JP2020151712A - Partition member of liquid and solid, and carbonated water production apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液体と固体の仕切り部材及び炭酸水製造装置に関する。 The present invention relates to a liquid-solid partition member and a carbonated water production apparatus.
家庭等で炭酸水を製造するために、炭酸ガスボンベを用いない炭酸水製造装置が提案されている(特許文献1参照)。特許文献1に記載の装置では、炭酸ガス発生容器と、トラップと、炭酸水製造容器と、を気密的に接続し、炭酸ガス発生容器内で炭酸水素ナトリウムとクエン酸及び水の反応によって発生した炭酸ガスを、反応時に発生するガス圧を利用してトラップにより反応液飛まつ等を除去した後、炭酸水製造容器内の飲料水に加圧注入、振蕩溶解させて炭酸水を製造している。炭酸水素ナトリウム及びクエン酸は粉末状であり、包装紙により定量的に分包される。包装紙採用の目的は、密栓前の注水前後において、炭酸ガス損失を防ぐためである。包装紙は水溶性材料で構成されており、注水前後は溶解せず、密栓撹拌直後に溶解する。また、炭酸ガス発生容器の圧力が一定値以下に制御されるように安全弁が用いられている。 In order to produce carbonated water at home or the like, a carbonated water production apparatus that does not use a carbon dioxide gas cylinder has been proposed (see Patent Document 1). In the apparatus described in Patent Document 1, a carbon dioxide gas generating container, a trap, and a carbonated water production container are airtightly connected, and the device is generated by the reaction of sodium hydrogen carbonate, citric acid, and water in the carbon dioxide gas generating container. Carbon dioxide is produced by pressurizing and dissolving it in drinking water in a carbonated water production container after removing splashes of the reaction solution by a trap using the gas pressure generated during the reaction. .. Sodium hydrogen carbonate and citric acid are in powder form and are quantitatively packaged with wrapping paper. The purpose of using wrapping paper is to prevent carbon dioxide gas loss before and after water injection before sealing. The wrapping paper is made of a water-soluble material and does not dissolve before and after water injection, but dissolves immediately after stirring with a closed stopper. In addition, a safety valve is used so that the pressure of the carbon dioxide gas generating container is controlled to a certain value or less.
ところで、特許文献1のように、水溶性の包装紙を用いると、水温によって包装紙の溶解状態が変化してしまうという問題点がある。水温が比較的高い場合、包装紙の溶解速度が上昇するため、密栓前に反応が開始してしまい炭酸ガスの損失を招いてしまう。一方、水温が比較的低い場合、包装紙が溶解し難くなり、振蕩後も反応が開始しない。 By the way, when a water-soluble wrapping paper is used as in Patent Document 1, there is a problem that the dissolved state of the wrapping paper changes depending on the water temperature. When the water temperature is relatively high, the dissolution rate of the wrapping paper increases, so that the reaction starts before the sealing, which causes a loss of carbon dioxide gas. On the other hand, when the water temperature is relatively low, the wrapping paper is difficult to dissolve and the reaction does not start even after shaking.
本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、水温の影響を受けず、密栓後に安定的な反応を開始させることのできる液体と固体の仕切り部材及び仕切り部材を有する炭酸水製造装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is a liquid-solid partition member and a partition member that are not affected by water temperature and can initiate a stable reaction after sealing. To provide a carbonated water production apparatus having the above.
本発明では、上端に開口を有し下端が閉塞され上側が窄んだ略円筒形状の容器の内周面と当接する筒部と、前記筒部の内側にて液体の通過を許容し粉末の通過を阻害する選択通過部と、を含み、可撓性を有し、外部から力を加えられると前記容器の前記開口よりも径方向に小さくすることができ、外部からの力を解除すると元の形状に復元する仕切り部材であって、前記選択通過部は、三次元的な網目構造を有し、気体中で前記液体で濡らされた状態で前記粉末が付着することにより、前記粉末が目詰まりを起こして前記粉末の通過を阻害する液体と固体の仕切り部材が提供される。 In the present invention, a tubular portion having an opening at the upper end, the lower end is closed, and the upper end is narrowed to abut with the inner peripheral surface of a substantially cylindrical container, and the inside of the tubular portion allows the passage of liquid to allow powder It includes a selective passage portion that hinders passage, has flexibility, can be made smaller in the radial direction than the opening of the container when an external force is applied, and is original when the external force is released. The selective passage portion has a three-dimensional network structure, and the powder adheres to the partition member in a state of being wetted with the liquid in a gas, so that the powder becomes a mesh. Provided are liquid and solid dividers that clog and impede the passage of the powder.
本発明では、液体と粉末を反応させてガスを発生させるガス発生方法であって、上端に開口を有し、下端が閉塞され、上側が窄んだ略円筒形状の容器と、筒部と前記筒部の内側にて液体の通過を許容し粉末の通過を阻害する選択通過部とを含み可撓性を有する仕切りと、を準備し、前記仕切りに対し外部から力を加えて前記容器の前記開口よりも径方向に小さくし、前記開口を通じて前記仕切りを外側から前記容器の内部へ移動させ、外部からの力を解除し、前記仕切りを前記容器の内部にて元の形状に復元させ、前記仕切りの前記筒部を前記容器の内周面と当接させ、前記液体を、前記容器の前記開口及び前記仕切りの前記選択通過部を通じて前記容器の底部側に充填し、前記粉末を、前記容器の前記開口を通じて前記容器内における前記仕切りの前記選択通過部上に充填し、前記液体と前記粉末が分離された状態から、前記液体を前記選択通過部を通じて前記容器の底部側から前記粉末側へ移動させ、前記液体と前記粉末を反応させることによりガスを発生させるガス発生方法が提供される。 The present invention is a gas generation method in which a liquid and a powder are reacted to generate a gas, which is a substantially cylindrical container having an opening at the upper end, a closed lower end, and a narrowed upper side, a tubular portion, and the above. A flexible partition including a selective passage portion that allows the passage of liquid and hinders the passage of powder inside the cylinder portion is prepared, and an external force is applied to the partition to apply a force to the container. It is made smaller in the radial direction than the opening, the partition is moved from the outside to the inside of the container through the opening, the force from the outside is released, and the partition is restored to the original shape inside the container. The tubular portion of the partition is brought into contact with the inner peripheral surface of the container, the liquid is filled into the bottom side of the container through the opening of the container and the selective passage portion of the partition, and the powder is filled in the container. Filling the selective passage portion of the partition in the container through the opening of the container, and from a state in which the liquid and the powder are separated, the liquid is passed from the bottom side of the container to the powder side through the selective passage portion. A gas generation method is provided in which a gas is generated by moving and reacting the liquid with the powder.
さらに、本発明では、炭酸ガスを発生させるための第1容器と接続自在で気密性を有する第1配管部と、水に炭酸ガスを溶解させるための第2容器と接続自在で気密性を有する第2配管部と、前記第1配管部と前記第2配管部を気密に接続し、第1の開閉弁が設けられた接続配管部と、を備え、前記第1容器は、上端に開口を有し、下端が閉塞され、上側が窄んだ略円筒形状であり、前記第1容器内に設置され、筒部と前記筒部の内側にて液体の通過を許容し粉末の通過を阻害する選択通過部とを含み、可撓性を有する仕切りを有する炭酸水製造装置が提供される。 Further, in the present invention, the first piping portion that is freely connectable to the first container for generating carbon dioxide gas and has airtightness and the second container for dissolving carbon dioxide gas in water are freely connectable and airtight. The first container is provided with a second piping portion, a connecting piping portion that airtightly connects the first piping portion and the second piping portion, and is provided with a first on-off valve, and the first container has an opening at the upper end. It has a substantially cylindrical shape with the lower end closed and the upper side narrowed, and is installed in the first container to allow the passage of liquid inside the cylinder and the inside of the cylinder to prevent the passage of powder. A carbonated water production apparatus including a selective passage portion and having a flexible partition is provided.
上記炭酸水製造装置において、前記第1配管部と前記第2配管部の少なくとも一方に、内部の圧力が所定値を超えると内部の流体を装置外部へ放出する開放弁を設けることが好ましい。 In the carbonated water production apparatus, it is preferable that at least one of the first piping portion and the second piping portion is provided with an open valve that discharges the internal fluid to the outside of the device when the internal pressure exceeds a predetermined value.
また、上記炭酸水製造装置において、前記開放弁を外側から覆うカバーを備え、前記カバーは、気体の流通を許容し、かつ、液体の流通を阻害する孔部を有することが好ましい。 Further, it is preferable that the carbonated water production apparatus includes a cover that covers the release valve from the outside, and the cover has holes that allow the flow of gas and obstruct the flow of liquid.
本発明によれば、水温の影響を受けず、密栓後に安定的な反応を開始させることができる。 According to the present invention, a stable reaction can be started after sealing without being affected by the water temperature.
図1から図9は本発明の一実施形態を示し、図1は炭酸水製造装置の外観斜視図である。 1 to 9 show an embodiment of the present invention, and FIG. 1 is an external perspective view of a carbonated water production apparatus.
図1に示すように、この炭酸水製造装置1は、それぞれ気密性を有する第1配管部10及び第2配管部20と、第1配管部10と第2配管部20とを気密に接続する接続配管部30と、第1配管部10と装置外部とを連通する連通配管部40と、を備えている。第1配管部10は炭酸ガスを発生させるための第1容器50(図6参照)と接続自在に構成され、第2配管部20は水に炭酸ガスを溶解させるための第2容器60(図6参照)と接続自在に構成されている。
As shown in FIG. 1, the carbonated water production apparatus 1 airtightly connects the
図2は炭酸水製造装置の分解斜視図である。尚、図2に示す各部品の組み付け時に、各部品の螺合部分にシールテープ等のシール材が充填されて気密が保たれる。 FIG. 2 is an exploded perspective view of the carbonated water production apparatus. When assembling each component shown in FIG. 2, the screwed portion of each component is filled with a sealing material such as sealing tape to maintain airtightness.
図2に示すように、第1配管部10は、第1方向とこれに直交する第2方向へ延び、略十字状に形成された配管部本体11を有する。ここでは、第1方向を左右方向、第2方向を上下方向として説明する。配管部本体11は、例えば樹脂により一体に成形され、左方向へ延びる第1管部11aと、右方向へ延びる第2管部11bと、下方向へ延びる第3管部11cと、上方向へ延びる第4管部11dと、を有する。第1管部11a、第2管部11b、第3管部11c、第4管部11dは、基端側がほぼ同じ径で形成され、互いに基端部にて接続されている。
As shown in FIG. 2, the
第1管部11aの左端側には、拡径部11a1が形成され、拡径部11a1の内周面に雌ねじ部が形成される。第2管部11bの右端側の外周面には雄ねじ部が形成され、第2管部11bの右端側の内周面には雌ねじ部が形成される。第3管部11cの下端側の外周面には雄ねじ部が形成される。第4管部11dの端部側には、拡径部11d1が形成され、拡径部11d1の内周に雌ねじ部が形成される。
A diameter-expanded portion 11a1 is formed on the left end side of the
第1管部11aの雌ねじ部には後述する接続配管部30の雄ねじ部が螺合する。第2管部11bの雌ねじ部には開放弁12の雄ねじ部が螺合する。第2管部11bの雄ねじ部には開放弁12を外側から覆うカバー13の雌ねじ部が螺合する。第3管部11cの雄ねじ部には、接続キャップ14の雌ねじ部が螺合する。第4管部11dの雌ねじ部には連通配管部40の雄ねじ部が螺合する。
The female threaded portion of the connecting
図3は第1配管部内の圧力が所定値以内のときの開放弁及びカバーの断面図であり、図4は第1配管部内の圧力が所定値を超えたときの開放弁及びカバーの断面図である。
開放弁12は、第1配管部10内の圧力が所定値を超えた場合に、内部の流体を装置外部へ放出するための弁である。図3に示すように、開放弁12は、左端側が第1配管部10に接続される左右へ延びる略円筒状の筐体12aと、筐体12aに配置されるロッド12b及びばね12cと、筐体12aにおける第1配管部10と反対側の端部を閉塞する蓋12dと、を有する。
FIG. 3 is a cross-sectional view of the release valve and the cover when the pressure in the first piping section is within a predetermined value, and FIG. 4 is a cross-sectional view of the release valve and the cover when the pressure in the first piping section exceeds a predetermined value. Is.
The
筐体12aは、例えば樹脂からなり、左端側の外周面に第2管部11bと螺合する雄ねじ部が形成される。また、筐体12aの長手方向中央側には、流体が流通可能な孔12a1が形成される。筐体12aの内周面には、ロッド12bの左端側と当接する凸部12a2が形成される。さらに、筐体12aの右端側の内周面には雌ねじ部が形成される。
The
ロッド12bは、例えば樹脂からなり、筐体12aと同軸に配置される。ロッド12bは、左端に形成され径方向外側へ突出する略円板状の当接部12b1と、当接部12b1の左端表面には弾性体12b2が設けられる。弾性体12b2は、例えばシリカゲルからなり、ロッド12bが左端側へ移動した状態で、筐体12aの凸部12a2の角部と当接する。これにより、第1配管部10内の気密が保たれる。
The
蓋12dは、円板状の蓋本体と、蓋本体の外縁側から左方向へ延びる円筒部と、を有し、円筒部の外周面には雄ねじ部が形成される。蓋12dの円筒部の雄ねじ部は、筐体12aの内周面の雌ねじ部と螺合する。また、蓋本体の中央には、ロッド12bが挿通される挿通孔が形成される。
The
ばね12cは、ロッド12bの本体を巻回するコイル状に形成され、ロッド12bの当接部12b1と蓋12dとの間に介装される。ばね12cは、自然長よりも縮むよう設定され、蓋12dが筐体12aと螺合して固定されることから、ロッド12bはばね12cから左方向への付勢力が常に加えられる。
The
第1配管部10内の圧力が所定値以内の場合、第1配管部10内の流体からロッド12bに加わる力がばね12cの付勢力を下回るため、開放弁12の気密状態が保たれる。図4に示すように、第1配管部10内の圧力が所定値を超えると、第1配管部10内の流体からロッド12bに加わる力がばね12cの付勢力を上回り、ロッド12bが右方向へ移動して、第1配管部10内の流体が筐体12aの孔12a1を通じて外部へ流出する。
When the pressure in the
カバー13は、例えば樹脂からなり、右端を閉塞した円筒状に形成される。カバー13の左端側には、拡径部13aが形成され、拡径部13aの内周に雌ねじ部が形成される。カバー13の雌ねじ部は、第1配管部11の第2管部11bの雄ねじ部と螺合する。カバー13は、開放弁12と所定の間隔をおいて配置される。
The
また、カバー13は、気体の流通を許容し、かつ、液体の流通を阻害する複数の孔部13bを有する。各孔部13bにおいて、孔部13bを流通する際の管摩擦による抵抗力は、気体と比べて液体が格段に大きくなるよう設定されている。具体的に、各孔部13bの径が小さいほど、また、流体の流速が大きいほど抵抗力は大きくなり、この抵抗力は各孔部13bの径方向及び軸方向の各寸法により設定することができる。これにより、開放弁12からカバー13内部へ気体と液体が流出したとしても、液体がカバー13外部まで流出することはない。これは、特許文献1に記載の技術のような、安全弁による圧力解放時に気体とともに装置内部の液体が噴出してしまうという課題を解決したものといえる。例えば、液体を水として気体を空気とした場合に、流速が10m/sのときに水にかかる管摩擦損失は空気の約100倍、15m/sのときに約194倍となるよう孔部13bを設定することができる。
Further, the
接続キャップ14は、例えば樹脂からなり、比較的小さい径の基端部14aと、基端部14aよりも大きい径の容器接続部14bと、を有する。基端部14aの内周面に雌ねじ部が形成され、この雌ねじ部は第1配管部11の第3管部11cの雄ねじ部と螺合する。また、容器接続部14bの内周面に雌ねじ部が形成され、この雌ねじ部は第1容器50の雄ねじ部と螺合する。
The
図2に示すように、第2配管部20は、左右方向へ延びるとともに左右中央から下方向へ延びる略T字状の配管部本体21を有する。配管部本体21は、例えば樹脂により一体に成形され、右方向へ延びる第1管部21aと、左方向へ延びる第2管部21bと、下方向へ延びる第3管部21cと、を有する。さらに、配管部本体21は、第1管部21a、第2管部21b及び第3管部21cの会合部から前方向へ延びる第4管部21dを有する。第1管部21a、第2管部21b、第3管部21c、第4管部11dは、基端側がほぼ同じ径で形成され、互いに基端部にて接続されている。
As shown in FIG. 2, the
第1管部21aの右端側には、拡径部21a1が形成され、拡径部21a1の内周に雌ねじ部が形成される。第2管部21bの左端側の外周面には雄ねじ部が形成され、第2管部21bの左端側の内周面には雌ねじ部が形成される。第3管部21cの下端側の外周面には雄ねじ部が形成される。第4管部21dの前端側の外周面には、雄ねじ部が形成される。
A diameter-expanded portion 21a1 is formed on the right end side of the
第1管部21aの雌ねじ部には後述する接続配管部30の雄ねじ部が螺合する。第2管部21bの雌ねじ部には開放弁12の雄ねじ部が螺合する。第2管部21bの雄ねじ部には開放弁12を覆うカバー13の雌ねじ部が螺合する。第3管部11cの雄ねじ部には、接続キャップ14の雌ねじ部が螺合する。第4管部11dの雌ねじ部には圧力計25の雌ねじ部が螺合する。
The female threaded portion of the connecting
第2配管部20の開放弁12は、第2配管部20内の圧力が所定圧力を超えた場合に、内部の流体を外部へ逃がすための弁である。本実施形態においては、第2配管部20の開放弁12及びカバー13は、第1配管部10の開放弁12及びカバー13と同じものを左右逆さに配置したものである。また、第2配管部20の接続キャップ14は、第1配管部10のキャップと同じものであり、容器接続部14bの雌ねじ部は第2容器60の雄ねじ部と螺合する。
The
圧力計25は、外周面に雄ねじ部が形成された前後へ延びる管部を有し、管部の前端に設けられた表示部に管部内の圧力を表示する。管部の後端側の外周面には、第2配管部20の第4管部21dの雌ねじ部と螺合する雄ねじ部が形成される。すなわち、圧力計25は、第2配管部20内の圧力を表示する。
The
接続配管部30は、例えば樹脂により成形され左右方向へ延びる配管部本体31を有する。配管部本体31の右端側は第1管部31aをなし、第1管部31aの外周面には第1配管部10の第1管部11aと螺合する雄ねじ部が形成される。また、配管部本体31の左端側は第2管部31bをなし、第2管部31bの外周面には第2配管部20の第1管部21aと螺合する雄ねじ部が形成される。
The connecting
また、接続配管部30は、配管部本体31の中央に設けられ流路を開閉する開閉弁32を有する。開閉弁32は、操作レバーにより手動で操作することができる。本実施形態においては、所定方向へ延びる操作レバーを、配管部本体31と直交する回転軸を中心に回動することにより、開閉弁32の開閉状態を操作することができる。本実施形態においては、開閉弁32は、操作レバーを配管部本体31と平行な状態とすると開状態となり、操作レバーを配管部本体31と直交する状態とすると閉状態となる。
Further, the
連通配管部40は、例えば樹脂により成形され上下方向へ延びる配管部本体41を有する。配管部本体41の下端側は第1管部41aをなし、第1管部41aの外周面には第1配管部10の第4管部11dと螺合する雄ねじ部が形成される。また、配管部本体41の上端側は第2管部41bをなし、第2管部41bの外周面には終端キャップ15と螺合する雄ねじ部が形成される。終端キャップ15は、例えば樹脂により成形され第2管部41bの上端側の外側を覆う。
The
また、連通配管部40は、配管部本体41の中央に設けられ流路を開閉する開閉弁42を有する。本実施形態においては、連通配管部40の配管部本体41及び開閉弁42は、接続配管部30の配管部本体31及び開閉弁32と同じものを上下方向に配置したものである。
Further, the
図6は、第1容器及び第2容器が接続された状態を示す炭酸水製造装置の正面図である。
図6に示すように、炭酸水製造装置1にて炭酸水を製造するにあたり、第1容器50及び第2容器60を使用する。第1容器50及び第2容器60は、それぞれ例えば透明な樹脂からなり、下端が閉塞され上側が窄んだ筒形状であり、上端に開口を有している。第1容器50及び第2容器60として、例えば市販のペットボトル飲料の空きボトルを用いることができる。
FIG. 6 is a front view of a carbonated water production apparatus showing a state in which the first container and the second container are connected.
As shown in FIG. 6, in producing carbonated water by the carbonated water production apparatus 1, the
図5(a)は仕切りの外観斜視図である。
炭酸水製造装置1は、第1容器50内に配置される仕切り70を有する。図5(a)に示すように、仕切り70は、上下方向へ延びる筒部71と、筒部71の上端を閉塞する選択通過部72と、を有する。図6に示すように、筒部71は第1容器50の内周面と当接し、選択通過部72は筒部71の内側にて液体の通過を許容し粉末の通過を阻害する。
FIG. 5A is an external perspective view of the partition.
The carbonated water production apparatus 1 has a
図5(b)は仕切りを径方向に縮めて第1容器の開口を通過させる状態を示す説明図である。
図5(b)に示すように、仕切り70は、可撓性を有し、外部から力を加えられると第1容器50の開口よりも径方向に小さくすることができる。これにより、仕切り70を外部から第1容器50内へ設置することができる。図6に示すように、第1容器50の開口を通じて仕切り70を外側から第1容器50の内部へ移動させ、外部からの力を解除し、仕切り70を第1容器50の内部にて元の形状に復元させ、仕切り70の筒部71を第1容器50の内周面と当接させる。
FIG. 5B is an explanatory view showing a state in which the partition is contracted in the radial direction and passed through the opening of the first container.
As shown in FIG. 5B, the
この炭酸水製造装置1では、第1容器50内にて、炭酸水素ナトリウム及びクエン酸の粉末Pと、水W1とを反応させて炭酸ガスを発生させる。仕切り70は、水W1の通過を許容し、粉末Pの通過を阻害する材料により構成される。仕切り70として、例えば、三次元的な網目構造を有するポリウレタンフォームを用いることができる。この場合、粉末Pが仕切り70にて目詰まりを起こすことにより、粉末Pの通過が阻害される。
In the carbonated water production apparatus 1, carbon dioxide gas is generated by reacting the powder P of sodium hydrogen carbonate and citric acid with water W1 in the
以上のように構成された炭酸水製造装置1を用いた炭酸水製造方法について説明する。
まず、第1容器50及び第2容器60について所定の準備を行う(容器準備工程)。具体的には、図6に示すように、第1容器50内に開口を通じて仕切り70を外側から第1容器50の内部へ挿入し、第1容器50内の底部側に仕切り70をセットする。このとき、仕切り70の筒部71が第1容器50の内周面と当接するので、仕切り70の位置決めが的確に行われる。
A carbonated water production method using the carbonated water production apparatus 1 configured as described above will be described.
First, predetermined preparations are made for the
そして、所定量の水W1を、第1容器50の開口及び仕切り70の選択通過部72を通じて第1容器50の底部側に充填する。このとき、仕切り70を水W1で濡らされる。ここで、水W1は仕切り70の選択通過部72の高さを超えないようにする必要がある。この後、炭酸塩及び酸の粉末Pを、第1容器50の開口を通じて充填し、第1容器50内における仕切り70の選択通過部72上に堆積させる。このとき、仕切り70の筒部71が第1容器50の内周面と当接しているので、粉末Pが仕切り70の外側から底部側へ落下することはない。これにより、第1容器50内で、水W1と粉末Pが分離された状態となる。本実施形態においては、炭酸塩として炭酸水素ナトリウム、酸としてクエン酸がそれぞれ用いられる。このとき、仕切り70は先行して第1容器50内へ充填された水W1により濡れているため、粉末Pが仕切り70に付着しやすく、粉末Pの選択通過部72の通過をより効果的に阻害することができる。従って、仕切り70は、液体で濡れていない状態における粉末の阻害性が不十分であっても、液体で濡らすことで粉末の阻害性を発揮するものであればよい。
Then, a predetermined amount of water W1 is filled into the bottom side of the
より具体的には、一部の粉末Pの帯水により、粉末P間あるいは粉末Pと仕切り70との間の粘性抵抗が増加する。この結果、仕切り70の網目近傍の帯水粉末が凝固状態となり、目詰まりが生じやすくなる。尚、粉末Pに対する水量は少ないため、粉末Pはほとんど水W1に溶解しない。このように、粉末Pが仕切り70に付着することで、堆積された粉末Pの振動等に起因した移動も阻害される。
More specifically, the imposition of some powder P increases the viscous resistance between the powder P or between the powder P and the
一方、第2容器60内には炭酸水の原料となる水W2を入れる。ここで、低温であるほど炭酸ガスが水へ溶解しやすくなるので、第2容器60内へ入れる前に水W2を予め冷却しておくことがのぞましい。
On the other hand, water W2, which is a raw material for carbonated water, is placed in the
容器準備工程の後、図6に示すように、第1容器50を第1配管部10に、第2容器60を第2配管部20にそれぞれ螺合する。各容器50,60を各配管部10,20に接続した後、初期状態として、接続配管部30の開閉弁32を開状態とするとともに、連通配管部40の開閉弁42を閉状態とする(初期状態設定工程)。これにより、第1容器50と第2容器60は、互いに連通するとともに、外気から遮断された状態となる。
After the container preparation step, as shown in FIG. 6, the
初期状態の設定が完了した後、図7に示すように、水W1と粉末Pが分離された状態から、第1容器50を上下方向に振る等して、水W1を選択通過部72を通じて第1容器50の底部側から粉末Pへ移動させる。このとき、選択通過部72上に堆積した粉末に対する水量は十分に多いため、仕切り70の目詰まりは解消する。十分な量の水W1と粉末Pが接触すると、粉末Pが水に溶解して化学反応が始まり、第1容器50内で炭酸ガスが発生する(炭酸ガス発生工程)。炭酸ガスの発生にともない第1容器50及び第2容器60の内部の圧力が上昇し、第2容器60内の水W2に炭酸ガスが溶け込む。第2容器60内の圧力は圧力計25により確認することができる。
After the setting of the initial state is completed, as shown in FIG. 7, from the state where the water W1 and the powder P are separated, the
ここで、第1容器50及び第2容器60の内部の圧力が所定値を超えた場合、第1配管部10及び第2配管部20の各開放弁12を通じて内部の流体が装置外部へ放出される。このとき、各開放弁12はカバー13により覆われているため、内部の水が外部へ噴射されて装置の周囲を汚損することはない。
Here, when the pressure inside the
第1容器50内で必要な量の炭酸ガスが生じた後、図8に示すように、接続配管部30の開閉弁32を閉状態とするとともに、連通配管部40の開閉弁42を開状態とする。これにより、第2容器60の内部が加圧された状態で、第1容器50の内部を減圧して取り外すことができる(第1容器減圧工程)。
After the required amount of carbon dioxide gas is generated in the
この後、第2容器60を振る等して、第2容器60内に残存した炭酸ガスを水W2に溶解させる。このとき、接続配管部30の開閉弁32が閉状態であるので、第2容器60を様々な角度で激しく振ったとしても、第1容器50内の液体が第2容器60内に混入することはない。これにより、炭酸ガスに接触する水の表面積を増大させ、第2容器60の振蕩に要する時間を短縮することができる。炭酸ガスを水W2に十分に溶解させた後、図9に示すように、接続配管部30の開閉弁32を開状態として、第2容器60の内部を減圧する(第2容器減圧工程)。これにより、第2容器60内の炭酸水を使用可能な状態となる。
After that, the carbon dioxide gas remaining in the
このように、本実施形態の炭酸水製造装置1によれば、第1容器と第2容器の内部の圧力を独立的に制御することができる。また、第1配管部10及び第2配管部20に開放弁12を設けたので、装置内部の圧力は所定値以内に保たれる。これにより、装置各部及び各容器50,60に過度の負荷が加わるようなことはなく、装置や容器50,60の信頼性を確保することができる。また、開放弁12を覆うカバー13を設けたので、装置の周囲が汚損されることはない。
As described above, according to the carbonated water production apparatus 1 of the present embodiment, the pressure inside the first container and the second container can be controlled independently. Further, since the
また、第1容器50内で水W1と粉末Pが仕切り70の選択通過部72により仕切られるようにしたので、炭酸ガスを所望のタイミングで発生させることができる。すなわち、水溶性の包装紙を用いて水W1と粉末Pを分離した場合のように、水温によって包装紙の溶解状態が変化してしまうことはなく、本実施形態の仕切り70を使用することにより水温の影響を受けず、密栓後に安定的な反応を開始させることができる。また、第1容器50を第1配管部10へ取り付ける前に炭酸ガスが発生するようなことはなく、これによっても炭酸ガスを無駄なく利用することができる。
Further, since the water W1 and the powder P are partitioned by the selective passing
尚、前記実施形態においては、仕切り70の材料自体を三次元的な網目構造を有するものとして、選択通過部72が筒部71の内側にて液体の通過を許容し粉末の通過を阻害するようにしたものを示したが、例えば図10に示すように、仕切り170が構造的に液体の通過を許容し粉末の通過を阻害するものであってもよい。図10の仕切り170は、構造的に可撓性を有し、液体及び粉末の両方の通過を許容しない構造となっている。
In the above embodiment, the material of the
この仕切り170は、上下方向へ延びる筒部171と、筒部171の上端に形成され中央に円形の孔部172aを有する上面部172と、上面部172の下方に形成されドーナツ状の孔部173aを有する第1段部173と、第1段部173の下方に形成され所定の孔部を有する第2段部174と、を有する。第1段部173は、平面視にて上面部172の孔部172aと同じ面積もしくは大きな面積に形成され、上面部172の孔部172aの直下を塞ぐよう形成される。これにより、液体は各孔部172a,173aを通じて筒部171の内側を通過することができるが、粉末は第1段部173により通過が阻害される。特に、粉末は、水滴付着時に堆積しやすく目詰まりを起こしやすい。すなわち、この仕切り170においては、上面部172及び第1段部173が選択通過部をなしている。尚、第2段部174を平面視にて第1段部173の孔部173aと重なるように形成することにより、第1段部173及び第2段部174にて粉末通過の阻害作用を強化することができる。これにより、仮に上面部172及び第1段部173にて粉末通過の阻害作用が十分に得られなかったとしても、仕切り170全体として選択通過機能を発揮させることができる。
The
また、前記実施形態においては、開放弁12を第1配管部10と第2配管部20とに設けたものを示したが、これらの少なくとも一方に設けられていれば、内部の圧力が所定値を超えた際に内部の流体を装置外部へ放出することができる。いずれか一方に設ける場合、第1配管部10に設けることが好ましい。尚、炭酸水製造装置1を、開放弁12を設けない構成とすることも可能である。
Further, in the above-described embodiment, the opening
また、例えば図11に示すように、接続配管部130及び連通配管部140の径を太くすることもできる。図12に示すように、この炭酸水製造装置101では、接続配管部130は、例えば樹脂により成形され左右方向へ延びる配管部本体131と、配管部本体131の中央に設けられ流路を開閉する開閉弁132と、リング状のシール材134を介して配管部本体131の左右に配置される補助配管部133と、を有する。配管部本体131の右端側は第1管部131aをなし、第1管部131aの外周面には補助配管部133の雌ねじ部と螺合する雄ねじ部が形成される。また、配管部本体131の左端側は第2管部131bをなし、第2管部131bの外周面には補助配管部133の雌ねじ部と螺合する雄ねじ部が形成される。各補助配管部133は、配管部本体131と螺合する雌ねじ部が内周面に形成される拡径部133aと、第1配管部10または第2配管部20と螺合する雄ねじ部が外周面に形成される通常径部133bと、を有する。
Further, for example, as shown in FIG. 11, the diameters of the connecting
図13に示すように、補助配管部133の拡径部133aにおける配管部本体131側の端部には返し部133cが形成される。返し部133cは、拡径部133aにおける通路の径方向外側端部を閉塞する閉塞部133c1と、閉塞部133c1の径方向内側から配管部本体131と反対側へ延びる延在部133c2と、を有する。補助配管部133の通路が略水平に設置されると、通常径部133b側から拡径部133a側へ流れる気体に液体が混じっている場合、液体は気体と比べて重いことから補助配管部133の通路の下側に溜まり、返し部133cにて配管部本体131側への流通が阻害される。これにより、第1容器50にて発生した炭酸ガスが第2容器60側へ流通する際に、仮に第1容器50内の液体が接続配管部130へ浸入したとしても、返し部133cにて第2容器60側への流通が阻害される。
As shown in FIG. 13, a
また、図13に示すように、連通配管部140は、例えば樹脂により成形され上下方向へ延びる配管部本体141と、配管部本体141の中央に設けられ流路を開閉する開閉弁142と、リング状のシール材144を介して配管部本体141の下方に配置される補助配管部143と、を有する。配管部本体141の下端側は第1管部141aをなし、第1管部141aの外周面には補助配管部143の雌ねじ部と螺合する雄ねじ部が形成される。補助配管部143は、配管部本体141と螺合する雌ねじ部が内周面に形成される拡径部143aと、第1配管部10と螺合する雄ねじ部が外周面に形成される通常径部143bと、を有する。また、配管部本体141の上端側は第2管部141bをなし、第2管部141bの外周面には終端キャップ115と螺合する雄ねじ部が形成される。終端キャップ115は、例えば樹脂により成形され第2管部141bの上端側の外側を覆う。この炭酸水製造装置101においては、連通配管部140の配管部本体141、開閉弁142及び補助配管部143は、接続配管部130の配管部本体131、開閉弁132及び補助配管部143と同じものが用いられる。
Further, as shown in FIG. 13, the
また、前記実施形態においては、炭酸ガスを発生させるものを示したが、液体と粉末との反応によりガスを発生させるものであれば、本発明を炭酸ガス以外のガスを発生させるものにも適用可能なことはいうまでもない。 Further, in the above-described embodiment, the one that generates carbon dioxide gas is shown, but if the gas is generated by the reaction between the liquid and the powder, the present invention is also applied to the one that generates a gas other than carbon dioxide gas. Needless to say, it is possible.
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上記に記載した実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the embodiments described above do not limit the invention according to the claims. It should also be noted that not all combinations of features described in the embodiments are essential to the means for solving the problems of the invention.
1 炭酸水製造装置
10 第1配管部
12 開放弁
13 カバー
13b 孔部
20 第2配管部
30 接続配管部
32 開閉弁
40 連通配管部
42 開閉弁
50 第1容器
60 第2容器
70 仕切り
71 筒部
72 選択通過部
101 炭酸水製造装置
130 接続配管部
132 開閉弁
140 連通配管部
142 開閉弁
170 仕切り
171 筒部
172 上面部
173 第1段部
P 粉末
W1 水
W2 水
1 Carbonated
Claims (6)
前記筒部の内側にて液体の通過を許容し粉末の通過を阻害する選択通過部と、を含み、
可撓性を有し、外部から力を加えられると前記容器の前記開口よりも径方向に小さくすることができ、外部からの力を解除すると元の形状に復元する仕切り部材であって、
前記選択通過部は、三次元的な網目構造を有し、気体中で前記液体で濡らされた状態で前記粉末が付着することにより、前記粉末が目詰まりを起こして前記粉末の通過を阻害する液体と固体の仕切り部材。 A tubular part that has an opening at the upper end, the lower end is closed, and the upper side is narrowed.
A selective passage portion that allows the passage of liquid and hinders the passage of powder inside the cylinder portion is included.
It is a partition member that is flexible and can be made smaller in the radial direction than the opening of the container when an external force is applied, and restores to the original shape when the external force is released.
The selective passage portion has a three-dimensional network structure, and when the powder adheres in a state of being wetted with the liquid in a gas, the powder is clogged and the passage of the powder is hindered. Liquid and solid divider.
水に炭酸ガスを溶解させるための第2容器と接続自在で気密性を有する第2配管部と、
前記第1配管部と前記第2配管部を気密に接続し、第1の開閉弁が設けられた接続配管部と、を備え、
前記第1容器は、上端に開口を有し、下端が閉塞され、上側が窄んだ略円筒形状であり、
前記第1容器内に設置される請求項1から3のいずれか1項に記載の液体と固体の仕切り部材を有する炭酸水製造装置。 The first piping part, which is freely connectable to the first container for generating carbon dioxide gas and has airtightness,
A second piping unit that can be freely connected to a second container for dissolving carbon dioxide in water and has airtightness,
The first piping portion and the second piping portion are airtightly connected to each other, and a connecting piping portion provided with a first on-off valve is provided.
The first container has a substantially cylindrical shape having an opening at the upper end, a closed lower end, and a narrowed upper side.
The carbonated water production apparatus having a liquid-solid partition member according to any one of claims 1 to 3 installed in the first container.
前記カバーは、気体の流通を許容し、かつ、液体の流通を阻害する孔部を有する請求項5に記載の炭酸水製造装置。 A cover that covers the release valve from the outside is provided.
The carbonated water production apparatus according to claim 5, wherein the cover has holes that allow the flow of gas and hinder the flow of liquid.
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