炭酸飲料製造装置
【課題】 炭酸水と飲料原液とが所定の混合比で含まれる炭酸飲料を継続して製造できる、持ち運びが容易で簡易な構造の炭酸飲料製造装置を提供する。
【解決手段】 炭酸飲料製造装置１は、全体が断熱材１２に覆われた容器１１と、圧力調節弁１３と、二酸化炭素ハイドレート２を載せることができ、かつ水を通す孔を有する支持板１４と、開閉可能な水出口１５とを有する炭酸水供給装置１０、及び、原液容器２１と炭酸飲料製造装置１０の容器内部１８と原液容器内部２８とを通じさせるガス導管２９と、原液出口２５とを有する飲料原液供給装置２０とを備え、水出口１５から供給された炭酸水３と、原液出口２５から供給された飲料原液４とを混合して炭酸飲料５を作るように構成される。
【解決手段】 炭酸飲料製造装置１は、全体が断熱材１２に覆われた容器１１と、圧力調節弁１３と、二酸化炭素ハイドレート２を載せることができ、かつ水を通す孔を有する支持板１４と、開閉可能な水出口１５とを有する炭酸水供給装置１０、及び、原液容器２１と炭酸飲料製造装置１０の容器内部１８と原液容器内部２８とを通じさせるガス導管２９と、原液出口２５とを有する飲料原液供給装置２０とを備え、水出口１５から供給された炭酸水３と、原液出口２５から供給された飲料原液４とを混合して炭酸飲料５を作るように構成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭酸飲料製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ビールやソーダ水のような炭酸飲料は、缶やペットボトル等に充填されて提供されるだけでなく、ビールサーバやドリンクサーバ等からコップ等の器に注がれて提供されることもある。その場合に、器に注がれる直前に、冷却された水及び飲料の原液と、炭酸ガスボンベから供給される炭酸ガスとが混合されて、炭酸飲料が製造される。しかしながら、炭酸ガスボンベの取り扱いが困難であるという問題があった。
【０００３】
これを解決する方法として、下記の特許文献１に、二酸化炭素と水とをタンク内で接触させてガスハイドレートを製造するガスハイドレート製造装置と、該ガスハイドレートを水から分離する分離装置と、水が分離されたガスハイドレートを貯蔵するガスハイドレート貯蔵タンクと、炭酸水を製造する炭酸水製造タンクと、飲料貯蔵タンクとよりなり、前記貯蔵タンク内のガスハイドレートを前記炭酸水製造タンクに供給して炭酸水を製造するとともに、該炭酸水を取り出して前記飲料貯蔵タンクから取り出された飲料の原液とを混合するようにしたことを特徴とする炭酸飲料製造装置が記載されている。
【０００４】
また、二酸化炭素ガスハイドレートは、0 ℃ 程度で 1 m3 のガスハイドレート中に 50 m3 の二酸化炭素ガス及び 0.8 m3の水を含むことが、下記の特許文献２に記載されている。
【特許文献１】特開２００５−２２４１４６号公報
【特許文献２】特開２００５−３０５１２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１記載の装置では、ガスハイドレート製造装置と、分離装置と、ガスハイドレート貯蔵タンクと、炭酸水製造タンクと、飲料貯蔵タンクとが必要で、これらの装置を組み合わせて使用するので、費用が掛かるとともに、ビールサーバやドリンクサーバ等に比べて持ち運びが困難或いは不可能である。また、炭酸水製造タンク内の炭酸水の残量及び飲料貯蔵タンク内の飲料原液の残量が減少するにつれて、炭酸水の供給量及び飲料原液の供給量が減少して、炭酸水の供給量と飲料原液の供給量の比、すなわち炭酸飲料中の炭酸水と飲料原液の混合比を一定に保つことができなくなるが、これを解決する手段について記載されていない。
【０００６】
本発明の目的は、炭酸水と飲料原液とが所定の混合比で含まれる炭酸飲料を継続して製造できる、持ち運びが容易で簡易な構造の炭酸水製造装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明では、炭酸水を製造するために、二酸化炭素ハイドレートを使用する。二酸化炭素ハイドレートは、時間が経過するにつれて二酸化炭素と水とに分解する。なお、0 ℃ 常圧下におけるその体積は、二酸化炭素が二酸化炭素ハイドレートの 50 倍、水が二酸化炭素ハイドレートの 0.8 倍である（特許文献２参照）。そして、二酸化炭素と水とが共存する系において、二酸化炭素は水に溶解する。二酸化炭素の圧力（分圧）が高い場合には、大量の二酸化炭素が水に溶解して、炭酸水が生成する。
【０００８】
本発明の炭酸飲料製造装置は、全体が断熱材に覆われた容器と、前記容器の上部に設けられた圧力調節弁と、前記容器内に設けられ、二酸化炭素ハイドレートを載せることができ、かつ水を通す孔を有する支持板と、前記容器の下部に設けられた開閉可能な水出口とを有する炭酸水供給装置、及び、別の容器と、一端が該容器内に入れられた飲料原液に浸からない位置に取り付けられ、他端が前記炭酸水供給装置の前記支持板よりも高い位置で前記炭酸水供給装置の前記容器に取り付けられた、前記炭酸水供給装置の前記容器内部と容器内部１８前記別の容器内部とを通じさせる導管と、前記別の容器の下部に設けられた開閉可能な原液出口とを有する飲料原液供給装置とを備え、前記水出口から供給された炭酸水と、前記原液出口から供給された飲料原液とを混合して炭酸飲料を作るように構成したことを特徴とする。
【０００９】
本発明の装置は、前記容器内の氷を融かす加熱手段を備えることが望ましい。これは、例えば、前記容器の外に設けられた電源に電気的に接続する、電源スイッチを備えた電熱器である。
【００１０】
また、前記飲料原液供給装置は１つでもよいし、複数備えてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の装置は、全体が断熱材に覆われた容器に、圧力調節弁、支持板、及び水出口を設けた炭酸水供給装置と、別の容器に、導管及び原液出口を設けた飲料原液装置とを組み合わせたものであるから、小型かつ軽量に形成される。すなわち、二酸化炭素ハイドレートから炭酸水を製造するのに必要な手段及び炭酸水と飲料原液とを供給する手段の全てが、２つの容器に盛り込まれているので、構成が簡易で、持ち運びが容易な炭酸飲料製造装置が提供される。
【００１２】
また、飲料原液供給装置の別の容器に設けられた導管は、炭酸水供給装置の容器内部と飲料原液供給装置の別の容器内部とに通じているので、炭酸水供給装置の容器内部の圧力と、飲料原液供給装置の別の容器内部の圧力とが等しくなる。これにより、炭酸水供給装置の水出口からの炭酸水の供給量と飲料原液供給装置の原液出口からの飲料原液の供給量は、炭酸水の残量及び飲料原液の残量に依存することなく常に等しくなるので、炭酸水と飲料原液とが所定の混合比で含まれる炭酸飲料を継続して製造できる炭酸飲料製造装置が提供される。
【００１３】
本発明の装置においては、炭酸水供給装置の容器内部を所定の温度及び所定の圧力に保持することができる。これは、炭酸水供給装置の容器に設けられた断熱材及び圧力調節弁により実現される。所定の温度及び所定の圧力とは、例えば -20 ℃ 〜 -10 ℃ 及び 2 kg/cm2 （すなわち 0.2 MPa）である。この状態に保持されると、例えば外気温が 30 ℃ の場合には約 2.5 日間、外気温が 0 ℃ の場合には約 8 日間、二酸化炭素ハイドレートを炭酸水供給装置の容器内に蓄えておくことができるので、この期間中は炭酸飲料を製造することができる。また、-20 ℃ 〜 -10 ℃ に保持できる断熱材は、例えば厚さ 2 cm の発泡ポリウレタンである。
【００１４】
-20 ℃ 〜 -10 ℃ 下で二酸化炭素ハイドレートが分解すると、生成した水はしばらくすると氷になり、周りの二酸化炭素ハイドレートや支持板等に付着してしまう。しかし、時間が経つにつれて、容器外部から供給される熱によって氷は融けて水になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は、実施例の炭酸飲料製造装置の全体構成を示す図である。炭酸飲料製造装置１は、炭酸水供給装置１０と飲料原液供給装置２０とで構成される。飲料原液供給装置２０は１台でもよいし、複数（図１では、２０Ａ及び２０Ｂで示す２台）設けてもよい。
【００１６】
炭酸水供給装置１０は、容器１１と、断熱材１２と、圧力調節弁１３と、遮蔽板１４と、水出口１５とで構成される。
【００１７】
容器１１は、直径 300 mm 程度、高さ 510 mm 程度、厚さ 1 mm 程度のステンレス製のタンクから成り、容積 は 30 リットル 程度、重さは 4 kg 程度である。その全体は断熱材３に覆われている。断熱材１２は、厚さ 2 cm の発泡ポリウレタンから成り、これによって容器内部１８の温度は -20 ℃ 〜 -10 ℃ に保持される。
【００１８】
容器１１の上部には、蓋１１ａと圧力調節弁１３が設けられている。蓋１１ａとそれを覆う断熱材の蓋部１２ａを外して、二酸化炭素ハイドレート２を容器１１内に供給することができる。圧力調節弁１３によって、容器内部１８の気体が容器１１外に排出されて、容器内部１８は所定の圧力、例えば 2 kg/cm2 に保持される。
【００１９】
容器１１内には、二酸化炭素ハイドレート２を載せる支持板として、水を通す（しかし、二酸化炭素ハイドレート２は通さない）孔１４ａを有する遮蔽板１４が設けられている。この孔１４ａの大きさは、二酸化炭素ハイドレート２よりも小さい、直径 5 mm 程度が望ましい。なお、遮蔽板１４は、同程度の網目を有する金属製の網、例えば、熱伝導性に優れる銅製の網であってもよい。さらに、遮蔽板１４の上に、11 kg 程度の二酸化炭素ハイドレート２を載せられることが望ましい。そして、遮蔽板１４の下に炭酸水３が溜まる。炭酸水３が溜まるこの部分、すなわち遮蔽板１４下の容積は 10 リットル 程度であることが望ましい。また、二酸化炭素ハイドレート２が分解して生成した炭酸水３が溜まる前に炭酸飲料製造装置１を使用したい場合に備えて、遮蔽板１４下に別に用意した 6 リットル程度の炭酸水３を予め貯蔵しておくことが望ましい。
【００２０】
遮蔽板１４の上には、容器１１の外に設けられた電源３５に、電源スイッチ３６を介して電気的に接続する電熱器（ヒータ）３４が設けられている。電源スイッチ３６をオンすることにより、電熱器３４が通電されて 1 ℃ 程度まで昇温することができる。
【００２１】
容器１１の下部には、一端が容器１１内に通じていて、他端が水出口１５となっていて、途中にコック弁３２及び流量調節弁１７を備えた導管１６が設けられている。このコック弁３２を開けることにより、容器１１の底に溜まった炭酸水３を水出口１５から容器１１外に出すことができる。また、流量調節弁１７を開閉することにより、水出口１５から出る炭酸水３の流量を制御することができる。
【００２２】
実施例で使用される二酸化炭素ハイドレート２は、例えば、上記特許文献１に記載のガスハイドレート製造装置によって製造されるものである。
【００２３】
実施例において、時間が経過するにつれて、二酸化炭素ハイドレート２は、容器内部１８において、二酸化炭素及び水に分解する。生成した水は、容器内部１８の温度が低いためにしばらくすると氷になり、周りの二酸化炭素ハイドレート２や遮蔽板１４等に付着する。時間が経つにつれて、容器１１外部及び電熱器３４から供給される熱によって、氷は融けて水になる。そして、生成した二酸化炭素によって容器内部１８の圧力が高まるので、常圧下に比べてより大量の二酸化炭素が水に溶解して、炭酸水３が生成する。例えば、11 kg 程度の二酸化炭素ハイドレート２から、10 リットル 程度の炭酸水３が生成する。炭酸水３は、遮蔽板１４の孔１４ａを通って、容器１１内の底に溜まる。そして、コック弁３２を開けると、前述のように炭酸水３が水出口１５から出てくる。
【００２４】
一方、飲料原液供給装置２０は、原液容器２１と、原液出口２５と、ガス導管２９とで構成される。なお、図１に原液容器２１Ａと原液容器２１Ｂとが記載されているが、以下、これらを区別する必要がある場合を除いて「原液容器２１」と記載する。
【００２５】
原液容器２１は、製造しようとする炭酸飲料に必要な飲料原液の量に応じて、必要な容積を有することが望ましい。例えば、炭酸水と飲料原液の混合比が１：０．２５である炭酸飲料を製造する場合には、原液容器２１は、容積が 4 リットル 程度（なぜなら、11 kg 程度の二酸化炭素ハイドレート２から生成する炭酸水３は 10 リットル 程度であり、容器１１下部に予め貯蔵しておいた炭酸水３ は 6 リットル 程度であるから、炭酸水３の合計は 16 リットル 程度である）であることが望ましい。また、4 リットル よりも多い場合には、飲料原液４を原液容器２１に供給する回数を減らすことができる。
【００２６】
原液容器２１は、直径 160 mm 程度、高さ 200 mm 程度、厚さ 1 mm 程度のステンレス製のタンクから成り、容積 は 4 リットル 程度、重さは 1 kg 程度である。原液容器２１の上部に設けられた蓋２１ａを外して、飲料原液４を原液容器２１内に供給することができる。なお、原液容器２１Ａ内の飲料原液４Ａと原液容器２１Ｂ内の飲料原液４Ｂとは、同じ飲料原液であってもよいし、異なる飲料原液であってもよい。
【００２７】
原液容器２１内の飲料原液４に浸からない位置には、炭酸水供給装置１０の遮蔽板１４よりも高い位置で容器内部１８に通じるガス導管２９が設けられている。容器内部１８のガス（二酸化炭素）がガス導管２９中を通って原液容器内部２８に移動するので、原液容器内部２８の圧力は容器内部１８の圧力に等しくなる。なお、原液容器２１が複数（２１Ａ及び２１Ｂ）設けられている場合には、ガス導管２９Ａ及び２９Ｂのそれぞれを直に容器内部１８に通じさせてもよいし、継ぎ手３０を用いて、容器内部１８に通じるガス導管２９Ａにガス導管２９Ｂを接続することにしてもよい。
【００２８】
原液容器２１の下部には、一端が原液容器２１内に通じていて、他端が原液出口２５となっていて、途中に原液コック弁３３及び原液流量調節弁２７を備えた原液導管２６が設けられている。この原液コック弁３３を開けることにより、原液容器２１内の飲料原液４を原液出口２５から原液容器２１外に出すことができる。また、流量調節弁２７を開閉することにより、原液出口２５から出る飲料原液４の流量を制御することができる。
【００２９】
コック弁３２及び原液コック弁３３を同時に開けて、水出口１５及び原液出口２５から出てくる炭酸水３及び飲料原液４をコップ３１に注ぐと、コップ３１内で炭酸水３と飲料原液４とが混合して、炭酸飲料５となる。
【００３０】
このとき、製造される炭酸飲料５中に含まれる炭酸水３と飲料原液４の混合比は、炭酸飲料３の残量Ｈ１及び飲料原液４の残量ｈ１に依存することなく、常に一定となる。
【００３１】
以下、炭酸飲料５中に含まれる炭酸水３と飲料原液４の混合比が一定となることについて説明する。
【００３２】
Ｐｖ→ＰＬ、ｐｖ→ｐＬ、Ｐｇ→ＰＧ、ｐｇ→ｐＧ、Ｐｗ→ＰＷ、ｐｗ→ｐＷ
水出口１５からの炭酸水３の供給量Ｑ(m3/s)は、次式で表される。
【００３３】
Ｑ＝πＲ２×Ｖ …(1)
Ｒ：導管１６の内径(m)
Ｖ：炭酸水の平均流速(m/s)
ここで、炭酸水３が導管１６内を流れることにより発生する圧力損失ＰＬ(MPa)は、次式の関数Ｆで表される。
【００３４】
ＰＬ＝Ｆ（Ｒ，Ｖ，Μ，Ｄ，Ζ） …(2)
ＰＬ：炭酸水３が導管１６内を流れることにより発生する圧力損失(MPa)
Μ：炭酸水３の粘度(Pa・s)
Ｄ：炭酸水３の密度(kg/m3)
Ζ：導管１６の形状に関する係数
なお、導管１６の形状に関する係数Ζは、導管１６の長さ、容器１１から導管１６への入口部の形状、導管１６のエルボ部の形状、流量調節弁１７、コック弁３２の形状等により決定される。
【００３５】
よって、炭酸水３の平均流速Ｖ(m/s)は、次式の関数Ｈで表される。
【００３６】
Ｖ＝Ｈ（ＰＬ，Ｒ，Μ，Ｄ，Ζ） …(3)
(3)式を(1)式に代入すると、
Ｑ＝πＲ２×Ｈ（ＰＬ，Ｒ，Μ，Ｄ，Ζ） …(4)
となる。ここで、圧力損失ＰＬ(MPa)は、次式で表される。
【００３７】
ＰＬ＝ＰＧ−Ｐ0＋ＰＷ＝ＰＧ−Ｐ0＋Ｄｇ（Ｈ１＋Ｈ２） …(5)
ＰＧ：容器内部１８の圧力(MPa)
Ｐ0：大気圧(MPa)
ＰＷ：炭酸水３の残量に起因する圧力(MPa)
ｇ：標準重力加速度(m/s3)
Ｈ１：炭酸水３の水面から容器１１の底までの高さ(m)
Ｈ２：容器１１の底から水出口１５までの高さ(m)
各変数の値は次の通りである。容器内部１８の圧力ＰＧは前述のように0.2 MPa である。大気圧Ｐ0は 0.1013 MPa である。炭酸水３の密度Ｄは、水と同じとみなして 0.001 kg/m3 である。炭酸水３の水面から容器１１の底までの高さ、すなわち炭酸水３の残量Ｈ１は最大 0.14 m である（なぜなら、二酸化炭素ハイドレート２の分解により生成する炭酸水３は 10 リットル である）が、二酸化炭素ハイドレート２の分解途中、又は炭酸水３の一部を使用した（すなわち水出口１５から出した）後には、それよりも小さな値となる。容器１１の底から水出口１５までの高さＨ２は、水出口１５の設置箇所に依存するが、例えばＨ２＝0.03 m とする。(5)式に各値を代入すると、
ＰＬ＝0.2−0.1013＋0.001×9.807×（Ｈ１＋0.03） …(6)
となる。ここで、Ｈ１が 0.14 m 以下であることからＰＧ−Ｐ0≫Ｄ(Ｈ１＋Ｈ２)であるので、(5)式のＤ(Ｈ１＋Ｈ2)の項を無視することができて、(2)式を
ＰＬ＝ＰＧ−Ｐ0 …(7)
と近似できる。従って、(7)式から、炭酸水３が導管１６内を流れることにより発生する圧力損失ＰＬは、炭酸水３の水面から容器１１の底までの高さＨ１、すなわち炭酸水３の残量に依存することなく、容器内部１８の圧力ＰＧのみに依存することがわかる。
【００３８】
ここで、(7)式を(4)式に代入すると、
Ｑ＝πＲ２×Ｆ（ＰＧ，Ｐ０，Ｒ，Μ，Ｄ，Ζ） …(8)
となる。
【００３９】
同様に、原液出口２５からの飲料原液４の供給量ｑ(m3/s)は、次式で表される。
【００４０】
ｑ＝πｒ２×ｖ …(9)
ｒ：原液導管２６の内径(m)
ｖ：飲料原液４の平均流速(m/s)
ここで、飲料原液４が原液導管２６内を流れることにより発生する圧力損失ｐＬ(MPa)は、次式の関数ｆで表される。
【００４１】
ｐＬ＝ｆ（ｒ，ｖ，μ，ｄ，ζ） …(10)
ｐＬ：飲料原液４が原液導管２６内を流れることにより発生する圧力損失(MPa)
μ：飲料原液４の粘度(Pa・s)
ｄ：飲料原液４の密度(kg/m3)
ζ：導管２６の形状に関する係数
なお、導管２６の形状に関する係数ζは、導管２６の長さ、原液容器２１から導管２６への入口部の形状、導管２６のエルボ部の形状、原液流量調節弁２７、原液コック弁３３の形状等により決定される。
【００４２】
よって、飲料原液４の平均流速ｖ(m/s)は、次式の関数ｈで表される。
【００４３】
ｖ＝ｈ（ｐＬ，ｒ，μ，ｄ，ζ） …(11)
(11)式を(9)式に代入すると、
ｑ＝πｒ２×ｈ（ｐＬ，ｒ，μ，ｄ，ζ） …(12)
となる。ここで、圧力損失ｐＬ(MPa)は、次式であらわされる。
【００４４】
ｐＬ＝ｐＧ−Ｐ0＋ｐＷ＝ｐＧ−Ｐ0＋ｄｇ（ｈ１＋ｈ２） …(13)
ｐＧ：原液容器内部２８の圧力(MPa)
ｐＷ：飲料原液４の残量に起因する圧力(MPa)
ｈ１：飲料原液４の水面から原液容器２１の底までの高さ(m)
ｈ２：原液容器２１の底から水出口２５までの高さ(m)
各変数の値は次の通りである。原液容器内部２８の圧力ＰＧは前述のように容器内部１８に等しいので、ｐＧ＝ＰＧ＝0.2 MPa となる。また、飲料原液４の密度ｄは飲料原液の種類によって異なるが、例えばｄ＝0.0013 kg/m3 とする。飲料原液４の水面から原液容器２１の底までの高さ、すなわち飲料原液４の残量ｈ１は最大 0.2 m である（なぜなら、原液容器２１の容積は 4 リットルである）が、飲料原液４の一部を使用した（すなわち原液出口２５から出した）後には、それよりも小さな値となる。原液容器２１の底から水出口２５までの高さｈ２は、水出口２５の設置箇所に依存するが、例えば水出口１５と同じ高さ、すなわちｈ２＝0.03 m とする。(7)式に各値を代入すると、
ｐＬ＝0.2−0.1013＋0.0013×9.807×（ｈ１＋0.03）−Ｐｓ …(14)
となる。ここで、ｈ１が 0.2 m 以下であることからｐＧ−Ｐ0≫ｄ（ｈ１＋ｈ２）であるので、(13)式のｄ（ｈ１＋ｈ２）の項を無視することができて、(13)式を
ｐＬ＝ｐＧ−Ｐ0＝ＰＧ−Ｐ0 …(15)
と近似できる。従って、(15)式から、飲料原液４が導管２６内を流れることにより発生する圧力損失ｐＬは、飲料原液４の水面から原液容器２１の底までの高さｈ１、すなわち飲料原液４の残量に依存することなく、容器内部１８の圧力ＰＧのみに依存することがわかる。
【００４５】
ここで、(15)式を(12)式に代入すると、
ｑ＝πｒ２×ｈ（ｐＧ，Ｐ０，ｒ，μ，ｄ，ζ） …(16)
となる。
【００４６】
次に、水出口１５からの炭酸水３の供給量Ｑと原液出口２５からの飲料原液４の供給量ｑの比Ｑ／ｑは、(5)式及び(10)式から次式のように表される。
【００４７】
Ｑ／ｑ＝πＲ２×Ｆ（ＰＧ，Ｐ０，Ｒ，Μ，Ｄ，Ζ）／{πｒ２×ｈ（ｐＧ，Ｐ０，ｒ，μ，
ｄ，ζ）}
＝Ｒ２／ｒ２×Ｆ（ＰＧ，Ｐ０，Ｒ，Μ，Ｄ，Ζ）／ｈ（ｐＧ，Ｐ０，ｒ，μ，ｄ，ζ） …(17)
(17)式中の各変数は、炭酸飲料５を製造する最中に変化することはないので、Ｑ／ｑ＝一定である。従って、製造される炭酸飲料５中に含まれる炭酸水３と飲料原液４の混合比は、炭酸水３の残量Ｈ１及び飲料原液４の残量ｈ１に依存することなく、常に一定であることがわかる。
【００４８】
以上から、実施例の炭酸飲料製造装置１は、炭酸水３と飲料原液４とが所定の混合比で含まれる炭酸飲料５を継続して製造することができる。また、実施例の炭酸飲料製造装置１は、以上のように、容積が 38 リットル 程度、重さが 7 kg 程度（飲料原液供給装置２０が２台の場合。ただし、二酸化炭素ハイドレート２、炭酸水供給装置１０の容器１１下部に予め貯蔵しておいた炭酸水３、及び飲料原液４を除く）と、小型で比較的軽量であるので、持ち運びが容易である。
【００４９】
炭酸水供給装置１０の容器内部１８は、断熱材１２及び圧力調節弁１３によって -20 ℃ 及び 2 kg/cm2 に保持されるので、例えば外気温が 30 ℃ の場合には約 2.5 日間、外気温が 0 ℃ の場合には約 8 日間、二酸化炭素ハイドレート２を容器１３内に蓄えておくことができ、この期間中は炭酸飲料５を製造することができる。
【００５０】
二酸化炭素ハイドレート２の分解速度が遅くて、炭酸水供給装置１０に必要量の炭酸水３が貯蔵されていない場合には、容器内部１８を加熱して二酸化炭素ハイドレート２の分解を促進させることができる。断熱材１２をパネル状にして、断熱材１２の一部を外して断熱効果を弱めることにより、容器内部１８の温度を上げてもよいし、電熱器３４の温度を高くしてもよい。
【００５１】
また、炭酸水供給装置１０の容器１１内の下部に貯蔵されている炭酸水３が凍ってしまうことを防ぐために、容器１１内の下部に、容器１１を覆う断熱材１２とは別の断熱材を設けてもよい。この断熱材は、プラスチック等で覆われていて清潔であることが望ましい。
【００５２】
また、炭酸水供給装置１０の圧力調節弁１３を調節して容器内部１８の圧力を変えることにより、用途に応じて必要な炭酸濃度を有する炭酸飲料５を得ることができる。
【００５３】
さらに、炭酸水供給装置１０の流量調節弁１７及び飲料原液供給装置２０の原液流量調節弁２７の開け具合を調節することにより、製造される炭酸飲料５中に含まれる炭酸水３と飲料原液４の混合比を変更することもできる。
【００５４】
本発明は、以上の実施形態に限定されるものでなく、本発明の技術思想の範囲内において種々の変形及び変更が可能である。例えば、炭酸飲料製造装置１は、炭酸水供給装置１０のコック弁３２及び飲料原液供給装置２０の原液コック弁３３を同時に開閉するための機械的手段又は電気的手段を設けていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】実施例の炭酸飲料製造装置の全体構成を示す図。
【符号の説明】
【００５６】
１：炭酸飲料製造装置、２：二酸化炭素ハイドレート、３：炭酸水、４：飲料原液、５：炭酸飲料、１０：炭酸水供給装置、１１：容器、１２：断熱材、１３：圧力調節弁、１４：遮蔽板、１５：水出口、１６：導管、１７：流量調節弁、１８：容器内部、２０：飲料原液供給装置、２１：容器、２５：原液出口、２６：原液導管、２７：原液流量調節弁、２８：原液容器内部、２９：ガス導管、３０：継ぎ手、３１：コップ、３２：コック弁、３３：原液コック弁、３４：電熱器、３５：電源、３６：電源スイッチ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭酸飲料製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ビールやソーダ水のような炭酸飲料は、缶やペットボトル等に充填されて提供されるだけでなく、ビールサーバやドリンクサーバ等からコップ等の器に注がれて提供されることもある。その場合に、器に注がれる直前に、冷却された水及び飲料の原液と、炭酸ガスボンベから供給される炭酸ガスとが混合されて、炭酸飲料が製造される。しかしながら、炭酸ガスボンベの取り扱いが困難であるという問題があった。
【０００３】
これを解決する方法として、下記の特許文献１に、二酸化炭素と水とをタンク内で接触させてガスハイドレートを製造するガスハイドレート製造装置と、該ガスハイドレートを水から分離する分離装置と、水が分離されたガスハイドレートを貯蔵するガスハイドレート貯蔵タンクと、炭酸水を製造する炭酸水製造タンクと、飲料貯蔵タンクとよりなり、前記貯蔵タンク内のガスハイドレートを前記炭酸水製造タンクに供給して炭酸水を製造するとともに、該炭酸水を取り出して前記飲料貯蔵タンクから取り出された飲料の原液とを混合するようにしたことを特徴とする炭酸飲料製造装置が記載されている。
【０００４】
また、二酸化炭素ガスハイドレートは、0 ℃ 程度で 1 m3 のガスハイドレート中に 50 m3 の二酸化炭素ガス及び 0.8 m3の水を含むことが、下記の特許文献２に記載されている。
【特許文献１】特開２００５−２２４１４６号公報
【特許文献２】特開２００５−３０５１２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１記載の装置では、ガスハイドレート製造装置と、分離装置と、ガスハイドレート貯蔵タンクと、炭酸水製造タンクと、飲料貯蔵タンクとが必要で、これらの装置を組み合わせて使用するので、費用が掛かるとともに、ビールサーバやドリンクサーバ等に比べて持ち運びが困難或いは不可能である。また、炭酸水製造タンク内の炭酸水の残量及び飲料貯蔵タンク内の飲料原液の残量が減少するにつれて、炭酸水の供給量及び飲料原液の供給量が減少して、炭酸水の供給量と飲料原液の供給量の比、すなわち炭酸飲料中の炭酸水と飲料原液の混合比を一定に保つことができなくなるが、これを解決する手段について記載されていない。
【０００６】
本発明の目的は、炭酸水と飲料原液とが所定の混合比で含まれる炭酸飲料を継続して製造できる、持ち運びが容易で簡易な構造の炭酸水製造装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明では、炭酸水を製造するために、二酸化炭素ハイドレートを使用する。二酸化炭素ハイドレートは、時間が経過するにつれて二酸化炭素と水とに分解する。なお、0 ℃ 常圧下におけるその体積は、二酸化炭素が二酸化炭素ハイドレートの 50 倍、水が二酸化炭素ハイドレートの 0.8 倍である（特許文献２参照）。そして、二酸化炭素と水とが共存する系において、二酸化炭素は水に溶解する。二酸化炭素の圧力（分圧）が高い場合には、大量の二酸化炭素が水に溶解して、炭酸水が生成する。
【０００８】
本発明の炭酸飲料製造装置は、全体が断熱材に覆われた容器と、前記容器の上部に設けられた圧力調節弁と、前記容器内に設けられ、二酸化炭素ハイドレートを載せることができ、かつ水を通す孔を有する支持板と、前記容器の下部に設けられた開閉可能な水出口とを有する炭酸水供給装置、及び、別の容器と、一端が該容器内に入れられた飲料原液に浸からない位置に取り付けられ、他端が前記炭酸水供給装置の前記支持板よりも高い位置で前記炭酸水供給装置の前記容器に取り付けられた、前記炭酸水供給装置の前記容器内部と容器内部１８前記別の容器内部とを通じさせる導管と、前記別の容器の下部に設けられた開閉可能な原液出口とを有する飲料原液供給装置とを備え、前記水出口から供給された炭酸水と、前記原液出口から供給された飲料原液とを混合して炭酸飲料を作るように構成したことを特徴とする。
【０００９】
本発明の装置は、前記容器内の氷を融かす加熱手段を備えることが望ましい。これは、例えば、前記容器の外に設けられた電源に電気的に接続する、電源スイッチを備えた電熱器である。
【００１０】
また、前記飲料原液供給装置は１つでもよいし、複数備えてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の装置は、全体が断熱材に覆われた容器に、圧力調節弁、支持板、及び水出口を設けた炭酸水供給装置と、別の容器に、導管及び原液出口を設けた飲料原液装置とを組み合わせたものであるから、小型かつ軽量に形成される。すなわち、二酸化炭素ハイドレートから炭酸水を製造するのに必要な手段及び炭酸水と飲料原液とを供給する手段の全てが、２つの容器に盛り込まれているので、構成が簡易で、持ち運びが容易な炭酸飲料製造装置が提供される。
【００１２】
また、飲料原液供給装置の別の容器に設けられた導管は、炭酸水供給装置の容器内部と飲料原液供給装置の別の容器内部とに通じているので、炭酸水供給装置の容器内部の圧力と、飲料原液供給装置の別の容器内部の圧力とが等しくなる。これにより、炭酸水供給装置の水出口からの炭酸水の供給量と飲料原液供給装置の原液出口からの飲料原液の供給量は、炭酸水の残量及び飲料原液の残量に依存することなく常に等しくなるので、炭酸水と飲料原液とが所定の混合比で含まれる炭酸飲料を継続して製造できる炭酸飲料製造装置が提供される。
【００１３】
本発明の装置においては、炭酸水供給装置の容器内部を所定の温度及び所定の圧力に保持することができる。これは、炭酸水供給装置の容器に設けられた断熱材及び圧力調節弁により実現される。所定の温度及び所定の圧力とは、例えば -20 ℃ 〜 -10 ℃ 及び 2 kg/cm2 （すなわち 0.2 MPa）である。この状態に保持されると、例えば外気温が 30 ℃ の場合には約 2.5 日間、外気温が 0 ℃ の場合には約 8 日間、二酸化炭素ハイドレートを炭酸水供給装置の容器内に蓄えておくことができるので、この期間中は炭酸飲料を製造することができる。また、-20 ℃ 〜 -10 ℃ に保持できる断熱材は、例えば厚さ 2 cm の発泡ポリウレタンである。
【００１４】
-20 ℃ 〜 -10 ℃ 下で二酸化炭素ハイドレートが分解すると、生成した水はしばらくすると氷になり、周りの二酸化炭素ハイドレートや支持板等に付着してしまう。しかし、時間が経つにつれて、容器外部から供給される熱によって氷は融けて水になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は、実施例の炭酸飲料製造装置の全体構成を示す図である。炭酸飲料製造装置１は、炭酸水供給装置１０と飲料原液供給装置２０とで構成される。飲料原液供給装置２０は１台でもよいし、複数（図１では、２０Ａ及び２０Ｂで示す２台）設けてもよい。
【００１６】
炭酸水供給装置１０は、容器１１と、断熱材１２と、圧力調節弁１３と、遮蔽板１４と、水出口１５とで構成される。
【００１７】
容器１１は、直径 300 mm 程度、高さ 510 mm 程度、厚さ 1 mm 程度のステンレス製のタンクから成り、容積 は 30 リットル 程度、重さは 4 kg 程度である。その全体は断熱材３に覆われている。断熱材１２は、厚さ 2 cm の発泡ポリウレタンから成り、これによって容器内部１８の温度は -20 ℃ 〜 -10 ℃ に保持される。
【００１８】
容器１１の上部には、蓋１１ａと圧力調節弁１３が設けられている。蓋１１ａとそれを覆う断熱材の蓋部１２ａを外して、二酸化炭素ハイドレート２を容器１１内に供給することができる。圧力調節弁１３によって、容器内部１８の気体が容器１１外に排出されて、容器内部１８は所定の圧力、例えば 2 kg/cm2 に保持される。
【００１９】
容器１１内には、二酸化炭素ハイドレート２を載せる支持板として、水を通す（しかし、二酸化炭素ハイドレート２は通さない）孔１４ａを有する遮蔽板１４が設けられている。この孔１４ａの大きさは、二酸化炭素ハイドレート２よりも小さい、直径 5 mm 程度が望ましい。なお、遮蔽板１４は、同程度の網目を有する金属製の網、例えば、熱伝導性に優れる銅製の網であってもよい。さらに、遮蔽板１４の上に、11 kg 程度の二酸化炭素ハイドレート２を載せられることが望ましい。そして、遮蔽板１４の下に炭酸水３が溜まる。炭酸水３が溜まるこの部分、すなわち遮蔽板１４下の容積は 10 リットル 程度であることが望ましい。また、二酸化炭素ハイドレート２が分解して生成した炭酸水３が溜まる前に炭酸飲料製造装置１を使用したい場合に備えて、遮蔽板１４下に別に用意した 6 リットル程度の炭酸水３を予め貯蔵しておくことが望ましい。
【００２０】
遮蔽板１４の上には、容器１１の外に設けられた電源３５に、電源スイッチ３６を介して電気的に接続する電熱器（ヒータ）３４が設けられている。電源スイッチ３６をオンすることにより、電熱器３４が通電されて 1 ℃ 程度まで昇温することができる。
【００２１】
容器１１の下部には、一端が容器１１内に通じていて、他端が水出口１５となっていて、途中にコック弁３２及び流量調節弁１７を備えた導管１６が設けられている。このコック弁３２を開けることにより、容器１１の底に溜まった炭酸水３を水出口１５から容器１１外に出すことができる。また、流量調節弁１７を開閉することにより、水出口１５から出る炭酸水３の流量を制御することができる。
【００２２】
実施例で使用される二酸化炭素ハイドレート２は、例えば、上記特許文献１に記載のガスハイドレート製造装置によって製造されるものである。
【００２３】
実施例において、時間が経過するにつれて、二酸化炭素ハイドレート２は、容器内部１８において、二酸化炭素及び水に分解する。生成した水は、容器内部１８の温度が低いためにしばらくすると氷になり、周りの二酸化炭素ハイドレート２や遮蔽板１４等に付着する。時間が経つにつれて、容器１１外部及び電熱器３４から供給される熱によって、氷は融けて水になる。そして、生成した二酸化炭素によって容器内部１８の圧力が高まるので、常圧下に比べてより大量の二酸化炭素が水に溶解して、炭酸水３が生成する。例えば、11 kg 程度の二酸化炭素ハイドレート２から、10 リットル 程度の炭酸水３が生成する。炭酸水３は、遮蔽板１４の孔１４ａを通って、容器１１内の底に溜まる。そして、コック弁３２を開けると、前述のように炭酸水３が水出口１５から出てくる。
【００２４】
一方、飲料原液供給装置２０は、原液容器２１と、原液出口２５と、ガス導管２９とで構成される。なお、図１に原液容器２１Ａと原液容器２１Ｂとが記載されているが、以下、これらを区別する必要がある場合を除いて「原液容器２１」と記載する。
【００２５】
原液容器２１は、製造しようとする炭酸飲料に必要な飲料原液の量に応じて、必要な容積を有することが望ましい。例えば、炭酸水と飲料原液の混合比が１：０．２５である炭酸飲料を製造する場合には、原液容器２１は、容積が 4 リットル 程度（なぜなら、11 kg 程度の二酸化炭素ハイドレート２から生成する炭酸水３は 10 リットル 程度であり、容器１１下部に予め貯蔵しておいた炭酸水３ は 6 リットル 程度であるから、炭酸水３の合計は 16 リットル 程度である）であることが望ましい。また、4 リットル よりも多い場合には、飲料原液４を原液容器２１に供給する回数を減らすことができる。
【００２６】
原液容器２１は、直径 160 mm 程度、高さ 200 mm 程度、厚さ 1 mm 程度のステンレス製のタンクから成り、容積 は 4 リットル 程度、重さは 1 kg 程度である。原液容器２１の上部に設けられた蓋２１ａを外して、飲料原液４を原液容器２１内に供給することができる。なお、原液容器２１Ａ内の飲料原液４Ａと原液容器２１Ｂ内の飲料原液４Ｂとは、同じ飲料原液であってもよいし、異なる飲料原液であってもよい。
【００２７】
原液容器２１内の飲料原液４に浸からない位置には、炭酸水供給装置１０の遮蔽板１４よりも高い位置で容器内部１８に通じるガス導管２９が設けられている。容器内部１８のガス（二酸化炭素）がガス導管２９中を通って原液容器内部２８に移動するので、原液容器内部２８の圧力は容器内部１８の圧力に等しくなる。なお、原液容器２１が複数（２１Ａ及び２１Ｂ）設けられている場合には、ガス導管２９Ａ及び２９Ｂのそれぞれを直に容器内部１８に通じさせてもよいし、継ぎ手３０を用いて、容器内部１８に通じるガス導管２９Ａにガス導管２９Ｂを接続することにしてもよい。
【００２８】
原液容器２１の下部には、一端が原液容器２１内に通じていて、他端が原液出口２５となっていて、途中に原液コック弁３３及び原液流量調節弁２７を備えた原液導管２６が設けられている。この原液コック弁３３を開けることにより、原液容器２１内の飲料原液４を原液出口２５から原液容器２１外に出すことができる。また、流量調節弁２７を開閉することにより、原液出口２５から出る飲料原液４の流量を制御することができる。
【００２９】
コック弁３２及び原液コック弁３３を同時に開けて、水出口１５及び原液出口２５から出てくる炭酸水３及び飲料原液４をコップ３１に注ぐと、コップ３１内で炭酸水３と飲料原液４とが混合して、炭酸飲料５となる。
【００３０】
このとき、製造される炭酸飲料５中に含まれる炭酸水３と飲料原液４の混合比は、炭酸飲料３の残量Ｈ１及び飲料原液４の残量ｈ１に依存することなく、常に一定となる。
【００３１】
以下、炭酸飲料５中に含まれる炭酸水３と飲料原液４の混合比が一定となることについて説明する。
【００３２】
Ｐｖ→ＰＬ、ｐｖ→ｐＬ、Ｐｇ→ＰＧ、ｐｇ→ｐＧ、Ｐｗ→ＰＷ、ｐｗ→ｐＷ
水出口１５からの炭酸水３の供給量Ｑ(m3/s)は、次式で表される。
【００３３】
Ｑ＝πＲ２×Ｖ …(1)
Ｒ：導管１６の内径(m)
Ｖ：炭酸水の平均流速(m/s)
ここで、炭酸水３が導管１６内を流れることにより発生する圧力損失ＰＬ(MPa)は、次式の関数Ｆで表される。
【００３４】
ＰＬ＝Ｆ（Ｒ，Ｖ，Μ，Ｄ，Ζ） …(2)
ＰＬ：炭酸水３が導管１６内を流れることにより発生する圧力損失(MPa)
Μ：炭酸水３の粘度(Pa・s)
Ｄ：炭酸水３の密度(kg/m3)
Ζ：導管１６の形状に関する係数
なお、導管１６の形状に関する係数Ζは、導管１６の長さ、容器１１から導管１６への入口部の形状、導管１６のエルボ部の形状、流量調節弁１７、コック弁３２の形状等により決定される。
【００３５】
よって、炭酸水３の平均流速Ｖ(m/s)は、次式の関数Ｈで表される。
【００３６】
Ｖ＝Ｈ（ＰＬ，Ｒ，Μ，Ｄ，Ζ） …(3)
(3)式を(1)式に代入すると、
Ｑ＝πＲ２×Ｈ（ＰＬ，Ｒ，Μ，Ｄ，Ζ） …(4)
となる。ここで、圧力損失ＰＬ(MPa)は、次式で表される。
【００３７】
ＰＬ＝ＰＧ−Ｐ0＋ＰＷ＝ＰＧ−Ｐ0＋Ｄｇ（Ｈ１＋Ｈ２） …(5)
ＰＧ：容器内部１８の圧力(MPa)
Ｐ0：大気圧(MPa)
ＰＷ：炭酸水３の残量に起因する圧力(MPa)
ｇ：標準重力加速度(m/s3)
Ｈ１：炭酸水３の水面から容器１１の底までの高さ(m)
Ｈ２：容器１１の底から水出口１５までの高さ(m)
各変数の値は次の通りである。容器内部１８の圧力ＰＧは前述のように0.2 MPa である。大気圧Ｐ0は 0.1013 MPa である。炭酸水３の密度Ｄは、水と同じとみなして 0.001 kg/m3 である。炭酸水３の水面から容器１１の底までの高さ、すなわち炭酸水３の残量Ｈ１は最大 0.14 m である（なぜなら、二酸化炭素ハイドレート２の分解により生成する炭酸水３は 10 リットル である）が、二酸化炭素ハイドレート２の分解途中、又は炭酸水３の一部を使用した（すなわち水出口１５から出した）後には、それよりも小さな値となる。容器１１の底から水出口１５までの高さＨ２は、水出口１５の設置箇所に依存するが、例えばＨ２＝0.03 m とする。(5)式に各値を代入すると、
ＰＬ＝0.2−0.1013＋0.001×9.807×（Ｈ１＋0.03） …(6)
となる。ここで、Ｈ１が 0.14 m 以下であることからＰＧ−Ｐ0≫Ｄ(Ｈ１＋Ｈ２)であるので、(5)式のＤ(Ｈ１＋Ｈ2)の項を無視することができて、(2)式を
ＰＬ＝ＰＧ−Ｐ0 …(7)
と近似できる。従って、(7)式から、炭酸水３が導管１６内を流れることにより発生する圧力損失ＰＬは、炭酸水３の水面から容器１１の底までの高さＨ１、すなわち炭酸水３の残量に依存することなく、容器内部１８の圧力ＰＧのみに依存することがわかる。
【００３８】
ここで、(7)式を(4)式に代入すると、
Ｑ＝πＲ２×Ｆ（ＰＧ，Ｐ０，Ｒ，Μ，Ｄ，Ζ） …(8)
となる。
【００３９】
同様に、原液出口２５からの飲料原液４の供給量ｑ(m3/s)は、次式で表される。
【００４０】
ｑ＝πｒ２×ｖ …(9)
ｒ：原液導管２６の内径(m)
ｖ：飲料原液４の平均流速(m/s)
ここで、飲料原液４が原液導管２６内を流れることにより発生する圧力損失ｐＬ(MPa)は、次式の関数ｆで表される。
【００４１】
ｐＬ＝ｆ（ｒ，ｖ，μ，ｄ，ζ） …(10)
ｐＬ：飲料原液４が原液導管２６内を流れることにより発生する圧力損失(MPa)
μ：飲料原液４の粘度(Pa・s)
ｄ：飲料原液４の密度(kg/m3)
ζ：導管２６の形状に関する係数
なお、導管２６の形状に関する係数ζは、導管２６の長さ、原液容器２１から導管２６への入口部の形状、導管２６のエルボ部の形状、原液流量調節弁２７、原液コック弁３３の形状等により決定される。
【００４２】
よって、飲料原液４の平均流速ｖ(m/s)は、次式の関数ｈで表される。
【００４３】
ｖ＝ｈ（ｐＬ，ｒ，μ，ｄ，ζ） …(11)
(11)式を(9)式に代入すると、
ｑ＝πｒ２×ｈ（ｐＬ，ｒ，μ，ｄ，ζ） …(12)
となる。ここで、圧力損失ｐＬ(MPa)は、次式であらわされる。
【００４４】
ｐＬ＝ｐＧ−Ｐ0＋ｐＷ＝ｐＧ−Ｐ0＋ｄｇ（ｈ１＋ｈ２） …(13)
ｐＧ：原液容器内部２８の圧力(MPa)
ｐＷ：飲料原液４の残量に起因する圧力(MPa)
ｈ１：飲料原液４の水面から原液容器２１の底までの高さ(m)
ｈ２：原液容器２１の底から水出口２５までの高さ(m)
各変数の値は次の通りである。原液容器内部２８の圧力ＰＧは前述のように容器内部１８に等しいので、ｐＧ＝ＰＧ＝0.2 MPa となる。また、飲料原液４の密度ｄは飲料原液の種類によって異なるが、例えばｄ＝0.0013 kg/m3 とする。飲料原液４の水面から原液容器２１の底までの高さ、すなわち飲料原液４の残量ｈ１は最大 0.2 m である（なぜなら、原液容器２１の容積は 4 リットルである）が、飲料原液４の一部を使用した（すなわち原液出口２５から出した）後には、それよりも小さな値となる。原液容器２１の底から水出口２５までの高さｈ２は、水出口２５の設置箇所に依存するが、例えば水出口１５と同じ高さ、すなわちｈ２＝0.03 m とする。(7)式に各値を代入すると、
ｐＬ＝0.2−0.1013＋0.0013×9.807×（ｈ１＋0.03）−Ｐｓ …(14)
となる。ここで、ｈ１が 0.2 m 以下であることからｐＧ−Ｐ0≫ｄ（ｈ１＋ｈ２）であるので、(13)式のｄ（ｈ１＋ｈ２）の項を無視することができて、(13)式を
ｐＬ＝ｐＧ−Ｐ0＝ＰＧ−Ｐ0 …(15)
と近似できる。従って、(15)式から、飲料原液４が導管２６内を流れることにより発生する圧力損失ｐＬは、飲料原液４の水面から原液容器２１の底までの高さｈ１、すなわち飲料原液４の残量に依存することなく、容器内部１８の圧力ＰＧのみに依存することがわかる。
【００４５】
ここで、(15)式を(12)式に代入すると、
ｑ＝πｒ２×ｈ（ｐＧ，Ｐ０，ｒ，μ，ｄ，ζ） …(16)
となる。
【００４６】
次に、水出口１５からの炭酸水３の供給量Ｑと原液出口２５からの飲料原液４の供給量ｑの比Ｑ／ｑは、(5)式及び(10)式から次式のように表される。
【００４７】
Ｑ／ｑ＝πＲ２×Ｆ（ＰＧ，Ｐ０，Ｒ，Μ，Ｄ，Ζ）／{πｒ２×ｈ（ｐＧ，Ｐ０，ｒ，μ，
ｄ，ζ）}
＝Ｒ２／ｒ２×Ｆ（ＰＧ，Ｐ０，Ｒ，Μ，Ｄ，Ζ）／ｈ（ｐＧ，Ｐ０，ｒ，μ，ｄ，ζ） …(17)
(17)式中の各変数は、炭酸飲料５を製造する最中に変化することはないので、Ｑ／ｑ＝一定である。従って、製造される炭酸飲料５中に含まれる炭酸水３と飲料原液４の混合比は、炭酸水３の残量Ｈ１及び飲料原液４の残量ｈ１に依存することなく、常に一定であることがわかる。
【００４８】
以上から、実施例の炭酸飲料製造装置１は、炭酸水３と飲料原液４とが所定の混合比で含まれる炭酸飲料５を継続して製造することができる。また、実施例の炭酸飲料製造装置１は、以上のように、容積が 38 リットル 程度、重さが 7 kg 程度（飲料原液供給装置２０が２台の場合。ただし、二酸化炭素ハイドレート２、炭酸水供給装置１０の容器１１下部に予め貯蔵しておいた炭酸水３、及び飲料原液４を除く）と、小型で比較的軽量であるので、持ち運びが容易である。
【００４９】
炭酸水供給装置１０の容器内部１８は、断熱材１２及び圧力調節弁１３によって -20 ℃ 及び 2 kg/cm2 に保持されるので、例えば外気温が 30 ℃ の場合には約 2.5 日間、外気温が 0 ℃ の場合には約 8 日間、二酸化炭素ハイドレート２を容器１３内に蓄えておくことができ、この期間中は炭酸飲料５を製造することができる。
【００５０】
二酸化炭素ハイドレート２の分解速度が遅くて、炭酸水供給装置１０に必要量の炭酸水３が貯蔵されていない場合には、容器内部１８を加熱して二酸化炭素ハイドレート２の分解を促進させることができる。断熱材１２をパネル状にして、断熱材１２の一部を外して断熱効果を弱めることにより、容器内部１８の温度を上げてもよいし、電熱器３４の温度を高くしてもよい。
【００５１】
また、炭酸水供給装置１０の容器１１内の下部に貯蔵されている炭酸水３が凍ってしまうことを防ぐために、容器１１内の下部に、容器１１を覆う断熱材１２とは別の断熱材を設けてもよい。この断熱材は、プラスチック等で覆われていて清潔であることが望ましい。
【００５２】
また、炭酸水供給装置１０の圧力調節弁１３を調節して容器内部１８の圧力を変えることにより、用途に応じて必要な炭酸濃度を有する炭酸飲料５を得ることができる。
【００５３】
さらに、炭酸水供給装置１０の流量調節弁１７及び飲料原液供給装置２０の原液流量調節弁２７の開け具合を調節することにより、製造される炭酸飲料５中に含まれる炭酸水３と飲料原液４の混合比を変更することもできる。
【００５４】
本発明は、以上の実施形態に限定されるものでなく、本発明の技術思想の範囲内において種々の変形及び変更が可能である。例えば、炭酸飲料製造装置１は、炭酸水供給装置１０のコック弁３２及び飲料原液供給装置２０の原液コック弁３３を同時に開閉するための機械的手段又は電気的手段を設けていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】実施例の炭酸飲料製造装置の全体構成を示す図。
【符号の説明】
【００５６】
１：炭酸飲料製造装置、２：二酸化炭素ハイドレート、３：炭酸水、４：飲料原液、５：炭酸飲料、１０：炭酸水供給装置、１１：容器、１２：断熱材、１３：圧力調節弁、１４：遮蔽板、１５：水出口、１６：導管、１７：流量調節弁、１８：容器内部、２０：飲料原液供給装置、２１：容器、２５：原液出口、２６：原液導管、２７：原液流量調節弁、２８：原液容器内部、２９：ガス導管、３０：継ぎ手、３１：コップ、３２：コック弁、３３：原液コック弁、３４：電熱器、３５：電源、３６：電源スイッチ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
全体が断熱材に覆われた容器と、前記容器の上部に設けられた圧力調節弁と、前記容器内に設けられ、二酸化炭素ハイドレートを載せることができ、かつ水を通す孔を有する支持板と、前記容器の下部に設けられた開閉可能な水出口とを有する炭酸水供給装置、及び、
別の容器と、一端が該容器内に入れられた飲料原液に浸からない位置に取り付けられ、他端が前記炭酸水供給装置の前記支持板よりも高い位置で前記炭酸水供給装置の前記容器に取り付けられた、前記炭酸水供給装置の前記容器内部と前記別の容器内部とを通じさせる導管と、前記別の容器の下部に設けられた開閉可能な原液出口とを有する飲料原液供給装置とを備え、
前記水出口から供給された炭酸水と、前記原液出口から供給された飲料原液とを混合して炭酸飲料を作るように構成した
ことを特徴とする炭酸飲料製造装置。
【請求項２】
請求項１記載の炭酸飲料製造装置において、
前記容器内の氷を融かす加熱手段を備えたことを特徴とする炭酸飲料製造装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の炭酸飲料製造装置において、前記飲料原液供給装置を複数備えたことを特徴とする炭酸飲料製造装置。
【請求項１】
全体が断熱材に覆われた容器と、前記容器の上部に設けられた圧力調節弁と、前記容器内に設けられ、二酸化炭素ハイドレートを載せることができ、かつ水を通す孔を有する支持板と、前記容器の下部に設けられた開閉可能な水出口とを有する炭酸水供給装置、及び、
別の容器と、一端が該容器内に入れられた飲料原液に浸からない位置に取り付けられ、他端が前記炭酸水供給装置の前記支持板よりも高い位置で前記炭酸水供給装置の前記容器に取り付けられた、前記炭酸水供給装置の前記容器内部と前記別の容器内部とを通じさせる導管と、前記別の容器の下部に設けられた開閉可能な原液出口とを有する飲料原液供給装置とを備え、
前記水出口から供給された炭酸水と、前記原液出口から供給された飲料原液とを混合して炭酸飲料を作るように構成した
ことを特徴とする炭酸飲料製造装置。
【請求項２】
請求項１記載の炭酸飲料製造装置において、
前記容器内の氷を融かす加熱手段を備えたことを特徴とする炭酸飲料製造装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の炭酸飲料製造装置において、前記飲料原液供給装置を複数備えたことを特徴とする炭酸飲料製造装置。
【図１】
【公開番号】特開２００７−２８４０８９（Ｐ２００７−２８４０８９Ａ）
【公開日】平成１９年１１月１日（２００７．１１．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１１１９９６（Ｐ２００６−１１１９９６）
【出願日】平成１８年４月１４日（２００６．４．１４）
【出願人】（０００２１１３０７）中国電力株式会社 (6,505)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１１月１日（２００７．１１．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年４月１４日（２００６．４．１４）
【出願人】（０００２１１３０７）中国電力株式会社 (6,505)
【Ｆターム（参考）】
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