JP2011088678A - ポストミックス式自販機用分配ノズルによる異種流体の混合方法 - Google Patents

Abstract

【課題】多フレーバー飲料自販機のノズルにおいて、使用が容易であり、妥当な価格ものとする。
【解決手段】第１の流体と１種以上の第２の流体とを、第３の流体を形成するように混合するための分配ノズル１００は、第１の流体の通路、及び第１の流体の通路を少なくも部分的に囲んでいる多数の交換可能な第２の流体モジュールを備える。所定種の飲料物の一つを形成するために、水モジュール１２０からの水流と所定数のシロップモジュール１３０の一つからのシロップ流とを混合する方法であって、飲料の類型を選定する過程、飲料の類型の各の流れ特性を決定する過程、決定された流れ特性に順応するように出口穴を介してシロップモジュールを準備する過程、準備されたシロップモジュールにより水モジュール１２０を少なくも部分的に囲む過程、更に、水モジュール１２０から水流及びシロップモジュール１３０の一つからシロップ流を流す過程、を備える方法、である。
【選択図】図１

Description

本発明は、一般に飲料自販機用のノズルに関し、より特別にはモジュール式の多フレーバー分配用ノズルに関し、特に異種流体を混合する方法に関する。

現在のポストミックス式の飲料分配ノズルは、一般に、シロップ流の外側を囲んで流れる水を、ノズルの中心を流れ落ちるシロップ流に当てることにより、水とシロップ、濃縮液、ボーナスフレーバー、又はその他の形式の風味料の流れとを混合させる。このシロップ流は、流れがコップ内に落ち込むように水流により下向きに指向される。ノズルは、多フレーバーノズル又は単フレーバーノズルとすることができる。公知の分配ノズルシステムの一つが、出願人の有するウエイハム他の特許文献１「ポストミックス式飲料自販機用ノズル」に示される。

米国特許第５，０３３，６５１号 明細書

多フレーバーノズルは、シロップ室の底部を横切る水流により部品を清掃しかつ次回の飲料への色の持ち越しを防ぐ。フレーバーの持ち越しも関連する。しかし、この水洗法は、全ての種類のシロップに対して効果的とはいえない。このため、ある飲料から次の飲料に持ち越されたものがなお残ることがある。このことは、ノズルが最初に濃い色の飲料に使用され次いで透明な飲料が要求された場合に特に問題である。

公知のノズルの別の問題には、異なった粘度、流量、混合比率、及び温度の流体に対するその適合性が含まれる。例えば、炭酸系のソフトドリンク、スポーツドリンク、ジュース、コーヒー、及び茶のような飲料は、全て異なった流れ特性を持つ。現在のノズルは、単ノズル設計では多種の飲料に適応することができず及び／又は異なる形式の流量用のノズルが確りと取り付けられる。その結果、異なった形式の飲料に対する飲料自販機全体の変更が困難である。

このため、改良された多フレーバー飲料自販機のノズルに対する要望がある。ノズルは、使用が容易であるべきでありかつ公知の分配ノズルに関して妥当な価格でなければならない。

従って、本発明は、第１の流体と１種以上の第２の流体とを混合して第３の流体を形成するための分配ノズルを提供する。ノズルは、第１の流体通路及び第１の流体通路を少なくも部分的に囲む多数の交換可能な第２の流体モジュールを備えることができる。

本発明の例示実施例は、多数の出口穴を有する第２の流体モジュールを備える。約６個から約３０個の出口穴を使うことができる。出口穴は、約０．７６ｍｍ（約０．０３インチ）から約２ｍｍ（約０．０８インチ）の直径を有する円形とすることができる。出口穴は、同様な面積を有する三角形とすることもできる。出口穴は、約０．７６ｍｍ（約０．０３インチ）から約６．３５ｍｍ（約０．２５インチ）の長さを持つことができる。出口穴は、水平方向から約３０゜から約９０゜の角度を持つことができる。出口穴は、第２の
流体を第１の流体内に混合させるために角度を付けることができる。交換可能な第２の流体モジュールは、第１の所定の流れ方向を有する第１のモジュール及び第２の所定の流れ方向を有する第２のモジュールを備えることができる。

本発明の更なる実施例は、水流と所定数のシロップ流の一つとを混合させるための分配ノズルを提供する。ノズルは水流を提供するための水モジュールを備える。水モジュールは、水流用の流れ指向具を備える。ノズルは、シロップ流の一つを流れ指向具及び水流の方に向けるために、水モジュールを囲んでいる所定数のシロップモジュールも備える。

流れ指向具は所定数のリブよりなる。リブは所定数の通路を定める。通路内にデバイダーが置かれる。流れ指向具は水流終端部及びシロップターゲット端部を備える。シロップモジュールは、第１の所定の流れ方向を有する第１のモジュール及び第２の所定の流れ方向を有する第２のモジュールを備える。分配ノズルは、水流用の水路のある本体を更に備える。シロップモジュールは、ボーナスフレーバーモジュール又は別の香味料用のモジュールを備えることができる。

本発明の例示の方法は、多種の飲料の一つを形成するために、水モジュールからの水流と多数のシロップモジュールの一つからのシロップ流とを混合する方法を提供する。この方法は、飲料の形式を選定し、飲料形式の各の流れ特性を決定し、決定された流れ特性に適合するシロップモジュールを準備し、準備されたシロップモジュールで水モジュールを少なくも部分的に取り囲み、更に水モジュールからの水流と、シロップモジュールの一つからのシロップ流とを流す諸段階を含む。

本発明の分配ノズルの斜視図である。 図１の分配ノズルの更なる斜視図である。 図１の分配ノズルの底視図である。 図１の分配ノズルの平面図である。 図１の分配ノズルの側方断面図である。 図１の分配ノズルの本体の斜視図である。 図１の分配ノズルの本体の更なる斜視図である。 図１の分配ノズルの水モジュールの斜視図である。 水モジュールの別の実施例の斜視図である。 図９の別の実施例の更なる斜視図である。 図１の分配ノズルのシロップモジュールの斜視図である。 図１の分配ノズルのシロップモジュールの更なる斜視図である。 シロップモジュールの出口部分の斜視図である。 シロップモジュールの出口部分の更なる斜視図である。 シロップモジュールの出口部分の別の実施例の斜視図である。 シロップモジュールの出口部分の別の実施例の更なる斜視図である。

数図を通して同様な部品が同様な部材を表す図面を参照すれば、図１−５は、本発明の分配ノズル１００の例を示す。分配ノズル１００は、多フレーバー形飲料自販機を含んだ通常のポストミックス式飲料自販機のいかなる形式にも使用することができる。本発明は、飲料自販機ノズル形式に関して制限されない。

分配ノズル１００は、３個の主要構成要素、即ち、本体１１０、水モジュール１２０、及び複数のシロップモジュール１３０を備える。本体１００及び水モジュール１２０は個別部材又は一体部材とすることができる。その他の部材を使用することもできる。分配ノ
ズル１００の各部材は熱可塑性樹脂、金属、又は同様な材料から作ることができる。例えば、冷たい飲料用に対してはデラウエア州ウィルミントンのイー・アイ・デュポン発売のザイテル（ナイロン樹脂）のような熱可塑性樹脂を使用することができる。同様に高温用又は低温用についてはイリノイ州シカゴのビーピー・アモコ・ポリマー発売のレーデル（ポリエーテルスルホン）のような熱可塑性樹脂を使うことができる。同様にポリエチレン、ポリプロピレン、又は同様な材料のような別形式の熱可性樹脂も使用することができる。材料は食品等級であることが好ましい。

本体１１０の例が図６及び７に示される。本体１１０は、通常の飲料自販機（図示せず）の水回路に直結することができる。本体１１０は、胴体部材１４０を備える。胴体部材１４０は円形であるように図示されているが適宜適切な形を取ることができる。胴体部材１４０はこれを通る水路１５０を定める。水路１５０は円形であるとして図示されるが、この場合も適宜適切な形を取ることができる。水路１５０は、飲料自販機の水回路に直接取り付けることができる。１個以上の水路１５０を使うことができる。例えば、１個の水路１５０を清水用として使用し、更に１個の水路１５０をソーダ水（炭酸水）用に使うことができる。ここでは、清水及び／又はソーダ水のいずれか又は双方を呼ぶために用語「水」が使用される。

本体１１０は、胴体１４０に取り付けられた数個のフランジ１６０を持つことができる。３個のフランジ１６０が示されるが、適宜の数のフランジ或いは別形式の取付手段を使用することができる。フランジ１６０の各は、ネジ又はその他の形式の連結手段により本体１１０を飲料自販機に取り付けるように中央開口１７０を備えることができる。本体１１０は、胴体１４０内に配置された多数の溝１８０を備えることができる。溝１８０は、適宜適切な形状を使うことができるが、この例においては、おおむねＴ字形にされる。後でより詳細に説明されるように、溝１８０によりシロップモジュール１３０を取り付けることができる。本体１１０は多数の突起１９０を備えることもできる。突起１９０は適宜適切な形を使用できるが、この例においては、ほとんどボタン形である。後でより詳細に説明されるように、突起１９０により水モジュール１２０を取り付けることができる。本体１１０は、胴体１４０に沿って配置された環状の凹み２００又は類似の構造を持つことができる。環状の凹み２００は、水モジュール１２０との水密を提供するためにＯリング２１０又は類似の構造で満たすことができる。

図８は水モジュール１２０の例を示す。水モジュール１２０は、上方シリンダー２２０を備える。上方シリンダー２２０は円形であるとして示されるが、適宜適切な形状を取ることができる。上方シリンダー２２０は実質的に中空とすることができる。上方シリンダー２２０は、例えば使用される多数の水路１５０の数に応じて１個以上の従属内部室を定めることができる。上方シリンダー２２０は多数の凹み２３０を備える。凹み２３０は、水モジュール１２０を本体１１０に取り付けることができるように、本体１１０の突起１９０を受け入れるような寸法にされる。凹み２３０は、水モジュール１２０を定位置に捩って入れることができるように実質的にＬ字形として図示される。その他の適宜適切な形状を使うことがきる。適宜形式の取付方法を使うことがきる。

上方シリンダー２２０は出口２４０も持つ。出口２４０は、形状が実質的に円形でありかつ上方シリンダー２２０の内周のまわりを伸びる。出口２４０は、水モジュール１２０の外部に向かって上方シリンダー２２０内を伸びる多数の出口穴２５０を備える。出口穴２５０の数、寸法、形状、及び長さは変更可能である。この例においては、水モジュール１２０は、各出口穴２５０が直径約０．７６ｍｍ（約０．０３インチ）から約６．３５ｍｍ（約０．２５インチ）、長さ約０．７６ｍｍ（約０．０３インチ）から約６．３５ｍｍ（約０．２５インチ）の状態で、約１２個から約６０個の出口穴２５０を備えることができる。出口穴２５０は真っすぐとし、又は角度を付けることができる。

上方シリンダー２２０の下方に多数のリブ２６０を置くことができる。リブ２６０は、各出口穴２５０又は数個の出口穴に隣接した実質的にＵ字形又はＶ字形の通路２７０を定めるようにリブの対を形成することができる。各通路２７０は、１個又は多数個の出口穴２５０と対応することができる。各リブ２６０は、上方部分２８０及び下方部分２９０を持つ。各リブ２６０又はリブ２６０の対の上方部分２８０は、主として清水の流れを安定させ及び／又は水の速度を低下させ、続いてソーダ水と関連して泡立てるように機能することができる。各リブ２６０又はリブ２６０の対の下方部分２９０は、以下、より詳細に説明されるであろうように、シロップターゲットとして機能することができる。各通路２７０内にデバイダー３００が置かれる。デバイダー３００は、水の流れを更に安定化するように、各又は複数の出口穴２５０に隣接した通路２７０を分割する。デバイダー３００は、リブ２６０の上方部分２８０に沿って伸びるだけである。リブ３００の下方部分２９０は、シロップターゲットとして作用しながら幾つかの水流が合流することを許す。

この実施例においては、リブ２６０は、厚さ約０．７６ｍｍ（約０．０３インチ）から約３．１７５ｍｍ（約０．１２５インチ）とすることができる。リブ２６０は、上方シリンダー２２０から約１９ｍｍ（約０．７５インチ）ないし約４４．５ｍｍ（約１．７５インチ）伸びることができる。デバイダー３００は同様な厚さを有し、かつ上方シリンダー２２０からの距離の約半分を伸びることができる。適宜適切な寸法及び形状を使うことができる。

図１０及び１１は、水モジュール１２０の別の実施例を示す、この実施例においては、水モジュール１２０は、リブ２６０について上述された数の約２倍の数の通路２７０を有する多数のリブ３１０を備える。この場合、内部の通路２７０は広さが約半分である。この実施例においては、デバイダー３００は使用されない。従って、リブ３００の上方部分は、リブ２６０と同様な方法で清水の流れを安定させかつ水流の速度を低下させそしてソーダ水中で泡立てるように作用する。

図１１−１４は、シロップモジュール１３０の一例を示す。各モジュール１３０は、胴部分３２０及び出口部分３３０を備える。各胴部分３２０は上方シリンダー３４０を備える。上方シリンダー３４０は、通常の飲料自販機内のシロップ回路に直結することができる。上方シリンダー３４０は、シロップ回路との水密な連結を提供するようにバーブ３５０を備えることができる。上方シリンダー３４０は連結用部材３６０も備えることができる。シロップモジュール１３０は、連結用部材３６０により、本体１１０の溝１８０内に位置決めすることができる。この場合、連結用部材３６０は実質的にＴ字形であり、本体１１０内の同様な形の溝１８０内に位置決めされる。しかし、連結用部材３６０は適宜適切な形を取ることができる。或いは、シロップモジュール１３０を、水モジュール１２０に取り付けることができる。

胴部分３２０は、膨張室３７０も備えることができる。膨張室３７０は実質的に中空とすることができる。膨張室３７０は、出口部分３３０を通る実質的に滑らかなシロップの流れを提供することができる。

図１３及び１４は、出口部分３３０の一実施例を示す。出口部分３３０は多数の出口穴３８０を備える。出口穴３８０の数、寸法、形状、長さ及び角度は大きく変えることができ、更にここでの使用に意図されたシロップ又はその他の流体の性質に応じて特別に作ることができる。この中の流体の流れの圧力もまた穴３８０の設計を変えることがある。出口穴３８０は円形であるとして示されたが、適宜適切な形状を使うことができる。出口穴３８０は、その数を約６個から約３０個の範囲とすることができる。出口穴３８０は、約０．７６ｍｍ（約０．０３インチ）から約２ｍｍ（約０．０８インチ）の直径を持つ。出
口穴３８０の長さもまた変更可能である、出口穴３８０は、約０．７６ｍｍ（約０．０３インチ）から約６．３５ｍｍ（約０．２５インチ）の長さを持つことができる。出口穴３８０は、シロップがリブ２６０の下方部分２９０又はターゲット域に当たるように角度を付けられることが好ましい。出口穴３８０の角度は水平方向に対して３０゜から約９０゜の範囲とすることができる。出口穴３８０の寸法、形状、方向、及びその他の特性は、この例から大きく変更することができる。

出口３３０はスカート３９０も備える。スカート３９０は出口３３０の幅を広げることができ、かつ出口穴３８０の下方で約０．７６ｍｍ（約０．０３インチ）から約１２．７ｍｍ（約０．５インチ）伸びることができる。

図１５及び１６は出口３３０の別の実施例を示す。この実施例においては、出口は多数の三角形の出口穴４００を備える。この出口穴４００の数、寸法、形状、長さ、及び角度も変更可能である。出口穴４００の各は、上述の出口穴３８０と同様な面積を持つことができる。

使用の際は、本体１１０は、水路１５０が水回路と連結した状態で飲料自販機に連結される。本体１１０は、フランジ１６０の中央開口１７０を通過するネジ又は同様な形式の固定用手段によりこれを確保することができる。次いで、水モジュール１２０が、本体１１０の突起１９０と上方シリンダー３４０の凹み２３０との整列により位置決めされる。水モジュール１２０は、このようにして容易に取り付け又は取り外すことができる。

次いで、多数のシロップモジュール１３０を本体１１０上に位置決めすることができる。適宜の数のシロップモジュール１３０を使用することができる。図１−５の例においては、５個のシロップモジュール１２０が使用される。この実施例においては、モジュールを６個まで使用することができる。シロップモジュール１３０は、連結用部材３６０を本体１１０の溝１８０内で滑らせることにより、本体１１０に連結することができる。次いで、各シロップモジュール１３０の上方シリンダー３４０を、フランジリップ３５０を介して飲料自販機のシロップ回路に取り付けることができる。

各シロップモジュール１３０は異なった形状にされた出口３３０を持つことができる。その出口穴３８０の数、寸法、形状、長さ、及び角度は、その中のシロップ又はその他の流体の粘度又はその他の流れ特性に従って変えることができる。出口穴３８０は、サービスする飲料が熱いか冷たいかによっても変えることができる。例えば、出口穴３８０の角度は、混合又は泡の高さを改善するため、或いは色の持ち越しを管理するために変えることができる。従って、１個の分配ノズル１００が、異なった流れ特性及び温度の飲料に対応でき、かついかなる希望使用に対しても容易に変更することができる。第１の形式の流れ特性についての出口３３０で構成されたシロップモジュール１３０は、第２の流れの特性について構成された出口３３０のあるシロップモジュール１３０と容易に交換することができる。シロップモジュール１３０は、ボーナスフレーバー、即ちバニラ又はチェリーフレーバーの添加物、或いはその他の適宜の種類の香味料と共に使うことができる。その他の可能性として、砂糖、その他の甘味料、クリーム、及びその他の適宜の添加物が含まれる。

単なる例示として、炭酸含有のソフトドリンクは、直径が約１．１２ｍｍ（約０．０４４インチ）の出口穴３８０を約１７個使用することができる。出口穴３８０は、水平方向に対して約３７゜の角度を持つ。ボーナスフレーバー用の出口穴３８０は下向き約８５゜で伸びる。

飲料自販機から飲料が注文されたとき、内部の水回路とシロップ回路とが作動される。
水は、上方シリンダー２２０を経て水モジュール１２０を通って進む。次いで、水は出口２４０の出口穴２５０を通って進み、そしてリブ２６０の溝２７０に沿って下方に移動する。リブ２６０の上方部分２８０が清水の流れを安定化しかつ水の流速を下げ、そして続いてソーダ水と関係して泡立てる。水は、毎秒約２９．６ｍｌから約１７７．４ｍｌ（約１オンスから約２９．６オンス）流れることができる。適宜適切な流量を使うことができる。

水はリブ２６０に沿って流れるが、シロップは飲料自販機のシロップ回路の一つからシロップモジュール１３０の一つに流れる。シロップは上方シリンダー３４０に入り、そして膨張室３７０に通過する。次いで、シロップは特定の寸法、形状、数、及び角度にされた出口穴３８０を経て出口３３０を通って流れる。シロップは、毎秒約１４．８ｍｌから約５９．２ｍｌ（約０．５オンスから約２オンス）流れることができる。流量は、シロップ又はその他の流体の性質に依存するであろう。適宜適切な流量を使用することができる。

シロップは、シロップがリブ２６０の下方部分２９０に当たるような角度で出口穴３８０を通過する。リブ２６０及び通路２７０がシロップの接線方向の速度を低下させてシロップが消費者のコップに向かって下向きになることを助ける。シロップは水流の中に入り水流との良好な混合を提供する。特に、リブ２６０の下方部分２９０の使用は、流体の流れが色に関して適切な一様な外観を有するような良好な混合の促進を支援する。更に、シロップの流れは公知の設計におけるようにノズル１００の中心にないため、シロップの逸脱した小滴が次回の排出の際に強制され又は水流中に取り込まれることは少ないであろう。

シロップモジュール３５０は置換可能かつ相互交換可能であるため、シロップモジュール１３０は、粘度、流れ特性、及び温度に関した種々の類型の飲料を受け入れるために容易に交換することができる。同様に、シロップモジュール１３０及び水モジュール１２０は、清掃及び／又は修理のために容易に外すことができる。従って、この分配ノズル１００は、容易に変更し得る大きく改良された飲料自販機を使用者に提供する。

Claims (1)

1. 所定種の飲料物の一つを形成するために、水モジュールからの水流と所定数のシロップモジュールの一つからのシロップ流とを混合する方法であって、
   飲料の類型を選定する過程、
   飲料の類型の各の流れ特性を決定する過程、
   決定された流れ特性に順応するように出口穴を介してシロップモジュールを準備する過程、
   準備されたシロップモジュールにより水モジュールを少なくも部分的に囲む過程、更に
   水モジュールから水流及びシロップモジュールの一つからシロップ流を流す過程、を備える方法。

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