JPH0446610B2 - - Google Patents

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
によつてガスを生成するCO₂ガス生成器モジユー
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
を作るためにシロツ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、水とシロツ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CO₂
パツ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、ほ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。

従つて、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つて発生された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CO₂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。

CO₂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を飽和させるため
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、一旦水が飲料分与
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
成カートリツジにおいて動作する、組み込み式の
CO₂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、カートリツジを挿入し、そしてカートリツ
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、一旦
カーボ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CO₂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つて、本発明の制限するも
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
つて、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」と内部チヤンネルを収容する）中間セ
クシヨン２４、及びCO₂生成カートリツジが挿入
される基部２６を含む。これらの３つのセクシヨ
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」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生成カートリツ
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、穴のあいた外側パツケージ
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）の混合物のペレツトを含む。
空気ギヤツプが２つの部品に存在し、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Rpは、送りのため、および必
要な圧力を維持しなが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２
０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、そして一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
つて確実にされる。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、ラチエツト（第１Ｄ図）に嵌め込まれ、そし
て一旦弁が別の位置にセツトされたならば、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。

基部セクシヨン２６は中央セクシヨン２２から
ねじによる取り外しができ、その結果、薬剤Rc
とRpを含むカートリツジ２８を挿入することが
できる。使用者は、本室Ｗの蓋を閉じる前に、カ
ートリツジ２８を挿入する。

示された多様な流れのための組み込みチヤネル
と３つの弁作動棒とを有する、記載されたシステ
ムは、成型プラスチツ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
ンコツクからなり、そして室Ｃを含む中央成型品
の側面における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Ｖ１が開き、そして室Ａ中の水
は室Ｄに放出され、薬剤カートリツジ２８の下方
部分Rcを水で満たす。同時に、室Ｂ中の水は室
Ｃに流れる。薬剤Rcは、拡散器３２を通して
CO₂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Ｄ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、炭酸ガス飽和中央は炭酸ガス
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。一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Ｄ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Ｄに侵入する。水は、カートリツジ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、システム自身によつ
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、CO₂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CO₂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Ｄ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Ｄ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、Ｗ，Ｃ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、そして水はオリフイ
スを通つて薬剤室Ｄ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Ｄにおける水レベ
ルは、総べての薬剤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ツトであるために、
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
ス生成カートリツジ４０が示される。カートリツ
ジ４０は、成型プラスチツク・シエル４２からな
る。頂部セクシヨンは重炭酸塩ペレツト４４で満
たされ、中間セクシヨンは重炭酸塩と粉末酸４６
の混合物を含むペレツトで満たされ、そして下方
セクシヨンは液体の酸４８を含む。頂部及び底部
セクシヨンは管５０によつて結合され、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。カートリツジ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が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つて開かれる。
しかし、薬剤タンクにおける水は、第２弁５によ
つ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
ツジ４０が挿入される。カートリツジ４０は最下
方位置に到達せず、Ｏリング６によつて抑止され
る。蓋２がもとに戻されるとき、カートリツジは
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
リツジ４０は、Ｏ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ヨン１
０を密封される。バネ・ベローズ１３はカートリ
ツジの基部に侵入し、酸を頂部セクシヨンに移動
させる。ベローズの中心におけるスパイク１１
は、ホイル５２を通して頂部セクシヨンへのチヤ
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、そして薬剤水室からの水は、カートリツ
ジの炭酸ガス飽和薬剤セクシヨン１２に流入す
る。CO₂ガスは解放され、そして散布管（sparge
tube）６０に流れ、化学薬品量によつてあらかじ
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、空気クツシヨン、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および態様は以下のとおり
である。

１ (a) CO₂ガスの混合によつて炭酸ガス飽和さ
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、CO₂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に沿つ
た断面図。第１Ｃ図は、第１図のラインＰ−Ｑに
沿つた断面図。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に沿つ
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、２２……本体、２４……中間セクシヨン、２
６……基部、２８，４０……CO₂生成カートリツ
ジ、３０……バネ棒、３２……拡散器、３４……
ボールフロート、３６……制御弁、４４，４６…
…ペレツト、４８……酸、Rc，Rp……薬剤、
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｗ……室、Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，
Ｖ４……弁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 同時に水で満たされる、水貯蔵室および該水
   貯蔵室内に形成された隣接する第１、第２薬剤水
   室と； 該水貯蔵室および第１、第２薬剤水室を同時に
   閉じる蓋と； 生成セクシヨン内において、第１および第２段
   階で、それぞれ、CO₂ガスを生成するガス生成室
   と； 該第１薬剤水室と該ガス生成室とを選択的に連
   通するための第１弁と、該第１弁の作動により、
   薬剤水を該第１薬剤水室から該ガス生成室へ導入
   させ、第１段階でのCO₂ガスを生成すること； 該水貯蔵室内の水を炭酸水化するために、前記
   第１段階で生成されたCO₂ガスを該ガス生成室か
   ら該水貯蔵室へ導入するための管と； 該水貯蔵室内の上部空〓を所定の圧力に維持す
   るための、水室を包含する圧力制御装置と； 該第２薬剤水室と該圧力制御装置の水室とを選
   択的に連通するための第２弁と、該第２弁の作動
   により、薬剤水を該第２薬剤水室から該水室へ導
   入すること； 該水室と該ガス生成室とを選択的に連通するた
   めの第３弁と、該水貯蔵室内の水の炭酸水化に続
   いて、第２段階でのCO₂ガスを生成するために、
   該第３弁が、水を該水室から該ガス生成室へ導入
   するために作動可能であること； 該水貯蔵室からの炭酸水化された水の少なくと
   も一部の排出によつてのみ、前記第２段階で生成
   されたCO₂ガスの少なくとも一部を該水貯蔵室内
   の上部空〓へ選択的に導入するための第４弁と、
   それによつて、該水貯蔵室内の上部空〓の圧力と
   前記第２段階で生成されたCO₂ガスの圧力とを平
   衡状態にすること； からなることを特徴とするカーボネータ。 ２ 前記ガス生成室が、前記第１段階のCO₂ガス
   生成用の第１薬剤と前記第２段階のCO₂ガス生成
   用の第薬剤とを有し、かつ、該第１薬剤と第２薬
   剤とは空気ギヤツプを介して隔てられているカー
   トリツジを包含することを特徴とする請求項１記
   載のカーボネータ。 ３ 前記第１、第２薬剤が重炭酸塩と粉末状の酸
   からなることを特徴とする請求項２記載のカーボ
   ネータ。 ４ 前記第１、第２弁の選択的作動が、前記第
   １、第２薬剤水室を有する前記水貯蔵室を蓋で閉
   じることにより行なわれ、また、該第１、第２弁
   が、それぞれ、該蓋を閉じることにより圧縮さ
   れ、該蓋を除去することにより解放されるバネ部
   材を包含することを特徴とする請求項１記載のカ
   ーボネータ。 ５ 前記第１段階で生成されたCO₂ガスを前記水
   貯蔵室へ導入するための、前記ガス生成室と連通
   している管が、さらに、該水貯蔵室内部の床上に
   配置された少なくとも１つのCO₂ガス拡散器を包
   含することを特徴とする請求項１記載のカーボネ
   ータ。