(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
過圧安全バルブを有し、内部に熱交換ユニットを含む自己冷却飲料容器であって、 （Ａ）底部を通る開口部を画定する底部を有する、飲料を受容する容器と、 （Ｂ）加圧二酸化炭素ガスを吸収する圧縮された炭素を有する熱交換ユニットと、 （Ｃ）前記熱交換ユニットと、前記飲料に接触するように前記熱交換ユニットを配置するために前記容器の底部における前記開口部とに固定されるバルブカップと、 （Ｄ）前記バルブカップに固定され、かつ前記熱交換ユニット中に延在するバルブ機構であって、前記バルブ機構が、 （１）中空の円柱状筐体を有する中空のバルブであって、内壁、複数のスプラインを画定する上面、および下部開口端部を有する中空のバルブ、 （２）前記筐体の前記下部開口端部を閉じ、かつ本体底部５２を通る開口部を画定し、かつ肩部を画定する外延フランジを含む本体底部５２であって、前記筐体の前記下部開口端部が前記肩部を接合し、前記本体底部５２が本体底部５２を通る前記開口部を囲む溝部をさらに画定する本体底部５２と、 （３）前記中空の円柱状筐体内に配置される中空バルブステムを有し、外壁、および、作動ロッドの中の複数の横断開口部および前記加圧二酸化炭素ガスが流れる大気と直接に連通する長尺状の開口部を画定する作動ロッド、および、バルブステム底部を通る穴を画定するバルブステム底部を有する第１バルブと、 （４）前記中空バルブステム内に配置された第１バネと、 （５）前記バルブステム底部の前記穴にわたって据え付けられた圧力リリーフシールプラグと、 （６）前記バルブステム底部の前記穴を閉じるよう、前記圧力リリーフシールプラグと、前記バルブステム底部にある前記穴に向かって前記圧力リリーフシールプラグを付勢する前記バルブステムの表面との間に据え付けられる前記第１バネと、 （７）前記熱交換ユニット内の前記加圧二酸化炭素に継続的に晒されている前記バルブステム底部の前記穴と、 （８）前記円柱状筐体底部中の前記溝部の内部に配置され、前記第１バルブを閉じるよう、前記第１バルブを上方に付勢する前記バルブステム底部を接合する、前記第１バネと直列である第２バネと、を含む、バルブ機構と、を含む、自己冷却飲料容器。
【請求項２】
前記加圧二酸化炭素ガスを流す第１通路は、前記中空の円柱状筐体の内壁と、前記中空バルブステムの外壁間を画定し、前記第１通路は、前記筐体底部にある開口部と連通し、前記第１通路は、開位置に向かって前記第２バネのバイアスに対し、前記バルブステムを動かすことにより、開き、前記圧力リリーフシールプラグは、前記バルブステムに対して、静止して維持される、請求項１に記載の自己冷却飲料容器。
【請求項３】
前記加圧二酸化炭素ガスを流す第２通路は、所定のレベルを超過した前記加圧二酸化炭素ガスの圧力に対して前記バルブステムにある前記穴から離れるように動く前記圧力リリーフシールプラグによって画定され、前記バルブステムは、前記筐体に対して、静止して維持される、請求項２に記載の自己冷却飲料容器。
【請求項４】
遊隙を、前記圧力リリーフシールプラグと、前記中空バルブステムの内面間で画定して、第２通路を提供する、請求項３に記載の自己冷却飲料容器。
【請求項５】
加圧二酸化炭素ガスが前記容器内に注入される時、前記加圧二酸化炭素ガスは、前記スプラインを通り、前記容器の内部へと流れる、請求項４に記載の自己冷却飲料容器。
【請求項６】
前記作動ロッド中の前記複数の開口部は、前記長尺状の開口部を有する前記第１通路を相互接続する、請求項２に記載の自己冷却飲料容器。
【請求項７】
前記バルブステムがその閉位置にある時、前記作動ロッド中の前記複数の開口部を閉じるような前記作動ロッドの周囲にあるシールをさらに含む、請求項６に記載の自己冷却飲料容器。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に、加圧媒体を収容する容器に関し、自己冷却または自己発熱食品及び飲料容器、エアゾール容器などを含む。より詳細には、本発明は、そのような容器に組み込まれ、圧力が所定のレベルに達すると、容器内で増大した圧力を自動的に緩和し、同時に、容器の正常で所望の作動を提供するよう機能することができるバルブを対象とする。
【背景技術】
【０００２】
エアゾール容器、自己冷却及び自己発熱食品並びに飲料容器を対象とした従来技術は、非常に多岐に渡る。特に、容器の内容物を分配することに、若しくは容器の内容物を加熱または冷却するために利用される、加圧媒体を収容する分野における容器に関する主要な問題は、特定の状況下で、制御しない場合、容器に破裂や、爆発が生じることもあり、それにより使用者に危害を与えるレベルに媒体の圧力は、達し得る。様々な試みが、容器の重大な破裂または容器の爆発が起こる前に、圧力を緩和するため、そのような従来技術の容器で作られている。エアゾール缶で使用される過圧緩和機構の１つは、体積を増やすよう伸縮する、缶の部分にある頸部を有することを含む。これにより、分配バルブを運搬するバルブカップは、また動かされるであろう。容器内の過圧の状況が著しく増加した場合、それは、バルブカップを、その周囲を容器の縁から解放するまで大幅に動かし、それにより、過圧の状況を緩和することが可能であり、いくつかの例において、バルブは、容器から弾け飛び、潜在的に人を傷つけ得る。
【０００３】
そのような容器で実施されている別の特徴は、容器内部の圧力が所定のレベルに達した時、穴があいた領域の周囲の容器を形成する材料を放ち、加圧媒体の内容物は、容器から放出され、それにより、過圧の状況を緩和するような手段で、その部分を弱くするため、容器の底部に穴をあけることである。
【０００４】
特定の状況で利用されている別の特徴は、缶の凹んだ底部が、外部に拡張することを可能にし、それにより缶の体積が増加することである。
【０００５】
特に、自己冷却及び自己発熱食品並びに飲料容器を対象とした容器で実施されるさらなる過圧機構は、本明細書に組み込まれる米国特許第６，７３２，８８６号明細書に図示されている。この特許は、作動することで、加圧媒体を放出するバルブステムを有するバルブ部材を含む過圧緩和機構を開示する。バルブ部材は、容器内の圧力が所定のレベルに達すると、容器に対して可動である台座によって運ばれる。台座が、所定のレベルに達したある絵良くに対して、所定の量動かされる時、バルブステムは、障壁に接合され、バルブは、過圧の状況を緩和することを成し遂げる。この装置は、意図した目的において、効果的であることが実証されている。
【０００６】
米国特許第６，７３２，８８６号明細書に示されているような過圧機構は、図１に図示される。本明細書に示されるように、飲料１４を収容する容器１２は、通常の方法で形成される上部１６を有し、従来技術において周知であるような、昇開タブ（不図示）を含み得る。台座２２に固定されるバルブ１８を有する熱交換ユニット２０は、従来技術において州都であるようにクランプ固定により、ＨＥＵ２０の上部２４に固定される。バルブ１８は、バルブステム２６を含む。バルブステム２６が作動すると、二酸化炭素のような加圧ガスは、バルブの穴２８を通り、ＨＥＵの内部へ向けられてもよく、圧縮活性炭などで製造され、結合剤及び他の材料を含み得る炭素プラグ３８によって吸収される。キャップ３０は、それを意図しない作動から保護するため、バルブステム２６の上に配置される。そのキャップ３０の内部には、バルブステム２６の上部に隣接して配置される障壁３２が備えられる。ＨＥＵ２０の内部圧力が所定の量を越えた時、台座は、容器１２の底部に向かって動き、そのようなことが起こると、バルブステム２６は、障壁３２に接触し、ステムは、動かされ、それにより、ＨＥＵ内部に起こった圧力は、放出される。
【０００７】
図１に示すような装置が、意図された目的で、非常によく機能したとしても、バルブの内部に収容され、そのような手段で構築された過圧機構には、バルブが正常に作動し、同時に、従来技術の件にあるように、ＨＥＵの台座が拡張または動くことなく、ＨＥＵの内部の過圧を放出することを過圧の状況に成し遂げるといった必要性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、加圧機構を収容する容器共に使用するバルブ機構を含み、バルブ機構は、本体内に滑動可能に配置される中空バルブステムを有する中空バルブ筐体を有し、筐体の第１端にあり、バルブから突出する作動ロッドを有する。筐体底部は、中空バルブ筐体の反対の端を閉じる。圧力リリーフシールプラグは、中空バルブステム内に配置される。正常に閉じるバルブを提供するため、その間にシールを形成するよう、バルブステム底部に対して下方にそのシールプラグを継続的に付勢する手段であり、シールプラグは、そこに含有される媒体の圧力を継続的に受け、容器の内部に晒される。容器内の圧力が所定のレベルに達すると、シールプラグは、それを下方へ付勢する手段に反して上方へ動き、それにより、シールプラグとステム底部間に設置されるシールを壊し、容器に含有される圧力を、バルブステムの存在により軽減することが可能となる。バネは、バルブ内に配置され、筐体底部とシール間に収容されるものであり、バルブシール、バネは、バルブステムのシールとの接合を付勢するものであり、バルブステムは、加圧媒体を容器へ注入し、加圧媒体が容器から放出するように閉位置と開位置との間を動くことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】従来技術を図示する図である。
【図２】本発明のバルブ設計を断面で図示する概略図である。
【図３】図２に示すようなバルブの様々な部分を概略的に示す拡大図である。
【図４】図２に図示されるようなバルブの正常な作動を図示する断面概略図である。
【図５】バルブの圧力リリーフ作動を示す断面概略図である。
【図６】バルブ本体をより詳細に概略的に図示する図である。
【図７】図６と同様ではあるが、本体底部と圧力リリーフプラグをより詳細に図示する図である。
【図８】飲料容器に保持されるＨＥＵに取り付けられるバルブを示す断面概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
まず、図面、より詳細には、図２及び３を参照すると、本発明のバルブ設計が概略図で図示され、図３に示すような拡大図においては、その様々な部品を含む。
【符号の説明】
【００１１】
本発明のバルブ設計は、単一バルブ筐体または本体内に収容される２つの別個な作動バルブを含む。それら２つのバルブのうち１つ目は、圧力下で媒体が容器に注入され、その後、容器が意図する目的で大気に媒体を放出することを可能にするよう作動する。媒体は、液体及び気体推進薬の両方の蒸気相のいずれか及び全てもよい。一例として、圧力下の二酸化炭素ガスは、そこに二酸化炭素を吸収する圧縮活性炭のプラグを有する熱交換ユニットに注入され得る。その後、バルブは、熱交換器の周囲の食品または飲料を冷却するために大気に二酸化炭素を放出するよう作動され得る。それら２つのバルブのうち２つ目は、二酸化炭素のように、圧力下で媒体に継続して晒される。圧力下の媒体が所定の圧力を超えた場合、このバルブは、過圧により封入から解放され、過圧を解消することが可能となる。
【００１２】
示されるように、本発明のバルブ設計は、その中にバルブ４２を配置するバルブカップ４０を含む。バルブカップ４０は、図に示すように深絞りカップであり得り、あるいは、図１の従来技術にて示されるような深絞りが除去される標準バルブカップ、及びさらなる点線４６で示されるようなフランジ４４の外側に延在するバルブカップであり得る。バルブ４２は、バルブカップ４０の台座４８に添着される。
【００１３】
バルブは、中空バルブ筐体または本体５０を含み、その下端は、本体底部５２によって閉じられ、その上端は、ストップ５６を画定する内向きフランジ５４を含む。中空バルブステム５８バルブ筐体または本体５０内に配置され、バルブ本体５０の上部を通り、台座４８にある開口部６２を通り上方へ延在する作動ロッド６０を含む。作動ロッド６０は、そこを通り、バルブステム５８の中空内部６６と送達する長尺状の開口部６４を画定する。バルブステム５８は、バルブ本体５０のストップ５６と係合する肩部７０を画定する拡大上部域６８を含む。バルブステム５８の下部は、開口部７４を画定するステム底部７２によって閉じられ、ここで、容器または熱交換ユニットの内部への、本体にある開口部７６への連通を提供する。当業者であれば、容器または熱交換ユニット内部の加圧媒体からの圧力が、開口部７６及び７４を通り、バルブステム５８の中空拡大部６８内に配置される圧力リリーフシールプラグ８０の下面７８へ継続的にかかることを理解するであろう。圧力リリーフバネ８２は、圧力リリーフシールプラグ８０の周囲に据え付けられ、バルブステム５８の拡大部６８の上部８４に隣接する。圧力リリーフバネは、図２に示すように、圧力リリーフシールプラグを、バルブの正常な作動の間、容器またはＨＥＵ内の加圧媒体における圧力を容器またはＨＥＵを抜けるよう除外する圧力リリーフシール８６との係合内へと下方に、付勢する。
【００１４】
バルブ筐または本体５０の上部５４は、一般的なガスケットなどのような通常のバルブシール８８と係合する。バルブシール８８は、作動式ロッド６０によって画定される複数の開口部９０を閉じる。
【００１５】
通常の作動バネ８９は、本体底部５２とステム底部７２との間に保持され、図２に示すようにバルブステム５８を上方へ付勢する。その結果、バルブステム上の肩部７０は、バルブ本体５０にあるストップ５６を係合する。この位置において、通常のバルブシール８８は、作動ロッド６０に形成される複数の開口部９０を閉じる。当業者は、図２に示すようなバルブが、図１及び８に図示されるようなＨＥＵの上部にクランプ固定されているフランジ４４により、容器またはＨＥＵに固定され得ることを理解するであろう。
【００１６】
通常作動の間、容器またはＨＥＵ内の加圧媒体を注入することが望まれ、その結果、そこに含有される圧縮炭素粒子によって吸収される時、バルブステム５８は、図２に示すように、押下される。この下方への動きは、肩部７０をストップ５８から移し、シール８８から複数の開口部９０を動かし、バルブステム５８にある開口部６４と、遊隙またはバルブステム５８の外面とバルブ筐体５０の内面間の通路９２との間の送達を提供する。二酸化炭素のような加圧媒体は、長尺状の開口部６４を通り、注入される。バルブステム５８の作動ロッドにある、９０で示すような開口部を通過すること、及び遊隙または通路９２を通過し、下方へ、ＨＥＵの内に入る開口部７６を通り流れることを可能にする。圧力下の二酸化炭素ガスは、その後、図８において、１２４で示されるようなＨＥＵ内に含有される炭素粒子によって吸収される。所望の量の二酸化炭素が吸収された時、バルブステム５８は、図２に示すような位置に戻ることが可能となり、この時、開口部９０は、通常のバルブシール８８によって封止され、従って、圧力下の二酸化炭素ガスがＨＥＵから排出されることを妨げる。
【００１７】
図４に示すように、ＨＥＵを取り囲む容器の内容物を冷却するためにＨＥＵを作動させたい時、ＨＥＵ内に含有される炭素粒子によって吸収されている加圧媒体は、冷却させるＨＥＵの周囲の飲料のような物質から熱を引き込む工程において、ＨＥＵから脱する必要がある。この作動は、図４に示すように、バネ８９の力に反して下方にバルブステム５８を沈下することにより生じる。これが生じると、複数の開口部９０は、通常のバルブシール８８から離れるように下方に動く。このようなことが生じると、ＨＥＵ内に含有される加圧媒体は、矢印９４によって示されるように、本体底部５２にある開口部７６を通過し、その後、バルブステムの外側とバルブ本体の内側間の通路９２を通り、上方へ流れ、長尺状の開口部６４内の複数の開口部９０を通り、そしてバルブステム５８にある長尺状の開口部６４を通り外の大気へ排出されるであろう。図４に示すような沈下状態でバルブが維持される場合、加圧媒体は、ＨＥＵへ排出され、それによりＨＥＵの周囲の飲料及び食品から熱を除去することが可能になる。バルブの構造は、沈下時、完全に沈下するまで９４で示すよう加圧媒体を逃すことを可能にする沈下位置に固定されるようなものであり得る。あるいは、構造は、バルブステムを沈下することが可能であり、その後、シール位置に戻るよう放出され、そして、加圧媒体の排出が止まり、所望ならば、バルブステムに再度沈下することを可能にするようなものであり得る。この開閉作動は、この分野において周知であるように、エアゾール容器が、容器の内容物を射出する時に使用されるであろう。圧力リリーフシールブラグ８０または圧力リリーフバネ８２は、図４に示すようなバルブの正常作動の間、沈下せず、なにも行わないことに注意されたい。つまり、圧力リリーフバルブシステムは、バルブステム５８に対応して静止したままであり、この作動管、バルブステム５８により移動する。バルブステム５８の下方への動きによって圧縮されるのはバネ８９のみであり、従って、加圧媒体をＨＥＵへ排出することが可能である。
【００１８】
次に、図５を参照すると、バルブの圧力リリーフ作動が図示される。当業者は、シールプラグ８０の下面７８が、継続的に加圧媒体の圧力にさらされることを理解するであろう。圧力リリーフ作動間、加圧媒体からの圧力は、本体底部５２にある開口部７６を通り、バルブ本体に入る。この加圧媒体は、また、ステム底部７２にある開口部７４を通過する。加圧媒体の圧力が所定量を超えた時（圧力リリーフバネ８２の収縮率によって決定される）、圧力リリーフシールプラグ８０は、図５に図示されるように、バネ８２の理からまたはバイアスに反して上方に動く。それが起こると、圧力リリーフプラグは、圧力リリーフシール８６から離れて動かされ、従って、加圧媒体は、開口部７４を通り、圧力リリーフプラグの外縁の周囲を通過し、バルブステム５８にある長尺状の開口部６４を通過し、大気へ排出される。圧力リリーフプラグの最外縁は、加圧媒体の流路を提供するため、中空バルブステムの内面との間に遊隙を提供する寸法である。それが起こると、ＨＥＵ内にある過圧を消散させることが可能である。圧力が、所定の量以下に落ち込んだ時、圧力リリーフバネ８２は、その後、圧力リリーフプラグ８０をシール８６と接合するよう戻し、再度、ＨＥＵをシールし、さらに加圧媒体が、ＨＥＵから大気へ排出されることを妨げる。緩和プラグ８０は、圧力が再度上昇し、所定の圧力を超えることがない限り、シール位置に維持されるであろう。バルブステム５８は、圧力リリーフバルブの作動間、バルブ筐体５０に対して、静止したままである。
【００１９】
当業者であれば、本発明の二元的なバルブシステムが、ＨＥＵ内に含有される加圧媒体の別個の流路を提供することを理解するであろう。その１つ目は、加圧媒体を吸収するために下方へ、また吸収するため上方へ流す、長尺状の開口部６４、複数の開口部９０、通路９２、及び開口部７６である。その２つ目は、開口部７６、開口部７４を上方へ通り、圧力リリーフシールプラグの周囲へ、中空筐体５０を通り、そして、長尺状の開口部６４を通って出る。
【００２０】
次に、図６を参照すると、バルブ本体５０の代替的な設計を図示する。図６に示すように、バルブ本体の上部９６は、９８及び１００で示されるようにスプライン加工される。このスプラインは、気体の流速を改善し、加圧媒体が、容器に充填される時、容器またはＨＥＵ内に注入されることを補助する。加圧媒体は、バルブステムの周囲へ、シール８８を越え、スプラインを通り、容器またはＨＥＵ内へ通る。
【００２１】
次に図７を参照すると、本体底部５２及びシールプラグ８０がより詳細に図示される。そこに示すように、本体底部は、中空バルブ本体５０の底に接合される、肩部１０４を画定する外延フランジ１０２を含む。底部５２を通る開口部７６は、底部５２と共に溝部１０８を画定する上方へ向いた管状部材１０６によって画定される。通常の作動バネ８９は、溝部１０８内にシールされ、本体底部５２とステム底部７２間に引っ掛ける。本体底部５２は、中空バルブ本体５０の底を接合する肩部１０４を画定する。
【００２２】
圧力リリーフシールプラグ８０は、外に向いたフランジ１１０を含み、加圧媒体を常に適用する部分に対して下面１１２を画定する。上記のように、また当業者によって理解されるように、ＨＥＵの内部に加圧媒体を有する容器の正常な作動の間、圧力リリーフプラグ８０は、圧力リリーフシール８６に対して、シールを維持し、バネ８２は、常にシールされるプラグを維持するであろう。圧力リリーフシールプラグが、過圧力の散逸を可能にするよう動くのは、ＨＥＵに含有される加圧媒体の圧力が、所定のレベルを超過した時のみである。
【００２３】
次に図８を参照すると、熱交換ユニット（ＨＥＵ）１２２が配置されている、容器１２０が図示される。ＨＥＵは、ＨＥＵの開口部の周囲にバルブカップ４０のフランジをクランプ固定する場所に保持される。バルブ４２は、上述のようにバルブカップ４０に固定される。圧縮炭素粒子のプラグ１２４は、ＨＥＵ１２２内に保持され、上述のように、加圧二酸化炭素を吸収及び放出する。容器の底部にある開口部（図８に示す）は、図１に示し、記載されるものと同様のプルタブを含む部材（不図示）によって閉じられ、飲料は、通常、容器１２０内に含有され、ＨＥＵ１２２を包囲する。
【００２４】
本明細書は、加圧媒体の容器内に収容される過圧安全バルブが、媒体を容器に入れ、所望の適用のためにそれを容器から放出する正常に作動するが、同時に媒体の圧力が所定のレベルを越えた時、容器への損傷なく過圧力を軽減することが自動的に達成されるであろうことを開示する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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