KR900000265B1

KR900000265B1 - 음료혼합장치

Info

Publication number: KR900000265B1
Application number: KR1019850005669A
Authority: KR
Inventors: 에쉬베르거 마타아스; 화르버 칼헤인쯔; 다이닝기 안톤
Original assignee: 보쉬-지멘 하우스 거랫 게엠베하; 시률러 로드; 코카-콜라 캄파니; 로버트 에이.켈러
Priority date: 1984-08-22
Filing date: 1985-08-06
Publication date: 1990-01-24
Also published as: EP0172385A3; KR860002067A; EP0172385B1; US4665809A; EP0172385A2; AU4650685A; DE3575084D1; ES8700634A1; CA1295297C; AU583528B2; ES546306A0

Abstract

내용 없음.

Description

음료혼합장치

제1도는 청량음료자동판매기용 혼합장치의 개량도.

제2도는 탄화수를 균일한 유량으로 분배하기 위한 본 발명의 장치.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 혼합기 2 : 음료농축물통

3 : 정량장치 4 : 저장통

5 : 분배밸브 6 : 유출깔때기

7 : 코일관 9 : 밸브시스템

14 : 배출차단밸브 15 : 유량조절밸브

21 : 관 25 : 피스톤

26 : 스프링 29 : 구멍

30 : 실린더통 32 : 조절나사

33 : 온도팽창보상로드 34 : 케이스

본 발명은 액상기질(基質), 특히 탄산수와 음료 농축물로 구성된 청량음료를 혼합하는 장치에 관한 것이다. 이러한 장치는, 예를 들어, 음료 농축물 또는 다수의 음료 농축물중에서 선택한 하나를 탄산수와 섞어서 소비하기 직전에 청량음료로 만들 수 있는 것으로 청량음료 자동판매기에서 사용한다.

이와 같이 목적에 필요한 탄산수는 냉각시켜서, 일정 압력하에 저장한다. 종래의 방법에 있어서는 이 탄산수가 차단밸브를 거쳐 분배하고, 또 경우에 따라서는, 혼합처리를 위해 차단밸브와 직렬로 연결된 감압밸브를 거쳐 분배한다. 혼합 음료의 품질은 음료 농축물과 탄산수의 혼합비에 좌우된다. 이러한 이유로 통상적인 여러 가지 실시조건하에서 필요한 혼합비를 보장할 수 있는 적당한 방법을 이용하는 것이 중요하다. 이에 따라, 예를 들어, 음료 농축물의 양을 결정하기 위해 정량실(metering chamber)을 통과시키는 방법이 이미 공개되었다.

그러나, 탄산수의 첨가량이 매우 많기 때문에, 종래의 방법에서는, 통상이 탄산수가 연속흐름의 상태로 분배되며, 그 유량은 단위시간당 유량과 배출시간에 의하여 측정된다. 배출시간은 종래의 제어기술로 쉽게 조정할 수 있으나, 종래의 방법으로서는 단위시간당 유량을 충분히 정확하게 측정할 수 없기 때문에 정량적 분배에서 문제가 있다. 이런 문제는 탄산수가 압력이 다른 상태에서 분배장치에 공급된다는 사실에서 무시할 수 없는 상당한 교란변수가 있다는 것 때문이다. 유량제어장치가 유량을 일정하게 조절할 뿐만 아니라, 유량제어장치가 대량으로 저장되어 있는 탄산수의 압력을 대기압력으로 감소시키는 작용도 하기 때문에, 이때 물속에 들어 있는 CO₂가 대기로 도망치려고 하고, 따라서 시스템의 유로에서 흐름이 변동이 됨으로써 발생하는 경우도 있어 타이머등에 의한 정량제어를 어렵게 하기 때문이다.

분배장치에 들어 있는 액체가 서로 다른 압력으로 공급됨으로서 고장도 자주 생기게 된다. 본 발명은 액체의 분배량을 정확히 측정할 수 있는 장치의 구비함을 목적으로 한다.

본 발명에 따르면, 상기의 요건을 만족하는 장치는 공급되는 액체의 압력에 관계없이 일정한 유량으로 흐르도록 제어하는 유량제어밸브가 출구차단밸브와 직렬로 연결되고, 출구차단밸브에 시간조절장치가 구비됨에 특징이 있다. 이러한 본 발명의 특징에 의하여 구성된 장치는 서로 다른 기능적 유니트에 서로 다른 기능요건을 구비하되, 이 기능 유니트들이 가능한대로 기능적으로 배열되도록 서로에 관해 배치하여야 한다는 개념에 의한 것이다. 기능적 요건의 하나는 시간 조정유니트에 의하여 미리 결정된 분배밸브의 개방시간을 아주 정확히 실현되는 것이다.

그러므로, 실시예에서 이 과제를 만족스럽게 해결할 수 있는 출구차단밸브가 배치되어 있다. 그러나 이러한 구조장치만으로서는 유량을 적절히 조절하지 못한다. 그러므로, 공급되는 액체가 압력에 관계없이 일정하게 흐르도록 제어하는 유량제어밸브를 구비한다. 이 유량제어밸브도 전술한 과제를 해결하는데 크게 기여한다. 그러나, 이 두 개의 기능유니트들은 직접 가깝게 인접하게 배치하여야만 출구차단밸브가 차단상태에 있는 동안에 액체가 넘쳐 흐르는 것을 방지할 수 있다.

본 발명에 의한 장치의 또 다른 특징은 압력에 관계없이 작용하는 유량제어밸브에 복귀력에 의하여 이동하는 피스톤이 들어있는 피스톤실이 구비되어 있고, 이 피스톤에 의하여 피스톤실이 두 개의 부분으로 구분되어, 이 두 개의 부분사이에는 유체교축구역이 구비되며, 리세트 힘으로 작용하는 방향에서 제1챔바부분은 일정유량의 입구가 구비되고, 제2피스톤 챔바부분은 단면이 피스톤의 위치에 따라 변하는 유체출구구멍을 가짐에 특징이 있다. 이와 같은 장치는 특히, 압력변화에 극히 민감하게 반응하여, 그에 따라 교축특성을 변화시키는 과정이 있기 때문에 극히 균일한 유량을 보장할 수 있다.

본 발명에 의한 장치의 또 다른 실시예로 이는 압력에 따라 작용하는 유량제어밸브로 열린 유체입구가 교축구역으로 형성되는 것이 생각된다. 이에 의하여 이 부분에서는 이미 압력 강하가 실시되었기 때문에, 조절작용이 분배압력에 가까운 영역에서 행하여지게 된다.

본 발명에 의한 장치의 또 다른 실시예의 특징은 다수의 구멍이 피스톤의 슬라이딩 부분내에 있는 교축챔바의 주변에 구비되어 있는 것이다. 이러한 구멍은 피스톤의 행정(行程) 방향으로 약간 엇갈리게 하였을 때 극히 유리한 유량조절 특성을 얻을 수 있다.

피스톤에 복귀력을 제공하려면 스프링을 배치하는 것이 바람직하다. 유량을 적당한 량으로 조절하고, 장치의 유량을 제조정하기 위하여는 복귀력을 조절할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 이를 위하여 복귀스프링에 작용하는 압력조정나사를 이용할 수 있다.

본 발명의 선호된 장치에서는 제어피스톤용의 복귀력이 온도보상로드를 거쳐 안내되도록 구성할 수 있다.

본 발명에 의한 방법으로 형성하는 유량제어밸브의 예로써, 제어밸브의 케이스는 플라스틱으로 만들고, 제어피스톤은 금속으로 만들 수 있다. 제조기술의 관점에서 뿐 아니라 슬라이딩 기술에서도 이러한 재료선택이 유리하다.

온도보상로드를 사용하므로써 온도변도에 따른 이러한 기능부분의 팽창을 보상할 수 있다. 즉, 길이의 변도에 의하여 변경되는 관계뿐 아니라 직경이 변화하는 상황에도 적당히 대처할 수 있다. 온도보상로드용 재료는 경험적으로 유리한 것을 선택한다.

온도보상로드를 조정나사와 결합시키면 매우 간단한 온도보상로드의 장치를 얻게 된다. 지금부터 도면을 참조하여 본 발명을 설명한다.

여러 가지 음료농축물을 냉각된 CO₂수와 섞어서 혼합음료를 만드는 청량음료자동판매기에는 기본구성요소로서 그 안에서 혼합과정이 시작되거나 실시되는 혼합관(1), 음료농축물을 정량장치(3)를 통해 일정한 분량으로 혼합관(1)에 공급하는 음료농축물통(2), 냉각된 CO₂수가 분배밸브(5)를 거쳐 혼합관으로 필요한 정도로 흘러들어갈 수 있게 하는, CO₂수의 저장통(4)을 포함한다. 음료혼합물은 배출깔때기(6)를 거쳐 혼합관(1)을 빠져나간다. CO₂수 저장통은 저장통(4) 주위를 감고 있는 관(7)을 통해 흐르는 냉각제에 의하여 냉각된다. 저장통(4) 내부에 있는 CO₂수는 분배밸브(5)를 통해 빨려나간 만큼-밸브시스템(9)에 의해 제어되는 -도관(8)을 통한 청수의 공급에 의해 채워지고, CO₂가스는 밸브시스템(12)에 의해 제어되는 CO₂가스충전에 의해 용기(11)로부터 도관(10)을 통해 채워진다.

완성된 혼합음료의 품질은 대부분 음료농축물과 탄산수의 혼합비 여하에 좌우된다. 배출되는 음료농축물의 양은 종래의 정량장치(3)에 의하여 정확히 측정될 수 있다. 음료농축물의 양은 동일한 량의 탄산수와 혼합된다. 저장통(4)에서 나오는 탄산수의 분배량은 제2도에 단면으로 도시한 분배밸브(5)에 의하여 조절한다. 분배시간은, 제어회로(13)에 의해 제어된다.

제2도에 도시한 분배밸브(5)는 기본적으로 두 개의 작동단위, 특 전자기적으로 제어할 수 있는 배출차단밸브(14)와 공급되는 유체압력에 관계없이 유량을 제어하는 배출제어밸브(15)로 구성되어 있다. 배출차단밸브(14)에는 전자석코일(16)이 포함되어 있다. 플런져철심(17)이 전류에 의하여 여자(勵磁)될 때 스프링(18) 힘을 거슬러 당겨진다. 이때 플런져철심(17)과 결합되어 있는 박막(19)이 그 밸브시트(20)로부터 떨어지게 됨으로, 저장통(4)으로부터 도관(21)을 거쳐 공급되는 탄산수가 이 차단밸브에 의한 차단을 받지 아니하고 통과할 수 있다. 탄산수는 관(22)과 케이스구멍(23)을 통하여 배출제어밸브(15)부분, 즉 이 배출제어밸브의 피스톤실의 입구측부분에 도달하게 된다.

이 피스톤실에 배치된 피스톤(25)은 스프링(26)의 힘으로 탄산수의 유입부분(24)쪽으로 밀고 있다. 피스톤의 전면에는 교축구멍(27)이 뚫려 있기 때문에, 공급되는 탄산수는 피스톤실의 제1부분인 유입부분(24)에 제2부분(28)에 도달할 수 있다. 이와 같이 탄산수가 흐르는 때에는 교축구멍(27)에서 압력강하에 생긴다.

피스톤실의 제2부분(28) 주변에는 실린더통(30)내에 다수의 구멍(29)이 배열되어 있고, 이 구멍들은 케이스벽에 구비된 환상관(35)을 거쳐 유출관(31)에 연결되어 있다. 제1부분인 유출부분(34)내의 압력이 높은 때에는 피스톤이 스프링(26)을 거슬러 세차게 눌리기 때문에, 유출구멍인 구멍(29)이 피스톤에 의하여 막힌다. 이때 이 부위에서는 강한 교축작용이 일어난다. 교축실의 제1의 유입부분(24)내의 압력이 낮으면 이에 따라 피스톤(25)은 스프링(26)의 힘으로 유체출구구멍(29)을 열어준다.

그러므로, 이 부분을 흐르는 유체에 대한 교축작용이 악화된다. 이런 장치는 유출구멍(29)내에서의 교축작용이 피스톤실의 제1의 유입부분(24)내에서 생기는 유체압력에 비례하여 변화되게 한다. 따라서, 탄산수의 유량은 도관(21)을 거쳐 공급되는 유체압력에 관계없이 단위시간당 유량은 일정하게 조절할 수 있다. 따라서, 트리거로 작동되는 타이머(통상의 타이머)에 의해서 유량의 조절이 가능하다. 그 외에도, 시간제어에 의하여 탄산수의 분배량을 정확히 측정할 수 있다. 유량을 조절하기 위하여, 스프링(26)의 힘을 조절나사(32)를 통해 압축력을 변경시킴에 의해 유량을 변동시킬 수 있다. 이 나사(32)에는 온도팽창보상로드(33)가 결합되어 있고, 그 위에 케이스(34)가 덮혀 있다. 이 케이스(34)와 피스톤사이에 복귀스프링(26)이 지지된다. 이러한 방법을 이용하면, 배출제어밸브(15)의 밸브케이스, 실린더통(30), 피스톤(25) 및 조정나사(32)를 온도팽창계수가 다른 여러 가지 재료로 만들어도 온도변화에 영향이 없는 배출제어밸브를 만들 수 있다. 즉, 이와 같은 온도팽창보상로드(33)를 이용하여 동작온도가 다르더라도 시스템의 유량조절밸브에 영향을 주지 아니할 수 있다.

시간제어회로 혹은 장치(13)는 통상의 타이머회로로써 이 발명의 경우 버턴스위치등에 의해 타이머가 작동된 후, 미리 예정된 시간 후에 배출차단밸브(14)로 가는 전류를 차단하는 형태로 구성된 것이다. 예로써, 자동적으로 리세트될 때까지 세트 임펄스 사이에 적절한 시간을 지나는 단안정 팁스템도 이용가능하다.

Claims

탄화수와 음료농축물로 구성된 음료를 혼합하는 장치로서, 공급되는 액체가 압력과는 관계없이 일정하게 흐르도록 제어하는 유량조절밸브(15)가 배출차단밸브(14)에 뒤이어 연결되고, 배출차단밸브(14)에 시간제어장치(13)가 연결되어 있는 것이 특징인 장치.
제1항에 있어서, 압력에 관계없이 작용하는 유량조절밸브(15)에 복귀력에 의하여 미끄럼 이동하는 피스톤(25)이 달린 피스톤실을 구비하고, 이 피스톤에 의하여 피스톤실이 2개의 부분(24)(28)으로 구분되고, 2개의 부분 사이의 피스톤 부분에 유체의 교축구멍(27)이 구비되고, 상기 두 부분중 제1피스톤실부분(24)에는 복귀력이 작용하는 방향으로 일정 유로단면적의 입구(23)가 구비되며, 제2피스톤실부분에는 피스톤의 행정위치에 따라 유로단면적이 변하는 유체출구구멍(29)이 구비되어 있는 것이 특징인 장치.
제2항에 있어서, 유체입구(23)가 교축구멍으로 되어 있는 것이 특징인 장치.
제2항 또는 제3항에 있어서, 유체출구구멍이 피스톤실의 주변에 배치된 다수의 유체출구구멍(29)으로 되어 있는 것이 특징인 장치.
제2항에 있어서, 복귀력이 스프링(26)에 의하여 가하여지는 것이 특징인 장치.
제2항에 있어서, 피스톤(25)에 작용하는 복귀력을 조절할 수 있는 것이 특징인 장치.
제6항에 있어서, 유량조절밸브로서, 복귀력을 변경하기 위하여 스프링(26)에 작용하는 조절나사(32)가 배치되어 있는 것이 특징인 장치.
제2항에 있어서, 유체의 공급압력에 대하여 작용하는 피스톤(25)을 위한 복귀력이 온도보상로드(33)를 통해 가해지는 것이 특징인 장치.
제8항에 의한 유량조절밸브로서, 온도보상로드(33)가 조절나사(32)내에 결합되어 있는 것이 특징인 유량조절밸브.
제2항에 의한 유량조절밸브로서, 밸브케이스가 플라스틱으로 피스톤(25)이 금속으로 구성되어 있는 것이 특징인 유량조절밸브.