JP4850947B2 - 充填器 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１に対するプリアンブルによって包括的に記載される、無曝気の、または、ほんのわずかに曝気した飲料プリカーサ生成物液体をガスと混合するためのインラインガス供給バーシステム充填器（inline gassing bar system impregnator）に関する。本発明は、また、請求項２５に対するプリアンブルによって記載される、インラインガス供給を有するバーシステムに関する。本発明は、更に、こうした充填器の新規な使用に関する。

本発明に関して、充填は、大規模化学システムの吸着カラムにおいて実施されるため、液体内へのガスの放出、すなわち換言すれば、液体にガスを充填させることである。例えば、特許文献１によれば、ガスは、上部から底部へ流れる液体の反対の流れで、カラムの底部からカラムの上部へ導かれ、カラムは多孔性セラミック材料で充填されている。

飲料サービスバーにおいて、充填器が、バーシステムにおいて使用されるため、飲料プリカーサ生成物がガスで充填され、または、ガスが飲料プリカーサ生成物内に放出され得、こうして、すぐに飲める飲料が、生成され得るが、すぐに飲める飲料は、一度だけバーシステム内にある。充填される飲料プリカーサ生成物の例として、ソーダ水（シロップ）及び特に低炭酸化または炭酸化なしのビールプリカーサ生成物が考えられ得る。香味料を含有するガスの他に、特に、炭酸（より正確にはＣＯ_２）及び窒素（より正確にはＮ_２）は、特に、泡立つソーダ水及び炭酸化されたビールを生成するための充填用ガスとして考えられ得る。

「炭酸（carbonic acid）」または「炭酸化された（carbonated）」という用語は、実際には、飲料において一般的であるが、より正確には、二酸化炭素（ＣＯ_２）が添加され、二酸化炭素は、はるかに圧倒的に液体内で物理的にだけ結合し、炭酸（Ｈ_２ＣＯ_３）を形成するいずれの化学反応にも至らない。

液体内へのガスの放出によるこの物理的結合は、物理吸収の法則（laws of physical absorption）に従う質量移動プロセス（mass transfer process）である。この移動プロセスは、ガス−液体相境界面で起こる。ガスは液体内に拡散する。酸素及び窒素等の無極性非電解質は、溶解することによって、液体分子間の空隙内に主に組み込まれるが、二酸化炭素等の有極性電解質（polar electrolyte）は、水中で、同様な有極性水分子と水ブリッジ（water bridge）を形成し、これらのブリッジは、他の水分子と共にクラスタを形成して、超分子集合体（supermolecular assemblies）を形成する。例えば、ＣＯ_２分子は、水分子の微細構造に非常にうまく浸透する。液体内へのガスの質量移動は、フィックの第１法則、すなわち、
Ｍｉ＝Ａ（Ｃｉ^＊−Ｃ１）＝（Ｄｉ／ｄｉ）Ａξ（Ｐｉ^＊−Ｐ１）
において単純な形で記述される。
式中、
Ｍｉは、ガス相から液体へのガスの質量流量を表し、
Ａは、質量移動がそこで起こる表面積を表し、
（Ｃｉ^＊−Ｃ１）は、相境界面における平衡濃度と液体内の瞬時濃度との間の濃度勾配を表し、
ｄは、液体の内部から相境界面までの輸送進路の長さを表し、
Ｄｉは、ガスの拡散係数を表し、
ξは、温度、圧力、及び材料の関数としての、（ガスの溶解度についての）吸収係数を表し、
（Ｐｉ^＊−Ｐ１）は、ガスの分圧と液体内のその瞬間に加えられた圧力との間の圧力降下を表す。
従って、液体内で平衡状態が確立される速度（Ｍｉ）は、濃度勾配、ガスの拡散係数、吸収係数、表面積、輸送進路の長さ、支配的な圧力、及び温度に依存する。

従って、効率的な質量移動システムは、１つの相において、考えられる最も効率的で且つ最も高速な質量移動を得るために、質量移動が起こり得る大きな表面積を持たなければならず、考えられる最短の輸送進路について高い乱流を生じなければならず、高圧と低温の両方を供給しなければならない。

その脆性、並びに、特に、注入システム内の機器（圧力容器、圧力ポンプ、冷却システム）についての高い費用及び付随する高い動作コストのために、それほど経済的でない、攪拌システム、ループ反応器、または注入システム等の知られている気泡形成システム以外に、冒頭に記載されたタイプのカーボネータまたは充填器は、バー及びパブにおいて飲料に炭酸をガス供給する分野で確立した。

所定のガスと液体の圧力によって、炭酸化されていないビールプリカーサ生成物にＣＯ_２を充填させるときに、例えば４バールの液体圧と５バールのガス圧、または、５バールの液体圧と５．５バールのガス圧が、適していることがわかっている。液体内でのガスの所望の溶解が起こるように、混合セル内での液体に対する所望のガス比、及び、混合セル内での最適圧力を確立しようとする試みが行われている。

しかし、こうした充填器は、インラインガス供給バーシステムで使用されることが多く、インラインガス供給バーシステムでは、飲料プリカーサ生成物は、従来、ピストンポンプを用いてタンクから、より最近では、隔壁ポンプを使用してバッグから圧送されるため、充填器は、入口側でピストンポンプのサージ圧力（pressure surges）に曝され、一定燃料圧を得ることができない。従って、単位時間当たりに混合セル内に放出する容積流量は、バーテンダが飲料を注出する速度に実質的に依存する。注出速度が変化する場合、ガス送り込みまたは液体送り込み側から混合セルまでの圧力降下も変わるため、ガス送り込み部及び液体送り込み部が開く程度は、外部圧力が固定値に設定されていても変動する。結果として、混合セル内に放出する容積流量も変わるため、ガス−液体混合比は、混合セル内で支配的である圧力が何であれ、液体内でのガスの溶解について最適から逸脱する場合がある。

バーシステムでは、飲料は、飲料送り込みラインを介して飲料容器から、より高いレベルに通常位置する吐出タップへ圧送される。従来のバーシステムでは、飲料送り込みラインはバーラインを備え、バー内にインラインガス供給または圧力ガス供給ステージを有するバーシステムでは、１つまたは複数の充填器が、飲料送り込みライン内に配設されてもよく、充填器によって、飲料プリカーサ生成物は、例えば、炭酸で濃縮される。いわゆる、後混合バーシステム（postmixing bar systems）では、インライン曝気水を有するシロップ用混合弁は、水が二酸化炭素雰囲気においてその中で曝気される緩衝液容器と共に、飲料送り込みライン内に位置し得る。

二酸化炭素雰囲気下で、水が二酸化炭素で充填される充填器は、特許文献２に開示されている。ガス及び液体は、ワイヤ−布シーブを通過し、充填された液体ガス混合物は、緩衝容器内に導かれる。

飲料送り込みラインを通して飲料または飲料プリカーサ生成物を圧送するために、明確なポンピング圧が必要である。従来のバーシステムでは、この圧力は、例えば、圧縮ガス（二酸化炭素等）によって供給され、圧縮ガスの圧力が、飲料ケグまたはドリンク容器に加えられるため、飲料は、吐出ラインを介して上方に吐出タップまで押し上げられる。バー内に圧力ガス供給ステージを有するバーシステムであって、インライン炭酸化プロセスによって動作し、また、バーシステム内に、バーシステム内の低炭酸のまたは炭酸なしの飲料プリカーサ生成物に炭酸または同様なものを与えるために、いわゆる充填器が設けられ、バーシステムでは、逆に、飲料容器は、下流にポンプを伴い、ポンプによって、飲料プリカーサ生成物は、飲料容器から充填器へ圧送され、そこで炭酸化される、すなわち、換言すれば、炭酸（または、より正確には、二酸化炭素）と混合されるため、飲料プリカーサ生成物は、内部に炭酸が溶解した飲料として吐出タップに圧送され得る。

これは、ケグ圧及び吐出圧を超える一定の作動圧を必要とする。ビールのインラインガス供給では、例えば、４〜５バールの充填器の圧力が適していることがわかっている。

吐出タップの所望の注出速度を調整することを可能にするために、従って、バーシステム内の圧力損失を人工的に増加させ、それにより、例えば、インラインガス供給に必要な非常に高いポンピング圧または過剰圧が、例えば、従来のバーシステムで一般的であるケグ圧レベルまで減少することが必要である。従来のビール吐出器システム（beer dispenser system）では、例えば、最大１．５〜３バール、しばしば、２．２〜３バールのケグ圧が一般的である。

これについての１つの可能性は、ラインをコイルの形で巻くことである。今日では、通常吐出タップと直接一体化される、いわゆる圧力補償器もまた知られている。その場合、変位可能絞り制限（displaceable throttle restriction）が、吐出タップに通じるライン内に配設され、そのロケーションは、所望の厚さの環状ギャップを絞り制限が開くように、調整ネジを用いてバーテンダによって調整され、そのため、抵抗は、所望の条件に合うように変わり、適応し得る。調整ネジによって、バーテンダは、吐出タップを所望の流量に設定し、所望の流量は、例えば、バーテンダが、１リットル陶器ジョッキ等の大きな容器を充填したいと思うか、０．２５リットルソーダ水グラス等の小さな容器を充填したいと思うかに対して適応し、同様に、色が薄いビール（pale beer）対小麦ビール（wheat beer）等の注出される液体に依存する。

特に、バー内に圧力ガス供給ステージを有するバーシステムであって、バーシステム内で、従来のバーシステムで一般的であるケグ圧を超える充填器の作動圧が必要とされる、バーシステムでは、量を調節することが、吐出タップにおいてもはや容易に可能でないという問題が生じる。バーシステムがビール用に使用される場合、炭酸が放出されるため、ビールは、「裂けて開く（rip open）」、すなわち換言すれば、発泡し始める。この放出は、吐出タップ圧力補償器が、一定の圧力範囲について設計されていることによる。ライン圧が、意図されるより著しく高い場合、層流が妨げられ、渦流が発生し、その結果として、炭酸が放出される。

圧縮空気隔壁ポンプが、吐出タップにおいて使用される場合、ポンピング圧の変動も起こる可能性がある。しかし、タップ圧は、一定であるべきである。それは、一定でない場合、圧力変動が起こる場合、炭酸の好ましくない放出が起こる可能性があるからである。

特許文献３及び特許文献４は、中空繊維膜または束が設けられる飲料吐出器を開示している。中空繊維膜または束は、充填器本体部の役をする疎水性中空繊維を含む。ＣＯ _２ は、充填器本体部を通過し、充填される液体は、充填器本体部の周りを洗う。ガスだけが、中空繊維及び充填器の壁を通過することができ、それにより、壁の他方の側で液体を充填させる。

更なるバーシステム充填器は、例えば、特許文献５において提案されている。この開示は、管として具現化された、混合セル内で多くの混合シーブが互いに整列される管状シーブカーボネータを含み、管状シーブカーボネータにガス及び液体送り込み部が連結され得る。混合シーブは共に、飲料プリカーサ生成物内での炭酸の溶解によって、質量移動がそこで起こる可能性がある所望の大面積を提供する。この種の管状シーブカーボネータは、特許文献６においても見出し得る。

特許文献７でも、供給されるガスと水が、複数のワイヤ布混合シーブを通って流れなければならない、この種の管状シーブカーボネータが示される。ガスは側面から送り込まれ、水は上から送り込まれる。ガスは、フィルタ及び隣接ノズルまたは衝撃板を通過して、液体もまた、すなわち円柱穿孔板の円周の開口を通して入る前渦形成ステージ（prevortexing stage）に達する。こうして生成された流れは、円錐穿孔板内の開口を通過して、実際の充填ステージに入る。円柱ワイヤ布リングは、充填ステージに位置し、板が、個々のワイヤ布リング間に配設されるため、流れは、ワイヤ布を通してスラロームを受け、プロセス中に充填される。環状ワイヤ布要素は、（液体）浸透特性を有し、示すカーボネータにおいて使用するのに適した任意の材料から形成されてもよい。

しかし、こうした管状シーブカーボネータは、金属シーブの数が多いため材料コストの点で比較的費用がかかるだけでなく、相応して複雑なアセンブリに関して費用がかかる。

従って、最近、バルク材料カーボネータも、例えば、特許文献８において提案された。この参考文献から、石英ペレットまたは同様なもの等の、表面積が大きいバルク材料を充填された混合セルと共に、バルク材料カーボネータが見出される。他の粒状材料もまた、ステンレス鋼（Va Stahl）によって作られた微細プラスチックペレットまたは微細スチールペレット等のバルク材料として提案された。しかし、バルク材料によって得られる表面積はやはり制限される。これは、充填器から出るバルク材料の浮遊が、少なくとも食品分野では、絶対に回避されなければならず、従って、バルク材料は、大面積を要求するにもかかわらず、バルク材料用の不可欠な捕捉システムを詰まらせないために、任意に微細になるよう粉砕されることが許容されないからである。それでも、詰まりは、時間経過にわたって完全に回避されることができず、従って、バルク材料カーボネータは、比較的しばしば交換されなければならない。こうしたバルク材料カーボネータは、清浄することが比較的難しいため、特に、デンプンまたは砂糖を含有する飲料に関して、食品衛生のために必要な清浄間隔で、通常、バルク材料カーボネータ全体が交換されなければならないことも不利である。
独国特許第２５０３６８１号明細書 米国特許第６３６１６２号明細書 米国特許第６７１２３４２号明細書 米国特許第６１３８９９５号明細書 独国特許出願公開第１９８５１３６０号明細書 独国特許出願公開第１００５５１３７１号明細書 米国特許第３７６１０６６号明細書 独国特許出願公開第１０１６０３９７号明細書 欧州特許第０６６１０９０号明細書

従って、低生産コストと低動作コストで高いガス放出効率がそれによって得られ、食品分野で使用するのに、また、ビールを生産するのに適した、インラインバーシステム充填器、及び、こうした充填器を装備したバーシステムを作ること、並びに、ビール及び他の飲料の生産を改善することが、本発明の目的である。

これらの目的は、請求項１の特徴を有するインラインバーシステム充填器に関し、請求項２５の特徴を有するバーシステムに関し、そして、請求項２７から３０による充填器の使用によるビール及び飲料生産に関して達成される。

本発明によれば、充填器本体部（impregnator body）は、インラインバーシステム充填器の混合セル内に配設され、混合セル内に、ガス入口及び液体入口が放出し、混合セルから、液体及びガス混合物用出口が外につながり、充填器本体部は、混合セルを通る液体とガスの流れが、必ず充填器本体部を通って起こらなければならないように配設され、充填器本体部は、多孔性材料を含む、すなわち換言すれば、多孔性固体（porous solid body）である。多孔性固体または孔を有する固体は、焼結材料、織られるか、編まれるか、メッシュか、フェルトの固体、または、スポンジ若しくは発泡材料（foamed material）あるいは同様なもの等の、孔及び大表面積を有する任意の材料を含み得る。これらの材料は、費用がかからず、特に、焼結固体は、孔サイズ及び孔配置の点で高い均一性を持って生産され得るため、商業的な面においてだけでなく、ガスを充填される、特に、炭酸化される液体の充填または炭酸化の品質の点で利点が得られる。

先に挙げた材料はすべて、充填器本体部用の材料として適している。しかし、充填器本体部若しくは複数の充填器本体部のうちの１つの充填器本体部が、スポンジから、発泡材料若しくは発泡体から生産される実施形態は、特に多くの利点があり、それは、これらの材料が、材料に応じて調整され得る比較的多数の孔と比較的大きな平均孔サイズを持った高い多孔性を有し、そのため、低い流れ抵抗と洗い流されることに対する適度の耐性を有する大きな相境界面を有するためであることがわかった。好ましい実施形態では、少なくとも１つの充填器本体部は、約２５０μｍの孔サイズに相当する９０〜１００ＰＰＩ（孔／インチ）及び約９０，０００セル／ｃｍ^３（孔が開いたセル）を有するポリエステルまたはポリエーテルフィルタ発泡体を備える。特に有利には、発泡体は、事実上１００％のオープンセルである網状フィルタフォームのセル構造を有する。網状であるため、セル膜は、事実上完全に除去される、すなわち、骨格だけが後に残る。これは、著しく低い流れ抵抗を保証する。従って、相境界面は、もはや材料の壁に完全に囲まれる孔に位置するのではなく、むしろ、材料骨格だけによって囲まれる普通なら壁が開いたセルに位置する。

更に小さな孔サイズを得るために、カーボネータ内の発泡体は、有利には、長さが、特に、最初の１５０ｍｍから８０ｍｍに圧縮される。結果として、発泡体充填器本体部が圧縮され、セルの数が約１７０，０００セル／ｃｍ^３に増加する。

しかし、焼結材料に関しても、大きな相境界面と流れの中の大きな乱流が発生する可能性がある。所望のガス及び液体、並びに、開始混合物の所望の組成に応じて、異なる孔サイズを有する種々の焼結材料が利用可能であるため、充填器は、充填器本体部用の適した材料の選択によって特定の仕様に適応させることができる。耐久性及び食品安全性を含む、充填器本体部について行われる要求に応じて、ガラス、セラミック、プラスチック、または金属の焼結材料が使用されてもよい。

有利には、充填器本体部は、混合管の直径を埋める円盤として具現化されるため、液体（同様にガスもであるが）は、必ず充填器本体部を通って流れ、固体の大表面積の孔にある溶液内に入る。この固体は、混合セル内に容易に導入され得るが、同様にやはり混合セルから容易に除去し得るため、経済的な生産と衛生法によって規定された間隔での充填器の保守の両方が容易に可能であることが、ここでは有利である。こうして、バルク材料は、高コスト、複雑な工業技術、及び管状シーブカーボネータの複雑なアセンブリがない状態で、洗い流されることを効果的に防止される。

しかし、充填器本体部に、例えばプラスチックのマウント（mounting）を与えること、従って、混合管として有利に具現化される、混合セルの直径を埋める充填カートリッジを形成することも考えられるであろう。

充填器本体部が、混合セル内に更に固定されることが必要であるとわかる場合、穿孔板または格子等の適した固定手段が設けられてもよく、固定手段は、充填器本体部を所定位置に保持し、また、固定手段によって、充填器本体部が任意選択で圧縮される。

更なる有利な改良は、混合セルの内部に作用し、そのため、補助充填器または充填補強デバイスの役をする高周波または超音波振動器に関する。振動器は、例えば、混合セルの壁に搭載され得るか、あるいは、混合セルの全円周にわたって分散した超音波発生器及び／または混合セル内に配設された超音波ユニットを有し得る。高周波振動によって発生する発振及び結果得られるキャビテーションの結果として、大きな乱流、従って、質量移動における短い輸送進路が、混合セル内で得られる。超音波の使用が、カーボネータまたは充填器の混合セル内で支配的な圧力（３〜５バール等）で、且つ、媒体が混合セルを通して流れる状態で行われることが特に有利である。

超音波を使用して液体内でガスを放出させる１つの方法は、特許文献９に記載されている。

本発明は、充填器本体部を有する充填器に限定されない。対照的に、複数の充填器本体部は、混合セル内で直列に連結されてもよい。各充填器本体部または複数の充填器本体部の一部は、異なる材料を含んでもよいため、充填器の混合特性は、特定の液体またはガスあるいは所望の開始組成によりよく適応し得る。

同様に有利には、混合セルのガス及び液体送り込み側を周囲から封鎖するヘッドピースが設けられ、ヘッドピースは、液体送り込みライン用の１つの連結及びガス送り込みライン用の１つの連結を備える。こうして、充填器は、既存のシステムに単純な方法で設置され得る。

好ましくは、充填器は、一体的に溶接された充填器本体部を有するワンピース射出成形コンポーネント等のワンピース最終製品として生産される。あるいは、充填器は、代わりに、個々の部分（part）に分解され、清浄され得るように構築されてもよく、同様に、１つまたは複数の充填器本体部の容易な交換を可能にする。特に有利には、全体の充填器（１つ若しくは複数の充填器本体部は除く）または少なくとも混合セルのハウジングは、膨張せず、且つ、十分に精密な公差で形作られ得るプラスチックで作られる。

ヘッドピースが、混合セル内にねじ込まれる場合、ガス入口は、混合管内中央に放出し、液体チャネルは、偏心状か、または、環状であり、ガス出口は、例えば、ヘッドピース上で、混合管の内部にねじ込まれた切頭管上に設けられてもよい。

第２ガス内で混合するために、第２ガス送り込みライン連結も、混合セル上に設けられ得る。そのために、先行する充填器の出口が下流の充填器の液体入口に連通するように、複数の充填器を直列に連結することが、同様に考えられることになり、それにより、液体を複数のガスと混合するための充填システムが作られる。複数のガス連結を有するこうした充填器は、有利には、ＣＯ_２を含有しないか、または、ＣＯ_２をほんのわずか含有するビールプリカーサ生成物をＣＯ_２及び窒素と混合するのに使用され得る。窒素は、良好な発泡保持のためにビールに添加されるが（German Reinheitsgebotすなわちドイツ純粋法を持たない他の国々では）、逆に、ＣＯ_２は、ＣＯ_２を含有しないか、または、ＣＯ_２をほんのわずか含有するビールプリカーサ生成物に添加されなければならない。

本発明による充填器の更なる有利な使用は、飲料プリカーサ生成物を香味料と混合することによって得られる。それは、香味料または香料が、ガス形態であることが多いからである。この使用は、物質または材料であって、物質または材料が一旦混合されると、または、低い濃度であると、長期にわたる耐久性がなく、従って、継続的に新たに調製されなければならない、物質または材料に特に適する。例えば、リンゴジュースは、チェリー香味料（cherry flavor）または同様なものと混合され得る。別の有利な使用は、２つのガス入口を有する充填器に関連して既に述べられた。もちろん、１つのガス入口だけを有する本発明による充填器は、また、非発泡性（noneffervescent）の、若しくは、ほんのわずかに発泡性のビールプリカーサ生成物（beer precursor product）、または、ＣＯ_２をまったく含有しないか、若しくは、ＣＯ_２をほんのわずかに含有するビールプリカーサ生成物をＣＯ_２と混合するために、特に有利に使用され得る。一方、１つのガス入口だけを有する本発明による充填器は、また、ビールまたはビールプリカーサ生成物を窒素と混合するのに使用され得る。

有利には、入口側から混合セルまでの圧力降下の大きさに応じてガス及び液体入口を開閉するよう構成されたガス入口弁及び液体入口弁が設けられ、ガス入口弁は、ガス入口チャネル内に配設されたガス入口閉鎖要素を有し、液体入口弁は、液体入口チャネル内に配設された液体入口閉鎖要素を有し、ガス入口閉鎖要素及び液体入口閉鎖要素は、そのときの液体入口の開放の程度に応じて、ガス入口弁が、ガス入口を所定の開放の程度まで開くように、互いに結合される。

本発明に従って、ガス入口の開放の程度を液体入口の開放の程度と結合することによって、種々の注出速度が、混合セルの内部における充填プロセスに適した混合比を確立することが首尾よく可能になる。選択された液体及びガス並びに適用可能な圧力における両者の互いの最適比に応じて、結合は、圧力に関して線形に、漸減的に、または、漸増的に増加してもよい。液体入口が広く開く場合、ガス入口も相応して広く開き、従って、例えば、炭酸なしのビールプリカーサ生成物を充填させるための必要な炭酸が流入する。液体入口の開放の程度が減少する場合、逆に、ガス入口の開放の程度は、それに応じて減少するため、再び、混合セル内での充填プロセスに適するガスと液体の混合比が確立される。

こうして、混合セル側の圧力変動が流入ガスと流入液体の比に及ぼす作用と、圧力変動が液体入口側に及ぼす作用の両方を補償することが首尾よく可能になる。これは、混合セルの圧力が降下する場合、液体入口閉鎖要素が、液体入口の開放の程度を減少させ、そのため、液体入口閉鎖要素に結合したガス入口閉鎖要素が、ガス入口の開放の程度をそれに応じて減少させるからである。混合セル内で圧力が上昇する場合、同じことが当てはまり、ガス入口閉鎖要素は、開放の程度を、液体入口閉鎖要素によって予め決められているのと同じ方法で、同じ比まで減少させるか、または、特定の充填プロセスに適した原理（圧力にわたる混合比推移）に従って減少させる。

逆に、サージ圧力（先に説明したように、ピストンポンプの使用によって引き起こされる可能性がある）が液体入口側で発生する場合、液体入口から混合セルまでの、特定の時間に存在する圧力降下に応じて液体入口弁は液体入口を規定された程度まで開くことになり、また、ガス出口弁の結合によって、ガス入口は、同様に、相応して広く開く。

有利には、液体入口閉鎖要素は、液体入口側に対してプレストレスを印加され（prestressed）、且つ、ガス入口閉鎖要素に一体的に結合されるため、液体入口閉鎖要素の変位が、ガス入口閉鎖要素に伝達される。充填器の混合セルヘッドまたはヘッドピースがＴ要素のように構築される場合、すなわち換言すれば、液体入口とガス入口が互いに整列する場合、こうして形成されたユニットは、ほぼピストン摺動体として具現化され得る。こうして、構造的に単純な方法で、流入する液体流量と流入するガス流量の両方を、液体入口側から混合セルまでの圧力降下に応じて規定することが可能である。

あるいは、閉鎖要素の電気的結合も設けられ得る。更に、ガス入口閉鎖要素及び液体入口閉鎖要素を備える多位置弁に似通ったピストン摺動ユニットは、また、２つの平行入口チャネルが混合セルの内部につながる混合ヘッドにおいて使用され得る。そのために、例えば、ピストン摺動体が、ガス入口チャネルと液体入口チャネルの両方をシールする閉鎖位置、並びに、ピストン摺動体に貫入する１つまたは複数の開口を有するピストン摺動体が液体入口開口とガス入口開口の両方の前に押し出され、それにより、適用可能な開口が開口する開放位置が設けられ得る。しかし、この配置構成では、液体入口側から混合セルまでの圧力降下に応じてピストン摺動体を作動させるために、液体入口側からピストン摺動体の面端までの適したバイパス、及び、ピストン摺動体の他方の面端（face end）に作用するプレストレス印加デバイス等の、１つの更なる装備が必要である。しかし、その構成は比較的複雑である。

従って、好ましいものは、液体入口チャネルとガス入口チャネルが整列した、Ｔの形状の混合ヘッドであり、混合ヘッドにおいて、液体入口閉鎖要素とガス入口閉鎖要素から形成されたピストン摺動体は、液体入口チャネルとガス入口チャネル内に直接着座し、また、ガス入口に向かう方向の変位によって、ガス入口と液体入口の両方を所望の程度に開く。逆に、液体入口に向かう変位は、ガス入口と液体入口の両方を閉じる。

第１の実施形態では、液体入口から混合セルまでの圧力降下に対するこの応答は、ガス入口閉鎖要素が、ガス送り込み側に向かって円錐状に広がり、また、同様に円錐状に広がるガス入口チャネル部分内に位置し、且つ、ピストン摺動体部分を介して液体入口閉鎖要素に連通するピストンであることを実現することによって達成され得る。液体入口閉鎖要素は、液体送り込み側に向かって円錐状にテーパが付き、且つ、液体送り込み側に向かって同様にテーパが付く液体送り込み部内に位置し、また、液体送り込み部に向かって、液体送り込み側に向かう面上にプレストレスを印加される摺動体であり得る。

しかし、単純で且つより経済的な構成であるため、液体通路が、液体入口閉鎖要素を通って液体送り込み側から混合セル内に延び、ガス送り込みが、ガス入口閉鎖要素によって行われる実施形態が好ましい。その結果、液体入口閉鎖要素は、複数の側面を囲まれた中空本体部であり、且つ、液体送り込み側に向かって開いてもよく、中空本体部を複数の側面で囲む壁内に、液体用の少なくとも１つの通路開口が設けられる。液体入口閉鎖要素が液体入口遮断部分を埋める閉鎖位置では、従って、液体通路は生じない。しかし、液体入口閉鎖要素が、混合セル側に位置する容積内に突出する開放位置に設置される場合、液体通路は、少なくとも部分的に開口し、液体送り込み側から中空本体部内に流れる飲料プリカーサ生成物は、混合セル内に流れ込み得る。

ガス入口閉鎖要素は、この場合も、円錐ガス入口チャネル内の円錐摺動要素として設けられることになる。しかし、中空本体部が、ガス入口閉鎖要素としてガス入口側にも設けられることが有利であるが、この中空本体部は、混合セルに対して開き、閉じた位置では、ガス送り込みチャネルを埋め、開放位置では、ガス送り込み側の容積内に深く押し出されるため、ガス用の少なくとも１つのガス通路開口が開口し、その開口を通って、ガスが、ガス送り込み側から混合セル内部へ流れ込み得る。

ピストン摺動体のガス側から作用する力が液体側から作用する力より大きい場合、もし、ガス入口閉鎖要素が、同時に、ガス側に対して開き、混合セルに対して閉鎖可能であれば、混合セルに対する開口及び液体送り込み側に対する閉鎖可能な液体通路を有する中空本体部を液体側に設けることも可能であることが理解される。

この点で、シール要素は、好ましくは、ガス入口閉鎖要素とガス入口遮断部分との間に設けられる。

液体通路が、液体入口閉鎖要素の壁にわたって分散したボアである、すなわち換言すれば、液体入口遮断部分の直径に比較して（in proportion to）比較的小さいが、大きい数で存在する場合も有利である。同じことが、ガス通路についても当てはまる。閉鎖要素の直径と通路ボアの比は、有利には１：１０、好ましくは１：２０である。こうして、ガス通路及び液体通路に利用可能な通路ボアの数は、弁ピストン摺動体の位置に適合するように、正確に割り当てられ得る。

液体及び／またはガス通路ボアが、それぞれの閉鎖要素の側壁の周りに螺旋状に位置するボアのチェーンの形態で設けられる場合、この点で特に有利である。これは、この場合、液体及びガスの通路用の利用可能なボアの数は、突然増減しないが、代わりに、ピストン摺動体の変位によって、１つのボアごとに、漸進的に増減し、それにより、所望のガス及び液体流量が、液体入口側から混合セルに向かう圧力降下に応じて一層精密に調整され得るからである。

有利な改良は、他の従属請求項の主題である。

本発明の範囲内で、それが有用であると思われる程度に、種々の特許請求される特徴を自由に組み合わせることが可能であることが理解される。上述した特徴及びやはり以下で説明される特徴は、本発明の範囲から逸脱することなく、示された組合せにおいてだけではなく、他の組合せにおいて、または、それ自体に関しても使用され得ることが理解される。本発明は、特許請求される使用にも限定されない。

例えば、ビールを窒素と混合するための、飲料プリカーサ生成物をガス香味料と混合するための、または、ＣＯ_２をまったく含有しないか、若しくは、ＣＯ_２をほんのわずかに含有するビールプリカーサ生成物をＣＯ_２と混合するための、任意の適した充填器の使用は、独立した特許出願の主題にされ得る。

本発明の個々の有利な実施形態は、添付図面と共に以下で更に詳細に述べられるであろう。

最初に、図１が参照されるであろう。参照数字１は、管状混合セルを示す。混合セル１内で、円盤に似た充填器本体部１１、１３、１５は、直列に且つ連続してプレスばめされるため、混合セル１を通って流れる液体及びガス、または、混合セル１を通って流れる、既に事前混合したガス−液体混合物は、充填器本体部１１、１３、１５を通過しなければならず、そのため、ドットで印を付けた孔の表面の溶液内に入らなければならない。送り込み側（infeed side）からの順番で、第１の充填器本体部１１は、第１の充填器本体部１１に続く２つの充填器本体部１３、１５より微細な孔を有する焼結材料から作られている。

充填器本体部は、１０で示す静穏化部分によって隣接され、静穏化部分では、出口側充填器本体部１５から乱流として出るガス−液体混合物は、出口開口７を通り充填器を出て、例えば、吐出システム内の吐出タップに導かれる前に、静穏化されて層流になる。

出口管７は、混合管１にねじ込まれ、且つ、Ｏリングによって混合管１からシールされているキャップ内に設けられる。入口側では、混合管１は、同様に、ヘッドピース２１であるねじ込み式コンポーネントによって閉じられ、Ｏリングによってシールされている。

一方の側のガス送り込み部Ｇ（図面の左）及び他方の側の液体送り込み部Ｆ（図面の右）は、ヘッドピース２１に連結され得る。その結果、ヘッドピース２１は、切頭管３によって混合セル内に放出するガス送り込みチャネル、及び、６で示す地点において偏心して混合セル１内に放出する液体送り込みチャネル（liquid passage channel）によって貫入される。ガス送り込み側と液体送り込み側の両方において、ヘッドピース内に、ネジを切ったボアが設けられ、それぞれの連結ピース３３、３１が、ボア内にねじ込まれ、各連結ピースは、それぞれの逆止弁２９、２７を収容し、逆止弁２９、２７によって、ガス及び液体送り込みチャネルは、混合セル１からの逆流に対して保護される。連結タップ２３は、次に、ガス送り込み側で連結ピース３３内にねじ込まれ、ガス送り込みラインにプラグイン式に連結され得、一方、逆に、液体送り込み側では、連結タップ２５が、連結ピース３１内にねじ込まれ、液体用ホースが、適当なプラグ部品（part）によってこの連結タップ上に差し込まれ得る。ガス送り込みチャネルは、ガス送り込み側の連結タップ２３の領域において、圧力制限ノズル２２として作用する２２で示す横断面圧縮部を有する。圧力制限ノズル２２によって、混合セル内でガスが液体を積極的に変位させるほどにはガス圧が高くならないことが保証され、それでも、ガス圧、更には、混合動作は、適切に制御可能なままである。

上述した切頭管３（ヘッドピースに貫入するガス送り込みチャネルがその中の中央に放出する）は、ヘッドピース２１から離れる側では、板５または包囲ショルダ（encompassing shoulder）５を有し、ヘッドピース２１に向かう側では、めすネジを備え、混合管の中心軸Ａに対して中心に延びるガス送り込みチャネル内にねじ込まれる。板５とヘッドピース２１上の対応する包囲停止部（encompassing stop）との間で、前充填スリーブ１７が、所定の場所に固定される。前充填スリーブ１７は、バケットホイール１９上の内部ショルダとして具現化されたシール用リングによって、ヘッドピース側でヘッドピースからシールされ、他端で、切頭管３の板５からシールされる。図面では、切頭管３は、ヘッドピース内のネジを切ったボアにまだ完全に入っていない状態で示されている。バケットホイール１９は、その円周にわたってガイドバケットを有し、ガイドバケットは、混合セル１内に放出する液体に、液体入口６において螺旋状乱流（turbulent spiral flow）を与える。混合セル１内へのガス入口を形成する切頭管３は、逆に、その円周表面上に、２つの横長スロット４を有し、横長スロット４を通して、ガスは、ガス送り込みチャネルから前充填スリーブ１７を通って混合セル１内に流れ込むことができる。

こうして、混合動作は、以下のように進む。

連結されたガス送り込み部Ｇから、ガスは、ヘッドピース２１に貫入するガス送り込みチャネルを介して切頭管３内の横長スロット４に搬送され、横長スロットを出る。出てきたガスは、両端をシールされるよう収容された前充填スリーブ１７を通って必ず拡散し、結果として、ガスストリームとして入るガス流は、ガス流が混合セル１に入る前に、前充填スリーブ１７がそれから形成される多孔性材料の表面において、前充填スリーブ１７の、混合セル１に向かう表面にわたって分散した大面積乱流ガスジェットに変換される。

同時に、連結された液体送り込み部Ｆから、液体は、ヘッドピース２１に貫入する液体送り込みチャネルを通して混合管の中心軸Ａに対して偏心して流れ、地点６で混合セル１に入る。そこで、液体流は、バケットホイール１９のガイドバケット４１に出会い、ガイドバケット４１によって流入方向に対して横方向の渦を受けるため、液体の流入が、初めて制動され、乱される。しかし、前充填ステージ１７は、半透性であるだけの疎水性材料を含むため、液体流入は、ガス出口開口４のところまで達することができない。こうして、混合セル１における、大表面積にわたって分散した乱流ガス流入と乱流液体流入の最初の前混合は、ヘッドピース２１の近くの入口領域で起こる。

前充填ステージ１７及び前渦形成ステージ（バケットホイール１９）は、また、省略され得る。前充填ステージ１７及び前渦形成ステージ（バケットホイール１９）の代わりに、前充填をもたらすために、超音波振動器もまた設けられ得る。その代替として、超音波振動器は、また、後述する充填器本体部１１、１３、１５の下流にあることができる。超音波振動器の代わりに、高周波振動器もまた設けられ得る。本発明の範囲内で、「高周波（high-frequency）」は、１２０００Ｈｚを超える周波数を意味することが理解される。

液体と既に前混合されたガスを含む流れは、その更なる進路において、微細孔材料を含む第１の充填器本体部１１に入る。多孔性固体充填器本体部１１の表面は、その外側表面によってだけでなく、充填器本体部１１の内部の孔の表面によっても形成され、従って、面積が非常に大きく、それにより、相境界面が大きいことによる液体内でのガスの溶解と共に、通過する流れに大きな乱流が生じる。第１の充填器本体部１１は、２つの更なる充填器本体部１３、１５によって隣接され得、充填器本体部１３、１５によって、ガス−液体混合物の混合比の微調整が行われる。充填器本体部１１、１３、１５は、多孔性焼結材料から円盤に似た形状で作られ、充填器本体部１１、１３、１５が混合管１の直径を完全に閉鎖するように混合管１内に詰め込まれ、入ってくる流れが、充填器本体部１１、１３、１５を構成する材料を通して強制的に拡散するようにされる。２つの充填器本体部１３、１５は、最も遠い上流に位置する充填器本体部１１に比べて少ない数の孔を有する。

しかし、焼結固体１１、１３、１５は、最近になって立証されたように、フォーム充填器本体部によって、特に、ポリエステルまたはポリエーテルフィルタフォーム（好ましくは、網状化した）によって置換えられてもよい。

充填器本体部１１、１３、１５によって形成される主要な充填ステージを通過した後、ガス−液体混合物は、静穏化ゾーン１０に達し、静穏化ゾーン１０は、充填器本体部１１、１３、１５によって混合セル１の残りから分離され、静穏化ゾーン１０内で、乱流は、制動され、出口開口７を介して混合セルから出ることができる層流に変換される。

図２ａは、本発明の充填器の実施形態を示し、充填は、図１の充填器の場合と同じ原理によって行われるが、ここでは、混合セルの入口側に、ガス入口閉鎖要素１２１と液体入口閉鎖要素１２７がその中に結合される弁アセンブリが設けられ、逆に、混合セルの出口側には、圧力補償アセンブリが設けられている。変動が激しい圧力条件と質量スループットの下でさえも、常に良好な充填結果が得られ、同時に、生成された飲料の吐出性（dispensability）が保証され得る。混合セルの入口側の弁アセンブリ及び混合セルの出口側の圧力補償アセンブリは、入口側と吐出タップ側の両方における圧力または量の変動を吸収する点で互いを補う。ビールが容易に発泡を開始する飲料であるため、これは、特に、バーにおいてビールにＣＯ_２をガス供給するために、非常に重要である。しかし、吐出器システム内のビールまたはビールとガスの混合物が、裂けて開き、フォームを形成する場合、タップにおいて満足すべき結果を達成することがもはや可能でない。

液体は、液体入口部Ｆを通って流れ、ガスは、ガス入口部Ｇを通って流れて、混合ヘッド１２１に入り、前方の、実際の充填動作がそこで起こる混合セル１内に搬送される。ガス入口閉鎖要素１２９は、ある点から円錐状にガス入口部Ｇに向かってテーパが付くピストンの形状であり、一方、液体入口閉鎖要素１２７は、液体入口部に向かってほぼ切頭円錐のテーパが付くピストンであり、２つの閉鎖要素１２７、１２９は、いくつかの部分において針に似た形で具現化された連結部分１２８によって結合され弁摺動ユニットになる。液体入口閉鎖要素１２７は、環状バネ１３４によって液体入口部に対抗してプレストレスが印加され、環状バネ１３４は、一端が、液体入口閉鎖ピストン１２７の後ろ側で、他端が、液体入口チャネルの壁で支持され、連結部分１２８を囲む。

液体入口閉鎖要素１２７の内側に対する混合セルの内圧、バネ力、及びガス入口閉鎖要素１２９に対するガス圧から生じる逆向きの力より大きい力が、流入液体によって液体入口閉鎖要素１２７に加えられる場合、液体入口閉鎖要素１２７は、液体入口部を開け、連結部分１２８によって、ガス入口閉鎖要素１２９がガス入口部を開ける。液体入口部と混合セルとの間のすべての圧力降下について、充填動作のためのガス流量と液体流量の最適な比が確立されるように、ガス入口閉鎖要素１２９及びガス入口閉鎖要素１２９を囲むガス入口遮断部分の円錐推移は、液体入口閉鎖要素１２７及び液体入口閉鎖要素１２７を囲む液体入口遮断部分の切頭円錐推移に適合する。ガス送り込みＧは、前充填本体部１１７を通して起こり、それと共に、液体送り込みＦが、環状に流れる。混合セルの入口側の圧力変動を補償するために、圧縮可能バルーン２６が、容積補償体として設けられてもよい。

充填器は逆さまの位置にある。すなわち、混合ヘッド１２１は、底部に位置し、充填器本体部１３を有する混合セル１は、垂直に上を向く流れ進路を有する。充填器本体部１３を通過した後に混合セル１内に依然として存在するいずれのガス気泡Ｂも、こうして上昇し、混合セル出口の圧力補償器アセンブリに入り、それにより吐出タップで乱流を生じることなく、混合セル１の静穏化ゾーン１０内に捕えられ得る。

これの代替として、混合ヘッド１２１は、また、上部に配設されてもよい。これは、実証されたように、一層良好な結果が得られるからである。これは、混合セルから（底部において）出る前に、炭酸化液体が、依然としてある種の静穏化槽内にあることによる。更に、液体内の束縛がないガス、特に、ＣＯ_２は、上昇する、すなわち換言すれば、比例弁の方向に後方に上って、液体内に拘束される傾向がある。

充填または混合セル１内で、例えば、二酸化炭素を充填された液体または飲料、特に、たった今炭酸化されたビールが、圧力補償器アセンブリの入口に達する場合、混合セル１内の作動圧によって、絞り制限１０８を押し付ける。この圧力は、絞り制限１０８を後ろ側で押し付け、且つ、調整ネジ９ａによって調整され得るバネ１０９のプレストレス印加力によって対抗される。出口側Ａにかかる圧力は、また、混合セル内の作動圧に対抗して作用する。バーテンダが、出口側Ａに隣接する注出ラインまたは吐出タップを開ける場合、出口側Ａの圧力は降下し、絞り制限１０８は、混合セル１内の充填された液体が圧力補償器アセンブリを通って吐出タップまで流れ得るように十分に上まで押し上げられる。

スリーブ１０２と絞りタップ１０８との間のギャップ幅は、流速、従って、流量を決定し、同時に、圧力補償器アセンブリにおける圧力損失に影響を及ぼす。バーテンダが、例えば、いつでも注出できるようになった大量の充填済みビールを欲する場合、注出側の圧力が急激に降下し、絞り制限１０８は、広いギャップ幅にわたって開く。（バーテンダが少ない量を要求するため）注出側の圧力がそれほど急激には降下しない場合、絞り制限１０８は、狭いギャップ幅にわたって開く。

圧力補償器アセンブリは、このプロセスでは、入口弁アセンブリにも作用する。それは、圧力補償器アセンブリによって、異なる注出速度から生じる混合セル内の圧力変化が緩和され、結果として、圧力変動が小さくなるため、液体入口部と混合セルとの間の異なる圧力降下において、入口弁アセンブリによって対処されなければならないガス定量供給問題が小さくなるからである。

本発明の更なる実施形態は、図２ｂに示される。図２ａに示す絞り制限１０８及び相応してスリーブ１０２は、図２ｂに示すそれぞれの本体部８とスリーブ２よりある程度細いため、摩擦損失は、全体としてある程度少ない。更に、スリーブ１０２は、出口面端で混合セルを閉鎖するストッパ１２０内に全体が収容され、側面まで延びる出口Ａを有する出口ピース１３０が、そのストッパ１２０に対してフランジ取り付けされ、Ｏリングによって、スリーブ１０２からシールされている。ストッパ１２０は、また、面端に挿入されたＯリング及びフラットシールによって、混合セルの側面からシールされる。

こうして、圧力補償器アセンブリは、混合セル１の閉鎖壁を形成する充填器の（めす）ネジを切ったフランジ２０内にねじ込まれるラインセグメント２、３０、１２を有する。ラインセグメント２、３０、１２は、入口側スリーブ２を有し、入口側スリーブ２は、出口面端で混合セルを閉鎖する、ネジを切ったフランジ２０の壁内の対応する収容開口内にプレスばめされる。絞り制限または絞りタップ８は、スリーブ２内に配設される。絞り制限または絞りタップ８は、入口側に向かってある点に達し、そのため、スリーブ２のそのロケーションでは幅広化部に対応する。バネ９がタップ８に作用し、バネ９は、タップ８を入口に向かってスリーブ２まで押しやるため、入口側からタップ８に対して圧力が作用しないと、スリーブ２またはラインセグメント２、３０、１２の入口が閉じる。その結果、バネ９は、管状ピース３０内の環状ショルダ１６で支持され、管状ピース３０は、ネジを切ったフランジ２０のめすネジ内にシールされるようにねじ込まれ、ネジを切ったフランジ２０内のレセプタクル内にスリーブ２を維持し、それにより、周囲からシールされる１つの連続ラインを形成する。出口側では、充填器が、圧力補償器アセンブリによってバーラインに連結され得るように、連結ピース１２が、管状ピース３０内に挿入される。

こうして、本質的に、飲料が、環状バネ９を通って出てきて、流れのキンクなしで垂直上方向に流れる点で、図２ｂの圧力補償器アセンブリは、図２ａに示す実施形態と区別され、一方、図２ａでは、逆に、横方向飲料出口連結が設けられる。入口弁アセンブリは、より基本的に図２ａに示す実施形態と異なるが、それでも圧力補償器アセンブリの場合と同様に、機能的に類似するか、または、同一であるコンポーネントについて、同じ参照数字が、図２ａの場合と同様に使用される。

液体入口閉鎖要素２２７は、環状バネ２３４によって液体入口圧力に抗して支持され、環状バネ２３４は、連結部分２２８を囲み、連結部分２２８は、液体入口閉鎖要素２２７をガス入口閉鎖要素２２９と組み合わせて、整列したガス入口チャネルと液体入口チャネル内で変位され得るピストン摺動ユニットを作る。液体入口閉鎖要素２２７を形成する中空円柱は、液体入口に対して開き、端壁によって混合セルに向かって閉じ、一方、逆に、ガス入口閉鎖要素２２９を形成する中空円柱針は、端壁によってガス送り込み側に対して閉じ、また、閉鎖要素２２９の円周にわたって分散した、混合セル１に向いた、図２ｂには示さない複数の開口（図３及び図４の参照数字２３２を参照されたい）を有する。液体入口閉鎖要素２２７を形成する中空円柱は、液体入口遮断部分を形成するボア内にほとんど遊びがない状態で収容され、ガス入口閉鎖要素２２９を形成する中空円柱針は、ガス入口遮断部分を形成するボア内にほとんど遊びがない状態で収容され、ボアと中空円柱針との間にガスシール２３９が設けられ、２つのボアは互いに整列する。

参照数字２３６は、液体入口閉鎖要素２２７の円周側壁を螺旋状に囲む液体輸送開口のチェーンを識別し、参照数字２３８は、ガス入口閉鎖要素２２９の円周側壁を螺旋状に囲むガス輸送開口のチェーンを識別する。ここで、適切に高い圧力が、液体入口側から液体入口閉鎖要素２２７に加えられる場合、ピストンまたは弁摺動アセンブリ全体が、図面の左にシフトし、液体入口閉鎖要素２２７が、その側面を混合セルに向けた状態で開放容積２３７内に突出する。結果として（印加される液体圧、ガス圧、及び混合セル内の内圧に応じて）、液体通路２３６の少なくとも一部が開くため、混合セル内に流れ込む液体の流量が、それに応じて調整される。

混合セル内に流れ込むガス流量は、同様にして確立される。すなわち、ガス入口閉鎖要素２２９が、連結部分２２８によって左にシフトすると、その端部をガス送り込み部に向けた状態で、自由容積２３５内に突出する。液体通路２３６の開いた部分に対応するガス輸送ボア２３８の一部が開口されるため、それぞれの流入液体の流量について、充填動作に適合する最適ガス流量が確立される。

スリーブ２とヘッドピース２２１との間で、流れがそこを通って流れなければならない場所に充填器本体部２１３が、プレスばめされ得る。充填器本体部２１３は、更なる固定手段が必要とされない程度に、寸法的に安定である。静穏化ゾーン１０を除いて、充填器本体部２１３は、混合セル１を完全に埋める。再び、混合ヘッドが上部にある位置、すなわち換言すれば、図面と比較して１８０°回転した位置で、充填器が最も良好に動作することが実証された。

図４及び図５は、それぞれ、図２ｂに示す実施形態の変更を示す。

図４では、断面線は、液体入口閉鎖要素２２７、連結部分２２８、及びガス入口閉鎖要素４２９を備える弁摺動体の開放位置を示す。ガス通路のチェーン４３８が、ガス入口閉鎖要素４２９の横方向円周壁の周りに少し傾斜して延びていることが見てわかる。弁摺動体が開放位置に変位する単位長さについて、図２ｂに示す実施形態の場合に比べて、より多くの数のガス通路が開く。従って、図４に示す実施形態は、例えば、図２ｂに示す実施形態の飲料と異なる飲料を生産するために、例えば、炭酸なしのベアリビールプリカーサ生成物（barely beer precursor product）と二酸化炭素からの色が薄いビールの生産と対照的に、炭酸なしの小麦ビールプリカーサ生成物と二酸化炭素からの小麦ビールの生産のために使用され得る。

図５に示す実施形態では、逆に、液体入口閉鎖要素３２７とガス入口閉鎖要素３２９の両方の全円周側壁は、それぞれ、通路３３６及び３３８で穿孔される。

図６は、本発明の充填器の更なる実施形態を示し、図７は、この充填器の弁摺動体を示し、摺動体は、液体入口閉鎖要素５２７、連結部分５２８、及びガス入口閉鎖要素５２９を備える。機能的に類似する、または、同一の部品は、同じ参照数字で識別された。

ガス入口閉鎖要素５２９の円周の周りにチェーンとして延びるガス通路５３８は、０．２ｍｍの直径を有し、ガス入口の側の第１のガス通路だけは、ある程度大きい、すなわち、本明細書に図示する実施形態では、０．３ｍｍである。比較すると、液体入口閉鎖要素５２７の円周の周りにチェーンとして配設された液体通路５３６は、２．２ｍｍの直径を有する。そのため、直径の比は、１：９〜１：１１の範囲にあり、本発明によるタイプの充填器用の比例弁を用いたビール生産に適しているように全体として見える。

ガスは、ガス入口閉鎖要素５２９に沿って延び、普通ならガス入口側から閉鎖されるガス通路５３８を通って図６に示す内部ボア５４０内に流れ込む。内部ボア５４０から、ガスは、連結部分５２８の円周上の２つの出口開口５３２（直径２．２ｍｍ）を介して混合セル内に流れ込む。

内部ボア５４０は、液体側に接触状態であってもよいが、そうである必要はない。図示する実施例では、ボア５４０は、液体側から弁摺動体内にドリルで穴を開けられるため、弁摺動体はワンピースで作製され得る。ガス圧がより高い（例えば、液体圧の４．５バールと比較して５．５バール）ため、ガス入口側への液体の流れは、たとえ摺動体が開いていても、すべての場合に抑制され、混合セル内の方向への適切なガスの流れが、すべての場合に保証される。液体通路５３６を通る定量的に非常に大きな液体の流れと共にガスが搬送されるため、ガス入口側に向かって非常に遠くにガスが流れることもできない。

図６及び図７に示す実施形態は、本質的に以下の態様においてだけ、図２ｂ〜図５に示す実施形態と更に異なる。上側領域において、混合セルは、所定位置に押し付けられており、且つ、そこで穿孔板５１４によって保持されている、充填器本体部として作用する圧縮フォーム固体５１３によって完全に埋められる。穿孔板５１４は、次に、ネジを切ったストッパ５２０によって外側円周上の所定位置に保持され、ネジを切ったストッパ５２０によって、混合セルが、出口側でシールされている。充填器本体部は、特に、例えば、ＰＰＩ測定法によって測定された、９０〜１００ＰＰＩ（１インチ当たりの孔数）の孔サイズを有するポリエステルまたはポリエーテルフィルタフォームである。これは、約２５０μｍの孔サイズ及び約９０，０００セル／ｃｍ^３（開いた孔のセル）に匹敵する。セル構造は、網状フィルタフォームのセル構造である、すなわち換言すれば、実質上、１００％のオープンセルである。穿孔板５１４による充填器本体部の保持の代わりに、混合セル全体を埋める充填器本体部も設けられ得る。既に先に示した理由で、充填器は、図６に示す位置に設置され、ヘッドピースは上部に着座する。

補償器タップ５０８は、また、ネジを切ったストッパ５２０内で、混合セル向かって円錐状にテーパが付いた適切な形状の凹所５０２内に配設される。

図示する実施形態からの逸脱は、本発明の範囲から逸脱することなく可能であることが理解される。更に、図示する実施形態の特徴は、任意に組み合わせられてもよい。

例えば、図２ａ〜図７に示す充填器では、充填固体と入口側比例弁と出口側圧力補償器が共に使用されることは、実際に、特に有利である。例えば、充填固体が使用されるため、圧力補償器の詰まりまたは故障が防止され、入口比例弁によって、圧力補償器における圧力変動が減少する、そして、その逆も可能である。しかし、本発明の範囲内において、混合セルを埋めることまたは入口若しくは出口に関してだけ示される特徴をそれぞれ有する、あるいは、本発明のこれらの態様のうちの２つだけが実施される充填器の実施形態が、同様に考えられるであろう。

ビールとソーダ水以外に、本発明の充填器を用いて、サイダ、スパークリングワイン、シャンペン、炭酸水を混合したリンゴジュース、及びコーラのような飲料が、炭酸が低いか、または、炭酸がない、適したプリカーサ生成物から炭酸化によって生成され得る。図２ａ〜図７に示され、また、請求項１１〜２０に請求されるガス入口閉鎖要素と液体入口閉鎖要素の結合の代替として、本発明の範囲内で、請求項２１に対するプリアンブルの特徴を有する充填器の制御または調節も提供されてもよく、制御または調節によって、本発明の充填器によって生成される飲料内のＣＯ_２含有量は、制御変数としての入口側ガス圧によって調節される。例えば、今手元にあるものに比べて飲料内に少ないＣＯ_２があることが望まれる場合、ガス圧は、例えば、５．５バールから５バールに下げられる。飲料内により多くのＣＯ_２が望まれる場合、ガス圧は、例えば、６バールに上げられる。こうして、所望の飲料固有のＣＯ_２含有量が、ガス圧によって常に調整され得るが、そのときの液体圧に応じても常に調整され得る。ガス圧が同じままである場合、液体圧が高ければ高いほど、生成される飲料内のＣＯ_２濃度は低くなる。液体圧が、例えば、５．５バールから６バールに上がったときに、生成される飲料内に同じＣＯ_２濃度を得るために、ガス圧は、比が再び正しくなるまで、上方に補正されなければならないであろう。生成される飲料内のＣＯ_２濃度が、測定され得、ガス圧は、適した調節アルゴリズムによって設定され得る。しかし、液体圧がわかっているとき、適したガス圧が、特定の充填器及び特定の飲料の性能グラフから読み取られ、それに応じて調整されてもよい。

本発明の第１の実施形態による固体充填器の断面図である。 本発明の更なる実施形態における充填器の断面図である。 本発明の更なる実施形態の図２ａに相当する断面図である 用紙の方向に垂直な図２ｂのガス及び液体入口チャネルの軸に沿う断面図である。 図２ｂに示す本発明の実施形態の少し変更した形態の図３のラインＩＶ−ＩＶに沿う断面図である。 図２ｂに示す実施形態の少し変更した図４に相当する図である。 本発明の更なる実施形態における充填器の断面図である。 図６の弁摺動体の斜視図である。

符号の説明

Ａ 飲料出口または混合管軸
Ｆ 液体入口
Ｇ ガス入口
１ 混合セル（混合管）
３ ガス入口または切頭管
４ ガス出口
６ 液体入口
７ 出口
１０ 静穏化ゾーンまたは混合管部分
２、３０、１２；１０２、１３０；５０２、５３０、５１２ ラインセグメント
８；１０８；５０８ 絞り制限
９、１６；１０９、９ａ；５０９ プレストレス印加デバイス
（９；１０９；５０９ バネ、９ａ 調整用ネジ、１６；９ａ 停止部）
１１、１３、１５；２１３；５１３ 充填器本体部
２０、１２；５１２ 連結ピース
１６ 内部ショルダ
２０；５２０ フランジ
２１；１２１；２２１ ヘッドピース
２３；２２３ ガス送り込みライン用連結
２５；２２５ 液体送り込みライン用連結
２７、２９ 逆止弁
３０；１３０；５３０ 管状本体部
１２９；２２９；３２９；４２９；５２９ ガス入口弁（ガス入口閉鎖要素）
１２７；２２７；３２７；５２７ 液体入口弁（液体入口閉鎖要素）
１３４；２３４ プレストレス印加デバイス（環状バネ）
１２７、１２９；２２７、２２８、２２９；３２７、３２９；２２、４２８、４２９；５２７、５２８、５２９ 弁摺動ユニット
２２８；５２８ ピストン摺動体部分
２３２；５３２ 混合セル開口
２３６；３３６；５３６ 液体通路（ボア）
２３８；３３８；４３８；５３８ ガス通路
２３６ ガス入口に向かう側の容積
２３７ 混合セルに向かう側の容積
２３９；５３９ シール
５０２ 凹所
３０；５２０；５３０ ストッパ

Claims (26)

1. ソーダ水、ソフトドリンク、水若しくはジュース等の、バーシステム内の無曝気の、または、ほんのわずかに曝気した飲料プリカーサ生成物（Ｆ）に二酸化炭素または窒素を、あるいは、非発泡性の、若しくは、ほんのわずかに発泡性のビールプリカーサ生成物、または、ＣＯ_２をまったく含有しないか、若しくは、ＣＯ_２をほんのわずかに含有するビールプリカーサ生成物にＣＯ_２または窒素をインラインガス供給するインラインバーシステム充填器において、充填器は、
   特に管状の混合セル（１）を有し、該混合セル（１）は、該混合セル内に共に放出する液体入口（６）及びガス入口（３）、並びに出口（７）を除いて、周囲から分離され、少なくとも１つの充填器本体部（１１、１３、１５；２１３；５１３）は、前記飲料プリカーサ生成物（Ｆ）及びガス（Ｇ）の前記混合セル（１）を通る流れが必ず該充填器本体部（１１、１３、１５）を通って起こらなければならないように前記混合セル（１）内に配設される充填器であって、孔を有する固体、すなわち、フォーム材料、スポンジ、または焼結材料を含む少なくとも１つの充填器本体部（１１、１３、１５）が、前記混合セル（１）内に配設され、
   充填器は混合セル（１）を有し、前記混合セル（１）は、混合管軸（Ａ）、ガス入口（Ｇ）、及び液体入口（Ｆ）を有し、入口側から前記混合セル（１）までの圧力降下の大きさに応じて前記ガス及び液体入口（Ｇ、Ｆ）を開閉するよう構成されたガス入口弁（１２９；２２９；３２９；４２９；５２９）及び液体入口弁（１２７；２２７；３２７；５２７）が設けられ、該ガス入口弁（１２９；２２９；３２９；４２９；５２９）は、前記ガス入口チャネル内に配設されたガス入口閉鎖要素（１２９；２２９；３２９；４２９；５２９）を有し、該液体入口弁（１２７；２２７；３２７；５２７）は、前記液体入口チャネル内に配設された液体入口閉鎖要素（１２７；２２７；３２７；５２７）を有する充填器であって、前記ガス入口閉鎖要素（１２９；２２９；３２９；４２９；５２９）及び前記液体入口閉鎖要素（１２７；２２７；３２７；５２７）は、確立される前記液体入口（Ｆ）の開放の程度に応じて、前記ガス入口弁（１２９；２２９；３２９；４２９；５２９）が、前記ガス入口（Ｇ）を所定の開放の程度まで開くように、互いに結合され、
   前記液体通路（２３６；３３６；５３６）は、前記液体入口閉鎖要素（２２７；３２７；５２７）の壁にわたって分散したボア（２３６；３３６；５３６）であるか、前記ガス通路（２３８；３３８；４３８；５３８）は、前記ガス入口閉鎖要素（２２９；３２９；４２９；５２９）の壁にわたって分散したボア（２３８；３３８；４３８；５３８）であることを特徴とするインラインバーシステム充填器。
2. 前記充填器本体部（１１、１３、１５）は、前記混合管（１）の直径を埋める円盤として具現化されることを特徴とする、請求項１に記載のインラインバーシステム充填器。
3. マウントを備える前記充填器本体部は、前記混合管の直径を埋める充填カートリッジとして具現化されることを特徴とする、請求項１または２に記載のインラインバーシステム充填器。
4. 前記混合管（１）の内部に作用する高周波または超音波振動器が設けられることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載のインラインバーシステム充填器。
5. 第１の多孔性材料を含む第１充填器本体部（１１）は、１つまたは複数の他の多孔性材料を含む少なくとも１つの第２の充填器本体部（１３、１５）を、前記混合管（１）内で下流に伴うことを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載のインラインバーシステム充填器。
6. 前記少なくとも１つの充填器本体部（１１、１３、１５）の下流には、前記充填器本体部（１１、１３、１５）によって前記混合管（１）の入口側から分離された、静穏化ゾーン（１０）、特に、混合管部分（１０）、または、前記混合セル（１）に隣接する静穏化チャンバが配設されることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載のインラインバーシステム充填器。
7. ガス及び液体送り込み側で前記周囲から前記混合セル（１）をシールするヘッドピース（２１；１２１；２２１）は、液体送り込みライン用の１つの連結（２５；２２５）及びガス送り込みライン用の１つの連結（２３；２２３）を備えることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載のインラインバーシステム充填器。
8. 前記ヘッドピース（２１）は、混合管軸（Ａ）に対して、特に、偏心して、または、環状に前記混合管（１）内で放出し、また、好ましくは、逆止弁（２７）によって固定される液体チャネルによって、また、混合管軸（Ａ）に対して、特に、中央に前記混合管（１）内で放出し、また、好ましくは、逆止弁（２７）によって同様に固定されるガス輸送チャネルによって貫入されることを特徴とする、請求項７に記載のインラインバーシステム充填器。
9. 個々の部分に分解され得るように具現化され、前記ヘッドピース（２１）は、好ましくは、前記混合管（１）にねじ込まれ、前記ガス出口（４）は、前記ヘッドピース上に、前記混合管の内部にねじ込まれた切頭管（３）内に設けられることを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載のインラインバーシステム充填器。
10. 前記混合セル内に第２ガスを供給するための、第２ガス入口または第２ガス送り込みライン連結部が設けられることを特徴とする、請求項１から９のいずれか一項に記載のインラインバーシステム充填器。
11. 前記液体入口閉鎖要素（１２７；２２７；３２７；５２７）は、プレストレス印加デバイス（１３４；２３４）によって前記液体入口側に対してプレストレスを印加され、前記ガス入口閉鎖要素（１２９；２２９；３２９；４２９；５２９）及び前記液体入口閉鎖要素（１２７；２２７；３２７；５２７）は、ワンピースになるよう結合され、それにより、前記液体入口閉鎖要素（１２７；２２７；３２７；５２７）の変位が、前記ガス入口閉鎖要素（１２９；２２９；３２９；４２９；５２９）に伝達されることを特徴とする、請求項１から１０のいずれか一項に記載のインラインバーシステム充填器。
12. 前記液体入口チャネルは、前記ガス入口チャネルのガス入口遮断部分と整列した液体入口遮断部分を有し、前記液体入口閉鎖要素（１２７；２２７；３２７；５２７）及び前記ガス入口閉鎖要素（１２９；２２９；３２９；４２９；５２９）は、細長い弁摺動ユニット（１２７、１２９；２２７、２２８、２２９；３２７、３２９；２２、４２８、４２９；５２７、５２８、５２９）を構成し、閉鎖位置において、前記液体入口閉鎖要素（１２７；２２７；３２７；５２７）は、前記液体入口遮断部分を埋め、且つ、前記ガス入口閉鎖要素（１２９；２２９；３２９；４２９；５２９）は、前記ガス入口遮断部分を埋め、開放位置において、前記液体入口閉鎖要素（１２７；２２７；３２７；５２７）及び前記ガス入口閉鎖要素（１２９；２２９；３２９；４２９；５２９）は、開いて、前記混合セルに対して前記圧力降下に相当する程度の流れにすることを特徴とする、請求項１から１１のいずれか一項に記載のインラインバーシステム充填器。
13. 前記液体入口閉鎖要素（２２７；３２７；５２７）は、前記液体送り込み側（Ｆ）に向かって開く、複数の側面（ｓｉｄｅ）を囲まれた中空本体部であり、前記ガス入口閉鎖要素（２２９；３２９；４２９；５２９）は、前記混合セル側（２３７）に向かって少なくとも１つの混合セル開口（２３２；５３２）を有する、複数の側面を囲まれた中空本体部であり、前記それぞれの中空本体部を複数の側面で囲む壁のそれぞれにおいて、前記飲料プリカーサ生成物用の少なくとも１つのそれぞれの液体通路（２３６；３３６；５３６）及び前記ガス用の少なくとも１つのガス通路（２３８；３３８；４３８；５３８）が設けられ、前記液体入口閉鎖要素（２２７；３２７；５２７）は、開放位置において、前記液体通路（２３６；３３６；５３６）が少なくとも１つ部分的に開くように、前記混合セルに向かう側の容積（２３７）内に突出し、前記ガス入口閉鎖要素（２２９；３２９；４２９；５２９）は、前記ガス通路（２３８；３３８；４３８；５３６）が少なくとも部分的に開くように、前記ガス入口に向かう側の容積（２３５）内に突出することを特徴とする、請求項１から１２のいずれか一項に記載のインラインバーシステム充填器。
14. 少なくとも前記ガス入口閉鎖要素（２２９；３２９；４２９；５２９）について、前記ガス入口遮断部分上にシール（２３９；５３９）が設けられることを特徴とする、請求項１から１３のいずれか一項に記載のインラインバーシステム充填器。
15. 前記液体入口閉鎖要素（２２７；３２７；５２７）及び／または前記ガス入口閉鎖要素（２２９；３２９；４２９；５２９）は、円筒本体部であるか、または、円筒形状を有することを特徴とする、請求項１から１４のいずれか一項に記載のインラインバーシステム充填器。
16. 前記液体通路（２３６；５３６）及び／またはガス通路（２３８；５３８）は、前記それぞれの閉鎖要素（２２７、２２９；５２７、５２９）の側壁の周りに螺旋状に配設された一連のボアとして配設されることを特徴とする、請求項１５に記載のインラインバーシステム充填器。
17. ソーダ水、ソフトドリンク、水若しくはジュース等の、バーシステム内の無曝気の、または、ほんのわずかに曝気した飲料プリカーサ生成物（Ｆ）に二酸化炭素または窒素を、あるいは、非発泡性の、若しくは、ほんのわずかに発泡性のビールプリカーサ生成物、または、ＣＯ _２ をまったく含有しないか、若しくは、ＣＯ _２ をほんのわずかに含有するビールプリカーサ生成物にＣＯ _２ または窒素をインラインガス供給するインラインバーシステム充填器において、充填器は、
    特に管状の混合セル（１）を有し、該混合セル（１）は、該混合セル内に共に放出する液体入口（６）及びガス入口（３）、並びに出口（７）を除いて、周囲から分離され、少なくとも１つの充填器本体部（１１、１３、１５；２１３；５１３）は、前記飲料プリカーサ生成物（Ｆ）及びガス（Ｇ）の前記混合セル（１）を通る流れが必ず該充填器本体部（１１、１３、１５）を通って起こらなければならないように前記混合セル（１）内に配設される充填器であって、孔を有する固体、すなわち、フォーム材料、スポンジ、または焼結材料を含む少なくとも１つの充填器本体部（１１、１３、１５）が、前記混合セル（１）内に配設され、
    液体入口（Ｆ）、ガス入口（Ｇ）、及び飲料出口（Ａ）を有する管状混合セル（１）を有する、インラインガス供給を有するバーシステム用のインラインバーシステム充填器であって、インラインバーシステム充填器の前記飲料出口（Ａ）は、ラインセグメント（２、３０、１２；１０２、１３０；５０２、５３０、５１２）を有し、飲料送り込みラインの一部分を形成し、該ラインセグメント（２、３０、１２；１０２、１３０；５０２、５３０、５１２）内に移動可能に配設された絞り制限（８；１０８；５０８）を有する圧力補償器アセンブリによって形成され、該絞り制限は、注出動作中に、飲料が注出されるように前記ラインセグメント（２、３０、１２；１０２、１３０；５０２、５３０、５１２）の断面を開き、それにより、飲料が該ラインセグメントを通って該ラインセグメントの表面に流れ、前記絞り制限（８；１０８；５０８）は、プレストレス印加デバイス（９、１６；１０９、９ａ；５０９）によって、前記ラインセグメント（２、３０、１２；１０２、１３０；５０２、５３０、５１２）の一方の壁に対して、前記飲料の流れに対抗してプレストレスを印加され、それにより、前記入口側と前記出口側との間の所定の圧力差未満では、前記断面が開かず、前記プレストレス印加デバイス（９、１６；１０９、９ａ；５０９）は、少なくとも１つのバネ（９；１０９；５０９）を含み、該バネ（９；１０９；５０９）によって、前記絞り制限（８；１０８；５０８）が、前記飲料の流れに対抗して支持されることを特徴とする、インラインバーシステム充填器。
18. 前記ラインセグメント（２、３０、１２；１０２、１３０；５０２、５３０、５１２）は、少なくとも前記ラインセグメントの入口側の部分において、吐出タップに向かう方向に幅広化し、前記絞り制限（８；１０８；５０８）は、前記ラインセグメント（２、３０、１２；１０２、１３０；５０２、５３０、５１２）の幅広化に伴い、切頭円錐のように、肉厚になる細長い本体部の形状を有し、前記絞り制限（８；１０８；５０８）の入口側先端は丸いことを特徴とする、請求項１７に記載のインラインバーシステム充填器。
19. 前記管状本体部（３０；５３０）は、めすネジを切ったフランジ（２０；５２０）上にねじ込まれ得るネジを切ったストッパ（３０；５３０）として具現化されることを特徴とする、請求項１８に記載のインラインバーシステム充填器。
20. 飲料プリカーサ生成物を複数のガスと混合する充填システムであって、請求項１から１９のいずれか一項に記載の複数のインラインバーシステム充填器は、先行するインラインバーシステム充填器の出口が後続のインラインバーシステム充填器の液体入口に連通するように、直列に連結されることを特徴とする充填システム。
21. 吐出タップへの飲料送り込みラインを有する、インラインガス供給を有するバーシステムであって、前記飲料送り込みラインにおいて、請求項１から１９のいずれか一項に記載のインラインバーシステム充填器、または、請求項２０に記載の充填システム、が設けられることを特徴とするバーシステム。
22. 前記絞り制限（８；１０８）がその中に配設される前記ラインセグメント（２、３０、１２；１０２、１３０；５０２、５３０、５１２）は、流れの観点で直線進路を有し、また、前記混合セル（１）内で垂直な、好ましくは、下向きの流れ方向を有するインラインバーシステム充填器に隣接することを特徴とする、請求項２１に記載のバーシステム。
23. 非発泡性の、若しくは、ほんのわずかに発泡性のビールプリカーサ生成物、または、ＣＯ_２をまったく含有しないか、若しくは、ＣＯ_２をほんのわずかに含有するビールプリカーサ生成物をＣＯ_２と混合するための、請求項１から１９のいずれか一項に記載の充填器か、請求項２０に記載の充填システムか、または、請求項２１または２２に記載のインラインバーシステム充填器の使用。
24. ビールを窒素と混合するための、請求項１から１９のいずれか一項に記載の充填器か、請求項２０に記載の充填システムか、または、請求項２１から２３のいずれか一項に記載のインラインバーシステム充填器の使用。
25. 非発泡性の、若しくは、ほんのわずかに発泡性のビールプリカーサ生成物、または、ＣＯ_２をまったく含有しないか、若しくは、ＣＯ_２をほんのわずかに含有するビールプリカーサ生成物をＣＯ_２及び窒素と混合するための、請求項１から１９のいずれか一項に記載の充填器か、請求項２０に記載の充填システムか、または、請求項２１または２２に記載のインラインバーシステム充填器の使用。
26. 飲料プリカーサ生成物を香味料と混合するための、請求項１から１９のいずれか一項に記載の充填器か、請求項２０に記載の充填システムか、または、請求項２１または２２に記載のインラインバーシステム充填器の使用。

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