JPH05500474A - 水炭酸化システム - 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】 本発明は−１に、ディスペンサ及び／又は自動販売機等において冷却された炭酸 飲料を混合し分配する際に用いる水炭酸化及び冷却装置及びシステムの改良に関 する。さらに詳しくは、本発明は、気液混合及び生成飲料の冷却をより効果的に 行い得る改良型水炭酸化システムに関する。

二酸化炭素ガス等の炭酸ガスを真水源と混合した後、必要に応じて香味シロップ 等を適当な割合で混合して非常に美味な清涼炭酸飲料を生成する水炭酸化システ ムは、一般に従来技術で公知である１、このような水炭酸化システムは、しばし ば清涼飲料ディスペンサ及び／又は自動販売機等に採用され、一般には約６乃至 ８オンスずつ炭酸清涼飲料を個別に分配するようになっている。この形態では、 システムは普通、水道水或いは同様の水源からの真水を収容する水タンクを有す る。タンクの周囲を機械的冷却ユニットの冷却コイルで取り囲み、その内部の水 を所望の低温まで冷却している。炭酸ガスを調整した圧力でタンクに供給して冷 却水と混合し、炭酸飲料を生成する。インセクタ及び、／又は攪拌機は気液混合 を促進するためにしばしば採用される。分配弁が通常、タンクから飲料を分配覆 るために設けられているが、一般には再充填弁と共働して、タンクから水を分配 すると同時に、その分量だけ水源から真水を補充するようになっている。

上述した一般型の水炭酸化システムは、比較的広範な商業的存用性を獲得したが 、種々の問題や欠点が生じている。５例えば、タンク内の水を十分に冷却するた め（ご、クン′り内のタンク周縁部に環状の水の塊や氷のリングが生じるように 冷却ユニットを構成（，７作動させる必要があっｔ：。この氷すソグの存在によ り、最適化されたシステムでは冷却の電力消費量を最低限にするために比較的コ ンパクトに設計されている水タンクの全体の利用可能容積が事実上減少してしま う。その結果、タンク内の所与の水容積の滞留時間が減少して（７まい、短時間 のうちに分配が繰り返される場合には、生成りまた飲料を所望の温度水準に維持 することは困難か不可能となる。更に、タンク内に再充填される水は、タンク取 り入れ口と分配取り出し口との間で氷リンクの中央部を通る比較的直接的で好ま しくない流路を通り易い。これに、より、最終的に生成する飲料を所望の低温に することは、炭酸水がその分配中に、別途冷加されていない比例量の選定した香 味シ［−７，ヅとＲ合された場合、シロップが、）め不十分にしか冷却されてい ない炭酸水ヲ温めてしまうので一層困難になる。

かべして、炭酸飲料の生成と分配に使用される水炭酸化システムに更なる改良を 加えることにより、冷却タンク内の各再充填された水容積の滞留時間を増大させ て短時間のうち多Ｊ１分配が重なる場合でも冷却及び同時的なガス混合の効率を 実質的に改善し、更にタンクの氷リングを形成し且つ／或いはシロップを別個に 冷却する必要性を実質的に除去し得るシステムを実現する必要がある。本発明は 、これらの必要性を充足すると共に、更に関連した利点をも有するものである。

発明の概要 本発明によれば、冷却された炭酸水を１分に生成し得る改良型水炭酸化システム が提供される。本システムは、水が水取り入れ口から分配取り出し口まで移行す るとき曲がりくねって方向を変化させつつ水を流動させるための冷却及び再充填 可能な水タンク内に改良型混合インペラ装置を備えたものである。その結果、水 は炭酸ガスと良く混合し、冷却目的の熱伝達も改善される。

好ましい態様では、このタンクはその一端に、それぞれ水及び二酸化炭素ガス等 の炭酸ガスをタンク内部に導入するための別個の注入ノズルを備えでいる４、、 タンク内部の水を冷却するために、タンクの周囲に機械的冷却ユニットの冷却コ イルを巻装している。分配弁により、一般にタンクの反対側端部に設置された分 配取り出し口を介して、タンクからの冷却炭酸水を注入ノズルから選択的に取り 出すことを可能にしている。分配弁は、香味シ［−１ツブ等の別個の供給源と連 通させる５７ともできるし、分配中にシＩコツプを炭酸水と比例１昆合するため の適当な混か弁と結合することもできる。代表的な構成においで、注入ノズルは タンクのｆ＝−ｉ部に位置し、分配取り出し口はタンクの下端部に位置している 。、改良型混合インペラはタンクの略中央に取り付りられると共に、複数のイン ペラディスクを間隔を置いて設け、概してタンクを下方に向かう水流の方向を変 化させでいる。、より厳密に言えば、混合インペラはタンクの中央部を通って略 垂直方向に延びる細長いインペラ軸を有する１、この軸は、好ましい駆動手段に よりその軸線を中心に回転駆動される。駆動手段は、タンクの外側に取り付けら れ密閉磁気カプリング等を介して軸に接続された適当な駆動モーフを備えている 。インペラディスクは軸１−に取り付（ジられてそれと共に回転し、好ましくは 最小の電力消費量で回転駆動し７得るように羽根無しディスクより成る。これら のディスクはそれぞれ、下方へ向かう全体的な水流の方向を径方向外方に変化さ せる。その結果、多数の水流の方向変化が生じ、気液混合の改善に加え、水滞留 時間及び冷却効率を著しく改善しでいる。

本発明の他の特徴及び利点は、−例として本発明の原理を例示する添付図面を参 照して以下の詳細な説明から明らかになろう。

図面の簡単な説明 添＋１図面は本発明を例示するものである。図面において、図１は、本発明の新 規な特徴による改良型水炭酸化システムを備えた清涼飲料水ディスペンサの正面 斜視図であり、 図２は、図１のディスペンサの正面斜視図であるが、ハウジング構造の前部を除 去して水炭酸化システムの各部を露出させた図、図３は、冷却され且つ再充填可 能であって本発明の主たる特徴を形成する水タンクの構造と作用を示したやや概 略的な拡大縦断面図である。

好ましい実施例の詳細な説明 例図に示すように、改良型水炭酸化システムは、図１及び図２で参照符号１０に よりくの全体を示した清涼飲料ディスペンサ内等に設置して使用する。図３で詳 細に示した炭酸化シスデｊ、１２は改良型の比較的単純なインペラ装置を備え、 それｌこより炭酸ガスとの混合を促進すると共に水冷却性能を著しく改善してい る。

水炭酸化システムは、冷却状態の炭酸水を一般に容量が約８乃至１２オンスのカ ップ（図示せず）内に一回毎に分配するタイプの飲料ディスペンサ、自動販売機 等で使用するように特に設計されている。個々の分配を行う度に、システム１２ の主要部分を構成するタンク１４は、別の炭酸化すべき一定量の水を補充され、 次の分配に備えて冷却される。気液混合の改善と共に冷却をより効率よく行うた めの熱効率の改善を行うことζこより、本発明はシステム１２に小容量のタンク Ｉ４を設けて冷却エネルギ消費量を節減できるよ・うにしている。更に、炭酸化 した冷却水を後に香味シロップ等と混合する場合、本発明は別個にシロップの冷 却を行うことなく、最適に冷却された飲料を最終的に提供する二とができる。、 これにより、装置及び運転コスト（ご係るディスペンサ１０全体のコストは軽減 される。

図１及び図２で一般的に示したよ・うに、図示し、たディスペンサ目Ｊは便利で コンパクトなカラ〉タトップ式設備用に寸法形状決めさ第１たハウジング１６を 有する。図示したハウジング１６はｉ部方に開口して棚２０を有する置き場１８ を備え、棚２０は３つの別個の分配、ノズル２２．２４．２６の直下にある充填 位置で飲料用力・ｌブ（図示せず）等を支持するようになっている。これらのノ ズル２２．２４．２６は、ハウジング１６に係脱自在に取り付けられる対応する 数のシロップ容器２８．３０．３２（図１）とそれぞれ連通している。更に、ノ ズル２０．２２．２４は、図示分配ボタン等の個々の分配作動器に接続されてい る。添付図面には３つの分配ノズル及び関連しまた部品を示しているが、本発明 は、少なくとも１つの分配ノズルを有する・システムに適用可能であることが理 解されよう１、図２に示すように、タンク１４はハウジング１６の内部に設置し 得る比較的゛コンパクトなものである。このり：／りは、適当な注入ノズル４２ を取り付けた水取り入れ口４０（図３）を上部に備えている。ポンプ４４（図２ ）その他の適当な調整装置をハウジング内部に取り付けて、導管４６を介して水 取り入れ口４０に接続している。従来知られているように、ポ〉・ブ又は調整装 置４４は、適当な蛇口又はビン詰め水源からタンクへの水の流量を調節する。

水取り入れ口４０は一般に、適当な気体ノズル５０を備えた気体取り入れ口４８ に近接して、タンク１４の上端部に位置している。従来公知のように、ノズル５ ０は炭酸ガスをタンク内に分配し、てその内部の水と混合する。代表的なシステ ムにおいて、ノズル５０は導管５２及び圧力調整器５４を介して、分配用の圧縮 炭酸ガスを含むカートリッジ５６に接続さねている。圧力調整器５４はタンク１ ４内の気体容積５８を略一定の圧力水準に維持する。また、カートリッジ５６の 交換取付をハウジング１６内で容易に行うことができる。更に、気体ノズル５０ は任意の位置でタンク内部に気体を導入することができる。

炭酸化システム１２は、水及び気体ノズルと略反対側の位置にタンク１４と連通 した分配取り出し日６０を更に備えている。分配取り出し口６０は、導管６２（ 図：３）の適当な平行流体網を介して、分配ノズル２０．２２．２４とそれぞれ 連携した混合及び分配ガロ４．６６及び６８に連結されている。こねらの分配弁 は、ボタ−／３４．３６．３８（図１）の抑圧に応じて選択的に開１−１する従 来技術で周知の構造を有し、タンク１４から炭酸水を取り出し７て容器２８．３ ０．３２からの比例した量の香味シロップと混合し、ている。

タンク１４内の炭酸水を冷却するため在来の冷却ユニットがさらに設りられてい る。図２に示すように、冷却ユニットは、適当な機械的圧縮器７０及び関連した 凝縮コイル７４を備え、タンク１４の周囲に螺旋状に巻装した冷却コイル７２に 冷媒を分配している０、コイル７４の周囲には通常、断熱ブランケット７６　（ 図３）を巻装して熱損失を最小にしている。

本発明の第１の態様によれば、改良型インペラ装置はタンク１４内の略中心位百 に、垂直に延びるインペラ軸７８を有し５ている。この軸の下端部は、タンクの 下端部に位置する軸受座８０内に支持されている。インペラ軸の一ヒ端部には、 磁気駆動カプリング８４の被動部品８：２を備えている１、カプリング８４の駆 動部品８６は夕：／りの外側に位置しＣ１小型の駆動モータ８８により回転駆動 される。

従っＣ、カプリング部品を互いに気密状態にしつ一つ、インペラ軸７８は磁気カ プリング８４により駆動されて垂直方向の軸線を中心に回転する１、複数のイン ペラディスク９０が、インペラ軸７８の長さに沿って垂直方向に互いに間隔を置 いで取り付けられでいる。これらのインペラディスク９０はイソベラ軸ど共に同 転駆動され、タンク１４の周縁部に向けて一径方向外力に水夕付勢し、ご、＃′ １．．ｉ：、より、冷却コイル７４と近接させて、熱伝達を改善する。多重イノ ペラディスク９０のＪ友働効宋１．、“−４より、水流に多くの方向変化を＾ｉ える５−，とが可能となる、ぞｉｔに対晩、して冷却用の熱伝達が顕著に増加す ゛ると共に関連４゛、る気体混合を改善（プＣいる。更ζこ、径方向外力に向け た水流は、タンクの周縁部における環状の水リング９２の形成を妨げ且つ／′或 いはぞの大きさを最小にする傾向がある、同時（、＼氷リンクに沿った冷却流体 境界層を混乱させて冷却のための全体的な熱伝達を改善しでいる。

電力／ｌｌｊ費はを最小にする好ましい形態とし−ごは、インペラディスク９０ は羽根無しである。これにより、ディスクは比較的小型のモーフ８８４使用して 最小トルクで回転することかて゛きる３３必要に応じＣ，最１・一端のディスク ９０−の直径を比較的大きく形成してもよい１、四に、図示し２にように、水ス テーション４２は気体を入射水流と連行させて炭酸化を促進するｔ：めに、ベニ 、二／チ、り構造を有することが望ましい。

タンクの下端部に存する生成炭酸水は、このように最大効率内でｂｔっ／或いは 比較的小容量の冷却ユニットを使用して冷却される。分配ノズルにある最終的な 飲料は、添加される６味シロツプを更に冷却することなく所望の低温とすること かできる。更に、タンクの水を所望の冷却状態に維持しっ−っ、繰り返し且つ迅 速に分配が可能となる。

本発明の氷炭酸化システムに対し、種々の変形及び改良が当業者には明らかであ ろう。従って、添付請求の範囲に記載されたものを除き、前述し７た説明及び添 付図面は本発明を限定するものではない。

要約帯 清涼飲料ディスペンサ等に使用され、冷却タンク（１４）を通って流動する水と 炭酸ガスを完全に混合する改良型氷炭酸化システム（１０）を提供する。氷層酸 化システム（１０）は、タンク（１４）の下端部から冷却炭酸水を取り出すため の分配弁（６４）と共に、一般にタンク（１４）の上端部に位置する水及びガス 注入ノズル（４２，５０）を備えている。垂直方向に延びて回転駆動されるイン ペラ軸（７８）に複数の羽根無しインペラディスク（９０，９１−）を間隔を置 いて設けて、タンク（１４）を下方に流動する水に複数の流れの方向変化を与え ることより、分配に先立つ炭酸ガスとの混合及び水の冷却を改善する。

国際調査報告

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. １．水炭酸化システムであって、 上下の端部を有する略直立したタンクと、概して前記タンクの前記上下の端部の 一方にある水取り入れ口を介して前記タンク内に水を導入する手段と、 水と混合して炭酸水を形成するために、前記タンク内に選定した炭酸ガスを導入 する手段と、 前記タンク内の略中央で垂直方向に延びる細長いインペラ軸と、前記タンク内で 前記軸の軸線を中心に回転させるために、前記軸を回転可能に支持する手段と、 前記軸を、その軸線を中心に回転駆動させる駆動手段と、前記軸上で垂直方向に 間隔を置いて支持されて前記軸と共に回転する複数の羽根無しインペラディスク と、 前記タンク内の水を冷却するために前記タンクの周縁部のまわりに取り付けられ た冷却コイルを有する冷却手段と、前記タンクから冷却炭酸水を取り出すために 、概して前記タンクの前記上下の端部のもう一方に位置する分配取り出し口手段 と、を備え、 回転している前記軸の前記ディスクはそれぞれ、その近傍の水を概して径方向外 方に向けて前記タンクの周縁部の方に付勢し、前記冷却コイルと近接させて熱交 換により水を冷却し、 それにより、前記ディスクは、水が前記タンクの前記上下の端部間を移動する間 に、且つ水が前記分配取り出し口手段により前記タンクから取り出される前に、 前記タンク内に導入された水を集合的に付勢して繰り返し前記冷却コイルと近接 させることにより熱交換を行い、更にそれにより、前記ディスクか集合的に前記 タンク内で径方向外方に向けて複数の水流を発生させて前記タンク内のタンク周 縁部における氷リングの形成を最小にしたことを特徴とする水炭酸化システム。
2. ２．請求の範囲第１項記載の水炭酸化システムであって、前記水導入手段が、水 を概して前記タンクの前記上端部から前記タンク内に導入することを特徴とする 氷炭酸化システム。
3. ３．請求の範囲第２項記載の水炭酸化システムであって、前記ガス導入手段が、 ガスを概して前記タンクの前記上端部から前記タンク内に導入することを特徴と する水炭酸化システム。
4. ４．請求の範囲第１項記載の水炭酸化システムであって、前記水導入手段が、水 注入ノズルを存することを特徴とする水炭酸化システム。
5. ５．請求の範囲第１項記載の水炭酸化システムであって、前記駆動手段か、前記 タンクの外側に配設された駆動モータと、前記インペラ手段を駆動するために前 記転勤モータを接続する密閉カプリング手段とを有することを特徴とする水炭酸 化システム。
6. ６．請求の範囲第５項記載の水炭酸化システムであって、前記カプリングが、前 記モータを前記インペラ軸に接続してインペラ軸を駆動する磁気カプリングより 成ることを特徴とする水炭酸化システム。
7. ７．請求の範囲第１項記載の水炭酸化システムであって、前記分配取り出し口手 段か、閉位置と閉位置との間で移動する分配弁を有することを特徴とする水炭酸 化システム。
8. ８．請求の範囲第７項記載の水炭酸化システムであって、更に、香味シロップ源 を有し、 前記分配弁か更に、前記シロップを選定した割合で、前記タンクから取り出され た炭酸水と混合するための手段を有することを特徴とする水炭酸化システム。
9. ９．請求の範囲第８項記載の水炭酸化システムであって、前記香味シロップ源を 冷却しないことを特徴とする水炭酸化システム。