DE3709155C2 - - Google Patents

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)

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).