JPH0636912B2 - 清涼飲料水分配システムにおいて使用される完全水処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、清涼飲料分配システムの如く、後混合ディス
ペンサーにおいて使用される水処理装置に関する。

瓶詰め工場において、飲料は、通常、硬度を低下させ、
無菌を保証し、そして浮遊固形物と溶解した有機物質を
除去するために処理された水を使用して準備される。沈
澱法は、一般的であり、そして水の鉄及び重金属含有量
をある程度減少させる。ナトリウムと硝酸塩に関する最
近の関心はまた、付加的な処理を必要とし、この場合こ
れらの成分は、受容できない程度に水に存在する。要す
るに、水精製は、水が主要成分であるために、瓶詰め工
場における清涼飲料生産の本質的な部分である。

シロップを使用する清涼飲料分配システムはまた、水供
給を必要とする。使用された水は、しばしば、水道本管
からであるが、完全な処理を必要としない。瓶詰め工場
において適用された完全水処理技術は、複雑であり、注
意深いプロセス制御を必要とし、特別な水品質に特定で
あり、そして通常小規模の使用のために適さないため
に、そのような技術を後混合ディスペンサーに適用する
ことは、今まで不可能であった。

イオン交換システムが、小規模形式において使用される
が、これらのシステムは、再生を必要とし、微物汚染源
であり、そして溶解塩を除去するのみであるが、一方瓶
詰め工場において使用される沈澱法は、ずっと広い精製
効果を有する。逆浸透の如く、さらに複雑な方法がま
た、小規模において適用可能であるが、これらは、高価
であり、かつかなりの保守を必要とする。

従って、後混合ディスペンサーにおいて使用される単純
かつ有効な水処理装置に対する必要性が、技術において
存在する。この装置は、製造と共に、操作が容易かつ安
価である。装置は、瓶詰め工場において見いだされる精
製の利点を有し、小形ディスペンサーにおける使用のた
めに適切である。特に、水処理装置は、硬度を低下さ
せ、無菌を保証し、そして水から浮遊固形物と溶解有機
物質を除去する。さらに、装置は、水から、溶解塩と共
にナトリウムと硝酸塩を除去する。この装置は、微物汚
染を防止し、そして安価かつ保守を殆ど必要としない。

従って、後混合飲料ディスペンサーにおける使用のため
に適する水処理装置を提供することが、本発明の主な目
的である。

硬度を低下させ、無菌を保証し、そして浮遊固定物と溶
解有機物質を除去するために、水を処理する水処理装置
を提供することが、本発明の別の目的である。

ナトリウム、硝酸塩又は溶解塩を水から除去する水処理
装置を提供することが、本発明の一層の目的である。

本発明の別の目的は、製造が簡単、安価であり、そして
殆ど保守を必要としない水処理装置を提供することであ
る。

本発明のさらに別の目的は、消費された時可処分な単
純、安価な材料から作成された反応室を使用する水処理
装置を提供することである。

本発明のこれらと他の目的は、後混合飲料ディスペンサ
ーにおいて使用される水処理装置を提供することによっ
て実現され、この場合水処理装置は、少なくとも第１及
び第２セクションを収容するためのカートリッジ手段で
あり、該第１セクションは、中央アパーチャーを規定す
る少なくとも環状部分を有し、該環状部分は、熱伝導材
料を含み、該第２セクションは、少なくとも濾過部分と
活性炭遮壁を含むカートリッジ手段と、水を該第１セク
ションに導入するための水入力手段と、該第１セクショ
ンに導入された水の温度を高めるための加熱手段であ
り、該加熱手段は、該第１セクションの該中央アパーチ
ャーに挿入され、該水の該温度増大は、該水に含まれた
重炭酸塩を溶解させ、かつ該第１セクションに含まれた
該熱伝導材料に沈澱及び析出させる加熱手段と、該水の
温度が上昇された後、該カートリッジ手段の該第１セク
ションから水を収容するための水貯蔵手段と、該第１セ
クションにおいて生成されたガスと、該貯蔵セクション
における該水から生成されたガスとをトラップするため
の該水貯蔵手段に位置するガス収集手段であり、該収集
手段は、該水の精製を補助するために、該ガスが該水に
再溶解されるのを防止するガス収集手段と、水貯蔵手段
から該水を除去し、かつ該水を該カートリッジ手段の該
第２セクションに導入するための手段であり、該第２セ
クションは、該水をさらに精製するために、その後該水
から不純物を除去する手段と、該第２セクションから該
水を放出し、かつ該後混合飲料ディスペンサーの分配部
分に該水を移動させるための手段とを具備する。

本発明の応用性の一層の範囲は、以下に与えられた詳細
な説明から明らかになるであろう。しかし、詳細な説明
と特定の実施例は、発明の好ましい実施態様を示すが、
発明の精神と範囲内の多様な変更と修正は、詳細な説明
から技術における熟練者に明らかになるために、例示の
みにより与えられることが理解されるべきである。

本発明は、以下に与えられた詳細な説明と、例示のみに
より与えられ、こうして本発明を制限しない添付の図面
とからさらに十分に理解されるであろう。

図面を詳細に参照し、そして特に第１図を参照すると、
ディスペンサー３０が示される。このディスペンサー
は、後混合飲料分配又は同等物のために適する。ディス
ペンサー３０は、シロップと水の両方を必要とする清涼
飲料を分配するために使用されることが考えられる。第
１図に示された如く、本発明の水タンクと水処理モジュ
ールは、操作者によって容易に手が届くように、ディス
ペンサー３０の部分に位置する。

第２図を参照すると、本発明の可処分な２部分のカート
リッジが示される。このカートリッジは、第１セクショ
ン又は反応器部分１と、第２セクション又は濾過器部分
２とを含む。第１セクション又は反応器部分１は、中空
金属コアと、その回りの環状セクションとを有する。こ
の環状セクションは、砂又は炭素細粒、あるいは他の部
分的又は完全熱調節材料のいづれかによりパックされ
る。第２セクション又は濾過器部分２は、標準濾過器セ
クションと、活性炭遮壁とを具備する。可処分なカート
リッジ４０は、第３図に示された如く、非処分の水処理
装置に挿入される。装置は水処理装置と呼ばれたが、非
処分の水処理装置と共に可処分なカートリッジが一緒
に、本発明の水処理装置を形成することが注目される。

第３図を参照すると、非処分な水処理装置は、水貯蔵タ
ンク９を有する。タンク９における水は、加熱されてい
ない時、冷たいと考えられる。水は、上方開口５０によ
り、タンク９に挿入される。水タンク９はまた、底部出
口（ラベルなし）を有する。

水は、ポンプ１１によって、冷水タンク９からタンク９
の底部出口により熱交換器３に駆動される。代替的に、
水は、水本管５２によりシステムに引き込まれる。こう
して、従来の蛇口の水がシステムに導入されることは、
容易に明らかであろう。この水は、（蛇口水では従来の
如く）ある程度処理されているが、瓶詰め工場における
ほどには、まだ完全に処理されていない。水精製は清涼
飲料生産の重要な部分であるために、さらに水処理が必
要とされる。

第３図から、本発明の水処理装置は、２つのセクション
１と２により示された可処分なカートリッジ４０を含
む。このカートリッジ４０は、水処理装置の非処分な部
分に挿入され、そして第３図に示された如く、この空間
にクランプされる。特に、ガスケット１９は、カートリ
ッジの底端部が密封される如く、非処分なユニットの底
部に提供される。本発明の非処分なユニットはまた、電
気加熱要素４を有する熱交換器３を含む。熱交換器３と
電気加熱要素４は、可処分なカートリッジの反応器部分
１の内側金属コアに適合する。熱交換器と電気加熱器
は、カートリッジの反応器部分と熱接触にある。この配
置において、カートリッジは、ふた５によって下方に押
される。ふた５は、カートリッジの頂部端部を（以下に
さらに詳細に議論される）水チャネル６に対して密封す
る。

第２図に示された如く、位置決め穴７は、可処分なカー
トリッジ４０において提供される。これらの位置決め穴
７は、ふた５と協同し、カートリッジの適正な配置を保
証する。ふた５を上昇することにより、可処分なカート
リッジ４０は、単にカートリッジをユニットから持ち上
げることにより、非処分なユニットから除去される。新
しいカートリッジをユニットに置くために、新しいカー
トリッジを非処分ユニットに再挿入し、そしてふた５を
閉じることが、必要なだけである。ロッキングバー８
は、ふた５の閉鎖を保証するために、提供される。

上記の如く、水は、ポンプ１１によって、水貯蔵タンク
９又は水本管５２から第１セクション又は反応器の基部
に移動される。こうして、水は、導管５４により、可処
分なカートリッジ・ユニット４０の第１セクション又は
反応器１の下方部分に移動される。水がカートリッジ・
ユニットを上昇する時、水は、最初に、熱交換コイル３
と、それからコイル３の上に位置する電気加熱要素４に
よって加熱される。水は、可処分なカートリッジ・ユニ
ット４０の第１セクションを通って移動し、そして水チ
ャネル６により環状空間を出る。従って、水が可処分カ
ートリッジ４０の第１セクション又は反応器１を通過す
る時、温度が上昇される。

温度の有効な上昇は、水の重炭酸塩含有量を除去させ
る。特に、水の重炭酸塩含有量は、温度が上昇し、そし
てその後、炭酸塩は、第１セクション又は反応器１に含
められた細粒又は他の熱伝導材料に沈澱される。プロセ
スは、加速され、そして反応器の頂部セクションにおい
て完了され、この場合細粒は、電気加熱要素４によって
加熱される。沈澱が発生する時、他の不純物がまた、微
細沈澱物によって除去され、そして細粒に析出される。

熱水が、可処分なカートリッジ４０の第１セクション又
は反応器１を出る時、それは、水チャネル６を通って保
持タンク１０に移動する。保持タンクは、空気頭隙を有
し、水ポンプ１１の放出によって加圧される。この空気
頭隙に、ガス解放トラップ１２が位置する。ガス解放ト
ラップ１２は、反応器において生成された炭酸ガスと、
加熱された水から漏れる塩素を捕獲する。これらのガス
は、頭隙において収集され、そしてガス・トラップ１２
によって断続的に解放される。代替的に、空気頭隙は、
熱水タンクの後にポンプ１３を導入することにより、大
気圧において維持される。ポンプ１３は、オプションで
あり、そしてタンク１０における水のレベルを制御する
ために作用する。この配置は、重炭酸塩の分解と炭酸ガ
スの除去の加速が達成される如く、空気頭隙において低
圧力を維持させる。

水が保持タンク１０を去る時、水は、導管５６を通っ
て、可処分カートリッジ４０の第２セクション又は濾過
器２の下方部分に移動する。タンク１０からの水は、タ
ンク内で滅菌されるために十分な時間が水に対して許容
される如く、引き出される。第２セクション又は濾過器
２を流れる水は、濾過器セクションと、このセクション
内に包含された活性炭遮壁とに相互作用する。第２セク
ション又は濾過器２は、固形物と塩素の残余痕跡と共
に、水に残った溶解有機物質を除去する。

第３図に見られた如く、水は、導管５８によって、第２
セクション又は濾過器２から引き出され、そしてそれか
ら第１セクション又は反応器コアの熱交換セクション３
を通過する。このため、この水は、導管５４を通って可
処分カートリッジ４０の第１セクション又は反応器に入
る水によって冷却される。従って、導管５８により熱交
換コイル３に引き入れられた水は、導管６０により放出
される。この水は、冷却され、そして水処理装置からデ
ィスペンサー３０に対する下流分配部分６２に流れる。
分配部分６２は、第３図の配置においてブロック図配置
として単に示される。多様な分配配置が、ディスペンサ
ー３０に組み込まれることは、技術における熟練者にと
って明らかである。

第３図の配置に代替案として、第４図の実施態様が使用
される。第４図の実施態様は、第３図の実施態様とは異
なり、水保持タンク１０から除去された水は、最初に、
導管６４を通って、熱交換コイル３に移動する。この配
置は、水処理装置の下流動作が悪影響されない如き温度
に、水を再び冷却させる。熱交換コイル３から、水は、
導管６６を通って、可処分カートリッジ４０の第２セク
ション又は濾過器２に移動する。

可処分カートリッジ４０の第２セクション又は濾過器２
は、混合されたイオン交換樹脂を包含している。樹脂１
４は、水から硝酸塩、硫酸塩、及びナトリウム・イオン
を部分的に除去する。水が、最初に、熱交換コイルを通
過し、そして樹脂１４に接触する前に温度が冷却される
ために、樹脂への損傷は回避される。水が、第２セクシ
ョン又は濾過器２を通過した後、それは、導管６８によ
り放出される。水が導管を通って移動する時、それは、
空冷セクション１５を通過する。空冷セクション１５
は、水を下流の分配部分に送る前に、水の温度をさらに
減少させる。

要するに、本発明の水処理装置は、水から硬度と金属不
純物を除去する。塩素の大部分はまた、保持タンク１０
において剥離かつ除去される。保持タンク１０は、水の
滅菌を保証する。さらに、可処分カートリッジ４０の第
２セクション又は濾過器２は、水における浮遊固形物と
溶解炭化水素の除去を提供する。必要な時、硫酸塩、硝
酸塩とナトリウムに対する制限されたイオン交換が、第
４図の実施態様に示された如く、本発明の水処理装置に
含められる。混合されたイオン交換樹脂１４は、これら
の成分が非精巧な手段によって除去されない如き配置に
おいて必要とされる。

本装置における熱償還（ｈｅａｔ ｒｅｃｏｕｐｅｒａ
ｔｉｏｎ）は、装置の合理的なエネルギー使用を保証す
る。さらに、本発明の電気加熱要素４は、過度な温度
が、可処分カートリッジ４０の第１セクション又は反応
器１の上に頭隙において維持される如く、制御装置１６
によってセットされる。

さらに、第３図と第４図に見られた如く、タイマー１７
が、本発明の装置において提供される。このタイマー１
７は、ディスペンサー弁（図示されていない）の動作に
よって作動され、そして分配された水の実分配時間又は
量を測定する。実分配時間が測定されるならば、タイマ
ーは、処理された水の容積を決定する。所定量の水が、
この装置によって分配された後、タイヤーは、警告信号
を提供し、その結果使用者は、可処分カートリッジ４０
が交換されるべきであることを通知される。臨界時間が
経過した後、タイマー１７は、水処理装置が不作動にな
る如く、水ポンプ１１の動作を遮断する。装置は、消費
したカートリッジ４０を新カートリッジと交換すること
により再起動される。

カートリッジが交換される時、カートリッジ室に残され
た残留水は、サンプトレー１８に排出される。このトレ
ー１８は、可処分カートリッジ４０が位置する室の下に
位置し、そして通常カートリッジによって覆われる。こ
の排水は、可処分カートリッジ４０が除去された後にの
み開放される。

本発明の装置は、水の硬度を低下させ、一方、水の無菌
を保証し、かつ従来の後混合ディスペンサーによって通
常除去されない水不純物を除去する。水のそのような精
製は、今まで瓶詰め工場の配置において達成された。し
かし、本発明の装置は、瓶詰め工場の配置において使用
された大形かつ複雑な配置の使用を回避し、こうして小
分配装置において使用される。

本発明の装置は、サーモスタット以外にプロセス制御を
必要とせず、そしてこうして維持と動作が比較的簡単で
ある。さらに、可処分カートリッジ４０が比較的単純で
あり、かつ装置の非処分構成要素が、殆ど保守を必要と
しないために、装置は、製造と維持が比較的安価である
が、所望の水処理を許容する。従って、この装置は、高
度な資本支出を伴うことなしに、飲料分配目的のために
少量の水を経済的に処理する。この装置は、調整を必要
とすることなしに、広範囲の水量に対して有効である。

こうして発明が記載されたが、同発明は、多数の方法に
より変更されることは明らかである。そのような変形
は、発明の精神と範囲からの逸脱として見なされず、そ
して技術における熟練者に明らかな如く、そのような修
正の総ては、特許請求の範囲内に包含されることが意図
される。

本発明の主なる特徴及び態様は以下のとおりである。

１．後混合飲料ディスペンサーにおいて使用される水処
理装置であって、 少なくとも第１及び第２セクションを収容するカートリ
ッジ手段、 該第１セクションは、その中に中央アパーチャーを規定
する少なくとも環状部分を有し、該環状部分は熱伝導材
料を含み、該第２セクションは少なくとも濾過部分と活
性炭スクリーンを含む； 水を該第１セクションに導入する水入力手段； 該第１セクションに導入された水の温度を高める加熱手
段、 該加熱手段は該第１セクションの該中央アパーチャーに
挿入され、該水の該温度の上昇は、該水に含まれた重炭
酸塩を溶解させ、そして該第１セクションに含まれた該
熱伝導材料に沈澱及び析出させる； 該水の温度が上昇された後、該カートリッジ手段の該第
１セクションから水を収容する水貯蔵手段； 該第１セクションにおいて生成されたガスと該貯蔵セク
ションにおける該水から生成されたガスとを捕捉するた
めの、該水貯蔵手段に位置するガス収集手段、 該収集手段は、該水の精製を補助するために、該ガスが
該水に再溶解されることを防止する； 水貯蔵手段から該水を除去し、そして該水を該カートリ
ッジ手段の該第２セクションに導入する手段、 該第２セクションは、該水をさらに精製するために、そ
の後該水から不純物を除去する； 該第２セクションから該水を放出し、そして該後混合飲
料ディスペンサーの分配部分に該水を移動させる手段； とを具備する水処理装置。

２．該放出手段は、該水が該分配部分に移動される前
に、最初に該水を該加熱手段に供給し、 該水入力手段によって該第１セクションに導入された水
が該加熱手段における該水よりも低い温度にありそして
この温度差が該加熱手段における該水を冷却させるため
に作用するように、該水は、加熱手段がカートリッジ手
段の第１セクションと関連することにより、該加熱手段
を流れる間に冷却される上記１に記載の水処理装置。

３．除去のための該手段は、該水が該カートリッジ手段
の該第２セクションに導入される前に、最初に該水を該
加熱手段に供給し、 該水入力手段によって該第１セクションに導入された水
が該加熱手段における該水よりも低い温度にありそして
この温度差が該加熱手段における該水を冷却させるため
に作用するように、該水は、加熱手段がカートリッジ手
段の第１セクションと関連することにより、該加熱手段
を流れる間に冷却される上記１に記載の水処理装置。

４．該カートリッジ手段の該第２セクション内に位置す
るイオン交換樹脂をさらに具備し、該樹脂は、該第２セ
クションにおいて該水に接触し、そして該水における硝
酸塩、硫酸塩とナトリウム・イオンの少なくとも１つを
除去するために作用する上記３に記載の水処理装置。

５．該放出手段は、該第２セクションを去った後、かつ
該分配部分に達する前に、水が通過する空冷セクション
を具備し、該空冷セクションは、通過する水の温度を低
下させる上記４に記載の水処理装置。

６．該カートリッジ手段の該第１セクションは、他の不
純物と共に、少なくとも水の重炭酸塩含有物を除去する
ために作用し、そしてこの場合該熱伝導材料は、砂と炭
素細粒の一つからなる上記１に記載の水処理装置。

７．該ガス収集手段は、該水貯蔵手段内の空気頭部空間
に位置するガス解放トラップからなり、該ガス解放トラ
ップによって収集された該ガスは炭酸ガスと塩素の少な
くとも一方を含む上記１に記載の水処理装置。

８．該水貯蔵手段は、該ガス収集手段が位置する空気頭
部空間を含み、該水処理装置は、該水貯蔵手段の空気頭
部空間おいて圧力を維持し、そして該水貯蔵手段内の水
のレベルを制御するポンプをさらに具備する上記１に記
載の水処理装置。

９．該カートリッジ手段の該第２セクションの該濾過器
部分と活性炭スクリーンが、固形物、塩素と溶解有機物
質の少なくとも１つを水から除去するために作用する上
記１に記載の水処理装置。

１０．該カートリッジ手段は、該装置から容易に取り外
し可能である上記１に記載の水処理装置。

１１．該カートリッジ手段は使捨てであり、そしてさら
に、装置によって処理された水量を監視し、そして所定
量の水が処理された後、該装置における該カートリッジ
手段が新カートリッジ手段によって交換されるまで、装
置の動作を抑止する制御手段を含む上記１０に記載の水
処理装置。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の水処理装置を使用するディスペンサ
ーの概略図。 第２図は、本発明の２部分カートリッジの斜視図。 第３図は、本発明の水処理装置の断面図。 第４図は、本発明の水処理装置の第２の実施態様の断面
図。 １……第１セクション、２……第２セクション、３……
熱交換器、４……電気加熱要素、５……蓋、６……水チ
ャンネル、９……水タンク、１０……保持タンク、１
１、１３……ポンプ、１２……ガス解放トラップ、１４
……樹脂、１５……空冷セクション、１６……制御装
置、１７……タイマー、３０……ディスペンサー、４０
……カートリッジ、５６、５８、６０、６６、６８……
導管、６２……分配部分。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】後混合飲料ディスペンサーにおいて使用さ
   れる水処理装置であって、 少なくとも第１及び第２セクションを収容するカートリ
   ッジ手段、 該第１セクションは、その中に中央アパーチャーを規定
   する少なくとも環状部分を有し、該環状部分は熱伝導材
   料を含み、該第２セクションは少なくとも濾過部分と活
   性炭スクリーンを含む； 水を該第１セクションに導入する水入力手段； 該第１セクションに導入された水の温度を高める加熱手
   段、 該加熱手段は該第１セクションの該中央アパーチャーに
   挿入され、該水の該温度の上昇は、該水に含まれた重炭
   酸塩を溶解させ、そして該第１セクションに含まれた該
   熱伝導材料に沈澱及び析出させる； 該水の温度が上昇された後、該カートリッジ手段の該第
   １セクションから水を収容する水貯蔵手段； 該第１セクションにおいて生成されたガスと該貯蔵セク
   ションにおける該水から生成されたガスとを捕捉するた
   めの、該水貯蔵手段に位置するガス収集手段、 該収集手段は、該水の精製を補助するために、該ガスが
   該水に再溶解されることを防止する； 水貯蔵手段から該水を除去し、そして該水を該カートリ
   ッジ手段の該第２セクションに導入する手段、 該第２セクションは、該水をさらに精製するために、そ
   の後該水から不純物を除去する； 該第２セクションから該水を放出し、そして該後混合飲
   料ディスペンサーの分配部分に該水を移動させる手段； とを具備する水処理装置。