JP2011504994A - 内部流量調節バッフルを有する液体貯蔵槽及び方法 - Google Patents

Abstract

液体貯蔵槽アセンブリは、バッフル部材及び槽アセンブリを含む。このバッフル部材は、概してヘリカル又はらせん形状の部分を含む。このバッフル部材は、槽アセンブリの入口開口部と出口開口部との間にらせん状の流れ道を画定する。このバッフル部材が槽の中に位置づけられ、この槽アセンブリが第１の液体の容積を保持すると、槽アセンブリへの入口での第２の液体の供給量の流入が、実質的に全ての第１の液体が分配される前に第１の液体と第２の液体とを実質的に混合させることなく、第１の液体をこのらせん状の流れ道に沿って槽アセンブリ出口から押し出す。

Description

本開示は、広くは液体貯蔵装置に関するものであり、より具体的には流量調節機能を有する冷蔵水リザーバアセンブリに関する。

商業用及び消費者向け冷蔵庫での水の貯蔵及び水のろ過は、より一般的になってきた。多くの消費者は、ろ過された冷水を冷蔵庫から分配するオプションを有することを好む。冷蔵庫内に貯蔵された水容量を冷やすために、冷蔵庫によって画定された冷蔵空間が使用される。貯蔵された水容量は、水フィルタの上流又は下流に配置することが可能である。液体貯蔵槽内に貯蔵された水容量を、冷蔵空間内に位置付けることができる。

冷水の量を最大限にし、且つこの貯蔵槽が冷蔵庫の空間内で占める体積を最小限にするための改善された液体貯蔵槽の構成が必要とされる。水圧降下に悪影響を与えずにこれらの改善を実現することが望ましい。

本開示の一観点は、ある最高の圧力条件までの可変の供給管圧力条件下で動作可能であり、且つ、液体貯蔵槽への第２の液体の供給量の流入と同時に前記液体貯蔵槽内の第１の液体の容積の分配を最大限にする、液体貯蔵槽アセンブリに関する。一実施例の液体貯蔵槽アセンブリは、バッフル部材及び槽アセンブリを含む。このバッフル部材は、槽の入口開口部と出口開口部の間にらせん状の流れ道を画定する、概してヘリカル又はらせん形状の部分を有する。このバッフル部材が槽アセンブリの中の所定の位置に置かれ、この槽アセンブリが第１の液体の容積を保持すると、槽アセンブリへの入口での第２の液体の供給量の流入が、第１の液体と第２の液体を実質的に混合させることなく第１の液体をこのらせん状の流れ道に沿って槽アセンブリ出口から押し出す。

液体貯蔵槽のアセンブリ、製造、水分配、及び内部の液体流量調節に関する方法も、本開示の追加的観点の一部である。

上の要約は、個々に開示される本発明の観点のそれぞれの開示される実施形態又は全ての実施を説明することを意図するものではない。下の詳細な説明の図面は、本発明のある観点がどのように実行されるかを例とする特徴を、より具体的に説明する。一部の実施形態が図示及び説明されるが、この開示がそのような実施形態又は構成に限定されないことを理解されたい。

本開示の原則による、実施例の液体貯蔵槽アセンブリの概略的斜視図。 図１に図示した実施例の液体貯蔵槽アセンブリの概略的分解斜視図。 図１に図示した実施例の液体貯蔵槽アセンブリの概略的断面斜視図。 図１に図示した実施例の液体貯蔵槽アセンブリであり、バッフルアセンブリのヘリカル部材のピッチ角を図示する。 図１に図示した実施例の液体貯蔵槽アセンブリの概略的斜視図であり、液体貯蔵槽アセンブリを通る液体の流れの例を図示するために槽アセンブリの部分を透かして図示する。 この液体貯蔵槽アセンブリの同じ末端に画定された、入口及び出口を有する液体貯蔵槽アセンブリの別の実施例の概略的断面斜視図。 本開示の原則による、別の実施例の液体貯蔵槽アセンブリの概略的斜視図。 図６に図示した実施例の液体貯蔵槽アセンブリの概略的断面斜視図。 液体貯蔵槽アセンブリを通る並行な液体の流れ道の例を図示するために槽アセンブリの部分を透かして図示する図６に図示された、実施例の液体貯蔵槽アセンブリの概略的斜視図。 液体貯蔵槽アセンブリを通る液体の直列の流れ道の例を図示するために槽アセンブリの部分を透かして図示された、図６に図示した実施例の液体貯蔵槽アセンブリの概略的斜視図。 図６に図示した貯蔵槽アセンブリと共に使用するための別の実施例のバッフルアセンブリの概略的斜視図であり、このバッフルアセンブリのヘリカル部材は、可変ピッチ角を含む。 ヘリカル部材の最大ピッチ角を図示する、図１０に図示したバッフルアセンブリの概略的側面図。 図１０のバッフルアセンブリの概略的平面図。

図面を参照して様々な実施形態について説明するが、いくつかの図面で同じ参照番号は、アセンブリの同様な部品を表す。様々な実施形態の参照が、本明細書に添付の請求項の範囲を限定することはない。加えて、本明細書に記載されたいかなる実施例も、限定することを意図するものではなく、添付の請求項の多くの可能な実施形態のいくつかを示すものにすぎない。

下の説明は、本発明を実施することが可能な好適な環境の、端的かつ一般的な説明を提供することを意図する。本発明は、要件ではないが例えば消費者向け冷蔵庫に使用される水貯蔵槽である水貯蔵槽アセンブリの一般的なコンテクストにおいて説明される。いくつかの実施例の液体貯蔵槽アセンブリの構造、作製及び使用、並びに方法を以下に説明する。

本明細書に開示される実施例は、本明細書で強調されている冷蔵庫用途のほかの多くの液体貯蔵用途にも広く適用される。液体貯蔵槽の内部流量調整機能は、冷蔵庫環境の他でも多様な環境で多くの用途を有する。そのような代替的用途及び代替的な環境が可能であるが、本明細書で添付の図面を参照して説明する実施形態による利益を特に受けるのは、水の貯蔵、及び消費者向け冷蔵庫からの水分配の用途であるので、この特定の用途が強調される。

消費者向け冷蔵庫において、水貯蔵槽がある場合、冷蔵庫によって画定される冷蔵空間の中の水貯蔵槽によって使用される部分が、消費者の食品のために本来利用可能な冷蔵空間を低減する。水貯蔵槽の一つの目的は、消費者の飲み水としてすぐに利用可能な冷水容量を保持することである。望ましい冷水容量の一例は、一家族の所与の食事での飲み水として十分な量である。この量を超える冷蔵庫内の冷水容量は、冷蔵庫の冷蔵空間における食品貯蔵容積を不必要に減らす場合がある。したがって、槽によって画定される空間の総容積と、槽内に収められる水の容積との比率は、冷蔵空間における容積効率を表す測定値である。

冷蔵庫内の冷水の貯蔵に関して、また別に考慮されるのは、冷水を分配可能な速度である。分配の速度は、利用可能な水圧を含む多くの変数による影響を受ける。水の供給管から冷蔵庫を通り冷水が分配されるポイントまでの間に最小限の水圧低下を提供する水貯蔵槽が有利である。場合によっては、水貯蔵槽への水供給管は、比較的高い圧力で水を提供する。水供給管の水圧は、場所（例えば家、建物、又は地域）によって異なる場合がある。その結果、比較的一定の圧力範囲の水圧を提供するために、必要に応じて、水調節弁（例えば圧力制限弁）が、冷蔵空間にあるフィルタと水貯蔵槽の供給管上流に配置される。米国特許第３，８３４，１７８号（ピンク）は、水調節弁及び水貯蔵槽の例を開示している。水調節弁を取り除くと、水貯蔵槽は供給管の水圧条件に曝される。

冷蔵庫内の冷水の貯蔵に関して、また別に考慮されるのは、分配される所与の水容積の既定の最低水温を維持することである。

以下に説明する実施例の水貯蔵槽アセンブリでのらせん状又はヘリカル形状のバッフルの使用は、消費者向け冷蔵庫の水貯蔵に関する上述したこれらの考慮点の少なくとも一部に対処するものである。例えば、開示される水貯蔵槽アセンブリは、低圧力条件から比較的高い水圧条件までの多様な水供給圧条件下で機能するように適応される。更に、これらの水貯蔵槽アセンブリのサイズは、冷水対貯蔵槽の容積比率を最適化することによって、冷蔵庫の冷蔵空間における食品貯蔵空間に与える影響を最小限にする。更にまた、これらの実施例の水貯蔵アセンブリのらせん形状バッフルは、「ファースト・イン、ファースト・アウト（最初に入ったものが最初に出て行く）」による貯蔵槽からの冷水の流れをもたらし、実質的に全ての冷水を水貯蔵槽から分配することを可能にする一方、この分配される水の望ましい最低水温を維持する。

図１〜５の実施例の液体貯蔵槽アセンブリ
実施例の液体貯蔵槽アセンブリ１０を図示し、図１〜５を参照して説明する。液体貯蔵槽アセンブリ１０は、槽アセンブリ１２及びバッフルアセンブリ１４を含む。槽アセンブリ１２は、本体１６と、第１及び第２の末端キャップ１８、２０とを含む。末端キャップ１８、２０はまた、槽アセンブリ１２の第１及び第２の末端部と呼ばれる場合がある。本体１６は、第１及び第２の開かれた末端２２、２４と、本体１６内に画定された内容積２６と、外側周辺面２８と、内面３０とを含む。本体１６は、その長さに沿って円筒形を有する。図示された本体１６は、概して円形の断面を有する。本体１６の断面は、その長さに沿って一定に維持される。他の構成において、本体１６は、例えば楕円形又は任意の望ましい多角形（例えば六角形、五角形、八角形）のような異なる断面の形状を有することができる。更に、外側周辺面２８は、本体１６の内面と異なる断面の形状を有することができる。一実施例において（図示せず）、外側周辺面２８が多角形（例えば八角形）を有する一方、内面３０は円形を維持する。

第１の末端キャップ１８は、第１の液体開口３２と、開口３４を貫通する第１のパスとを含む。第２の末端キャップ２０は、第２の液体開口３６と、開口３８を貫通する第２のパスとを有する。図１〜４に図示される第１及び第２の末端キャップ１８、２０は、概して円筒構造を有する類似の構造である。末端キャップ１８、２０の内面３７（図２を参照）は、本体１６の外側周辺面２８と噛み合うサイズに作られる。キャップ１８、２０はそれぞれ、端壁３３を含む（図２を参照）。図示された端壁３３は、キャップ１８、２０の内側面及び外側面にほぼ平らな面を有する。他の実施例では、端壁３３は、例えば内空の半球形のような凹凸のある形状のような非平面形を含むことができる。

第１及び第２の末端キャップ１８、２０は、例えば本体１６の内容積２６内にバッフルアセンブリ１４を配置した後に本体１６に固定される分離した部品として構築することができる。いくつかの実施例では、末端キャップ１８、２０の少なくとも一方は、例えば鋳造、射出成形、又は共成形を用いて、本体１６と一体に形成することができる。

内容積２６の容積は、槽アセンブリ１２の全長Ｌ及び外側寸法Ｄに部分的に依存する。（図４を参照）。槽アセンブリの側壁の厚さは、比較的薄く、内容積の計算に与える影響は比較的少ないと期待される。一実施例では、内容積がバッフルアセンブリ１４によって占められることを考慮すると、約０．９８〜１．３１Ｌ（約６０〜８０立方インチ）の内容積を画定するために、長さＬは約３６〜４１ｃｍ（約１４〜１６インチ）であり、外側寸法Ｄは約５．１〜７．６ｃｍ（約２〜３インチ）である。長さＬ及び寸法Ｄは、広範な容積の槽アセンブリ１２を提供するために、大きく変化することができる。更に、図１〜４を参照して図示したようなほぼ円筒形のほかにも追加的な形状が可能である。例えば、槽アセンブリ１２のために、球形、半球形、円錐形、及び他の形状が全て可能である。これらの構造物のいずれもが、液体貯蔵槽アセンブリ内に望ましい液体の流れをもたらす実質的に円形の断面を有するらせん形状のバッフルを受容するために構成され得る。更にもう一つの実施例の構造物は、槽の１つ以上の線形部分に挿入されたらせん状バッフルを含むハイブリッドＳ字槽である。

バッフルアセンブリ１４は、シャフト４０とヘリカル部材４２とを含む。シャフト４０は、第１及び第２の開かれた末端４４、４６と、内容積４８と、外側周辺面５０とを含む。シャフト４０は、第１及び第２の開かれた末端４４、４６の間を、内容積４８を通って液体が流れるのを許すように構築される。第１及び第２の開かれた末端４４、４６は、それぞれ、第１及び第２の末端キャップ１８、２０の開口３４、３８を貫通する第１及び第２のパスと整合される。図３を参照して示されるように、シャフト４０の内容積４８は、ヘリカル部材４２を係合せずに液体が貯蔵槽アセンブリ１０を通過するためのチャネルを通るパスを提供することができる。末端キャップ１８、２０は、シャフト４０の内容積４８の代替的使用を提供するために修正され得る（例として図５を参照）。

ヘリカル部材４２は、第１及び第２の対向する流れ面５２、５４と、外側本体係合面５６とを含む。ヘリカル部材４２は、シャフト４０の外側周辺面５０上に配置される。図１〜４を参照して示される構成において、ヘリカル部材４２は、シャフト４０と一体に形成される。しかし、他の構成は、別の組立工程において一つに合体されるように別々に形成されるシャフト４０とヘリカル部材４２を提供することができる。一実施例において、別個に形成されたヘリカル部材４２を、例えば接着剤、音波溶接、熱接合、又は他の取り付け方法によってシャフト４０に固定することができる。

ヘリカル部材４２は、ヘリカル部材４２の外側本体係合面に沿って本体１６の内面３０に固定することができる。一実施例では、外側本体係合面５６は、接着剤を用いて内面３０に固定される。別の実施例では、表面５６、３０は、スピン溶接又は熱接合によって一つに合体される。一部の実施例では、表面５６、３０は、表面５６の少なくとも一部に沿って互いに離間される。他の方法及び構造を、槽アセンブリ１２に対してヘリカル部材４２を保持するために使用できる。

ヘリカル部材４２は、シャフト４０の周囲３６０°に延びる複数の全回転部分６０によって構成される。複数の回転部分６０の端と端とを続けて配置することによって、連続ヘリカル部品を形成することができる。図１〜４を参照して示すヘリカル部材４２は、約１２個の全回転部分６０を含む。ヘリカル部材４２は、シャフト４０に垂直に延びる軸Ｄに対するピッチ角αを有する（図３Ａを参照）。図２〜５の実施例で示されるこのピッチ角αは、ヘリカル部材４２のそれぞれのらせんで、シャフト４０に沿って一定である。ピッチ角αは、通常、約１０°〜約６０°であり、包括的に、より好ましくは、約１５°〜約４０°である。図１〜５の実施例において、角度α１は約２０°である。通常、槽の長さが減少するにつれて、容積効率を維持するために必要ならせんの数は増加し、ピッチ角αは減少する。

第１及び第２の流れ面５２、５４は、それぞれ、軸Ｄに対して角度β１、β２で構成され得る（図３Ａを参照）。角度β１、β２は、通常、シャフト４０の円周のそれぞれの径方向の位置で一定である。

液体貯蔵槽アセンブリ１０は、図４に図示されるように、らせん形液体流れ道Ａを画定する。図４では、流れ道Ａを図示するために本体１６の一部を透明で図示する。流れ道Ａは、本体１６の内面３０と、第１及び第２の末端キャップ１８、２０と、ヘリカル部材４２の第１及び第２の対向する流れ面５２、５４と、シャフト４０の外側周辺面５０とによって画定される。第１及び第２の末端キャップ１８、２０の第１及び第２の液体開口３２、３６の一方を介して本体１６の内容積２６に入る液体は、本体１６の反対の端への流れ道Ａに沿って移動する「先頭」を作り出す。内容積２６が第１の液体容積（例えば、冷蔵されて冷水になり得る水容積）で充填されたとき、第１の液体開口３２への第２の液体の流入量（例えば、冷やされていない水の容積）が先頭を作り出し、既存の第１の液体の容積を液体流れ道Ａに沿って、第２の液体開口３６の外に押し出すように働く。この様な液体の流れを、「ファースト・イン、ファースト・アウト」現象と言い表すことができ、この現象で、第２の液体開口３６から第２の液体（例えば冷やされていない水）が出て行く前に、実質的に全ての既存の第１の液体（例えば冷水）が第２の液体開口３６から出て行く。

流れ道Ａに沿って流れる第２の液体のこの「先頭」が、いかに効果的に第１の液体と第２の液体の混合を最小限にするかに影響を与え得るいくつかの変数がある。冷蔵庫の水貯蔵槽の用途において、貯蔵槽から冷水を分配する間に第１と第２の液体を分離させておくことは、第２の液体（冷やされていない水）が貯蔵槽に流入される連続分配周期の間、第１の液体（冷水）がすべて分配されるまで、この分配される水の望ましい冷温を維持するのを助けることができる。

第２の液体の「先頭」での第１と第２の液体の混合に影響する変数のいくつかの例としては、液体の粘度、密度及び速度、並びに「先頭」の断面の形状とサイズ、並びに槽アセンブリの入口及び出口の圧力条件が挙げられる。これらの変数の少なくともいくつかは、液体のレイノルズ数に影響を与え得る。レイノルズ数は、流れ道Ａに沿った流れの形（すなわち層流か乱流か）を表す。流れ道Ａに沿った流れが層流勾配かどうかは、第１と第２の液体が「先頭」でどの程度混合されるかに影響を与え得る。これらの変数の少なくともいくつかを修正することによって、上述の望ましい「ファースト・イン、ファースト・アウト」現象を最適化することができる。

液体貯蔵槽アセンブリ１０に保持される液体に関しての用語「冷、又は冷やされた（chilled）」は、アセンブリ１０に保持される「冷やされていない（unchilled）」液体の温度未満の温度を有することとして定義され得る。一実施例では、冷やされた液体は、液体貯蔵槽アセンブリ１０が備わっている冷蔵環境の温度と実質的に同じ温度を有する。一般的な冷蔵環境の温度のいくつかの例は、１５℃未満、例えば約５℃〜１５℃の範囲であり、より好ましくは約５℃〜１０℃の範囲である。一実施例において、冷やされていない液体は、一般的な水道水の温度（例えば約１５℃〜２０℃）から室温（例えば約２０℃〜２３℃）の範囲の温度を有する。

液体貯蔵槽アセンブリ１０内のらせん又はヘリカル形状バッフルアセンブリ１４の使用はまた、他のいくつかの水貯蔵槽アセンブリの設計より高い容積効率をもたらすことができる。容積効率は、貯蔵槽の液体容積容量に対する、（例えば冷蔵庫内の）貯蔵槽アセンブリの総占有容積の比率である。液体貯蔵槽アセンブリ１０内のらせん又はヘリカル形状バッフルアセンブリ１４の使用はまた、他の一部の水貯蔵槽アセンブリの設計より高い容積効率パーセントをもたらすことができる。容積効率パーセントは、貯蔵槽の流体容積容量を、（例えば冷蔵庫内の）貯蔵槽アセンブリの総占有容積で割って、１００を掛けたものである。らせん又はヘリカル形状バッフルアセンブリ（例えば液体貯蔵槽アセンブリ１０内のバッフルアセンブリ１４）を使用するときにもたらされる改善された容積効率パーセントを例示する目的のために、いくつかの液体貯蔵槽構造物の容積効率パーセントは次のように比較される。

比較例Ｃ１−コイル槽（ニューヨーク州ニューヨーク市所在のハイアーアメリカントレーディング、ＬＬＣ（Haier American Trading, LLC）より入手可能）

比較例Ｃ２−Ｓ字槽（ミシガン州ベントンハーバー市所在のメイタグ社（Maytag Corp.）より入手可能）

実施例１−らせん形バッフル槽（図１０を参照）

これら３つの実施例の比較は、らせん形バッフル槽の容積効率パーセントが、コイル槽の容積効率パーセントの約２倍、Ｓ字槽の容積効率の約３倍の効率であることを例示する。

液体貯蔵槽アセンブリ１０の構造はまた、液体貯蔵槽アセンブリ１０に貯蔵された水の容積に対する、入口と出口との間（例えば第１と第２の液体開口３２、３６）の圧力降下の制限をもたらすことができる。圧力降下を最小限にすることは、使用者への液体の分配を改善された速度でもたらす。

次に図５を参照すると、代替末端キャップ構造物２２０が図示されている。この末端キャップ２２０は、シャフト４０の内容積４８と、ヘリカル部材４２に沿った液体のらせん状の流れ道Ａとの間に液体の流れ道を提供する。図５は、シャフト４０の内容積４８内に画定された流れ道Ｂに沿った液体の流れを図示する。末端キャップ２２０は、流れＢがらせん状の流れ道Ａに入るように構築される。液体は、第１の末端キャップ１８の第１の液体開口３２から出るまで、らせん状の流れ道Ａに沿って移動する。図５に図示される液体貯蔵槽アセンブリは、液体貯蔵槽アセンブリ１０の同じ末端部分（すなわち末端キャップ１８）の所定の位置に入口（開口３４を貫通する第１のパス）及び出口（第１の液体開口３２）を置くことを許す。あるいは、第１の液体開口３２を入口として使用し、開口３４を貫通する第１のパスを図５に図示された液体貯蔵槽アセンブリ１０の出口として使用することができる。

図６〜８の実施例の液体貯蔵槽アセンブリ
次に、図６〜８を参照して、別の実施例の液体貯蔵槽アセンブリ１００を図示し、説明する。液体貯蔵槽アセンブリ１００は、内部の所定の位置に置かれたバッフルアセンブリ１１４をそれぞれが含む第１及び第２の槽アセンブリ１１２、１１３を含む。槽アセンブリ１１２、１１３は、同一の構造物を有する対として図示されている。他の構成において、（図１〜５を参照して説明した槽アセンブリ１０のような）単一槽アセンブリ又は少なくとも３つの槽アセンブリを、所与の液体貯蔵槽アセンブリに含めることができる。槽アセンブリ１１２の特徴は、以下の説明の目的のために図中にラベルを付けられている。

槽アセンブリ１１２は、第１の開かれた末端１２２を有する本体１１６と、そこに画定された内容積１２６と、外側周辺面１２８と、内面１３０とを含む（図７及び８を参照）。槽アセンブリ１１２はまた、第１及び第２の末端キャップ１１８、１２０を含む。第１の末端キャップ１１８は、分離した部品として構築され、内容積１２６内の所定の位置にバッフルアセンブリ１１４が置かれた後に、別工程にて本体１１６に取り付けられる。第１の末端キャップ１１８は、第１の液体開口１３２を画定する。

第２の末端キャップ１２０は、本体１１６と一体に構築される。第２の末端キャップ１２０は、第２の液体開口１３６を画定する。第１及び第２の末端キャップ１１８、１２０は、それぞれ、ほぼ半球形を画定する。槽アセンブリ１１２全体は、一般的な圧力容器のような形状であり、半球形の末端を有する細長い円筒である。槽アセンブリ１１２は、使用される所与の材料及びこの材料の厚さに対する実質的な内部の圧力に耐えるように構築される。

バッフルアセンブリ１１４は、シャフト１４０とヘリカル部材１４２とを含む。シャフト１４０は、第１及び第２の末端１４４、１４６と、ヘリカル部材１４２が取り付けられる外側周辺面１５０とを含む。ヘリカル部材１４２は、第１及び第２の流れ面１５２、１５４と、外側本体係合面１５６とを含む。

内容積１２６内のバッフルアセンブリ１１４の軸位置は、例えば、ヘリカル部材１４２と、本体１１６の内面１３０との間の締まりばめ適合又は接続によって維持することができる。一実施例では、外側本体係合面１５６は内面１３０にスパン接合される。別の実施例では、接着剤、熱接合、又は他の構造若しくは接続方法を用いて、槽アセンブリ１１２に対してバッフルアセンブリ１１４の位置と配向を固定する。バッフルアセンブリ１１４はまた、シャフト１４０と本体の機構との間の接続又は係合を介して本体１１６に固定してもよい。

バッフルアセンブリ１１４は、本体１１６の内容積１２６内のらせん状液体流れ道Ａを画定する。図８は、第２の液体開口１３６から第１の液体開口１３２への方向に向かう、第１の貯蔵槽アセンブリ１１２を貫通するらせん状液体流れ道Ａを図示する。図８は、更に、第２の貯蔵槽アセンブリ１１３を貫通する並行の道に向かう流れ道Ａも図示する。あるいは、液体流れ道Ａは、図９の貯蔵槽アセンブリ１２に図示されるように、第１の液体開口１３２と第２の液体開口１３６との間で、貯蔵槽アセンブリ１１２、１１３のいずれかを貫通する反対方向に向けられてもよい。第１及び第２の末端キャップ１１８、１２０は、第１及び第１の液体開口１３２、１３６にそれぞれ隣接するチャンバ１７０、１７２（図７を参照）、及びバッフルアセンブリ１１４によって画定される流体の流れ道Ａを画定する。これらのチャンバは、上の図１〜５を参照して説明した液体貯蔵槽アセンブリ１０では実質的に排除されている。一部の構成においては、バッフルアセンブリ１１４は、チャンバ１７０、１７２に延びて、液体流れ道Ａを液体開口１３２、１３６に近づけることができる。

図９は、直列の液体貯蔵槽アセンブリ１１２、１１３の配列を図示し、液体は第１の貯蔵槽アセンブリ１１２を貫通する第１の方向に流れてから、反体方向への流れが生じる第２の貯蔵槽アセンブリ１１３へと流れ込む。図６〜９には２つの液体貯蔵槽アセンブリが図示されているが、並列の流体の流れ、直列の流体の流れ、又は並列と直列の流体の流れの組み合わせを有する３つ又はそれ以上の液体貯蔵槽アセンブリを含む他の配列も可能である。

比較的長い、小さい直径の液体貯蔵槽アセンブリの使用は、冷蔵貯蔵環境において特定の利点を提供することができる。例えば、長い、小さい直径の貯蔵槽構成によってもたらされる、凹凸の低い外形は、冷蔵される中空の側壁、底壁、又は上壁の中又はそれに接して置かれることができるので、使用者にとっての妨害を最低限にすることができる。更に、比較的小さい直径の構造物は、貯蔵された液体の温度を低下する目的のために、貯蔵された液体への表面積の暴露を、より大きい直径の一部の構造物と比較して改善することができる。

図１０〜１２は、別の実施例のバッフルアセンブリ２１４を図示する。バッフルアセンブリ２１４は、ヘリカル部材２４２及びシャフト２４０を含む。ヘリカル部材２４２は、第１及び第２の流れ面２５２、２５４を含む。ヘリカル部材２１４は、複数のらせん部材２１５画定し、それぞれのらせん部材は、シャフト２４０の周囲を３６０°完全に一回転して延びる（図１２を参照）。ヘリカル部材２４２のそれぞれのらせん部材２１５は、バッフルシャフト２４０の周囲で変化するピッチ角を有する。すなわち、それぞれのらせん部材２１５は、少なくとも２つの異なるピッチ角を含む。図１０〜１２の実施例において、それぞれのらせん部材２１５は、同じピッチ角を有する同じ構成を有する。他の配列では、少なくともいくつかのらせん部材を、異なるピッチ角を有する、又はシャフト２４０の周囲に異なる配向で配置される類似したピッチ角を有する、異なる構成にすることができる。

らせん部材２１５のピッチ角は、シャフト２４０の軸Ｅに実質的に平行なピッチ角から、シャフトに垂直な軸Ｄに実質的に平行なピッチ角まで、変化することができる。図１０〜１２に図示するらせん部材２１５は、平面であり垂直軸Ｄに平行に配置される第１の部分２６０と、垂直軸Ｄに対して角度をつけて配置される第２の部分２６２とを含む。第１の部分２６０はシャフト２４０の周囲に放射角Ｘ（図１２で約１８０°として図示）で延び、第２の部分２６２はシャフト２４０の周囲に放射角Ｙ（これも図１２で約１８０°として図示）で延びる。第１の部分２６０のピッチ角は０°に画定される。第２の部分２６２のピッチ角λは０°より大きい。したがって、らせん部材２１５は、少なくとも２つの異なるピッチ角を含み、これは所与のらせん部材の可変ピッチ角としても定義され得る。第１及び第２の部分２６０、２６２のそれぞれのピッチ角λは可変であるが、好ましくは互いに同等でなく、放射角Ｘ、Ｙの周囲で一定である。更に、それぞれのらせん部材２１５は、それぞれが異なるピッチ角λを含む２つ以上の部分を含むことができる。

第２の部分２６２は、放射角Ｙの周囲に少なくとも２つの異なるピッチ角λを含む。第２の部分２６２のピッチ角λは、約０°〜約４５°の範囲で図示される。他の実施例では、第１又は第２の部分２６０、２６２のいずれかのピッチ角λは、０°〜９０°の範囲、包括的により好ましくは、約０°〜６０°の範囲で変化することができる。通常、槽の長さが減少するにつれて、容積効率を維持するために必要ならせんの数は増加し、平均可変ピッチ角は減少する。

本明細書で説明された液体貯蔵槽アセンブリは、特定の望ましい流れを結果として達成するために、バッフルアセンブリの長さにわたって一定ピッチ角のヘリカル部材、バッフルアセンブリの長さにわたって可変ピッチ角のヘリカル部材、可変ピッチ角のヘリカル部材のらせん部材、又はこれらの組み合わせを含有することができる。

本明細書で説明された実施例の液体貯蔵槽アセンブリ１０、１００は、望まれる物性又は望まれる性能特性に依存して多様な材料で構築され得る。例えば、本体１６、１１６は、内容積２６、１２６に保持された液体容積に熱伝導の改善をもたらす金属材料（例えば、鉄又は非鉄（真鍮、青銅、アルミニウム））を含むことができる。あるいは、本体１６、１１６は、製造を改善して費用を削減することができるポリマー材料を含むことができる。ポリマー材料のいくつかの例としては、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリエチレン、及びポリカーボネートが挙げられる。

槽アセンブリ１２、１１２及びバッフルアセンブリ１４、１１４の全て又は部分にポリマー材料を使用することは、液体貯蔵槽アセンブリ１０、１００の多様な製造上の可能性を提供することができる。例えば、高分子材料を使用し、液体貯蔵槽アセンブリ１０を、分離した半分（例えば、図３に図示される長手方向の軸を貫通して延びる平面に沿って取られる半分）として成形することができる。そのような半分２つを、例えば接着剤又は溶剤を使用して一つに合体して、完成した液体貯蔵槽アセンブリ１０、１００を提供することができる。槽アセンブリ及びバッフルアセンブリの任意の個々の部分を、類似した技術を使用して構築することができる。

液体貯蔵槽アセンブリ１０、１００は、それらが使用される用途に一般的な圧力に耐えるように適応される。一実施形態の冷蔵水貯蔵槽の用途においては、代表的な液体供給圧は約６９〜約１０３４ｋＰａ（約１０〜約１５０ｐｓｉ）の範囲であり、他の実施形態においては、約１０３〜約８２７ｋＰａ（約１５〜約１２０ｐｓｉ）の範囲である。他の用途においては、圧力条件が実質的に低い又は実質的に高い場合がある。液体貯蔵槽アセンブリは、圧力による破壊の可能性を最小限にする安全因子をもたらすために、期待される圧力条件（例えば少なくとも２７５８ｋＰａ（４００ｐｓｉ）より何倍も大きい圧力に耐えるように構築することができる。

結論
本開示の一観点は、冷蔵環境における使用のために適応される液体貯蔵槽アセンブリに関する。このアセンブリは、槽アセンブリ及びバッフル部材を含む。槽アセンブリは、入口及び出口を含み、密閉された内容積を画定する。バッフル部材は、密閉された内容積の中に配置される。バッフル部材は、密閉された内容積にヘリカル状の道を画定するヘリカル構造物を有する。入口に入る液体の流れは、バッフル部材によってヘリカル状の道に沿って出口に向けて方向づけられる。

本開示の別の観点は、水貯蔵アセンブリを製造する方法に関する。この水貯蔵アセンブリは、冷蔵庫のような冷蔵環境における使用のために適応される。この水貯蔵アセンブリは、槽アセンブリ及びバッフル部材を含む。槽アセンブリは入口及び出口を含み、バッフル部材はヘリカル構造物を有する。この方法は、槽アセンブリによって画定される内容積の中にバッフル部材を挿入する工程と、その内容積の中にバッフル部材を密閉するために槽アセンブリを封着して閉じる工程と、を含む。

本開示の更なる観点は、水貯蔵アセンブリを用いて、冷蔵水を分配する方法に関する。この水貯蔵アセンブリは、槽アセンブリ及びバッフル部材を含む。槽アセンブリは、出口及び入口を有し、内容積を画定する。バッフル部材は、ヘリカル形状部分を含み、槽アセンブリの内容積の中に配置され、ヘリカル形状の流れ道を画定する。この方法は、冷水の容積を槽アセンブリの内容積に貯蔵する工程と、冷やされていない水の容積を入口を介してこの内容積に前進させる工程と、を含む。冷やされていない水の容積はヘリカル状の道に沿って前進し、ヘリカル状の道に沿ったこの冷やされていない水の容積の前進が、ヘリカル状の道に沿って冷水の容積を出口から押し出す。

本明細書に記述された実施例は、液体貯蔵槽並びに液体の貯蔵及び分配に焦点を当ててきた。任意の流体（例えば気体、液体、又は液体／気体混合物）又は流体と固体との混合物を用いたこれらの実施例の使用は、類似した利益及び機能性をもたらすであろうと期待される。

上の「詳細な説明」では、開示を合理化する目的のために、様々な特徴が一つの実施形態にまとめられている場合がある。この開示の方法は、主題の請求項の実施形態がそれぞれの請求項に明示的に記載されているより多くの特徴を要求することを意図すると解釈されるべきではない。むしろ、下記の請求項が反映するように、本発明の主題は、一つの開示された実施形態の全ての特徴を超えて存在する。したがって、下記の請求項は、ここに、それぞれの請求項が別個の好ましい実施形態として独立したものとして、この「詳細な説明」に組み込まれる。したがって添付の「特許請求の範囲」の領域及び範囲は、本明細書に含まれる好ましいバージョンの説明として限定してはならない。

Claims (20)

1. 冷蔵環境における使用のために適応される液体貯蔵槽アセンブリであって、
   密閉された内容積を画定する、入口及び出口を有する槽アセンブリと、
   前記密閉された内容積の中にヘリカル状の道を画定するヘリカル構造物を有する、前記密閉された内容積の中に配置されるバッフル部材と、を備え、前記入口に入る液体の流れが前記ヘリカル状の道に沿って前記バッフル部材によって前記出口に向けて方向付けられる、液体貯蔵槽アセンブリ。
2. 前記バッフル部材がシャフトと、前記シャフト上の配置されたヘリカル部材とを含み、前記ヘリカル部材が前記シャフトの周囲に少なくとも一回転延びる、請求項１に記載のアセンブリ。
3. 前記ヘリカル部材が一定のピッチ角を含む、請求項１に記載のアセンブリ。
4. 前記ヘリカル部材が可変のピッチ角を含む、請求項１に記載のアセンブリ。
5. 前記槽アセンブリが第１及び第２の対向する末端部を含み、前記第１の閉じた末端部と前記第２の閉じた末端部の少なくとも１つが丸い形状を備える、請求項１に記載のアセンブリ。
6. 前記第１の末端部が入口及び出口を画定する、請求項１に記載のアセンブリ。
7. 前記第１の末端部が入口を画定し、前記第２の末端部が出口を画定する、請求項１に記載のアセンブリ。
8. 前記第１及び第２の末端部の一方が前記槽と一体形成され、前記第１及び第２の末端部の他方が、別途に前記槽アセンブリに固定される分離した部品として提供される、請求項１に記載のアセンブリ。
9. 前記槽アセンブリが高分子材料を含む、請求項１に記載のアセンブリ。
10. 前記槽アセンブリが約０．１９Ｌ（０．０５ガロン）〜約３．７９Ｌ（１ガロン）の範囲の液体容量を有する、請求項１に記載のアセンブリ。
11. 前記ヘリカル部材が前記シャフトの周囲に少なくとも５回転延びる、請求項２に記載のアセンブリ。
12. 前記槽アセンブリが円筒形構造物を有する、請求項１に記載のアセンブリ。
13. 前記シャフトが、前記ヘリカル状の道と流体連通する中空のコアを含む、請求項２に記載のアセンブリ。
14. 冷蔵庫における使用のために適応され、入口及び出口を有する槽アセンブリと、ヘリカル構造物を有するバッフル部材を含む、水貯蔵アセンブリを製造する方法であって、
    前記槽によって画定される内容積の中に前記バッフル部材を挿入する工程と、
    前記内容積の中に前記バッフル部材を密閉するために前記槽を封着して閉じる工程と、を含む、方法。
15. 前記槽を封着して閉じる工程が、前記槽上に末端キャップを配置する工程を含む、請求項１４に記載の方法。
16. 前記水容器を封着して閉じる工程に先立ち、前記水容器に前記バッフル部材を固定する工程を更に含む、請求項１４に記載の方法。
17. 水貯蔵アセンブリを使用して冷蔵水を分配する方法であって、前記水貯蔵アセンブリが槽アセンブリ及びバッフル部材を含み、前記槽アセンブリが出口及び入口を有し、内容積を画定し、前記バッフル部材がヘリカル形状部分を含み、前記バッフル部材が前記槽の内容積の中に配置され、ヘリカル状の流れ道を画定する方法で、
    冷水の容積を前記槽の内容積に貯蔵する工程と、
    冷やされていない水の容積を前記入口を介して前記内容積に前進させる工程であり、前記冷やされていない水の容積が前記ヘリカル状の道に沿って前進されて、前記ヘリカル状の流れ道に沿った前記冷やされていない水の容積の前進が、前記ヘリカル状の道に沿った前記冷水の容積を前記出口から押し出す、工程と、を含む、方法。
18. 冷やされていない水の容積を前進させる工程が、前記冷水と前記冷やされていない水との混合を最小限にする工程を含む、請求項１７に記載の方法。
19. 前記冷やされていない水の容積を前進させる工程が約６９ｋＰａ（１０ｐｓｉ）〜約１０３４ｋＰａ（１５０ｐｓｉ）の圧力条件で前記冷やされていない水の容積を供給する工程を含む、請求項１７に記載の方法。
20. 前記冷水の容積を貯蔵する工程が、約０．１９Ｌ（０．０５ガロン）〜約３．７９Ｌ（１．０ガロン）の容積を貯蔵する工程を含む、請求項１７に記載の方法。

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