JPH01274827A - 非ガス抜きバネ補助微小重力炭酸水器 - 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】 発明の背景 発明の分野 本発明は、大地又は大気圏外空間の微小重力条件のいづ
れかにおいて使用される炭酸化のための炭酸水器と方法
に関する。さらに具体的には、本発明は、特定質量の炭
酸ガスを特定容量の水に押しやり、特定レベルの炭酸化
作用を達成することにより、炭酸水を形成するための炭
酸ガスと水の混合に関する。この炭酸水器と方法は、さ
らに、炭酸ガスが、微小重力条件下においても炭酸水器
において溶液に残されることを保証する。

背景技術の説明 多様な炭酸水器が、技術において公知であるう例えば、
Ｓｃｈｗｅｒｔｆｅｇｓｒ他への米国特許第３．３２３
．７８３号は、ガス液体接触装置を開示する。前混合と
主要部分室か使用される実施態様が、Ｓｃｈｗｅｒｔｆ
ｅｇｅｒ他の特許において開示される。１〜かし、下方
室が上方室よりも小さな容積を有する時、ヘッド空間が
Ｓｃｈｗｅｒｔｆｅｇｅｒ他の装置の上方室において形
成され、そしてこのため相分離が最終製品において生ず
る。また、過剰ガスが、炭酸水のほかに炭酸水器を退出
し、そして炭酸化レベルが、水温度と炭酸ガス圧力によ
って決定され、こうして複雑な監視配置を必要とする。

さらに、比較的複雑なピストン配置が、Ｓｃｈｗｅｒｔ
　ｆｅｇｅｒ他の装置において必要とされる。

水を炭酸化するための他の公知な配置は、本発明と同−
嬢受入に譲渡された、「大気圏外空間における使用のた
めに適する飲料分配システム」と題する、Ｇｕｐｔａ他
への米国特許第４．６２９．５８９号を含む。この特許
は、大気圏外空間の微小重力条件において水を炭酸化す
るための配置を取り扱う。

技術における必要性は、大地と共に大気圏外空間の微小
重力条件において水を炭酸化するための付加的な炭酸水
器と方法に対して存在する。そのような配置は、炭酸ガ
スの爆発がなく、炭酸水のみが重力の不在において分配
されることを保証しなければならない。こうして、ヘッ
ド空間の発生は避けられなければならず、そしてそのよ
うな装置又は方法は、操作が比較的容易であるべきであ
る。

発明の要約 従って、大地と共に、ゼロ重力条件において動作する炭
酸化のだめの炭酸水器と方法を提供することが、本発明
の主な目的である。

炭酸ガスの分配爆発を避ける炭酸化のための炭酸水器と
方法を提供することが、本発明の別の目的である。

遊離ガスの残余のない炭酸水を形成するために、一定量
の炭酸ガスを溶液に押しやる炭酸化のための炭酸水器と
方法を提供することが、本発明の一層の目的である。

炭酸化を実施するために正に駆動されたポンプを必要と
しない炭酸化のための炭酸水器と方法を提供することが
、本発明のさらに別の目的である。

液体／ガス相分離が発生しない如く、炭酸水の貯蔵中ヘ
ッド空間を発生させない炭酸化のための炭酸水器と方法
を提供することか、本発明のさらに別の目的である。

本発明の別の目的は、炭酸化のための炭酸水器と方法を
提供することであり、この場合一定量の炭酸ガスが、一
定量の水に押しやられ、水＠度と炭酸ガス圧力が監視さ
れる必要のない如く、一定レベルの炭酸化に結果する。

高信頼性があり、かつ限定保守を必要とする炭酸水器シ
ステムを提供することが、本発明の一層の目的である。

本発明のさらに別の目的は、炭酸化のための炭酸水器と
方法を提供することであり、この場合過剰の炭酸ガスは
、炭酸水器から排出されない。

本発明のこれらと他の目的は、少なくとも炭酸ガスと炭
酸水を保持するためのタンク手段と、該タンク手段を第
１及び第２室に分離する可動ピストンであって、該第１
室が、所定圧力において炭酸ガスを収容する可動ピスト
ンと、該第１室と該第２室の間の連絡を選択的に許容す
るための手段であって、該手段は、開及び閉位置を有す
る連絡を許容し、該開位置は、該第１室における該炭酸
ガスを該第２室に移動させ、該閉位置は、該第１及び第
２室の間の連絡を防止する手段と、連絡を許容するため
の該手段が開放される時、該第１室の容積を縮小するた
めに、該ピストンを移動するように駆り立てるｔ：めの
手段であって、該ピストンの移動は、該第１室から該第
２室に該炭酸ガスを押しやる手段と、選択された圧力に
おける水を該第２室に導入することを許容するｊ；めの
手段であって、該手段は、該第２室が、所定圧力におけ
る炭酸ガスで充填された後、読本を該第２室に導入し、
読本と該炭酸ガスは、読本と該炭酸ガスの該圧力により
炭酸水を形成する手段と、該第２室から該炭酸水を放出
するための手段であって、該可動ピストンは、該炭酸ガ
スが溶液に残されるように、該第２室の容積を縮小する
ために該放出と同時に移動し、該第１室は、該可動ピス
トンが、該第２室の容積を縮小するために移動される時
、同時に炭酸ガスを収容する手段どを具備する炭酸水を
生成するための炭酸水器を提供することにより実現され
る。

本発明の目的はまた、該炭酸水器を第１及び第２室に分
離する可動ピストンを有する炭酸水器を提供する段階と
、炭酸ガスを第１室に供給する段階と、各室内の圧力が
一様にされる如く、該第１及び第２室を連絡させる段階
と、該第１室の容積を縮小するために該ピストンを移動
する段階と、該ピストンの移動に応答して、該第１室か
ら該第２室に該炭酸ガスを押しやる段階と、該第２室が
、所定圧力にある炭酸ガスで充填された後、部室の間の
連絡を終了させる段階と、該終了の後に選択された圧力
にある水を該第２室に導入する段階と、炭酸水を形成す
るために、該第２室において該炭酸ガスと読本を混合し
、該混合は、読本と該炭酸ガスの該圧力により達成され
る段階と、該第２室から該炭酸水を放出する段階と、第
２室の容積を縮小するために、該放出と同時に該ピスト
ンを移動させる段階と、該第２室の容積を縮小するため
の該ピストンの該移動により、該第２室における非放出
炭酸水を溶液において維持する段階と、該第２室の容積
を縮小するための該ピストンの該移動と同時に、該第１
室を炭酸ガスで補充する段階とを含む水を炭酸化するた
めの方法を提供することによって実現される。

本発明の応用の一層の範囲は、以下に与えられた詳細な
説明から明らかになるであろう。しかし、発−明の好ま
しい実施態様を示す詳細な説明と特定の実施例は、発明
の精神と範囲内の多様な変更と修正が、詳細な説明から
技術における熟練者には明らかになるために、実例のみ
により与えられることが理解される。

好ましい実施態様の詳細な説明 本発明は、以下に与えられた詳細な説明と、実例のみに
より与えられ、こうして本発明を制限しない添付の図面
とからさらに十分に理解されるであろう。

図面を詳細に参照し、そして特に第１図を参照すると、
非ガス抜き微小重力炭酸水器２が示される。この炭酸水
器は、第２図に示された如く、第１室４と第２室６を含
む。これらの２つの室は、可動ピストン８によって分離
される。この可動ビストン８は、単一ビストンが保持タ
ンク９を２つの室４と６に分離する如く、単体構造であ
る。

第１転動形ダイアフラムｌＯが、第１室４を有するピス
トン８の側に提供される。第２転動形ダイアフラム１２
が、可動ピストン８の他方の側に提供される。これらの
転勤形ダイアクラムは、有効な低摩擦シールが、２つの
室４と６の間に維持されることを保証する。

第１室４内に、バネ１４が位置する。バネ１４は、ピス
トンから室４の壁に延びる。このバネは、ビス１−ン８
が、第２図の矢印１５によって指示された方向において
駆り立てられる如く、通常用）張り状態におかれる。

炭酸ガス導管１６が、第１室４に対して提供される。入
り口１８は、炭酸ガスが室４に導入される如く、提供さ
れる。この室はまた、炭酸ガス出口２０を有し、炭酸ガ
ス移送導管２２につながる。

導管２２は、第１室４と第２室６の間の連絡を許容する
ための弁２４を有する。逆止め弁２６がまた、この導管
において提供される。逆止め弁２６は、示された唯一の
逆止め弁であるが、炭酸ガス導管１６又は導管３０と３
８（以下に議論される）がまた、逆止め弁を含むことが
理解される。さらに、炭酸ガス導管１６は、弁を示され
ないが、そのような弁がまた、この導管に組み込まれる
ことが理解される。

炭酸ガス移送導管２２は、第２図に見られｆ７−如く、
第２室６において炭酸ガス入り口２８につながる。第２
室６はまた、水導管３０を有し、水導管３０は、導管弁
３２と水入り口３４を有する。

第２室６はまた、弁４２を有する炭酸水導管３８につな
がる炭酸水出口４０を有する。これらの要素は、以下で
議論される。また、第３図に示された如く、第２室６は
撹拌器４４を有する。凹部４６が、第２室６に面するピ
ストンの側において、可動ピストン８に提供される。凹
部４６は、第１図に見られｊ−如く、ピストン８により
、撹拌器４４を完全に閉鎖させる。

装置の動作が、最初に第１図を参照して、議論される。

初期的に、第１室４は、炭酸ガス導管１６を経で、炭酸
ガスで充填される。この配置では、可動ピストン８は、
第２室の容積が最小である如く、最大左側位置に位置す
る。第１室４の容積は、この点において最大である。そ
の後、炭酸ガス導管２２における弁２４が、開放される
。炭酸ガスは、第１室４を自由に退出し、そし、て第２
図に示された如く、導管２２を通って第２室６に移動す
る。室４と６における炭酸ガスは、２２ｐｓｉｇの圧力
にある。

バネ１４が、ピストンの摩擦に打ち勝つｔ；めに十分な
小さなバネ力が、矢印１５によって示された方向におい
てビスＩ−ンを移動させる如く、提供される。このバネ
は、両室４と６における圧力が、弁２４が開放された後
、等化されるために必要とされる。そのようなバネｌ１
１がないと、ピストン８の移動が達成されない。第３図
に見られた如く、可動ピストン８は、最大右側位置に移
動する。この位置において、第１室４の容積は、最小で
あり、そして第２室６の容積は、最大である。第１室４
から排除された炭酸ガスの容積は、第２室６によって収
容された炭酸ガスの容積に等しいことが注目される。そ
のような配置は、炭酸化が実施される時、固有量の炭酸
ガスが第２室６に含まれることを保証する。この炭酸化
は、以下で議論される。

ピストン８の第３図の位置が達せられた後、弁２１１が
閉じられる。このため、第１室４は、もはや第２室６と
連絡しない。第２室６は、今、２゜５気圧において一定
量の炭酸ガスを含む。

第４図に見られた如く、撹拌器４４が、作動される。同
時に、弁３２が、水を室６に侵入させるために開放され
る。この水は、華氏３２度、及び３０ｐｓｉｇの圧力に
おいて室に侵入する。３０ｐｓ　ｉｇは、華氏３２度ｉ
ｔｓける２、５容積の飽和圧力よりも上であるために、
炭酸ガスは、第２室６において溶液に押しやられる。

第５図に示された如く、第２室６は、炭酸水３６で充填
される。撹拌器４４は、第５図に示された如く、停止さ
れる。弁３２は、閉鎖され、そして水が、２６５容積ま
で十分に炭酸化される。上記の如く、初期的に室４に侵
入した炭酸ガスは、２２ｐｓｉｇの圧力にあった。炭酸
ガスが炭酸水器の第１室４に侵入する前に、異なるレベ
ルの炭酸化が、炭酸ガス圧力調整器設定を変化させるこ
とによって達成されることが注目される。

第５図に見られた如く、弁４２が、炭酸水の分配を許容
するために開放される。炭酸水が分配される時、可動ピ
ストンが、矢印４８の方向において移動する。こうして
、第２室６の容積は、包含された炭酸水の容積と等しい
ように維持される。

そのような配置は、ヘッド空間の形成を回避し、そして
炭酸ガスが溶液に残されることを保証する。

こうして、定常流の炭酸水が分配され、そして分配中の
炭酸ガスの爆発の発生は避けられる。

ピストン８は、導管１６を通って第１室４に侵入する炭
酸ガスの圧力により、第６図に見られた如く、矢印４８
の方向において移動される。この炭酸ガスは、２２ｐｓ
ｉｇの圧力にあり、そして弁４２が開放される時のみ、
矢印４８の方向においてピストンを移動させる。弁４２
は、炭酸水３６の全放出を行うために連続して開放され
るか、又は所望に応じて炭酸水の放出を許容するために
、逐次的に開閉される。

第２室６が最小容積を有する如く、可動ピストンが、左
側位置に到達する時、第１の位置が再び獲得される。そ
の後、前述の段階が、炭酸水の逐次的な形成と放出が達
成される如く、繰り返される。

初期的に炭酸ガスで充填された第２室６は、それから、
等容積の水で完全に充填され、相分離によりヘッド空間
が形成される付加的容積を残さない。こうして、この配
置は、ヘッド空間が、第２室６において形成されず、モ
して相分離が、炭酸水の最終製品において発生しないこ
とを保証する。

この配置はまｔ；、過剰ガスが炭酸水器を退出せず、そ
してさらに、過剰ガスが大気に排出されないことを保証
する。一定量の炭酸ガスが、本発明において一定容積の
水に押しやられる時、一定レベルの炭酸化が達成される
。こうして、先行技術の配置によって必要とされた如く
、複雑なセンサーとモニターの使用は、必要とされない
。また、可動ピストン８は、単体構造である。従って、
このピストンは、製造が容易であり、かつ限定保守を必
要とする。

さらに、本発明の装置は、バネ１４の力と共に、水及び
炭酸ガス圧力によって動力を与えられる。

この配置は、外部モーター又はポンプの使用を回避し、
そしてこうして装置の動作を単純化する。

第１室４の最大容積は、第２室６に送られる炭酸ガスの
量を決定するために、第２室６に送られた炭酸ガスを測
定するための分離した計量ポンプがまた、本発明におい
て回避される。こうして、炭酸ガスの計量は、正確かつ
容易に実施される。

本発明の炭酸水器システムと方法は、大地と共に、大気
圏外空間の微小重力条件において使用されることが理解
される。また、複数の炭酸水器が、所定の相において動
作する如く、使用され、これにより炭酸水の連続分配が
可能であることが考えられる。炭酸化のための炭酸水器
と方法が、炭酸水を分配するための使用において開示さ
れたが、他の公知の溶液がこのシステムによって取り扱
われる。さらに、本発明が、大気圏外空間における使用
のために考えられる時、明細書内に含まれた１方又は下
方、左側又は右側の用語は、単に添付の図面を参照して
行われたことに注意するべきである。

こうして発明が記載されたが、同一物は、多数の方法に
おいて実現されることが明らかである。

そのような変形は、発明の精神と範囲からの逸脱として
見なされず、そして技術における熟練者に明らかな如く
、そのような修正は、特許請求の範囲内に包含されるこ
とが意図される。

本発明の主なる特徴及び態様は以下のとおりである。

１、少なくとも炭酸ガスと炭酸水を保持するためのタン
ク手段と、 該タンク手段を第１及び第２室に分離する可動ピストン
であって、該第１室が、所定圧力において”炭酸ガスを
収容する可動ピストンと、 該第１室と該第２室の間の連絡を選択的に許容するため
の手段であって、該手段は、開及び閉位置を有する連絡
を許容し、該開位置は、該第１室における該炭酸ガスを
該第２室に移動させ、該閉位置は、該第１及び第２室の
間の連絡を防止する手段と、 連絡を許容するための該手段が開放される時、該第１室
の容積を縮小するために、該ピストンを移動するように
駆り立てるための手段であって、該ピストンの移動は、
該第１室から該第２室に該炭酸ガスを押しやる手段と、 選択された圧力における水を該第２室に導入することを
許容するための導管手段であって、該導管手段は、該第
２室が、所定圧力における炭酸ガスで充填された後、練
水を該第２室に導入し、練水と該炭酸ガスが、練水と該
炭酸ガスの該圧力により炭酸水を形成する導管手段と、 該第２室から該炭酸水を放出するための第２導管手段で
あって、該可動ピストンは、該炭酸ガスが溶液に残され
るように、該第２室の容積を縮小するために、該放出と
同時に移動し、該第１室は、該可動ピストンが、該第２
室の容積を縮小するために移動される時、炭酸ガスを同
時に収容する第２導管手段とを具備する炭酸水を生成す
るための炭酸水器。

２、該タンク手段を該第１及び第２室に分離するために
該可動ピストンと作用する少なくとも１つの転動形ダイ
アフラムをさらに具備し、そしてこの場合連絡を選択的
に許容するための該手段が、開放及び閉鎖可能な弁を有
する移送導管を具備し、該移送導管が、該第１及び第２
室の間に延びる上記ｌに記載の炭酸水器。

３、該炭酸水器が、大気圏外空間の微小重力条件におい
て使用される上記ｌに記載の炭酸水器。

４、駆り立でのための該手段が、連絡を選択的に許容す
るための該手段が開放された後、該第１室の容積を縮小
するために該可動ピストンを移動させるために配置され
たバネを具備する上記ｌに記載の炭酸水器。

５、該バネが、該第１室の端壁から該可動ピストンに延
び、該バネは、通常引っ張り状態にある上記４に記載の
炭酸水器。

６、該第２室に位置する撹拌器をさらに具備し、該撹拌
器は、該炭酸水の形成を補助するために作動される上記
１に記載の炭酸水器。

７、該炭酸ガスの該所定圧力が、約２２ｐｓｉｇであり
、モして練水の該選択圧力が、約３０ｐｓｉｇである上
記ｌに記載の炭酸水器。

８、該第１及び第２室が、各々、最大容積を有し、該第
１室は、炭酸ガスで充填された後、かつ連絡を選択的に
許容するための該手段が開放される前に、最大容積を有
し、該第２室は、炭酸水で充填された後、かつ放出のた
めの該手段によって放出される前に、最大容積を有し、
該第１室の該最大容積は、第１室から放出された炭酸ガ
スの容積が、第２室によって収容された炭酸ガスの容積
に等しい如く、該第２室の最大容積に等しく、該第２室
は、該第２室が炭酸水で完全に充填される時、相分離に
よりヘッド空間が形成される付加的容積を欠く上記ｌに
記載の炭酸水器。

９、一定量の炭酸ガスが、該第２室ｌこ押しやられ、そ
して一定レベルの炭酸化が該炭酸水において達せられる
如く、一定容積の水が、該第２室に導入される上記ｌに
記載の炭酸水器。

１０、該可動ピストンが、単体構造であり、そして該ピ
ストンの移動が、第１室と第２室の間の圧力差と、駆り
立でのための該手段との結果であり、駆り立てのための
該手段が、部室の一方の端壁から該可動ピストンに延び
るバネを具備する上記ｌに記載の炭酸水器。

１１、該炭酸水器を第１及び第２室に分離する可動ピス
トンを有する炭酸水器を提供する段階と、炭酸ガスを第
１室に供給する段階と、 各室内の圧力が一様にされる如く、該第１及び第２室を
連絡させる段階と、 該第１室の容積を縮小するために該ピストンを移動する
段階と、 該ピストンの移動に応答して、該第１室から該第２室に
該炭酸ガスを押しやる段階と、 該第１室が、所定圧力にある炭酸ガスで充填された後、
部室の間の連絡を終了させる段階と、該終了の後に選択
された圧力にある水を該第２室に導入する段階と、 炭酸水を形成するために、該第２室において該炭酸ガス
と防水を混合し、該混合は、防水と該炭酸ガスの該圧力
により達成される段階と、該第２室から該炭酸水を放出
する段階と、第２室の容積を縮小するｊ−めに、該放出
と同時に該ピストンを移動させる段階と、 該第２室の容積を縮小するための該ピストンの該移動に
より、該第２室Ｉごおける非放出炭酸水を溶液において
維持する段階と、 該第２室の容積を縮小するための該ピストンの該移動と
同時に、該第１室を炭酸ガスで補充する段ｉ、＝を含む
水を炭酸化するための方法。

１２、炭酸水の逐次的放出を許容するために、段階が繰
り返して実行される上記１１に記載の炭酸化のための方
法。

１３、該第１室の容積を縮小するための該ピストンの該
移動が、さらに、該移動を容易にするためにバネを使用
する段階を含む上記１１に記載の方法。

１４、該第１及び第２室を連絡させた後に、該ピストン
の自動的移動を許容する１、＝、めに、該バネを引っ張
り状態におく段階と、 該ピストンが該第１室の容積を縮小するために移動され
る時、該バネの引っ張りを縮小する段階とをさらに含む
上記１３に記載の炭酸化のだめの方法。

１５、該炭酸ガスと防水の該混合を補助するために撹拌
器を使用する段階をさらに含む上記１１に記載の方法。

１６、大気圏外空間の微小重力条件において方法を使用
する段階をさらに含む上記１１に記載の炭酸化のための
方法。

【図面の簡単な説明】

第１図は、第１室が炭酸ガスで充填された本発明の炭酸
水器の断面図。 第２図は、炭酸ガスが第１室から第２室に移動する本発
明の炭酸水器の断面図。 第３図は、第２室が炭酸ガスで充填されｔ；本発明の炭
酸水器の断面図。 第４図は、水が第２室に導入された本発明の炭酸水器の
断面図。 第５図は、炭酸水が第２室内に保持された本発明の炭酸
水器の断面図。 第６図は、炭酸水が第２室から放出され、一方第１室が
炭酸ガスで補充される本発明の炭酸水器の断面図。 ４・・・第１字 ６・・・第２室 ８・・・可動ビス］・ン １０・・・第１転動ダイヤフラム １２・・・第２転動ダイヤフラム １４・・・バネ Ｉ６・・・炭酸ガス導管

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、少なくとも炭酸ガスと炭酸水を保持するためのタン
   ク手段と、 該タンク手段を第１及び第２室に分離する可動ピストン
   であって、該第１室が、所定圧力において炭酸ガスを収
   容する可動ピストンと、 該第１室と該第２室の間の連絡を選択的に許容するため
   の手段であって、該手段は、開及び閉位置を有し、該開
   位置は、該第１室における該炭酸ガスを該第２室に移動
   させ、該閉位置は、該第１及び第２室の間の連絡を防止
   する手段と、 連絡を許容するための該手段が開放される時、該第１室
   の容積を縮小するために、該ピストンを移動するように
   強制するための手段であって、該ピストンの移動は、該
   第１室から該第２室に該炭酸ガスを押しやる手段と、 選択された圧力における水を該第２室に導入することを
   許容するための導管手段であって、該導管手段は、該第
   ２室が、所定圧力における炭酸ガスで充填された後、該
   水を該第２室に導入し、該水と該炭酸ガスが、該水と該
   炭酸ガスの該圧力により炭酸水を形成する導管手段と、 該第２室から該炭酸水を放出するための第２導管手段で
   あって、該可動ピストンは、該炭酸ガスが溶液に残され
   るように、該第２室の容積を縮小するために、該放出と
   同時に移動し、該第１室は、該可動ピストンが、該第２
   室の容積を縮小するために移動される時、炭酸ガスを同
   時に収容する第２導管手段とを具備することを特徴とす
   る、炭酸水を生成するための炭酸水器。 ２、炭酸水器を第１及び第２室に分離する可動ピストン
   を有する炭酸水器を提供する段階と、炭酸ガスを第１室
   に供給する段階と、 各室内の圧力が一様にされる如く、該第１及び第２室を
   連絡させる段階と、 該第１室の容積を縮小するために該ピストンを移動する
   段階と、 該ピストンの移動に応答して、該第１室から該第２室に
   該炭酸ガスを押しやる段階と、 該第１室が、所定圧力にある炭酸ガスで充填された後、
   該室の間の連絡を終了させる段階と、該終了の後に選択
   された圧力にある水を該第２室に導入する段階と、 炭酸水を形成するために、該第２室において該炭酸ガス
   と該水を混合し、該混合は、該水と該炭酸ガスの該圧力
   により達成される段階と、 該第２室から該炭酸水を放出する段階と、 第２室の容積を縮小するために、該放出と同時に該ピス
   トンを移動させる段階と、 該第２室の容積を縮小するための該ピストンの該移動に
   より、該第２室における非放出炭酸水を溶液において維
   持する段階と、 該第２室の容積を縮小するための該ピストンの該移動と
   同時に、該第１室を炭酸ガスで補充する段階とを含むこ
   とを特徴とする、水を炭酸化するための方法。