JP2007283186A - 炭酸水製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 持ち運びが容易で簡易な構造の炭酸水製造装置を提供する。
【解決手段】 炭酸水製造装置１は、全体が断熱材３に覆われた容器２と、前記容器２の上部に設けられた圧力調節弁４と、前記容器２内に設けられ、二酸化炭素ハイドレート１３を載せることができ、かつ水１５を通す孔５ａを有する支持板５と、前記容器２内の下部に設けられた開閉可能な水出口６とを備える。二酸化炭素ハイドレート１３は二酸化炭素と水とに分解し、二酸化炭素が水に溶解して炭酸水１５が生成する。炭酸水１５は遮蔽板５の孔５ａを通って容器２の底に溜まり、水出口６から出てくる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、炭酸水製造装置に関する。

ビールやソーダ水のような炭酸飲料は、缶やペットボトル等に充填されて提供されるだけでなく、ビールサーバやドリンクサーバ等からカップ等の器に注がれて提供されることもある。その場合に、器に注がれる直前に、冷却された水及び飲料の原液と、炭酸ガスボンベから供給される炭酸ガスとが混合されて、炭酸飲料が製造される。しかしながら、炭酸ガスボンベの取り扱いが困難であるという問題があった。

これを解決する方法として、下記の特許文献１に、二酸化炭素と水とをタンク内で接触させてガスハイドレートを製造するガスハイドレート製造装置と、該ガスハイドレートを水から分離する分離装置と、水が分離されたガスハイドレートを貯蔵するガスハイドレート貯蔵タンクと、炭酸水を製造する炭酸水製造タンクと、飲料貯蔵タンクとよりなり、前記貯蔵タンク内のガスハイドレートを前記炭酸水製造タンクに供給して炭酸水を製造するとともに、該炭酸水を取り出して前記飲料貯蔵タンクから取り出された飲料の原液とを混合するようにしたことを特徴とする炭酸飲料製造装置が記載されている。この製造装置において、ガスハイドレートが水と混合されることにより炭酸水が製造される。

また、二酸化炭素ガスハイドレートは、0 ℃ 程度で 1 m³ のガスハイドレート中に 50 m³ の二酸化炭素ガス及び 0.8 m³の水を含むことが、下記の特許文献２に記載されている。
特開２００５−２２４１４６号公報 特開２００５−３０５１２８号公報

しかしながら、上記特許文献１記載の装置によって炭酸水を製造しようとすると、ガスハイドレート製造装置と、分離装置と、ガスハイドレート貯蔵タンクと、炭酸水を製造する炭酸水製造タンクとが必要で、これらの装置を組み合わせて使用しなければならないので、費用が掛かるとともに、ビールサーバやドリンクサーバ等に比べて持ち運びが困難或いは不可能である。

本発明の目的は、持ち運びが容易で簡易な構造の炭酸水製造装置を提供することである。

本発明では、二酸化炭素ハイドレートを使用する。二酸化炭素ハイドレートは、時間が経過するにつれて二酸化炭素と水とに分解する。なお、0 ℃ 常圧下におけるその体積は、二酸化炭素が二酸化炭素ハイドレートの 50 倍、水が二酸化炭素ハイドレートの 0.8 倍である（特許文献２参照）。そして、二酸化炭素と水とが共存する系において、二酸化炭素は水に溶解する。二酸化炭素の圧力（分圧）が高い場合には、大量の二酸化炭素が水に溶解して、炭酸水が生成する。

本発明の炭酸水製造装置は、全体が断熱材に覆われた容器と、前記容器の上部に設けられた圧力調節弁と、前記容器内に設けられ、二酸化炭素ハイドレートを載せることができ、かつ水を通す（が前記二酸化炭素ハイドレートを通さない）孔を有する支持板と、前記容器内の下部に設けられた開閉可能な水出口とを備えたことを特徴とする。

本発明の装置は、前記容器内の氷を融かす加熱手段を備えることが望ましい。これは、例えば、前記容器の外に設けられた電源に電気的に接続する、電源スイッチを備えた電熱器である。

また、前記容器内に溜まった炭酸水の貯蔵量を示す貯蔵量表示手段を備えることが望ましい。これは、例えば、容器の壁面に設けられた液面計である。

さらに、前記二酸化炭素ハイドレートの残量を示す残量表示手段を備えることが望ましい。これは、例えば、容器の壁面に設けられた窓である。

本発明の装置は、全体が断熱材に覆われた容器に、圧力調節弁、支持板、及び水出口とを設けたものであるから、小型かつ軽量に形成される。すなわち、二酸化炭素ハイドレートから炭酸水を製造するのに必要な手段が全て容器に一体化されているので、構成が簡易で、持ち運びが容易な炭酸水製造装置が提供される。

本発明の装置においては、容器の内部を所定の温度及び所定の圧力に保持することができる。これは容器に設けられた断熱材及び圧力調節弁により実現される。所定の温度及び所定の圧力とは、例えば -20 ℃ 〜 -10 ℃ 及び 0.2 MPa である。この状態に保持されると、例えば外気温が 30 ℃ の場合には約 2.5 日間、外気温が 0 ℃ の場合には約 8 日間、二酸化炭素ハイドレートを容器内に蓄えておくことができる。また、-20 ℃ 〜 -10 ℃ に保持できる断熱材は、例えば厚さ 2 cm の発泡ポリウレタンである。

-20 ℃ 〜 -10 ℃ 下で二酸化炭素ハイドレートが分解すると、生成した水はしばらくすると氷になり、周りの二酸化炭素ハイドレートや支持板等に付着してしまう。しかし、時間が経つにつれて、容器外部から供給される熱によって氷は融けて水になる。

図１は、実施例の炭酸水製造装置の全体構成を示す図である。

炭酸水製造装置１は、断熱材３と、圧力調節弁４と、遮蔽板５と、水出口６とを備えた容器２と、それを覆う収納容器９とで構成される。

容器２は、直径 300 mm 程度、高さ 510 mm 程度、厚さ 1 mm 程度のステンレス製のタンクから成り、容積 は 30 リットル 程度、重さは 4 kg 程度である。その全体は断熱材３によって覆われている。断熱材３は、厚さ 2 cm の発泡ポリウレタンから成り、これによって容器２内の温度は -20 ℃ 〜 -10 ℃ に保持される。

容器２の上部には、蓋２ａと圧力調節弁４が設けられている。蓋２ａとそれを覆う断熱材の蓋部３ａ及び収納容器の蓋部９ａを外して、二酸化炭素ハイドレート１３を容器２内に供給することができる。圧力調節弁４によって、容器２内の気体が容器２外に排出されて、容器２内は所定の圧力、例えば 0.2 MPa に保持される。

容器２内には、二酸化炭素ハイドレート１３を載せる支持板として、水を通す（しかし、二酸化炭素ハイドレート１３は通さない）孔５ａを有する遮蔽板５が設けられている。この孔５ａの大きさは、二酸化炭素ハイドレート１３よりも小さい、直径 5 mm 程度が望ましい。なお、遮蔽板５は、同程度の網目を有する金属製の網、例えば、熱伝導性に優れる銅製の網であってもよい。さらに、遮蔽板５の上に、11 kg 程度の二酸化炭素ハイドレート１３を載せられることが望ましい。そして、遮蔽板５の下に炭酸水１５が溜まる。この炭酸水１５が溜まる部分、すなわち遮蔽板５下の容積は 10 リットル 程度であることが望ましい。

遮蔽板５の上には、容器２の外に設けられた電源１７に、電源スイッチ１８を介して電気的に接続する電熱器（ヒータ）１６が設けられている。電源スイッチ１８をオンすることにより、電熱器１６が通電されて 1 ℃ 程度まで昇温することができる。

容器２内の下部には、栓６ａにより開閉可能な水出口６が設けられている。この栓６ａを開けることにより、容器２の底に溜まった炭酸水１５を水出口６から容器２外に出すことができる。

容器２の壁面で遮蔽板５よりも下の位置には、液面計７が設けられている。これにより、容器２内の底に溜まった炭酸水１５の貯蔵量を断熱材３及び収納容器９の外から見ることができる。液面計７は上管路７ａ及び下管路７ｂを備えるので、容器２の底に溜まった炭酸水１５の液位、すなわち貯蔵量を正確に示すことができる。

容器２の壁面で遮蔽板５よりも上の位置には、ガラス或いはアクリル樹脂のような透明材料で作られた窓８が設けられている。窓８の外側は、通常、断熱材３ｂ及び収納容器９ｂで覆われているが、これらを外して窓８から容器２内を覗くことにより、遮蔽板５の上に存在する二酸化炭素ハイドレート１３の残量を断熱材３ｂ及び収納容器９ｂの外から見ることができる。従って、窓８は残量表示手段としての機能を有する。

図示の装置では、容器２は、それよりもひとまわり大きい収納容器９内に収納されていて、固定部材１２によって収納容器９に固定されている。収納容器９は、直径 420 mm 程度、高さ 650 mm 程度、厚さ 4 mm 程度の木製又はプラスチック製の箱から成り、容積 は 90 リットル 程度、重さは 6 kg 程度である。収納容器９の側面にはガス排出口１０が設けられている。ガス排出口１０は、圧力調節弁４を通って容器２から排出された気体（二酸化炭素）を収納容器９の外に排出する。また、収納容器９の底面にはキャスタ１１が設けられていて、平面上で容器２全体を任意方向に移動させることができる。

実施例で使用される二酸化炭素ハイドレート１３は、例えば、上記特許文献１に記載のガスハイドレート製造装置によって製造されるものである。

実施例において、時間が経過するにつれて、二酸化炭素ハイドレート１３は、容器内部１４において、二酸化炭素及び水に分解する。生成した水は、容器内部１４の温度が低いためにしばらくすると氷になり、周りの二酸化炭素ハイドレート１３や遮蔽板５等に付着する。時間が経つにつれて、容器２外部及び電熱器１６から供給される熱によって、氷は融けて水になる。そして、生成した二酸化炭素によって容器内部１４の圧力が高まるので、常圧下に比べてより大量の二酸化炭素が水に溶解して、炭酸水１５が生成する。例えば、11 kg の二酸化炭素ハイドレート１３から、10 リットル 程度の炭酸水１５が生成する。

炭酸水１５は、遮蔽板５の孔５ａを通って、容器２内の底に溜まる。そして、前述のように、栓６ａを開けると炭酸水１５が水出口６から出てくる。

以上のように、実施例の炭酸水製造装置１は、容積が 90 リットル 程度と小型で、重さが 10 kg 程度（二酸化炭素ハイドレート１３を除く）と比較的軽量であるので、持ち運びが容易である。

容器２内は、断熱材３及び圧力調節弁４によって -20 ℃ 〜-10 ℃ 及び 0.2 MPa に保持されるので、例えば外気温が 30 ℃ の場合には約 2.5 日間、外気温が 0 ℃ の場合には約 8 日間、二酸化炭素ハイドレート１３を容器２内に蓄えておくことができ、この期間中は炭酸水１５を製造することができる。

二酸化炭素ハイドレート１３の分解速度が遅くて、必要量の炭酸水１５が貯蔵されていない場合には、容器内部１４を加熱して二酸化炭素ハイドレート１３の分解を促進させることができる。断熱材３をパネル状にして、断熱材３の一部を外して断熱効果を弱めることにより、容器内部１４の温度を上げてもよいし、電熱器１６の温度を高くしてもよい。

また、容器２内の下部に貯蔵されている炭酸水１５が凍ってしまうことを防ぐために、容器２内の下部に、容器２を覆う断熱材３とは別の断熱材を設けてもよい。この断熱材は、プラスチック等で覆われていて清潔であることが望ましい。

また、圧力調節弁４で容器内部１４の圧力を変えることにより、用途に応じて必要な炭酸濃度を有する炭酸水１５を得ることができる。

さらに、この炭酸水１５と飲料の原液とを混合することにより、炭酸飲料を製造することも可能である。

実施例の炭酸水製造装置の全体構成を示す図。

符号の説明

１：炭酸水製造装置、２：容器、３：断熱材、４：圧力調節弁、５：遮蔽板、６：水出口、７：液面計、８：窓、９：収納容器２０：ガス排出口、１１：キャスタ、１２：固定部材、１３：二酸化炭素ハイドレート、１４：容器内部、１５：炭酸水、１６：電熱器、１７：電源、１８：電源スイッチ。

Claims (4)

1. 全体が断熱材に覆われた容器と、
   前記容器の上部に設けられた圧力調節弁と、
   前記容器内に設けられ、二酸化炭素ハイドレートを載せることができ、かつ水を通す孔を有する支持板と、
   前記容器内の下部に設けられた開閉可能な水出口と
   を備えたことを特徴とする炭酸水製造装置。
2. 請求項１記載の炭酸水製造装置において、
   前記容器内の氷を融かす加熱手段を備えたことを特徴とする炭酸水製造装置。
3. 請求項１又は２記載の炭酸水製造装置において、
   前記容器内に溜まった炭酸水の貯蔵量を示す貯蔵量表示手段を備えたことを特徴とする炭酸水製造装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか記載の炭酸水製造装置において、
   前記二酸化炭素ハイドレートの残量を示す残量表示手段を備えたことを特徴とする炭酸水製造装置。

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