DE3709155C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ausgeben von
nachgemischten Getränken nach dem Oberbegriff des Patentanspruches.
Bei einer aus der US-PS 29 49 993 bekannten Vorrichtung der
gattungsgemäßen Art werden die verschiedenen Bestandteile
des Mischgetränks in einer trichterförmigen Düse gemischt
und durch den Hals des Trichters ausgegeben. Die bekannte
Vorrichtung ist zur Ausgabe eines Kaffegetränks mit oder
ohne Sahne und mit oder ohne Zucker bestimmt. Die Vorrichtung
könnte zwar auch zur Ausgabe von nachgemischten Getränken
unterschiedlicher Geschmacksrichtungen verwendet werden,
hierbei würden jedoch Geschmacksübertragungen stattfinden,
falls etwas von dem Geschmackskonzentrat im Ausgabetrichter
hängenbleibt. Außerdem müßte die Vorrichtung regelmäßig und
gründlich gereinigt werden.
Aus der DE-OS 33 46 240 ist eine Vorrichtung zur Ausgabe eines
Getränks bekannt, das aus kohlensäurehaltigem Wasser und einem
von mehreren auswählbaren Geschmackskonzentraten gemischt wird.
Die Vermischung erfolgt dabei ebenfalls bereits in der Düse,
so daß Geschmacksübertragungen stattfinden können und Reinigungsprobleme
auftreten.
Aus der US-PS 45 23 697 ist eine Getränkeausgabevorrichtung
bekannt, bei der das Konzentrat und das karbonisierte Wasser
nicht innerhalb der Düse, sondern unterhalb der Düse zusammenkommen.
Durch die getrennte Ausgabe beider Bestandteile wird
zwar eine Geschmacksübertragung vermieden. Da der Konzentratbehälter
nur zur einmaligen Verwendung bestimmt ist, bestehen
auch keine Reinigungsprobleme. Die Ausgabe des Konzentrats
erfolgt jedoch durch dessen Eigengewicht, wodurch nur dünnflüssige
Konzentrate geeignet sind, d. h. Konzentrate mit
einem relativ hohen Wasseranteil. Dadurch, daß das Konzentrat
und das karbonisierte Wasser in einem einfachen Strahl
aufeinandertreffen, findet keine gute Durchmischung statt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung
zum Ausgeben von nachgemischten Getränken zu schaffen, bei
der eine Geschmacksübertragung verhindert wird und keine
Reinigungsprobleme bestehen.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des kennzeichnenden
Teils des Patentanspruches gelöst.
Dadurch, daß das Wasser tangential in die erste toroidale
Kammer eingeleitet wird, strömt es entlang der Innenwand der
Düse in einer wendelförmigen Bahn nach unten und bildet unterhalb
der Düse einen rotierenden, sich verengenden Schlauch,
der das ausströmende Süßungsmittel und das ausströmende Konzentrat
umgibt und infolge seiner Drehbewegung sich mit diesen
gut mischt. Die gute Durchmischung ermöglicht auch die Verwendung
von Konzentraten mit einem hohen Rückverdünnungsverhältnis.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand
der Zeichnung erläutert. Es zeigt
Fig. 1 ein Blockdiagramm einer Ausgabevorrichtung
für nachträglich gemischte Getränke
aus drei Komponenten,
Fig. 2 in einer Schnittdarstellung die Konstruktion der Düse,
Fig. 2A eine Draufsicht der Düse nach Fig. 2,
Fig. 2B eine Schnittansicht längs der Linie 2 B-2 B nach
Fig. 2,
Fig. 2C eine Schnittansicht längs der Linie 2 C-2 C
nach Fig. 2,
Fig. 3 eine schematische Ansicht der Süßungsmengensteuereinrichtung
nach Fig. 1,
Fig. 4 in einem Blockdiagramm einer Ausgabevorrichtung
für nachträglich gemischte Getränke
mehrerer Geschmacksrichtungen unter Verwendung
einer Mehrkanal-Dosierpumpe nach Fig. 1, und
Fig. 5 in einer Seitenansicht eine
Konzentratzufuhreinrichtung
und ein zugeordnetes Dreiwege-Ventil in
Teilschnittansicht, welche bei der Ausgabevorrichtung
für nachträglich gemischte Getränke mit vielen
Geschmacksrichtungen nach Fig. 4 Verwendung
finden.
Die Vorrichtung zur Ausgabe von nachträglich gemischten Getränken
weist für jedes von mehreren Konzentraten unterschiedlicher
Geschmacksrichtungen
einen Konzentratbehälter
10 auf, der über ein Ventil V mit einer flexiblen
Konzentratleitung CN verbunden ist. Die flexiblen Konzentratleitungen
CN sind betriebsmäßig mit einer gemeinsamen peristaltischen Pumpe P
verbunden. Weitere flexible Konzentratleitungen CNO führen von der Pumpe P
zu einer Düse N.
Die Konzentratzufuhreinrichtung
enthält in dem Ausführungsbeispiel drei
Konzentratbehälter 10-1, 10-2, 10-3 zum
selektiven Zuführen einer von drei Geschmackskonzentraten zu
der Düse N über eine Mehrkanal-Dosierpumpe P.
Obgleich nur drei
Konzentratbehälter 10 in Fig. 1 dargestellt sind, können
auch mehr oder weniger derartiger Konzentratbehälter 10 vorgesehen
sein.
Die Zufuhreinrichtung für kohlensäurehaltiges Wasser nach
Fig. 1 enthält eine Quelle CW für kohlensäurehaltiges
Wasser und eine Durchflußsteuereinrichtung FC 1,
welche kohlensäurehaltiges Wasser mit einer regelbaren Durchflußmenge
der Düse N zuführt.
Es ist ferner eine Quelle SWS für universellen
Zucker/Wassersirup (Süßungsmittel) vorgesehen, die
über eine Durchflußsteuereinrichtung FC 2 in Fluidverbindung mit der Düse N steht. Wie in Fig. 1 dargestellt
ist, handelt es sich beim Ausführungsbeispiel um eine
Anlage für drei Mischkomponenten, bei der ungesüßtes Geschmackskonzentrat,
Süßungsmittel und kohlensäurehaltiges Wasser
mit Hilfe der Düse N vermischt werden, um ein nachträglich
gemischtes, kohlensäurehaltiges Getränk bereitzustellen.
Fig. 5 verdeutlicht das Zusammenwirken der peristaltischen
Pumpe P und der flexiblen Konzentratleitungen CN-1,
CN-2 und CN-3.
Jeder Konzentratbehälter
10-1, 10-2, 10-3 hat einen starren äußeren Mantel
10 B und einen inneren zusammenfaltbaren Beutel 10 A.
Der starre äußere Mantel 10 B ist auch mit einer Entlüftungseinrichtung
10 C versehen. Der zusammenlegbare Beutel
10 A enthält das ungesüßte Geschmackskonzentrat
und ist am Umfang des Bodens 12 des Behälters 10 mit diesem
dicht verbunden, so daß das darin befindliche
Konzentrat in Fluidverbindung mit einer flexiblen Leitung
CN ist. Die flexiblen Leitungen CN-1, CN-2, CN-3 haben ein
erstes Ende, das fest mit dem starren Mantel 10-B verbunden
ist, und ein zweites Ende, das fest mit einem Ventil 34 verbunden
ist. Die flexiblen Leitungen CNO-1, CNO-2, CNO-3 haben ein
erstes Ende, das fest mit dem Ventil 34 verbunden ist, und
ein zweites Ende, das fest mit einem Injektor 16 verbunden
ist, der an der Düse N nach Fig. 2 mittels Schnappverbindung
einrastbar ist, wie dies noch nachstehend erläutert
werden wird. Wie in Fig. 5 gezeigt ist, verläuft die Leitung
CN zwischen einer gekrümmten Fläche 12 A im Boden des Behälters 10
und dem Umfang des
Pumpenrades PW, wenn der Konzentratbehälter 10 in die Ausgabevorrichtung
eingesetzt ist. Wenn sich das Pumpenrad PW
dreht, werden die flexiblen Leitungn CN-1, CN-2, CN-3
gegen die gekrümmte Fläche 12 A gepreßt und pumpen das Konzentrat
zu dem Injektor
16. Die Fläche 12 A
im Boden 12 des Behälters 10 ist komplementär zu
der Umfangsfläche der peristaltischen Pumpe P ausgebildet.
Fig. 2 und Fig. 2A
bis 2C zeigen den Aufbau der Düse N.
Die Düse N hat
ein kegelstumpfförmiges Gehäuse 18 das ein Einlaßende
mit einer ersten toroidalen Kammer 20-1 hat, die
eine axiale Bohrung 28 umgibt, die sich durch die Düsen N
erstreckt. Eine zweite toroidale Kammer 20-2
ist oberhalb und konzentrisch zu der Kammer 20-1 angeordnet.
Stilles Wasser oder kohlensäurehaltiges Wasser von
der Quelle CW nach Fig. 1 für kohlensäurehaltiges
Wasser wird über eine tangentiale Einlaßleitung
22-1 in die erste Kammer 20-1 eingeleitet, um eine Verwirbelung
des Wassers zu bewirken. Das Wasser fließt nach unten durch
Durchgänge 26, die zwischen radialen Unterteilungen
24 gebildet werden, und tritt aus der Auslaßöffnung 30 der
Düse N zu einem isolierten, außerhalb liegenden Mischbereich 32
aus. Der süßende Sirup aus der Quelle SWS wird über eine Einlaßleitung 22-2
in die zweite Kammer 20-2 eingeleitet.
Konzentrat wird über die Injektoren 16-1
16-2, 16-3 zugeführt, die koaxial zur Bohrung 28 am Einlaßende
der Düse N angeordnet sind, so daß das Konzentrat
keine Fläche des Gehäuses 18 berührt.
Das Konzentrat und das Wasser werden
in dem isolierten Bereich 32 vermischt, und zwar unmittelbar
bevor das Gemisch als Mischgetränk in einen
Trinkbecher BC (Fig. 1) fließt.
Die Düse N weist ferner eine Ringkammer 21 auf,
die sich von der zweiten Kammer 20-2 zu der Auslaßöffnung 30 erstreckt,
so daß das Süßungsmittel aus der Kammer 20-2 mit dem kohlensäurehaltigen
Wasser in einem Bereich 31 stromab und innerhalb der Düse
N vermischt wird.
Die Düsenkonstruktion nach Fig. 2 ist insbesondere deshalb
zweckmäßig, weil weder das über die flexiblen Leitungen CN-1,
CN-2, CN-3 zugeführte Konzentrat noch das süßende Sirup
irgendeine der Flächen des Gehäuses 18 berührt, so daß
es nicht notwendig ist, häufig eine hygienische Reinigung
des Gehäuses 18 vorzunehmen. Auch wird hierdurch
ein Geschmacksübergang verhindert.
Die in Fig. 5 gezeigte Konzentratzufuhreinrichtung wird,
abgesehen von dem Pumpenrad PW und dem Magnet
SN, nach einmaligem Gebrauch weggeworfen. Daher bestehen keine Probleme im Zusammenhang
mit der hygienischen Reinigung und des Geschmacksüberganges.
Fig. 3 zeigt eine mögliche Ausbildungsform
der Durchflußsteuereinrichtung FC 2 von Fig. 1, die zwischen
der Quelle SWS für das
Süßungsmittel und der Düse N
vorgesehen ist und beim dargestellten
Beispiel drei parallele Zweige hat. Jeder Zweig hat
eine übliche in der Leitung liegende Durchflußsteuerung
C-1, C-2, C-3 und ein Magnetventil SV-1, SV-2, SV-3, die
so eingestellt sind,
daß sie den einzelnen Geschmackskonzentraten
zugeordnete Durchflußmengen liefern, da unterschiedliche
Geschmackskonzentrate unterschiedliche
Süßungsmittelmengen erfordern.
Fig. 4 verdeutlicht die Arbeitsweise
der Mehrkanal-Dosierpumpe P nach Fig. 1 zum Zuführen des
gewünschten, ungesüßten Geschmackskonzentrats von den
Konzentratbehältern 10-1, 10-2, 10-3 zu der Düse N zusammen mit dem
Süßungsmittel von der Quelle SWS.
Ein Dreiwege-Ventil 34 ist an
der Ausgabeseite des Pumpenrades PW in der
flexiblen Konzentratleitung CN- 1 angeordnet. Das Dreiweige-Ventil
34 hat einen Einlaß, der mit der flexiblen Leitung
CN-1 verbunden ist, und zwei Auslässe, von
denen einer in Verbindung mit der Konzentratleitung
CNO-1 steht, die zu der Düse N führt, und
der andere mit einer Konzentratzirkulationsleitung CNR₁
verbunden ist, die zum Innern des zusammenfaltbaren Beutels
10 A in dem Konzentratbehälter 10 führt. Das
Pumpenrad PW (siehe Fig. 5) und der zugeordnete Motor
(nicht gezeigt) werden von einer
Stromquelle PS durch Betätigen eines Produktwählschalters
SB gespeist. Ein Motor mit veränderlichem Widerstand PC oder
irgendeiner anderen geeigneten Geschwindigkeitssteuereinrichtung
ist vorgesehen, um die Drehzahl des
Pumpenmotors einzustellen und damit die Drehgeschwindigkeit
des Pumpenrades PW zur selektiven, für die
Konzentratmenge eines bestimmten nachträglich gemischten Getränks
während der Zeitspanne
zu steuern, während der der Produktwählschalter SW
gedrückt ist. Die Konzentration des fertiggestellten
Getränks kann auf diese Weise eingestellt werden.
Aus Übersichtlichkeitsgründen ist
in Fig. 4 nur eine Konzentratzufuhreinrichtung
dargestellt.
Es können jedoch zusätzliche ähnliche Konzentratzufuhreinrichtungen
an die zusätzlichen
flexiblen Leitungen CN-2 , CN-3 usw. an die Düse N
angeschlossen sein.
Mehrere Konzentratzufuhreinrichtungen für Konzentrate unterschiedlicher Geschmacksrichtungen
haben ein gemeinsames zylindrisches
Pumpenrad PW, das immer mit
allen flexiblen Konzentratleitungen CN- 1,
CN- 2, CN- 3 im Eingriff steht.
Die Auswahl des Konzentrats erfolgt durch die
magnetischen Dreiwege-Ventile 34.
Gemäß Fig. 5 hat jedes
Dreiwege-Ventil 34 zwei Ventilelemente
38, 40, die auf einem gemeinsamen Schaft 36 sitzen
und mit dem Einlaß zusammenarbeiten,
der mit der Konzentratleitung CN verbunden ist, sowie mit den
Auslässen, die mit den flexiblen Konzentratleitungen
CNO bzw. CNR verbunden sind. Wenn sich, wie in Fig. 5 dargestellt
ist, das Ventil 34 in der entsprechenden Position befindet
und sich das Pumpenrad PW dreht, wird das
Konzentrat durch die flexible Leitung CN zum
Einlaß des Ventils 34 und aus dem mit der
Zirkulationsleitung CNR verbundenen Auslaß in das
Innere des flexiblen Beutels 10 A gedrückt. Wenn das Ventil 34
sich in dieser Position befindet, zirkuliert das Konzentrat
in einer geschlossenen Schleife und
wird nicht über die flexible Leitung CNO zu dem
Injektor 16 gefördert. Wenn jedoch
das Dreiwege-Ventil 34 so geschaltet ist, daß der Schaft 36
nach oben gegen die Kraft einer Feder 42 gedrückt wird, bis das
Ventilelement 40 auf einer Stufe 43 aufsitzt, schließt das
Ventilelement 38 den Auslaß, der zu der Zirkulationsleitung
CNR führt, und öffnet das Ventilelement 40 den
Auslaß, der zu der Konzentratleitung
CNO führt. In dieser Position fließt daher Konzentrat zum
Injektor 16. Somit wirkt eine einzige peristaltische
Pumpe P mit einem einzigen zylindrischen Pumpenrad PW
auf eine Vielzahl von flexiblen
Leitungen CN ein, die mit dem jeweiligen
Konzentratbehälter 10 verbunden sind.
Das gewünschte Konzentrat
wird durch Betätigen des entsprechenden Produktwählschalters
ausgewählt, der
das entsprechende Dreiwege-Ventil 34 schaltet.
Obgleich zweckmäßig das
Pumpenrad PW im Betrieb dem starren Boden 12 des
Konzentratbehälters 10 zugeordnet ist, der eine komplementär
hierzu ausgebildete Fläche 12 A hat, kann beispielsweise
die gekrümmte Fläche auf einem separaten Block PB vorgesehen
sein, wie dies in Fig. 5 gezeigt ist. Auch kann die
Wasserzufuhreinrichtung so eingerichtet sein, daß wahlweise entweder
gekühltes stilles Wasser oder gekühltes kohlensäurehaltiges
Wasser zugeführt wird. Wie in Fig. 5
gezeigt ist, kann gekühltes stilles Wasser über ein Magnetventil
SVW der Düse N zugeführt werden oder kann alternativ
gekühltes kohlensäurehaltiges Wasser von
einem Karbonisator CT über ein Magnetventil SVC und eine
Durchflußsteuereinrichtung FC der Düse N zugeführt werden.
Die Wasserzufuhreinrichtung für kohlensäurehaltiges Wasser, das
in Fig. 4 gezeigt ist, wird von dem
Karbonisator CT, einer CO₂-Flasche CB und einem Druckregler R
gespeist.
Die dargestellte Getränkeausgabevorrichtung kann
auch zur Ausgabe von diätischen alkoholfreien Getränken verwendet
werden. Künstlicher Süßstoff ist dann in dem
Konzentrat enthalten. Wenn das Diätgetränk gewählt
wird, mischt sich nur das künstlich gesüßte Konzentrat
mit dem kohlensäurehaltigen Wasser,
ohne daß Zuckersirup
zu der Düse N strömt, während das Getränk ausgegeben wird.
Eine alternative Anwendung der Getränkeausgabevorrichtung
zur Herstellung von Diät-Getränken ist die Verwendung
eines künstlichen Süßstoffes für das Süßungsmittel,
so daß die Bezeichnung
"Süßungsmittel" Zucker,
Getreidesirup, künstliche diätetische Süßstoffe und dergleichen
umfaßt.
Claims (1)
- Vorrichtung zum Ausgeben von nachgemischten Getränken, mit einer Einrichtung (CW, FC 1) zum Zuführen von Wasser zu einer Düse (N), einer Einrichtung (SWS, FC 2) zum Zuführen von Süßungsmittel zu der Düse (N) und mit einer Konzentratzufuhreinrichtung, die Konzentratbehälter (10) und eine Pumpe (P) zum wahlweisen Zuführen von dosierten Mengen eines Konzentrats aus einer Mehrzahl von Konzentraten unterschiedlicher Geschmacksrichtung zu der Düse (N) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (N) ein Gehäuse (18) aufweist, das am Eingangsende eine erste toroidale Kammer (20-1) mit einer tangentialen Einlaßleitung (22-1) für das Wasser, eine dazu konzentrisch angeordnete zweite toroidale Kammer (20-2) mit einer Einlaßleitung (22-2) für das Süßungsmittel und eine sich vom Einlaßende zu einer Auslaßöffnung (30) erstreckende Axialbohrung (28) aufweist, wobei sich eine Ringkammer (21) ausgehend von der zweiten toroidalen Kammer (20-2) innerhalb der ersten toroidalen Kammer (20-1) zu der Auslaßöffnung (30) erstreckt und das Wasser von der ersten toroidalen Kammer (20-1) durch das Gehäuse (18) konzentrisch um die Axialbohrung (28) zu der Auslaßöffnung (30) geführt wird und außerhalb der Düse (N) in einem Bereich (32) zusammengeführt wird, und daß das Konzentrat in Richtung und im Bereich der Längsachse des Gehäuses (18) durch die Axialbohrung (28) in einem Strom zu dem Bereich (32) geführt wird, wobei der Durchmesser des Konzentratstroms kleiner ist als der Durchmesser der Axialbohrung (28) und der Auslaßöffnung (30).
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