Carbonator

Abstract

 Eine Vorrichtung zum Erzeugen von kohlensäurehaltigem Wasser mit einem wasserdurchströmbaren Behälter (1) und einer in den Behälter (1) mündenden Zuführung (2) zeichnet sich dadurch aus, dass die Kohlensäurezuführung (2) dem Bodenbereich (1') des Behälters (1) zugeordnet ist, und der Kopfbereich (1") des Behälters (1) eine Kohlensäureableitung (5) zur Entnahme sowie zur Rückführung von nicht im Wasser gelöster Kohlensäure in die Kohlensäure-Zuführung (2) aufweist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erzeugen von kohensäurehaltigem Wasser mit einem wasserdurchströmbaren Behälter und einer in den Behälter mündenden Kohlensäure-Zuführung.

[0002] Bei einer bekannten Vorrichtung der oben angegebenen Art wird Wasser zur Erzeugung eines Getränkes mit Kohlensäure versetzt. Dabei wird das Wasser in einem Behälter mittelst einer Düse eingebracht. In den Behälter wird zusätzlich CO₂ eingeleitet. Das CO₂ kann sich in dem Behälter im Wasser lösen. Das aus dem Behälter heraussströmende Wasser ist dann carbonisiert. Dieses carbonisierte Wasser kann direkt als Getränk verwendet werden. Es ist aber auch vorgesehen, dass dem carbonisierten Wasser ein Getränkekonzentrat zugesetzt wird. Alternativ kann Wasser dadurch carbonisiert werden, dass es in einer CO₂-Atmosphäre zerstäubt wird. Bei der Zerstäubung des Wasser diffundiert CO₂ in die Wassertröpfchen. Auf diese Weise bildet sich dann carbonisiertes Wasser (Sodawasser). Der Sättigungsgrad des Wassers mit CO₂ hängt in erheblichem Maße vom CO₂-Druck und der Temperatur des eingespritzten Wassers ab.

[0003] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Vorrichtung zu verbessern.

[0004] Gelöst wird die Aufgabe durch die in den Ansprüchen angegebene Erfindung.

[0005] Der Amspruch 1 sieht insbesondere vor, dass die CO₂-Zuleitung dem Bodenbereich des Behälters zugeordnet ist. Der Kopfbereich des Behälters weist eine CO₂-Ableitung auf, zur Entnahme von nicht im Wasser gelösten CO₂. Dieses CO₂ wird durch die CO₂-Zuführung im Bodenbereich in das Wasser geleitet. Zufolge der erfindungsgemäßen Ausgestaltung können erhebliche Mengen von CO₂ in den mit Wasser teilgefüllten Behälter eingebracht werden. Überschüssiges CO₂ wird im Kopfbereich des Behälters abgesaugt und der CO₂-Zuführung wieder zugeführt. In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung liegt zwischen der CO₂-Ableitung des Kopfes des Behälters und der CO₂-Zuführung des Bodens des Behälters ein Gasverdichter. Mit diesem Gasverdichter kann das sich im Kopfbereich des Behälters ansammelnde CO₂ abgesaugt werden. Zufolge dieses Absaugens ändert sich der Wasserspiegel des sich in dem Behälter befindenden Wassers. Um den Wasserspiegel auf einem bestimmten Niveau zu halten, besitzt der Behälter zwei Pegelsensoren. Ein Pegelsensor spricht an, wenn der Wasserspiegel einen Minimalpegel unterschreitet. Der andere Sensor spricht an, wenn der Wasserspiegel einen Maximalpegel überschreitet. Die Zuführung des Wassers erfolgt über den Kopf des Behälters. Der Wasserablauf erfolgt über den Boden des Behälters. In einer bevorzugten Ausgestaltung wird die Kohlensäure-Zuführung von einem porösen Hohlkörper ausgebildet. Bei diesem porösen Hohlkörper kann es sich um eine Filterpatrone aus Keramik oder Kunststoff handeln. Die Porösität dieses Hohlkörpers liegt vorzugsweise zwischen 20 und 60µm. Die Kohlensäurezufuhr kann kontinuierlich erfolgen. Es ist aber auch vorgesehen, diese intervallartig zuzuführen. In einer Weiterbildung der Erfindung sind zwei oder mehrere Behälter aneinandergereiht. Diese Behälter können als kommunizierende Röhren ausgestaltet sein. Bevorzugt sind Wasserzulauf und Pegelsensoren in voneinander verschiedenen Behältern angeordnet. Dies hat zur Folge, dass der Wasserspiegel im Bereich der Pegelsensoren nicht durch zulaufendes Wasser gestört wird, was zu einer Verfälschung der Pegelmesswerte führen könnte. Das von der Gaspumpe aus dem Kopfbereich des Behälters abgesaugte CO₂ wird im Bereich des Behälterbodens in die Speiseleitung zurückgeführt. Die Speiseleitung mündet in den porösen Hohlkörper, der am Behälterboden befestigt ist. Durch die Wände des porösen Hohlkörpers gelangt das CO₂ aus dem Hohlkörper und steigt in Form mikroskopischer Blasen im Wasser nach oben. Es wird dabei teilweise in Wasser gelöst. Das überschüssige CO₂ sammelt sich im Kopfbereich des Behälters, um in der beschriebenen Weise abgesaugt und rückgeführt zu werden.

[0006] Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand beigefügter Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Fig.1

eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 2

eine Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung mit zwei Behältern und

Fig. 3

das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 in einem Parallelschnitt, von der Rückseite her betrachtet.

[0007] Der grundsätzliche Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird anhand der Fig. 1 beschrieben. Der Behälter 1 besitzt eine zylinderförmige Gestalt, wobei sich die Zylinderachse in der Vertikalen erstreckt. Die vertikale Länge des Behälters (Höhe) beträgt hier mindestens 400mm. Im Zentrum des Bodens 3 des Behälters 1 befindet sich die Mündung eines CO₂-Kanals 15. Der CO₂-Kanal 15 mündet in eine CO₂-Zuführung, die die Form eines porösen Körpers 2 besitzt. Der poröse Körper 2 besitzt die Gestalt eines stirnseitig geschlossenen Rohres. Durch die Poren des porösen Körpers 2 kann das in die Höhlung des Körpers 2 einströmende CO₂ aus dem Hohlkörper 2 heraustreten. Die Porengröße beträgt etwa 20 bis 60µm.

[0008] Im Bereich des Behälterkopfes 4 befindet sich eine Wasserzuleitung 11. Diese bildet eine Düse aus, durch welche das Wasser in den Behälter 1 einströmen kann. Am Boden 3 des Behälters 1 befindet sich ein Wasserablauf 12. Durch diesen Wasserablauf 12 wird das mit CO₂ angereicherte Wasser einer nicht gezeichneten Ausgabevorrichtung in Form einer Tülle zugeleitet.

[0009] Die Steuerung des Wasserzulaufs in den Kopfbereich 1" des Behälters 1 erfolgt mittels eines Magnetventils 17.

[0010] Im Kopfbereich 1" des Behälters 1 befinden sich darüber hinaus zwei Pegelsensoren 7, 8. Mit dem Pegelsensor 7 wird der Maximalpegel des Wasserspiegels 9 detektiert. Mit dem Pegelsensor 8 wird der Minimalwert des Wasserspiegels 9 detektiert. Mittelst einer nicht dargestellten Regelung, der die Signale der Sensoren 7, 8 zugeführt werden, kann ein Gasverdichter 6 gesteuert werden. Dieser Gasverdichter 6 saugt mittels einer CO₂-Ableitung 5 CO₂ aus dem Kopfbereich 1" des Behälters 1. Hierdurch verbleibt ein nahezu konstantes CO₂-Volumen 10 oberhalb des Wasserspiegels 9. Das durch die CO₂-Ableitung 5 mittelst der Pumpe 6 abgesaugte CO₂ wird durch einen CO₂-Kanal 25 einer CO₂-Einspeiseleitung 15 zugeführt, die in die CO₂-Zuführung 2 mündet. In die CO₂-Speiseleitung 15 mündet darüber hinaus eine CO₂-Zuleitung von einer CO₂-Flasche oder dergleichen. Zwischen dieser und der Einspeiseleitung 15 ist ein Rückschlagventil 16 geschaltet, um zu verhindert, dass der Gasverdichter 6 CO₂ in Richtung der Vorratsflasche fördert.

[0011] Das in den Figuren 2 und 3 dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt eine Vorrichtung, die dieselben Elemente aufweist, die unter Bezugnahme auf die Fig. 1 vorstehend erörtert wurden. Zusätzlich weist diese Vorrichtung einen zweiten Behälter 14 auf. Dieser Behälter 14 ist mit dem Behälter 1 derartig verbunden, das beide Behälter miteinander kommunizieren und einen gemeinsamen Wasserspiegel 9 aufweisen. Hierzu dient zum einen der in Fig. 3 mit der Bezugsziffer 23 bezeichnete Wasserableitungskanal 23 sowie weitere, nicht dargestellte Kanäle. Zufolge des zweiten Behälters reduziert sich insgesamt die Bauhöhe.

[0012] Die CO₂-Ableitung erfolgt über die beiden Öffnungen 5 im Bereich des Kopfes 4 des Behälters. Diese beiden Öffnungen 5 sind über einen CO₂-Kanal 24 miteinander verbunden. Der CO₂-Kanal 24 befindet sich saugseitig der Pumpe 6. Durch einen CO₂-Rückführungskanal 25 wird das von der Pumpe 6 verdichtete CO₂ den beiden CO₂-Zuführungen zugeführt. Jeder Behälter 1, 14 besitzt bodenseitig 1", 14" eine CO₂-Zuführung. Jedoch besitzt nur der Behälter 14 einen Wasserzulauf in Form einer Düse. Der andere Behälter 1 besitzt die beiden Sensoren 7, 8.

[0013] Das Rückschlagventil 16 in der CO₂-Einspeiseleitung ist in dem aus Metall oder Kunststoff bestehenden Vorrichtungsgehäuse integriert. Ebenfalls in das Gehäuse integriert ist ein Rückschlagventil 26 für die Wasserzuleitung.

[0014] In Strömungsrichtung unmittelbar vor dem Rückschlagventil 26 befindet sich das Magnetventil 17. Bei dem Magnetventil handelt es sich um ein Pellet-Ventil. Auf einem Ventilsitz 18 sitzt ein zylindrischer Ventilkegel 19. An dem Ventilkegel 19 greift ein Hebel 21 an, der um ein Lager 22 schwenkbar ist. Am Kraftarm des Hebels 21 greift ein Elektromagnet 20 an, um bei einer Bestromung den Ventilkegel 19 vom Ventilsitz abzuheben. Mittels einer Feder wird der Ventilkegel 19 ansonsten auf den Ventilsitz 18 gedrückt.

[0015] Die Funktionsweise der erfidnungsgemäßen Vorrichtung ist die Folgende:

[0016] Die Wasserableitung 12 besitzt endseitig ein Magnetventil. Öffnet dieses Magnetventil, so kann durch die Ableitung 12 Wasser aus dem Behälter 1 herausströmen. Durch die Düse 11 und das sich öffnende Magnetventil 17 wird Wasser in den Behälter eingeleitet. Das eingeleitete Wasser ist im Wesentlichen CO₂frei. Das aus der Leitung 12 heraustretende Wasser ist mit CO₂ angereichert. Die Zuführung des CO₂ erfolgt durch ein Rückschlagventil 16 von einer CO₂-Flasche oder dergleichen. Dabei durchströmt das CO₂ den Kanal 15, um durch die porösen Hohlkörper 2 in das Wasser auszutreten und sich darin teilweise zu lösen. Sich im Wasser nicht gelöstes CO₂ sammelt sich in dem Kopfvolumen 10, um dort in der Pumpe 6 abgesaugt zu werden. Das abgesaugte CO₂ wird über die Rückführungsleitung 25 wieder in den CO₂-Kanal 15 zurückgeführt.

[0017] Alle offenbarten Merkmale sind (für sich) erfindungswesentlich. In die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit auch der Offenbarungsinhalt der zugehörigen/beigefügten Prioritätsunterlagen (Abschrift der Voranmeldung) vollinhaltlich mit einbezogen, auch zu dem Zweck, Merkmale dieser Unterlagen in Ansprüche vorliegender Anmeldung mit aufzunehmen.

Ansprüche

1. Vorrichtung zum Erzeugen von kohlensäurehaltigem Wasser mit einem wasserdurchströmbaren Behälter (1) und einer in den Behälter (9) mündenden Kohlensäure-Zuführung (2), dadurch gekennzeichnet, dass die Kohlensäurezuführung (2) dem Bodenbereich (1', 14') des Behälter (1, 14) zugeordnet ist und der Kopfbereich (1", 14") des Behälters (1, 14) eine Kohlensäureableitung (5) aufweist zur Entnahme von nicht im Wasser gelöster Kohlensäure zur Rückführung in die Kohlensäure-Zuführung (2).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder insbesondere danach, gekennzeichnet durch einen zwischen Kohlensäureableitung (5) und Kohlensäurezuführung (3) angeordneten Gasverdichter (6).

3. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, gekennzeichnet durch Pegelsensoren (7, 8) im Kopfbereich (1") des Behälters (1) zur Steuerung des Gasverdichters (6) derart, dass oberhalb des Wasserspiegels (9) ein permanentes Kohlensäure-Gasvolumen (10) verbleibt.

4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, gekennzeichnet durch einen kopfseitigen (4) Wasserzulauf (11) und einen bodenseitigen (3) Wasserablauf (12).

5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Kohlensäurezuführung (2) einen mikroporösen Hohlkörper aufweist.

6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass der mikroporöse Hohlkörper (2) eine Porösität zwischen 20 und 60µm aufweist.

7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, gekennzeichnet durch zwei oder mehrere miteinander kommunizierende Behälter (1, 14).

8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass der Wasserzulauf (11) und die Pegelsensoren (7, 8) in verschiedenen Behältern (1, 14) angeordnet sind.

Zeichnung