JP2002508056A - 酸素富化水クーラー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 酸素富化水クーラ（１０）に設置されたボトル（１４）から酸素富化水を小口供給するための当該クーラとその操作方法において、当該クーラーと一体化された酸素源（２２）は、、水を介して、上記ボトル内の水面上の頭部空間部（２６）に酸素を送って、当該ボトル内の水中の酸素含有量を、上記クーラーによって上記ボトルから水が小口供給される全期間を通じて、高レベルに維持する。当該酸素含有量の高レベルは、水をボトル詰めする工程において、予め確立される。望ましくは、上記酸素源は、酸素発生器を含む。当該酸素発生器は、望ましくは、圧力スウイング吸収形式の酸素発生器を含む。

Description

【発明の詳細な説明】 酸素富化水クーラー発明の背景 本発明は、飲料水を小口供給するための水クーラーの技術に関し、更に詳しく は、酸素富化水を小口供給するための新規、且つ改良された水クーラーに関する 。 酸素富化飲料水は、卓越した風味を有する。飲料水なる用語は、限定する訳で はないが、湧水や、濾過水や、又は、逆浸透法によって処理された水を含むもの とする。更に、当該富化飲料水は、健康やフイットネスに関心のある消費者に対 して、胃から吸収される酸素の代替的な補充源を提供する。自然の純水中の酸素 含有量は、５乃至９ミリグラム/リットルの範囲内にある。この値は、水源や、 水の純度や、ボトル詰めされる前の水処理技術によって左右される。 湧水の場合、４０乃至９０プサイグ（PSIG：ポンド/平方インチ ゲージ圧） の圧力で管理されている給水管の中に、酸素分子を注入することによって、当該 湧水を酸素で飽和させることができる。この技術を利用すれば、水中の酸素含有 量を、２５乃至１２５ミリグラム/リットルにまで、高めることができる。気密 状態のガラス製大ボトル内に、水を直ちにボトル詰めした場合、当該水は、この 高い酸素含有量を無期限に維持することができる。典型的なガラス製大ボトルは 、３乃至５ガロンの範囲内にある。しかしながら、一旦、ボトルの口を開けて、 当該ボトルを、標準的な水クーラーに設置すると、水中の酸素含有量は、３乃至 ５日以内に、基準レベルの５乃至９ミリグラム/リットルの範囲付近まで降下す る。５ガロン入りの典型的な水ボトルを消費するのに要する平均日数は、１０乃 至１４日の範囲内にあるので、上記の急激な酸素含有量の降下は、標準的な飲料 水クーラーで使用される５ガロン入り飲料水ボトルによる酸素富化水の市場での 促販を妨げる。 従って、特に望まれることは、酸素富化水を小口供給する新規で、且つ改良さ れた飲料水クーラーによって上記ボトルから飲料水が全て供給し終わるまで、当 該クーラーに設置されたボトル内の飲料水の酸素含有量が、当初の酸素飽和レベ ルに維持されるような新規で、且つ改良された飲料水クーラーを提供することで ある。発明の要約 本発明は、新規で、且つ改良された水クーラーに設置されたボトルから酸素富 化水を小口 供給するための当該クーラーと、その操作方法とを提供する。上記酸素富化水は 、先にボトル詰めされた際に与えられた高い酸素含有量を有する。この新規で、 且つ改良された水クーラーにおいて、当該クーラーに組込まれた酸素供給源は、 酸素を、水を介して、ボトルの水面上の頭部空間内に供給し、それによって、ボ トル内の飲料水の酸素含有量を、当該クーラーによってボトルから全ての飲料水 が供給し終わるまで、実質的に高いレベルに維持する。望ましくは、上記酸素供 給源は、酸素発生器を含む。当該酸素発生器は、望ましくは、圧力スウイング吸 収型酸素発生装置を含む。その外にも、上記酸素供給源は、ボンベに詰められた 酸素などの貯蔵酸素を含む様々な形態を取り得る。 上記の長所や本質的特徴に加え、本発明のその他の長所や本質的特徴は、下記 の詳細な説明を、添付図面と共に読むことにより、自ずと明らかになる。当該添 付図面において図面の簡単な説明 図１は、本発明に従った酸素富化水クーラーの概略図である。そして 図２は、図１の上記水クーラー内の酸素発生器を更に示す立面図である。発明の最適実施態様 本発明に従った酸素富化水クーラーは、一つの装置を含み、当該装置は、上記 クーラーに逆さまの状態で設置された水ボトルの頭部空間を、８０乃至９５％の 純酸素の範囲に維持する。上記ボトルは、典型的には、５ガロン入りボトルであ るが、３ガロン入りボトルか、又は、それ以下のサイズのボトルでも使用可能で ある。酸素富化された上記頭部空間の目的は、ボトル詰めされた水中の酸素含有 量を、２５乃至１２５ミリグラム/リットルの範囲に維持することである。当該 水は、ボトル詰めされる直前に、純水化及びボトル詰め工場において事前に酸素 で飽和させられる。上記酸素富化水を、標準的なクーラーで小口供給すると、ボ トル内の水の酸素含有量が急激に降下することが、検査によって判明する。例え ば、５ガロンの酸素富化水入りボトルが、従来技術になる標準的な水クーラーに 設置された場合、３乃至５日間で、当該酸素富化水中の酸素含有量は、２５乃至 ６５ミリグラム/リットルの範囲から、１０乃至１３ミリグラム/リットルの範囲 にまで降下する。 本発明に従った酸素富化水クーラー１０は、図１に示される。概略すると、当 該クーラー１０に含まれるものは、ハウジング又は筐体１２に倒立状態で設置さ れる水ボトル１４から の水を受けるための当該ハウジング１２と、当該ハウジング１２内で、水ボトル １４からの水を受けるためのタンク１６と、当該タンク１６内の水を冷却するた めの冷却源１８と、タンク１６からの水を小口供給するための飲み口２０と、望 ましくはハウジング１２内に組込まれた形の酸素源２２と、そして、酸素源２２ からの酸素を、水を介して、ボトル１４内の水面上の頭部空間２６内に導入する ための酸素導入手段２４と、である。 更に詳細に、図１を考察すると、ハウジング１２は、望ましくは、金型成形さ れたフアイバー構造のものではあるが、基本的には、木や金属などのその他の材 料からなる構造のものであっても良い。上記水ボトル１４は、クーラーのハウジ ング１２の最上部に、倒立状態で設置される。ボトルキャップ（図示せず）は、 押し開かれて、円筒状の移送管３０の周囲をシールする。当該移送管３０は、シ ールされたタンク１６の最上部に取付けられる。上記水タンク１６は、ステンレ ススチール製であり、円筒状の二分割構造を有する。上記水タンクの蓋３２は、 清掃に備え、取外し可能である。食品用ガスケット（図示せず）は、当該蓋を、 上記タンクの最上部に気密接合させる。上記蓋は、４個の錠止クランプ（図示せ ず）によって、上記タンクの本体に固着した状態で保持される。当該タンクは、 酸素を供給するための1/8インチ径の供給接続管を、側壁に有すると共に、水取 出し用の取出し接続管３４を、底部に有する。当該取出し接続管は、小口供給用 ノズル弁２０に直接的にパイプ接続される。このような方法で、水ボトル１４と 、移送管３０と、そして水タンク１６は、一つの容器を形成する。当該容器は、 酸素供給源２２から導管３６を介して上記側壁の接続管に供給される８０乃至９ ５％の純酸素でもって、１乃至２プサイグ（PSIG:ポンド/平方インチ ゲージ圧 ）の圧力に加圧される。上記ボトル１４から小口供給用ノズル２０を介して、水 が引出されると、上記酸素源２２から、補給酸素がタンク１６内に流入し、次い で頭部空間２６内に入り、それによって、ボトル１に正圧が維持される。タンク １６とボトル１４内の水は、酸素を酸素源２２から頭部空間２６に移送するため の導管として働く。 酸素源２２は、水クーラーのフアイバグラス製筐体１２に設置されるコンパク トな酸素供給源の形態を取る。当該酸素供給源２２は、小型の加圧酸素貯蔵ボン ベか、又は、室内の空気から高純度の酸素を生産する酸素発生装置であっても良 い。いずれにせよ、酸素は、１乃至２プサイグ（PSIG）の規定圧力で、タンク１ ６に送られる。上記酸素発生器は、０．５乃至１．０リットル/分の容量を有す る単一濾台形式圧力スウイング（PSA）吸収型システムであっても良い。酸素を 発生させるための当該方法は、大規模な産業上の用途では良好に 確立されている。しかしながら、本発明の用途で要求される小規模なシステムは 、装置の所要空間や、動力消費量や、全体のコストを最小限に抑えるために、特 別に設計される種類のものである。上記酸素貯蔵タンクを採用する方法よりも酸 素発生器の方が優れている点は、空のボンベを交換する必要が無い点である。 上記水タンクは、水の小口供給温度を、華氏５０度に維持するための冷却シス テム１８を装備することができる。当該装置は、冷媒コンプレッサーと、コンデ ンサーと、冷却コイルとから構成される装置であるか、又は、熱電素子から構成 される装置である。典型的には、水ボトル１４は、５ガロン入りの大きさであり 、ガラス製か、又は、レクサン（Lexan:ポリカーボネート）プラスチック樹脂製 である。いずれにせよ、ボトルの寸法は、同一にされる。 このように、本発明は、酸素源を、水クーラー内に統合させることによって、 ５ガロンボトル入りの予め酸素富化された水を、過飽和状態で維持する。当該過 飽和状態は、５ガロンボトルが消費し終わるまで、当該ボトルの頭部空間内の酸 素含有量を制御することによって、維持される。 本発明は、更に、下記のデータによって、説明される。表１は、検査データを 含む。当該検査データは、酸素源を備えていない水クーラーに設置された水ボト ル内の水の酸素飽和レベルの降下率を示す。溶解酸素濃度は、オリオンモデル８ ３０携帯型溶解酸素メーターを使用することによって、測定された。 表 Ｉ 酸素富化水における溶解酸素濃度の降下率 酸素源を備えた標準水クーラー、５ガロン入りガラスボトル採取日 ミリグラム/リットル 溶解酸素 2-5-97 27.3 2-6-97 24.2 2-7-97 18.3 2-8-97 12.7 表 Ｉ 酸素富化水における溶解酸素濃度の降下率 酸素源を備えた標準水クーラー、５ガロン入りガラスボトル採取日 ミリグラム/リットル 溶解酸素 2-7-97 65.2 2-8-97 20.8 2-10-97 12.2 2-11-97 11.0 2-12-97 10.9 表IIは、本発明に従った酸素富化水クーラーに設置された水ボトルのデータを 含む。使用された酸素源は、２プサイグ（PSIG）の規定圧力にボンベ詰めされた 酸素である。溶解酸素濃度は、オリオンモデル８３０携帯型溶解酸素メーターを 使用することによって、測定された。 表II 酸素富化水における溶解酸素濃度の降下率 酸素源を備えた酸素富化水クーラー、３ガロン入りプラスチックボトル採取日 ミリグラム/リットル 溶解酸素 1-31-97 AM 46.5 1-31-97 PM 43.7 2-1-97 42.6 2-3-97 50.0 2-4-97 45.2 2-5-97 40.8 2-6-97 38.9 2-7-97 38.8 2-8-97 40.2 2-10-97 41.3 表II 酸素富化水における溶解酸素濃度の降下率 酸素源を備えた酸素富化水クーラー、５ガロン入りガラスボトル採取日 ミリグラム/リットル 溶解酸素 2-10-97 60.02 2-11-97 50.5 2-12-97 50.6 2-13-97 49.9 2-14-97 49.2 2-15-97 50.1 2-17-97 50.8 2-18-97 48.0 2-19-97 49.5 2-20-97 48.0 上記データが明らかに示す通り、予め酸素で富化された酸素富化水であって、 本発明に従ってボトルの頭部空間を最小限９０％の純酸素に維持する酸素源を備 えた水クーラーから小口供給される当該酸素富化水は、全使用期間（当該期間は 、約１０日間である）に渡って、過飽和状態（２０ミリグラム/リットルを超え る溶解酸素量）を維持する。予め酸素で富化された酸素富化水であって、上記頭 部空間の酸素レベルを管理するための酸素源を備えていない水クーラーから小口 供給される当該酸素富化水は、５日間を超える期間に対しては、上記飽和状態を 維持することができない。従って、酸素源を備えていない標準的な従来の水クー ラーは、５ガロン入りボトルの全使用期間である１４日間を通して、一貫した溶 解酸素濃度で、過剰酸素富化水を、効果的に供給することをしない上記データは 、本発明の長所や本質的特徴を証明する 先に述べた通り、酸素源２２の好ましい形態は、圧力スウイング吸収形式の装 置の形態を取る酸素発生器である。当該圧力スウイング吸収形式の方法は、良く 知られており、端的に言えば、周囲の空気すなわち室内空気から酸素を抽出する ために使用される一種の分離方法である。当該抽出は、分子ふるい（篩）と称さ れる物質で満たされたタンク内に、圧縮空気 の流れを注入することによって達成される。当該ふるいは、酸素よりも窒素をよ り迅速に吸収するように設計されたビーズ形式の不活性セラミック材で。ある。 上記ふるい（篩）タンク内で圧力が増大すると、窒素分子は、当該ふるいにくっ 付くが、酸素分子の方は、製品ガスとして当該ふるいを通過する。当該製品酸素 は、次いで、小型貯蔵タンクに送られ、必要とされるまでの間、当該タンク内に 保持される。このように貯蔵された酸素は、２プサイグ（PSIG:ポンド/平方イン チ ゲージ圧）までの圧力で、且つ０５乃至１０リットル/分の範囲内の流量で 利用可能である。 結局、上記の最初のタンク内のふるい（篩）は、窒素分子で飽和させられるの で、再生される必要がある。当該再生は、上記ふるい（篩）タンク内の圧力を、 大気中に放出することによって実行される。予め上記ふるいにくっ付いている窒 素分子は、数秒間のうちに、解放され、当該ふるいは、空気の供給を受けること ができるようになって、再び酸素を生産する。上記酸素発生器を通って流れる酸 素と空気は、電気的に操作される電磁弁によって自動的に制御される。当該電磁 弁のサイクルタイムは、電子タイマーによって予め設定される。 図１に示される酸素発生システムは、空気コンプレッサー４０と、弁類と、タ イミング回路類と、タンク４２及び４４と、圧力ゲージ類と、その他の必要な配 管コンポーネント類とを含み、完全な自給式酸素発生システムであると見なされ る。図２は、小型化バージョンを示す。当該バージョンは、大体の大きさが、高 さが１４インチ、幅が6.5インチ、奥行きが8.0インチである。当該小型化バージ ョンは、タンク５０、５２と、コンプレッサー５４と、コントローラ５６とを含 む。 従って、明らかなように、本発明は、自己の意図した目的を達成する。本発明 の実施例は、詳細にされたが、当該実施例は、説明を意図したものであって、限 定を意図したものではない。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ａ２３Ｌ 2/00 Ａ２３Ｌ 2/00 Ｖ Ｘ (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ， ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，Ｌ Ｓ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ， ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，Ｅ Ｅ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ， ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，Ｍ Ｎ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ， ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 水クーラーに設置される水ボトルから、酸素富化水を小口供給し、該水の 溶解酸素含有量を、該クーラーに設置される前の高いレベルに維持する水クーラ ーであって、 該クーラーと一体化される酸素源を含み、 該クーラーによって該ボトルから水が小口供給される期間の間、該酸素源 が、該ボトル内の水の溶解酸素含有量を、実質的に該高いレベルに維持する、水 クーラー。 ２． 該酸素源は、該水クーラー内の酸素発生器を含むことを特徴とする、請求 項１記載の水クーラー。 ３． 該酸素発生器は、圧力スウイング吸収型酸素発生装置を含むことを特徴と する、請求項２記載の水クーラー。 ４． 該クーラー内のタンクは、該ボトルからの水を受け、 該源からの酸素は、該タンク内の該水を介して、該ボトル内の水の上の頭 部空間に送られること、 を特徴とする請求項１記載の水クーラー。 ５． (a) 溶解酸素含有量を、予め酸素富化水がボトル詰めされる際に確立さ れた高いレベルにされた該水を含むボトルを受入れるのに適したハウジングと、 (b) 該ボトルが該ハウジングに設置される際に、該ボトルからの水を受 入れるために該ハウジング内にあるタンクと、 (c) 該タンクからの水を小口供給するための小口供給手段と、 (d) 該タンク内の水を冷却するために、該ハウジングと組合わせられる 冷却源と、 (e) 該ハウジングと組合わせられる酸素源と、そして (f) 該源からの酸素を、該ボトル内の水を介して、該ボトル内の該水の 上の頭部空間に導入するための導入手段であって、該導入によって、該ボ トルから該水が小口供給される全期間に渡って、該ボトル内の水の溶解酸 素含有量を、実質的に、該高い レベルに維持する，該導入手段と、 を含む、水クーラー。 ６． 該酸素源は、酸素発生器を含むことを特徴とする、請求項５記載の水クー ラー。 ７． 該酸素発生器は、圧力スウイング吸収型酸素発生装置を含むことを特徴と する、請求項６記載の水クーラー。 ８． (a) 飲料水を含む倒立状態のボトルを、上端部に受けるのに適したハウ ジングと、 (b) 重力によって、該ボトルから流出する水を受けるために、該ハウジ ング内で、該上端部の下に位置するタンクと、 (c) 該タンクからの水を小口供給するための流出口と、 (d) 該ハウジング内の酸素源と、そして (e) 該源からの酸素を、該タンク内の水を介して導入するための手段で あって、 該ボトル内の水の上に頭部空間を有する酸素導入手段と、 を含む、該飲料水を小口供給するための装置。 ９． 請求項８記載の装置であって、 該ボトルは、酸素富化水を含み、当該酸素富化水は、水のボトル詰めの際 に確立された高いレベルの溶解酸素含有量を有し、そして 該タンク内の該水を介して、該頭部空間に導入される酸素は、該ボトルか ら水が上記装置によって小口供給される期間の間、該ボトル内の水の溶解酸素含 有量を、実質的に、該高いレベルに維持することを特徴とする装置。 １０．更に、該ハウジング内に、該タンク内の該水を冷却するための冷却源を含 むことを特徴とする、請求項８記載の装置。 １１．該酸素源は、酸素発生器を含むことを特徴とする、請求項１０記載の装置 。 １２．該酸素源は、圧力スウイング吸収装置を含むことを特徴とする、請求項１ １記載の装置。 １３．水クーラーに設置される水ボトルから、酸素富化水を小口供給し、該水の 溶解酸素含有量を、該クーラーに設置される前の高いレベルに維持する方法であ って、 ａ． 該クーラーと一体化される源から酸素を提供する工程と、そして ｂ． 該源からの該酸素を、該水を介して、該ボトル内の該水の上の頭 部空間に送って、該ボトル内の水の溶解酸素含有量を、該ボトルの全使用 期間に渡って、実質的に該高いレベルに維持する工程と、 を含む、該酸素富化水を小口供給するための方法。 １４．該酸素源は、該水クーラー内の酸素発生器を含むこと、を特徴とする請求 項１３記載の方法。 １５．該酸素発生器は、圧力スウイング吸収型酸素発生装置を含むことを特徴と する、請求項14記載の方法。 １６． 該クーラー内のタンクは、該ボトルからの水を受け、そして 該源からの酸素は、該タンク内のオリフイスを通過することによって、該頭部空 間に送られること、 を特徴とする請求項１３記載の方法。 １７． ａ． 水クーラーのハウジング上に、酸素富化水を含むボトルを設置す るボトル設置工程であって、該酸素富化水は、該クーラーに設置される前に確立 された高いレベルの溶解酸素含有量を有する、当該ボトル設置工程と、 ｂ． 該ボトルからの水を、該ハウジング内のタンクに導入する水導入 工程と、 ｃ． 該タンク内の該水を、該ハウジング内の冷却源によって、冷却す る冷却工と、 ｄ． 該タンクから水を小口供給する小口供給工程と、 ｅ． 該ハウジング内の源から酸素を提供する酸素提供工程と、そして ｆ． 該タンク内の該水を介して、該酸素を、該ボトル内の水の上の頭 部空間に導入して、該ボトル内の水の溶解酸素含有量を、該ボトルの全使 用期間に渡って、実質的に、該高いレベルに維持する酸素導入工程と、 を含む、該水クーラーからの水を小口供給するための方法。 １８． 該酸素源は、酸素発生器を含むことを特徴とする、請求項１７記載の方 法。 １９．該酸素発生器は、圧力スウイング吸収型酸素発生装置を含むことを特徴と する、請求項１８記載の方法。