CN103946653A - 水分配系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用来分配水的设备，这种设备包括：主进口，其构造成用以接纳来自水源的水；冷却水管线，其包括在线碳酸化器、碳酸化器水进口阀、碳酸化器气体进口阀以及冷却水管线出口，该碳酸化器水进口阀构造成用以选择性地将水从主进口引导到碳酸化器，该碳酸化器气体进口阀构造成用以选择性地将碳酸化气体引导到碳酸化器。设备可以集成在冰箱或其它主要器具中。

Description

水分配系统

对于相关申请的交互参考

本申请要求每个在2011年6月23日提交的美国临时申请No.61/500451、No.61/500469、No.61/500500、No.61/500440、No.61/500461的每一个、和在2012年6月1日提交的美国临时申请No.61/654487的利益。以上申请中的每一个申请的全部内容通过参考包括在这里。

对于美国来说，本申请是在2010年5月3日提交的美国专利申请No.12/772641的部分继续申请，以上申请的每一个的内容通过参考包括在这里。

背景技术

市面上有多种类型的水分配器，这些水分配器包括用于经冷却的、未冷却的（例如，室温）以及加热的水的分配器。一些水分配器分配碳酸水。水分配器可以包括储罐或加压源。水分配器可以是独立装置，或者可以被结合到诸如冰箱之类的器具中。

用来将水碳酸化的大多数商业化装置使用喷射到水容器中的二氧化碳：用这种过程得到的结果非常差，并且水的碳酸化很弱且不会持续太长。另外，碳酸水的质量随着混合比和平衡时间变化而变化。在水分配单元中用来生产和分配碳酸饮料的装置代之以典型地采用碳酸化罐、和高压水泵，该碳酸化罐叫做饱和器。碳酸水通过用二氧化碳加压饱和罐和用冷却水充注该罐而生产。由于在饱和罐中固有的高压，典型地约70psi，需要更昂贵的高压水泵将水注入到罐中。此外，在饱和罐中的条件下，二氧化碳花费时间溶解到水中，并且实现可口的碳酸化水平。相应地，饱和器典型地大得足以保持碳酸水的准备好的供给源以便用于分配，并且不会按需要而即时地产生新的碳酸水。为了保持这种供给，两个或更多个传感器和相关电子控制装置用来当在饱和器中的碳酸水液位落到设置阈值下面时，启动高压泵和将水注入到饱和器中，并且然后当罐充注到适当液位时停止水注入。

这些典型的碳酸化装置占用更大量的空间，并且需要昂贵和复杂的电子和液压控制系统。由于这种复杂结构，这些装置是有噪声的，使用显著量的能量，并且需要频繁维护。这样的系统的另一个缺点是，在饱和器中的滞留碳酸水会使在饱和器中的材料变质，导致碳酸水发出令人不愉快的味道。

发明内容

本申请人已经认识到，将会有利的是，提供一种用来分配碳酸水的系统，这种系统的特征在于在线碳酸化器。这里描述的类型的系统提供可口的碳酸化水平，而没有使用常规饱和器。相应地，可以提供一种用来分配碳酸水、和选择性地非碳酸（“不含气体的”）水的富特征系统，同时保持更小的形状系数。在一些实施例中，系统可提供冷却的（碳酸或不含气体的）水、未冷却的（例如，室温）水以及加热的水中的一种或更多种水。

在一个方面，公开了一种用来分配水的设备，这种设备包括：主进口，其构造成用以接纳来自水源的水；冷却水管线，其包括在线碳酸化器、碳酸化器水进口阀、碳酸化器气体进口阀以及冷却水管线出口，该碳酸化器水进口阀构造成用以选择性地将水从主进口引导到碳酸化器，该碳酸化器气体进口阀构造成用以选择性地将碳酸化气体引导到碳酸化器。设备也可以包括：热交换器，构造成用以冷却通过冷却水分配管线的水；以及控制器，构造成用以控制碳酸化器水和气体进口阀。在一些实施例中，当碳酸化器水进口阀敞开并且碳酸化器气体进口阀关闭时，冷却水管线在冷却水管线出口处分配不含气体的水。在一些实施例中，当碳酸化器水进口阀敞开并且碳酸化器气体进口阀敞开时，冷却水管线在冷却水管线出口处分配碳酸水。

一些实施例包括未冷却水管线，该未冷却水管线包括未冷却水进口阀，该未冷却水进口阀构造成用以选择性地将水从主进口引导到未冷却水管线出口。在一些实施例中，未冷却水进口阀由控制器控制。

一些实施例包括热水管线，该热水管线包括：热水进口阀，构造成选择性地将水从主进口引导到热水管线出口；加热器，它加热流经热水管线的水；以及热水管线出口。

在一些实施例中，热交换器包括冷却罐，该冷却罐构造成用以接纳来自主进口的水；并且冷却水管线的至少一部分浸入在冷却罐中。

在一些实施例中，在线碳酸化器浸入在冷却罐中。

在一些实施例中，冷却水管线包括螺旋管，该螺旋管浸入在冷却罐中。

一些实施例包括：冷却罐充注传感器，与控制器通信，并且构造成用以产生表示冷却罐的充注液位的信息；以及冷却罐充注阀，其由控制器控制，并且构造成用以选择性地将水从主进口引导到冷却罐。在一些实施例中，控制器构造成用以基于表示冷却罐的充注液位的信息，控制冷却罐充注阀的操作。

一些实施例包括分配器喷嘴，该分配器喷嘴与冷却水管线出口、非冷却水管线出口以及热水管线出口流体连通。

一些实施例包括主进口阀，该主进口阀由控制器控制，并且构造成用以选择性地中断从进口到冷却水管线、非冷却水管线以及热水管线的水流。

在一些实施例中，冷却水管线包括水泵，该水泵构造成用以将水泵送到碳酸化器。

在一些实施例中，冷却水管线包括流量补偿器，该流量补偿器构造成用以接纳来自于碳酸化器的出口的水、改变水流量以及将水流向着冷却水管线出口引导。

一些实施例包括碳酸化器气体源，该碳酸化器气体源与碳酸化器气体进口阀流体连通。

在一些实施例中，气体源包括加压二氧化碳的罐筒。

在一些实施例中，基本上整个设备都被包含在外壳内。

在一些实施例中，外壳安装在立方体内部，该立方体具有0.3m长的边长、0.5m长的边长、或1.0m长的边长。

在一些实施例中，冷却水分配管线构造成用以接纳温度为大约20C的水或更高温度的水，并且按约25L/小时或更大的流量分配温度为大约10C的冷却水或更低温度的冷却水。

在一些实施例中，冷却水管线构造成用以接纳温度为大约20C的水或更高温度的水，并且按约50L/小时或更大的流量分配温度为大约10C的冷却水或更低温度的冷却水。

在一些实施例中，冷却水管线构造成用以分配碳酸水，该碳酸水具有至少2g/L、至少5g/L、至少10g/L、或至少15g/L的碳酸化水平。

在一些实施例中，碳酸化器包括：导管；通往流动路径的进口，其设在导管的近侧端部上；布置在导管内的一个或更多个分配元件；被动式加速器，在导管内；在被动式加速器的紧下游的刚性冲击表面；以及与导管的远侧端部相连接的保持管网。

在一些实施例中，碳酸化器包括：导管；进口，其用来将二氧化碳和水引导到导管中；在导管内的刚性表面；以及节流装置，其在导管内，用来将二氧化碳和水加速到足够的速度，从而当二氧化碳和水与刚性表面撞击时，它们产生足以将二氧化碳溶解在水中的能量密度。

一些实施例包括过滤器。

在一些实施例中，过滤器布置成使得从主进口通到冷却水管线、未冷却水管线以及热水管线中的每一条水管线的全部水都通过过滤器。

在一些实施例中，加热器构造成用以将在热水管线中的水加热到85C或更高的温度。

在另一个方面，公开了一种方法，这种方法包括：提供或得到上文中述及的类型的任一种的设备；将主进口连接到水源上；以及将碳酸化器气体进口阀连接到二氧化碳气体源上。

一些实施例包括，基于用户选择，选择性地分配冷却的并且不含气体的水、冷却的碳酸水及未冷却水。

在一些实施例中，水源包括在设备外部的源。

在一些实施例中，水源包括在设备内部的源。

在一些实施例中，二氧化碳气体源包括在设备外部的源。

在一些实施例中，二氧化碳气体源包括在设备内部的源。

在另一个方面，公开了一种用来分配水的设备，这种设备包括：主进口，其构造成用以接纳来自水源的水；以及碳酸水管线，该碳酸水管线包括：碳酸化器水进口；碳酸化器气体进口；在线碳酸化器，构造成接收通过水进口的水、和通过气体进口的气体；以及碳酸水管线出口。

在一些实施例中，基本上整个设备都被包含在外壳内。

在一些实施例中，外壳安装在立方体内部，该立方体具有0.3m长的边长、0.5m长的边长、或1.0m长的边长（在另一些实施例中，可以使用任何适当尺寸）。

在一些实施例中，冷却水管线构造成用以分配碳酸水，该碳酸水具有至少2g/L、至少5g/L、至少10g/L、或至少15g/L的碳酸化水平。

在一个方面，公开了一种用来分配水的设备，设备包括分配器，该分配器集成在冰箱中，该分配器包括：主进口，其构造成用以接纳来自水源的水；冷却水管线，其包括在线碳酸化器、碳酸化器水进口阀、碳酸化器气体进口阀以及冷却水管线出口，该碳酸化器水进口阀构造成用以选择性地将水从主进口引导到碳酸化器，该碳酸化器气体进口阀构造成用以选择性地将碳酸化气体引导到碳酸化器；热交换器，构造成冷却通过冷却水分配管线的水；以及控制器，构造成控制碳酸化器水和气体进口阀。在一些实施例中，当碳酸化器水进口阀敞开并且碳酸化器水进口阀关闭时，冷却水管线在冷却水管线出口处分配不含气体的水；并且当碳酸化器水进口阀敞开并且碳酸化器水进口阀敞开时，冷却水管线在冷却水管线出口处分配碳酸水。

一些实施例包括未冷却水管线，该未冷却水管线包括未冷却水进口阀，该未冷却水进口阀构造成用以选择性地将水从主进口引导到未冷却水管线出口，其中，未冷却水进口阀由控制器控制。

一些实施例包括分配器喷嘴，该分配器喷嘴与冷却水管线出口流体连通。

在一些实施例中，冷却水管线包括水泵，该水泵构造成用以将水泵送到碳酸化器。

在一些实施例中，冷却水管线包括流量补偿器，该流量补偿器构造成用以接纳来自于碳酸化器的出口的水、改变水流量以及将水流向着冷却水管线出口引导。

一些实施例包括碳酸化器气体源，该碳酸化器气体源与碳酸化器气体进口阀流体连通。

在一些实施例中，气体源包括加压二氧化碳的罐筒。

一些实施例包括冰箱。

在一些实施例中，分配器安装在冰箱的门中。

在一些实施例中，在冷却水管线中的水利用冰箱的致冷系统的元件而被冷却。

在一些实施例中，冷却水分配管线构造成用以接纳温度为大约20C的水或更高温度的水，并且按约25L/小时或更大、或约50L/小时或更大（例如在10-100L/小时的范围或其任何子范围中）的流量分配温度为大约10C的冷却水或更低温度的冷却水。

在一些实施例中，冷却水管线构造成用以分配碳酸水，该碳酸水具有至少2g/L、至少5g/L、至少10g/L、或至少15g/L、或更大（例如在0-30L/小时的范围或其任何子范围中）的碳酸化水平。

在一些实施例中，碳酸化器包括：导管；通往流动路径的进口，其设在导管的近侧端部上；布置在导管内的一个或更多个分配元件；被动式加速器，在导管内；在被动式加速器的紧下游的刚性冲击表面；以及与导管的远侧端部相连接的保持管网。

在一些实施例中，碳酸化器包括：导管；进口，其用来将二氧化碳和水引导到导管中；在导管内的刚性表面；以及节流装置，其在导管内，用来将二氧化碳和水加速到足够的速度，从而当二氧化碳和水与刚性表面撞击时，它们产生足以将二氧化碳溶解在水中的能量密度。

一些实施例包括过滤器。在一些实施例中，过滤器布置成使得从主进口通到冷却水管线的全部水都通过过滤器。

在另一个方面，一种方法包括：提供权利要求1-65的任一项的设备；将主进口连接到水源上；以及将碳酸化器气体进口阀连接到二氧化碳气体源上。

一些实施例包括，基于用户选择，选择性地分配冷却的不含气体的水和冷却的碳酸水。

一些实施例包括，基于用户选择，选择性地分配冷却的并且不含气体的水、冷却的碳酸水及未冷却水。

各个实施例可以单独地或按任何适当组合包括上述元素的任一个。

以上概述仅是例示性的，而绝非是限制性的。除上文中述及的例示性方面、实施例以及特征之外，另外的方面、实施例以及特征通过参考如下附图和详细描述将成为显然的。

附图说明

附图示出了这里描述的一个或更多个实施例，并且与文字描述一同解释这些实施例，这些附图结合到本说明书中，并且构成其一部分。贯穿不同视图的相应附图标记指代相同部分。附图不一定按比例，其重点在于说明各实施例的原理。

图1是水分配器的功能方块图。

图2是用于图1的水分配器的控制器的功能方块图。

图3示出的是水分配器的分解立体图。

图4示出的是图表，该图表表明了对于各种用户功能选择，图1的水分配器的阀控制状态。

图5示出的是在线碳酸化器。在碳酸化器进口的视图中，左侧部分示出的是头部，而右侧部分示出的是横截面侧视图。

图6A示出的是流量补偿器的分解图。

图6B示出的是流量补偿器的组装图。

图7A示出的是分配器喷嘴装置的俯视立体分解图。

图7B示出的是分配器喷嘴装置的仰视立体分解图。

图8是水输入和输出温度的图表，其作为由例示性分配器分配的水的体积的函数。

图9是图表，将由分配器系统分配的碳酸水的碳酸化水平与三种常规碳酸水产品的碳酸化水平相比较。

图10表明气体进口阀脉冲序列，这些气体进口阀脉冲序列用来控制在分配饮料的体积中的碳酸化水平。

图11A示出的是冰箱，该冰箱具有集成的碳酸化水分配器。

图11B示出的是用于图11A的冰箱的门面板的细节。

图11C示出的是图11A和11B的实施例的变化，其中，罐1103布置在冰箱的后侧上，紧邻冰箱的基本致冷系统的元件。

图12A是用于冰箱的致冷系统的说明。

图12B是图12A的致冷系统的热动力循环的说明，该热动力循环叠加在来自在系统中使用的致冷剂的温度熵图上。

具体实施方式

图1是水分配器100的功能方块图。分配器100包括主进口101，该主进口101接纳来自于主水供给源102的水。主水供给源可以是任何适当源，该适当源包括储器或加压水源。在典型实施例中，主水供给源102在分配器外面（例如，自来水管线）。然而，在一些实施例中，分配器100可以包括主水供给源（例如，当分配器102包括水存储罐时）。

来自主进口101的水被引导过主进口阀103。主进口阀103可以由控制器200（见图2）控制（例如，打开或关闭）。来自主进口阀的水流过过滤器，并被引导到三条水分配管线：冷却和汽水管线105、未冷却水管线106以及热水管线107。在各个实施例中，可以省去这些管线中的一条或更多条管线。在一些实施例中，可以包括另外的管线。

冷却水管线105包括在线碳酸化器108。在线碳酸化器108不像在常规碳酸化系统中那样，要求笨重的饱和罐。例如，在一些实施例中，在线碳酸化器例如是在2010年5月3日提交的、标题为“APPARATUSES,SYSTEMS AND METHODS FOR EFFICIENTSOLUBILIZATION OF CARBON DIOXIDE IN WATER USINGHIGH ENERGY IMPACT”的美国专利申请No.12/772641中描述的类型的碳酸化器，该专利申请的全部内容通过参考包括在这里。这个参考资料描述了一种设备，这种设备可以布置在水管线路径中，以产生用于分配的碳酸水。设备通过进口路径接受二氧化碳和水。从那里，二氧化碳和水的流动通过在导管内布置的一个或更多个分散元件，以产生分散流动（例如，环形分散流动）。分散流动然后通过在导管内的被动式加速器，由此大大地增加系统的动能。将加速流动引导成，与在被动式加速器紧下游的刚性冲击表面相撞击。这种撞击产生足够的压力，以将二氧化碳溶解到水中。保持管网设置在设备的输出处，以收集和调节碳酸水的流量。适当在线碳酸化器的例子下面参照图5更详细地描述。

冷却水管线可以包括碳酸化器水进口阀109，该碳酸化器水进口阀109由控制器200控制，以选择性地允许水从过滤器104流动到碳酸化器108。选择性地，冷却水管线105可以包括水泵110，该水泵110将水泵送到碳酸化器108（例如，在所需压力级下）。水泵110可以由控制器200控制。冷却水管线可以包括螺旋管111（例如，不锈钢盘旋管），通过该螺旋管111，水一直通到碳酸化器108（例如，促进水在进入碳酸化器之前的冷却，如下文中描述的那样）。

碳酸化器气体进口阀112由控制器200控制，以选择性地允许来自加压气体源113（例如，罐筒）的碳酸化气体（如所示的那样，二氧化碳）的流动。气体源113可以布置在分配器100内，或者可以布置在外面。

参照图10，在一些实施例中，在分配碳酸饮料中的碳酸化水平可以通过使气体进口阀112脉动而控制，该气体进口阀112控制气体（如所示的那样，CO₂）到碳酸化器的流量。在所示的例子中，在碳酸化器水进口阀109是敞开的同时，气体进口阀112按固定脉冲频率、但可变的工作循环在完全关闭和完全敞开位置之间脉动。对于较低碳酸化水平，使用较低工作循环（顶部帧）。对于较高碳酸化水平，使用较高工作循环（下部帧）。如所示的那样，使用脉动的四次重复，但在各个实施例中，可以使用任何适当数量的重复。

如本领域技术人员可以理解的那样，在各个实施例中，可以使用其它适当脉冲方案，以控制碳酸化水平，这些其它适当脉冲方案包括可变频率方案。在一些实施例中，碳酸化水平可以通过控制气体进口阀112在一个或更多个部分敞开位置中操作而控制。

在分配固定体积的碳酸化饮料（例如，响应单次按钮按压）的那些实施例中，在分配体积中的碳酸化水平可以通过控制气体进口阀在分配操作期间敞开的时间或体积量而控制。例如，对于较高碳酸化水平，可以让气体进口阀112在分配操作的100%期间敞开，而对于较低碳酸化水平，可以让气体进口阀在分配操作的80%期间敞开。

当主进口阀103、碳酸化器水进口阀109及碳酸化器气体进口阀112是敞开的时，水和气体流动到碳酸化器，该碳酸化器输出碳酸水。当主进口阀103和碳酸化器水进口阀109是敞开的，但碳酸化器气体进口阀112是关闭的时，只有水流动到碳酸化器。相应地，不发生碳酸化，并且碳酸化器输出冷却的不含气体的水。

从碳酸化器输出的水可以流过流量补偿器115，该流量补偿器115起作用以调节来自碳酸化器的流量。在一些情况下，碳酸化装置产生比所需的更为紊乱的碳酸水的出流。流量的紊乱可能使碳酸化水平降级，或者产生不良控制的或不一致的输出流量。补偿器可以允许通过补偿器的流量、碳酸化水平、流动的紊流度、流动速度、或其它流动性质的可调整控制。可以使用任何适当补偿器，包括在美国临时专利申请No.61/500461中描述的那些，该申请通过以上参考而包括。流量补偿器的一个例子在下面参照图6A和6B详细地描述。

提供热交换器114，该热交换器114冷却流过冷却水管线（例如，通过螺旋管111）的水。如所示的那样，热交换器114包括冷却罐116，该冷却罐116充注有冷却流体（如所示的那样，水），在该冷却流体中，浸入有水螺旋管111、碳酸化器108以及流量补偿器115中的一个或更多个。在一些实施例中，在冷却罐中的冷却流体由致冷系统冷却，该致冷系统包括压缩机和冷凝器（见图3）。如本领域技术人员可以理解的那样，在各个实施例中，碳酸化器108、和流量补偿器115可安装在冷却罐116外面。

例如，在一个实施例中，热交换器的致冷循环包括压缩机、蒸发器螺旋管、毛细管螺旋管以及冷凝器，该冷凝器具有无声风扇。在一些实施例中，系统是紧凑的，但具有高效率冷却容量，该高效率冷却容量对于大型需要用途和为得到良好质量汽水是关键的。在待分配的饮用水与充注冷却罐116的热交换介质之间的热交换由蒸发器螺旋管提供，该蒸发器螺旋管包围在热交换器的冷却罐单元中。如上文中述及的那样，冷却罐116充注有水，以用作冷却介质。待冷却的饮用水通过不锈钢螺旋管111，该不锈钢螺旋管111浸没在冷却介质中。流过不锈钢螺旋管的水在分配之前增量地冷却到所需温度。在一些实施例中，优化冷却循环和热交换器的设计用以提供高热效率、和比约10C低的分配水温度。

在各个实施例中，可以应用任何其它适当控制冷却装置和技术。

在一些实施例中，冷却罐116的充注液位可以通过控制罐充注阀117而调整，该罐充注阀117选择性地允许水从主进口101流到冷却罐116。罐充注阀117可以由控制器200控制。在一些实施例中，自动地控制充注液位。罐充注传感器（未示出）将信号发送到控制器200，该信号表示冷却罐116的充注液位。如果充注液位降到阈值液位下面（例如，由于蒸发），则将充注阀117打开，以将罐充注直到达到所需充注液位。

在一些实施例中，至少一个冷控制传感器（未示出）检测在冷却水管线或冷却罐中的水的温度，并且将信号提供给控制器200。基于这个信号，控制器200可以控制热交换器，以提供所需的冷却水温度或温度范围（例如，通过将压缩机和冷凝器风扇接通或断开）。

来自冷却水管线105的冷却水通过冷却水管线出口118流到分配器喷嘴单元120以便分配。

未冷却水管线106包括未冷却水管线进口阀121，该未冷却水管线进口阀121由控制器200控制，以选择性地允许水从过滤器104流到分配器喷嘴单元120，以提供未冷却（例如，室温或环境温度）水。在各个实施例中，未冷却水管线106也可以包括任何适当水泵、过滤器、流量控制装置、等等。

热水管线107包括热水管线进口阀122，该热水管线进口阀122由控制器200控制，以选择性地允许水从过滤器104流到热水罐123。在罐中的水由加热器（未示出）加热，该加热器由控制器200控制。可以提供一个或更多个温度传感器，该一个或更多个温度传感器将信号提供给控制器200，并且允许对于在热罐中的水的自动温度控制。一个或更多个热罐充注传感器可以检测热罐的充注液位，并且将信号提供给控制器，以允许控制器控制热罐充注液位（例如，通过选择性地打开和关闭热水管线进口阀122）。可选择地，热罐可通过用户操作而充注，而不用热罐充注传感器或控制器，从而在稳定-状态操作状态下，热罐始终是充满的。

热水罐可以包括搅拌器（例如，搅拌泵），该搅拌器搅拌在罐中的水。搅拌器可以由控制器200控制。

来自热水罐123的水被排出到分配器喷嘴单元120以便被分配。在各个实施例中，热水管线107也可以包括任何适当水泵、过滤器、流量控制装置、等等。

分配器喷嘴单元120从水管线105、106以及107接收水，并且将水从单个喷嘴输出。在一些实施例中，可以使用多个喷嘴。

分配器喷嘴可以包括UV灯124（例如，UV灯或UV发光二极管或“LED”），该UV灯124照射被分配的水，以提供消毒。UV灯可以由控制器200控制。

分配器100包括多个可控制的阀。在一些实施例中，这些阀可以是电磁型阀。在各个实施例中，可以使用在业界已知的任何适当类型的可控制阀。在一些典型实施例中，阀由控制器200控制（下面详细地描述）。然而，在一些实施例中，一个或更多个阀被手动地控制。

参照图2，控制器200控制分配器100的各个元件，如上文中述及的那样。在一些实施例中，控制器200在控制板上实施，该控制板包括一个主微控制器，该主微控制器借助于在控制板上的其它外围芯片控制系统的元件和连接外围设备。

控制器200控制主进口阀103、碳酸化器水进口阀109、碳酸化器气体进口阀112、冷却罐充注阀117、未冷却水管线进口阀121以及热水进口阀122的敞开/关闭状态。控制器200还控制热交换器114（例如，通过将热交换器的压缩机和冷凝器风扇控制成接通/断开）、水泵、热水罐（例如，将加热器接通/断开、控制加热水平、将搅拌泵接通/断开、等等）、UV灯124、等等的操作状态。控制器200还可以控制各种显示或指示器201（例如，LED基显示或指示灯）。例如，控制器可以控制LED指示器201，该LED指示器201指示更换过滤器104的需要、或已经致动儿童安全开关。其它用户接口特征，如LCD，也可添加并且由控制器200控制。

如上文中述及的那样，控制器200可以从各个传感器202接收信号，这些传感器包括冷却罐充注液位传感器和冷却水管线温度传感器。其它传感器类型可以包括过流传感器、监视一个或更多个元件的状态（例如，阀的敞开/关闭状态）的传感器、或任何其它适当传感器。

控制器200也可以接收来自于一个或更多个用户接口装置（如按钮控制器203）的信号，这些按钮控制器203可以布置在分配器的前部面板上（见图3）。当为了水选择而按下在前部面板上的特定按钮203时，对应阀（一个或更多个）与主阀打开，以分配所选的水。各个按钮将分配未冷却水、冷却水以及汽（碳酸）水。热水通过同时按下两个热水开关而分配，以便避免意外烫伤，因为热水典型地保持在85至95℃之间。图4表明与各个用户按钮选择相对应的阀致动。在一些实施例中，在控制器200上运行的软件使用通用基于优先权的循环以及中断方法，执行控制分配器100的操作的命令。选择性地，可切断热水系统的动力，以节省能量。通过包括儿童安全开关205采取另外的安全措施，该儿童安全开关205例如布置在单元的背后（或其它难以触及的位置），该儿童安全开关205使在前部布置的两个热水按钮失效。

在一些实施例中，控制器200由直流电源206供电，该直流电源206又由主交流电源207供电（例如，插到壁装插座中）。分配器100的一些元件可以通过控制板供电，而其它元件可以从主电源（或另一个电源，例如专用于特定元件的电源）直接供电。

在一些实施例中，控制器200包括通信单元，该通信单元允许分配器100的远程监视和/或控制。例如，在一些实施例中，控制器可能能够探测分配器100的故障，并且将消息发送到要求服务的远程位置。

在一些实施例中，控制器200监视分配器100的使用，例如确定何时需要新过滤器。例如，在一些用途中，对于专门从提供商购买一次性物品（如更换过滤器）的协议，分配器100又可以按低成本或无成本地提供给用户。通过监视分配器100的使用，控制器200可能能够识别使用是否已经超过现有过滤器的技术要求，并且表示出对于新的过滤器的需要。使用数据可以存储在安全存储器中，该安全存储器能够由提供商接近，但不能由用户接近，从而提供商可保证，用户正在执行其专门从提供商购买新过滤器的协议。

在一些实施例中，监视使用数据包括过滤器使用期限、分配时间（即，致动分配功能的时间量）、分配体积、统计使用数据、等等。

一些控制器功能，如过滤器使用期限监视、统计使用数据、计时或体积分配功能由“Smart Control（智能控制）”外围设备208控制和支配。Smart Control208容纳在USB外壳中，并且与在控制板上的主微控制器通信，以保持过滤器使用的跟踪，并且存储/检索另外的信息。在一些实施例中，Smart Control208在板上包括8比特微控制器和串行至USB转换器。串行至USB转换器在控制器200的主微控制器与Smart Control208之间转换通信逻辑。Smart Control存储（例如，在安全和/或加密存储器中）必需的操作信息，并且优化在控制板上的功能，以执行这样的指令。在这样的功能中，可列出过滤器使用期限监视、统计使用数据、体积分配、单元的计时操作、维护和预防性方案、在故障情况下的故障排除和预防性措施。这样的信息可以使用LED灯、声音信号、可下载文件、通过到服务器的无线通信、显示在LCD上、或类似技术而表示。

图3示出的是分配器100的一个例示性实施例的分解图。分配器元件的全部，包括气体源113，都包含在单个外壳300内。外壳300包括底板、侧部及顶部面板、前部板（包括控制按钮203和指示器201）以及后部板。一块侧部面板包括侧门，该侧门允许用户能够容易地接近过滤器104和气体源113，以便更换。侧部隔板将过滤器104和气体源113与外壳的内部的其余部分分离，以增加用户安全性和防止用户乱动。过滤器104和气体源113可以使用容易使用的扭转和锁定连接器连结/脱开。气体源113可以包括流量控制器和/或压力指示器，该流量控制器和/或压力指示器可以用来将源调整到适当操作参数。在一些实施例中，过滤器104包围在一种类型的一次性过滤筒中，这种类型的一次性过滤筒在美国临时专利申请No.61/500,469中描述，该申请通过以上参考而包括。

总体而言，外壳100可以具有有利的形状系数，例如与在厨房中使用的标准器具尺寸或标准舱室尺寸相对应。例如，在一些实施例中，外壳100可以具有与如下标准器具尺寸之一相对应的尺寸。

器具

高度范围

宽度范围

深度范围

灶台	2-3″	12-48″	18-22″
				洗碗机	33-35”	23-24″	23-26″
微波炉	13-18″	21-23″	14-22″
				炉灶，落地型	35-36″	19-40″	24-26″
炉灶，w/上部烤箱	61-68″	30-40″	25-28″
				炉灶，嵌入式	23-24″	23-24″	22-25″
炉灶排烟罩	5-8″	24-72″	12-72″
				冰箱	55-69″	24-36″	26-33″
垃圾压实机	33-35″	12-15″	18-24″
				单壁炉	23-25″	21-24″	21-23″
双壁炉	39-50″	21-24″	21-23″
				带有焙烤器的壁炉	38-40″	21-24″	21-23″

在一些实施例中，外壳安装在立方体内，该立方体具有5米或更小、4米或更小、3米或更小、2米或更小、1米或更小、0.5米或更小、0.25米或更小、或较小的边长长度，例如在0.25米-5米的范围或其任何子范围中。

控制器200可以布置在外壳内的任何适当位置处，并且可以使用有线或无线连接而连接到分配器100的各个元件上。

碳酸化器108的一个例示性实施例在图5中示出。使二氧化碳和水经Y形进口歧管400而接触，该Y形进口歧管400具有两个进口，一个用于二氧化碳供给源，另一个用于水供给源。在这个实施例中，两个进口是相同的，并且是可互换的。用来将二氧化碳和水引入到碰撞腔室中的歧管可具有任何其它适当布置，例如T形或F形。作为另一个例子，供给源可由在管式结构内的同心管提供。Y形歧管、或取决于它们的需要的其它形状，也可以包括初始分流器，以防止一种流束进入另一个供给源进口中。此外，标准回流防止器也可用在进口内或进口的上游。此外，水和二氧化碳的流量也可由在歧管进口处的阀或调节器控制。

进水压力（例如，由泵110控制）影响通过系统的剩余部分的流量和压力。10psi的最小压力足以实现满意流量和碳酸化。已经发现，在0.1gpm至1.5gpm的范围中的流量是特别有利的，但甚至更大流量也是可接受的。

二氧化碳在45psi和125psi之间的压力下提供。优选地，在Y形进口歧管处提供的二氧化碳压力保持得接近在Y形进口歧管处提供的水压力。

在图5的实施例中，流量扩展器420设置在流动路径内在进口歧管之后。使用流量扩展器，以便防止分层的或层流的二氧化碳/水流。代之以，流量扩展器产生显著的分散流动，典型地呈环形地分散的流动。图5的实施例使用被动式流量扩展器，这些被动式流量扩展器包括螺旋形元件420。能够分散二氧化碳和水流的其它被动式定向混合器也可能是适当的，如从导管壁突出的突起。可选择地，可以使用主动式混合器，如旋转叶片。如图5所示，流量扩展元件420可以串联地排列，以实现所需的分散水平。流量扩展元件可以按不同类型的组合而类似地使用，这些不同类型包括相混合的被动式和主动式元件。

二氧化碳/水的分散流束然后通过强迫它通过节流器/加速器430而被加速。如在业界公知的那样，使流体流通过节流将导致加速流动，该加速流动由于质量守恒原理而产生。节流器/加速器用来容易地增大二氧化碳/水流束在碰撞之前的动能。因而，对于给定进口速度和压力，将增大离开节流器/加速器的二氧化碳/水流的能量，而不需要昂贵的泵送设备。增大的动能导致在与碰撞表面450撞击时的较高动量变化，由此增大在对应压力区中实现的压力，这导致在碰撞地点处的溶解加速。节流器/加速器430是简单的孔口。然而，也可以采用更复杂的工程结构。

已经观察到，按照本公开的可接受溶解借助于突然收缩或会聚节流而实现，此时它设计成具有在0.1至0.44，优选地约0.41，的损失系数。对于在图5中诸如节流器/加速器430之类的锐缘孔口，借助于大于10，优选地60，的损失系数，发生可接受溶解。

另外，节流口的尺寸可变化，以实现高质量的碳酸水。进口半径与收缩区域半径的比值最佳地设计成，在1（没有节流）与20（最大节流）之间的范围内；

在由通过节流口的水围绕的二氧化碳的运动流线附近，每个流束获得一定量的动量和相关动能。这些流线又将其动量的一些传递给溶液的相邻层，使它保持在运动中并且在流动方向上进一步加速。动量通量在这种情况下在负速度梯度的方向上。换句话说，动量区域在减小速度的方向上行进；因而可以将速度梯度当作用于动量运输的驱动力。

当二氧化碳/水混合物正流过与表面平行的狭窄通路（例如，孔口）时，在流动方向上混合物的速度随着接近表面而减小。在二氧化碳和水的相邻层之间的这种速度差导致速度梯度。通过在较快分子运动层与较慢相邻层之间发生的随机分子扩散，动量在横向方向上在狭窄通路内从较快到较慢运动层转移。

在离开节流器/加速器430之后，二氧化碳/水混合物的加速流束-已经达到高得多的动能，与静止固体壁450相碰撞。固体壁450可具有任何形状或结构，优选地将壁布置成与二氧化碳/水流束相垂直。壁应该布置得足够地靠近节流器、加速器，从而实现的增大动能不会由于摩擦力在到达壁450之前显著地损失。已经发现，如果将固体壁450布置得与节流器/加速器相距近似1.0英寸和2.0英寸，优选地0.5英寸，则能够实现可接受的结果。

已经发现，通过与壁碰撞产生的净力，即在压力区中压力能量密度（“PED”）——该能量密度在-40英尺-磅/cm³至5尺-磅/cm³的范围之间，能够产生可接受的溶解。这些力可通过调整节流器/加速器、导管、实现的混合水平以及进口二氧化碳和水流束的开始压力的相对关系而产生。

壁450还具有出口通路455，以允许通过系统的进一步流动。如图4所示，这进一步连接到保持管网460的进口上。保持管网460可简单地是普通导管。图5的保持管网460包括静止螺旋混合器465。也可以使用其它类型的填充材料，如raschig圈。进一步，描述成适于产生分散流动的静止或主动式混合元件的任一种可以布置成，用在保持管网中，以进一步增强在水中二氧化碳的接触和溶解。

保持管网的长度和构造和在保持管网内填充材料的尺寸可修改成得到不同的碳酸化水平，以分配具有不同溶解度的碳酸水。总体而言，更长的保持管网，优选地高达10英寸，通过允许在流体流束中二氧化碳和水之间的混合接触的更长时间而升高碳酸化水平。更长的保持管网也增大在碰撞腔室455的出口通路处的压力，这增大在碰撞腔室内的压力，并且使整个流量稳定。

保持管网的长度和组成也可用来在保持管网的出口处得到所需压力。总体而言，通过保持管网实现的压力降直接与在长度与直径之间的比值（“L/D”）成比例。因此，人们通过改变保持管网的长度或直径，可实现类似压力降、流动及混合特性。填充材料也影响得到的压力降。总体而言，较小尺寸填充材料和较长保持管网增大压力降。

图6A和6B表明流量补偿器115的一个例示性实施例。图6A是分解图，而图6B是组装图。流量补偿器115包括壳体1201和插入部件1202。壳体1201包括进口端口1203和出口端口1204。如所示的那样，进口和出口端口1203、1204包括快速连接杆部分，以便于与外部装置的连接（例如，在碳酸化器108的输出与进口端口1203之间的连接）。可选择地，可以使用螺纹部分。在各个实施例中，可以使用任何类型的（优选地不透流体的）连接器。

导管1205穿过壳体1201在进口端口1203与出口端口1204之间延伸。当组装时，插入件1202的一部分定位在导管1205中。插入件1202起到密封导管1205的作用，从而进入插入件1202中的碳酸水流沿插入件1202流过导管，并且通过出口端口1204输出。

流量补偿器115包括设施1206，该设施1206用来调整在导管1205内部的插入件1202的位置。如所示的那样，设施1206由在插入件1202的端部与在壳体1201中的对应螺纹孔之间的螺纹连结组成。插入件1202的端部包括槽口，该槽口允许插入件1202旋转（例如，使用螺丝刀），以使插入件1202进入或退出导管1205。在各个实施例中，可以使用任何其它类型的可调整连结。设施1206允许对于从出口端口1204输出的经调节的流的一种或更多种性能（例如，流量、紊流度、等等）加以调整。设施1206可以允许对插入件1202的位置加以调整，同时保持在插入件与壳体之间的不透流体密封。例如，如所示的那样，在插入件1202上的两个O形圈1211（例如，由诸如橡胶材料之类的弹性材料制成）在插入件与壳体之间形成可滑动密封。

如所示的那样，导管1205沿纵向轴线（用虚线表示）从靠近进口端口1203的近侧端部延伸到靠近出口端口1204的远侧端部。导管1205包括管状通路1207，该管状通路1207绕这条纵向轴线布置，并且从进口端口1203沿这条纵向轴线延伸到后部壁，该后部壁通过当将插入件1202连结到壳体1201上时而形成。出口端口1204定位成远离进口端口1203，并且与其横交（如所示的那样，对于其成直角）。出口端口1204与管状通路1207流体连通。

当组装时，插入件1202沿纵向轴线从位于导管1205内的近侧端部延伸到远侧端部，该远侧端部延伸到壳体1201外面。插入件1202包括锥形部分1209，该锥形部分1209向插入件的近侧端部（即，插入件的、面对进口端口1201的端部）变窄，并且向插入件的远侧端部变宽。导管1205可以包括对应锥形部分1210，从而导管和插入件相配合，以形成狭窄锥形通道。这条锥形通道具有横截面面积（沿与纵向轴线横交的方向取得），该横截面面积比与进口端口相邻的导管1205的部分的横截面面积小。在一些实施例中，横截面面积可以减少2、3、4、5、10、100、等等的因数或任何其它所需量。通过使用设施1206调整插入件1202的位置，可改变锥形通道的横截面面积，以控制通过补偿器的流量和/或其它流动性质。

锥形部分1209的表面和导管1205的对应成形部分1210的表面可以是光滑的。如下面更详细描述的那样，这条光滑狭窄通道增强通过补偿器115的层流流动，由此降低流动的紊流度。

圆柱形部分1220的表面包括交替的肋1701和通道1702，这些肋1701和通道1702在沿纵向轴线的方向上延伸。通道1702的深度随着离插入件1202的锥形部分1209的增大距离而增大到最大深度，并且然后减小。相应地，圆柱形部分1220具有砂漏形状，使腰部具有离纵向轴线的最小直径。各个肋1701将相邻的各个通道1702相分离。

肋1701和通道1702起作用以减小通过通道1702的流动速度的数值。这种变慢可以提供在流动中在二氧化碳与水之间的更长接触时间和更大接触表面面积，导致更好的碳酸化水平和稳定流动。在各个实施例中，在通道1702的最深点处通过通道1702的流动速度的局部数值将小于当它进入通道时的流动速度的50%、25%、10%、等等。总体而言，更深的通道将具有更显著的变慢效果。

通道1702进一步起作用以减少流动的紊流度（即，提供层流流动）并保持一致的压力。例如，在一些实施例中，沿插入件1202的圆柱形段1220的显著部分（例如，至少50%、至少60%、至少70%、至少80%、至少90%或更大）通过通道1702的流动可以由2500或更小、2000或更小、1500或更小、1000或更小、500或更小、或甚至更小的雷诺数而被特征化。用于沿着插入件1202的相应部分的相应流动的压力，可以以小于例如25%、10%、5%、1%而变化，或者小于平均压力。这种类型的流动有利地防止二氧化碳和水的分离，由此帮助保持碳酸化水平。

图7A和7B示出的是分配器喷嘴单元120的一个例示性实施例的分解图。分配器喷嘴包括三个进口701a、701b以及701c，这三个进口701a、701b以及701c分别接收来自热、冷却以及未冷却水管线的水。在一些实施例中，喷嘴单元120包括例如另外的进口，以允许调味成分（例如，调味糖浆）与水流相混合。

进口水通过单向阀702，该单向阀702防止进入喷嘴单元120的内部腔室703中的回流。腔室可以成形为，允许流动从进口扩展，以控制流量和减少溅射和中断流动。水通过喷嘴705（例如，收缩喷嘴）离开腔室703。腔室703可以包括一个或更多个蒸汽排出端口，以允许由水的入流替换的气体或蒸汽离开腔室。收缩喷嘴可以包括与702相似的单向阀。

在一些实施例中，喷嘴单元120包括用于UV灯的夹具，该夹具将光引导到水流动流束上，以将水消毒或否则清洁。当紫外光能量由在水中的细菌和病毒的复制机理吸收时，遗传材料或有机组织（DNA/RNA）重新排列，并且它们可能不再复制，降低或消除疾病的危险。UV射线是高能电磁射线，这些高能电磁射线在太阳光的自然光谱中发现。它们在不可见短波光的范围中，该不可见短波光具有范围从100至400nm的波长。UV灯可以提供在例如1000-500,000微瓦特秒每平方厘米的范围、或其任何适当子范围中的UV剂量。这样的剂量已经认为，对于减少或消除水生污染物是有效的。

在一些实施例中，喷嘴单元120包括设施706（如所示的那样，具有O形圈凹槽的扭转和锁定连接器），该设施706允许一个或更多个外围装置的连结。外围装置可以包括例如用来将调味成分与被分配的水流束相混合的装置，如在美国临时专利申请No.61/500,500中描述的那样，该申请通过以上参考而包括。

在各个实施例中，喷嘴单元120可以包括在临时专利申请No.61/500,440中描述的装置的任一种，该申请通过以上参考而包括。

图11A和11B示出的是这里描述的类型的分配器100的实施例，该分配器100集成在冰箱1100中。冰箱可以是在业界已知的任何类型的。如所示的那样，冰箱处于具有两个门的并排构造。水分配器100集成在左侧门中，分配器的元件包含在舱室1101中。

分配器100的元件与以上关于独立分配器描述的那些元件基本类似。如所示的那样，省去冷却和加热水管线，但在另一些实施例中，可以包括这些管线中的一根或两根管线。

来自主进口101的水通过主进口阀103引导。主进口阀103可以由控制器200（例如，在图2中所示的类型的）控制（例如，打开或关闭）。来自主进口阀的水流过过滤器（未示出），并被引导到冷却和汽水管线105。

碳酸化器水进口阀109由控制器200控制，以选择性地允许水从过滤器到碳酸化器108的流动。选择性地，冷却水管线105可以包括水泵110，该水泵110将水泵送到碳酸化器108（例如，在所需压力级下）。水泵110可以由控制器200控制。在另一些实施例中，所需压力级可以由任何其它适当设备提供，包括重力进给的使用或使用来自外部源的压力（例如，连接到主进口上的建筑自来水管的压力）。

冷却水管线可以包括罐1103，该罐1103由冷却剂管线1104围绕，该冷却剂管线1104用来将水冷却。在一些实施例中，冷却剂管线1104可以是冰箱1100的主冷却系统的元件，如下面更详细描述的那样。

碳酸化器气体进口阀112由控制器200控制，以选择性地允许来自加压气体源113（例如，具有调节器的罐筒，如所示的那样）的碳酸化气体（如所示的那样，二氧化碳）的流动。气体源113可以布置在冰箱1100内（如所示的那样），或者可以布置在外面。一些实施例可以包括调节器或泵，以控制输送到碳酸化器108的碳酸化气体的压力。

当主进口阀103、碳酸化器水进口阀109及碳酸化器气体进口阀112是敞开的时，水和气体流动到碳酸化器，该碳酸化器输出碳酸水。当主进口阀103和碳酸化器水进口阀109是敞开的，但碳酸化器气体进口阀112被关闭时，只有水流动到碳酸化器。相应地，不发生碳酸化，并且碳酸化器输出冷却的不含气体水。

从碳酸化器输出的水可以流过流量补偿器115，该流量补偿器115起作用以调节来自碳酸化器的流量，如以上详细描述的那样。

分配器喷嘴单元120从水管线105接收水，并且将水从单个喷嘴输出。在一些实施例中，可以使用多个喷嘴。门包括分配区域1105，在该处可以布置饮料接受器1108（例如，杯、瓶子、玻璃杯、等等），以接收从分配器喷嘴120分配的饮料。

控制器200可以接收来自于一个或更多个用户接口装置（如按钮控制器1106，这些按钮控制器1106可以布置在冰箱的前部面板上）的控制信号。当在前部面板上的具体按钮1106为了水选择被按下时，对应阀（一个或更多个）以及主阀打开，以分配所选的水。各个按钮将分配冷却的并且不含气体的水和冷却的汽水（碳酸水）。

如本领域技术人员可以理解的那样，在冰箱1100中的分配器100可以包括以上关于独立分配器描述的各个元件或特征中的任一个。

如本领域技术人员可以理解的那样，对于上文中述及的冰箱集成分配器系统的各种变化是可能的。例如，图11C示出的是图11A和11B的实施例的一种变化，其中，罐1103不布置在门中，而是在冰箱的侧部上，紧邻冰箱的基本致冷系统的元件。如下文中描述的那样，这种构造当基本致冷系统用来将在罐1103中的水冷却时是方便的，该罐1103由分配器100使用。具体地说，它取消了对于将管从冰箱的主体延伸到门的需要。在另一些实施例中，罐1103可以定位在门中，用冰箱的冷冻舱室通过传热（例如，对流传热）完成被分配的水的冷却。

如上文中述及的那样，在一些实施例中，在分配器100中的水可以使用冰箱的主冷却系统的元件而冷却。例如，图12A示出的是用于冰箱的蒸汽-压缩冷却系统1200的一个例示性实施例。蒸汽-压缩系统1200使用循环液体致冷剂（在业界已知的任何类型的），作为从待被冷却的空间（冰箱1100的内部）吸收和除去热量并且以后将热量排出到别处（外部环境）的介质。

如所示的那样，系统2000是单级蒸汽-压缩系统，该单级蒸汽-压缩系统包括压缩机2001、冷凝器2002、热膨胀阀2003（例如，毛细管膨胀阀）以及蒸发器2004。

图12B示出的是系统2000的热动力循环，该热动力循环叠加在用于致冷剂流体的温度熵图上。实线表示在没有分配器100的情况下用于系统的循环。虚线表示循环的改进，以容纳在分配器100中的水的冷却。

循环冷却剂在称作饱和蒸汽的热动力状态下进入压缩机2001，并且被压缩到更高压力，也导致更高温度（过程1-2）。热压缩蒸汽然后在称作过热蒸汽的状态下。将该热蒸汽定路线成通过冷凝器2002，在该处它例如通过流过螺旋管或管被冷却并被冷凝成液体（过程2-3-4），该螺旋管或管具有穿过螺旋管或管流动的冷却水、空气或其它流体。

将冷凝液体致冷剂，在称作饱和液体的热动力状态下，其次定路线成通过膨胀阀2003，在该处它经受压力的突然减小（过程4-5）。该压力减小导致液体致冷剂的一部分的绝热闪蒸。绝热闪蒸的自动-致冷作用将液体和蒸汽致冷剂混合物的温度降低，在该处它比待致冷的封闭空间的温度冷（典型地比水的冰点冷）。

然后将冷混合物定路径成通过在蒸发器2004中的螺旋管或管。风扇使在封闭空间中的暖空气跨过螺旋管或管循环，该螺旋管或管运送冷致冷剂液体和蒸汽混合物。该暖空气将冷致冷剂混合物的液体部分蒸发。同时，循环空气被冷却，并因而将封闭空间的温度降低到所需温度（等温过程5-1）。蒸发器是循环致冷剂吸收和除去热量的地方，该热量以后在冷凝器中排出，并且由在冷凝器中使用的水或空气转移到别处。

为了完成致冷循环，来自蒸发器的致冷剂蒸汽再次是饱和蒸汽，并被定路线成回到压缩机2001中。按常规，到压缩机2001的致冷剂蒸汽在比水的冰点低的温度下，并所以可能对于冷却由分配器100分配的水的用途而言太冷。然而，如在图12B中由虚线表示的那样，循环可修改（例如，通过延伸蒸发器管的长度），从而在到压缩机的输入处的致冷剂的温度在所需温度下（例如，在水的冰点左右或以上）。就是说，等温过程5-1可以扩展以包括非等温过程1-1′，该非等温过程1-1′将致冷剂的温度带到所需温度。在所需温度下的致冷剂然后可以用来冷却在分配器100中的水，例如通过绕水罐1104缠绕致冷剂管线，该致冷剂管线行进到压缩机中，如图11A、11B以及11C所示。

要理解，上述致冷方案仅仅是多种可能构造的一种。在各个实施例中，可以使用在业界已知的致冷方案（例如，特征在于级联致冷循环、热电致冷、等等的方案）。在各个实施例中，系统2000可以用来使用在业界已知的任何适当技术将在分配器中的水冷却。例如，在其中系统1200使用循环致冷剂的各个实施例中，来自循环的任何点的在适当温度下的致冷剂可以用来将分配器100的水冷却。

如本领域技术人员可以理解的那样，在各个实施例中，分配器100可以集成在其它类型的器具中，这些器具包括：制冰机、冷冻机、制咖啡机、调味饮料分配器、等等。

在各个实施例中，分配器有利地按所需流量和碳酸化水平分配冷却的碳酸水。在一些实施例中，冷却水分配管线构造成接收在约20C的水或更高温度的水，并且按约10L/小时或更大、25L/小时或更大、50L/小时或更大，例如在1-200L/小时的范围或其任何子范围中，的流量分配温度为大约10C的冷却水或更低温度的冷却水。例如，如图8所示，在一个实施例中，被分配的水温度保持在10℃左右，同时对于60L/小时的分配速率，在一小时中分配约60升。

另一个重要性能特性是实现的碳酸化的质量。图9示出的是对于在市场中可得到的碳酸水产品（A、B以及C）测试和比较的归一化碳酸化水平。绝对碳酸化水平使用碳酸化试验机Model T-03-567（Terriss Consolidated Industries,Inc.）得到。使用3.7的最大绝对碳酸化水平将各值归一化。如可在图9中看到的那样，使用分配器100实现的碳酸化水平产生更高质量碳酸水，而没有对于饱和器罐或其它笨重设备的需要。在一些实施例中，碳酸化水平（按二氧化碳的克每升水，在10C的温度下测得）是2g/L或更大、5g/L或更大、10g/L或更大、15g/L或更大、20g/L或更大，例如在1-20g/L的范围或其任何适当子范围中。

上文中述及的元件可以由任何适当材料制成。在一些实施例中，各个元件中的一个或更多个元件由如下形成或者包括如下：塑料（例如，热塑性）或聚合物材料（例如，PFTE、PV、PU、尼龙、等等）、金属（例如，铜、青铜、铁、钢、不锈钢、等等）、复合物、等等。元件可以使用任何适当技术而构造，该技术包括例如模压（例如，注射模压）、机加工（例如，使用一个或更多个计算机数控“CNC”机床，如铣床或车床）、等等。

任何适当连接可以用来提供在各个元件之间的流体连通。连接可以是永久性的（例如，粘结）或可拆除的（例如，使用螺纹连接）。任何螺纹连接可以是国家管螺纹锥形螺纹（NPT）或国家管螺纹锥形螺纹燃料（NPTF）标准连接。在一些实施例中，螺纹连接机械地提供防泄漏附件，而没有对于Teflon螺纹带或类似应用的需要。

上文中述及的例子参照提供用于碳酸水的流动的分配器而呈现。然而，如将由本领域的技术人员理解的那样，这里描述的装置和技术可以用来分配任何适当流体流，包括液体和气体的任何适当混合流。

上述系统和方法（包括控制器200）可以在数字电子电路中、在计算机硬件、固件、和/或软件中实施。实施形式可以作为计算机程序产品（即，实质上嵌在信息载体中的计算机程序）。实施形式可以例如是机器-可读存储装置，用于由数据处理设备而执行或者控制数据处理设备的操作。实施可以例如是可编程处理器、计算机、和/或多台计算机。

计算机程序可以按任何形式的编程语言写成，该编程语言包括编译和/或解释性语言，并且计算机程序可以按任何形式采用，包括作为独立程序或作为子例行程序、元素、和/或适于用在计算环境中的其它单元。计算机程序可用来在一台计算机上或在一个地点的多台计算机上执行。

方法步骤可由一个或更多个可编程处理器进行，该一个或更多个可编程处理器通过对输入数据运算和产生输出，执行完成本发明的功能的计算机程序。方法步骤也可由设备进行，并且设备可实施成专用逻辑电路。电路可以例如是FPGA（现场可编程门阵列）和/或ASIC（应用程序专用集成电路）。模块、子例行程序以及软件介质可指实施该功能的计算机程序、处理器、专用电路、软件、和/或硬件的部分。

适用于执行计算机程序的处理器作为例子包括通用和专用微处理器以及任何种类数字计算机的任一个或更多个处理器。总体而言，处理器从只读存储器或随机存取存储器或两者接收指令和数据。计算机的基本元件是用来执行指令的处理器、和用来存储指令和数据的一个或更多个存储器装置。总体而言，计算机可以包括用来存储数据的一个或更多个海量存储装置（例如，磁盘、磁-光盘、光盘、或固态装置/存储器），可操作地联接成从一个或更多个海量存储装置接收数据，并且/或者将数据输送到一个或更多个海量存储装置。

数据传输和指令也可在通信网络上发生。适于实施计算机程序指令和数据的信息载体包括所有形式的非易失存储器，该非易失存储器作为例子包括半导体存储器装置。信息载体例如能是EPROM、EEPROM、快速存储器装置、磁盘、内部硬盘、可除去盘、磁-光盘、CD-ROM、和/或DVD-ROM盘。处理器和存储器可由专用逻辑电路补充，并且/或者包括在专用逻辑电路中。

为了保证与观察者相互作用，上述技术可在具有显示装置的计算机上实施。显示装置可以例如是阴极射线管（CRT）和/或液晶显示器（LCD）监视器。与观察者相互作用可以例如是信息对于观察者的显示、和键盘和点击装置（例如，鼠标或跟踪球），通过该键盘和点击装置，观察者可以将输入提供给计算机（例如，与观察者接口元件相互作用）。其它种类的装置可用来保证与观察者相互作用。其它装置可以例如是反馈，该反馈按任何形式的感知反馈（例如，视觉反馈、听觉反馈、或触觉反馈）提供给观察者。来自观察者的输入例如可以按任何形式接收，包括声音、语音、和/或触觉输入。

上述技术可在分布计算系统中实施，该分布计算系统包括后端元件。后端元件可以例如是数据服务器、中件元件、和/或应用程序服务器。上述技术可在分布计算系统中实施，该分布计算系统包括前端元件。前端元件可以例如是客户机，该客户机具有图形观察者接口、网页浏览器、和/或用于传送装置的其它图形观察者接口，观察者可通过该网页浏览器与例示性实施相互作用。系统的元件可由任何形式或媒体的数字数据通信（例如，通信网络）互连。通信网络的例子包括局域网（LAN）、广域网（WAN）、个人区域网（PAM）、互联网、有线网、和/或无线网。

系统可以包括客户装置和服务器。客户装置和服务器一般彼此远离，并且典型地通过通信网络相互作用。客户装置和服务器的关系凭借计算机程序而产生，这些计算机程序在相应计算机上运行，并且彼此具有客户装置-服务器关系。

通信网络可以包括例如包-基网络和/或回路-基网络。包-基网络可以包括例如互联网、载体互联网协议（IP）网（例如，局域网（LAN））、广域网（WAN）、校园区域网（CAN）、城域网（MAN）、家域网（HAN））、专用IP网、IP专用分支交换（IPBX）、无线网（例如，无线电访问网（RAN）、802.11网、802.16网、通常包无线电服务（GPRS）网、HiperLAN）、和/或其它包-基网络。回路-基网络可以包括例如公用交换电话网（PSTN）、专用分支交换（PBX）、无线网（例如，Zigbee、蓝牙、分时多路存取（TDMA）网、用于移动通信的全球系统（GSM）网）、和/或其它回路-基网络。

通信装置可以包括例如计算机、具有浏览器装置的计算机、电话、IP电话、移动装置（例如，蜂窝电话、个人数字助手（PDA）装置、膝上型计算机、电子邮寄装置）、和/或其它类型的通信装置。浏览器装置包括例如具有环球网浏览器（例如，可以从MicrosoftCorporation获得的MicrosoftInternet Explorer、可以从MozillaCorporation获得的MozillaFirefox）的计算机（例如，台式计算机、膝上型计算机）。移动计算装置包括例如个人数字助手（PDA）。

关于这里基本上任何复数和/或单数术语的使用，本领域的技术人员可从复数转化到单数，并且/或者从单数转化到复数，如对于上下文和/或用途适当的那样。各种单数/复数变更为了清楚起见这里可以特意叙述。

本领域技术人员可以理解的是，总体而言，这里使用的术语，并且特别是在所附的权利要求书（例如，所附的权利要求书的本体）中使用的术语一般用以作为“开放性”术语（例如，术语“包括（including）”应该解释成“包括但不限于”，术语“具有”应该解释成“至少具有”，术语“包括（includes）”应该解释成“包括但不限于”，等等），本领域的技术人员将可以进一步理解的是，如果指定引用权利要求列举的具体数量，则这样一种意图将在权利要求中清晰地列举，并且在没有这样的列举的情况下，这样的意图不存在。例如，作为对于理解的帮助，如下所附的权利要求书可以包含引用短语“至少一个”和“一个或更多个”的使用，以引用权利要求列举。

然而，这样的短语的使用不应该解释成意味着，权利要求列举通过不定冠词“a”或“an”的引用，将包含这样的引用权利要求列举的任何特定权利要求限制成仅包括一个这样列举的发明，即使当同一权利要求包括引用短语“一个或更多个”或“至少一个”和诸如“a”或“an”之类的不定冠词时（例如，“a”和/或“an”应该典型地解释成，是指“至少一个”或“一个或更多个”）；对于为引用权利要求列举而使用的定冠词的使用同样如此。另外，即使清晰地列举引用权利要求列举的具体数量，本领域的技术人员也将认识到，这样的列举应该典型地解释成是至少指列举数量（例如，在没有其它修饰词的情况下“两个列举”的赤裸列举典型地是指至少两个列举、或两个或更多个列举）。

此外，在其中使用与“A、B以及C的至少一个、等等”相似的习惯的那些情况下，总体而言，这样一种构造用以在本领域的技术人员会理解习惯的意义上（例如，“具有A、B以及C的至少一个的系统”可能包括但不限于单独具有A、单独具有B、单独具有C、具有A和B一起、具有A和C一起、具有B和C一起、和/或具有A、B以及C一起、等等的系统）。在其中使用与“A、B以及C的至少一个、等等”相似的习惯的那些情况下，总体而言，这样一种构造用以在本领域的技术人员会理解习惯的意义上（例如，“具有A、B以及C的至少一个的系统”可能包括但不限于单独具有A、单独具有B、单独具有C、具有A和B一起、具有A和C一起、具有B和C一起、和/或具有A、B以及C一起、等等的系统）。

本领域的技术人员将可以进一步理解的是，实际上不管是在描述、权利要求书中还是在附图中呈现两个或更多个可选择术语的任何转折性词和/或短语应该理解成，想到包括术语之一、术语的任一个、或两个术语的可能性。例如，短语“A或B”将理解成，包括“A”或“B”或“A和B”的可能性。

为了说明和描述的目的，已经呈现了例示性实施例的以上描述。它关于公开的准确形式并非是穷尽的或限制性的，并且修改和变更鉴于以上讲授是可能的，或者可以从公开实施例的实践获得。打算的是，本发明的范围由所附的利要求书和其等效物限定。

Claims (68)

1.一种用来分配水的设备，包括：

主进口，其构造成用以接纳来自水源的水；

冷却水管线，其包括：

在线碳酸化器；

碳酸化器水进口阀，其构造成用以选择性地将水从所述主进口引导到所述碳酸化器；

碳酸化器气体进口阀，其构造成用以选择性地将碳酸化气体引导到所述碳酸化器；以及

冷却水管线出口；

热交换器，其构造成用以冷却通过所述冷却水分配管线的水；以及

控制器，其构造成用以控制所述碳酸化器水和气体进口阀，

其中：

当所述碳酸化器水进口阀敞开并且所述碳酸化器水进口阀关闭时，所述冷却水管线在所述冷却水管线出口处分配不含气体的水；并且

当所述碳酸化器水进口阀敞开并且所述碳酸化器水进口阀敞开时，所述冷却水管线在所述冷却水管线出口处分配碳酸水。

2.如权利要求1所述的设备，还包括：

未冷却水管线，其包括：

未冷却水进口阀，其构造成用以选择性地将水从所述主进口引导到未冷却水管线出口；

其中，所述未冷却水进口阀由所述控制器控制。

3.如权利要求1或权利要求2所述的设备，还包括：

热水管线，其包括：

热水进口阀，其构造成用以选择性地将水从所述主进口引导到热水管线出口；

加热器，它加热流经所述热水管线的水；以及

热水管线出口。

4.如以上权利要求中的任一项所述的设备，其中：

所述热交换器包括冷却罐，该冷却罐构造成用以接纳来自所述主进口的水；并且

所述冷却水管线的至少一部分浸入在所述冷却罐中。

5.如权利要求4所述的设备，其中，所述在线碳酸化器浸入在所述冷却罐中。

6.如权利要求4或权利要求5所述的设备，其中，所述冷却水管线包括螺旋管，该螺旋管浸入在所述冷却罐中。

7.如权利要求4-6中的任一项所述的设备，包括：

冷却罐充注传感器，与所述控制器通信，并且构造成用以产生表示所述冷却罐的充注液位的信息；以及

冷却罐充注阀，其由所述控制器控制，并且构造成用以选择性地将水从所述主进口引导到所述冷却罐；

其中，所述控制器构造成用以基于表示所述冷却罐的充注液位的信息，控制所述冷却罐充注阀的操作。

8.如权利要求3-7中的任一项所述的设备，包括分配器喷嘴，该分配器喷嘴与所述冷却水管线出口、所述非冷却水管线出口以及所述热水管线出口流体连通。

9.如以上权利要求中的任一项所述的设备，还包括主进口阀，该主进口阀由所述控制器控制，并且构造成用以选择性地中断从所述进口到所述冷却水管线、非冷却水管线以及热水管线的水流。

10.如以上权利要求中的任一项所述的设备，其中，所述冷却水管线包括水泵，该水泵构造成用以将水泵送到所述碳酸化器。

11.如以上权利要求中的任一项所述的设备，其中，所述冷却水管线包括流量补偿器，该流量补偿器构造成用以接纳来自于所述碳酸化器的出口的水、改变水流量以及将水流向着所述冷却水管线出口引导。

12.如以上权利要求中的任一项所述的设备，还包括碳酸化器气体源，该碳酸化器气体源与所述碳酸化器气体进口阀流体连通。

13.如权利要求12所述的设备，其中，所述气体源包括加压二氧化碳的罐筒。

14.如以上权利要求中的任一项所述的设备，其中，基本上整个设备都被包含在外壳内。

15.如权利要求14所述的设备，其中，所述外壳安装在立方体内部，该立方体具有0.3m长的边长。

16.如权利要求14所述的设备，其中，所述外壳安装在立方体内部，该立方体具有0.5m长的边长。

17.如权利要求14所述的设备，其中，所述外壳安装在立方体内部，该立方体具有1.0m长的边长。

18.如以上权利要求中的任一项所述的设备，其中，所述冷却水分配管线构造成用以接纳温度为大约20C的水或更高温度的水，并且按约25L/小时或更大的流量分配温度为大约10C的冷却水或更低温度的冷却水。

19.如以上权利要求中的任一项所述的设备，其中，所述冷却水管线构造成用以接纳温度为大约20C的水或更高温度的水，并且按约50L/小时或更大的流量分配温度为大约10C的冷却水或更低温度的冷却水。

20.如以上权利要求中的任一项所述的设备，其中，所述冷却水管线构造成用以分配碳酸水，该碳酸水具有至少2g/L的碳酸化水平。

21.如以上权利要求中的任一项所述的设备，其中，所述冷却水管线构造成用以分配碳酸水，该碳酸水具有至少5g/L的碳酸化水平。

22.如以上权利要求中的任一项所述的设备，其中，所述冷却水管线构造成用以分配碳酸水，该碳酸水具有至少10g/L的碳酸化水平。

23.如以上权利要求中的任一项所述的设备，其中，所述冷却水管线构造成用以分配碳酸水，该碳酸水具有至少15g/L的碳酸化水平。

24.如以上权利要求中的任一项所述的设备，其中，所述碳酸化器包括：

导管；

通往流动路径的进口，其设在所述导管的近侧端部上；

布置在所述导管内的一个或更多个分配元件；

在所述导管内的被动式加速器；

在所述被动式加速器的紧下游的刚性冲击表面；以及

与所述导管的远侧端部相连接的保持管网。

25.如以上权利要求中的任一项所述的设备，其中，所述碳酸化器包括：

导管；

进口，其用来将二氧化碳和水引导到所述导管中；

在所述导管内的刚性表面；以及

节流装置，其在所述导管内，用来将所述二氧化碳和水加速到足够的速度，从而当所述二氧化碳和水与所述刚性表面撞击时，它们产生足以将二氧化碳溶解在水中的能量密度。

26.如以上权利要求中的任一项所述的设备，还包括过滤器。

27.如权利要求26所述的设备，其中，所述过滤器布置成使得从所述主进口通到所述冷却水管线、未冷却水管线以及热水管线中的每一条水管线的全部水都通过所述过滤器。

28.如权利要求3-27中的任一项所述的设备，其中，所述加热器构造成用以将在所述热水管线中的水加热到85C或更高的温度。

29.一种方法，包括：

提供如权利要求1-28中的任一项所述的设备；

将所述主进口连接到水源上；以及

将所述碳酸化器气体进口阀连接到二氧化碳气体源上。

30.如权利要求29所述的方法，还包括：

基于用户选择，选择性地分配冷却的并且不含气体的水以及冷却的碳酸水。

31.如权利要求30所述的方法，还包括：基于用户选择，选择性地分配冷却的并且不含气体的水、冷却的碳酸水以及未冷却水。

32.如权利要求31所述的方法，还包括：

基于用户选择，选择性地分配冷却的并且不含气体的水、冷却的碳酸水以及未冷却水。

33.如权利要求29-32中的任一项所述的方法，其中，所述水源包括在设备外部的源。

34.如权利要求29-32中的任一项所述的方法，其中，所述水源包括在所述设备内部的源。

35.如权利要求29-34中的任一项所述的方法，其中，所述二氧化碳气体源包括在所述设备外部的源。

36.如权利要求29-34中的任一项所述的方法，其中，所述二氧化碳气体源包括在所述设备内部的源。

37.一种用来分配水的设备，包括：

主进口，其构造成用以接纳来自水源的水；以及

碳酸水管线，其包括：

碳酸化器水进口；

碳酸化器气体进口；

在线碳酸化器，其构造成用以接纳通过所述水进口的水、和通过所述气体进口的气体；以及

碳酸水管线出口。

38.如权利要求37所述的设备，其中，基本上整个设备都被包含在外壳内。

39.如权利要求38所述的设备，其中，所述外壳安装在立方体内部，该立方体具有0.3m长的边长。

40.如权利要求38所述的设备，其中，所述外壳安装在立方体内部，该立方体具有0.5m长的边长。

41.如权利要求38所述的设备，其中，所述外壳安装在立方体内部，该立方体具有1.0m长的边长。

42.如权利要求37-41中的任一项所述的设备，其中，所述冷却水管线构造成用以分配碳酸水，该碳酸水具有至少2g/L的碳酸化水平。

43.如权利要求37-41中的任一项所述的设备，其中，所述冷却水管线构造成用以分配碳酸水，该碳酸水具有至少5g/L的碳酸化水平。

44.如权利要求37-41中的任一项所述的设备，其中，所述冷却水管线构造成用以分配碳酸水，该碳酸水具有至少10g/L的碳酸化水平。

45.如权利要求37-41中的任一项所述的设备，其中，所述冷却水管线构造成用以分配碳酸水，该碳酸水具有至少15g/L的碳酸化水平。

46.一种用来分配水的设备，包括：

集成在冰箱中的分配器，所述分配器包括：

主进口，其构造成用以接纳来自水源的水；

冷却水管线，其包括：

在线碳酸化器；

碳酸化器水进口阀，其构造成用以选择性地将水从所述主进口引导到所述碳酸化器；

碳酸化器气体进口阀，其构造成用以选择性地将碳酸化气体引导到所述碳酸化器；以及

冷却水管线出口；

热交换器，其构造成用以冷却通过所述冷却水分配管线的水；以及

控制器，其构造成用以控制所述碳酸化器水和气体进口阀，

其中：

当所述碳酸化器水进口阀敞开并且所述碳酸化器水进口阀关闭时，所述冷却水管线在所述冷却水管线出口处分配不含气体的水；并且

当所述碳酸化器水进口阀敞开并且所述碳酸化器水进口阀敞开时，所述冷却水管线在所述冷却水管线出口处分配碳酸水。

47.如权利要求46所述的设备，还包括：

未冷却水管线，其包括：

未冷却水进口阀，其构造成用以选择性地将水从所述主进口引导到未冷却水管线出口；

其中，所述未冷却水进口阀由所述控制器控制。

48.如权利要求49所述的设备，包括分配器喷嘴，该分配器喷嘴与所述冷却水管线出口流体连通。

49.如权利要求46-48中的任一项所述的设备，其中，所述冷却水管线包括水泵，该水泵构造成用以将水泵送到所述碳酸化器。

50.如权利要求46-49中的任一项所述的设备，其中，所述冷却水管线包括流量补偿器，该流量补偿器构造成用以接纳来自于所述碳酸化器的出口的水、改变水流量以及将水流向着所述冷却水管线出口引导。

51.如权利要求46-50中的任一项所述的设备，还包括碳酸化器气体源，该碳酸化器气体源与所述碳酸化器气体进口阀流体连通。

52.如权利要求51所述的设备，其中，所述气体源包括加压二氧化碳的罐筒。

53.如权利要求46-52中的任一项所述的设备，还包括所述冰箱。

54.如权利要求46-53中的任一项所述的设备，其中，所述分配器安装在所述冰箱的门中。

55.如权利要求46-54中的任一项所述的设备，其中，在所述冷却水管线中的水利用所述冰箱的致冷系统的元件而被冷却。

56.如权利要求46-55中的任一项所述的设备，其中，所述冷却水分配管线构造成用以接纳温度为大约20C的水或更高温度的水，并且按约25L/小时或更大的流量分配温度为大约10C的冷却水或更低温度的冷却水。

57.如权利要求46-56中的任一项所述的设备，其中，所述冷却水分配管线构造成用以接纳温度为大约20C的水或更高温度的水，并且按约50L/小时或更大的流量分配温度为大约10C的冷却水或更低温度的冷却水。

58.如权利要求46-57中的任一项所述的设备，其中，所述冷却水管线构造成用以分配碳酸水，该碳酸水具有至少2g/L的碳酸化水平。

59.如权利要求46-58中的任一项所述的设备，其中，所述冷却水管线构造成用以分配碳酸水，该碳酸水具有至少5g/L的碳酸化水平。

60.如权利要求46-59中的任一项所述的设备，其中，所述冷却水管线构造成用以分配碳酸水，该碳酸水具有至少10g/L的碳酸化水平。

61.如权利要求46-60中的任一项所述的设备，其中，所述冷却水管线构造成用以分配碳酸水，该碳酸水具有至少15g/L的碳酸化水平。

62.如权利要求46-61中的任一项所述的设备，其中，所述碳酸化器包括：

导管；

通往流动路径的进口，其设在所述导管的近侧端部上；

布置在所述导管内的一个或更多个分配元件；

在所述导管内的被动式加速器；

在所述被动式加速器的紧下游的刚性冲击表面；以及

与所述导管的远侧端部相连接的保持管网。

63.如权利要求46-62中的任一项所述的设备，其中，所述碳酸化器包括：

导管；

进口，其用来将二氧化碳和水引导到所述导管中；

在所述导管内的刚性表面；以及

节流装置，其在所述导管内，用来将所述二氧化碳和水加速到足够的速度，从而当所述二氧化碳和水与所述刚性表面撞击时，它们产生足以将二氧化碳溶解在水中的能量密度。

64.如权利要求46-63中的任一项所述的设备，还包括过滤器。

65.如权利要求64所述的设备，其中，所述过滤器布置成使得从所述主进口通到所述冷却水管线的全部水都通过所述过滤器。

66.一种方法，包括：

提供如权利要求1-65中的任一项所述的设备；

将所述主进口连接到水源上；以及

将所述碳酸化器气体进口阀连接到二氧化碳气体源上。

67.如权利要求66所述的方法，还包括：

基于用户选择，选择性地分配冷却的并且不含气体的水以及冷却的碳酸水。

68.如权利要求67所述的方法，还包括：基于用户选择，选择性地分配冷却的并且不含气体的水、冷却的碳酸水以及未冷却水。