JPH06333152A - 自動販売機の炭酸水製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 加圧力の大きなポンプなどを不要としてコス
トの削減を図り、小型化を図る。 【構成】 カーボネータ容器２１に隣接する部屋２３を
形成し、ここに圧電振動子３０と、この圧電振動子３０
をフロートスイッチ１６からの出力にもとづき振動させ
る駆動回路３８とを設け、これらによってカーボネータ
容器２０内の炭酸水を霧化し、炭酸ガスの水中への溶け
込みを促進する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、自動販売機（以下、
自販機ともいう）等で飲料を製造して販売する場合に必
要な、炭酸水の製造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５はこの種の従来例を示す構成図であ
る。同図において、１は水道配管、２はリザーバ、３は
水ポンプ、４は水槽、５は冷却水、６は冷却コイル、７
は三方弁、８はノズル、９は冷却水バルブ、１０は飲料
カップ、１１は炭酸ガスボンベ、１２ａ，１２ｂは減圧
弁、１３は逆止弁、１４は炭酸水、１５はフロート、１
６はフロートスイッチ、１７は吐出管、１８は炭酸水バ
ルブ、２０はカーボネータである。

【０００３】すなわち、水道配管１から供給された水は
一旦リザーバ２に蓄えられ、自販機内各部に送られる。
炭酸水を製造するとき、リザーバ２からの水は水ポンプ
３で加圧され、水槽４内の冷却水５に浸積された冷却コ
イル６を通過し、三方弁７を経てノズル８により霧状に
され、カーボネータ２０内へ噴出される。三方弁７のも
う一端は冷却水バルブ９に接続されており、飲料カップ
１０に冷却水を供給する構造となっている。このときの
冷却水の供給量は、冷却水バルブ９の開閉時間によって
制御される。

【０００４】一方、カーボネータ２０に付設されたノズ
ル８には炭酸ガスも導かれており、炭酸ガスボンベ１１
からの炭酸ガスは減圧弁１２ａで所定の圧力に減圧さ
れ、ノズル８に取り付けられた逆止弁１３を通って、水
と同様にカーボネータ２０内に供給される。その際、水
ポンプ３が動作しても、逆止弁１３の働きによって水は
炭酸ガスの配管内に逆流することが抑止される。また、
減圧弁１２ｂからは、減圧弁１２ａよりも低い圧力の炭
酸ガスが自販機内の他の部分に供給される。

【０００５】カーボネータ２０内では、炭酸ガスと霧状
の水とが混合されて水に炭酸ガスが溶け込み、炭酸水１
４が製造される。ここで、炭酸水１４の量は磁石を内蔵
したフロート１５と、磁石の位置を検出するリードスイ
ッチを備えたフロートスイッチ１６によって制御されて
おり、炭酸水１４の水位が低下すると、フロートスイッ
チ１６からの信号によって図示されない自販機の制御回
路によって水ポンプ３が駆動され、上記の経路で水がカ
ーボネータ２０に供給される。

【０００６】カーボネータ２０で製造された炭酸水は、
カーボネータ内部の圧力によって押し出され、吐出管１
７を通って炭酸水バルブ１８に導かれ、飲料カップ１０
へ注がれる。このときの吐出量の制御は冷却水の場合と
同様、炭酸水バルブ１８の開閉時間によって行なわれ
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図５に
示す装置には、以下のような問題がある。 （１）炭酸水を製造するに当たり、炭酸ガスの溶け込み
量を所定の値にするために、カーボネータ内の圧力を或
る程度高くする必要があり、その高い圧力のカーボネー
タ内に水を供給しながら霧状にして噴出させるには、そ
れ以上のかなり高い加圧能力を有する水ポンプを用いる
必要がある。その結果、水ポンプは必然的に大きくな
り、その専有スペースも大きくなる。

【０００８】（２）カーボネータ内の圧力設定は、自販
機内の他の部分（例えば、液体原料を押し出すために加
えられる圧力など）に通常使用している圧力よりも高い
ため、炭酸ガスボンベの圧力を炭酸水製造に適当な圧力
まで減圧し、さらに他の部分に使用する圧力レベルまで
減圧する必要がある。このため、減圧弁等の部品や自販
機内に設置された配管を共通に使用できないことから、
部品点数が増加するだけでなく余分な設置スペースを必
要とする問題がある。したがって、この発明の課題はカ
ーボネータ容器で炭酸水を製造する際の圧力を他で使用
されている圧力まで低下させ、従来のような加圧力の大
きなポンプを不要とすることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め、第１の発明では、所定圧力で炭酸ガスを供給する炭
酸ガス供給手段と、水を加圧して供給するポンプと、こ
のポンプと前記炭酸ガス供給手段に接続されて炭酸ガス
と水を収容するカーボネータ容器と、このカーボネータ
容器内の液量を検出する液量検出手段とを備えた自動販
売機に対し、前記カーボネータ容器に隣接して第２の部
屋を形成し、この部屋の前記カーボネータ容器に隣接す
る圧電振動子と、この圧電振動子を前記液量検出手段か
らの信号を受けて振動させる駆動手段とを設けたことを
特徴としている。

【００１０】第２の発明では、所定圧力で炭酸ガスを供
給する炭酸ガス供給手段と、水を加圧して供給するポン
プと、このポンプと前記炭酸ガス供給手段に接続されて
炭酸ガスと水を収容するカーボネータ容器と、このカー
ボネータ容器内の液量を検出する液量検出手段と、前記
カーボネータ容器内から外部へ貫通してカーボネータ容
器内の液体を飲料カップに注ぐための吐出管とを備えた
自動販売機に対し、前記ポンプの入口側の配管の途中お
よび前記吐出管の途中にそれぞれ第１，第２の流路切換
手段と、これら第１，第２流路切換手段を互いに接続す
る第１の配管と、前記ポンプの出口側の配管の途中およ
び前記カーボネータ容器の入口側配管の途中にそれぞれ
第３，第４の流路切換手段と、これら第３，第４流路切
換手段を互いに接続する第２の配管と、前記第１ないし
第４の流路切換手段およびポンプを前記液量検出手段か
らの出力にもとづき制御する制御手段とを設けたことを
特徴としている。

【００１１】第３の発明では、所定圧力で炭酸ガスを供
給する炭酸ガス供給手段と、水を加圧して供給するポン
プと、このポンプと前記炭酸ガス供給手段に接続されて
炭酸ガスと水を収容するカーボネータ容器と、このカー
ボネータ容器内の液量を検出する液量検出手段と、前記
カーボネータ容器内から外部へ貫通してカーボネータ容
器内の液体を飲料カップに注ぐための吐出管とを備えた
自動販売機に対し、前記カーボネータ容器に隣接して第
２の部屋を形成し、この部屋の前記カーボネータ容器に
隣接する圧電振動子と、この圧電振動子を前記液量検出
手段からの信号を受けて振動させる駆動手段とを設ける
とともに、前記ポンプの入口側の配管の途中および前記
吐出管の途中にそれぞれ第１，第２の流路切換手段と、
これら第１，第２流路切換手段を互いに接続する第１の
配管と、前記ポンプの出口側の配管の途中および前記カ
ーボネータ容器の入口側配管の途中にそれぞれ第３，第
４の流路切換手段と、これら第３，第４流路切換手段を
互いに接続する第２の配管と、前記第１ないし第４の流
路切換手段およびポンプを前記液量検出手段からの出力
にもとづき制御する制御手段とを設けたことを特徴とし
ている。なお、上記第１または第３の発明については、
前記カーボネータ容器内の炭酸水を収容する部屋の、前
記圧電振動子に対向する位置にホーンを設けることがで
きる。

【００１２】

【作用】カーボネータ容器の一面に圧電振動子を設け、
これを用いて炭酸水を霧化することにより、炭酸ガスの
水中への溶け込みを促進する。あるいは、炭酸水がカー
ボネータ容器と水ポンプ間を循環できるように配管を施
し、カーボネータ容器内に炭酸水を繰り返し噴霧するこ
とにより、炭酸ガスの水中への溶け込みを促進する。

【００１３】

【実施例】図１はこの発明の実施例を示す概要構成図で
ある。なお、図示していない部分は図５と同様である。
すなわち、カーボネータ２０は、炭酸水を貯蔵するため
の第１室２１と、これに壁面２２を隔てて水などが侵入
しない構造とした、大気圧の部屋としての第２室２３と
から構成されている。

【００１４】そして、この壁面２２の第２室２３側には
圧電振動子３０が接着等の方法で固着されており、この
圧電振動子３０には配線３３が取り付けられていて、第
２室２３の側面から延びる配線用配管３２内部を通って
外部へ引き出される。このとき、配線用配管３２の一端
には、防水のためのキャップ３５が取り付けられてい
る。配線３３は圧電振動子３０を駆動する駆動回路３８
に接続されていて、後述するようにフロートスイッチ１
６から信号を受けて圧電振動子３０の制御を行なう。

【００１５】第１室２１には、従来と同じくフロートス
イッチ１６が設けられており、これにはリードスイッチ
が内蔵されているので、磁石を内蔵し液面にしたがって
上下するフロート１５の位置を、これによって検出する
ようにしている。このフロートスイッチ１６の出力信号
は駆動回路３８と、図示されない自販機本体の制御回路
に入力され、カーボネータの第１室２１内の炭酸水の量
がほぼ一定となるように、前記水ポンプやバルブを制御
して水を供給する。なお、第１室２１内上部には炭酸ガ
スが充満していることは、いうまでもない。

【００１６】このような構成において、いま、圧電振動
子３０を駆動回路３８によって励振すると、振動エネル
ギーは壁面２２から水や炭酸水等の液体に伝わり、液体
は微粒子状になって炭酸ガス内に拡散する。これによ
り、炭酸ガスは液体に溶け込み易くなり、所定量の炭酸
ガスが溶け込んだ飲料に適した炭酸水を得ることができ
る。

【００１７】ここで、圧電振動子３０は常時動作させる
こともできるが、炭酸水に溶け込んだ炭酸ガスの濃度が
低下するのは新らしく水が補給されたときなので、フロ
ートスイッチ１６で液面が所定の高さに達したことを示
す信号が駆動回路３８に入力された後の、或る一定時間
だけ駆動することが望ましい。また、ボンベ内の炭酸ガ
スが少なくなる等の理由で、炭酸ガスの圧力が低下した
ような場合には駆動時間を長くした方が良いことから、
図１には示していない圧力検出手段にて炭酸ガスの圧力
を検出し、その出力信号によって動作時間を制御する等
の方法も有効である。

【００１８】図２はこの発明の他の実施例を示す構成図
である。これは、第２室２３側の壁面２２に固着された
圧電振動子３０と対向する、第１室２１の底面に、ホー
ン３１を設けたものである。このホーン３１は、圧電振
動子３０の振動エネルギーを液体に有効に伝えるために
用いられる。その形状としては種々あるが、液体の霧化
に必要なエネルギーが伝えられるものならば如何なる形
状のものでも良く、ここでは液面近傍に振動エネルギー
を伝え易いように底面に取り付けるようにしている。な
お、図２ではホーン３１を第１室２１の底面に設けるよ
うにしたが、図３のように第１室２１の上面に取り付け
ても良いものである。

【００１９】図４はこの発明のさらに他の実施例を示す
構成図で、図５に示す従来例と対応するものである。カ
ーボネータ２０から外部に引き出された吐出管１７の、
炭酸ガスバルブ１８までの配管の途中に三方弁４１を、
水リザーバ２と水ポンプ３との間の配管の途中に三方弁
４２をそれぞれ設け、三方弁４１，４２を配管４３によ
り接続して構成される。また、水ポンプ３から水コイル
６への配管の途中に三方弁４４を、既設の三方弁７とカ
ーボネータ２０に付設されたノズル８との間の配管の途
中に三方弁４５をそれぞれ設け、三方弁４４，４５を配
管４６により接続して構成される。

【００２０】すなわち、これらの配管は通常の販売動作
等の場合には使用されないが、販売の待機状態等の場合
に、図示していない自販機本体の制御回路によって示矢
Ａのような閉ループ経路を作り、カーボネータ２０内の
炭酸水を水ポンプ３に再度循環させてカーボネータ２０
内に噴霧し、炭酸ガスが水に溶け込むのを促進するもの
である。このとき、上記循環動作の終了後には、三方弁
４２から水ポンプ３を経て三方弁４４までの配管中に炭
酸水が残るため、もし次に冷却水を吐出する場合には、
炭酸水が混じることになる。このため、配管部の容積は
極力小さくすることが必要である。または、冷却水の吐
出前や前記循環動作の終了時に、三方弁４２〜４４間の
炭酸水を排出するのに充分な時間だけカーボネータ側へ
水を供給することにより、冷却水への炭酸水の混入を防
ぐことができる。

【００２１】図４の如くすることにより、カーボネータ
内の圧力を低くして炭酸水中の炭酸ガス濃度が低下して
も、上記のような閉ループ配管で循環させることによ
り、所定炭酸ガス濃度の炭酸水を容易に得ることがで
き、その結果として、水ポンプを従来のものより小さい
ものに置き換えることが可能となり、自販機内部の省ス
ペース化を図ることができる。また、従来用いていた減
圧弁や炭酸ガス配管を、他の飲料用の炭酸ガス配管と共
用でき、部品の標準化が可能となる。なお、図示は省略
したが、図４の実施例においては、図１ないし図３のよ
うに第２の部屋を形成してここに圧電振動子を設けた
り、さらには図２，図３のようにホーンを設けることが
できるのは言うまでもない。

【００２２】

【発明の効果】この発明によれば、カーボネータ容器の
一面に圧電振動子を設け、これを用いて炭酸水を霧化す
るか、または、炭酸水がカーボネータ容器と水ポンプと
の間を循環できるように配管を施し、カーボネータ容器
内に炭酸水を繰り返し噴霧するようにしたので、炭酸ガ
スの水中への溶け込みを促進することができ、低圧下で
も飲料の味を損なわない炭酸水を製造することができ
る。その結果、高加圧能力の水ポンプが不要となり、小
型のポンプが使用できるので、自販機内の省スペース化
を図ることができるだけでなく、減圧弁等の配管を他の
系と共通化できるので、一層の省スペース効果を期待す
ることができる。また、ホーンを併用するようにすれ
ば、炭酸ガスの水中への溶け込みをより一層促進するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例を示す構成図である。

【図２】この発明の他の実施例を示す構成図である。

【図３】図２の変形例を示す構成図である。

【図４】この発明のさらに他の実施例を示す構成図であ
る。

【図５】従来例を示す構成図である。

【符号の説明】

１…水道配管、２…リザーバ、３…水ポンプ、４…水
槽、５…冷却水、６…冷却コイル、７，４１，４２，４
４，４５…三方弁、８…ノズル、９…冷却水バルブ、１
０…飲料カップ、１１…炭酸ガスボンベ、１２ａ，１２
ｂ…減圧弁、１３…逆止弁、１４…炭酸水、１５…フロ
ート、１６…フロートスイッチ、１７…吐出管、１８…
炭酸水バルブ、２０…カーボネータ、２１…第１室、２
２…壁面、２３…第２室、３０…圧電振動子、３１…ホ
ーン、３２，４３，４６…配管、３３…配線。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定圧力で炭酸ガスを供給する炭酸ガス
   供給手段と、水を加圧して供給するポンプと、このポン
   プと前記炭酸ガス供給手段に接続されて炭酸ガスと水を
   収容するカーボネータ容器と、このカーボネータ容器内
   の液量を検出する液量検出手段とを備えた自動販売機に
   対し、 前記カーボネータ容器に隣接して第２の部屋を形成し、
   この部屋の前記カーボネータ容器に隣接する圧電振動子
   と、この圧電振動子を前記液量検出手段からの信号を受
   けて振動させる駆動手段とを設けたことを特徴とする自
   動販売機の炭酸水製造装置。
2. 【請求項２】 所定圧力で炭酸ガスを供給する炭酸ガス
   供給手段と、水を加圧して供給するポンプと、このポン
   プと前記炭酸ガス供給手段に接続されて炭酸ガスと水を
   収容するカーボネータ容器と、このカーボネータ容器内
   の液量を検出する液量検出手段と、前記カーボネータ容
   器内から外部へ貫通してカーボネータ容器内の液体を飲
   料カップに注ぐための吐出管とを備えた自動販売機に対
   し、 前記ポンプの入口側の配管の途中および前記吐出管の途
   中にそれぞれ第１，第２の流路切換手段と、これら第
   １，第２流路切換手段を互いに接続する第１の配管と、
   前記ポンプの出口側の配管の途中および前記カーボネー
   タ容器の入口側配管の途中にそれぞれ第３，第４の流路
   切換手段と、これら第３，第４流路切換手段を互いに接
   続する第２の配管と、前記第１ないし第４の流路切換手
   段およびポンプを前記液量検出手段からの出力にもとづ
   き制御する制御手段とを設けたことを特徴とする自動販
   売機の炭酸水製造装置。
3. 【請求項３】 所定圧力で炭酸ガスを供給する炭酸ガス
   供給手段と、水を加圧して供給するポンプと、このポン
   プと前記炭酸ガス供給手段に接続されて炭酸ガスと水を
   収容するカーボネータ容器と、このカーボネータ容器内
   の液量を検出する液量検出手段と、前記カーボネータ容
   器内から外部へ貫通してカーボネータ容器内の液体を飲
   料カップに注ぐための吐出管とを備えた自動販売機に対
   し、 前記カーボネータ容器に隣接して第２の部屋を形成し、
   この部屋の前記カーボネータ容器に隣接する圧電振動子
   と、この圧電振動子を前記液量検出手段からの信号を受
   けて振動させる駆動手段とを設けるとともに、前記ポン
   プの入口側の配管の途中および前記吐出管の途中にそれ
   ぞれ第１，第２の流路切換手段と、これら第１，第２流
   路切換手段を互いに接続する第１の配管と、前記ポンプ
   の出口側の配管の途中および前記カーボネータ容器の入
   口側配管の途中にそれぞれ第３，第４の流路切換手段
   と、これら第３，第４流路切換手段を互いに接続する第
   ２の配管と、前記第１ないし第４の流路切換手段および
   ポンプを前記液量検出手段からの出力にもとづき制御す
   る制御手段とを設けたことを特徴とする自動販売機の炭
   酸水製造装置。
4. 【請求項４】 前記カーボネータ容器内の炭酸水を収容
   する部屋の、前記圧電振動子に対向する位置にホーンを
   設けたことを特徴とする請求項１または３のいずれかに
   記載の自動販売機の炭酸水製造装置。