JPH07503185A - 炭酸水を製造するため水をｃｏ↓２ガスで富化する装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 炭酸水を製造するため水をＣＯ２ガス で富化する装置 本発明は、ストレージタンク内で炭酸水を製造するため、ストレージタンクはそ の内容物を冷却するためおよび氷被覆層を形成するために周壁の範囲内に冷却循 環路の冷却管が当接され、ストレージタンクの内部には循環ポンプが配置されて いて、該循環ポンプによりＣＯ２ガスはストレージタンクの頭部範囲から水に混 入されおよび／または水はストレージタンク内で回転および／または循環され、 かつストレージタンク中へは水ならびにＣＯ２ガスが頭部範囲内に供給可能であ り、ストレージタンクからは炭酸水が底範囲で取出し可能である、水をＣＯ２ガ スで富化する装置に関する。

炭酸水を製造するため水をＣＯ２ガスで富化するこのような装置は、たとえば、 炭酸水を相応する飲料濃縮液と混合することによりＣＯ２含有清涼飲料を調製し 、送出することのできる装置に据付けられる。この場合、飲料濃縮液に混入すべ きソーダ水は、ストレージタンク内で水を、供給されたＣＯ２ガスで富化するこ とによって調製され、良好な炭酸飽和のためならびに調製された冷たい清涼飲料 の前提として冷却される。このストレージタンク、いわゆるカーボネータ−（ｃ ａｒｂｏｎａｔｏｒ）に、上水道系の導管からまたは貯水槽から通常の飲用水が 十分な圧力下に供給され、その際供給された水自体は加圧下にあってもよいし、 圧力ポンプによって専らまたは付加的にカーボネータ−に送入される。さらに、 カーボネータ−にはＣＯ２ガスが、しかもＣＯ２ガス貯蔵タンクから減圧制御弁 を経て供給されるので、カーボネータ−内にはたとえば約４バールの圧力が形成 されている。カーボネータ−内の水を供給されたＣＯ２ガスで飽和するのは種々 の手段によって実施ないしは支持され、その際カーボネータ−内に配置された循 環ポンプを使用するのが適切であることが判明した。この循環ポンプはカーボネ ータ−のＣＯ２ガスで充満された頭部範囲からこのＣＯ２ガスを吸込み、このガ スを運動、殊に回転されている水に導入する。既述したように、カーボネータ− の冷却は第一に炭酸飽和の改善のため、第二に最終的に調製され、送出される飲 料が所望の低い、大体において一定の温度を有する前提として使用される。カー ボネータ−の冷却は有利に、カーボネータ−の側壁の側方範囲に、循環する水に よりある程度同じ厚さに形成される水被覆層を構成することのできる冷却系によ り行なわれる。これにより、“冷凍能力”が蓄積され、冷却系を、貫流冷却の場 合に必要であるような、極端な高性能に設計する必要はない。相応する構造を有 する装置は公知である（ドイツ国特許出願公開（ＤＥ−Ａ）第４０２５９８６． ２号）。

たとえば適用例において新しく調製された清涼飲料の送出が所望される場合には 、カーボネータ−の底範囲に接続する導管内の止め弁を開き、冷却された炭酸水 をこの目的のために取出す。水は形成する水被覆層のために冷却蛇管の範囲内で 氷点の近（に冷却されているので、氷の粒子または小片が流出口の範囲に入って これを閉塞する一定の危険がある。

ストレージタンク内での氷の形成は、カーボネータ−として以外のストレージタ ンクの使用には問題がない範囲内で行なわれる。この範囲は、冷却系の冷却蛇管 により良熱伝導的に取囲まれているストレージタンクの側壁である。この範囲内 に、実際に氷の形成が発達し、既に存在する水被覆層も冷却が進行すると増大す る。この種の炭酸飽和ストレージタンクの運転の際の問題は、少なくとも炭酸水 の場合、この炭酸水が通常に適用される不断の熱奪取の際に氷の形成がはじまる ことなしに、代表的な凍結温度以下に冷却されることが観察された。この場合、 熱の流れおよび対流によってストレージタンク内に大体において全範囲にわたり 、本来の氷点以下の温度値が生じることがあり、凍結過程が同時に制御不能に任 意の個所でまたは塩形成の形で広範囲にわたり生じる結果となる。それにより、 所望の意図する氷の形成が冷却系の冷却蛇管の近接範囲における周壁に起きない か、または不利に遅れてはじめて実現する。

ところで本発明の課題は、ストレージタンク内のこの制御不能な氷の形成に有効 に、しかもできるだけ僅かな費用で対処することである。

この課題に考慮される、冷却されたストレージタンク中で炭酸水を製造するため 水をＣＯ２ガスで富化する装置は、本発明によれば、冷却循環路の冷却管により 当接されるストレージタンクの周壁の範囲内に、意図する局所的かつそれ以外の 範囲に比して優先的に氷を形成するための手段が講じられていることを特徴とす る。

ストレージタンク内で、その冷却管の近接範囲内に、望ましい局所的に氷を形成 するための手段として、本発明による装置の望ましい１構成によれば、ストレー ジタンク内容物用のポケットが分離されていて、該ポケットは流動が僅かである かまたは流動がなく、ストレージタンク内部に向って開いている。この分離され たポケットは１００ｍｍ３よりも小さく、１０ｍｍ３よりも小さく構成するのが 有利である。

ストレージタンク内部から流動技術的に分離されたポケットの形のこの望ましい 構成は、たとえばストレージタンクの周壁上に冷却管の範囲に装着された管によ って実現可能である。極めて有利な手段は、２つの冷却管のターンの間で外方へ 向けられた、ストレージタンクの周壁の押込み部およびこの押込み部をストレー ジタンク内部に対して十分に被覆するシートパーにより形成されるようにしても 形成される。部分的な優先的に氷を形成するもう１つの望ましい手段は、ストレ ージタンクの周壁を少なくとも部分的に、望ましくは冷却管により当接される上 方範囲がストレージタンクの内部に比して凹凸がつけられていて、その他はスト レージタンクの下方範囲が平滑に構成されていることによって実現することがで きる。

本発明による手段により、氷形成のための結晶点を部分的に限られた範囲内に設 定され、その結晶点から所望の水被覆層の形成が水が相応に冷たい場合望みどお りに形成することになる。さもないときは、周壁の部分的過冷却は実現するのが 困難である。それというのも周壁における熱伝導および液体中での熱伝導、殊に 対流により、このような差異は、かなりの費用をかけたとしてもほとんど有効に することができないからである。しかし、全液体から小量の液体を分離すること により、この比較的小さくかつ流動技術的に鎮静化ポケット内で意図される優先 的な氷の形成が実現し、氷の形成はこの分離されたポケットの小さい開放個所か らストレージタンク中へ伝播する。この点で、望ましい構成により分離された小 さいポケットはとくに有用かつ有効であるが、ストレージタンク周壁を冷却管の 範囲内で他の平滑な周壁に比して部分的な凹凸化部は、この範囲内で水の対流が 阻止されているために、所望方向に有効な寄与をもらす。

次に本発明を、図面に変更形で示した実施例につき説明する。

第１図は外側から冷却蛇管によって冷却されたストレージタンクを示し、 第２ａ図ないし第２ｄ図は局所的に望ましい氷結晶化のための変更形を示す。

第１図に示したようなストレージタンク１は、炭酸水または場合により通常の水 に、相応する濃縮液を混入することにより清涼飲料を調製するための装置に据付 けるのに適当でありかつそのように定められている。供給管２により、ストレー ジタンク１に需要に応じ清水が供給され、供給管３によりＣＯ２ガスが供給され る。図示されてない出口管により、清涼飲料を調製するのに十分にストレージタ ンク１中で炭酸飽和され、冷却された水が少量宛取出される。十分な炭酸飽和は 、少なくとも電動モータ４により駆動される循環ポンプ５によって支持されて行 なわれ、循環ポンプはストレージタンク１の頭部範囲６からそこに存在するＣＯ ２ガスを吸込み管により吸込んで、循環ポンプ５の高さで、ストックされた水に 混入する。その際、このＣＯ２ガスは十分水８に溶解する。

水ストックの冷却は、図示されてない冷却系の蒸発蛇管９により、しかもストレ ージタンク１の内部で、ストレージタンクの周壁に良熱伝導的に接している蒸発 蛇管９の範囲内に水被覆層１０が形成するように行なわれる。この水被覆層１０ の厚さは氷センサ１１により監視され、該センサから冷却循環路、それにより冷 凍能力が制御される。水被覆層１０により氷点の近（の非常に一定の水温度が生 じ、ストレージタンクからの冷たい水の送出の際およびストレージタンク中へ温 かい水を補給する際に冷凍ポテンシャルを生じる。

水被覆層１０の最初の形成を意図的に惹起するために、ストレージタンク１の周 壁に良熱伝導的に接する蒸発管９の最下方のターンの範囲内にポケットがストレ ージタンクの内部へは実際に開いているが、そこに存在する水に流動技術的に鎮 静化作用をするように配置されている。

第２ａ図は、この空間を、ストレージタンク１の周壁上に、蒸発管９のターンに 対して直角に装着されている小さい管１３の内部よりも若干拡大して示す。この 空間１２中に水を氷点以下に冷却する際そこに望まこの結晶化個所から水被覆層 が比較的迅速かつ衝撃的に、残りの蒸発管９により取巻かれている周壁において 広がる。これに比して、ストレージタンク１内のその他の範囲は氷不在のままで ある。ポケット１２によるこの結晶化個所の上方に、水の密度特性に基づき、強 い過冷却が見出されるので、氷の形成は上方へスムースに発達する。

第２ｂ図は、ストレージタンク１の内部に対してなお強く閉じたポケットを示し 、該ポケットはたんにそれを取囲む部材によりストレージタンク内部とは２つの 小さな孔１３を介して結合しているにすぎない。これにより、このポケットは確 実に水で満たされ、氷結晶は概して妨げられずに外方へ発達することができる第 ２Ｃ図は、ポケットがストレージタンク１の周壁中、蒸発管の２つのターンの間 の湾入部によって実現され、この湾入部が２つの小さい穿孔１８を有する被覆板 １７によって覆われている限りにおいて、分離され、氷結晶化形成に役立つポケ ット１２′構成の変更形を示す。

第２ｄ図は、同様に、ストレージタンク内部に対しては開いているが、ストレー ジタンク１の周壁上に、蒸発管９の１つのターンに比して相応に装着された球欠 １９を有する、流動技術的に鎮静化ポケット１２　を実現するための可能な１つ の手段を示す。この場合、閉じられたポケット１２中へストレーンタンクの液体 が侵入することができ、ここに氷が形成するまでとどまることが確保されていな ければならない。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. １．ストレージタンク内で炭酸水を製造するため、ストレージタンクはその内容 物を冷却するためおよび氷被覆層を形成するため、周壁の範囲内に冷却循環路の 冷却管が当接され、ストレージタンクの内部には循環ポンプが配置されていて、 該ポンプによりＣＯ２ガスはストレージタンクの頭部範囲から水に混入および／ または水はストレージタンク内で回転され、かつストレージタンク中へは水なら びにＣＯ２ガスが頭部範囲内に供給可能であり、ストレージタンクからは炭酸水 が底範囲で取出し可能である、水をＣＯ２ガスで富化する装置において、冷却循 環路の冷却管により当接されるストレージタンクの周壁の範囲内に、意図して局 所的に他の範囲に比して優先的に氷を形成するための手段が講じられていること を特徴とする炭酸水を製造するため水をＣＯ２ガスで富化する装置。
2. ２．ストレージタンク中で優先的、局所的に氷を形成するための手段として、冷 却管の近接範囲内で、流動が少ないかまたは流動なしにストレージタンク内部へ 開いている、ストレージタンクの内容の空間が分離されていることを特徴とする 、請求項１記載の装置。
3. ３．ストレージタンク内部に分離された空間が１００ｍｍ３よりも小さいことを 特徴とする請求項２記載の装置。
4. ４．ストレージタンク内部に分離された空間が１０ｍｍ２よりも小さいことを特 徴とする請求項３記載の装置。
5. ５．ストレージタンク内部の流動技術的鎮静化空間が、ストレージタンクの周壁 から冷却管の範囲内に装着された管によって形成されることを特徴とする請求項 ２から４までのいずれか１項記載の装置。
6. ６．流動技術的鎮静化空間が、２つの冷却管ターンの間で外方へ向けられた、ス トレージタンクの周壁の押込み部およびこの押込み部をストレージタンク内部に 対して十分に覆うシートバーによって形成されていることを特徴とする請求項２ から４までのいずれか１項記載の装置。
7. ７．ストレージタンクの周壁が少なくとも部分的に、望ましくは冷却管によって 当接された上方の範囲内で、ストレージタンク内部に対して凹凸がつけられ、そ の他の、殊にストレージタンクの下方の範囲内で平滑に構成されていることを特 徴とする請求項１記載の装置。
8. ８．意図して局所的に、その他の範囲に比して優先的に氷を形成するための手段 が、冷却管の下方範囲でストレージタンクの周壁に設けられていることを特徴と する請求項１から７までのいずれか１項記載の装置。