CN113477110A - 碳酸水制造装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了碳酸水制造装置，在节省空间内以稳定的高浓度溶解碳酸气体，有效地获得碳酸水。碳酸水制造装置将蓄水的内侧存储部、具有包围该内侧存储部外侧的外侧存储部的耐压容器、冷却上述耐压容器的冷却部、存储碳酸气体的碳酸气体存储部、加压水生成部、上述内侧存储部和上述加压水生成部连接所述加压水生成部从由所述内侧蓄积部冷却的所述水形成加压水，所述加压水从所述内侧蓄积部冷却的所述水形成加压水，所述加压水在之前记通过第二配管在上述外侧储存部内部，与上述碳酸气体混合而成。

Description

碳酸水制造装置

技术领域

本发明是关于碳酸水制造装置，属于碳酸水制造技术领域。

背景技术

碳酸水制造装置是要求注入的二氧化碳跟容器内的水溶解成为一种含有高浓度二氧化碳的水的技术。专利文献1是作为碳酸水制造装置，具备注水手段和供给手段的可密封耐压容器和设置在耐压容器中并检测储存水的水位的液位传感器，以及储存的水中的二氧化碳(有时被称为二氧化碳气体)。注入喷嘴手段、与耐压容器的上部空间连通的安全阀、沿着耐压容器的内周面上下方向连续形成的一个或多个导向板构成。这个碳酸水生产装置中，通过改变形成在储存水的水面上的上部空间的压力来将二氧化碳溶解在水中。

专利文献1：公开号JP6097986B1。

专利文献1所记载的碳酸水制造装置，由于供给耐压容器的水的供给源存在于碳酸水制造装置的外部、二氧化碳的溶解量容易受到来自供给源的水的状态的影响、从稳定地得到高浓度溶解二氧化碳的碳酸水的观点来看，有改善的余地。此外，根据来自供给源的水的状态，需要一定程度的时间来溶解高浓度的二氧化碳。

发明内容

本发明的目的是提供一种碳酸水制造装置，能够有效地获得在节省空间内稳定高浓度溶解二氧化碳的碳酸水。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：碳酸水制造装置，包括耐压容器，所述耐压容器包括具有贮存水功能的内侧储存部和围绕所述内侧储存部外侧的外侧存储部，所述耐压容器设置有冷却部、用于储存二氧化碳气体的二氧化碳气体存储部、加压水生成部，所述内侧存储部和所述加压水生成部通过第一配管连通，所述加压水生成部和所述外侧存储部通过第二配管连通，所述外侧存储部和所述二氧化碳气体存储部通过第三配管连通。

优选的，所述冷却部设置在所述内侧存储部和所述外侧存储部之间。

优选的，所述第二配管设置有逆止阀。

优选的，所述内侧储存部连通安装送水机构的进水端，所述送水机构的出水端连通安装在加压水生成部的进水端，所述内侧储存部设置温度传感器，所述温度传感器为规定温度以下的情况下，所述送水机构将水送出到加压水生成部。

优选的，所述内侧存储部及外侧存储部分别设置有第一水位传感器和第二水位传感器。

优选的，所述第一水位传感器检测到前述水位在规定的水位以上，所述第二水位传感器检测到前述水位在规定的水位以下的情况，送水机构将水送出到前述加压水生成部。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提供了一种用于生产碳酸水的装置，该装置在节省空间的同时有效地获得其中二氧化碳以高浓度稳定地溶解在水中的碳酸水。

附图说明

图1为本发明的一个实施例示意图；

图2为本发明的图1中耐压容器剖面结构示意图。

图中：1、碳酸水制造装置；2、耐压容器；3、冷却部；4、二氧化碳气体存储部；5、加压水生成部；6、水源部；7、水龙头；20、内侧储存部；20A、内侧躯干部；20B、底面部；20C、上面部；21、外侧存储部；21A、外侧主体部；21B、底面部；21C、上面部；22A、第一空间；22B、第二空间；30、冷却配管；40、雾化头；101、第一配管；102、第二配管；103、第三配管；104、供给配管；105、注出配管；110、止回阀；111、止回阀；112、止回阀；113、压力控制阀；114、排气管；200、外壳；210、盖；211、孔部；300A、水位传感器；300B、水位传感器；301A、温度传感器；301B、温度传感器；M、中心轴；Tw、送水机构。

具体实施方式

以下顺序说明本发明的若干个实施方式。

1.碳酸水制造装置。

2.利用碳酸水制造装置控制碳酸水的制造。

【1.碳酸水制造装置】

1.1装置的构成

如图1所示，碳酸水制造装置1，由耐压容器2、冷却部3、二氧化碳气体存储部4、加压水生成部5组成，还包括用于连接内侧储存部20和加压水生成部5的第一配管101，连接加压水生成部5和外侧存储部21的第二配管102，连接外侧存储部21和二氧化碳气体存储部4的第三配管103。

如图2所示，耐压容器2内侧储存部20和外侧存储部21。

如图2所示，外壳200为上面侧开口的有底圆筒状，其内侧储存部20和外侧存储部21容纳在其内部，但是，外壳200的形状是不限于圆筒状，可根据外侧存储部21的外形适当选择，作为外壳200的材料，优选具有保温性的材料，由于外壳200具有保温性，所以能够容易地保持收容在内侧储存部20和外侧存储部21中的水和碳酸水的温度。

如图2所示，盖210以覆盖外壳200的上面侧的方式配置，在盖210上形成有多个孔部211，在孔部211中插入有与内侧储存部20的第一空间22A和外侧存储部21的第二空间22B连通的第一配管101、第二配管102和第三配管103等配管类和温度传感器301A、301B等传感器类等，作为盖210的材料，优选与外壳200同样具有保温性的材料。

如图1、图2所示，内侧储存部20具有沿上下方向(图2中的Z轴方向)延伸的内侧躯干部20A，设置于内侧躯干部20A的下端的底面部20B，设置于内侧躯干部20A的上端的上面部20C，内部储存器20在其内部形成第一空间22A，第一空间22A的大小没有特别限定，但优选具有与第二空间22B大致相同的容积，图1和图2所示的内侧储存部20在外观上整体上具有圆柱状的形状，但形状并不限定于此，内侧储存部20的材料优选具有耐压性，例如不锈钢等金属材料，供给配管104和第一配管101插入到内部储存器20的上表面部分20C中，第一配管101是用于将贮存在内侧储存部20中的水输送到后述的加压水生成部5的配管，将与插通内侧储存部20的一方的端部相反端侧的端部与加压水生成部5连接，将注入到第一空间22A内的水送到加压水生成部5，优选第一配管101插入到靠近内侧储存部20的第一空间22A的底面部20B的位置，供给配管104与水源部6连接，形成从水源部6向内侧储留部20输送水的流路，水源部6没有特别限定，例如，既可以是自来水，也可以是贮存了水的容器，在图1中，为了便于附图记载，供给配管104和注出配管105交叉，但供给配管104和注出配管105是个别独立的配管，另外，在图2中，设Z轴方向为上下方向，+Z方向为上方，-Z方向为下方。

外侧存储部21具有外观上围绕内侧储存部20的内侧主体部20A的外侧的纵长的中空环状体的外侧主体部21A、和形成在外侧主体部21A的下端的底面部21B，并具有形成于外侧主体部21A的上端的上表面部21C，外侧存储部21在其内部形成有第二空间22B，外侧存储部21的材料使用具有耐压性的材料，作为外侧存储部21的材料，例如可以举出不锈钢等金属材料，在外侧存储部21的上表面部21C上连接有第一配管101和第三配管103，向外侧存储部21的第二空间22B经由第一配管101送入加压水，经由第三配管103送入二氧化碳，在外侧存储部21中，二氧化碳与加压水混合，二氧化碳的一部分溶解在加压水中，在外侧存储部21上设置注出部，根据需要，能够使碳酸水等液体从外侧存储部21流出到碳酸水制造装置1的外部，如图1和图2所示，作为注出部，设置有与上面部21C连接的注出配管105，注出配管105将其一端插入到第二空间22B中，直到底表面部分21B的附近，注出配管105的另一端在图1所示的例子中与水龙头7连接，构成为能够使碳酸水适当地流出到外部的流路，另外，在注出配管105中，也可以设置止回阀112。

加压水生成部5对经由第一配管101供给的水进行加压，生成加压水，此时，加压水生成部5优选进行加压水的温度调整，以使加压水的温度不上升，由加压水生成部5生成的加压水通过第二配管102被送入外侧存储部21内，另外，如图1所示，在第二配管102上设置止回阀111，止回阀111防止水从外侧存储部21回流到加压水生成部5。

从使二氧化碳更有效地溶解的观点出发，加压水优选以雾化的状态送入外侧存储部21，加压水的雾化方法没有特别限定，例如，如图2所示，可以举出设置雾化头40作为雾化部的方法，如图2所示，雾化头40安装在第二配管102的外侧存储部21侧的端部(上面部21C的位置)上，加压水通过雾化头40，在雾化状态下被送入外侧存储部21的第二空间22B，另外，上述情况并不限定于在本发明的碳酸水制造装置1中，在加压水从第二配管102向外侧存储部21内送入之前加压水雾化的情况，雾化头40的安装位置，只要能够在生成加压水后使加压水雾化，能够将雾化的加压水(有时称为加压雾化水)送入第二空间22B即可，没有特别的限定。

二氧化碳气体存储部4经由第三配管103与外侧存储部21连通，维持二氧化碳充满外侧存储部21的第二空间22B内的状态，另外，优选在第三配管103上设置止回阀110，通过设置止回阀111，能够有效地抑制二氧化碳气体存储部4和从第二空间22B向二氧化碳气体存储部4侧回流的碳酸水或二氧化碳等，二氧化碳气体存储部4没有特别的限定，例如，可以例示出贮存二氧化碳的气瓶。

冷却部3用于冷却耐压容器2，具体地说，冷却部3用于冷却内侧储存部20和外侧存储部21，在图2的例子中，冷却部3夹设在内侧储存部20和外侧存储部21之间，具体而言，冷却部3在内侧主体部20A和外侧主体部21A之间设置空间，在该空间内具有冷却配管30，冷却配管30以螺旋状卷绕在内侧主体部20A的外周面上的状态配置，冷却配管30与图中未示出的压缩机或制冷剂循环装置连接，制冷剂在冷却配管30内循环时，在外部的热和制冷剂之间进行热交换，冷却部3通过使制冷剂在该冷却配管30内循环，对周围的内侧主体部20A的外侧及外侧主体部21A的内周面侧进行冷却，由此，第一空间22A内及第二空间22B内也被冷却，冷却部3通过配置在内侧储存部20和外侧存储部21之间，能够增加制冷剂的制冷效果，与在内侧储存部20和外侧存储部21分别设置冷却部的情况相比，能够提高空间效率，另外，优选的，在冷却配管30内的空间中填充有石英砂等传热材料，可以提高制冷剂的冷却效果，提高效率，制冷剂的材料只要是能够在冷却配管30内循环并具有热交换可能性的材料即可，没有特别限定，另外，图2所示的冷却配管30的配置图案如上所述为螺旋状，但不限于此，也可以是螺旋状的喷口以外的配置。

如图1所示，从内侧储存部20向加压水生成部5的水的移送以及从加压水生成部5向外侧存储部21的水的移送，通过送水机构Tw来实现，送水机构Tw并不特别限定，例如，通过使用加压泵作为加压水生成部5，能够通过加压水生成部5兼作送水机构Tw的机构而具体地实现，但是，这并不限定于加压水生成部5兼作送水机构Tw的情况，碳酸水制造装置1也可以与加压水生成部5分开，在第一配管101和第二配管102上设置作为送水机构Tw的泵等。

碳酸水制造装置1，如图2的例子所示，优选在外侧存储部21上设置压力控制阀113，当外侧存储部21的内部压力超过预定压力的范围内时，通过打开第二空间22B的压力降低外侧存储部21的内部压力，直到预定值或更小。

碳酸水制造装置1，如图2的例子所示，优选在内侧储存部20上设置排气管114。

1.2碳酸水的制造

根据碳酸水制造装置1，如下所示制造碳酸水，从水源部6通过供给配管104向内侧储存部20内送入水(原料水)，原料水在冷却部3的内侧储存部20内被冷却到规定的温度，冷却后的原料水通过第一配管101被送到加压水生成部5，由加压水生成部5作为加压水，加压水通过第二配管102，加压水在被送到外侧存储部21的第二空间22B之前通过雾化头40而雾化，成为加压雾化水，然后，加压雾化水被送入外侧存储部21的第二空间22B，在外侧存储部21的第二空间22B内，从二氧化碳气体存储部4通过第三配管103向第二空间22B送入二氧化碳，二氧化碳和加压雾化水在外侧存储部21中混合，二氧化碳溶解在水中以产生碳酸水，碳酸水根据需要通过注出配管105从水龙头7排出。

1.3作用及效果

根据上述碳酸水制造装置1，二氧化碳和加压雾化水混合生成碳酸水，在碳酸水制造装置1中，由于在充满二氧化碳的状态下进一步送入加压的雾状水，所以能够提高二氧化碳在水中的溶解效率，另外，由于外侧存储部21被冷却部3冷却，在低温环境下水和二氧化碳相互混合，所以能够以更高的浓度形成二氧化碳溶解在水中的状态。

另外，在碳酸水制造装置1中，耐压容器2具有由内侧储存部20和外侧存储部21形成的内外方向的双重结构，在内侧储存部20中储存水，在外侧存储部21中用于制造和储存碳酸水，与将水的储存部和碳酸水的储存部分离的情况相比，难以成为大规模的装置，能够提高空间效率，另外，在内外方向的双重结构的情况下的内外方向，在图2中，在以中心轴M为法线的平面内，将离开中心轴M的方向称为外侧，将接近中心轴M的方向称为内侧，在图2的例子中，中心轴M的延伸方向为上下方向(Z轴方向)。

在碳酸水生产装置1中，由于冷却部3布置在内侧储存部20和外侧存储部21之间，因此可以提高冷却部3的冷却效率，并且可以有助于节省空间。

此外，通过冷却部3，在低温条件下容易地混合水和二氧化碳，并且可以提高二氧化碳在水中的溶解效率。

【2.利用碳酸水制造装置控制碳酸水的制造】

2.1传感器相关

在本发明的上述说明的碳酸水制造装置1中，如图2所示，优选通过设置作为第一水位传感器的水位传感器300A、作为第二水位传感器的水位传感器300B、温度传感器301A来控制碳酸水的制造。

作为第一水位传感器的水位传感器300A设置在内侧储存部20中，检测内侧储存部20的水位，发出调整第一空间22A内的水量的信号(控制水的送出的信号)，作为第二水位传感器的水位传感器300B设置在外侧存储部21上，检测外侧存储部21的水位，发出调整第二空间22B内的碳酸水的量的信号(控制水的送出的信号)，水位传感器300A、300B没有特别限定，例如，可以使用以往公知的水位传感器等。

温度传感器301A设置在内侧储存部20中，测定内侧储存部20的水的温度，温度传感器301A没有特别限定，例如可以使用以往公知的温度传感器。

2.2碳酸水的制造控制

碳酸水制造装置1，水源部6水的供给可能且内侧储存部20水接受的情况下，水源部6内侧储存部20水被送入，也可以在水源部6和内侧储存部20之间设置阀，通过阀的开闭来控制送水和止水，另外，如图1的例子所示，也可以是水源部6和内侧储存部20始终连通的状态，以便与从内侧储存部20向加压水生成部5输送水同步，能够从水源部6供给水。

在外侧存储部21中，当水位传感器300B检测出外侧存储部21内的水位在规定的水位以下时，在内侧储存部20中，水位传感器300A检测出内侧储存部20内的水位在规定的水位以上，并且，温度传感器301A在检测到水的温度在规定温度范围内的情况下，送水机构Tw从内侧储存部20向加压水生成部5送出水，在水位传感器300A没有检测到内侧储存部20内的水位在规定的水位以上的情况下、或温度传感器301A没有检测到水的温度在规定温度范围内的情况下，停止送水机构Tw从内侧储存部20向加压水生成部5输送水，但是，温度传感器301A也可以构成为即使在没有检测到水的温度在规定温度范围内的情况下，也可以根据需要强制送水机构Tw从内侧储存部20向加压水生成部5送出水。

从加压水生成部5向外侧存储部21内送入加压雾化水，水位传感器300B以检测到第二空间22B充满规定量以上的碳酸水的情况为契机，停止送水机构Tw从内侧储存部20向加压水生成部5送出水，由此，停止从加压水生成部5向外侧存储部21输送加压雾化水。

另外，当向加压水生成部5送出水时，内侧储存部20内的水位下降，但只要处于能够从水源部6供给水的状态，则从水源部6送入水，直到内侧储存部20内的水位达到规定的水位，在不能从水源部6供给水的情况下，内侧储存部20的水位直接减少，此时，优选的是，水位传感器300A被构造成检测到水位传感器300A等于或小于预定水位，并通知外部，作为向外部的通知方法，可以例示声音信号(警报声)或光信号(警告灯的点亮)等的发送。

另外，温度传感器301A也可以实时地测定水的温度，在水的温度为规定值以下的情况下，使冷却部3的冷却为OFF状态，在水的温度为规定值以上的情况下，使冷却部3的冷却为ON状态。

碳酸水制造装置1优选在外侧存储部21上设置温度传感器301B，外侧存储部21的温度传感器301B测量外侧存储部21中的碳酸水的温度，温度传感器301B可以实时测定碳酸水的温度，在碳酸水的温度为规定值以下的情况下，使冷却部3的冷却为OFF状态，在水的温度为规定值以上的情况下，使冷却部3的冷却为ON状态，温度传感器301A、301B没有特别限定，例如，可以使用以往公知的温度传感器等。

Claims (6)

1.碳酸水制造装置，其特征在于：包括耐压容器，所述耐压容器包括具有贮存水功能的内侧储存部和围绕所述内侧储存部外侧的外侧存储部，所述耐压容器设置有冷却部、用于储存二氧化碳气体的二氧化碳气体存储部、加压水生成部，所述内侧存储部和所述加压水生成部通过第一配管连通，所述加压水生成部和所述外侧存储部通过第二配管连通，所述外侧存储部和所述二氧化碳气体存储部通过第三配管连通。

2.根据权利要求1所述的碳酸水制造装置，其特征在于：所述冷却部设置在所述内侧存储部和所述外侧存储部之间。

3.根据权利要求1所述的碳酸水制造装置，其特征在于：所述第二配管设置有逆止阀。

4.根据权利要求1所述的碳酸水制造装置，其特征在于：所述内侧储存部连通安装送水机构的进水端，所述送水机构的出水端连通安装在加压水生成部的进水端，所述内侧储存部设置温度传感器，所述温度传感器为规定温度以下的情况下，所述送水机构将水送出到加压水生成部。

5.根据权利要求1所述的碳酸水制造装置，其特征在于：所述内侧存储部及外侧存储部分别设置有第一水位传感器和第二水位传感器。

6.根据权利要求5所述的碳酸水制造装置，其特征在于：所述第一水位传感器检测到前述水位在规定的水位以上，所述第二水位传感器检测到前述水位在规定的水位以下的情况，送水机构将水送出到前述加压水生成部。

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