüllt ist (ausreichend für eine Tasse oder zwei), besteht eine beständige Anforderung, den Kessel wiederbefüllen zu müssen. Außerdem ist es schwierig, die erforderliche Menge an Wasser während eines Befüllens zu bewerten.
Das zweite Problem ist die Kalkablagerung, die aus hartem Leitungswasser ausfällt, wenn das Wasser erwärmt wird. Diese lagert sich an dem Kessel ab, wodurch entweder eine Reinigung erforderlich ist oder die Ausfällung bei selbst reinigenden Kesseln als größere weiße Kesselsteine ausgewaschen wird, die an dem Boden des Kessels mit dem letzten Wasser herausfallen können. Die Kalkablagerung erzeugt außerdem einen Schaum auf dem Kaffee oder Tee, wodurch das Getränk unangenehm aussieht. Das Entfernen von weiteren Arten von Kontaminaten in dem Leitungswasser kann ebenfalls wichtig sein.
Auf dem Markt gibt es Wasserfilter und in letzter Zeit wurden sogar Wasserfilter eingeführt, die mit einem Kessel kombiniert sind (beispielsweise von Brita). Bei diesen Filtern, die mittels Schwerkraft arbeiten, dauert es jedoch einige Zeit, bis das Wasser durchgefiltert ist und sie stellen kein Verfahren bereit, um das Wasser aktiv zu verlagern, das erwärmt werden soll.
Das Dokument EP-A-897 686 offenbart einen Spender für gefiltertes Wasser gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 1, bei dem eine Pumpe die Inhalte eines Kaltwasservorratsbehälters durch ein Filterelement in eine Heißwasserkammer transferiert.
Die zuvor beschriebenen Probleme können in der vorliegenden Erfindung durch einen Spender für gefiltertes Wasser gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 gelöst werden.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den beigefügten abhängigen Ansprüchen offenbart.
Ausführungsformen der Erfindung werden nun lediglich als Beispiel anhand der beigefügten Zeichnung beschrieben, in der:
1a einen bekannten Kannen-Kessel mit einem getrennten Wasserbehälter und einem flachen Heizelement beschreibt.
1b einen Kannen-Kessel beschreibt, der einen getrennten Wasservorratsbehälter 4 und ein steuerbares Ventil 3 aufweist, das es ermöglicht, dass ein abgemessener Wasserbetrag, der erwärmt werden soll, von dem Wasserbehälter 4 auf den Boden des Kessels fällt. Diese Ausführungsform liegt nicht im Umfang der Ansprüche.
2 ein Kannen-Kessel mit einem getrennten Wasserbehälter mit einer darin enthaltenen Wasserpumpe ist. Diese Ausführungsform liegt nicht im Umfang der Ansprüche.
3a einen Kannen-Kessel beschreibt, bei dem der Wasserbehälter von der Kanne getrennt ist, die Pumpe sich jedoch nach wie vor bei der Kesseleinheit befindet. 3b ist eine ähnliche Anordnung mit einem getrennten Behälter, bei der jedoch die Wasserpumpe zusammen mit dem getrennten Wasserbehälter angeordnet ist. Diese Ausführungsformen liegen nicht im Umfang der Ansprüche.
4a einen Kannen-Kessel gemäß der Erfindung mit einem getrennten Behälter und einer Wasserfilterkombination beschreibt.
4b eine alternative Ausführungsform des Filters beschreibt.
5 einen leistungsfähigeren Typ einer Handpumpe für ein Kannen-Kesselsystem gemäß der Erfindung beschreibt.
6 die Handpumpe beschreibt, die gemäß der Erfindung zu dem Wasserbehälter zugehörig ist. Sowohl der Netzstrom als auch die Wasserzufuhr zu der Basis werden während eines Ausgießens von der Kanne unterbrochen.
7 einen Kessel gemäß der Erfindung mit einem getrennten Behälter und einem Wasserfilter beschreibt, der einen weiteren Typ einer manuell betätigten Pumpe (eine Hand-Kreiselpumpe) verwendet.
8 eine freistehende Wasserfilter-Vorrichtung mit einer zugehörigen Pumpe beschreibt, um die Wasserfilterung zu beschleunigen. Diese Ausführungsform liegt nicht im Umfang der Ansprüche.
9a bis 9e einen Filterkessel gemäß der Erfindung zeigen, der einen Kolben als eine Handpumpe und als Messsystem sowie weitere fortschrittliche Merkmale verwendet.
9a den Kessel während des Befüllens durch den Ausgießer zeigt.
9b den Aufwärtshub der Pumpe zeigt.
9c den Abwärtshub der Pumpe zeigt.
9d die Heizstufe zeigt.
9e das Ausgießen von dem Ausgießer zeigt.
10 ein Filterbehältnis zeigt, das gemäß der Erfindung in einem Filtergehäuse eines Kessels angeordnet ist.
1a zeigt einen bekannten Kannen-Kessel 1, der von seiner Basisstation 11 abgenommen werden kann und der ein flaches Heizelement an dem Boden 2 besitzt. Die Kanne besitzt außerdem an der Oberseite einen getrennten Wasservorratsbehälter 4 und einen durch Schwerkraft befüllten Wasserfilter 12, der eine Wasserfilterung in den Boden der Kanne ermöglicht, bevor ein Erwärmen stattfindet. Ein Ausgießen geschieht wie üblich von dem Ausgießer, der mit dem Boden des Kessels in Verbindung steht. Der Kaltwasserbehälter 4 wird durch eine Öffnung in dem oberen Deckel befüllt.
1b beschreibt einen Kannen-Kessel, der einen getrennten Wasservorratsbehälter 4 und ein steuerbares Ventil 3 besitzt, das es ermöglicht, dass ein abgemessener Wasserbetrag, der erwärmt werden soll, von dem Wasserbehälter 4 auf den Boden des Kessels fällt. Dies ermöglicht dem Anwender, den Behälter 4 vollständig zu füllen, ohne dass das gesamte Wasser beim nächsten Mal, wenn der Kessel verwendet wird, erwärmt werden muss. Der zu erwärmende Wasserbetrag ist nur die erforderliche Menge und sie wird durch das Ventil 3 abgemessen und ausgegeben.
2 zeigt einen Kessel gemäß der Erfindung, der eine kleine kolbenartige Pumpe verwendet und bei dem Bestandteilen, die Bestandteilen des bekannten Kessels von 1a ähnlich sind, die gleichen Bezugsziffern gegeben wurden. In Gegenwart von zwei Einwegventilen 3a und 3b wird bei der Aufwärtsbewegung des Kolbens 6 Wasser von dem Boden des Wasserbehälters 4 befördert und in den Bodenabschnitt des Kessels entleert, wenn sich der Kolben abwärts bewegt.
Das Verschiebungsvolumen des Kolbens stellt ein einfaches Maß für das zu erwärmende Wassers dar. Dieses Verschiebungsvolumen kann das übliche Volumen eines Bechers oder einer Tasse sein. Kraft wird von dem Anwender über den Griff 7 bereitgestellt, der mit dem Kolben durch einen Stab 8 verbunden ist.
3a beschreibt einen ähnlichen Kessel wie 2, bei dem jedoch der Wasserbehälter 9 eine von dem Kessel getrennte Einheit ist. Er ist mit der Basisstation 11 durch ein besonderes Verbindungselement 10 mit dem Einlass der Pumpe verbunden. Beim Ausgießen kann die Kanne von der Basisstation hochgehoben und folglich zum Komfort nicht nur von der elektrischen Stromversorgung, sondern auch von der Wasserleitung getrennt werden.
3b ist eine ähnliche Anordnung wie 3, die Wasserpumpe 23 ist jedoch in dem getrennten Wasserbehälter angeordnet.
4a beschreibt einen Kessel gemäß der Erfindung, bei dem der Auslass der Wasserpumpe mit einem Wasserreinigungsfilter 12 verbunden ist. Hier entfernt eine übliche Mischung aus Ionenaustauscherharz und Aktivkohle, die ein gut bekannter Typ eines Wasserfilters ist, die Mineralstoffe, die dafür sorgen, dass das Wasser "hart" ist, sowie Metallkontaminationen und weitere Chemikalien, die ein Aroma erzeugen oder die gesundheitsschädlich sein können.
Der Filter 12 kann ein eigenständiger Filter sein, der eine übliche in 4a gezeigte Kunststoffpatrone enthält, oder er kann eine Behälter mit zwei Filtern sein, von denen einer bei dem Eingang zu dem Filterbehälter nach der Pumpe und der andere bei der Austrittstelle des Filterbehälters angeordnet ist, wodurch das Filtermaterial eingeschlossen ist, das Wasser jedoch hindurchgelangen kann (4b).
Hier wird die Harzmischung in den Behälter gegossen und hierauf wird eine Kappe aufgeschraubt. Das Harz wird folglich lose geliefert und es wird von dem Anwender ersetzt, wenn es verbraucht ist. 4a zeigt außerdem den Ausgang des Filtersystems. Hier steigt die Röhre 15 in dem Kessel bis zu einem Ausgießer 16 an, der das Wasser oberhalb des üblichen Kesselausgießers 24 fallen lässt. Dies ermöglicht es dem Anwender, zu prüfen, dass das Wasser den Boden des Kessels erreicht, so dass es erwärmt werden kann. Es ermöglicht außerdem dem Anwender, dieses gereinigte Wasser für einen getrennten Behälter, beispielsweise als Trinkwasser, das in ein Kühlgerät gestellt werden soll, zu sammeln.
5 sieht eine Handpumpe vor, bei der der Stab 8 durch eine Verbindung 19 mit einem Arm 22 verbunden ist. Der Arm 22 ist am Punkt 18 schwenkbar, der durch Teil 17 an der Abdeckung des Wasserbehälters 24 getragen wird. Diese Anordnung verstärkt gemäß gut bekannter Prinzipien die Kraft, die an dem Ende von Griff 22 ausgeübt wird, wodurch der Pumpvorgang leichter oder schneller gemacht wird.
In 6 ist der getrennte Wasserbehälter 4 zu seiner eigenen Handpumpe und seinem eigenen Filter zugehörig, wobei Pumpe und Filter in einer im Wesentlichen ähnlichen Weise arbeiten wie jene, die zuvor beschrieben wurde.
Eine unterschiedliche Variante des in 7 beschriebenen Kessels verwendet eine Kreiselpumpe, die mit einem Griff verbunden ist oder durch einen Elektromotor betätigt wird.
In 8 bilden der Wasserbehälter 4, die Pumpe 23 und die Kanne ein frei stehendes Wasserreinigungssystem. Es gibt dort kein Heizelement 2, da dies kein Kessel ist. Das Wasser verbleibt einfach an dem Boden der Einheit 27, bis es in ein Glas oder beispielsweise für eine Lagerung in dem Kühlgerät weg gegossen wird. Der Vorteil eines derartigen Systems besteht in der größeren Geschwindigkeit, die von der Pumpe beim Reinigen des Wassers im Vergleich zu gut bekannten Wasserfilter-Kannensystemen bereitgestellt wird.
9a bis 9e zeigen eine fortschrittlichere Ausführungsform der Erfindung. Hier wird in einem Aufnahmebehälter 4 enthaltenes Wasser durch ein Ventil 3b zu der Pumpe zugelassen. Das Ventil 3b ist eine einfache Gummimembrane oder etwas Entsprechendes, das an der Bodenfläche der Kolbenfläche wirkt. Der Kolben besitzt Löcher, damit das Wasser hindurchfließen kann, wenn die Membrane weggedrückt wird. Es ist folglich bei der Aufwärtsbewegung des Kolbens offen. Ähnlich öffnet sich bei der Abwärtsbewegung des Kolbens ein zweites Ventil 3a, das ebenfalls durch eine Platte mit Löchern und einer Gummimembrane darunter ausgebildet ist, die den Boden der Zylinderpumpe bildet.
Die Ventile 3a und 3b sind nicht federbelastet. Folglich laufen sie leicht aus. Um ein Auslaufen zu vermeiden, wenn das Wasser durch die Filterkammer läuft, die das Ionenaustauschharz 12 enthält, wird es zu einem Syphonsystem 28 geführt. Das Wasser bewegt sich diesen Kanal aufwärts und abwärts und abwärts in den flachen Boden des Kessels. Wenn es in Ruhe gelassen wird, erreicht das Wasser in dem Syphonkanal den gleichen Pegel wie bei dem Wasserbehälter 4. Jegliches Auslaufen durch die Ventile wird folglich zurückgehalten. Das gleiche Prinzip kann bei einem erzwungenen Wasserfiltersystem unabhängig von dem Kessel verwendet werden.
9 zeigt außerdem einen besonderen Ausgießer, der zwei Ventile 30 und 31 enthält. Hier führt der Ausgießer 24 durch eine Kugelventilanordnung 33 ähnlich einem Schnorchel zum Aufnahmebehälter 4. Der Boden 34 des Ausgießers 24 steht mit dem Hauptbehälter 1 des Kessels in Verbindung. Im Ausgießer 24 und in dichtem Kontakt dazu befinden sich zwei Rückschlagventile. Bei dieser Ausführungsform ist das Ventil 30 ein leichtes Klappventil, das um eine Achse 32 schwenkbar ist. Das Ventil 31 ist aus einer Stahlkugel oder einer anderen dichten Kugel gebildet, die in einem Gehäuse 37 enthalten ist. Wenn sich der Kessel im Wesentlichen in der horizontalen Position befindet, ruht die Kugel bei dem Ende des Gehäuses gegenüber einem Ventilsitz 38. Wenn der Kessel zum Ausgießen nach vorn gekippt wird, ist die Kugel in Kontakt mit dem Sitz 38, wodurch sie den Wasserfluss vom Behälter 4 zu dem Ausgießer blockiert.
Wenn der Ausgießer des Kessels unter laufendes Wasser, beispielsweise aus einem Wasserhahn 35, gehalten wird, bleibt das Klappventil 30 geschlossen, während das Ventil 33 offen ist. Folglich füllt das Wasser den Aufnahmebehälter 4 (10a). Der Kessel wird hierauf auf die zuvor beschriebene Weise betätigt.
Nachdem das Wasser gekocht hat und der Kessel zum Ausgießen gekippt wurde, schließt die Kugel 33 den Ausgang von Behälter 4 zu dem Ausgießer, während sich das Klappventil 30 unter dem Gewicht des Wassers öffnet, wodurch ein gewöhnliches Ausgießen von dem Boden des Kessels (9e) ermöglicht wird. Eine derartige Anordnung erfordert keine besondere Einfüllstelle für den Aufnahmebehälter 4, da er auf eine übliche Weise befüllt und ausgegossen werden kann.
Selbstverständlich können die Ventile 30 und 31 auf verschiedene Weisen hergestellt sein und aus verschiedenen Arten bestehen, um die zuvor beschriebene Funktion auszuführen, die lediglich eine besondere Ausführungsform der Erfindung ist.
Der in den vorhergehenden Figuren beschriebene Filter 12 kann so konstruiert sein, dass er eine komplette Patrone ist, die weggeworfen wird, wenn sie leer ist, oder er kann eine Kammer sein, die geöffnet und mit frischem Filtermaterial wiederbefüllt werden kann, wenn das alte Filtermaterial aufgebraucht ist.
Wenn nur das Filtermaterial bei einem wieder verwendbaren Filter ersetzt wird, können zumindest zwei Betriebsarten entworfen werden. Das "Harz" kann entweder lose ersetzt werden, wie es zuvor beschrieben wurde, oder es kann in Behältnissen enthalten sein, die aus einem filterartigen Gewebe gebildet sind, das die erforderliche Menge an Material enthält (10).
Im Fall eines wieder verwendbaren Filterbehältnisses kann durch Öffnen der Filterkammer das alte Filterbehältnis durch ein frisches ersetzt werden, das neues Material enthält. Das filterartige "Gewebe"-Behältnis enthält das Filtermaterial, während es gleichzeitig ermöglicht, dass das Wasser hindurch läuft, um gefiltert zu werden. In der Form eines porösen Behältnisses ist das Ersetzen des Filtermaterials kostengünstiger als jenes einer Kunststoffpatrone und umweltfreundlicher. Es ist außerdem merklich einfacher, als ein loses Filtermaterial zu ersetzten.
Im Fall einer Filterkammer wie jener, die zuvor beschrieben wurde, würde der Filterbehältnis-Ersatz die Form eines kreisförmigen Behältnisses aufweisen, das das Harz enthält (10). Dieses Behältnis passt leicht in die Filterkammer.

Claims

Spender (1) für gefiltertes Wasser, aufweisend: einen ersten Behälter (4) und einen zweiten Behälter, die mittels eines Filters (12) verbunden sind, und eine Pumpe (23), wobei die Pumpe den Inhalt des ersten Behälters (4) durch den Filter (12) zum zweiten Behälter transferiert, wobei der zweite Behälter zu einem elektrischen Heizelement zugehörig ist, welches eingeschaltet werden kann, um das Wasser in dem Behälter zu erhitzen, wodurch ein Filterkessel gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe manuell betätigt wird und das Hubvolumen der Pumpe innerhalb des ersten Behälters angeordnet ist.
Spender nach Anspruch 1, wobei die Pumpe einen vorbestimmten und bekannten Wasserbetrag bei jedem Pumpenverlagerungszyklus verlagert, so dass der Wasserbetrag ein mehrfaches des Volumens einer Tasse Kaffee oder Tee ist.
Spender nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die manuell betätigte Pumpe durch einen Kolben gebildet ist, der in einem Zylinder betätigt wird, wobei der Kontakt zwischen den beiden durch eine Dichtung erzielt wird, und zwei Ventile verwendet werden, um es dem Wasser zu ermöglichen, in einer vorbestimmten Weise in die Pumpe hinein und aus der Pumpe heraus zu fliegen.
Spender nach Anspruch 3, wobei die Kolbenoberfläche eine Vielzahl von Löchern und eine flexible Membran auf ihrer stromabwärts gerichteten Seite so besitzt, dass das Wasser durch die Löcher und um die flexible Membran herum bei einer Stromaufwärtsbewegung des Kolbens fließen kann, das Wasser jedoch nicht bei einer stromabwärts gerichteten Bewegung des Kolbens fließen kann, weil die Membran die Löcher bedeckt.
Spender nach den Ansprüchen 3 oder 4, wobei das Ende des Zylinders verschlossen ist, jedoch auf der Stromabwärtsseite des Zylinderverschlusses eine Vielzahl von Löchern und eine flexible Membran besitzt, so dass das Wasser durch die Löcher und um die flexible Membran bei einer Stromabwärtsbewegung der Kolbenanordnung fließen kann, jedoch der Wasserstrom bei einer Stromaufwärtsbewegung der Kolbenanordnung blockiert ist.
Spender nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Filter im wesentlichen den Zylinder umgibt, der die Pumpe bildet.
Spender nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Filter eine Patrone aufweist, die vom Anwender geöffnet werden kann, um ein Filtermaterial zu ersetzen.
Spender nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Filtermaterial in einem porösen Behältnis enthalten ist, und wobei das Ersetzen des Filtermaterials ein Ersetzen des existierenden Behältnisses durch ein neues Behältnis in die Filterkammer ist, welche geöffnet und geschlossen werden kann.
Spender nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Filtermaterial eine Mischung aus Ionenaustauschharz und Aktivkohle ist.
Spender nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in dem Wasserpfad zwischen den beiden Aufnahmebehältern ein Syphon verwendet wird, so dass keine Wasserströmung auftritt, wenn die Pumpe nicht betätigt ist, wodurch ein Auslaufen vermieden wird.
Spender nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Ausflusskanal oder Ausgießer des Spenders ein Ventilsystem besitzt, welches ein Befüllen vom Wasserhahn wie auch ein Ausgießen vom zweiten Wasserbehäher durch denselben Ausgießer ermöglicht, und wobei nach dem Ausgießen vom zweiten Behälter Wasser vom ersten Behälter nicht durch den Ausgießer ausfließt und wobei dies ohne Eingriff durch einen Bediener möglich ist.
Spender nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Behälter, die Pumpe und die Filteranordnung getrennt voneinander angeordnet sind, jedoch mit dem zweiten Behälter, der Heizeinrichtung und dem Gehäuse des Kessels wirksam verbunden sind.