JP2017105478A

JP2017105478A - 炭酸水注出バルブ

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Publication number: JP2017105478A
Application number: JP2015238578A
Authority: JP
Inventors: 山本　洋介; Yosuke Yamamoto; 洋介山本; 竹内　佐紀; Saki Takeuchi; 佐紀竹内
Original assignee: Hoshizaki Corp
Current assignee: Hoshizaki Corp
Priority date: 2015-12-07
Filing date: 2015-12-07
Publication date: 2017-06-15
Anticipated expiration: 2035-12-07
Also published as: JP6737589B2

Abstract

【課題】コーンの変形を抑制し、高濃度な炭酸水を作成することができる炭酸水注出バルブを提供する。【解決手段】炭酸水注出バルブ１００は、炭酸飲料吐出口２５を有するノズル２２と、炭酸飲料吐出口２５に炭酸水を供給する炭酸水供給管３と、炭酸水供給管３による炭酸水の供給を制御するバルブ本体１と、バルブ本体１に取り付けられるコーン４０とを備え、コーン４０は、外周面１０ｂに網目構造１０ｄが形成される内コーン１０と、内コーン１０の外周面１０ｂに対向して設けられる外コーン２０とを有し、内コーン１０の外周面１０ｂと外コーン２０の内周面２０ｃとの間には炭酸水供給路の一部を構成する間隙１５が設けられ、内コーン１０又は外コーン２０の少なくともいずれ１つは、ステンレス鋼によって形成される。【選択図】図１

Description

この発明は、炭酸水注出バルブに関する。

特許文献１に示すように、従来の炭酸飲料ディスペンサに設けられる炭酸水注出バルブには、炭酸水の供給経路の一部に、炭酸水の動揺を抑制して炭酸ガスの濃度を上げるための減圧経路が設けられている。この減圧経路は、バルブ本体の内部に挿入された円筒形状のコーンの外周面とバルブ本体との間の間隙によって構成される。また、コーンの外周面である円筒面には網目状の細溝が形成されている。さらにコーンは樹脂によって形成されている。

特開平１０−１９４３９３号公報

しかしながら、特許文献１の炭酸水注出バルブでは、樹脂製のコーンは流通する低温の炭酸水に一定時間以上接触することで熱収縮したり、炭酸水によって圧力を受けたりして変形してしまう可能性があった。このため、コーンとバルブ本体との間に設けられる減圧経路の断面積が拡大してしまい、炭酸水を充分に減圧することができず、炭酸水の濃度を高くすることができないという問題があった。

この発明は、このような問題を解決するためになされ、コーンの変形を抑制し、高濃度な炭酸水を作成することができる炭酸水注出バルブを提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、この発明に係る炭酸水注出バルブは、炭酸飲料吐出口を有するノズルと、ノズルの炭酸飲料吐出口に炭酸水を供給する炭酸水供給流路と、炭酸水供給流路による前記炭酸水の供給を制御するバルブ本体と、バルブ本体に取り付けられるコーンとを備え、コーンは、外周面に網目構造が形成される内コーンと、内コーンの外周面に対向して設けられる外コーンとを有し、内コーンの外周面と外コーンの内周面との間には、炭酸水供給路の一部を構成する間隙が設けられ、内コーン又は外コーンの少なくともいずれか１つは、ステンレス鋼によって形成される。

この発明に係る炭酸水注出バルブによれば、コーンの変形を抑制し、高濃度な炭酸水を作成することができる。

この発明の実施の形態１に係る炭酸水注出バルブの正面図であって、特に炭酸水供給流路近傍の構造を断面で示す図である。図１に示す炭酸水注出バルブの炭酸水供給流路近傍の構造を拡大した図である。図１に示す炭酸水注出バルブの側面図であって、特に炭酸水供給流路近傍の構造を断面で示す図である。図１に示す炭酸水注出バルブの内コーンを示す斜視図である。図１に示す炭酸水注出バルブの内コーンと外コーンとの位置関係を模式的に示す、部分的な断面平面図である。

以下、この発明の実施の形態に係る炭酸水注出バルブ１００について図１〜４に基づいて説明する。
まず、図１及び３に示すように、炭酸水注出バルブ１００は、内部を炭酸水が流通する炭酸水供給管３と、内部をシロップやリカー等の飲料原液が流通する飲料原液供給管４と、炭酸水供給管３及び飲料原液供給管４が接続するバルブ本体１とを有している。また、バルブ本体１は、炭酸水供給管３による炭酸水の供給を制御する炭酸水供給弁１ａと、飲料原液供給管４による飲料原液の供給を制御する飲料原液供給弁１ｂとを有する。さらに、バルブ本体１の下部には、炭酸水供給弁１ａ及び飲料原液供給弁１ｂの開閉を制御するバルブレバー２が取り付けられる。

さらに、バルブ本体１には、略円筒形状のノズル取付部１２が下方に突出して一体的に設けられている。バルブ本体１には、ノズル取付部１２を介してノズル２２が取り付けられる。ノズル２２は、下方に開放された炭酸飲料吐出口２５を有している。また、ノズル取付部１２の内側には略円柱形状の空間であるコーン収容空間１３が形成される。さらに、コーン収容空間１３の上部には、炭酸水供給管３に連通する炭酸水導入空間１１が形成されている。そして、炭酸水導入空間１１の上面１１ａは、炭酸水供給管３との接続箇所を頂点としてコーン収容空間１３の径方向に亘って徐々に低くなるように傾斜して形成されている。また、コーン収容空間１３の中央には、飲料原液供給管４に連通する飲料原液注出管５が軸方向に沿って下方に延びている。

また、コーン収容空間１３の内側には略円筒形状の外コーン２０が嵌め込まれている。外コーン２０はステンレス鋼によって形成されている。また、外コーン２０は、円筒形状の外周面２０ｂ及び内周面２０ｃと、外周面２０ｂ及び内周面２０ｃの上端に配置された上端面２０ａとを有する。図５に示すように、外コーン２０の上端面２０ａは平面であり、一定の幅ｔを有する円の軌跡をなす形状である。

そしてさらに、外コーン２０の内側には、図４に示す略円筒形状の内コーン１０が配置される。内コーン１０も外コーン２０と同様にステンレス鋼によって形成されている。内コーン１０は円筒形状の外周面を有し、円筒形状の外周面１０ｂと、外周面１０ｂの上端に配置された平面状の上端面１０ａとを有する。また、内コーン１０の中央部分には第一取付孔１０ｃが形成されている。さらに、内コーン１０の外周面１０ｂには複数の細溝が各々互いに交差しつつ網目形状に形成され、網目構造１０ｄをなしている。また、図５に示すように、内コーン１０の外径Ｄ１は外コーン２０の内径Ｄ２よりもやや小さい。すなわち、外コーン２０は内コーン１０の外周面１０ｂに対向して設けられるとともに、内コーン１０の外周面１０ｂと外コーン２０の内周面２０ｃとの間には、幅が０．０５ｍｍ程度の間隙１５が形成される。また、内コーン１０の軸方向の長さは外コーン２０の軸方向の長さよりも短い。また、外コーン２０及び内コーン１０は、コーン収容空間１３の上面に当接するように配置されており、内コーン１０の第一取付孔１０ｃには飲料原液注出管５が挿入されている。
ここで、内コーン１０及び外コーン２０は、コーン４０を構成する。
さらに、炭酸水供給管３、炭酸水導入空間１１、網目構造１０ｄ及び間隙１５は、炭酸水供給流路を構成する。

また、ノズル２２の内部には略円盤形状の整流部３０が嵌め込まれており、整流部３０は上面が外コーン２０の下端に当接するように配置される。また、整流部３０の中央には第二取付孔３２が形成され、第二取付孔３２には飲料原液注出管５が挿入される。さらに、整流部３０の外縁には、複数の切欠溝３０ａが形成されている。

次に、炭酸水注出バルブ１００による炭酸飲料の作製方法について図１〜３を用いて説明する。
まず、利用者が手に持ったコップ等でバルブレバー２を図３の矢印Ｐの方向に押すと、通常時は閉鎖状態である炭酸水供給管３の炭酸水供給弁１ａ及び飲料原液供給管４の飲料原液供給弁１ｂが開放される。これにより、炭酸水供給管３を炭酸水が、飲料原液供給管４を飲料原液が流通する。

炭酸水供給管３から炭酸水導入空間１１に流入した炭酸水は、まず、図２の矢印Ａに示すように、内コーン１０の上端面１０ａを径方向外側へ向かって流通する。そして、炭酸水は、矢印Ｂに示すように、内コーン１０と外コーン２０との間の間隙１５及び網目構造１０ｄを流通して下方へ流れ落ちる。この時、図５に示すように、間隙１５を流通する炭酸水の内圧は０．５４Ｐａ程度であり、これによって外コーン２０には引張応力σが生じる。また、間隙１５を流通する炭酸水の炭酸水注出温度Ｔは約０℃である。

そして、矢印Ｃに示すように、炭酸水は整流部３０の切欠溝３０ａを介してノズル２２の内部に流入し、矢印Ｄに示すように、ノズル２２の炭酸飲料吐出口２５に供給される。
すなわち、炭酸水供給管３とノズル２２の炭酸飲料吐出口２５とは、炭酸水導入空間１１、網目構造１０ｄ、間隙１５及び切欠溝３０ａを介して連通されており、これにより、炭酸水供給管３はノズル２２の炭酸飲料吐出口２５に炭酸水を供給することができる。

一方、飲料原液供給管４を流通する飲料原液は飲料原液注出管５を流通して下方へ流れ落ち、矢印Ｅに示すようにノズル２２の内部に流入し、炭酸飲料吐出口２５に供給される。そして、飲料原液は炭酸水と混ざり合い、炭酸飲料として、ノズル２２の炭酸飲料吐出口２５から矢印Ｆに示すように外部に注出される。

以上より、この実施の形態１に係る炭酸水注出バルブ１００では、内コーン１０の外周面１０ｂに網目構造１０ｄが形成されることによって、炭酸水の流通経路の面積及び距離が実質的に大きくなる。従って、炭酸水が内コーン１０と外コーン２０との間の網目構造１０ｄ及び間隙１５を流通する間にも、炭酸水の流速が充分に減速されることとなり、炭酸水の動揺が抑制される。従って、炭酸ガスと水との結びつきの乱れも軽減されるため、より高濃度な炭酸水を注出することができる。

また、内コーン１０がステンレス鋼で形成されることにより、内コーン１０の変形が防止される。具体的には、間隙１５を流通する炭酸水の炭酸水注出温度Ｔは０℃程度であるため、内コーン１０は低温の炭酸水に一定時間以上晒されることにより熱収縮してしまう。この時の内コーン１０の外径Ｄ１の変位量は、内コーン１０の材質の熱膨張係数に依存する。従って、内コーン１０を熱膨張係数が小さいステンレス鋼にすることによって、内コーン１０の形状が維持されるとともに、間隙１５の拡大が防止され、より高濃度の炭酸水が作製される。
なお、この実施の形態において、内コーン１０の変形を無視することができる程微小に留めるには、内コーン１０を、熱膨張係数が約２０×１０^−６以下の材料で形成する必要があるが、ステンレス鋼は一般的に１７．３×１０^−６の熱膨張係数を有する。

また、内コーン１０と同様に、外コーン２０がステンレス鋼で形成されることにより、外コーン２０の変形が防止される。具体的には、図５に示すように、間隙１５を流通する炭酸水の内圧によって外コーン２０に引張応力σが生じた場合、外コーン２０は内径Ｄ２が拡大するように変形する。この時の外コーン２０の内径Ｄ２の変位量は、外コーン２０の材質の縦弾性係数に依存する。従って、外コーン２０を縦弾性係数が大きいステンレス鋼にすることによって、外コーン２０の形状が維持されるとともに、間隙１５の拡大が防止され、より高濃度の炭酸水が作製される。
なお、この実施の形態において、外コーン２０の変形を無視することができる程微小に留めるには、外コーン２０を、縦弾性係数が５０［ＧＰａ］以上の材料で形成する必要があるが、ステンレス鋼は一般的に１９３［ＧＰａ］の縦弾性係数を有する。

なお、この実施の形態に限定されず、外コーン２０を樹脂で形成し、内コーン１０のみをステンレス鋼で形成してもよい。また、内コーン１０を樹脂で形成し、外コーン２０のみをステンレス鋼で形成してもよい。

１バルブ本体、３炭酸水供給管（炭酸水供給流路）、１０内コーン、１０ｂ内コーンの外周面、１１炭酸水導入空間（炭酸水供給流路）、１５間隙（炭酸水供給流路）、２０外コーン、２０ｃ外コーンの内周面、２２ノズル、２５炭酸飲料吐出口、４０コーン、１００炭酸水注出バルブ。

Claims

炭酸飲料吐出口を有するノズルと、
前記ノズルの前記炭酸飲料吐出口に炭酸水を供給する炭酸水供給流路と、
前記炭酸水供給流路による前記炭酸水の供給を制御するバルブ本体と、
前記バルブ本体に取り付けられるコーンとを備え、
前記コーンは、外周面に網目構造が形成される内コーンと、前記内コーンの前記外周面に対向して設けられる外コーンとを有し、
前記内コーンの外周面と前記外コーンの内周面との間には、前記炭酸水供給路の一部を構成する間隙が設けられ、
前記内コーン又は前記外コーンの少なくともいずれか１つは、ステンレス鋼によって形成される炭酸水注出バルブ。