(57)【要約】【解決手段】通気バルブは、通気バルブ本体とバルブアダプターとを具備し、これらは密封式に一緒に係合する。通気バルブ本体の通気出口と、バルブアダプターの流体入口とは、通気バルブ本体及びバルブアダプターの内部流れチャンバを通して結合される。球形のフロートボールは、通気バルブ本体の内部チャンバにおける管状のカラーの内部にて、長手方向の運動について拘束され、中央の流れ開口部を備えた平坦なバルブ座部材は、通気バルブ本体における管状のカラーと出口流れ通路との間において、通気バルブ本体の内部に配置される。【選択図】図５
2008538601.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
航空機の飲料製造装置におけるタンク組立体のための通気バルブ組立体であって、
内部チャンバと、内部チャンバに連通した出口流路とを有してなる通気バルブ本体と、
通気バルブ本体に密封式に係合したバルブアダプターであって、バルブアダプターは、飲料製造装置のタンク組立体に取り付けられるように適合し、バルブアダプターは、通気バルブ本体の内部チャンバに連通して結合されてなる内部流れチャンバと、バルブアダプターの内部流れチャンバに連通して結合されてなる流れ入口とを有しているような、上記バルブアダプターと、
通気バルブ本体における内部チャンバの内部に配置された管腔を有してなる管状のカラーと、
通気バルブ本体における管状のカラーと出口流れ通路との間において、通気バルブ本体の内部チャンバの内部に配置されてなる平坦なバルブ座部材であって、平坦なバルブ座部材は、中央の流れ開口部を形成する表面を有しているような、上記平坦なバルブ座部材と、
管状のカラーの管腔の内部に可動に配置されてなる球形のフロートボールであって、球形のフロートボールは、平坦なバルブ座部材における中央の流れ開口部に当接して、これを閉鎖する第１のバルブ着座位置と、平坦なバルブ座部材における中央の流れ開口部から離間して、これを開口する第２の非着座位置とを有しているような、上記球形のフロートボールと、
を備えていることを特徴とする通気バルブ組立体。
【請求項２】
球形のフロートボールを管状のカラーの内部に保持するために、バルブアダプターに配置された保持部材をさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載の通気バルブ組立体。
【請求項３】
外部の空気を通気バルブ組立体に通して交換できるように、出口流れ通路に取り付けられた、さかとげ管取付具をさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載の通気バルブ組立体。
【請求項４】
通気バルブ本体は、雄ネジ面を有してなる外側環状フランジを備え、バルブアダプターは、通気バルブ本体の雄ネジ面と係合する雌ネジ面を有してなる上側環状フランジを具備していることを特徴とする請求項１に記載の通気バルブ組立体。
【請求項５】
バルブアダプターは、通気バルブ本体とバルブアダプターとの間に流体シールを形成すべくＯリングが着座する、内部肩部を形成する表面を有していることを特徴とする請求項１に記載の通気バルブ組立体。
【請求項６】
管状のカラーは、耐腐食性材料から作られていることを特徴とする請求項１に記載の通気バルブ組立体。
【請求項７】
管状のカラーは、ポリテトラフルオロエチレンから作られていることを特徴とする請求項１に記載の通気バルブ組立体。
【請求項８】
平坦なバルブ座部材は、軟質の弾性エラストマー材料から作られていることを特徴とする請求項１に記載の通気バルブ組立体。
【請求項９】
球形のフロートボールは、高密度ポリエチレンから作られていることを特徴とする請求項１に記載の通気バルブ組立体。
【請求項１０】
保持部材は、三角形のクリップであることを特徴とする請求項２に記載の通気バルブ組立体。
【請求項１１】
保持部材は、第１の側部アームと、第２の側部アームと、第１の側部ベース自由端と、第２の側部ベース自由端とを備えていることを特徴とする請求項１０に記載の通気バルブ組立体。
【請求項１２】
保持部材は、Ｃ字形クリップであることを特徴とする請求項１に記載の通気バルブ組立体。
【請求項１３】
保持部材は、バネ鋼から形成されていることを特徴とする請求項１に記載の通気バルブ組立体。
【請求項１４】
管状のカラーの管腔は、約０．４０６インチの内径を有し、球形のフロートは、約０．３７５インチの直径を有していることを特徴とする請求項１に記載の通気バルブ組立体。
【請求項１５】
球形のフロートは、管状のカラーの管腔の内部にて動き、管状のカラーの管腔の内部にて、長手方向に最大０．０４１インチの限られた行程に拘束されていることを特徴とする請求項１４に記載の通気バルブ組立体。
【請求項１６】
球形のフロートは、約０．４ｇの重さになっていることを特徴とする請求項１４に記載の通気バルブ組立体。
【請求項１７】
バルブ座部材における中央の流れ開口部の直径は、約０．１６インチであることを特徴とする請求項１６に記載の通気バルブ組立体。
【請求項１８】
バルブ座部材は、シリコーンから作られていることを特徴とする請求項８に記載の通気バルブ組立体。
【請求項１９】
バルブアダプターは、保持部材が着座する、内部肩部を形成した表面を有していることを特徴とする請求項２に記載の通気バルブ組立体。
【請求項２０】
バルブアダプターは、球形のフロートボールの着座部を形成する、内部支持面を有していることを特徴とする請求項１に記載の通気バルブ組立体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に、容器から液体を抜いて排出するための商業製品及び消費者製品に関し、より詳しくは、航空宇宙用途のための飲料製造装置において、液体を抜いて排出することに関する。本発明は、代表的に流体を取扱い、機械的又は電気的な手段によって、飲料製造装置におけるタンク組立体などの容器から、空気を出し入れして確実に通気するような用途に特に適している。
【背景技術】
【０００２】
通気バルブは、代表的に、航空機の飲料製造装置において、清水タンク組立体の充填及び排出に関連して使用されているが、過去には、そうした通気バルブはしばしば、きびしい品質基準を満足するほどの信頼性を有していなかった。現在、多数の変形例による通気バルブシステムが存在しているけれども、それらはすべて、主としてフロート式になっている。これらの装置において、プラスチック又は金属製のフロートは、タンクを満たす液体によって押し上げられ、充填動作中には、通気孔を閉鎖し、また、逆に、タンクから液体を排出する間には、フロートは通気孔から落下して、通気口を開かせる。これらのフロートは、摩耗及び破損を受けやすく（チャタリング及びクラッキングにより特に合成された、機械的なパウンディングのために、代表的に点腐食が出来る）、これにより、もはや、フロートの本体表面が通気口に適切に着座するのに充分に滑らかではなくなるため、漏れにつながる。
【０００３】
また、フロートは、いくらかの使用の後には、様々の要因から、バルブ座への高い衝撃のために、フロートに対して密封される座部が摩耗及び破損した場合にも、適切にシールをすることができない。これは漏れを引き起こし、機内の調理室の構成によっては、航空機のカーペットを濡れた状態にするのに充分であって、このことは、明らかに望ましくない。また、フロートは、時には、通気バルブに着座した位置に張り付いてしまい、飲料製造装置からの液体の排出を妨げ、動作不能の状態をもたらす。顧客からの共通する苦情は、通気バルブの故障のために航空宇宙用途における飲料製造装置が動作不能になることであり、というのは、比較的安価な構成要素に起因して飲料製造装置が使われなくなることが、航空会社にとって非常に高価になるためである。ある種の従来の通気バルブにおける別の主要な不都合は、航空機のタンクの動作圧力範囲において、バルブが可聴的に振動し又はチャタリングすることである。このチャタリングは、いらいらさせるだけでなく、通常、その間に連続的な漏れを引き起こすのに充分なだけ長く続く。チャタリング及び振動は、通気バルブの有効寿命を短縮し、顧客の満足度を低下させ、保証コストを高くする。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従って、通気バルブ組立体のチャタリング及び振動を実質的に解消し、通気バルブ組立体の有効動作寿命及び信頼性を向上させた通気バルブ組立体を提供することが望ましい。本発明は、これらの及びその他のニーズを満たすものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明による通気バルブは、通常は、飲料製造装置の頂部に配置され、水タンクの充填及び排出のために役立つ。充填動作中には、通気バルブは通気を提供し、タンク内の空気は通気バルブを通して逃げることができるが、いったんタンクが満杯になると、通気バルブは閉鎖する。同様に、排出が必要なときには、外界の空気をタンクの頂部からタンク内に導入し、タンクの底部からは水が排出される。
【０００６】
従って、本発明によって提供される、航空機の飲料製造装置におけるタンク組立体のための通気バルブ組立体は、内部チャンバと、内部チャンバに連通した出口流路とを有してなる通気バルブ本体と、通気バルブ本体に密封式に係合したバルブアダプターであって、バルブアダプターは、飲料製造装置のタンク組立体に着脱可能に取り付けられるように適合してなるバルブアダプターと、を備えている。本発明の好ましい観点においては、通気バルブ本体は、雄ネジ面を有してなる外側環状フランジを備え、バルブアダプターは、通気バルブ本体の雄ネジ面と係合する雌ネジ面を有してなる上側環状フランジを具備していることを特徴とする。本発明のひとつの好ましい観点によれば、外部の空気を通気バルブ組立体に通して交換できるように、出口流れ通路に取り付けられた、バーブ管継手をさらに備えている。
【０００７】
バルブアダプターは、通気バルブ本体の内部チャンバに連通して結合されてなる内部流れチャンバと、バルブアダプターの内部流れチャンバに連通して結合されてなる流れ入口とを有している。管状のカラーは、通気バルブ本体における内部チャンバの内部に配置された管腔を有しており、中央に流れ開口部を有する平坦なバルブ座部材は、通気バルブ本体における管状のカラーと出口流れ通路との間において、通気バルブ本体の内部チャンバの内部に配置されている。球形のフロートボールは、平坦なバルブ座部材における中央の流れ開口部に当接して、これを閉鎖する第１のバルブ着座位置と、平坦なバルブ座部材における中央の流れ開口部から離間して、これを開口する第２の非着座位置とを有しており、管状のカラーの管腔の内部に可動に配置される。本発明の好ましい観点によれば、管状のカラーは、例えば、ポリテトラフルオロエチレンなど、耐腐食性材料から作られ、平坦なバルブ座部材は、例えば、シリコーンなど、軟質の弾性エラストマー材料から作られ、球形のフロートボールは、例えば、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）など、頑丈な耐腐食性材料から作られていて、重さは約０．４ｇになっている。
【０００８】
本発明の他の好ましい観点によれば、管状のカラーの管腔は、約１．０３ｃｍ（０．４０６インチ）の内径を有し、球形のフロートは、約０．９５３ｃｍ（０．３７５インチ）の直径を有し、球形のフロートは、管状のカラーの管腔の内部にて動き、管状のカラーの管腔の内部にて、長手方向に最大０．１０４ｃｍ（０．０４１インチ）の限られた行程に拘束されている。
【０００９】
本発明のひとつの好ましい実施形態においては、球形のフロートボールを管状のカラーの内部に保持するために、バルブアダプターに保持部材が配置され、管状のカラーの管腔の内部における球形のフロートボールの行程を拘束している。本発明の好ましい観点によれば、保持部材は、バネ鋼から形成され、三角形のクリップであり、第１の側部アームと、第２の側部アームと、第１の側部ベース自由端と、第２の側部ベース自由端とを備えている。本発明の別の好ましい観点によれば、保持部材は、Ｃ字形クリップである。本発明の好ましい観点によれば、バルブアダプターは、保持部材が着座する、内部肩部を形成した表面を有し、また、通気バルブ本体とバルブアダプターとの間に流体シールを形成すべくＯリングが着座する、内部肩部を形成する表面を有している。
【００１０】
本発明の別の好ましい実施形態においては、通気バルブ本体に密封式に係合するバルブアダプターは、フロートボールが管状のカラーの底部にあるとき、フロートボールを保持するために、内部クリップを必要としないように構成されている。管状のカラー及びバルブ本体の内部寸法は、本質的に第１の実施形態と同様であるけれども、バルブアダプターの構造と、保持部材の省略とによって、デザインが簡略化されて、バルブの重量は約５０％に減少し、スペースの制約や、設計仕様による軽量化の要求条件によって、低い輪郭（高さ）が望ましい事例に適している。
【００１１】
本発明は、飲料製造装置のニーズに特に適しており、製造が比較的簡単で、小型で軽量である。また、本発明は、頑丈で、摩耗及び破損に対して抵抗力があり、このことは、顧客にとっては、保守コストが低いことを意味する。技術的には、本発明は３つの主要な問題点、すなわち、（ａ）閉じた位置に張り付く（それにより、正常なタンクの充填及び排出動作を妨げる）故障の発生度、（ｂ）バルブの内部の流れ力学に関連するチャタリング、（ｃ）通常の動作中の摩耗又は破損、または、システムの流れ力学に起因する、代表的な結果である漏れ、を解決する。
【００１２】
飲料製造装置の修理データの分析によれば、飲料製造装置の信頼性を改良して、顧客の満足度を高め、保証コストを低下させるためには、通気バルブは重要な部品であることが示された。本発明は、既存のデザインに比べて、非常に頑丈で、製造が安価である。
【００１３】
通気バルブのシステムダイナミックスの分析によれば、バルブが適切に機能するためには、通気口にわたる圧力低下と、フロートの質量とが重要であることが示された。本発明は、これらの重要なパラメータを認識して、それらを活用することで、バルブに頑丈な性能を確保し、チャタリング及び漏れを解消する。加えて、デザインが提供する耐久性及び信頼性のある手段は、ボールを所定の閉鎖位置にしっかりと固定し、フロート及び関連する座部の構成要素の摩耗及び破損を最小化する。
【００１４】
本発明のひとつの重要な利点は、チャタリングの除去である。理論的及び実験的な発見に基づくと、通気口と、ボールの重量とは、頑丈な（及びチャタリングの無い）性能にとって重要である。本発明は、頑丈な性能を確保するには、システムダイナミックスが振動（チャタリング）領域の範囲から外れるように、通気口を通る流れが速くなければならないことを認識した。これを達成するためには、通気口のサイズを、システムダイナミックスに影響するフロート重量などの残余のパラメータに対して、適切に保つ。
【００１５】
本発明の別の観点は、通気バルブが開き又は閉じる時間の長さを最小化することである。これを達成するためには、通気口のサイズと、飲料製造装置のタンク組立体に水を供給するメインタンクの予想動作圧力範囲とに関連させて、フロートの重量を調節する。加えて、ボールの運動範囲を最小化することで、ボールは、充填動作中に、通気口を迅速に閉鎖することができる。カラーは、ボールのサイズを最適化し、従って内部でボールの動きが拘束される通路のサイズを制御することによって間接的に重量を最適化することができ、これは、通気口を閉鎖するための時間に直接関係がある。このように、バルブの外側本体を、典型的には組立又は保守作業中に遭遇するトルク力に同調させることができる。
【００１６】
本発明の別の利点は、漏れの除去である。このデザインは、通気口を閉鎖する時間を最小化することによって、完全に漏れが無い（リークプルーフ）であることが見出された。このデザインは、球形のフロートを利用することで、フロートが座部に対して整列不良を生じる可能性を最小化している。また、接触領域を小さく保つことで、張り付きを自然に防ぐ。
【００１７】
本発明の別の利点は、故障に通じる要素を排除することで、通気バルブの有効寿命を改善することである。例えば、水の品質によっては、かなりの量のスケールが蓄積する場合がある。滑らかな耐腐食性材料で作られたカラーは、塩類の堆積を許さず、バルブの信頼性を追加するが、塩類の堆積は、表面の粗さによっていったん腐食が発生すると特に悪化する。この塩類の堆積は、フロートの運動に影響し、従って、不確実なシールにつながり、漏れをもたらす。
【００１８】
本発明の別の利点は、通気バルブ組立体の有効寿命中に、構成要素の摩耗及び破損を最小化することである。これを達成するために、チャタリングを解消し、また、動作中にフロートが衝突する柔軟なシール面を提供する。それにより、ボールの表面は滑らかに維持され、従って、漏れ又は塩類の堆積の影響を受けにくくなる。
【００１９】
本発明のその他の特徴及び利点は、好ましい実施形態についての以下の詳細な説明と、これに関連して例示的に本発明の動作を示した添付図面とから明らかになるだろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１を参照すると、従来技術による飲料製造装置の通気バルブを模式的に示していて、通気バルブ組立体ないし流体流れ要素（ＦＦＥ）２０は、フロートないしバルブ要素（ＶＥ）２４を収容したバルブ本体２２を具備し、水入口２９を通して水を受ける水タンク又はチャンバ又は流体体積要素（ＦＶＥ）２８から、通気口２６に出入りする流体の流れを制御する。システムダイナミックスの観点から、システムの本質的要素を記述する要素は、流体流れ要素（ＦＦＥ）２０と、流体体積要素（ＦＶＥ）２８と、バルブ要素（ＶＥ）２４とである。
【００２１】
時間（ｔ）に伴って、流体流れ要素を横切って流れる、流体の流れの速度の変化は、以下の方程式（１）に従う。
【００２２】
ｄφ/ｄｔ ＝ (Ａ／Ｌ)(Ｐin - Ｐout - Ｐloss - Ｐhead)／ρ …(1)
【００２３】
ここで、
φ＝流速。Ａ＝流路の横断面積。Ｌ＝流路の長さ。Ｐin＝入口圧力。Ｐout＝出口圧力。Ｐloss＝摩擦や屈曲による圧力損失。
Ｐhead＝上流点と下流点との間の水頭圧損失。
ρ＝流体密度（水の密度）。
【００２４】
ＦＶＥを使用して、システムの圧力変化は、以下のように計算される。
【００２５】
ｄＰ／ｄｔ ＝ (β／Ｖ)(φin - φout) …(2)
【００２６】
ここで、
β＝水と空気を組み合わせたチャンバの体積弾性係数。Ｖ＝チャンバの体積。
【００２７】
最後に、ニュートンの第２法則を用いて、フロートの運動を方程式（３）に記述する。
【００２８】
ｄ2ｚ／ｄｔ2 ＝ (Ｆdrag - Ｗfloat - Ｆseat)ｍfloat …(3)
【００２９】
ここで、
ｚ＝フロートの行程距離。Ｆdrag＝フロートに働く抵抗力。Ｗfloat＝フロートの重量。
Ｆseat＝バルブの座部からの反力。ｍfloat＝フロートの質量。
【００３０】
方程式（１）乃至（３）は、結合された微分方程式であって、数値的に解いて、システムの挙動をモデル化するもので、それには、図２に示したチャタリングが含まれ、図２は、従来技術の通気バルブの実際のデータによるシステムの挙動を示したグラフになっている。システムダイナミックスの詳細を調べなくても、通気口にわたる圧力低下とフロートの質量とが、バルブの適切な機能に重要であることが明らかに分かる。流体力学の適切な分析は、第１及び第２の実施形態に等しく適用される。
【００３１】
図３乃至図１３を参照すると、本発明に従って提供される通気バルブ組立体３０は、通気バルブ本体３２を有し、代表的にはステンレス鋼から作られ、図３に示した内部チャンバ３４を備えている。図４に最も良く示されるように、通気バルブ本体は、通気バルブ本体の内部チャンバに連通した出口流れ通路３６を具備している。通気バルブ本体は、雄ネジ面を備えた外側環状フランジ３５を具備している。出口流れ通路には、バーブ管継手３７が取り付けられ、外部の空気を通気バルブ組立体に通して交換する。
【００３２】
図５、図６、及び図７を参照すると、球形のフロートボールないしバルブ要素３８は、代表的に、頑丈な耐腐食性及び耐熱性のポリマー、例えば、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）から作られ、管状のカラーないしライナー４０の管腔の内部に可動に配置され、この管状のカラーは、好ましくは、例えば、テフロン（登録商標）の商品名で入手可能なポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などの耐腐食性材料から作られる。本発明の好ましい観点によれば、管状のカラーは、約１．０３ｃｍ（０．４０６インチ）の内径を有し、球形のフロートは、約０．９５３ｃｍ（０．３７５インチ）の直径を有している。
【００３３】
図５、図８、及び図９を参照すると、カラーは、通気バルブ本体における内部チャンバの中に配置され、中央の流れ開口部ないし通気口４４を有する平坦なバルブ座部材ないしワッシャ４２と、保持部材４６との間に配置される。本発明の好ましい観点によれば、平坦なバルブ座部材は、例えば、シリコーンなどの、軟質の弾性エラストマー材料から作られ、充分に滑らかな仕上げを有するバルブ座部材を提供し、通気バルブ本体における内部チャンバの通気出口開口部に対して当接するフロートによって、漏れの無いシールを達成する。平坦なバルブ座部材は、代表的に、約２０〜２５のショアＡ硬度ないし押込硬度を有し、３２〜２５０゜Ｆの動作温度範囲を備えている。本発明の好ましい観点によれば、通気バルブ組立体におけるバルブ座部材の通気口は、不安定を禁じるのに充分な速度の空気流が得られるように最適化される。例えば、通気口の直径が約０．４０６ｃｍ（０．１６インチ）であれば、室温にて、０．１〜０．５ｇｐｍのタンクの予想水充填速度において、空気流を緩和するのに充分であることが見出され、また、重量が０．４ｇで直径が０．９５３ｃｍ（０．３７５インチ）のフロートボールを用いれば、チャタリングを生じないことが見出された。対照的に、重量が１ｇのフロートボールについては、直径が同一で、室温にて、０．１〜０．５ｇｐｍである同一のタンクの予想水充填速度にあっても、チャタリングが観察される。
【００３４】
本発明の別の好ましい観点によれば、保持部材は、バネ鋼から形成された三角形又はＣ字形のクリップであって、フロートボールをカラーの内部に保持するように働く。本発明の好ましい観点によれば、保持部材は、第１の側部アーム４５ａと、第２の側部アーム４５ｂと、第１の側部ベース自由端４７ａと、第２の側部ベース自由端４７ｂとを備えている。変形例としては、バルブ座部材は、通気出口孔に対して球形のフロートボールをシールするために、軟質の座部に代えて、Ｏリングによって形成しても良い。
【００３５】
保持部材は好ましくは、バルブアダプター４８の内部に嵌合し、バルブアダプターは、代表的には、ステンレス鋼から作られ、通気バルブ本体の内部チャンバに結合される、内部流れチャンバ５０を有している。バルブアダプターは、雌ネジ面を備えた上側環状フランジ４９を具備し、該フランジは、通気バルブ本体における雄ネジ面に螺合する。バルブアダプターは好ましくは、飲料製造装置におけるタンク又はその他の容器に対して着脱可能に取り付けられ、保守及び／又は交換のために着脱可能になっている。従って、球形のフロートボールは、管状のカラーの管腔の内部において動き、好ましくは、管状のカラーの管腔内にて、限られた上下の行程に拘束されている。例えば、球形のフロートボールが、約０．９５３ｃｍ（０．３７５インチ）の直径と、約０．４ｇの重量を有する場合、球形のフロートボールは好ましくは、管状のカラーの管腔の内部にて、長手方向に最大およそ０．１０４ｃｍ（０．０４１インチ）の限られた動きをする。
【００３６】
また、バルブアダプターは、流体入口５２を具備し、該流体入口は、バルブアダプターの内部流れチャンバに連通して結合されている。バルブアダプターは好ましくは、図５に最も良く示されるように、保持部材と共にエラストマーＯリング５６が着座するための、内部肩部５４を形成する表面を有しており、通気バルブ組立体における通気バルブ本体とバルブアダプターとの間に流体シールを形成している。バルブアダプターは、飲料製造装置におけるタンク組立体に取り付けられるように適合している。保持部材、球形のフロートボール、カラー、及びバルブ座は、すべて、通気バルブ本体における内部チャンバの中に収容される。
【００３７】
図１４乃至図２６を参照すると、本発明の第２の好ましい実施形態による通気バルブ組立体１３０は、通気バルブ本体１３２を有し、代表的にはステンレス鋼から作られ、図１５に示した内部チャンバ１３４を備えている。通気バルブ本体は、出口流れ通路１３６を具備し、該出口流れ通路は、通気バルブ本体における内部チャンバに連通している。通気バルブ本体は、雄ネジ面を備えた外側環状フランジ１３５を具備している。図１４乃至図１６、図２２、図２３、及び図２６を参照すると、出口流れ通路には、バーブ管継手１３７が取り付けられ、外部の空気を通気バルブ組立体に通して交換する。
【００３８】
図１５及び図１６を参照すると、球形のフロートボールないしバルブ要素１３８は、代表的に、頑丈な耐腐食性のポリマー、例えば、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）から作られ、管状のカラーないしライナー１４０の管腔の内部に可動に配置され、この管状のカラーは、好ましくは、例えば、テフロン（登録商標）の商品名で入手可能なポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などの耐腐食性及び耐熱性の材料から作られる。本発明の好ましい観点によれば、管状のカラーは、約１．０３ｃｍ（０．４０６インチ）の内径を有し、球形のフロートは、約０．９５３ｃｍ（０．３７５インチ）の直径を有している。
【００３９】
図１６を参照すると、カラーは、通気バルブ本体における内部チャンバの中に配置され、中央流れ開口部或いは通気口１４４を有する平坦なバルブ座部材或いはワッシャ１４２間に配置される。本発明の好ましい観点によれば、平坦なバルブ座部材は、例えば、シリコーンなどの、軟質の弾性エラストマー材料から作られ、充分に滑らかな仕上げを有するバルブ座部材を提供し、通気バルブ本体における内部チャンバの通気出口開口部に対して当接するフロートによって、漏れの無いシールを達成する。平坦なバルブ座部材は、代表的に、約２０〜２５のショアＡ硬度ないし押込硬度を有し、３２〜２５０゜Ｆの動作温度範囲を備えている。本発明の好ましい観点によれば、通気バルブ組立体におけるバルブ座部材の通気口は、不安定を禁じるのに充分な速度の空気流が得られるように最適化される。例えば、通気口の直径が約０．４０６ｃｍ（０．１６インチ）であれば、室温にて、０．１〜０．５ｇｐｍのタンクの予想水充填速度において、空気流を緩和するのに充分であることが見出され、また、重量が０．４ｇで直径が０．９５３ｃｍ（０．３７５インチ）のフロートボールを用いれば、チャタリングを生じないことが見出された。対照的に、重量が１ｇのフロートボールについては、直径が同一で、室温にて、０．１〜０．５ｇｐｍである同一のタンクの予想水充填速度にあっても、チャタリングが観察される。
【００４０】
図１５乃至図２１を参照すると、バルブアダプター１４８は、代表的にはステンレス鋼から作られ、通気バルブ本体の内部チャンバに結合される、内部流れチャンバ１５０を有している。バルブアダプターは、雌ネジ面を備えた上側環状フランジ１４９を具備し、該フランジは、通気バルブ本体における雄ネジ面に螺合する。バルブアダプターは好ましくは、飲料製造装置におけるタンク又はその他の容器に対して着脱可能に取り付けられ、保守及び／又は交換のために着脱可能になっている。従って、球形のフロートボールは、管状のカラーの管腔の内部において動き、好ましくは、管状のカラーの管腔内にて、限られた上下の行程に拘束されている。例えば、球形のフロートボールが、約０．９５３ｃｍ（０．３７５インチ）の直径と、約０．４ｇの重量を有する場合、球形のフロートボールは好ましくは、管状のカラーの管腔の内部にて、長手方向に最大およそ０．１０４ｃｍ（０．０４１インチ）の限られた動きをする。
【００４１】
また、バルブアダプターは、流体入口１５２を具備し、該流体入口は、バルブアダプターの内部流れチャンバに連通して結合されている。バルブアダプターは好ましくは、図１６に最も良く示されるように、エラストマーＯリング１５６が着座するための、内部肩部１５４を形成する表面を有しており、通気バルブ組立体における通気バルブ本体とバルブアダプターとの間に流体シールを形成している。バルブアダプターは、飲料製造装置におけるタンク組立体に取り付けられるように適合している。球形のフロートボール、カラー、及びバルブ座は、すべて、通気バルブ本体における内部チャンバの中に収容される。図２０及び図２１を参照すると、バルブアダプターは、バルブアダプターにおける流れ入口と内部流れチャンバとの間に、フロートボールを着座させるための内部支持面１５８を具備している。本発明の好ましい観点によれば、内部支持面は、半径方向に突出した複数の外側流れ通路ないし流れ切欠部１６０を具備し、代表的には、流れ入口通路を中心として、均等に及び対称的に配置される。従って、バルブアダプターの内部支持面は、バルブアダプターの内部支持面の構成が、フロートボールを支持し、フロートボールを管状のカラーの内部に保持し、フロートボールが管状のカラーにおける底部にあるとき、フロートボールがバルブアダプターの底部に張り付かないようになっている。
【００４２】
バルブ組立体は好ましくは、動作の要求条件を満足すべく、重力に関連させて、通気口、フロート重量、及び動作圧力を調節することによって、その性能が容易に最適化されるような寸法に定められる。また、バルブ組立体は好ましくは、製造及び保守中に受けるトルク力に耐えられるようにデザインされ、一方、内部の構成要素は、充分な可撓性を備え、チャタリングが無く、漏れが無く、張り付きの無い、通気バルブ組立体の信頼できる動作を提供する。
【００４３】
変形例として、通気バルブ本体に雄ネジに代えて雌ネジを設け、バルブアダプターに雄ネジを設けることで、バルブアダプターは軽量化され、通気バルブの垂直長さは全体として短縮され、輪郭の小さい小型で軽量なデザインが得られることは、当業者には明らかである。
【００４４】
本発明の特定の形態について図示して説明したけれども、本発明の精神及び範囲から逸脱せずに、様々な改変を施せることは明らかである。従って、特許請求の範囲以外によっては、本発明は限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】図１は、従来技術による飲料製造装置の通気バルブを示した模式図である。
【図２】図２は、従来技術の通気バルブのデータに従った、システムの挙動を示したグラフである。
【図３】図３は、本発明の第１の実施形態による、飲料製造装置のための通気バルブを示した側立面図である。
【図４】図４は、図３の通気バルブを示した上面図である。
【図５】図５は、図３の通気バルブを示した分解斜視図である。
【図６】図６は、図３の通気バルブにおけるカラーを示した斜視図である。
【図７】図７は、図３の通気バルブにおけるフロートを示した平面図である。
【図８】図８は、図３の通気バルブにおける座部ワッシャを示した斜視図である。
【図９】図９は、図３の通気バルブにおける保持バネを示した上面図である。
【図１０】図１０は、図３の通気バルブにおけるアダプターを示した斜視図である。
【図１１】図１１は、図１０のアダプターを示した上面図である。
【図１２】図１２は、図１０のアダプターを示した側立面図である。
【図１３】図１３は、図１２の線１３−１３に沿った、アダプターの断面図である。
【図１４】図１４は、本発明の第２の実施形態による、飲料製造装置のための通気バルブを示した上面図である。
【図１５】図１５は、図１４の線１５−１５に沿った、通気バルブの断面図である。
【図１６】図１６は、図１４の通気バルブの分解図である。
【図１７】図１７は、図１４の通気バルブにおけるアダプターを示した斜視図である。
【図１８】図１８は、図１７のアダプターを示した底面図である。
【図１９】図１９は、図１７のアダプターを示した側立面図である。
【図２０】図２０は、図１９の線２０−２０に沿った、アダプターの断面図である。
【図２１】図２１は、図１７のアダプターの内部を示した底面図である。
【図２２】図２２は、図１４の通気バルブにおける通気バルブ本体を示した斜視図である。
【図２３】図２３は、図１４の通気バルブにおける通気バルブ本体を示した側立面図である。
【図２４】図２４は、図１４の通気バルブにおける通気バルブ本体を示した上面図である。
【図２５】図２５は、図２４の線２５−２５に沿った、通気バルブ本体の断面図である。
【図２６】図２６は、図１４の通気バルブにおける、バーブ管継手を示した上面図である。
【符号の説明】
【００４６】
３０  通気バルブ組立体
３２  通気バルブ本体
３５  外側環状フランジ
３６  出口流れ通路
３７  バーブ管継手
３８  バルブ要素（球形のフロートボール）
４０  ライナー（管状のカラー）
４２  ワッシャ（平坦なバルブ座部材）
４６  保持部材
４８  バルブアダプター
４９  上側環状フランジ
５２  流体入口
５６  エラストマーＯリング
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【国際調査報告】
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