DK170757B1 - Vandbeholder til opvarmning af vand fortrinsvis i en drikkevareautomat - Google Patents

Description

i DK 170757 B1

Opfindelsen angår en vandbeholder til opvarmning af vand fortrinsvis i en drikkevareautomat, hvilken beholder har et fø-devandsindløb, et varmtvandsudløb samt et varmeelement til opvarmning af vandet.

5 Hidtil er varmtvandsbeholderen i drikkevareautomater blevet fremstillet af metal eller metaldele, som har medført, at kalk i vandet har aflej ret sig som flager på metaloverfladerne. Dette har nødvendiggjort 2-5 gange årlig afkalkning af 2 til 3 timers varighed. Ved fremstillingen af varmtvandsbehol-10 dere af plasttyper, såsom polypropylen, som er særligt afvisende over for kalkaflejring på overfladerne, er behovet for jævnlig afkalkning bortfaldet, men i stedet er der opstået et problem med, at kalkpartikler svæver rundt i vandet og følger med ved udleveringen af det varme vand fra varmtvands-15 beholderen. Kalkpartiklerne dannes af kalkkrystaller, der igen dannes ved processen:

Ca ** + 2HC02 - * CaC03 + C02 + H20

Kalkkrystallerne sætter sig som små partikler i vandet i ste-20 det for på vandtankens inderside. Disse små partikler virker som kim til større kalkkrystaller, der i starten svæver rundt i vandet, men senere bundfældes. Grunden til at CaC03-krystallerne, der har større massefylde end vand, ikke omgående bundfældes er, at den dannede C02 sætter sig på krystallerne 25 og bærer disse oppe, indtil de har nået en vis størrelse.

Ved brug af vandbeholderen vil der konstant være en betydelig mængde kalkkrystaller til stede svævende rundt i vandet. Disse kan dels forstyrre udleveringsfunktionerne ved bl.a. at sætte sig fast i ventilernes lukkemekanismer og dels være til 30 gene for slutbrugeren, idet det udleverede vand, såsom en drikkevare, vil indeholde synlige kalkkrystaller.

DK 170757 B1 2

Formålet med den foreliggende opfindelse er at tilvejebringe en vandbeholder, som sikrer kalkudfældning på en sådan måde, at det udleverede varme vand i alt væsentligt er fri for kalkpartikler.

5 Dette opnås ifølge opfindelsen ved, at vandbeholderen er opdelt i en opvarmningssektion, som indeholder varmtvandsud-løbet og varmeelementet, samt en kalkudfældningssektion, som indeholder fødevandsindløbet, ved hjælp af en skillevæg, som strækker sig fra den ene side af vandbeholderen fra umiddel-10 bar nærhed af vandets overflade ved maksimalt vandniveau og skråt nedad i retning mod den modsatte side af vandbeholderen og herfra i afstand fra beholdervæggen ned langs denne til umiddelbar nærhed af vandbeholderens bund, hvorved opvarmningssektionen befinder sig under den skrå del af skillevæg-15 gen, at der findes en øvre gennemstrømningspassage for vand fra opvarmningssektionen til kalkudfældningssektionen ved den øvre ende af den skrå del af skillevæggen, og at der findes en nedre gennemstrømningspassage for vand fra kalkudfældningssektionen til opvarmningssektionen ved skillevæggens 20 nedre kant.

Herved opnås, at der tilvejebringes en vandbeholder, som sikrer fjernelse af alle kalkpartiklerne fra det vand, der skal udleveres. Dette skyldes, at skillevæggen med gennemstrømningspassager foroven og forneden virker som en ledeskærm, 25 der sikrer, at der opstår en styret cirkulation, som starter så snart varmeelementet tændes, især hver gang der ledes nyt ledningsvand ind i vandbeholderen via fødevandsindløbet. Det opvarmede vand stiger op fra varmeelementet og igangsætter en cirkulation, som transporterer nydannede kalkkrystaller om på 30 den modsatte side af skillevæggen over i kalkudfældningssektionen via den øvre gennemstrømningspassage. På grund af at skillevæggen strækker sig skråt nedad fra den ene side af vandbeholderen til den anden side, efterlades der kun et forholdsvis lille overfladeareal over varmeelementet, hvorved 35 alle kalkpartikler, der føres med opad under cirkulationen DK 170757 B1 3 straks vil blive ført direkte opad og igennem den øvre gennemstrømningspassage over i kalkudfældningssektionen. I kalkudfældningssektionen har kalkpartiklerne tid til at tiltage i vækst, indtil de er i stand til at bundfælde sig, hvilket 5 sker ved, at de følger vandcirkulationen ned imellem skillevæggen og beholdervæggen ned til bunden af vandbeholderen. Herfra fjernes de bundfældede kalkpartikler let ved udskylning igennem et udløb i bunden af vandbeholderen.

Når der tages nyt vand ind under eller efter udleveringen af 10 det varme vand, vil det nye vand udskille specielt meget kalk og hovedsagelig aflevere dette i kalkudfældningssektionen samtidig med, at en cirkulation sættes i gang af det nye kolde vand, som bevæger sig nedad i kalkudfældningssektionen. Når det nye vand, der endnu ikke er helt opvarmet, når rundt 15 i vandtanken, bringer det en termostat til at aktivere varmelegemet, som får cirkulationen til at fortsætte og dermed transportere de sidst nydannede kalkkrystaller fra det nye vand fra opvarmningssektionen over i kalkudfældningssektionen. Vandbeholderen er herved opdelt i en i alt væsentligt 20 kalkfri zone og en kalkholdig zone, idet den kalkholdige zone befinder sig i kalkudfældningssektionen. Ved en passende udformning af den kanal, som skillevæggen danner sammen med beholdervæggen, opnås en sådan strømningshastighed under vandcirkulationen, at de kalkpartikler, der er på vej nedad 25 ikke hvirvles rundt, men lægger sig roligt på bunden, hvorfra de fjernes med passende mellemrum. Den traditionelle afkalkningsprocedure med syre og efterfølgende gennemspuling, før vandbeholderen er klar til at kunne bruges til drikkevand, undgås. Ulemperne ved de svævende kalkpartikler er fjernet, 30 idet der kun tappes vand fra den kalkfri zone.

Under vandudleveringen falder vandstanden, i hvert fald til at begynde med, i vandbeholderen. Den øverste del af skillevæggen vil ved den lavere vandstand virke som en bremse for de kalkholdige partikler, så at der ikke igangsættes en cir-35 kulation af kalkholdig vand i den forkerte retning. Kort tid DK 170757 B1 4 efter at vandstanden er faldet under udleveringen af varmt vand, vil vandtilførslen af koldt vand gå i gang og iværksætte cirkulation i den rigtige retning.

Ifølge opfindelsen kan den øvre gennemstrømningspassages 5 nedre kant befinde sig et kort stykke under vandoverfladen ved maksimalt vandniveau, men omkring vandoverfladens laveste niveau umiddelbart efter udleveringen af vand er igangsat. Herved vil den beskrevne bremsende virkning over for cirkulation i den forkerte retning være særlig effektiv.

10 Særligt hensigtsmæssigt kan den øvre gennemstrømningspassage dannes af i det mindste to med indbyrdes afstand tildannede udsparinger i skillevæggen. Herved sikres der særlig hurtig vandgennemstrømning igennem den øvre gennemstrømningspassage, der dannes af de to udsparinger samtidig med, at disse udspa-15 ringer passende kan tildannes til passage af varmeelementets forbindelsesdele.

Ifølge opfindelsen kan den nedre gennemstrømningspassage være afgrænset af et parallelt med beholderbunden ind imod opvarmningssektionen forløbende skillevægsstykke, hvorved opnås, at 20 det cirkulerende vand har mindre tendens til at hvirvle de aflej rede kalkpartikler op fra bunden. Samtidig opnås, at der tilvejebringes et hensigtsmæssigt middel til at fiksere skillevæggen i forhold til beholderens bund.

Særlig hensigtsmæssigt kan skillevæggen være tildannet ud i 25 ét med en opadragende flig, som over vandoverfladen ligger an imod beholdervæggen og forstøtter sig imod et låg på vandbeholderen. Herved opnås der på enkel måde en korrekt placering af skillevæggen og dermed især de øvre gennemstrømningspassager i forhold til vandoverfladen.

30 Ifølge opfindelsen kan en vandbeholder, hvor det maksimale vandniveau afføles ved hjælp af en elektrode, der ovenfra rager ned til etablering af elektrisk forbindelse, når vandni- DK 170757 Bl 5 veauet er ved det maksimale, ifølge opfindelsen være ejendommeligt ved, at den imod vandet værende ende af elektroden er konisk tildannet med en halv toppunktsvinkel, der er større end vandets randvinkel ved en lodret elektrodevæg. Herved 5 opnås, at vandet danner effektiv kontakt med elektroden til trods for de på vandoverfladen værende kalkpartikler.

Endelig kan ifølge opfindelsen i det tilfælde, hvor føde-vandsudløbet omfatter en slange, der ovenfra strækker sig ned i vandet på vandbeholderen, elektroden hensigtsmæssigt have 10 muffeform og omslutte slangen koaksialt.

Opfindelsen forklares nærmere nedenfor under henvisning til tegningen, hvor fig. 1 viser en foretrukken udførelsesform for en vandbehol-15 der ifølge opfindelsen, set i perspektiv med dele for tyde-ligheds skyld fjernet fra hinanden, og fig. 2 den i fig. 1 viste vandbeholder, set i lodret snit med de enkelte dele anbragt på plads, 20 fig. 3 en foretrukken udførelsesform for en elektrode tildannet i tilknytning til en vandtilgangsslange, set skematisk i lodret snit, og 25 fig. 4 en almindelig kendt elektrode med parallelle sider.

Den i fig. 1 og 2 viste vandbeholder, som er forsynet med det generelle henvisningstal 1, er af en almindelig kendt type med et f ødevands indløb 2, varmtvandsudløb 3, som kun er vist i form af et hul i beholdervæggen, samt et varmeelement 4.

30 Foroven har vandbeholderen 1 et låg 5.

Inden i vandbeholderen 1 er der anbragt en skillevæg, som er vist ved det generelle henvisningstal 6. Denne skillevæg er tildannet med en lodret an imod den ene beholdervæg 7 lig- DK 170757 B1 6 gende flig 8, som med en øvre kant 9 er indrettet til at ligge an imod beholderlåget 5. Fra et niveau umiddelbart over et maksimalt vandniveau 10 går skillevæggen 6 over i en skrå plan del 11, som strækker sig skråt nedad med en hældning på 5 fortrinsvis ca. 30°. Et kort stykke fra den modsat beholdervæggen 7 beliggende beholdervæg 12 går den skrå plane del 11 af skillevæggen 6 over i en lodret forløbende plan del 13, som strækker sig parallelt med beholdervæggen 8 ned til et kort stykke over vandbeholderens bund 14. På dette sted går 10 skillevæggen 6 over i en vandret forløbende skillevægsdel 15, som strækker sig et kort stykke væk fra den nærliggende beholdervæg 12 parallelt med beholderbunden 14. Skillevæggen hviler oven på tappe 16, hvoraf der kun er vist en enkelt i fig. 2. Disse tappe rager op fra beholderbunden 14 og støder 15 an imod det vandrette skillevægsstykke 15. Skillevæggen 6 er således fikseret i lodret retning imellem tappene 16 og låget 5. Skillevæggens sidekanter er tildannet til at følge vandbeholderens 1 vægge tætsluttende ved prespasning, idet de har en kontur, der svarer til vandbeholderens 1 tværsnitsform.

20 Som det især fremgår af fig. 1 har vandbeholderen en i hovedsagen rektangulær form med afrundede hjørner. Ved at have sidekanterne tilpasset hertil vil skillevæggen 11 også være fikseret i vandret retning, idet den lodret forløbende plane del 13 af skillevæggen støder op til bueformede hjørner i 25 vandbeholderen 1.

Som det fremgår af fig. 1, er der ved hver sin side af fligen 8 tildannet udsparinger 18, 19, som strækker sig et stykke ned i den skrå del 11 af skillevæggen. Den del af udsparingerne 18 og 19, der befinder sig i den skrå del 11 af skille-30 væggen 6, befinder sig i alt væsentligt under vandets maksimale niveau 10 i vandbeholderen og danner herved gennemstrømningspassager for den del af vandbeholderen, der befinder sig under skillevæggens 6 skrå del 11 til den del, der befinder sig over. Udsparingerne 18 og 19 er tildannet med en sådan 35 størrelse, at de også danner gennemgangspassager for varmeelementets 4 forbindelsesdele 20. I fig. 2 er kun den ene DK 170757 B1 7 forbindelsesdel 20 vist. Varmeelementet 4 befinder sig således under den skrå del 11 af skillevæggen 6. Den del af vandbeholderen udgør således en opvarmningssektion 21, medens den på den anden side af skillevæggen 6 beliggende del af vandbe-5 holderen danner en kalkudfældningsektion 22. Som det fremgår af fig. 1, findes der en tredje udsparing 23 i toppen af skillevæggen 6. Denne udsparing 23 tjener til passage af en tørkogningssikring (ikke vist) af almindelig kendt type.

Vandindløbet 2 dannes som vist i fig. 2 af en vandtilgangs-10 slange, som udmunder under det maksimale vandniveau 10. Koak-sialt omkring denne vandtilgangsslange 2 er der anbragt en muffeformet elektrode 24 til afføling af det maksimale vandniveau 10. Denne elektrode går ved maksimalt vandniveau i elektrisk forbindelse med varmeelementet 4 og afbryder i 15 denne situation for vandtilførsel via vandtilgangsslangen 2. Dette sker på almindelig kendt måde ved hjælp af ikke viste styreindretninger og styreventiler. Når den elektriske forbindelse imellem varmeelementet 4 og elektroden 24 afbrydes som følge af, at der udleveres vand fra vandbeholderen via 20 vandudløbet 3; åbnes der for vandtilgangen, og der fortsætter med at strømme vand ind i vandbeholderen, indtil vandniveauet på ny er nået op til det maksimale vandniveau 10, og den elektriske forbindelse er genetableret. Som det fremgår af fig. 2 og i større målforhold i fig. 3, er elektroden 24 til-25 dannet med en konisk ned imod vandoverfladen vendende ende 25, som er tildannet med en toppunkt svinkel ot, som fortrinsvis er på ca. 70°. Denne toppunktsvinkel er dimensioneret ud fra kendskabet til randvinklen β (se fig. 4) imellem en elektrode 26 af almindelig kendt type og en vandoverflade. For at 30 sikre effektiv elektrisk kontakt imellem elektroden 24 og vandet i vandbeholderen 1 til trods for tilstedeværende kalk-partikler er den koniske ende 25 tildannet med en toppunktsvinkel ot, der er større end det dobbelte af randvinklen β. Herved sikres der at vandet nærmest kravler op ad elektrodens 35 koniske ende og danner særlig god kontakt hermed.

DK 170757 B1 8

Ved brug af vandbeholderen ifølge opfindelsen vil der på grund af skillevæggens 6 tilstedeværelse etableres en cirkulation af vand fra opvarmningssektionen 21 til kalkudfældningssektionen 22, hvorved kalkpartikler, der svæver rundt i 5 opvarmningssektionen 21 vil blive trukket med over i kalkudfældningssektionen og her få tid til at vokse sig så store, at de vil synke til bunds sammen med det vand, der strømmer ned imellem skillevæggen 6 lodret forløbende del 13 og beholdervæggen 12 for til sidst at bundfælde sig på beholderbunden 10 14, medens vandet strømmer tilbage til opvarmningssektionen via den imellem skillevæggen 6 og bunden 14 værende nedre gennemstrømningspassage 28. Denne cirkulation igangsættes, når varmeelementet 4 aktiveres, styret af passende termostater. Varmeelementet 4 aktiveres især, når der tilføres nyt 15 vand til vandbeholderen via vandtilgangsledningen 2 ved signal fra føleren 24, når der udleveres vand fra opvarmningssektionen. Ved vandtilgangsledningen 2, placeret i midten af elektroden 24, vil der opstå en injektorvirkning under vandtilførslen. Denne injektorvirkning vil medføre, at kalkpar-20 tikler vil blive ført væk fra elektroden og ned i vandet og herved skabe yderligere sikkerhed for, at der kan etableres god elektrisk kontakt imellem vandet og elektroden, når vandniveauet på ny når op til det maksimale niveau 10. Udsparingerne 18 og 19 er således tildannet, at deres nederste kanter 25 befinder sig omtrent i niveau med det laveste vandniveau ved normal brug af vandbeholderen. Dertil kommer, at de skal have en sådan størrelse, at de sikrer hurtig indstrømning af vand fra opvarmningssektionen 21 til kalkudfældningssektionen 22, hvilket i en foretrukken udførelsesform for opfindelsen opnås 30 ved, at der omkring forbindelsesdelene 20 til varmeelementet 4 findes et gennemstrømningsareal på ca. 2cm2.

I en foretrukken udførelsesform for opfindelsen er afstanden imellem den lodret forløbende del 13 og skillevæggen 6 10 mm, så at der med en beholder med et vandret tværsnitsareal på 35 115 x 150 mm dannes et gennemstrømningsareal på ca. 10 cm2.

Afstanden imellem bunden 14 og det vandrette skillevægsstykke

Claims (6)

1. Vandbeholder til opvarmning af vand fortrinsvis i en drikkevareautomat, hvilken beholder har et fødevandsindløb (2), et varmtvandsudløb (3) samt et varmeelement (4) til opvarmning af vandet, kendetegnet ved, at vandbeholderen (1) er opdelt i en opvarmningssektion (21) , som inde-15 holder varmtvandsudløbet (3) og varmeelementet (4) , samt en kalkudfældningssektion (22), som indeholder fødevandsindløbet (2), ved hjælp af en skillevæg (6), som strækker sig fra den ene side (7) af vandbeholderen fra umiddelbar nærhed af vandets overflade ved maksimalt vandniveau (10) og skråt nedad i 20 retning imod den modsatte side (12) af vandbeholderen og herfra i afstand fra beholdervæggen (12) ned langs denne til umiddelbar nærhed af vandbeholderens bund (14), hvorved opvarmningssektionen (21) befinder sig under den skrå del (11) af skillevæggen (6) , at der findes en øvre gennemstrømnings-25 passage (18, 19) for vand fra opvarmnings sekt ionen (21) til kalkudfældningssektionen (22) ved den øvre ende af den skrå del (11) af skillevæggen (6) , og at der findes en nedre gennemstrømningspassage (28) for vand fra kalkudfældningssektionen (22) til opvarmningssektionen (21) ved skillevæggens (6) 3. nedre kant. 1 Vandbeholder ifølge krav 1, kendetegnet ved, at den øvre gennemstrømningspassages nedre kant befinder sig et kort stykke under vandoverfladen ved maksimalt vandniveau (10) men omkring vandoverfladens laveste niveau umiddelbart DK 170757 B1 10 efter udleveringen af vand er igangsat.

3. Vandbeholder ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at den øvre gennemstrømningspassage (18, 19) dannes af i det mindste to med indbyrdes afstand tildannede udsparinger 5 (18, 19) i skillevæggen (6).

4. Vandbeholder ifølge krav 1, 2 eller 3, kendetegnet ved, at den nedre gennemstrømningspassage (28) er afgrænset af et parallelt med beholderbunden (14) ind imod opvarmningsektionen (21) forløbende skillevægsstykke (15).

5. Vandbeholder ifølge et eller flere af kravene 1-4, kendetegnet ved, at skillevæggen (6) er tildannet ud i ét med en opadragende flig (8) , som over vandoverfladen ligger an imod beholdervæggen (7) og forstøtter sig imod et låg (5) på vandbeholderen.

6. Vandbeholder ifølge et eller flere af kravene 1-5, og hvor det maksimale vandniveau (10) afføles ved hjælp af en elektrode (24), der ovenfra rager ned til etablering af elektrisk forbindelse, når vandniveauet er ved det maksimale, kendetegnet ved, at den imod vandet vendende ende 20 (25) af elektroden er konisk tildannet med en halv toppunkts vinkel, der er større end vandets randvinkel (β) ved en lodret elektrodevæg.

7. Vandbeholder ifølge krav 6, og hvor fødevandsudløbet (2) omfatter en slange, der ovenfra strækker sig ned i vandet i 25 vandbeholderen (1), kendetegnet ved, at elektroden (24) har muffeform og omslutter slangen (2) koaksialt.