CN1582255A - 小量饮料配发器 - Google Patents

Abstract

一种小量配发软饮料的设备，优选地并不使用机械制冷设备而是依靠冰仓的热传递来冷却构成饮料的水和糖浆。有一热交换板优选地包括在进水和碳酸化器之间来往的传送管线的一部分，还有一个第二热交换板包括糖浆和碳酸化水运送管线的一部分。碳酸化水通过第二热交换板被用来冷却糖浆，并与糖浆混合制成饮料配发。来自进水和糖浆的热量被冰仓内的熔化的冰吸收，而冰可随需要补充。

Description

小量饮料配发器

本申请根据U.S.C.§119(e)要求享有2001.09.06申请的美国临时专利申请60/317,811的优先权，该专利申请在本文中整个地被参考引用。

                      本发明的背景

软饮料配发器在许多场所被广泛用来配发(配制和发放)饮料。例如快餐店出口、路旁的便利店、加油站，和自助餐厅都是大量消耗软饮料的所在。因为量大，这些配发器必须具有先进的系统来存储和发放软饮料内希望有的组分，即冰、水(碳酸化的或非碳酸化的)和糖浆，后两者混合成适当的比例。在配发之前水和糖浆应被冷却，而冰必须大量地被制出或供应。这种大量饮料配发器需要相当长的时间进行安装，并且会大而费钱，设有在底柜或后室内存放的加压糖浆罐和相关管路，以及在配发和服务时将水和糖浆准确地激冷到所需程度的热交换器。

只要小量供应的装置不需要这种费钱的先进系统，但仍希望新混合的(“混合后的”)碳酸化的或非碳酸化的饮料能给出真正的好味道。在这情况下需要有一个小量软饮料的配发器，可大大节省费用，而只需要较小的“立足”之地就可将它放置在厨房、自动餐厅、或工间休息区的地坪上。该配发器能发放由糖浆和碳酸化的或非碳酸化的水混合后制成的软饮料。该配发器应能按顾客的偏爱发放激冷的饮料，还应能随同饮料供给顾客或用户所需少量的冰。

                   本发明的综述

为了解决现有技术的这些不足，一种小量软饮料配发器曾被研发出来。在本发明的第一方面，饮料配发器包括一个壳体。有一冰仓在该壳体内，并且在该壳体内至少有一个热交换器与该冰仓热接触。在该壳体内容纳着至少一个饮料糖浆的容器，还有一个碳酸化器用来制造碳酸化的水，和至少一个混合和配发阀用来混合和配发碳酸化的水和糖浆。该配发器被设计得可接纳冰、糖浆、水和二氧化碳，可用与熔化的冰进行热交换的方法来激冷水和糖浆。其混合阀可混合糖浆和碳酸化的水并配发软饮料。

本发明的第二方面为在壳体内的饮料配发器。在壳体内有一碳酸化系统，该碳酸化系统具有一个碳酸化器和一个二氧化碳源。该饮料系统还包括一个水系统，其中有一个水源、一个将水供到碳酸化器的给水泵、和一个使水循环的循环泵。该饮料配发器包括一个冷却系统，其中有一个冰仓、一个第一热交换器用来在冰仓内的冰和水以及碳酸化系统所产生的循环碳酸化水之间交换热量、以及一个第二热交换器用来在所说糖浆和所说循环碳酸化水之间交换热量。该饮料配发器还包括一个糖浆供应源位在壳体内设计用来接纳至少一个糖浆容器的空间内。该饮料配发器还包括一个配发系统，其中有至少两个混合和配发阀以及在各阀、水源和糖浆源之间的互连管路。在所说两个混合和配发阀中至少有一个阀接纳糖浆和碳酸化水。

在另一方面，本发明的一个实施例为生产和配发饮料的方法，该方法包括通过冰和第一热交换器的热接触来冷却水并循环所说水使通过第二热交换器；在第二热交换器内冷却糖浆；混合冷却的糖浆和水来制成饮料；并配发饮料。

本发明的另一方面为一具有塔式热交换器及在其上至少连接一个混合和配发阀的饮料配发器。该塔式热交换器具有至少一个糖浆螺旋管和至少一个冷却液螺旋管埋入到一金属体内，每一螺旋管具有两个从金属体内伸出的端头，冷却液螺旋管的两端都被连接到循环冷却液的供应源上，而糖浆螺旋管所说两端中的第一端被连接到糖浆供应源上，第二端被连接到混合和配发阀上，该至少一个混合和配发阀则被连接到塔式热交换器上。

本发明的另一个方面为饮料配发塔，该塔具有一个大致水平的顶部扁条，其上连结并排列着多个混合和配发阀以便大致向下地配发饮料。该塔还具有两个侧边支撑用来将顶部扁条保持在升高的位置，使杯子能被放置在每一个混合和配发阀之下。该塔有一大致成倒“U”字的形状使顶部扁条之下的区域敞开。

本发明的另一个方面为饮料配发器，该配发器具有一个分成第一部和第二部的热交换器。该配发器有一冰仓与所说第一部热接触及一泵使冷却液在所说第一部和所说第二部之间循环。有一饮料糖浆供应源被连接到第二部上。第一部将热从循环的冷却液转移到冰仓内的冰上，而第二部将热与饮料糖浆转移到循环冷却液上。

本发明的另一个方面为饮料配发器。该配发器的热交换器具有至少一个载运糖浆的螺旋管和至少一个载运冷却液的螺旋管，两者都被埋入到一个金属体内，每一个螺旋管都有两个从金属体内伸出的端头。冷却液螺旋管的两个端头被连接到循环冷却液的供应源上，糖浆螺旋管所说两个端头中的第一端被连接到糖浆供应源上，第二端被连接到混合和配发阀上，而该至少一个混合和配发阀则被连接到热交换器上。在该阀内，水和糖浆被混合而制出饮料。该饮料配发器在所说金属体内还具有至少一个啤酒螺旋管用来冷却啤酒，啤酒螺旋管的一端被连接到啤酒供应源上，另一端则被连接到热交换器上。

本发明的优选实施例的主要优点包括能较快地安装并且安装只需较小的空间。这些优点至少可部分实现因为采用了比较小的箱内袋(BIB)容器如3加仑的容器而不是5加仑的容器。配发器的壳体加上在内的BIB容器可减少对管道的需求，因为可用体积比率阀而可不用糖浆泵。二氧化碳可以远处供应，或者供应源可放置在壳体之内或之上借以进一步减少管道和安装费用。

其他优点包括这样一个事实，即在这些饮料配发器的优选实施例中饮料糖浆并不是由于加压，而是在驱动相伴驱动阀的碳酸化水的驱动力的作用下流到体积比率阀内的。这只有在BIB容器接近体积比率阀的情况下才有可能。饮料用的糖浆被包含在冷板热交换器内的储管内。糖浆被保持在36°F的低温以供不时的抽取。冷却板可视冷却液螺旋管和糖浆螺旋管按照较小或较大容量设计的需要而被制造得较薄或较厚。

小量饮料配发器和塔式热交换器还有其他优点。由于混合和配发阀与塔式冷板热交换器十分接近，实际上在它们之间的距离可小于2英寸(5厘米)，几乎没有无用的空间。这样即使配发器有一段时间没有被使用，用户也能混合和配发冷饮料。塔式热交换器还允许采用碳酸化水的歧管，该歧管可根据需要用于许多不同的混合和配发阀，这时可再一次不必为分开的管线或增添的管道操心。最后在塔式热交换器内，成对的糖浆螺旋管和水/碳酸化水螺旋管的两端或歧管的连接处都按标准的闭塞阀及标准的混合和配发阀的要求间隔开，便于安装。

                   附图的简要说明

图1为本发明的一个优选的小量饮料配发器的透视图。

图2为图1中小量饮料配发器的分解图。

图3为图1中饮料配发器的水和糖浆系统的概略图解。

图4为图1中小量饮料配发器的部分剖视图。

图5为在图1中饮料配发器的塔内使用的热交换器的部分裂开视图。

图6为本发明的小量饮料配发器的第二实施例的后视图。

图7为在本发明的小量饮料配发器的第三实施例上使用的制冷系统的概略图解。

图8为使用选择歧管的本发明的饮料配发器的第四实施例的水系统和糖浆系统的概略图解。

图9为本发明的第五实施例的水、糖浆和啤酒系统的概略图解。

                 优选实施例的详细说明

图1为小量饮料配发器100的透视图。该配发器有一壳体或箱柜101和一塔部104。壳体还有一门102以便进入到冰仓内，从而顾客可打开该门或是填充冰仓或是为自己取冰。塔部104包括一个用来冷却糖浆的热交换器(将在下面详述)。一个绝热盖106、和一个或多个用来混合碳酸化水或非碳酸化水和软饮料糖浆的混合和配发阀108。图中画出六个阀。饲料从管嘴110配发出来，典型地是在用户将杯放在操作柄112下并加压之后，这样用户就可配发到所需数量的饮料。任何一些溅泼和滴落都可通过栅栏109落到一个表面448上并通过排水管450流出(图4)。

图2为该配发器100的分解图，为了清晰起见，壳体背面和大部分液体和电工线路没有被画出。图3概略地示出液体管线。配发器100包括一个第一热交换器201，也被称为和次热交换器或初次冷板。这个第一热交换器有一接头可连接到进水管线306上。部分离开第一热交换器的水可流到碳酸化器203内，在碳酸化器上配装有二氧化碳的进入管线。碳酸化器混合水和二氧化碳制成碳酸化水。给水泵204从热交换器(或其他进水源)将水供到碳酸化器203上。有一再循环泵205连接到碳酸化器203并泵压碳酸化水使它返回到第一热交换器201，从该处流动到第二热交换器206，然后返回到泵205。第二热交换器206也被称为塔部热交换器或塔部冷板，可用绝热材料如耐热的热塑性或热固性材料。其他绝热体如玻璃纤维或其他能阻止热通过的材料也可使用。盖106可提供部分绝热。在某些实施例中，将二氧化碳容器或圆筒设在壳体内或装在壳体外可能较好。或者，二氧化碳圆筒或供应源可被设置得与小量饮料配发器十分接近借以减少管道费用并减少逻辑工作。

闭塞阀208(图2)可与第二热交换器206连接以便装上混合和配发阀。在一个实施例中，有六个闭塞阀208，分别配上六个混合和配发阀108，每一组分别用于不同滋味的软饮料。一种优选的闭塞阀为美国印第安纳州Sellersburg的Flomatic公司所产，以型号380Q出售。一个或多个混合和配发阀108可被用来配发非碳酸化的饮料如水或柠檬水。每个闭塞阀208具有两个通道246、247，分别在混合和配发软饮料时用于糖浆和碳酸化水或非碳酸化水。闭塞阀208从塔式热交换器206内螺旋管的一对伸出端236、237接受糖浆和碳酸化水。该闭塞阀允许这两种液体通过前往混合和配发阀108。该螺旋管典型地为由不锈钢制成而被弯曲的管道，它可以有一圈或多圈用来增强热传递，这是因为它能在螺旋管内和热交换器内的液体之间提供较大的表面面积进行热传递的原故。某些螺旋管也可以成为蛇形而不是具有一圈或多圈。

在一个实施例中，一个端头236的热交换器206内糖浆冷却螺旋管的一端，而另一个端头237为热交换器206内碳酸化水的歧管或循环管线的一端。对于不需要碳酸化水的饮料，另外一对伸出端236、237是从水和柠檬水浓缩物，或从其他不需碳酸化水的合意饮料的冷却螺旋管上伸出。对于只需一种液体的饮料，可以使用一种不同的闭塞阀或在上述闭塞阀中只使用一个通道，如水。

第一热交换器201的顶最好为一铝制的冷板，有一冰仓210停留在其上，这样热交换器201就形成冰仓210的底。冰仓210含有冰块(来示出)可供用户用杓取出加到饮料杯内。该冰还可使热交换器201冷却，这样其作用如同吸热装置可以吸走从进入的水和糖浆中放出的热。第一热交换器201和冰仓210可被包含在冰仓210和保持器211之间的绝热层418(图4)之内。冰仓210上还有一盖212设有可揭开的门102，因此如需冰块可揭开该门，自己取出冰块加到饮料内。

图2的其余部分示出用于配发器100的壳体101的各种构件。在壳体内具有至少可供一个软饮料糖浆容器用的空间。图2画出糖浆用的六个箱内袋(BIB)容器。这些容器可搁置在一个架215或一条导轨(未示出)上以便更换。该配发器有一个底216、一个前挡板217、一个前面板218(该板最好铰接在壳体其余部分上以便进入到糖浆存储空间内)、一个左侧面板219、一个右侧面板220、和一个后挡板221。后面板401没有在图2中示出，但可在图4中见到。有一安装支架222给碳酸化器203和泵204、205提供支座。该配发器还可包括腿支承223和腿224。在其他实施例中，带轮子的腿也被使用如小轮或自位轮，这样配发器就可容易地从一个位置移到另一个位置。

如从图3可最好地看到，二氧化碳管线302将二氧化碳提供给碳酸化器。有一条水管道306导向第一热交换器201。该水管线可分成两个部分314、316如图所示，可在热交换器201之前的T字接头内分叉或在流动通过热交换器之后分叉，或者T字接头可设置在引入到热交换器内的管道本身上。设置两条管线的目的是为了使供水用于两个目的，预激冷管线316用来通过水泵204将水供给碳酸化器203，而管线314用来将非碳酸化的水供到一个或多个混合和配发阀内。如图那样提供两条管线便可在供到碳酸化器之前冷却通过管线316的水，这样可使水吸收较多的二氧化碳。另一部分水管道314允许未碳酸化水在取道连接管线322和328流到第二热交换器206之前被激冷并被一个混合和配发阀108配发。或者，冷水管线322可被用来通过其中一个阀108提供一种“只是水”的饮料。

热交换器201、206可以是两个热交换器或者可以是一个具有两个部分的较大的热交换器，其中一个部分靠近冰仓而另一部分靠近配发阀。第一热交换器201、或当热交换器只有一个时的第一部分引入进水管道306使进水被激冷，并且还引入管线318以便用循环泵205循环从碳酸化器203发出的激冷后的碳酸化水。这部分热交换器与冰仓210内的冰热接触。热量从进水流到热交换器本身，然后流到冰仓和冰上。这个过程是将热量从进水释放到冰仓上。

第二热交换器206、或当热交换器只有一个时的第二部分接受从循环泵205出来的循环水，这个水首先流动通过第一热交换器而被激冷。在小量饮料配发器中，进水的数量可能比从碳酸化器出来的再循环水的流量小，而用来制造饮料的糖浆的数量比用来制造饮料的水的数量还要小(通常约为一与五之比)。因此冷却水的热载荷比冷却糖浆的热载荷大。虽然图3画出的水的具体路线不是惟一可能的路线，但这路线是最有效的，因为最大的质量(进水)是从最冷的表面即热交换器201与冰仓210内的冰接触的那一部分冷却的。而糖浆具有比水小得多的质量，因此每份饮料的冷却载荷也小得多，可以通过第二热交换器206间接地被循环的碳酸化水冷却。从进水释出热的主要手段是通过第一热交换器201及其与冰仓210内冰的接触。从糖浆内释出热的主要手段是用通过第二热交换器206的循环的碳酸化水，而该碳酸化水又在第一热交换器201内被激冷。水或碳酸化水都可被循环用于冷却。但碳酸化水较好，如图3所示，因为碳酸化水随后能返回到碳酸化器内，并且当它要被用来制造饮料时总是冷的，特别是当要配发一种突然要的饮料而配发器有一段时间没有被使用时。“临时要的饮料”是饮料业使用的一个术语，其意为在经过一个不规则的时间段以后要配发的饮料，这个不规则的时间段例如在上一次配发这种饮料后经过一个很长的时间间隔、或经过一个极短的时间间隔，但在任一种情况下，饮料在配发时都应是冷的。

第二热交换器206具有螺旋管326通过管线324与第一热交换器201互连用来接受冷却的碳酸化水，还具有管线332用来使碳酸化水返回到碳酸化器203以便继续循环。螺旋管326在图3中被画成一个大长方形的水平螺旋管，它在碳酸化水还没有通过管线332返回碳酸化器304时与第二热交换器206交换热量。第二热交换器还具有管线S1、S2、S3、S4、S5和S6，在图5中被最好地示出，将在以后进一步论述，这些管线用来将糖浆或饮料供到阀108上以便配发到用户的杯内。

用于小量配发软饮料的装置较好地没有采用机械制冷设备，而是依靠从冰仓到组成饮料的冷水和软饮料糖浆的热传递。热交换板最好包括进水到碳酸化器和从碳酸化器来的传递管线。碳酸化水通过第二热交换板被用来冷却糖浆，还与糖浆混合将软饮料配发出去。从进水和糖浆发出的热由于熔化冰仓内的冰而被除去，冰仓内的冰如需要可补充。

糖浆管线连接到糖浆袋或容器214上并可在第二热交换器内具有许多圈管道或通道，其目的是为了将热释出到热交换器206从而释出到循环的碳酸化水上。在图3中画出的糖浆管线S1-S6为在第二热交换器206内的大致量长方形或圆角长方形的垂直螺旋管。另外，非碳酸化水可流动通过一个埋入在第二热交换器内的螺旋管，该螺旋管大致呈长方形并且大致垂直于循环水的螺旋管。

糖浆管线最好具有足够大的表面面积以便能被热交换器206有效地冷却。这些管线最好具有大的内直径、内壁光滑而无尖锐的弯头，这样糖浆在从糖浆容器出来流动通过热交换器而到阀108时可只有小的压力降。配发器配发的某些饮料可能不需要碳酸化(如果汁或柠檬水型饮料)。用于这些饮料的糖浆可在热交换器206内的螺旋管内被冷却并跟随提供非碳酸化水而不是碳酸化水管道如322出来。于是糖浆和非碳酸化水的管线可通过闭塞阀208容易地被连接到混合和配发阀108上。或者有这样情况，饮料不是由糖浆制成，如啤酒，这时该饮料可被发送到一个配发阀上，而该配发阀可装在混合和配发阀中一个的位置上，该配发阀将在下面混合图8论述。用来供应这种饮料的管道取道时最好能通过第二热交换器206。

碳酸化水被冷却第一热交换器201的冰的低温冷却。碳酸化水然后冷却第二热交换器206。第二热交换器206然后冷却通过管线S1-S6抽吸或泵压的糖浆。这种转移热的方法不管热交换器201和206是分开的还是一个热交换器上的两个部分都是有效的。但分开成两个体的热交换器，制造比装配都比较容易。另外，虽然图3画的是碳酸化水的循环，但本发明同样可以循环非碳酸化水，只要改变某些水管道即可。进入第二热交换器的碳酸化水管线最好包括一个歧管使它能供四个阀108以及用于循环的管线326。管线325被连结到管线326内以便将碳酸化水提供到连接在糖浆管线S4上的混合和配发阀108上。但如果要配发两种非碳酸化饮料，也可将管线325闭塞，而将来自管线328的水供给到这个阀。

用于本发明的水源可以是进水管线，如从市政来的供水或从使用软水的大楼来的供水。水源还可包括在同一位置上的水箱或水瓶。水源可包括任何一个连接到饮料配发器上而供应非碳酸化水的管子。二氧化碳源可包括一个当地的或附近的二氧化碳罐，或者可包括一个将二氧化碳供应给饮料配发器的进入管。二氧化碳源可包括任何一个连接到饮料配发器上而供应二氧化碳的管子。

图4为一小量配发器的一部分剖开的侧视图。糖浆、水和二氧化碳管线在这里被更详细地示出。二氧化碳来自供应源302并被直接供给到碳酸化器203上。水来自供应源306，可通过管线403流往第一热交换器201，该热交换器与冰仓210热接触，并被冰仓保持器的至少一个绝热层隔热。在有一个实施例中，冰仓和热交换器是用较强的绝热层如聚氰尿酯或其他良好的绝热层制成泡沫材料放在保持器内隔热的。

水离开第一热交换器后可被安排通过连接管线405、407流到给水泵204和碳酸化器203。消费用的水也可被安排通过连接管线322而流向图上画有绝热盖434的那个塔式热交换器206。再循环泵205可拿它从碳酸化器203抽吸的水415通过管线417泵压到第一热交换器201，然后通过连接管线324流到第二热交换器206。在第二热交换器206内，螺旋管436循环着碳酸化水并使该水通过管线332返回到碳酸化器进行再循环。饮料用的碳酸化水可按图3所示方式从再循环管线上提取。

如果非碳酸化水在被用来制作饮料之前需要再被冷却，那么非碳酸化水管线可包括一圈或多圈在热交换器206内的管道环路。饮料用的糖浆或其他浓缩物可被存放在一个或多个容器214内。这些容器通常具有可快速脱离连接的管线422(图4)可用来连接糖浆管线424使它通向第二热交换器。热交换器206为每一种滋味的糖浆设有一个分开的螺旋管。所有糖浆管线424、水管线322和碳酸化水管线都可连接到棘接头430或埋在热交换器206内螺旋管突出端上的其他接头上。这样便可清洗和更换管线。在需要使混合和配发阀108脱离连接时可用闭塞阀208使离开第二热交换器206的糖浆和水管线关闭。

用户可接近小量饮料配发器，打开盖子102并自助地从冰仓210内取出冰块放到杯内。然后用户可拿起杯子抵压在操作柄112上。碳酸化水和糖浆在流动通过闭塞阀208后便可在混合阀108内混合。混合好的饮料一般向下从管嘴110流到杯内。溅泼出来的饮料可收集到聚水坑448内，然后通过排水管450排往窨井或其他处理场所。

糖浆有可能极少暴露在周围环境中。在有一个实施例中，从金属热交换器206内的糖浆螺旋管的突出点到混合和配发阀108的距离可小于2英寸，这个距离包括从螺旋管438的端头通过闭塞阀208到混合和配发阀108。将这个距离保持为最小，并且通过管线324和332用循环的冷却液(如碳酸化水)使热交换器经常保持冷态，用户便可配发到温度在36°F或以下突然要的饮料。

图5为塔式热交换器的部分切去的透视图。该图被画成两个部分，左部示出一个完成的金属冷板热交换器，最好由铸造金属如铝制成。右手侧500画出螺旋管束436和438在金属还没有浇铸到管束周围时的情况，这些管束提供通过热交换器的通道。

热交换器的形状为倒“U”字形，具有一个水平的顶部504和两个大致垂直于顶部或顶部横条的侧边支撑。在有一个实施例中，侧边支撑506连结在顶部横条504的两端。热交换器最好由能有效地导热的金属如铝和铝合金制成。管道可由不锈钢制造成形，然后用铝浇铸在其周围使管道埋在金属内。管道或接头也可放置在冷板或塔式热交换器206内用机加工制出的通道内。

构成热交换器206的金属体并不限于铝，而可是任何适合导热的金属。铝具有较轻的重量和良好的导热性。但铜或其他导热体也可使用。铝之所以较好是因为它具有良好的导热性、较轻的重量、低的浇铸温度和较低的费用。并不需要全部用铸件，但过度的机加工和准备坯料是可以避免的，可以在已经准备好的多束不锈钢管的周围进行浇铸。

管道最好包括糖浆通道，在所示实施例中，六个通道可各具有分开的管道。这六个通道可包括四、五种滋味的碳酸化饮料和一两种非碳酸化饮料如柠檬水或浓缩果汁用的糖浆。U形架的垂直部506各含有一种糖浆螺旋管，而水平部504含有四种糖浆螺旋管。U形架的水平部分含有用来使来自碳酸化器的碳酸化水再循环的环路436的主要部分，糖浆螺旋管438亦含有多个环路。再循环水的螺旋管436形成大致水平的环路而延伸通过糖浆螺旋管438的环路。但在垂直部506中，循环水管线和糖浆管线的螺旋管可安排在一起，这样既有助于热交换又可将塔侧支撑的尺寸保持为最小。

图6画出小量饮料配发器的一个可替代实施例600的后视图。从后面看去，可以看得到的部件包括塔式热交换器602、绝热盖604、和配发操作杆606。在实施例的这个视图中，为了画面清晰起见，后面板、支架、泵和碳酸化器都没有被示出。在这实施例中，较饮料糖浆的六个箱内袋(BIB)容器608都各装置有一个箱内袋泵610以便将糖浆从箱内袋容器运送到塔部用来冷却并配发到用户的饮料内。

虽然BIB容器可与泵一起使用，但在图1到5的实施例中并没有使用泵，而是使用了一个混合和配发阀，该阀至少在短距离的条件下是能抽吸糖浆的。美国专利5,476,193号曾公开过一个这样的阀，该阀利用碳酸化水的力驱动第一活塞来配发碳酸化水，而第一活塞与一被驱动的活塞这样连接使两个活塞能配发出一个经过精密调节的水对糖浆的比率。该阀还可包含一个管嘴用来混合和配发饮料。可以相信利用这种基本设计的阀是能够从容器214中抽吸糖浆并通过螺旋管与水混合而产生饮料的。其他阀也可使用并且可与泵一同使用如图6，或者可以不用泵就像这里所说。

在有一个实施例中，用户配发到饮料的方法是走到配发器100前将杯子抵压在操作柄112上。压下操作柄便能驱动混合和配发阀108是由于内部有一开关(未示出)被闭合，因而驱使一个螺线管将阀打开。如果使用BIB泵，典型的做法是由于糖浆阀的开启造成压力降，从而驱动BIB泵来泵压糖浆使它得到动力能够通过螺旋管，并在最后通过混合和配发阀。来自二氧化碳外界供应源和碳酸化器储罐203和泵205的二氧化碳的压力给碳酸化水提供动力使它通过螺旋管并通过混合和配发阀。水的压力通常足够移动非碳酸化水使它通过管线并通过其螺旋管，但循环泵205也可使用。

图7画出一种可与图1实施例中的第二热交换器206一起使用的机械制冷系统。这里不是用再循环水而是用机械制冷来激冷在第二热交换器706内的饮料组分。在图7中，冷却剂/制冷剂系统具有一个凝结器711、一个热交换器706和一个压缩机714。热交换器706的作用如同在机械制冷系统中的蒸发器，是发生冷却的地方。第二热交换器706可包括在铝制冷板内沿着蒸发器管道延伸的糖浆和水的螺旋管。图7还示出一条制冷剂的供应管线720、一个制冷剂的干燥器721、和一个膨胀装置713。该膨胀装置用来降低液体制冷剂的压力。当压缩机714操作时，高温高压的制冷剂蒸气被迫沿着一条排放管线726返回到凝结器711。在有一个实施例中，有一温度传感器717设在压缩机的排气处用来监控压缩机排气的温度。该温度传感器可以是一个热敏电阻或一个热电偶、或其他温度感知器件。

实施本发明可以有多种方式。例如，上面曾集中论述具有六种口味饮料的小量饮料配发器。但该方法可被用于只有两种口味、或三、四种口味、或多于六种口味的饮料配发器。图中画出的热交换器为了更高的效率分成两个部分，但单一的、很好绝热的热交换器也可担当起在水和糖浆之间的热交换并将热排出到冰仓内的冰上。图中画出的是单一的冰仓，但也可使用两个冰仓，如将一个冰仓用来将冰块配发给饮料的顾客，而将一个分开的冰仓用来吸收排出的热。在实施例中曾示出用水平的螺旋管来再循环碳酸化水，而将垂直的螺旋管用于糖浆和单纯的水。但其他实施例也可使用，如用垂直的再循环环路和水平的糖浆环路。另外如同在热交换行业中人们所熟悉的，螺旋管可被布置成具有较多的对向水流、横向水流或同向水流。这里所画出的布置是本发明人所知最好的方式，可以将所有元件包装在一个紧凑、不费钱而有效的小量饮料配发器内。

图8示出的本发明的另一个实施例使用一个或多个选择歧管来制定碳酸化水或非碳酸化水流到塔上合适位置和阀的路径。该选择歧管通常有两个入口如用于碳酸化水的和非碳酸化水的，及多个出口如四个或五个。操作歧管内的阀和栓塞，每一个出口都能独立地接受碳酸化水或非碳酸化水。如果需要改变路径，如从非碳酸化水变为碳酸化水或反之，该项改变可由操作人员迅即完成，而可不必去找维修工或管工。选择歧管另外在2000.04.14立案、题为“饮料配发器用歧管”的专利申请60/197,535号中有说明，该专利申请被委托给本发明的受托人办理，其内容在这里被参考引用。任何一种允许用户选择碳酸化水或非碳酸化水流到所需螺旋管内的歧管都应包括在选择歧管的定义内和下面的权利要求内。

图8还画出水系统的一种可替代的布置，即直接通往碳酸化系统的水没有被预激冷。在图1-5中的实施例和图8中的实施例中通用的组件用同一标号指出。在图8中，用来配发软饮料的设备800包括一个初次热交换器801和一个塔式热交换器806。水通过一条进水管线306进入并被给水泵304通过管线807导向碳酸化罐，还通过进水管线803导向初次热交换器801。这个非碳酸化水然后通过埋在初次热交换器801内的激冷螺旋管814激冷。

碳酸化水需用的二氧化碳来自包含在饮料配发器壳体内的小的二氧化碳存储筒，通过二氧化碳管线302进入碳酸化罐203。水通过管线807进入，而生成的碳酸化水用泵805通过管线815泵出。该碳酸化水被埋在初次热交换器801内的激冷螺旋管818激冷。碳酸化水和非碳酸化水都可被导向选择歧管822。如上所述，选择歧管安排碳酸化水或非碳酸化水流到选择歧管的所需出口上。在这个实施例中，两个出口被选择供碳酸化水使用，两个被选择供非碳酸化水使用，还有一个没有被使用。两个被选择供碳酸化水使用的出口被安排通过一条碳酸化水进入管线824流到埋在塔式热交换器806内的冷却螺旋管，冷却螺旋管激冷塔式热交换器806，还将碳酸化水供到阀门位置1、2、5和6上。碳酸化水通过返回管线832返回到碳酸化器以便再循环。

来自选择歧管822的非碳酸化水曾被安排使用出口823中的两个、使用阀门位置3和4，并被安排通过管线826和828流到塔式热交换器806内的水冷却螺旋管。这些螺旋管236、237的远端被连接到混合和配发阀的位置3和4上。非碳酸化水不用再循环。碳酸化饮料用的糖浆被安排流动通过糖浆管线1-6。

塔式热交换器206可被利用在饮料配发器的设计中。例如，在大量消费的场所，碳酸化器和糖浆供应源可被设置在后室内。碳酸化水可用机械制冷冷却，碳酸化水和糖浆可通过一条绝热的主管线发送到装在柜顶部的塔式热交换器206上。不断循环的碳酸化水可将热交换器保持在冷态。糖浆可在埋在热交换器206金属体内的螺旋管内被冷却，常可生产出极冷的饮料。在这样的系统中，除了使用碳酸水作为循环冷却液之外，另外的冷却剂如甘醇、乙醇、甚或非碳酸化水可被使用。

在另一个实施例中，啤酒可和软饮料一起被配发。在用于啤酒的阀门中，一个不同的闭塞阀被使用，并且只需有一条单独的管线来供应该阀。并不需要使用一个与上述糖浆冷却螺旋管不同的冷却螺旋管。例如在一个实施例中，一条糖浆冷却螺旋管如S4约有10英寸长。如果一个啤酒容器如一小桶啤酒要被冷却，该啤酒从冷藏的环境中流到一段未被激冷的管道内，然后流到埋在塔式热交换器内的冷却螺旋管旁，这时只要一段短的螺旋管就足够使啤酒冷却。

图9为一软饮料和啤酒都配发的饮料配发器。饮料配发器的所有元件除了下面注出的以外都与图8相同。来自储筒902的二氧化碳通过二氧化碳进入管线302进入到饮料配发器的碳酸化器罐203内。储筒902可就地放置如接近饮料配发器，或者可放置得远些如在饮料配发器附近的后室内。选择歧管822只有一个出口载运非碳酸化水，通过管线828使它可到达在位置3上的可选择的阀门上及其混合和配发管嘴108(未示出)上。糖浆管线S4现在被用于啤酒，而早先用来将非碳酸化水流到位置4上的可选阀门上的管线现在被一帽827覆盖上。一小桶啤酒903被存放在离饮料配发器短距离的冰柜901内。冰柜901最好配备有一台小压缩机905用来压缩空气以便驱使啤酒通过管线907来到管线S4、再来到闭塞阀和管嘴(未示出)，后两者将被连接到糖浆管线S4的出口237上。管线907最好被绝热以便将啤酒保持在冷态，而该干线可能不必冷却，至少其从冷柜901到与糖浆管线S4连接处的部分长度可不必冷却。

因此，本申请人的意愿是要保护在本发明的有效范围内的所有变化和修改。本发明，包括所有等同物，要由下列权利要求书限定。虽然本发明就具体实施例已被说明，但业内人士会承认所有落在本发明和下列权利要求书范围内的结构、材料、程序等的修改。

Claims (57)

1.一种饮料配发器，具有：

a)一个壳体；

b)一个在壳体内的冰仓；

c)壳体内的空间，被构形成接纳饮料糖浆的至少一个容器；

d)在该壳体内与所说冰仓热接触的至少一个热交换器；

e)一个在该壳体内用来制造碳酸化水的碳酸化器；和

f)至少一个用来混合和配发碳酸化水和糖浆的混合和配发阀，其中该配发器被构形成接纳冰、糖浆、水和二氧化碳，并用与熔化的冰交换热量的方法来激冷水和糖浆，而该混合阀则混合糖浆和碳酸化水并配发软饮料。

2.权利要求1的配发器，其特征在于热交换器至少有两个：第一热交换器，与冰仓内的冰热接触，并与循环水交换热量；第二热交换器，在循环水和糖浆之间交换热量。

3.权利要求2的配发器，其特征在于该循环水为碳酸化水。

4.权利要求1的配发器，其特征在于还具有一个循环泵，用来使水循环通过所说至少一个热交换器。

5.权利要求4的配发器，其特征在于该泵使碳酸化水循环。

6.权利要求1的配发器，其特征在于还具有一个给水泵，用来浆水供给碳酸化器。

7.权利要求1的配发器，其特征在于在壳体内还具有至少一个糖浆容器。

8.权利要求7的配发器，其特征在于该糖浆容器为一箱内袋(BIB)容器。

9.权利要求7的配发器，其特征在于在该容器内的糖浆只承受大气压力，并用减少容器下游压力的方法将糖浆从容器中抽吸。

10.权利要求2的配发器，其特征在于在所说第二热交换器和该至少一个混合阀之间还具有一个闭塞阀。

11.权利要求2的配发器，其特征在于还具有一个塑料盖，覆盖所说第二热交换器。

12.权利要求2的配发器，其特征在于第二热交换器具有一个铝体，其中含有非碳酸化水、糖浆和碳酸化水的分开的流动通道。

13.权利要求12的配发器，其特征在于该通道为管道，在其周围浇铸铝。

14.权利要求2的配发器，其特征在于第二热交换器的形状为倒U形。

15.权利要求1的配发器，其特征在于至少一个热交换器具有铝质冷板，其内含有非碳酸化水和碳酸化水的分开的流动通道。

16.权利要求1的配发器，其特征在于至少有一个热交换器具有一般的平板形状。

17.权利要求1的配发器，其特征在于至少一个热交换器被设置成使得冰仓内的冰坐落在其顶上并熔化而冷却该至少一个热交换器。

18.权利要求2的配发器，其特征在于在该壳体内还具有至少一个糖浆容器，并在该壳体内具有供为每一个糖浆容器用的一个泵，在该泵和第二热交换器之间还互连管线，其中操作一混合和配发阀便可将糖浆泵入所说阀内，并配发与所述糖浆混合的软饮料。

19.权利要求1的配发器，其特征在于还具有至少一个混合和配发阀，该阀被连接到非碳酸化水的供应源，并配发非碳酸化饮料。

20.权利要求1的配发器，其特征在于至少一个混合和配发阀具有一个容积比率阀，该阀将糖浆从糖浆供应源抽吸到该混合阀。

21.权利要求1的配发器，其特征在于在该壳体内还具有一个二氧化碳罐，所说罐将二氧化碳供给该碳酸化器。

22.权利要求1的配发器，其特征在于在该至少一个混合和配发阀以及水源和碳酸化水源之间还具有一个选择歧管。

23.一种饮料配发器，具有：

a)一个壳体；

b)一个在该壳体内具有碳酸化器的碳酸化系统和一个二氧化碳供应源；

c)一个具有水源的水系统，一个用来将水加注到该碳酸化器的给水泵，和一个用来使水循环的循环泵；

d)一个处于该壳体内的空间内的糖浆供应源，该空间被构形成接纳至少一个糖浆容器；

e)一个冷却系统，具有：一个冰仓；一个第一热交换器，用于在冰仓内的冰和水及由该碳酸化系统所产生的循环碳酸化水之间交换热量，和一个第二热交换器，用于在所说糖浆和所说循环碳酸化水之间交换热量；及

f)一个配发系统，具有：至少两个混合和配发阀及在所说阀间的互连管线，水的供应源和糖浆的供应源；所说两个混合和配发阀中至少一个接纳糖浆和碳酸化水。

24.一种产生和配发饮料的方法，该方法包括：

a)利用第一热交换器与冰热接触来使水冷却，然后通过第二热交换器来循环所说经冷却的水；

b)在所说第二热交换器内使糖浆冷却；

c)混合所说冷却的糖浆和水，以便制成饮料；及

d)配发所说饮料。

25.权利要求24的方法，其特征在于循环到该第二热交换器的水为碳酸化水。

26.权利要求24的方法，其特征在于临时要的饮料在36°F或更低的温度下被配发。

27.权利要求24的方法，其特征在于用来混合成饮料的水为碳酸化水。

28.权利要求24的方法，其特征在于用来混合成饮料的水由在第一热交换器内经冷却的水供应的。

29.权利要求24的方法，其特征在于碳酸化水被冷却和循环，而非碳酸化水也在第一热交换器中被冷却，并被用来混合成第二种饮料。

30.一种饮料配发器，具有：

a)一个塔式热交换器，具有至少一个糖浆螺旋管和至少一个冷却液螺旋管，两者都被埋入在一个金属体内，每一螺旋管有两个从该金属体伸出的端头，该冷却液螺旋管的两端都被连接到一循环冷却液的供应源上，而糖浆螺旋管的所说两端中的第一端分别被连接到糖浆供应源上；及

b)至少一个被连接到该塔式热交换器上的混合和配发阀，其中该糖浆螺旋管的所说两端中的第二端分别被连接到所说混合和配发阀中的一个上。

31.权利要求30的饮料配发器，其特征在于在所说塔式热交换器及该混合和配发阀之间还具有一个闭塞阀。

32.权利要求30的饮料配发器，其特征在于还具有一个与冰热接触的主热交换器，用来冷却该循环的冷却液。

33.权利要求30的饮料配发器，其特征在于其中该主热交换器被一吸热装置激冷，该吸热装置选自由机械制冷和冰构成的组群。

34.权利要求30的饮料配发器，其特征在于该主热交换器为平板热交换器处在包含在壳体内的冰仓下面，在该壳体上装有该塔式热交换器。

35.权利要求30的饮料配发器，其特征在于该循环冷却液的供应源选自由碳酸化水和非碳酸化水构成的组群。

36.权利要求30的饮料配发器，其特征在于在该至少一个糖浆螺旋管从该金属冷板内伸出之点与该至少一个混合和配发阀之间的距离小于2英寸。

37.权利要求30的饮料配发器，其特征在于该碳酸化水被用作循环冷却液的供应源，并且一部分循环碳酸化水被用作在该至少一个混合和配发阀内与糖浆混合的水的供应源。

38.权利要求37的饮料配发器，其特征在于具有至少两个混合和配发阀，其中非碳酸化水从一条也被埋在该金属体内的水管道被供应到其中一个混合和配发阀内。

39.权利要求30的饮料配发器，其特征在于至少一个糖浆螺旋管被卷绕成多个环路，并且该冷却液螺旋管沿大致垂直于该糖浆螺旋管的方向穿过该糖浆螺旋管环路。

40.权利要求30的饮料配发器，其特征在于还具有一个配发阀，用来配发不需要用水混合糖浆的第二种饮料。

41.权利要求30的饮料配发器，其特征在于该第二种饮料通过被埋置在该金属体内的管道被供应到该配发阀。

42.权利要求30的饮料配发器，其特征在于该第二种饮料的啤酒。

43.权利要求38的饮料配发器，其特征在于还具有一个选择歧管，该歧管允许用户从碳酸化水和非碳酸化水中选择一种将其供应到该至少两个混合和配发阀内。

44.一种饮料配发塔，具有：

a)一个大致水平的顶部横条，其上连结并排列着多个混合和配发阀，用来大致向下配发饮料。

b)两个侧边支撑，将该顶部横条保持在升高的位置上，使一个杯子能被放置在每一个混合和配发阀之下。

c)两个塔部，大致成倒U字形状，使该顶部横条下的区域敞开。

45.权利要求44的饮料配发塔，其特征在于两个侧边支撑被连结到该顶部横条的两端。

46.一种饮料配发器，具有：

a)一个分成第一部和第二部的热交换器；

b)一个与所说第一部热接触的冰仓；

c)一个泵，用来使冷却液在所说第一部和所说第二部之间循环；及

d)一个连接到所说第二部的饮料糖浆供应源，其中该第一部将热量从循环冷却液传递给冰仓内的冰，而第二部将热量从饮料糖浆传递给该循环冷却液。

47.权利要求46的饮料配发器，其特征在于该第二部为一形状呈倒U形的金属冷板。

48.权利要求46的饮料配发器，其特征在于在所说第二部内还具有至少两个产品螺旋管，其中该冷却液选自由非碳酸化水和碳酸化水构成的组群，而在该第二部中的产品螺旋管所传递的液体则选自由糖浆、水和啤酒构成的组群。

49.权利要求46的饮料配发器，其特征在于该冷却液为碳酸化水，其中该配发器还具有一个混合和配发阀，用来混合和配发糖浆和从该循环冷却液供应的碳酸化水制成的饮料。

50.权利要求46的饮料配发器，其特征在于还具有一个配发阀，用来配发不需用水混合糖浆的饮料。

51.权利要求48的饮料配发器，其特征在于该循环冷却液在冷却螺旋管内流动，其中该冷却螺旋管和产品螺旋管选自由被埋置的螺旋管、被埋入该热交换器内的螺旋管和所说螺旋管的配件构成的组群。

52.权利要求51的饮料配发器，其特征在于该糖浆是从箱内袋(BIB)容器内抽取的。

53.权利要求49的配发器，其特征在于在至少一个混合和配发阀和非碳酸化水与碳酸化水的供应源之间还具有一个选择歧管。

54.一种饮料配发器，具有：

a)一个热交换器，具有至少一个载运糖浆的螺旋管和至少一个载运冷却液的螺旋管，两者都被埋置在一个金属体内，每一螺旋管具有从该金属体内伸出的两端，该冷却液螺旋管的两端被连接到一个循环冷却液的供应源上，而该糖浆螺旋管的所说两端中的第一端被连接到一糖浆供应源上；

b)被连接到热交换器上的至少一个混合和配发阀，该糖浆螺旋管的所说两端中的第二端被连接以所述至少一个混合和配发阀上，在该混合和配发阀内水和糖浆被混合，制出饮料；及

c)在所说金属体内至少有一条啤酒螺旋管，用以冷却啤酒，其一端被连接到啤酒供应源上，而另一端被连接到连接于该热交换器的配发阀上。

55.权利要求54的饮料配发器，其特征在于该啤酒供应源为一啤酒发送系统。

56.权利要求54的饮料配发器，其特征在于该循环冷却液为水，并在载运冷却液的管道和该至少一个混合和配发阀之间还具有一连接件。

57.权利要求54的饮料配发器，其特征在于在该金属体内还埋有另一个载运水的螺旋管，并且在该运载水的螺旋管和该至少一个混合和配发阀之间还有一连接件。

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