KR102506578B1 - 냉각 유닛을 포함하는 분배 장치 - Google Patents

Abstract

냉각 유닛으로 (a) 냉각 카트리지(cooling cartridge), 이는 하기를 포함하고: (i) 상기 카트리지의 내부 영역(inner area)을 한정하는 둘레 영역(perimeter area)을 따라 서로 밀봉된 2개의 포일(foil), 여기서 상기 양 포일의 사이에서 액체 통로(liquid pathway)가 한정되고 상기 액체 통로는 상기 냉각 카트리지의 입구와 출구 사이에서 유체 연통(fluid communication)을 형성한다; (ii) 상기 액체 통로 내에서 상기 냉각 카트리지의 내부 영역의 양 포일 사이에 제공되는 웹 또는 메쉬(mesh), 상기 내부 영역에서 압력이 주변 압력과 동일할 때 상기 웹 또는 메쉬의 물질은 상기 포일과 접촉하도록 구성된 접촉 영역(contact zone)을 포함한다; (b) 제1표면을 포함하는 제1냉각 플레이트 및 상기 제1표면에 대면하는(facing) 제2표면을 포함하는 제2냉각 플레이트; (c) 상기 제1 및 제2표면을 냉각시키기에 적합한 냉각 소스를 포함하고, 상기 냉각 카트리지의 내부 영역은 상기 두 냉각 표면 사이에 위치하고; 상기 포일은 상기 웹 또는 메쉬 물질의 접촉 영역에 부착된 별개의 위치에(at distinct location) 오직 존재하거나 또는 존재하지 않는 것을 특징으로 한다.

Description

냉각 유닛을 포함하는 분배 장치

본 발명은 액체, 일반적으로 저온에서 제공되어야 하는 맥주 또는 다른 탄산음료와 같은 음료를 분배하기 위한 가정용 또는 펍(pub) 및 바(bar)에서 발견되는 유형의 분배 장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명의 분배 장치는 냉각 유닛에 결합할 수 있는 냉각 카트리지와 함께 제공되고 따라서 상기 냉각 유닛에 장착된 냉각 플레이트와 열 접촉하는 분배 튜브의 섹션을 형성한다.

많은 응용 분야에서 액체의 냉각이 필요하다. 특히, 음료 또는 음료 성분은 분배하기 전에 또는 분배시에 종종 냉각되어야 한다. 이것은 맥주 또는 임의의 소다와 같은 맥아계 음료를 분배하는 경우이다. 실온보다 실질적으로 낮은 온도에서 음료를 제공하는 기본적으로 두 가지 방법이 있다: 분배될 음료 또는 성분을 담고 있는 전체 용기 또는 저장조가 냉각되거나 분배 튜브를 통해 용기 또는 저장조로부터 탭핑 밸브로 유동하는 음료 또는 음료 성분의 부피만 냉각된다.

많은 음료 분배기는 용기 또는 저장조를 저장 및 냉각하기 위한 냉각된 구획(compartment)을 포함한다. 일반적인 냉각 시스템은 가정용 냉장고에 사용되는 유형의 냉매 가스의 압축 팽창을 기반으로 한다. 펠티에 효과(Peltier effect)를 이용한 열전기 냉각 시스템은 또한 분배 장치에서 저장된 용기를 냉각시키기 위한 기술 분야에서 제안되어 왔다. 전체 용기/저장소를 냉각시키는데 있어서 한 가지 단점은 빈 컨테이너가 새로운 컨테이너로 교체되어야 하거나 또는 저장소가 리필될 필요가 있을 때 새로운 용기 또는 리필된 저장소의 내용물을 원하는 저온으로 낮추는데 상당한 시간이 걸린다는 점이다. 이 문제에 대한 해결책은 빈 용기 대신에 분배 장치에 적재된 직후에 사용할 수 있도록 전체 용기를 냉각된 칸(compartment)에 보관하는 것이다. 그러나 이 해결책은 적재 대기 중에 냉각된 용기를 저장하기 위한 추가 냉각 칸의 투자 및 새로운 냉각된 용기를 분배 장치상에 적재한 후에 새로운 용기를 냉각된 칸에 저장하는 추가 작업을 필요로 한다.

분배 튜브를 통해 흐르는 음료의 양만 냉각하면 분명히 많은 장점이 있다: 전술한 바와 같이 용기를 미리 냉각할 필요가 없으며, 냉각되는 액체의 부피가 분배되는 부피 또는 심지어 그 이하로 제한된다, 등. 그러나 이러한 프로세스의 수많은 문제로 인해 이러한 이점은 달성하기 어렵다. 음료의 종류(맥주의 종류)가 한 용기에서 다른 용기로 바뀌거나 일정 시간 동안 박테리아 축척이 분배 튜브에서 형성될 수 있기 때문에 분배 튜브를 정기적으로 청소하거나 교체해야 한다는 점을 고려해야 한다. 또 다른 과제는 맥주를 일반적으로 2 oz/s 또는 3.5 l/min의 비교적 높은 유속으로 분배해야 한다는 것이고, 그러한 유속에서 음료의 온도를 원하는 값으로 가져 오는 데 필요한 모든 열 에너지를 추출하기가 어렵다.

통상적으로, 용기/저장조의 내부를 탭핑 밸브(tapping valve)와 유체 연통(fluid communication)시키는 분배 장치의 분배 튜브는 얼음물 또는 글리콜과 같은 임의의 다른 2차 냉매의 용기에 딥핑된 서펜타인(serpentine) 또는 코일을 포함한다. 간단하고 효율적이지만 이 상기 솔루션에는 몇 가지 단점이 있다. 얼음물의 용기는 상당한 양의 공간을 차지하는데, 이는 바 카운터 또는 집 뒤에서 종종 부족하다. 얼음물의 온도는 섭씨 0도(0℃로 제한된다. 얼음과 물의 양은 일정한 간격으로 조절하고 얼음을 보충해야 한다. 상기 용기를 재충전할 필요가 없도록 압축기를 사용하여 얼음을 형성할 수 있다. 영하 온도는 예를 들어 글리콜 등으로 도달할 수 있다. 또한, 상기 코일 또는 서펜타인은 일반적으로 구리 또는 다른 열전도성 금속으로 만들어지며 규칙적인 간격으로 청소해야 하며, 이것은 구불구불한 코일 모양으로 보기에는 쉽지 않다.

상기 용기로부터 음료를 분배하기 위해 사용되는 분배 튜브는 펠티에 효과를 사용하여 냉각 시스템과 접촉함으로써 냉각될 수 있다. 다른 냉각 시스템만큼 효율적이지는 않지만 열전기(thermoelectric) 냉각 시스템은 냉매 가스, 또는 임의의 냉각 냉매 액체(cold refrigerant liquid)의 소스를 필요로 하지 않으며 전력원에만 연결해야 한다는 큰 이점이 있다. 열전기 냉각 시스템을 포함하는 음료 분배 장치의 예가 EP1188995, EP2103565, DE1020060053, US6658859, US5634343, WO2007076584, WO8707361, WO2004051163, EP1642863에 개시되어 있다. 예를 들어, 분배 튜브의 섹션을 냉각시키기 위한 펠티에 또는 열전기 냉각 시스템을 포함하는 분배 장치가 예를 들어 WO2010064191에 개시되어 있다. 분배 튜브는 펠티어 냉각 시스템에 의해 냉각된 냉각 블록을 통해 연장되는 통로에 배치된 변형 가능한 벽 부분을 포함한다. 일회용 튜브의 재료의 변형 가능성은 음료가 가압될 때 상기 튜브의 벽의 외부 표면이 상기 통로의 내부 표면에 접하는 것이다. 이렇게 하면 냉각 블록과 분배 튜브 사이의 열 접촉을 더 잘 보장할 수 있다. 냉각 블록을 통과하는 통로는 얇은 통로에 의해 서로 분리된 연속적인 챔버를 포함한다. 분배 튜브와 냉각 블록 사이의 열 접촉 면적이 상당히 줄어들고 이것은 3.5 l/min 정도의 유속에서 만족스러운 결과를 얻을 수 없을 것으로 보인다. 이것은 아마도 이러한 냉각 시스템이 펍 및 바보다 낮은 유속에서 기능하는 가정용 음료 분배 장치에 대해서만 설명되는 이유일 것이다.

분배 튜브를 통해 흐르는 맥주를 냉각시키기 위한 다른 냉각 솔루션이 당업계에 제안되어 왔다. 예를 들어, JP2002046799에는 가요성 분배 튜브와 밀착된 착탈 가능한 냉각 수단을 포함하여, 배럴로부터 공급된 맥주가 냉각되고 적절한 온도로 공급되도록 허용하는 가정용 음료 분배 장치를 개시한다. 상기 냉각 수단은 소정의 용기에 충전된 젤라틴계(gelatinous) 보냉제(cold-insulation agent)를 포함한다. 또한, 상기 냉각 수단의 벽면에는 가요성 분배 튜브를 배치하기 위한 가이드가 형성되어 있다.

따라서, 펍 및 바에서 사용되는 바와 같이 높은 속도로 분배 튜브를 통해 흐르는 맥주를 냉각시키는데 적합한 냉각 시스템 또는 가정용 장치에서 음료 또는 음료 성분의 즉각적인 냉각에 적합한 소형 냉각 유닛이 필요하다. 본 발명은 설치 및 유지 보수가 필요없는 사용자 친화적인 시스템으로 이러한 요구에 대한 해결책을 제시한다. 본 발명의 이들 및 다른 이점은 계속해서 제시된다.

본 발명은 첨부된 독립 청구항들에서 정의된다. 바람직한 실시 예는 종속항에 정의된다. 특히, 본 발명은 하기를 포함하는 음료 분배 장치용 냉각 유닛에 관한 것이다:

1. 상기 냉각 유닛은

(a) 냉각 카트리지(cooling cartridge), 이는 하기를 포함하고:

(i) 상기 카트리지의 내부 영역(inner area)을 한정하는 둘레 영역(perimeter area)을 따라 서로 밀봉된 2개의 포일(foil), 여기서 상기 양 포일의 사이에서 액체 통로(liquid pathway)가 정의되고 상기 액체 통로는 상기 냉각 카트리지의 입구와 출구 사이에서 유체 연통(fluid communication)을 형성한다;

(ii) 상기 액체 통로 내에서 상기 냉각 카트리지의 내부 영역의 양 포일 사이에 제공되는 웹 또는 메쉬(mesh), 상기 내부 영역에서 압력이 주변 압력과 동일할 때 상기 웹 또는 메쉬의 물질은 상기 포일과 접촉하도록 구성된 접촉 영역(contact zone)을 포함한다;

(b) 제1표면을 포함하는 제1냉각 플레이트 및 상기 제1표면에 대면하는(facing) 제2표면을 포함하는 제2냉각 플레이트;

(c) 상기 제1 및 제2표면을 냉각시키기에 적합한 냉각 소스를 포함하고, 상기 냉각 카트리지의 내부 영역은 상기 두 냉각 표면 사이에 위치하고;

상기 포일은 상기 웹 또는 메쉬 물질의 접촉 영역에 부착된 별개의 위치에(at distinct location) 오직 존재하거나 또는 존재하지 않는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 양 포일 사이에 배치된 웹 또는 메쉬의 물질은 상기 액체 통로에 비-직성 궤적(non-rectilinear trajectory)을 형성한다.

상기 양 포일 사이에 배치된 상기 웹 또는 메쉬 물질은 둘레 벽(perimeter wall)을 포함하고, 이는 상기 둘레 벽에 밀봉된 양 포일을 포함하는 상기 냉각 카트리지의 둘레를 한정하고, 상기 내부 영역에서 연장되는 상기 웹 또는 메쉬는 상기 포일들 사이의 액체 통로의 비-직선 궤적을 형성한다.

바람직한 실시 예에서, 내부 영역에 위치하는 상기 포일의 일부는 신축성(stretchable)이 있거나 상기 내부 영역보다 큰 치수를 가지며, 상기 포일은 상기 액체 통로의 내부 부피가 가압될 때 상기 냉각 표면에 수직인 방향으로 상기 접촉 영역 벽부(wall part)로부터 적어도 국부적으로 이격되고, 이로써 상기 냉각 유닛에서 상기 액체 통로의 궤도에서 쇼트-컷이 발생한다.

상기 제1 및 제2냉각 플레이트의 제1표면과 제2표면을 이격시키는(separating) 거리를

- 상기 라인의 두께(HI)보다 큰 적재 거리(d0)로부터 및 상기 2개의 냉각 플레이트 사이에서 상기 카트리지의 도입을 허용하는 삽입 슬롯을 형성함,

- 냉각 거리(dc<d0)까지 변화시킬 수 있고, 여기서 제1 및 제2표면은 제1 및 제2포일과 접촉하고 이들 포일을 웹 또는 메쉬의 벽부에 대해 가압한다.

거리 dc만큼 이격된(spaced) 경우, 상기 냉각 플레이트는 상기 포일을 웹 또는 메쉬의 물질의 접촉 영역에 대해 가압한다.

냉각될 상기 액체의 난류(turbulent flow)를 보장하기 위해, 배플 또는 난류를 유도하는 구성요소가 상기 액체 통로의 비-직선 궤도에 제공되는 것이 바람직하다.

상기 냉각 장치를 콤팩트(compact)하게 하기 위해서, 열 전달률이 좋은 재료, 예를 들면 알루미늄과 같은 금속 물질(metallic material)로 포일을 제조하는 것이 바람직하다. 상기 웹 또는 메쉬는 중합체 물질 또는 금속 재료로 제조될 수 있다.

상기 냉각 표면과 냉각될 액체 사이의 접촉 면적을 증가시키기 위해, 상기 접촉 영역을 한정하는 웹의 벽부는 가능한 얇은 것이 바람직하다. 상기 웹의 벽부에 상기 포일을 용접(welding)하거나 접착(glueing)하는 것만이 이들 벽 부분의 두께를 2 mm 이하, 바람직하게는 1 mm 이하로 감소시키는 것을 허용한다.

본 발명은 또한 본 발명에 따른 냉각 유닛을 포함하는 음료 분배 장치에 관한 것이며, 이러한 음료 분배 장치는 예를 들면, 가정용 장치 또는 바, 호텔 또는 펍에서 사용하기 위한 업소(on-trade) 장치를 포함하는 임의의 유형일 수 있다. 상기 분배 장치는 탄산 맥아계 음료를 분배하도록 설계되는 것이 바람직하다.

바람직한 실시 예에서, 상기 분배 장치는 제1분배 라인에 의해 분배 탭에 유동적으로(fluidly) 연결된 농축 음료 성분의 공급원 및 제2분배 라인에 의해 분배 탭에 유동적으로 연결된 희석제(diluent)의 공급원, 상기 농축 음료 성분 및/또는 희석제가 상기 제1 및/또는 제2분배 라인으로 유동할 때 이를 냉각시키기 위한 상기 장치에 통합된 냉각 유닛을 포함하는 유형이다.

상기 분배 장치는 제1 및 제2분배 라인과 유체 연통(fluid communication)하는 입구(inlet) 및 상기 분배 탭과 유체 연통하는 출구(outlet)를 포함하는 혼합 유닛(mixing unit)을 포함하고, 이 경우, 상기 냉각 유닛은 바람직하게는 상기 혼합 유닛의 하류에서 상기 농축 음료 성분 및/또는 희석제를 냉각시키기 위하여 상기 장치에 통합된다.

다른 실시 예 또는 혼합 유닛에 부가하여, 상기 분배 장치는 상기 희석제의 공급원과 유체 연통하는 입구 및 상기 분배 탭과 유체 연통하는 출구를 포함하는 탄산화 장치(carbonation unit,), 바람직하게는 인라인(in-line) 탄산화 장치를 포함하고, 이 경우, 상기 냉각 유닛은 바람직하게는 상기 탄산화 장치 하류에서 상기 희석제를 냉각시키기 위하여 상기 장치에 통합된다.

본 발명의 본질에 대한 충분한 이해를 위해, 첨부된 도면과 관련하여 취해진 다음의 상세한 설명을 참조한다.
도 1은 본 발명에 따른 냉각 유닛을 포함하는 분배 장치의 3가지 실시 예를 도시한다.
도 2는 (a) 냉각 카트리지를 적절한 슬롯에 삽입하기 전, 및 (b) 냉각 카트리지를 제 위치에 배치한 본 발명에 따른 분배 장치의 제1실시 예를 도시한다.
도 3은 (a) 냉각 카트리지를 적절한 슬롯에 삽입하기 전 본 발명에 따른 분배 장치의 다른 실시 예를 도시한다.
도 4는 (a) 냉각 카트리지를 수용할 준비가 된 빈 슬롯을 포함하는 냉각 유닛 (b) 냉각 카트리지를 상기 냉각 유닛의 상기 슬롯으로의 적재 (c) 플레이트 이동에 의한 액체 통로(liquid pathway)의 가압 및 압력의 적용 (d) 상기 용기가 거의 비었을 때 상기 채널의 가압을 나타내는 제1실시예의 냉각 카트리지를 냉각 유닛에 적재하기 위한 다양한 단계를 나타낸다.
도 5는 (a) 냉각 카트리지를 수용할 준비가 된 빈 슬롯을 포함하는 냉각 유닛 (b) 냉각 카트리지를 상기 냉각 유닛의 상기 슬롯으로의 적재 (c) 상기 액체 통로 내부에서 상기 채널의 가압 및 압력의 적용을 나타내는 대안적인 실시예의 냉각 카트리지를 냉각 유닛에 적재하기 위한 다양한 단계를 나타낸다.
도 6은 냉각 카트리지의 실시 예의 사시도이다.
도 7은 본 발명에 따른 냉각 카트리지의 다른 웹 또는 메쉬를 도시한다.
도 8은 본 발명에 따른 냉각 유닛을 포함하는 분배 장치의 제4실시예를 도시한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명은 음료 분배 장치 및 상기 음료 분배 장치를 형성하기 위한 다부품 키트(kit-of-parts)에 관한 것으로, 아래의 구성 요소를 포함한다:

- 제1 및 제2냉각 플레이트(2P)의 제1 및 제2표면을 분리하는 거리에 의해 형성된 슬롯을 포함하는 냉각 유닛(2)을 구비한 음료 분배 장치.

- 두 개의 포일(foil)(1F)과 하나의 웹(1W) 또는 메쉬에 의하여 형성되는 카트리지(1), 이는 내부 영역의 둘레를 한정하는 둘레 벽(perimeter wall)(1PW) 및 상기 둘레 벽에 부착되고 상기 포일 사이에서 비-직선 궤적(non-rectilinear trajectory)을 갖는 액체 통로(liquid pathway)(1C)를 형성하는 상기 내부 영역으로 연장되는 복수의 벽부(wall part)(1WP)를 포함하고, 상기 액체 통로는 냉각 유닛 입구(1i)에서 냉각 유닛 출구(1o)로 연장되고, 상기 냉각 유닛 입구(1i) 및 냉각 유닛 출구(1o) 모두는 바람직하게는 상기 내부 영역의 외부에 위치되며;

- 한편에서(on the one hand) 음료 또는 음료 성분을 함유하는 용기(또는 저장조)에 그리고 다른 한편에서는 상기 냉각 유닛의 입구(1i)에 결합하거나 결합하기에 적합한 상류 분배 튜브 섹션(3U), 및

- 한편에서 상기 냉각 유닛의 출구(1o)에 연결되고, 다른 한편에서는, 예를 들어 펍에서 전통적으로 사용되는 분배 컬럼(9)의 상부에 제공되는 분배 탭(9V)에 결합되거나 이에 결합하기에 적합한 하류 분배 튜브(3D).

전술한 구성요소는 계속해서 더 상세히 논의될 것이다. 본 발명의 요지는 상기 포일이 상기 웹 또는 메쉬의 상기 벽 부분 또는 접촉 영역에 부착된 별개의 위치(distinct location)에 오직 존재하거나 또는 존재하지 않는 것으로, 이것에 의하여 상기 냉각 유닛 내의 채널의 궤적에서 쇼트-컷(short-cut)을 생성하여 상기 카트리지 내의 난류 액체 유동을 촉진하고 따라서 상기 액체의 냉각 효율을 향상시키고 및/또는 상기 웹 벽부(web wall part)가 차례로 냉각 표면과 접촉하는 냉각될 액체와 포일 사이 및 냉각 표면상의 접촉 영역을 증가시키기 위해 냉각 표면의 평면에서 가능한 한 작은 단면을 가지도록 치수가 정해진다. 즉, 상기 접촉 영역의 풋 프린트, 이 경우에 있어서 상기 웹 벽은 상기 카트리지의 채널 길이에 영향을 주지 않으면서 최소화된다.

액체 경로(liquid pathway) 또는 이 경우에 있어서 채널은 상기 채널의 궤도(반드시 직선일 필요는 없음)를 한정하는 축방향 축(axial axis)에 평행한 축 방향에 의해 정의될 수 있다. 상기 축방향 축은 대개 상기 채널의 대칭 축에 해당하거나 비 직선 채널의 경우 연속 선(continuous line)을 형성하기 위해 나란히 놓인 일련의 대칭점에 의해 정의된다. 채널은 또한 축방향 축에 수직인 방향을 포함하여 반경 방향(radial direction)으로 정의된다. 원통형 채널에서, 상기 축방향 축은 원통의 회전축(axis of revolution)이며, 반경 방향은 축 방향에 수직인 단면의 임의의 반경(radius)에 의해 정의된다. 본 케이스의 경우, 제1 및 제2포일은 상기 웹 벽부에 용접 또는 접착되지 않으며, 상기 카트리지의 채널에 이와 같은 쇼트 컷(short cut)이 생성되도록 한다. 따라서, 상기 채널이 가요성이어야 하는 적어도 하나의 반경 방향은 웹 벽부를 고려하여 상기 포일의 이동 방향에 의해 사용시 한정된다.

상기 냉각 유닛은 제1 및 제2냉각 플레이트을 냉각시키기 위한 냉각 소스(2C)를 포함한다. 당업계에 공지된 임의의 유형의 냉각 소스(source)가 제1 및 제2냉각 플레이트를 냉각시키는데 사용될 수 있다. 일반적으로 압축기(compressor) 기반 냉동 시스템 또는 열전기 냉각 시스템은 냉각 플레이트를 냉각시키는데 적합하다. 그러나 임의의 다른 방법이 본 발명을 벗어나지 않고 사용될 수 있다. 상기 냉각 유닛에는 바람직하게는 오직 서로 마주하는 제1 및 제2표면으로부터 열교환을 향상 시도록 배치되고 상기 카트리지의 포일과 접촉하도록 설계된 절연(insulation) 물질(2i)이 제공된다.

도 2 및 도 3에서 알 수 있는 바와 같이, 음료 통(keg), 용기 또는 저장조(5)에서 분배 탭(9V)으로 연속적으로 이어지는 분배 튜브는 3개의 섹션으로 구성된다:

(a) 상기 용기에 결합할 수 있고 그 내부와 유체 연통할 수 있는 상류 근위 단부(proximal end)(3Up), 및 상기 카트리지의 채널 입구(1i)에 밀봉식으로 결합하거나 결합할 수 있는 상류 원위 단부(distal end)(3Ud)를 포함하는 상류 분배 튜브 섹션(3U);

(b) 상기 상류 원위 단부(3Ud)와 결합하거나 결합하기에 적합한 상기 채널 입구(inlet)로부터 채널 출구(outlet)로 비선형 궤적으로 연장하는 서펜타인(serpentine)을 형성하는 카트리지의 채널, 및

(c) 상기 채널 출구(1o)에 결합하거나 결합하기에 적합한 하류 근위 단부(3Dp) 및 분배 탭(9V)에 연결될 수 있는 하류 원위 단부(3Dd)를 포함하는 하류 분배 튜브 섹션(3D).

용어 "상류" 및 "하류"는 용기로부터 태핑 밸브(tapping valve)로, 즉 상기 상류 근위 단부(3Up)에서 하류 원위 단부(3Dd)로의 음료의 유동 방향과 관련하여 본원에서 정의된다.

앞의 세 개의 섹션 중 하나에서 하나 이상의 밸브가 제공될 수 있다. 원하지 않는 및 통제되지 않는 상기 음료의 흘림(spilling)을 방지하기 위하여, 적어도 밸브는 하류 원위 단부(3Dd)가 분배 탭(9V)에 정확하게 결합되고 후자(latter)가 폐쇄되기 전에 상류 근위 단부(3Up)를 상기 통(keg)에 연결하는 경우에 유리할 수 있다. 상기 밸브는 상기 통 자체에 또는 상기 분배 튜브를 상기 통에 결합하기 위해 사용되는 결합 링(coupling ring)에 제공될 수도 있다. 엄격히 말하면, 상류 분배 튜브 섹션(3U)을 상기 통에 결합하기 전에 하류 분배 튜브 섹션(3D)이 상기 분배 탭(9V)에 결합되는 경우 흘림(spilling)이 발생할 수 없으므로 밸브가 필수적인 것은 아니다. 그러나 펍의 통은 미숙한 직원이나 소음, 군중, 바쁨 등의 스트레스가 많은 상황에서 취급될 수 있다는 것을 고려하면 풀 프루프(fool proof) 조치로서 밸브가 유리하다.

위생상의 이유로, 상이한 음료를 함유하는 두 개의 통이 동일한 분배 장치에 연속적으로 장착될 때의 맛을 명확히 분리하기 위하여, 전체 분배 튜브(즉, 전술한 3개의 섹션으로 구성)가 일회용인 것이 바람직하다. 따라서 저렴하고 재활용이 가능한 물질을 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 카트리지가 도 6에 도시되어 있다. 상기 카트리지의 포일(1F)(박막 재료)은 바람직하게는 상기 웹의 둘레 벽(1W)에 의해 한정된 카트리지의 둘레보다 약간 넓고 및/또는 특히 상기 채널을 통해 흐르는 액체가 대기압보다 높은 압력에서 가압될 때, 상기 웹 벽부로부터 국부적으로 이격될 수 있도록 신축성(stretchable) 있는 재료로 제조된다. 상기 포일은 중합체성 물질 또는 금속 물질 또는 20℃에서 최대 4 cc/metre/day/bar, 바람직하게는 20℃에서 최대 1 cc/metre/day/bar, 가장 바람직하게는 20℃에서 최대 0.05 cc/metre/day/bar의 산소 전달을 포함하는 금속/중합체 하이브리드 물질과 같은 금속화된 중합체성(metalized polymeric) 물질로 제조되는 것이 바람직하다. 적합한 재료는 알루미늄, 바람직하게는 80㎛ 이하의 두께를 갖는 알루미늄 포일이다. 상기 카트리지에 최소 강성(stiffness)을 제공하는 둘레벽과 함께, 상기 웹의 재료는 중합체성 물질(바람직하게는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등과 같은 폴리올레핀) 또는 금속 물질(바람직하게는 알루미늄) 또는 금속 코팅된 중합체 물질과 같은 금속/중합체 하이브리드 물질이다. 포일은 상기 둘레 벽 및 원한다면, 용접, 브레이징 또는 접착제로 상기 웹 벽부에 대한 몇몇 별개의 지점 또는 섹션에 고정될 수 있다. 웹 벽부는 상기 웹 재료에 의해 점유되는 상기 카트리지의 영역을 제한하고 그에 따라 카트리지의 포일로 냉각될 액체의 접촉 영역을 최대화하기 위해 가능한 한 얇게 제조되는 것이 바람직하다. 상기 웹 벽부에 상기 포일의 용접, 브레이징 또는 접착은 선택 사항이며, 상기 웹 벽부의 두께는 바람직하게는 2 mm 이하, 바람직하게는 1 mm 이하의 두께로 제한될 수 있다.

상기 포일이 금속 코팅된 중합체 물질로 제조되는 경우, 상기 포일은 금속, 바람직하게는 적어도 30㎛, 바람직하게는 적어도 40㎛의 알루미늄층 및 중합체, 바람직하게는 10㎛ 내지 20㎛의 두께를 갖는 폴리에틸렌 층을 포함할 수 있다. 상기 금속 층은 바람직하게는 상기 포일의 장벽 특성 및 열 전도성을 제공하는 반면, 상기 중합체 층은 상기 포일이 웹 물질에 용접되는 것을 허용한다.

웹 벽부에 대한 포일의 비-연속 고정은 상기 냉각 카트리지에 두 가지 중요한 이점을 제공한다. 첫째, 포일이 웹 벽부로부터 이격되어 가압된 유체가 상기 채널을 통해 흐를 때 및 액체가 상기 채널의 한 섹션에서 다른 섹션으로 흐를 때, 쇼트-컷(short-cut)의 형성을 허용하고, 이로 인하여 상기 채널에서 냉각 효율을 증가시키는 난류 흐름(turbulent flow)을 유도한다. 두 번째로, 연속 고정의 부재는 상기 카트리지의 포일로 냉각될 액체의 접촉 영역을 최대화하여, 다시 냉각 효율성을 향상시킨다.

부가적으로, 배플(baffle) 또는 난류 유도 구성요소가 상기 채널에 제공될 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, 이러한 난류 유도 구성요소(1T)는 상기 웹과 일체형으로 제조될 수 있다. 배플 또는 높은 난류를 유도하기 위한 대안으로서, 상기 채널이 상대적으로 작은 단면 및 큰 길이를 가지며, 냉각 유닛의 입구에서의 액체 통로 내의 압력이 다소 높게 설정되어, 상기 액체 흐름에서 높은 레이놀즈 수(Reynolds number)를 유도하기 위해 액체 입구와 액체 출구 사이의 채널을 통해 큰 압력 강하를 생성하도록 상기 냉각 유닛을 설계할 수 있다. 도 7의 가장 오른쪽 예에서, 상기 웹의 물질은 웹의 물질(채널 또는 경로의 비-직선 궤적을 정의함) 및 배플의 기능 모두를 갖는 메쉬로서 실행된다. 이 경우 상기 벽부를 정의하기가 더 어렵기 때문에 상기 포일과 상기 메쉬의 물질 사이의 접촉 영역(contact zone)을 정의할 수 있고, 이 접촉 영역은 상기 내부 영역의 압력이 대기압과 같을 때 상기 포일이 냉각 카트리지의 내부 영역에서 웹 또는 메쉬의 물질과 접촉하는 위치이고, 다시 말해서, 상기 접촉 영역은 상기 내부 영역의 압력(액체 경로를 흐르는 액체의 압력)이 주변(대기압) 압력과 같을 때 냉각 카트리지의 포일과 접촉하도록 구성된다.

바람직한 실시 예에서, 상기 웹의 둘레 벽은 서로 실질적으로 평행한 제1에지 쌍(a first pair of edges)과, 서로 실질적으로 평행하고 제1에지 쌍에 바람직하게 수직인, 따라서 직사각형 또는 정사각형을 형성하는 제2에지 쌍(a second pair of edges)을 포함하는 4개의 에지로 형성된다.

일 실시 예에서, 상기 상류 분배 튜브 섹션은 채널 입구에 영구적으로 결합되고, 유사하게, 상기 하류 분배 튜브 섹션은 상기 카트리지의 채널 출구에 영구적으로 결합된다. 이런 식으로 사용자는 전체 분배 튜브를 교체할 의무가 있으며 위생적인 이유로 소비자에게 해로울 수 있는 추가 사용을 위해 하나 또는 다른 섹션을 유지하려는 유혹을 받지 않는다. 이러한 실시 예는 도 2에 도시된 바와 같은 조립체에서 사용될 수 있다.

다른 실시 예에서, 도 3에 도시된 바와 같이, 상류 및 하류 분배 튜브 섹션 모두 냉각 카트리지에 가역적으로 결합된다. 상기 카트리지는 둘레 벽으로부터 돌출된 채널 입구 및 채널 출구를 구비한다. 상기 카트리지가 2개의 냉각 플레이트에 의해 한정된 삽입 슬롯 내로 도입될 때, 상기 입구 채널은 가역적으로 맞물려서 상류 분배 튜브 섹션의 원위 단부(distal end)에 결합되고, 유사하게 상기 채널 출구(1o)는 하류 분배 튜브 섹션의 근위 단부(proximal end)에 가역적으로 결합된다. 가끔 시판되는 상기 통에 영구적으로 결합된 상류 분배 튜브 섹션과 함께 제공된 통을 사용할 때 매우 유리할 수 있다.

냉각 유닛의 특정 실시 예에서, 제1 및 제2냉각 플레이트의 제1표면 및 제2표면은 변화될 수 있다. 이는 상기 채널(1C)과 상기 냉각 플레이트(2P) 사이의 양호한 접촉을 보장하여 음료로부터 냉각 플레이트로의 열 전달이 최적화되도록 한다. 도 4에 도시된 실시 예에서, 제1 및 제2냉각 플레이트는 제1 및 제2냉각 플레이트의 제1표면과 제2표면을 분리하는(separating) 거리를 감소시키는 것으로 압력을 가하기 위한 탄성 수단(2F)에 각각 결합된다.

도 4(a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 적재 구성(loading configuration)에서, 2개의 냉각 플레이트는 상기 카트리지의 두께보다 큰 적재 거리(d0)만큼 서로 분리되고 삽입 슬롯(2S)을 형성한다. 상기 카트리지(1)는 도 4(b)에 도시된 바와 같이 상기 슬롯 내로 삽입될 수 있다. 새로운 카트리지가 삽입될 때, 상기 채널(1C)은 이 단계에서 분배 채널이 가압되지 않기 때문에 일반적으로 수축된다. 상기 상류 근위 단부(3Up)를 상기 통에 연결한 후에 통 또는 용기를 가압하면, 상기 카트리지 채널은 팽창되고 (즉, 포일이 멀리 이동하고) 액체로 채워진다. 도 4c에 도시된 바와 같이, 상기 냉각 플레이트는 탄성 수단의 압력으로 이동하고, 제1 및 제2표면은 냉각 거리, dc,에 도달할 때까지 서로 가까워지고, 여기서 그것들은 구불구불한(tortuous) 채널(1C)을 형성하는 상기 카트리지의 박막과 접촉한다. 바람직한 실시 예에서, 제1 및 제2표면은 상기 채널과 냉각 플레이트 사이의 접촉 면적을 추가로 증가시키기 위해 구불구불한 채널의 표면과 결합하는 구조를 포함할 수 있다.

도 4(d)에 도시된 바와 같이, 상기 분배 튜브 내의 압력이 감소할 때, 상기 가요성 채널은 수축하고, 제1 및 제2표면은 가요성 채널의 부피 변화에 따라 서로 더 가까워짐으로써 상기 카트리지 포일과 접촉을 유지한다. 상기 통이 비었을 때 압력이 감소할 수 있으며 또는 경우에 따라 상기 통은 항상 가압되지 않고 분배시에만 가압된다. 상기 채널의 부피와 관계없이 채널과 접촉을 유지하는 상기 냉각 플레이트의 이점은 각 분배 후 또는 통이 빈 후에 유리하다는 점이다. 상기 분배 튜브에 남아있는 액체는 적어도 부분적으로 채널로부터 하류 분배 튜브 섹션을 향해 탭핑 밸브로 가압되어, 나머지 액체로부터 분배 튜브의 실질적인 부분을 비울 수 있다.

대안적으로, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 냉각 플레이트는 서로 고정된 거리에 위치되고 상기 카트리지는 상기 채널이 가압되지 않은 냉각 플레이트 사이의 거리에 의해 한정된 슬롯에 삽입된다. 상기 상류 근위 단부(3Up)를 통에 결합시킨 후에 통 또는 용기를 가압하면, 상기 카트리지 채널이 팽창되고 (즉, 포일이 멀리 이동하고) 냉각 플레이트에 대하여 압박된다. 이러한 실시 예는 상기 웹 벽부로부터 상기 포일로부터 멀어짐에 따라 상기 채널의 가압시에 상기 카트리지 채널의 쇼트-컷의 발생을 허용한다.

도 1a에 도시된 바와 같이, 본 발명에서 정의된 냉각 유닛(2)은 하나 이상의 용기를 저장하기 위한 임의의 챔버없이 냉장 음료를 분배할 수 있게 한다. 도 1b에 도시된 바와 같이, 챔버(11)는 물론 가압 가스의 소스(7)에 연결된 하나 이상의 통(5)을 저장하는데 사용될 수 있지만, 상기 챔버는 냉장될 필요가 없다. 상기 냉각 유닛은 상기 챔버의 내측으로부터 외측으로, 태핑 컬럼 및 태핑 밸브로 분배 튜브 섹션을 통과시키는 수단을 포함하는 상기 챔버의 벽에 고정될 수 있다. 새롭게 결합된 통이 그 안에 담긴 음료의 전체 양이 서빙 온도에 도달하기를 기다리지 않고 즉각적으로 제공될 수 있다는 사실 외에도, 본 발명은 또한 냉장 음료를 제공하기 위해 냉각 챔버가 필요 없기 때문에 가정 및 펍 장치에 요구되는 투자를 감소시킬 수 있다. 도 1c는 전형적인 가정용 장치 설정에서 본 발명에 정의된 바와 같은 냉각 유닛을 도시한다. 전술한 바와 같이, 카트리지는 매우 저렴할 수 있고, 본 발명에서는 냉각이 매우 쉽고 경제적이다.

도 7은 농축 맥주 또는 사이다, 희석제 및 잠재적으로 압축가스 소스(예를 들어 이산화탄소, 질소 또는 둘 모두의 혼합물)와 같은 농축 음료 성분으로부터 시작하는 음료를 분배하기에 적합한 분배 장치에서 본 발명에 정의된 냉각 유닛(2)의 3가지 대안을 도시한다. 이러한 분배 장치에서, 상기 냉각 유닛은 통 또는 저장소(10R)를 희석제(예를 들어, 물 또는 중성 맥주베이스)와 탄산 유닛(10C)으로 연결시키는 분배 라인 섹션에 위치되는 것이 바람직하며, 이로 인하여 상기 희석제의 탄산화가 서브 실내 온도에서 보다 효율적으로 수행될 수 있다. 상기 탄산 유닛은 혼합 유닛(mixing unit)(10M)의 하류(downstream)에 배치되는 것이 바람직하며, 여기서 농축된 음료 성분은 미리-탄화된 희석제와 혼합된다. 대안적으로, 상기 냉각 유닛은 임의의 다른 분배 라인 섹션에 위치될 수 있지만, 상기 희석제가 최종 음료의 최대 부피 분율을 나타내기 때문에 희석제 또는 최종 음료를 냉각시키는 것이 바람직하다. 희석제가 물일 때, 특히 맥주의 경우 물이 혼합 음료보다 생물학적 손상이 적다는 이유로 냉각 유닛을 상기 희석제의 분배 라인 섹션에서 상기 혼합 유닛(mixing unit)의 하류에 위치시키는 것이 또한 유리하다.

사용에서, 상기 전술한 모든 구성 요소는 음료 또는 음료 성분을 함유하는 용기/통/저장조를 포함하는 음료 분배 장치를 형성하도록 조립되며, 이는 추가로

(A) 상기 정의된 카트리지(1), 및

(B) 상기 카트리지를 수용하기 위한 슬롯(2S)에 의해 분리된 2개의 냉각 플레이트를 포함하는, 상기 정의된 바와 같은 냉각 유닛이 제공된 음료 분배 장치를 포함한다. 상기 분배 장치는 바람직하게는 하나 이상의 음료 용기 및 잠재적으로 적어도 하나의 압축가스 공급원을 저장하기 위한 챔버(11)를 포함할 수 있으나 필수적인 것은 아니다.

상기 카트리지가 상기 냉각 장치(2)의 상기 삽입 슬롯(2S)에 삽입된다. 연속 분배 튜브는 상기 용기의 내부와 유체 연통하는 상류 근위 단부(3Up)로부터 상기 태핑 밸브에 결합되고 주변 대기로 개방되는 하류 원위 단부(3Dd)까지 연장된다. 상기 분배되는 음료는 상기 채널의 얇은 벽과 친밀하게 열 접촉하면서 제1 및 제2냉각 플레이트의 제1 및 제2표면과 열을 교환함으로써 상기 카트리지의 구불구불한 채널을 통해 흐르면서 냉각된다. 따라서 차가운 또는 냉각된 음료는 상기 용기의 전체 내용물을 냉각시키지 않고도 제공될 수 있다.

명백하게 음료 분비 장치는 본 발명의 따른 하나 이상의 냉각 유닛을 포함할 수 있고, 상기 상이한 냉각 유닛은 음료 또는 음료 성분 저장조와 탭 밸브 사이에서 단일 분배 라인과 협력하거나 각각 음료 저장조 또는 음료 성분 저장조와 상기 장치로부터 하나 이상의 음료를 분배하는 전용 음료 탭을 각각 결합하는 복수의 분배 라인과 협력하고, 이것에 의하여 각각의 음료는 상이한 분배 라인을 통해 분배되고 각각의 분배 라인은 전용 냉각 유닛과 협력한다(그 자체로 각각의 바람직한 온도에서 각각의 음료를 분배할 수 있게 한다).

Claims (15)

1. (a) 냉각 카트리지, 이는 하기를 포함하고:
   (i) 상기 카트리지의 내부 영역을 한정하는 둘레 영역을 따라 서로 밀봉된 2개의 포일, 여기서 상기 양 포일의 사이에서 액체 통로가 한정되고 상기 액체 통로는 상기 냉각 카트리지의 입구와 출구 사이에서 유체 연통을 형성함;
   (ii) 상기 액체 통로 내의 상기 냉각 카트리지의 내부 영역에서 양 포일 사이에 제공되는 웹 또는 메쉬(mesh), 상기 내부 영역에서 압력이 주변 압력과 동일할 때 상기 웹 또는 메쉬의 물질은 상기 포일과 접촉하도록 구성된 접촉 영역을 포함함;
   (b) 제1표면을 포함하는 제1냉각 플레이트 및 상기 제1표면에 대면하는(facing) 제2표면을 포함하는 제2냉각 플레이트;
   (c) 상기 제1 및 제2표면을 냉각시키기에 적합한 냉각 소스를 포함하고, 상기 냉각 카트리지의 내부 영역은 상기 두 냉각 표면 사이에 위치하고;
   상기 포일은 상기 웹 또는 메쉬 물질의 접촉 영역에 부착된 별개의 위치에 오직 존재하거나 또는 존재하지 않는 것을 특징으로 하는 냉각 유닛.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 양 포일 사이에 배치된 상기 웹 또는 메쉬 물질은 상기 액체 통로에 비-직성 궤적(non-rectilinear trajectory)을 형성하는 냉각 유닛.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 양 포일 사이에 배치된 상기 웹 또는 메쉬 물질은 둘레 벽(perimeter wall)으로 밀봉된 양 포일을 포함하는 상기 냉각 카트리지의 둘레를 한정하는 둘레 벽을 포함하고, 상기 내부 영역에서 연장되는 상기 웹 또는 메쉬는 상기 포일들 사이의 액체 통로의 비-직선 궤적을 형성하는 냉각 유닛.
   
4. 제3항에 있어서,
   내부 영역에 위치하는 상기 포일의 일부는 신축성(stretchable)이 있거나 상기 내부 영역보다 큰 치수를 가지며, 상기 포일은 상기 액체 통로의 내부 부피가 가압될 때 상기 냉각 표면에 수직인 방향으로 상기 벽부(wall part)로부터 적어도 국부적으로 이격되고, 이로써 상기 액체 통로의 궤도에서 쇼트-컷이 발생하는 냉각 유닛.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 제1 및 제2냉각 플레이트의 제1표면과 제2표면을 이격시키는(separating) 거리를
   - 상기 냉각 카트리지의 두께(HI)보다 큰 적재 거리(d0)로부터 및 상기 2개의 냉각 플레이트 사이에서 상기 카트리지의 도입을 허용하는 삽입 슬롯을 형성함,
   - 냉각 거리(dc<d0)까지 변화시킬 수 있고, 여기서 제1 및 제2표면은 제1 및 제2포일과 접촉하고 이들 포일을 웹 또는 메쉬의 벽부에 대해 가압하는 냉각 유닛.
   
6. 제5항에 있어서,
   거리 dc에서, 상기 냉각 플레이트는 상기 포일을 웹 또는 메쉬의 물질의 접촉 영역에 대해 가압하는 냉각 유닛.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 액체 통로의 비-직선 궤도에서 배플 또는 난류를 유도하는 구성요소를 포함하는 냉각 유닛.
   
8. 제1항에 있어서,
   상기 포일 중 적어도 하나는 금속 물질(metallic material)로 제조되는 냉각 유닛.
   
9. 제1항에 있어서,
   상기 웹 또는 메쉬 물질은 중합체 물질, 금속 물질 또는 금속/중합체 하이브리드 물질로 제조되는 냉각 유닛.
   
   
10. 제1항에 있어서,
    상기 웹의 물질은 상기 웹과 상기 포일 사이의 접촉 영역(contact zone)을 한정하는 벽부(wall part)를 포함하고, 상기 웹의 상기 접촉 영역(벽부)은 2mm 이하의 높이 방향에 대해 수직으로 측정된 두께를 갖는 냉각 유닛.
    
11. 청구항 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에서 식별된 냉각 유닛을 포함하는 음료 분배 장치.
    
12. 제11항에 있어서,
    제1분배 라인에 의해 분배 탭에 유동적으로 연결된 농축 음료 성분의 공급원 및 제2분배 라인에 의해 분배 탭에 유동적으로 연결된 희석제(diluent)의 공급원, 상기 제1 또는 제2분배 라인으로 유동할 때 상기 농축 음료 성분 또는 희석제를 냉각시키기 위한 상기 장치에 통합된 냉각 유닛을 포함하는 음료 분배 장치.
    
13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 및 제2분배 라인과 유체 연통(fluid communication)하는 입구 및 상기 분배 탭과 유체 연통하는 출구를 포함하는 혼합 유닛, 상기 혼합 유닛 하류에서 상기 농축 음료 성분 또는 희석제를 냉각시키기 위해 상기 장치에 통합된 냉각 유닛을 포함하는 음료 분배 장치.
    
14. 제12항에 있어서,
    상기 희석제의 공급원과 유체 연통하는 입구 및 상기 분배 탭과 유체 연통하는 출구를 포함하는 탄산화 장치(carbonation unit,), 상기 탄산화 장치 하류에서 상기 희석제를 냉각시키기 위해 상기 장치에 통합된 냉각 유닛을 포함하는 음료 분배 장치.
    
15. 음료 분배 장치용 다부품 키트(kit-of-parts)로, 상기 다부품 키트는 하기를 포함하고:
    (a) 냉각 카트리지, 이는 하기를 포함하고:
    (i) 상기 카트리지의 내부 영역을 한정하는 둘레 영역을 따라 서로 밀봉된 2개의 포일, 여기서 상기 양 포일에 의하여 액체 통로(liquid pathway)가 한정되고 상기 액체 통로는 상기 냉각 카트리지의 입구와 출구 사이에서 유체 연통을 형성함;
    (ii) 상기 액체 통로 내의 상기 냉각 카트리지의 내부 영역에서 양 포일 사이에 제공되는 웹 또는 메쉬(mesh), 상기 내부 영역에서 압력이 주변(ambient) 압력과 동일할 때 상기 웹 또는 메쉬의 물질은 상기 포일과 접촉하도록 구성된 접촉 영역(contact zone)을 포함함;
    (b) 냉각 유닛을 포함하는 음료 분배 기구, 이는 하기를 포함하고:
    (i) 제1표면을 포함하는 제1냉각 플레이트 및 상기 제1표면에 대면하는(facing) 제2표면을 포함하는 제2냉각 플레이트;
    (ii) 상기 제1 및 제2표면을 냉각시키기에 적합한 냉각 소스, 상기 냉각 카트리지는 상기 두 냉각 표면 사이에 위치하고;
    상기 냉각 카트리지의 상기 포일은 상기 웹 또는 메쉬 물질의 접촉 영역에 부착된 별개의 위치에(at distinct location) 오직 존재하거나 또는 존재하지 않는 것을 특징으로 하는 다부품 키트.
    

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