JP6763786B2 - ソーダマシンにおける圧力の自動開放 - Google Patents

Description

本発明は、概して炭酸化マシンに関し、特に圧力の開放に関する。

飲料を炭酸化するソーダマシンが当該技術分野において知られている。そのような家庭用炭酸化装置のほとんどは、手動操作されるように設計されており、通常、取り付けられた加圧シリンダから水の入ったボトルに二酸化炭素（ＣＯ_２）を放出するための手動操作型のガス放出弁を備えている。また、そのようなマシンは通常、炭酸化プロセス中に過剰圧力が蓄積される場合にベントするように設計された１つ以上の安全圧力開放弁を備える。

米国特許第８，９２０，８６０号明細書 米国特許出願公開第２０１３／００３７９６９号明細書 米国特許第７，９７５，９８８号明細書

ここで、本発明の好ましい実施形態によれば、家庭用炭酸化システムが提供される。本システムは、炭酸化中に炭酸化システム内でボトルを固定する機械的固定部と、炭酸化後に圧力を制御して開放し、かつ炭酸化の終了後にボトルの固定が機械的固定部から解除されることを遅らせるための段階的放圧部と、を有する。

さらに、本発明の好ましい実施形態によれば、本システムはまた、システムのハウジングにばねを介して接続された炭酸化アームであって、炭酸化中に降下可能であり、カム面を有する、炭酸化アームと；ノーマルオープン弁であって、上記弁を密封するために炭酸化中にカム面によって押圧されることができるプランジャを有する、ノーマルオープン弁と、を有し、段階的放圧部は、炭酸化後にばねが炭酸化アームを制御された速度で段階的に上昇させてプランジャの押圧された状態を段階的に解除しかつ弁の密封を段階的に解除することを可能にするダンパーを有する。

さらに、本発明の好ましい実施形態によれば、ダンパーは、粘性ダンパーである。

さらに、本発明の好ましい実施形態によれば、本システムはまた、炭酸化中にボトルを保持するボトルホルダと、炭酸化のためにボトルを受け入れるためおよび炭酸化後にボトルを解除するためにボトルホルダが傾斜して回転する軸と、を有し、機械的固定部は、ボトルが直立位置にありかつ炭酸化アームが降下したときにボトルホルダの突出部が位置する凹所領域を含み、この凹所領域は、炭酸化アームが降下したときにボトルホルダが上記軸を中心に回転することを防止する。

また、本発明の好ましい実施形態によれば、本システムはまた、排気ピンを有する排気弁を有し、排気ピンは、排気弁に圧力がかかっているときに排気弁から伸長しており、排気ピンは、伸長しているときに第２のカム面の凹所領域と係合してボトルホルダが上記軸を中心に回転することを防止する。

ここで、本発明の好ましい実施形態によれば、家庭用炭酸化マシン用の連結システムが提供される。本システムは、炭酸化中にボトルを保持するボトルホルダと；炭酸化のためにボトルを受け入れるためおよび炭酸化後にボトルを解除するためにボトルホルダが傾斜して回転する軸と；排気ピンを有する排気弁であって、排気ピンは、排気弁に圧力がかかっているときに排気弁から伸長している、排気弁と；凹所領域を有するカム面であって、排気ピンは、排気ピンが伸長しているときに凹所領域と係合しているカム面と、を有し、係合した排気ピンは、ボトルホルダが上記軸を中心に回転することを防止する。

本発明とみなされる主題を、本明細書の結論部分において具体的に指摘し、明確に主張する。しかしながら、本発明は、操作機構および操作方法、ならびに、それら操作機構および操作方法の目的、特徴、および、利点に関し、添付の図面と共に読まれる以下の詳細な説明を参照することによって最もよく理解されうる。

本発明に従って構成されかつ作動する家庭用炭酸化システムの概略図である。 本発明に従って構成されかつ作動する図１の家庭用炭酸化システムの代替的な図である。 本発明に従って構成されかつ作動する図１の家庭用炭酸化システムの代替的な図である。 本発明に従って構成されかつ作動する図１の家庭用炭酸化システムの中の機械的固定部の使用法を例示する概略図である。 本発明に従って構成されかつ作動する図１の家庭用炭酸化システムの中の機械的固定部の使用法を例示する概略図である。 本発明に従って構成されかつ作動する図１の家庭用炭酸化システムと共に使用されるダンパーの使用法を例示する概略図である。 本発明に従って構成されかつ作動する図１の家庭用炭酸化システムと共に使用されるダンパーの使用法を例示する概略図である。 本発明に従って構成されかつ作動する家庭用炭酸化システムの代替的実施形態の概略図である。 本発明に従って構成されかつ作動する家庭用炭酸化システムの代替的実施形態の概略図である。 図１、図５Ａ、および図５Ｂの各家庭用炭酸化システムの特徴を組み合わせて利用する家庭用炭酸化システムの概略図である。

簡潔におよび明確に例示するために、各図に示した諸要素は、必ずしも正しい縮尺で描かれていない。例えば、いくつかの要素の大きさは、明確にするために他の要素に対して誇張されうる。さらに、適切と考えられる場合、対応または類似する要素を指し示すために、参照番号が複数の図で繰り返されうる。

以下の詳細な説明では、本発明を完全に理解してもらうために、多数の特定のディテールを記載する。しかしながら、当業者には、本発明がこれら特定のディテールなしに実施され得ることが理解されよう。他の例では、本発明が曖昧にならないように、既知の方法、手順、および、構成部材を詳細には説明していない。

出願人は、ソーダボトルが炭酸化後にあまりにすぐに炭酸化システムから解除されると、ボトルが発射体効果（projectile effect）によって、炭酸化システムから危険なほどに押しのけられうることを認識した。また、早くに解除することによって、ボトルから過剰な泡立ちが生じる結果、ボトルから炭酸水が失われる場合もある。出願人はまた、ユーザによっては、炭酸化後にボトルの圧力が開放されるのにかかる時間が重要な場合があることも認識した。

出願人はさらに、炭酸化後に段階的に圧力を開放すること、および、作られた炭酸水の入ったボトルが大気圧まで減圧された後にのみ、ユーザがこの炭酸水ボトルを解除することができるようにすることによって、上記課題が解決されうることを認識した。

ここで、本発明の一実施形態に係る家庭用炭酸化システム１００を例示する図１を参照する。家庭用炭酸化システム１００は、段階的放圧部１０および機械的固定部１５を備える。段階的放圧部１０は、炭酸化アーム４０およびノーマルオープン弁５０を備える。ノーマルオープン弁５０は、プランジャ５２を備えていてもよい。炭酸化アーム４０は、カム面７０を備えていてもよく、また、一方の端部においてガスシリンダ１２に接続されていてもよく（ピン８（図示せず）を介して）、かつ他方の端部において炭酸化アーム４０に取り付けられた滑動部２０（同じく図示せず）を有していてもよい。本明細書において以下にさらに詳細に説明するように、滑動部２０によって、ユーザ５が滑動部２０を使用して炭酸化アーム４０を降下させることによって炭酸化プロセスを実行することができてもよい。炭酸化アーム４０は、ねじりばね６０を介してシステム１００のハウジング（図示せず）に接続されうる。ばね６０は、旋回されかつハウジングによって支持されるときに炭酸化アーム４０を押し進めうる。機械的固定部１５は、炭酸化アーム４０の凹所領域３５、およびボトルホルダ８０の突出部２５を備える。図１には、ノーマルオープン弁５０が開き（ピストン５２が外に出ている）、かつ炭酸化アーム４０が最も直立した位置にある、炭酸化前の状態のシステム１００を例示している。

ばね６０の張力は、ユーザ５が滑動部２０（および炭酸化アーム４０）を下方に押し、次いで滑動部２０を放すとき、追加的な抵抗が存在しなければ、ばね６０、炭酸化アーム４０、および滑動部２０が自動的に元の位置に戻りうるように予め設定されうることが理解されよう。

また、ここで参照する図２Ａおよび図２Ｂに例示されるように、水の入ったボトル４５が、叉のあるクランプ（図示せず）を介して最初は傾けてボトルホルダ８０に取り付けられうることが理解されよう。炭酸化アーム４０が休止位置にあるとき、ボトルホルダ８０は、傾倒するような動きで軸５５（図１）を中心に部分的に回転しうる。それにより、ボトル４５を傾けて追加することおよび取り外すことが可能になる。叉のあるクランプ８５（図示せず）およびノーマルオープン弁５０は、参照により本明細書に援用され、かつ本発明と共通の譲受人に譲渡された特許文献１に記載されたクランプおよび弁と同様でありうる。さらに、ボトル４５が、図２Ｂに例示されるようにボトルホルダ８０に取り付けられて直立位置に保持された後、炭酸化プロセスを開始するためにユーザ５が手動で滑動部２０を降下させうることが理解されよう。

ボトルホルダ８０が炭酸化位置にないときに軸５５を中心に回転自在でありうるため、炭酸化アーム４０を降下させると、突出部２５が凹所領域３５に係合することによって、ボトルホルダ８０が軸５５を中心に自在に回転することを防止しうることが理解されよう。

ユーザ５が所望の炭酸化レベルを決定しうることが理解されよう。滑動部２０が降下するとき、炭酸化アーム４０も降下して炭酸化ピン８（図示せず）を押圧しうることが理解されよう。ピン８に対する力によって、ガスシリンダ１２が適当な管（図示せず）および注入器７５（図２Ａおよび図２Ｂに示す）を介して、また、特許文献２に記載されるようにボトル４５の中にＣＯ_２を放出しうる。長くスライダ２０（および炭酸化アーム４０）を下げておくほど、より多くのＣＯ_２が水の入ったボトル４５に加えられうることが理解されよう。

また、炭酸化アーム４０を降下させる動作によって、カム面７０がプランジャ５２を内側に押し込みうる。それにより、弁５０が密封され、かつ炭酸化プロセス中のシステム１００内の密封環境が確保される。炭酸化プロセスによってボトル４５内に圧力が蓄積されうることが理解されよう。

さらに、炭酸化後は、水の入ったボトル４５の中身に相当な圧力がかかっている場合があることが理解されよう。したがって、水の入ったボトル４５をボトルホルダ８０から取り外すとき、ボトル４５をすぐに解除すると、「ロケット効果」（“rocket effect”）が生じうる。

本発明の好ましい実施形態によれば、ここで参照する図３Ａおよび図３Ｂに例示されるように、滑動部２０を使用して炭酸化アーム４０を降下させると、突出部２５は、凹所領域３５によって適所に保持されうる。それにより、機械的固定がもたらされる。システム１００から過剰なガスがすべて放出されるまで、ボトル４５の解除のためにボトルホルダ８０が傾倒することを防止することが機械的固定部１５の目的であることが理解されよう。したがって、炭酸化アーム４０が上昇しない場合、ボトル４５は、ボトルホルダ８０から解除され得ない。

機械的固定を解除し、ひいてはボトル４５を解除する唯一の方法が炭酸化アーム４０を上昇させて非炭酸化状態に戻すことであることがさらに理解されよう。炭酸化アーム４０を手動で上昇させること（または、炭酸化アーム４０がばね６０を介して自動的に上昇することを可能にすること）によって、カム面７０がプランジャ５２から遠ざけられ得、それにより弁５０が開き、システム１００から余剰ガスがすべて放出されることが理解されよう。本明細書において上述したように、システム１００が減圧に掛ける時間は、機械的固定を手動で解除するのにかかる時間よりも長い場合がある。したがって、余剰ガスがすべて放出される前にユーザ５がシステム１００からボトル４５を取り外すと、危険な「ロケット効果」が生じる。ここで、システム１００の他の面を例示する図４Ａおよび図４Ｂを参照する。システム１００はまた、ダンパー１２０を備えることが理解されよう。図４Ａは、炭酸化アーム４０が炭酸化前の位置に戻されたシステム１００を例示し、図４Ｂは、炭酸化アーム４０が押し下げられた位置にあるシステム１００を例示している。本発明の一実施形態によれば、滑動部２０および炭酸化アーム４０が押し下げられて放された後に制御された速度で上昇しうるように、ダンパー１２０は、歯１３０の上を回転するように設置されうる。

ダンパー１２０によって、炭酸化アーム４０の高い位置までの一様な動きが確保されうることが理解されよう。制御された一様な動きによって、カム面７０がプランジャ５２から遠ざかりうる。それにより、炭酸化アーム４０および滑動部２０が炭酸化前の位置にくるまでに圧力がすべて放出されているように弁５０が開かれること、ひいてはシステム１００での炭酸化プロセスの圧力が制御されて放出されることが可能になる。機械的固定部１５が解除され得、ボトル４５がシステム１００から安全に解除されうるのは、炭酸化アーム４０および滑動部２０が炭酸化前の位置に戻るときのみである。

ダンパー１２０が粘性ダンパーであってもよく、また、炭酸化前の位置に戻るタイミングが、様々な速さで作動されるように調節可能でありうることが理解されよう。

本明細書において上述したように、ダンパー１２０によって、炭酸化アーム４０を制御して上昇させることができてもよい。出願人は、何らかの理由でボトル４５の中の過剰圧力が何らかの故障によって十分に放出されない場合に、炭酸化アーム４０が上昇しかつ機械的固定部が解除されてしまうと、本明細書において上述のように、ユーザ５が依然としてボトル４５を取り外し得、危険な「ロケット効果」が生じうることを認識した。

典型的な家庭用炭酸化システムが、炭酸化プロセス中にボトル４５から過剰圧力を、また、炭酸化プロセスが終了した後にボトル４５の中に残る過剰圧力を開放するための排気弁を備えることが理解されよう。

ここで、本発明の一実施形態に係る家庭用炭酸化システム２００を例示する図５Ａおよび図５Ｂを参照する。図５Ａは、開放されるべき圧力の蓄積がなく、また、ボトルホルダ８０が軸５５を中心に自在に回転しうることによってボトル４５の着脱（本明細書において上述したように）が可能になっている休止状態の（炭酸化前および炭酸化後の）システム２００を例示する。図５Ｂは、システム２００に圧力が蓄積され、また、ボトルホルダ８０の軸５５を中心とした回転が妨げられており、したがって本明細書において以下に詳細に説明するようにボトル４５が固定位置に保持されている炭酸化中のシステム２００を例示する。

システム２００がシステム１００の特徴をすべて含んでいてもよく、また、排気ピン２２０をさらに備えうる排気弁２１０も備えうることが理解されよう。また、システム２００が、システム２００のハウジングに取り付けられうる第２のカム面２４０も備えうることが理解されよう。システム２００が休止状態にある場合（図５Ａに例示されるように）、排気ピン２２０は排気弁２１０からわずかに突出し得、本明細書において上述したようにボトルホルダ８０は軸５５を中心に自在に回転しうる。炭酸化中、排気弁２１０内に（開放される前に）過剰に蓄積された圧力は、排気ピン２２０を外側に押しうる。

また、システム２００の炭酸化ヘッドアセンブリ２７０（図示せず）の一部でありうる炭酸化ヘッドアッパー部２５０に排気弁２１０が取り付けられていてもよいことが理解されよう。さらに、ボトルホルダ８０および突出部２５も炭酸化ヘッド２７０の一部でありうることが理解されよう。本明細書において上述したように、炭酸化ヘッド２７０は、軸５５を中心に回転しうる。炭酸化ヘッド２７０は、いずれも参照により本明細書に援用されかつ本発明と共通の譲受人に譲渡された特許文献３および特許文献１に記載された炭酸化ヘッドと同様でありうる。

第２のカム面２４０は、凹所領域２３０を含みうる。ボトル４５が炭酸化中にボトルホルダ８０内で直立位置に保持されているとき（図５Ｂに例示したように）、排気ピン２２０は、凹所領域２３０の上に配置されうる。したがって、排気弁２１０に圧力がかかって排気ピン２２０が伸長しているとき、排気ピン２２０は凹所領域２３０と係合しうる。

排気ピン２２０が凹所領域２３０と係合している間、炭酸化ヘッド２７０は動けず、その結果、ボトルホルダ８０の軸５５を中心とした回転が防止されうることが理解されよう。したがって、ボトル４５は、固定位置にとどまりうることによって、ボトル４５から十分な圧力が開放されるまではボトルホルダ８０から取り除かれないようになる。

ボトル４５および排気弁２１０から圧力が開放されると、排気ピン２２０は休止位置に後退して戻り得、それにより凹所領域２３０から離脱されて、ボルトホルダ８０が軸５５を中心に回転することが可能になりうる（本明細書において上述したように）。

システム１００および２００は独立して機能しうるが、これらシステムがいずれも、ここで参照する図６に例示されるような同じ家庭用炭酸化システム３００内で具現化されてもよいことが理解されよう。ボトル４５の圧力を、ノーマルオープン弁５０を介して段階的に開放する（本明細書において上述したように）ことによって、排気弁２１０内の圧力も低下し得る結果、本明細書において上述したように、排気ピン２２０が後退して凹所領域２３０から離脱することが理解されよう。したがって、何らかのシステムの故障に起因して、炭酸化後にボトル４５内に過剰圧力が残り、かつダンパー１２０が回転し続けて炭酸化アーム４０を徐々に上昇するシナリオにおいて、排気ピン２２０がカム面２４０と係合したままであり得、それによりボトルホルダ８０が軸５５を中心に回転することが防止され、ひいてはボトル４５の機械的固定が解除されることが防止される。

したがって、炭酸化プロセスにおいて使用されたボトル内に放出された加圧ＣＯ_２によって家庭用炭酸化システム内に蓄積された圧力を段階的に開放することによって、新たに炭酸化された液体の入ったボトルが家庭用炭酸化システムから安全におよび素早く取り外されうる。

本発明の特定の特徴について本明細書において例示し説明したが、ここで、当業者には、多くの修正、代用、変更、および等価物が着意されるであろう。したがって、添付の特許請求の範囲が、全てのそのような修正および変更を本発明の真の精神の範囲内にあるものとして包含することが意図されていることを理解されたい。

関連出願の相互参照
本出願は、米国仮特許出願第６２／０１６，１０８号（出願日：２０１４年６月２４日）の優先権を主張し、この文書の内容は参照によって本明細書に援用される。

Claims (4)

1. 炭酸化システムであって、
   カム面を有し、アームを下げると炭酸化が起こるように前記炭酸化システムのハウジングに接続された炭酸化アームと、
   ノーマルオープン弁であって、前記弁を密封するために炭酸化中に前記カム面によって押圧され得るプランジャを有する、ノーマルオープン弁と、
   前記アームが非炭酸化状態から降下されたとき、前記炭酸化システム内でボトルを直立位置に固定する機械的固定部と、
   ダンパーを有し、前記炭酸化が終わった後に動作する段階的放圧部であって、前記炭酸化アームが非炭酸化状態に上昇されて前記機械的固定部が非固定状態になるまでに前記ボトルから全ての圧力が解放されているように、前記ダンパーは、前記ノーマルオープン弁が開放可能になるように前記カム面を前記プランジャから遠ざけた後に、制御された速度における前記炭酸化アームの上方位置への移動を制御する、段階的放圧部と、
   を備える、システム。
2. 前記ダンパーは、粘性ダンパーである、
   請求項１に記載のシステム。
3. 前記炭酸化中に前記ボトルを保持するボトルホルダと、
   前記炭酸化のために前記ボトルを受け入れるためおよび前記炭酸化後に前記ボトルを解除するために前記ボトルホルダが傾斜して回転する軸と、
   をさらに備え、
   前記機械的固定部は、前記ボトルが直立位置にあるときに前記ボトルホルダの突出部が位置する凹所領域を備え、前記凹所領域は、前記炭酸化アームが降下したときに前記ボトルホルダが前記軸を中心に回転することを防止する、
   請求項１に記載のシステム。
4. 前記ボトルホルダを含むヘッドアセンブリに取り付けられた排気弁であって、前記排気弁から突出する排気ピンを有する、排気弁と、凹所領域を含み前記ハウジングに取り付けられた第２のカム面と、をさらに備え、前記排気ピンは、前記排気弁に圧力がかかっているときに前記弁から伸長して前記第２のカム面の前記凹所領域と係合し、前記ボトルホルダが前記軸を中心に回転して前記ボトルを解除することを防止する、
   請求項３に記載のシステム。