(57)【要約】本発明の水の炭酸化方法及び装置は、炭酸化チャンバ内の正方形のミキサからなる。ミキサは水が部分的に充填される。二酸化炭素が、次に水面の上方に加えられる。次に、混合モータに取り付けられた回転部材が、水と二酸化炭素を混合して炭酸溶液を形成する。炭酸化動作が行われる時間を変化させることによって、炭酸化の程度を変更することができる。特定の炭酸化サイクルの後、過剰な二酸化炭素が排気ソレノイドを通って解放され、残りの炭酸溶液が分配ソレノイドを通ってカップ内に排出される。
2004528969.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
矩形の炭酸化チャンバと、
炭酸化チャンバを所定の水位まで水で部分的に充填するための手段と、
二酸化炭素ガスを炭酸化チャンバ内の水の上方に導入するための手段と、
炭酸化チャンバ内に導入される二酸化炭素ガスの圧力を調整するための圧力レギュレータであって、高圧取入口と低圧排出口を有するハウジングと、ハウジングの内部空間をガス部分とばね部分に分割する可撓性の隔膜と、ばねが第１の力を隔膜に及ぼし、ハウジングのガス部分内の二酸化炭素ガスが第１の力に対向して隔膜に第２の力を及ぼす、ハウジングのばね部分内のばねと、ハウジングのガス部分と流体的に連絡している少なくとも１つの排出口開口を有し、高圧取入口と流体的に連絡しているハウジング内のバルブ・シートと、バルブ・シート内にあり閉位置に偏倚し、バルブ・シートと係合するコーン状部分及びコーン状部分から延びる針状部分を有し、前記コーン状部分が隔膜に動作可能に接続され、それによって第１の力が第２の力よりも大きいとき可動バルブが開位置へ移動する可動バルブとを備える圧力レギュレータと、
炭酸化チャンバ内の二酸化炭素ガスの圧力を感知する圧力スイッチであって、炭酸化チャンバと流体的に連絡している圧力ハウジングと、圧力ハウジングの端部を密閉する可撓性の隔膜と、開位置と閉位置の間を移動可能である１組の接点と、可撓性の隔膜に動作可能に接続され、それによって圧力ハウジング内の圧力増加が可撓性の隔膜にアームを第２の位置へ移動させ、アームの一方の位置から他方の位置への移動が１組の接点を開位置と閉位置の間で移動させる第１の位置へ偏倚したアームとを有する電気スイッチを備える圧力スイッチと、
炭酸化チャンバ内に装着された、水を攪拌して二酸化炭素ガスを水中に混合するための手段と、
炭酸水を炭酸化チャンバから分配する前に炭酸化チャンバからガス圧力を解放するための手段と、
炭酸化チャンバから解放されたガス圧力からの騒音を静穏化するための手段であって、ガス取入口と、水取入口と、排出口と、２つの内部空洞を有するハウジングと、少なくとも１つの空洞内に配置されたフィルタとを備え、第１の空洞がガス取入口と、第２の空洞が水取入口と連絡し、両方の空洞が排出口と連絡し、ガス取入口が炭酸化チャンバから解放されるガスを受け入れ、水取入口が炭酸化チャンバから排出される水を受け入れ、フィルタが少なくとも第１の空洞内に配置される、手段と、
炭酸化チャンバから炭酸水を分配するための手段とを備え、
部分的に充填するための手段が取入口水バルブを備え、分配するための手段が分配水バルブと、各水バルブを閉位置に偏倚させる単一のばねとを備え、炭酸化チャンバを部分的に充填する手段と、炭酸化チャンバから水を分配するための手段が、ハウジングと、第１の位置と第２の位置の間で可動で、ハウジング内に配置された円錐形の端部を有する円筒形の可動プランジャとを備えるソレノイド・オペレータと、プランジャの円錐形の端部に取り付けられ、プッシャ及びプランジャが第１の位置に偏倚されたプッシャと、貫通する円錐形の開口を有し、前記円錐形の開口の形状及びサイズがプランジャの円錐形の端部の形状及びサイズと相補している、ハウジングの端部に取り付けられたエンド・プレートと、プランジャの少なくとも一部を包囲し、それによって電気コイルへの電流の印加がプランジャを第１の位置から第２の位置へ移動させるハウジングに収納された電気コイルとを備え、炭酸化チャンバを部分的に水で充填するための手段が、炭酸化チャンバから炭酸水を分配するための手段が炭酸化チャンバから炭酸水を除去する所の鉛直方向上方に水を導入する、炭酸化装置。
【請求項２】
第１の炭酸化レベルと第２の炭酸化レベルのうちの１つを選択するステップと、
矩形の炭酸化チャンバを所定の水位まで水で部分的に充填するステップと、
炭酸化チャンバ内の水の上方に二酸化炭素ガスを導入するステップと、
二酸化炭素ガスを導入するステップが開始した約０．５秒後、第１の炭酸化レベルが選択されたとき、水を約７秒間攪拌して二酸化炭素ガスを水中に混合し、第２の炭酸化レベルが選択されたとき、水を約４秒間攪拌して二酸化炭素を水中に混合するステップと、
水の攪拌中、炭酸化チャンバ内で二酸化炭素ガスの圧力を維持するステップと、
水を攪拌するステップが完了した約２秒後、炭酸化チャンバからガス圧力を解放するステップと、
炭酸化チャンバから炭酸水を分配するステップとを含む、水を炭酸化するための方法。
【請求項３】
炭酸化チャンバから解放されるガス圧力を静穏化するステップをさらに含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
過剰な水を炭酸化チャンバから排出するステップと、
排出された過剰な水と静穏化のステップ中に解放されたガスを混合するステップをさらに含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
矩形の炭酸化チャンバと、
炭酸化チャンバを所定の水位まで水で部分的に充填するための手段と、
二酸化炭素ガスを炭酸化チャンバ内の水の上方に導入するための手段と、
炭酸化チャンバ内に装着された、水を攪拌して、二酸化炭素ガスを水中に混合するための手段と、
炭酸化チャンバから炭酸水を分配するための手段とを備える、炭酸化装置。
【請求項６】
炭酸化チャンバから炭酸水を分配する前に、炭酸化チャンバからガス圧力を解放するための手段をさらに備える、請求項５に記載の炭酸化装置。
【請求項７】
炭酸化チャンバから解放されたガス圧力からの騒音を静穏化するための手段をさらに備える、請求項６に記載の炭酸化装置。
【請求項８】
騒音を静穏化するための手段が、炭酸化チャンバから解放されるガスの速度を低下させる、請求項７に記載の炭酸化装置。
【請求項９】
炭酸化チャンバが部分的に水で充填されている間、炭酸化チャンバから空気を排出するための手段をさらに備える、請求項５に記載の炭酸化装置。
【請求項１０】
二酸化炭素ガスの供給源と、
炭酸化チャンバ内に導入される二酸化炭素ガスの圧力を調整する圧力レギュレータとをさらに備える、請求項５に記載の炭酸化装置。
【請求項１１】
圧力レギュレータが、二酸化炭素ガスの圧力を約５バールまで調整する、請求項１０に記載の炭酸化装置。
【請求項１２】
炭酸化チャンバ内の二酸化炭素ガスの圧力を感知する圧力スイッチをさらに備える、請求項５に記載の炭酸化装置。
【請求項１３】
導入するための手段が、二酸化炭素ガスの炭酸化チャンバ内への導入を制御するガス・バルブを備え、ガス・バルブが圧力スイッチの操作によって駆動される、請求項１２に記載の炭酸化装置。
【請求項１４】
炭酸化チャンバが透明である、請求項５に記載の炭酸化装置。
【請求項１５】
炭酸化チャンバがポリカーボネートから形成されている、請求項１４に記載の炭酸化装置。
【請求項１６】
炭酸化チャンバが、炭酸化チャンバの外部の周囲に複数の補剛支持材を有する、請求項１５に記載の炭酸化装置。
【請求項１７】
ハウジングをさらに備え、炭酸化チャンバがハウジング内に弾力的に装着される、請求項５に記載の炭酸化装置。
【請求項１８】
部分的に充填するための手段が、ソレノイド動作のバルブである、請求項５に記載の炭酸化装置。
【請求項１９】
分配するための手段が、ソレノイド動作のバルブである、請求項５に記載の炭酸化装置。
【請求項２０】
部分的に充填するための手段及び分配するための手段が、結合された充填及び分配バルブを備える、請求項５に記載の炭酸化装置。
【請求項２１】
炭酸化チャンバが所定の水位まで充填されたとき、液体とガスの体積比が約４対１である、請求項５に記載の炭酸化装置。
【請求項２２】
攪拌するための手段が、複数のブレードを有する回転可能なパドルを備える、請求項５に記載の炭酸化装置。
【請求項２３】
部分的に充填するための手段及び分配するための手段のうちの少なくとも１つが、
炭酸化チャンバの内部表面と密閉的に係合する可撓性シールと、
第１の位置と第２の位置の間で可動であり、第２の位置にあるとき、可撓性シールを上昇させて、炭酸化チャンバの内部表面との係合を外すバルブ・スリーブと、
バルブ・スリーブを第１の位置へ偏倚させるばねとを備える、水バルブである、請求項５に記載の炭酸化装置。
【請求項２４】
バルブ・スリーブに動作可能に接続されたソレノイドをさらに備え、前記ソレノイドがバルブ・スリーブを第１の位置から第２の位置へ移動させる、請求項２３に記載の炭酸化装置。
【請求項２５】
炭酸化チャンバが、その中に通し開口を有し、開口の側面が細長であり、前記ソレノイドはバルブ・ハウジングを形成し、バルブ・スリーブが開口内に配置され、可撓性シールが開口の内側端部の周囲を密閉する、請求項２３に記載の炭酸化装置。
【請求項２６】
バルブ・スリーブに動作可能に接続されたソレノイドをさらに備え、前記ソレノイドはバルブ・スリーブを第１の位置から第２の位置へ移動させ、開口の側面がその中にオペレータ開口を有し、枢動自在なアームがソレノイドからオペレータ開口を通りバルブ・スリーブまで延びており、可撓性のスリーブが枢動自在なアームをオペレータ開口に対して密閉する、請求項２５に記載の炭酸化装置。
【請求項２７】
バルブ・スリーブの内側端部が、水が通過するための複数の円周上で離隔された開口を中に有する、請求項２３に記載の炭酸化装置。
【請求項２８】
部分的に充填するための手段と分配するための手段の両方が、水バルブであり、単一のばねが各バルブ・スリーブを第１の位置に偏倚させる、請求項２３に記載の炭酸化装置。
【請求項２９】
部分的に充填するための手段が、取入口水バルブを備え、分配するための手段が、分配水バルブを備え、単一のばねが各水バルブを閉じ位置へ偏倚させる、請求項５に記載の炭酸化装置。
【請求項３０】
炭酸化チャンバ内に導入される二酸化炭素ガスの圧力を調整する圧力レギュレータをさらに備え、前記圧力レギュレータが、
高圧取入口及び低圧排出口を有するハウジングと
ハウジングの内部空間をガス部分とばね部分に分割する可撓性の隔膜と、
ハウジングのばね部分内のばねとを備え、前記ばねが第１の力を隔膜に及ぼし、ハウジングのガス部分内の二酸化炭素ガスが第１の力に対向して隔膜に第２の力を及ぼし、
前記圧力レギュレータが、
ハウジングのガス部分と流体的に連絡している少なくとも１つの排出口開口を有し、高圧取入口と流体的に連絡しているハウジング内のバルブ・シートと、
可動バルブの端部がバルブ・シートを超えて延びており、隔膜に動作可能に接続され、それによって、第１の力が第２の力よりも大きいとき、可動バルブが開位置へ移動する、閉位置へ偏倚されたバルブ・シート内の可動バルブとを備える、請求項５に記載の炭酸化装置。
【請求項３１】
可動バルブが、バルブ・シートと係合する円錐状の部分を有する、請求項３０に記載の炭酸化装置。
【請求項３２】
可動バルブが、隔膜に動作可能に接続された、円錐状の部分から延びる針状の部分を有する、請求項３１に記載の炭酸化装置。
【請求項３３】
ハウジング高圧取入口と可動バルブの間に配置された取り外し可能なフィルタをさらに備える、請求項３０に記載の炭酸化装置。
【請求項３４】
ハウジング高圧取入口に取り外し可能に取り付けられた取入口部材をさらに備え、可動バルブは、取入口部材がハウジングから取り外されたとき、それによって可動バルブが、バルブ・シートから取り外すことができる、断面サイズ及び形状を有する、請求項３０に記載の炭酸化装置。
【請求項３５】
ハウジング高圧取入口と可動バルブの間に配置され、ハウジング内のフィルタ開口と取入口部材のフィルタ開口間で捕捉される、取り外し可能なフィルタをさらに備える、請求項３４に記載の炭酸化装置。
【請求項３６】
隔膜への第１の力を調節するアジャスタをさらに備える、請求項３０に記載の炭酸化装置。
【請求項３７】
圧力スイッチが
炭酸化チャンバと流体的に連絡している圧力ハウジングと、
圧力ハウジングの端部を密閉する可撓性の隔膜と、
開位置と閉位置の間を移動可能である１組の接点と、可撓性の隔膜に動作可能に接続され、それによって圧力ハウジング内の圧力増加が可撓性の隔膜にアームを第２の位置へ移動させ、アームの一方の位置から他方の位置への移動が１組の接点を開位置と閉位置との間で移動させる第１の位置へ偏倚したアームとを有する電気スイッチとを備える、請求項１２に記載の炭酸化装置。
【請求項３８】
圧力ハウジングが、２つのサブハウジングで形成され、可撓性の隔膜が、２つのサブハウジングの間で捕捉されている、請求項３７に記載の炭酸化装置。
【請求項３９】
サブハウジングの一方と可撓性の隔膜の間で捕捉されたプランジャをさらに備え、プランジャがアームと接触している、請求項３８に記載の炭酸化装置。
【請求項４０】
炭酸化チャンバを部分的に充填するための手段と、炭酸化チャンバから水を分配するための手段のうちの少なくとも１つが、ソレノイド・オペレータを備え、前記ソレノイド・オペレータが、
ハウジングと、
第１の位置と第２の位置の間を動くことができる、ハウジング内に配置された円錐形の端部を有する円筒形の可動プランジャと、
プランジャの円錐形の端部に取り付けられ、プッシャ及びプランジャが第１の位置に偏倚されたプッシャと、
貫通する円錐形の開口を有し、前記円錐形の開口の形状及びサイズがプランジャの円錐形の端部の形状及びサイズと相補している、ハウジングの端部に取り付けられたエンド・プレートと、
プランジャの少なくとも一部を包囲し、それによって電気コイルへの電流の印加がプランジャを第１の位置から第２の位置へ移動させるハウジングに収納された電気コイルとを備える、請求項５に記載の炭酸化装置。
【請求項４１】
炭酸化チャンバから炭酸水を分配する前に、炭酸化チャンバからガス圧力を解放するための手段と、
炭酸化チャンバ内の二酸化炭素ガスの圧力を感知する圧力スイッチとをさらに備える、請求項５に記載の炭酸化装置。
【請求項４２】
二酸化炭素ガスを導入するための手段を炭酸化チャンバに接続し、炭酸化チャンバを炭酸化チャンバからガス圧力を解放するための手段と接続し、炭酸化チャンバを圧力スイッチと接続するガス・マニホルドをさらに備える、請求項４１に記載の炭酸化装置。
【請求項４３】
炭酸化チャンバを部分的に充填する水が、炭酸化チャンバの上部に導入される、請求項５に記載の炭酸化装置。
【請求項４４】
炭酸化チャンバを水で部分的に充填するための手段が、炭酸化チャンバから炭酸水を分配するための手段が炭酸化チャンバから炭酸水を除去する所の鉛直方向上方に水を導入する、請求項５に記載の炭酸化装置。
【請求項４５】
空気を排出するための手段が、空気排出口と流体的に連絡しているチェック・バルブを備える、請求項９に記載の炭酸化装置。
【請求項４６】
チェック・バルブが、空気排出口と流体的に連絡している、ボール・シートを有するハウジングと、ハウジングに取り付けられたボール・ケージと、ボール・ケージ内の浮遊するボールとを備える、請求項４５に記載の炭酸化装置。
【請求項４７】
騒音を静穏化するための手段が、
少なくとも１つの取入口と１つの排出口を有するハウジングを備え、前記ハウジングがその中にフィルタを備える内部空洞を有し、内部空洞が、第１の取入口と連絡しており、第１の取入口が、炭酸化チャンバから解放されたガスを受け入れ、排出口が第１の取入口と連絡して、ガスがフィルタを通過した後にガスを受け入れる、請求項７に記載の炭酸化装置。
【請求項４８】
ハウジングが少なくとも２つの取入口を有し、第２の取入口が、炭酸化チャンバから排出された水を受け入れ、排出された水が、解放されたガスと混合され、排出口が混合された水とガスを受け入れる、請求項４７に記載の炭酸化装置。
【請求項４９】
騒音を静穏化するための手段が、
ガス取入口、水取入口、排出口及び２つの内部空洞を有し、第１の空洞がガス取入口と連絡し、第２の空洞が水取入口と連絡し、両方の空洞が排出口と連絡し、ガス取入口が炭酸化チャンバから解放されたガスを受け入れ、水取入口が炭酸化チャンバから排出される水を受け入れ、排出口が水及びガスの両方を受け入れるハウジングを備える、請求項７に記載の炭酸化装置。
【請求項５０】
ハウジングがその中にフィルタを有し、フィルタが少なくとも第２の空洞の中に配置される、請求項４９に記載の炭酸化装置。
【請求項５１】
炭酸化チャンバと、
炭酸化チャンバを所定の水位まで水で充填するための手段と、
二酸化炭素ガスを炭酸化チャンバ内に導入するための手段と、
二酸化炭素ガスを水中に混合するための手段と、
炭酸水を炭酸化チャンバから分配するための手段とを備え、
充填するための手段及び分配するための手段のうちの少なくとも１つが、
炭酸化チャンバの内部表面と密閉的に係合する可撓性シールと、
第１の位置と第２の位置の間で可動であり、第２の位置にあるとき、可撓性シールを上昇させて、炭酸化チャンバの内部表面との係合を外すバルブ・スリーブと、
バルブ・スリーブを第１の位置へ偏倚させるばねとを備える、水バルブである炭酸化装置。
【請求項５２】
バルブ・スリーブに動作可能に接続されたソレノイドをさらに備え、前記ソレノイドがバルブ・スリーブを第１の位置から第２の位置へ移動させる、請求項５１に記載の炭酸化装置。
【請求項５３】
炭酸化チャンバが、その中に通し開口を有し、開口の側面が細長であり、バルブ・ハウジングを形成し、バルブ・スリーブが開口内に配置され、可撓性シールが開口の内側端部の周囲を密閉する、請求項５１に記載の炭酸化装置。
【請求項５４】
バルブ・スリーブに動作可能に接続されたソレノイドをさらに備え、前記ソレノイドはバルブ・スリーブを第１の位置から第２の位置へ移動させ、開口の側面がその中にオペレータ開口を有し、枢動自在なアームがソレノイドからオペレータ開口を通りバルブ・スリーブまで延びており、可撓性のスリーブが枢動自在なアームをオペレータ開口に対して密閉する、請求項５３に記載の炭酸化装置。
【請求項５５】
バルブ・スリーブの内側端部が、水が通過するための複数の円周上で離隔された開口を中に有する、請求項５１に記載の炭酸化装置。
【請求項５６】
部分的に充填するための手段と分配するための手段の両方が、水バルブであり、単一のばねが各バルブ・スリーブを第１の位置に偏倚させる、請求項５１に記載の炭酸化装置。
【請求項５７】
炭酸化チャンバと、
炭酸化チャンバを所定の水位まで水で充填するための手段と、
二酸化炭素ガスを炭酸化チャンバ内に導入するための手段と、
二酸化炭素ガスを水中に混合するための手段と、
炭酸水を炭酸化チャンバから分配するための手段と、
炭酸化チャンバ内に導入される二酸化炭素ガスの圧力を調整する圧力レギュレータとを備え、前記圧力レギュレータが、
高圧取入口及び低圧排出口を有するハウジングと、
ハウジングの内部をガス部分とばね部分に分割する可撓性の隔膜と、
ハウジングのばね部分内のばねとを備え、前記ばねが第１の力を隔膜に及ぼし、ハウジングのガス部分内の二酸化炭素ガスが第１の力に対向して隔膜に第２の力を及ぼし、
前記圧力レギュレータが、
ハウジングのガス部分と流体的に連絡している少なくとも１つの排出口開口を有し、高圧取入口と流体的に連絡している、ハウジング内のバルブ・シートと、
可動バルブの端部がバルブ・シートを超えて延びており、隔膜に動作可能に接続されそれによって、第１の力が第２の力よりも大きいとき、可動バルブが開位置へ移動する、閉位置へ偏倚された、バルブ・シート内の可動バルブとを備える、炭酸化装置。
【請求項５８】
ハウジング高圧取入口と可動バルブの間に配置された取り外し可能なフィルタをさらに備える、請求項５７に記載の炭酸化装置。
【請求項５９】
取入口部材が、ハウジング高圧取入口に取り外し可能に取り付けられ、可動バルブは、それによって可動バルブが、取入口部材がハウジングから取り外されたとき、バルブ・シートから取り外すことができる、断面サイズ及び形状を有する、請求項５７に記載の炭酸化装置。
【請求項６０】
ハウジング高圧取入口と可動バルブの間に配置され、ハウジング内のフィルタ開口と取入口部材のフィルタ開口間で捕捉される、取り外し可能なフィルタをさらに備える、請求項５９に記載の炭酸化装置。
【請求項６１】
隔膜への第１の力を調節するための手段をさらに備える、請求項５７に記載の炭酸化装置。
【請求項６２】
炭酸化チャンバと、
炭酸化チャンバを所定の水位まで水で充填するための手段と、
二酸化炭素ガスを炭酸化チャンバ内に導入するための手段と、
二酸化炭素ガスを水中に混合するための手段と、
炭酸水を炭酸化チャンバから分配するための手段と、
炭酸化チャンバ内の二酸化炭素ガスの圧力を感知する圧力スイッチとを備え、前記圧力スイッチが、
炭酸化チャンバと流体的に連絡している圧力ハウジングと、
圧力ハウジングの端部を密閉する可撓性の隔膜と、
開位置と閉位置の間を移動可能である１組の接点と、可撓性の隔膜に動作可能に接続され、それによって圧力ハウジング内の圧力増加が可撓性の隔膜にアームを第２の位置へ移動させ、前記アームの一方の位置から他方の位置への移動が１組の接点を開位置と閉位置との間で移動させる第１の位置へ偏倚したアームとを有する電気スイッチとを備える、炭酸化装置。
【請求項６３】
圧力ハウジングが、２つのサブハウジングで形成され、可撓性の隔膜が２つのサブハウジングの間で捕捉される、請求項６２に記載の炭酸化装置。
【請求項６４】
サブハウジングの一方と可撓性の隔膜の間で捕捉されたプランジャをさらに備え、プランジャがアームと接触している、請求項６３に記載の炭酸化装置。
【請求項６５】
水の供給源と、
二酸化炭素ガスの供給源と、
二酸化炭素ガス供給源と接続された取入口を有し、排出口を有する、二酸化炭素ガス供給源の圧力を減少させる圧力レギュレータと、
圧力レギュレータの排出口と接続された取入口と、排出口を有するガス取入口バルブと、
ガス取入口バルブの排出口と接続された取入口と、複数の排出口を有するマニホルドと、
マニホルドの排出口のうちの第１のものが炭酸化チャンバと接続されている、炭酸化チャンバと、
マニホルドの排出口のうちの第２のものと接続されている取入口を有する圧力スイッチと、
マニホルドの排出口のうちの第３のものと接続されている取入口を有し、排出口を有するガス排気バルブと、
ガス排気バルブ排出口と接続された排気サイレンサと、
炭酸化チャンバと接続された取入口及び排出口を有する水取入口バルブと、
炭酸化チャンバと接続された取入口を有する水排出口バルブと、
炭酸化チャンバ内のミキサとを備える、炭酸化装置。
【請求項６６】
ガス取入口バルブ、ガス排気バルブ、水取入口バルブ、水排出口バルブ及びミキサを選択的に操作するためのコントローラをさらに備える、請求項６５に記載の炭酸化チャンバ。
【請求項６７】
炭酸化チャンバと、
炭酸化チャンバを所定の水位まで水で部分的に充填するための手段と、
二酸化炭素ガスを炭酸化チャンバ内に導入するための手段と、
二酸化炭素ガスを水中に混合するための手段と、
炭酸化チャンバから炭酸水を分配するための手段とを備え、
炭酸化チャンバを充填するための手段と炭酸化チャンバから水を分配するための手段のうちの少なくとも一方が、ソレノイド・オペレータを備え、前記ソレノイド・オペレータが、
ハウジングと、
第１の位置と第２の位置の間を動くことができる、ハウジング内に配置された円錐形の端部を有する円筒形の可動プランジャと、
プランジャの円錐形の端部に取り付けられ、プッシャ及びプランジャが第１の位置に偏倚されたプッシャと、
貫通する円錐形の開口を有し、前記円錐形の開口の形状及びサイズがプランジャの円錐形の端部の形状及びサイズと相補している、ハウジングの端部に取り付けられたエンド・プレートと、
プランジャの少なくとも一部を包囲し、それによって電気コイルへの電流の印加がプランジャを第１の位置から第２の位置へ移動させるハウジングに収納された電気コイルとを備える、炭酸化装置。
【請求項６８】
矩形の炭酸化チャンバを所定の水位まで水で部分的に充填するステップと、
炭酸化チャンバ内の水の上方に二酸化炭素ガスを導入するステップと、
水を攪拌して二酸化炭素ガスを水中に混合するステップと、
炭酸化チャンバから炭酸水を分配するステップとを含む、水を炭酸化するための方法。
【請求項６９】
二酸化炭素ガスを炭酸化チャンバ内に導入するステップが開始した約０．５秒後、水を攪拌するステップが開始する、請求項６８に記載の方法。
【請求項７０】
第１の炭酸化レベルと第２の炭酸化レベルのうちの１つを選択するステップをさらに備える、請求項６８に記載の方法。
【請求項７１】
第１の炭酸化レベルが選択されたとき、水の攪拌ステップが約７秒間継続し、第２の炭酸化レベルが選択されたとき、水の攪拌ステップが約４秒間継続する、請求項７０に記載の方法。
【請求項７２】
炭酸水が分配されるステップの前に、炭酸化チャンバからガス圧力を解放するステップを含む、請求項６８に記載の方法。
【請求項７３】
ガス圧を解放するステップが、水を攪拌するステップが完了した約２秒後に開始される、請求項７２に記載の方法。
【請求項７４】
炭酸化チャンバから解放されるガス圧力を静穏化させるステップをさらに備える、請求項７２に記載の方法。
【請求項７５】
水の攪拌中、炭酸化チャンバ内の二酸化炭素ガスの圧力が維持される、請求項６８に記載の方法。
【請求項７６】
炭酸化チャンバを部分的に充填するステップが、炭酸化チャンバの上部に水を導入する、請求項６８に記載の方法。
【請求項７７】
水は、それが炭酸化チャンバから分配される所の鉛直方向上方に、炭素化チャンバに導入される、請求項７６に記載の方法。
【請求項７８】
二酸化炭素ガスを導入する間、炭酸化チャンバから空気を排出するステップと、
炭酸化チャンバから炭酸水を分配している間、空気が炭酸化チャンバに流入することを許すステップとをさらに含む、請求項６８に記載の方法。
【請求項７９】
炭酸化チャンバから過剰な空気を排出するステップと、
静穏化ステップ中に、排出された過剰な水と解放されたガスを混合するステップとを含む、請求項７４に記載の方法。
【請求項８０】
矩形の炭酸化チャンバと、
水の供給源と、
水の供給源を炭酸化チャンバと接続する水取入口バルブと、
二酸化炭素ガスの供給源と、
二酸化炭素ガスの供給源を炭酸化チャンバと接続する二酸化炭素取入口バルブと、
炭酸化チャンバ内の回転可能なミキサと、
炭酸化チャンバに接続された炭酸水分配バルブとを備える、炭酸化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（０００１）
本発明は、冷水器に付随するような液体を炭酸化するシステム及び方法に関する。より具体的には、本発明は、所望の程度までの効果的な炭酸化を可能にする炭酸化システム及び方法を目的とする。
【背景技術】
【０００２】
発明の背景
（０００２）
水を炭酸化するさまざまな方法が、従来技術で公知である。ある方法は、水中に二酸化炭素を噴射することを含む。この二酸化炭素の噴射は、水中を通って浮き上がる泡を形成する。泡の中の二酸化炭素は、その後水中に吸収される。この方法は、１杯の飲物を形成するのに十分な量の炭酸水を分配するように動作可能な比較的小さい家庭用炭酸化装置で広く使用されてきた。この方法の主な問題点は、比較的高い圧力が炭酸化チャンバ内で使用される場合のみ効果的であることである。
【０００３】
（０００３）
別の方法は、二酸化炭素ガスの雰囲気内に水を噴霧する又は霧化することを含む。この方法では、炭酸化チャンバは、二酸化炭素を事前に充填され、水が、噴霧によってチャンバ内に加えられる。このようにして、二酸化炭素が水小滴内に溶解され、次いで、水小滴が水本体内に二酸化炭素を運ぶ。この方法での問題点は、十分な炭酸化を行うために長い時間が必要であり、炭酸化チャンバ内で比較的高レベルの加圧が必要であることである。
【０００４】
（０００４）
米国特許第４，７１９，０５６号に記載の別の方法は、チャンバを部分的に水で充填し、二酸化炭素ガスを水の上方の空間に加え、その後、水の上方の二酸化炭素ガス空間内に突き出したブレードを有する水平方向に回転するパドルで水を攪拌する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
（０００５）
したがって、より迅速、かつより効率的な炭酸化システム及び方法に対する必要性がある。液体飲料を炭酸化する能力を備える、冷水器などの液体冷却器に対する必要性もある。所望の程度までの液体の炭酸化を可能にすること、及び高圧力を炭酸化チャンバ内で使用することを必要とせずに、このような飲料の炭酸化を可能にすることも有利であろう。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
発明の概要
（０００６）
本発明で開示するシステム及び方法は、水で部分的に充填される炭酸化チャンバを備える。次に、二酸化炭素が水面の上方に加えられる。次に、回転部材が水と二酸化炭素を混合し、溶液をつくる。この方法によって、水と二酸化炭素が炭酸水の溶液をつくる。
【０００７】
（０００７）
本発明の炭酸水冷却器は、流体を所望の順序及び量で移送し、混合するための独自のバルブ・システムをさらに備える。本発明の別の態様及び利点は、図面とともに、その実施形態に関連する説明を読めば、明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
発明の詳細な説明
（０００９）
ここで図１を見ると、本発明の一実施形態による炭酸化プロセスのブロック線図が示されている。炭酸化システム及び方法は、既存の、又は当初製造されている冷水器又はその他の飲料水分配器とともに、又は必要に応じて他の用途で使用することができる。本システムは、選択的な炭酸化を可能にするために、既存の冷水器に容易に後付けすることができる。同様に、本システムは、同様の方式で他の液体分配器とともに使用することができる。冷水器の例では、タンクからの水は、分配が希望されるまで、冷却器３内で冷却される。使用者が炭酸化された飲料を希望すると、使用者がスイッチ又は別の制御機構を押下することによって、本システムが始動する。制御システム５が、本システムを操作して、水充填ソレノイド８を開放する。制御システム５は、炭酸化システムを制御するために電子制御回路盤４及び電力変換用変圧器２を備えることができる。ソレノイド８は、水、又は別の液体を、混合組立てユニット又は炭酸化チャンバ６内の上部に約６秒間流入させることを選択的に可能にする。炭酸化チャンバ６の排出口１４２が、炭酸化チャンバ６に水が充填されている間、ユニット内の空気を大気中へ排出できるようにし、炭酸化チャンバ６から炭素化された液体が分配されるとき、空気が流入できるようにする。いったん炭酸化チャンバ６に適切な水面１７まで水が充填されると、水充填ソレノイド８が閉鎖して、追加の水が炭酸化チャンバ６に流入すること、又は水が冷水器３への導管に再流入することを防止する。ソレノイド８が閉鎖しない場合、炭酸化チャンバ６内の圧力が、水を炭酸化チャンバ６から追い出すことができる。
【０００９】
（００１０）
次に、二酸化炭素充填ソレノイド・バルブ２０が開放して、二酸化炭素が二酸化炭素貯蔵シリンダ１４から二酸化炭素接続チューブ１６へ、及び次に圧力レギュレータ１８を介して炭酸化チャンバ６へ流入できるようにする。圧力レギュレータ１８は、所望の量の二酸化炭素の導入を可能にするように選択的に調節することができる。圧力制御スイッチ２２が、炭酸化チャンバ６内のガス圧を感知し、それによってガス圧が所定のレベル又は量に到達したとき、ガス・ソレノイド・バルブ２０の電源が切られて、炭酸化チャンバ６内への二酸化炭素ガスの流れが停止される。炭酸化チャンバ６内の過剰圧力（〜１０バール）を自動的に降下させるために圧力安全バルブ２４を設けることができる。二酸化炭素又は液体がチューブ１６に再流入すること、又は炭酸化チャンバ６内の圧力のために炭酸化チャンバ６から追い出されることを止めるように動作する逆止バルブ２６もまた、必要に応じて設けることができる。
【００１０】
（００１１）
このようにして、炭酸化チャンバ６内に配置された水などの液体の水面１７の上方の空間に二酸化炭素が導入される。炭酸化チャンバ６内に、１３で概略的に示すミキサを、混合モータ１２に付随させて設けることができる。混合モータ１２は、選択的に通電されて、ミキサ１３を駆動し、ミキサが二酸化炭素を水その他の液体内に混合する。ミキサ１３の動作によって、水面の上方の空間内の二酸化炭素ガスが水中へ押しやられる。以下でより詳細に述べるように、ミキサ１３の構成及び炭酸化チャンバ・ユニット６の形状は、液体が一様に炭酸化されるように撹拌を強化する。また、炭酸化の程度は、ミキサ１３が駆動される時間を変動させることによって、及び／又は、水面１７の上方の炭酸化チャンバ６内の空間内の二酸化炭素を含む雰囲気の圧力を制御することにより導入される二酸化炭素ガスの量を変動させることによって、選択的に変動させることができる。
【００１１】
（００１２）
一例として、二酸化炭素ガス充填ソレノイド２０が開放され、その約０．５秒後に、混合モータ１２の動作が開始される。混合及び炭酸化は、より高度に炭酸化された飲料（６ｇｒ／ｌ）を約１．９ｄｌ生成するために約７秒間、又は少し炭酸化された飲料（４ｇｒ／ｌ）を約１．９ｄｌ生成するために約４秒間、行われる。炭酸化が進行するにつれて、水は、炭酸化チャンバ６の水面１７の上方の空間からガスを吸収し、それによってガス圧力が低下する。この圧力低下は、圧力制御スイッチ２２によって感知される。そして、次に圧力制御スイッチ２２が動作して、ガス・ソレノイド・バルブ２０を開放し、更なる二酸化炭素を炭酸化チャンバ６内へ入れる。これによって、炭酸化チャンバ６内の二酸化炭素の適切な圧力が維持される。続いて、制御システム５がたとえば約２秒の減衰期間を導入し、炭酸化された液体が炭酸化チャンバ６内にいくらか定着することを可能にする。減衰期間の後、遮断又は排気ソレノイド・バルブ２８が、次に開放されて、過剰な二酸化炭素をサイレンサ３０を通して解放し、それによって炭酸化チャンバ６内の圧力を解放させる。いったん圧力が解放した後、炭酸化された液体分配ソレノイド１０が動作して、炭酸化された液体混合物をカップ７内へ解放する。
【００１２】
（００１３）
図１に示す炭酸化システムの実施形態が図２Ａ及び２Ｂに示されている。炭酸化システム３２は、たとえば冷水器とともに使用することができ、したがって、使用する冷却器と選択的に結合するように設計することができる。このような実施形態では、分離ハウジング４２を設けることができる。分離ハウジング４２は、いかなるタイプの冷水器にも美観的に適合するように、又は別の形で構成することができる。別法として、炭酸化ユニット３２は、当初製造されたユニット内で炭酸化された及び炭酸化されていない液体の両方を得られるようにするために、図３Ａ及び３Ｂの実施形態に示すように冷水器と一体に形成することができる。図２の実施形態では、ハウジング４２は、さらに、かなり大きな二酸化炭素タンクをその中に収容可能なサイズにすることができる。したがって、タンクの交換は、使用に応じて比較的長い間隔でしか必要でない。従来の装置の二酸化炭素貯蔵部は、サイズが制限されており、特別な容器及びより多くの維持作業及び交換が必要であったが、ハウジング４２のサイズは標準的なサイズの二酸化炭素タンク又は容器を使用することを可能にする。たとえば、ハウジング４２は、その中で５ｋｇの二酸化炭素シリンダ１４を保持することができる。ハウジング４２は、金属、プラスチック又はその他の適切な材料で製造することができる。ハウジング４２は、鉛の電気ケーブル及び水分岐パイプが、ハウジング４２内の適切なシステムを通過し、システムと接続することを可能にするために、多数の開口をその中に形成することができる。またハウジング４２は、炭酸化チャンバ６、サイレンサ３０、制御回路盤４、ならびに二酸化炭素シリンダ１４などのさまざまな構成要素を装着することを容易にする。ドリップ・トレイ３８及びドリップ・トレイ・リッド３６を備えるカップ保持領域もある。制御パネル４１は、ハウジング４２の前面に設けることができ、炭酸化システムを選択的に操作するための複数のユーザ制御ボタン、スイッチ又は類似のものを備える。たとえば、制御パネル４１上に、炭酸水内の炭酸の量を増加及び減少させるためのスイッチなどの手段を設けることができる。
【００１３】
（００１４）
一体型の炭酸化システムの別の実施形態を図３Ａ及び３Ｂで示したが、そのシステムは一般に１１０で示されている。炭酸化システム１１０は、ハウジング１１２と、炭酸化された液体の分配器１１４と、冷たい液体の分配器１１６と、温かい液体の分配器１１８とを備える。たとえば冷水、温水、及び炭酸水を分配する能力を有することによって、炭酸化システム１１０の有用性が向上し、多種多様な消費者の需要に応えることを可能にする。炭酸化システム１１０はまた、好ましくは、炭酸化レベルを増加又は減少させるためのスイッチ１２０及び１２２などの、炭酸水内の炭酸の量を増加及び減少させるための手段を有する図２の実施形態と同様の制御パネルを備える。水温ディスプレイ１２８を備えることも、必ずしも必要でないが、好ましい。また、この実施形態では、炭素化システム作動時、水の加熱又は冷却時、又は、たとえば、水又は液体がチャンバ内に導入されない場合、システムの二酸化炭素が不足する場合、又は混合チャンバ内に圧力が形成されない場合などの炭酸化のエラー時を示すための手段を提供する表示パネル１３０が設けられている。
【００１４】
（００１５）
図３Ｂに示すように、この実施形態はまた、好ましくは、炭酸化チャンバ６内の圧力を表示するための圧力ゲージ１２４を備える。実施形態３２とともに、実施形態１１０は、ハウジング１１２内の炭酸化システム１１０の構成要素にアクセスするためのアクセス・パネル１２６を備える。作動中、炭酸化システム１１０は、炭酸化されていない及び／又は炭酸化された水又はその他の液体を冷却又は加熱するための要素を付加することによって、システム３２と同様に作動することができる。
【００１５】
（００１６）
図４を見ると、図１に概略的に示すような圧力レギュレータ１８がより詳細に示されている。圧力レギュレータ１８は、迅速かつ容易な設置と、信頼性が高い動作を可能にする。好ましい形態では、圧力レギュレータ１８は、所定の量の二酸化炭素ガスを、混合サイクルの間じゅう約２ｇｒ／秒というような所定の速度で供給することを含む、所定の機能を行う。さらに、圧力レギュレータ１８は、たとえば性能の良くない二酸化炭素シリンダの場合に起こるような、取入口すなわち１次側４７での圧力変化にかかわらず、排出口すなわち２次側４９で、安定したほぼ一様な圧力（５〜５．５バール）を維持する。一実施形態での圧力レギュレータは、好ましくはポリプロピレンなどの材料から製造された、レギュレータ１８内の円形の開口を閉じる可動なコーン・バルブ４６を備える。レギュレータ１８を通るガスの流れは、ガス供給部から１次側４７に結合された導管を通り、バルブ４６を通って２次側４９へ進行する。次に、２次側がマニホルド１４０を介して炭酸化チャンバ６と結合される。
【００１６】
（００１７）
圧力レギュレータ１８は、高圧取入口４７及び低圧排出口４９を備える２部式ハウジング４３を有する。ハウジング４３の２つの部分の間に捕捉された可撓性の隔膜４４が、ハウジング４３内部をガス部分５７とばね部分３７に分割する。ハウジング４３のばね部分３７内のばね５５は、隔膜４４上に第１の力すなわちばね力を及ぼし、ハウジング４３のガス部分５７内のガス圧力は、ばね力に対向して隔膜４４上に第２の力すなわちガス力を及ぼす。２部式駆動アセンブリ５３が、隔膜４４の両側に配置されている。高圧取入口４７内に嵌合しているバルブ・シート３３が、駆動アセンブリ５３から延びるボス５３ａと滑動自在に係合している。バルブ・シート３３は、ガスが高圧取入口４７からハウジング４３のガス部分５７内へ流れることを可能にする、少なくとも１つの開口３４を有する。可動なコーン・バルブ４６がバルブ・シート３３内に嵌挿され、ばね５１によって閉位置へ偏倚されている。取り外し可能な青銅焼結フィルタ５０が、取り外し可能な取入口部材４７ａとバルブ・シート３３の間に嵌装している。可動バルブ４６は、取入口部材４７ａが取り外されたとき高圧取入口４７を通って嵌挿するようなサイズ及び形状にされている。可動バルブ４６は、可動バルブ４６から延びて駆動アセンブリ５３と接触する針部分４６ａを有する。ハウジング４３のガス部分５７内の低圧ガスの圧力が降下したとき、隔膜４４上のガス力が隔膜４４上のばね力より下に降下し、ばね５５が駆動アセンブリ５３を高圧の取入口４７の方へ移動させることを可能にする。次に駆動アセンブリ５３が、ばね５１の力に逆らって、針部分４６ａを押圧し、可動バルブ４６を開位置へ移動させる。二酸化炭素ガスは、次に可動バルブ３３内の開口３４を通って流れる。ガスが通って流れる制限された開口が、ガス圧力を所望の５〜５．５バールへ低下させる。アジャスタ３５が、隔膜４４上のばね力を調節するためにハウジング４３の上部に設けられている。圧力レギュレータ１８の排出口４９が、二酸化炭素ガス・ソレノイド・バルブ２０と接続されている。
【００１７】
（００１８）
さらに、圧力レギュレータ１８もまた、設置が容易であり、低価格である。圧力レギュレータ１８の要素は、真鍮などの材料から簡単に製造することができ、構成要素は、簡単な部品を使用して容易に組み立てることができる。圧力調整は、駆動アセンブリ５３又は、必要に応じてコーン状のバルブ４６などの他の構成要素の調節によって容易に較正される。可動バルブ４６の設置は、螺刻部材４７ａによって容易に行うことができ、また、１次側の密閉は、Ｏリング４８及びバルブ・シート３３によって確実にされ、可動バルブ４６を手によってねじ込むことができる。
【００１８】
（００１９）
図５に示すような圧力制御スイッチ２２が、たとえば約３バールなどの所定の圧力を超えた炭酸化チャンバ６内の圧力を感知する。圧力スイッチ２２は、一方の端部に、マニホルド１４０（図１１参照）を介して炭酸化チャンバ６と接続された圧力取入口６１を有し、ハウジング６３内にガス圧力を密封する他方の端部に可撓性の隔膜５４を有する、２部式ハウジング６３を有する。ハウジング６３内の圧力は、隔膜５４上に及ぼされて、隔膜５４を変形させる。隔膜５４の変形がさらに、ハウジング６３の２つの部片の間に捕捉されたプランジャ６５をばね偏倚アーム５６に押圧する。アーム５６は、マイクロスイッチ５８の一部である。アーム５６は、スイッチ５８内の別のプランジャ６７を押圧し、スイッチ５８内の電気接点の位置を変化させる。好ましくは、スイッチ５８はＰＣＢ基板６０上に装着される。圧力スイッチ２２の形状は、スイッチ力を、ガスの圧力大きさとは無関係にする。
【００１９】
（００２０）
本発明の実施形態では、安全バルブ２４及び逆止バルブ２６が１つのユニットに組み込まれている。安全バルブ２４は、たとえば１０バールなどの所定の圧力に反応して動くするように設定されている。逆止バルブ２６は、炭酸化チャンバ６が圧力低下のままである場合、二酸化炭素シリンダ１４が外れたなどの何らかの理由で１次圧力が停止している間、液体及び／又は二酸化炭素の圧力コントローラへの逆流を防止する。
【００２０】
（００２１）
また、ガスが排気バルブ２８によって解放されたとき、ガスの高速度に制動をかけ、かつ二酸化炭素と液体を分離する意味で、サイレンサ３０が提供されてもよい。そのとき、ユニットの動作は比較的静穏で、美観的に好ましくなる。二酸化炭素はフィルタに流入し、膨張し、次にサイレンサ３０の上部の穴を通って流出する。次に、サイレンサ３０の底部で水が収集され、プラスチック・パイプを通ってドリップ・トレイ３８へ排出される。
【００２１】
（００２２）
炭酸化チャンバ６の実施形態が、図６、６Ａ及び７に示されており、製造するのが容易なように対称的に設計されている。この形状では、水の充填及び炭酸水の排出は、同一の部品及び共通のバルブ・スプリング７２を有する、水取入口バルブ７４及び水分配バルブ７５で実現される。図６、６Ａ及び７に示すように、水取入口バルブ７４は、炭酸化チャンバ６の上部に水を導入する。同一の可撓性シール７８、バルブ・アーム８０、可撓性シール８２及び水充填排水ソレノイド８、１０がある。この対称的な設計によって、部品の容易な生産及び組立てが可能になる。また、緊密な内部バルブ領域は水充填排水バルブ７４、７５を炭酸化チャンバ６と接着することによって作成される。接着剤は、ポリカーボネート材料のために特別に設計されてもよい。この接着剤は、ポリカーボネート材料との強力な接着を確実にし、したがって結合強度は、基本材料の結合強度とほぼ同一である。炭酸化チャンバ６は、ソレノイド８、１０を保持するための２つのブラケット９を有する。
【００２２】
（００２３）
各水バルブ又は液体バルブ７４、７５は、炭酸化チャンバ６の壁を貫通して形成された開口８１の周囲の炭酸化チャンバ６の内部表面を密閉する可撓性シール７８を有する。開口８１は、炭酸化チャンバ６の壁から内向き及び外向きの両方へ延びて、チューブ様の延長部を形成することができる。バルブ・ハウジング７６は、開口８１の外向きの延長部に取り付けられる。バルブ・ハウジング７６は、炭酸化チャンバ６の一部として形成されてもよい。可動バルブ・スリーブ７９が、開口８１のチューブ様の延長部内に嵌挿され、内端部を通って形成された複数の円周上に離隔された開口８４を有する。開口８４は、バルブ・スリーブ７９が、可撓性シール７８を炭酸化チャンバ６の隣接表面から遠ざかるように上昇させたとき、水バルブ７４、７５を通して液体の流れを許す。
【００２３】
（００２４）
ばね７２が、可撓性シール７８及びバルブ・スリーブ７９を閉位置へ偏倚させる。好ましくは、水取入口バルブ７４は、単一のばね７２を使用して両方のバルブ７４、７５を閉位置へ偏倚させることができるように、水分配バルブ７５の鉛直方向上方に配置される。
【００２４】
（００２５）
バルブ・ハウジング７６は、その側部表面に形成された開口８３を有する。バルブ・アーム８０が、バルブ・ハウジング７６と枢動自在に接続され、開口８３を通って延びている。可撓性のスリーブ８２が、バルブ・アーム８０の周囲に密着して、バルブ・アーム８０を開口８３に密閉する。ソレノイド８、１０に電圧が加えられたとき、ソレノイド８、１０上のプッシャ・ロッド９４が、バルブ・アーム８０を押圧し、バルブ・アーム８０を枢動させ、バルブ・スリーブ７９及び可撓性シール７８を上昇させて、水バルブ７４、７５を通して液体の流れを許すようにする。
【００２５】
（００２６）
また、図６及び７の炭酸化チャンバ６は、好ましい美観を与える透明なポリカーボネート製としてもよい。この透明な材料はまた、使用者が炭酸化チャンバ６の内容を見ることができ、それによって、炭酸化プロセスに不具合又は問題がないかを迅速に示すことができるようにする。しかし、炭酸化チャンバ６は、約５．５バールの動作圧力などの所定の最大圧力に耐える必要があり、このため、ユニットの構造完全性を増加させるために設けられたブレーシング・リブ又は補剛支持材９０を有してもよい。これらのリブ９０は、炭酸化チャンバ６の外側の構造に支持材を付加し、構造が最大動作圧力に耐えることができるようにする。ブレーシング・リブ９０の圧力抵抗は、最大動作圧力を超えての良好な完全性を提供し、安全性を確実にする。
【００２６】
（００２７）
図７に示す部分断面図は、炭酸化チャンバ６及び排出／チェック・バルブ６８を示している。排出／チェック・バルブ６８は、炭酸化チャンバ６が水で充填されている間、炭酸化チャンバ６から排気口１４２を介して空気を排出し、二酸化炭素ガスで与圧されたとき、水及び／又は二酸化炭素ガスが炭酸化チャンバ６から排出されることを防止し、炭酸水が分配されたとき、炭酸化チャンバ６内に空気が流入するのを許す。排出／チェック・バルブ６８は、ハウジング６９を備える。ハウジング６９は、炭酸化チャンバ６の一部として形成されてもよい。ハウジング６９は、炭酸化チャンバ６の壁内に形成された開口から内向きに延びている。ボール・シート６２が、ハウジング６９内に設置されている。その中に浮遊するボール６４を有するボール・ケージ６６が、ハウジング６９の下端に取り付けられている。水が炭酸化チャンバ６内に導入されると、浮遊ボール６４が上昇し、ボール・シート６２に着座して排出／チェック・バルブ６８を閉じるまで、空気は排出／チェック・バルブ６８を通って排出される。このことによって、炭酸化チャンバ６が二酸化炭素ガスで与圧されたときの二酸化炭素ガスの排出が防止される。炭酸化チャンバ６内の水位は、排出／チェック・バルブ６８によって制御される。
【００２７】
（００２８）
炭酸化チャンバ６は、所定の水位１７まで水を充填される。水位は、水の体積対水の体積の上方の二酸化炭素ガスの体積の比が４：１であるように設定されている。この比は、混合後のガス圧力の解放中、水の経済的な使用と、最小量の廃棄水の排出の両方を確実にする。
【００２８】
（００２９）
炭酸化チャンバ６は、図６、７及び１０に示すように、矩形のデザイン、及び好ましくは正方形のデザインを有する。したがって、混合が紙面方向に回転可能なブレード付き攪拌器７０によって行われるとき、炭酸化チャンバ６の正方形のデザインがより多くの攪拌を生じさせ、したがってより迅速にかつより徹底的に溶液を混合する。全体として、炭酸化チャンバ６は、上側６ａ及び下側６ｂ部分（図１０参照）から成り、輪郭線に沿ったシリコンシール６ｃが２つの部品を密閉する。炭酸化チャンバ６の上側及び下側部分６ａ、６ｂは、ねじ付き棒によって接続され、ナットで固定されている。炭酸化チャンバ６全体を炭酸水冷却器３２のハウジング４２に弾力的に取り付けるために、同じねじ付き棒が使用される。
【００２９】
（００３０）
好ましくはブレード付き攪拌器７０は、水平シャフトから延びる離隔された複数のブレード７１を有する。ブレード付き攪拌器７０は、ベルト７３によって駆動されるギア７２によってモータ１２と接続され、ベルト７３は、モータ１２と接続された小さい方のギア７４によって駆動される（図９参照）。
【００３０】
（００３１）
水充填排水ソレノイド８、１０が、図８で非通電位置で示されている。各ソレノイド８、１０は、一方の端部で円錐形の形状１０６ａを有する円筒形の可動プランジャ１０６を有する。可動プランジャ１０６は、電気コイル１０２を収納するハウジング９８内に配置されている。電気コイルは、電気コネクタ１０４によって制御システムに接続されている。エンド・プレート９６が、ハウジング９８の一方の端部に取り付けられている。エンド・プレート９６は、円錐状の開口９６ａを有し、この開口は、プランジャ１０６の円錐状の端部１０６ａと相補するサイズ及び形状である。プッシャ・ロッド９４が、プランジャ１０６の円錐状の端部１０６ａに取り付けられ、円錐状の開口９６ａを通って延びている。ストップ・リング９２が、プッシャ・ロッド９４が円錐状の開口９６ａを通過するのを妨げるために、プッシャ・ロッド９４の自由端に取り付けられている。ばね１００（図６、６Ａ参照）が、プランジャ１０６を非通電位置（図８に示す）へ偏倚させる。通電コイル１０２が、プランジャ１０６を矢印１０７の方向に移動させ、プッシャ・ロッド９４をエンド・プレート９６からさらに延長させる。水充填排水ソレノイド８、１０は、炭酸化システム３２内で使用可能な空間の量に対して特別に開発された。水充填排水ソレノイドは、張力解放熱処理及び亜鉛表面安定化保護処理を受けた鋼製とすることができる。したがって、ソレノイドは、サイクルの繰り返しで過熱することなしに、２４ＶＤＣの通常の動作手順に耐えることができる。磁気要素及びケースのコーン・シールデザインは、ソレノイド８、１０の正確な移動を確実にする。
【００３１】
（００３２）
ガス・マニホルド１４０（図６及び１１参照）が、圧力センサ２２、二酸化炭素ガス取入口ソレノイド・バルブ２０、圧力安全バルブ２４、逆止バルブ２６及び排気ガス・ソレノイド・バルブ２８を炭酸化チャンバ６と接続するために設けられている。圧力安全バルブ２４及び逆止バルブ２６は、好ましくは、両方ともガス・マニホルド１４０の上部に接続された部材１４４に含まれている。図１１に、水取入口バルブ７４への取入口１４１、排出／チェック・バルブ６８のための排出接続部１４２及びガス・マニホルド１４０から炭酸化チャンバ６へのガス取入口１４３も示されている。圧力レギュレータ１８からの低圧ガス排出口４９が、二酸化炭素ガス取入口ソレノイド・バルブ２０と接続され、二酸化炭素ガス取入口ソレノイド・バルブ２０が次にガス・マニホルド１４０の取入口と接続される。ガス・マニホルド１４０の第１の排出口は、炭酸化チャンバ取入口１４３と接続される。ガス・マニホルド１４０の第２の排出口は、圧力センサ２２と接続される。ガス・マニホルド１４０の第３の排出口は、排気ガス・ソレノイド・バルブ２８と接続される。
【００３２】
（００３３）
図１２は、ガス・サイレンサ３０の横断面を示している。サイレンサ３０は、２部式ハウジング、上部ハウジング３０ａ及び下部ハウジング３０ｂから形成されている。上部ハウジング３０ａは、２つの取入口、炭酸化チャンバ６からの過剰な水を排出接続部１４２を介して受け入れる水取入口１３２と、排気ソレノイド・バルブ２８から排出された二酸化炭素ガスを受け入れるガス取入口１３１を有する。上部ハウジングは、編んで作られたポリエステルフィルタ１３５で充填された少なくとも１つの内部空洞１３６を備える。好ましくは、上部ハウジングは、ガス取入口１３１を介して排出されたガスを受け入れる中央内部空洞１３６と、中央内部空洞１３７を包囲し、水取入口１３２を介して過剰な水を受け入れる外側内部空洞１３７とに分割されている。編んで作られたポリエステルフィルタ１３５は、両方の空洞１３６、１３７を、又は図１２に示すように中央内部空洞のみを充填してもよい。放射状に延びる、円周上で離隔された複数の翼１３４が、排出口１３３の周囲に配置された下側ハウジング３０ａ内に設けられている。排出口１３３は、ドリップ・トレイ３８へ排水する。翼１３４は、フィルタ１３５を支持する。動作中、過剰な水及び排出された過剰なガスは、取入口１３２及び１３１をそれぞれ通ってサイレンサ３０に流入し、編んで作られたポリエステルフィルタ１３５が配置されている空洞１３６、１３７内で混合及び圧力除去（膨張）される。その後、重力によって水がサイレンサ３０から排出口１３３を通ってドリップ・トレイ３８へ出る。
【００３３】
（００３４）
炭酸水の製造は、以下のシークエンスに従って行われる。
・炭酸化レベル・スイッチ、高炭酸化又は低炭酸化のうちの１つを動作させることによってサイクルが始動した後、取入口水バルブ・ソレノイド８が、約６秒間通電され、取入口水バルブ７４を開放して炭酸化チャンバ６を所定の水位１７まで充填する。（炭酸化チャンバ６は、通常約４秒で所定の水位まで充填される）。
・二酸化炭素ガス充填ソレノイド・バルブ２０が開放され、二酸化炭素ガスが炭酸化チャンバ６内に流入することが可能になり、炭酸化チャンバ６が約５バールまで加圧される。
・二酸化炭素ガス充填ソレノイド・バルブ２０が開放された約０．５秒後、圧力センサ２２が炭酸化チャンバ６内のガス圧を検知した場合、混合モータ１２がブレード付きミキサ７０を回転させるように動作する。
・混合モータ１２が、高炭酸化では約７秒間、及び低炭酸化では約４秒間動作する。
・混合モータ１２が動作している間、圧力センサ２２によってガス圧での低下が検知されたとき、追加の二酸化炭素ガスが加えられる。
・混合時間（７秒又は４秒）が完了した後、モータ１２が停止し、炭酸化チャンバ６が約２秒間で停止することができる。
・２秒の遅延の後、排気ソレノイド・バルブ２８が通電され、サイレンサ３０を通って炭酸化チャンバ６からガス圧を解放する。
・炭酸化チャンバ６からガス圧が解放された後、水分配バルブ７５が開放し、約６秒間炭酸水を２ｄｌ容器に排水する。
【００３４】
（００３５）
全体のサイクル時間は、高炭酸化で約２４秒、低炭酸化で約２１秒である。
【００３５】
（００３６）
本発明の原理、好ましい実施形態及び好ましい動作が本明細書で詳細に開示されたが、ここに開示された特定の例示的な形態に限定されると解釈されるものではない。したがって、本明細書の好ましい実施形態のさまざまな修正を、特許請求の範囲で定義されたような本発明の精神及び範囲を逸脱せずに行うことができることを当業者なら理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
（０００８）
【図１】本発明による炭酸水冷却器のブロック線図である。
【図２Ａ】本発明による炭酸化システムの一実施形態の正面図である。
【図２Ｂ】本発明による炭酸化システムの一実施形態の側部断面図である。
【図３Ａ】本発明による炭酸化システムの第２の実施形態の正面図である。
【図３Ｂ】本発明による炭酸化システムの第２の実施形態の側面図である。
【図４】炭酸化システムとともに使用される圧力レギュレータの拡大断面図である。
【図５】炭酸化システムとともに使用される圧力スイッチの拡大断面図である。
【図６】炭酸化システムとともに使用される炭酸化チャンバの拡大断面図である。
【図６Ａ】液体取入口及び炭酸化された液体の分配バルブの詳細を示す、図６の部分拡大図である。
【図７】炭酸化システムとともに使用する炭酸化チャンバの拡大部分断面図である。
【図８】液体取入口及び炭酸化された液体の分配バルブとともに使用するソレノイドの拡大断面図である。
【図９】炭酸化チャンバ及びそれに付随する構成要素の側面図である。
【図１０】内部構成部品を取り外した炭酸化チャンバの断面図である。
【図１１】炭酸化システム構成要素のいくつかの間の流体接続部を示す概略図である。
【図１２】炭酸化システムとともに使用されるガス・サイレンサの拡大断面図である。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図６Ａ】
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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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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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2004528969.tif 000065
【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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2004528969.tif 000067
【国際調査報告】
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2004528969.tif 000069
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