DE69708507T2 - Heisswasserspender - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Zuführung von warmem Wasser, die umfaßt:
• - einen Warmwasserbehälter, der enthält: eine thermostatisch gesteuerte Heizeinheit, um das Wasser in dem Behälter auf einer gewünschten Temperatur zu halten,
• - einen Kaltwasserbehälter über dem Warmwasserbehälter, der eine Menge an kaltem Wasser aufnehmen kann,
• - eine Verbindungsleitung zwischen dem unteren Teil des Kaltwasserbehälters und dem unteren Teil des Warmwasserbehälters,
• - einen Siphon, durch den das warme Wasser aus dem Warmwasserbehälter zugeführt werden kann,
• - ein Regelventil durch das das kalte Wasser in den Kaltwasserbehälter gefüllt werden kann, und
• - eine Wähleinrichtung zur Wahl der Menge an zuzuführendem warmem Wasser.
• Vorrichtungen dieses Typs sind aus dem Stand der Technik in verschiedenen Ausführungsformen bekannt. Bei einer rein von Hand betriebenen Ausführungsform wird eine gemessene Menge an kaltem Wasser in den Kaltwasserbehälter gefüllt. Das Wasser fließt durch die Verbindungsleitung in den unteren Teil des Warmwasserbehälters und verursacht dadurch eine Aufwärtsbewegung des warmen Wassers im Behälter. Infolgedessen wird durch den Siphon warmes Wasser zugeführt. Im Prinzip ist die Menge an warmem Wasser, die durch den Siphon zugeführt wird, gleich der Menge an kaltem Wasser, das in den Kaltwasserbehälter gefüllt wird.
• Wenn bei solch einer einfachen Vorrichtung elektrisch betriebene Wasserventile, Pegelsensoren etc. verwendet werden, um das Dosierungsverfahren zu automatisieren, dann muß man im allgemeinen den Nachteil in Kauf nehmen, daß mindestens ein Teil dieser Bauteile im heißen Bereich der Vorrichtung installiert werden muß. Wegen der beinahe unvermeidlichen Ablagerung von Kesselstein und wegen der Temperatur und des intensiven Kontakts mit warmem Wasser und Wasserdampf, wogegen die Bauteile widerstandsfähig sein sollten, sind es besonders diese Bauteile, die eine Quelle für Störungen oder für einen Ausfall darstellen.
• Eine Vorrichtung mit empfindlichen Bauteilen, die im kalten Bereich der Vorrichtung installiert sind, ist aus US-A-35 89 271 bekannt.
• Eine Ziel der vorliegenden Erfindung ist es nun, die Zahl der Störungen dadurch zu verringern, daß das Systems derart angeordnet wird, daß eventuell störanfällige Bauteile im kalten Bereich der Vorrichtung installiert sind.
• In Übereinstimmung mit der Aufgabe der Erfindung, wie im ersten Absatz beschrieben, weist die Erfindung die Kennzeichnung auf, daß
• - der Kaltwasserbehälter eine Pegelelektrode umfaßt, die ein Signal liefert, sobald das Wasser im Kaltwasserbehälter einen Erfassungspegel über dem unteren Ende, aber unterhalb der Oberseite des Siphons erreicht, und daß
• - die Vorrichtung einen Prozessor umfaßt, der folgende Schritte ausführt:
• - Öffnen des Ventils am Beginn eines Zuführzeitraums,
• - Empfangen eines Signals der Pegelelektrode und als Antwort darauf, Beginn der Messung eines Volumens und
• - Schließen des Ventils, sobald die Volumenmessung einen Wert erreicht hat, der zum von der Wähleinrichtung gewählten Betrag eine vorgegebene Beziehung aufweist.
• Diese Vorrichtung enthält eine einzige Pegelelektrode, die im Kaltwasserbehälter installiert ist, und sie enthält des weiteren ein einziges Regelventil, das in der Kaltwasserleitung installiert ist.
• Im allgemeinen hat der Warmwasserbehälter ein Volumen, das ausreicht, um eine bestimmte gewünschte Höchstmenge Warmwasser auf einmal zu liefern. Sollte die Vorrichtung befähigt sein, relativ kleine Mengen Warmwasser, beispielsweise eine Tasse auf einmal, zu liefern, dann ist es vorstellbar, daß der Pegel der Unterseite des Siphons und der Pegel der Oberseite des Siphons ziemlich nahe beieinander liegen, was zu Problemen führen könnte. Um diese Probleme zu vermeiden, ist es gemäß einer besonderen Ausführungsform bevorzugt, daß der Warmwasserbehälter über der Heizeinheit einen Abschnitt mit einem relativ Weinen Querschnitt aufweist und der Siphon innerhalb dieses Abschnitts angeordnet ist.
• Eine weitere Möglichkeit, um das angegebene Problem zu vermeiden, besteht darin, daß die Vorrichtung derart eingebaut ist, daß sie des weiteren einen Siphonbehälter enthält, in dem der Siphon angeordnet ist, und der untere Teil des Siphonbehälters durch eine Leitung mit der oberen Seite des Warmwasserbehälters verbunden ist.
• Um ein vorzeitiges Anhalten des Siphonbetriebs zu vermeiden, ist es in allen Fällen bevorzugt, daß die Strömungsgeschwindigkeit durch den Siphon geringer als die Strömungsgeschwindigkeit durch das Ventil ist.
• Die Erfindung wird im folgenden im Einzelnen unter Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert, in denen zeigen:
• Fig. 1 eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
• Fig. 2 eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, in der der obere Abschnitt des Warmwasserbehälters einen relativ geringen Durchmesser aufweist,
• Fig. 3 eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, die einen separaten Behälter zur Installation des Siphons enthält.
• Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Diese Vorrichtung enthält einen Kaltwasserbehälter 4, in den das kalte Wasser durch ein Regelventil 3 aus der Kaltwasserleitung 2 eingespeist werden kann. Der Kaltwasserbehälter 4 umfaßt für den Fall eventueller Unglücksfälle zur Entfernung eines Überschusses an kaltem Wasser ein Überflußrohr 6, und er enthält des weiteren einen Pegelsensor 5 in Form eines Fließkörpers. Die Funktion dieses Pegelsensors ist im folgenden im einzelnen beschrieben.
• Die Unterseite des Kaltwasserbehälters 4 ist über eine Leitung mit der Unterseite eines Warmwasserbehälters 10 verbunden. Eine Heizeinheit 11 ist im Warmwasserbehälter 10 installiert. An der Außenseite des Warmwasserbehälters 10 ist ein Thermostat 12 installiert, der zusammen mit einer Steuerschaltung innnerhalb eines Prozessors 1 für eine solche Steuerung der Heizeinheit 11 sorgt, daß das Wasser im Behälter 10 auf einer erwünschten Temperatur gehalten wird.
• Im oberen Abschnitt des Warmwasserbehälters 10 ist ein Siphon 8 installiert, durch den warmes Wasser aus dem Warmwasserbehälter 10, beispielsweise in eine Vorrichtung, geliefert werden kann, die allgemein mit dem Bezugszeichen 9 bezeichnet ist, in der warmes Wasser beispielsweise mit Düften gemischt wird, um damit ein warmes Fertiggetränk zuzubereiten. Der Typ und die Ausführungsform dieser Vorrichtung 9 haben für die Beschreibung der Erfindung keinerlei Bedeutung.
• Im statischen Zustand ist der Wasserpegel gleich dem im Fig. 1 angegebenen Pegel C, d. h. einem Pegel direkt unterhalb der Einflußöffnung des Siphons 8. Der Prozessor 1 umfaßt eine Wähleinrichtung 14, mit deren Hilfe der Benutzer eine gewünschte Wassermenge, z. B. eine Tasse, zwei Tassen etc., wählen kann. Sobald die gewünschte Menge an warmem Wasser durch die Wähleinrichtung 14 gewählt wurde, wird der Zuführungsprozeß gestartet und zunächst öffnet der Prozessor das Ventil 3, um kaltes Wasser aus der Leitung 2 in den Kaltwasserbehälter 4 fließen zu lassen. Infolgedessen steigt der Wasserpegel in der Vorrichtung von Pegel C (sowohl im Kaltwasserbehälter 4 als auch im Warmwasserbehälter 10) solange an, bis der Pegel B erreicht ist. In diesem Augenblick reagiert der Pegeldetektor S und liefert an den Prozessor 1 ein Signal. Der Prozessor 1 spricht durch den Beginn der Volumenmessung an, was im folgenden beschrieben ist. Die Zufuhr von kaltem Wasser aus der Wasserleitung 2 durch das Ventil 3 in den Behälter 4 wird weiter fortgesetzt.
• Sobald der Wasserpegel in der Vorrichtung den Pegel A erreicht hat, beginnt der Siphon 8 seinen Betrieb. Durch den Siphon 8 wird warmes Wasser vom Warmwasserbehälter 10 zu der nicht näher bezeichneten Vorrichtung 9 oder beispielsweise einer Warmwasser-Trommel oder zu einem anderen Empfangsbehälter geliefert.
• Sobald die Volumenmessung einen vorgegebenen Wert erreicht hat, der auf eine vorgegebene Art und Weise auf die momentane Einstellung der Wähleinrichtung bezogen ist, wird das Ventil 3 geschlossen. Der Wasserpegel in der Vorrichtung fällt danach allmählich ab, bis der Pegel C erreicht ist und das untere Ende des Siphons keinen Kontakt mehr mit dem Wasserpegel hat. Dadurch wird der Siphon außer Betrieb gesetzt und die Vorrichtung erreicht den Ruhezustand.
• Um eine relativ einfache Volumenmessung zu ermöglichen, ist das Ventil 3 bevorzugt von einem solchen Typ, daß die Durchflußgeschwindigkeit durch das Ventil 3 vom Druck in der Wasserleitung 2 unabhängig ist, so daß am Auslauf eine konstante Rate geliefert wird. In diesem Fall hat der Prozessor eine Zeitmessung durchzuführen, um festzustellen, welches Kaltwasservolumen durch das Ventil nach dem Signal des Pegeldetektors geflossen ist.
• Stattdessen kann auch ein spezieller Durchflußmesser in der Wasserleitung 2 (vor oder nach dem Ventil 3) für eine direkte Volumenmessung und zur Zuführung entsprechender Signale an den Prozessor installiert sein.
• In einer weiteren Ausführungsform ist ein zweiter Pegeldetektor im Kaltwasserbehälter 4 verwendet. Es wird angenommen, daß die Lösung mit zwei Elektroden oder einem Durchflußmesser oder einer Zeitmessung zur Bestimmung des gelieferten Volumens zum Wissen des Fachmanns auf diesem Gebiet gehören, weshalb eine weitere Beschreibung als überflüssig erachtet wird.
• In all diesen Fällen ist es bevorzugt, daß die Durchflußgeschwindigkeit durch das Ventil 3 etwas größer als die Durchflußgeschwindigkeit durch den Siphon 8 ist, so daß eine kontinuierliche Strömung durch den Siphon 8 gewährleistet ist.
• Alle störanfälligen Bauteile in der Vorrichtung von Anspruch 1 sind im kalten Bereich der Vorrichtung installiert. Das betrifft die dargestellte Ausführungsform des Ventils 3 und den Pegeldetektor 5. Wenn in Übereinstimmung mit den obigen Absätzen weitere oder andere störanfällige Bauteile, wie z. B. ein separate Durchflußmesser oder ein weiterer Pegeldetektor, verwendet werden, werden auch diese Bauteile im kalten Bereich der Vorrichtung installiert.
• Im allgemeinen weist der Warmwasserbehälter 10 ein Volumen auf, das in jedem Fall geeignet ist, um eine vorgegebene maximale Menge an Warmwasser auf einmal zu liefern. Wenn diese maximale Menge relativ groß ist, kann es wünschenswert sein, daß er befähigt ist, eine relativ kleine Menge Wasser, beispielsweise eine Tasse, zu liefern, und in diesem Falle könnten die Pegel A, B und C sehr dicht aneinander liegen, was problematisch sein könnte. Um diese Probleme zu vermeiden, ist es in einer speziellen Ausführungsform bevorzugt, daß der obere Teil des Behälters 10 mit einem kleineren Durchmesser gebaut wird, so daß lokal Anstieg und Abfall des Pegels schneller erfolgt und somit die Abstände zwischen den Pegeln A, B und C größer sind. Eine solche Ausführungsform ist schematisch in Fig. 2 dargestellt. In dieser Figur hat der obere Teil des Warmwasserbehälters, mit 10A bezeichnet, einen wesentlich kleineren Durchmesser als der übrige Teil dieses Behälters. In diesem schmalen Abschnitt 10A ist der Siphon 8 installiert. Außer diesen Unterschieden arbeitet diese Vorrichtung absolut identisch mit der in Fig. 1 gezeigten und beschriebenen Vorrichtung.
• Eine weitere Möglichkeit, das angegebene Problem zu lösen, liegt in der Verwendung eines separaten Siphonbehälters, wie in Fig. 3 gezeigt ist. In der Ausführungsform von Fig. 3 ist ein separater Siphonbehälter 10 über dem Warmwasserbehälter 10 installiert, in dem ein Siphon 8 installiert ist. Dieser Siphonbehälter 7 hat einen begrenzten Durchmesser, so daß die Pegel A, B und C einen klar unterscheidbaren Abstand voneinander haben, wodurch die beschriebenen Probleme beseitigt sind. Auch in diesem Fall ist der Betrieb der Vorrichtung als Ganzes ebenfalls mit dem Betrieb identisch, wie er für das in Fig. 1 gezeigte System beschrieben ist.

Claims (4)

1. Vorrichtung zur Zuführung von heißem Wasser, die umfaßt:

- einen Warmwasserbehälter (10), der enthält: eine thermostatisch gesteuerte Heizeinheit (11), um das Wasser in dem Behälter (10) auf einer gewünschten Temperatur zu halten,

- einen Kaltwasserbehälter (4) über dem Warmwasserbehälter (10), der eine Menge an kaltem Wasser aufnehmen kann,

- eine Verbindungsleitung zwischen dem unteren Teil des Kaltwasserbehälters (4) und dem unteren Teil des Warmwasserbehälters (10),

- einen Siphon (8), durch den das warme Wasser aus dem Warmwasserbehälter (10) zugeführt werden kann,

- ein Regelventil (9) durch das das kalte Wasser in den Kaltwasserbehälter (4) gefüllt werden kann, und

- eine Wähleinrichtung (14) zur Wahl der Menge an zuzuführendem warmem Wasser,

dadurch gekennzeichnet, daß

- der Kaltwasserbehälter (4) eine Pegelelektrode (5) umfaßt, die ein Signal liefert, sobald das Wasser im Kaltwasserbehälter (4) einen Erfassungspegel über dem unteren Ende, aber unterhalb der Oberseite des Siphons (8) erreicht, und daß

- die Vorrichtung einen Prozessor (1) umfaßt, der folgende Schritte ausführt:

- Öffnen des Ventils (3) am Beginn eines Zuführzeitraums,

- Empfangen eines Signals der Pegelelektrode (5) und als Antwort darauf, Beginn der Messung eines Volumens, und

- Schließen des Ventils (3), nachdem die Volumenmessung einen Wert erreicht hat, der zum von der Wähleinrichtung (14) gewählten Betrag eine vorgegebene Beziehung aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Warmwasserbehälter (10) über der Heizeinheit (11) einen Abschnitt (10A) mit einem relativ kleinen Querschnitt aufweist und der Siphon (8) innerhalb dieses Abschnitts (10A) angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie ferner umfaßt:

einen Siphonbehälter (7), in dem der Siphon (8) angeordnet ist, und der untere Teil des Siphonbehälters (7) über eine Leitung mit dem oberen Teil des Warmwasserbehälters (10) verbunden ist.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsgeschwindigkeit durch den Siphon (8) kleiner als die Strömungsgeschwindigkeit durch das Ventil (3) ist.