KR970007232B1 - 혼합주스 분배장치 - Google Patents

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KR970007232B1 KR1019890002668A KR890002668A KR970007232B1 KR 970007232 B1 KR970007232 B1 KR 970007232B1 KR 1019890002668 A KR1019890002668 A KR 1019890002668A KR 890002668 A KR890002668 A KR 890002668A KR 970007232 B1 KR970007232 B1 KR 970007232B1
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커슈너 조나단
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브이. 파이슬리 개리
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더 코카-콜라 캄파니
로버트 에이. 켈러
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Abstract

내용없음

Description

혼합주스 분배장치
제1도는 본 발명에 따른 혼합주스 분배장치의 제l실시예의 부분 개략선도.
제2도는 혼합주스 분배장치의 제2실시예의 부분 개략선도.
제3도는 본 발명의 혼합주스 분배장치에 사용되는 유량조정기의 부분 개략 단면선도.
제4도는 냉동실 온도로 오렌지주스 농축액을 저장하고 적재하는데 사용되는 오렌지 주스 농축액 용기의 사시도.
제5도는 농축액 부대, 배출구 및 침지관의 부분단면도.
제6도는 유연한 농축액 부대를 보지하는 가압형 원통 상부의 부분단면도.
제7도는 본 발명에 따른 혼합주스 분배장치의 제3실시예의 부분 개략선도.
제8도는 본 발명의 혼합주스 분배장치의 제4실시예의 부분절단 상측후방 사시도.
제8a도는 제8도의 분배장치 선택패널의 부분 전방 사시도.
제9도는 제8도의 분배장치에 사용되는 유량제어 밸브의 분해사시도.
제10도는 밀폐상태에 있는 제9도의 유량제어 밸브의 측단면도.
제11도는 제10도와 동일한, 그러나 개방상태에 있는 유량제어 밸브의 측단면도.
제12도는 제8도의 분배장치에 사용되는 차단밸브의 부분절단분해 사시도.
제13도는 제12도의 차단밸브의 상면도.
제14도는 제12도의 14-14선을 따라 취한, 밸브의 수부의 부분단면도.
제15도는 제12도의 15-15선을 따라 취한, 밸브의 농축액 부의 부분단면도.
제16도는 제8도의 분배장치의 혼합기와 배출구의 부분단면 분해도.
제17도는 제16도에 도시된 부품의 측단면도.
제18도는 제17도의 18-18선 단면도.
제19도는 제8도 분배장치에 사용되는, 판매대 밑에 설치되는 원통 캐비넷의 부분절단 사시도.
제20도는 제8도의 분배장치에 사용되는, 판매대 밑에 설치되는 중탕남비의 부분절단 사시도.
제21도는 제8도의 분배장치에 사용되는, 판매대 밑에 설치되는 장치의 부분절단 사시도.
제22도는 제8도의 분배장치에 사용되는 전자장치의 부분개략선도.
제23도는 제8도의 분배장치의 펌프, 믹서, 체크밸브, 및 포핏밸브(poppet valve)의 부분측면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 혼합주스 분배장치 12,136,228 : 노즐
16 : 혼합실 18,104 : 수관
19,110,122 : 솔레노이드 온-오프 밸브 20 : 유량조정기
30,116 : 농축액부대 32,118 : 가랍형 원통
36 : 압력조정기 38,142,132 : 농축액관
40,120 : 열 교환기 60,99 : 열 발생기
64,82,130 : 마이크로 제어기 65 : 물 펌프
67 : 농축액 펌프 67, 258 : 유량제어밸브
80,105,252 : 수량계 362 : 중탕남비
364 : 냉각기 370 : 열교환 코일
402 : 증발기 코일 408 : 음료수코일
422 : 압축기 430 : 전자장치
462 : 체크밸브 464 : 포핏밸브
본 출원은 1986년 10월 29일자 출원되어 본 출원인에 양도된 제06/924,381호(발명의 명칭 : 혼합주스 분배장치, 발명자 : 조나단 커슈너, 케네스 지 스마직, 및 개리 브이. 파이슬리)의 일부계속출원인 1987년 12월 23일자 출원된 동시계류 미국특허출원 제07/137,307호(발명의 명칭, 발명자 및 양수인은 상기와 같음)의 일부계속출원임을 우선 밝혀둔다.
본 발명은 주스 분배장치 그리고 바람직한 실시예에서 영하 약10℉ 이하의 온도에서 물 5대 농축액 1의 오렌지주스를 분배하는 방법에 관한 것이다.
혼합 오렌지주스 분배장치에 대해서는 알려져 있다. 오렌지주스 농축액은 냉동상태로 배급된다. 음식점에서 사용될 경우 냉동실에서 농축액을 꺼내 분배하기 전에 상기 농축액을 냉각기에서 녹인다. 최소 이틀간 사용될 주스 필요량을 사전에 견적해서 충분한 농축액을 냉각기에 보관해야만 한다. 만일 음식점에서의 견적이 부정확하거나 또는 그 일을 잊어버리게 되면, 해빙된 농축액은 모두 소비될 것이다. 또한, 오렌지주스 농축액을 녹이는데 사용하기에는 냉각기의 용량이 적을 경우도 있다. 음식점에서 해빙된 농축액을 모두 소비할 경우, 냉동된 농축액을 빨리 녹이기 위해 때때로 어떤 조치들이 취해지는데 그러한 조치들은 종종 별효과가 없고 때때로 최종 생성물의 맛에 영향을 주게된다. 오렌지 주스 농축액은 전형적으로 물 3대 농축액 1의 농축액이다. 본 발명은, 대략 물 7.5대 농축액 1까지의 요구되는 비율로 사용될 수 있음에도 불구하고, 되도록이면 물 5대 농축액 1의 농축액에 유용하다. 물 5대 농축액 1의 농축액에서 물이 감소하면 영하10℉에서 0℉의 전형적인 냉동실 온도에서 상변화와 결빙을 예방할 수 있다. 냉동실 온도에서의 물5대 농축액 1의 농축액은 중량에 의하여 쉽게 유동하지 않는다. 0℉의 제품의 용기는 전회될 수 있고 생성물이 없으면 흘러나온다. 또한, 생성물이 묽지않고 진해서 펌프의 흡인작용으로 용기로부터 생성물을 끌어낼 수 없다. 그러나 생성물은 여전히 연질상태이다.
본 발명의 제1목적은 냉동실 온도의 물 5대 농축액 1의 농축액을 사용하는 혼합주스 분배장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 제2목적은 냉동실 온도의 물 5대 농축액 1의 농축액을 사용하고, 농축액이 부대 밖으로 배출될 수 있도록 약40psig 까지 압력을 받는 가압형 용기내에 설치되는 유연한 부대에 농축액이 담겨지는 혼합주스 분배장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 제3목적은 농축액 온도를 약 32℉ 에서 40℉ 까지 상승시키고 해빙된 농축액을 유량조정기로 보내고 해빙되고 유량조정된 농축액을 분배밸브의 혼합실로 공급하는 것을 포함하는, 냉동실 온도의 물 5대 농축액 1의 농축액을 분배하는 혼합주스 분배장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 제4목적은 냉동실 온도의 물 5대 농축액 1의 농축액이 가압형 용기내의 유연한 부대에 담겨지고 압력을 받아서 유연한 부대 밖으로 배출되어 열 교환기를 지나고 유량조정기를 거쳐 최종적으로 분배밸브의 혼합실에 공급되는 혼합주스 분배장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 제5목적은 냉각은 되지만 액체상태에서 고체상태로의 상변화를 겪지 않는 주스 또는 시럽용 분배장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 제6목적은 농축액 용기내의 농축액을 묽게하지 않으면서 믹서와 혼합관을 매일 세척하는 것을 제공하는데 있다.
본 발명의 제7목적은 선형 솔레노이드 변조로 유량을 제어하는데 있다.
본 발명의 제8목적은 낙수되지 않는 지로터(gerotor)농축액 펌프를 제공하는데 있다.
본 발명의 제9목적은 원통탱크, 냉각기, 및 중탕남비를 포함하는, 판매대 밑에 설치되는 부품을 제공하는데 있다.
본 발명의 제10목적은 냉동실 온도의 물 5대 농축액 1의 농축액, 및 분배장치내의 농축액을 냉각하는 재순환수 냉각기를 사용하는 혼합주스 분배장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 제11목적은 원통내의 부대에 담겨지는 농축액의 온도를 40℉이하로 유지하는 수단을 제공하는데 있다.
본 발명의 제12목적은 분리되고 기계적으로 냉각되는 냉각 중탕남비를 제공하는데 있다.
본 발명의 제13목적은 부대가 들어가 있는 윈통을 가압형 용기에 설치하는 수단을 포함하는, 기계적으로 냉각되는 중탕남비를 제공하는데 있다.
본 발명의 제14목적은 분배장치에 사용되는 음료수를 냉각하는 외부 중탕남비내에 열 교환 코일을 제공하는데 있다.
본 발명의 혼합주스 분배장치는 유연한 부대가 단단한 가압형 용기에 설치되고 농축액이 부대 밖으로 배출되도록 용기에 압력을 가하고 농축액의 온도가 약 32℉에서 40℉까지 상승하도록 농축액을 열 교환기에 통과시키고, 해빙된 농축액을 혼합비 제어용 물과 함께 유량조정기에 공급하고, 상기 물과 농축액을 오렌지주스 음료로서의 혼합물을 컵에 분배하는 분배밸브의 혼합실에 공급하는 것을 포함하는, 냉동실 온도의 농축액(되도록이면 물 5대 농축액 1의 농축액)을 분배하는 혼합주스 분배장치이다. 농축액 부대는 되도록이면 농축액의 유동을 원활히하고 압력강하를 감소시키기 위해, 농축액의 펄프보다 더 큰 홈과 그 홈의 단면적보다 더 큰 내부 단면적을 갖는 침지관을 그 일원으로 한다. 상기 침지관은 부대의 내부통로가 막히지 않게한다. 부대에서 배출되는 농축액의 온도는 약 영하 10℉이다. 열 교환기에 재순환 소다수와 가열소자가 사용되어 물이 얼지 않도록 한다. 재구성시 물과 오렌지주스 농축액의 적절한 배합은 압축된 물에 의해 작동되는 용적 피스톤 펌프에 의해 조정된다. 대신으로, 물과 오렌지주스 농축액은 유량을 측정하는 수량계와 농축액의 유량을 조정하기 위해 고정속도로 구동되는 모터를 갖는 용적 펌프를 사용함으로서 유량조정되어진다. 마이크로제어기와 같은 제어전자장치는 모터 구동식 제어밸브를 사용하여 유량을 조정한다. 농축액 펌프의 모터는 조절되어질 수 있어서 제어전자장치는 또한 또는 대신으로 유량에 따른 펌프모터의 속도를 조정할 수 있다. 유량조정된 물과 농축액의 실제 재구성은 정전믹서 아니면 동적믹서 혹은 둘 다에 의해 조정될 수 있다.
바람직한 실시예에서, 분재장치는 수부에 사용되는 선형 변조 솔레노이드 밸브와 농축액 부에 사용되는 지포터 펌프를 포함한다. 농축액이 펌프 외부로 떨어지지 않도록 하기 위해 펌프 출구에 포핏밸브가 설치되고, 세척수가 펌프를 지나 농축액 용기내로 상류하고 농축액을 묽게하지 못하도록 체크밸브가 또한 설치된다. 분배장치는 분리된 세척작용과 살균작용을 포함한다. 분재장치는 원통 캐비넷, 증탕남비, 및 냉각기를 포함할 수 있는, 판매대 밑에 설치되는 조립품을 포함한다.
판매대 밑에 설치되는 장치는 분배장치 용기내의 농축액을 냉각하는 재순환수 냉각기를 포함한다. 원통 캐비넷은 40℉이하로 농축액을 유지하는 중탕남비 내에서 가압형 농축액 원통을 지지한다. 농축액은 농축액 부대에서 배출되어 농축액이 더욱 쉽게 유동하도록 농축액을 가열하는 중탕남비내에 또한 설치되는 열교환 코일을 통과한다. 음료수관은 분배장치에 사용되어지는 음료수를 냉각하는 냉각 중탕남비내의 열교환 코일을 포함한다.
본 발명은 첨부된 도면에 의한 상세한 설명으로 인해 더욱 명백히 이해될 것이다.
제1도에, 완성된 주스음료를 혼합실(16)의 노즐(12)로 부터 컵(14)안으로 분배하는 혼합주스 분배장치(10)가 도시되어 있다. 상기 장치(10)는 예를들어 물 5대 농축액 1의 바람직한 비율로 배합된 주스 농축액을, 상기 농축액과 물이 완전히 혼합되는 혼합실(16)안으로 공급한다.
물은 수관(18)을 지나 유량조정기(20)에 공급되고 그 다음 혼합실(16)로 들어간다.
농축액은 약 -10℉에서 약 0℉의 냉동실 온도로 농축액부대(30)에 담겨진다. 상기 부대(30)는 재사용 불가능한 유연한 재료로 구성되는 것이 오히려 바람직하다. 상기 부대(30)는 냉동실에서 제거되어 이산화탄소 혹은 압축공기 실린더(34)와 같은 압력발생기 및 압력조정기(36)에 의해 압축을 받는 단단한 가압형 원통(32)내에 배치된다. 수분함유량이 적기 때문에 얼지않는(상태변화를 겪지않는), 그러나 연질상태로 존재하는 농축액은 상기 압력을 받음으로 해서 농축액관(38)을 지나 열 교환기(40), 유량조정기(20), 그리고 혼합실(16)에 순차적으로 공급된다.
이러한 설계는 냉동실 온도의 농축액 1대 물 5의 농축액의 분재를 허용한다. 연질상태의 농축액은 되도록이면 유연한 부대(30)안에 담겨지고 가압형원통(32)안으로 상기 부대(30)를 삽입하는 것을 용이하게 하는 원통형용기(41)(제4도 참조)안에 적재된다. 음식점 등에서 사용될 경우 농축액부대(30)를, 녹일 필요없이, 냉동실에서 곧바로 가압형 원통(32)안으로 단순히 삽입만 하면된다.
제5도는 배출구(43)에 연결된 침지관(42)을 보여주는 농축액부대(30)의 부분도이다. 침지관(42)은 중앙통로(44)와 중앙통로(44)의 둘레에 나있는 다수의 개구부(46)를 포함한다. 상기 개구부(46)는 크기가 크기 때문에 펄프가 통로(44)를 지나갈 수 있는 반면 상기 부대가 통로(44) 안으로 들어가거나 통로(44)를 막는 것을 예방한다. 통로(44)의 더욱 넓은 단면적은 농축액의 흐름을 촉진하고 마찰로 인한 압력강화를 감소시킨다.
가압형원통(32)이 제6도에 좀더 상세히 도시되어 있는데 가압형 원통의 벽(49)에 밀폐상태로 연결되는 분리형 덮개(48)를 포함한다. 상기 덮개(48)는(예를들어, 이산화탄소 또는 공기로) 가압형 원통(32)을 가압하는 끼워맞춤 부분(50)과 농축액관(38)에 부대(30)의 분출구를 연결하는 농축액 끼워맞춤 부분(52)을 포함한다.
상기한 바와같이, 부대(30)속의 농축액은 차라리 농축액 1대 물 5의 농축액이다. 가압형 원통은 되도록이면 약 40psig의 압력을 받는다. 이러한 압력으로 인해 농축액은 부대를 빠져나와 열 교환기(40), 유량조정기(20) 그리고 마지막으로 혼합실(16)에 순차적으로 공급된다.
열 교환기(40)는 열 발생기(60)를 포함하는데, 상기 열교환기나 열 발생기는 잘 알려진 형태의 것일 수 있다. 열 교환기는 되도록이면 농축액의 온도를 약 32℉내지 약 40℉로 상승시킨다. 열 발생기(60)는 온도조절 장치에 의해 제어되는 전기 가열소자일 수 있다.
유량조정기(20)(잘 알려진 형태의 것일 수 있다)는 물과 오렌지주스 농축액의 적당한 분배를 제공한다. 상기 유량조정기(20)는 각각의 수관 및 농축액 관에 작용하는, 용적 피스톤 펌프내에 서로 연결된 2개의 이중작용 피스톤을 사용할 수 있다. 농축액 저장실에 대한 물 저장실의 체적비는, 예를들어 물과 농축액과의 비가 5 : 1인 그러한 바람직한 혼합비와 동일하다. 압축된 물이 양 펌프를 작동하게끔 사용되어지도록 물 피스톤이 농축액 피스톤에 연결될 수 있다.
제1도의 장치는 수관 안에서 마이크로제어기(64)에 의해 작동되는 솔레노이드 온-오프 밸브(19)를 또한 포함한다. 예를들어 음료수 분배가 요구될 경우, 레버(15)가 뒤로 움직이도록 컵을 두면 마이크로제어기(64)는 밸브(19)가 열리게하고 분배가 완료되면, 마이크로제어기(64)는 밸브(19)를 받는다.
추가하여, 마이크로제어기(64)는, 예를들어, 피스톤의 감지된 위치에 반응하여, 물과 농축액을 유량조정기(20)안으로 유입하거나 밖으로 유출하는 입구밸브와 출구밸브를 또한 작동시킨다. 용적 피스톤 펌프는 잘 알려져 있으므로 본 명세서에서는 상세히 설명되지 않는다.
제2도에, 분리된 열 발생기의 사용에 추가하여, 재순환수관(59)이 농축액관(38)과 열 교환 관계에 있는, 제1도의 장치의 바람직한 실시예가 도시되어 있다. 재순환 수관(59)은, 예를들어, 음식점에서 사용가능한 재순환 소다수관일 수있다. 열발생기(60)는 물이 얼지않게 한다.
그외에, 사용될 수 있는 특수 유량조정기(20)가 제2도에 도시되어 있다 제2도에 연결된 두개의 피스톤을 갖는 물펌프(65)가 도시되어 있는데, 농축액 펌프(66)의 연결된 두개의 피스톤에 차례로 연결된다. 물 펌프의 유량제어밸브(67)는 두개의 물 피스톤을 연결하는 왕복축(69)에 연결되는 링크장치(68)에 의해 기계적으로 작동한다. 농축액 펌프(66)의 입구/출구밸브(70)는 농축액 피스톤의 감지된 위치에 반응하여 되도록이면 마이크로제어기(64)에 의해 제어된다. 제1도에서, 피스톤의 위치 감지는 도면부호 62에 표시되어있고, 입구/출구밸브의 제어는 도변부호 61에 표시되어 있다.
제3도에 물과 오렌지주스 농축액의 양을 조정하는 대체수단이 도시되어있다. 이 수단은 유량을 조정하는, 수관(18)내에 위치하는 수량계(80)를 포함하는데, 주기가 유량에 비례하는 전지펄스가 마이크로제어기(82)내에 입력된다. 용적펌프(84)는 농축액관(38)을 통과하는 농축액의 유량을 조정한다. 농축액 펌프(84)는 두 체임버(86 및 87)를 연결 피스톤(88 및 89)에 합병시킨다. 모터(90)는 피스톤(88 및 89)을 구동시킨다. 모터의 속도는 고정될 수 있다. 유량은, 직류 스테핑 모터(94)에 의해 작동되는 모터 구동식 제어밸브(92)내의 가변치수 오리피스 수단에 의해 제어된다. 마이크로제어기(82)는 유량을 조정하는 모터(94)를 제어한다.
대신으로, 모터(90)가 그 모터의 속도를 조정하는 마이크로제어기(82)로 조절될 수 있기 때문에 수량계(80)에 의해 측정되는 유량에 따른 농축액의 유량을 제어하게 되고, 결국 혼합비를 제어하게 된다. 마이크로제어기(82)는 또한 모터(90)와 제어밸브(92)를 둘다 제어할 수 있다.
제7도에 농축액이 출구가 나있는 용기에 공급되는 분배장치(100)의 본 발명의 제3실시예가 도시되어 있다. 혼합실(103)에 연결되고 수량계(105), 직류 스테핑 모터(108)에 의해 작동되는 모터 구동식 제어밸브(106)및 솔레노이드 온-오프밸브(110)를 갖는 수관(104)이 제7도에 도시되어 있다.
제7도에 연질상태의 농축액을 가합형원통(118)내의 유연한 용기(116)로부터, (열 발생기(99) 및 재순환 소다수관(101)을 포함하는)열 교환기(120), 솔레노이드 온-오프밸브(122)를 차례로 지나, 용기(102)에 공급하는 농축액관(114)이 또한 도시되어 있다. 용기(102)는 마이크로제어기(130)에 각각 연결되는 고수위 지시계(126)및 저수위 지시계(128)를 포함하는데, 상기 마이크로제어기(130)는 수위 지시계로 부터의 신호에 반응하여 솔레노이드 온-오프 밸브를 개폐한다. 농축액관(132)은 용기(102)로부터 유연한 베인펌프(134)(또는, 예를들어, 지로터 펌프)까지 연장되고 그리고, 노즐(136)로부터 컵(138)속으로 분배되는 최종음료를 만들기 위해 물과 혼합되는 혼합실(103)까지 연장된다.
용기(102)내 농축액의 수위를 제어하는 기능에 추가하여, 마이크로제어기(130)는 농축액의 유량을 제어하기 위하여 인코더(142)가 부착된 직류머토(140)의 속도를 또한 제어하고, 그리고 수량계(105)에서 나오는 신호에 반응하여 모터 구동식 수 제어밸브를 제어함으로서 유량을 제어한다. 마이크로제어기(130)는 컵(138)이 레버(152)에 연결되어 그 레버를 움직이는 것과같은 방법에 의한 분배장치(100)의 작용에 반응하여 솔레노이드 온-오프밸브(110)를 또한 제어한다.
이제 제8도 내지 제22도의 도면에 관하여 설명하면, 제8도에 소폭 판매대상부설치 하우징(212), 물 공급장치, 주스 농축액 공급장치, 주스 농축액 용기(214), 정전믹서(216), 자기믹서(218), 노즐(220), 및 컵(240)을 지지하는 낙수통(22)을 포함하는 본 발명의 바랍직한 주스 분배장치(210)를 도시하고 있다. 하우징(212)의 폭은, 약 3 1/4인치에서 약 5인치 사이의 범위를 갖는 것에 불구하고, 되도록이면 3 3/4인치가 바람직하다. 제8a도는 소량선택버튼(244), 중량선택버튼(245), 대량선택버튼(246), 및 수동주입/취소 선택버튼(247)을 포함하는 분배장치(210)의 선택패널의 부분 전면도이다.
제9도 내지 제18도는 하우징(212)내의 여러 부품의 상세도이도, 제19도 내지 제21도는 내부 부품의 상세도이고, 제22도는 분배장치(21)의 전기적인 동작을 보여주는 전기회로도이고, 제23도는 제8도의 분배장치에 사용되는 포핏밸브 및 체크밸브의 상세도이다.
제8도의 경우, 주스 농축액 공급장치는 농축액을 차단밸브에 공급하는 농축액 입구관(224)과 차단밸브로 부터 용기(214)에 공급하는 농축액관(228)을 포함한다. 세개의 탐침(230)(고수위, 저수위 및 바닥용)을 포함하는 액체수위제어장치는 용기(214)내의 농축액 수위를 제어한다. 용기(214)에 대기쪽으로 출구관(215)가 나있다. 농축액은 용기(214)에서 배출관(232)을 지나 모터(234)와 펌프(236)에 의해, 물과 혼합되기 시작하게 되는 혼합관(238)으로 공급되고, 다시 믹서(216 및 218) 그리고, 최종적으로 혼합물이 컵(240)안으로 분배되는 노즐(220)에 공급된다.
차단밸브(226)의 농축액부는 단순히 용기내의 농축액의 적절한 공급을 유지한다. 즉, 수위가 최초 예정된 저수위까지 강하할 때, 차단밸브가 열려서 수위가 두번째로 예정된 고수위까지 상승할 때까지 용기에 더많은 농축액을 공급하고 그후에 차단밸브는 다시 닫힌다.
용기내의 농축액은, 되도록이면 용기의 외축표면과 접촉하고 냉동기(제8도에 도시안됨)로 부터 냉각수를 나르는 냉각코일(242)에 의해 요구되어지는 냉각온도로 유지된다.
물 공급장치는 수량계(52)는 물론 차단밸브(226)에도 공급하는 물 입구관(250)을 포함한다. 차단밸브(226)를 지나가는 물은 용기를 세척하는데 사용되는 반면 수량계(252)를 지나는 물은 주스 농축액과 혼합되어 음료를 만든다.
먼저 세척경로에 대해 설명하면, 일일 사용이 끝나서 용기를 세척해야될 경우, 차단밸브는 수부를 개방하고 차단밸브를 지나는 물은 물 세척관(254)을 통과하여 용기의 전체 내부에 물을 분사하는 분사노즐(256)로 흐른다. 동시에, 모터(234)가 시동되고 펌프(236)를 구동시켜 혼합관(238), 믹서(216 및 218), 및 노즐(220)을 통해 용기의 내용물을 배출함으로서 주스 농축액의 전체 어셈블리를 세척한다.
음료수 유동에 대해 설명하면, 음료수는 수량계(252)를 흐르고, 수량계에서 물차단 솔레노이드 밸브(253)로 그리고, 관(260)을 지나 수량제어밸브(258)로 흐르고, 수량제어밸브(258)에서 믹서(216 및 218)와 노즐(220)위의 혼합관(238)에 연결되는 배출관(262)을 지난다. 패들 휠(paddle wheel) 수량계 같은 사용 적절한 수량계가 본 발명에 있어서의 수량계(252)로 사용될 수 있다.
유량제어밸브(258)가 제9도 내지 제11도에 상세히 도시되어 있는데, 입구(272), 출구(274), 체임버(276), 및 제어요소(278)를 구비한 몸체(270)를 포함한다. 제어요소(278)는 전압이 가해지면 스프링(286)에 대해 밸브(284)를 밀폐 위치에서 개방위치로 이동시키는 전기자(282)를 갖는 솔레노이드(280)를 포함한다. 환상 플러그(288)는 체임버(276)를 가로지르는 벽을 형성하고 밸브(284)가 이동하게 되는 유량개구부(290)를 갖는다. 격판(292)은 체임버(276)를 밀폐시킨다. 입구(272)는 플러그(288) 주위의 환상 그루브(294)와 소통하여 다수의 방사상 통로(296)를 지나 개구부(290)에 인접한 내부 밀폐공간(298)에 연결된다. 솔레노이드(280)에 전압이 가해지면, 물은 유량제어밸브(258)를 통해 흐르게 된다.
수량계(252)는 유량체적에 대응하는 전기적인 신호를 제공하는 인지된 어떤 수량계일 수 있다.
차단밸브(226)가 제12도 내지 제15도에 상세히 도시되어 있는데, 수부(302)와 농축액부(304)를 갖는 몸체(300)를 포함한다. 수부(302)는 입구통로(306), 밸브시트(308), 출구통로(310), 솔레노이드(312), 및 전기자밸브(314)를 포함한다. 제14도는 밀폐된 수부를 도시하는데, 솔레노이드(312)에 전압이 가해지면 밸브(314)는 상승하고 밸브시트에서 떨어져서 수관을 개방한다.
차단밸브(226)의 농축액부는 농축액 입구통로(316), 농축액 출구통로(318), 밸브시트(320), 밸브시트(320)에 대해서 이동하거나 밸브시트(320)에서 멀어져서 농축액 관을 개방하거나 밀폐시키는 격판(322), 및 압축공기관용 끼워맞춤수단(326)과 배출구(330)를 갖는 솔레노이드(324)를 포함한다. 솔레노이드에 가해지는 전압이 감소하면, 압축공기가 격판(322)을 밀게되고 격판은 밀폐된다. 전압이 가해짐으로해서, 솔레노이드는 공기관을 차단하고 격판밑의 공압실(332)의 공기를 대기로 배출하여 농축액 압력이 격판을 밑으로 움직이게 하고 통로를 개방하므로서 농축액이 차단밸브(226)를 통해 흐를 수 있도록 한다.
정전믹서와 자기믹서가 제16도 내지 제18도에 도시되어 있다. 정전믹서(216)는 유동을 부분적으로 막는 삽입물(342)이 위치하는 다수의 원주상으로 엇갈려 있는 홈을 포함한다. 그래서, 물과 농축액은, 철저한 혼합을 제공하는 구불구불한 우회경로를 따라 흐르게 된다.
자기믹서(218)는 혼합관(238) 주위의 일련의 자석을 포함한다. 관(238) 내부에서 자기 회전자(344)가 각각 4개의 날개를 갖는 두개의 고정링(346 및 348)사이에 회전가능하게 설치된다. 두번째 링의 날개는 첫번째 링의 날개에 대해 45도 각도로 놓여진다. 믹서의 이러한 조합은 완전하고 철저한 혼합을 보증한다.
노즐(220)은 자기믹서(218) 바로 아래에 위치한다.
상기 서술한 모든 장치는 판매대 위에 설치되어 진다. 주스 분배장치(210)의 판매대 밑에 설치되는 장치는 제19도 내지 제21도에서 설명되어 진다. 바람직한 실시예에서, 판매대 밑에 설치되는 장치는 원통 캐비넷(360), 중탕남비(362), 및 냉각기(364)의 세부분의 조립품으로 구성된다.
제19도의 경우, 원통 캐비넷(360)은 하우징(366), 가압형원통(368), 열교환코일(370), 농축액 출구 끼워맞춤부분(372), 냉각수입구 끼워맞춤부분(374), 및 과잉유출 개구부(376)를 포함한다. 냉동실 온도(약37℉)로, 되도록이면 물 5대 농축액 1의 주스를 담는 접을 수 있는 부대(378)가 되도록이면 육모꼴의 판지상자(380)에 적재된다. 상기 부대(378)는 그 부대와 상자가 용기(368)내에 삽입될 때 원통 끼워맞춤부분(384)과 연결되는 부대 끼워맞춤부분(382)을 갖는다. 원통(368)은 원통(368)에 밀폐상태로 연결되는 분리형 덮개(386)를 포함한다. 호스는 분배장치(210)내의 차단밸브(226) 상의 끼워맞춤부분에 연결되는 호스용 T형 끼워맞춤부분(392)을 포함한다.
작동시에, 분리형 덮개(386)는 고정해제되어 제거된 후, 판지상자(380) 및 부대(378)가 원통내에 삽입되고 나서 덮개가 제자리에 놓여져 고정되고 밀폐된다. 원통내부는 약45psig의 압력까지 공기에 의해 가압된다. 그래서 물 5대 농축액 1의 농축액은 약 40℉까지 가열시키는 코일(370)을 지나 밀려나감으로 해서 더욱 자유롭게 유동한다. 농축액은 농축액관(394)을 지나 분배장치(210)에 이른다. 하우징(366)은 분배장치(210)내의 농축액용기(214) 둘레에 있는 냉각코일(242)로부터 물을 수용한다.
제20도의 경우, 중탕남비는 탱크(400), 얼음탱크(404)를 형성하는데 사용되는 증발기코일(402), 한쌍의 혼합기(406), 및 용기 바닥에 설치되고 입구 끼워맞춤부분(4l0)과 출구 끼워맞춤부분(412)을 갖는 일련의 음료수코일(408)을 포함한다. 분배장치(210)에 사용되어지는 물을 수송하는 수단은 입구끼워맞춤부분(410)에 연결된다. 물 입구관은 출구 끼워맞춤부분(412)에 연결된다.
제21도의 경우, 냉각기(364)는 하우징(420), 압축기(422), 응축기코일(424), 및 펌프(426)를 포함한다. 중탕남비 안의 증발기코일(402)은 냉각기(364)의 일부분으로 그 냉각기에 연결된다. 냉각기는 단순히 냉각장치와 펌프(426)를 수용한다.
제22도는 분배장치(210)의 전기적인 동작을 보여주는 전기 회로도이다.
제8도의 분배장치(210)는 일차 목표로서 융통성을 갖도록 설계되었다. 분배장치(210)는 약 2.5 대 1에서 7.5대 1의 범위내의 비율로 그리고 초당 3온스의 비율로 여러가지 주스를 정확히 분배하는 능력을 갖는다. 많은 뛰어난 특징들이, 기계가 상호작용적으로 여러가지 분량의 크기를 알도록하는 선택지시 기능을 포함하는 기능성를 향상시키는 전자 장치와 연합된다. 그래서 이들 크기는 비 휘발성 임의 접근 기억장치에 저장되어 자동적으로 분량을 분배할 때 사용되어진다.
부품명기 : 주요 전자기계장치 부품은 아래와 같다.
농축액 솔레노이드 밸브(324)
농축액 수위 탐침(230)
고해상도 인코더(235)를 구비한 농축액 펌프 모터(236)
세척 솔레노이드 밸브(312)
수량계(252)
물 차단 솔레노이드 밸브(253)
물 조정 솔레노이드 밸브(280)
동적 주스믹서(218)
주요 전자장치 부품은 아래와 같다.
이중 전압 원격 직류 전원(432)
양방향 RS-232C 직렬 통신 포트
일차 및 이차 기능 작동자
키패드(243 및 434),
아래의 부품으로 구성되고 인쇄회로 기판을 포함하는 전자장치(430)
-인텔(Intel) 8052시리즈 8비트 마이크로제어기
-인텔 8254 계수기/시간장치IC
-비휘발성, 정적 임의 접근 기억장치(SRAM)
-프로그램 저장용 소거가능 판독전용 기억장치(EPROM),
-처리장치를 재고정하는 감시장치회로
-처리장치를 재고정하는 감시장치회로
-처리장치로부터 관 절연되는 RS-232C 송수신 장치
-수위탐침, 농축액 인코더 및 수량계용 입력신호 검사 회로소자
-농축액 펌프 모터 및 농축액, 세척, 물 조정 및 차단 솔레노이드용 광 절연 출력 드라이버 회로소자
일반적인 제어원리에 대해 서술하면, 두 종류의 처리제어 폐쇄루프, 즉 종축액 루프와 물 루프가 있다. 펌프 모터 작동이 대시되고 농축액 유량은, 고 해상도 인코더를 감시하고 이 귀환을 고전적인 상호작용 폐쇄 루프제어 내에서 요구되는 유량을 얻기위해 사용함으로서 결정된다. 유사하게도, 물차단 및 조정 솔레노이드는 유동을 개시하고 수량계는 요구되는 우량을 얻기 위해 사용되는 상호작용 처리 내에서 비율 정보를 귀환시킨다. 초기 설정에 의하여 처리장치는 혼합비와 회로기판 위의 수량계 교정 스위치를 판독하고 각각의 선택된 분량의 크기의 프로그램된 비율을 앎으로해서 요구되는 유량을 얻는데 필요로 되는 단위시간당 수량계의 계수된 수를 결정하는 계산이 수행된다. 그러면 이수는, 물 폐쇄 루프 제어가 실측치가 계산치와 다를 때 성취되도록 비례되게 조정되는 목표 귀호나이 된다. 단위시간당 농축액 인코더 계수가 계산되고 현 구성교정 스위치 내에서는 예외인 동일한 방법으로 활용되어서, 하나의 펌프에서, 연합되지 않은 다음의 펌프까지의 편차를 교정한다.
끊임없이 교정 혼합비를 성취할 뿐만 아니라 다른 유익한 특징들을 제공하기 위해 비율이 제어된다. 즉, 컵의 전복을 감소시키기 위해 분배가 개시될 때 컵속으로 음료가 서서히 주입되는 것이 필요로 되어진다. 그런다음 분배시간을 감소시키기 위해 고속분배가 진행되고 거품이 일어나는 것과 넘치는 것을 감소시키기 위해 사이클 종료전에 유량이 줄어들게 된다.
두 처리 루프를 감시하는 것은 처리장치가 다른 하나에서 보상될 수 있는 하나에 있어서의 이상상태를 검사하도록 또한 돕는다. 즉 낮은 관압력 또는 부분적으로 플러그가 있는 관에 의해 야기되는 낮은 유량은 결과적으로 설정비를 유지하기 위해 농축액 유량이 비례로 감소되고 그 역도 또한 같다. 그래서, 처리장치는 낮은 유량조건을 지시하기 위해 정상비율로 이중기능 '낮은용기' LED(발광 다이오우드)에 불이 들어오게한다.
본래의 유량 감시장치는, 분량의 크기분배를 제공하는 선택지시 특징에 의해 사용되는 분배액의 체적에 대한 정보를 또한 제공한다. 선택지시 키를 누르면 이 특별모드가 개시되고 마이크로제어기에 지시하기 위해 분량 크기키가 눌려지면 소량, 중량 혹은 대량의 크기를 선택지시 받게된다. 수동주입/취소키가 늘려지고 그 상태로 지속되면 마이크로제어기가 각 분배된 액체의 양을 합계내고 있는동안 기계가 교정된 설정 혼합비로 생성물을 분배하게 된다. 수동주입/취소키를 해제하면 마이크로 제어기는 분배된 농축액과 물의 총량을 기억하고 있어서 분량크기키가 다시 눌려질 때마다 그만한 양을 재생산한다.
재고관리와 진단정보는 유량센서와 입력을 감시하고 출력을 제어하는, 아래사항을 포함하는 처리장치의 팸 웨어(firm ware)의 능력에 의해 제공된다.
분배음료의 여러가지 분량 크기의 각각의 수
각 분량 크기의 체적
사용된 농축액의 총량
사용된 물의 총량
물과 농축액의 비
분배된 마지막 음료의 크기
마지막 음료의 농축액의 체적
마지막 음료의 물의 체적
마지막 음료를 분배한 때까지의 전체시간
수동주입의 수
수동주입에 의해 분배된 체적
수량계 교정
펌프상태
용기 수위 상태
유량상태
솔레노이드 상태.
상기 정보는 비 휘발성 정적임의 접근 기억장치내의 판상에 저장되고 직렬 포트를 통하여 요구되는 만큼 비동기적으로 감시될 수 있다. 직렬 포트는, 만일 요구되어 진다면, 메모리내에 기본변수를 변화시켜 처리를 훌륭히 조정한다.
전자장치(430)는 되도록이면, 도면부호 482에 힌지상태로 연결되어 회로기판(484)을 회전, 노출시키고 또한 패널이 예를들어 접근 가능한 선택지시 버튼을 보유하는 전면패널(480)뒤의 분배장치(210)내에 설치된다.
제23도에 펌프(236)가 더욱 상세히 도시되어 있다. 펌프는 되도록이면 모터(234)에 의해 구동되는 지로터펌프(gerotor pump)로, 기어박스(460)와 인코더(235)를 포함한다. 관(260)에서 나오는 음료수를 가지고 하루에 한번 혼합관(238)및 믹서(216 및 218)를 세척하는 것이 바람직하다. 그러나, 믹서(216 및 218)가 관 내에서 제한되기 때문에 수압은 상기 세척용 물이 펌프(236)를 지나 역류하고 용기(214)내의 농축액을 묽게할 수 있다. 펌프(236)의 출구에 있는 오리주둥이 형태를 한 체크밸브(462)는 상기의 발생을 막는다.
추가하여, 농축액이 펌프(236)로부터 떨어지는 것을 막기 위해, 스프링 장착 포핏밸브가 펌프의 출구에 위치하고 체크밸브(462)로 부터 단지 상류한다. 포핏밸브(464)는 스프링(466), 격판(469), 피스톤(470), 포핏(472), 및 밸브시트(474)를 포함한다. 펌프(236)가 작동할 때, 농축액은 포핏밸브(464)와 체크밸브(462)를 통해 쉽게 유동한다. 그러나, 펌프가 작동하지 않을 때는 포핏밸브가 닫히고 지로터 펌프(236) 밖으로 농축액이 떨어지는 것을 막는다.
본 발명에 따른 바람직한 실시예가 상세히 설명되어졌는데, 청구범위에 공표된 바와같은 본 발명의 참뜻과 범위를 벗어나지 않고 변형과 변경을 할 수 있다. 예를들어, 본 발명은 제안된 오렌지주스와 다른 여러가지 주스 분배에 사용될 수 있다. 또한, 주스는 물 3대 농축액 1의 해빙된 주스와 같은 해빙주스일 수 있다. 즉, 본 발명은 냉동실 온도의 연질상태의 물 5대 농축액 1의 농축액 만의 사용에 국한되지 않는다. 또한 바람직한 온도범위가 오직 제안되고, 32℉이하의 다른 냉동실 온도가 사용될 수 있고 열 교환기는 32℉이상의 어떠한 요구되는 온도까지 온도를 상승시킬수 있다. 또한, 열 교환기는 음식점에서 사용가능한 재순환 소다수관과 같은, 열 교환관계를 갖는 수관을 포함할 수 있다. 판매대 밑에 위치하는 장치의 다른 배열이 사용될 수 있는데, 예를들어, 요구되어 진다면, 두개의 중탕남비 보다는 단지 하나의 중탕남비로 배열될 수 있다. 요구되어지는 것에 따라 그리고, 장치가 이미 음식점에 설치되어있는 데에 따라 각각의 분리된 조립품이 한개, 두개, 혹은 세개일 수 있다.

Claims (14)

  1. (a)판매대 위에 설치되는 주스 분배장치 유니트와, (b)상기 유니트에 포함되며, 농축액을 냉각하기 위하여 용기내의 농축액과 열 교환관계에 있는 냉각수관을 갖는 농축액 용기와, (c)상기 유니트 안까지 연장되고, 상기 용기내로 농축액을 공급하는 농축액관 및 상기 유니트 안까기 연장되는 수관과, (d)상기 유니트상의 분배노즐과, (e)상기 용기에서 나오는 농축액과 물을 설정된 비율로 혼합하고 상기 혼합물을 상기 노즐을 통해 밖으로 공급하는 상기 유니트내의 수단과, (f)상기 유니트에서 분리된 냉동 중탕남비 탱크와, (g)상기 유니트에서 분리된 냉동 중탕남비 탱크에 위치하는 증발기 코일을 포함하고, 상기 판매대 위에 설치되는 유니트에서 분리된 기계적 냉동수단과, (h)비격리 가압형 농축액 원통을 상기 원통의 외부에서 접근가능한 분리형 원통 덮개를 갖고 냉각수로 충진된 원통 캐비넷내에 설치하는 수단과, (i)상기 용기의 냉기로 농축액을 유지하기 위해 상기 중탕남비와 상기 냉각수관 사이에서 냉각수를 전 후로 순환시키는 수단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 혼합주스 분배장치.
  2. 제2항에 있어서, 상기 수관이, 상기 분배장치 유니트에 공급되는 음료수를 냉각시키고 또한 상기 중탕남비와 열교환 관계에 있는 음료수 열 교환 코일을 포함하는 것을 특징으로 하는 혼합주스 분배장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 냉각수 순환 수단이 상기 탱크에서 상기 캐비넷으로 냉각수를 또한 순환시키고 다시 귀환시키는 것을 특징으로 하는 혼합주스 분배장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 음료수 열 교환 코일이 상기 탱크내에 위치하는 것을 특징으로 하는 혼합주스 분배장치.
  5. 제3항에 있어서, 상기 냉각수 순환 수단이, 물을 상기 탱크 외부로 퍼내서 상기 냉각수관으로 보내는 펌프 및 수관을 포함하는 것을 특징으로 하는 혼합주스 분배장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 음료수 열 교환 코일이 상기 탱크내에 위치하는 것을 특징으로 하는 혼합주스 분배장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 원통과 상기 통축액관에 연결되는 상기 캐비넷내에 농축액 열 교환 코일을 포함하는 것을 특징으로 하는 혼합주스 분배장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 분배장치가 소폭이고 약 5인치 이하의 일정 폭을 갖는것을 특징으로 하는 혼합주스 분배 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 폭이 약 3 3/4 인치 인것을 특징으로 하는 혼합주스 분배장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 원통과 상기 농축액 관에 연결되는 상기 캐비넷 내에서 농축액 열 교환 코일을 포함하는 것을 특징으로 하는 혼합주스 분배장치.
  11. 제1항에 있어서, 상기 분배장치가 소폭이고 약 5인치 이하의 일정 폭을 갖는 것을 특징으로 하는 혼합주스 분배장치.
  12. 약 5인치 이하의 폭을 갖는 소폭 판매대 위에 설치가능한 주스분배 장치로부터 혼합주스를 분배하는 방법으로, (a)상기 장치내의 용기로 농축액을 제공하는 단계와 , (b)분리된 냉각 중탕남비를 구비하고 분배장치와 분리되어 판매대 밑에 설치되는 냉각기를 제공하는 단계와, (c)상기 용기내의 농축액을 냉각시키기 위하여, 상기 분리된 중탕남비에서 상기 용기와 열 교환 관계에 있는 열교환 코일로 냉각수를 재순환시키는 단계와, (d)상기 분배장치에서 사용되어질 음료수를 열교환 코일을 통하여 상기 분리된 냉각 중탕남비내로 공급함에 의해 상기 음료수를 예냉하여 상기 분배장치로 예냉수(예冷水)를 공급하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 혼합주스 분배방법.
  13. 제12항에 있어서, 비격리 가압형 농축액 원통을 분리된 캐비넷에 위치시키고, 상기 캐비넷 내에서 40℉이하로 농축액을 유지하기 위해 상기 캐비넷 내에 냉각 중탕남비를 유지시키며, 상기 원통으로부터 상기 용기로 농축액을 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 혼합주스 분배방법.
  14. 약 5인치 이하의 폭을 갖는 소폭 판매대 위에 설치가능한 주스분배 장치로부터 혼합주스를 분배하는 방법으로, (a)상기 장치내의 용기로 농축액을 제공하는 단계와, (b)냉각 중탕남비를 구비하고 분배장치와 분리되어 판매대 밑에 설치되는 냉각기를 제공하는 단계와, (c)상기 용기내의 농축액을 냉각시키기 위하여, 상기 분리된 중탕남비에서 상기 용기와 열 교환 관계에 있는 열 교환 코일로 냉각수를 재순환시키는 단계와, (d)상기 분배장치에서 사용되어질 음료수를 열 교환 코일을 통하여 상기 분리된 냉각 중탕남비내로 공급함에 의해 상기 음료수를 예냉하여 상기 분배장치로 예냉수를 공급하는 단계와, (e)비격리 가압형 농축액 원통을 분리된 캐비넷에 위치시키고, 상기 캐비넷내에서 40℉ 이하로 농축액을 유지하기 위해 상기 캐비넷내에 냉각 중탕남비를 유지시키는 단계와, (f)상기 캐비넷으로부터 분리된 탱크내에 상기 냉각 중탕남비를 제공하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 혼합주스 분배 방법.
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