JPS6136970B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は規定量の水を収容している圧力密容器
内で二酸化炭素にて水を飽和させる装置であつ
て、上記容器内に新鮮水と二酸化炭素ガスとを給
送する手段と、上記容器内の水に循環流を生じさ
せる駆動手段と、上記容器内の水中に浸漬されて
いてアイスシールドの形成をもたらす垂直配設冷
却面とを具備する装置に係る。

二酸化炭素を含有する飲料の製造においては、
水が炭酸ガスにて飽和される態様並びに冷却の度
合が飲料の品質に関して決定的に重要である。こ
のことは、供与装置或は飲料自動販売機から供給
されながら飲料が直接的に製造される場合に殊に
問題となる。

二酸化炭素による水の最適飽和をもたらす上で
水温が重要な部分を占め、炭酸ガスに対する水の
許容量は水温の低下に伴ない増加し氷点附近で最
大である。水に炭酸ガスが導入される態様並びに
飽和の生ずる圧力条件も又水の最適飽和に関して
重要である。多くの場合には、圧力条件を困難な
しに外部的に制御することが可能である。

然るに、所望の低温に迄水を冷却し、水の抜き
出し及び新鮮水の供給とは無関係に上記温度を維
持し且つ圧力容器内の全水量に亘り均一な温度条
件をもたらすには本質的な困難が生ずる。従来で
は、これら困難を克服するには装置を実質的に複
雑ならしめ且つ装置容積を大にする以外には方策
が存しなかつた。高度の複雑さは、一面では、相
当する高出力をもたらす冷蔵ユニツトの設計に基
因するものであり、他面では或る量の水と水中に
直接浸漬される冷却部材面との間の迅速且つ適当
な熱交換をもたらすようになされる工程に基因す
るものであつた。供与装置乃至自動飲料販売機に
おいては、圧力容器から計量された水の抜き出し
頻度が極めて広範囲に変化することを考慮すれ
ば、上述の困難を理解することが可能であろう。
仮に抜き出し操作が相連続して迅速に行われるな
らば、システムから抜き出される二酸化炭素飽和
水の品質を一定ならしめることは極めて困難であ
る。

更に、抜き出し率の高い装置の場合に冷蔵ユニ
ツトを低出力にしておくためには、アイスシール
ドの形態にて冷却面の冷保全を行つておく必要が
あり、このアイスシールドは所望の冷却容量に相
当する厚さを有していなければならない。然る
に、氷は熱伝導率が比較的低いので、アイスシー
ルドは実際の冷却面と水との間での一種の熱絶縁
体ともなる。従つて、冷却面と水との熱交換が極
度に阻害される。これを改善する策としては、圧
力容器の内壁から或る距離だけ冷却面を離隔配置
し且つ冷却面で分流する強制水流を生ぜしめこの
水流が冷却面の片側では強く且つ反対側では明ら
かに弱い流れとなし斯くして冷却面に沿つて流れ
る水流が弱い冷却面側で主としてアイスシールド
が或る厚さに生長するようになすことが知られて
いる。冷却面の底端部よりも下方にある圧力容器
底部の中心部に配置され容器外部から物理的接触
ないし駆動されることができる撹拌翼により上記
強制水流は発生せしめられ且つ冷却面の底部に沿
い外方に向つて半径方向に且つ又冷却面に沿い垂
直方向上方に指向せしめられている。水流は上方
水面帯域で休止して渦流を形成し且つコア帯域で
下方に指向して本質的に向流状態の乱流を生ず
る。繰返される流れの向きの逆転及び水面レベル
での水流の休止は、斯かる水流の本質的速度低下
並びに渦流の形成をもたらす。従つて、撹拌翼に
より水に高い駆動力をもたらしても厳密に定義乃
至制御可能な強制流をもたらすことは公知装置で
は不可能である。炭酸ガスはガスラインにより供
給され、多孔性セラミツクブロツクの形態をなし
ておりこれを経て撹拌翼により生じた水流に微小
気泡の形でガス泡が放出されるカートリツジ内の
水面レベル下方において上記ガスラインは終結し
ている。

撹拌翼を圧力容器の底部に近接して配置して該
底部を拡散面として利用し得るようになす必要
上、冷却面の高さが制限を受ける、蓋し撹拌翼に
より生ぜしめられた強制流は水中を或る制限され
た距離に亘り進むに過ぎないからである。物理的
接触なしの駆動を考慮する場合に、撹拌翼を容器
底部附近に設置するのが好都合である。この配置
は本質的にモータ定格（motor rating）を招来
し、外部に駆動装置を配置することによりシステ
ム構造体乃至容器の全長を更に高くなすことがで
きる。炭酸ガスがセラミツクカートリツジにより
導入される場合には、水中を経て水の満たされて
いない頂部乃至頭部スペースに流れてしまうガス
の割合が比較的高いと謂う危惧がある。水面レベ
ルへのガスの逆流は更に尚導入位置から水面レベ
ル迄直接的にガスを同伴している強制水流を増加
せしめる。

従来技術によれば、消費される飽和水は未飽和
の新鮮水により押上げられる。このために、容器
の頭部スペース内に適宜ノズルを介して導入水が
スプレーされ、斯くして液体レベル上に水より成
る霧状幕が形成される。この操作乃至処理は頂部
室に存在するCO₂ガスによる新鮮供給水の若干の
予備飽和をもたらす。

然るに、斯かる処理はポンプに負担の掛かる動
力学的背圧をスプレーノズルが生ぜしめる点に欠
陥を有している。

これは現実には次のようにして生起する。

容器の頭部スペース内のガス圧が５バールに設
定されるならば、少なくとも５バールの背圧を有
する静力学的平衡をポンプはもたらさねばなら
ず、さもなくば炭酸化装置に液体を汲み上げるこ
とが不可能となる。

慣用の諸方法ではスプレー式注入に制限されて
いるので、５バールの汲み上げヘツドに加えて約
３バールの動力学的背圧を克服する必要があり、
このことはポンプ及びその駆動源が少なくとも８
バールの出力を有するように設計されねばならな
いことを意味している。ポンプ及び駆動モータは
従つて装置容積の内で過剰とも云える程の部分を
占めることになる。更に、スプレーノズルの閉塞
や細化或は水の品質（不純物や鉱物質含有化合
物）に基因する裂開の危惧が存する。これらが生
ずれば、ポンプやモータが完全に破壊するような
圧力に迄動力学的背圧が増加する可能性がある。

スプレー注入法は又、例えばスプレースロツト
乃至ノズルが約0.25mmより大であつてはならない
ので、追加的な技術的複雑さを招く。

本発明によれば、冒頭に記述した型式の装置に
おいて循環流を生じさせる上記駆動手段が、上記
容器内の水中に浸漬されていて上記冷却面に沿つ
ての水平水流を生じさせる水中ポンプであつて、
二酸化炭素ガス用の吸引パイプの出口端が該水中
ポンプの真空帯域に開口していることを特徴とす
る、二酸化炭素にて水を飽和させる装置が提供さ
れる。

１つの且つ同一の水中ポンプを使用して炭酸ガ
スの強制循環と水の強制循環とを行なうのが好都
合である。この目的で、炭酸ガス用の吸入ライン
の出口は水中ポンプの吸入室に都合よく侵入配置
することができる。上記吸入ラインの他端は容器
の頭部スペース内に水面レベル上に迄延伸してい
ることができ、斯くて１つの且つ同一の水中ポン
プが冷却面の軸線の周りを均斉に回転する水の流
れを生ぜしめ、一方同時に二酸化炭素が水面レベ
ル上の頭部スペースから引出されて水と緊密に混
合せしめられる水中ポンプの吸入室に導入され且
つその回転流中に導入され、気泡形態の少量の炭
酸ガスが螺旋運動状態で上方に指向し即ち再び水
面レベル上の頭部スペースに上昇する迄長い距離
に亘つて水中を通るようになされている。

全体的に包囲されている水中ポンプはポンプの
吸入口と送出口が中空筒状冷却面の内側附近に且
つ反対方向に向けて配置されるように水中に配置
するのが好都合である。この配置態様によれば、
ポンプの吸入作用と送出作用を利用して水の回転
運動を創生し且つこれを助成することができる。

ポンプの起動後短時間で、好ましくは中空筒状
の冷却面内で水の流れは回転筒状になるので、実
際上理想的な水の流れがもたらされる。円方向に
おいて流れは実際上層流状態である。流速を低下
せしめたり流れを阻害するような流れの偏向や中
断は生じない。同様に、水中へのガスの実際上理
想的な供給がもたらされる。水流が最大速度を有
しているものと仮定される地点即ちポンプ自体内
で炭酸ガスは水と混合される。水にて本質的に満
たされているポンプ室内での強い渦流作用は水と
炭酸ガスとの充分な混合をもたらす。筒状体をな
して回転している水中にガスは或る量割合の水と
共に直接導入され、従つて水にガスを供給する目
的用の多孔性セラミツクブロツクの形態のカート
リツジにて全体的に供与することも可能である。
水柱の回転運動の初期において大きな気泡が形成
されがちの場合にも、これは水面で徐々に生ずる
に過ぎない。従つてガス泡は、中空筒体の軸線と
平行に計測した場合に水面下のガス導入部迄の距
離に相当する距離より本質的に長い距離に亘つて
水中を通る。圧力容器の頭部スペースからガスは
直接的に引出され、従つて新鮮ガスを頭部スペー
スに供給することが必要であるに過ぎない。この
ようにして、水面に迄上昇する少数の気泡に包含
される量のガスは、この目的で別個の手段を設け
ずとも強制される循環ガス中に再び導入される。

本発明装置とこれに類する公知諸装置との比較
検討を行なつた処、本発明装置ではエネルギ消費
が本質的に低いにも拘らず水中での二酸化炭素含
量を本質的に高くなし得ることが示された。冷却
面全体を容器内に且つ容器壁から半径方向に離隔
して配置する場合に、冷却面の内側での水柱の回
転運動それ自体が冷却面の外側周囲に存する水に
も伝わる。冷却面の外側の水は内側の水柱の軸線
と同一軸線の周りを且つ同じ方向に回転するがそ
の回転速度は内側の水柱の回転速度よりも低く、
斯くして冷却面の外面に所望のアイスシエル乃至
アイスシールドの形成を可能にする。本発明装置
は有効性を維持しつつ極めて小型に製作すること
ができ、斯くして本装置は房における組込みユニ
ツトとして使用される小型自動飲料供与装置に殊
に適している。但し、同様の原理を使用して、自
動飲料販売機、飲料供与装置又はその他の用途に
使用される型式の大型ユニツトとすることがで
き、この場合にも同様の利点がもたらされる。

或る場合には、多孔性ブロツクにより既述のよ
うに炭酸ガスを水中に導入するのが有利なことが
ある。しかしながら、水中ポンプを使用するのが
好ましい。水柱の高さが高い場合には、軸線方向
に互いに離隔配置され同様の態様にて操作される
複数個の水中ポンプを設けることも可能である。
互いに上下に離隔して複数個の吸入口及び送出口
を有する１つの大容量の水中ポンプを設けること
も可能であり、この場合には複数対の吸入口及び
送出口が水柱の全長に亘つて分配配置されている
ことができる。

回転水柱に軸線方向に僅かな運動を附加するの
も有利である。これは、例えば冷却面附近に螺旋
状に延伸する案内面を形成することにより簡単に
行なうことができる。冷却面を螺旋状パイプコイ
ルにて形成する場合が殊に簡単である。しかしな
がら、冷却コイルに熔接又は他の若干の態様にて
取付けられた追加的拡散区劃を設けることも可能
である。水柱の軸線方向下方に向つて若干の捩れ
を与えるように設けるのが好都合である。

この配置は、水が頻繁に排出され新鮮水の供給
が必然的に必要とされる場合にも極めて迅速な温
度の等化をもたらす。温度は高精度を以て調節す
ることができ且つ冷却面と水との熱交換は実際上
冷却面の内側でのアイスシールドの介在なしに生
起するので冷却度が僅かの場合にも所望の値に維
持することができる。同様にして、炭酸ガスに関
する水の吸収能が最適な状態で水柱全体に二酸化
炭素を迅速に分配することが本装置により保証さ
れるので、水の二酸化炭素含量を極めて高い精度
にて所望の値に調節し且つ水が頻繁に抜き出され
る場合にもこれを維持することができる。

CO₂ガスがポンプケーシング内に引出される場
合に回転に基因する水中のCO₂ガス欠乏は均斉な
CO₂ガス泡の生成を阻害する。このことは小寸法
であるが故に依然として水中に存在しているガス
泡と、大容積であるが故に再び水面上に現われる
ガス泡との間に一定の選択が生じていることを意
味している。これは微小化せしめられた且つ有効
なCO₂飽和をもたらす。斯かる飽和は、頂部室に
新鮮水がスプレー注入される場合にもたらされる
予備飽和を廃することが可能な程に有効である。

本発明において使用される水中モータは供給さ
れる機械的エネルギをもたらすために約５乃至10
ワツトの電力を消費するに過ぎない。斯くて節約
される電力（動力学的背圧で約３バール）はスプ
レーノズル法の場合に比べると比較にならない程
である。注入ノズルが存在しないにも拘らず最大
のCO₂飽和が保証されるように非操作条件下にお
いても飽和水が供与される場合にも一定の稼動状
態にポンプを維持することができる。

次に、例示としてではあるが添附図面を参照し
つつ本発明を更に説明する。

装置１は筒状に構成されるのが好都合であり、
好ましくは幅乃至直径よりも全長が長い圧力容器
２を具備している。圧力容器は蓋体２′により閉
鎖されて圧力密状態になされていることができ
る。蓋体には種々の供給及び計測装置が配置され
ているが、その内で加圧ガス用の供給パイプ５及
び二酸化炭素にて飽和された水用の抜き出しパイ
プ４だけが図示されている。両パイプは蓋体２′
に形成された圧力密開口３′を経て外方に延伸し
且つ或る場合には、ガス供給パイプ５の底端部は
例示されているように多孔性部材内に延伸してい
ることができ、該多孔性部材を経てガスは極めて
微小のガス泡の形態にて水中に直接的に導入され
る。しかしながら、このガス導入法は好ましいも
のとは云えない。

規定量の水が圧力容器内に導入され、この水の
レベルは数字８にて示されている。装填水量は制
限され斯くて頭部スペース６が残留する。水レベ
ルを特定高さに維持する手段（図示せず）が設け
られており、新鮮水は細かい霧状で頭部スペース
内に導入するのが有利である。

中空筒状冷却面９が圧力容器２内に設置されて
いる。該冷却面は実際上、水柱７の深さ範囲の
ほゞ全体に亘つて延びており且つ該水中に完全に
浸漬せしめられている。圧力容器２の内面から若
干の半径方向距離を隔てて冷却面が配置されるの
が有利である。例示されている実施例では、冷却
面は規定のピツチ方向に且つ低ピツチで螺旋状に
捲回された冷却コイルを具備している。複数本の
冷却コイルを使用して互いに上下するように配置
することもできる。冷却面は、図示されてはいな
いが圧力容器の外側に配置される冷蔵ユニツトに
接続される。冷却面は、該面上にアイスシールド
１１を形成して、冷却され且つ飽和せしめられた
水が迅速乃至頻繁に抜き出される場合にも適切な
冷却容量をもたらすように操作される。アイスシ
ールドの生長を制御する適当なセンサを設けるこ
とができ、このセンサはアイスシールドの外面１
３及び内面１４の状況を見極め、相当して冷蔵ユ
ニツトを制御するようになされている。冷却面の
内側及び適当な外側部分には造形エレメント
（surmounted profile element）又はその類以物
であることのできる被覆（profiling）１０が設け
られている。図示された実施例では、該被覆は冷
却コイルの形状に相応して螺旋状を呈するように
形成されている。この被覆は第１図に見られるよ
うに、アイスシールド１１の内面１４及び外面１
３の形状に略々即応している。外面でのアイスシ
ールドの生長が制限され斯くてアイスシールドが
圧力容器２の内壁に到達せずに環状室１２が水に
て満たされ該水が冷却面の内側に在る水柱の水と
その頂部及び底部において連通するようになされ
ているのが有利である。

例示されている実施形では、圧力容器２の底部
帯域に水中ポンプ１５が設けられており、該ポン
プの吸入パイプ１８及び送出パイプ１９は半径方
向外方に延びており且つその遊端は屈曲され円周
方向において反対の向きに指向せしめられてお
り、斯くて吸入口１８ａは円周方向の一方に且つ
又送出口１９ａは円周方向の他方に向けられてい
る。水中ポンプは汎用されている種類の慣用の水
中ポンプであることができる。羽根車の回転軸線
は参照数字１６にて指示されている。モータは全
体的に包囲被覆されており且つ関連動力供給ライ
ン（図示せず）は圧力密態様にて容器の外部から
導かれている。

この装置によれば、内部水コア２５はポンプ１
５が起動せしめられた後に徐々に加速しつつ矢印
２０にて示される向きに回転状態となる。ポンプ
の起動後一定時間を経れば、水コア２５は均斉な
速度で回転し冷却面の垂直軸線に関して流れ干渉
は実際上存在しなくなる。水中ポンプの定格は、
起動時に静状態の水コアを回転状態になし且つ摩
擦によるエネルギ消費をポンプ出力で補い得るよ
うに設計されるだけで充分である。環状室１２内
の水柱も又矢印２１の向きに回転せしめられ、但
しこの場合環状室内での摩擦力が高いためにコア
帯域の水の回転速度よりも環状室帯域の水の回転
速度が本質的に低く、斯くて冷却面から主として
半径方向外方に向つてアイスシールドは生長する
が冷却面の内側での氷層が薄いようになされるよ
うに本装置システムを配置するのが有利である。
このことは、水と冷却面との間の最適熱伝達を保
証し且つ冷蔵効果を阻害することなしに低出力で
冷蔵装置が作動するのを保証する。

水は冷却されるにつれ降下する傾向がある。冷
却された水の下方への移行態様は、水中ポンプの
回転方向に関連して冷却面上の被覆に適当なピツ
チを設けることにより制御することができる。

吸入パイプ１８及び送出パイプ１９は軸線方向
において互いにつれていてその駆動エネルギが水
中ポンプにより水コア２５の軸線に更に近接した
帯域に分配され得るようになされていることもで
きる。この目的で軸線方向に分布され且つ１つ又
はそれ以上の水中ポンプに関連づけられた複数個
の吸入口及び送出口を設けることもでかる。原則
として、第１及び２図に図示説明されている装置
は充分な機能を有しており且つその製作及び保守
コストが殊に低い。

パイプ５を経て多孔性部材に炭酸ガスを導通し
該多孔性部材から直接的に水中に炭酸ガスを放出
せしめるようになすことは極めて満足し得る方策
であるが、水中ポンプによる水の渦流化作用を利
用して炭酸ガスを導入し且つ水中にガスをを細分
散せしめることは殊に有利であることが見出され
た。この目的で、破線にて示されているように、
吸入ライン２６が設けられておりその出口側２７
は封鎖態様で水中ポンプ１５の吸入帯域に延伸し
ている。炭酸ガスは回転する羽根車により引込ま
れ且つ渦流化効果と相俟つて水と密に混合され、
斯くてガスと水との密な分配及び接触を保証して
迅速飽和を可能ならしめる。CO₂濃度の高くなつ
た水は水コア２５中に迅速に分布され、斯くて極
めて微小なガス泡が合体して大ガス泡となつて頭
部スペース６に上昇してしまう惧れは著るしく低
下する。

パイプ乃至吸入ライン２６は容器から外方に延
びていることもできる。しかしながらその入口端
２８が頭部スペース６内で開口し且つ炭酸ガスが
単に外部から頭部スペース内に導入され、斯くて
ポンプが容器の頭部スペースからガスを引入れる
ようになされているのが有利である。これは構造
を極めて簡単化するだけでなしに装置を有効なら
しめるものでもある。

第３図に示されている装置は蓋体３１を有する
圧力容器３０を具備している。所望の如何なる種
類のものであつても差支えなく且つ図示されてい
ない冷蔵ユニツトにダクト３３を介して接続され
ていることのできる冷却面３２は圧力容器内に殊
に該容器の内壁から若干の距離を隔てて配置され
ており且つ中空筒状の形状になされている。

圧力容器は液体を収容していない頭部スペース
４６を残して液面レベル３６迄水にて満たされて
いる。水は圧力容器３０の外方環状室３４並びに
中央室３５を満たしている。

冷却面用の連結パイプ乃至ダクト３３並びに電
線ケーブル５５（目的については後述する）は容
器蓋体円経て圧力密態様にて導かれている。２本
のパイプライン３７及び４０が圧力密態様にて容
器蓋体を経て容器の頭部スペース４６内に延びて
いる。パイプライン３７は新鮮水源例えば給水管
に接続されている。公知諸装置における場合と異
なり、パイプ３７は断面形状において変化するこ
となしに頭部スペース内に延伸しており従つて水
は単純な水流の形で注入されスプレー状態になさ
れることも細分化されることもない。これは圧力
容器３０内に新鮮水を導入するために必要な圧力
の本質的軽減をもたらす。水流が水面３６に直接
当るのを回避するために、パイプ３７の導入開口
下部の頭部スペース内に邪魔板３８が設けられて
おり、これは凹面状又は凸面状に構成して水流を
環状カーテン状に拡散するようになすことができ
る。

炭酸ガス用のパイプライン４０も又干渉を受け
ることなしに頭部スペース４６内に延びていて該
スペース内を炭酸ガスにて満たすようになされて
いる。

循環装置乃至ユニツト４２は容器３０の冷却面
３２内の中心部に配置されており軸線４１に沿つ
て指向せしめられている。該循環装置は二重の機
能を有している。即ち先ず第１に、該循環装置
は、軸線方向に離隔配置され、導線乃至ケーブル
５５に接続され且つユニツト４２に装着された電
動機により駆動される２つの水中ポンプユニツト
４３及び４４にて矢印４５により示される向きで
軸線４１の周りに循環水流を生ぜしめる。既述の
実施例におけると同様に、この水流は外方環状室
３４内にみ水流を生ぜしめるが該環状室内の水流
はその速度が本質的に低い。矢印４５にて示され
る水流は水の抜き出しや供給とは無関係に一定に
維持される（図面を簡略化するために、二酸化炭
素にて飽和された水用の排出パイプは第３図には
示されていない）。

ユニツト４２の第２の機能としては、炭酸ガス
を回路に且つ回転水流の向き乃至矢印４５に対し
て略略直角方向に流出せしめる機能を有してい
る。頭部スペース４６内に延びる吸入パイプ４７
がこの目的で設けられており、炭酸ガスは矢印４
８にて示されているように該パイプを経て頭部ス
ペースから恒常的に引出される。好ましくはポン
プユニツト４３及び４４により引出される炭酸ガ
スは同時に引出される水と強く混合され、小型矢
印４９に示されるように回転水流（矢印４５にて
示される）中に導入される。水に吸収されないガ
スについては循環水流（矢印４５）の適宜個所に
おいて小型矢印５１にて示されるように大気泡の
形態で上昇する。この気泡の上昇路は略示されて
いるように軸線４１と平行である必要性はなく、
一般に軸線４１と平行な距離よりも長い螺旋路を
描く。

循環中の水の回転及び炭酸ガスのポンプ処理は
パイプライン４０及び３７を経ての炭酸ガス及び
水の導入とは独立して一定に行われる。

ポンプによる水とのガスの混合は微細、小型、
中型、大型及び極めて大型の気泡形成を招来す
る。大型となり水中に溶解しきれなかつた気泡は
浮力が高いのですべて既述のように水面に向つて
上昇し頂部のガス容積を高める。ポンプ処理によ
る炭酸ガスの定常的循環は炭酸ガスによる水の最
大限的富化をもたらす。水の温度を氷点附近に恒
常的に維持すれば、このようにして、水１リツト
ル当り11ｇ程度又はそれ以上の炭酸ガス富化を達
成することが可能である。水の回転も又氷点附近
の温度への水の最適冷却をもたらす上に有効であ
る。

これは１つの且つ同一のポンプを使用して水の
水平回転運動と該水の流動の方向に対して直角方
向でのガス循環の両者を生ぜしめることにより達
成される。ポンプに関して要求される電力定格は
数ワツトである。

第４図に示されている水中ポンプ６０を第１及
び２図のポンプ１５又は第３図のユニツト４３，
４４に代えて使用することができる。

水容器内の中央部に配置されるポンプ６０は封
縅された水密ケーシング６１内にモータを有して
いる。該モータは窓６４を有するケージ６３内に
装着されたロータ乃至翼６２を駆動し、水は上記
窓を経て円周方向に吸入され且つポンプ排出され
るようになされている。CO₂ガスは水と混合され
る場合にホース６５を経てケージ６３内に導入さ
れる。

このポンプは他の実施形におけるものよりも構
造簡単にして廉価であり、一般家庭用の如き軽便
用途向きの装置に供するには好適である。

叙上の本発明装置は、水中に浸漬される細孔性
ブロツクを経てガスを細気泡の形で注入すること
を省き得る点で従来公知の諸装置を凌駕する利点
を有している。従つて、上述の装置は公知装置と
比較して構造簡単であり廉価である。従来炭酸化
に関して或は少なくとも予備的炭酸化に関して常
に必要とされて来た新鮮水の頭部スペース内への
ノズル注入乃至水細分化も又省略することができ
る。本発明では、その代りに新鮮水が単純な水流
の形態で即ち圧力損失がより少ない態様で頭部ス
ペースに導入される。水をスプレーしたり微細化
するにはノズル構造が複雑化し且つ追加的コスト
を必要とするので、上記の如き水流での水注入は
装置構造を本質的に更に簡単ならしめる。同時
に、身鮮水導入に関して要求されるエネルギが単
純水流での導入に際しては本質的に低くて済むの
で運転コストも低下する。

本発明による新規装置は充分な飽和作用をもた
らすが、これは同一の容量を有する公知のの諸装
置と比較する場合に、製作コストが廉価であり、
運転効率が高く、装置の全構造体を極めて低いコ
ストで製作することもでき、更に設置スペースが
少なくて済むと謂う利点と結びついている。従つ
て、本発明装置は自動飲料販売機として設置する
上に殊に適している。

水中におけるCO₂及び炭酸含量を調べた結果、
容器から水を抜き出すと否とは無関係に、水を介
してのCO₂のポンプ処理による恒常的循環に因り
明らかに驚く程に高濃度になることが見出され
た。これは、水を介してのCO₂のポンプ循環が、
殊にポンプのエネルギ消費が例えば５乃至10wの
場合に「不作動時間」中に中断されないためであ
る。

本明細書に使用されている「冷却面」なる表現
は水から冷蔵手段に熱の伝達される水と固体面と
の界面を指称する。冷却面は冷蔵コイル又はその
類似物を包含し若しくは冷蔵コイル又はその類似
物を包囲していることのできる容器の内面である
ことができる。冷蔵コイルは容器壁の内面に近接
して或は該内面から半径方向に離隔して配置され
ることができ、冷却されるべき水と直接的に接触
していることも或は又冷却面と水との間に氷層が
間挿乃至形成されていることもできる。

【図面の簡単な説明】

添附図面中第１図は本発明装置の第１実施形を
縦断面図にて示す図面、第２図は第１図に示され
た装置の横断面図、第３図は本発明装置の第２実
施形を示す図面であつて該装置での最適条件をも
例示する図面、第４図は本発明装置に使用される
ポンプの一改変形を示す図面である。尚、図示さ
れた本発明装置要部と参照符号との対応関係を略
示すれば次の通りである。 冷却面……９；３２、圧力密容器……２；３
０、新鮮水供給手段……第１実施形（第１及び２
図）図示なし；３７、炭酸ガス供給手段……５，
２６；４０，４７、水中ポンプ……１５；４３及
び４４；６０、ポンプの吸入口……１８ａ、ポン
プの送出口……１９ａ、二酸化炭素給送パイプの
出口端……２７、二酸化炭素給送パイプの入口端
……２８、圧力容器の頭部スペース……６；４
６、供給される新鮮水の水流を分散する邪魔板…
…３８、冷却面に形成される水流用の螺旋状案内
面……図番なし（被覆１０に形成される面を称
す）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 規定量の水を収容している圧力密容器内で二
   酸化炭素にて水を飽和させるための装置であつ
   て、上記容器内に新鮮水と二酸化炭素ガスとを給
   送する手段と、上記容器内の水に循環流を生じさ
   せる駆動手段と、上記容器内の水中に浸漬されて
   いてアイスシールドの形成をもたらす垂直配設冷
   却面とを具備する装置において、循環流を生じさ
   せる上記駆動手段が、上記容器内の水中に浸漬さ
   れていて上記冷却面に沿つての水平水流を生じさ
   せる水中ポンプであつて、二酸化炭素ガス用の吸
   引パイプの出口端が該水中ポンプの真空帯域に開
   口しており、また二酸化炭素ガス用の吸引パイプ
   の入口端が容器内の水レベル上方の容器の頭部ス
   ペース内で開口していることを特徴とする、二酸
   化炭素にて水を飽和させるための装置。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載の装置におい
   て、容器内の水の強制水流が冷却面の垂直軸線に
   関して略々層流状態で循環するように、水中ポン
   プの吸引又は排出帯域が配置されていることを特
   徴とする装置。 ３ 特許請求の範囲第２項に記載の装置におい
   て、１つ又は複数個配置された水中ポンプの吸引
   口部と圧力側口部とが円周方向で反対側に指向せ
   しめられており且つ中空筒状冷却面の内面に近接
   して配置されていることを特徴とする装置。 ４ 特許請求の範囲第３項に記載の装置におい
   て、１つ又は複数個配置された水中ポンプの吸引
   口部と圧力側口部とが冷却面の軸線方向で互いに
   ずれて配置されていることを特徴とする装置。 ５ 特許請求の範囲第３項又は４項に記載の装置
   において、１つ又は複数個配置された水中ポンプ
   の２対又はそれ以上の吸引口部と給送口部であつ
   て平行流をもたらす口部対が冷却面の軸線に関し
   て平行に離隔状態で配置されていることを特徴と
   する装置。 ６ 特許請求の範囲第１乃至５項の何れか１つに
   記載の装置において、圧力密容器に新鮮二酸化炭
   素ガスを給送する手段が該容器の頭部スペース内
   に直接的に開口していることを特徴とする装置。 ７ 特許請求の範囲第１乃至６項の何れか１つに
   記載の装置において、圧力密容器に新鮮水を給送
   する手段が該容器の頭部スペースに直接的に開口
   している出口口部を備えており、該出口口部の下
   方に分散邪魔板が配置されていて噴流水を水カー
   テン状に変ずることを特徴とする装置。 ８ 特許請求の範囲第３乃至７項の何れか１つに
   記載の装置において、中空冷却面の少なくとも内
   側に沿い水流用の螺旋状案内部材が配置され又は
   形成されており、該案内部材により循環水流が下
   方に指向する螺旋状運動成分を有するようになさ
   れていることを特徴とする装置。