JP2011092895A - Aerated water generator - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、耐圧容器内で冷水に圧力によって炭酸ガスを溶解させて炭酸水を生成する装置に係り、耐圧容器への給水から炭酸水の注出まで炭酸ガスのガス圧によって制御する構成に関するものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to an apparatus for generating carbonated water by dissolving carbon dioxide gas in cold water by pressure in a pressure vessel, and relates to a configuration that is controlled by the gas pressure of carbon dioxide gas from supplying water to dispensing of carbonated water. It is.
耐圧容器に冷水を供給した後、炭酸ガスを加圧することにより炭酸水を生成する装置としては、例えば特許文献1や特許文献2に開示された技術が公知である。
As an apparatus for generating carbonated water by pressurizing carbon dioxide gas after supplying cold water to a pressure vessel, for example, techniques disclosed in
上記例示した従来の炭酸水生成装置は、耐圧容器に給水する際や生成した炭酸水を注出する際にポンプを使用するため、装置全体が大型化し、設置に場所をとった。従って、家庭で簡易な装置で炭酸水を造りたいという要望に応えられなかったばかりか、小さな飲食店でも導入が困難であった。 Since the conventional carbonated water generating apparatus exemplified above uses a pump when supplying water to the pressure vessel or pouring out the generated carbonated water, the entire apparatus becomes large and takes up space for installation. Therefore, not only was it not possible to meet the desire to make carbonated water with a simple device at home, but it was difficult to introduce even small restaurants.
本発明は上述した課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、設置場所をとらず、しかも簡単な操作で手軽に炭酸水を生成することができる炭酸水生成装置を提供することである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a carbonated water generator that can easily generate carbonated water by a simple operation without taking an installation place. It is to be.
上述した目的を達成するために本発明では、炭酸ガスボンベ等の炭酸ガス源と接続したガス導入管を通じて圧縮炭酸ガスを導入し、そのガス圧により炭酸ガスを冷水に溶解させ炭酸水を生成すると共に、該炭酸水を前記ガス圧によって容器外に注出可能とした圧力容器と、氷および水源から定量の水を収容する冷水槽と、該冷水槽と前記圧力容器のそれぞれの底部を接続した連通管と、一端が前記圧力容器内の気相部分に開口する一方、他端が前記冷水槽内の冷水中で開口する排気細管とを備え、該排気細管を介して排出される圧力容器内の圧縮炭酸ガスの一部を冷水槽に噴出して該冷水槽内の前記氷と前記水を撹拌するという手段を用いた。 In order to achieve the above-mentioned object, in the present invention, compressed carbon dioxide gas is introduced through a gas introduction pipe connected to a carbon dioxide gas source such as a carbon dioxide gas cylinder, and carbon dioxide gas is dissolved in cold water by the gas pressure to generate carbonated water. , A pressure vessel capable of pouring the carbonated water out of the vessel by the gas pressure, a cold water tank containing a fixed amount of water from ice and a water source, and a communication connecting the cold water tank and the bottom of the pressure vessel A pipe, and an exhaust thin tube having one end opened in the gas phase portion in the pressure vessel and the other end opened in the cold water in the cold water tank, and the pressure vessel in the pressure vessel discharged through the exhaust thin tube A means of jetting a part of the compressed carbon dioxide gas to a cold water tank and stirring the ice and the water in the cold water tank was used.
本発明において、冷水槽では氷と水によって冷水が生成される。そして、冷水槽で生成された冷水は連通管を通じて圧力容器に供給される。従って、ポンプ等の強制供給手段によらず冷水を圧力容器に自然供給することができる。なお、本発明における連通管は、冷水槽と圧力容器の底部同士を連結することから、最も典型的にはU字状の逆サイフォンによって構成することができる。一方、排気細管は、圧力容器内の気相一部を外部に逃すもので、上述した冷水の供給時には冷水槽と圧力容器の水圧が平衡となり、両者水位が一致するまで圧力容器内の気相一部を排気することを許容するものである。また、この排気細管は、炭酸水生成中や炭酸水注出中における圧縮炭酸ガスの一部を冷水槽の冷水に噴出して氷と水を撹拌するもので、当該撹拌によってより低温の冷水を生成する。また、この撹拌作用によって、冷水槽内における冷水の温度偏差を回避し、温度分布が均一な低温冷水が貯水されることになる。なお、アジテータやポンプを併用すれば、冷水の温度偏差をより確実に回避できることはもちろんである。 In the present invention, cold water is generated by ice and water in the cold water tank. And the cold water produced | generated by the cold water tank is supplied to a pressure vessel through a communicating pipe. Therefore, it is possible to naturally supply cold water to the pressure vessel regardless of forced supply means such as a pump. In addition, since the communicating pipe in this invention connects the bottom parts of a cold water tank and a pressure vessel, it can be comprised by the U-shaped reverse siphon most typically. On the other hand, the exhaust thin tube escapes a part of the gas phase in the pressure vessel to the outside. When supplying the cold water described above, the water pressure in the cold water tank and the pressure vessel is in equilibrium, and the gas phase in the pressure vessel is kept until the water levels coincide. A part is allowed to be exhausted. In addition, this exhaust tubule jets a part of the compressed carbon dioxide gas during carbonated water generation or carbonated water discharge to the cold water in the cold water tank and stirs the ice and water. Generate. In addition, this stirring action avoids a temperature deviation of the cold water in the cold water tank, and low temperature cold water having a uniform temperature distribution is stored. Of course, if an agitator or a pump is used in combination, the temperature deviation of the cold water can be avoided more reliably.
また、圧力容器を冷水槽の冷水に浸漬するように設けることで、装置全体をコンパクトに構成でき、しかも、冷水槽の冷水が冷媒として作用し、圧力容器を冷却してより低温の炭酸水を生成することができる。 Moreover, by providing the pressure vessel so as to be immersed in the cold water in the cold water tank, the entire apparatus can be made compact, and the cold water in the cold water tank acts as a refrigerant, and the pressure vessel is cooled to cooler carbonated water. Can be generated.
圧力容器が冷水槽の内部に設置されるか否かに拘わらず、両者の底部が面一となるように構成することで、連通管による冷水の供給をよりスムーズに行うことができる。 Regardless of whether or not the pressure vessel is installed inside the cold water tank, the cold water can be supplied more smoothly by the communication pipe by configuring the two bottoms to be flush with each other.
また、連通管の管路中に逆止弁を設けることで、圧力容器内の冷水または炭酸水が冷水槽に逆流することを防止することができる。特に、連通管の管路中に逆止弁に代えて電磁弁を設けることで、上述した冷水の逆流のみならず、空気や炭酸ガスの逆流もより確実に防止することができる。 Moreover, by providing a check valve in the pipe line of the communication pipe, it is possible to prevent the cold water or carbonated water in the pressure vessel from flowing back into the cold water tank. In particular, by providing an electromagnetic valve in the pipe line of the communication pipe instead of the check valve, it is possible to more reliably prevent the backflow of air and carbon dioxide gas as well as the above-described backflow of cold water.
さらに、圧力容器内の冷水中に一端が開口する炭酸水生成用のガス導入管と、圧力容器内の気相部分に一端が開口する炭酸水注出用のガス導入管の2本を炭酸ガス源に接続することで、より確実に炭酸水の生成と炭酸水の注出を行うことができる。 Further, carbon dioxide gas is introduced into two pipes, a gas introduction pipe for generating carbonated water having one end opened in cold water in the pressure vessel and a gas introduction pipe for discharging carbonated water having one end opened in the gas phase portion in the pressure vessel. By connecting to a source, carbonated water can be more reliably generated and carbonated water can be poured out.
本発明によれば、冷水槽の冷水を連通管によって圧力容器に自然給水するようにしたので、ポンプ等の強制給水手段を用いることなく、装置の簡素化と小型化を図ることができる。また、圧力容器の気相一部を排気細管によって排気するようにしたので、当該排気を利用して前記自然給水をより確実に行えると共に、氷と水を撹拌して、炭酸飲料に適したより低温の炭酸水(冷水)を生成することができる。さらに、当該排気細管によって圧縮炭酸ガスの一部が排出されるため、特にハイボールや酎ハイといったアルコール炭酸飲料に適した微炭酸の炭酸水を手軽に生成することができる。 According to the present invention, since the cold water in the cold water tank is naturally supplied to the pressure vessel by the communication pipe, the apparatus can be simplified and miniaturized without using forced water supply means such as a pump. In addition, since a part of the gas phase of the pressure vessel is exhausted by the exhaust thin tube, the natural water supply can be more reliably performed using the exhaust gas, and the ice and water can be stirred to lower the temperature suitable for carbonated beverages. Of carbonated water (cold water) can be produced. Furthermore, since a part of the compressed carbon dioxide gas is discharged by the exhaust thin tube, it is possible to easily generate fine carbonated water that is particularly suitable for alcoholic carbonated beverages such as highballs and strawberries.
また、圧力容器を冷水槽に内蔵した構成にあっては、装置全体がよりコンパクトとなり、小店舗や家庭での導入も容易となる。さらに、冷水槽の底部一部に圧力容器の底部を嵌め込むなどして、両者底部を面一とした構成にあっては、冷水槽と圧力容器の高低差が解消され、よりスムーズに連通管を通じて冷水の供給を行うことができる。さらにまた、連通管の管路中に逆止弁や電磁弁を設けることで、圧力容器から冷水槽に向かう冷水等の逆流を防止して、装置の安全性を高まり、且つ、高純度の炭酸水を生成することができる。 Further, in the configuration in which the pressure vessel is built in the cold water tank, the entire apparatus becomes more compact, and introduction into a small store or home becomes easy. In addition, if the bottom of the pressure vessel is fitted to a part of the bottom of the cold water tank so that both the bottoms are flush with each other, the difference in height between the cold water tank and the pressure vessel is eliminated, and the communication pipe is smoother. Through this, cold water can be supplied. Furthermore, by providing a check valve or solenoid valve in the pipe line of the communication pipe, the backflow of cold water or the like from the pressure vessel to the cold water tank is prevented, the safety of the device is increased, and high-purity carbonic acid is added. Water can be generated.
以下、本発明の好ましい実施の形態を添付した図面に従って説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る炭酸水生成装置の全体の回路図を示したものであって、図中、1は冷水槽、2は圧力容器である。冷水槽1は氷と水を同時に収容する所定の容積(例えば、グラス5〜6杯分)を有し、上面開口には埃等の侵入や水の跳ね上がりを防止する開閉蓋1aを備えている。また、この冷水槽1には水道管と適宜継手(いずれも図示せず)を介して接続可能とした給水管3を通じて定量の水が導入される。定量の水を導入する構成としては、給水管3の管路中に電磁弁V1を設けると共に、冷水槽1内に水位センサCを設け、水位センサCが冷水槽1の設定水位を検知したとき電磁弁V1を閉弁させるという手段を採用することができる。ただし、電磁弁V1および水位センサCに代えて、自動水栓を採用するなど、従来公知の定水量手段を採用することができる。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 shows an overall circuit diagram of a carbonated water generating apparatus according to an embodiment of the present invention, in which 1 is a cold water tank and 2 is a pressure vessel. The
なお、開閉蓋1aは、上述のように冷水槽1の内外を衛生的あるいは清潔に保持するものであるから、冷水槽1の内部のメンテナンスを行うとき以外は、冷水槽1を密閉する構造とすることが好ましい。そのため、この実施形態では、図示の通り、給水管3を冷水槽1の槽本体側に設けることで、冷水槽1への水の供給は開閉蓋1aを閉めたまま可能としている。さらに、氷の投入時もできるだけ開閉蓋1aを開けないようにするため、氷専用の投入口として開閉蓋1aあるいは槽本体に開閉可能な小窓(図示せず)を設けることが好ましい。ただし、非密閉型の開閉蓋1aを採用することも本発明から排除するものではない。
In addition, since the opening / closing lid 1a holds the inside and outside of the
一方、圧力容器2は、この実施形態の場合、上面開口の容器本体2aに密閉蓋2bを取り付けてなり、冷水槽1の容積や圧縮炭酸ガスの供給量(圧)等、炭酸水の製造能力にもよるが、本実施形態では、グラス1〜2杯程度の炭酸水が入り、且つ、その上部に気相部分が残る程度の容積とする。
On the other hand, in the case of this embodiment, the
この圧力容器2には、炭酸ボンベ等のガス源(図示せず)から圧縮炭酸ガスを導入するガス導入管4・5および生成した炭酸水を注出する注出管6が設けられている。一方のガス導入管4は一端が圧力容器2に供給される冷水中に開口するように圧力容器2の底部付近まで伸び、圧縮炭酸ガスのガス圧によって冷水に炭酸ガスを溶解させるためのものである。他方のガス導入管5は、一端が圧力容器2の上記気相部分で開口しており、圧縮炭酸ガスのガス圧によって生成した炭酸水の液面を押圧することで、炭酸水を注出管6を通じて外部に注出するためのものである。注出管6には、電磁弁やコックなどで構成される注出バルブV2が設けられており、炭酸水の生成後、使用者が随意に開弁することで、炭酸水の注出を行うものである。
The
なお、本実施形態では、ガス源と圧力容器2とを接続する構成として圧力容器2の内部で長さが異なる2本のガス導入管4・5を採用し、容器2内の冷水中に浸漬する長いほうのガス導入管4を炭酸水生成用、容器2内の気相部分で開口する短いほうのガス導入管5を炭酸水注出用として使い分けるようにしている。これは、炭酸水生成用のガス導入管4の先端を冷水に浸漬させることで、冷水との接触面積を大きくし、短時間に炭酸ガスを冷水に溶解させるためである。
In this embodiment, the gas source and the
ただし、炭酸水生成用のガス導入管4について、炭酸水注出用のガス導入管5と同様、先端を冷水に浸漬させず、気相部分で開口する長さとしても、炭酸ガスを冷水に溶解させることが可能である。特に、圧力容器2における冷水の液面の面積(圧力容器2の横断面積)が十分に大きければ、それだけ冷水と炭酸ガスの接触面積が大きくなるから、本実施形態と同様に短時間で炭酸ガスを溶解させることが可能である。 However, as for the gas introduction pipe 4 for generating carbonated water, as in the case of the gas introduction pipe 5 for discharging carbonated water, even if the tip is not immersed in cold water and has a length that opens at the gas phase portion, the carbon dioxide gas is converted into cold water. It can be dissolved. In particular, if the area of the cold water level in the pressure vessel 2 (the cross-sectional area of the pressure vessel 2) is sufficiently large, the contact area between the cold water and the carbon dioxide gas increases accordingly. Can be dissolved.
従って、炭酸水生成用のガス導入管4そのものを省略し、炭酸水注出用のガス導入管5を炭酸水生成用として兼用させることも可能である。ただし、炭酸ガスの溶解時には高圧(例えば、9キロ前後)のガス圧が要求されるのに対して、炭酸水の注出時はこれよりも低圧にしなければ炭酸水が注出ノズルから噴き出してしまうため、1本のガス導入管を炭酸水生成用と炭酸水注出用とで兼用する場合は、炭酸水生成時と炭酸水注出時とでレギュレター等によって圧力容器2に対する炭酸ガスの供給圧を変更するものとする。また、ガス導入管4・5は必ずしも圧力容器2の上方から導入することはなく、下方から圧力容器2に導入するなど、配管のレイアウトは適宜変更することができる。
Therefore, it is possible to omit the gas introduction pipe 4 itself for generating carbonated water and use the gas introduction pipe 5 for discharging carbonated water also for producing carbonated water. However, when carbon dioxide is dissolved, a high pressure (for example, around 9 kg) is required. On the other hand, when carbonated water is poured out, carbonated water will be ejected from the dispensing nozzle unless the pressure is lower than this. Therefore, when one gas introduction pipe is used for both carbonated water generation and carbonated water extraction, carbon dioxide gas is supplied to the
ここまで本発明の基本的な構成を説明したが、続いて本発明の特徴的構成について説明する。先ず、圧力容器2は冷水槽1の内部に設けられている。つまり、圧力容器2は冷水槽1の冷水に浸漬する構成としている。この構成によって圧力容器2は冷水槽1の冷水を冷媒として冷却され、より低温の炭酸水を生成することができる。
The basic configuration of the present invention has been described so far, and then the characteristic configuration of the present invention will be described. First, the
また、圧力容器2はその底部を冷水槽1の底部に嵌め込むなどして、両者1・2の底部1a・2cが面一(同一面上に位置するとの意味)となるように構成し、且つ、これら底部1a・2c同士をU字状の連通管7で接続している。連通管7は、冷水槽1から圧力容器2に向かう水路を形成するものである。また、連通管7の管路中には電磁弁V3を設けている。この電磁弁V3は、給水管3の電磁弁V1と開閉が逆となるように連繋しており、冷水槽1への給水中、電磁弁V1が開いているときは閉弁し、定量給水が完了して電磁弁V1が閉じると開弁して、圧力容器2への水路を構成する。
Further, the bottom of the
さらに、圧力容器2には一端が気相部分で開口し、他端が冷水槽1の冷水中に開口する排気細管8を設けている。なお、細管とは、圧力容器2内の空気や圧縮炭酸ガスの一部を外部に逃す(排出する)ものの、炭酸水の生成や注出が阻害されない程度の排出量となるように、ガス導入管4・5よりも小径の管という意味である。
Further, the
次に、図2〜5に従って上記構成の炭酸水生成装置の使用方法を説明し、本発明の作用効果を明らかにする。図2は、冷水槽1に氷と定量の水を供給したところを示し、適宜スタートスイッチによって給水管3の電磁弁V1を開弁して冷水槽1に対する給水を開始する一方、水位センサCの検知信号によって電磁弁V1を閉弁して定量給水を完了する。当該給水中、冷水槽1と圧力容器2を繋ぐ連通管7の電磁弁V3は閉じている。
Next, the usage method of the carbonated water generating apparatus having the above-described configuration will be described with reference to FIGS. FIG. 2 shows that ice and a fixed amount of water are supplied to the
そして、定量給水が完了し、給水管3の電磁弁V1が閉弁すれば、図3に示したように、連通管7の電磁弁V3が開弁し、連通管7を通じて冷水槽1から冷水が圧力容器2に供給される。ここで、圧力容器2は、排気細管8によって内部が外気と連通しているため、冷水槽1と圧力容器2の水位が等しくなる平衡状態まで、冷水槽1から冷水が圧力容器2に供給される。
When the quantitative water supply is completed and the electromagnetic valve V1 of the
次に、図4は、圧力容器2への冷水供給完了後の炭酸水生成工程を示したもので、一方のガス導入管4を通じてガス源から所定圧の圧縮炭酸ガスを導入し、そのガス圧によって炭酸ガスを圧力容器2内の冷水に溶解させる。この炭酸水生成用のガス導入管4は圧力容器2内の冷水に浸漬する長さを有し、その浸漬部分に多数のガス穴を形成しているため、炭酸ガスと冷水の接触面積が大きくなり、効率よく炭酸ガスを冷水に溶解させて炭酸水を生成することができる。
Next, FIG. 4 shows a carbonated water generation step after the cold water supply to the
ここで、圧力容器2内の圧縮炭酸ガスの一部は、排気細管8から外部に排出される。しかし、本発明では、この排出ガスを利用して冷水槽1の氷と水を撹拌しており、当該撹拌によって、次回、より低温の冷水を生成することができる。つまり、こうして撹拌された冷水は次回の炭酸水生成に用いるもので、氷と水を冷水槽1に順次補給することで、冷水槽1には常に低温の冷水が貯水されることになる。また、この冷水によって圧力容器2が冷やされるため、生成する炭酸水も低温とすることができる。なお、この炭酸水生成工程では、圧力容器2のガス圧によって内圧が高まるが、連通管7の電磁弁V3を閉弁しているため、圧力容器2から冷水槽1に炭酸水や冷水、炭酸ガス等の逆流は防止される。
Here, a part of the compressed carbon dioxide gas in the
最後に、図5は、生成した炭酸水の注出工程を示したもので、注出バルブV2を開き、他方のガス導入管5を通じてガス源から圧縮炭酸ガスを圧力容器2に導入し、そのガス圧を炭酸水の液面に印加することで、圧力容器2内の炭酸水を外部に押し出すことができる。なお、この炭酸水注出工程においても連通管7の電磁弁V3は閉弁しているため、上述の逆流はない。また、この注出工程でも、導入した炭酸ガスの一部が排気細管8から排出されることもあるが、その排出量は、炭酸水注出時の導入ガス圧が小さいこと、注出管6が排気細管8より十分大径であること等から、炭酸水生成時よりも小さくなる。
Finally, FIG. 5 shows a process of pouring the generated carbonated water. The pouring valve V2 is opened, and compressed carbon dioxide gas is introduced from the gas source into the
このように本発明によれば、連通管7によって冷水槽1から圧力容器2に冷水を自然給水でき、また、炭酸水生成中や炭酸水注出中は一部排出される圧縮炭酸ガスによる撹拌作用によって次回炭酸水の生成源となる冷水を低温状態で生成できる。しかも、圧力容器2を冷水槽1に内蔵したため、冷水槽1の冷水によって圧力容器2が低温保持され、冷えた炭酸水を生成することができると共に、装置全体のコンパクト化にも寄与する。
As described above, according to the present invention, cold water can be naturally supplied from the
ただし、次に列挙するように、本発明は上述した実施形態の構成に限定されず、先ず、連通管7や排気細管8の配管態様を若干変更するだけで、圧力容器2を冷水槽1の外部に設けることも可能であり、両者1・2のレイアウトは本実施形態に限定されない。また、サイフォン現象によって冷水槽1から圧力容器2へ冷水を供給することができれば、冷水槽1と圧力容器2の底部に高低差が生じるようにレイアウトすることも可能である。さらに、製品体裁を良好とするために、別途ハウジング内に本装置を収容することももちろん可能であり、図面は本発明の装置を概念的に示したに過ぎない。
However, as will be enumerated below, the present invention is not limited to the configuration of the embodiment described above. First, the
他方、冷水槽1において水と氷を撹拌するために、モータによりインペラを回転させるアジテータや水流ポンプを併用することも可能である。また、こうした強制撹拌手段を併用する場合は、当該手段によって冷水槽1における氷と水の撹拌作用が得られるため、排気細管8から炭酸ガス一部を排出しなくてもよい。そのための構成は、排気細管8の中途に開閉弁を設けておき、ガス導入管4からのガス導入時、即ち炭酸水生成時には当該開閉弁を閉じるようにすることで実現される。そして、このように排気細管8の導通を開閉弁によって遮断することで、炭酸水生成時には圧力容器2は完全に密封された状態となり、より短時間に炭酸ガスを冷水に溶解させることができるようになる。
On the other hand, in order to stir water and ice in the
その他、冷水槽1から圧力容器2に対して定量の水を供給するために、圧力容器2内の適宜箇所に水位センサを設け、該センサの検知信号によって連通管7の管路中の電磁弁V3を開閉制御することも可能である。なお、この場合の水位センサと電磁弁の組み合わせは、圧力容器内に設けられるフロートの浮動によって開閉するフロート式定水位弁に代えることも可能である。
In addition, in order to supply a fixed amount of water from the
さらにまた、炭酸水の製造能力を高めるために、図6に示したように、冷水槽1に対してガス源および注出管6を共用する状態で圧力容器2・2’を2機並列に設け、それぞれの底部を連通管10で接続すると共に、冷水槽1との供給分岐部に冷水槽1から圧力容器2・2’への水路を切替可能な分水栓11を設け、冷水槽1から各圧力容器2・2’への冷水の供給を交代に行うように構成することも可能である。
Furthermore, in order to increase the production capacity of carbonated water, as shown in FIG. 6, two
1 冷水槽
2 圧力容器
3 給水管
4 ガス導入管(炭酸水生成用)
5 ガス導入管(炭酸水注出用)
6 注出管
7 連通管
8 排気細管
1
5 Gas introduction pipe (for carbonated water extraction)
6
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