JP4379154B2 - 液体混合装置 - Google Patents

Description

本発明は、原液と希釈液とをノズルから吐出させて、所定の希釈比率で混合する液体混合装置に関するものである。

従来、二種類又はそれ以上の種類の液体を互いに混合させる液体混合装置として、たとえば、ジュース等の飲料を提供する飲料供給装置が知られている。この飲料供給装置では、濃縮したシロップ等の原液と冷水や炭酸水等の希釈液とを一つの飲料注出ノズルから一つのカップに吐出して混合することにより、所定の比率（濃度）に希釈した飲料をつくるようになっている。

この種の液体混合装置は、原液と希釈液を所定の希釈比率で飲料注出ノズルへ配給するために、原液の流量を調節する原液用弁と、希釈液の流量を調節する希釈液用弁と、原液の流量を計測する原液流量計と、希釈液の流量を計測する希釈液流量計と、各弁の開閉を制御するマイクロコンピュータ（マイコン）とを備えている。マイコンは、各流量計からの信号に基づいて原液及び希釈液の流量を監視しながら原液用弁及び希釈液用弁の開閉を制御することにより、飲料注出ノズルからの原液、希釈液の吐出量を制御するようになっている。

ここで、液体混合装置として、図８のタイムチャートに示すようなタイミングで原液と希釈液を吐出することにより、所定の希釈比率の混合液をつくるようにしたものがある。このタイムチャートは、マイコンが実行する原液用弁及び希釈液用弁の開閉、即ちオン・オフのタイミングを、原液流量計及び希釈液流量計から出力したパルス信号のタイミングとパルス数とを示している。この装置で、原液流量計及び希釈液流量計は、１パルスを１ｍｌとして液体流量に比例した数のパルス信号を出力する。ここでは、原液と希釈液との目標希釈比率を「１：５」として、原液と希釈液の吐出総量が「１９８ｍｌ」、そのうち原液の総量が「３３ｍｌ」、希釈液の総量が「１６５ｍｌ」となるように設定してある。マイコンは、希釈液を原液に先がけて吐出させるために、希釈液用弁を開状態にした後に原液用弁を開状態にする。その後、マイコンは、希釈液については、単位時間当たりの流量が一定となるように総量に対応する期間だけ希釈液用弁を連続的に開状態にする一方、原液をノズルから断続的に吐出させるために、原液用弁を断続的に開閉する。即ち、１回分の吐出量を任意の量（たとえば「５ｍｌ」）とし、原液の総量（「３３ｍｌ」）から決定される回数分だけ原液用弁を断続的に開閉させる。ここでは、原液が１回吐出してから次に吐出するまでの間に希釈液を「２５ｍｌ」吐出し、その間の原液と希釈液との希釈比率が上記した「１：５」となるように設定してある。但し、最終回（７回目）の原液の吐出量は、それ以前の１回分の吐出量（５ｍｌ）で総量（３３ｍｌ）を除した余り量（３ｍｌ）とし、希釈液の総量（１６５ｍｌ）を「２５ｍｌ」で除した余りの量（１５ｍｌ）とすることにより、最終回（７回目）における原液と希釈液との希釈比率が上記した「１：５」となるように設定してある（たとえば、特許文献１参照）。

このように原液と希釈液とを吐出した混合液は、図９に示すように、混合液全体の希釈比率、各回における混合液の希釈比率、のいずれもが「１：５」となり、均一な希釈比率とすることができ、原液が飲料注出ノズルに固着するという事態、原液が容器の底に残留する事態を回避できる。

特開２００１−２２５８９９号公報

しかしながら、原液の比重が希釈液の比重よりも大きいために、従来の液体混合装置では、原液が沈殿する傾向にあり、混合液がカップの上部で薄く下部で濃くなり、混合液の品質が劣っていた。

本発明は、上記実情に鑑みて、均一な希釈比率を有する混合液を提供することができる液体混合装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明の請求項１に係る液体混合装置は、断続的に吐出する原液の各吐出に対応して連続的に吐出する希釈液の吐出期間を仮想的に複数の部分期間に分割し、各部分期間における原液の吐出量に対して所定の希釈比率となるように希釈液の吐出量を制御する液体混合装置において、最初の部分期間に先がけて所定量の希釈液を先出量として吐出する一方、最後の部分期間における原液吐出量に希釈比率を乗じて求めた希釈液量から先出量を差し引いた残りの希釈液量を最後の部分期間において吐出することを特徴とする。

また、本発明の請求項２に係る液体混合装置は、上記請求項１において、前記原液の流れる流路にオリフィスを配設したことを特徴とする。

また、本発明の請求項３に係る液体混合装置は、上記請求項２において、前記オリフィスの口径を大口径と小口径とに切り換え可能に構成したことを特徴とする。

また、本発明の請求項４に係る液体混合装置は、上記請求項１〜３のいずれか一つにおいて、前記原液の流量を計測する原液流量計と前記希釈液の流量を計測する希釈液流量計を所定の冷却雰囲気中に配設したことを特徴とする。

本発明の請求項１に係る液体混合装置は、断続的に吐出する原液の各吐出に対応して連続的に吐出する希釈液の吐出期間を仮想的に複数の部分期間に分割し、前記各部分期間における原液の吐出量に対して所定の希釈比率となるように希釈液の吐出量を制御する液体混合装置において、最初の部分期間に先がけて所定量の希釈液を先出量として吐出する一方、最後の部分期間における原液吐出量に希釈比率を乗じて求めた希釈液量から先出量を差し引いた残りの希釈液量を最後の部分期間において吐出するので、原液の比重が希釈液の比重よりも大きいために原液が沈殿する傾向にあっても、混合液がカップの上部で薄く下部で濃くなる傾向を抑制し、均一な濃度を有する混合液を提供できるという効果を奏する。

本発明の請求項２係る液体混合装置は、原液の流れる流路にオリフィスを配設したので、原液の流速が遅くなり、希釈液吐出期間と原液吐出期間との差が小さくなるので、一様な希釈比率の混合液を得ることができるという効果を奏する。

本発明の請求項３に係る液体混合装置は、オリフィスの口径を大口径と小口径とに切り換え可能に構成したので、粘度が大きな原液を吐出する場合に大口径とし、粘度が小さな原液を吐出する場合に小口径とすれば、原液の粘度が大きく異なっても、所定範囲の流速で原液を吐出できるという効果を奏する。

本発明の請求項４に係る液体混合装置は、原液の流量を計測する原液流量計と希釈液の流量を計測する希釈液流量計を所定の冷却雰囲気中に配設したので、原液又は希釈液の粘性が変動することなく、正確な計測量を得ることができるという効果を奏する。

以下に添付図面を参照して、本発明に係る液体混合装置の好適な実施例を詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。

本実施例で説明する液体混合装置は、たとえば、業務用の飲料ディスペンサ、カップ式自動販売機などに適用する飲料供給装置であって、特に、濃縮シロップなどの原液と、冷水あるいは炭酸水などの希釈水とを混合してジュース等の清涼飲料として提供するものである。なお、希釈液として、冷水あるいは炭酸水の代わりに熱湯を使用することにより、ホット飲料を提供する飲料供給装置としてもよい。

まず、図１〜図５に基づいて、本発明の実施例に係る飲料供給装置の構成を説明する。なお、図１は本発明の実施例に係る飲料供給装置を示す概略構成図、図２は図１に示した飲料供給装置の制御系を示すブロック図、図３は図１及び図２に示したバルブの側断面図、図４は図３に示したバルブの流量検出機構を示す正面図、図５は図３に示したバルブのＡ−Ａ断面図である。

図１に示すように、飲料供給装置１は、ベンドステージ１ａに飲料注出ノズル２を配設してある。本実施例における飲料注出ノズル２は、ノズル内で原液としての濃縮シロップと、希釈液としての冷水又は炭酸水とを混合して注出するものである。また、飲料供給装置１は、冷却水槽３、冷却水攪拌用のアジテータ３ａ、冷却水槽３の冷却ユニット４、炭酸水を製造するカーボネータ５、水道に接続した給水ポンプ６、香味、色などの異なる各種濃縮シロップを種類別（本実施例では４種類別）に各々収容した飲料液容器としてのシロップタンク７Ａ〜７Ｄ、炭酸ガスボンベ８を備えている。

飲料注出ノズル２と各シロップタンク７Ａ〜７Ｄとの間には、冷却水槽３を経由してシロップ流路９Ａ〜９Ｄが配管してある。また、飲料注出ノズル２とカーボネータ５との間には、冷却水槽３を経由して炭酸水流路１０が配管してある。さらに、飲料注出ノズル２と給水ポンプ６との間には、冷却水槽３を経由して冷水流路１１が配管してある。

シロップ流路９Ａ〜９Ｄおよび冷水流路１１は、その途中に冷却コイルを介装し、当該冷却コイルをそれぞれ冷却水槽３の水中に浸漬してある。また、冷水流路１１は、冷却コイルと飲料注出ノズル２との間で途中から分岐してカーボネータ５に給水するように配管してある。カーボネータ５は、冷却水槽３の水中に浸漬してある。

各シロップ流路９Ａ〜９Ｄには、それぞれシロップバルブ１２Ａが接続してある。炭酸水流路１０には、炭酸水バルブ１２Ｂが接続してある。冷水流路１１には、冷水バルブ１２Ｃが接続してある。冷水流路１１のカーボネータ５に至る流路には、カーボネータ給水バルブ１３が接続してある。また、炭酸ガスボンベ８と各シロップタンク７Ａ〜７Ｄとの間、および炭酸ガスボンベ８とカーボネータ５との間には、炭酸ガス流路１４が配管してあり、各シロップタンク７Ａ〜７Ｄおよびカーボネータ５に炭酸ガスを加圧供給可能である。したがって、本実施例では、濃縮シロップを収容するシロップタンク７Ａ〜７Ｄに対して炭酸ガスを供給して送出することによってシロップ流路９Ａ〜９Ｄに濃縮シロップを圧送するプレッシャ式が採用してある。

上述の飲料供給装置１では、ベンドステージ１ａにカップ１５を載置した状態で図示しない飲料選択ボタンを押して飲料の選択を行う。すると、選択飲料に対応したバルブが開放動作し、炭酸飲料を選択した場合には、濃縮シロップと炭酸水とが飲料注出ノズル２に送液されて当該飲料注出ノズル２内で混合してカップ１５に供給される。また、無炭酸飲料を選択した場合には、濃縮シロップと冷水とが飲料注出ノズル２に送液されて当該飲料注出ノズル２内で混合してカップ１５に供給される。

図２に示すように、シロップバルブ１２Ａは、シロップの流量を計測するためのシロップ流量計１２Ａ１と、そのシロップの流量を調節するための電磁弁よりなるシロップ用弁１２Ａ２とを有している。このシロップ流量計１２Ａ１はシロップ用弁１２Ａ２の上流側に設けてある。また、シロップ流量計１２Ａ１の下流側には、口径が切り換え可能なオリフィス１６が配設してある。このオリフィス１６は、シロップの吐出時間を長くすることを目的とするもので、シロップの粘性に対応して大口径のものと小口径のものから選択できる。すなわち、シロップの粘性が高い場合には大口径のものを選択し、シロップの粘性が小さい場合には小口径のものを選択すれば、シロップを所定範囲の流速で吐出できる。

炭酸水バルブ１２Ｂは、炭酸水の流量を計測するための炭酸水流量計１２Ｂ１と、炭酸水の流量を調節するための電磁弁よりなる炭酸水用弁１２Ｂ２とを有している。この炭酸水流量計１２Ｂ１は炭酸水用弁１２Ｂ２の上流側に設けてある。

冷水バルブ１２Ｃは、冷水の流量を計測するための冷水流量計１２Ｃ１と、冷水の流量を調節するための電磁弁よりなる冷水用弁１２Ｃ２とを有している。この冷水流量計は冷水用弁１２Ｃ２の上流側に設けてある。

これらのシロップバルブ１２Ａ，炭酸水バルブ１２Ｂ，冷水バルブ１２Ｃは、冷却水槽３中に配設してある。したがって、シロップ流量計１２Ａ１，炭酸水流量計１２Ｂ２，冷水流量計１２Ｃ２はいずれも所定の冷却雰囲気中に配設してあることになる。

この飲料供給装置は、上記各バルブ１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃを制御するためのコントローラ２０を備えている。各バルブ１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃの各流量計１２Ａ１，１２Ｂ１，１２Ｃ１及び各弁１２Ａ２，１２Ｂ２，１２Ｃ２は、それぞれコントローラ２０に接続してある。このコントローラ２０は、飲料供給装置の全体を統括制御するための主制御部２１に接続してある。コントローラ２０はマイクロコンピュータより構成してあり、制御部２２、入力部２３、出力部２４、記憶部２５、動作通信部２６を有している。入力部２３は、各流量計１２Ａ１，１２Ｂ１，１２Ｃ１からの計測信号を入力する。出力部２４は、制御部２２からの制御信号を各弁１２Ａ２，１２Ｂ２，１２Ｃ２へ出力するものである。記憶部２５は、制御部２２の演算処理に必要な所定のデータを一時記憶するものである。動作通信部２６は、主制御部２１との間でデータをやりとりするものである。

この飲料供給装置は、各種機器を内蔵するケース（図示略）と、そのケースの前面に配置された選択スイッチとを備える。そして、利用者が飲料の種類を選択して対応する選択スイッチを操作することにより、その選択信号が主制御部２１を介してコントローラ２０へ送られる。コントローラ２０では、その選択信号を受けて飲料供給装置を動作させるために、制御部２２が記憶部２５に記憶してある制御プログラムに従い、出力部２４を介して各バルブ１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃに制御信号を出力する。この飲料供給装置は、原液であるシロップに対し、希釈液である冷水又は炭酸水を選択的に混合させる。即ち、飲料供給装置は、シロップを冷水で希釈した冷水飲料又はシロップを炭酸水で希釈した炭酸飲料を、利用者の選択に応じてつくるようになっている。従って、コントローラ２０は、飲料供給に際して、シロップバルブ１２Ａと、冷水バルブ１２Ｃ又は炭酸水バルブ１２Ｂとを組み合わせて制御することになる。

次に、上記バルブ１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃについて説明する。各バルブ１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃの構成は相互に同一であることから、ここでは、シロップバルブ１２Ａを例に説明する。図３に示すように、このバルブ１２Ａは、流路を形成したボディ３１にシロップ流量計１２Ａ１とシロップ用弁１２Ａ２とを有している。

ボディ３１は、直方体形状のブロックであり、底面に形成した入力ポート３２から側面に形成した出力ポート３３までの流路を有している。シロップ流量計１２Ａ１はその流路の途中に設けてあり、出力ポート３３の背面に位置するボディ３１の側面に配設してある。

図４に示すように、このボディ３１の側面には、入力ポート３２に連通する入力側流路３４と、シロップ用弁１２Ａ２側へ連通する弁側流路３５とが開口している。そして、入力側流路３４と弁側流路３５との間に挟む態様でシロップ流量計１２Ａ１が設けてある。

シロップ流量計１２Ａ１は、入力側流路３４と弁側流路３５の開口部分の深さまで形成した長円形状をなす計測室３６を有している。この計測室３６には、互いに噛み合った一対の楕円ギヤ３７，３８が組み込んであり、計測室３６において、楕円ギヤ３７，３８を回転可能に軸支する。これらの楕円ギヤ３７，３８がギヤポンプのように互いに噛み合って計測室３６の内壁と最小の隙間を保ちながら回転可能に構成してある。計測室３６を囲むようにボディ３１に形成した環状溝には、シール用のＯリング３９が嵌め込んである。図３に示すように、計測室３６を閉塞するフタ４０は、Ｏリング３９を押し潰すようにしてボディ３１にネジ止めしてある。

図５に示すように、一方の楕円ギヤ３７にはマグネット４１を埋め込み、フタ４０には磁気センサ４２が埋め込んである。このシロップ流量計１２Ａ１は、楕円ギヤ３７，３８を経て流れる液体の流量を、一方の楕円ギヤ３７の回転数をカウントすることにより計測する。

図３に示すように、計測室３６から弁側流路３５に入ったところには、フローワッシャ４３が設けてある。このフローワッシャ４３は、フタ４０が固定する際に、押さえ部材４４が押圧することにより所定位置に挟み込まれる。このフローワッシャ４３は、シロップ流量計１２Ａ１を経て流れる液体の圧力変動が大きい場合に、その液体の流量を一定にするものであり、液体流通用のノズルを中心に有するリング状部材である。

弁側流路３５は、シロップ用弁１２Ａ２に対応して設けた弁室４５に連通するとともに、その弁室４５に突設した弁座４６の弁孔４７を経て出力ポート３３へ連通する。シロップ用弁１２Ａ２は、弁体４８を弁座４６へ向かって付勢するプランジャ４９を有している。このプランジャ４９は、コイル５０を通電することにより励磁され、コア５１に吸着保持されるようになっている。

この飲料供給装置は、コントローラ２０が、各バルブ１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃの流量計１２Ａ１，１２Ｂ１，１２Ｃ１で計測するシロップ、冷水及び炭酸水の流量を監視しながら、各弁１２Ａ２，１２Ｂ２，１２Ｃ２を制御することにより、それらの液体を飲料注出ノズル２からカップ１５へ吐出させて混合する。

ここで、各バルブ１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃにおける液体の流れは以下の通りである。シロップバルブ１２Ａを例に挙げて説明すると、図３〜図５に示すように、シロップバルブ１２Ａにおいて、入力ポート３２に流入したシロップは、入力側流路３４を経て計測室３６へ流れ、計測室３６へ流れ込んだシロップの圧力によりシロップ流量計１２Ａ１の楕円ギヤ３７，３８を回転させる。ここで、計測室３６に流れたシロップの圧力は、たとえば、図４に示す状態に各楕円ギヤ３７，３８を配置した場合、縦長配置された楕円ギヤ３７には、その回転軸の下方へ左側から反時計方向へのみ作用し、横長配置された楕円ギヤ３８には、その下方から回転軸の左右に同じように作用する。従って、互いに噛み合った楕円ギヤ３７，３８には、図４に矢印で示すように、回転力が付与され、シロップが計測室３６の壁面に沿って外回りで流れることになる。この実施例では、楕円ギヤ３７，３８が使用されることから、たとえば、図４に示すように楕円ギヤ３７と計測室３６の内壁との隙間を大きくとることができ、シロップの送り量をより多くすることができる。

計測室３６を通ったシロップは、その圧力変動が大きい場合であっても、フローワッシャ４３により一定量の流れとなって弁側流路３５から弁室４５へと流れる。弁室４５に流入したシロップは、弁体４８が弁座４６から離れることにより、出力ポート３３から吐出される。

シロップ用弁１２Ａ２において、コイル５０の通電によりコア５１を励磁すると、プランジャ４９が下方への付勢力に抗して上方へ吸引されて上昇し、これによって弁体４８が弁座４６から離れ、シロップ用弁１２Ａ２が開かれる。一方、コイル５０の通電が止められると、プランジャ４９が下方へ押し下げられて弁体４８が弁座４６に当接し、シロップ用弁１２Ａ２が閉塞する。

このシロップバルブ１２Ａに流れたシロップは、シロップ用弁１２Ａ２の開閉により飲料注出ノズル２からの吐出量を調節するとともに、その吐出量（流量）をシロップ流量計１２Ａ１が計測する。シロップ流量計１２Ａ１を流れるシロップは、各楕円ギヤ３７，３８の回転分だけシロップ用弁１２Ａ２へと送られる。各楕円ギヤ３７，３８の１回転当たりの流量は、予め計算によって求められ、その流量がシロップ流量計１２Ａ１の計測結果によりコントローラ２０により確認される。従って、このシロップ流量計１２Ａ１では、磁気センサ４２が楕円ギヤ３７の回転に伴うマグネット４１の通過を検出して１回転当たり１パルスの信号を出力し、そのパルス信号がコントローラ２０に入力される。シロップ流量計１２Ａ１は、１パルスを１ｍｌとしてシロップの流量に比例した数のパルス信号を出力する。コントローラ２０は、そのパルス信号をカウントすることにより、シロップの流量を算出することになる。

次に、コントローラ２０が実行する飲料供給制御の内容について説明する。なお、図６はシロップと希釈液の吐出手順を示すタイムチャート、図７はカップにおける部分希釈比率と全希釈比率とを示す説明図である。

図６に示したタイムチャートは、コントローラ２０が実行するシロップ用弁１２Ａ２と炭酸水用弁１２Ｂ２又は冷水用弁１２Ｃ２との開閉タイミング（オン・オフタイミング）と、シロップ流量計１２Ａ１と炭酸水流量計１２Ｂ１又は冷水流量計１２Ｃ１とから出力するパルス信号のタイミングとをパルス数により表したものである。

この実施例では、原液のシロップに対して希釈液として冷水と炭酸水が選択的に混合されることから、以下には説明の便宜上、冷水と炭酸水をまとめて「希釈液」と称し、炭酸水用弁１２Ｂ２と冷水用弁１２Ｃ２の両方を希釈液用弁１２Ｂ２，１２Ｃ２と称することにする。また、炭酸水流量計１２Ｂ１と冷水流量計１２Ｃ１の両方を希釈液流量計１２Ｂ１，１２Ｃ１と称することにする。この実施例で、シロップ流量計１２Ａ１及び希釈液流量計１２Ｂ１，１２Ｃ１は、１パルスを１ｍｌとして液体流量に比例した数のパルス信号を出力するようにしてある。

この実施例では、シロップと希釈液との総量が「１９８ｍｌ」、そのうちシロップの総量が「３３ｍｌ」、希釈液の総量が「１６５ｍｌ」、シロップの総量と希釈液の総量との全希釈比率が「１：５」となるように設定してある。

また、この実施例で、コントローラ２０は、シロップ流量計１２Ａ１及び希釈液流量計１２Ｂ１，１２Ｃ１における液体流量の計測結果であるパルス信号に基づいてシロップ用弁１２Ａ２及び希釈液用弁１２Ｂ２，１２Ｃ２を開閉制御することにより、シロップと希釈液をそれぞれ上記総量ずつ飲料注出ノズル２からカップ１５に吐出させて上記全希釈比率（１：５）で混合するようになっている。

コントローラ２０は、シロップと希釈液との混合を開始するときに、図６に示すように、希釈液を「先出量」の分だけシロップより先に飲料注出ノズル２から吐出するために、希釈液用弁１２Ｂ２，１２Ｃ２をシロップ用弁１２Ａ２より先に開状態とするようになっている。即ち、コントローラ２０は、最初に希釈液用弁１２Ｂ２，１２Ｃ２をシロップ用弁１２Ａ２より先に開状態とし、希釈液流量計１２Ｂ１，１２Ｃ１からのパルス信号を「９個」カウントした時点でシロップ用弁１２Ａ２が開状態とする。

その後、コントローラ２０は、希釈液については、単位時間当たりの流量が一定となるように上記総量（１６５ｍｌ）の分だけ希釈液用弁１２Ｂ２，１２Ｃ２を連続して開状態となる。即ち、図６に示すように、コントローラ２０は、希釈液用弁１２Ｂ２，１２Ｃ２を開状態にしてから、希釈液流量計１２Ｂ１，１２Ｃ１からのパルス信号を「１６５個」カウントするまで希釈液用弁１２Ｂ２，１２Ｃ２の開状態を持続する。図６に示すように、本実施例では、希釈液用弁１２Ｂ２，１２Ｃ２が開状態にある期間を「全期間」と称する。

一方、コントローラ２０は、シロップの総量（３３ｍｌ）を７回に分けて飲料注出ノズル２から吐出させるために、シロップ用弁１２Ａ２を断続的に７回、開状態となるようになっている。即ち、図６に示すように、コントローラ２０は、１回目〜６回目の１回分の吐出量がそれぞれ「５ｍｌ」となるように、シロップ流量計１２Ａ１からのパルス信号を「５個」カウントする間だけシロップ用弁１２Ａ２を開状態とする。

この実施例では、図６に示すように、各回のシロップ吐出に対応して仮想的に分割した希釈液の吐出期間を、上記「全期間」に対応する「部分期間」として、シロップの１回目の吐出に対応する部分期間を「第１期間」と称し、シロップの２回目の吐出に対応する部分期間を「第２期間」と称する。以下同様に「第３期間」、「第４期間」、「第５期間」、「第６期間」及び「第７期間」と称する。

この実施例では、図６に示すように、第１期間（最初の部分期間）に先がけて所定量の希釈液を先出量として吐出した後、第１期間〜第６期間（各部分期間）において、シロップが１回吐出されてから次に吐出されるまでの間で希釈液の吐出量が「２５ｍｌ」になるように設定してある。即ち、コントローラ２０は、第１期間〜第６期間のシロップ吐出に対応して、シロップ用弁１２Ａ２を開状態にしてから次に開状態にするまでに希釈液流量計１２Ｂ１，１２Ｃ１からのパルス信号をそれぞれ「２５個」カウントする。そして、この間のシロップと希釈液との部分希釈比率を上記全希釈比率（１：５）と同一になるようにしている。

また、第７期間（最後の部分期間）のシロップの吐出量「３ｍｌ」に対して、先出量の「９ｍｌ」と第７期間（最後の部分期間）の吐出量「６ｍｌ」とを合算した希釈比率が「１：５」となるように設定してある。即ち、図６に示すように、コントローラ２０は、最終回のシロップの吐出量「３ｍｌ」に全希釈比率（１：５）を乗じて求めた希釈液量「１５ｍｌ」から先出量「９ｍｌ」を差し引いた残りの希釈液量「６ｍｌ」を吐出する。これをパルス数に換算すると、シロップの吐出量「３パルス」に対して、希釈液の吐出量「６パルス」カウントする。

以上説明したように、この実施例に係る飲料供給装置の構成によれば、シロップと希釈液（冷水，炭酸水）との混合を開始すると、希釈液用弁１２Ｂ２，１２Ｃ２がシロップ用弁１２Ａ２よりも先に開状態なり、先出量の分だけ希釈液がシロップより先に飲料注出ノズル２からカップ１５に吐出することになる。従って、最初に希釈液のみによって飲料注出ノズル２が洗われ、次に希釈液及びシロップが飲料注出ノズル２から吐出することになる。この結果、飲料注出ノズル２にシロップが固着するのを防止することができ、シロップ及び希釈液を飲料注出ノズル２から円滑に吐出することができる。また、カップ１５の底にシロップのかたまりが残ることがなく、カップ１５に入った混合液を特に積極的に掻き混ぜなくても、カップ１５の底でシロップが部分的に濃くなることを防ぐことができ、混合液の濃度品質を確保することができる。

この実施例に係る飲料供給装置によれば、シロップと希釈液との混合を始めてから、希釈液用弁１２Ｂ２，１２Ｃ２が１６５パルス分の全期間だけ連続的に開状態となり、希釈液が１６５ｍｌの総量分だけ飲料注出ノズル２から連続的に吐出される。これと並行して、シロップ用弁１２Ａ２が断続的に開状態となり、シロップの総量である３３ｍｌが７回に分割されて飲料注出ノズル２から断続的に吐出される。

ここで、シロップと希釈液との希釈比率又は実希釈比率を調整するために、シロップ用弁１２Ａ２の開閉がコントローラ２０により制御される。これにより、図６に示すように、１〜７回の各回でシロップが断続的に吐出されるのに対応して、連続的に吐出される希釈液の全期間が仮想的に第１期間〜第７期間の部分期間に分割され、第１期間〜第６期間における希釈液の吐出量（２５ｍｌ）とそれに対応して吐出されるシロップの吐出量（５ｍｌ）との部分希釈比率がシロップの総量（１６５ｍｌ）と希釈液の総量（３３ｍｌ）との全希釈比率である「１：５」と合致することになる。

従って、図７に示すように、第１回目〜第６回目の吐出に関しては、カップ１５の中の位置によってシロップと希釈液との部分希釈比率が「１：５」に均一化され、第７回目の吐出に関しては部分希釈液が「１：５」よりも濃くなる。この結果、シロップが比重によって沈殿しても、カップ１５の中の位置によってシロップの濃度差を小さくできる。このため、シロップと希釈液の吐出を終了した後に、その混合液を特に積極的に掻き混ぜなくても、カップ１５の各位置でシロップの濃さを均一にすることができ、混合液の濃度品質を確保することができる。

また、各部分期間において、希釈液とシロップの両方を吐出する混合吐出期間と、希釈液のみを吐出している単独吐出期間とが存在するが、シロップ流路９にはオリフィス１６を配設したので、シロップの流速を遅くすることにより、混合吐出期間を長くする一方、単独吐出期間を短くできる。この結果、各部分期間において一様な希釈比率の混合液を得ることができる。なお、従来の液体混合装置において、シロップの吐出期間を長くすると、第１期間において、シロップの吐出が完了しない場合が生じ得る。すると、第２期間におけるシロップの吐出期間と重なり部分（ラップ部分）が生じるので、第２期間以降の部分期間において均一な希釈比率を有する混合液を得ることができない。

また、オリフィス１６は口径を大口径と小口径とに切り換え可能に構成したので、シロップの粘度に対応して大口径と小口径とから口径を選択できる。すなわち、シロップの粘度が高い場合には大口径を選択し、シロップの粘度が低い場合には小口径を選択することにより、シロップの流速を所定範囲に設定し、各部分期間においてシロップの吐出が完了するので、次期間（たとえば、第１期間に対する第２期間）におけるシロップの吐出期間と重なり部分（ラップ部分）が生じることがない。

シロップバルブ１２Ａ，炭酸水バルブ１２Ｂ，冷水バルブ１２Ｃを冷却水槽３中に配設した結果、シロップ流量計１２Ａ１，炭酸水流量計１２Ｂ２，冷水流量計１２Ｃ２はいずれも所定の冷却雰囲気中に配設してあることになり、シロップ，冷水，炭酸水のうち特にシロップの粘性が変動することなく、シロップ流量計１２Ａ１は正確な計測量を得ることができる。

また、この実施例では、希釈液についての第２期間〜第６期間の配分の仕方が、第１期間の配分と同じであることから、第１期間〜第６期間の間で制御プログラムを共通化することができ、プログラム作成の効率化を図ることができる。

上記実施例では、本発明の液体混合装置を飲料供給装置に適用したが、これに限られるものではなく、たとえば、所定原液としての薬液を希釈液により希釈するようにした薬液供給装置に適用することもできる。

以上のように、本発明に係る液体混合装置は、原液と希釈液とを均一に混合する液体混合装置に有用であり、特に、飲料を均一に混合する飲料供給装置に適している。

本発明の実施例に係る飲料供給装置を示す概略構成図である。 図１に示した飲料供給装置の制御系を示すブロック図である。 図１及び図２に示したバルブの側断面図である。 図３に示したバルブの流量検出機構を示す正面図である。 図３に示したバルブのＡ−Ａ断面図である。 シロップと希釈液の吐出手順を示すタイムチャートである。 カップにおける部分希釈比率と全希釈比率とを示す説明図である。 従来の飲料装置のシロップと希釈液の吐出手順を示すタイムチャートである。 従来の飲料装置のカップにおける部分希釈比率と全希釈比率とを示す説明図である。

符号の説明

３ 冷却水槽
９Ａ〜９Ｄ シロップ流路
１０ 炭酸水流路
１１ 冷水流路
１２Ａ シロップバルブ
１２Ａ１ シロップ流量計（原液流量計）
１２Ａ２ シロップ用弁（原液用弁）
１２Ｂ 炭酸水バルブ
１２Ｂ１ 炭酸水流量計（希釈液流量計）
１２Ｂ２ 炭酸水用弁（希釈液用弁）
１２Ｃ 冷水バルブ
１２Ｃ１ 冷水流量計（希釈液流量計）
１２Ｃ２ 冷水用弁（希釈液用弁）
１５ カップ
１６ オリフィス
２０ コントローラ
２１ 主制御部
２２ 制御部
２３ 入力部
２４ 出力部
２５ 記憶部

Claims (4)

1. 断続的に吐出する原液の各吐出に対応して連続的に吐出する希釈液の吐出期間を仮想的に複数の部分期間に分割し、各部分期間における原液の吐出量に対して所定の希釈比率となるように希釈液の吐出量を制御する液体混合装置において、
   最初の部分期間に先がけて所定量の希釈液を先出量として吐出する一方、
   最後の部分期間における原液吐出量に希釈比率を乗じて求めた希釈液量から先出量を差し引いた残りの希釈液量を最後の部分期間において吐出することを特徴とする液体混合装置。
2. 前記原液の流れる流路にオリフィスを配設したことを特徴とする請求項１に記載の液体混合装置。
3. 前記オリフィスの口径を大口径と小口径とに切り換え可能に構成したことを特徴とする請求項２に記載の液体混合装置。
4. 前記原液の流量を計測する原液流量計と前記希釈液の流量を計測する希釈液流量計を所定の冷却雰囲気中に配設したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の液体混合装置。

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