JPH0520318B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、貯蔵タンク内に加圧状態で貯蔵され
ている液体特に炭酸水の出口弁装置に関する。

〔従来の技術〕

かかる装置は例えば一種類の飲料濃縮液を、あ
るいは複数の飲料濃縮液のうち１つを選択的に炭
酸水と清涼飲料の形にそれを消費に供する直前に
混合する飲料自動販売機で使用されている。

このために必要な炭酸水は冷却され加圧状態で
貯蔵されている。この炭酸水は混合過程のために
周知のように遮断弁および場合によつてはそれに
後置接続された膨張弁を介して取り出される。混
合飲料の品質は飲料濃縮液と炭酸水との混合比率
に大きく左右される。この理由から通常運転にお
いて一般的な種々の条件において必要な混合比率
を保証するような対策を講ずることが重要であ
る。例えば飲料濃縮液の量を調合室を介して少し
づつ決定することが知られている。

しかし特に炭酸水はその供給量が非常に多いこ
とから、周知のようにして連続的に貫流して取り
出され、その量は単位時間当たり排出量と排出時
間で決定される。排出時間の制御は周知の制御技
術で容易にできる。しかし機械的な排出ユニツト
に問題があり、従来の技術では単位時間当たり非
常に正確な流量にすることができない。排出量の
大きな狂いは、排出装置の液体が種々の圧力状態
で導入されることに起因している。

また実願昭56−2587号（実開昭57−114477号）
のマイクロフイルムには時間制御される電磁遮断
弁の下流に流量制御弁を設けた飲料水払出装置が
記載されている。しかしここでは電磁弁と定流量
弁は互いに離れて配置されており、この両者間の
流路内において炭酸水内に含まれるべき炭酸ガス
が水から消失するという問題がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明の目的は、液体の排出量を正確に決定で
きるような飲料の出口弁装置を得るとともに、炭
酸ガスの有効利用を図ることにある。

〔問題点の解決手段〕

本発明によればこの目的は、貯蔵タンク内に加
圧状態で貯蔵されている液体の出口弁装置におい
て、時間制御装置により制御される貫流遮断弁
と、貯蔵タンクから配管を介して導入される液体
の圧力に無関係に一定した流量に制御する貫流調
整弁とがケーシングの薄い仕切り壁を介して直接
結合されて一体構造を形成し、この貫流調整弁が
ピストン室を有し、このピストン室にこれを２つ
の部分範囲に分割し復帰力が与えられるピストン
が配置され、ピストン室の両部分範囲の間に絞り
が設けられ、ピストン室の第１の部分範囲が、前
記復帰力が作用する方向にあり、かつ絞りとして
作用する入口開口を有し、第２の部分範囲がピス
トンのストロークに応じて断面積が変化する出口
開口を有し、流れ方向に見てこの貫流調整弁の直
ぐ前に配置されている貫流遮断弁が電磁コイル
と、ばねを負荷された鉄心と、この鉄心に挟持片
を介して接続されたダイアフラムとを有すること
によつて達成される。

〔発明の作用効果〕

本発明により構成された装置は、異なつた機能
条件を異なつた機能ユニツトで対応させ、これら
のユニツトを機能的に近づけて配置するという構
想に従つている。１つの機能条件は時間制御で与
えられる出口弁の開放時間ができるだけ正確に実
現されるということである。この理由からこの課
題を十分に考慮できる出口遮断弁が配置されてい
る。しかしこの構造ユニツトは流量調整について
は関与しない。そのために導入される液体の圧力
に無関係に一定した流量に制御する貫流調整弁が
配置されている。この貫流調整弁はそれに課せら
れた条件を十分に満足することができる。しかし
また出口遮断弁の切り換え過程中に生じる液体の
流出を避けるために、両方の機能ユニツトを互い
に接近して配置することが重要である。

本発明によれば特に圧力変動について敏感に反
応し、それに応じて絞り状態を変更するので、常
に一様な流量が得られる。また圧力に応動する貫
流調整弁への入口開口が絞りとして使用するの
で、既にこの範囲で減圧が行われ、調整動作は出
口圧力に近い範囲で行われる。

また本発明によれば貫流調整弁と貫流遮断弁と
がケーシングの薄い仕切り壁を直接結合されて一
体構造を形成しているため、炭酸ガスは本来の出
口個所の近くまで炭酸水内に溶存した状態であ
り、炭酸水に含まれた炭酸ガスを良好に利用でき
るという大きな利点が得られる。

ピストン移動範囲におけるピストン室の円周面
に多数の孔が配置されると有利である。ピストン
移動方向におけるこれらの孔の僅かなずれによつ
て、流量に特に良好な制御特性が得られる。

ピストンに復帰力を与えるために、好ましくは
ばねが配置される。流量を望ましい所定の量に合
わせるためおよびこの装置を再調整するために、
復帰力が調整できるようにされていると有利であ
る。そのために復帰ばねに作用する調整ねじが用
いられる。

更に制御ピストンの復帰力が熱膨張補償棒を介
して導かれていると有利である。

本発明で使用される貫流調整弁では、例えば調
整弁ケーシングには合成樹脂が用いられ、制御ピ
ストンは金属で作られる。この材料の選択は製造
上および案内上において有利である。熱膨張補償
棒を利用することにより、これらの機能部品の熱
膨張が補償でき、しかも長さにより変動する状態
だけでなく、異なつた直径に関しても補償でき
る。熱膨張補償棒の相応した材料は経験的に求め
られる。

〔実施例〕

以下本発明の実施例について図面を参照して説
明する。

種々の飲料濃縮液を冷却した炭酸水と混合飲料
の形に混合する自動販売機は、その中で混合工程
が準備されるか実施される混合樋１、飲料濃縮液
を調合装置３を介して少しづつ混合樋１に供給す
る飲料濃縮タンク２、および炭酸水を出口弁５を
介して必要に応じて混合樋１に供給する冷却され
た炭酸水の貯蔵タンク４を必要な構成部品として
有している。混合飲料物は出口６を通つて混合樋
１から流出する。

炭酸水は貯蔵タンク４の回りに巻かれた配管７
を介して導かれる冷却材によつて冷却される。貯
蔵タンク４内の炭酸水は出口弁５を介して取り出
された量だけ次のように補給される。即ち真水が
配管８を通して弁９で制御して導入され、炭酸ガ
スが炭酸ガスボンベ１１から配管１０を通して弁
１２で制御して導入される。

混合飲料の品質は飲料濃縮液と炭酸水との混合
比率に大きく左右される。飲料濃縮液の量の決定
は十分に高い精度で作られた公知の調合装置３で
行われる。その都度の飲料濃縮液のそれに対応し
た量の炭酸水が混合される。貯蔵タンク４からの
炭酸水の排出制御には第２図に示された出口弁５
が用いられる。その時間制御は詳細に図示されて
いない制御回路１３により行われる。

第２図は第１図に概略的に示した出口弁５の配
管取付部分（第１図では出口弁５の向う側にあり
図示されていない）を出口弁５の中心軸の回りに
90°回転して示した出口弁５の拡大縦断面図であ
る。第２図の配管２１は第１図では出口弁の陰と
なつて図示されていない部分であり、第１図の配
管２１と連続するか適当な中間接続管（図示せ
ず）を介して接続されている。

第２図における出口弁５は原理的に２つの機能
ユニツトから構成され、詳しくは電磁式の貫流遮
断弁１４および導入される液体圧力と無関係に流
量を制御する貫流調整弁１５から構成されてい
る。貫流遮断弁１４と貫流調整弁１５は薄い仕切
り壁３６を介してそれぞれのケーシング３７，３
８同士がボルト３８により結合されて一体構造を
形成している。貫流遮断弁１４は電磁コイル１６
と、鉄心１７と、この鉄心を遮断弁の遮断状態に
おいて流路２２を遮断する方向へ付勢するための
ばね１８と、ダイヤフラム１９と、このダイヤフ
ラムを挟持するため弾性結合片４０を介して鉄心
１７に結合されている挟持片４１とから構成挟れ
ている。電磁コイル１６が励磁されると、鉄心１
７は結合片４０と狭持片４１と共にばねの力に抗
して吸引される。その場合挟持片４１に挟持され
ているダイヤフラム１９が変形して弁座２０から
持ち上げられるので、貯蔵タンク４から配管２１
を介して導入される炭酸水の流路２２が形成され
る。従つて炭酸水はこの貫流遮断弁１４をほどん
ど妨げられずに貫流することができる。この炭酸
水は流路２２およびケーシングの薄い仕切り壁３
６に設けられた中央孔２３（この孔は同時に貫流
調整弁１５の入口開口を形成する）を通して貫流
調整弁１５の範囲、詳しくは貫流調整弁１５のピ
ストン室の入口側範囲２４に到達する。このピス
トン室に配置されたピストン２５はばね２６の圧
力で炭酸水の入口範囲の方向に付勢されている。
ピストン２５の端面には絞り孔２７が設けられて
いるので、導入された炭酸水はピストン室の第１
の部分範囲２４から第２の部分範囲２８に到達す
る。貫流する際にこの絞り孔２７において圧力が
低下される。

ピストン室の第２の部分範囲２８のシリンダ壁
３０には、ケーシング３８の内壁にある環状流路
３５を介して出口流路３１に通じている沢山の絞
り孔２９が配置されている。ピストン室の第１の
部分範囲２４内が高圧である場合、ピストン２５
はばね２６の圧力に抗して押圧されて大きく移動
し、孔２９はピストン円周面で覆われる。その場
合この個所に強い絞り作用が生ずる。第１の部分
範囲２４に少ししか圧力がかからないと、ピスト
ン２５はばね２６の圧力に従つて移動し、孔２９
は大部分が開かれる。従つて貫流する液体のこの
範囲における絞り作用は低下する。これにより相
応して寸法を決めることによつて、孔２９の範囲
における絞り作用を、ピストン室の第１の部分範
囲２４に生ずる液圧に比例して変化させることが
できる。それにより炭酸水の流量は配管２１に導
入される液圧に無関係に一定して調整できる。

従つて相応した時間制御によつて、炭酸水の排
出量は非常に正確に決定できる。

流量を調整および再調整できるようにするため
に、ばね２６の力は調整ねじ３２を介してその締
め付けお変えることによつて変更できる。この調
整ねじ３２の中には、ブツシユ３４が被せられて
いる熱膨張補償棒３３が組み込まれている。復帰
ばね２６はこのブツシユ３４に、即ち弁ケーシン
グに間接的に支持される。この処置によつて貫流
調整弁１５、シリンダ壁３０、ピストン２５およ
び調整ねじ３２を、それぞれ熱膨張係数が異なつ
た材料で作ることができる。この熱膨張補償棒３
３によつて運転温度の変化が貫流調整弁に影響を
与えないようにできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は飲料自動販売機の混合装置の概略側面
図、第２図は本発明に基づく炭酸水の出口弁装置
の断面図である。 １：混合樋、２：飲料濃縮液タンク、３：調合
装置、４：炭酸水タンク、５：出口弁、１３：時
間制御回路、１４：貫流遮断弁、１５：貫流調整
弁、１６：電磁コイル、１７：鉄心、１８：ば
ね、１９：ダイヤフラム、２０：弁座、２１：配
管、２２：流路、２３：中央孔（入口開口）、２
４：ピストン室の第１の部分範囲、２５：ピスト
ン、２６：ばね、２７：絞り孔、２８：ピストン
室の第２の部分範囲、２９：絞り孔（出口開口）、
３２：調整ねじ、３３：熱膨張補償棒、３６：仕
切り壁、３７，３８：ケーシング、３９：ボル
ト、４１：挟持片。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 貯蔵タンク４内に加圧状態で貯蔵されている
   液体の出口弁装置において、時間制御装置１３に
   より制御される貫流遮断弁１４と、貯蔵タンク４
   から配管２１を介して導入される液体の圧力に無
   関係に一定した流量に制御する貫流調整弁１５と
   がケーシングの薄い仕切り壁３６を介して直接結
   合されて一体構造を形成し、この貫流調整弁１５
   がピストン室を有し、このピストン室にこれを２
   つの部分範囲２４，２８に分割し復帰力が与えら
   れるピストン２５が配置され、ピストン室の両部
   分範囲の間に絞り２７が設けられ、ピストン室の
   第１の部分範囲２４が、前記復帰力が作用する方
   向にあり、かつ前記仕切り壁３６に設けられて絞
   りとして作用する入口開口２３を有し、第２の部
   分範囲２８がピストン２５のストロークに応じて
   断面積が変化する出口開口２９を有し、流れ方向
   に見てこの貫流調整弁１５の直ぐ前に配置されて
   いる貫流遮断弁１４が電磁コイル１６と、ばね１
   ８を負荷された鉄心１７と、この鉄心に狭持片４
   １を介して接続されたダイアフラム１９とを有す
   ることを特徴とする液体の出口弁装置。 ２ 出口開口２９がピストン室の円周面に配置さ
   れた多数の絞り孔であることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の装置。 ３ 復帰力がばね要素２６で与えられることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記載
   の装置。 ４ ピストン２５に作用する復帰力が調整できる
   ようにされていることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項ないし第３項のいずれか１項に記載の装
   置。 ５ 復帰力を変更するために、ばね要素２６に作
   用する調整ねじ３２が配置されていることを特徴
   とする特許請求の範囲第４項記載の装置。 ６ 液体の供給圧力に抗して作用する制御ピスト
   ン２５の復帰力が、熱膨張補償棒３３を介して導
   かれることを特徴とする特許請求の範囲第１項な
   いし第５項のいずれか１項に記載の装置。 ７ 熱膨張補償棒３３が調整ねじ３２に一体に組
   み込まれることを特徴とする特許請求の範囲第６
   項記載の装置。 ８ 弁ケーシング３７，３８が合成樹脂で作ら
   れ、制御ピストン２５が金属で作られていること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第７項
   のいずれか１項に記載の装置。