JP2573095B2 - 炭酸水製造方法 - Google Patents

炭酸水製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】 (イ)産業上の利用分野 本発明は、炭酸ガスと水との接触により炭酸水を製造
する方法に関し、特に自動販売機またはディスペンサー
等の炭酸飲料供給装置に好適な炭酸水製造方法に関す
る。
(ロ)従来の技術 炭酸水製造方法としては、炭酸ガス圧力容器内の上部
にオリフィスを設けて容器内に水を噴射させ、そのとき
発生する気泡が炭酸ガスを吸収することにより炭酸水が
生成する方法が、例えば特開昭61−164630号公報等で知
られている。しかしながら、この方法は噴射により水が
振動することにより炭酸水を吸収するために、この炭酸
水を口に含むと人間の体温によりガス分離しやすく、い
わゆるピリッとした喉越しの旨い炭酸水が生成されない
欠点がある。
(ハ)発明が解決しようとする課題 そのため、炭酸ガス圧力容器内の側壁にスプレーを取
り付けて噴霧することにより、水が炭酸ガスを吸収する
のに十分な飛散距離を稼ぐようする方法も考えられてい
る。しかしながら、自動販売機やディスペンサーのよう
に限られたペースに配置される炭酸飲料製造装置にあっ
ては、飛散距離を長くするのに装置を大型化することは
現実的ではない。そこで、装置を大型化することなく飛
散距離を稼ぐ方法として、スプレーに対向して凸面を設
けここに噴霧した水を衝突させることが考えられてい
る。しかるに、このように構成しても凸面に衝突するエ
ネルギー殆どは凸面上に吸収されるために水は反発する
ことなく凸面を伝って落下してしまい、期待するほどの
効果が得られない。
また、ノズルから炭酸ガス圧力容器内に直線的に水を
噴射させて内壁に衝突させ非常に細かい露を発生させる
方法もあるが、この場合も衝突するエネルギーの殆どは
壁面上に吸収されるために水は壁面を伝って落下してし
まい効果的でない。
更に、これ以外にも、冷却した水を炭酸ガス圧力容器
内に入れて容器内に設けたスターラにより攪拌し、この
とき発生する気泡に徐々に炭酸ガスを吸収させる方法も
あるが、このような炭酸水製造装置を自動販売機やディ
スペンサーに用いた場合に、炭酸水の製造動作が連続す
ると炭酸ガス圧力容器内の炭酸ガス含有量が急激に低下
してしまい販売に供せなくなる問題がある。
従って、本発明は、炭酸水を速やかに生成することが
できて、しかも炭酸ガスの含有率が高く散逸も少ない炭
酸水の製造方法を提供するものである。
(ニ)課題を解決するための手段 上記の課題を解決するために本発明による炭酸水製造
方法は、炭酸ガス圧力容器内に導入される水は、主とし
て直径0.01mmよりも大きく0.5mm未満の水滴の状態で少
なくとも5cm/sec以上の速度にて該炭酸ガス圧力容器に
滞留した水と衝突するようにしたことを特徴とするもの
である。
(ホ)作用 炭酸ガス圧力容器内に導入する水を、主として直径0.
01mmよりも大きく0.5mm未満の水滴の状態で少なくとも5
cm/sec以上の速度にて該容器に滞留した水と衝突させる
ようにすることで、直径1mm以下の気泡が容器内に多数
発生させることができ、この気泡に炭酸ガスを吸収させ
ることで炭酸ガスの含有率が高く散逸も少ない炭酸水が
生成される。
(ヘ)実施例 第1図は本発明による炭酸水製造装置の実施例を示す
図である。同図に従って説明すると、1は炭酸ガス圧力
容器で、冷却水槽2に浸漬され保冷されている。この炭
酸ガス圧力容器1には、炭酸ガスボンベ3から炭酸ガス
が炭酸ガス導入管路4を介して加圧供給されると共に、
水道水を貯溜したシスターン5からの水が水供給ポンプ
6により加圧供給されている。炭酸ガス圧力容器1内に
は水位制御センサ10が設けられており、容器1内の炭酸
水の量が減少するとこの水位制御センサ10が働いてポン
プ6が作動し、シスターン5からの水は、冷却水槽2に
浸漬される冷却コイル7で冷却された後、炭酸ガス圧力
容器1内へ導入されるようになっている。
そして、炭酸ガス圧力容器1へ導入された水は、この
容器1内の圧力より3kg/cm2以上高い圧力でスプレー9
から噴霧される。これにより、炭酸ガス圧力容器1へ導
入される水は、主として直径0.01mmよりも大きく0.5mm
未満の水滴の状態で少なくとも5cm/sec以上の速度にて
炭酸ガス圧力容器1内に滞留した水と衝突するようにな
る。このような条件にて水が炭酸ガス圧力容器1内に噴
霧されると、まず噴霧された水滴が炭酸ガスを吸収し、
そして容器1内に溜った炭酸水が水滴の衝突の勢いにて
炭酸ガスを巻き込むと小さな気泡が多数発生して、この
気泡が衝突の勢いにより非常にゆっくりと混合攪拌され
ることで容器1には良質な炭酸水が生成される。このよ
うにして生成された炭酸水はガス分離しにくく、口に含
んだとき体温にてその殆どが直ちにガス分離することが
なく、喉を通過したときでもガス分離が続いてピリッと
した喉越しの炭酸水となる。
炭酸ガス圧力容器1内に生成された炭酸水は、販売時
に炭酸水供給バルブ12が開かれると、サイフォンチュー
ブ13により炭酸ガス圧力容器1外へ取り出され、流量制
御装置14を介して冷却コイル15で再度冷却されて供給さ
れる。
以上のごとく本発明は、炭酸ガス圧力容器1へ導入さ
れる水を、主として直径0.01mmよりも大きく0.5mm未満
の水滴の状態で少なくとも5cm/sec以上の速度にて炭酸
ガス圧力容器1内に滞留した水と衝突させることを特徴
とするものであるが、ここで噴霧する水滴の直径につい
て考察する。
水滴の直径は微細なほど炭酸ガス中でのガス吸収は行
われやすい。しかしながら、0.01mm以下では5cm/sec以
上の水滴スピードが得られず、これでは容器1内の滞留
水面に衝突してもこの水面から5mm位迄しか気泡が発生
しないために、気泡によるガス吸収が低下してガス吸収
効率が悪いものとなる。
また水滴の直径が0.5mm以上であると、5cm/sec以上の
水滴スピードは確保できるものの、炭酸ガス圧力容器1
内に滞留した水と衝突させたとき直径1mm以上の大きい
気泡が数多く発生するようになる。このような大きな気
泡は、攪拌効果の面では良好である。しかるに、大きな
泡に大量の炭酸ガスを含むよりは、小さな泡で少量の炭
酸ガスしか含まなくてもこのような泡が数多くある方
が、炭酸ガス圧力容器1内の水にとってはガス吸収を行
いやすく緻密な炭酸水を得ることができる。なんとなら
ば、泡が特に2mm以上と大きくなるとすぐに弾けて炭酸
ガスが抜けてしまい、水中でガス吸収する量が少なくな
るからである。
第2図は、この発明の製造方法により生成した炭酸水
aと従来のように比較的大きな泡を発生させて生成した
炭酸水bとをそれぞれ炭酸ガス圧力容器1内に放置した
ときの、放置時間とそのときのガス含有量の変化を示す
図である。この図から分かるように、炭酸水bは泡が大
きいために気泡のガスはすぐに抜けてしまい、放置時間
によるガス吸収は水面と炭酸ガス層界面からだけの吸収
となり、短時間でのガス含有量の上昇は少ない。これに
対して、炭酸水aは大きく攪拌することがなく、細かな
泡に含まれる炭酸ガスは気泡が浮遊しているとき、また
は水面に上昇しているとき水にて吸収されるために短時
間でのガス含有量の上昇が見られる。
第3図は、炭酸水aと炭酸水bとを25℃の室内で放置
したときに、時間と共に炭酸ガス含有量が低下すること
を示す図である。炭酸水aはガス分離が少ない緻密な炭
酸水であるために、炭酸ガス含有量の低下が非常に少な
い。
炭酸ガス圧力容器1内に滞留した水に水滴を衝突させ
る方法としては、種々の変形例がある。第4図は、ノズ
ル20により炭酸ガス圧力容器1の上方から容器1内の圧
力より2kg/cm2以上高い圧力にて水を噴射ないし噴霧
し、ノズル20の下方に設けた100〜350メッシュの金網21
を通して、主として直径0.01mmよりも大きく0.5mm未満
の水滴の状態で少なくとも5cm/sec以上の速度にて容器
1に滞留した水と衝突させている。
また、水滴を炭酸ガス圧力容器1内に滞留した水と衝
突させたときに直径が1mm以上の大きい気泡が発生する
と攪拌効果の面では良好となることを前に述べたが、こ
の効果に着目して、直径0.01mmよりも大きく0.5mm未満
の水滴と共に、それより直径の大きい水滴を混合して噴
霧するとよい。この場合、大きい水滴の割合は40%以下
が適当である。そうすると、直径0.01mmよりも大きく0.
5mm未満の水滴を衝突させることで発生する直径1mm以下
の気泡が程良く炭酸ガス圧力容器1内で攪拌されるため
に、炭酸ガス濃度が均一化された良質の炭酸水を生成す
ることができる。このように直径0.01mmよりも大きく0.
5mm未満の水滴と共に、それより直径の大きい水滴を混
合噴霧する場合は、第5図に示すように2通りの水滴を
噴霧するスプレー22の下方に、側面と底面にそれぞれ流
出内24を備えたボール23を配置するとよい。このとき、
底面の流出口24から流出する炭酸水の量はボール23への
流入量の3〜30%、側面の流出口24から流出する炭酸水
の量はボール23への流入量の97〜70%となるよう流出口
24の開口面積を設定している。かかるボール23を設ける
ことによりボール23の中で攪拌が行われるために、炭酸
ガス圧力容器1内においてサイフォンチューブ13の吸込
口と接する部分には安定した炭酸水を溜ることができ
る。
攪拌の効果を得るには上記の方法以外にも、炭酸ガス
圧力容器1内に120rpm以下の回転数のスターラを設けた
り、あるいは循環量1l/min以下で炭酸ガスを循環させる
ことでも、水中に含まれている炭酸ガスを散逸させるこ
となく効果的な攪拌を行うことができる。
(ト)発明の効果 本発明によれば、炭酸ガス圧力容器中に細かい泡を発
生させ、水中においての炭酸ガスの吸収を高めるように
構成したために、ガス分離の少ない緻密な炭酸水を生成
することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明を実施した炭酸水製造供給装置の構成を
示す図、第2図及び第3図はこの発明の製造方法にて生
成した炭酸水と従来の製造方法にて生成した炭酸水とを
それぞれ炭酸ガス圧力容器と常温中に放置したとき放置
時間とそのときのガス含有量の変化を示す図、第4図及
び第5図は炭酸ガス圧力容器内に滞留した水に水滴を衝
突させる他の構成例をそれぞれ示す図である。 1……炭酸ガス圧力容器、3……炭酸ガスボンベ、9…
…スプレー。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】炭酸ガスと水とが導入され両者の接触によ
    り炭酸水を生成する炭酸ガス圧力容器を用いた炭酸水製
    造方法において、 前記炭酸ガス圧力容器内に導入される水は、主として直
    径0.01mmよりも大きく0.5mm未満の水滴の状態で少なく
    とも5cm/sec以上の速度にて該炭酸ガス圧力容器に滞留
    した水と衝突するようにしたことを特徴とする炭酸水製
    造方法。
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