JPH01139128A - 電気構成要素を必要としない携帯用自動水カーボネータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本出願は、同日付で提出され、「簡単で便利な使い捨て
容器における制御された中圧Ｃｏ２ガスの供給」と題す
る出願者の同時係属米国出願に関連する。

本発明は、電気構成要素を必要せず、化学反応によって
ガスを生成するＣＯ２ガス生成器モジュールを含むカー
ボネータ・アセンブリに関する。

従来のＣＯ２シリンダーと組み合わされた水カーボネー
タはシステムからなり、最終的な炭酸飲料を作るために
シロップと水を使用する飲料分与器の本質的部分である
。従来のカーボネータ・システムは、第１に炭酸ガス飽
和の正確な程度を保証し、そして第２に分与中に一定水
圧を与えるために、複雑な制御機構を必要とする。後者
は、水が抜き出される間、水とシロップの分配比および
一定炭酸ガス飽和レベルの良好な制御を与えるために不
可欠である。さらに、従来のＣＯ２の供給は、高圧力の
重いＣＯ２シリンダーからなり、返却を要しそして補充
可能な容器であり、使用が不便であり、そして圧力制御
機構と安全装置を必要とする。

家庭用分与機構において非圧力又は低圧力ＣＯ。

パッケージは重要である。というのは、通常の小売経路
による配給を単純化しそして専門家でない使用者に対し
て大きな便利さを提供するからである。さらに、家庭用
分与機構のためのカーボネータの都合のよい設計は、携
帯用であり、使用者の流しにおいて充填することができ
、そして充填の後分与器に再び配置することができる点
にある。

家庭用分与器は、はとんど制御機構を有していない本質
的に簡単な装置であり、そして将来、冷蔵庫に据え付け
ることができ、別個の冷却に対する必要性を除去するで
あろう。これは、代わりに、炭酸ガス飽和プロセスの簡
単な機械的制御に対する必要性を意味する。しかし、実
際の炭酸ガス飽和と分与のためのガスの生成は、使用者
の最少の操作により、自動的に行われるべきである。そ
うでなければ、簡単さと費用効果の利点は、本質的な便
利さの欠如により相殺される。

従って、水を炭酸ガスで飽和させ、そして、複数の薬剤
の間の化学反応によって発生されたｃｏ２ガスにより与
えられたエネルギーにより、それが濃縮液と混合される
デイスペンサーにおける機構にそれを送り込む、電気で
作動されないカーボネータ・アセンブリを提供すること
が、本発明の主な目的である。

実質的に一定圧力において炭酸水を送り出すカーボネー
タ・アセンブリを提供することが、本発明の別の目的で
ある。

本発明は、くえん酸又は燐酸のような酸と接触して炭酸
ガスを放出する、重炭酸ナトリウムのような物質の使用
により、本発明のこれらの目的を達成する。２つの成分
は粉末にて混合することができ、その結果、水が加えら
れたとき炭酸ガスが生成される。代替的に、一方又は両
方の成分を水に溶解することができ、そして後に、２つ
の溶液が一緒に混合されるときガス生成が行われる。適
切なＣ○２ガス生成器の詳細はまた、出願者の前記の同
時係属出願において十分に開示されている。

ＣＯ□ガスの化学的生成は一般に公知である。

また、水を所定の程度炭酸ガス飽和させるために、この
形式のガス生成を使用する装置が公知である。

受容できない程度の操作に使用者がしばしば関与させら
れるために、これらの装置の大部分は便利なものではな
い。また、−旦水が飲料分与器に送るために抜き出され
たならば、カーボネータ内に一定圧力を維持する手段を
有さないので、それらは、飲料分与器における従来のカ
ーボネータ／ＣＯ２シリンダー・システムの代わりに使
用することはできない。

ここに記載されたシステムは、使い捨てガス生成カート
リッジにおいて動作する、組み込み式のＣＯ□供給シス
テムを完備した、携帯用カーボネータの設計を可能にす
る。このシステムは、電気的結合を必要とせず、そして
自足かつ自動式である。それは、使用者に最少量の操作
しか要求せず、そして使用者がカーボネータを簡単に充
填し、カートリッジを挿入し、そしてカートリッジ・カ
バーとカーボネータの蓋を元に戻すことを必要とするだ
けである。それにも拘わらず、−旦カーポネータが閉じ
られたならば、水を正確なレベルまで炭酸ガスで飽和す
ることが進行し、そして水が抜き出されるときいつでも
、一定圧力を維持するために、さらに多くのＣＯ□を生
成することにより反応する。

本発明の応用の広い範囲は、以下の詳細な説明から明ら
かになるであろう。しかし、詳細な説明と特定の実施例
は、本発明の好ましい実施態様を示すが、本発明の精神
と範囲内の多様な変更と修正は以下の詳細な説明から本
技術分野における熟練者に明らかになるであろうから、
例示としてのみ与えられていることを理解すべきである
。

本発明は、以下の詳細な説明と図面から十分に理解する
ことができるであろうが、これらは単に例示を与えるも
のであって、本発明を制限するものではない。

基本原理 基本原理は、第１図と第１Ａ図〜第１Ｅ図によって、実
施例により示される。

カーボネータは、蓋２０、本体２２、（圧力調整「記憶
」と内部チャネルを収容する）中間セクション２４、及
びｃｏ！生成カートリッジが挿入される基部２６を含む
。これらの３つのセクションは、説明を簡単にするため
に、第１図の経路図において「分解３図として分離して
示される。示された特定の実施例におけるＣＯ２生成カ
ートリッジ２８は、２つの別個の部品からなる。これら
の２つの部品の各々は、穴のあいた外側パッケージにお
いて、重炭酸ナトリウムとくえん酸（又は別の適切な固
体の酸）の混合物のペレットを含む。

空気ギャップが２つの部品の間に存在し、そして一方は
他方の上に取り付けられる。下方の部品において、薬剤
Ｒｃは、水の必要なレベルの炭酸ガス飽和を確保するた
めに正確な割合を有する。上方部品において、薬剤Ｒ１
）は、送りのため、および必要な圧力を維持しなからカ
ーボネータの全含有量を分与点に移動させるために、適
度なガス量を提供するような割合である。

本体２２は、炭酸水を含む大きな室Ｗと、薬剤液を含む
２つの小さな室ＡとＢとからなる。３つの室の総ては、
正確な水レベルがカーボネータにおいて到達されるとき
、同時に満たされる。蓋２０は、本体容器の頂部にねじ
により取付けられかつそれを密封し、そして−旦蓋が固
定されたならば、Ｗから分離されそして互いとも分離さ
れる室ＡとＢを密封する。

さらに、蓋は、本体の壁の内側を下降するバネ棒３０（
第１Ｂ図）を押し下げ、そして蓋が完全に閉じられるや
いなや、弁Ｖ１とＶ２を開放する。

三方弁ｖ３は、通常（室２４の頂部につながる）通気孔
３に開かれ、この位置はバネ圧力によって確実にされる
。蓋が元に戻されるとき、本体の壁の内側を同様に下降
する第３の垂直棒３０は、ラチェット（第１Ｄ図）に嵌
め込まれ、そして−旦弁が別の位置にセットされたなら
ば、バネが弁Ｖ３を戻すのを防止する。こうして使用者
は、動作中、弁Ｖ３の位置を変化させることができ、そ
して蓋が取り外されるときのみ、弁Ｖ３は通常の位置に
バネにより戻る。

基部セクション２６は中央セクション２２からねじによ
る取り外しができ、その結果、薬剤ＲｅとＲｐを含むカ
ートリッジ２８を挿入することができる。使用者は、氷
室Ｗの蓋を閉じる前に、カートリッジ２８を挿入する。

示された多様な流れのための組み込みチャネルと３つの
弁作動棒とを有する、記載されたシステムは、成型プラ
スチック部品から構成することができる。３つの弁ｖ２
、ｖ３とｖ４は、簡単なメンコックからなり、そして室
Ｃを含む中央成型品の側面におけφ加工穴に挿入される
。

システムは次のように動作する。蓋が元に戻されるやい
なや、弁Ｖｌが開き、そして室Ａ中の水は室りに放出さ
れ、薬剤カートリッジ２８の下方部分Ｒｅを水で満たす
。同時に、室Ｂ中の水は室Ｃに流れる。薬剤Ｒｅは、拡
散器３２を通してＣＯ□を次第に放出し、室Ｗにおいて
水に必要とされる炭酸ガス飽和レベルをもたらす。炭酸
ガス飽和レベルの最後において、室Ｃにおける上部圧力
は室りにおける上部圧力に等しく、そして全体システム
はこの時点で圧力平衡に達する。

カーボネータは、炭酸ガス飽和中又は炭酸ガス飽和サイ
クルの最後のいづれかにおいて、飲料分与器に配置する
ことができる。基部における簡単な、自己密封差し込み
コネクタが飲料分与器に嵌め込まれる。−旦分与が開始
することができるならば、使用者は単に弁ｖ３を分与位
置に切り替える。その瞬間から、水はカーボネータから
抜き出されそしてカーボネータにおける圧力が下降する
ときはいつでも、室りにおける圧力もまた下降し、そし
て水は室Ｃが高い圧力にあるために、室Ｃから室りに侵
入する。水は、カートリッジＲｐに満ち、そして室Ｗと
Ｄにおける圧力が室Ｃにおける基準圧力との平衡に達す
るまで、Ｃｏ２を生成する。圧力平衡が到達されたとき
、水は室Ｗに押し戻され、そして反応は停止する。プロ
セスは、Ｗにおける圧力がＣにおける基準圧力よりも下
降するとき常に反復される。この基準圧力は、圧力「記
憶」として作用し、そして圧力「記憶」は、炭酸ガス飽
和が完了した後、システム自身によって設定される。

これらの基本原理は、多様な種々のモードにおいて適用
することができる。第２Ａ図〜第２ｃ図は他の例を示す
。

第２Ａ図において、水は、室Ｗから炭酸ガス飽和室Ｄｃ
に流れる。ボールフロート３４は、室から水があふれ出
ることを防止する。結果として得られるの反応は、室Ｗ
において水を炭酸ガス飽和する。さらに、ＣＯ３は、圧
力基準室Ｃに流れ込み、そして炭酸ガス飽和が完了し、
かつ送りのためのＣＯ７が必要とされるとき、使用者は
、制御弁３６を切り替える。室Ｃからの水は、このとき
、第２反応室Ｄｐに侵入し、そしてＷとＤｐにおける圧
力がＣにおける圧力と平衡になるまで、ＣＯ２を生成す
る。水は、この時点でＣに押し戻され、そして反応が停
止する。プロセスはＷの圧力が下降する毎に反復される
。

第２Ｂ図において、水は、室Ｗから反応室りに流れ、そ
してまた、Ｄの回りの外側リングを形成する圧力基準室
Ｃに流れる。ボールフロート３４は、室りとＣにおいて
水があふれ出ることを防止する。炭酸ガス飽和が行われ
、ＷｌＣとＤは、圧力制御弁３６に到達し、そして水は
室ＣからＤに流れ、圧力Ｃを生成する。それから水はＣ
に流れ戻り、そして反応は停止する。プロセスは、Ｗに
おける圧力が下降する毎に反復される。

第２Ｃ図において、水は、ＷからＣとＤに同時に流れ、
そしてボールフロート３４は、水があふれ出ることを防
止する。炭酸ガス飽和の後、使用者は制御弁３６を切り
替え、そして水はオリアイスを通って薬剤室りに流れ込
み、そして直接に送り込み用薬剤Ｒｐに突き当たる。Ｄ
における圧力がＣとの平衡に達するやいなや、水の流れ
は停止し、そして反応は停止する。室りにおける水レベ
ルは、総ての薬剤Ｒｐが消費されるまで、次第に上昇す
る。

水平カーボネータ 上記の装置の総ては、電気的結合を必要とせず、そして
自足式の小形ユニットであるために、容易に冷蔵庫に据
え付けることができる。しかし、幾つかの場合に、水平
タンクは、冷蔵庫のドアに収容することがより容易であ
ろう。第３Ａ図、第３Ｂ図と第４図は、上記の原理を使
用するそのようなシステムを示す。

まず、第３Ａ図と第３Ｂ図において、適切なガス生成カ
ートリッジ４０が示される。カートリッジ４０は、成型
プラスチック・シェル４２からなる。頂部セクションは
重炭酸塩ペレット４４で満たされ、中間セクションは重
炭酸塩と粉末酸４６の混合物を含むペレットで満たされ
、そして下方セクションは液体の酸４８を含む。頂部及
び底部セクションは管５０によって結合され、管５０は
底部をホイル５２で密封され、頂部を濾紙で密封される
。カートリッジ４０の頂部と底部は密封ホイル５６で閉
鎖される。

第４図は、カーボネータ・タンクの断面図である。蓋（
１）は取り外され、そしてタンクは所定のマークまで水
で満たされる。薬剤水タンク（１４）は、水が必要なレ
ベルに到達するやいなや、同時に満たされる。蓋（１）
かもとに戻されるとき、薬剤水タンクの頂部は密封され
る。同時に、弁４は、蓋（１）がバネ弁作動器に及ぼす
圧力によって開かれる。しかし、薬剤タンクにおける水
は、第２弁（５）によって抑止されるために、流出する
ことができない。蓋（２）は取り外され、そしてガス生
成カートリッジ４０が挿入される。

カートリッジ４０は最下方位置に到達せず、０リング（
６）によって抑止される。蓋（２）かもとに戻されると
き、カートリッジは頂部ホイル５６に穴をあけられ、そ
して最下方位置の押しやられ・る。最下方位置において
、カートリッジ４０は、０リング（７）に対して基部（
９）を密封され、そしてシール（８）に対して頂部セク
ション（１０）を密封される。バネ・ベローズ（１３）
はカートリッジの基部に侵入し、酸を頂部セクションに
移動させる。ベローズの中心におけるスパイク（ｌ　ｌ
）は、ホイル５２を通して頂部セクションへのチャネル
を開放する。

蓋（２）が完全に閉じられるとき、弁（５）は、自動的
に開き、そして薬剤氷室からの水は、カートリッジの炭
酸ガス飽和薬剤セクション（１２）に流入する。Ｃ０２
ガスは解放され、そして散布管（ｓｐａｒｇｅ　　ｔｕ
ｂｅ）６０に流れ、化学薬品量によってあらかじめ決め
られたレベルに水を炭酸ガス飽和する。

バネ・ベローズ（１３）は、酸を重炭酸塩との接触に押
しやり、そしてこれはまたＣＯ２を生成し、タンクの頭
部空間を加圧する。頭部空間の圧力がベローズにおける
バネ圧力との平衡に到達するやいなや、バネは収縮し、
酸は下方室に戻り、そして反応は停止する。その後、プ
ロセスは、水がカーボネータから引き出されそして頭部
空間の圧力が下降するときはいつでも、繰り返される。

第５Ａ図と第５Ｂ図は、冷蔵庫における水平カーボネー
タ・タンクの一般的な設置を示す。タンクは、冷蔵庫の
内側又は外側の分与点に結合することができる。

上記の原理はまた、垂直カーボネータに適用することが
できる。それらはまた、液体の酸が、固体の酸の代わり
に使用される方法と、外部固定圧力基準が、第１図と第
２図に記載されたような自己生成内部基準の代わりに適
用される方法を示す。

外部圧力基準は、（上記の如く）バネ圧力によるか、空
気クツション、膜、ピストン又は他の類似の圧力適用装
置とすることができる。

こうして本発明が記載されたが、本発明は、多数の方法
により変更されることは明らかである。

そのような変形は、本発明の精神と範囲からの逸脱とは
見なされず、そして本技術分野における熟練者には明ら
かなように、そのような修正の総ては特許請求の範囲内
に包含されることが意図されている。

本発明の主なる特徴及び態様は以下のとおりである。

１　、ａ）ＣＯ２ガスの混合によって炭酸ガス飽和され
る水を含むカーボネータ； ｂ）化学的に反応するときＣＯ２ガスを生成する薬剤を
含み、そして該カーボネータ中の水と流体連絡にあるガ
ス生成手段； Ｃ）該カーボネータと該ガス生成手段の両方と流体連絡
にある圧力記憶手段； ｄ）開のとき該カーボネータからの炭酸水を流れさせ、
そして閉のとき流れを阻止する弁手段；ｅ）カーボネー
タと、ガス生成手段と圧力記憶手段の間の相対内部圧力
に応答し、ｃｏ！ガスの生成を開始又は停止させるため
に、該薬剤の化学反応を開始又は妨げる制御手段； とを具備するカーボネータ・アセンブリ。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のカーボネータ・アセンブリの第１実
施態様の分解組立図。 第１Ａ図は、組み立てられた状態における第１図のアセ
ンブリの斜視図。 第１Ｂ図は、第１図のラインＸ−Ｙに沿った断面図。 第１Ｃ図は、第１図のラインＰ−Ｑに沿った断面図。 第１Ｄ図は、弁ｖ３、Ｖ４を含む第１図のアセンブリの
領域の部分的な垂直断面図。 第１Ｅ図は、第１Ｄ図のラインＡ−Ａに沿った断面図。 第２Ａ図、第２Ｂ図および第２Ｃ図は、本発明の付加的
な実施態様を示す図。 第３Ａ図と第３Ｂ図は、本発明のカーボネータ・アセン
ブリにおいて使用されるガス生成カプセルの構造を示す
図。 第４図は、水平に配置された構成要素を有するカーボネ
ータ・アセンブリの別の実施態様の断面図。 第５Ａ図と第５Ｂ図は、第４図のカーボネータ・アセン
ブリが、家庭用冷蔵庫のドアに取り付けられる方法を示
す図。 １．２，２０・・・蓋、１３・・・バネ・ベローズ、２
２・・・本体、２４・・・中間セクション、２６・・・
基部、２８．４０・・・ＣＯ□生成カートリッジ、３０
・・・バネ棒、３２・・・拡り器、３４・・・ポールフ
ロート、３６・・・制御弁、４４．４６・・・ペレ・ン
ト、４８・・・酸、Ｒｃ、Ｒｐ　・・・薬剤、ＡｌＢ、
Ｃ，Ｄ、Ｗ・・・室、Ｖｌ、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４−−−弁
。 帝１ｑ番ＰＧ　Ｖ３−　Ｖ斗？（乙ンブ゛すＦＩＧ、ｌ
Ｄ Ａ二Ａ ＦＩＧ、ｌＥ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ａ）ＣＯ＿２ガスの混合によって炭酸ガス飽和される水
   を含むカーボネータ； ｂ）化学的に反応するときＣＯ＿２ガスを生成する薬剤
   を含み、そして該カーボネータ中の水と流体連絡にある
   ガス生成手段； ｃ）該カーボネータと該ガス生成手段の両方と流体連絡
   にある圧力記憶手段； ｄ）開のとき該カーボネータからの炭酸水を流れさせ、
   そして閉のとき流れを阻止する弁手段；ｅ）カーボネー
   タと、ガス生成手段と圧力記憶手段の間の相対内部圧力
   に応答し、ＣＯ＿２ガスの生成を開始又は停止させるた
   めに、該薬剤の化学反応を開始又は妨げる制御手段； とを具備するカーボネータ・アセンブリ。