KR0174526B1 - 탄산수 제조기 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 청량 음료 분배부 등에서 사용되는 타입의 냉장된 저장소(14)를 통해 물 공급 흐름과 탄산 가스를 완전히 혼합하도록 제공되는 향상된 탄산수 제조기 시스템(10)에 관한 것이다. 이 탄산수 제조기 시스템(10)은 일반적으로 저장소(14)의 상부 단부에 배치된 물 및 가스 급수기 노출(42,50)과 함께 저장부의 하부 단부로 부터 탄산화된 냉장 물을 유도하기 위한 밸브(64)를 포함한다. 수직으로 연장되고 회전할 수 있도록 구동되는 임펠러 샤프트(78)는 저장소(14)를 통해 아랫쪽 방향으로 물이 흐르도록 하여 흐름 중에 다수의 방향 변환이 분배되기 전에 탄산 가스와 내부 혼합 및 물의 냉장을 향상시키도록 수행 하기 위해 공간화된 다수의 베인이 없는 임펠러 디스크(90,90')를 움직인다.

Description

[발명의 명칭]

탄산수 제조기 시스템

[발명의 상세한 설명]

본 발명은 일반적으로 특히, 냉장된 탄산음료를 혼합하고 분배하는데 사용되는 분배 부(station) 및/또는 자동 판매기에 관련한 물을 냉장하고 탄산화하는 장치와 시스템을 향상시키는 것에 관한 것이다. 더 상세하게는 본 발명은 더욱 효과적으로 가스-물을 혼합하고 냉장하기 위해 디자인된 향상된 탄산수 제조기 시스템에 관한 것이다.

탄산수 제조기 시스템은 일반적으로 이산화탄소와 같은 탄산가스를 새로운 물과 적절한 비율로 혼합하여 종종 맛을 내는 시럽(syrup)이나 이와 유사한 청량음료를 제공하는 기술 분야에 널리 공지되어 있다. 그러한 탄산수 제조기 시스템으로는 종종 청량 음료 분배부, 자동판매기 또는 이와 유사한 것이 사용되고 대략 6-8 온스(ounce) 각각의 그릇에 탄산 청량음료를 분배하는데 적용된다. 이 형태에서 상기 시스템은 전형적으로 수도꼭지에서 받은 물 또는 유사한 공급원으로부터 새로운 물을 수용하기 위한 물 저장소가 포함되고, 이때 상기 저장조는 기계적 냉장 유닛트의 주변 냉각 코일에 둘러싸여서 상기 저장조내의 물이 의도한 저온으로 냉장되게 한다. 이 탄산가스는 냉장된 물과 혼합하여 탄산음료를 생성하도록 조절된 압력으로 상기 저장조에 공급된다. 급수기 또는 교반기 장치는 종종 가스-액체 내부 혼합을 향상시키는데 사용된다. 정상적으로 저장조로부터 음료를 분배하는 밸브는 전형적으로 저장조로부터 분배된 물이 물공급원에 의해 대체되도록 보충 밸브가 동작된다.

상기에 기술된 일반적인 타입의 탄산수 시스템은 상대적으로 넓은 공업적 용도로 달성되었지만, 다양한 문제와 단점이 상존하고 있었다. 예를 들어, 저장조 내의 물이 적절한 냉장을 달성하기 위해서, 저장조 내의 원주상에서 환형의 얼음 블록 또는 얼음링을 생성하여 냉장 유닛트를 구성하고 조작하는 것이 필요하였다. 상기 얼음링은 냉장 유닛트에 필요한 동력을 최소화하고 비교적 소형으로 최적의 시스템을 디자인함으로써 물 저장조의 유용한 용적을 전체적으로 효과적으로 감소시킬 수 있었다. 그러나, 결과적으로 상기 저장조 내에 저류된 물의 체류시간이 감소되어 최종 음료에 필요한 저온은 수개의 그릇이 좁은 시간 간격으로 분배될 경우에 필요로 하는 저온을 얻기가 어렵거나 또는 불가능하게 된다. 더 나아가, 상기 저장조로 들어가는 물은 저장조 유입 및 분배 유출구 사이의 얼음링 중앙을 통해 직접 또는 의도하지 않은 다른 흐름경도를 택할 수도 있다. 한편, 탄산수는 종종 분배하는 동안, 만약 분리하여 냉장되지 않아서 이미 부적절하게 냉장되어 있는 탄산수에 선택적인 맛을 내도록 시럽의 양에 비례하여 혼합되게 하는 것은 최종 음료에서 필요로 하는 저온을 얻기가 더 어렵게 된다.

이에 따라, 탄산음료를 제조하고 분배하는데 사용되는 탄산수 시스템의 기능을 추가로 향상시켜야 할 상당한 필요성이 있게 되며, 여기서 냉장된 저장조 내의 각각의 보충수의 체류 시간은 빠르게 연속되는 다수의 그릇에 분배되어 실질적으로 냉장을 향상시키고 동시에 가스 혼합을 향상시키게 되며, 더 나아가 상기 저장조의 얼음링은 시럽을 효과적으로 냉장하기 위해서 실질적으로 개선되거나 제거되어야 한다. 본 발명은 이들의 필요성을 충족시키고 추가적인 장점을 제공하는데 그 목적이 있다.

[본 발명의 요약]

본 발명에 따른 탄산수 제조기 시스템은 냉장된 탄산수를 효과적으로 제조하는데 사용하기 위해 제공되었다. 상기 시스템은 물에 힘을 가해 물이 물 유입구로부터 분배 유출구로 통과하는 동안 완곡한 방향으로 변화하는 경로를 따라 흐르도록 냉장된 보충수 저장조 내에 개선된 혼합 임펠러 배열을 포함한다. 이 결과로 물은 탄산가스와 내부 혼합이 향상되고 냉장 목적을 위한 열전달이 향상된다.

바람직한 형태에 있어서 상기 저장조는 이산화탄소와 같은 탄산가스와 물을 저장조 내부에 각각 도입하기 위해 상기 저장조의 일단부에 배설된 별개의 급수기 노즐을 포함한다. 기계적 냉장 유닛트의 냉각 코일은 상기 저장조 주변을 둘러싸서 상기 저장조 안에 있는 물을 냉장시킨다. 분배 밸브는 급수기 노즐로부터 상기 저장조의 반대편 단부에 배치되어 있는 분배 유출구에 의해 상기 저장조로부터 냉장된 탄산수를 선택적으로 유출시킨다. 상기 분배 밸브는 맛을 내는 시럽 등을 각각 공급하고, 이를 분배하는 동안 탄산수와 시럽을 비례적으로 혼합하기 위한 적절한 혼합 밸브를 포함한다. 전형적인 배치로는 상기 급수기 노즐은 상기 저장조의 상부 단부에 위치되고 상기 분배 유출구는 저장조의 하부 단부에 위치된다. 개선된 혼합 임펠러는 일반적으로 상기 저장조 내의 중앙에 설치하고 물의 흐름방향을 전환 시켜서 일반적으로 저장조를 통해 아래 방향으로 통과되게 하기 위하여 서로 떨어져 있는 다수의 임펠로 디스크를 포함한다.

더 상세하게는 상기 혼합 임펠러는 상기 저장조의 중앙 영역을 통해 수직으로 연장된 확장된 임펠러 샤프트로 이루어 진다. 상기 샤프트는 상기 샤프트가 회전하면서 구동되며 이때 바람직한 구동수단은 밀봉된 자석 커플링 또는 이것과 유사한 것에 의해 조작되도록 연결되고 상기 저장조 외부에는 적절한 구동모터가 설치된다. 상기 임펠러 샤프트 외주면에 배설되어 최소한의 동력 소모로 회전하도록 베인(vane)이 없는 디스크로 이루어진다. 상기 디스크는 환상의 외부 방향에 대해 물을 일반적으로 아래 방향으로 전환시키고 이때에 다중 방향성 흐름 변환이 가스-액체 혼합뿐만 아니라 향상된 물 체류시간 및 냉장 효율을 상당히 향상시키도록 제공된다.

본 발명의 다른 특징 및 장점은 본 발명의 원리에 의해 설명되는 도면과 결합하여 다음의 설명으로부터 더욱 명백하게 될 것이다.

첨부된 도면으로부터 본 발명을 상세하게 설명한다.

[도면의 간단한 설명]

제1도는 본 발명의 탄산수 제조기 시스템을 포함한 청량 음료 분배부의 정면도이다.

제2도는 탄산수 제조기 시스템의 부품을 나타내도록 하우징 내부 구조에 대한 정면도이다.

제3도는 본 발명의 저장조 주위를 도시한 개략적인 단면도이다.

[바람직한 실시예의 상세한 설명]

본 발명의 실시예의 제1도 및 제2도에 도시된 바와 같이, 향상된 탄산수 제조기 시스템은 일반적으로 청량음료 분배부(10)를 구비하고 있다. 제3도에 설명된 바와 같이 상기 분배기 시스템(12)은 탄산가스와 내부 혼합 이외에 물 냉장 효율을 상당히 향상시키도록 제공되는 상대적으로 간단한 임펠러 배열을 포함한다.

상기 탄산수 시스템은 특히, 냉장된 상태의 탄산수가 전형적으로는 음료를 대략 8-12 온스(ounce) 용량의 각각의 컵(도시하지 않았음)에 분배함으로서 빼내거나 또는 분배되도록 하는 음료 분배부와 자동판매기 등으로 사용하기 위해 디자인 된다. 매 시간마다 각각의 그릇에 분배되고, 상기 저장조(14)를 형성하는 전체 시스템(12)은 연속적으로 분배하여 탄산화하고 냉장시키고자 하는 새로운 물이 상기 저장조(14) 내부에 보충된다. 향상된 가스-액체와 혼합하여 더 우수한 냉장과 향상된 열 효율을 제공하도록 본 발명의 시스템(12)은 냉장 에너지를 감소시키고 더 작은 용적의 저장조(14)를 제공하는데 있다. 더 나아가, 탄산 냉장수가 맛을 내는 시럽 등과 연속적으로 혼합될 때, 본 발명은 시럽을 분리하여 냉장할 필요없이 최적의 냉장된 음료를 제공한다. 이에 따라 조작 비용과 장치와 관련된 분배부의 전체 비용은 감소된다.

일반적으로 제1도와 제2도에 도시된 바와 같이, 예시된 분배부는 편리하게 소형으로 반대쪽 상부에 배치되도록 하우징(16)을 포함한다. 상기 하우징(16)은 3개의 각 분배 노즐(22,24,26) 중 임의의 하나라 아래에 배치되는 충전물 위치로 음료컵(도시하지 않았음) 등을 수용하기 위한 선반(20)을 갖도록 전방으로 개방된 용기(18)를 규정한다. 상기 분배 노즐(22,24,26)은 하우징(16)에 해제가능토록 배설되어 상기 하우징(16)에 대응하는 번호의 시럽용기(28,30,32)(제1도)에 각각 연결된다. 그밖에, 상기 분배 노즐(22,24,26)은 예시된 분배 버튼(34,36,38)과 같은 개개의 분배 작동기와 연결된다. 3개의 분배 노즐 및 이에 관련된 부품은 수반된 도면에 도시되어 있지만, 본 발명은 적어도 하나의 분배 노즐을 갖는 임의의 시스템에도 적용할 수 있다.

제2도에 도시된 바와 같이, 상기 저장조(14)는 하우징(16)의 내부에 설치되도록 비교적 소형의 탱크로 이루어진다. 상기 저장조(14)는 상기 저장조(14) 내부에 설치되어 적절한 급수기 노즐(42)을 갖는 상부 물 유입구(40)(제3도)를 포함하고, 이때 펌프(44)(제2도) 또는 다른 적절한 조절 장치는 도관(46)에 의해 물 유입부(40)에 연결되고 하우징(16)내에 설치된다. 당해 기술 분야에 공지된 바와 같이, 상기 펌프(44)는 적절한 수도물 또는 용기에 든 물로부터 상기 저장조(14)안으로 물 흐름을 조정하도록 작용된다.

상기 물 유입구(40)는 상기 물 유입구(40) 내부에 설치된 적절한 가스노즐(50)을 갖는 가스 유입구(48)에 인접한 상기 저장조(14)의 단부에 도시되어 있다. 당해 기술 분야에서 공지된 바와 같이, 상기 노즐(50)은 탄산가스를 상기 저장조(14) 내부에 있는 물과 혼합하기 위해 상기 저장조(14)의 내부로 공급된다. 전형적인 시스템에서 상기 노즐(50)은 도관(52)과 압력 조절기(54)에 의해 일정한 압력하에서 이산화탄소의 공급을 포함하는 커트리지(56)에 연결된다. 상기 압력 조절기(54)는 실질적으로 일정한 압력 수준에서 상기 저장조(14) 내의 가스 용적(58)을 유지하고 그리고 상기 커트리지(56)는 상기 저장조(16) 내에서 대체하여 설치하기 용이하도록 통상적으로 설치된다. 다른 대안으로, 상기 가스 노즐(50)은 임의의 통상적인 위치에서 가스를 상기 저장조(14) 내부로 도입할 수 있다.

상기 탄산수 분배기 시스템(12)은 나아가 일반적으로 물과 가스 노즐 맞은편의 상기 저장조(14)에서 개방되도록 위치되는 분배 유출부(60)를 포함한다. 상기 분배 유출부(60)는 도관(62)(제3도)의 평행 흐름에 의해 각각 분배 노즐(22,24,26)과 연관된 혼합 및 분배 밸브(64,66,68)에 연결된다. 상기 분배 밸브(64,66,68)에 연결된다. 상기 분배 밸브(64,66,68)는 버튼(34,36,38)(제1도)의 감압에 대해 상기 저장조(14)로부터 탄산수를 유도하고 그리고 상기 용기(28,30,32)로부터 맛을 내는 시럽과 탄산수를 혼합하도록 선택적으로 개방되는 당해 기술 분야에 공지된 통상적인 구조를 갖는다.

통상적인 냉장 유닛트는 상기 저장조(14)내의 탄산수를 냉장하기 위해 추가로 제공된다. 제2도에 도시한 바와 같이, 상기 냉장 유닛트는 상기 저장조(14) 주위에서 나선형으로 둘러싸여 있는 냉각 코일(74)에 냉매를 공급하기 위해 적절한 기계적 컴프레셔(70)와 응축기 코일(72)을 포함한다. 절연 덮개(76)(제3도)는 코일(74) 둘레에 차례로 둘러싸여 열 손신을 최소화시킨다.

본 발명의 주요한 상황에 따라 향상된 임펠러 배치는 일반적으로 상기 저장조(14) 내의 중앙의 위치에 설치된 수직적으로 연장된 상기 임펠러 샤프트(78)를 포함한다. 상기 임펠러 샤프트(78)의 가장 낮은 단부는 상기 저장조(14)의 저면부에 형성되어 있는 베어링 시이트(80) 내에 놓여진다. 상기 임펠러 샤프트(78)의 상단부에 배치된 구동부품(86)은 작은 구동모터에 의해 회전되면서 자석 구동 커플링(84)의 구동 부품(82)을 움직인다. 이에 따라서, 상기 임펠러 샤프트(78)는 수직적으로 형성된 샤프트(78) 둘레로 회전하기 위한 자석 구동 커플링(84)에 의해 구동되는 한편, 상기 자석 구동 커플링(84)은 밀봉적으로 연결된다.

다수의 상기 임펠러 디스크(90)는 서로 수직으로 일정간격으로 상기 임펠러(78)의 외주면에 설치된다. 상기 임펠러 디스크(90)는 상기 임펠러 샤프트(78)와 일체로 회전되어 물을 방사상의 바깥 방향으로 상기 저장조(14)의 원주 방향으로 열전달을 위한 상기 냉각 코일(74)과 인접부로 펌핑하도록 작용한다. 상기 임펠러 디스크(90)는 가스를 혼합하거나 냉각시킬 때, 열전달을 크게 증가시켜서 물이 여러 방향으로 흐르도록 한다. 더 나아가, 이와 같이 방사상의 바깥 방향으로 흐르는 물은 얼음링(92)을 따라 임의의 냉각 유체 경계층을 분쇄함으로써 냉장에 대한 전체 열 전달을 향상시키고 상기 저장조(14) 원주상에서 임의의 환형상의 상기 얼음링(92)이 형성되는 것을 막거나 또는 최소화하는 경향이 있다.

바람직하게 최소한의 동력을 소모하도록, 상기 임펠러 디스크(90)에는 베인이 없다. 이것은 상기 디스크(90)가 최소한의 토오크와 상대적으로 작은 구동모터(88)를 사용하면서 회전되게 한다. 만약 필요하다면, 상기 디스크(90)중에서 가장 낮은 위치에 있는 디스크(90')는 비교적 지름이 크게 형성되어 있다. 더 나아가, 노즐(42)은 바람직하게는 탄산화시키기 위해 들어오는 물과 가스를 유입하기 위한 벤튜리 구조를 포함한다.

상기 저장조(14)의 하부 단부에서 생성된 탄산수는 최대한의 효율로 냉장되거나 상대적으로 작은 용량의 냉장 유닛트를 사용하여 냉장된다. 상기 분배 노즐(22,24,26)에서의 최종 음료는 이러한 최종음료에 부가되어 맛을 내는 시럽을 추가적으로 하지 않고도 의도한 저온을 얻는다. 더 나아가, 그릇들이 반복적으로 빠르게 수용되는 경우에도 상기 저장조(14)의 물을 의도한 냉장 상태로 유지한다.

본 발명에 대한 탄산수 제조기 시스템의 다양한 변형 및 향상은 당해 기술에서 숙련된 사람들에 의해 명백하게 될 것이다. 이에 따라, 본 발명에서 첨부된 청구범위에서 청구된 바와 같은 것을 제외한 설명 및 이에 수반한 도면은 제한을 가하고자 한 것은 아니다.

Claims (15)

1. a) 상부와 하부 단부를 갖는 수직인 저장조와, b) 상기 저장조의 상기 상부와 하부중 어느 하나에 배설되어 있는 물 유입구를 통해서 상기 저장조 안으로 물을 도입하기 위한 수단과, c) 물과 혼합하여 탄산수를 형성하기 위해 상기 저장조 안으로 선택된 탄산가스를 도입하기 위한 탄산가스 도입수단과, d) 상기 저장조 내에서 축방향으로 수직으로 연장되어 확장되어 있는 임펠러 샤프트와, e) 상기 저장조 내에 배설되어 있는 상기 샤프트를 회전시키면서 지지하기 위한 지지수단과, f) 상기 샤프트를 회전시키면서 구동시키기 위한 구동수단과, g) 상기 샤프트 외주면에 수직으로 일정한 간격으로 배설되어 상기 샤프트와 일체로 회전되는 베인없는 임펠러 디스크와, h) 상기 저장조의 원주상 둘레에 설치되어 상기 저장조 내에 얼음링을 형성하여 물을 냉장시키기 위한 냉장코일을 포함하는 냉장 수단과, 및 i) 상기 저장조로부터 냉장된 탄산수를 유입하기 위해 상기 저장조의 상부와 하부 이외의 곳에 배설되어 있는 분배 유출 수단으로 구성되어 있으며, 상기 샤프트가 회전시 상기 디스크는 각각 물을 냉장시키기 위해 열교환하는 상기 냉각코일과 접촉하는 상기 저장조의 원주의 방사상의 외부 방향으로 물을 펌핑시키고, 이에 따라 상기 디스크는 그러한 물이 상기 상부와 하부 저장조 단부 사이에서 이동되게하여 그러한 물이 상기 분배 유출 수단에 의해 상기 저장조로부터 유도되기 전에 수회에 걸쳐 상기 냉각코일 주위로 도입되는 물을 공동적으로 펌핑시키고, 나아가 상기 디스크와 상기 저장조 내의 원주부분에 형성되는 얼음링을 최소화시키기 위해 상기 저장조 내의 방사상의 바깥쪽으로 물 흐름을 제공하는 것을 특징으로 하는 탄산수 제조기 시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 물 도입수단은 노즐을 형성하고 있는 것을 특징으로 하는 탄산수 제조기 시스템.
3. 제1항에 있어서, 상기 가스 도입수단은 가스를 상기 저장조의 상부를 통해서 상기 저장조 안으로 도입하는 것을 특징으로 하는 탄산수 제조기 시스템.
4. 제1항에 있어서, 상기 물 도입수단은 급수기 노즐로 이루어지는 것을 특징으로 하는 탄산수 제조기 시스템.
5. 제1항에 있어서, 상기 구동수단은 상기 저장조 외부에 배치된 구동모터와 상기 구동모터에 연결되어 있는 상기 임펠러 샤프트를 구동하기 위해 밀봉된 커플링으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 탄산수 제조기 시스템.
6. 제5항에 있어서, 상기 커플링은 상기 임펠러 샤프트와 상기 모터를 구동적으로 연결하기 위한 자석 커플링으로 이루어진 것을 특징으로 하는 탄산수 제조기 시스템.
7. 제1항에 있어서, 상기 분배 유출 수단은 개방과 차단되는 위치 사이에서 움직이도록 분배 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄산수 제조기 시스템.
8. 제7항에 있어서, 추가로 맛을 내는 시럽의 원료를 포함하고, 상기 분배 밸브는 추가로 상기 시럽과 상기 저장조로부터 유도된 탄산수를 선택된 비율로 혼합하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 탄산수 제조기 시스템.
9. 제8항에 있어서, 맛을 내는 시럽의 원료는 냉장되지 않는 것을 특징으로 하는 탄산수 제조기 시스템.
10. a) 상부와 하부 단부를 갖는 수직 저장조와, b) 상기 저장조의 상기 상부와 하부중 어느 하나에 배설되어 있는 물 유입구를 통해서 상기 저장조 안으로 액체음료를 도입하기 위한 액체음료 도입수단과, c) 상기 저장조내에서 축방향으로 수직으로 연장되어 확장되어 있는 임펠러 샤프트와, d) 상기 저장조 내에 배설되어 있는 상기 샤프트를 회전시키면서 지지하기 위한 지지수단과, e) 상기 샤프트를 회전시키면서 구동시키기 위한 구동수단과, f) 상기 샤프트 외주면에 수직으로 일정한 간격으로 배설되어 상기 샤프트와 일체로 회전되는 베인없는 임펠러 디스크와, g) 상기 저장조의 원주상 둘레에 설치되어 상기 저장조 내에 얼음링을 형성하여 물을 냉장시키기 위한 냉각코일을 포함하는 냉장수단과, 및 h) 상기 저장조로부터 냉장된 음료를 유입하기 위해 상기 저장조의 상부와 하부 이외의 곳에 배설되어 있는 분배 유출 수단으로 구성되어 있으며, 상기 샤프트가 회전시 상기 디스크는 각각 음료를 냉장시키기 위해 열교환하는 상기 얼음링과 접촉하는 상기 저장조의 원주의 방사상의 외부 방향으로 음료를 펌핑시키고, 이에 따라 상기 디스크는 이러한 음료가 상기 상부와 하부 저장조 단부 사이에서 이동되게하여 상기 분배 유출 수단에 의해 상기 저장조로부터 유도되기 전에 수회에 걸쳐 상기 얼음링과 접촉되면서 상기 저장조 내부로 도입되는 음료를 공동적으로 펌핌시키고, 나아가 상기 디스크는 상기 저장조 내의 원주부분에 형성되는 얼음링을 최소화시켜 상기 저장조 내의 방사상 바깥쪽으로 흠료가 흐르도록 제공하는 것을 특징으로 하는 냉음료 시스템.
11. 제10항에 있어서, 상기 액체음료 도입수단은 노즐을 형성하고 있는 것을 특징으로 하는 냉음료 시스템.
12. 제10항에 있어서, 상기 액체음료 도입수단을 액체음료를 상기 저장조의 상부를 통해서 상기 저장조 안으로 도입하는 것을 특징으로 하는 냉음료 시스템.
13. 제10항에 있어서, 상기 구동수단은 상기 저장조 외부에 배치된 구동모터와, 상기 구동모터에 연결되어 있는 상기 임펠러 샤프트를 구동하기 위해 밀봉된 커플링으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 냉음료 시스템.
14. 제13항에 있어서, 상기 커플링은 상기 임펠러 샤프트와 상기 모터를 연결하여 구동시키기 위한 자석 커플링으로 이루어진 것을 특징으로 하는 냉음료 시스템.
15. 제10항에 있어서, 상기 분배 유출 수단은 개방과 차단되는 위치 사이에서 움직이도록 분배 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉음료 시스템.