JP2010533624A - ジュースを含む飲料のためのポストミックスディスペンサ - Google Patents

Abstract

複数のミクロ成分と、１つ以上のマクロ成分と、１つ以上の水ストリームとを組み合わせる飲料ディスペンサ。前記飲料ディスペンサは、前記複数のミクロ成分および前記水を混合してミクロ成分ストリームを得るミクロ混合チャンバと、前記ミクロ成分ストリーム、前記マクロ成分および前記水を混合して混合ストリームを得るマクロ混合チャンバとを含み得る。
【選択図】図５

Description

本出願は、主に飲料ディスペンサに関し、より詳細には、多数の飲料選択肢を要求に応じて計量分配することが可能なジュースディスペンサまたは他の任意の種類の飲料ディスペンサに関する。

共有されている米国特許第４，７５３，３７０号は、「Ｔｒｉ−Ｍｉｘ Ｓｕｇａｒ Ｂａｓｅｄ Ｄｉｓｐｅｎｓｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ」に関する。同特許は、前記高濃度の香味料を甘味料および希釈液と分離する飲料計量分配システムについて記載している。この分離により、複数の香味モジュールおよび１つの汎用甘味料を用いた多数の飲料オプションの生成が可能になる。同特許の目的の１つは、包装済みの瓶または缶の市場において利用可能なような多くの飲料を飲料ディスペンサから提供することである。

しかし、これらの分離技術は概してジュースディスペンサには適用されておらず、むしろ、ジュースディスペンサでは典型的には、ディスペンサ中に保存されたジュース濃縮物と、前記ディスペンサから計量分配される製品との間には１対１の関係があることが多い。そのため、濃縮物の保管スペースが多く必要なため、消費者は一般的には、比較的少数の製品からしか選択できないことが多い。そのため、従来のジュースディスペンサの場合、広範囲の異なる製品を提供するためには、大きな専有面積が必要となる。

公知のジュースディスペンサに関連する別の問題として、カップ中の最後の１口分のジュースを適切に混合することができないため、不希釈濃縮物が大量に残り得る点がある。この問題は、粘性のジュース濃縮物が十分に攪拌されなかった場合に、発生し得る。その結果、味が悪くなり、飲料も不出来になることが多い。

よって、広範囲の異なる飲料に対応することが可能な、向上した飲料ディスペンサが望まれている。好適には、前記飲料ディスペンサは、広範囲のジュースベース製品または他の種類の飲料を合理的なサイズの専有面積内において提供することができる。さらに、前記飲料ディスペンサによって提供される飲料は、適切に完全に混合されるべきである。

よって、本出願は、複数のミクロ成分と、１つ以上のマクロ成分と、１つ以上の水ストリームとを組み合わせる飲料ディスペンサについて記載する。前記飲料ディスペンサは、前記複数のミクロ成分および前記水を混合してミクロ成分ストリームを得るミクロ混合チャンバと、前記ミクロ成分ストリーム、前記マクロ成分および前記水を混合して混合ストリームを得るマクロ混合チャンバとを含み得る。

前記水ストリームは、淡水ストリームまたは炭酸水ストリームを含み得る。前記飲料ディスペンサは、前記マクロ混合チャンバの下部に配置された、前記混合ストリームおよび前記炭酸水ストリームを混合する炭酸水ポートを含み得る。前記マクロ成分はＨＦＣＳストリームを含み得る。前記飲料ディスペンサは、前記ＨＦＣＳストリームを前記マクロ混合チャンバに送達するＨＦＣＳ計量システムを含み得る。前記マクロ成分は、１つ以上のマクロ成分ストリームを含み得る。前記飲料ディスペンサは、前記マクロ成分ストリームを前記マクロ混合チャンバに送達する１つ以上のマクロ成分ポンプを含み得る。前記ミクロ成分は、１つ以上のミクロ成分ストリームを含み得る。前記飲料ディスペンサは、前記ミクロ成分ストリームを前記ミクロ混合チャンバに送達する１つ以上のミクロ成分ポンプを含み得る。

前記ミクロ混合チャンバは、前記水ストリームと連通するミクロ水チャンネルと、前記ミクロ水チャンネルと連通する複数のミクロ成分ポートとを含み得る。前記ミクロ混合チャンバは、前記ミクロ成分ポートと前記ミクロ水チャンネルとの間に配置された変位膜を含み得る。前記ミクロ混合チャンバは、前記ミクロ成分ポートと前記ミクロ水チャンネルとの間に配置された一方向弁を含み得る。

前記マクロ混合チャンバは、複数のマクロ成分ポートと、ミクロ成分ストリームポートとを含み得る。前記マクロ成分ポートはそれぞれ、自身の上にチェック弁を含み得る。前記マクロ混合チャンバは、自身の内部に撹拌器を含み得る。前記撹拌器は、自身の内部に遠心力を生成するように、約５００〜約１５００ｒｐｍで回転し得る。前記撹拌器および前記マクロ混合チャンバは、逆円錐形状を有し得る。

本出願は、複数のミクロ成分のための混合チャンバについてさらに記載する。前記混合チャンバは、成分マニホルドに繋がる複数のミクロ成分ポートと、水チャンネルと、前記成分マニホルドと前記水チャンネルとの間に配置された弁と、前記ミクロ成分を前記弁を通じて前記水チャンネル内にポンプ輸送するように前記成分マニホルド内に配置された流体変位装置とを含み得る。

前記流体変位装置は、空気式膜を含み得る。前記空気式膜はエラストマー材料を含み得る。前記混合チャンバは、前記空気式膜と連通する加圧空気源をさらに含み得る。前記空気式膜は、前記複数のミクロ成分を前記弁を通じて強制移動させるように膨張し、前記弁を閉位置で維持するように収縮する。前記弁は、一方向弁を含み得る。前記一方向弁は、一方向膜弁を含み得る。

本明細書中記載され飲料ディスペンサの模式図である。 図１の飲料ディスペンサにおいて用いられ得る水計量システムおよび炭酸水計量システムの模式図である。 図１の飲料ディスペンサにおいて用いられ得るＨＦＣＳ計量システムの模式図である。 図１の飲料ディスペンサにおいて用いられ得る別のＨＦＣＳ計量システムの模式図である。 図１の飲料ディスペンサにおいて用いられ得るマクロ成分貯蔵および計量システムの模式図である。 図１の飲料ディスペンサにおいて用いられ得るマクロ成分貯蔵および計量システムの模式図である。 図１の飲料ディスペンサにおいて用いられ得るミクロ成分混合チャンバの模式図である。 図５のミクロ成分混合チャンバの正面図である。 図６の線７−７に沿ってとられたミクロ成分混合チャンバの断面図である。 図６の線７−７に沿ってとられたミクロ成分混合チャンバの断面図である。 図６の線７−７に沿ってとられたミクロ成分混合チャンバの断面図である。 図１の飲料ディスペンサにおいて用いられ得る混合モジュールの斜視図である。 図１０Ａの混合モジュールのさらなる斜視図である。 図１０Ａの混合モジュールの上面図である。 図１０ｃの線１１−１１に沿ってとられた前記混合モジュールの側面断面図である。 図１０Ｃの線１２−１２に沿ってとられた前記混合モジュールの側面断面図である。 図１０Ｂの線１３−１３に沿ってとられた前記混合モジュールのさらなる側面断面図である。 図１２の底部の拡大図である。 図１４の混合モジュールおよびノズルを斜視的に示す側面断面図である。 図１の飲料ディスペンサにおいて用いられ得るフラッシュダイバータの斜視図である。 図１６の線１７−１７に沿ってとられた前記フラッシュダイバータの側面断面図である。 図１６の線１７−１７に沿ってとられた前記フラッシュダイバータの側面断面図である。 図１６の線１７−１７に沿ってとられた前記フラッシュダイバータの側面断面図である。 図１６の線１７−１７に沿ってとられた前記フラッシュダイバータの側面断面図である。 前記フラッシュダイバータの動作を示す模式図である。 前記フラッシュダイバータの動作を示す模式図である。 前記フラッシュダイバータの動作を示す模式図である。 図１の飲料ディスペンサにおいて用いられ得るクリーンインプレイスシステムの模式図である。 図２２のクリーンインプレイスシステムにおいて用いられ得るクリーンインプレイスキャップの側面断面図である。

ここで図面を参照する。図面中、類似の参照符号は類似の要素を指す。図１は、本明細書中記載されるような飲料ディスペンサ１００の模式図である。冷蔵室１１０内にあり得る飲料ディスペンサ１００の部位を点線で示し、冷蔵されない成分を外側に示す。ここで、他の冷蔵構成が用いられ得る。

ディスペンサ１００は、任意の数の異なる成分を利用し得る。例示目的のため、ディスペンサ１００は、以下を用い得る：すなわち、水源１３０からの淡水１２０（静水または非炭酸水）、水源１３０と連通する炭酸化装置１５０からの炭酸水１４０（炭酸化装置１５０および他の要素は、冷却装置１６０内に配置され得る）、多数のマクロ成分源１８０からの多数のマクロ成分１７０、および多数のミクロ成分源２００からの多数のミクロ成分１９０。ここで、他の種類の成分が用いられ得る。

一般的に説明すると、マクロ成分１７０の再構成比は、原液濃度（希釈無し）〜約６：１（しかし、一般的には約１０：１未満）の範囲である。マクロ成分１７０は、ジュース濃縮物、シュガーシロップ、ＨＦＣＳ（「ブドウ糖果糖液糖」）、濃縮抽出物、ピューレ、または類似の種類の成分を含み得る。他の成分を挙げると、乳製品、大豆、米濃縮物がある。同様に、マクロ成分ベースの製品を挙げると、前記甘味料および香味料、酸および他の一般的成分がある。前記ジュース濃縮物および乳製品は一般的には冷蔵しなければならない。砂糖、ＨＦＣＳ、または他のマクロ成分ベースの製品は一般的には、ディスペンサ１００から遠隔位置にある従来のバッグインボックス容器内に保管され得る。前記マクロ成分の粘度は、約１〜約１０，０００センチポアズであり得、一般的には１００センチポアズを越え得る。

ミクロ成分１９０の再構成比は、約１０：１以上であり得る。具体的には、多くのミクロ成分１９０の再構成比は、５０：１〜３００：１以上であり得る。ミクロ成分１９０の粘度は典型的には約１〜約６センチポアズなどであるが、この範囲から異なってもよい。ミクロ成分１９０の例を挙げると、天然または人工香味料、香味添加物、天然または人工着色料、人工甘味料（高甘み度など）、酸味を制御するための添加物（例えば、クエン酸またはクエン酸カリウム）、機能性添加物（例えば、ビタミン、ミネラル、ハーブ抽出物、ｎｕｔｒｉｃｕｔｉｃａｌ（栄養補助食品）、および市販（などの）医薬品（例えば、偽エフェドリン、アセトアミノフェン）、および類似の種類の材料がある。多様な種類のアルコールが、ミクロ成分またはマクロ成分のいずれかとして用いられ得る。ミクロ成分１９０は、液状、ガス状または粉状（および／または多様な媒体（水、有機溶媒および油を含む）中のその組み合わせ（可溶性成分および懸濁成分を含む））であり得る。ミクロ成分１９０は冷蔵を必要とするかまたは冷蔵不要であり得、適宜ディスペンサ１００内に配置され得る。飲料以外の物質（例えば、塗料、ダイス（ｄｉｅｓ）、油、化粧品）も用いられ得、同様に計量分配され得る。

水１２０、炭酸水１４０、マクロ成分１７０（ＨＦＣＳを含む）およびミクロ成分１９０は、以下により詳細に説明するように、その多様な源１３０、１５０、１８０および２００から混合モジュール２１０およびノズル２２０へとポンプ輸送され得る。概して前記成分はそれぞれ、前記正確な比および／または量で混合モジュール２１０に提供しなければならない。

水１４０は、水源１３０から水計量システム２３０を介して混合ノズル２１０へと送達され得る。一方、炭酸水１４０は、炭酸化装置１５０から炭酸水計量システム２４０を介してノズル２２０へと送達され得る。図２に示すように、水源１３０からの水１２０は、先ず圧力調整器２５０を通過し得る。圧力調整器２５０は、従来の設計であり得る。水源１３０からの水１２０は、圧力調整器２５０を介して適切な圧力に調整または上げられる。その後、水は冷却装置１６０を通過する。冷却装置１６０は、内部に氷蓄を備えた、機械的に冷蔵された水槽であり得る。送水管２６０は、前記水を所望の温度に冷却するように、冷却装置１６０を通過する。ここで、他の冷却方法および装置も用いられ得る。

その後、前記水は水計量システム２３０へと流れる。水計量システム２３０は、流量計２７０および比例制御弁２８０を含む。流量計２７０は、比例制御弁２８０にフィードバックを提供し、また、無流状態を検出し得る。流量計２７０は、パドルホイール装置、タービン装置、ギアメーター、または任意の種類の従来の計量装置であり得る。流量計２７０は、約２．５パーセント以内で高精度であり得る。毎秒約８８．５ミリリットルの流量が用いられ得るが、ここで、他の任意の流量が用いられ得る。冷却装置１６０、流量計２７０および比例制御弁２８０における圧力降下は、前記所望の流量を維持するように、比較的低くするべきである。

比例制御弁２８０により、水１２０対炭酸水１４０の正確な比が混合モジュール２１０およびノズル２２０に提供され、かつ／または、前記正確な流量が混合モジュール２１０およびノズル２２０に提供されることが、確実になる。前記比例制御弁は、パルス幅変調、可変オリフィスまたは他の従来の種類の制御手段を介して、動作し得る。比例制御弁２８０は、高精度の比を維持するように、混合ノズル２１０に対して物理的に近く配置されるべきである。

同様に、炭酸化装置１５０は、ガスボンベ２９０に接続され得る。ガスボンベ２９０は一般的には、加圧二酸化炭素または同様のガスを含む。冷却装置１６０内の水１２０は、水ポンプ３００により、炭酸化装置１５０へとポンプ輸送され得る。水ポンプ３００は従来の設計でよく、ベーンポンプおよび類似の種類の設計を含み得る。水１２０は、従来の手段により炭酸化されて、炭酸水１４０となる。水１２０は、最適な炭酸化（ｃａｒｂｏｎｉｚａｔｉｏｎ）を得るために、酸化装置１５０内に入れる前に、冷却され得る。

その後、炭酸水１４０は、炭酸水送水管３１０を介して炭酸水計量システム２４０内へと送られる。炭酸水送水管３１０上の弁３１５は、炭酸水の流れをオンおよびオフに切り換え得る。炭酸水計量システム２４０はまた、流量計３２０および比例制御弁３３０を含み得る。炭酸水流量計３２０は、上に記した通常の水の水流量計２７０に類似し得る。同様に、それらに対応する各比例制御弁２８０および３３０は類似し得る。比例制御弁２８０および流量計２７０は、単一ユニットに一体化され得る。同様に、比例制御弁３３０および流量計３２０も、単一ユニットに一体化され得る。比例制御弁３３０も、ノズル２２０のできるだけ近隣に配置すべきである。このような配置により、炭酸水送水管３１０中の炭酸水の量が最小化され得、同様に、突発的炭酸化の可能性が限定され得る。炭酸化損失に起因して泡が発生すると、それが送水管３１０中の水にとって代り、その結果前記水がノズル２２０内へと強制移動されて、液だれの原因となり得る。

前記したマクロ成分１７０のうちの１つは、ブドウ糖果糖液糖（「ＨＦＣＳ」）３４０を含む。ＨＦＣＳ３４０は、ＨＦＣＳ源３５０から混合モジュール２１０へと送達され得る。図３に示すように、ＨＦＣＳ源３５０は、従来のバッグインボックス容器または類似の種類の容器であり得る。前記ＨＦＣＳは、ＨＦＣＳ源３５０からポンプ３７０を介してポンプ輸送される。ポンプ３７０は、ガスアシストポンプまたは類似の種類の従来のポンプ輸送装置であり得る。ＨＦＣＳ源３５０は、ディスペンサ１００内に配置されるかまたはディスペンサ１００から総じて距離を空けて配置され得る。さらなるバッグインボックスポンプ３７０が必要になった場合、さらなるバッグインボックスポンプ３７０の入口の加圧が過剰にならないように、真空調整器３６０が用いられ得る。さらなるバッグインボックスポンプ３７０はまた、冷却装置１６０からＨＦＣＳ源３５０への距離に応じて、冷却装置１６０のより近隣に配置され得る。ＨＦＣＳ送管３９０は、ＨＦＣＳ３４０が所望の温度に冷却されるように、冷却装置１６０内に通すことができる。

その後、ＨＦＣＳ３４０は、ＨＦＣＳ計量システム３８０内に通すことができる。ＨＦＣＳ計量システム３８０は、流量計４００および比例制御弁４１０を含み得る。流量計４００は、上述したような従来の流量計、または、本出願と共に出願された、「ＦＬＯＷ ＳＥＮＳＯＲ」というタイトルの共有されている米国特許出願シリアル番号第１１／７７７，３０３号に記載されているような流量計であり得る。流量計４００および比例制御弁４１０により、ＨＦＣＳ３４０がおよそ前記所望の流量で混合モジュール２１０に送達されること、および、無流状態を検出することが確実になる。

図３Ｂは、別のＨＦＣＳ送達方法を示す。ＨＦＣＳ３４０は、ＨＦＣＳ源３５０の近隣に配置されたバッグインボックスポンプ３７０により、ＨＦＣＳ源３５０からポンプ輸送され得る。第２のポンプ３７１は、ディスペンサ１００の近隣または内部に配置され得る。第２のポンプ３７１は、容積式ポンプ（例えば、プログレッシブキャビティポンプ）であり得る。第２のポンプ３７１は、ＨＦＣＳ３４０が前記所望の温度に冷却されるように、ＨＦＣＳ３４０を正確な流量でＨＦＣＳ送管３９０および冷却装置１６０を通じてポンプ輸送する。その後、ＨＦＣＳ３４０は、上述したものと同様のＨＦＣＳ流量計４０１を通過し得る。流量計４０１および容積式ポンプ３７１により、ＨＦＣＳ３４０がおよそ前記所望の流量で混合モジュール２１０へと送達されかつ無流状態を検出することが、確実になる。流量計４０１からのフィードバックが無くても容積式ポンプ３７１が十分なレベルの流量精度を提供することができる場合、前記システム全体を「開ループ」方式で動作させることができる。

図１では単一のマクロ成分源１８０を示しているが、ディスペンサ１００は任意の数のマクロ成分１７０およびマクロ成分源１８０を含み得る。この例においては８個のマクロ成分源１８０が用いられ得るが、任意の数が本明細書中用いられ得る。各マクロ成分源１８０は、フレキシブルバッグまたは任意の従来の種類の容器であり得る。各マクロ成分源１８０は、マクロ成分トレイ４２０あるいは同様の機構または容器内に収容され得る。マクロ成分トレイ４２０について以下より詳細に説明するが、図４Ａは、マクロ成分源１８０を収容したマクロ成分トレイ４２０を示しており、マクロ成分源１８０は雌取付具４３０を有し、雌取付具４３０は、ＣＩＰコネクタを介してマクロ成分ポンプ４５０と関連付けられた雄取付具４４０と噛み合うようになっている。（以下により詳細に説明するようなＣＩＰコネクタ９６０）ここで、。他の種類の接続手段が用いられ得る。このようにして、マクロ成分トレイ４２０および前記ＣＩＰコネクタは、洗浄または交換のためにマクロ成分源１８０をマクロ成分ポンプ４５０から切断することができる。マクロ成分トレイ４２０も取り外し可能であり得る。

マクロ成分ポンプ４５０は、プログレッシブキャビティポンプ、フレキシブルインペラーポンプ、蠕動ポンプ、他の種類の容積式ポンプ、または類似の種類の装置であり得る。マクロ成分ポンプ４５０は、多様なマクロ成分１７０を毎秒約１〜６０ミリリットル程度の流量で約２．５パーセントの精度でポンプ輸送し得る。前記流量は、約５パーセント（５％）〜１００パーセント（１００％）流量まで変化し得る。ここで、他の流量が用いられ得る。マクロ成分ポンプ４５０は、特定の種類のマクロ成分１７０の特性に合わせて較正され得る。取付具４３０および４４０はまた、特定の種類のマクロ成分１７０の専用にされ得る。

流量センサ４７０は、ポンプ４５０と連通し得る。流量センサ４７０は、上述したものと同様であり得る。流量センサ４７０により、その内部の正確な流量が確実になり、無流状態が検出される。マクロ成分送管４８０は、ポンプ４５０および流量センサ４７０を混合モジュール２１０に接続させ得る。上述したように、前記システムは「閉ループ」方式で動作可能であり、その場合、流量センサ４７０は、前記マクロ成分流量を測定し、ポンプ４５０にフィードバックを提供する。流量センサ４７０からのフィードバックが無くても容積式ポンプ４５０が十分なレベルの流量精度を提供できる場合、前記システムは「閉ループ」方式で実行可能である。あるいは、遠隔位置に配置されたマクロ成分源１８１は、図４Ｂに示すように、チューブ１８２を介して雌取付具４３０に接続され得る。遠隔配置に配置されたマクロ成分源１８１は、ディスペンサ１００の外部に配置され得る。

ディスペンサ１００は、任意の数のミクロ成分１９０も含み得る。この例において、３２個のミクロ成分源２００が用いられ得るが、任意の数が本明細書中用いられ得る。ミクロ成分源２００は、取り扱い、貯蔵、および積載を容易にするために、プラスチックまたは段ボール箱内に配置され得る。各ミクロ成分源２００は、ミクロ成分ポンプ５００と連通し得る。ミクロ成分ポンプ５００は、高精度の極めて小用量のミクロ成分１９０を提供するような、容積式ポンプであり得る。ここで、蠕動ポンプ、ソレノイドポンプ、圧電ポンプなどの類似の種類の装置が用いられ得る。

各ミクロ成分源２００は、ミクロ成分送管５２０を介してミクロ成分混合チャンバ５１０と連通し得る。ミクロ成分混合チャンバ５１０の使用を図５に示す。ミクロ成分混合チャンバ５１０は、補助送水管５４０と連通し得る。補助送水管５４０は、少量の水１２０を水源１３０から方向付ける。水１２０は、圧力調整器５４１を通じて源１３０から補助送水管５４０内に流れる。圧力調整器５４１において、当該圧力はおよそ１０ｐｓｉ程度まで低減され得る。ここで、他の圧力が用いられ得る。水１２０は、送水管５４０を通じて水入口ポート５４２へと続き、その後中央水路６０５を通過する。中央水路６０５は、ミクロ成分混合チャンバ５１０を通じて延びる。ミクロ成分１９０はそれぞれ、ミクロ成分混合チャンバ５１０の中央水チャンバ６０５内で水１２０と混合される。水およびミクロ成分の混合物は、出口ポート５４５を介してミクロ成分混合チャンバ５１０から出され、ミクロ成分送管５５０およびオン／オフ弁５４７の組み合わせを介して混合モジュール２１０へと送られる。ミクロ成分混合チャンバ５１０はまた、以下により詳細に説明するようにミクロ成分混合チャンバ５１０を加圧および減圧するように、三方弁５５５および空気式入口ポート５８５を介して二酸化炭素ガスボンベ２９０と連通し得る。

図６〜図９に示すように、ミクロ成分混合チャンバ５１０は、多層マイクロ流体装置であり得る。各ミクロ成分送管５２０は、入口ポート取付具５６０を介してミクロ成分混合チャンバ５１０と連通し得る。入口ポート取付具５６０は、成分チャンネル５７０へと繋がる。成分チャンネル５７０は、空気式チャンネル５９０と連通する変位膜５８０と、中央水路６０５および組み合わされたミクロ成分送管５５０へと繋がる一方膜弁６００とを有し得る。変位膜５８０は、エラストマー膜製であり得る。膜５８０は、一方膜弁６００にかかる圧力を低減し得るため、背圧低減手段として機能し得る。一方膜弁６００上に背圧がかかると、弁６００を通じてミクロ成分１９０が漏れ得る。一方膜弁６００は一般的には、ミクロ成分１９０が成分チャンネル５７０を通じて好適な方法で流れる場合を除いて、閉められたままである。変位膜５８０および一方膜弁６００は全て、１つの共通膜で作製され得る。

計量分配の開始時において、オン／オフ弁５４７が開き、水１２０が低流量かつ高い直線速度でミクロ混合チャンバ５１０内に流入し始める。例えば、前記流量は、毎秒約１ミリリットルであり得る。ここで、他の流量が用いられ得る。その後、ミクロ成分ポンプ５００は、所望のミクロ成分１９０のポンプ輸送を開始し得る。図８に示すように、前記ポンプ輸送動作により一方膜弁６００が開き、成分１９０が計量分配されて中央水路６０５内に入る。ミクロ成分１９０は水１２０と共に混合モジュール２１０へと流れ、ここで組み合わされ、最終製品が生成される。

前記計量分配の最終時において、その後ミクロ成分ポンプ５００は停止するが、水１２０はミクロ成分混合器５１０内に流入し続ける。このとき、空気式チャンネル５９０は、三方弁５５５を介して加圧と減圧状態との間で交互に変化し得る。図９に示すように、膜５８０は加圧されるとたわんで、これにより任意のさらなるミクロ成分１９０を成分チャンネル５７０から中央水路６０５内に移動させる。減圧時、膜５８０はそのもとの位置に戻り、成分チャンネル５７０内に若干の減圧を引き込む。この減圧により、一方膜弁６００上の残留背圧が無いことが確実になり得る。その結果、弁６００が閉じられた状態となり、その内部を通じたキャリーオーバーまたはミクロ成分液漏れが回避されることを確実にすることが支援される。ミクロ成分混合器５１０を通じた水の流れにより、前記計量分配の終了後に移動したミクロ成分１９０は、組み合わされたミクロ成分送管５５０および混合モジュール２１０へと搬送される。

その後、前記計量分配の終了後に移動したミクロ成分は、計量分配後のフラッシュサイクルの一部であるドレーン（これについては、以下に詳細に説明する）へと方向転換され得る。前記計量分配後のフラッシュサイクルが完了した後、調整器５４１の設定に従って、弁５４７は閉じ、中央水路６０５は加圧される。この圧力により、膜弁６００はきつく閉じた状態で保持される。

図１０Ａ〜図１３は、混合モジュール２１０と、その下側に設けられたノズル２２０とを示す。混合モジュール２１０は、マクロ成分マニホルド６１５の一部としての多数のマクロ成分入口ポート６１０を有し得る。マクロ成分入口ポート６１０は、ＨＦＣＳ３４０を含むマクロ成分１７０に対応し得る。９個のマクロ成分入口ポート６１０が図示されているが、任意の数のポート６１０が用いられ得る。各マクロ成分ポート６１０は、ダックビル弁６３０により閉められ得る。ここで、他の種類のチェック弁、一方弁またはシーリング弁が用いられ得る。ダックビル弁６３０により、成分１７０、１９０、３４０および水１２０の逆流が回避される。８個のポート６１０が前記マクロ成分用に用いられ、１個のポートがＨＦＣＳ３４０用に用いられる。組み合わされたミクロ成分送管５５０と連通するミクロ成分入口ポート６４０が、ダックビル弁６３０を介して混合チャンバ６９０の上部に入り得る。

混合モジュール２１０は、水入口ポート６５０と、ノズル２２０の周囲に配置された炭酸水入口ポート６６０とを含む。水入口ポート６５０は、多数の水ダックビル弁６７０または類似の種類のシーリング弁を含み得る。水入口ポート６５０は、環状水チャンバ６８０へと繋がり得る。環状水チャンバ６８０は、（以下により詳細に説明するような）混合器シャフトを包囲する。環状水チャンバ６８０は、５個の水ダックビル弁６７０を介して混合チャンバ６９０の上部と流体連通する。水ダックビル弁６７０は、前記チャンバ壁部の内径周囲に配置され、これにより、水ダックビル弁６７０から出てきた水１２０がその他の成分ダックビル弁６３０全てを洗浄するようになっている。その結果、前記計量分配サイクル時において適切な混合が確実に行われ、前記フラッシュサイクル時において適切な洗浄が確実に行われる。ここで、他の種類の分配手段が用いられ得る。

混合器７００は、混合チャンバ６９０内に配置され得る。混合器７００は、モータ／ギアの組み合わせ７１０によって駆動される撹拌器であり得る。モータ／ギアの組み合わせ７１０は、ＤＣモータ、ギア減速ボックスまたは他の従来の種類の駆動手段を含み得る。混合器７００は、効果的な混合が得られるように、混合されている成分の性質に応じて可変速度で（典型的には約５００〜約１５００ｒｐｍで）回転する。ここで、他の速度が用いられ得る。混合器７００は、異なる粘度および量の成分を完全に組み合わせて、過剰な発泡無く均質な混合物を生成し得る。混合チャンバ６９０の容積が低減すると、より直接的な計量分配が得られる。混合チャンバ６９０の直径は、使用可能なマクロ成分１７０の数によって決定され得る。以下により詳細に説明するようなフラッシュサイクル時の成分の損失を低減するように、混合チャンバ６９０の内部容積も最小限にとどめられる。混合チャンバ６９０および混合器７００は、前記混合器７００が動作しているときに前記フラッシュサイクル時の遠心力に起因してその内部の流体を保持するように、おおむねタマネギ型の形状であり得る。よって、混合チャンバ６９０は、フラッシュ動作に必要な水の量を最小化する。

図１４および図１５に示すように、炭酸水入口６６０は、環状炭酸水チャンバ７２０へと繋がり得る。環状炭酸水チャンバ７２０は、ノズル２２０の上方かつ混合チャンバ６９０の下方に配置される。次に、環状炭酸水チャンバ７２０は、多数の垂直経路７３５を介して流れ偏向器７３０へと繋がり得る。流れ偏向器７３０は、前記炭酸水の流れを前記混合された水および成分ストリーム内へと方向付け、これによりさらなる混合を促進する。ここで、他の種類の分配手段が用いられ得る。ノズル２２０自体は、多数の出口７４０およびその内部に配置されたバッフル７４５を有し得る。バッフル７４５は、混合器７００から出てきた後の回転成分を有し得る前記流れを直線状にし得る。ノズル２２０に沿った流れは、視覚的に美しくすべきである。

このようにして、マクロ成分１７０（ＨＦＣＳ３４０を含む）、ミクロ成分１９０および水１４０は、混合器７００を介して混合チャンバ６９０内において混合される。その後、炭酸水１４０が流れ偏向器７３０を介して前記混合された成分ストリーム内に噴霧される。前記ストリームがノズル２２０に沿って降下し続ける間、混合が継続される。

計量分配の完了後、最終飲料を得るための成分１２０、１４０、１７０、１９０、３４０のポンプ輸送は停止し、混合チャンバ６９０は、オンにされた混合器７００で水でフラッシュ洗浄される。混合器７００は、約３〜５秒間にわたって約１５００ｒｐｍで動作し得、前進運動および後進移動を交互に繰り返して（ウィグワグ動作として知られる）、洗浄を促進させ得る。ここで、最終飲料の性質に応じて、他の速度および時間が用いられ得る。約３０ミリリットルの水が、当該飲料の種類に応じて各フラッシュにおいて用いられ得る。混合器７００が動作している間、前記フラッシュ水は、遠心力に起因して混合チャンバ６９０内に残り続ける。前記混合器がオフにされると、混合チャンバ６９０はドレーン排液する。従って、前記フラッシュにより、一つの飲料が次の飲料にキャリーオーバーする事態を大幅に回避する。

図１６〜図２０は、フラッシュダイバータ７５０を示す。フラッシュダイバータ７５０は、ノズル２２０周囲に配置され得る。図２１Ａ〜図２１Ｃ中に模式的に示すように、フラッシュダイバータ７５０は、計量分配モード７６０、フラッシュモード７７０、およびクリーンインプレイスモード７８０を有し得る。フラッシュダイバータ７５０は、計量分配モード７６０とフラッシュモード７７０との間で切り替わり動作する。その後、フラッシュダイバータ７５０は、クリーンインプレイスモード７８０で取り外され得る。

フラッシュダイバータ７５０は、外部ドレーン８００へと繋がるドレーンパン７９０を含み得る。ドレーンパン７９０は、ドレーン８００に向かう流れを促進するように、角度付けされる。ドレーンパン７９０は、その内部に配置された計量分配開口部８３０を含む。計量分配開口部８３０は、ノズル２２０からの噴霧を最小化するように上方に角度付けされた縁部８４０を有する。

ドレーンパン７９０は、計量分配経路８１０およびフラッシュ経路８２０を有する。仕切り８５０が、計量分配経路８１０をフラッシュ経路８２０から分離させ得る。仕切り８５０は、前記フラッシュ水の一部が計量分配開口部８３０から出てくる可能性を最小化する。フラッシュダイバータ蓋部８６０は、ドレーンパン７９０の上方に配置され得る。ノズル２２０に接続され得るノズルシュラウド８７０は、蓋部８６０の蓋部開口部８８０内で動作するようなサイズにされ得る。ノズルシュラウド８７０もまた、ノズル２２０からの噴霧を最小化し得る。

フラッシュダイバータ７５０は、フラッシュダイバータキャリア８９０上に配置され得る。フラッシュダイバータキャリア８９０は、ノズル２２０とアライメントされ得るキャリア開口部８３１を含む。フラッシュダイバータ７５０は、多数のギア９１１と関連して、フラッシュダイバータモータ９００により、回転的に（ドレーン８００の中心線の垂直軸周囲で旋回して）動作し得る。フラッシュダイバータモータ９００は、ＤＣギアモータまたは類似の種類の装置であり得る。ギア９１１は、ラックアンドピニオン構成または類似の種類の装置における１組のかさ歯車であり得る。フラッシュダイバータ７５０は、キャリア８９０が静止状態であり得る間、キャリア８９０内において回転し得る。図１９に示すように、フラッシュダイバータキャリア８９０も、多数のヒンジ付け点９１０の周囲において旋回可能であり得る。これらのヒンジ付け点９１０は、キャリア８９０のための回転の水平軸を提供するように、前記ディスペンサのフレームに取り付けられる。前記計量分配モードおよびフラッシュモードにおいて、キャリア８９０は実質的に水平であり得る。前記クリーンインプレイスモードにおいて、キャリア８９０は実質的に垂直であり得る。前記計量分配モードおよびフラッシュモードにおいて、キャリア開口部８３１はノズル２２０と位置合わせされる。

図１８に示すように、フラッシュダイバータ７５０は、ノズル２２０からの不要液だれを捕まえるように、計量分配が開始するまではフラッシュモード７７０のままであり得る。計量分配が実際に開始する際、フラッシュダイバータ７５０は、図１７に示すようにノズル２２０がノズルシュラウド８７０と共に計量分配経路８１０および計量分配開口部８３０とに位置合わせされるように、移動する。このようにして、飲料は、フラッシュダイバータ７５０およびキャリア８９０からの障害のない経路を有する。フラッシュダイバータ７５０は、前記計量分配後数秒間はこの位置に留まり、これにより、混合モジュール２１０がドレーン排液を行えるようにする。その後、フラッシュダイバータ７５０はフラッシュモード７７０に戻る。具体的には、ノズル２２０はフラッシュ経路８２０上に配置され得る。その後、フラッシュ用流体がノズル２２０およびドレーンパン７９０を通過してドレーン８００へと到達して、フラッシュ混合チャンバ２１０およびノズル２２０をフラッシュ洗浄し、次の飲料中へのキャリーオーバーを最小限にする。ドレーン８００は、前記フラッシュ用流体が見えないように、経路配置され得る。

クリーンプレースモード７８０において、フラッシュダイバータ７５０およびフラッシュダイバータキャリア８９０は、図１９に示すようにヒンジ付け点９１０の周囲を旋回し得る。その結果、洗浄のためにノズル２２０へアクセスすることが可能になる。同様に、図２０に示すようにフラッシュダイバータ７５０は洗浄のためにフラッシュダイバータキャリア８９０から取り外すことができる。

ディスペンサ１００は、クリーンインプレイスシステム９５０も含み得る。クリーンインプレイスシステム９５０は、定期的にかつ／または必要なときにディスペンサ１００の部品を洗浄および消毒する。

図２２に模式的に示すように、クリーンインプレイスシステム９５０は、２つの位置（すなわち、クリーンインプレイスコネクタ９６０およびクリーンインプレイスキャップ９７０）を介して、ディスペンサ１００全体と連通し得る。クリーンインプレイスコネクタ９６０は、マクロ成分源１８０の近隣のディスペンサ１００内に連結され得る。クリーンインプレイスコネクタ９６０は、三方弁または類似の種類の接続手段として機能し得る。クリーンインプレイスキャップ９７０は、必要なときにノズル２２０に取り付けられ得る。図２３に示すように、クリーンインプレイスキャップ９７０はツーピース構造であり得、これにより、その閉モードにおいて、クリーンインプレイスキャップ９７０はノズル２２０およびディスペンサ１００内に洗浄用流体を再循環させる。その開モードにおいて、クリーンインプレイスキャップ９７０は、ノズル２２０からの洗浄用流体を方向転換して、残留流体を全てキャップ９７０からドレーン排液させる。

クリーンインプレイスシステム９５０は、洗浄用化学物質源９９０内に配置された１つ以上の洗浄用化学物質９８０を用い得る。洗浄用化学物質９８０の例としては、熱湯、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどがある。洗浄用化学物質源９９０は、洗浄用化学物質９８０を安全に投入および除去できるよう、多数のモジュールを含み得る。これらのモジュールにより、上記したポンプとの正確な据え付けおよび正確なシーリングが確保される。クリーンインプレイスシステム９５０はまた、１つ以上の化学殺菌剤１０００も含み得る。化学殺菌剤１０００の例を挙げると、リン酸、クエン酸、および類似の種類の化学物質がある。化学殺菌剤１０００は、１つ以上の化学殺菌剤源１０１０内に配置され得る。洗浄用化学物質９８０および化学殺菌剤１０００は、１つ以上のクリーンインプレイスポンプ１０３０を介してクリーンインプレイスマニホルド１０２０に接続され得る。クリーンインプレイスポンプ１０３０は従来の設計であり得、単動ピストンポンプ、蠕動ポンプおよび類似の種類の装置を含み得る。洗浄用化学物質源９９０および化学殺菌剤源１０１０は、クリーンインプレイスマニホルド１０２０への専用接続部を有し得る。

ヒーター１０４０が、マニホルド１０２０の内部に配置され得る。（あるいは、ヒーター１０４０は、マニホルド１０２０の外部に配置され得る。）ヒーター１０４０は、前記流体がヒーター１０４０の内部を通過する際に前記流体を加熱する。マニホルド１０２０は、１つ以上の通気孔１０５０および１つ以上のセンサ１０６０を有し得る。通気孔１０５０は、クリーンインプレイスシステム９５０全体のための圧力逃しを提供し、また、ドレーン排液時の空気入口を提供するためにも用いられ得る。センサ１０６０により、流体がその内部を通過することが保証され、無流状態が検出され得る。また、センサ１０６０は、温度、圧力、伝導性、ｐＨおよび他の任意の変数をモニタリングし得る。予測される値を越える変数がある場合、当該変数は、全体として、ディスペンサ１００が故障していることを示し得る。

従って、クリーンインプレイスシステム９５０は、クリーンインプレイスマニホルド１０２０（これはヒーター１０４０を含む）から弁マニホルド９７１への回路を提供する。弁マニホルド９７１は、マクロ成分ポンプ４５０、混合モジュール２１０、ノズル２２０、クリーンインプレイスキャップ９７０およびＣＩＰ再循環管１０６５を通じてクリーンインプレイスマニホルド１０２０へと戻って、前記流れをドレーン８０１、あるいはＣＩＰコネクタ９６０へと方向付ける。ここで、他の経路が用いられ得る。前記モジュールの一部または全てが同時に洗浄され得る。

最初に、フラッシュダイバータ７５０は前記フラッシュ位置にあり、ディスペンサ１００は本質的に図１に示すように構成される。ディスペンサ１００を洗浄および消毒するために、第１のステップにおいて、マクロ成分１７０をフラッシュ洗浄する。図４に示すように、雌取付具４３０を雄取付具４４０から切断することにより、マクロ成分源１８０は前記システムから切断される。これは、ＣＩＰコネクタ９６０を作動させることにより、達成される。ＣＩＰコネクタ９６０の作動により、ＣＩＰモジュール９５０もマクロ成分ポンプ４５０に接続される。その後、水源１３０が弁マニホルド９７１によってオンにされ、マクロ成分ポンプ４５０がオンにされる。よって、水がクリーンインプレイスシステム９５０から、ＣＩＰコネクタ９６０、ポンプ４５０および混合モジュール２１０を通じて流れる。その後、水はフラッシュダイバータ７５０を介してドレーン８００へとフラッシュされる。マクロ成分１９０がパージされた後、前記水およびポンプ４５０は停止し、その後フラッシュダイバータ７５０は旋回してＣＩＰ位置に下方移動し、クリーンインプレイスキャップ９７０がノズル２２０に取り付けられる。ＣＩＰ再循環管１０６５中の弁１０６６が開いて、混合モジュール２１０とクリーンインプレイスマニホルド１０２０との間の流体連通経路が得られる。クリーンインプレイスキャップ９７０は、ノズル２２０から出て行こうとする流体を捉えて、炭酸水ポート６６０を介してＣＩＰ再循環管１０６５へと送る。ＣＩＰ再循環管１０６５はクリーンインプレイスマニホルド１０２０へと繋がる。その後、フラッシュダイバータ７５０は洗浄のために取り外すことができる。ここで、ディスペンサ１００は、本質的に図２２に示すように構成される。

次のステップにおいて、前記システム内に熱湯を循環させることにより、マクロ成分１７０の残留物を前記システムからより完全にフラッシュ洗浄する。その後、水源１３０をマクロ成分ポンプ４５０とともに再度オンにする。その後、前記システム中の空気が、クリーンインプレイスマニホルド１０２０と関連付けられた通気孔１０５０を介して通気され得る。その後、前記システムが準備完了となると、水源１３０がオフにされ得、ドレーン８０１は閉められ得る。マクロ成分ポンプ４５０はヒーター１０４０とともに同様にオンにされ、これによりディスペンサ１００内に熱湯を循環させる。前記熱湯を循環させた後、ドレーン８０１が開かれ得、水源１３０は再度オンにされて、ディスペンサ１００内に冷水を循環させて、残留マクロ成分１７０を含む熱湯を、新しい冷水と交換する。

同様の様式で、洗浄用化学物質９８０がディスペンサ１００内に導入され得、循環および加熱され、その後冷水と交換され得る。化学殺菌剤１０００も同様に導入、循環および加熱され、その後冷水と交換され得る。クリーンインプレイスキャップ９７０を取り外した後、ＣＩＰコネクタ９６０の作動を停止させることにより、マクロ成分源１８０が前記システムに取り付けられ得る。ＣＩＰコネクタ９６０を作動停止させると、ＣＩＰモジュール９５０もマクロ成分ポンプ４５０から切断される。ＣＩＰ再循環管１０６５中の弁１０６６が閉められて、混合モジュール２１０とクリーンインプレイスマニホルド１０２０との間の流体連通が切断される。その後、フラッシュダイバータ７５０は交換され得、前記フラッシュ／計量分配位置へと旋回され得る。ここでも、ディスペンサ１００は本質的に図１に示すような構成にされる。その後、飲料送管が成分と共に準備完了となり得、計量分配が開始可能となる。ここで、他の種類の洗浄技術が用いられ得る。

洗浄サイクルと消毒サイクルとの間の間隔は、使用される成分性質に応じて異なり得る。従って、本明細書中記載される洗浄技術は、前記飲料送管の全てではなく一部のみにしか実施する必要がない場合があり得る。

Claims (23)

1. 複数のミクロ成分と、１つ以上のマクロ成分と、１つ以上の水ストリームとを組み合わせる飲料ディスペンサであって、
   前記複数のミクロ成分と前記１つ以上の水ストリームとを混合してミクロ成分ストリームを得るミクロ混合チャンバと、
   前記ミクロ成分ストリームと、前記１つ以上のマクロ成分と、前記１つ以上の水ストリームとを混合して混合ストリームを得るマクロ混合チャンバと、
   を含む、飲料ディスペンサ。
2. 前記１つ以上の水ストリームは淡水ストリームを含む、請求項１に記載の飲料ディスペンサ。
3. 前記１つ以上の水ストリームは炭酸水ストリームを含み、前記飲料ディスペンサは、前記マクロ混合チャンバの下部に配置された、前記混合ストリームおよび前記炭酸水ストリームを混合する炭酸水ポートをさらに含む、請求項１に記載の飲料ディスペンサ。
4. 前記１つ以上のマクロ成分はＨＦＣＳストリームを含み、前記飲料ディスペンサは、前記ＨＦＣＳストリームを前記マクロ混合チャンバに送達するＨＦＣＳ計量システムをさらに含む、請求項１に記載の飲料ディスペンサ。
5. 前記１つ以上のマクロ成分は１つ以上のマクロ成分ストリームを含み、前記飲料ディスペンサは、前記１つ以上のマクロ成分ストリームを前記マクロ混合チャンバに送達する１つ以上のマクロ成分ポンプをさらに含む、請求項１に記載の飲料ディスペンサ。
6. 前記１つ以上のミクロ成分は１つ以上のミクロ成分ストリームを含み、前記飲料ディスペンサは、前記１つ以上のミクロ成分ストリームを前記ミクロ混合チャンバに送達する１つ以上のミクロ成分ポンプをさらに含む、請求項１に記載の飲料ディスペンサ。
7. 前記ミクロ混合チャンバは、前記１つ以上の水ストリームと連通するミクロ水チャンネルと、前記ミクロ水チャンネルと連通する複数のミクロ成分ポートとを含む、請求項１に記載の飲料ディスペンサ。
8. 前記ミクロ混合チャンバは、前記複数のミクロ成分ポートと前記ミクロ水チャンネルとの間に配置された変位膜を含む。請求項７に記載の飲料ディスペンサ。
9. 前記ミクロ混合チャンバは、前記複数のミクロ成分ポートと前記ミクロ水チャンネルとの間に配置された一方向弁を含む。請求項７に記載の飲料ディスペンサ。
10. 前記マクロ混合チャンバは、複数のマクロ成分ポートと、ミクロ成分ストリームポートとを含む、請求項１に記載の飲料ディスペンサ。
11. 前記複数のマクロ成分ポートはそれぞれ、その上にチェック弁を含む、請求項１０に記載の飲料ディスペンサ。
12. 前記マクロ混合チャンバは、その内部に撹拌器を含む、請求項１に記載の飲料ディスペンサ。
13. 前記撹拌器は、その内部に遠心力を生成するように、約５００〜約１５００ｒｐｍである、請求項１２に記載の飲料ディスペンサ。
14. 前記撹拌器は逆円錐形状を成す、請求項１２に記載の飲料ディスペンサ。
15. 前記マクロ混合チャンバは逆円錐形状を成す、請求項１２に記載の飲料ディスペンサ。
16. 複数のミクロ成分のための混合チャンバであって、
    成分マニホルドに繋がる複数のミクロ成分ポートと、
    水チャンネルと、
    前記成分マニホルドと前記水チャンネルとの間に配置された弁と、
    前記複数のミクロ成分を前記弁を通じて前記水チャンネル内にポンプ輸送するように前記成分マニホルド内に配置された流体変位装置と、
    を含む、混合チャンバ。
17. 前記流体変位装置は空気式膜を含む、請求項１６に記載の混合チャンバ。
18. 前記空気式膜はエラストマー材料を含む、請求項１７に記載の混合チャンバ。
19. 前記空気式膜と連通する加圧空気源をさらに含む、請求項１７に記載の混合チャンバ。
20. 前記空気式膜は、前記複数のミクロ成分を前記弁を通じて強制移動させるように膨張する、請求項１９に記載の混合チャンバ。
21. 前記空気式膜は、前記弁を閉位置で維持するように収縮する、請求項１９に記載の混合チャンバ。
22. 前記弁は一方向弁を含む、請求項１６に記載の混合チャンバ。
23. 前記一方向弁は一方向膜弁を含む、請求項２２に記載の混合チャンバ。

Images