KR0124511B1 - 혼합후 쥬스 분배 장치 - Google Patents

혼합후 쥬스 분배 장치

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KR0124511B1 KR1019880017336A KR880017336A KR0124511B1 KR 0124511 B1 KR0124511 B1 KR 0124511B1 KR 1019880017336 A KR1019880017336 A KR 1019880017336A KR 880017336 A KR880017336 A KR 880017336A KR 0124511 B1 KR0124511 B1 KR 0124511B1
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키르쉬너 자너싼
지. 스마짘 케니쓰
브이. 파이슬리 개리
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로버트 에이. 켈러
더 코카-콜라 캄파니
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Abstract

내용 없음

Description

혼합후 쥬스 분배 장치
제l도는 본 발명에 따른 혼합후 쥬스 분배 장치의 부분 개략도이다.
제2도는 본 발명에 따른 혼합후 쥬스 분배 장치의 다른 실시예의 부분 개략도이다.
제3도는 본 발명에 따른 장치내에서 사용하는 계측 장치를 개략적으로 도시한 부분 단면도이다.
제4도는 동결온도로 오렌지 쥬스 농축물을 담아 저장하기 위한 오렌지 쥬스 농축물 용기의 사시도이다.
제5도는 농축물백(bag), 주둥이 및 딥튜브(dip tube)를 따라 절단한 부분 단면도이다.
제6도는 연질농축물백을 수용하기 위한 가압통 또는 용기의 상부를 절단한 부분단면도이다.
제7도는 본 발명에 따른 혼합후 쥬스 분배 장치의 다른 실시예를 도시한 부분 개략도이다.
제8도는 본 발명의 분배기의 상부좌측 배면의 부분절단 사시도이다.
제8A도는 제8도의 분배기의 선택패널의 사시도이다.
제9도는 제8도 분배기에 사용되는 유량 제어 밸브의 분해 사시도이다.
제l0도는 폐쇄위치에 있는 제9도의 유량 제어 밸브의 종단면도이다.
제11도는 개방위치에 있는 제9도의 유량 제어 밸브의 종단면도이다.
제12도는 제8도의 분배기에서 사용하는 셧오프 밸브의 부분절단 분해사시도이다.
제13도는 제12도의 셧오프 밸브의 평면도이다.
제14도는 제12도의 선 14-14를 따라 취한 제12도 용수측 밸브의 단면도이다.
제15도는 제l2조의 선 l5-15를 따라 취한 제12도 농축물측 밸브의 단면도이다.
제l6도는 부분적으로 절단된 제8도의 분배기의 계측장치 및 주둥이의 분해사시도이다.제17도는 제16도에 도시한 부품의 단면도이다.
제18도는 제17도의 선 18-l8을 따라 취한 평단면도이다.
제19도는 제8도의 분배기용 카운터 아래의 용기의 사시도이다.
제20도는 제8도의 분배기용 카운터 아래 수조의 일부 절결 사시도이다.
제2l도는 제8도의 분배기용 카운터 아래 장치의 일부 절결 사시도이다.
제22도는 제8도의 분배기에서 사용하는 전자장치의 개략도이다.
제23도는 제8도의 분배기의 체크밸브, 포핏밸브, 혼합기 및 펌프를 도시한 측단면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 혼합후 쥬스 분배 장치, 12 : 노즐,
14 : 컵, 16 : 혼합실,
18 : 물 도관, 20 : 계측 장치,
30 : 연질농축물백, 32 : 가압용기,
88 : 농축물도관, 40 : 열교환기,
42 : 딥튜브(dip tube), 44 : 중앙통로,
46 : 구멍 48 : 뚜껑,
50,52 : 이음부, 60 : 열원,
64 : 마이크로콘트롤러, 65 : 용수펌프,
66 : 농축물펌프, 80 : 유량계,
88,89 : 피스톤, 92,106 : 모터구동식 제어 밸브,
94,108 : 스텝핑모터, 102 : 저장조,
110,122D.C. : 솔레노이드 제어 온 오프밸브, 126,128 : 수위인디케이터,
142 : 인코더(encoder), 462 : 체크밸브,
464 : 포핏밸브
[발명의 목적]
[발명이 속하는 기술 분야 및 그 분야의 종래기술]
본 발명은 -10℉의 저온에서 5+1 농축물(물 5부 대 농축물 l부)로 오렌지 쥬스를 분배하는 쥬스 분배 장치에 관한 것이다.
혼합후 쥬스 분배 장치(postmix orange Juice dispensing systems)는 널리 알려져 있다. 오렌지 쥬스 농축물은 얼려진 채로 공급된다. 레스토랑에서는 동결기에서 농축물을 꺼내 분배하기 전에 냉각기안에서 농축물을 녹인다. 레스토랑에서는 미리 적어도 이틀전에 쥬스의 수요를 판단해 냉각기안에 충분한 농축물을 보관해야 한다. 만일 레스토랑의 판단이 잘못되거나 또는 잊어버리면 레스토랑에는 녹인 농축물이 바닥이 난다. 또한, 가끔 냉각기에는 오렌지 쥬스 농축물을 녹일 가용 공간에 제한이 있다. 레스토랑에서 녹인 농축물이 떨어졌을때 때때로 언 농축물을 빨리 녹일 수 있는 수단이 강구되고 그런 수단은 가끔 비능률적이고 비효율적이며 가끔 제품의 맛을 변질시킨다. 보통의 오렌지 쥬스 농축물은 3+1 농축물(물 3부 대 농축물 1)이다. 본 발명에서 사용되는 농축물은 원한다면 약 7.5+1까지 사용할 수 있지만, 5+1 농축물을 사용한다. 5+1 농축물에서 감소된 물의 양이 -10℉ 내지 0℉의 동결 온도에서 상변화 또는 동결을 방지한다. 동결 온도에서 5+1농축물은 중력에 의해 용이하게 흐르지 않는다. 0℉ 제품의 용기를 꺼꾸로 뒤집어도 제품이 흘러나오지 않는다. 또한 제품은 걸쭉하므로 펌프의 흡입으로 용기로부터 제품을 끌어낼 수 없다. 그러나, 제품은 아직 유연하다.
[발명이 이루고자 하는 기술적과제]
본 발명의 목적은 동결 온도에서의 5+1 농축물울 사용하는 혼합후 쥬스 분배 장치를 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 농축물을 수용한 연질백으로부터 농축물을 끌어내기 위해 약 40psig로 가압된 가압 용기내에 상기 연질백을 배치한 동결 온도에서의 5+1 농축물을 사용하는 혼합후 쥬스 분배 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 농축물 온도를 32℉ 내지 450℉로 높여 녹은 농축물을 계측 장치로 이송하고 상기 녹은 계측된 농축물을 분배 밸브의 혼합실로 이송하는 동결 온도에서 5+1 농축물을 분배하기 위한 혼합후 쥬스 분배 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 가압 용기내의 연질백내에 동결 온도로 저장된 5+l 농축물을 압력을 가해 연질백에서 열교환기를 통해 계측 장치로 공급하고 최종적으로 분배 밸브의 혼합실로 공급하는 혼합후 쥬스 분배 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 냉각되기는 하나 액체에서 고체로의 상변화는 겪지 않는 쥬스 내지 시럽용쥬스 분배 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 농축물 저장조내의 농축물을 희석하지 않고 혼합기 또는 혼합 도관을 매일 세척할 수 있는 쥬스 분배 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 선형 솔래노이드 변조로 유량을 제어하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 농축물이 새지 않는 게로터(geroter) 펌프를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 용기 탱크, 냉동장치 및 수조를 포함하는 카운터 아래의 구성요소를 제공하는 것이다.
[발명의 구성 및 작용]
발명의 요약
연질백에서 동결 온도로 농축물(바람직하게는 5+1 농축물)을 분배하기 위한 혼합후 쥬스 분배 장치는 상기 연질백을 경질 가압 용기내에 배치하여 상기 용기를 가압하여 농축물을 상기 백으로부터 농축물 온도를 약 32℉ 내지 40℉로 올리는 열교환기를 통해 녹은 농축물을 물과의 혼합비를 제어하기 위한 계측 장치로 공급하고 그 다음 오렌지 쥬스 음료로서 혼합물을 컵으로 분배하기 위한 분배 밸브의 혼합물로 물과 농축물을 공급하는 것을 포함한다. 농축물 백은 농축물의 유동을 용이하게 하고 압력 강화를 감소하기 위해 농축물내의 펄프(pulp)보다 큰 슬롯을 갖고 슬롯의 내부 슬롯의 내부 단면적보다 더 큰 단면적을 갖는 팁 튜브(dip tube) 또는 딥 스트립(dip strip)을 설치하는 것이 바람직하다. 상기 튜브는 상기 백이 그곳을 통하는 내부 통로를 차단하는 것을 방지한다. 상기 백에서 나오는 농축물은 -10℉로 냉각될 수 있다. 열교환기는 재순환 소다수 및 물이 어는 것을 방지하는 가열 요소를 사용할 수 있다. 물과 오렌지 쥬스 농축물의 혼합시 적정한 분배를 위해서 가압 용수에 의해 작동되는 용적식 피스톤 펌프를 사용할 수 있다. 다른 방법으로, 물과 오렌지 쥬스 농축물은 용수 유량을 측정하기 위한 유량계 및 농축물을 계측하기 위해 고정속도로 구동되는 모터를 구비한 용적식 펌프에 의해 계측될 수 있다. 마이크로콘트롤러와 같은 전자제어장치는 모터 구동식 제어장치를 사용하여 용수 유량을 조절할 수 있다. 농축물 펌프의 모터는 조정 가능하므로 전자 제어 장치는 용수 유량에 따라 상기 펌프 모터의 속도를 조절할 수 있다. 계측된 물 및 농축물의 실제 혼합에는 정적 혼합기 또는 동적 혼합기의 하나 또는 양자를 이용할 수 있다.
바람직한 실시예에서는, 분배기의 용수용 선형 변조 솔레노이드 밸브 및 농축물용 게로터 펌프를 포함한다. 펌프 유출구에서 포핏 밸브는 농축물이 펌프에서 흘러내리는 것을 방지하고 체크 밸브는 세척 용수가 펌프를 통해 올라가 농축물 저장조내로 들어가 농축물을 희석시키는 것을 방지한다. 장치는 별도의 세척 및 위생작동울 포함한다. 장치는 원통 용기, 수조 및 냉동장치를 포함할 수 있는 카운터 아래의 모듈을 포함한다.
[바람직한 실시예의 설명]
본 발명은 첨부된 도면을 참고로 이하에서 상세히 설명될 것이며, 같은 도면 부호는 같은 요소를 나타낸다.
도면에 대해서 언급하면, 제1도는 혼합실(16)의 노즐(12)에서 컵(14)으로 쥬스 음료를 분배하는 혼합후 쥬스 분배 장치(10)를 도시한다. 상기 장치(10)는 예컨대 물 5부 대 농축물 1부로된 소정 비율로 물과 쥬스농축물을 혼합실(16)로 공급하여 여기서 물과 농축물의 완전한 혼합이 이루어진다.
물은 물 도관(18)을 통하여 계측창치(20)로 공급되고 그 후 혼합설(16)로 공급된다.
농축물은 약 -10℉ 내지 약 0℉의 동결온도로 농축물백(30)내에 수용된다. 상기 백(30)은 일회용, 연질백이 바람직하다. 상기 백(30)은 동결기에서 꺼내져 경질 가압용기(32)에 수용되고 수압원[예컨대 CO 또는 압축 공기 실린더(34)] 및 압력 조정기에 의해 가압된다. 상기 가압원은 물을 적게 포함하기 때문에 얼지는 않았지만(상변화는 받지 않은) 유연한 농축물을 농축물 도관(38)을 통해 열교환기(40)를 거쳐 계측장치(20)을 거쳐 혼합실(16)로 공급한다.
이 장치는 동결온도로 5+1 농축물(물 5부 대 농축물 1부)을 분배하는 것을 가능하게 한다. 상기 유연한 농축물은 연질백(30)에 수용되어 상기 백이 쉽게 원통형 통(32)에 들어가도록 원통 용기(41, 제4도에 도시)에 담는 것이 바람직하다. 레스토랑에서는 동결기에서 직접 상기 얼려진 백(30)을 녹일 필요없이 직접 상기 원통에 간단히 집어넣는다.
제5도는 주둥이(43)에 연결된 딥 튜브(dip tube) 또는 딥 스트립을 도시한 상기 백(30)의 부분도이다 딥스트립(42)은 중앙통로(44) 및 상기 통로를 통하는 다수의 구멍(46)을 포함한다. 상기 구멍은 펄프가 상기통로(44)를 통과하도록 충분한 크기를 갖는 반면 상기 백이 상기 통로로 들어가 통로(44)를 차단하는 것을 방지한다. 통로(44)의 큰 단면적은 농축물의 흐름을 용이하게 하고 마찰로 인한 압력강하를 감소한다.
상기 원통(88)은 제6도에 상세히 도시되었고 원통의 벽(49)을 밀봉하는 개폐 가능한 뚜껑(48)을 포함한다. 상기 뚜껑(48)은 원통(32)을 가압하기 위한(예컨대 CO 또는 공기로) 이음부(50) 및 백(30)의 주둥이(43)를 농축물 도관(88)에 연결하기 위한 이음부(52)로 포함한다.
전술한 바와같이, 백(30)속의 농축물은 5+l 농축물이 바람직하다. 원통은 약 40psig로 가압된다. 이 압력은 농축물을 상기 백의 밖으로 꺼내 열교환기로 그후 계측장치로 마지막으로 혼합실(l6)으로 공급한다.
열교환기(⒁)는 열원(60)을 포함하고 종래의 것을 사용할 수 있다. 열교환기는 농축물의 온도를 약 32℉내지 40℉로 높인다. 열원(60)은 온도 조절 장치에 의해 제어되는 전열 부품이다.
계측 장치(20, 종래의 계측장치를 사용가능함)는 물과 오렌지 쥬스 농축물의 적정 분배를 제공한다. 계측장치(20)는 각기 물 도관과 농축물 도관용으로 용적식 피스톤 펌프내에 두개의 서로 연결된 복동식 피스톤을 사용할 수 있다. 용수실과 농축물과의 용적비는 소정의 혼합비 예컨대 5:1(물 대 농축물)과 동일하다. 용수의 피스톤은 가압 용수를 양 펌프를 작동하는데 사용할 수 있도록 농축물 피스톤에 연결된다.
제1도의 장치는 물 도관내에 마이크로콘트롤러(64)에 의해 작동되는 솔레노이드 온-오프 밸브(l9)를 포함한다. 예컨대, 음료수를 분배하고자 할때, 컵(14)이 레버(15)에 물리면, 마이크로콘트롤러(64)는 밸브(19)를 열고, 분배가 종료되면, 밸브(19)를 닫는다.
그외에, 마이크로콘트롤러(64)는 예컨대 피스톤의 감지 위치에 응하여 용수 및 농축물용 유출구 밸브 및 유입구 밸브를 작동한다. 용적식 피스톤 펌프는 잘 알려져 있으므로 상세하게 기술하지 않는다.
제2도는 열교환기내에 별도의 열원(60)을 사용하고 또한 농축물 도관(38)과 관련된 재순환물 도관(59)을 사용한 제1도 장치의 바람직한 실시예를 도시한다. 예컨대 물 도관(59)으로는 레스토랑에서 사용 가능한 재순환 소다 물 도관을 사용할 수 있다. 열원(60)은 용수가 어는 것을 방지한다. 그외에, 제2도는 사용가능한 특정 계측장치(20)를 도시한다. 제2도는 서로 연결된 복동식 용수펌프(65)와 복동식 농축물 펌프(66)를 도시한다. 용수펌프의 용수제어 밸브(88)는 두 용수 피스톤을 연결하는 왕복동축(69)에 접속된 링크 장치(68)에 의해 기계적으로 작동된다. 농축물 펌프(66)의 유입밸브와 유출밸브(70)는 농축물 피스톤의 감지 위치에 따라 마이크로콘트롤러(64)에 의해 제어된다. 제1도에서, 피스톤 위치는 감지부는 62로 표시되었고, 유입 밸브 및 유출밸브의 제어부는 61로 표시되었다.
제3도는 용수 및 오렌지 쥬스 농축물 계측용 대체 수단을 도시한다. 이 수단은 용수의 유량을 측정하기위해 물 도관(18)내에 설치된 유량계(80)를 포함하고 상기 유량계는 계측 기간 동안의 용수의 유량에 비례하는 전기 펄스를 마이크로콘트롤러(88)로 입력한다. 용적식 펌프(84)는 농축물 도관(38)을 통해 농축물을 공급한다. 농축물 펌프(38)는 피스톤(88 및 89)에 연결된 2실(86 및 87)을 구비한다. 피스톤의 각 행정은 한 피스톤은 고정량의 농축물을 토출하고 다른 피스톤은 농축물을 흡입함으로서 종료된다. 모터(90)는 피스톤(88 및 89)을 이동시킨다. 모터 속도는 고정될 수 있다.
유량은 DC스텝핑 모터(94)에 의해 작동되는 모터 구동식 제어 밸브(92)내의 가변식 오리피스에 의해 제어된다. 마이크로콘트롤러는 모터(94)를 제어하여 용수의 유량을 조절한다.
이와는 다른 방법으로, 혼합비를 조정하기 위하여 유량계(80)에 의해 측정된 용수의 유량에 따라 농축물유량을 제어하기 위하여 마이크로콘트롤러(82)로 모터(90)의 속도를 조정하는 것도 가능하다. 또한, 마이크로콘트룰러(88)는 모터(90)와 제어 밸브(92) 양자를 제어할 수 있다.
제7도는 농축물이 저장조(102)로 공급되는 본 발명에 따른 분배 장치(100)의 다른 실시예를 도시한다. 제7도는 용수 유량계(105), D.C. 스텝핑 모터(108)에 의해 작동되는 모터 구동식 제어 밸브(l06), 및 솔레노이드 제어 온-오프밸브(110)를 구비하고 혼합실(110)에 연결된 물 도관(104)을 도시한다.
또한 제7도는 가압통(118)내의 연질용기(116)로부터 유연한 농축물을 열교환기(120)(열원(99) 및 재순환소다 물 도관(10l)을 포함하는)를 거쳐 솔레노이드 제어 온-오프 밸브(122)를 통해 저장조(102)로 공급하는 농축물 도관(114)을 도시한다. 저장조(102)는 수위 인디케이터의 신호에 따라 온-오프 밸브(l22)를 개폐하는 마이크로콘트롤러에 각기 접속된 고저수위 인디케이터(126 및 128)를 포함한다. 농축물 도관(132)은 저장조(102)로부터 가요성 배인(vane) 펌프(134, 또는 게로터 펌프)로 연장되고, 노즐(136)로부터 컵(138)으로 분배되는 최종 음료수가 형성되도록 용수와 함께 혼합되는 혼합실(103)로 연장된다.
마이크로콘트롤러(13)는 저장조(102)내의 농축물의 수위를 제어하는 외에, 농축물 유량을 제어하기 위해 인코더(encoder, 142)로 D.C. 모터(140)의 속도를 제어하고, 용수 유량계(105)로부터의 신호에 따라 모터 구동식 용수 제어 밸브(106)를 제어하여 용수 유량을 제어한다. 또한 마이크로콘트롤러(130)는 가령 컵(188)이 레버 아암(188)에 물리는 것과 같은 분배 장치(100)의 작동에 응하여 솔레노이드 제어 용수 온-오프 밸브(110)를 제어한다.
제8도 내지 제22도에 대해 언급하면, 제8도는 약 5인치 이하의 하우징(212), 용수 공급 장치, 쥬스 농축물 공급장치, 쥬스 농축물 저장조(214), 정적혼합기(216), 자기 혼합기(218), 노즐(220) 및 컵(223)을 지지하는 받침대(222)를 포함한다. 제8A도는 각 소량, 중간량, 대량 및 유출/취소 버튼(244,245,246 및 247)을 포함하는 분배기(210)의 선택 패널(243)의 일부 사시도이다.
제9도 내지 제18도는 하우징(212)내의 다양한 부품을 상세히 도시한 것이고 제19도 내지 제21도는 카운터 아래의 부품을 상세히 도시한 것이고, 제22도는 분배기(210)의 전자적 작동을 도시한 전자 회로도이고 제23도는 제8도의 분배기에서 사용된 포핏 밸브와 체크 밸브의 상세도이다.
제8도에 대해서 언급하면, 쥬스 농축물 공급장치는 셧-오프 밸브(226)로 연장된 농축물 유입 도관(224),및 셧-오프 밸브에서 저장조(214)로 연장된 농축물 도관(228)을 포함한다. 세개의 탐침(230, 고수위, 자수위, 바닥)을 포함하는 액체 수위 제어장치는 저장조(214)내의 농축물 수위를 제어한다. 저장조(214)로 공급된 농축물은 모터(234) 및 펌프(236)에 의해 방출도관(232)을 통해 물과 섞이기 시작하는 혼합 도관(238)을 거치고 혼합기(216 및 218)을 거쳐 혼합물이 컵(223)으로 분배되는 노즐(220)로 공급된다.
농축물측의 셧-오프 밸브(226)는 저장조내로 농축물을 적절히 공급한다. 수위가 처음 예정된 저수위보다 아래로 내려갈 때, 셧-오프 밸브는 열리고 수위가 예정된 고수위로 상승할때까지 저장조로 농축물로 공급하고, 셧-오프 밸브는 다시 닫힌다.
저장조내의 농축물은 저장조의 외면과 접하고 냉동장치(제8도에 도시않됨)로부터 냉각수를 운반하는 냉각 코일(242)에 의해 소정 냉각 온도로 유지된다.
용수 공급장치는 용수 유량계(252)와 셧-오프 밸브(226) 양자로 연장된 용수 유입관(250)을 포함한다. 셧-오프 밸브(226)로 연장된 용수로는 저장조를 세척하는데 사용되고 유량계(252)로 연장된 용수로는 음료수를 제조하기 위해 쥬스 농축물과 혼합될 물을 공급하는데 사용된다.
먼저 세척로에 대해 언급하면, 가령 매일 저녁 무렵에 저장조를 세척하고자 할때 용수측 셧-오프 밸브를 열고 물을 용수 세척관(254)을 통해 분사노즐(256)로 공급하여 저장조 전내부에 분사한다. 이와 동시에 모터(234)는 펌프(236)를 구동하여 저장조내의 내용물을 혼합 도관(238), 혼합기(216 및 218) 및 노즐(220)을 통해 방출하여 쥬스 농축물의 전조립체를 세척한다.
유량계로의 물의 흐름에 대해 언급하면, 물은 유량계(252)로 흐르고, 유량계로부터 용수 셧-오프 솔레노이드 밸브(253)로 흐르고, 유량 제어 밸브(258)로 흐르고 유량 제어 밸브(258)로부터 방출도관(260)을 통해 혼합기(216 및 218) 바로 상단의 혼합 도관(238)으로 흐르고 노즐(220)로 공급된다. 가령 패들휘일(paddlewheel)유량계와 같은, 적당한 유량계를 상기 유량계(252)로서 사용할 수 있다.
제9도 내지 제12도에 상세히 도시한 유량 제어 밸브(258)는 유입구(272), 유출구(274), 챔버(276) 및 제어요소(278)를 구비한 몸체(270)를 포함한다. 제어 요소(278)는 여자될때 폐쇄 위치에서(제10도) 개방 위치(제11도)로 스프링(286)에 대해 밸브(284)를 이동하는 아마츄어(armature, 282)를 구비한 솔레노이드(280)를 포함한다. 환상 플러그(288)는 챔버(276)를 가로지르는 벽을 형성하고 밸브(284)가 관통해 이동하는 개구부(290)를 갖는다. 격막(292)은 챔버(276)을 밀봉한다. 유입구(272)는 플러그(288) 주위의 환상통(294)과 통하고 다수의 방사상 통로(296)를 통해 개구부(290)에 인접한 내부 공간(298)과 통한다. 솔레노이드(280)가 여자되면, 용수는 유량 제어 밸브(25)를 통하여 흐를 수 있다.
유량계(252)는 그곳을 통과하는 물의 체적에 대응하는 전기 신호를 제공하는 어떤 종래의 유량계도 사용할 수 있다.
제12도 내지 제15도에 상세히 도시한 셧-오프 밸브(226)는 몸체(300)를 포함하고 용수측 밸브(302) 및 농축물측 밸브(304)를 구비한다. 상기 용수측 밸브는 유입 통로(306), 밸브 시이트(308), 유출구 통로(310),슬레노이드(312), 및 아마츄어 밸브(314)를 포함한다. 제14도는 폐쇄된 용수측 밸브를 도시하고 솔레노이드(312)가 여자되면, 밸브(314)가 밸브 시이트를 떠나 상승하고 물 도관이 열린다.
농축물측 셧-오프 밸브(226)는 농축물 유입통로(316) 농축물 유출 통로(318), 밸브 시이트(320), 밸브 시이트(320)로부터 이동하여 농축물 도관을 개폐하는 격막(322), 및 가압 공기 도관용 이음부(326) 및 통기 구멍(330)을 갖는 솔레노이드(324)를 포함한다. 솔레노이드가 작동이 정지되면, 가압 공기는 격막(322)을 밀어 밸브를 폐쇄한다. 솔레노이드의 여자와 동시에 공기 도관은 차단되고 격막 아래 공기 압력실(332)은 대기중으로 공기를 방출하고, 농축물 압력은 격막을 아래로 이동시겨 농축물이 셧-오프 밸브(226)를 통해 흐르도록 통로를 연다.
정적 및 자기 혼합기는 제16도 내지 제18도에 도시되었다. 정적 혼합기(216)는 유량을 부분적으로 차단하도록 돌출부(342)를 내부에 배치한 다수의 길이 방향으로 엇갈려 형성된 원주 슬롯을 포함한다. 따라서, 물 및 농축물은 혼합 효과를 크게 향상시키는 지그재그 순환 경로를 따라서 흐르게 된다.
자기 혼합기(218)는 혼합 도관(238)을 둘러싸는 일련의 자석을 포함한다. 혼합 도관(238)의 내측에는 각기 4개의 날개를 구비한 두개의 고정링(346 및 348)사이에 회전 가능하게 장착된 자기 회전자(344)가 있다. 제2링의 날개는 제1링의 날개에 대해 약 45˚로 배치된다. 혼합기의 이러한 조합은 완전한 혼합을 보장한다.
노즐(220)은 자기 혼합기(218) 바로 아래에 위치한다.
전술한 모든 장비는 카운터 상단에 배치된다. 카운터 아래에 배치되는 쥬스 분배기(210)의 일부는 제19도 및 제21도를 참고로 하여 기술된다. 바람직한 실시예에서, 카운터 아래의 장비는 세개의 별개의 모듈, 즉 원통 용기(360), 수조(362) 및 냉동장치(364)로 구성된다.
제19도에 대하여 언급하면, 원통 용기(360)는 하우징(366), 가압 원통(368), 열교환 코일(370), 농축물 유출 이음부(372), 냉각수 이음부(374) 및 범람 개구부(376)를 포함한다. 냉장 온도(약 37℉)의 쥬스 바람직하게는 5+1 쥬스의 연질백(378)은 마분지 상자(380), 바람직하게는 육각형의 상자에 담긴다. 연질백(378)은 백과 상자가 원통(368)내로 삽입될때 원통 이음부(384)에 끼워지는 백이음부(382)를 구비한다. 원통(368)은 원통(368)을 밀봉하는 개폐 가능한 뚜껑(386)을 포함한다. 뚜껑은 공기 호스(390)용 가압공기 호스 콘넥터(388)를 포함한다. 호스는 분배기(210)내의 셧-오프 밸브(226)상의 이음부(326)에 접속되는 호스(392)용 T형이음부를 포함한다.
작동에서, 뚜껑(386)은 해제되어 제거되고, 박스(380) 및 백(378)은 원통내로 삽입되고 뚜껑은 다시 잠겨 밀봉한다. 원통의 내측은 약 45psig의 소정 압력으로 공기에 의해 가압된다. 따라서 5+1 농축물은 코일(370)을 통해 밀려나가 약 40℉로 가열되고 더욱 유동적으로 흐른다.
상기 농축물은 농축물 도관(394)을 통해 분배기(210)로 흐른다. 하우징(366)은 분배기(210)내의 농축물저장조(2l4)를 둘러싸는 냉각 코일(242)로부터 용수를 받는다.
제20도에 대하여 언급하면, 수조는 탱크(400), 아이스 뱅크(404)를 형성하기 위한 증발기 코일(402), 한상의 애지테이터(406), 및 상기 탱크 저면에 설치되고 유입 이음부(410) 및 유출 이음부(412)를 구비한 일련의 음용수 코일(408)을 포함한다. 분배기(210)내에 사용될 물을 운반하는 유입 이음부(410)에 연결된다. 용수유입 도관(250, 제8도)은 유출 이음부(4l2)에 연결된다.
제21도에 대하여 언급하면, 냉동장치(364)는 하우징(420), 압축기(422), 콘덴서 코일(424) 및 펌프(426)을 포함한다. 수조내의 증발기 코일(402)은 냉동장치(364)의 일부로서 냉동장치에 연결된다. 냉동장치는 냉동장비와 펌프(462)를 간단히 수용한다.
제22도는 분배기(210)의 전기적 작동을 도시하는 진기 회로도이다.
제8도의 분배기(210)는 융통성있게 주목적만을 기술하였다.
분배기(210)는 초당 3온스 속도로 약 2.5:1에서 7.5:1 범위내의 비율로 정확히 다양하게 쥬스를 분배할 수 있다. 많은 특징들은 다양한 분배 크기를 기계에 알려 줄 수 있는 '티취(Teach)'기능을 포함하는 기능을 개선하기 위한 전자장치에 포함된다. 이들 크기는 비휘발성(non-volatile) RAM(random access memory)내에 저장되고 자동 분배용으로 사용된다.
주요 구성 요소
구성 요소
농축물 솔레노이드 밸브(324).
농축물 수위 탐침(230).
고분해기능 인코더(235)를 구비한 농축물 펌프 모터(236).
세척 솔레노이드 밸브(312).
용수 유량제(252).
용수 셧-오프 솔레노이드 밸브(253).
용수 변조 솔레노이드 밸브(280).
동적 쥬스 혼합기(218).
구성 요소
이중 전압 원격 DC전원(432).
양방향 RS-232C 직렬식 통신 포트.
1차 및 2차 기능 오퍼레이타 키패드(234 및 434).
아래와 같은 부품으로 구성된 인쇄회로기판을 포함하는 전자장치(430).
-인틸(Intel) 8052시리즈 8-비트 마이크로콘트롤러
-인텔 8254 카운터/타이머 IC
-비휘발성 SRAM(Static random access memory).
-프로그램 저장용 EPROM(erasable programmable read only memory).
-연산처리장치 리세팅하는 와치-독(watch-dog) 회로.
-연산처리장치로부터 광분리된 RS-232C 송신기 및 수신기
-수위 탐침, 농축물 인코더 및 용수 유량계용 입력 신호 조정 회로
-농축물 펌프 모터용 광분리된 출력 구동회로 및
-농축물, 세척, 용수 변조 및 셧-오프 솔레노이드
일반 제어 원리
두개의 프로세스 제어 폐쇄 루프가 있는데, 그것은 농축물 루프 및 용수 루프이다. 펌프 모터 작동이 초기화되면 고분해가능 인코더를 모니터링하고 일반적인 상호 폐쇄루프 제어계내에서 소정 유량이 달성되도록 이 패드백을 사용하여 농축물 유량은 결정된다. 이와 유사하게 용수-셧 오프 및 변조 솔레노이드는 흐름을 초기화하고 용수 유량계는 소정 유량이 달성되도록 사용되는 상호 프로세스내에 정보를 피드백한다. 초기 설정되자마다 연상 처리 장치는 혼합비를 읽고 용수 유량계 교정치는 회로판에서 변환되고 선택된 각분배 크기용 프로그램된 유량을 알려주어 소정 유량을 달성하기에 필요한 단위 시간당 용수 유량계 카운터수를 결정하도록 계산을 수행한다. 그 다음 실제치와 계산치가 다를 때 용수 폐쇄 루프 제어계가 균형있게 조정될 수 있도록 상기 카운터수는 목표 피드백이 된다. 단위 시간당 농축물 인코더 카운터는 계산되고 교정치를 변환하는 것을 제외하면 서로 결함되지 않은 한 펌프에서 다른 펌프로의 변화를 교정하기 위하여 동일한 방식으로 많이 활용된다.
유량은 정확한 혼합비의 달성뿐만 아니라 그외의 다른 특징 예컨대 분배시작시 컵이 넘어지지 않도록 서서히 분배되고 그후 분배시간을 줄이기 위해 빠른 속도로 분배되고 분배가 종료되기 바로전에 거품 및 넘치지 않도록 서서히 분배되도록 계속 제어된다.
두 프로세스 루프의 모니터링은 연산 처리 장치가 한 루프 내의 이상을 검출하여 다른 루프를 보정하는 것을 돕는다. 예를 들면 도관내의 낮은 압력 또는 부분적으로 막힌 도관에 의해 초래되는 용수의 낮은 유량은 미리 설정된 비율을 유지하도록 농축물 유량을 비례해 감소시키고 그 역도 성립한다 그후, 연산 처리장치는 낮은 유량상대를 지시하기 위해 이중 기능 '낮은 저장조' LED(발광 다이오드)를 발광시킨다.
또한 유량 모니터는 '티취' 특징에 의해 분배 크기를 제공하는데 사용되는 분배된 유량에 대한 정보를 제공한다. '티취'키를 누르면 이 특정 모드가 개시되고, 그후 분배 크기가 마이크로프로세서에 지시하도록 눌러지고 '소량', '중간량' 또는 '대량' 음료수의 크기가 '나타내진다' '유출/취소' 키가 눌려지면 기계가 미리 설정된 정확한 혼합비로 제품을 분배하게 되고 마이크로프로제서는 분배된 각 유량을 적산한다. '유출/취소' 키가 해제되면 마이크로프로세서는 분배된 농축물 및 물의 적산량을 기억하고 분배 크기가 다시 눌려질 때마다 이량을 복사한다.
재고 제어 및 진단
재고 관리 및 진단정보는 유량 센서 및 아래와 같은 것을 포함하는 입력 및 제어출력을 모니터하는 연산 처리 장치의 펌웨어(firmware)에 의해 제공된다.
분배된 음료수의 다양한 각 분배 크기의 숫자
각 분배 크기의 양
사용된 농축물의 총량
사용된 물의 총량
물대 농축물 비율
분배된 최종 음료수 크기
최종 음료수내의 농축물의 양
최종 음료수내의 물의 양
최종 음료수 분배에 걸린 총시간
수동 분배의 수
수동 분배를 통해 분배된 양
용수 유량계 교정
펌프상황
저장조 수위 상황
유량상황
솔레노이드의 상황
상기 정보는 비휘발성 SRAM로 옮겨 저장되고 원한다면 직렬 포트를 통하여 비동기적으로 모니터될 수 있다. 또한 원한다면 직렬 포트는 기억 장치내의 디폴트 파라메터를 프로제서에서 미세 조정하는데 사용할 수 있다.
전자장치(430)는 회로기판(484)을 볼 수 있도륵 들어올릴 수 있게 힌지 되도록 연결된(482) 정면 패널(480)뒤에 장착되고 상기 패널은 예를들어 ''티취버튼''을 접촉할 수 있게 보지한다.
제23도는 펌프(236)를 보다 상세하게 도시하였다. 상기 펌프는 기어 박스(460) 및 인코더(235)를 구비하는 모터(234)에 의해 구동되는 게로터 펌프가 바람직하다. 상기 펌프는 하루에 한번씩 도관(260)으로부터 혼합도관(238) 및 혼합기(216 및 2l8)를 음용수로 세척한다. 그러나 혼합기(216 및 218)는 도관내에서 억지력이 가해지기 때문에, 물의 압력은 이 세척수를 펌프(236)를 통하여 역류시켜 저장조(214)내의 농축물을 희석시킬 수 있다. 펌프(236) 유출구의 오리너구리와 같은 주둥이를 가지는 체크 밸브(462)는 이런 현상이 발생하는 것을 방지한다.
그외에, 펌프(236)로부터 농축물의 누출을 방지하기 위해, 스프링 탄지된 포핏 밸브(464)가 펌프의 유출구에 배치되고 체크밸브(462)의 바로위에 배치된다. 포핏 밸브(464)는 스프링(466), 격막(468), 피스톤(470), 포핏(472), 및 밸브 시이트(474)를 포함한다. 펌프(236)가 작동하면, 농축물은 포핏 밸브(464) 및 체크 밸브(462)를 통하여 용이하게 흐르지만, 펌프가 작동하지 않을 때는 포핏 밸브는 폐쇄되고 게로터 펌프(236)밖으로 농축물의 미량의 누출도 방지한다.
본 발명의 바람직한 실시예는 상세히 기술되었지만 청구범위에 설명될 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않고 변경 및 수정이 이루어질 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 예를 들면 본 발명은 실시예에서 사용된 오렌지 쥬스외의 다양한 다른 쥬스를 사용할 수 있다. 또한 녹은 3+1 쥬스와 같은 녹은 쥬스를 사용할 수 있다.
즉 본 발명은 동결 온도에서 유연한 5+1 농축물을 사용하는 것으로 제한하지 않는다. 또한 바람직한 온도범위로 32℉미만의 다른 동결 온도가 사용될 수 있고 열교환기는 32℉이상의 어떠한 소정 온도를 상승시킬 수 있다.
또한 열교환기는 가령 레스토랑에서 사용 가능한 재순환 소다 물 도관과 같은 열교환기에 관련된 물 도관을 포함할 수 있다.

Claims (4)

  1. (1)일정량의 유연한 쥬스 농축물을 32℉ 미만의 온도로 저장하고 분배하기에 적합한 가압 원통 용기및 상기 원통 용기를 가압하는 가압 수단과;
    (2) 혼합실 및 상기 혼합실로부터 음료수를 분배하기 위한 노즐과;
    (3) 상기 원통 용기로부터 상기 혼합실로 연장되며, 상기 원통 용기내의 압력에 의해 상기 농축물이 유입되는 농축물 도관과;
    (4) 상기 혼합실까지 연장되는 물 도관과;
    (5) 상기 농축물 도관내에서 농축물을 가열하는 가열수단과;
    (6) 상기 도관내에 설치되어 상기 혼합실로 주입되는 농축물에 대한 물의 비를 제어하고, 상기 농축물을 배출시키기 위한 게로터 펌프 및 펌프의 출구에 설치되어 상기 농축물이 상기 펌프밖으로 누출되는 것을 방지하는 포핏 밸브를 포함하는 계측수단과;
    (7) 상기 포핏 밸브의 바로 아래쪽에 설치되어, 상기 펌프가 동작되지 않을 때 상기 물 도관에서 나온물이 상기 펌프를 통해 위쪽으로 흐르지 못하게 하는 체크 밸브로 구성되는 것을 특징으로 하는 혼합후 쥬스 분배 장치.
  2. (1) 일정량의 유연한 쥬스 농축물을 32℉ 미만의 온도로 저장하고 분배하기에 적합한 가압 원통 용기및 상기 원통 용기를 가압하는 가압수단과;
    (2) 혼합실 및 상기 혼합실로부터 음료수를 분배하기 위한 노즐과;
    (3) 상기 원통 용기로부터 상기 혼합실까지 연장되며, 상기 원통 용기내의 압력에 의해 농축물이 유입되는 농축물 도관과;
    (4) 상기 혼합실까지 면장되는 물 도관과;
    (5) 상기 농축물 도관내의 농축물을 가열하는 가열수단과;
    (6) 상기 도관내에 설치되어 상기 혼합실로 공급되는 농축물에 대한 물의 비율을 제어하며, 물 도관내에 설치되는 선형 변조 솔레노이드를 포함하고, 게로터 펌프 및 상기 펌프의 출구에 설치되어 농축물이 상기펌프 밖으로 누출되는 것을 방지하는 포핏 밸브를 포함하는 계측수단과;
    (7) 상기 포핏 밸브의 바로 아래쪽에 설치되어, 상기 펌프가 동작하지 않을 때 상기 물 도관에서 나온물이 상기 펌프를 통해 위쪽으로 흐르지 못하게 하는 체크 밸브; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 혼합수쥬스 분배 장치.
  3. (1) 농축물 용기와;
    (2) 혼합설 및 상기 혼합설로부터 음료수를 분배하기 위한 노즐과;
    (3) 상기 농축물 용기와 연결되는 농축물 도관과;
    (4) 상기 혼합설과 연결되는 물 도관과;
    (5) 마이크로콘트롤러와;
    (6) 상기 마이크로콘트롤러에 접속되고, 상기 물 도관을 통하여 상기 혼합실로 제어된 양의 물을 공급하는 공급 수단과;
    (7) 농축물 저장조 및 자동적으로 상기 저장조를 농축물로 채워진 상태로 유지하고 상기 농축물 도관이 상기 농축물 용기로부터 상기 저장조로 상기 농축물을 공급하는 유지수단과;
    (8) 분배시 상기 저장조로부터 상기 혼합실로 제어된 양의 농축물을 공급하며, 게로터 펌프 및 상기 펌프의 출구에 설치되어 농축물이 상기 펌프밖으로 누출되는 것을 방지하는 포핏 밸브를 포함하는 농축물 공급수단과;
    (9) 상기 포핏 밸브의 바로 아래쪽에 설치되어, 상기 펌프가 동작하지 않을때 상기 물도관에서 나온 물이 상기 펌프를 통해 위쪽으로 흐르지 못하게 하는 체크 밸브; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 혼합후 쥬스 분배 장치.
  4. (1) 일정량의 유연한 쥬스 농축물을 32℉ 미만의 온도로 저장하고 분배하는 가압 원통 용기 및 상기 원통 용기를 가압하는 가압 수단과;
    (2) 혼합실 및 상기 혼합실로부터 음료수를 분배하기 위한 노즐과;
    (3) 상기 원통 용기로부터 상기 혼합실까지 연장되며, 상기 원통 용기내의 압력에 의해 농축물이 유입되는 농축물 도관과;
    (4) 상기 혼합실과 연결되는 물 도관과;
    (5) 상기 농축물 도관내의 농축물을 가열하는 가열수단과,
    (6) 상기 물 도관내에 설치되는 유량계, 상기 물 도관내의 상기 유량계 바로 아래에 설치되는 물 온-오프(on-off) 솔레노이드 밸브, 상기 물 도관내의 상기 솔레노이드 밸브 아래에 설치되는 선형 변조 솔레노이드, 상기 선형 변조 솔레노이드로부터 상기 혼합실로 물을 공급하는 도관, 상기 농축물 도관내의 상기 가열수단 아래에 설치되는 농축물 셧-오프(shut-off)밸브, 상기 농축물 셧-오프 밸브 아래에 설치되는 농축물 저장조, 상기 저장조 아래에 설치되는 게로터 펌프, 상기 펌프 아래에 설치되는 포핏 밸브 및 상기 포핏 밸브 아래에 설치되는 체크 밸브; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 혼합후 음료 분배 장치.
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