JP2008543690A - インライン瞬間炭酸化システム - Google Patents

Abstract

【課題】炭酸化システムに通常伴うスペース、重量および費用を回避する飲料ディスペンサシステム。
【解決手段】水源（１２０）およびガス源（２１０）を有する飲料ディスペンサ。飲料ディスペンサは、１つまたは複数の水ライン（１１０，１７０，２６０）によって水源に接続される飲料バルブ（１６０）と、自身を通る流量を決定するように水ラインの周囲に配置される流量計（２３０）と、流量計によって決定された流量に基づいて、所定量のガスをラインに混入するように、ガス源（２１０）の周囲に配置される比例装置（２２０）とを含むことができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、概して飲料ディスペンサに関し、特に二酸化炭素ガスを水流に注入する飲料ディスペンサに関する。

現在の飲料ディスペンサは、飲料を供給するために、淡水および／または炭酸水を使用してシロップ、濃縮物、または他のタイプの添加物と混合する。淡水は、一般に給水システムによって供給され、給水システムは、水源と、ポンプと、袋タンクまたは一定の水圧を維持する他の手段とを含む。炭酸水は、一般に炭酸化システムによって供給される。炭酸化システムは、一般にガス源と、ポンプと、カーボネータタンクとを含む。カーボネータタンクは、混合して炭酸水を生成するために、淡水の流れおよび二酸化炭素の流れを受け取る。また、カーボネータタンクは、その内部に十分な量の炭酸水を維持するために、レベル制御装置を含むことができる。

炭酸化システムは、一般に飲料ディスペンサ全体の主要構成要素である。炭酸化システムはかなりの重量を有し、飲料ディスペンサのスペースのうちかなりの割合を占有する場合がある。カーボネータシステムは、冬期には水を炭酸で過飽和させて、過度に発泡させてしまったり、夏期には炭酸不足で、飲料品質の低下を引き起こしてしまったりする傾向がある。

したがって、炭酸化システムに通常伴うスペース、重量および費用を回避する飲料ディスペンサシステムが望まれる。好適には、飲料ディスペンサシステムは、全体として、高品質の炭酸ソフトドリンクおよび他の飲料を、高速かつ効率的な方法で一定の炭酸レベルにて供給できることが好ましい。

そこで、本出願は、水源およびガス源を有する飲料ディスペンサについて説明する。飲料ディスペンサは、１つまたは複数の水ラインによって水源に接続される飲料バルブと、自身を通る流量を決定するように水ラインの周囲に配置される流量計と、流量計によって決定された流量に基づいて所定量のガスをラインに混入するように、ガス源の周囲に配置される比例装置と、を含むことができる。

飲料ディスペンサは、水源と連通する給水ポンプと、給水ポンプと連通する空気袋と、水源と連通する冷却プレートと、をさらに含むことができる。水ラインは、１つまたは複数の水ラインと、１つまたは複数の炭酸水ラインと、を含むことができる。

比例装置は容量バルブを含むことができる。流量計は羽根車を含むことができる。電子制御基板は比例装置および流量計と接続することができる。

本明細書で説明する方法は、水源および加圧ガス源から炭酸飲料を生成することができる。この方法は、水源からの水を冷却することと、水源からラインを通して水を流すことと、ラインを通って流れる水の流量を決定することと、決定された流量に基づいて、所定量の加圧ガスをラインに注入することと、を含むことができる。

所定量は、所与の流量について所望の炭酸レベルに基づいて決定することができる。多数のラインを使用することができ、この方法は多数の所定量を含むことができる。

本出願は、さらに飲料ディスペンサシステムについて本明細書に記載する。飲料ディスペンサシステムは、水の流れを供給するための給水システムと、二酸化炭素の流れを供給するための給水システムと連通する二酸化炭素注入システムと、給水システムおよび二酸化炭素注入システムと連通する飲料バルブと、を含むことができる。二酸化炭素注入システムは、流量計によって測定される水の流れに基づいて所定量の二酸化炭素を給水システムに供給するために、流量計と比例装置とを含むことができる。

比例装置は容量バルブを含むことができる。流量計は、羽根車を含むことができる。電子制御基板は、比例装置および流量計と接続することができる。

図面を参照すると、類似の要素にはいくつかの図面全体を通して類似の番号がつけてある。図１は、本明細書に記載するように、飲料ディスペンサシステム１００の概略図を示す。以下に記載するようなディスペンサシステム１００の構成要素は、共通のハウジング内に配置することができ、および／または構成要素は、別個に収容することができる。

飲料ディスペンサシステム１００は、以下に記載するような種々の構成要素を接続するために、多数の内部流体ラインまたは導管１１０を含むことができる。ライン１１０のサイズおよび／または直径は、飲料ディスペンサシステム１００全体のサイズおよび容積によって決定することができる。一般に、ライン１１０は、内径が約０．２５インチ（約６．３５ミリメートル）以上であってもよい。二酸化炭素または炭酸水と接触しないライン１１０は、銅、ステンレス鋼、プラスチック、または他のタイプの実質的に耐食性材料で作成することができる。二酸化炭素または炭酸水と接触しないこれらのライン１１０は、一般に、ステンレス鋼または他のタイプの実質的に耐食性または無反応性材料で作成される。

飲料ディスペンサシステム１００は、給水システム１０５を含むことができる。給水システム１０５は、淡水源１２０を含むことができる。淡水源１２０は、水道水、パッケージ入りの水、または使用可能であるような任意の他の淡水源を供給することができる。

飲料ディスペンサシステム１００の給水システム１０５は、また、給水ポンプ１３０を含むことができる。給水ポンプ１３０は、従来の容積式ポンプまたは類似のタイプの装置であってもよい。任意のタイプの水移動装置を使用することができる。ポンプ１３０は、毎時約１００から約３００ガロン（毎時約３７８．５から約１，１３５リットル）の容量を有することができる。全体として、飲料ディスペンサシステム１００の全体のサイズおよび容積に応じて、他の容量を使用することができる。ポンプ１３０は、ライン１１０のうちの１つを介して水源１２０に接続することができる。

飲料ディスペンサシステム１００の給水システム１０５は、また、空気袋タンク１４０を含むことができる。空気袋タンク１４０は、従来の設計であってもよい。空気袋タンク１４０は、一定および一貫した水流圧力を供給するために、その内部にある量の水を含むことができる。一定の水圧を維持する任意の他の装置を使用することができる。袋タンク１４０は、約８０から約１００ｐｓｉｇ（約５．６２ｋｓｃから約７ｋｓｃ）の水を供給することができる。空気袋タンク１４０は、１つまたは複数のライン１１０を介して給水ポンプ１３０に接続することができる。また、空気袋タンク１４０は、１つまたは複数のライン１１０を介して水源１２０に、または任意の他の水源に別個に接続することができる。

飲料ディスペンサ１００の給水システム１０５は、冷却プレート１５０を含むことができる。冷却プレート１５０は、冷蔵システム、氷水タンク、または任意の他の冷却源のような冷却源と関連することもできる。冷却プレート１５０は、冷却源との熱伝達のための多数の内部通路１５５を含むことができる。任意の他のタイプの熱伝達手段を使用することができる。１つの冷却プレート１５０が示されているが、任意の数の冷却プレートを使用することができる。冷却プレート１５０は、１つまたは複数のライン１１０を介して水源１２０、給水ポンプ１３０、および空気袋タンク１４０と連通することができる。

冷却プレート１５０は、水を約４０°Ｆ（約４．４℃）付近まで冷却することができる。本明細書では、他の温度も使用することができる。好適には、水は、既知の装置で通常使用されているような複数回の通過ではなく、冷却プレート１５０を１回通過してほぼ所望の温度に到達することが好ましい。水中へのガスの溶解を促進するために、二酸化炭素ガスが水流に追加されると、冷却プレート１５０を追加的に通過することが望ましい場合がある。

飲料ディスペンサシステム１００は、多数の飲料バルブ１６０を含むことができる。飲料バルブ１６０は、従来の分注バルブを含むことができ、この場合、飲料を生成し、分注するために、淡水、炭酸水、シロップ、濃縮物、特別な香料、および／または他のタイプの流体流れが混合される。飲料バルブ１６０は従来の設計であってもよい。この例では、３つの飲料バルブ１６０を使用する。しかし、本明細書では、任意の数の飲料バルブ１６０または他のタイプの装置を使用することができる。

飲料バルブ１６０は、１つまたは複数のライン１１０によって給水システム１０５に接続することができる。この場合、１つまたは複数の淡水ライン１７０を使用することができる。より詳細には、各飲料バルブ１６０は、淡水ライン１７０によって供給することができる。従来のＴ継手１７１または類似の装置を使用して、冷却プレート１５０を出るライン１１０から淡水ライン１７０を分岐することができる。任意の数の淡水ライン１７０を使用することができる。複数の淡水ライン１５０を使用するか、または図示のように、１つの水ライン１７０を複数のラインに分岐することができる。

各淡水ライン１７０は、各飲料バルブ１６０への炭酸水の流れをオンおよびオフに切り換えるように、その上に配置される淡水電磁弁１７５を有することができる。電磁弁１７５は、任意のタイプのオン／オフ装置を使用することができる。

飲料ディスペンサシステム１００は、また、二酸化炭素注入システム２００を含むことができる。二酸化炭素注入システム２００は、加圧二酸化炭素源２１０を含むことができる。加圧二酸化炭素源２１０は、任意のタイプの従来の加圧源であってもよい。源２１０は、水圧より約１２０ｐｓｉｇ（約８．４ｋｓｃ）および／または少なくとも約２０ｐｓｉｇ（約１．４ｋｓｃ）高い圧力で二酸化炭素を供給することができる。全体として、飲料ディスペンサシステム１００のサイズおよび容積に応じて、他の圧力も使用することができる。

二酸化炭素注入システム２００は、比例装置２２０および１つまたは複数の流量計２３０を含むことができる。比例装置２２０は、流量計２３０からの入力に基づいて水の流量を測定し、所定量の二酸化炭素を水流に注入する容量バルブまたは類似のタイプの装置であってもよい。比例装置２２０は、同一所有の米国特許第５，３８１，９２６号および第６，４３５，３７５号に開示されているものと類似の容量バルブ、または類似のタイプの装置であってもよい。比例装置２２０は、従来の電子制御基板２２５と連通することができる。電子制御基板２２５は、マイクロプロセッサまたは類似のタイプの制御装置を含むことができる。比例装置２２０は、１つまたは複数のライン１１０を介して二酸化炭素源２１０と連通することができる。

流量計２３０は、従来の羽根車または類似のタイプの測定または計数装置であってもよい。任意のタイプの計量装置を使用することができる。流量計２３０は、多数のカウントまたはパルスを介して、または類似の方法で、比例装置２２０に水の流量を供給する。

二酸化炭素注入システム２００の比例装置２２０は、１つまたは複数のライン１１０を介して給水システム１０５および飲料バルブ１６０と連通することができる。この場合、１つまたは複数のガスライン２４０は、二酸化炭素源２１０と連通することができる。また、１つまたは複数のガスライン２４０は、従来のＴ継手２５０または類似のタイプの装置を介して淡水ライン１７０と統合することができる。Ｔ継手２５０から、統合した淡水および二酸化炭素の流れは、１つまたは複数のライン１１０を介して飲料バルブ１６０と連通することができる。この場合、１つまたは複数の炭酸水ライン２６０を使用することができる。任意の数の炭酸水ライン２６０を使用することができる。複数の炭酸水ライン２６０を使用するか、または図示のように１つの水ライン２６０を複数のラインに分岐することができる。

流量計２３０の１つを、各飲料バルブ１６０のすぐ上流で各炭酸水ライン２６０上に配置することができる。炭酸水ライン２６０は、それぞれ各飲料バルブ１６０への炭酸水の流れをオンおよびオフに切り換えるように、その上に配置される炭酸水電磁弁２７０を有することができる。電磁弁２７０は、任意のタイプのオンおよびオフ装置であってもよい。

Ｔ継手１９０および炭酸水ライン２６０の上流には、逆止弁２８０を配置することができる。逆止弁２８０は、従来の設計であってもよい。逆止弁２８０は、必要に応じて、炭酸水ライン２６０を通る炭酸水の逆流を防止することができる。

使用時には、淡水は水システム１０５を介して各飲料バルブ１６０に供給される。同様に炭酸水は、二酸化炭素注入システム２００と組み合わせた給水システム１０５を介して、各飲料バルブ１６０に供給される。流量計２３０によって監視される水の量に基づいて、比例装置２２０は、所定量の加圧二酸化炭素ガスを炭酸水ライン２６０に注入する。

比例装置２２０は、決定された流量に基づいて所定量の二酸化炭素ガスを注入することができる。例えば、炭酸飲料のために、所与の量の水に対して５倍の量の二酸化炭素を供給することができる。比例装置２２０は、所与の量の二酸化炭素ガスが流量計２３０によって測定される所与のカウントまたはパルス数だけ供給されるように、電子制御基板２２５を介してプログラムすることができる。所与の量は、ルックアップテーブルまたは類似のタイプの制御ロジックに基づくものであってもよい。比例装置２２０は、必要に応じて、例えば毎秒約１から約５オンス（毎秒約２９．６から約１４８ミリリットル）などの流れに設定することができる。同様に、比例装置２２０は、１つまたは複数の飲料バルブ１６０を同時に動作できるようにプログラムすることができる。

二酸化炭素注入システム２００は、また、可変炭素レベルを供給することができる。それ故、飲料ディスペンサシステム１００は、炭酸および非炭酸飲料、ならびに可変または中間炭素レベルの飲料を要求に応じて供給することができる。電子制御基板２２５は、飲料ディスペンサシステム１００から供給される飲料の性質に対応する多数の予め設定された炭酸レベルを有することができる。比例装置２２０は、選択された飲料に対して電子制御基板２２５によって命令される正確な量の二酸化炭素を供給することができる。

それ故、飲料ディスペンサシステム１００は、従来のカーボネータタンク、ならびに関連するモータ、ポンプ、およびレベル制御装置を除去する。さらに、淡水および炭酸水用に別々の回路を使用するこれらのシステムでは、ポンプおよびモータも除去することができる。その結果、飲料ディスペンサシステム１００は、重量および全体の設置面積が減少する。同様に、予め設定された炭酸レベルを使用すると、分注される飲料に対して改良され、一貫した炭酸レベルが供給される。

図２に示すように、比例装置２２０は容量分注バルブ３００の形態をとってもよい。容量分注バルブ３００は、その内部に配置される円筒形スリーブ３１０および往復ピストン３２０を含むことができる。ピストン３２０は、スリーブ３１０によって画定されるポンプ室３３０を別々の部分３４０、３５０に分割する。ポンプ室３３０とは、１対の流体入口通路３６０、３７０が連通する。これらの通路３６０、３７０は、二酸化炭素源２１０と連通する。電磁弁３８０、３９０は、通路３６０、３７０と連通した状態で配置することができる。各電磁弁３８０、３９０は、電子制御基板４００から受信した制御信号に応答して、第１の位置と第２の位置の間で作動可能である。各バルブ３８０、３９０は、そこを通してポンプ室３３０へとガスを流すことができる第１の位置を有する。各バルブ３８０、３９０は、同様に、そこを通して室３３０からガスを流し、分注ポンプ３００から出すことができる第２の位置を有する。

流量計２３０は、回転可能な羽根車４１０を有することができる。流量計２３０は、自身を通る流量を決定し、電子制御基板２２５と接続する。電子制御基板２２５は、また、電磁弁２７０と接続することができる。

図２の概略図は、電磁弁３８０、３９０が両方とも消勢位置にある非活動状態の比例装置２２０を示す。分注動作を開始するには、電磁弁２７０を作動させて付勢位置または開位置にする。この時、バルブ３８０、３９０は反対の状態にあり、一方は消勢されていて、一方は付勢されている。次に、炭酸水が流量計２３０を通って流れ始め、羽根車４１０を回転させる。羽根車４１０の回転が測定され、適切なパルス信号が電子制御基板２２５に送信される。次に、電子制御基板２２５は、所定量の加圧二酸化炭素ガスをポンプで送出するように、電磁弁３８０、３９０を付勢および消勢する。本明細書では、類似のタイプの比例装置を使用することができる。

本明細書に記載する飲料ディスペンサの概略図である。 本明細書で使用することができる容量バルブの概略図である。

Claims (15)

1. 水源およびガス源を有する飲料ディスペンサであって、
   前記水源と１つまたは複数の水ラインによって接続された飲料バルブと、
   自身を通る流量を決定するように、前記１つまたは複数の水ラインの周囲に配置される流量計と、
   前記流量計によって決定された前記流量に基づいて、所定量のガスを前記１つまたは複数のラインに混入するように、前記ガス源の周囲に配置される比例装置と、
   を備える飲料ディスペンサ。
2. 前記水源と連通する給水ポンプをさらに備える、請求項１に記載の飲料ディスペンサ。
3. 前記給水ポンプと連通する空気袋をさらに備える、請求項２に記載の飲料ディスペンサ。
4. 前記水源と連通する冷却プレートをさらに備える、請求項１に記載の飲料ディスペンサ。
5. 前記１つまたは複数の水ラインが、１つまたは複数の水ラインと、１つまたは複数の炭酸水ラインとを備える、請求項１に記載の飲料ディスペンサ。
6. 前記比例装置が容量バルブを備える、請求項１に記載の飲料ディスペンサ。
7. 前記流量計が羽根車を備える、請求項１に記載の飲料ディスペンサ。
8. 前記比例装置および前記流量計と接続された電子制御基板をさらに備える、請求項１に記載の飲料ディスペンサ。
9. 水源および加圧ガス源から炭酸飲料を生成するための方法であって、
   前記水源からの水を冷却することと、
   前記水源からラインを通して前記水を流すことと、
   前記ラインを通って流れる前記水の流量を決定することと、
   前記決定された流量に基づいて、所定量の前記加圧ガスを前記ラインに注入することと、
   を含む方法。
10. 前記所定量が、所与の流量について所望の炭酸レベルに基づいて決定される、請求項９に記載の方法。
11. 複数のラインをさらに備え、
    前記方法が前記所定量を複数含む、請求項９に記載の方法。
12. 水の流れを供給するための給水システムと、
    前記給水システムと連通し、二酸化炭素の流れを供給する二酸化炭素注入システムと、
    前記給水システムおよび前記二酸化炭素注入システムと連通する飲料バルブと、
    を備え、
    前記二酸化炭素注入システムが、流量計と比例装置とを備え、前記流量計によって測定される水の流れに基づいて、前記給水システムに所定量の二酸化炭素を供給する飲料ディスペンサシステム。
13. 前記比例装置が容量バルブを備える、請求項１２に記載の飲料ディスペンサ。
14. 前記流量計が羽根車を備える、請求項１２に記載の飲料ディスペンサ。
15. 前記比例装置および前記流量計と接続された電子制御基板をさらに備える、請求項１２に記載の飲料ディスペンサ。

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