JP2949976B2 - 炭酸水吐出装置 - Google Patents

炭酸水吐出装置

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JP2949976B2 JP30950091A JP30950091A JP2949976B2 JP 2949976 B2 JP2949976 B2 JP 2949976B2 JP 30950091 A JP30950091 A JP 30950091A JP 30950091 A JP30950091 A JP 30950091A JP 2949976 B2 JP2949976 B2 JP 2949976B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、主に飲料用自動販売
機に組み込まれる装置であって、とくに吐出炭酸水の炭
酸ガス濃度低下を抑え、かつコストを低減するようにし
た炭酸水吐出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来例について、その構成図である図3
を参照しながら説明する。この従来例は、炭酸飲料を販
売するために、飲料原液吐出装置とともに飲料用自動販
売機に組み込まれる。図3において、炭酸水用容器45に
は、入る側として炭酸ガス供給用の配管41と、水供給用
の配管42とが接続され、出る側として炭酸水送出用の配
管46が接続される。配管41の元には、圧力調整器2aを介
して炭酸ガスボンベ1 が接続され、この炭酸ガスボンベ
1 の炭酸ガスは炭酸水の原料となるとともに、その圧力
によって炭酸水を圧送する。配管42には電磁弁43が設け
られる。配管46には、流量制御弁47と電磁弁48とが設置
されるとともに、先端に炭酸水吐出用のノズル49が設け
られる。また、飲料原液用容器52には、入る側として、
圧力調整器2bを介して炭酸ガスボンベ1 と接続され、圧
送用炭酸ガスを導く配管51が、出る側として、飲料原液
送出用の配管53が接続される。配管53には、流量制御弁
54と電磁弁55とが設置され、先端が飲料原液吐出用の開
口部になる。各吐出量を正確にするために、各流量制御
弁47,54 によって対応する液体の流量がほぼ一定に制御
される。各電磁弁43,48,55は、制御部59からの破線表示
の指令信号によってオン・オフされ、対応する液体の流
通, 阻止がおこなわれ、そのオン時間に基づいて吐出量
が決められる。吐出される飲料原液と炭酸水とは、吐出
の開始と終了とを一致させてカップである混合容器20に
注入される。これは、撹拌しないで良い混合状態にする
ためである。ここで、炭酸水は、その炭酸ガス濃度が所
定値以上であることが望まれるから、ノズル49の直前ま
で高い圧力に保ち、ここで一気に大気に解放する方式が
とられる。なお、50は冷却槽である。
【0003】さて、各流量制御弁47,54 の構造につい
て、その断面図である共通な図4を参照しながら説明す
る。図4において、21は本体、22は調節ネジ、23は基
体、24はスリーブ、25はスプールである。基体23の上部
の凹部の底にリング31を設置し、その上にスリーブ24
と、スプール25とを挿入する。スリーブ24の内周面とス
プール25の外周面とは滑動可能に嵌合し、スリーブ24の
外周面にはOリング28,29,30を挿設し、スリーブ24の外
周面と、本体21および基体23の各内周面との間を封止す
る。なお、本体21は基体23に対してネジ込み固定され
る。本体21にネジ込まれる調節ネジ22は、その下端部と
スプール25の内部底面との間にコイルばね26を設け、か
つ外周面にOリング27を挿設して、調節ネジ22の外周面
と、本体21の上部内周面との間を封止する。
【0004】図3の各電磁弁48,55 が開放すると、これ
と連通するスプール25の内部圧が低下し、炭酸ガスボン
ベ1のガス圧によって、液体が基体23の下方の穴から流
入し、絞り部23a を経て、スプール25の下面をコイルば
ね26の付勢力に抗して押上げながら下部の穴25a を通
り、スリーブ24の側壁にある制御オリフィスとしてのガ
イド穴24a を通り、本体21の右側に開口する穴から流出
する。しかも、流量が設定された値を超えると、その程
度に応じてスプール25が上昇し、その上端部がスリーブ
24のガイド穴24a を部分的に塞ぎ流量を絞る。逆に、流
量が設定された値以下になると、その程度に応じてスプ
ール25が下降し、ガイド穴24a を開き流量を増大させ
る。このようにして流量がほぼ一定値になるように制御
される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来例には以下に述べ
るような問題がある。第1は、炭酸水に係る配管46に流
量制御弁47が設置されるため、そこで圧力損失が生じ、
炭酸水中の炭酸ガス濃度が低下することである。その対
策として、流量制御弁47をノズル49と取り替えて出口に
設置しても、それだけでは流量制御弁内の炭酸水から炭
酸ガスが分離して炭酸ガス濃度が低下することに変わり
はない。第2は、炭酸水用の流量制御弁47が、飲料原液
用の流量制御弁54に比べて流量変動幅を小さく抑え、使
用目的に対して性能が良過ぎ、コストが高過ぎることで
ある。これは、炭酸水を圧送するための炭酸ガス圧力
が、飲料原液圧送用の炭酸ガス圧力に比べて高いため、
各圧力調整器2a,2b による圧力変動幅が同じであるとす
ると、炭酸水用の流量制御弁47による炭酸水の流量変動
幅が、飲料原液用の流量制御弁54による飲料原液の流量
変動幅に比べて小さくなる、言いかえれば、流量制御弁
47によって、飲料原液に比べ必要以上の精度で炭酸水の
流量制御がおこなわれるからである。
【0006】この発明の課題は、従来の技術がもつ以上
の問題点を解消し、吐出炭酸水の炭酸ガス濃度低下を抑
え、かつコストを低減するようにした炭酸水吐出装置を
提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、この発明は、容器内に密封される炭酸水が、炭酸ガ
スの圧力によって前記容器と接続される配管を圧送さ
れ、その先端の流量制御ノズルから吐出される装置にお
いて、前記流量制御ノズルは、先端内面が円錐台の斜面
状をなすノズル本体と、このノズル本体の先端内面と同
軸でその軸線の方向に直進可能な円錐状弁体と、この円
錐状弁体と前記配管の先端側とを連結する引張バネとを
備え、前記円錐状弁体の頂角がノズル本体の先端内面の
頂角以下であるものとする。
【0008】
【作用】この発明の炭酸水吐出装置では、配管の先端に
おける高く維持されてきた炭酸ガス圧力に応じ、弁体外
側面とノズル本体先端内面とによって形成される流路の
断面積が変化することにより、炭酸ガス圧力に関係なく
炭酸水の吐出流量が一定になる。とくに弁体の頂角がノ
ズル本体の先端内面の頂角以下であるから、流れ方向に
向かい流路の断面積が次第に減少し、炭酸水の流れが漸
次絞られる。
【0009】
【実施例】この発明に係る炭酸水吐出装置の実施例につ
いて、以下に図を参照しながら説明する。図1は実施例
の構成図である。図1において、炭酸水に係る配管系統
だけを図示し、図3の飲料原液に係る配管系統は図示を
省略してある。この実施例が従来例と異なる点は、流量
を一定にするために、流量制御弁の代わりに流量制御ノ
ズルが配管先端に設けられることである。すなわち、炭
酸水用容器5には、入る側として炭酸ガス供給用の配管
2と、水供給用の配管3とが接続され、出る側として炭
酸水送出用の配管6が接続される。配管2の元には、圧
力調整器2aを介して炭酸ガスボンベ1が接続され、この
炭酸ガスボンベ1の炭酸ガスは炭酸水の原料となるとと
もに、その圧力によって炭酸水を圧送する。配管3には
電磁弁4が設けられる。配管6には、先端近くに電磁弁
7が設けられるとともに、先端に炭酸水吐出用の流量制
御ノズル10が設けられる。各電磁弁4,7は、制御部9
からの破線表示の指令信号によりオン・オフされ、それ
ぞれ水,炭酸水の流通,阻止がおこなわれ、そのオン時
間に基づいて吐出量が決められる。なお、8は冷却槽で
ある。
【0010】流量制御ノズル10について、その断面図で
ある図2を参照しながら説明する。図2において、ノズ
ル本体11が配管6の先端部である配管端部6aに螺設され
るとともに、Oリング15を介して封止する。配管端部6a
の先端部に、ガイド軸12がその軸線をノズル本体11の軸
線と同軸にして固定される。ガイド軸12によって円錐状
の弁体13が直進可能に案内される。このガイド軸12の根
元、または配管端部6aの先端部と、弁体13の底面とに、
円筒形コイルばね14の各端面が固着され、配管6の先端
側と弁体13とがコイルばね14によって連結され、コイル
ばね14の中空部にガイド軸12が貫通, 収容される形をと
る。
【0011】この流量制御ノズル10では、配管6の先端
部分における炭酸ガス圧力の増減に応じてコイルばね14
の伸び具合が大小に変化し、円錐状弁体13の外側面と、
ノズル本体11の先端部の円錐台状内面とによって形成さ
れる流路の断面積が小さく、または大きく変化する。し
たがって、適切な設計によって、炭酸ガス圧力に関係な
く炭酸水のノズル本体11からの吐出流量をほぼ一定にす
ることができる。ここで、弁体13の頂角を、ノズル本体
11の先端内面の頂角以下にすることによって、流れ方向
に向かい流路の断面積が次第に減少し、炭酸水の流れが
漸次絞られる形となる。この流量制御ノズル10は、図4
に示した従来例における流量制御弁に比べ、構造が簡素
化され、部品点数が非常に削減されるから、コスト低減
はもちろん、ここでの圧力損失が低く抑えられ、炭酸水
中の炭酸ガス濃度の低下が抑えられる。しかも、この圧
力損失の抑制は、弁体13の頂角を、ノズル本体11の先端
内面の頂角以下にすることで、流れ方向に向かい流路の
断面積を次第に減少させ、炭酸水の流れを漸次絞る形に
することによって、さらに支援される。また、当然なが
ら、流量制御ノズル10の直前まで高い圧力が保たれ、こ
こで一気に大気解放されるから、炭酸ガス濃度の維持が
図れる。
【0012】
【発明の効果】この発明の炭酸水吐出装置では、配管の
先端における高く維持されてきた炭酸ガス圧力に応じ、
弁体外側面とノズル本体先端内面とによって形成される
流路の断面積が変化することにより、炭酸ガス圧力に関
係なく炭酸水の吐出流量が一定になる。したがって、
炭酸水を圧送する炭酸ガスの圧力を配管先端のノズル直
前まで高く維持することができ、また構造の簡素化と部
品点数の削減とによって流量制御ノズルでの圧力損失を
小さくできるから、炭酸水中の炭酸ガス濃度の低下が抑
えられる、構造の簡素化と部品点数の削減とによっ
て、装置の信頼性向上とコスト低減とが図れる。
【0013】とくに弁体の頂角がノズル本体の先端内面
の頂角以下であるから、流れ方向に向かい流路の断面積
が次第に減少し、炭酸水の流れが漸次絞られる。したが
って、流量制御ノズルにおける圧力損失の抑制が支援さ
れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る実施例の構成図
【図2】実施例における流量制御ノズルの断面図
【図3】従来例の構成図
【図4】従来例における流量制御弁の断面図
【符号の説明】
1 炭酸ガスボンベ 2 配管 2a 圧力調整器 3 配管 4 電磁弁 5 容器 6 配管 6a 配管端部 7 電磁弁 8 冷却槽 9 制御部 10 流量制御ノズル 11 ノズル本体 12 ガイド軸 13 弁体 14 コイルばね 15 Oリング 20 混合容器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01F 11/04

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】容器内に密封される炭酸水が、炭酸ガスの
    圧力によって前記容器と接続される配管を圧送され、そ
    の先端の流量制御ノズルから吐出される装置において、 前記流量制御ノズルは、先端内面が円錐台の斜面状をな
    すノズル本体と、このノズル本体の先端内面と同軸でそ
    の軸線の方向に直進可能な円錐状弁体と、この円錐状弁
    体と前記配管の先端側とを連結する引張バネとを備え、 前記円錐状弁体の頂角がノズル本体の先端内面の頂角以
    下であることを特徴とする炭酸水吐出装置。
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