JP3391792B2 - 炭酸水を形成するために水にｃｏ▲２▼ガスを添加する装置 - Google Patents

炭酸水を形成するために水にｃｏ▲２▼ガスを添加する装置

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、貯え容器内で炭酸水を形成するために水に
CO2ガスを添加する装置であって、前記貯え容器が、そ
の内容物の冷却と、壁範囲における氷周壁の形成とのた
めに冷却循環路の冷却導管で負荷されており、前記貯え
容器の内部に循環ポンプが配置されており、該循環ポン
プによってCO2ガスが前記貯え容器のヘッド範囲から水
に混入させられ、かつ／または水が前記貯え容器の内部
で回転および／または循環にもたらされ、前記貯え容器
に水とCO2ガスとがヘッド範囲で供給可能であって、か
つ前記貯え容器から炭酸水が底範囲で取出し可能である
形式のものに関する。
このような形式の、炭酸水を形成するために水にCO2
ガスを添加する装置は、たとえば炭酸水と、対応する飲
料濃縮物との混合によってCO2含有の清涼飲料を調製し
て送出することのできる器具において使用される。飲料
濃縮物に混加されるべきソーダ水は、貯え容器におい
て、供給されたCO2ガスを水に添加することにより製造
されて、ガス混合（Karbonisierung）の改善の目的で、
かつ調製された冷たい清涼飲料のための前提条件として
冷却される。このような貯え容器、つまりガス混合器
（Karbonisator）には、飲料品質の標準水が十分な圧力
下に給水システムの導管から供給されるか、または専用
の貯え容器から供給され、この場合、供給された水自体
が圧力下にあるか、または圧送ポンプによって専らまた
は付加的にガス混合器に圧送されてもよい。さらに、ガ
ス混合器には、CO2ガスが供給され、この場合、CO2ガス
はCO2ガス貯え容器から減圧調節弁を介して供給される
ので、ガス混合器にはたとえば約４バールの圧力が形成
されている。種々の手段によって、ガス混合器内の水の
ガス混合は供給されたCO2ガスを用いて実施されるか、
もしくは助成される。この場合、ガス混合器内に配置さ
れた循環ポンプが使用されると有利であることが判かっ
た。この循環ポンプは、CO2ガスを充填された前記ガス
混合器のヘッド範囲からCO2ガスを吸い込んで、このCO2
ガスを、運動させられた水、特に回転させられた水に導
入する。既に説明したように、ガス混合器の冷却は第１
にガス混合を改善するために役立ち、第２に最終的に調
製されて送出された飲料が所望の低さの、ほぼ一定の温
度を有するようにするために働く。ガス混合器の冷却は
冷却システムにより行なわれると有利である。この冷却
システムは、ガス混合器の側壁の側方範囲に氷周壁を形
成することができる。この氷周壁は循環させられた水に
よってほぼ等しい厚さに形成される。これにより、「冷
容量」を蓄えることができ、しかも冷却システムは貫流
冷却の場合に必要となるような極端に高い出力で設計し
なくて済む。対応する構造を備えた装置は公知である
（ドイツ連邦共和国特許出願公開第4025986号明細
書）。
たとえば前記使用事例において新しく調製された清涼
飲料の送出が所望されると、ガス混合器の底範囲に接続
された導管で、遮断弁が開かれて、冷却された炭酸水が
この目的のために取り出される。
冒頭で述べた形式の装置は通常生じる使用条件に合わ
せて構想されて、設計されている。このような使用条件
には、内部作動形式が所属しているだけではなく、典型
的な環境周囲も所属している。すなわち、通常では典型
的な家事における家庭用器具が使用されて、この場所で
規定の温度域が著しく上回られないか、または著しく下
回られないことが前提となる。冷却器具、たとえば冷蔵
庫、冷凍庫ならびに飲料調製用の冷却装置のためには、
このような外温度特性が極めて重要となる。冷却循環路
の出力は、冷却したい範囲と周辺温度との間の温度差が
増大するにつれて減少し、また逆にこの温度差が減少す
るにつれて増大する。
したがって、冷却循環路は、比較的高い周辺温度にお
いても冷却したい範囲に対して十分に冷却出力が生ぜし
められるように構成されていると有利である。しかし、
このような冷却循環路は一層低い周辺温度でも使用され
るので、冷却循環路の出力はむしろ過剰設定されてい
る。このような事実自体はむしろ危惧する必要はないと
思われる。
水を冷却する目的で壁範囲に冷却循環路の冷却導管が
配置されているような、水をガス混合して、この水を準
備するための貯え容器では、観察により判かるように典
型的な室温に対して著しい温度低下は不都合となる。こ
のような不都合は少なくとも部分的に冷システムの不活
性ならびに氷周壁における氷の熱伝導率低減に基づき推
測され得る。氷周壁の厚さが氷センサによって検査され
て、これに関連して冷却循環路が制御されるが、しかし
この氷周壁は、外温度が低下すると一層厚く形成する傾
向にある。このことは、場合によってはガス混合する水
貯え容器の内部における機能技術的な故障を生ぜしめ
る。
本発明の課題は、このような故障をできるだけ僅かな
手間をかけるだけで回避することのできるような装置を
提供することである。
この課題を解決するために本発明の構成では、前記貯
え容器の周辺の周辺温度を検出するための室温センサが
配置されていて、冷却循環路のための制御回路に接続さ
れており、しかも前記室温センサによって検出された値
に関連して冷却循環路の各接続段階の後に冷却循環路
の、対応する最小時間の休止段階が、氷周壁センサによ
って信号報知された接続命令とは無関係に行なわれるよ
うにした。
本発明による装置は少なくとも２つの思想に基づいて
いる。第１の思想は、貯え容器の壁に冷却システムの蒸
発蛇管によって形成された氷周壁が熱絶縁層として作用
し、この場合、低い周辺温度において貯え容器の壁から
液状の内部範囲への温度勾配が最大となることに基づい
ている。冷却循環路が氷センサの信号によって遮断され
ると、徐々に温度変化が行なわれ、これにより氷周壁は
さらに極めて大規模にあとから内方に向かって広がる。
第２の思想は、低い周辺温度において貯え容器には極め
て僅かに、しかもいずれにせよ著しく減じられて、熱が
供給されるので、貯え容器に氷周壁とその他の内容物と
を介して蓄えられた熱容量が充分に不変となることであ
る。このことは、貯え容器を良好な熱絶縁が取り囲んで
いる場合でも言える。
本発明によれば、種々の使用条件を簡単に考慮するこ
とができる。すなわち、低い周囲温度の場合には、冷却
システムの接続頻度が減じられる。特に冷却された炭酸
水が貯え容器から取り出されず、その代わりに新しい水
が補充されるような比較的長い時間においては、本発明
による手段は故障なしの運転のために役立つ。
所定の飲料が取り出されると、新しい使用特性が生ぜ
しめられる。この場合、本発明による装置の改良形で
は、存在する周辺温度を評価するセンサによって影響を
与えられる、冷却循環路の休止段階のための最小時間
が、前記貯え容器からの炭酸水の取出し時に制御技術的
に「終了」として評価されるようになっている。このこ
とは、冷却循環路を接続することになる氷周壁センサの
次の信号において、冷却循環路が実際に作動を開始する
ことを意味する。
本発明のさらに別の改良形では、冷却循環路の各接続
サイクルが、氷センサの信号報知とは無関係に、室温に
関連して規定の時間だけ続けられるようになっている。
周辺温度が低下すればするほど、前記接続サイクルはま
すます低く設定される。この接続サイクルの有利な長さ
は実験により求めることができる 以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明す
る。
第１図は、循環ポンプを用いて炭酸水を調製して準備
するための冷却された貯え容器を示しており、 第２図は、冷却循環路の接続特性の時間線図を示して
いる。
図示したような貯え容器１は炭酸水または場合によっ
ては標準の水に、対応する濃縮物を混加することにより
清涼飲料を調製するための装置で使用するために適して
いる。
この貯え容器には、供給導管２を介して必要に応じて
新しい水が供給され、供給導管３を介してCO2ガスが供
給される。出口導管４を介して、清涼飲料を調製するた
めに十分にガス混合されて、冷却された炭酸水が取り出
される。十分なガス混合（Karbonisierung）は少なくと
も循環ポンプ５によって助成されて行なわれる。この循
環ポンプは貯え容器１のヘッド範囲６から、この場所に
存在するCO2ガスを吸込管７を介して吸い込んで、循環
ポンプ５の高さで内蔵された水８に混入させる。このと
きにCO2ガスは水に十分に溶かされる。循環ポンプ５は
電動モータ９によって駆動される。
水貯え量の冷却は冷却システム（図示しない）の蒸発
蛇管10を介して行なわれる。この場合、貯え容器１の内
部で、貯え容器１の壁に良熱伝導接触している蒸発蛇管
10の範囲において、氷周壁11が形成される。この氷周壁
11の厚さは氷センサ12によって監視される。この氷セン
サから冷却環路、ひいては冷却出力が制御される。
この氷周壁11の構成に基づき、極めて精密な検出兼監
視手段なしに水８の貯え量は凍結点付近の範囲における
極めて一定の温度に冷却される。しかもこの場合、水交
換が行なわれる場合でも、つまり炭酸水が出口導管４を
介して取り出されて、この代わりに水レベルセンサ13に
よって制御されて、比較的温い水が供給導管３を介して
供給される場合でも、前記温度はほぼ維持される。この
ような場合、氷周壁は比較的迅速に部分範囲だけ崩壊す
るが、しかしこの部分範囲はその後再び、蒸発蛇管10を
介して供給される冷却出力によって形成される。
特に低い周囲温度の場合に氷周壁の形成のばらつきを
回避するためには、制御回路15を介して冷却循環路の圧
縮機（図示しない）をオンオフ切換えする制御回路14
に、入力側で、氷周壁11の厚さを検出するセンサ12の他
の別のセンサ16が配属されている。このセンサ16は室温
を検出する。さらに、前記制御回路14には水レベルセン
サ13によって検出された信号も供給される。制御回路14
は、第２図から認められるような特性が得られるように
設定されている。上側のグラフは、氷センサ12によって
表示されるような例示的な信号経過を示している。この
信号経過は本発明による手段なしの冷却循環路の接続特
性にも相応している。それに対して、その下に示した曲
線経過は本発明による手段を使用した場合に、たとえば
約８℃の室温が与えられている場合の冷却循環路の特性
が示されている。しかし、通常の室温はほとんど18℃を
下回らない。
この線図から判かるように、器具の第１の接続後、つ
まり冷却循環路の第１の接続後に、この冷却循環路は２
時間にわたって接続され、これにより氷周壁11の第１の
形成を十分な厚さで行なうことができる。氷センサが冷
却循環路の接続を要求することとは無関係に（この氷セ
ンサに冷却循環路は比較的高い温度でも追従する）、冷
却循環路は６時間後にはじめて30分間接続され、その後
に再び６時間作業を中断される。それに対して任意の時
点a,a′,a′′において貯え容器内で炭酸水が清涼飲料
の調製のために取り出されて、対応する量の新しい水が
供給導管２を介して補充されると、６時間の前記休止時
間が中断され、冷却循環路は、制御回路14に対する氷セ
ンサ12の相応する要求が発動されると直ちに冷却を開始
する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ノタール，ローベルト ドイツ連邦共和国 Ｄ−75438 クニッ トリンゲン ヘーア ヴェーク 35 (56)参考文献 米国特許5184942（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B67D 1/08 A23L 2/00 B01F 1/00 F25D 11/00

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】貯え容器内で炭酸水を形成するために水に
    CO2ガスを添加する装置であって、前記貯え容器が、そ
    の内容物の冷却と、壁範囲における氷周壁の形成とのた
    めに冷却循環路の冷却導管で負荷されており、前記貯え
    容器の内部に循環ポンプが配置されており、該循環ポン
    プによってCO2ガスが前記貯え容器のヘッド範囲から水
    に混入させられ、かつ／または水が前記貯え容器の内部
    で回転および／または循環にもたらされ、前記貯え容器
    に水とCO2ガスとがヘッド範囲で供給可能であって、か
    つ前記貯え容器から炭酸水が底範囲で取出し可能であ
    り、しかも前記冷却循環路が、前記貯え容器の壁に冷却
    導管の範囲で形成された氷周壁を検出するセンサによっ
    て制御されるようになっている形式のものにおいて、前
    記貯え容器の周辺の周辺温度を検出するための室温セン
    サが配置されていて、冷却循環路のための制御回路に接
    続されており、しかも前記室温センサによって検出され
    た値に関連して冷却循環路の各接続段階の後に冷却循環
    路の、対応する最小時間の休止段階が、氷周壁センサに
    よって信号報知された接続命令とは無関係に行なわれる
    ことを特徴とする、炭酸水を形成するために水にCO2ガ
    スを添加する装置。
  2. 【請求項２】前記接続段階が、その長さに関して周辺温
    度の低下時に周辺温度の値に関連して終了されるように
    なっている、請求項１記載の装置。
  3. 【請求項３】周辺温度を評価するセンサによって影響を
    与えられる、冷却循環路の休止段階のための最小時間
    が、前記貯え容器からの炭酸水の取出し時に制御技術的
    に「終了」として評価されるようになっている、請求項
    １または２記載の装置。
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