CN105813974A - 用于饮料分配器的冷却系统以及冷却系统的维护方法 - Google Patents

Abstract

一种在饮料分配器中使用的冷却系统，该冷却系统包括：具有顶表面和侧表面的冷板；被安排成相对于该冷板处于非水平方向的碳酸化器，该碳酸化器具有侧壁，该碳酸化器的侧壁的不隔热的下部与该冷板的侧表面处于热连通；以及使该碳酸化器联接至该冷板的紧固件，与该碳酸化器的导热性相比，该紧固件具有较低的导热性。

Description

用于饮料分配器的冷却系统以及冷却系统的维护方法

本申请于2014年12月18日作为PCT国际专利申请提交，并且要求2013年12月26日提交的美国临时专利申请序列号61/920,867的优先权，其主题通过引用以其全部内容结合在此。

背景

冰冷式饮料分配器结合有冷板，冷板用于在饮料组分流过冷板内的蛇形通道时对饮料组分进行冷却。该冷板通常具有如不锈钢等合适材料的管或盘管，管或盘管嵌在如铝铸件等的导热铸件中，该导热铸件的厚度可以是几英寸。冷板已被用于冷冻常规的碳酸化器。冷板通过传导使碳酸化器单元冷却，使得碳酸化器单元内的水在流过该碳酸化器单元时也被冷冻。当碳酸化器罐内的温度上升时，分配的碳酸化作用水平降低。直到现在，与冷板接触的碳酸化器罐都是以水平布局来安排的。这种安排有各种缺点，包括碳酸化作用水平不一致。

概述

概括地说，本披露是针对一种在饮料分配器中使用的冷却系统。在一个可能的构型中，通过非限制性实例，该饮料分配器具有冷板和碳酸化器单元。该冷板被定位成与该碳酸化器热接触。

一方面是一种在饮料分配器中使用的冷却系统，该冷却系统包括：具有顶表面和侧表面的冷板；被安排成与该冷板处于非水平方向的碳酸化器，该碳酸化器具有侧壁，该碳酸化器的侧壁的不隔热的下部与该冷板的侧表面处于热连通；以及使该碳酸化器联接至该冷板上的紧固件，与该碳酸化器的导热性相比，该紧固件具有较低的导热性。

另一个方面是一种饮料分配器，该饮料分配器包括：甜味剂入口；静水入口；喷嘴；具有第一表面和第二表面的冷板，该第一表面限定贮冰区的一部分，该冷板限定该甜味剂入口与该喷嘴之间的流体通路的一部分以及该静水入口与碳酸化器之间的流体通路的一部分；以及被安排成相对于该冷板处于非水平方向的碳酸化器，该碳酸化器包括气体入口、与该静水入口处于流体连通的液体入口、以及与该喷嘴处于流体连通的液体出口，其中，该碳酸化器与该冷板的第二表面处于热连通。

另外一个方面是一种用于引起碳酸化器内的流体的对流的方法，该方法包括：使该碳酸化器的一部分连接至冷板的一部分上，该碳酸化器相对于该冷板以一定角度定向；冷却该冷板；由该冷板的冷却引起与该冷板的这部分相连接的碳酸化器的这部分邻近的流体的温降；并且由温降引起与该冷板的这部分相连接的该碳酸化器的这部分邻近的流体在该碳酸化器内的位置的变化，其中，这种位置的变化无需外部机械搅动即可引起流体的对流。

再有另一个方面是一种在饮料分配器中使用的冷却系统，该冷却系统包括：冷板；与该冷板处于热连通的碳酸化器，该碳酸化器被安排成相对于该冷板处于非水平方向，并且与该冷板的一部分接触，这种接触在该碳酸化器与该冷板之间提供热交换；以及适于使该碳酸化器联接至该冷板的紧固件。

另一个方面是一种在饮料分配器中使用的冷却系统，该冷却系统包括：甜味剂入口；静水入口；具有第一表面和第二表面的冷板，该第一表面限定了贮冰区的一部分；喷嘴；以及包括气体入口、液体入口和液体出口的碳酸化器，其中，该碳酸化器与该冷板处于热连通，该碳酸化器相对于该冷板的第一表面的一部分是非水平定向的、并且位于该冷板的第一表面的一部分上。

再有另一个方面是一种冷却系统的构造方法，该方法包括：提供冷板；将碳酸化器固定至该冷板上，使得该碳酸化器与该冷板处于热连通；并且使该碳酸化器配置成相对于该冷板的一部分处于非水平方向。

附图说明

图1是根据本披露的原理的示例饮料分配器的示意图。

图2是根据本披露的原理的示例饮料冷却系统的示意性顶部平面图。

图3是图2所示的饮料冷却系统的示意性正视图。

图4是图2所示的饮料冷却系统的示意性侧视图。

图5是根据本披露的原理的替代的饮料分配器的示意图。

详细说明

将参考附图详细地描述不同实施例，其中贯穿若干视图相似参考号表示相似部分和组件。对不同实施例的参考并不限制在此附上的权利要求书的范围。另外地，在本说明书中阐述的任何实例并不旨在进行限制，而是仅仅阐述所附权利要求书的许多可能实施例中的一些。

图1是示例饮料分配器100的示意图。在这个实例中，饮料分配器100包括碳酸化器102、微量成分104、大量成分114、冷板108、静水输入端110、碳酸水113、以及二氧化碳(CO₂)输入端112。静水输入端110和CO₂输入端112向碳酸化器102供应静水和CO₂以产生碳酸水113。在这个实例中，使用外部CO₂罐来通过输入端112将CO₂泵送至碳酸化器102。

在操作过程中，使用者使用用户界面来选择饮料。在2013年9月13日提交的美国专利申请序列号61/877,549中描述了这种界面的实例，其全部内容通过引用结合在此。在选择饮料之后，使用者致动机构(未示出)来分配饮料。

在分配过程中，如碳酸水113或静水等稀释剂从碳酸化器102或静水输入端110流向喷嘴116。在一些实施例中，如类似高果糖玉米糖浆的营养性甜味剂等大量成分114流向喷嘴116。另外，可在喷嘴116周围分配一种或多种微量成分。这些不同成分可以流至喷嘴116从而形成“混合后”的饮料。换言之，这些成分保持分开，直至这些成分在喷嘴116周围或之内混合并且被分配到杯118中。

参照图2至图3，示出了饮料冷却系统200的示意图，展示了冷板108和碳酸化器102的特征。

图2是饮料分配器100的一部分的示意图，示出了冷板108和附接至该冷板上以冷冻碳酸化器102的碳酸化器102的一部分。在一个实例中，冷板108的一部分可包括轮廓化区段101，该轮廓化区段可与碳酸化器102的轮廓匹配。冷板108可以是扁平的金属铸件，例如但不限于挤出的铸造铝或不锈钢。碳酸化器102还可由铝或不锈钢材料构成。由于用于形成冷板108和碳酸化器102所使用的材料的导热性，冷板108能够对碳酸化器102的一部分内容物进行冷冻。

在某些实例中，冷板108可被安排和构型成在冷板中嵌入盘管或管，行经于此的流体在从饮料分配器100中被分发之前被冷冻至合适的温度。在其他实例中，冷板108可包括热交换器，在该热交换器中一体地结合有多个流道(例如是整体式形成的)。该热交换器结构有助于增大表面面积，以允许发生更有效的热传递。

冷板108可被定位在冰保留仓(未示出)内或形成冰保留仓的一部分，使得一层冰水与第一表面122接触。冰水引起了在冷板108的第一表面122与冰水之间的热交换。然后水可流过冷板108并在进入碳酸化器102之前被冷冻。

参照图3，冷板108包括第一表面122、与第一表面122相反的第二表面124、以及在第一表面与第二表面之间的高度基本相等的四个侧壁126a-d。在这个实例中，第一表面122具有总体上平面的导热表面。可以使用如螺栓128等紧固件基本上呈竖直定向地固定碳酸化器102。这种基本竖直的定向可使碳酸化器102以倾斜的或成角度的定向进行安排和构型。在一些实施例中，碳酸化器102的角度可以被安排和构型成相对于冷板108是大约45度。

再有在其他实施例中，碳酸化器102可被安排和构型成相对于冷板108以大约40度、50度、60度、70度、80或90度定向。公认的是,碳酸化器102的这种倾斜度或角度在其他实施例中可以改变。

在一些实施例中，碳酸化器102可以被安排和构型成在非水平方向上定向。根据本披露,其他方向或位置也是可能的。

在一个实施例中，碳酸化器侧壁131的下部130被安排和构型成与冷板108的第一表面122的一部分相配合，使得碳酸化器侧壁131的下部130被冷却。

碳酸化器102可包括隔热壁132，这些隔热壁有助于最大限度地减小碳酸化器102内的内容物的变热。在其他实例中，可在冷板108的第一表面122与碳酸化器侧壁131的下部130之间夹有导热性高的填充物，以有助于提高冷板108与碳酸化器102之间的热传递。

通常，在启动时间期间，由于碳酸化器102中的夜间温度上升而使饮料较少地碳酸化。因为变热的碳酸化器102不能溶解同样多的CO₂，会分配较低品质的(即较少碳酸化的)饮料。通过使用冷板108的一部分来冷冻碳酸化器102可以增加碳酸化器罐120中的CO₂溶解能力。溶解较多的CO₂，即使在高的需求时间内也可以提高饮料品质和一致性，因为碳酸化器102可产生和保持具有较高CO₂浓度的苏打。向碳酸化器102提供冷水可提高碳酸化器102中的碳酸化作用水平。碳酸化器102的温度可保持在40°F或以下，以便与水制成碳酸饮料。

在一个实例中，碳酸化器102的顶部可以非常接近喷嘴116，从而可以显著减少碳酸化器102与喷嘴116之间的管道L₁的长度。管道L₁的长度的减少可以减少该管道中的死的空间或容积的量，提高了被分配的饮料的品质。管道L₁的长度的减少还有助于在该分配器空闲一段时间之后提高饮料品质。当该分配器处于空闲不分配饮料时，该管道中环绕的苏打可增加所分配的饮料的平均温度。使碳酸化器102的顶部靠近喷嘴116可有助于解决这个问题，因为在周围条件下较短的管道长度可以降低被分配的饮料的温度并增加被分配的饮料的碳酸化作用水平。尽量减小管道L₁的长度可以有助于分配更冷的饮料。

再次参照图2，碳酸化器102在冷板108的一部分上被安排和构型处于基本竖直方向。在一些实施例中，冷板108可以是成角度的，使得其倾斜向下，最低点位于底部。在一个实例中，冷板108可以在碳酸化器侧壁131的下部130接触碳酸化器102。碳酸化器102与冷板108的最小限度的接触、但接触是足够的，以使冷板108吸收碳酸化器102的热量。

参照图4，示出了饮料冷却系统200的示意性侧视图。

在一个实例中，紧挨着冷板108的流体135可以冷却至约34°F，使得其密度减小。这种冷却可以使紧挨冷板108的流体135上升。碳酸化器102内上升的流体135可被温度约为40°F的流体137所替换，这样可在碳酸化器102内部引起对流140。对流140有助于搅动碳酸化器102内部的内容物，以在碳酸化器102内达到更均匀的温度分布，因为较冷的水升到顶部、较热的水沉到底部。

再次参照图1，该碳酸化器包括从近端105向远端107延伸的主体103。碳酸化器102的远端107被安排和构型在冷板108上，使得碳酸水的深度不会太浅，由此达到更一致的碳酸化作用水平。另外，由于碳酸化器102的远端107在冷板108上，仍然可以触到碳酸化器102以用于进行其上的维护或服务，并且更易于接触以用于维护或服务。

如图2-图3中所示，帽134可被固定(例如用螺栓固定)到冷板108上，以便将碳酸化器102固定到冷板108上。在一个实例中，帽134可由塑料材料构成。塑料可以是聚丙烯、聚乙烯或其他聚合物基材料。塑料可以有助于使帽134作为绝缘件以尽量减少碳酸化器102的热传递。由塑料材料制成的帽134可有助于使该连接具有一定程度的灵活性，以允许碳酸化器102和冷板108彼此独立地移动。热膨胀和收缩以及由于分配器的操作而产生的振动可以引起这种移动。还可以使用其他附接技术，例如扩散、钎焊、焊接、粘合或其组合或其他充当绝缘体的紧固件。

在其他实例中，热胶可用作帽134周围的密封剂。热胶可具有高导热性，以便较好地传导热量。在某些实例中，可在冷板108和碳酸化器102的配合表面122、130之间涂上热胶，有助于提高冷板108与碳酸化器102之间的热传递。

图5是示例饮料分配器300的示意图。在这个实例中，饮料分配器300包括碳酸化器302、饮料成分304、冷板306、静水输入端308、碳酸水310、二氧化碳(CO₂)输入端312、以及预冷回路314。

在这个实例中，冷板306位于冰仓(未示出)底部附近，以便能够进行冰与饮料流体之间的热传递。静水输入端308和CO₂输入端312向碳酸化器302供应静水和CO₂以产生碳酸水310。在这个实例中，使用外部CO₂罐来通过输入端312将CO₂泵送至碳酸化器302。

在一个实施例中，在分配过程中，如碳酸水310或静水等稀释剂从碳酸化器302或静水输入端308、穿过冷板306、流至喷嘴316。经由当地水管设施提供冷的静水，有时与水增压器结合以维持一致的水压。静水输入端308向预冷回路314提供水。

在本示例实施例中，各饮料成分304具有单独的喷嘴316。在一个实例中，饮料分配器300可具有一个或多个多口味喷嘴，以用于分配一种以上口味的饮料。在其他实例中，饮料分配器300可具有单一口味喷嘴与多口味喷嘴的组合。

在一些实例中，饮料成分304可包括类似高果糖玉米糖浆的营养性甜味剂。可以盒中袋式的构型来提供饮料成分304。各种不同的成分保持分开，直至这些成分在喷嘴316周围或之内与冷水或碳酸水混合并且被分配到杯318中。饮料成分304与稀释剂混合以生成成品饮料。通常该饮料的重构比是从大约3:1至6:1。

以上描述的不同实施例仅通过说明的方式提供并且不应当被解释为限制在此附上的权利要求书。本领域的技术人员将容易认识到，在不遵循在此示出和描述的这些示例性实施例和申请的情况下，并且在不背离以下权利要求书的真实精神和范围的情况下，可以做出不同修改和改变。

Claims (32)

1.一种在饮料分配器中使用的冷却系统，该冷却系统包括：

具有顶表面和侧表面的冷板；以及

与该冷板非水平地安排的碳酸化器，该碳酸化器具有侧壁，该碳酸化器的该侧壁的不隔热的下部与该冷板的侧表面处于热连通。

2.根据权利要求1所述的冷却系统，其中，该碳酸化器的侧壁具有弯曲表面，并且该冷板的侧表面包括与该弯曲表面的曲率匹配的轮廓。

3.根据权利要求1所述的冷却系统，还包括位于该侧壁的不隔热的下部与该冷板的侧表面之间的胶，该胶具有高导热性。

4.根据权利要求1所述的冷却系统，其中，该碳酸化器除了该侧壁的不隔热的下部以外都是隔热的。

5.根据权利要求1所述的冷却系统，其中，该碳酸化器被配置成由于热膨胀和振动而独立于该冷板进行移动。

6.根据权利要求1所述的冷却系统，其中，与该冷板的侧表面处于热连通的该侧壁的不隔热的下部被构型引起在该碳酸化器内的流体的对流。

7.根据权利要求1所述的冷却系统，还包括使该碳酸化器联接至该冷板的紧固件，与该碳酸化器的导热性相比，该紧固件具有较低的导热性。

8.根据权利要求7所述的冷却系统，其中，该紧固件是用螺栓固定到该冷板上的。

9.根据权利要求7所述的冷却系统，其中，该紧固件是由聚合物构成的。

10.一种饮料分配器，包括：

甜味剂入口；

静水入口；

喷嘴；

具有第一表面和第二表面的冷板，该第一表面限定冷却区域，该冷板限定该甜味剂入口与该个喷嘴之间的流体通路的一部分以及该静水入口与碳酸化器之间的流体通路的一部分；以及

被安排成相对于该冷板处于非水平方向的碳酸化器，该碳酸化器包括气体入口、与该静水入口处于流体连通的液体入口、以及与该喷嘴处于流体连通的液体出口，其中，该碳酸化器与该冷板的第二表面处于热连通。

11.根据权利要求10所述的饮料分配器，其中，该碳酸化器的侧壁具有弯曲表面，并且该冷板的第二表面包括与该弯曲表面的曲率匹配的轮廓。

12.根据权利要求10所述的饮料分配器，还包括位于该碳酸化器的不隔热的下部与该冷板的第二表面之间的胶，该胶具有高导热性。

13.根据权利要求10所述的饮料分配器，其中，该碳酸化器除了与该冷板的第二表面接触的不隔热的下部以外都是隔热的。

14.根据权利要求10所述的饮料分配器，其中，紧固件在该第二表面处是用螺栓固定在该冷板上的，该碳酸化器的一部分位于该冷板的第二表面与该紧固件之间。

15.根据权利要求14所述的饮料分配器，其中，该紧固件是由聚合物构成的。

16.根据权利要求10所述的饮料分配器，其中，该碳酸化器被构型由于热膨胀和振动而独立于该冷板进行移动。

17.根据权利要求10所述的饮料分配器，其中，与该冷板的第二表面处于热连通的该碳酸化器的不隔热的下部被构型引起在该碳酸化器内的流体的对流。

18.一种用于引起碳酸化器内的流体的对流的方法，该方法包括：

使该碳酸化器的一部分连接至冷板的一部分上，该碳酸化器相对于该冷板以一定角度定向；

冷却该冷板；

由该冷板的冷却引起与该冷板的这部分相连接的该碳酸化器的这部分邻近的流体的温降；并且

由温降引起与该冷板的这部分相连接的该碳酸化器的这部分邻近的流体在该碳酸化器内的位置的变化，其中，这种位置的变化无需外部机械搅动即可引起该流体的对流。

19.一种在饮料分配器中使用的冷却系统，该冷却系统包括：

冷板；以及

与该冷板处于热连通的碳酸化器，该碳酸化器被安排成相对于该冷板处于非水平方向，并且与该冷板的一部分接触，这种接触在该碳酸化器与该冷板之间提供热交换。

20.根据权利要求19所述的冷却系统，其中，该冷板包括第一表面以及相反的第二表面。

21.根据权利要求20所述的冷却系统，其中，该碳酸化器包括适于附接至该冷板的第一表面的一部分上的下部。

22.根据权利要求19所述的冷却系统，还包括适于使该碳酸化器联接至该冷板上的紧固件。

23.根据权利要求22所述的冷却系统，其中，该紧固件是帽。

24.根据权利要求23所述的冷却系统，其中，该帽是由聚合材料制成的。

25.根据权利要求23所述的冷却系统，其中，该帽被安排和构型成在该碳酸化器与该冷板之间提供灵活性，使得该碳酸化器与该冷板彼此独立地移动。

26.根据权利要求19所述的冷却系统，还包括在该冷板与该碳酸化器之间夹着的具有导热性的填充物，以用于提高该冷板与该碳酸化器之间的热传递。

27.根据权利要求19所述的冷却系统，其中，该冷板包括第一轮廓区段，并且该碳酸化器包括第二轮廓区段，使得该第一轮廓区段与该第二轮廓区段匹配，并且实现热传导以冷冻该碳酸化器。

28.一种在饮料分配器中使用的冷却系统，该冷却系统包括：

甜味剂入口；

静水入口；

具有第一表面和第二表面的冷板，该第一表面限定贮冰区的一部分；

喷嘴；以及

包括气体入口、液体入口和液体出口的碳酸化器，其中，该碳酸化器与该冷板处于热连通，该碳酸化器相对于该冷板的第一表面的一部分是非水平定向地定位的、并且定位在该冷板的第一表面的一部分上。

29.一种用于构造冷却系统的方法，该方法包括：

提供冷板；

将碳酸化器固定至该冷板上，使得该碳酸化器与该冷板处于热连通；并且

将该碳酸化器构型成相对于该冷板的一部分处于非水平方向。

30.根据权利要求29所述的方法，其中，该碳酸化器适于邻近该冷板以一定角度定位。

31.根据权利要求30所述的方法，其中，该角度是大约45度。

32.根据权利要求30所述的方法，其中，该角度是大约40度至90度。