JPH0790155B2 - 炭酸ガス飽和装置 - Google Patents

炭酸ガス飽和装置

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JPH0790155B2
JPH0790155B2 JP59236002A JP23600284A JPH0790155B2 JP H0790155 B2 JPH0790155 B2 JP H0790155B2 JP 59236002 A JP59236002 A JP 59236002A JP 23600284 A JP23600284 A JP 23600284A JP H0790155 B2 JPH0790155 B2 JP H0790155B2
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Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明は、一般に、飲料用の水を炭酸ガスで飽和するた
めのカーボネーターに、さらに詳しくは、カーボネータ
に使用するブリードバルブに関する。
本発明者の係属中の米国特許出願番号第140,685号の明
細書に開示のカーボネーターにおいては、二酸化炭素を
稀釈槽中に導入し、通常の方法によりオリフィスを介し
てバッチ式の炭酸ガス飽和を実施する。前記のオリフィ
スは、ガスを流量を下げるが、所望の流量で炭酸水を調
製し得るのに十分な大きさでなければならない。十分な
炭酸ガス飽和には12〜15分間を要する。この時間より前
では、炭酸ガス飽和は不十分である。従って、バッチ式
の炭酸ガス飽和を迅速に達成する方法および手段の必要
性が明白である。
発明の要旨 カーボネーター中に圧力が生じたときに、カーボネータ
ーから少量の二酸化炭素をゆっくりと放出することを可
能とすることによって、バッチ式カーボネーター、例え
ば、前記米国特許出願番号第140,685号明細書に開示の
型のカーボネーターにおいて、迅速な炭酸ガス飽和を得
ることが可能であるということが見い出された。
本発明は、二酸化炭素を水中に流入され、水中を通過さ
せることを制御し、延長する方法で実施することによっ
て所望の効果が達成されるという認識に基づいている。
ガスがカーボネーター中に導入される間の時間の流さを
増すことによって、ガスと水との間の接触時間が増大さ
れる。次いで、このことにより、有効な接触表面積が増
大し、その間にガスの水中への吸収が起こる。本発明
は、改良されたブリードバルブ、およびブリードバルブ
に関連したガスの損失を伴わない以外はブリードバルブ
と同一の長期の接触の効果を達成する低流量フィードバ
ルブの双方を提供する。
概括的に述べると、本発明に従って、容器中にあって炭
酸ガスで飽和されるべき水に、調節した流量で圧力下に
二酸化炭素を流し、所定の圧力に至るまで小口径オリフ
ィスからの流れを惹起し、所定の圧力に至ったときに前
記オリフィスからの流れを停止することによって、バッ
チ式炭酸ガス飽和を実施する。
１態様において、これをブリードバルブによって達成す
る。本発明のブリードバルブは、カーボネーターの頂部
に挿入することが可能であり、変位ピストン様部材を含
んでいる。この変位ピストン様部材は、可視の色表示が
与えられる、ガス流停止位置に達するまで、槽内部の圧
力上昇に伴なって上方へ移動する。
第２の態様において、フィードバルブを用いる。本発明
のフィードバルブは、ガスが徐々にカーボネーターに入
ってより良好な炭酸ガス飽和を達成するように低流量で
の供給を可能とするだけでなく、同時に、調製前にオリ
フィスの開口を大きくとって、調製、すなわち、多量の
水を必要な素早さでガスを置き換えることを実施するに
必要な流れを提供することが可能である。長期間にわた
って流れを維持するように、二酸化炭素の供給源と炭素
原子の供給源との間の圧力差に応じて流れを調節する。
詳細な記載 第１図に示すように、ボデー11を含むバルブは、カーボ
ネーターの蓋13中の適当なねじ山に螺合されている。ボ
デー11の外部にはねじ山部15がある。ねじ山部15には、
ゴムシールパッド20を含む調整ディスク17が螺合されて
いる。調整ディスク17から下方に、Ｏリングシール手段
31を有する長い中空ピストン19が伸びており、前記中空
ピストン19は、その内部末端21に微細なスクリーン構造
体を有している。中空ピストン19は、ばね25によって内
方へ押しつけられている。バルブボデー11の外部端面
は、調節自在のディスクの真下に３つのカットアウト23
を含んでおり、前記カットアウトからピストンを見るこ
とができる。中空ピストン19の外部末端は、内部に約45
7/1000mm（18/1000インチ）のオリフィス28を持つさら
状シート27を有している。二酸化炭素は、カーボネータ
ー29に導入されこれを炭酸ガス飽和すると、ガスは、ス
クリーン部21およびシール縁27内のオリフィス28を通っ
て、そしてボデー11のカットアウト23を通って逃出す
る。カーボネーターへガスを導入するオリフィスはオリ
フィス28より口径が大きいので、槽内に圧力が生ずる。
カーボネーター槽中に圧力が生ずると、シール縁27がシ
ールパッド20を封止して、排ガス流を遮断し、同時に、
カットアウト23を通して見ることができるピストン19の
着色部分によって炭酸ガス飽和の終了が表示される（こ
の表示は、絶対的に本質的なものではない）までピスト
ン19は変化スプリング25に抗して外部方向に移動する。
調整ディスク17は、通常、２分間で3.8容積の炭酸ガス
飽和を与えるように調整される。典型的には、オリフィ
ス28の開口は、0.4572mm（0.018インチ）の直径を有し
ている。カーボネーターの入口の直径の寸法は、典型的
には、0.635mm（0.025インチ）である。3.16kg/cm2（45
プサイ）におて、この寸法は、６秒間で141.7g（５オン
ス）を水を導入し、ガスによる置換を可能とする。6.35
mm（0.25インチ）の入口および0.4572mm（0.018イン
チ）の出口の場合には、自動的着座を行なうに必要な圧
力が約２分間で生ずる。
第２図は、同じ目的を達成するための自動ガスフィード
バルブの横断面図である。前記バルブは、例えば、3.16
kg/cm2（45プサイ）の圧力の二酸化炭素の供給源に接続
されるカップリングを気密を保って取付けるための第１
直径のねじ孔43を含むボデー部41を包含している。この
孔43から内方にはより大きな孔があり、その内部には、
円周にシール材としてのＯリング47を持つピストン様部
材45が嵌入されている。ピストン部材45は、その内部末
端に円筒形突出部49を有している。ピストン部材45の外
部末端または入口端から、最小直径0.889mm（0.035イン
チ）の孔51が、突出部49のより大きな孔53へ開口してい
る。突出部49には約0.330mm（0.013インチ）の直径を有
する側口55もある。
側口55と整列した開口59を有するスリーブ57は、突出部
49に挿入され、それと密着している。スリーブ57は、Ｏ
リング63を保持するように設計された中央開口61を含ん
でいる。変位スプリング65は、スリーブ57を囲んでい
る。孔44に隣接して、ねじ孔67がある。ねじ孔67には、
プラグ69が挿入されている。プラグ69は、その内部末端
に凹所70を有しており、前記内部末端にはばね65が嵌合
されている。この部材、プラグ69は、ピストン45を内方
向に押しつける傾向を有して、ピストン45に抗してばね
65を押しつける。プラグ69は、外方向に伸びる円筒形突
起71を含んでいる。中央孔73は、突起71およびプラグ69
の本体を通って伸びている。孔73の内部末端において、
孔44によって形成されるスペースと連通状態にある補助
口77に沿って中央ねじ開口75が形成される。突起71は、
外側にねじ山が切られ、フィードバルブが結合されるカ
ーボネーターのガスディフューザーブロックに螺合され
るように用いられる。
突起71における孔73の外部末端には、３要素からなる逆
止弁が挿入されている。第１要素は、中央孔81を有する
フランジ付円筒の形のプラスチック部79を含んでなる。
フランジ80の外径は、孔73の内径に等しい。フランジ80
上の円筒部83の頂部には、環状突起によってバルブシー
ト85が形成されている。市販で入手可能な軽量プラスチ
ックまたはゴムのバルブディスク87がこのバルブシート
85上に着座している。円筒部83の頂部およびこの弁の第
３要素91の孔によって規定されるチャンバー89内での前
記ディスク87の移動が可能である。前記第３要素91は、
円筒要素であって通常、第１弁要素の円筒部83の外径と
同じ寸法の第１孔93を有し、また、その外径は孔73の寸
法に同じである。孔93は、小さい方の孔95と連続状態に
あり、それを介して外部につながっている。大きい方の
孔93の基部には、複数のリブ97があり、このリブ97によ
って、バルブディスク87が孔93の内部末端に抗して着座
する場合であってもなお、孔95へ連通状態にあることを
保証する。
さらに、円錘末端103を有するプラグ101は、プラグチャ
ンバー69の孔75に螺合されている。図示した通常の位置
において、円錘末端103はＯリング63から一定間隔にあ
る。間隔の大きさは、プラグ101が孔75に螺合される距
離を調節することによって、調節することができる。
操作において、3.16kg/cm2（45プサイ）のガスは、矢印
105で示すようにピストン45に対して作用する。ガス
は、また、矢印107の方向に孔51中を流れる。この時点
では、カーボネーター内部の圧力は本質的にゼロであ
り、圧力差が、ばね65の押しつけ力に抗してピストン45
を動かし、円錘末端103をＯリング63に着座させる。こ
こで、流れは、限定された放射状の通路である側口55を
通る。本発明者の前記特許出願明細書に記載の如く、カ
ーボネーターはディフューザーを含んでおり、ガスを低
流量で放射状側口55を通し、次いで開口77,80を通し、
ディスク87を着座位置からはずし、孔95からガスを出す
ことによって、ガスはディフューザー中に流入し、ディ
フューザーから炭酸ガス飽和されるべき水中に流入す
る。
約２分後には、2.46kg/cm2（35プサイ）までの圧力がカ
ーボネーター内部に生ずる。一般に、0.07kg/cm2（10プ
サイ）の圧力差の場合にガスが円錘末端103とＯリング6
3との間の空所を流れることが可能であって、同じ流路
に沿って排気され得るように、プラグ101を位置決めし
なければならない。この限定された側口が存在しない場
合には、カーボネーターは15〜20秒間でその最大圧に至
るであろう。第２図のバルブを用いた場合には、最大圧
に至るのに約２分間まで遅延する。この２分間の後に
は、炭酸ガス飽和は、かなり高いレベルに達する。３〜
５分後には、炭酸ガス飽和は、最適レベルに達する。一
方、本発明者の前記出願明細書に記載のカーボネーター
によれば、十分な炭酸ガス飽和には12〜15分間を要し
た。
カーボネーターで3.30mm（0.13インチ）のオリフィスを
持ったフィードバルブまたはブリードバルブを用いて実
施した場合には、前記と同様な事が達成され得る。しか
しながら、これを実施して調製を行なう場合には、十分
に迅速な調製に必要なガス置換が不可能となる。第２図
の態様によれば、いったん水が炭酸ガスで飽和される
と、ピストンは、円錘末端103の表面から離れた図示の
位置に来る。そして、炭酸ガス飽和水が調製された場合
には、調製される容量を置換すべき自由ガス流が生じ、
それによって、調製を実施し続けるために必要な圧力が
カーボネーター内に維持される。この時点で、低流量の
供給または低流量の放出は、もはや必要でなくなる。こ
れは、カーボネーター中の水がすでに炭酸ガスで飽和さ
れたからである。すなわち、これがバッチ式カーボネー
ターである。炭酸ガス飽和水が使い果された後、新鮮な
水の新たな供給によってプロセスが繰り返される場合に
のみ、新たな供給水を迅速にかつ効率よく炭酸ガス飽和
するために、低流量の供給または低流量の放出の実施が
必要となる。
さらに、２分後にガス通路を開放すると、その時点で二
酸化炭素が流入し、水の炭酸ガス飽和が行なわれる。
第３図は、本発明に係るカーボネーターの低流量フィー
ドバルブの別の態様を説明するものである。図示の如
く、このバルブはボデー部201を含んでいる。ボデー部2
01は、第２図の突起71に対応する突起271を含んでい
る。突起271には、第２図と関連して前記したと同じ逆
止弁が挿入されている。一般的にプラグ101に対応する
部材203が、ボデー部201の内孔205に螺合されている。
ボデー部201は、孔205の他端において、順番に寸法の大
きい孔207および孔209を含んでいる。孔209は螺合され
ている。孔207と209との間に形成される押縁にダイヤフ
ラム213が挿入されている。ダイヤフラム213は、その縁
でねじプラグ215によって気密に保持されている。ねじ
プラグ215は、さらに中央ねじ孔217を含んでおり、その
ねじ孔217には、二酸化炭素の装入用の入口部材219が気
密に挿入されている。
ダイヤフラム213は裏部材221を有している。孔224は、
裏部材221およびダイヤフラム213を介して形成され、例
えば、0.635mm（0.025インチ）を直径を有している。部
材203は、例えば、0.33mm（0.013インチ）直径の中央孔
223を有している。ボデーに複数の通路225を形成し、孔
207によって形成されるスペースを部材203の他端へ連通
させ、このようにして逆止弁の入口と連通させる。図示
した位置において、流れは、ダイヤフラム213の中央孔2
24を通り、通路225から逆止弁へ、次いでディフューザ
ー233へと導く管231へ至る。管231は、ナット237によっ
てガスケット235に対して保持されるプレア端233を有し
ている。
炭酸ガス飽和工程が開始されると、第２図の態様を用い
た場合には、ダイヤフラム213の２つの面に大きな圧力
差が生ずる。ガスは、小さな孔224を介しては、直ちに
前記圧力差を均一化し得ないので、ダイヤフラム213は
部材203の方向にわん曲し、その部材をシールするであ
ろう。この位置は点線で示されている。よって、ガスは
狭い流路223を貫流するように強制され、そして流れは
上述の如く制限されるであろう。圧力がダイヤフラムの
バネ定数に対応する圧力に達すると、ダイヤフラムが部
材223から離れ、そして第２図に図示の流路が再び確立
されるであろう。部材203の位置は、それを調節して、
ダイヤフラムが部材203から離れるように圧力差を調節
することが可能である。さもなければ、ばね204を使用
して、ダイヤフラムがシートから離れる動きを助けるこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の１態様に係るカーボネーターブリー
ドバルブの横断面図である。 第２図は、本発明の１態様に係る低流量フィードバルブ
の横断面図である。 第３図は、本発明に係る低流量フィードバルブの別の態
様を示している。 28……オリフィス、29……カーボネーター、51,53……
孔、55……側口、59……開口。

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】容器を含むバッチ式カーボネーター内のガ
    ス流を調節するための装置であって： 前記カーボネーターへの入口で配置される入口低流量フ
    ィードバルブ、前記入口低流量フィードバルブは、前記
    カーボネーター内にある水へのガス流を制限する小口径
    オリフィス（55又は223）及び前記オリフィス及び大口
    径オリフィス（53又は225）を通して前記流れを調節す
    るために前記カーボネーター内の圧力に応答するバルブ
    （44又は213）を含み、さらに前記バルブ（44又は213）
    は、前記所定の圧力が達成されるまで前記の大口径のオ
    リフィス（53又は225）が閉じたまま保持され、その
    後、前記バルブ（44又は213）が開口して前記のより大
    口径のオリフィス（53又は225）を通しての流れを可能
    にするように作られており；及び 前記入口低流量フィードバルブへの逆流を防止するため
    の逆止弁（87）、 を含んで成る装置。
  2. 【請求項２】カーボネーター容器（29）と組合せられて
    なり、そしてさらに前記容器に最低１個のガスディフュ
    ーザー（233）を、および前記逆止弁（87）と前記ディ
    フューザー（233）との間に導管（231）を含んでなる、
    特許請求の範囲第１項記載の装置。
  3. 【請求項３】前記フィードバルブが、 入口部材への接続用に一端において第１孔（43）を有す
    るボデー部材（41）と、 円筒を形成する、前記第１孔に隣接したより大きな寸法
    の孔（44）と、 前記のより大きな寸法の孔に隣接した他のねじ孔（67）
    と、 前記円筒内にあって、より大きな径のオリフィス（53）
    および小さな径の前記オリフィス（55）を含むピストン
    部材（45）と、 前記のより大口径のオリフィス（53）の出口のバルブシ
    ート（63）と、 前記ねじ孔（67）に螺合されたプラグ部材（69）と、 前記プラグ部材（69）と前記ピストン（45）との間に配
    置された変位ばね（65）と、 前記プラグ部材（69）に取付けられ、そして前記ピスト
    ン（45）が、内部を貫く出口流路（81）を有する前記プ
    ラグ（69）の方へ動いた場合前記バルブシート（63）に
    対して着座するように適合されているバルブ部材（10
    1）とを備え、 それによって、ガス源と前記容器との間の圧力差に対し
    て、前記ピストン部材（45）は、前記ばね（65）の押し
    つけ力に抗して動かされて前記バルブ部材（101）は前
    記バルブシート（63）に着座され、前記ガスは前記小口
    径オリフィス（55）内を貫流するように強制され、前記
    圧力が前記容器（29）内に生じた場合に、前記バルブ部
    材（101）が前記バルブシート（63）から離れるように
    動いて前記のより大口径のオリフィス（53）内を貫流す
    ることを可能としてなる、特許請求の範囲第１項記載の
    装置。
  4. 【請求項４】前記プラグ部材（69）の位置を調節する手
    段（67）をさらに含む、特許請求の範囲第３項記載の装
    置。
  5. 【請求項５】前記フィードバルブが、 第１のねじ孔（209）を有するボデー部材（201）と、 前記第１のねじ孔に隣接した第２のより小口径の孔（20
    7）と、 前記第１孔と第２孔（209,207）との間に形成された押
    縁（211）と、 前記第２孔（207）に隣接した第３のより小口径のねじ
    孔（205）と、 前記第２孔（207）と出口との間に形成された流路（22
    5）と、 前記押縁上（211）に配置されたダイヤフラム（213）で
    あって、より大口径のオリフィス（224）を含むダイヤ
    フラム（213）と、 前記第３孔（205）内に螺合されたプラグ（203）であっ
    て、より小口径のオリフィス（223）を有し、末端が前
    記ダイヤフラム（213）と一定間隔にあってシートを形
    成しているプラグ（203）と、 前記第１孔（209）内に螺合された入口プラグ（219）で
    あって、前記押縁（211）に前記ダイヤフラム（213）を
    保持しかつ二酸化炭素の入口を有するプラグ（219）と
    を備え、 それによって、初めにガス源と容器との間の圧力差が前
    記ダイヤフラム（213）を前記プラグ（203）シートに着
    座させてガスを前記のより小口径のオリフィス（223）
    を貫流させるが、圧力が前記圧力差を下げるように前記
    容器内に生じた場合には、前記着座位置からはずれて前
    記流路（225）を貫流することを可能としてなる、特許
    請求の範囲第１項記載の装置。
  6. 【請求項６】前記ダイヤフラムを変位させて前記プラグ
    （203）シートから離れさすばね（204）をさらに含む、
    特許請求の範囲第５項記載の装置。
  7. 【請求項７】バッチ式カーボネーター内のガス流を調節
    するための装置であって： ねじ山部（15）を内部に形成する孔、およびカーボネー
    ター（29）の内側と連通状態に置かれるように前記ねじ
    山内部に開口を有するボデー（11）と、 前記ねじ山部内のピストン部材（19）であって、前記開
    口と連通した孔及び前記カーボネーター（29）内におい
    て水へのガスの流れを制限するために十分に小さな口径
    オリフィス（28）を有し、そしてさら状シート縁（27）
    が前記オリフィス（28）を囲んでいる、ピストン部材
    （19）と、 前記ねじ山部に螺合されたバルブシート（20）を有する
    ディスク（17）と、 前記ディスク（17）と前記ピストン（19）との間で、前
    記ピストンシール縁（27）を押えつけて前記シート（2
    0）から離すように働くばね（25）と、 前記ピストン（19）上の前記ねじ山部から大気への最低
    １つの開口（23）とを有するブリードバルブを含んで成
    り、それによって前記ブリードバルブが、前記オリフィ
    ス（28）を通しての流れを調節するために前記カーボネ
    ーター（29）内の圧力に対して応答するであろうことを
    特徴とする装置。
  8. 【請求項８】前記ピストン（19）が、前記シール縁（2
    7）が前記シート（20）上に収容される場合に前記開口
    （23）と一致するように作られたマーキングをその上部
    に有する、特許請求の範囲第７項記載の装置。
  9. 【請求項９】前記ディスク（17）が調節可能である、特
    許請求の範囲第７項記載の装置。
JP59236002A 1983-11-10 1984-11-10 炭酸ガス飽和装置 Expired - Lifetime JPH0790155B2 (ja)

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