CN103917289B - 混合装置、碳酸化器、包括碳酸化器的器具以及用于生产碳酸饮料的方法 - Google Patents

混合装置、碳酸化器、包括碳酸化器的器具以及用于生产碳酸饮料的方法 Download PDF

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Abstract

提供了一种用于旨在生产碳酸饮料的饮料和CO2气体的混合装置(2)。该混合装置(2)包括在主方向(10)上延伸的一个混合通道(4)。该混合通道(4)包括沿着该主方向(10)的多个宽通道区段(16)和多个窄通道区段(18)。该混合通道(4)在垂直于该主方向(10)的方向上观察时具有长形截面。该混合通道(4)的至少一个第一定界表面(22)配备有多个突出部(20)，这些突出部至少部分地沿着该第一定界表面(22)在横穿该混合通道(4)的一个方向上延伸并且朝向该混合通道(4)的一个第二定界表面(24)突出从而形成这些窄通道区段(18)。这些窄和宽通道区段造成了饮料的湍流。另外提供了一种用于生产碳酸饮料的碳酸化器、一致包括碳酸化器的器具以及一种用于生产碳酸饮料的方法。

Description

混合装置、碳酸化器、包括碳酸化器的器具以及用于生产碳酸 饮料的方法
技术领域
本发明涉及一种用于旨在生产碳酸饮料的非碳酸饮料和CO2气体的混合装置、涉及用于混合非碳酸饮料与CO2气体以便生产碳酸饮料的碳酸化器、涉及包括碳酸化器的一种器具并且涉及一种在碳酸化器中通过混合非碳酸饮料与CO2气体而生产碳酸饮料的方法。
背景
二氧化碳(CO2气体)与饮料例如水或加味水混合来生产碳酸饮料。CO2气体至少部分地溶解在水中并且形成碳酸H2CO3。CO2在水中的溶解性较弱，因此它分开而变回成CO2气体，该气体形成了气泡，消费者将其与碳酸饮料相关联。
通过使用两种物理原理可以用不同的方式将CO2气体混合到水中：在高压下混合或长时间混合或其组合。水压和水温影响CO2气体在水中的溶解性。冷水比热水溶解更多的CO2。
对于直列式碳酸化而言，即当要对流动的饮料进行碳酸化时，压力和时间都是受限制的。另外，水温可以改变，例如在每年的不同时间中。水压也可以改变。如果没有针对当前操作条件进行适当调整，则直列式(in-line)碳酸化器可以容易提供较差碳酸化的饮料或具有饮料的偶尔栓塞的CO2气体流。因此生产一种将在不同操作条件下提供碳酸饮料的直列式碳酸化器是一个挑战。
EP2070587披露了配备有一个直列式饮料碳酸化系统的饮料分配器。该饮料分配器包括流体地连接至水源的一个液体饮料供应管线、流体地连接至一个加压气体源上的一个气体供应管线以及用于混合该气体与该液体饮料的至少一个混合装置。至少一个入口端口将该气体供应管线流体地连接至该液体饮料供应管线上或该混合装置上以便将该气体引入该液体饮料中。与气体混合了的液体饮料在一个分配点处被分配。
US5510060披露了一种直列式碳酸化器，该碳酸化器包括限定了一个长形腔室的一个壳体，该长形腔室具有在内壁中的一个螺旋形沟槽以及被布置在该腔室中的一个长形内部本体。该长形内部本体和该螺旋形沟槽限定了一个螺旋形的流动通路。在该螺旋形通道的一端处，有待碳酸化的液体被供应至该螺旋形流动通路，并且在该螺旋形流动通路的另一端处，经碳酸化的液体离开该螺旋形通路。该长形内部本体是由一种微孔材料形成的。将该液体碳酸化的CO2气体通过该微孔材料从该内部本体的内部气体腔室扩散进入该螺旋形通路中的液体中。在CO2气体侧出现压降或液体侧的压力升高情况下，液体将渗透入该微孔材料中。这些微孔将保留该液体并且在普通操作条件下将该液体从所有微孔中去除可能是困难的。在微孔中被填充液体时负面地影响了该碳酸化器的操作条件。
2008年5月16日提交的IT PZ20080002(A1)披露了一种用于液体和气体的直列式混合安排。该安排包括一个其内直径在至少两个内直径之间变化N倍的管道。实际上，该安排没有为饮料的直列式碳酸化提供满意的解决方案。
因此，对于至少遭遇比已知直列式碳酸化器相关问题更少的问题的一种直列式碳酸化器仍然存在着需要。
概要
一个目的是提供用于将饮料碳酸化的一种替代的安排和/或方法，并且该替代的安排和/或方法在一些方面提供超过已知装置的改进。
根据一个方面，通过一个用于旨在生产碳酸饮料的饮料和CO2气体的混合装置实现了该目的。该混合装置包括一个混合通道、通向该混合通道的一个入口以及用于来自该混合通道的碳酸饮料的一个出口。该混合通道在一个主方向上延伸，该饮料被适配成沿着该主方向流动。该混合通道包括沿着该主方向的多个宽通道区段和多个窄通道区段。该混合通道在垂直于该主方向的方向上观察时具有一个长形的截面。该混合通道的至少一个第一定界表面配备有多个突出部，这些突出部至少部分地沿着该第一定界表面在横穿该混合通道的一个方向上延伸并且朝向该混合通道的一个第二定界表面突出从而形成这些窄通道区段。
由于该混合通道具有长形的截面并且这些窄通道区段是由至少部分地沿着该第一定界表面延伸的这些突出部形成的，所以该饮料穿过该混合通道时经受湍流。该湍流是这样产生的：饮料在该主方向上行进越过每个窄通道区段中的突出部而进入后面的一个宽通道区段。如此产生的湍流促进了饮料与CO2气体的混合从而提供令人满意的结果。相应地，实现了以上提到的目的。此类混合装置可以是紧凑型的并且因此是节省空间的。另外，此类混合装置在其设计上是简单的并且因此容易生产。
根据另外一个方面，通过一种用于混合非碳酸饮料与CO2气体以生产碳酸饮料的碳酸化器实现了该目的。该碳酸化器包括根据在此披露的至少一个方面或实施例的一个混合装置和用于将该CO2气体引进到该饮料中的一个CO2入口安排。该CO2入口安排包括一个掺合通路和一个CO2入口喷嘴。该掺合通路被连接至一个饮料源上并且被连接至该混合通道的入口上。该CO2入口喷嘴被连接至该掺合通路上，这样使得在使用中该饮料和该CO2气体在两个步骤中相混合：第一混合步骤是在该掺合通路中并且第二混合步骤是在该混合通道中。
该混合通道的上述特征与用于两步混合的该安排相结合，提供了一个在使用中实现饮料与CO2气体良好混合的碳酸化器。因此，实现了以上提到的目的。
根据一个方面，该目的进一步是通过包括根据在此披露的至少一个方面或实施例的碳酸化器的一种器具实现的。在此类器具中，碳酸饮料可以例如从在该器具中提供的一个饮料分配出口来提供。
根据一个方面，该目的是通过一种在碳酸化器中通过混合非碳酸饮料与CO2气体而生产碳酸饮料的方法来实现的。该碳酸化器包括根据在此披露的至少一个方面或实施例的一个混合装置和被连接至该混合通道的入口上的一个CO2入口安排。该CO2入口安排包括一个掺合通路和连接至该掺合通路上的一个CO2入口喷嘴。该方法包括：
将一个饮料流引进到该掺合通路中，
将一个CO2气体流经由该CO2入口喷嘴引进到该掺合通路中以便在第一混合步骤中连续地掺合该CO2气体与该饮料，并且
当该饮料和CO2气体流动穿过该混合通道而到达这个用于来自混合通道的碳酸饮料的出口时，在该混合通道中在第二混合步骤中进一步混合该饮料与该CO2气体。
该混合通道的上述特征与被适配成用于在两个步骤中混合饮料与CO2气体的碳酸化器相结合，提供了一种实现饮料与CO2气体良好混合的方法。因此，实现了以上提到的目的。
该碳酸化器可以是一个直列式碳酸化器。在使用中，饮料和CO2气体以饮料的湍流沿着该主方向流动穿过该混合通道。该饮料和CO2气体相混合而产生一种碳酸饮料。例如，该饮料可以是水或加味水。可以在该混合通道的入口之前或在该混合通道的起始处将CO2气体引进到饮料中。可以将该碳酸化器安排在家里、商用或公共器具中，例如冰箱、饮料中心、自动售货机等。该碳酸化器和该方法也可以作为分开的产品来实施。此类分开的产品可以与例如厨房洗涤池单元相结合来安排。
垂直于该混合通道的主方向的长形截面在第一方向上和第二方向上延伸。该第一和第二方向是基本上垂直于该主方向的并且是彼此垂直的。该混合通道的长形截面在第一方向上延伸了一个第一距离并且在第二方向上延伸了一个第二距离，该第一方向在该第一与第二定界表面之间延伸。该长形截面是通过该混合通道在该第二方向比在该第一方向上更宽而形成的。该长形截面可以在该第二方向上沿着该混合通道的主方向具有基本上均匀的宽度。在该第一方向上，该混合通道的宽度沿着该主方向改变。即，在这些宽通道区段中该第一距离比在这些窄通道区段中更长。沿着该第一定界表面在横穿该混合通道的方向上延伸的这些突出部具有在该第二方向上延伸的至少一个方向分量。这些突出部可以实质性地在该第二方向上延伸。这些突出部以在该第一方向上延伸的至少一个方向分量突出。这些突出部可以实质性地在该第一方向上延伸。该主方向可以沿着该混合通道改变，例如，该混合通道可以是折叠的，在这种情况下，该主方向基本上改变了180度。
在该碳酸化器中实现了饮料的湍流，以便提供饮料与CO2气体的良好混合从而使CO2气体溶解在该饮料中。在该掺合通路中，饮料的湍流主要由于CO2气体注入饮料中而发生。在该混合通道中，饮料的湍流是由这些窄和宽通道区段造成的。
根据一些实施例，这些窄通道区段在这些突出部之一与该第二定界表面之间可以是0.1-1.0mm宽。以此方式，这些窄通道区段可以足够窄而能引起饮料流动中的湍流。
根据一些实施例，该混合通道可以在该主方向上具有在5-40cm之间的长度。以此方式，提供了足够长度的、允许实现适当的混合以及沿着混合通道的合适压降的混合通道。
根据一些实施例，该长形截面可以是弯曲的。例如，该长形截面可以在一个管道的内表面与该管道中延伸的内芯部分之间形成。因此该长形截面可以是例如环形的。在这些实施例中该第二方向是弯曲的。
根据一些实施例，该混合装置可以包括一个管道和一个内芯并且该混合通道可以在该管道与该内芯之间形成。以此方式，可以实现一种容易生产并且紧凑的混合装置。在这些实施例中该第一和第二定界表面可以由该内芯的外表面和该管道的内表面形成。该外表面和/或该内表面可以配备有这些突出部。
根据一些实施例，该第一定界表面的这些突出部伸可以进该混合通道中0.5-8.0mm之间从而在这些突出部之间形成这些宽通道区段，这些宽通道区段在该第一定界表面与该第二定界表面之间延伸了0.6-9.0mm之间。以此方式，提供了在两个窄通道区段之间具有足够宽度而促进该混合通道中的饮料湍流的多个宽通道区段。
根据一些实施例，该第一定界表面的这些突出部中的至少一个可以沿着该第一定界表面横穿整个混合通道延伸。
根据一些实施例，该第一定界表面和/或该第二定界表面可以配备有至少15个突出部，这些突出部至少部分地沿着该第一定界表面和/或该第二定界表面在横穿该混合通道的方向上延伸从而形成该混合通道的对应的至少15个窄通道区段。
根据一些实施例，该喷嘴可以具有0.2-0.4mm的最小直径。使用具有这些尺寸的喷嘴的一个优点是，在碳酸化器中使用的规定CO2气压水平(通常<10巴)实现了将CO2气体以一定速度注入该饮料中从而提供一个适当的第一混合步骤，并且实现了将合适的量的CO2气体以适用于将饮料分配至饮用杯中的饮料流速、例如以0.5-3升/分钟或1-2升/分钟的饮料流速用于该饮料的碳酸化。因此，该喷嘴的直径是使得进入饮料中的CO2气体流量将具有一个预定值。
根据一些实施例，该碳酸化器可以包括一个饮料冷却器，其中该饮料冷却器被连接至该掺合通路上。以此方式，如果需要的话，可以冷却该饮料以溶解足够的CO2气体并且提供一种冷却的碳酸饮料。根据一些实施例，该饮料冷却器可以包括一个流动通路或与一个冷却隔室相联系地安排的一个容器。
根据一些实施例，该碳酸化器可以包括被连接至该掺合通路上的一个饮料泵。以此方式，在该碳酸化器的操作条件下可以该饮将料压力增大至所要求的一个合适的水平。
根据一些实施例，可以使CO2气体基本上以声速引进到该掺合通路中。以此方式，可以实现特别好的第一混合步骤。
根据一些实施例，该掺合通路可能经受1.5-9巴的饮料压力。
根据一些实施例，饮料可以在0.5-3升/分钟的流速下流动穿过该混合通道。
根据一些实施例，该饮料可以在引进到该掺合通路中之前被冷却。
在学习所附权利要求和以下详细说明时，本发明的其他特征和优点将变得清晰。本领域的技术人员将认识到，在不背离如由所附权利要求书限定的本发明范围的情况下，本发明的不同特征可以被组合以便产生不同于以下所述的多个实施例。
附图简要说明
从以下详细说明书和附图中将容易理解本发明的不同方面，包括其具体的特征和优点，在附图中：
图1和2展示了根据多个实施例的一个混合装置的截面，
图3展示了根据多个实施例的一个混合通道的一部分的截面，
图4展示了根据多个实施例的一个用于混合饮料与CO2气体的混合装置，
图5展示了根据多个实施例的一个用于混合饮料与CO2气体的混合装置，
图6展示了根据多个实施例的一个用于混合非碳酸饮料与CO2气体从而生产碳酸饮料的碳酸化器，
图7展示了根据多个实施例的一种包括碳酸化器的器具，并且
图8展示了一种用于在碳酸化器中生产碳酸饮料的方法。
详细说明
现在将参照这些附图更全面地描述本发明，在附图中示出了多个示例性实施例。然而，本发明不应被解释为局限于在此提出的这些实施例。在全文中，类似的数字指代类似的要素。为了简要和/或清楚起见，不必对众所周知的功能或构造进行详细描述。
图1和2展示了根据多个实施例的一个混合装置2的截面。图1和2的相应截面由图2和1中的箭头I-I和II-II表示。在该混合装置2中，饮料与CO2气体相混合以便产生一种碳酸饮料。该混合装置2包括一个混合通道4。通向混合通道4的一个入口6将该饮料引导到混合通道4。来自混合通道4的一个出口8引导来自混合通道4的碳酸饮料。该混合通道4在主方向10上延伸并且是在一个管道12与在该管道12中延伸的一个内芯部分14之间形成。相应地，该混合通道4具有一个长形截面，该长形截面是弯曲的使得该长形截面在垂直于主方向10观察时是基本上环形的，如图2所示。在使用中，饮料被适配成沿着主方向10流动穿过该混合通道4的长形截面。
该混合通道4包括沿着该主方向10的多个宽通道区段16和多个窄通道区段18。这些窄通道区段18是通过在该内芯部分14的外表面上提供的多个突出部20而形成的。该内芯部分14的外表面形成了该混合通道4的第一定界表面22。沿着该主方向10观察时，这些突出部20在横穿该混合通道4的方向上延伸。另外，这些突出部20朝向管道12的内表面突出。该管道的内表面形成了该混合通道4的第二定界表面24。这些宽通道区段16是在该内芯部分14的外表面与该管道12的内表面之间、在这些突出部20的空隙中形成的。
管道12的内直径例如可以在10-30mm之间，例如20mm左右。该混合通道4在主方向上可以具有在5-40cm之间、例如12-25cm的长度。这些窄通道区段18在这些突出部20之一与该第二定界表面24之间可以是0.1-1.0mm宽。因此，该混合通道4在使用中可以被适配成使饮料以0.5-3升/分钟、替代地以1-2升/分钟的流速流动穿过其中。该第一定界表面22的这些突出部20可以伸进该混合通道4中0.5-8.0mm之间从而在这些突出部20之间形成这些宽通道区段16。这些宽通道区段16在该第一定界表面22与该第二定界表面24之间可以延伸0.6-9.0mm之间。
这些突出部20例如在主方向10上观察时可以包括沿着该内芯部分14安排的多个环形部分。替代地，例如这些突出部20可以包括沿着该内芯部分14延伸的一个螺旋形脊。即使此类螺旋形脊可以看作一个元件，但是它将在该混合通道4中沿着主方向10形成若干个突出部20。相应地，在混合装置2中也包括一个具有螺旋形脊的内芯，饮料将经过若干个突出部。在该混合通道中实现突出部的另一个替代方案可以是例如通过在该管道中切削出螺纹而在该管道的内表面上形成多个突出部。在这种情况下，该内芯部分可以具备一个均匀的外表面。根据以上的和在权利要求中的定义，该管道的内表面在这种情况下将是第一定界表面并且该内芯部分的外表面将是第二定界表面。
图3展示了根据多个实施例的一个混合通道4的一部分的截面。该混合通道4是在第一定界表面22与第二定界表面24之间形成的。该第一定界表面22配备有多个突出部20而使得在该混合通道4中形成了多个窄通道区段18。在这些突出部20之间形成了多个宽通道区段16。
饮料和CO2气体在主方向10上流动穿过该混合通道。由于这些窄和宽通道区段18、16，当饮料流动穿过混合通道4时，该饮料经受由箭头26表示的反复的湍流引发而促进了该饮料中的湍流。因此确保了饮料与CO2气体的混合沿着该混合通道4连续地发生。根据多个实施例产生了使CO2气体溶解在该饮料中的最佳条件并且可以在该混合通道4中生产一种良好碳酸化的饮料。该饮料在流动穿过该混合通道4时经受一个压降。具体而言，对于该饮料经过的每个窄通道区段18，该饮料都要在该混合通道4中经受一个局部压降。
图4展示了根据多个实施例的一种用于混合饮料与CO2气体的混合装置2。该混合装置2包括在两个板27之间形成一个混合通道4。该混合装置2具有通向该混合通道4的一个入口6以及来自该混合通道4的一个出口8。该混合通道4在主方向10上延伸并且是在第一定界表面22与第二定界表面24之间形成的。第一方向28和垂直的第二方向30垂直于该主方向10延伸。该第一和第二定界表面22、24被安排成与在该主方向10和该第二方向30上延伸的一个平面基本上平行。
该混合通道2具有长形截面。该长形截面垂直于主方向10并且在与该第一方向28和该第二方向30平行的平面内延伸。该长形截面在该第一方向28上延伸了一个第一距离并且在该第二方向30上延伸了一个第二距离。该长形截面是通过混合通道4在第二方向30上比在第一方向28上更宽而形成的。
在图4中，展示了没有侧部分的混合通道4，以便沿着主方向10示出该截面。这些板27并且相应地该第一和第二定界表面22、24配备有多个突出部20。因此，该第一距离沿着该混合通道4的主方向10变化。这些突出部20在其间形成了多个窄通道区段和多个宽通道区段。因此，当该饮料流动穿过该混合通道4经受湍流而将CO2气体溶解在该饮料中从而产生碳酸饮料。
这些窄通道区段在这些突出部20之一与该第一或第二定界表面22、24之间可以是0.1-1.0mm宽。该第一和第二定界表面22、24的这些突出部20可以伸进该混合通道4中0.5-8.0mm之间从而在这些突出部20之间形成这些宽通道区段。这些宽通道区段在第一定界表面22与第二定界表面24之间可以延伸0.6-9.0mm之间。该第一和第二定界表面22、24的这些突出部20中的至少一个沿着该第一和第二定界表面22、24延伸横穿了整个混合通道4。该第一定界表面22和该第二定界表面24配备有至少15个突出部，这些突出部至少部分地沿着该第一定界表面22和该第二定界表面24在横穿该混合通道4的方向上、例如基本上在该第二方向上延伸从而形成该混合通道4的对应的至少15个窄通道区段。
图5展示了根据多个实施例的用于混合饮料与CO2气体的一种混合装置2。该混合装置2包括一个折叠的混合通道4，即，该混合通道的主方向改变了180度。在该混合通道4的第一部分中，该混合通道4是在一个管道12a与一个内芯部分14之间形成的。该内芯部分14的一个表面配备有多个突出部20以便在该混合通道4的第一部分中形成多个窄通道区段。饮料从一个入口6沿着该混合通道4的第一部分中的一个第一进程流动。在该混合通道4的第二部分中，该混合通道4的在一个第二管道12b与该第一管道12a之间形成的。该第一管道12a的一个表面配备有多个突出部20以便在该混合通道4的第二部分中形成多个窄通道区段。该饮料在与该第一进程相反的方向上沿着该混合通道4的第二部分中的一个第二进程流动到一个出口8。该混合通道4的第一和第二部分的长度可以是在2.5-20cm之间。
图6展示了根据多个实施例的一种用于混合非碳酸饮料与CO2气体以生产碳酸饮料的碳酸化器40。该碳酸化器40包括根据在此描述的多个方面或实施例的一个混合装置2。该碳酸化器40进一步包括一个CO2入口安排42，用于将CO2气体引进到饮料中。该CO2入口安排42包括一个掺合通路44和一个CO2入口喷嘴46。该掺合通路44连接至一个饮料源上(通过一个饮料导管58)和该混合装置2的混合通道的入口上，并且其中该CO2入口喷嘴46被连接至掺合通路44上。该饮料和CO2气体在两个步骤中混合：第一混合步骤是在该掺合通路44中并且第二混合步骤是在该混合通道中。
由于该碳酸化器40使得CO2气体经由喷嘴46被引进到该掺合通路44中的饮料之中，所以在该掺合通路44中实现了饮料和CO2气体的湍流。该掺合通路44中的湍流促进了第一混合步骤中该CO2气体在该饮料中的混合和溶解。由于该碳酸化器40进一步使得该饮料和CO2气体在包括一个混合通道的混合装置2中经受第二混合步骤，所以确保了实现CO2气体在该饮料中的彻底混合和溶解从而生成碳酸饮料。
在该碳酸化器40中，在掺合通路44与混合装置2之间提供了一个连接导管45，并且提供了连接至该混合装置2的混合通道的出口上的一个出口导管48。该连接导管45可以是短的，例如仅1或几毫米，但是替代地可以更长。该出口导管48可以被适配成用于在从该混合装置2中流出的碳酸饮料中提供约1巴的压降。替代地，在该出口导管48中可以提供不同的压降，例如2-3巴。以此方式，CO2气体可以在该出口导管中形成气泡从而提供一种吸引人的起泡碳酸饮料。该出口导管48可以包括一个第一流量控制阀50。可以设定该第一流量控制阀50以便在该碳酸饮料中提供合适的压降。例如，该第一流量控制阀50可以被设定成辅助在出口导管48中提供合适的压降，例如以上提到的约1巴或2-3巴的压降。在此背景下，可以提及的是，该饮料在该碳酸化器40的其他部分中，例如在该混合装置2、连接导管45或出口导管48中，也经受压降。另外，可以在该出口导管48中提供一个第二流量控制阀52。该第二流量控制阀52可以是一个截止阀。当碳酸饮料从该出口导管48的出口54中被分配至例如一个玻璃杯56中时，该第二流量控制阀52被打开。该第二流量控制阀52可以是一个可调节的双锥龙头，用于调节碳酸饮料的流速并且提供通畅的流动。
该碳酸化器40是一个直列式碳酸化器。饮料经由一个饮料导管58被引导至掺合通路44。在该饮料导管58中可以提供饮料冷却器60。相应地，在该碳酸化器40中，可以将该饮料冷却器60连接至该掺合通路44上。以此方式，该饮料可以在被引进到该掺合通路之前被冷却。由于冷水比温水更好地溶解CO2气体，所以可以确保的是，在将相对温的水引进到碳酸化器40中的操作情形下冷的水/饮料到达该掺合通路44和该混合装置2。另外，可以将一个饮料泵62连接至该掺合通路44上。该饮料泵62可以设置在该饮料导管58中。在饮料压力不足以满足该碳酸化器40的适当操作的操作情形下，该饮料泵62可以提供足够的饮料压力。无论由该饮料泵62提供或由供水干管压力提供，该掺合通路44适当地可以经受1.5-9巴的饮料压力。该混合装置2的混合通道可以被适配成供饮料以0.5-3升/分钟的流速流动穿过其中。
该饮料冷却器60可以包括一个流动通路63或与一个冷却隔室65(图6中示意性地示出)相联系地安排的一个容器。该冷却隔室65可以包含在冰箱中。因此，可以使用该冰箱的冷却隔室65的冷却力来冷却该流动通路63或容器中的饮料。
该CO2入口喷嘴46可以具有0.1-0.9mm的最小直径，例如该喷嘴46的直径可以是0.2-0.4mm。以此方式，只要CO2气体压力(例如通常使用6-10巴)高于饮料压力，CO2气体就以合适的速率引进到该饮料中。该喷嘴46可以被适配成当CO2气体压力是掺合通路44中的饮料压力的1.832倍时，允许CO2气体以声速进入该掺合通路44中。这促进了特别好的第一混合步骤。同样，将CO2气体以比声速低的速度引进到掺合通路44中可以提供足够的第一混合步骤。
该碳酸化器40包括一个压力器皿连接器64以及从该压力器皿连接器64延伸到该CO2入口喷嘴46的一个CO2导管66。在该CO2导管66中可以提供一个止回阀68。在该CO2导管66中可以安排一个第三流量控制阀70。借助于该压力器皿连接器64可以将一个CO2气体瓶72连接至该碳酸化器40上。该止回阀68可以确保，如果该CO2导管66中的压力低于饮料压力时，例如当更换一个CO2压力器皿时，饮料不到达压力器皿连接器64。该第三流量控制阀70可以是一个截止阀并且可以用来打开和关闭该CO2导管66。
该碳酸化器40可以进一步包括例如被连接至该出口导管48上的一个调味安排74。以此方式，该碳酸化器40可以被设置成用于例如将来自从供水干管的水碳酸化并且因此用于在出口导管48的出口54处提供碳酸水形式的碳酸饮料。另外，当香精浓缩物和/或维生素/矿物质浓缩物从该调味安排74被添加至出口导管48中的水中时，由该碳酸化器40可以在出口导管48的出口54处提供诸如软饮料或维生素或矿物质水的碳酸饮料。
根据多个实施例，该碳酸化器40可以包括一个控制系统80。该控制系统80可以连接至如以下所讨论的碳酸化器40的一个或多个部件上并且包括该一个或多个部件。该控制系统80包括一个控制器82，该控制器可以包括一个微处理器和一个存储器。该控制器82连接至一个控制面板84上，该控制面板可以由使用者来操作以便从碳酸化器40的出口54中分配出碳酸饮料。在其最简单的形式中，该碳酸化器40的操作仅提供开/关功能，在此情况下该功能由使用者经由该控制面板84来操作的。然而，在更先进的碳酸化器40中，通过该控制面板84向使用者提供了选择饮料的碳酸化等级、饮料的温度以及饮料的种类的多个选项。
可以控制该第一流量控制阀50以便设置该出口导管48与该碳酸化器40周围的环境压力之间的压降从而提供所希望的碳酸化等级的饮料。处于截止阀形式的该第二流量控制阀52和第三流量控制阀70可以被适配成基本上同时受控制。因此，当使用者经由该控制面板84想要分配碳酸饮料时，该第二流量控制阀52和第三流量控制阀70被打开并且当要停止分配时该第二流量控制阀52和第三流量控制阀70被关闭。被适配成基本上同时受控制的这些阀52、70涵盖了在阀52、70的打开或关闭之间存在短的时间延迟，例如用以允许在分配开始之前在饮料中集聚压力。如果在该碳酸化器40中使用了饮料泵62，则该饮料泵62至少在分配饮料时被开启。如果有待分配处于软饮料形式的碳酸饮料，则该调味安排74被该控制器82激活。出于这个目的，该调味安排74可以包括一个泵和/或一个阀。
图7展示了根据多个实施例的包括一个碳酸化器的一种器具90。该器具90是一个冰箱92。该冰箱92包括一个冷却隔室，该冷却隔室可以被冷却至一个高于冰点的温度，例如5摄氏度。替代地或另外，该冰箱92可以包括一个冷却隔室，该冷却隔室可以被冷却至一个低于冰点的温度。门94配备有一个凹陷96以用于将玻璃杯放在其中。用于该碳酸化器的碳酸饮料的一个出口54被安排在该凹陷96中。该碳酸化器的控制系统的控制面板84被设置在该门94上。使用者可以通过操纵该控制面板84来从出口54将碳酸饮料分配至玻璃杯中。
图8展示了一种在碳酸化器中通过混合非碳酸饮料与CO2气体来生产碳酸饮料的方法。该碳酸化器包括根据在此披露的多个方面和实施例的一个混合装置、以及被连接至该混合装置的混合通道的入口上的一个CO2入口安排。该CO2入口安排包括一个掺合通路和连接至该掺合通路上的一个CO2气体入口喷嘴。该方法包括：
将一个饮料流引进100到该掺合通路中，
将一个CO2气体流经由该CO2气体入口喷嘴引进110到掺合通路中以便在第一混合步骤中连续地掺合该CO2气体与该饮料，并且
当该饮料和该CO2气体流动穿过该混合通道而到达用于来自该混合通道的碳酸饮料的出口时，在该混合通道中在一个第二混合步骤中进一步混合120该饮料与该CO2气体。
引进110一个CO2气体流可以包括：
将该CO2气体基本上以声速引进到该掺合通路中。
该方法可以进一步包括：
使该掺合通路经受122一个1.5-9巴的饮料压力。
该方法可以进一步包括：
使饮料以0.5-3升/分钟的流速流动130穿过该混合通道。
该方法可以进一步包括：
在将该饮料引进到该掺合通路中之前冷却140该饮料。
上述的示例性实施例可以根据本领域技术人员的理解进行组合。本领域技术人员还应理解的是，表述“在表面中形成的突出部、在表面上形成的突出部、在表面上提供的突出部以及配备有突出部的表面”在此均旨在具有相同的含义。另外，一个突出部的表面本身旨在形成该突出部从其上突出的这个表面的一部分。图1、2和5中所示的实施例的混合装置2的这些内芯部分14可以被固定在一个相关管道中或者这些内芯部分14可以自由地定位在该相关管道中。
在横穿该混合通道的方向上延伸的一个突出部应理解成不仅涵盖了横穿该混合通道垂直于主方向延伸的突出部并且还涵盖了横穿该混合通道以垂直于该主方向之外的角度延伸的突出部。
虽然已经参照多个示例性实施例描述了本发明，但是许多不同的改变、修改等对本领域技术人员将变得清楚。例如，可以将CO2气体引进到该混合装置的混合通道中的饮料之中。
如在此使用的，术语“包括了”或“包括”是开放式的，并且包含一个或多个所述特征、元件、步骤、部件或功能，但并不排除一个或多个其他的特征、元件、步骤、部件、功能或其组合的存在或添加。
如在此使用的，术语“和/或”包括相关联的所列项目的一个或多个的任意和全部组合。
如在此使用的，常见的缩写“例如(e.g.)”(这源于拉丁文短语“exempli gratia”)可以用于介绍或指明之前提到的项目的一个或多个一般性实例，并且不旨在对此类项目进行限制。如在此使用的，常见的缩写“即(i.e.)”(这源于拉丁文短语“id est”)可以用于从更一般的叙述中指明一个特定项目。
除非另外限定，在此所使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有本发明所属领域的技术人员通常所理解的相同含义。将进一步理解的是，术语(例如常用字典中所定义的这些)应被解释为在其相关领域的背景下具有与其含义一致的含义并且不得在理想化的或过于正式的意义上进行解释，除非在此明确地如此定义。

Claims (29)

1.一种用在碳酸化器(40)中的混合装置(2)，所述混合装置(2)用于混合非碳酸饮料和CO2气体来生产碳酸饮料，该混合装置(2)包括一个混合通道(4)、一个通向该混合通道(4)的入口(6)以及一个用于来自该混合通道(4)的碳酸饮料的出口(8)，其中该混合通道(4)在一个主方向(10)上延伸，该饮料被适配成沿着该主方向(10)流动，并且其中该混合通道(4)包括沿着该主方向(10)的多个宽通道区段(16)和多个窄通道区段(18)，
其特征在于
该混合通道(4)在垂直于该主方向(10)的一个方向上观察时具有一种长形截面，其中该混合通道(4)的至少一个第一定界表面(22)配备有多个突出部(20)，这些突出部至少部分地沿着该第一定界表面(22)在横穿该混合通道(4)的第二方向上延伸并且在第一方向上从所述第一定界表面(22)朝向该混合通道(4)的一个第二定界表面(24)突出从而形成这些窄通道区段(18)，所述第一方向和所述第二方向垂直于所述主方向。
2.根据权利要求1所述的混合装置(2)，其中这些窄通道区段(18)在这些突出部(20)之一与该第二定界表面(24)之间是0.1-1.0mm宽。
3.根据权利要求1或2所述的混合装置(2)，其中该混合通道(4)在该主方向(10)上具有在5-40cm之间的长度。
4.根据权利要求1或2所述的混合装置(2)，其中，该长形截面是弯曲的。
5.根据权利要求4所述的混合装置(2)，其中，该混合装置(2)包括一个管道(12)和一个内芯(14)，并且其中该混合通道(4)是在该管道(12)与该内芯(14)之间形成的。
6.根据权利要求1或2所述的混合装置(2)，其中该第一定界表面(22)的这些突出部(20)伸进该混合通道(4)中0.5-8.0mm之间从而在这些突出部(20)之间形成这些宽通道区段(16)，这些宽通道区段(16)在该第一定界表面(22)与该第二定界表面(24)之间延伸了0.6-9.0mm之间。
7.根据权利要求1或2所述的混合装置(2)，其中该第一定界表面(22)的这些突出部(20)中的至少一个沿着该第一定界表面(22)横穿该整个混合通道(4)延伸。
8.根据权利要求1或2所述的混合装置(2)，其中该第一定界表面(22)和/或该第二定界表面(24)配备有至少15个突出部(20)，这些突出部至少部分地沿着该第一定界表面(22)和/或该第二定界表面(24)在横穿该混合通道(4)的方向上延伸从而形成该混合通道(4)的对应的至少15个窄通道区段(18)。
9.一种用于混合非碳酸饮料与CO2气体以生产碳酸饮料的碳酸化器(40)，该碳酸化器(40)包括一个根据以上权利要求中任一项所述的混合装置(2)以及一个用于将该CO2气体引进到饮料中的CO2入口安排(42)，其中该CO2入口安排(42)包括一个掺合通路(44)和一个CO2入口喷嘴(46)，该掺合通路(44)连接至一个饮料源上以及该混合通道(4)的入口上，并且其中该CO2入口喷嘴(46)连接至该掺合通路(44)上而使得在使用中，该饮料和该CO2气体在两个步骤中混合：第一混合步骤是在该掺合通路(44)中而第二混合步骤是在该混合通道(4)中。
10.根据权利要求9所述的碳酸化器(40)，其中该喷嘴(46)具有0.2-0.4mm的最小面积直径。
11.根据权利要求9或10所述的碳酸化器(40)，其中该碳酸化器(40)在使用中被适配成用于允许CO2气体基本上以声速进入该掺合通路(44)中。
12.根据权利要求9或10所述的碳酸化器(40)，其中该掺合通路(44)在使用中被适配成有待经受1.5-9巴的饮料压力。
13.根据权利要求9或10所述的碳酸化器(40)，其中该混合通道(4)在使用中被适配成用于使饮料以0.5-3升/分钟的流速流动穿过其中。
14.根据权利要求9或10所述的碳酸化器(40)，进一步包括连接至该混合通道(4)的出口(8)上的一个出口导管(48)。
15.根据权利要求14所述的碳酸化器(40)，其中该出口导管(48)包括一个第一流量控制阀(50)。
16.根据权利要求15所述的碳酸化器(40)，其中该出口导管(48)包括一个第二流量控制阀(52)。
17.根据权利要求9或10所述的碳酸化器(40)，进一步包括一个饮料冷却器(60)，其中该饮料冷却器(60)被连接至该掺合通路(44)上。
18.根据权利要求17所述的碳酸化器(40)，其中该饮料冷却器(60)包括一个流动通路(63)或与一个冷却隔室(65)相联系地安排的一个容器。
19.根据权利要求9或10所述的碳酸化器(40)，进一步包括被连接至该掺合通路(44)上的一个饮料泵(62)。
20.根据权利要求16所述的碳酸化器(40)，进一步包括一个压力器皿连接器(64)以及从压力器皿连接器(64)延伸到该CO2入口喷嘴(46)的一个CO2导管(66)。
21.根据权利要求20所述的碳酸化器(40)，进一步包括被安排在该CO2导管(66)中的一个止回阀(68)和一个第三流量控制阀(70)。
22.根据权利要求21所述的碳酸化器(40)，其中该第二流量控制阀(52)和该第三流量控制阀(70)是截止阀，它们被适配成基本上同时受控制。
23.一种器具(90)，包括一个根据权利要求9-22中任一项所述的碳酸化器(40)。
24.根据权利要求23所述的器具(90)，其中所述器具(90)为冰箱(92)。
25.一种在碳酸化器(40)中通过混合非碳酸饮料与CO2气体来生产碳酸饮料的方法，该碳酸化器(40)包括一个根据权利要求1-7中任一项所述的混合装置(2)和一个连接至该混合通道(4)的入口上的CO2入口安排(42)，该CO2入口安排(42)包括一个掺合通路(44)和连接至该掺合通路(44)上的一个CO2入口喷嘴(46)，其中该方法包括：
将一个饮料流引进(100)到该掺合通路(44)中，
将一个CO2气体流经由该CO2入口喷嘴(46)引进(110)到该掺合通路(44)中以便在一个第一混合步骤中连续地掺合该CO2气体与该饮料，并且
当该饮料和该CO2气体流动穿过该混合通道(4)而到达用于来自该混合通道(4)的碳酸饮料的该出口时，在该混合通道(4)中在一个第二混合步骤中进一步混合(120)该饮料与该CO2气体。
26.根据权利要求25所述的方法，包括：
将该CO2气体基本上以声速引进(105)到该掺合通路(44)中。
27.根据权利要求25或26所述的方法，包括：
使该掺合通路(44)经受(122)一个1.5-9巴的饮料压力。
28.根据权利要求25或26所述的方法，包括：
使饮料以0.5-3升/分钟的流速流动(130)穿过该混合通道(4)。
29.根据权利要求25或26所述的方法，包括：
在该饮料被引进到该掺合通路(44)中之前冷却(140)该饮料。
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