DE4215886A1 - Vorratsbehälter - Google Patents
VorratsbehälterInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Vorratsbehälter für
Kaffeegetränk der im Oberbegriff von Anspruch 1
erläuterten Art.
Frisch gebrühter Kaffee kann nur eine äußerst begrenzte
Zeit gelagert werden, wenn Luftsauerstoff Zutritt hat.
Durch den Luftsauerstoff treten Oxidationsprozesse im
Kaffeegetränk auf, die sich zeitabhängig sehr nachteilig
auf dessen Geschmack auswirken. Bei einem aus der US-PS
4 363 262 beschriebenen Vorratsbehälter der
obengenannten Art wird deshalb vorgeschlagen, auf die
Oberfläche des Kaffeegetränks im Aufbewahrungsraum des
Vorratsbehälters ein bewegliches Teil, insbesondere
einen Schwimmkolben aufzulegen, der dem absinkenden
Niveau des Kaffeegetränks bei der Ausgabe von Kaffee aus
dem Vorratsbehälter folgt. In den Teil des Volumens des
Aufnahmeraums oberhalb des Schwimmkolbens, der mit
absinkendem Niveau des Kaffeegetränks nicht mehr von
diesem ausgefüllt wird, wird Luft nachgesaugt. Durch den
Schwimmkolben soll ein Kontakt zwischen dem bevorrateten
Kaffeegetränk und dem Luftsauerstoff der nachgesaugten
Luft verhindert werden. Für einen effektiven
Oxidationsschutz muß jedoch der Kolbenrand einerseits
gegen die Wandung des Vorratsbehälters abgedichtet sein,
wobei diese Abdichtung jedoch andererseits eine
selbsttätige Bewegung des Schwimmkolbens, insbesondere
bei fallendem Getränkespiegel, durch übermäßige Reibung
nicht verhindern darf. Bezeichnenderweise müssen bei dem
bekannten Vorratsbehälter Pumpen zum Ein- und Auspumpen
des Aufbewahrungsraums vorgesehen werden. Die weiterhin
vorgeschlagenen konstruktiven Ausgestaltungen der dem
Flüssigkeitsspiegel folgenden, beweglichen Bauteile,
sind entweder konstruktiv sehr aufwendig oder nicht
besonders wirksam. Darüber hinaus sind alle
vorgeschlagenen Konstruktionen recht schwer zu reinigen.
Man hat weiterhin versucht, beispielsweise in der US-PS
3 261 507 oder der US-PS 3 582 351, ein Kaffeegetränk
mit Hilfe von Kohlendioxyd unter Druck haltbar zu
machen, wie dies beispielsweise für Limonaden oder
Tafelwässer üblich ist. Bei diesen Verfahren wird das
Kohlendioxyd direkt im Kaffeegetränk gelöst. In beiden
Druckschriften wird jedoch darauf hingewiesen, daß das
Kaffeegetränk unbedingt wieder entgast werden muß, um
eine gravierende Beeinträchtigung des Geschmacks zu
vermeiden. In der US-PS 3 261 507 geschieht dies
dadurch, daß das Kaffeegetränk vor der Ausgabe an den
Verbraucher entspannt und erwärmt wird, wobei das
ausgasende Kohlendioxyd in die Atmosphäre entlassen
wird. Abgesehen davon, daß es wahrscheinlich nicht
möglich ist, auch den letzten Rest an gelöstem
Kohlendioxyd auszutreiben, wirkt sich ein Aufwärmen
eines vorab gebrühten Kaffeegetränks ebenfalls äußerst
nachteilig auf seinen Geschmack aus. Bei der US-PS 3 582 351
wird vorab ein starker Kaffee-Extrakt gebrüht und
dieser mit Kohlendioxyd versetzt gelagert. Das gelöste
Kohlendioxyd soll sich beim Ausgeben und Verdünnen des
Kaffee-Extrakts aufgrund der dabei entstehenden
Verwirbelungen in die Atmosphäre verflüchtigen. Auch
hierbei muß bezweifelt werden, daß die gesamte Menge des
gelösten Kohlendioxyds wieder entfernt werden kann.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, einen
Vorratsbehälter bereitzustellen, mit dem Kaffeegetränk
auf konstruktiv einfache und wirtschaftliche Weise ohne
Geschmackseinbußen über einen längeren Zeitraum
bevorratet werden kann.
Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des
Anspruchs 1 gelöst.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann der beim
Entleeren des Vorratsbehälters entstehende Freiraum
oberhalb des Kaffeeniveaus durch Inertgas gefüllt
werden, so daß ein Kontakt des Kaffeegetränks mit
Luftsauerstoff wirksam unterbunden wird, ohne daß
mechanische und somit störanfällige und
wartungsbedürftige, Einbauten im Vorratsbehälter
notwendig sind und ohne daß dadurch zusätzliche
Reinigungsprobleme entstehen. Da das Inertgas bei jedem
Befüll- und Entleerungsvorgang zwischen dem
Aufbewahrungsraum für das Kaffeegetränk im
Vorratsbehälter und dem Ausgleichsraum hin- und
herströmt, sind die Verluste an Inertgas während des
normalen Betriebs vernachlässigbar klein, so daß sehr
wirtschaftlich gearbeitet werden kann. Erfindungsgemäß
kann drucklos gearbeitet werden, so daß nicht die Gefahr
besteht, daß sich einerseits Inertgas im Kaffeegetränk
löst und dessen Geschmack beeinträchtigt und bei
andererseits leerem Behälter und geöffnetem
Auslaufventil infolge des fehlenden Druckunterschieds
praktisch kein Gasaustausch mit der Atmosphäre erfolgt.
Konstruktiv besonders einfache Ausgestaltungen des
Ausgleichsbehälters sind in den Ansprüchen 2 und 3
beschrieben.
Durch die Ausgestaltung nach Anspruch 4 kann ein
periodisch notwendiger Gasaustausch auf einfache Weise
durchgeführt werden, bzw. es kann Gas nachgefüllt
werden, falls während des Betriebs doch Gasverluste
auftreten sollten.
Durch das Überdruckventil gemäß Anspruch 5 wird das
Inertgas auf Atmosphärendruck bzw. knapp darüber
gehalten.
Anspruch 6 beschreibt eine besonders bevorzugte,
konstruktiv einfache Ausgestaltung eines derartigen
Überdruckventils.
Durch die Fühlereinrichtung gemäß Anspruch 7 kann
festgestellt werden, ob sich noch ausreichend Inertgas
im System befindet, wobei durch die Ausgestaltung nach
Anspruch 8 selbsttätig Inertgas nachgefüllt werden kann,
falls Inertgasverluste festgestellt wurden.
Die Entleerungshilfeeinrichtung gemäß Anspruch 9
vergleichmäßigt das Ausströmen des Gases aus dem
Ausgleichsraum. Die Belastung sollte jedoch lediglich
einige wenige Gramm betragen, so daß sie das Befüllen
des Aufbewahrungsraums für das Kaffeegetränk nicht
behindert.
Die Ansprüche 10 bis 12 beschreiben besonders
bevorzugte, konstruktive Ausgestaltungen der
Entleerungshilfeeinrichtung.
Durch die Entgasungsvorrichtung gemäß Anspruch 13 kann
die gegebenenfalls während des Brühvorganges
aufgenommene Luft aus dem Kaffeegetränk ausgetrieben
werden, bevor dieses den Aufbewahrungsraum erreicht, so
daß in den Aufbewahrungsraum kein Luftsauerstoff
mitgeschleppt wird.
Der Überlauf gemäß Anspruch 14 erleichtert die
Wiederbefüllung bei Inbetriebnahme bzw. nach einer
Reinigung.
Anspruch 15 beschreibt zwei besonders bevorzugte
Inertgase.
Durch die Ausgestaltung nach Anspruch 16 wird
sichergestellt, daß ein Ansteigen der
Sauerstoffkonzentration feststellbar ist, so daß die
Inertgasfüllung ausgetauscht werden kann.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend
anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung
eines ersten Ausführungsbei
spiels eines Vorratsbehälters
im Teilschnitt,
Fig. 2 eine schematische Darstellung
eines zweiten Ausführungsbei
spieles eines Vorratsbehälters
im Teilschnitt, in Verbindung
mit einer Kaffeemaschine,
Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbei
spiel eines Vorratsbehälters
in schematischem Teilschnitt
in Verbindung mit einer
Kaffeemaschine, und
Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbei
spiel eines Vorratsbehälters
im schematischen Teilschnitt
in Verbindung mit einer
Kaffeemaschine.
Fig. 1 zeigt einen Vorratsbehälter 1 mit einer
zylindrischen, im wesentlichen allseitig geschlossenen,
isolierten Wandung 2 und einem dicht auf der Wandung 2
sitzenden, abnehmbaren Deckel 3. Im Inneren der Wandung.
2 ist ein Aufnahmeraum 4 für Kaffeegetränk 5
ausgebildet. Der Aufnahmeraum 4 weist ein konstantes,
vorab festgelegtes Volumen auf. Im Deckel 3 ist ein
Befülltrichter 6 angeordnet, der mit einer Befülleitung
6a bis in die Nähe der unteren Begrenzung des
Aufnahmeraumes 4 reicht. Am tiefsten Punkt des
Aufnahmeraums 4 ist eine Entleerungsöffnung 7
vorgesehen, die durch einen Absperrhahn 8 verschließbar
ist. Der Boden des Aufnahmeraums 4 kann durch eine
Heizung 9 beheizt werden.
Unterhalb des Aufnahmeraums 4 wird durch eine Einwölbung
2a der Wandung 2 des Vorratsbehälters 1 ein
Ausgleichsraum 10 gebildet, der an der der Wölbung 2a
gegenüberliegenden Seite von einer Wandung 11 aus einem
folienähnlichen, flexiblen, verformbaren jedoch kaum
dehnbaren Material begrenzt wird. Die flexible Wandung
11 ist so groß, daß sie sich an die Wölbung 2a anlegen
kann, so daß das Volumen des Ausgleichsraums 10 gegen
Null geht. In der in Fig. 1 gestrichelten, von der
Wölbung 2a am weitesten entfernten Stellung der
flexiblen Wandung 11 hat der Ausgleichsraum 10
mindestens das gleiche Volumen wie der Aufbewahrungsraum
4, wobei bevorzugt das Volumen des Ausgleichsraums 10
geringfügig größer ist als das des Aufbewahrungsraums 4.
Die dem Ausgleichsraum 10 abgewandte Seite der flexiblen
Wandung 11 steht mit der Atmosphäre in Verbindung, was
über eine ständig offene Belüftungsöffnung 12 geschehen
kann, falls durch einen Boden 2b der Wandung 2 in diesem
Bereich eine Luftkammer 13 gebildet wird.
Der Ausgleichsraum 10 steht mit der höchsten Stelle des
Aufbewahrungsraums 4 über eine Ausgleichsleitung 14 in
Verbindung, in die ein absperrbares Ventil 15 und ein
Rückschlagventil 16 parallel geschaltet sind. Das
Rückschlagventil 16 öffnet in Richtung vom
Ausgleichsraum 10 zum Aufbewahrungsraum 4. Das
Rückschlagventil 16 und das absperrbare Ventil 15 können
zu einem Bauteil zusammengefaßt sein.
Der Ausgleichsraum 10 steht weiterhin ständig oder bei
Bedarf über eine absperrbare Leitung 17 mit einer nicht
gezeichneten Druckgasquelle für das Inertgas in
Verbindung.
Im Deckel 3 ist ein weiteres Rückschlagventil 18
angeordnet, das als Sicherheitsventil wirkt. Das
Rückschlagventil 18 öffnet in Richtung vom
Ausgleichsraum 4 in die Atmosphäre bei einem Druck, der
nur geringfügig über Atmosphärendruck liegt.
Bei höherem Druck, wie er beim Befüllen mit Schutzgas
kurzzeitig auftreten kann, ist das Ansprechen des
Sicherheitsventils 18 durch eine Anzeigeeinrichtung 18a
von außen erkennbar.
Bei der ersten Inbetriebnahme des Vorratsbehälters 1
wird das Ventil 15 in der Ausgleichsleitung 14 sowie der
Absperrhahn 8 der Entleerungsöffnung 7 geschlossen.
Über die Belüftungsöffnung 12 wird Luft ggfs. auch
Schutzgas, eingeblasen, so daß sich die flexible Wandung
11 an der Wölbung 2a anlegt und die im Ausgleichsraum
10 vorhandene Luft oder das sich bereits dort
befindliche Inertgas über das Rückschlagventil 16 in den
Aufbewahrungsraum 4, bzw. das Sicherheitsventil 18 in
die Atmosphäre gepreßt wird. Anschließend wird Inertgas,
wie beispielsweise Kohlendioxid oder Stickstoff, über
die Gasleitung 17, immer noch bei geschlossenem Ventil
15 in den Ausgleichsraum 10 eingeblasen, bis die
flexible Wandung die gestrichelt gezeichnete Stellung
einnimmt. Durch die Wirkung des Rückschlagventils 16
kann sich im Ausgleichsraum beim Befüllen nur ein
geringer Überdruck aufbauen: überschüssiges Schutzgas
entweicht über die Leitung 14 in den Vorratsbehälter und
das Ventil 18 ins Freie. Durch entsprechende Ausbildung
des Ventils 18 kann dem Bediener die vollständige
Befüllung des Ausgleichsraums 10 mit Schutzgas durch die
Anzeige 18a signalisiert werden. Der ähnlich einem
Fahrradschlauch-Ventil ausgebildete Schutzgasanschluß 17
verhindert auch nach Abnehmen der Füll-Leitung das
Entweichen des Inertgases.
Wird nun über den Trichter 6 Kaffeegetränk eingefüllt,
wobei ggfs. der Trichter 6 direkt als Brüheinrichtung
ausgebildet sein kann, wird mit steigendem
Flüssigkeitsspiegel 5a im Aufbewahrungsraum 4 die Luft
verdrängt und durch das Rückschlagventil 18 ausgepreßt.
Nachdem der Aufbewahrungsbehälter völlig mit Getränk
gefüllt ist, wird das Ventil 15 geöffnet, so daß über
die Ausgleichsleitung 14 der Vorratsraum 4 mit dem
Ausgleichsraum 10 in Verbindung steht.
Die erstmals notwendige vollständige Befüllung des
Aufbewahrungsraums kann über nicht dargestellte
Kontrolleinrichtungen, wie Wasserstandsglas,
transparenter Deckel o. ä., überwacht werden. Im System
befindet sich nunmehr im wesentlichen kein
Luftsauerstoff mehr.
Bei fallendem Flüssigkeitsspiegel infolge
Getränkeentnahme über den Absperrhahn 8 wird Inertgas
aus dem Ausgleichsraum 10 in den Aufbewahrungsraum 4
nachgesaugt. Da der Druck innerhalb und außerhalb des
Vorratsbehälters 1 ausgeglichen ist, kann auch bei
leerem Vorratsbehälter und kurzzeitig geöffnetem
Absperrhahn 8 im nennenswerten Umfang weder Inertgas
entweichen noch Luft angesaugt werden.
In der weiteren Folge ist es nicht erforderlich, das
Absperrventil 15 zu betätigen oder den Vorratsbehälter
jeweils vollständig zu befüllen. Nach dem Entleeren des
Vorratsbehälters bleibt der Vorratsraum mit Schutzgas
befüllt. Bei einer späteren Teilfüllung wird mit
ansteigendem Niveau 5a des Kaffeegetränks 5 im
Aufbewahrungsraum 4 das Inertgas aus dem
Aufbewahrungsraum 4 über die Ausgleichsleitung 14 in den
Ausgleichsraum 10 zurückgedrückt. Fällt das Niveau 5a
des Kaffeegetränks 5 im Aufbewahrungsraum 4 durch
Ausgabe von Kaffee wieder, wird wiederum Inertgas aus
dem Ausgleichsraum 10 in den Aufbewahrungsraum 4
zurückgesaugt, so daß immer der nicht durch
Kaffeegetränk 5 ausgefüllte Teil des Gesamtvolumens des
Aufbewahrungsraums 4 mit Inertgas gefüllt ist.
Zur Reinigung des Behälters wird dieser zuerst
vollständig mit Wasser - dem ein Reinigungsmittel
zugesetzt sein kann befüllt. Anschließend wird das
Ventil 15 geschlossen. Das gesamte Schutzgas ist nun im
Ausgleichsraum 10 eingeschlossen. Nunmehr kann der
Deckel 3 abgenommen und der Vorratsraum herkömmlich
gereinigt werden. Das in jedem Fall notwendige
Klarspülen erfolgt bei aufgesetztem Deckel über die
Öffnung 6. Dabei muß der Behälter wiederum vollständig
befüllt werden. Nun wird das Ventil 15 wiederum geöffnet
und das Klarspülwasser über den Zapfhahn 8 abgelassen.
Für die nächste Benutzung sind keinerlei Vorbereitungen
bezüglich des Schutzgases erforderlich. Der Behälter ist
jederzeit einsetzbar auch nach längerer Nichtbenutzung.
Selbstverständlich bleibt der Entnahmehahn 8 dabei
geschlossen, um einen bei längerer Öffnungsdauer
möglichen Gasaustausch mit der Atmosphäre zu
unterbinden.
Fig. 2 zeigt einen weiteren erfindungsgemäßen
Vorratsbehälter 101, der direkt an einen Brüher 120
einer Kaffeemaschine angeschlossen ist. Der
Vorratsbehälter 101 weist einen von einer Wandung 102
und einem Deckel 103 umschlossenen Aufbewahrungsraum 104
für Kaffeegetränk 105 auf. In den Boden 102b mündet eine
Einfüll-Steigleitung 106 vom Brüher 120, die durch ein
Rückschlagventil 106a derart verschlossen ist, daß
Kaffeegetränk 105 nicht vom Aufbewahrungsraum 104 in den
Brüher 120 zurückfließen kann. Die tiefste Stelle des
Aufbewahrungsraums 104 ist mit einer Entleerungsleitung
107 verbunden, die über einen Absperrhahn 108
verschlossen und geöffnet werden kann.
Der Deckel 103 liegt dicht aber nur lose auf und ist so
leicht, daß er als Überdruckventil wirkt und angehoben
wird, sobald der Druck im Inneren des Aufbewahrungsraums
104 über Atmosphärendruck ansteigt.
An einem Gehäuseteil 121 der Kaffeemaschine ist eine
Blase 111 aus einem luftundurchlässigen, folienartigen,
flexiblen, aber nicht dehnbaren Material befestigt, die
einen Ausgleichsraum 110 mit variablem Volumen
umschließt. Das Volumen des Ausgleichsraums 110 kann von
Null bis auf einen Wert erhöht werden, der mindestens so
groß wie das Volumen des Aufbewahrungsraums 104 ist. Der
Ausgleichsraum 110 ist über eine Ausgleichsleitung 114
mit dem oberen Bereich des Aufbewahrungsraums 104 in der
Nähe des Deckels 103 verbunden, wobei ein Prallschild
122 über der Einmündungsstelle der Ausgleichsleitung 114
dafür sorgt, daß einströmendes Schutzgas nach unten
umgelenkt und der Deckel 103 nicht versehentlich
abgehoben wird. In die Ausgleichsleitung 114 mündet eine
durch ein Ventil 117a absperrbare Gasleitung 117 aus
einer Druckgasflasche 123, in der Inertgas, wie
beispielsweise Kohlendioxyd oder Stickstoff, unter Druck
aufbewahrt wird.
Das Gasventil 117a wird über eine Steuerung 124
gesteuert, die eine entsprechend des Füllstandes des
Ausgleichsraums 110 betätigbare Überwachungseinrichtung
125 enthält, die im gezeigten Ausführungsbeispiel einen
ersten, bei der Maximalauswölbung der Blase 111
ansprechenden Überwachungskontakt 125a und einen
zweiten, bei einer etwas geringeren Auswölbung
ansprechenden Überwachungskontakt 125b aufweist, die
anzeigt, daß gerade noch genügend Inertgas vorhanden
ist, um den Aufbewahrungsraum 104 vollständig von Kaffee
entleeren zu können. Die Überwachungseinrichtung 125 ist
mit einem Stift 126 verbunden, der durch die sich
vergrößernde Blase 111 berührt und gedrückt wird, um die
Überwachungskontakte 125a, 125b zu betätigen. Die
Überwachungseinrichtung 125 wird beim erstmaligen
Befüllen mit Inertgas aktiviert und sperrt das Ventil
117a, wenn die Blase 111 ihr Maximalvolumen erreicht
hat. Dadurch wird ein Überdruck des Inertgases im System
verhindert.
Um Gasverluste feststellen und ausgleichen zu können,
wird die Überwachungseinrichtung 125 bei jeder oder bei
ausgewählten Neubefüllungen des Aufbewahrungsraums 104
mit einer frisch gebrühten Charge Kaffee abgefragt, um
festzustellen, ob der Kontakt 125b aktiviert wurde,
somit genügend Inertgas vorhanden ist. Ist dies nicht
der Fall, wird das Ventil 117a geöffnet und Inertgas so
lange zugeleitet, bis der Überwachungskontakt 125a auf
die Maximalwölbung der Blase 111 anspricht und das
Ventil 117a, analog der Neubefüllung, schließt.
Der Blase 111 ist weiterhin eine Vorrichtung 127
zugeordnet, mit der das Entleeren der Blase 111
erleichtert wird. Die Vorrichtung 127 weist eine durch
Kraftspeicher 128, insbesondere Federn, belastete Platte
130 auf, die an der Wandung der Blase 111 anliegt und
deren Bewegung beim Entleeren und Befüllen folgt. Die
Belastung der Blase 111 durch die Kraftspeicher 128
beträgt jedoch nur wenige Gramm, so daß das Inertgas
nicht wesentlich unter Druck gesetzt wird.
Um die Luft aus dem System zu entfernen, kann bei
Verwendung eines Inertgases, wie beispielsweise
Kohlendioxyd, das schwerer als Luft ist, wie folgt
vorgegangen werden. Das Ventil 117a wird bei
geschlossenem Absperrhahn 108 geöffnet, so daß Inertgas
über die Leitungen 117 und 114 sowohl in den
Ausgleichsraum 110 als auch den Aufbewahrungsraum 104
gelangt. Das schwerere Inertgas sinkt nach unten und
verdrängt Luft nach oben. Sobald der Druck ansteigt,
hebt sich der Deckel 103 und die Luft entweicht. Das
Ventil 117a wird zeitverzögert nach dem Betätigen des
Schalters 125a wieder geschlossen. Durch Zufuhr von
heißem Wasser über eine Leitung 131 und ein zugeordnetes
Heißwasser-Absperrventil 131a wird im Brüher 120 ein
Kaffeegetränk gebrüht, das über die Steigleitung 106 in
den Aufbewahrungsraum 104 gedrückt wird. Mit
ansteigendem Niveau 105a des Kaffeegetränks wird das
Inertgas durch Anheben des Deckels 103 aus dem
Aufbewahrungsraum 104 solange ausgedrückt, bis das
Niveau 105a des Kaffeegetränks 105 seinen Maximalstand
erreicht hat. Sinkt das Niveau 105a durch Ausgeben von
Kaffee wieder, so füllt sich der dadurch entstehende
leere Raum mit dem Inertgas aus der Blase 111. Beim
nachfolgenden Wiederanstieg des Niveaus wird dann das
Inertgas aus dem Aufbewahrungsraum 104 wieder in den
Ausgleichsraum 110 gedrückt.
Fig. 3 zeigt ein weiteres, bevorzugtes
Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Vorratsbehälters 201 bei Verwendung in einer automatisch
arbeitenden Kaffeemaschine. Der Vorratsbehälter 201
weist einen durch eine Wandung 202 und einen fest
aufliegenden Deckel 203 umschlossenen Aufbewahrungsraum
204 mit festgelegtem Volumen auf. Im Aufbewahrungsraum
204 sind Einrichtungen zum Feststellen des Füllstandes
205a mit Kaffeegetränk 205, z. B. Füllstandselektroden
233, vorgesehen. Der durch eine Heizung 209 beheizbare
Boden 202b ist über eine Befülleitung 206 mit einem
darunterliegenden Brüher 220 verbunden, wobei zwischen
der Befülleitung 206 und dem Brüher 220 ein
Rückschlagventil 206a angeordnet ist. Zwischen dem
Rückschlagventil 206a und dem Aufnahmeraum 204 zweigt
von dieser Leitung eine Auslaufleitung 207 ab, die durch
einen steuerbaren Absperrhahn 208 selbsttätig zu öffnen
und zu schließen ist.
Zwischen dem Brüher 220 und der Abzweigung der
Auslaufleitung 207 kann in die Befülleitung 206 eine
Entgasungsvorrichtung 233 üblicher Bauart eingeschaltet
sein, um eventuell beim Brühen in das Kaffeegetränk
eingebrachte Luftblasen wieder zu entfernen. Der Brüher
220 ist darüber hinaus üblicherweise über eine
Heißwasserleitung 231 mit einem steuerbaren
Absperrventil 231a mit Heißwasser zu versorgen.
Mit dem oberen Bereich des Aufbewahrungsraums 204 ist
ein Ausgleichsraum 210 über eine Ausgleichsleitung 214
verbunden. Der Ausgleichsraum 210 wird durch eine Blase
211 aus einem luftdichten, folienartigen, verformbaren,
flexiblen aber nicht dehnbaren Material gebildet. Der
Aufnahmeraum 210 kann sein Volumen von, durchgehend
gezeichnet, nahezu Null bis auf das gestrichelt
gezeichnete Maximalvolumen ausdehnen, das mindestens so
groß wie das Volumen des Aufbewahrungsraums 204 ist.
In die Ausgleichsleitung 214 mündet eine durch ein
Ventil 217a absperrbare Gasleitung 217 von einer
Druckgasflasche 223, die Inertgas, wie beispielsweise
Stickstoff oder Kohlendioxyd, unter Druck enthält.
Zwischen der Einmündung der Gasleitung 217 in die
Ausgleichsleitung 214 und dem Aufbewahrungsraum 204 ist
in die Ausgleichsleitung 214 ein absperrbares Ventil 234
eingeschaltet. Zwischen dem Ventil 234 und dem
Aufbewahrungsraum 204 ist die Ausgleichsleitung 214 mit
einem als Überdruckventil wirkenden, entriegelbaren
Rückschlagventil 218 sowie einem mit der höchsten Stelle
des Aufbewahrungsraums 204 fluchtenden Überlaufventil
235 mit einem Überlaufrohr 235a verbunden.
Der Blase 211 ist eine Überwachungseinrichtung 225
zugeordnet, die mit einer Steuerung 224 verbunden ist,
die die automatischen Funktionen der Kaffeemaschine
sowie die Ventile 208, 217a, 231a und 235 steuert. Die
Überwachungseinrichtung 225 weist einen ersten und einen
zweiten Überwachungskontakt 225a und 225b auf, deren
Funktion vergleichbar mit denjenigen der Fig. 2 ist.
Bei Inbetriebnahme wird der Aufbewahrungsraum 204 bei
geschlossenen Ventilen 208 und 234 mit heißem Wasser
gefüllt, bis heißes Wasser aus dem Überlaufventil 235
austritt. Die durch das heiße Wasser verdrängte Luft ist
vorher über das Rückschlagventil 218 entwichen. Bei
geschlossenem Ventil 234 wird der Ausgleichsraum 211 bis
zu seinem Maximalvolumen mit Inertgas aus dem
Druckgasspeicher 223 befüllt. Über die
Überwachungseinrichtung 225 wird bei Erreichen des
Maximalvolumens die Gaszufuhr durch Schließen des
Ventils 217a abgesperrt. Dann wird das Ventil 234
geöffnet und das heiße Wasser über die
Entleerungsöffnung 207, durch Öffnung des Ventils 208,
abgelassen, wodurch das Inertgas aus dem Ausgleichsraum
210 in den Aufbewahrungsraum 204 gesaugt wird. Nachdem
das Wasser vollständig abgelassen wurde, kann der erste
Brühvorgang mit nachfolgender Wiederentleerung beginnen,
wobei das Inertgas zwischen dem Aufbewahrungsraum 204
und dem Ausgleichsraum 210 in der gleichen Weise hin- und
hergedrückt wird, wie dies bereits bei den
vorangegangenen Ausführungsbeispielen beschrieben wurde.
Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 ist durch das
entsperrbare Rückschlagventil 218 und das Überlaufventil
235 eine Möglichkeit geschaffen worden, den
Vorratsbehälter 201 mit nicht näher dargestellten
Einrichtungen automatisch zu reinigen, ohne daß das
Inertgas mit der Reinigungsflüssigkeit in Berührung
kommt und etwaige Dämpfe aufnimmt. Zum Reinigen wird
zunächst der Aufbewahrungsraum 204 bei geöffnetem Ventil
234 und geschlossenen Ventilen 208 bzw. 217a über eine
gesonderte Leitung 236 mit Reinigungsflüssigkeit
gefüllt, bis sich das gesamte Inertgas wieder im
Ausgleichsraum 210 befindet. Dann wird das Ventil 234
geschlossen und das Rückschlagventil 218 entsperrt, so
daß die vorbestimmte Anzahl von Reinigungsvorgängen
durchgeführt werden kann, ohne daß jedesmal das Inertgas
beim Entleeren des Aufbewahrungsraums 204 aus dem
Ausgleichsraum 210 abgesaugt werden muß.
Der Verbrauch an Inertgas bei diesem Vorratsbehälter ist
besonders gering. So reicht beispielsweise eine
Druckgasflasche mit 5 l Inhalt unter einem Druck von 200
bar, was etwa 1000 l Druckgas entspricht, für einen
Aufbewahrungsraum mit einem Volumen von etwa 4 l und
einem Ausgleichsraum mit einem Maximalvolumen von etwa 5 l
bei täglicher Befüllung ca. 9 Monate und bei
wöchentlicher Befüllung ca. 4,5 Jahre.
Fig. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem
zwei Vorratsbehälter 301a und 301b gekoppelt sind. Beide
Vorratsbehälter sind identisch ausgebildet, so daß
nachfolgend nur einer der Vorratsbehälter 301 erläutert
werden soll. Jeder Vorratsbehälter 301 weist einen durch
eine geschlossene Wandung 302 und einen abgedichteten
Deckel 303 umschlossenen Aufbewahrungsraum 304 auf.
Durch den Boden 302b der Wandung 302 erstreckt sich eine
Befüll- und Entleerungsöffnung 306, die durch ein
Rückschlagventil 306a in Richtung auf einen
nicht gezeichneten Brüher einer Kaffeemaschine
abgeschlossen ist. Zwischen dem Rückschlagventil 306a
und dem Boden 302b zweigt von der Befülleitung 306 eine
Entleerungsleitung 307 ab, die mit einem Absperrhahn 308
absperrbar ist. In einer rinnenförmigen Ausnehmung 337
im Deckel 303 jedes der Vorratsbehälter 301 mündet ein
erster Leitungsabschnitt 314a einer Ausgleichsleitung
314, die eine für beide Vorratsbehälter 301a und 301b
gemeinsame Verbindung zu zwei Ausgleichsräumen 310a und
310b herstellt. Der erste Leitungsabschnitt 314a
verbindet die Rinnen 337 beider Vorratsbehälter 301a und
301b miteinander. Mit dem ersten Leitungsabschnitt 314a
ist über einen nach oben weisenden Krümmer, dessen
Scheitelpunkt höher liegt als die Einmündung des ersten
Leitungsabschnittes 314a in die Rille 337 im Deckel 303,
ein zweiter Leitungsabschnitt 314b verbunden, der den
ersten Leitungsabschnitt 314a mit einem dritten
Leitungsabschnitt 314c verbindet, der sich zwischen den
Ausgleichsräumen 310a und 310b erstreckt. Der erste
Leitungsabschnitt 314a ist etwa V-förmig, wobei am
tiefsten Punkt über einen als Rückschlagventil wirkenden
Syphon 335 eine Überlaufleitung 335a angeschlossen ist.
Im zweiten Leitungsabschnitt 314b ist ein steuerbares
Ventil 334 vorgesehen. In den dritten Leitungsabschnitt
314c mündet eine Gasleitung 317, die über eine
steuerbares Ventil 317a einen Gasdruckspeicher 323 in
Form einer mit Inertgas unter Druck gefüllten Gasflasche
mit dem dritten Leitungsabschnitt 314c verbindet.
Die beiden Ausgleichsräume 310a und 310b sind Blasen
311a, 311b aus einem folienartigen, sauerstoffdichten,
verformbaren aber nicht dehnbaren Material. Die Blasen
311a, 311b sind durch eine Entleerungshilfe 327
belastet, wobei die Entleerungshilfe 327 jeweils eine
auf jeder Blase 311a, 311b liegende Platte 330a, 330b
mit einem vorbestimmten, sehr geringen Gewicht enthält.
Das Gewicht jeder der Platten 330a, 330b sollte so groß
sein, daß das Zusammenfallen der Blasen 311a und 311b
für ihre im wesentlichen vollständige Entleerung
unterstützt und der Abfluß des Inertgases
vergleichmäßigt wird. Das Gewicht der Platten 330a, 330b
sollte demgegenüber so gering sein, daß es vom Druck des
in den Aufbewahrungsraum 304 einströmenden
Kaffeegetränks 305 überwunden werden kann, ohne den
Befüllvorgang der Aufbewahrungsräume 304 zu erschweren
bzw. gar zu verhindern.
Wenigstens einer der Platten 330b ist eine mit einer
nicht gezeichneten Steuerung verbundene
Überwachungseinrichtung 325 zugeordnet, die das
Maximalvolumen der Ausgleichsräume 310a, 310b begrenzt.
Bei dieser Überwachungseinrichtung 325 werden die
bereits in den Fig. 2 und 3 erläuterten Funktionen durch
einen einzigen Überwachungskontakt erfüllt, durch den
auch Steuerungsvorgänge der Kaffeemaschine,
beispielsweise der Brühvorgang, sowie die Ventile 317a
und 334a gesteuert werden.
Bei Inbetriebnahme wird zunächst bei geschlossenem
Ventil 334 Wasser in den Aufnahmeraum 304 beider
Vorratsbehälter 301a, 301b eingeleitet, bis dieses über
den Überlauf 335a abläuft und den Syphon 335 füllt. Bei
noch geschlossenem Ventil 334 wird über das geöffnete
Ventil 317a Inertgas in beide Ausgleichsräume 310a, 310b
geleitet, bis die Blasen 311a, 311b ihr maximales
Volumen enthalten. Über den Schalter 325 wird danach das
Ventil 317a geschlossen. Dann wird bei geöffnetem Ventil
334 das Wasser über die Ablaufleitung 307 aus den
Aufbewahrungsräumen 304 abgelassen, wodurch das Inertgas
aus den Ausgleichsräumen 310a, 310b nachgesaugt wird.
Die Wasserfüllung im Syphon 335 verhindert das
Eindringen von Luftsauerstoff. Nachdem das Wasser
vollständig abgelaufen ist, stehen die
Aufbewahrungsräume 304 für eine Befüllung mit Kaffee zur
Verfügung, wobei das Inertgas mit fallendem und
steigendem Niveau 305a des Kaffeegetränks 305 in den
Aufbewahrungsräumen 304 von den Aufbewahrungsräumen 304
in die Ausgleichsräume 310 und zurück fließt, wie dies
bereits anhand der vorangegangenen Ausführungsbeispiele
ausführlich erläutert wurde.
Die Reinigung der Vorratsbehälter gemäß den Fig. 3 und 4
kann entweder manuell, nach Abnehmen des
Vorratsbehälterdeckels, wie bei der Beschreibung der
Fig. 1 dargelegt oder vollautomatisch erfolgen.
In letzterem Fall wird der Vorratsbehälter nach seiner
Entleerung gänzlich mit Wasser vom Brüher befüllt, dem
bereits dort Reinigungsmittel zugegeben wurde. Wenn der
Behälter vollständig gefüllt ist, wird das Ventil 234
bzw. 334 geschlossen: das gesamte Schutzgas befindet
sich nun im Ausgleichsbehälter.
Nach entsprechender Einwirkzeit werden die Behälter
entleert, wobei die erforderliche Belüftung über das
geöffnete Sicherheitsventil 218 (Fig. 3) oder über die
Syphonleitung 335 (Fig. 4) erfolgt. Der oder die
Vorratsbehälter werden anschließend ein- oder mehrfach
mit sauberem Klarspülwasser befüllt. Vor dem letzten
Entleeren wird das Ventil 234 bzw. 334 geöffnet und das
Sicherheitsventil 218 wieder geschlossen. Dadurch wird
in den sich leerenden Behälter wieder Schutzgas aus dem
Ausgleichsbehälter gesaugt, so daß am Ende wieder ein
mit Schutzgas befüllter Vorratsbehälter vorliegt. Für
die nächste Inbetriebnahme sind keinerlei Vorarbeiten
erforderlich, es kann sofort in der beschriebenen Weise
wieder Kaffee bevorratet werden.
In Abwandlung der beschriebenen und gezeichneten
Ausführungsbeispiele können die in den einzelnen Figuren
gezeigten Einzelheiten untereinander ausgetauscht
werden. So können beispielsweise zwei oder noch mehr
Blasen bzw. Ausgleichsräume einem einzigen
Aufbewahrungsraum zugeordnet sein. Die erfindungsgemäße
Ausgestaltung ist weiterhin auch bei Kaffeemaschinen von
anderen als den gezeichneten Typen einsetzbar. Die
Druckgasflasche muß nicht unbedingt ständig mit den
Ausgleichsräumen verbunden bleiben. Weiterhin kann in
allen Ausführungsbeispielen anstelle der
Maximalauswölbung eine bei vollständig entleertem
Aufbewahrungsraum verbliebene Restmenge Inertgas im
Ausgleichsraum überwacht und ein Nachfüllvorgang
eingeleitet werden, falls auf diese Weise Gasverluste
festgestellt wurden. Entleerungshilfen können auch bei
denjenigen Ausführungsbeispielen vorgesehen sein, bei
denen sie nicht gezeichnet sind.
Ferner umfaßt die Erfindung Möglichkeiten, den
Sauerstoffgehalt des Inertgases durch Einbau
entsprechender Sensoren zu überwachen. Hat sich das
Inertgas mit einem nachteiligen Anteil Sauerstoff
angereicht, kann dies angezeigt oder die notwendige
Erneuerung der Schutzgasfüllung selbständig durchgeführt
werden.
Claims (16)
1. Vorratsbehälter für Kaffeegetränk, mit einem durch
eine geschlossene Wandung mit einer Befüll- und
Entleerungsöffnung umgebenen Aufbewahrungsraum mit einem
vorgegebenen Volumen zum Aufbewahren veränderlicher
Mengen des Kaffeegetränks, und mit einer Einrichtung zum
Verhindern eines Kontaktes des Kaffeegetränks im
Aufbewahrungsraum mit Luftsauerstoff, dadurch
gekennzeichnet, daß die Einrichtung einen mit dem
Aufbewahrungsraum (4, 104, 204, 304) über eine Leitung
(14, 114, 214, 314) verbundenen Ausgleichsraum (10, 110,
210, 310) mit einem sich selbsttätig an unterschiedliche
Befüllmengen anpassenden Volumen enthält, wobei das
größte Volumen des Ausgleichsraums (10, 110, 210, 310)
gleich oder größer ist als das Volumen des
Aufbewahrungsraums (4, 104, 204, 304), und daß im
Ausgleichsraum (10, 110, 210, 310) Inertgas ohne einen
wesentlichen Überdruck enthalten ist, das bei einer
sich verringernden Menge Kaffeegetränk (5, 105, 205,
305) in den Aufbewahrungsraum (4, 104, 204, 304) strömt
und dort den nicht mehr von Kaffeegetränk (5, 105, 205,
305) ausgefüllten Teil des Volumens auffüllt, und das
mit steigender Menge Kaffeegetränk (5, 105, 205, 305) in
den Ausgleichsraum (10, 110, 210, 310) strömt.
2. Vorratsbehälter nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der Ausgleichsraum (10, 110, 210,
310) von einer Wandung (11, 111, 211, 311) aus einem
verformbaren, flexiblen Material begrenzt ist.
3. Vorratsbehälter nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß der Ausgleichsraum (110, 210, 310)
im Inneren wenigstens einer Blase (111, 211, 311)
angeordnet ist.
4. Vorratsbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgleichsraum (110,
210, 310) über ein Absperrventil (117a, 217a, 317a) mit
einem Druckspeicher (123, 223, 323) für das Inertgas
verbunden ist.
5. Vorratsbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Aufbewahrungsraum
(4, 104, 204, 304) ein Überdruckventil (18, 103, 218,
335) verbunden ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß das Überdruckventil durch einen lose aufgelegten
Deckel (103) der Wandung (203) mit einem auf den
Ansprechdruck abgestimmten Gewicht gebildet ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß eine Überwachungseinrichtung (125,
225, 325) zum Feststellen eines vorbestimmten
Maximalvolumens des Ausgleichsraums (110, 210, 310)
vorgesehen ist.
8. Vorratsraum nach den Ansprüchen 4 und 7, dadurch
gekennzeichnet, daß die Überwachungseinrichtung (125,
225, 325) das Absperrventil (117a, 217a, 317a) des
Inertgas-Druckspeichers (123, 223, 323) steuert.
9. Vorratsbehälter nach einem der Ansprüche 2 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung (111, 311) des
Ausgleichsraums (110, 310) von einer
Entleerungshilfeeinrichtung (130, 330) beaufschlagt ist.
10. Vorratsbehälter nach Anspruch 9, dadurch
gekennzeichnet, daß die Entleerungshilfeeinrichtung eine
mit einer vorbestimmten Kraft an der Wandung (111, 311)
anliegende Platte (130, 330) ist.
11. Vorratsraum nach Anspruch 10, dadurch
gekennzeichnet, daß die Platte (130) von einem
Kraftspeicher (128) in Anlage an der Wandung (111)
gehalten ist.
12. Vorratsbehälter nach Anspruch 10, dadurch
gekennzeichnet, daß die Platte (330) ein vorbestimmtes
Gewicht aufweist und durch Schwerkraft auf die Wandung
(311) einwirkt.
13. Vorratsbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, daß der Befüllöffnung (206) des
Aufbewahrungsraums (204) eine Entgasungsvorrichtung
(233) für das gebrühte Kaffeegetränk (205) zugeordnet
ist.
14. Vorratsbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, daß dem Aufbewahrungsraum (204,
304) ein Überlauf (235a, 335a) zugeordnet ist.
15. Vorratsbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 14,
dadurch gekennzeichnet, daß das Inertgas Kohlendioxyd
oder Stickstoff ist.
16. Vorratsbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 15,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Meßsensor zum
Feststellen einer kritischen Sauerstoffkonzentration und
zum Einleiten eines Inertgas-Austauschvorgangs
vorgesehen ist.
Priority Applications (1)
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DE19924215886 DE4215886C2 (de) | 1992-05-14 | 1992-05-14 | Vorratsbehälter |
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DE4215886A1 true DE4215886A1 (de) | 1993-11-18 |
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ID=6458841
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Cited By (2)
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---|---|---|---|---|
NL1005480C2 (nl) * | 1997-03-10 | 1998-09-14 | Smitdesign Bv | Inrichting voor het oploskoffie vullen van een voorraadkan alsmede een mengpijp bestemd voor plaatsing in een voorraadkan voor koffie. |
EP2074917A1 (de) * | 2007-12-28 | 2009-07-01 | Sataco Co., LTD. | Kaffeemaschine |
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DE102019123781A1 (de) * | 2019-09-05 | 2021-03-11 | Krones Aktiengesellschaft | Qualitätskontrolle beim Befüllen eines Behälters mit einem Füllprodukt |
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US3582351A (en) * | 1968-03-20 | 1971-06-01 | Cornelius Co | Method of brewing coffee |
US4363262A (en) * | 1980-10-17 | 1982-12-14 | Pinckley Marion E | Apparatus for storage and dispensing coffee |
-
1992
- 1992-05-14 DE DE19924215886 patent/DE4215886C2/de not_active Expired - Fee Related
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DE4215886C2 (de) | 1999-10-21 |
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