KR20190111024A - 부식성 액체를 보관하기 위한 용기, 그의 사용 및 충전 방법 - Google Patents

부식성 액체를 보관하기 위한 용기, 그의 사용 및 충전 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 특수한 포장기술의 기술분야에 관한 것이다. 본 발명은 저온살균(pasteurized), 멸균(sterilized) 또는 부식성 음료의 수용 및 장기간 보관을 위한 용기에 관한 것으로, 음료는 소비자에 의해 용기로부터 편리하게 추출될 수 있고, 용기는 비교적 부피가 크다. 또한, 본 발명은 충전챔버(140), 수용챔버(109) 및 압력챔버(106)를 포함하는 용기에 관한 것이다. 상기 용기는 용기상부(108), 용기벽(107), 용기하부(102) 및 압력챔버하부(105)를 포함한다. 상기 압력챔버(106)는 용기하부(102)과 압력챔버하부(105)으로부터 형성된다. 상기 충전챔버(140)는 액체로 충전될 수 있는 주머니(120a, 120b)에 의해 형성되고, 상기 주머니(120a, 120b)는 수용챔버(109) 내에 위치한다. 상기 주머니(120a, 120b)는 액체가 용기상부(108), 용기벽(107) 및 용기하부(102)에 직접 접촉하지 않으면서 액체로 충전될 수 있다.

Description

부식성 액체를 보관하기 위한 용기, 그의 사용 및 충전 방법
본 발명은 특수한 포장기술의 기술분야에 관한 것이다. 본 발명은 저온살균(pasteurized), 멸균(sterilized) 또는 부식성 음료의 수용 및 장기간 보관을 위한 용기에 관한 것으로, 음료는 소비자에 의해 용기로부터 편리하게 추출될 수 있고, 용기는 비교적 부피가 크다.
부식성 음료, 예컨대 낮은 pH값(pH<7)을 갖는 청량음료(softdrinks)는 큰 용기에 보관하기 어렵고, 그에 따라 지금까지 만족스럽게 보관될 수 없었다. 낮은 pH값으로 인해 일반적으로 금속인 용기벽 재료는 코팅이 되어 있더라도 손상된다(이른바, 부식).
본 발명에 관련된 용기는 일반 음료 캔(보통 500ml 또는 330 ml)보다 상당히 크고 음료의 내용물이 추출될 수 있어야 하는데, 특히 여기에 관련된 용기의 크기는 1.5 L 초과, 특히 2.5 L 초과이며, 상기 언급된 문제가 있는 음료용 용기는 51 L 또는 21 L 및/또는 51 L 미만 또는 21 L 미만(20,000ml 또는 50,000ml 함량용)이다.
소비자에게 추출꼭지를 통해서 용기에서 음료를 추출하는 것은 특히 편리하다.
맥주의 추출을 위한 휴대용 맥주 배럴(barrel)이 공지되어 있는데, 이것은 두 가지 변형예에서 특히 중요하다.
금속코트(coat)가 구비된 휴대용 맥주 배럴의 한가지 변형예는 중력의 효과로 비워질 수 있다. 추출꼭지는 용기 외부의 아래쪽에 있다. 추출꼭지를 개방하면 맥주가 흘러 나올 수 있다. 용기 내에 부압이 형성되는 것을 방지하기 위해, 이러한 용기는 주변 공기가 용기의 내부로 유입되도록 허용하는 장치를 포함한다. 이러한 용기는 덜 사용자 친화적인데, 예를 들어, 맥주로 잔을 채우기 위해 배럴을 테이블의 가장자리에 배치해야 하거나 추출꼭지 아래서 잔을 채울 수 있도록 통을 지지해야 하기 때문이다. 또한 배럴을 개봉한 후 맥주의 추출시 유입되는 공기산소에 의해 배럴 내용물의 유통기한이 상당히 감소된다.
다른 변형예는 내부압력시스템을 포함하는 용기이다. 이러한 시스템은 내부압력을 주변압력 이상으로 유지한다. 이것은 용기상부에 추출꼭지의 배치를 허용한다. 따라서 소비자가 배럴을 특별하게 배치할 필요 없이 추출꼭지 아래에서 잔을 채울 수 있도록 추출꼭지의 하부 추출부와 용기의 설치레벨 사이에 일반적으로 충분한 공간을 가진다. 내부압력시스템을 통해 맥주가 추출되는 동안 공기산소가 배럴로 흘러들어가지 않아, 맥주의 유통기한은 배럴 개봉 후 최대 30일 이상일 수 있다.
두번째 변형예의 맥주 배럴 시스템이 WO1999/47451(하이네켄 기술 서비스)로부터 당업자에게 알려져 있다. 여기에는, 압력카트리지를 포함하는 맥주 배럴 시스템이 기재되어 있는데, 압력카트리지는 맥주로 채워진 용기 공간 내부에 위치하고, 이 공간에서 과압을 생성한다. 상기 압력카트리지는 활성탄을 포함하며, 이에 따라 활성탄이 구비되지 않은 카트리지에 비해 카트리지 내의 압력을 너무 강하게 올리지 않더라도 더 많은 양의 압력 또는 추진 가스가 카트리지에 도입될 수 있다.
이러한 용기(맥주 배럴)는 부식성, 저온 살균 또는 멸균 음료에 특히 적합하지 않다.
용기 내의 저온 살균 또는 멸균 조건은 더 오랜 기간 동안 충분하게 보장될 수 없거나, 음료를 추출하는 동안 저온 살균 또는 멸균 조건이 손실된다. 저온 살균 또는 살균 저장되어야 하는 음료의 예는 과일주스이다.
pH값(pH<7)이 낮은 청량음료와 같은 부식성 음료는 공지된 용기에서 만족스럽게 보관될 수 없다. 낮은 pH값으로 인해 일반적으로 금속 벽 재료는 벽 재료의 작은 손상을 통해 공격받을 수 있다(부식). 내용물의 pH값이 높은 경우에도(pH > 7) 용기의 벽 재질이 손상될 수 있다. 액체와 접촉하는 용기의 내부 표면에 통상적인 부식 방지 코팅은, 예컨대 녹의 형성이나 다른 유형의 부식을 방지하기 위해 사용되는데, 산성 액체(7 미만의 pH) 또는 알칼리성 액체(7 보다 큰 pH)에 의한 부식 방지 목적으로는 대체로 부적합하다.
본 발명은 부식성의 저온 살균 또는 멸균 음료를 수용하기에 적합하며, 용기의 내용물들을 소비자가 편리하게 추출할 수 있는, 비교적 부피가 큰 용기를 제공하는 것을 과제로 한다.
상기 과제는 청구항 1 또는 청구항 18에 따른 용기로서 청구항 20 및 청구항 22에 따라 사용될 수 있는 용기, 및 용기에 액체를 충전하는 청구항 22에 따른 방법에 의해 해결된다.
본 발명에 따른 액체 보관용 용기는 충전챔버, 수용챔버 및 압력챔버를 포함한다. 상기 용기는 용기상부, 용기벽, 용기하부 및 압력챔버하부를 포함한다. 압력챔버는 용기하부 및 압력챔버하부에 의해 형성된다. 충전챔버는 액체로 충전할 수 있는 주머니에 의해 형성된다. 주머니는 수용챔버 내에 배치되어 있다. 주머니는 액체가 용기상부, 용기벽 및 용기하부에 직접 접촉하지 않도록 액체로 충전된다(청구항 1).
액체가 용기상부, 용기벽 및 용기하부에 직접 접촉하지 않는 점을 통해, 부식성 또는 손상을 일으키는 액체들이 용기 부분을 부식시키거나 손상시키지 않는 것이 보장된다. 저온 살균 또는 멸균 음료와 같은 민감한 액체는 액체가 용기 부분과 접촉하거나 수용챔버의 대기(예: 대기 산소)에 영향을 받지 않으므로 용기에 안전하게 보관할 수 있다.
압력챔버는 과압을 제공한다. 예를 들어, 밸브에 의해 수용챔버와 압력챔버를 연결함으로써, 수용챔버의 압력이 제어될 수 있으며, 이때 수용챔버의 압력은 충전챔버 상에 전달될 수 있다.
바람직하게는, 밸브의 개방 상태에서 수용챔버와 압력챔버를 유체연통 연결하는 밸브는, 용기하부 및 압력챔버에 연결된다. 밸브를 용기하부와 압력챔버하부에 연결함으로써, 압력챔버와 수용챔버 사이, 압력챔버와 용기주변 사이의 압력차이에 의해 발생되어 용기하부 및 압력챔버하부에 작용하는 힘의 적어도 일부가 수용될 수 있다.
이러한 밸브(압력밸브 또는 압력제어밸브)는 기능적으로 밸브 구조로 이해되며, 차단유닛 외에 "압력밸브" 기능에 밀접하게 구비된 다른 구성 요소들을 포함한다.
차단유닛은 밸브(밸브 구조)의 구성요소로서, 폐쇄될 때 압력레벨이 서로 다른 챔버들을 밀봉 분리한다. 이러한 밸브에서 차단유닛의 예로는, 일반적으로 밀봉 플레이트와 플레이트 시트를 포함하는 플레이트 차단유닛이 있다. 밀봉 플레이트가 플레이트 시트에 가압된 경우, 두 개의 챔버들(예: 밀봉 플레이트 위와 밀봉 플레이트 아래)이 서로 다른 압력레벨로 서로 차단되어서, 다른 압력레벨을 가진 챔버들에 다른 영향이 없다면 적어도 더 긴 시간동안 챔버들의 서로 다른 압력이 유지된다. 밀봉 플레이트가 플레이트 시트에서 멀리 이동하면, 서로 다른 압력레벨을 갖는 챔버들이 유체 통신하여, 챔버들 사이의 압력보상이 일어날 수 있다. 압력보상은 일반적으로 더 높은 압력을 가진 챔버의 액체가 더 낮은 압력을 가진 챔버로 유동함에 따라 일어난다. 이러한 유동은, 예를 들어 두 개의 연결된 챔버들 중 하나에서 압력 임계값에 도달하고, 챔버들이 서로 유체밀봉 분리되도록 밀봉 플레이트가 플레이트 시트를 다시 누르는 조건이 충족될 때까지 일어난다.
본 발명의 맥락에서 밸브는 상기 차단유닛 외에, 예를 들어, 밸브 본체, 밸브 하우징, 하나 이상의 채널, 유체 가이드 요소 및/또는 유체 연결 요소를 포함한다.
두 챔버 사이의 밸브 기능에 기능적으로 기여하는 구성요소들은 밸브(압력밸브 또는 압력제어밸브)에 속한다.
밸브의 기능은 무엇보다도 밸브가 열릴 때 압력이 증가한 챔버에서 압력이 더 낮은 다른 챔버로 유체를 안내하고 가이드하는 것이다. 밸브가 닫히면 상술한 챔버들은 유체 통신 또는 압력 통신 연결되지 않는다. 챔버들은, 압력이 증가한 유체가 주로 저장되거나(예를 들어, 압력챔버) 더 낮은 압력을 가진 유체가 작용하는(예를 들어, 충전챔버) 챔버들이고, 이러한 더 낮은 압력도 일반적으로는 주변압력 이상이다.
더 낮은 압력을 가진 유체는, 예를 들어, 충전챔버(및 또한 수용챔버) 내에 주변에 비해 증가된 압력을 야기하도록 작용하는데, 이를 통해 소비자가 용기에 부착된 밸브를 개방함으로써(예를 들어, 상단의 용기) 충전챔버에서 액체를 추출할 수 있고, 이는 충전챔버 내에서 주변에 비해 증가된 압력을 통해 용기에 부착된 밸브를 개방함으로써 내용물이 흘러나오게 되기 때문이다.
압력챔버는, 바람직하게는 추진제 가스로 채워지며, 추진제로서 이산화탄소(CO2), 질소(N2), 아산화질소(N2O) 또는 가스의 혼합물이 사용된다. 상기 추진제 가스는 또한 불활성 가스를 포함할 수 있으며, 이때 불활성 가스의 비율은 용기 주변에서의 비율보다 높다. 정상적인 보관 및 추출조건(일반적으로 0.5 bar와 10 bar 사이의 절대압력 및 0℃ 와 50℃ 사이의 온도 범위) 하에서, 개시된 용기에 저장되어야 할 액체가 불활성 기체와 반응하지 않거나 단지 비실질적으로 반응하며 기체가 안정적이면, 해당 기체는 불활성이다. 구체적으로, 불활성 가스는 질소, 희귀가스(헬륨, 네온, 아르곤, 크립톤, 제논, 라돈) 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 아르곤이 특히 바람직하다.
압력챔버내의 압력은, 바람직하게는 5 bar(0.5 MPa)와 35 bar(3.5 MPa) 사이, 바람직하게는 5 bar와 30 bar 사이, 보다 바람직하게는 8 bar와 25 bar 사이이다.
일반적으로, 달리 표시되지 않는 한, 기술된 압력값은 주변압력이 기준값인 상대압력을 말한다.
압력챔버는, 바람직하게는 0.1 L와 5 L 사이, 더 바람직하게는 0.1 L와 3 L 사이, 더 바람직하게는 0.5 L와 2.5 L, 가장 바람직하게는 0.5 L와 1.5 L 사이의 부피를 가진다. 압력챔버는 또한 0.4 L와 0.7 L 사이의 부피를 가질 수 있다.
바람직하게는 압력챔버는 충전재를 갖지 않는다.
충전재는 일반적으로 주변 조건 하에서 고체상태로 존재하고 물질의 질량을 수용할 수 있는 구성요소들이다. 충전재가 삽입되는 챔버에서 물질의 도입으로 인한 압력 증가는, 같은 양의 물질량을 충전재없이 동일한 챔버에 도입하는 것과 비교해서, 더 낮다. 충전재의 예로는 활성탄 또는 제올라이트가 있다.
추진제 가스 또는 추진제 혼합물의 증기 압력은, 바람직하게는 -5℃의 온도까지는 압력챔버의 압력보다 높을 수 있다.
수용챔버는 용기상부, 용기벽 및 용기하부에 의해 형성될 수 있다(제 2항).
용기는 용기상부에 개구부를 포함할 수 있으며, 개구부는 폐쇄부에 의해 폐쇄된다(청구항 3).
주머니는 폐쇄부에 고정될 수 있다. 특히, 주머니의 상단부는 접착, 용접 또는 밀봉클램핑을 통해 고정된다(청구항 4).
용기상부의 개구부 내에 또는 개구부에 위치한 폐쇄부에 주머니를 고정함으로써, 주머니에 저장된 액체는 가능한 한 적은 용기 부분들과 접촉하도록 할 수 있다.
상술한 바와 같이, 용기는 압력밸브를 포함할 수 있다.
압력밸브는 용기하부 및 압력챔버하부와 연결될 수 있다(청구항 6).
기능적으로 이해되는 압력밸브는 차단유닛을 포함한다. 차단유닛은 적어도 일부섹션이 압력챔버 내에 배치되도록 배치될 수 있다. 바람직하게는, 차단유닛은 완전히 압력챔버 내에 배치되는데(청구항 6), 다만 압력챔버의 부피 내에 배치되는 밸브 본체에 둘러싸인다.
차단유닛은 또한 차단유닛의 적어도 일부섹션이 압력챔버 외부에 배치되도록 압력밸브 내에 배치될 수 있다. 바람직하게는, 차단유닛은 완전히 압력챔버 외부에 배치된다(청구항 7).
압력챔버하부는 개구부를 포함할 수 있고, 이 개구부는 압력챔버하부에 있는 적어도 하나의 개구부를 통해(개구부를 통과하여) 압력챔버 내의 압력하에 존재하는 유체가 압력밸브로 흘러들어가서 압력밸브를 통하여 유동할 수 있도록 허용한다(제8항).
용기 내 주머니는 가요성일 수 있다.
가요성은 주머니가 평균적으로 힘이 있는 사람의 힘작용에 의해 휘어지고 변형가능하다는 것을 의미한다.
주머니는 신축성이 있고 바람직하게는 엘라스토머를 포함할 수 있다.
신축성은 주머니의 표면이 주머니에 액체 저장가능성을 위협하는 손상이나 균열을 일으키지 않고 힘작용에 의해 확대될 수 있음을 의미한다. 주머니에 엘라스토머가 포함되어 있는 경우, 주머니에 탄성의 성질이 포함될 수 있고 힘 작용하에 변형될 수 있지만, 힘 작용이 종료된 후에는 다시 힘 작용 전의 형태로 복귀할 수 있다.
주머니는 하나 이상의 플라스틱 층, 특히 폴리프로필렌(PP)을 포함할 수 있다. 구체적으로, 주머니는 적어도 하나의 플라스틱 층과 적어도 하나의 알루미늄 층을 포함한다. 바람직하게는, 주머니는 플라즈마 코팅 플라스틱 층을 포함하고, 플라스틱 층은 특히 알루미늄으로 플라즈마 코팅된다(청구항 9).
충전되지 않은 상태에서 주머니는 접히거나 말려질 수 있다(청구항 10).
주머니의 접힘 또는 말림을 통해서, 접히지 않거나 말리지 않은 주머니에 비해서 용기 내 더 작은 구멍을 통해서 주머니가 용기에 삽입될 수 있다. 주머니를 충전함으로써 주머니의 접힘이 펴지고 말림이 풀릴 수 있다.
수용챔버는 1.5 L 초과, 특히 2 L 초과, 바람직하게는 적어도 5 L, 보다 바람직하게는 2 L와 30 L 사이, 더욱 바람직하게는 5 L와 20 L 사이의 부피를 가질 수 있다(청구항 11).
주머니는 수용챔버 내에 있기 때문에, 주머니의 부피는 수용챔버의 부피보다 작거나 같을 수만 있어서, 수용가능한 액체의 부피는 제한된다.
주머니는 1.5 L 초과, 특히 2 L 초과, 바람직하게는 적어도 5 L, 보다 바람직하게는 2 L와 30 L 사이, 더욱 바람직하게는 5 L와 20 L 사이의 부피를 가질 수 있다(청구항 12).
밸브를 구비한 배출라인을 통해, 밸브가 열릴 때, 주머니와 배출라인의 출구주변공간이 유체통신 연결될 수 있다(청구항 13).
배출라인을 통해 소비자는 밸브를 작동시켜 용기의 액체를 배출할 수 있다.
배출라인이 폐쇄부에 연결될 수 있고, 배출라인은 충전챔버-라인과 유체통신 연결되며, 여기서 충전챔버-라인은 바람직하게는 주머니의 하부까지 도달한다(청구항 14).
액체가 있는 주머니에 도달하는 충전챔버-라인은 액체의 추출을 개선하거나, 배출라인의 밸브개방에도 불구하고 주머니에 남아있는 액체의 양을 작게 유지할 수 있다.
충전챔버-라인은 충전챔버-라인의 하단부(주머니 하부)에 장치가 배치될 수 있는데, 특히 충전챔버-라인이 주머니의 하부에 도달하는 경우, 이 장치는 주머니가 충전챔버-라인 개구에 흡입되거나 가압되어 이를 폐쇄하는 것을 방지한다. 이러한 장치는, 예를 들어 격자 구조 또는 리브를 포함하는 헤드일 수 있다.
용기 내 또는 용기에 배치되는 폐쇄부는 제1 밸브 및 제2 밸브를 포함할 수 있다(청구항 15).
바람직하게는, 제1 밸브는 제1 채널을 포함하고, 제1 채널은 제1 밸브가 개방될 때 주머니와 용기를 둘러싼 공간을 유체통신 연결한다(청구항 16).
제2 밸브는 제2 채널을 포함하고, 제2 채널은 제2 밸브가 개방될 때 수용챔버와 용기를 둘러싼 공간을 유체통신 연결한다(청구항 17).
액체를 저장하기 위한 또 다른 용기는 충전챔버, 수용챔버 및 압력챔버를 포함한다. 용기는 용기상부, 용기벽, 용기하부 및 압력챔버하부를 포함한다. 압력챔버는 용기하부 및 압력챔버하부에 의해 형성된다. 충전챔버는 액체로 충전할 수 있는 주머니로 형성되고 수용챔버 내에 배치된다. 주머니의 상단부는 액체로 주머니를 충전하기 위해 용기상부의 개구부에 배치된다(청구항 18).
이러한 용기는 상술한 특성을 포함할 수 있다(청구항 19).
개시된 용기는 7 미만, 특히 5 미만, 특별히 4 미만의 pH값의 음료를 저장하는데 사용될 수 있다(청구항 20).
낮은 pH값을 갖는 음료는 상기에서 기술한 형태의 종래 용기의 전형적으로 금속인 표면을 손상시키고 부식시킬 수 있다. 이 때문에 그러한 용기는 저장수단으로서 본래 기능을 못할 수 있다.
기재된 용기는 저온 살균 또는 멸균 음료를 저장하는데 사용될 수도 있다(청구항 21).
저온 살균 또는 멸균 음료는 금속 표면에 접촉하거나 산소와 접촉하는 것과 같은 외부 영향에 특히 민감하여 저장 중에 저온 살균 또는 멸균 상태를 상실할 수 있다.
용기는 일 방법으로 액체로 충전될 수 있다. 용기는 충전챔버와 수용챔버를 포함한다. 충전챔버는 주머니로 형성되며, 주머니는 수용챔버에 배치된다. 상기 방법은 용기를 제공하는 단계 및 액체로 주머니를 충전하는 단계를 포함하는데, 충전은 충전하는 동안 주머니의 부피 증가가, 수용챔버로부터 내용물이 용기 주변으로 흐름으로써 수용챔버 내에 본질적으로 압력의 증가 없이 보상되도록 수행된다(제23항)
상기 방법 내에서 개시된 모든 용기가 적용될 수 있다.
본질적으로 수용챔버에서 압력을 증가시키지 않는 것은, 주머니를 채운 후(주머니의 부피 증가) 수용챔버의 압력이 주머니를 액체로 충전하기 전의 수용챔버의 압력보다 실질적으로 크지 않다는 사실을 의미한다. 상기 "본질적으로"는 30% 이하, 바람직하게는 20% 이하, 특히 바람직하게는 10% 이하의 압력 차이에 해당한다.
상기 방법에서 용기는 폐쇄부에 의해 폐쇄될 수 있는 개구부를 포함할 수 있다(청구항 24).
상기 폐쇄부는 제1 채널이 있는 제1 밸브를 포함할 수 있으며, 이를 통해 주머니는 액체로 충전된다(청구항 25).
이러한 실시예에서, 폐쇄부는 아직 용기의 개구부를 폐쇄고정할 수 없어서, 주머니가 충전되고 부피가 커지고 부피가 증가하는 동안에, 예를 들어 공기와 같은 수용챔버의 내용물이 폐쇄부를 지나 용기를 둘러싸는 공간으로 흐른다.
주머니의 충전 후 용기의 개구부는 폐쇄부를 통해 폐쇄될 수 있다(청구항 26).
용기의 개구부 폐쇄 후에는 수용챔버의 내용물이 더이상 용기로부터 빠져나가지 못하지만, 주머니가 충전된 상태에서는 주머니가 최대부피이기 때문에 그러할 필요는 없다.
폐쇄부는 제1 채널이 구비된 제1 밸브를 포함할 수 있는데, 제1 채널을 통하여 주머니가 액체로 충전된다. 폐쇄부는 제2 채널이 구비된 제2 밸브를 포함할 수 있는데, 주머니가 충전되는 동안 제2 채널을 통하여 수용챔버의 내용물의 적어도 일부가 용기의 주변으로 유입된다(청구항 27).
이러한 폐쇄부의 구성에서, 충전하는 동안 주머니 팽창에 따른 수용챔버 내 압력 증가는, 수용챔버로부터 제2 밸브의 제2 채널을 통해, 예를 들어 공기가 유출됨으로써 피할 수 있다.
주머니를 충전하기 전에 폐쇄부를 통해 용기의 개구부가 폐쇄될 수 있다(청구항 28).
이것은 두 개의 밸브와 두 개의 채널을 구비한 폐쇄부 구성에 의해 가능해진다.
용기는 또한 다음 방법에 따라 액체로 충전될 수 있다. 용기는 충전챔버와 수용챔버를 포함한다. 충전챔버는 주머니로 형성되며, 주머니는 수용챔버 내에 배치된다. 용기는 개구부를 포함하는데, 개구부는 폐쇄부에 의해 폐쇄된다. 폐쇄부는 제1 밸브와 제2 밸브를 포함한다. 제2 밸브는 수용챔버와 압력조절기를 연결한다. 상기 방법은, 용기를 제공하는 단계 및 폐쇄부의 제1 밸브를 통해 주머니를 액체로 충전하는 단계를 포함하고, 충전하는 동안 주머니의 부피 증가가 일어난다. 충전하는 동안 주머니의 팽창에 따른 압력 증가는 제2 밸브를 통해 수용챔버에 연결된 압력조절기를 통해 임계치까지 허용된다(청구항 29).
수용챔버의 압력이 임계값을 초과하여 상승하면, 압력조절기는 수용챔버의 압력이 임계값에 다시 도달하거나 임계값 아래로 떨어질 때까지 수용챔버를 용기의 주변과 연결한다.
개시된 모든 용기는 상기 방법에 적용될 수 있다.
이러한 방법에서 주머니의 팽창에 따라 수용챔버 내에서 증가된 압력은 주머니에 가해지는데, 이러한 방법은 특히 거품 생성 액체, 예를 들어 이산화탄소와 혼합된 음료에 적합하다.
거품 생성 액체는 거품을 생성할 수 있는 액체이다. 거품 생성은, 예를 들어 압력 또는 온도 변화 또는 임펄스에 의해 야기될 수 있으며, 이에 따라 액체에 용해된 기체가 해제되어 거품 생성을 야기한다.
반대압력(counter pressure)을 통해서 거품을 생성하는 액체의 과도한 거품 생성이 방지되거나 감소될 수 있고, 이에 따라 용기에 거품을 생성하는 액체를 충전하는 공정이 용이해진다.
압력조절기의 임계값은 0.1 bar와 8 bar 사이일 수 있다. 바람직하게는, 임계값은 0.5 bar 와 7 bar 사이이고, 보다 바람직하게는 1 bar 와 5 bar 사이, 더욱 바람직하게는 2 bar 와 4.5 bar 사이이다(청구항 30).
압력조절기는 주머니를 충전하는 동안 제2 밸브를 통해 수용챔버에 연결될 수 있다(청구항 31).
본 발명의 실시예들은 예시들에 기초하여 기술되고, 도면에서의 한정사항이 청구항을 한정하거나 그에 근거하여 이해되는 방식으로 개시되는 것은 아니다. 이러한 예시들은 "특히" 또는 "예"라고 되어 있지 않더라도 모든 부분에서 예시들로서 파악되고 이해되어야 한다. 단지 하나의 예시가 제시되는 경우, 다른 실시예가 없다거나 다른 가능성은 배제한다는 방식으로 실시예의 기재를 파악해서는 안된다. 이러한 전제들은 아래 명세서 전체에 적용된다.
도 1은 일 실시예에서 음료를 충전하지 않은 주머니(120a)를 갖는 용기(101)를 도시한다.
도 2는 추가 실시예에서 음료를 충전하지 않은 주머니(120a)를 갖는 용기(101)를 도시한다.
도 3은 음료(101)로 충전된 용기를 도시한다.
도 4는 충전하지 않은 용기(101)의 폐쇄부(145)의 일 실시예의 상세도이다.
도 5는 충전하지 않은 용기(101)의 폐쇄부(145)의 추가 실시예의 상세도이다.
도 6은 압력조절기(430)를 갖는 용기(101)의 충전을 도시한다.
도 7은 하부측에 적용가능한 압력밸브(110)의 z-방향 단면도이고, 제1 피스톤(12)과 제2 피스톤(13)이 결합된다. 차단유닛(550)은 피스톤(13)과 밸브 시트(13a)에 의해 형성된다.
도 8은 하부측에 적용가능한 압력밸브(110)의 z-방향 단면도이고, 제1 피스톤(12)과 제2 피스톤(13)은 결합되지 않는다.
도 9는 압력밸브(610)가 장착된 용기(601)를 도시하고, 압력밸브(610)는 용기하부(602) 및 압력챔버하부(605)에 연결된다. 용기하부(602)는 용기하부(102)에 대응하고 압력챔버하부(605)는 압력챔버하부(105)에 대응한다.
도 10은 압력밸브(710)가 장착된 용기(701)를 도시하고, 압력밸브(710)는 용기하부(702) 및 압력챔버하부(705)에 연결된다. 용기하부(702)는 용기하부(102)에 대응하고, 압력챔버하부(705)는 압력챔버하부(105)에 대응한다.
도 11은 압력밸브(810)가 장착된 용기(801)를 도시하고, 압력밸브(810)는 용기하부(802) 및 압력챔버하부(805)에 연결된다. 용기하부(802)는 용기하부(102)에 대응하고, 압력챔버하부(805)는 압력챔버하부(105)에 대응한다.
도 1에서, 용기(101)의 일 실시예가 도시된다. 용기는 수용챔버(109), 충전챔버(140) 및 압력챔버(106)를 포함한다. 용기는 용기상부(108), 용기벽(107), 용기하부(102) 및 압력챔버하부(105)를 포함한다.
압력챔버(106)는 용기하부(102)와 압력챔버하부(105)로부터 형성된다. 압력챔버(106)에서 압력은 pD2이고, 수용챔버(109)에서 압력은 pB2이다.
압력챔버(106)의 압력 pD2는 통상 수용챔버(109)의 압력 pB2보다 크다.
충전챔버(140)는 신축성 있는 주머니(120a)에 의해 형성되고 충전되지 않은 상태로 도 1에 도시되어 있다. 주머니(120a)는 폐쇄부(145)에 고정되며, 폐쇄부(145)는 용기(101)의 용기상부(108)에 있는 개구부(146)를 닫는다.
충전챔버로의 라인(130a)은 폐쇄부(145)로부터 시작하여 충전챔버(140; 이는 신축성 주머니(120a)를 통하여 형성된다)로 들어간다.
예를 들어, 폐쇄부(145)를 통해 주머니(120a)를 충전할 때, 주머니(120a)가 수용챔버(109)의 상당 부분을 충전할 때까지 팽창한다. 그 결과, 수용챔버(109)의 부피의 상당 부분이 충전챔버(140)의 액체에 의해 충전되지만, 액체가 용기상부(108)나 용기벽(107) 또는 용기하부(102)에 접촉하지 않는다.
압력챔버(106)는 용기하부영역(101a)에 배치된다.
용기(101)의 추가 실시예는 도 2에 도시되어 있다. 용기(101)는 수용챔버(109), 압력챔버(106) 및 충전챔버(140)를 포함한다. 용기(101)는 용기상부(108), 용기벽(107), 용기하부(102)와 용기하부(105)를 포함한다.
압력챔버(106)에서 압력은 pD2이고, 수용챔버(109)에서 압력은 pB2이다. 압력챔버(106)는 압력밸브(110)를 통해 수용챔버(109)에 연결된다. 압력밸브(110)의 개방 상태에서는 압력챔버(106)와 수용챔버(109) 사이에 유체 통신이 있다. 압력밸브(110)의 폐쇄 상태에서는 압력챔버(106)와 수용챔버(109)는 상호 유체 밀봉 분리된다. 압력챔버(106)는 용기하부영역(101a)에 배치된다. 이는 도 1의 용기에도 적용된다.
폐쇄부(145)는 용기(101)의 용기상부(108)에서 개구부(146)를 닫는다. 폐쇄부(145)에는 충전챔버 라인(130a) 및 접힌 플라스틱층 주머니(120b)가 배치된다.
도 2에 도시된 용기(101)의 실시예에서, 주머니(120b)는 도 1의 주머니(120a)보다 신축성이 훨씬 덜하다. 주머니(120b)가 액체로 충전된 경우, 주머니(120b)가 전개되어 수용챔버(109)의 상당 부분을 주머니(120b)가 차지하고, 액체는 용기상부(108)나 용기벽(107) 및 용기하부(102)에 직접 접촉하지 않는다.
도 3은 액체로 충전된 용기(101)를 도시한다. 액체는 주머니(120a, 120b)를 통해 형성되는 충전챔버(140) 내에 위치한다.
도 1 및 도 2의 도시내용에 더하여, 도 3에 배출라인(130b)이 도시되고, 이는 폐쇄부(145)에서 충전챔버-라인(130a)에 연결된다.
압력챔버(106)에서의 압력 pD2는 수용챔버(109)에서의 압력 pB2 이상이며, 수용챔버(109)에서의 압력 pB2는 주변압력 이상이다. 충전챔버(140)에서 압력은, 충전챔버(140)와 수용챔버(109) 사이의 압력통신을 통하여 실질적으로(편차 20% 미만) 수용챔버(109)와 동일한 압력(압력 pB2)이다. 소비자가 배출라인(130b)에서 밸브(132)를 열면, 충전챔버(140)에 있는 액체의 일부가 배출라인(130b)에서 흘러나온다. 추출된 부피에 대응하여, 수용챔버(109)에서 압력 pB2가 감소한다. 만일 임계값 이하로 내려가면, 압력밸브(110)가 열리고 가스가 압력챔버(106)에서 수용챔버(109)로 유입되고(이에 따라 압력챔버(106)에서 압력(pD2)이 감소하고) 수용챔버(109)에서 압력 pB2가 다시 증가한다. 다른 임계값을 초과하면, 압력밸브(110)가 닫히고 압력챔버(106)와 수용챔버(109) 사이에 추가의 유체 통신이 일어나지 않도록 한다.
폐쇄부(145)는 도 4에 구체적으로 도시되어 있다. 주머니(120a, 120b)로 형성된 충전챔버(140)를 충전하기 위해, 미리 조립된 폐쇄부-주머니 유닛은 용기(101)의 용기상부(108)에서 개구부(146)를 통해 삽입될 수 있다. 폐쇄부(145)는 개구부(146)가 닫히지 않도록 주머니(120a, 120b)와 함께 개구부(146)에 삽입된다. 이 상태에서, 충전챔버(140)는 충전될 수 있고, 이에 의해 주머니(120a, 120b)의 부피가 증가하고, 수용챔버(109)의 내용물(예: 공기)의 일부가 밀려나가고, 이는 완전히 폐쇄되지 않은 개구부(146)를 통해 배출될 수 있다. 충전챔버(140)가 완전히 충전되면, 폐쇄부가 개구부(146)로 압착되어 개구부(146)가 폐쇄되도록 한다. 여기서, 폐쇄부(145)의 밀봉요소(150)가 개구부(146)에 밀봉식으로 안착될 수 있다.
충전챔버(140)의 충전은 폐쇄부(145)의 라인(160)을 통해 수행된다. 추가적인 힘 작용이 없는 경우, 밸브 플레이트(162)는 폐쇄부(145)의 상대 컨투어(counter contour; 162a)에 밀봉 안착되고, 응력요소(161)에 의해 사전 응력(prestressed)이 가해져 있다. 예를 들어, 라인(160)을 통해 힘이 밸브 플레이트(162)에 음의 z 방향으로 가해지는 경우, 이는 음의 z 방향으로 이동하므로 라인(160)을 통과하는 액체가 라인(160) 내 리세스(163)를 통해 충전챔버(160)의 내부로 진입할 수 있도록 한다.
다른 실시예의 폐쇄부(145)가 도 5에 상세히 도시되어 있다. 여기서 폐쇄부(145)는 제1 채널(302)을 가진 제1 밸브(301)와 제2 채널(305)을 가진 제2 밸브(304)를 포함한다. 도 4의 실시예와는 달리, 폐쇄부(145)는 충전챔버(140)의 충전 이전에 이미 개구부(146)에 밀봉폐쇄식으로 배치되어 있다. 제1 밸브(301)는 추가의 힘 작용이 없는 경우, 폐쇄부(145)의 상대 컨투어(362a)에 밸브 플레이트(362)가 안착됨으로써 폐쇄되고, 밸브 플레이트(362)는 응력요소(361)에 의해 사전 응력이 가해져 있다.
충전챔버(140)를 충전하기 위해, 제1 밸브(301)에 힘이 가해져 음의 z 방향으로 이동하고, 제1 채널(302)을 통해 리세스(363)를 거쳐 액체가 충전챔버(140)에 들어갈 수 있다. 액체가 충전챔버(140)에 들어가면, 수용챔버(109)에서 주머니(120a, 120b)가 팽창한다. 제2 밸브(304)에 의해 수용챔버(109)의 압력의 증가는 방지된다. 제2 밸브(304)는 추가의 힘 작용이 없는 경우, 상대 컨투어(372a)에 밸브 플레이트(372)가 안착됨으로써 폐쇄되며, 여기서 밸브 플레이트(372)는 응력요소(371)에 의해 사전 응력이 가해진다.
제2 밸브(304)에 음의 z 방향으로 힘이 가해지는 경우, 이는 음의 z 방향으로 이동하고, 제2 밸브(304)의 제2 채널(305)이 리세스(373)를 통해 수용챔버(109)에 유체통신하며 연결된다. 챔버(140)의 충전 공정 동안 제2 밸브(304)를 개방함으로써, 수용챔버(109)에서의 압력의 증가를 피할 수 있다.
바람직하게는, 제2 밸브(304)는 용기(101)의 충전 공정을 완료한 후 더 이상 작동하지 않는 방식으로 조치된다. 대안적으로, 제2 밸브(304)는 보조장치 또는 도구 없이는 제2 밸브(304)를 작동시킬 수 없는 방식으로 설계될 수 있다. 이러한 조치는 충전된 상태의 용기(101)를 조작할 가능성을 방지하거나 어렵게 하는데 기여한다.
도 6은 액체로 충전된 용기(101)를 도시한다. 용기(101)는 용기하부(102)와 압력챔버하부(105) 사이에 형성되는 압력챔버(106)를 포함한다. 압력챔버(106)에 압력밸브 또는 밸브 조립체 (110)가 배치된다. 압력밸브(110)는 용기하부(102)의 상측 및 압력챔버하부(105)의 하측에 접촉한다. 용기하부(102)는 돔 형상이다.
수용챔버(109)는 용기상부(108), 용기벽(107) 및 용기하부(102)에 의해 형성된다. 용기상부(108)에 있는 개구부는 폐쇄부(145)에 의해 폐쇄된다.
수용챔버(109)에 주머니(120a, 120b)가 배치되고, 주머니(120a, 120b)를 통해 또는 그 안에 충전챔버(140)가 형성된다.
폐쇄부(145)는 제1 밸브(401)와 제2 밸브(402)를 포함한다. 제1 밸브(401)를 통해, 전형적으로 과압하에 있는 액체는 충전챔버(140)로 주머니(120a, 120b) 안으로 도입될 수 있다. 충전 압력을 제어하기 위해, 충전될 액체의 충전 압력 PFUELL을 조절하는 충전밸브(450)가 폐쇄부(145)의 상류에 배치된다.
제1 밸브(401)를 통해 충전챔버(140)에 유입되는 액체의 부피가 증가함에 따라, 주머니(120a, 120b)의 상응하는 팽창에 의해 충전챔버(140)의 부피가 증가한다. 충전챔버(140)의 부피 증가로 인해 수용챔버(109)의 부피가 감소되고, 이에 따라 (수용챔버(109)의 내용물의 물질 교환 없이) 수용챔버(109)에서의 압력 P109가 증가한다.
폐쇄부(145)의 제2 밸브(402)는 수용챔버(109)를 압력조절기 또는 제어 밸브(430)와 연결한다. 주머니(120a, 120b)에서 진행되는 팽창으로 인해 압력이 임계치 이상으로 증가하면, 압력조절기(430)는 수용챔버(109)가 용기(101) 주변에 대해서 개방되도록 한다. 압력조절기(430)의 개방을 통해 수용챔버(109)에서 압력 P109가 감소한다. 수용챔버(109) 내 압력 P109가 압력조절기(430)에 설정된 임계치에 도달하거나 이를 하회하면, 압력조절기(430)가 닫히고, 수용챔버(109)의 내용물들이 추가로 용기(101) 주변으로 배출되지 않는다. 제2 밸브(402)는 또한 폐쇄부(145)의 외부, 예를 들어 용기(108) 또는 용기벽(107) 내에 또는 그 위에 동일한 기능을 가지고 배치될 수 있다.
수용챔버(109) 내에 주변압력을 상회하는 압력이 생성되는 충전의 초기 단계 후에, 수용챔버(109) 내에 증가된 압력은 주머니(120a, 120b) 및 충전챔버(140)에 작용한다. 특히 이를 통해 거품 생성 액체가 충전과정 중에 거품을 생성하는 것이 방지되거나 감소된다.
도 7 및 도 8에서 압력밸브(110)는 상이한 상태로 도시되며, 이는 개시된 모든 용기에 사용될 수 있다.
도 7에서 전술한 바와 같이 용기(101)에서 하부 측에서 사용될 수 있는 압력밸브(110)의 실시예가 z 방향 단면도로 도시된다. 압력밸브(110)는 압력 pv가 작용하는 제1 압력밸브챔버(15)를 포함한다. 제1 압력밸브챔버(15)는 압력밸브본체(11)와 제1 피스톤(12)에 의해 제한된다. 압력밸브본체(11)에 압력밸브입구(24)가 배치되고, 이를 통해 제1 압력밸브챔버(15)는 가스로 충전될 수 있다. 압력밸브입구(24)는 커버(25)에 의해 유체밀봉 폐쇄될 수 있다. 더욱이, 압력밸브는 제2 압력밸브챔버(16)를 포함하며, 이는 압력밸브본체(11), 제1 피스톤(12) 및 제2 피스톤(13)에 의해 제한된다. 제2 압력밸브챔버(16)는 수용챔버채널(22)을 통해 압력밸브(110) 외부에 있는 챔버에 연결된다. 이 챔버는, 압력밸브(110)가 용기에 적용될 때, 수용챔버(109)이다. 압력밸브(110)는 또한 제2 피스톤(13)과 압력밸브본체(11)에 의해 제한되는 제3 압력밸브챔버(17)를 포함한다. 제1 압력챔버채널(20)을 통해, 제3 압력밸브챔버(17)는 압력밸브(10) 외부의 챔버에 유체통신 연결된다. 이러한 챔버는, 압력밸브(110)가 용기하부에 적용될 때, 압력챔버(106)이다.
제3 압력밸브챔버(17)에서, 응력요소(19)는 압력밸브본체(11)와 제2 피스톤(13) 사이에서 응력이 가해져 있다. 본 실시예에서, 응력요소(19)는 스프링이다. 응력요소(19)에 의해 제2 피스톤(13)의 원뿔형 부분이 압력밸브본체(11)에 시트로서 형성된 상대 컨투어(13a)에 유지되어, 제2 피스톤(13)의 원뿔형 부분이 원뿔형 시트 밸브로서 작용한다. 원뿔형 부분(13)이 압력밸브본체(11)의 상대 컨투어(13a)에 밀봉식으로 안착된 이 상태에서, 압력밸브(110)는 닫힌다. 압력밸브(110)의 폐쇄 상태에서, 수용챔버-채널(22) 외부의 챔버는 제1 압력챔버채널(20) 외부의 챔버로부터 유체밀봉식으로 분리된다. 제2 피스톤(13)의 원뿔형 부분 및 그 상대 컨투어(13a)가 차단유닛(550)이며, 전체 제2 피스톤(13)이 차단유닛(550)에 속할 수도 있다.
압력밸브(110)의 하부 및 상부에 돌출부(28a, 28b)가 배치된다. 돌출부(28a, 28b)는 압력밸브본체(11)의 반경방향 연장부를 넘어 방사형으로(r-방향) 돌출된다. 이러한 돌출부(28a, 28b)는 압력밸브(110)가 용기하부(2) 및 압력챔버하부(5)의 리세스(2a, 5a)에 삽입될 때(도 2 및 3 참조) 압력밸브(110)의 안착을 향상시킨다.
돌출부(28a, 28b)의 각각 압력밸브 중심점을 지시하는 측에, 그리고 압력밸브본체(11)의 각각의 축 부분에 밀봉요소(27a, 27b)가 배치된다. 압력밸브(110)가 용기하부(102)와 압력챔버하부(105)의 리세스에 삽입되면, 밀봉요소(27a, 27b)는 용기하부(102)의 상측 및 압력챔버하부(105)의 하부에 상응하여 안착한다. 이를 통해 개선된 밀봉이 보장된다.
제1 피스톤(12)에 2개의 밀봉(14a, 14b)이 배치된다. 본 실시예에서, 밀봉(14a, 14b)은 O-링으로서 설계되며, 밀봉(14a, 14b)은 인젝션된 밀봉으로서 구현될 수 있다. 밀봉(14a, 14b)을 통해 제1 압력밸브챔버(15)와 제2 압력밸브챔버(16)는 유체밀봉 개선되어 상호 분리되고, 제1 피스톤(12)의 이동시 마찰력의 큰 부분을 야기한다.
도 7에 도시한 압력밸브(110)의 상태에서, 제1 압력밸브챔버(15)에 가스가 도입되어 제1 피스톤(12) 또는 밀봉(14a, 15b)과 압력밸브본체(11) 사이의 마찰력을 극복할 수 있도록 충분히 큰 압력 pv가 제1 압력밸브챔버(15)에 작용한다. 이를 통해 수용요소(18)가 제2 피스톤(13)의 선단면에 접촉할 때까지 제1 피스톤(12)이 양의 z 방향으로 이동한다.
압력밸브(110)에는 힘의 균형이 있다. 제1 피스톤(12)에는 제1 압력밸브챔버(15)에서의 압력 pv로부터 제1 피스톤(12)의 표면에 대하여 발생하는 힘이 양의 z 방향으로 작용하며, 이 표면에서 압력 pv가 작용한다. 또한, 수용챔버채널(22) 외부의 채널에서 압력으로부터 발생하는 힘이 양의 z방향으로 작용하며, 이 압력은 제2 피스톤(13)의 원뿔형상 부분에 축방향으로 작용한다. 제1 피스톤(12)의 선단에 놓이는 수용챔버채널(22) 외부의 압력으로부터 발생하는 힘이 제1 피스톤(12)에 음의 z 방향으로 작용하고 이 압력은 제1 피스톤(12) 선단에 작용한다. 더욱이, 제2 피스톤(13)에 응력요소(19)에 의해 가해지는 힘 및 제1 및 제2 피스톤(12, 13)의 중력이 음의 z방향으로 작용한다. 또한 제1 압력챔버채널(20) 외부의 압력으로부터 발생하는 힘이 음의 z방향으로 작용하며, 압력은 제2 피스톤(13)의 선단면에 작용한다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 압력밸브(110)가 용기(101)의 용기하부에 삽입된 경우, 수용챔버채널(22) 외부압력은 수용챔버(109)의 압력에 대응하고, 제1 압력챔버채널(20) 외부압력은 압력챔버(106)의 압력에 대응한다. 주머니(120a, 120b)로부터 액체부피가 제거됨으로써 수용챔버(109) 내 압력이 감소하면, 힘의 균형이 변경될 수 있다. 압력 감소가 충분히 큰 경우, 제1 피스톤과 제2 피스톤(커플링)은 양의 z 방향으로 이동하고 압력밸브(110)는 개방된다. 압력밸브(110)의 개방 상태에서 제2 압력채널(21)을 통해 유체 교환이 일어나는데, 이는 제1 피스톤(12)에 음의 z 방향으로 작용하는 힘이 충분히 커서 제1 및 제2 피스톤(12, 13)을 음의 z 방향으로 밀어내어 압력밸브(110)가 닫힌 상태로 놓일 때까지 일어난다. 제1 피스톤 또는 밀봉(14a, 14b)과 압력밸브본체(11) 사이의 마찰력은 제1 피스톤(12)의 이동 방향에 따라 양의 또는 음의 z 방향으로 작용한다.
이 힘의 균형은 임계값 S1 및 S2를 결정한다. 임계값 S1 및 S2는 압력밸브(110)의 기하학적 설계, 특히 기술된 압력이 작용하는 표면으로부터, 그리고 응력요소(19)의 응력 및 압력의 크기로부터 정해진다.
수용챔버채널(22)의 외부압력이 제1 임계값 S1 미만인 경우, 제1 및 제2 피스톤(12, 13)의 양의 z 방향 이동에 의해 압력밸브(110)가 개방된다. 제1 압력챔버채널(20)의 외부압력이 제2 임계값 S2를 초과하면, 제1 및 제2 피스톤(12, 13)의 음의 z 방향 이동에 의해 압력밸브(110)가 폐쇄된다.
압력밸브(110)가 용기(101)에 배치되는 경우, 수용챔버채널(22) 외부압력은 수용챔버(109) 압력에 대응하고, 제1 압력챔버채널(20) 외부압력은 압력챔버(106)의 압력에 대응할 수 있다.
또한, 도 7에는 압력밸브본체(11)에 사용될 수 있는 인서트(23)가 도시된다. 인서트(23)가 삽입될 수 있는 압력밸브본체(11)의 개구부를 통해, 압력밸브(110)를 제조하는 동안 응력요소(23)와 제2 피스톤(13)이 압력밸브(110)의 내부로 도입될 수 있다. 인서트(23)를 위해 제공된 압력밸브본체(11)의 개구부(11)에 인서트(23)가 조립된 후에 인서트(23)는 압력밸브본체(11)의 일부가 된다.
압력밸브본체(11)는 두 부분으로(도 4에 도시되지 않음) 이루어질 수 있는데, 구체적으로는 2개의 돌출부(28a, 28b) 중 하나는, 두 부분으로 이루어진 압력밸브본체(11)의 하나의 부분상에 배치되고, 2개의 돌출부(28a, 28b) 중 다른 하나는 두 부분으로 이루어진 압력밸브본체(11)의 다른 부분상에 배치된다. 압력밸브본체(11)의 두 부분들은, 예를 들어 나사 연결에 의해 연결될 수 있다. 두 부분이 연결된 상태에서, 두 부분으로 이루어진 압력밸브본체(11)가 생성된다.
도 8은 용기(1) 하부에 사용될 수 있는 압력밸브(110)를 도시한다. 도 7로부터의 압력밸브(110)와의 차이점은, 압력밸브입구(24)를 통해 압력밸브(110)로 가스가 유입되지 않아 제1 피스톤(12)이 제2 피스톤(13)과 결합되지 않는다는 것이다.
압력밸브입구(24)를 통해 가스를 삽입함으로써, 조정가능한 압력 pv가 제1 압력밸브챔버(15)에 생성될 수 있다. 동시에, 압력밸브챔버(15)에 주입되는 가스의 유형(15)의 선택은 각각의 적용에 맞게 조정될 수 있다. 압력밸브챔버(15)의 압력 pv가 충분히 큰 경우, 제1 피스톤(12)은 제2 피스톤(13)에 안착될 때까지 양의 z 방향으로 이동한다.
도 9, 도 10 및 도 11은 용기(601, 701 및 801)를 도시한다. 용기(601, 701 및 801)는 상술한 용기(101)에 대응할 수 있으므로, 용기(601, 701 및 801)의 모든 구성요소가 상세히 설명될 필요는 없다. 용기(601, 701 및 801)에 기초하여, 용기(601, 701 및 801)의 압력밸브(610, 710 및 810) 내 차단유닛(650, 750 및 850)의 상이한 위치에 대해 주로 설명되며, 이는 용기(101) 및 차단유닛(550)에 대해 유사하게 적용된다.
도 9의 용기(601)는 수용챔버(609), 충전챔버(640) 및 압력챔버(606)를 포함한다. 충전챔버(640)는 주머니(620a, 620b)로 형성된다. 압력챔버(606)는 용기하부(602)와 압력챔버하부(605)에 의해 형성된다.
수용챔버(609)(및 충전챔버(640))에는 압력 pB6가 작용하는데, 이는 바람직하게는 주변압력 이상이다. 압력챔버(606)에는 압력 pD6가 있는데, 이는 바람직하게는 수용챔버(609)에서 압력 pB6 이상이다.
압력밸브(610)(예: 전술한 압력밸브(110))는 용기하부(602)와 압력챔버하부(605)에 연결된다.
차단유닛(650)은 압력밸브(610) 내에 배치되어 차단유닛(650)이 압력챔버(606)의 내부 (압력밸브(610)의 내부)에 배치된다. 압력밸브(610)의 제1 채널로의 측면 입구를 통해, 압력챔버(606)에 압력 pD6으로 저장된 유체가 압력밸브(610)로 차단유닛(650)까지 침투하여, 압력밸브(610)의 제1 채널 내에 차단유닛(650)까지 압력챔버(606)의 압력 pD6이 작용한다. 수용챔버(609)를 향하고 있는 차단유닛(650)의 면에서 압력밸브(610)의 제2 채널이 수용챔버(609)까지 연장된다.
차단유닛(650)이 폐쇄되면, 압력챔버(606)내의 유체는 수용챔버(609)로 흘러 들어갈 수 없다. 차단유닛(650)이 열리면, 압력챔버(606)로부터의 유체가 제1 및 제2 채널을 통해 수용챔버(609)로 흐를 수 있다.
도 10의 용기(701)는 수용챔버(709), 충전챔버(740) 및 압력챔버(706)를 포함한다. 충전챔버(740)는 주머니(720a, 720b)로 형성된다. 압력챔버(706)에는 압력 pD7이 작용하고 수용챔버(709) 그리고 그에 따라 충전챔버(740)에는 압력 pB7이 작용한다. 압력 pD7은 바람직하게는 압력pB7보다 크며, 여기서 압력 pB7은 바람직하게는 주변압력 이상이다.
압력밸브(710)(예: 위에서 설명한 압력밸브(110))는 용기하부(702) 및 압력챔버하부(705)에 연결되고, 따라서 부분적으로 압력챔버(706)에 위치하는데, 이는 압력챔버(706)가 압력챔버하부(705)와 용기하부(702)에 의해 형성되기 때문이다.
압력밸브(710)는, 압력챔버(706) 외부에 있는 압력밸브의 섹션(751)에 배치되는 차단유닛(750)을 포함한다. 압력밸브(710)의 섹션(751)은 차단유닛(750)을 포함할 수 있도록 설계된다.
압력챔버(706) 외부에 위치한 압력밸브(710)의 섹션(751)은, 압력챔버하부(705) 표면의 적어도 10%가 섹션(751)에 의해 커버되는 방식으로 설계되어 압력챔버하부(705)와 접촉될 수 있다. 압력챔버하부(705) 표면의, 바람직하게는 적어도 15%, 보다 바람직하게는 적어도 20%, 더 바람직하게는 적어도 25%, 특히 적어도 30% 이상이 압력밸브(710)의 섹션(751)에 의해 덮여진다. 그러나, 바람직하게는 50%를 넘지 않는다.
압력밸브(710)는 차단유닛(750)과 압력챔버(706)를 연결하는 제1 채널 및 차단유닛(750)과 수용챔버(709)를 연결하는 제2 채널을 포함한다. 차단유닛(750) (및 그에 따라 압력밸브(710))가 폐쇄되면, 제1 및 제2 채널 그리고 이에 따라 수용챔버(709)와 압력챔버(706)는 서로 유체밀봉 분리된다.
제2 채널은 압력챔버하부(705)의 개구부를 통해 압력챔버(706) 내 유체에 연통한다.
도 11에서, 용기(801)는 수용챔버(809), 주머니(820a, 820b)에 의해 형성되는 충전챔버(840) 및 압력챔버(806)를 포함한다. 압력챔버(806)는 용기하부(802)와 압력챔버하부(805)에 의해 형성된다.
수용챔버(809) (및 충전챔버(840))에는 압력 pB8이 작용하고, 이는 주변압력 이상일 수 있다. 압력챔버(806)에는 압력 pD8이 작용하고, 이는 수용챔버(809) 압력 pB8을 상회할 수 있다.
용기(801)의 압력밸브(810)는 용기하부(802) 및 압력챔버하부(805)에 연결된다.
압력밸브(810)는 압력챔버(806)와 압력밸브(810)의 차단유닛(850)을 연결하는 제1 채널 및 수용챔버(809)와 차단유닛(850)을 연결하는 제2 채널을 포함한다.
압력밸브(810)의 제1 채널은 압력챔버하부(805)의 개구부를 통해 압력챔버(806)의 유체에 연통한다.
압력밸브(810)의 제1 채널은 압력챔버(806) 외부에 위치하는 압력밸브(810)의 섹션(851)을 부분적으로 통과한다.
압력챔버(806)의 외부에 위치하는 압력밸브(810)의 섹션(851)은, 압력챔버하부(805) 표면의 적어도 10%가 섹션(851)에 의해 커버되는 방식으로 설계되고, 압력챔버하부(805)와 접촉될 수 있다. 바람직하게는, 압력챔버하부(805) 표면의 적어도 15%, 보다 바람직하게는 적어도 20%, 더 바람직하게는 적어도 25%, 특히 적어도 30%가 압력밸브(810)의 섹션(851)에 의해 덮여진다. 그러나, 바람직하게는 50%를 넘지 않는다.
압력밸브(810)의 차단유닛(850)은 압력챔버(806)에 위치하도록 배치된다.
차단유닛(650, 750 또는 850)은 밀봉플레이트 및 플레이트시트가 구비된 플레이트 차단유닛일 수 있다.

Claims (31)

  1. 액체, 특히 음료를 저장하고, 충전챔버(140), 수용챔버(109) 및 압력챔버(106)를 구비하는 용기로서,
    (a) 상기 용기는 용기상부(108), 용기벽(107), 용기하부(102) 및 압력챔버하부(105)를 포함하고;
    (b) 상기 압력챔버(106)는 용기하부(102) 및 압력챔버하부(105)에 의해 형성되고;
    (c) 상기 충전챔버(140)는 액체로 충전될 수 있는 주머니(120a, 120b)로 형성되고, 주머니(120a, 120b)는 수용챔버(109)에 배치되고;
    (d) 상기 주머니(120a, 120b)는 액체가 용기상부(108), 용기벽(107) 및 용기하부(102)에 직접 접촉하지 않으면서 액체로 충전될 수 있는 용기.
  2. 제1항에 있어서,
    수용챔버(109)는 용기상부(108), 용기벽(107) 및 용기하부(102)로 형성되는 용기.
  3. 제 1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 용기는 용기상부(108)에 개구부(146)를 포함하고, 개구부(146)는 폐쇄부(145)에 의해 폐쇄되는 용기.
  4. 제3항에 있어서,
    주머니(120a, 120b)가 폐쇄부(145)에 고정되고, 특히 주머니의 상단부(120a, 120b)가 폐쇄부(145)와 접착되거나 용접되거나 밀봉클램핑을 통해 고정되는 용기.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 용기는 압력밸브(110, 610, 710, 810)를 포함하고, 압력밸브(110)는 용기하부(102) 및 압력챔버하부(105)에 연결되는 용기.
  6. 제5항에 있어서,
    압력밸브(110)는 차단유닛(550, 650, 750, 850)을 포함하며, 차단유닛은 압력밸브(110) 내에 배치되어 차단유닛(650)이 적어도 일부섹션이, 바람직하게는 전체가 압력챔버 (106, 606, 706, 806) 부피 내에 배치되는 용기.
  7. 제5항에 있어서,
    압력밸브(110)는 차단유닛(650, 750, 850)을 포함하며, 차단유닛(650)은 압력밸브(110) 내에 배치되어 차단유닛(650)이 적어도 일부섹션이, 바람직하게는 전체가 압력챔버(106, 606, 706, 806)의 외부에 배치되고, 바람직하게는 차단유닛(650)이 압력밸브(110)의 섹션(751, 851) 내에 배치되고, 섹션(751, 851)은 압력밸브(110) 외부에 배치되는 용기.
  8. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    가압유체가 압력밸브(110)로 유입되어 통과되도록 압력밸브(110)가 압력챔버하부(105)에 있는 개구부를 경유하여 압력챔버(106)와 유동연결되는 용기.
  9. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    주머니(120b)는 적어도 하나의 플라스틱 층, 특히 폴리프로필렌(PP)을 포함하고, 바람직하게는 적어도 하나의 플라스틱 층 및 적어도 하나의 알루미늄 층, 특히 바람직하게는 플라즈마 코팅 플라스틱 층을 포함하는 용기.
  10. 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    주머니(120a, 120b)는 충전되지 않은 상태에서 접히거나 말려있는 용기.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    수용챔버(109)는 2 L 초과의 부피를 가지며, 바람직하게는 적어도 5 L, 특히 바람직하게는 2 L와 30 L 사이, 더욱 바람직하게는 5 L와 20 L 사이의 부피를 갖는 용기.
  12. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    주머니(120a, 120b)는 2 L 초과의 부피를 가지며, 바람직하게는 적어도 5 L, 특히 바람직하게는 2 L와 30 L 사이, 더욱 바람직하게는 5 L와 20 L 사이의 부피를 갖는 용기.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    밸브(132)가 있는 배출라인(130b)은 밸브(132)가 열려있을 때 주머니(120a, 120b)를 배출라인(130b)의 출구 주변공간과 연결하는 용기.
  14. 제3항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    배출라인(130b)이 폐쇄부(145)에 연결되고, 이에 따라 배출라인(130b)이 충전챔버 라인(130a)과 유체연동가능하게 연결되며, 충전챔버-라인(130a)은 바람직하게는 주머니(120a, 120b)의 하부까지 도달하는 용기.
  15. 제3항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    폐쇄부(145)는 제1 밸브(301) 및 제2 밸브(304)를 포함하는 용기.
  16. 제15항에 있어서,
    제1 밸브(301)는 제1 채널(302)을 포함하며, 제1 채널(302)은 제1 밸브(301)의 개방상태에서 주머니(120a, 120b)와 용기 주변공간을 유체연동가능하게 연결하는 용기.
  17. 제15항 또는 제16항에 있어서,
    제2 밸브(304)는 제2 채널(305)을 포함하며, 제2 채널(305)은 제2 밸브(304)의 개방상태에서 수용챔버(109)와 용기 주변공간을 유체연동가능하게 연결하는 용기.
  18. 충전챔버(140), 수용챔버(109) 및 압력챔버(106)가 구비된, 액체를 저장하는 용기로서,
    (a) 상기 용기는 용기상부(108), 용기벽(107), 용기하부(102) 및 압력챔버하부(105)를 포함하고;
    (b) 상기 압력챔버(106)는 용기하부(102)와 압력챔버하부(105)에 의해 형성되고;
    (c) 상기 충전챔버(140)가 액체로 충전될 수 있는 주머니(120a, 120b)를 통해 형성되고, 주머니(120a, 120b)는 수용챔버(109) 내에 배치되고;
    (d) 상기 주머니(120a, 120b)의 상단부가 주머니(120a, 120b)를 액체로 충전하기 위해 용기상부(108)의 개구(146)에 배치되는 용기.
  19. 제18항에 있어서,
    제1항에 대한 참조 없이 제2항 내지 제17항 중 어느 한 항의 특징을 갖는 용기.
  20. 7 미만의, 특히 5 미만의, 특별히 4 미만의 pH값을 갖는 액체, 특히 음료, 또는 7 초과, 특히 9 초과, 특별히 10 초과의 pH값을 갖는 액체, 특히 음료, 또는 5 미만 또는 9 초과의 pH값을 갖는 액체, 특히 음료의 저장을 위한, 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 따른 용기의 사용.
  21. 저온 살균 또는 멸균 음료의 저장을 위해 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 따른 용기의 사용.
  22. 용기, 특히 충전챔버(140)와 수용챔버(109)를 갖고, 충전챔버(140)는 주머니(120a, 120b)에 의해 형성되며, 주머니(120a, 120b)는 수용챔버(109) 내에 배치되는, 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 따른 용기를 액체로 충전하는 방법으로서,
    상기 방법은,
    (a) 용기를 제공하는 단계;
    (b) 주머니(120a, 120b)를 액체로 충전하는 중에 주머니(120a, 120b)의 부피가 증가하는 단계를 포함하는 방법.
  23. 제22항에 있어서,
    주머니(120a, 120b)의 액체 충전은, 수용챔버(109)로부터 내용물이 용기 주변으로 흐름으로써, 충전되는 동안 주머니(120a, 120b)의 부피 증가가 수용챔버(109)에서 압력 증가 없이 보상되는 방식으로 수행되는 방법.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 용기는 폐쇄부(145)에 의해 폐쇄되는 개구부(146)를 포함하는 방법.
  25. 제24항에 있어서,
    폐쇄부(145)는 제1 채널(302)을 포함하는 제1 밸브(301)를 포함하며, 이를 통해 주머니(120a, 120b)가 액체로 충전되는 방법.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 용기의 개구부(146)가 주머니(120a, 120b)를 충전한 후에 폐쇄부(145)에 의해 폐쇄되는 방법.
  27. 제24항에 있어서,
    폐쇄부(145)는 제1 채널(302)을 포함하는 제1 밸브(301)를 포함하며, 제1 채널(302)을 통해 주머니(120a), 120b)는 액체로 충전되고, 폐쇄부(145)는 제2 채널(305)을 포함하는 제2 밸브(304)를 포함하며, 제2 채널(305)를 통해 수용챔버(109)로부터 내용물의 적어도 일부가 주머니(120a, 120b)를 충전하는 동안 용기 주변으로 유동하는 방법.
  28. 제27항에 있어서,
    용기의 개구부(146)는 주머니(120a, 120b)를 충전하기 전에 폐쇄부(145)에 의해 폐쇄되는 방법.
  29. 제22항에 있어서,
    상기 용기가, 용기의 개구부(146)를 폐쇄하는 폐쇄부(145)를 포함하고, 폐쇄부(145)는 제1 밸브(401)와 제2 밸브(404)를 포함하고, 제2 밸브(404)는 제한된 시간 동안 수용챔버(109)를 압력조절기(430)와 연결하고, 주머니(120a, 120b)는 제1 밸브(401)를 통해 충전되며, 이때 압력조절기(430)는 충전하는 동안 수용챔버(109)에서 임계값까지 압력 증가를 허용하는 방법.
  30. 제29항에 있어서,
    상기 임계값은 0.1 bar와 8 bar 사이, 바람직하게는 0.5 bar와 7 bar 사이, 특히 바람직하게는 1 bar와 5 bar 사이, 더 바람직하게는 2 bar와 4.5 bar 사이인 방법.
  31. 제29항 또는 제30항에 있어서,
    제2 밸브는 주머니(120a, 120b)를 충전하는 동안 수용챔버(109)를 압력조절기(430)와 연결하는 방법.
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