JP5285601B2

JP5285601B2 - ２段圧力式液体ディスペンサ

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Publication number: JP5285601B2
Application number: JP2009511583A
Authority: JP
Inventors: ジョン・マーリン・コプルストーン−ブルース
Original assignee: ジョン・マーリン・コプルストーン−ブルース
Priority date: 2006-05-26
Filing date: 2007-05-29
Publication date: 2013-09-11
Anticipated expiration: 2027-05-29
Also published as: US8079500B2; WO2007138312A1; ZA200810382B; RU2433947C2; NZ573208A; RU2008151521A; US20070295759A1; CN101495399A; CN101495399B; CA2653314A1; IL195479A0; BRPI0712515A2; AU2007266797A1; ES2689321T3; JP2009538256A; IL202297A0; EP2024269A1; AU2007266797A2; AU2007266797B2

Description

本発明は、主として液体用であるが、ガス又は複合材料用にも適用可能なディスペンサ（取り出し又は排出機構）に関する。

例えば、炭酸飲料及びワインを含めた多くの液体では、容器が開封されると、未使用又は飲み残された内容物が劣化する惧れがある。例えば、炭酸飲料は気が抜ける惧れがあり、開封されたワインは酸化する惧れがある。こういった問題は飲料のみならず、空気接触又は汚染物の回避が望ましい他の液体にも当てはまり得る。例えば、液体が可燃性の場合、発火を回避するために、容器の空き部分を不活性ガスで充填することが望ましい。また、例えば液体が医療用のものである場合、汚染を回避することが非常に望ましい。

容器のヘッドスペース内の圧力及び／又はガス組成が適宜調整される容器に液体を保存することが知られている。したがって、例えば、開封されたワインボトルを不活性雰囲気下に保持することが知られており、可燃性液体の場合も同様である。しかし、これらは、液体を排出（取り出し、分配又は注出）するためにガスを解放しなければならないという問題を有する。同様に、容器内の圧力が高すぎる場合、液体を排出する際に、例えば炭酸飲料を不要に発泡させることにより、問題を生じさせる惧れがある。

本発明の目的は、上記問題のうちの１つ又は複数を軽減又は解消することである。

本発明は、容器から液体を排出するための液体ディスペンサであって、容器から液体を受け取る取水管、液体を排出する排出流路、第１圧力で加圧流体を容器のヘッドスペースに供給する圧力供給機構、及びディスペンシング機構を備え、当該ディスペンシング機構（取り出し又は排出機構）が、容器のヘッドスペース内の圧力を第２圧力まで減圧し容器から流体を排出するための排出流路に取水管を接続した後、容器のヘッドスペース内の圧力を第１圧力まで加圧することにより、容器から液体を排出するよう作動する液体ディスペンサを提供する。

取水管が排出流路に接続されているとき、ディスペンシング機構はさらに、容器のヘッドスペースを圧力供給機構に接続して、液体が排出されている間は容器のヘッドスペース内の圧力を第２圧力程度に維持するように作動可能である。

ディスペンシング機構は弁要素を備えることができ、当該弁要素が、容器のヘッドスペースと圧力供給機構を接続する第１位置と、容器のヘッドスペース内の圧力を第２圧力に減圧するため容器のヘッドスペースと通気口を接続する第２位置の間で可動可能である。

弁要素は、液体が排出されている間は容器のヘッドスペース内の圧力を第２圧力程度に維持するため、絞り弁を介して圧力供給機構と容器のヘッドスペースを接続する第３位置に可動可能である。

弁要素が第３位置にあるときに、当該弁要素は取水管と排出流路を接続する流体通路をさらに備えることができる。

弁要素は、前記位置の間で回転可能である。

弁要素は、前記位置の間で直線的に可動可能である。

ディスペンサは、弁要素が第２位置にあるときに、取水管を排出流路に接続するように可動可能な閉塞要素を備えることができる。

液体ディスペンサは、弁要素を第１位置方向に付勢するバイアス要素をさらに備えることができる。

液体ディスペンサは、弁要素を第１位置から移動させるように作動するデマンド機構をさらに備えることができる。

デマンド機構は流体圧アクチュエータ（作動装置）と制御装置を備えることができ、当該制御装置が加圧流体を当該アクチュエータに供給して弁要素を第１位置から第２位置に移動させるように作動する。

容器のヘッドスペース内の圧力が低減したときに、デマンド機構は弁要素を第２位置から第３位置に移動させるように作動可能である。

デマンド機構は補助弁を備えることができ、制御装置が作動し容器のヘッドスペース内の圧力が第２圧力まで減圧するときに、当該補助弁がアクチュエータと圧力供給機構を接続する。

アクチュエータは、圧力供給機構に接続されたときに弁要素を第１位置から第２位置に回転させる第１作動要素と、圧力供給機構に接続されたときに弁要素を第３位置まで回転させる第２作動要素を備えることができる。

液体ディスペンサは、容器の口に係合し、該口に圧密シールを施す液体係合部をさらに備えることができる。

液体ディスペンサは、圧力供給機構を加圧流体源に接続する圧力供給コネクタを備えることができる。

液体ディスペンサは、圧力供給機構とディスペンシング機構を有する第１部、および容器を受ける第２部から成る容器を備えることができ、第１部と第２部は取り外しができるように接続可能である。

本発明の実施形態について、添付図面を参照して例として以下に説明する。

図１では、本発明を具体化した液体ディスペンサ全体を１０で示し、当該液体ディスペンサは、注出口１２を有する第１部１１と、排出する液体を保持する容器を収容する第２部１３と、容器から液体を排出するためのボタン１４を備える。

ここで、図２はディスペンサ１０の断面を示す。特に、ディスペンサは、ディスペンシング機構を備え、当該ディスペンシング機構全体は１５で示され、ディスペンサ１０の第１部１１内に位置する。第１部１１は容器係合部１６を有し、当該容器係合部がディスペンサ１０の第２部１３に収容された容器１８の口部分１７とシール係合する。取水管１９は、ディスペンシング機構１５から下方に向かい容器１８内に延びる。２０で示される排出流路が設けられ、当該排出流路２０は、液体を適当な受け容器内に排出（分配）することができるように、注出口１２と連通して液体を外側下方向に導く。

加圧流体を容器１８のヘッドスペースに提供するための圧力供給機構全体を２１で示す。ノズル２２が、加圧流体供給源、この例ではガスキャニスタ２３に係合する。流体圧力供給チャネル２４は、ガスキャニスタ２３からその全体が２５で示されるデマンド機構及び弁要素２６に圧力を供給し、当該弁要素２６は、より詳細に後述するようにディスペンシング機構１５の一部を構成する。

図３及び図４に詳細に示されるように、弁要素２６は、流体通路２８を有する凡そ円筒形の本体２７を備える。弁要素２６が正規の向きにあるとき、流体通路は、取水管１９と排出流路２０を接続して、液体の排出を可能にする。弁要素２６は、２９、３０で示される一対のアクチュエータロッドに接続されて、より詳細に後述するように弁本体を動作させると共に、弁要素２６は、バイアス要素に係合して弁要素２６を第１位置に付勢する一対の突起３１、３２を備える。

図５〜図７で詳細に示すように、弁要素２６は、その全体が３１で示されるような通路を備え、当該通路は、加圧下で流体を容器１８に供給し、容器１８から圧力を受けると流体を放出する。

これより図５〜図７を参照すると、通路３１は、通気口接続部３２、ガス供給口３３、第１容器接続部３４、絞り弁口３５、及び第２容器接続部を備える。流体圧力供給継手３７は、より詳細に後述する圧力調整器３８から延びて、圧力供給機構２１から加圧流体を供給する。容器接続通路３９が、弁要素２６から容器まで延びる。第１排気路４０が、図８ａにおいて４０ａで示される高圧通気口まで延び、第２排気路４１が、図８ａにおいて４１ａで示される低圧通気口まで延びる。図８ｂに示すように、各通気口４０ａ、４１ａは、各通気口の穴４０ｃ、４１ｃを塞ぐように、それぞれ対応するクリップ４０ｂ、４１ｂで覆われる。各通気口が開く圧力は、適切な強度クリップ４０ｂ、４１ｂを選択することにより設定され、その結果、排出される液体に応じて第１圧力及び第２圧力の選択を可能にする。

弁要素２６が、図５に示すように第１位置にあるとき、流体圧力供給通路は、ガス供給口３３及び第１容器接続部３４を介して容器接続通路３９に接続される。次に、加圧流体が、通路２４から図９に示す圧力調整器３８及び弁要素２６を介して容器に供給されて、容器内の液体上方のヘッドスペース内の圧力を比較的高い第１圧力に維持する。圧力調整器３８は、後述するように容器内の圧力をこの第１圧力に維持するように機能し、この位置では、容器は結果的に加圧状態を維持し、必要に応じて所望の雰囲気で加圧状態を維持する。通気口接続部３２の第１排気路４０及び高圧通気口４０ａへの接続は、容器内の圧力が、何らかの理由により安全レベルを超えて蓄積された場合、高圧通気口４０ａを通して確実に放出される。

容器から液体を排出したい場合、弁要素２６は、図６に示す第２位置まで回動する。この位置では、ガス供給口３３が流体圧力供給継手３７との接続から外れ、通気口接続部３２が第２排気路４１と連通するように移動する。接続部３４は拡張開口であるため、容器への通路３９と流体的に連通した状態を保つ。したがって、容器のヘッドスペース内の圧力が、低圧通気口４１ａの特性を変更することによって調整可能な第２圧力に減圧するまで、容器のヘッドスペース内の加圧流体は、容器接続通路３９、通路３１、第２排気路４１、及び低圧通気口４１ａを通して放出される。

弁要素２６は、図７に示す第３位置まで回転すると、流出口３６は、接続通路３９と連通するようになり、絞り弁口３５は、流体圧力供給継手３７と連通するようになる。容器接続部３４が、第２排気路４１と連通するように移動する。この向きでは、流体通路２８も取水管１９及び排出流路２０と連通するようになる。液体が容器１８から取水管１９を上昇、弁本体２６を経て排出流路２０及び注出口１２に促されるように、第２圧力が選択される。したがって、第２圧力は、液体ディスペンサ１０の周りの外部周囲圧力よりも高くあるべきである。液体が容器１８から排出されているとき、容器１８のヘッドスペース内の容積は増大することになるため、絞り弁口３５は、流体圧力供給通路３７から容器接続通路３９を経て、圧力を容器１８のヘッドスペース内に流出させる。第２排気路４１への接続が、容器内の圧力を第２圧力に維持させるのに対して、絞り弁口３５は、圧力が急激に上昇することがないようにする。

この液体排出が停止されると、弁要素２６は図５に示す第１位置に戻り、容器１８のヘッドスペース内の圧力が比較的高い第１圧力に戻る。

ここから、圧力調整器３８について図９〜図１２ｂを参照してより詳細に考察する。圧力調整器は、流体圧力供給通路２４に接続されてノズル２２に通じ、また流体圧力供給通路３７に接続されて弁要素２６に通じる。圧力調整器３８は、カラー４７と端壁４８との間で可動可能なピストン３９を備える。ロッド４２がピストン３９に取り付けられ、通路２４の端部内で可動可能である。ロッド４２内のボア４３は、流体圧力供給通路２４と流体連通し、流体圧力供給通路３７に接続可能なサイドアーム４３ａを有する。変位レバー４４が、ピストン３９の下に取り付けられ、レバー４４に突起４５があり、それはピストン３９に対して作用する。レバー４４は、容器１８の口部の雄ねじ部分を受けるための雌ねじにあたる容器係合部１６の真上に配置される。図９に示すように、容器が接続部に係合していない場合、レバー４４に対する上向きの力はなく、ピストン３９はカラー４７に接する最下位置に留まる。アーム４３ａが流体圧力供給通路３７と連通していないため、流体供給通路２４から弁要素２６への加圧流体の供給はない。供給通路２４内に加圧流体がある場合、この加圧流体はロッド４２の端部に対して作用して、ピストン３９を図９に示す位置に維持し、したがって、容器が存在していないとき、加圧流体は放出されない。

図１０に示すように、容器がディスペンサ内に差し込まれると、口部１７が接続手段１６内に差し込まれ、レバー４４に対して作用して、図示のようにレバー４４を上方に向かわせ、突起４５がピストン３９を上方に押して、通路４３ａを流体圧力供給通路３７と連通させる。したがって、加圧流体が通路２４から弁要素２６に流れる。弁要素２６が図５に示す第１位置にあると、流体圧力が容器１８のヘッドスペースに供給される。通路２４内の圧力が容器１８の内部の圧力よりも高い間、ピストン３９は図１０に示す位置に留まる。しかし、ピストン３９の下面に対して作用する容器１８内の圧力が、通路２４内の圧力によってロッド４２の端面４２ａに加えられる力よりも大きな力を発生させる場合、ピストン３９及びロッド４２は押し上げられ、通路４３ａを通路３７との連通から外すように移動し、ひいては図１１に示すように通路２４から弁要素２６への圧力供給を遮断する。したがって、第１圧力はピストン３９及びロッド４２の相対サイズによって設定され、容器１８内の所要圧力に応じてしかるべく調整することができる。容器１８内の圧力は、高圧通気口４０ａによって設定される圧力にも左右されるため、所望の第１圧力に調整できるいくつかの方法が提供される。容器１８内の圧力が下がると、ピストン３９は図１１の位置から再び図１０に示す位置まで下方に促され、加圧流体を容器１８に再び供給できることが明らかであろう。

ピストン３９のサイズを適合させるために、例えば、異なる圧力が要求される場合、ピストン３９とカラー４７との間に配置されたスリーブにより、カラー４７内の空間の直径を縮小できることが明らかであろう。

図１２ａ及び図１２ｂに示すように、レバー４４は、環状支持体４６に担持されそこから内側に延びるアームを備える。環状支持体４６は、接続手段１６の上方に配置され、実際は、容器の口部１７により当接部に対してシールを施すことができる。突起４５は、概してレバー４４によって担持される環状外部４６の中心に配置される。

ここで、図５〜図７を再び参照すると、当然ながら、弁要素２６を、第１位置から第２位置まで及び第２位置から第３位置までの２つの角度を通して回転させる必要がある。これは、前記位置の間で制御可能に可動であるアクチュエータを有することによって達成されるが、本例では、第１作動要素２９及び第２作動要素３０を有することによって達成される。これら要素は、図１３、図１４、図１５、及び図１６により詳細に示される。これら図に示されるように、各作動要素２９、３０は、弓状通路５５、５６に取り付けられているスリーブ５２、５３内で可動可能な湾曲ロッド５０、５１を備える。ピストン５７、５８が、通路５５、５６の端部に配置され、対応する制御線５９、６０に対する圧力供給に応じて通路内部で可動可能である。作動要素２９、３０は本質的に同一であり、スリーブ５２、５３のサイズのみが異なるということが明らかであろう。各ピストン５７、５８は、スリーブ５２、５３の端部まで通路５５、５６内を移動し、移動するに際して、対応するロッド５０、５１を押す。ロッド５０、５１のヘッド部５０ａ、５１ａが、図１７及び図８ａのその全体が６１で示される共通板に接続される。

したがって、図１４及び図１６から、各作動要素２９、３０を動作させると、対応するロッド５０、５１を異なる量だけ延出させ、ひいては弁要素２６を第１の角度及び第２の角度に回転させることが分かるであろう。

容器１８内の圧力変化により液体を排出するためのボタン１４が押下されるのに応じて、作動要素２９、３０の連続動作を提供するために、図１８により詳細に示すようなデマンド機構２５を備える。デマンド機構２５は、通路７０を介して流体圧力供給通路２４に接続され、通路５９を通して第１作動要素２９に接続されると共に、通路６０を介して第２作動要素３０に接続される。パイロット通路７１が、例えば図５〜図７に示すように、容器１８内のヘッドスペースと流体連通している。

デマンド機構は、第１プッシュ要素７２を備える。第１プッシュ要素７２は、カラー７４と係合して第１プッシュ要素７２を所定位置に保持する外向きフランジ７３を有する。バネ７５がフランジ７３に対して作用して、プッシュ要素７２を図１８に示すように上向き方向に促す。第１プッシュ要素７２はボア７６内で可動可能であり、ボア７６は、プッシュ要素７２の側部に備わったギャラリー７８を介して通気口７７に流体連通する。プッシュ要素７２は、ギャラリー７８と流体連通する貫通通路７９をさらに有する。プッシュ要素７２が付勢位置にあるとき、貫通通路７９はライン８０を通して第２作動要素３０への通路６０と流体連通する。第１作動要素２９への通路５９は、ギャラリーと流体連通する。したがって、図１８に示すようにプッシュ要素７２が付勢位置にあるとき、作動要素２９、３０が両方とも大気（ガス雰囲気）に接続される。

デマンド機構２５は、第２プッシュ要素８１をさらに含む。第１プッシュ要素は、第１プッシュ要素７２の下端部内のカウンターボア８２内に部分的に受けられると共に、ボア８３内に部分的に受けられる。第１バネ８４がカウンターボア８２内に配置され、第２プッシュ要素８１に対して、図１８に示すように下向きに促すよう作用する。第２バネ８５がボア８３内に配置され、第２のプッシュ要素８１を上向きの方向に促すよう作用する。パイロット通路７１はボア８３と流体連通する。貫通通路８６が第２プッシュ要素８１内に設けられ、第２プッシュ要素８１が後述するように下方に十分に移動したとき、バイパスライン８７を介して作動供給通路５９、６０を流体連通せしめるように動作する。

したがって、容器１８のヘッドスペース内の圧力が第１圧力であり、かつ液体の排出が必要ないとき、第１プッシュ要素７２は図示のように付勢位置にあり、弁要素２６に対して作用する力がないように、通路６０、５９を介して作動要素を大気（ガス雰囲気）に接続する。容器１８の内部圧力は、パイロット通路７１を通して、第２のプッシュ要素８１を図１８に示すような位置に促すように作用する。

液体を排出したい場合、ボタン１４が押下される。これにより、バネ７５の抵抗に逆らって、第１プッシュ要素７２を下方に促す。フランジ７３は、通気口７７を遮断するのに十分なほど下方に移動し、ひいてはギャラリー７８を大気（ガス雰囲気）から遮断する。プッシュ要素７２が十分に移動したとき、流体通路７９は流圧供給ライン７０と連通し、ギャラリー７８を介して加圧流体を第１作動供給通路５９に供給する。次に、流圧は第１の作動要素２９に供給され、上述したように弁要素２６を第１位置から第２位置に回転させる。これにより、容器１８内の圧力はより低い第２圧力に向けて低下し始める。

第１プッシュ要素７２は、ボタン１４の押下に応じて変位するが、第２プッシュ要素８１は、第２バネ８５の上向きの力及びパイロット通路７１からの圧力として図示されるような位置に保持される。容器１８内の圧力が低下するにつれて、パイロット通路７１からの流体圧力によって生じる上向きの力は、圧力及び第２バネ８５によって発生する力が、第１バネ８４によって発生する力に負けるまで、徐々に低下する。第２プッシュ要素８１は下方に移動し、貫通通路８６をバイパスライン８７と流体連通せしめる。これは、第２作動供給通路６０を第１作動供給通路５９に接続し、ひいては貫通通路７９及び７０を介して流体圧力供給通路２４に接続する。したがって、流体圧力が第２作動要素３０に供給され、上述したように弁要素２６を第２位置から第３位置に回転させ、液体を強制的に容器から取水管１９、弁要素２６、及び排出流路２０を通して押し出す。

液体が十分排出されたとき、ボタン１４が解除される。バネ７５、第２バネ８５、及び第１バネ８４の効果は、プッシュ要素を再び図１８に示す開始位置に促すことである。したがって、流体圧力供給ライン７０が遮断され、作動供給通路５９、６０が通気口７７を通して再び大気（ガス雰囲気）に接続される。作動要素２９、３０への圧力供給が全くない状態では、バイアス手段は、弁要素２６を再び上述した第１位置に促すように作用し、ひいては、上述した圧力調整器３８の動作によって容器１８のヘッドスペース内の圧力を第１圧力まで上昇させる。

代替デマンド機構を図１９に参照番号２００で示す。当該機構は、図１８のデマンド機構２５と同様に動作するが、チャンネルをボタン２０１の２つの部分内に成形することができる。第１ボタン部２０１ａ及び第２ボタン部２０１ｂがボア２０１ｃ内で可動可能であり、第１及び第２ボタン部は、バネ２０１ｄによって離れて保持される。大気（ガス雰囲気）への通気口が２０２で表示され、チャネル２０３そして第１ピストンへの排出路２０４に接続される。第２ピストンへの排出路は、２０６で表示される。ボア２０１ｃの第２ボタン部２０１ｂよりも下の部分は、チャネル２０５を通して容器の内部に接続される。加圧流体が、ライン２０７で供給される。

第１ボタン部２０１ａが押されると、ショルダ２０８が、通気口２０２及び第１ピストンに接続された第１ピストンへの排出路２０４を閉じ、上述したように弁要素２６を動作させて第１位置に回転させ、容器内の圧力をより低い第２圧力まで下げる。ライン２０７の圧力が下がるにつれて、バネ２０１ｄの力が、第２ボタン部２０１ｂを、ボア２０１ｃの端部でショルダ２０９に係合するまで押し下げるように作用する。排出路２０６は圧力供給源２０７に接続され、第２ピストンを動作させると共に、弁要素２６を上述した注出のための第３位置に回転させる。

ボタン２０１が解除されると、排出路２０４、２０６が大気（ガス雰囲気）に接続され、弁要素２６は第１位置に戻り、容器は上述した第１圧力に戻る。

ここで図２０を参照すると、本発明を実施化するさらなる液体ディスペンサを１００で示す。図１〜図１９の実施形態において見られるように、液体ディスペンサ１００は、液体よりも上にヘッドスペース１０２ａを有する容器１０２の口部にシール係合する容器係合部１０１を有する。取水管１０３（切り欠いて示される）が容器１０２内に延び、注出口（図示せず）を介して容器１０２から液体を放出させるため、以下に詳述するように排出チャンバ１０４に接続することが可能である。この例では、取水管１０３には供給管１０３ａが設けられ、当該供給管は、加圧流体が、ヘッドスペース１０２ａ内にではなく容器１０２内の液体を通して供給されるように、流体圧力供給機構に接続される。

加圧流体を容器１０２に供給するための圧力供給機構全体がここでは参照番号１０５で示される。加圧流体供給源、例えば図示されていないガスキャニスタとネジ係合を提供するために、ノズル１０６が備わる。圧力供給機構は調整機構を有し、当該調整機構全体は１０７で示され、加圧ガスを加圧流体源から弁機構に所望の圧力、例えば４５ｐｓｉで供給するように動作する。流体圧力は、１３６ａで示される供給チャネルを介して供給される。

容器１０２の内容物への供給圧力の制御を提供するために、ボア１０９内で摺動自在に可動可能な弁要素１０８が設けられ、ここでは第１位置で示されている。弁要素１０８は、圧力を露出端、例えばネジ付き支持体１０８ｆに接続されたボタン又は他の機構に圧力を供給することによって可動可能である。

図２１〜図２３に示すように、弁要素１０８は、第１小径部１１０及び第２小径部１１１を備える。これら小径部に隣接して、凹部１１０ａ、１１０ｂ、１１１ａ、１１１ｂが設けられ、図２３に示す環状シール１１２ａ、１１２ｂ、１１３ｂ、１１３ｂを受けて、ボア１０９の内面と滑り嵌めシールを形成する。弁１０８には２つの内部ボアが備わっている。第１に、図２１に示すように、内部ボア１１４は排出口１１５と第２小径部１１１の表面に設けられたポート１１６との間に延びる。図２２に示す第２ボアは、ポート１１７から小径部１１０と連通するように設けられているポート１１８まで延びる。ポート１１５、１１７は、弁要素１０８の端部に配置され、それぞれ凹部１２０、１２１に現れる。凹部１２０、１２１は、図２４において１２２で示されるクリップ、本質的にはボア１１５、１１７からの加圧流体の通過に対抗するバネ要素を受けて、当該クリップが、それぞれ通気口４０ａ、４１ａのような低圧通気口と高圧通気口を備える。クリップ１２２の強度は、流体を各ポート１１５、１１７から放出することができる圧力（本例では、ポート１１５からは７．５ｐｓｉ及びポート１１７からは４５ｐｓｉ）を定めるように選択される。

第２弁要素１０８ｂがボア１０９内に配置され、第１シール１０８ｃ及び第２のシール１０８ｄを含み、これらシールの間に小径部１０８ｅを画定する。摺動自在に可動可能なスペーサ１５０が、弁要素１０８のボア１５１内に設けられ、スペーサ１５０の端部は、第２弁要素１０８ｂの端面に取り付けられるか、又はそれと一体的に設けられる。ボア１５１はボア１１４に接続される。

容器１０２からの液体の供給を制御するために、その全体が１２３で示されるような供給機構が備わっている。供給機構１２３は、チャンバ１２５内で可動可能な第１ピストン１２４を含み、ロッド１２６を介して、排出チャンバ１０４内で可動可能な第２ピストン１２７を含むクローザ要素に接続される。ピストン１２４、１２７が図１９に示すように下位位置あるとき、容器１０２からの排出口が閉じられ、そのため、流体は排出チャンバ１０４内に、そして排出チャンバ１０４から排出路に渡ることができない。本例では、ロッド１２６は、チャンバ１２５の第１ピストン１２４より下の部分とピストン１２７内の排出穴１２７ａを接続する内部ボア１２６ａを有する。これらは、排出チャンバ１０４を通して排出される流体を供給するために、追加の加圧流体を提供する。例えば、液体を炭酸化するが、必要に応じて省いてもよい。

加圧流体供給源１０５から加圧流体を渡すことができるように、第１マニホルド１３０が図２５に示すように設けられ、第２マニホルド１３１が鏡像図２６に示すように設けられる。

第１マニホルド１３０内の第１チャネル１３２は、図１９に示す位置にあるときに弁要素１０８のシール１１２ｂと１１３ａとの間に配置されるポート１３３に接続し、更に、ボア１０９の閉端に配置されるポート１３４、及びピストン１２７の下に配置される第３のポート１３５に接続する。第１チャネル１３２は、供給チャネル１３６ａを介し、流入ポート１３６ｂ及び狭窄１３７を通して流体圧力源に接続される。

第１マニホルド１３０は第２チャネル１３８を有する。第２チャネル１３８は、弁要素１０８の第２小径部１１１によって画定されるボア１０９内の空間に係るボアと流体連通する第１ポート１３９に接続する。第２ポート１４０は、流入弁１４１を通して容器１０２の内部と流体連通し、第３ポート１４２は、ピストン１２４が内部で可動であるチャンバ１２５に連通する。第３チャネル１４３は、第２弁要素１０８ｂのシール間のボア１４４に流体連通するポート及びチャンバ１２５のピストン１２４より下の部分、即ちピストンのポート１４２とは逆側で流体連通するポート１４５に接続する。

第２マニホルド１３１は、弁要素１０９の第２小径部１１１に隣接する内部フローシステムボア１０９と流体連通して配置される第１ポート１４７及び図２０に示す第２弁要素１０９ｂの右側で内部ボア１０９に接続するポート１４８に接続する。第２マニホルド１３１は、ポート１３６ｃによってチャネル１３６ａを通して流体圧力源に接続される。

弁要素１０８の端と第２弁要素１０８ｂとの間の空間が大気（ガス雰囲気）に通気されるように、第１マニホルド１３０も大気（ガス雰囲気）への通気口１５４を提供する。

使用に際しては、流体圧力源とノズル１０６が接続され、また容器１０２が接続されているとき、弁要素１０８は図示の位置にある。流体圧力が、流入口１３６ｃを通り、第２マニホルド１３１を通ってポート１４７まで供給される。これは、第２小径部１１１及びボア１０９の内部によって画定される容積と流体連通するため、圧力は、第１マニホルド１３０のポート１３９及び第２のチャネル１３８を通ってポート１４０まで、そして弁１４１及びこの例では管１０３ａを介して容器１０２の内容物内に供給される。圧力は、ポート１４２を通してチャンバ１２５へも供給され、ピストン１２４、１２７を図２０に示す閉位置まで押し下げる。加圧流体はまた、第２マニホルド１３１を通してポート１４８まで供給され、第２弁要素１０８ｂを図示のように左側に促し、ピン又は他のストップ（図示せず）に当接して、それ以上左側に移動しないようにする。圧力が所望の圧力、この例では４５ｐｓｉよりも下がった場合、調整器１０７は、より多くの加圧流体を流体圧力源から供給する。ボア１１４内の圧力が、スペーサ１５０の小端に対して作用する。ボア１０９内の第２弁要素１０８ｂの右側の圧力は、第２弁要素１０８ｂの端面に対して作用し、それにより、第２弁要素に対する正味の力が、第２弁要素を図２０に示すように左側に促す。

液体を容器１０２から排出したい場合、弁要素１０８の端部が押され、弁要素１０８をボア１０９内で第２位置まで直線的に移動させる。弁要素１０８は、図２０に示すように右側に移動するが、しかし、弁要素１０８ｂに対する力のバランスは、弁要素１０８ｂを右側に移動することを意味する訳ではなく、スペーサ１５０がボア１５１内で移動することを意味する。ポート１３３及び１３９はまず、弁要素１０８のポート１１８と流体連通する。第１マニホルド１３０の第２チャネル１３８を介して、これはチャンバ１２５、ポート１３５、１３４、及び１４０、ひいては第２弁要素１０８ｂの右側のボア１０９の内部及び容器の内部を、低圧排出口１１７に接続する。したがって、圧力は、より低い第２圧力、この例では７．５ｐｓｉに下がるまで放出される。

ボア１５１内の圧力は、ポート１１６がポート１４７と流体連通した状態を保つことにより、高圧を保つ。第２弁要素１０８ｂのより大きな面に対して作用する圧力が下がると、最終的には、スペーサ１５０の端に対する圧力に圧倒されることになり、図２０に示すように第２弁要素１０８ｂを右側に促す。

第２弁要素１０８ｂが右側に移動すると、ポート１４８及び１４４が接続され、それにより、より高い第１圧力で流体がチャンバ１２５のピストン１２４より下の部分に供給され、ピストン１２４を上向きに押し上げてピストン１２７を上昇させ、それにより、排出チャンバ１０４と容器１０２間の接続を開く。液体が容器１０２から放出されるとき、ヘッドスペース内の圧力は、第１マニホルド１３０の第１チャネル１３２及びポート１３５を通しての流体圧力接続により、狭窄１３７の故に低圧に保たれる。液体が排出されると、端部１１０に対する力が解放される。第１弁部１０８は、ボア１１４内の圧力によって左側に促される。ポートは、図２０に示すように接続され、ピストン１２４、１２７は閉位置に促される。

望むように、端部１１０を所望のあらゆる制御装置に接続してもよいことが理解されるであろう。例えば、その全体が１６０で示される排出ボタン、及び１７０で示されるガスシリンダがディスペンシング機構のハンドル１６１に取り付けられた、実施可能な液体ディスペンサの側面図を図２７に示す。図１及び図２０の実施形態を、所望に応じて、液体ディスペンサの任意の適当な設計に含めることができることが理解されるであろう。

ガスボトルコネクタが、図２８ａ〜図２８ｄにおいて全体的に３００で示される。コネクタ３００は、例えば、図２０において３００で示される液体ディスペンサのいずれの実施形態との併用にも適する。コネクタは、ガスが、例えばガスボトルから供給される流入口３０１を含む。ピストン３０２が第１ボア３０３内で可動であり、その動きは、第１ボア３０３の端部３０４及びサークリップ３０５によって制限される。第１ボア３０３よりも小さな直径を有する第２ボア３０６は、第１ボア３０３から流入口３０１まで延びる。ピストンロッド３０７がピストン３０２に接続され、第２ボア３０６内で摺動自在に可動である。チャネル３０８は、ピストン３０２の上面からピストンロッド３０７を通って延び、１つ以上のポート３０９を有する。上部Ｏリングシール３１０及び下部Ｏリングシール３１１が、ピストンロッド３０７と第２ボア３０６との間に摺動シールを提供する。第１ボア３０３の上部は、排出口を備える。

図２８ａは、平衡位置にあるコネクタ３００を示し、液体ディスペンサ内、ひいてはボア３０３内の低圧が、ガス容器内及びロッド３０７の端部の小さなエリアに印加される高圧と平衡する。ディスペンサ内の圧力が図２８ｂに示すように下がると、ピストン３０２は上向きに押し上げられ、ピストンロッド３０７の下部は下部Ｏリング３１１との接触から外れるように移動する。ロッド３０７と第２ボア３０６との間の許容差が厳密ではないため、加圧流体は、流入口３０１、ポート３０９、そしてチャネル３０８を通って排出口３１２内に流れる。圧力が十分に上昇すると、ピストン３０２が図２８ａの位置に戻る。

図２８ｃの例では、例えばコネクタ３００が故意にディスペンサから外されたことにより、或いは、漏れ又はその他の理由により、第１ボア３０３内の圧力が完全に解放されている。この場合、流入口３０１での圧力は、ピストン３０２がサークリップ３０５に係合し、ポート３０９が上部Ｏリングシール３１０よりも上になるまで、ピストン３０２を押し上げる。この場合、加圧流体は流入口３０１から排出口３１２に渡ることができず、したがって、コネクタ３００は安全な状態にある。

コネクタ３００は、ガス容器を補充するために使用することもできる。図２８ｄに示すように、排出口３１２に印加される圧力は、ピストン３０２がボアの端部３０４に係合するまで、ピストン３０２を押し下げる。チャネル３０８及びポート３０９は、加圧流体を排出口３１２から流入口３０１に渡せるようにする流体接続を提供する。

図２８ｅに示すように、コネクタ３００が取り付けられている装置にプッシュロッド３１３を設けることができ、ピストン３０２を図２８ｃの閉位置から変位させ、圧力を流入口３０１から排出口３１２に渡せるようにする。図２８ｅは、代替のピストン３０２’及びロッド３０７’も示し、ロッド３０７’は、貫通ボア３１４から離れた固体であり、ピストン３０２’の移動は、貫通ボア３１４に、排出口３１２’に流体を供給する供給チャネル３１５を開閉させる。

したがって、本発明の液体ディスペンサが、液体内容物を大気（ガス雰囲気）に曝すことなく、また、液体の放出に十分な圧力を容器内に保持するが、吐出中に液体を発泡又は急に放出させる恐れがある過剰な圧力を維持することなく、液体を容器から排出可能なことが理解されよう。弁要素２６は、液体が排出中であっても圧力を一定レベルに維持できるようにし、液体が排出されていないときには高圧力レベルに戻せるようにする。当該ディスペンサを炭酸飲料等の任意の適当な液体に使用可能なことが理解されよう。当該ディスペンサでは、容器内の圧力をより高いレベルに維持することにより、飲料の気が抜けることが回避され、ワインを不活性ガス下に保持することにより、高圧雰囲気によってワインの酸化及び傷みが回避される。同様に、本発明を所望のように他の任意の適当な液体に使用することが可能であり、適した容器係合部１６を設けることにより、任意の所望の容器に適合可能なことが理解されよう。本明細書において説明した実施形態では、加圧流体内に窒素等の不活性ガスが含まれることが想定されるが、排出される液体に応じて、その他のガス又は液圧の使用が可能であることが想定される。

液体の排出ではなく、本発明をガス、発泡体、複合材料、又は流動性を有する適当な材料を容器から排出するために使用されることが想定される。

本明細書及び特許請求の範囲において使用される場合、「含む（備える）」及び「含んでいる（備えている）」という用語及びその変形形態は、特定の特徴、ステップ、又は完全体が含まれることを意味する。これら用語は、他の特徴、ステップ、又は構成要素の存在の除外を意図するものではない。

それぞれの固有の形態で、或いは開示される機能、開示される結果を得るための方法やプロセスを実行するための手段に関して表現される上記明細書、特許請求の範囲、又は添付の図面において開示される特徴は、本発明を多種多様な形態で実現するために、別個に、又はかかる特徴の任意の組み合わせで利用することが可能である。

本発明を具体化した液体ディスペンサの外観図である。図１のディスペンサの断面図である。図１の液体ディスペンサの弁要素の斜視図である。図３の弁要素の断面である。図３の弁要素のさらなる断面である。別の位置での弁要素断面を示す図５と同様の図である。さらに別の位置での弁要素断面を示す図５と同様の図である。図１のディスペンサ細部の拡大図である。図８ａの図の部分図である。図１のディスペンサの圧力調整器の概略図である。別の位置から見た図９の圧力調整器の図である。さらに別の位置から見た図９の圧力調整器の図である。図９の圧力調整器の部分平面図である。図１２ａの部分斜視図である。図８に示される第１作動要素の断面である。伸長位置にある図１３の作動要素を示す。さらなる作動要素の断面である。伸長位置にある図１５の作動要素を示す。図８ａの部分図をより詳細に示す。図１のディスペンサのデマンド機構の断面図である。代替のデマンド機構の断面図である。本発明を具体化したさらなる液体ディスペンサの断面図である。図２０の弁要素の断面図である。図２１の弁要素のさらなる断面図である。図２１及び図２２の弁要素の側面図である。図２３の弁要素のクリップの斜視図である。図２０の弁組立体の第１供給マニホルドの断面図である。図２０の第２供給マニホルドの断面図である。さらなる液体ディスペンサの側面図である。図１又は図２０の液体ディスペンサで使用される、第１位置にあるコネクタの断面図である。第２位置にある図２８ａのコネクタの断面図である。第３位置にある図２８ａのコネクタの断面図である。第４位置にある図２８ａのコネクタの断面図である。代替のコネクタの断面図である。

Claims

容器から液体を排出するための液体ディスペンサであって、上記容器から液体を受け取る取入管、液体を排出する排出流路、第１圧力で加圧流体を上記容器に供給する圧力供給機構、及びディスペンシング機構を備え、
上記ディスペンシング機構は、
上記容器のヘッドスペースを上記圧力供給機構に接続する第１位置と、上記容器のヘッドスペース内の圧力を第２圧力に減圧するために上記容器のヘッドスペースを通気口に接続する第２位置と、上記液体が排出されている間は上記容器のヘッドスペース内の圧力を略第２圧力に維持するために絞り弁を介して上記容器のヘッドスペースを上記圧力供給機構に接続する第３位置とに移動可能な弁要素を備えており、
上記容器内の圧力を第２圧力まで減圧し、上記容器から液体を排出するための上記排出流路に上記取入管を接続することによって上記容器から液体を排出した後、上記容器内の圧力を第１圧力まで加圧するように作動することを特徴とする液体ディスペンサ。
上記弁要素は、当該弁要素が第３位置にあるときに上記取入管と上記排出流路とを接続する流体通路をさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載の液体ディスペンサ。
上記弁要素は、上記各位置の間で回転可能であることを特徴とする請求項１または２に記載の液体ディスペンサ。
上記弁要素は、上記各位置の間で直線的に移動可能であることを特徴とする請求項１または２に記載の液体ディスペンサ。
上記弁要素が上記第２位置にあるときに上記取入管を上記排出流路に接続するように移動可能な閉塞要素を備えていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の液体ディスペンサ。
上記弁要素を上記第１位置の方向に付勢するバイアス手段をさらに備えていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の液体ディスペンサ。
上記弁要素を上記第１位置から移動させるように作動するデマンド機構をさらに備えていることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の液体ディスペンサ。
上記デマンド機構は、流体圧アクチュエータと制御装置とを備え、
上記制御装置は、加圧流体を上記アクチュエータに供給して上記弁要素を上記第１位置から上記第２位置に移動させるように作動することを特徴とする請求項７に記載の液体ディスペンサ。
上記デマンド機構は、上記容器のヘッドスペース内の圧力が減圧したときに上記弁要素を上記第２位置から上記第３位置に移動させるように作動することを特徴とする請求項８に記載の液体ディスペンサ。
上記デマンド機構は、上記制御装置が作動して上記容器のヘッドスペース内の圧力が上記第２圧力まで減圧したときに上記アクチュエータを上記圧力供給機構に接続する補助弁を備えていることを特徴とする請求項９に記載の液体ディスペンサ。
上記アクチュエータは、
上記圧力供給機構に接続されたときに上記弁要素を上記第１位置から上記第２位置に回転させる第１作動要素と、
上記圧力供給機構に接続されたときに上記弁要素を上記第３位置に回転させる第２作動要素とを備えていることを特徴とする請求項９または１０に記載の液体ディスペンサ。
上記容器の口に係合して当該口に圧密シールを施す流体係合部をさらに備えていることを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載の液体ディスペンサ。
上記圧力供給機構を加圧流体源に接続する圧力供給コネクタを備えていることを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載の液体ディスペンサ。
上記圧力供給機構とディスペンシング機構とを有する第１部、および容器を受ける第２部から成る容器を備え、上記第１部と上記第２部とは取り外しができるように接続可能であることを特徴とする請求項１から１３のいずれか１項に記載の液体ディスペンサ。