[发明专利]制备小量饮料用碳酸化水的设备

说明书

本发明涉及制备小量饮料用碳酸化水的设备，该设备包括碳酸化室，其中可装入预定量的水而在室内水面上部留有空间;及提供二氧化碳的装置，该装置与所述碳酸化室相连接，用于在提高压力下向室中提供二氧化碳;还包括碳酸化装置，使该二氧化碳与水密切接触，还包括排放装置，用于将碳酸化水从所述碳酸化室中排出。

碳酸化设备一个例子如英国专利2125309所述，其中是按惯用方法进行碳酸化，即通过将二氧化碳喷射到水的低位处，以使二氧化碳成气泡向上通过水中而被水所吸收。这种装置的主要问题是，在水适当地碳酸化之前，在碳酸化室中需保持较高压力，如可达表压170磅/平方英寸（11.6巴）。因需用高压所以该设备构件需要有足够强度以抵受高压，这样就提高了价格。另外在高压下还有安全方面的问题。

英国专利2125309中所述类型的设备还有一个缺点，就是在所处理的水中难以达到处处均匀的碳酸化程度。为此原因，该碳酸化室相当高，并且横截面积较小，从而使碳酸化设备的总高度很高，设备也就加大。

本发明的目的是提供一种制备小量饮料用碳酸化水的设备，至少其最优化的设备形式能减轻上述缺点。

按照本发明的设备，其特征在于该碳酸化装置包括在碳酸化室中安装的转子，当转子转动以及碳酸化室中装入所述预定量的水，使转子上的叶片进入水中和空间中，还有驱动装置，当操作时可使转子转速至少达到约500转/分钟。

本发明设备所优选的提高的压力是在表压60磅/平方英寸（4.1巴）至140磅/平方英寸（9.6巴）范围内，而特别优选的压力是约100磅/平方英寸（6.8巴）。在优选实施例中，转子的水平安装的转轴位于预定的水平面之下，并且其转速在500至2000转/分范围内，而优选在1000至1500转/分范围内。

本发明设备特别适用于配制足够一个人一次饮用的碳酸化水饮料，并特别适合家庭中应用。举例来说，碳酸化室的总容积可为约9.5液量盎司（1.27升），并且当碳酸化室注入所述预定量水时，水量占5/6容积。在该实例中，每次碳酸化操作则可使8液量盎司（约1升）的水碳酸化。

在优选实施例中，碳酸化可在少于5秒钟时间内完成。

申请人了解到，在先有技术中已有多项建议在碳酸化装置中加入具水平向轴的带叶片转子。其中一项为Raydt的美国专利358165，其中采用大型工厂用机器并且转子的驱动是使用直接连到转子上的手柄用人工转动，即手柄和转子的传动比为1∶1。因此不可能达到每分钟数百转的转速，并且申请人相信，虽然该文献披露由于该转子的转动能在数分钟之内完成碳酸化，但实际上该设备并不能操作使用。

另一先有技术是Neuschafer的美国专利1782511，其中将带叶片的转子围绕水平轴作往复旋转运动，并通过一套传动机构来驱动，其中包括齿条、小齿轮和齿轮减速机构。在此设备中，很明显该转子的传动速率很低，所以只能起到使碳酸化水混合均匀的作用，而不是用来完成碳酸化作用本身，而碳酸化作用是靠了二氧化碳在水中冒泡和将水喷入含有二氧化碳气氛的碳酸化室中。

Kantor的美国专利1862089、1929948和1929949也披露了采用转子的碳酸化设备。但是，所用设备中的转子是以低转速操作，其作用只是在向碳酸化室中通入二氧化碳时搅拌水，从而使吸收了二氧化碳的水混合均匀。碳酸化作用是靠其他方式完成，具体讲是把水和二氧化碳气一起喷到碳酸化室中。

本发明可进一步用附图来描述，其中：

图1显示按照本发明优选实施方案的设备的图。

图2显示按图1的箭A的方向，设备的一个部分侧视图。

图3是一幅显示图1及图2中的设备是如何进行碳酸化的图。

图4是显示图1中设备内包含的阀门单元的部分剖面图并且该阀门单元在其关闭状态。

图5和图4相似，但显示出阀门单元是在其开启状态。

图6显示图4、图5的阀门单元的部分顶视图。

图7与图6相似;但显示调味浓缩物的选择器元件是在不同的位置的顶视图。

图8是说明包括在图1的设备中的一个控制单元的方框图。

图9是一张时间表，显示在图8中的控制单元控制下的各种操作的时间。

图10简略说明在图8中的控制单元所遵循的程序的流程图。

图11与图2相似，显示图1设备的一个修改的侧视图。

图12，是图11按箭头B的方向的侧视图。

图13是按照本发明的另一具体实施方案的碳酸化设备的图示。

图14是包括在图13的设备中的碳酸化室的剖面图。