JPH04189796A - 飲料水分与ノズル及び該ノズルによる液体の混合方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明はノズルに関し、特に混合後の飲料水分与器（デ
イスペンサ）に関する。また本発明は、かかるノズルに
よって液体を混合する方法にも関する。

（従来の技術） 混合後の飲料水分与器では、通例２種以上の液体からな
る飲料水の構成成分か、ノズルを通して分与されるとき
に混合される。はとんとの場合、一方の液体は炭酸ガス
が飽和された水（通常ソーダ水または炭酸水と呼ばれる
）で、他方の液体は味付きのシロップである。分与器の
ノズルは理想的には、最終品の飲料水か迅速に、適切な
混合率と温度で、泡立ちが少なく、しかもＣＯ２の良好
な保持率で分与されると共に、各成分液体か層分化せず
完全に混合されるような方法で、混合液体を容器内へと
分与すべきである。

従来の多くのノズルは、毎秒はぼ３オンスの流量では良
好に動作する。分与器の効率を高めるためには、流量を
毎秒６オンス程度またはそれ以上に高めるのか有利であ
る。しかし従来の多くのノズルては、そのように高い流
量にすると、ＣＯ２の保持率が悪くなったり、層分化か
強まったり、泡か多くなりすぎたり、あるいは圧力損か
高くなったりなと、分与される飲料水の品質が劣化する
ことか認められている。

こうした欠点は、さまざまな因子によって引き起こされ
る。成分の各液体を混合すると共に、飲料水の分与器ノ
ズルは、制御弁からの高速流を非常に低い速度へと減少
させる。しかし従来の多くのノズルでは、速度の減少に
伴って対応した圧力損が生じ、この圧力損が高いと、分
与器の制御弁に求められる要求もそれだけ顕著となる。

また、急速な圧力損は通常ソーダ水内に乱流を発生し、
ソーダ水の炭酸飽和状態を損ねてしまうことか多い。ソ
ーダ水の温度、流れパターンまたは方向の急激な変化に
よっで、”Ｃ０２の保持率が悪くなることも認められて
いる。

さらに従来のノズルにおいては、シロップとソーダ水の
混合を高めるため、シロップは一般に４つのそれぞれ直
交した方向を向くオリフィスを通してソーダ水内に導入
される。しかし、シロップの比較的高い速度とオリフィ
スの小さいサイスのため、分与サイクルの終了後、しば
しばシロップかオリフィス内に残ってしまう。そのため
、次の分与サイクルの開始時、ソーダ水が到着する直前
に残ったシロップが分与され、層分化（混合の劣化）か
増大したり、分与サイクルの開始時にシロップが吹き出
してしまうことが多い。またシロップの個別的な流れの
力も、ＣＯ２損（抜け）を引き起こし、泡立ち高さを増
加させてしまう。

（発明が解決しようとする課題） 従って本発明の目的は、特に比較的複雑でない機械的な
構成でよい方法によっで、前記の諸限界を未然に回避で
きる飲料水分与器用の改良ノズルを提供することにある
。

（課題を解決するための手段） 前記及びその他の目的と利点は、飲料水分与器用ノズル
においで、ソーダ液なと第１液体用の出口ポートを画成
する壁を有するアキュムレータ室を具備したノズルによ
って達成される。出口ポートは、アキュムレータ室から
の第１液体の流出速度か第１液体の供給源からの流入速
度よりも遅くなり、分与サイクルの一部の期間中アキュ
ムレータ室が第１液体を滞留するように寸法決めされて
いる。従っで、第１液体の供給源からアキュムレータ室
に流入する第１液体の流れが滞留した第１液体を通過せ
しめられることにより、第１液体の速度と乱流の発生を
著しく減少させる。この結果、第１液体がソーダ水であ
る場合、分与サイクル中にソーダ水液から失われるＣＯ
２の量か減じられる。また、アキュムレータ室によって
得られる速度の減少のため、ノズル前後でわずかな圧力
損たけが生じるように非常に絞りの少ないデイフユーザ
が使え、制御弁に加わる圧力（応力変形）が減少される
。

本発明の別の態様では、ノズルがそらせ体と、第１及び
第２入口を有し、該第１入口が（ソーダ水など）第１液
体の供給源に連結された第１液体導管と、（味付きシロ
ップなど）第２液体の供給源に連結された入口、別のア
キュムレータ室及び出口を有する第２液体導管とを具備
する。例示の実施例においで、そらせ体は、第２液体導
管の出口方向に向けられた尖端と、第１液体導管の第２
入口方向に向けられたベースとを有する円錐状の突起で
ある。そらせ体の尖端と第２液体導管の出口との間の間
隔は、味付きシロップなどの高粘性液体が各分与サイク
ルの始めに遅らされ、次いてシロップのアキュムレータ
室を満たし、各分与サイクルの終わりにシロップアキュ
ムレータ室を空にするような出口オリフィスとシロップ
アキュムレータ室を形成するように寸法決めされている
。

この結果、シロップはソーダ水とより一致して同時に混
合室に達する。また、前記出口オリフィスは各サイクル
中にシロップか出口から確実に流出するのを可能とし、
次の分与サイクルの開始時におけるシロップの吹き出し
を減少させる。さらに円錐状のそらせ体は、シロップが
第１導管内でソーダ水と穏やかに且つ完全に混合するよ
うに、シロップをその周囲に沿って一様に配分する。

（実施例） 本発明の好ましい実施例による飲料水分与器用の高能率
ノズルが、第１及び２図に全体を１て示しである。図示
のごとく、ノズル１は一般に内側ノズル部材３の内部に
はめ込まれたシロップ管２を具備し、内側ノズル部材３
はさらに外側ハウジング４の内部にはめ込まれている。

こうして組み立てられたノズル１が、分与弁５の底部に
装着される。ノズル１はプラスチックで形成されるのが
好ましいが、ステンレス鋼などその他任意の適切な素材
で形成してもよく、分与弁５に対して容易に取り付は及
び取り外しできるように形成される。

図示の実施例では、外側ハウジング４の外周に設けられ
たフランジ６が分与弁５の下方溝内に各々受け入れられ
、組立ノズル１を所定の位置に保持する。密封を確実と
するため、シロップ管２の頂部ネック部１０及び内側ノ
ズル部材３の外周周囲に、０リング７．８及び９を設け
てもよい。

第３及び５図を参照すると、本発明の一実施例においで
、分与弁５から供給されるソーダ水などの液体は（太い
点線矢印３７ａで示すように）ノズルアキュミュレータ
室１１に入り、ノズルアキュミュレータ室１１は分与弁
５の環状壁１２とシロップ管２の平らなディスク状放散
（デイフユーザ）底壁１３（第２図）とて画成されてい
る。図示した実施例の放散底壁１３は、１．６９インチ
の外径を有する。拡散底壁１３を貫いて複数のポート１
４が設けられ、これらを通じてソーダ水か放出される。

第４図に示すようにポート１４は、各分与サイクルの開
始時にアキュミュレータ室１１がソーダ水で満たされる
のを保証する背圧を生じるのに充分なサイズの、円形パ
ターンに配置された１０個の穴を含む。つまり、アキュ
ムレータ室に入るソーダ水の流れはソーダ水の滞留プー
ル内へと差し向けられ、それによってソーダ水の速度と
乱流を著しく減少させる。その結果、液からの炭酸ガス
の抜けが著しく減少される。

さらに、アキュミュレータ室１１によって与えられる速
度の著しい減少で、拡散ポート１４はソーダ水の流れに
対し、比較的低い制限を与えることになる。毎秒６オン
スの流量の場合、ポート１４は図示の実施例においで、
合計０．０６６平方インチの有効断面積を有する。かか
るサイズては圧力績が非常に低（なり（ノズル前後で０
．５ｐｓ１程度）、そのため分与器の制御弁にかかる圧
力（応力変形）か減少される。

ポート１４がソーダ水を環状の分離室１５内へと一様に
配分し、該分離室１５は内側ノズル部材３の頂部凹部４
０上方に位置したシロップ管２の放散底壁１３によって
画成されている。分離室１５は細い点線矢印３７ｂて示
したように、ソーダ水の約半分を外側の多孔ストレート
ナ−導管つまリベーン１６へと差し向け、該外側ストレ
ートナ−ベーン１６は外側ハウジング４の内壁１７と内
側ノズル部材３の外面１８とによって画成された外側導
管へと続いている。外側ストレートナ−ベーン１６が、
内側ノズル部材３の外面１８に沿ったソーダ水の均等で
滑らかな流れを維持しながら、ソーダ水３７ｂの速度を
さらに減少させる。各外側ストレートナ−ベーン１６間
に設けた垂直仕切り６８が、炭酸ガスの保持率をさらに
さらに高めると共に、内側ノズル部材３の外面１８に沿
った流れを一層滑らかにすることか認められている。

外側ハウジング４の内面１７に設けられた肩部１９と該
肩部１９から離間した内側ノズル部材３の外面１８とか
、分与時中ストレートナーベーン１６かソーダ水で満た
されるのを保証するように寸法決めされた環状オリフィ
ス２０を外側導管内に画成している。外側ハウジング４
の内面１７と内側ノズル部材３の外面１８との間に形成
された外側オリフィス２１が、外側出口２２てソーダ水
の薄い一様な膜が形成されることを保証する。内側ノズ
ル部材３は球状のノズルコーン（円錐体）２３を有し、
その最大直径が外側出口２２の内壁を画成している。円
錐体の直径はノズルコーン２３の底部へ向かって徐々に
減少しており、全体としてほぼ球状の外面を形成してい
る。毛管吸引現象によってソーダ水の円形膜は、内側ノ
ズル部材３のノズルコーン２３の球状外面を辿りその底
部へと内側下方に進むことで、ソーダ水の下降速度はさ
らに減少される。

点線矢印３７ｃて示すように、分離室１５て分離された
ソーダ水の残りの部分（約半分）は、各々はぼ円筒状で
、内側ノズル部材３の中心孔２６の周囲に円形パターン
（第５図）で配置された内側導管つまり内側多孔ストレ
ートナ−ベーン２４へと入る。第２図に示すごとく、内
側ベーン２４は完全な円形でなく、その内側に沿って縦
方向の開口４８を有するように、中心孔２６は内側ベー
ン２４と重複している。

第６図に示すように、シロップ管２の下方円筒状部２５
の外径は内側ノズル部材３の中心孔２６の内径よりわず
かに小さく、円筒状部２５が内側ノズル部材３の中心孔
２６によって受け入れられ、各内側ベーン開口２８の上
部を部分的に閉じている。中心孔２６と円筒状部２５の
外面との間の狭いギャップによっで、ソーダ水の薄い円
形流がそのギャップを通って流れる。つまり内側ストレ
ートナ−ベーン２４が、各内側ストレートナ−ベーン２
４の開口４８の下部に位置した混合室２７内へと至るソ
ーダ水３７ｃの一様に配分された流れを保証する。内側
ストレートナ−ベーン２４を通過したソーダ水は後述す
るように、混合室２７内でシロップき混合される。

太い実線矢印３８ａで表したように、分与弁からのシロ
ップはシロップ入口２９てシロップ管２に入り、シロッ
プ管２の円筒状部２５の中心孔５０へと下方に向かう。

第３図に最も明瞭に示すごとく、円錐状の突起によって
形成されたそらせ体３１、内側ノズル部材３の中心孔２
６の底に設けられている。突起そらせ体３１の頂部尖端
はシロップ管２の中心孔５０内へと延び、シロップ管２
の底に環状のシロップ出口オリフィス３２を有するシロ
ップリザーバつまりアキュムレータ室３３を画成する。

シロップ出口オリフィス３２は、シロップ管２の円筒状
部２５のアキュムレータ室３３か各分与サイクルの始め
にシロップで満たされ、各分与サイクルの終わりには実
質上空になるように寸法決めされる。図示の実施例にお
いで、オリフィス３２は毎秒６オンスの流量で、合計０
．　１０９平方インチの有効断面積を有する。この構成
によっで、各サイクルの開始時にシロップの一部が混合
室２７へと入るのが遅らされると共に、各サイクルの終
わりで短い期間シロップが流れ続けることができる。ソ
ーダ水の速度か遅いため、各サイクルの終わりてノズル
１は常に空となる。従って各分与サイクル中、上記シロ
ップの遅れてソーダ水とシロップは混合室２７へ実質上
同時にすっと到着し、各サイクルの始めと終わりにおけ
る層分化を減少もしくは除去し得る。

シロップそらせ体３１のベース部５２（第３図）が、前
記開口４８に隣接した内側ベーン２４の下部５４と協働
して混合室２７を画成する。シロップそらせ体３１が実
線矢印３８ｂて示したように、シロップの円錐状で一様
な膜を混合室２７内へと配分し、そこでシロップか内側
ベーン２４を通って差し向けられたソーダ水と穏やかに
混合される。

シロップとソーダ水が実質上同じ相対速度で混合室２７
へ到着するように、そらせ体３１がシロップの速度を遅
めている。

内側多孔ストレートナ−ベーン２４か、混合室２７を環
状の放出オリフィス３４に接続している。

内側ベーン２４は内側ノズル部材３を中心に円周状に配
置されているので、混合された液体３９ａは非常に遅い
速度で放出オリフィス３４の周囲に沿って一様に配分さ
れる。放出オリフィス３４は環状形であるから、混合液
体はドーナッツ状の流れパターンとなってノズルから出
る。同時に、ノズルコーン２３の外面に沿って流下する
ソーダ水３７ｂが逆円錐状の流れとなってノズル１から
放出され、ソーダ水とシロップ両混合液３９ａのトーナ
ッツ状の流れと一緒に収れんする。ソータ水３７ｂと混
合液３９ａは、収れんするにつれ実質上同じ速度で流れ
る。

前記の構成によっで、予め混合された内側の液体の周囲
にソーダ水の外側リングが配置されるため、ソーダ水の
外側リンクかシロップと混合される前に、液中に溶は込
んでないＣＯ２か逃げられる。この結果、泡立ち高さか
減少される。ソーダ水の外側リングとソーダ水及びシロ
ップ両混合液の内側リングとが、ノズルの出口から分与
容器へと流下する間に混合し、さらに容器と接触するこ
とて混合されて容器を満たす。

第８図を参照すると、低流速のための代替実施例が示し
である。つまり、内側ストレートナ−ベーン２４内へと
流入するソーダ水の量を、例えば６オンス／秒から３オ
ンス／秒へ減らすのが望ましい場合、内側ノズル部材３
の頂面上で分離室１５内に円形ディスク２８を配置して
もよい。円形ディスク２８は、シロップ管２の下方円筒
状部２５を受け入れるようにサイズ決めされた中心孔６
０を有する。またディスク２８は、その中心孔６０の周
囲に沿って設けられた４つの円形凹部６２も有する。こ
れら４つの円形凹部６２は８つの内側ストレートナ−ベ
ーン２４の内の４つと整合するように配置され、これに
よって内側ストレートナ−ベーン２４及び混合室２７内
へと流入するソーダ水の量が減少される。

（発明の効果） 以上述べた本発明の構成により、毎秒６オンスという高
い流量でも、泡立ちを減らし且つ高い炭酸飽和度を保ち
ながら、混合の改善（すなわち低い層分化）が得られる
ことが認められた。また本ノズルは、ノズル前後での高
い圧力損を伴うことなく、ソーダ水の上流側における高
い速度を非常に遅い速度へと減少させる。さらに、上流
側における高い液体速度は、ノズルから出るときに炭酸
飽和の保持率を高めると共に、液体の流下速度を低める
ように、徐々に且つ穏やかな方法で減少される。そのた
め、分与容器に衝突するとき飲料水に加わる衝撃と振動
の量か減しられ、これによって泡立ち高さと炭酸飽和度
の損を減少する。この結果、高い品質の飲料水を維持し
ながら、高い流量（約６オンス／秒以上）か達成される
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の好ましい実施例によるノズルの一実施
例の斜視図で、弁体とノズルとの間の相互接続を示すた
め一部が破断されている図、第２図は第１図のノズルの
分解斜視図、第３図は第１図中の３−３線に沿った断面
図、第４図は第３図中の４−４線に沿った断面図、第５
図は第３図中の５−５線に沿った断面図、第６図は第５
図中の６−６線に沿った断面図、第７図は底面図、第８
図は第１図のノズルの別の実施例の分解斜視図である。 １・・ノズル、２・・・流入導管手段（シロップ管）、
３・・内側ノズル部材（本体）、４・・・外側ハウジン
グ、５・・分与弁、１１・・・第１液体用アキュムレー
タ室（手段）、１２・・・環状壁、１３・・・放散底壁
、１４・・・ポート、１５・・・分離手段（分離室）、
２７・・第１混合手段（混合室）、２８・・・内側チャ
ンネル遮断手段（円形ディスク）、２９．３２・・・流
入導管手段入口及び出口、３１・・・そらせ体（円錐状
突起）、３３・・・第２液体用アキュムレータ室、３７
　ａ−・・第１液体（ソーダ水）、３７Ｃ１３７ｂ　・
＝第１液体の第１．２部分、３８ａ・・・第２液体（シ
ロップ）。 図面の浄書（内容に変更なし） 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図 第８図 フ 手続補正書（１５均 １　事件の表示 平成２年特許願第３１７６１５号 ２、発明の名称 飲料水分与ノズル及び該ノズルによる液体の混合方法３
、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 アルコ、スタンダード、コーポレーション１、代　理　
人　　（〒１０４）東京都中央区銀座２丁目１１番２号
５、補正命令の日付 平成３年１月２８日 ？、補正の内容

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、第１液体と第２液体とからなる飲料水を分与する飲
   料水分与器用ノズルにおいて、 第１液体を第１部分と第２部分とに分離する分離手段と
   、 第２液体と第１液体の第１部分との混合液を形成する第
   １混合手段と、 前記混合液を第１液体の第２部分と混合する第２混合手
   段と、 ポートを画成する壁を有するアキュムレータ室手段で、
   第１液体の流出速度が流入速度よりも遅くなり、分与サ
   イクルの一部の期間中アキュムレータ室手段が第１液体
   を滞留するように前記ポートが寸法決めされ、且つ平方
   インチ当り半ポンド程度の圧力損を与えるように前記ポ
   ートが寸法決めされたアキュムレータ室手段と を備えた飲料水分与器用ノズル。 ２、第１液体と第２液体とからなる飲料水を分与する飲
   料水分与器用ノズルにおいて、 第１液体を第１部分と第２部分とに分離する分離手段と
   、 第２液体と第１液体の第１部分との混合液を形成する第
   １混合手段と、 前記混合液を第１液体の第２部分と混合する第２混合手
   段と、 入口と出口、及び内部に配設されたそらせ体を有する第
   ２液体用の流入導管手段で、前記そらせ体が頂部に尖端
   、底部にベースを有し、該尖端が流入導管手段の出口方
   向に向けられている流入導管手段と、 を備えた飲料水分与器ノズル。 ３、第１液体と第２液体とからなる飲料水を分与する飲
   料水分与器用ノズルにおいて、 第１液体を第１部分と第２部分とに分離する分離手段と
   、 第２液体と第１液体の第１部分との混合液を形成する第
   １混合手段と、 前記混合液を第１液体の第２部分と混合する第２混合手
   段と、 ポートを画成する壁を有するアキュムレータ室手段で、
   第１液体の流出速度が流入速度よりも遅くなり、分与サ
   イクルの一部の期間中アキュムレータ室手段が第１液体
   を滞留するように前記ポートが寸法決めされ前記ポート
   が寸法決めされたアキュムレータ室手段と、 入口と出口、及び内部に配設された円錐状の突起を有す
   る第２液体用の流入導管手段で、前記突起が頂部に尖端
   、底部にベースを有し、該尖端が流入導管手段の出口方
   向に向けられている流入導管手段と、 を備えた飲料水分与器用ノズル。 ４、第１液体の供給源と第２液体の供給源とを有し、分
   与サイクル中に第１液体と第２液体とからなる飲料水を
   分与する飲料水分与器用ノズルにおいて、 前記第１液体の供給源に連結され、第１液体を受け入れ
   るアキュムレータ室手段を備え、該アキュムレータ室手
   段が出口ポートを画成する壁を有し、アキュムレータ室
   手段からの第１液体の流出速度が前記第１液体の供給源
   からの流入速度よりも遅くなり、分与サイクルの一部の
   期間中アキュムレータ室手段が第１液体を滞留するよう
   に前記出口ポートが寸法決めされている飲料水分与器用
   ノズル。 ５、第１液体の供給源と第２液体の供給源とを有し、第
   １液体と第２液体とからなる飲料水を分与する飲料水分
   与器用ノズルにおいて、 前記第１液体の供給源に連結された入口と出口を有する
   第１導管と、前記第２液体の供給源に連結された入口と
   出口を有する第２液体用の第２導管と、頂部に尖端、底
   部にベースを有する円錐状の突起で、該ベースが前記第
   １液体導管の出口に隣接して位置され、該尖端が前記第
   ２導管の出口方向に向けられ、第２液体を円錐状突起の
   周囲に沿って一様に配分して第２液体を第１液体と混合
   する円錐状突起とを備え、 前記第２導管の出口を絞って、第２導管の出口からの第
   ２液体の流出を遅らせると共に、該遅らされた第２液体
   用のアキュムレータ室を前記第２導管内に画成するよう
   に前記円錐状突起が第２導管の出口から離間されている
   飲料水分与器用ノズル。 ６、分与サイクル中に複数の液体を混合する飲料水分与
   器のノズルにおいて、 分与サイクル中に第１の速度で流入する第１液体用のア
   キュムレータ室と、円形パターンで配置された複数の離
   間オリフィスを画成する壁を具備した出口とを備え、第
   １液体の流出速度が流入速度よりも遅くなり、分与サイ
   クルの一部の期間中前記アキュムレータ室が第１液体を
   滞留するように前記オリフィスが寸法決めされており、 前記アキュムレータ室の出口に連結された入口を有する
   分離室を備え、該分離室が第１液体を内側及び外側部分
   へと分離する内側及び外側出口を有しており、分離室の
   各出口が円形パターンで配置された複数の離間オリフィ
   スを画成する壁を具備し、分離室の外側出口オリフィス
   が内側出口オリフィスの円形パターンの外側に位置して
   おり、球状の外面と、本体の底部中央に位置した環状の
   放出オリフィスと、頂部に尖端、底部にベースを有する
   円錐状の突起を受け入れる内部空所とを有する本体を備
   え、 第１液体の外側部分用の複数の外側導管を備え、該各外
   側導管が前記分離室の外側出口オリフィスに連結された
   入口と、前記本体の球状外面方向に向けられた出口とを
   有し、第１液体の外側部分が前記本体の球状外面の周囲
   に沿って前記本体の放出オリフィスへと向かう下方の流
   れとなるように、前記外側導管の出口が前記本体を中心
   に円周方向に配置されており、 前記円錐状突起の周囲に沿って第２液体が下方へ流れる
   ように、円錐状突起の尖端方向に向けられた出口を有す
   る第２液体用の入口導管を備え、さらに、第１液体の内
   側部分用の複数の内側導管を備え、該各内側導管が前記
   分離室の内側出口オリフィスに連結された第１入口と、
   前記円錐状突起のベース近くで前記本体の内部空所に連
   結された第２入口と、前記本体の放出オリフィスに連結
   された出口とを有し、第２流体が前記内側導管の第２入
   口へと流入して複数の内側導管内で第１液体の内側部分
   と混合されるように、前記内側導管の第２入口が前記円
   錐状突起のベースを中心に円周方向に沿って配置されて
   おり、 第１液体の内側部分と第２液体との混合液が前記本体の
   底部放出オリフィスから中心流として放出され、第１液
   体の外側部分が混合液の中心流を取り囲む円錐状流とし
   てノズルから放出される飲料水分与器用ノズル。 ７、前記分離室内に設けられ、前記内側導管へと流入す
   る第１液体の第１部分の流量を減らす内側チャンネル遮
   断手段をさらに備えた請求項６記載の飲料水分与器用ノ
   ズル。