БЛОК КАРБОНИЗАЦИИ, СИСТЕМА И СПОСОБ Российский патент 2020 года по МПК B67D1/14 

Это раскрытие направлено к системе карбонизации воды, блоку и способу, особенно подходящим (но не ограничивающим) для домашнего использования.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Ссылки, которые считаются относящимися к предпосылкам раскрытого объекта изобретения, перечислены ниже:

Публикация WO 2014/041539

Публикация WO 2015/118523

Патент США US 9,227,161

Публикация WO 2015/124590

Признание вышеупомянутых ссылок в настоящем документе не следует понимать как означающее, что они каким-либо образом относятся к патентоспособности раскрытого в настоящее время объекта изобретения.

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Известны различные системы карбонизации. Большинство систем карбонизации основаны на периодической карбонизации воды, обычно определяемой конечным объемом камеры для карбонизации. Следовательно, в большинстве случаев, карбонизация ограниченного, определенного объема воды может быть получена в каждом цикле карбонизации в зависимости от конкретных размеров системы карбонизации.

Другие системы, которые могут позволить непрерывное производство карбонизированной воды, описаны, например, в патенте США 9,227,161 и публикации WO 2015/124590.

ОБЩЕЕ ОПИСАНИЕ

Настоящее изобретение направлено к новой технологии карбонизации воды. Технология карбонизации по настоящему раскрытию, которая охватывает блок карбонизации, способ карбонизации и устройство или систему выдачи воды, содержащую такой блок, или воплощающую способ, позволяет непрерывно готовить и выдавать карбонизированную воду непрерывным образом (термин «технология», используемый здесь подразумевается, чтобы охватить упомянутый блок, способ и устройство). Таким образом, согласно технологии этого раскрытия, вода непрерывно карбонизируется на протяжении, по меньшей мере, участка ее протекания от источника воды к выдачному выпуску. Термин «непрерывный» или «непрерывно» предназначен для обозначения того, что карбонизация не является периодической, а продолжается до тех пор, пока существует потребность в карбонизированной воде, и не ограничена объемом элемента блока, в котором происходит карбонизация, как, например, в случае периодического устройства и системы, раскрытых в публикациях WO 2014/041539 и WO 2015/118523, где количество карбонизированной воды, которая должна быть выдана при каждой активации, ограничено объемом камеры карбонизации.

В соответствии с настоящим раскрытием, вода из источника воды вводится в канал (называемый здесь «каналом объединения») вместе с находящимся под давлением диоксидом углерода, подаваемым из его источника. Вода и диоксид углерода вводятся в канал объединения из разных, соответственно, подающих устройств воды и газа, обычно наклоненных под острым углом к направлению протекания объединенного потока через канал объединения (таким образом, по этому направлению потока, подаваемые вода и диоксид углерода продвигают протекание объединенного потока по упомянутому каналу). Проходя через канал объединения, эти два потока смешиваются, и эта смесь (то есть объединенный поток) затем течет через канал объединения в смесительную камеру, образованную с выпуском карбонизированной воды. Быстрый поток смеси в камеру вызывает турбулентный поток внутри камеры, который обеспечивает дополнительное смешивание воды с диоксидом углерода. Полученная таким образом карбонизированная вода затем непрерывно выходит через выпуск для карбонизированной воды, расположенный в нижнем участке смесительной камеры. Этот выпуск выполнен с возможностью ограничения истечения карбонизированной воды в камере, чтобы, тем самым, поддерживать давление в упомянутой камере, в то время как карбонизированная вода вытекает из выпуска для карбонизированной воды. Именно давление, которое поддерживается внутри смесительной камеры, выталкивает карбонизированную воду из камеры.

Первым аспектом этого раскрытия изобретения является блок карбонизации воды, который содержит, по меньшей мере, одно устройство подачи воды, по меньшей мере, одно устройство подачи находящегося под давлением диоксида углерода. Эти устройства подачи открываются в первый закрытый конец канала объединения, который образует удлиненный путь потока между упомянутым первым концом и вторым концом упомянутого канала. Канал может быть, в целом, изогнутым, образовывая извилистый путь, или может быть линейным (в этом случае он образует первую ось, продолжающуюся от упомянутого первого конца к упомянутому второму концу). Вода и находящийся под давлением диоксид углерода объединяются во время их протекания между упомянутыми первым и вторым концами. Второй конец канала объединения открывается в смесительную камеру, которая имеет выпуск камеры, выполненный с возможностью ограничения оттока карбонизированной воды из камеры, чтобы, тем самым, поддерживать давление внутри камеры, в то же время, позволяя карбонизированной воде непрерывно вытекать из него.

Таким образом, блок карбонизации по этому раскрытию образует путь потока, по меньшей мере, между одним устройством подачи воды и, по меньшей мере, одним устройством подачи находящегося под давлением диоксида углерода вдоль канала объединения в упомянутую камеру и через выпуск карбонизированной воды. Вдоль этого пути потока, вода и находящийся под давлением диоксид углерода сначала объединяются во время протекания вдоль канала объединения, а затем, как правило, принудительно вводятся в смесительную камеру, в которой результирующий турбулентный поток смеси, тем самым, вызывает в дальнейшем однородную смесь этих двух компонентов для тем самым карбонизированной воды, которая затем выходит через выпуск камеры. Таким образом, окончательная карбонизация воды представляет собой продукт (i), объединенный (относительно высокой скоростью) слиянием потока воды и потока находящегося под давлением диоксида углерода вдоль канала объединения, а затем (ii) продолжающимся перемешиванием во время турбулентного потока смеси в камере.

Согласно одному варианту осуществления, выпуск карбонизированной воды представляет собой проход, продолжающийся от и в сообщении по потоку с выпуском камеры. Упомянутый проход может быть выполнен с возможностью ограничения вытекания карбонизированной воды из камеры, тем самым, вызывая давления газа, которое должно поддерживаться внутри камеры. Поток через упомянутый проход может быть ограничен по размерам, в частности по площади его сечения; например, узкий проход, создающий сопротивление потоку и обеспечивающий поддержание давления газа в упомянутой камере.

Упомянутый проход может иметь различные общие ориентации согласно различным конструктивным соображениям. Для того чтобы обеспечить относительную компактность, упомянутый проход обычно ориентирован либо параллельно участку стенки камеры (где камера образована единственными или прямыми участками стенки), либо тангенциально общей кривизне камеры (в случае камеры с закругленными внутренними стенками).

Путь потока, описанный выше, обычно включает две основные ступени декомпрессии давления газа: (i) первая ступень, находящаяся вдоль канала объединения; и (ii) вторая ступень через выпуск карбонизированной воды; и вдоль упомянутого прохода, где, тем самым, образован выпуск карбонизированной воды.

Узкий проход влияет на размер пузырьков и, следовательно, на «крепость» карбонизированной воды посредством комбинации (i) разрушения пузырьков, которые являются больше размеров прохода, когда карбонизированная вода протекает через него, и (ii), влияющих на давление внутри камеры.

Согласно одному варианту осуществления, выпуск карбонизированной воды снабжен регулируемым клапаном, выполненным с возможностью регулировки сопротивления потока. Как правило, такой клапан регулирует сопротивление потока посредством изменения ширины упомянутого прохода, чтобы, тем самым, контролировать «крепость» карбонизированной воды. Регулируемые клапаны обычно содержат клапанный элемент, расположенный внутри седла клапана, причем клапанный элемент является смещаемым в осевом направлении вдоль оси, чтобы, тем самым, изменять ширину зазора, образованного между внешними поверхностями клапанного элемента и внутренними поверхностями седла клапана. Внешние поверхности клапанного элемента обычно имеют участки, которые являются параллельными внутренним поверхностям седла клапана (то есть контуры внешних поверхностей клапанного элемента соответствуют контурам внутренних поверхностей седла клапана).

Пример осуществления конфигурации представляет собой конфигурацию, которая содержит клапанный элемент, расположенный внутри канала, который продолжается вдоль второй оси между верхним по потоку концом, смежным с выпуском из камеры, и нижним по потоку концом. Упомянутый проход расположен между внешней поверхностью клапанного элемента и внутренними стенками канала. Посредством своего смещения внутри отверстия, клапанный элемент контролирует ширину упомянутого прохода. Посредством одного варианта осуществления, клапанный элемент может смещаться в осевом направлении внутри упомянутого канала вдоль упомянутой второй оси, и благодаря такому смещению он вносит изменения в размеры упомянутого канала. Например, стенки упомянутого канала могут расходиться от верхнего по потоку конца канала к упомянутому нижним по потоку концу, внешняя поверхность клапанного элемента может быть, в целом, параллельной стенкам упомянутого канала, и, следовательно, осевое смещение вызовет изменение ширины прохода(определяемой и образованной между упомянутой наружной поверхностью и упомянутыми стенками).

Согласно одному варианту осуществления, блок карбонизации включает выпуск блока (который при использовании связывает блок и каналы карбонизированной воды к выдачному выпуску устройства для воды или системы, в которую он встроен). Выпуск блока соединен и находится в сообщении по потоку с выпуском для карбонизированной воды на нижним по потоку конце прохода. Примером осуществления устройства является устройство, в котором клапанный элемент образован с кольцевой канавкой, которая имеет, по меньшей мере, участок, который совмещен с выпуском блока, который открывается в упомянутый канал. Таким образом, эта канавка выполняет функцию направления карбонизированной воды, протекающей из упомянутого прохода, к упомянутому выпуску.

В другом варианте осуществления, седло клапана образовано участком камеры, вблизи выпуска карбонизированной воды, обычно со стенками седла клапана, имеющими внутренние поверхности, которые сходятся к выпуску карбонизированной воды.

Хотя блок карбонизации может быть оснащен регулируемыми клапанами, как описано выше, также предполагается, что клапаны являются неизменными, а именно, клапаны являются предварительно отрегулированными или предварительно установленными, чтобы иметь не изменяемый зазор для прохода карбонизированной воды.

В некоторых вариантах осуществления, блок карбонизации воды может дополнительно содержать, по меньшей мере, один вспомогательный регулируемый клапан, расположенный ниже по потоку относительно регулируемого клапана. Вспомогательный клапан может иметь конструкцию, аналогичную или отличающуюся от упомянутого регулируемого клапана. Согласно некоторым устройствам, по меньшей мере, один вспомогательный регулируемый клапан может быть расположен рядом с регулируемым клапаном.

Камера может иметь различные геометрические формы, хотя внутренние стенки образованы так, чтобы образовать внутренний объем общей округлой формы, например сферы, или пространство, имеющее овальное сечение. Хотя камера не ограничена этой конструкцией, она представляется оптимальной для обеспечения эффективного турбулентного потока для эффективного смешивания воды и диоксида углерода в относительно компактном пространстве.

Канал объединения обычно имеет стенки, которые расходятся на упомянутом втором конце канала к камере карбонизации. Такие расходящиеся стенки обычно являются закругленными и образованы так, что они плавно объединяются со стенками упомянутой камеры.

Согласно варианту осуществления этого раскрытия, по меньшей мере, одно устройство подачи воды и, по меньшей мере, одно устройство подачи находящегося под давлением диоксида углерода выполнены с возможностью введения соответствующих потоков воды и газа, а угол к общему направлению потока образован каналом объединения и под углом друг к другу. Там, где канал является линейным и продолжающимся вдоль упомянутой первой оси, упомянутые устройства подачи воды и газа независимо выполнены с возможностью введения соответствующих потоков воды и газа, которые расположены под углом относительно первой оси, а также друг к другу. Такой направленный поток может быть вызван линейными и расположенными под углом концевыми сегментами устройства подачи воды и устройства подачи газа. Как отмечалось выше, угол между каждым из концевых сегментов и направлением объединенных потоков воды и газа внутри канала объединения (например, угол между концевыми сегментами и первой осью) каждый представляет собой острый угол, который в некоторых вариантах осуществления может быть, каждый независимо, углом 20-70 градусов, предпочтительно, 25-65, 30-60, 35-55 и даже 40-50 градусов. Таким образом, угол между концевым сегментом устройства подачи воды и концевым сегментом устройства подачи диоксида углерода составляет, соответственно, от 40 до 140 градусов.

Способ непрерывной карбонизации по этому раскрытию включает в себя непрерывное смешивание находящегося под давлением диоксида углерода и воды для получения карбонизированной воды, и выдачу полученной карбонизированной воды. Смешивание имеет первую ступень (i) объединения совместного течения потока воды и потока находящегося под давлением диоксида углерода, подаваемого в первый конец канала объединения ко второму концу, который открывается в смесительную камеру; и вторую ступень (ii) смешивания турбулентного потока газа и воды внутри камеры. Давление газа, которое поддерживается внутри камеры, способствует выходу карбонизированной воды из камеры, что позволяет непрерывному выходу из камеры.

В другом аспекте, раскрытие обеспечивает устройство выдачи воды, содержащий блок карбонизации, как описано в данном документе. Устройство выдачи воды может дополнительно содержать, по меньшей мере, один (например, один, два или более) вспомогательный регулируемый клапан, расположенный ниже по потоку относительно блока карбонизации. Такие вспомогательные регулируемые клапаны могут быть расположены в любом месте между блоком карбонизации и выдачным выходом устройства выдачи воды, и выполнены с возможностью взаимодействия с регулируемым клапаном блока карбонизации для обеспечения точной настройки давления внутри блока карбонизации и вдоль линии выдачи карбонизированной воды.

В некоторых вариантах осуществления, упомянутый, по меньшей мере, один вспомогательный клапан расположен рядом с выдачным выпуском устройства выдачи воды. В других вариантах осуществления, где устройство выдачи содержит два или более вспомогательных клапана, любой из вспомогательных клапанов может быть расположен вдоль линии выдачи карбонизированной воды, продолжающейся от камеры карбонизации до выдачного выпуска.

Согласно некоторым вариантам осуществления, по меньшей мере, один вспомогательный клапан расположен рядом с выдачным выпуском устройства выдачи воды и может управляться пользователем.

Устройство выдачи может дополнительно содержать, согласно некоторым вариантам осуществления, смесительный узел, соединенный с линиями подачи для подачи, не карбонизированной горячей воды и не карбонизированной холодной воды к выдачному выпуску устройства выдачи воды. Смесительный узел может быть снабжен входным отверстием для холодной воды и входным отверстием для горячей воды, так что контролируемая подача холодной и горячей воды и их смешивание в смесительном узле позволяет выдавать воду при желаемой температуре.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Для лучшего понимания предмета, который раскрыт в данном документе, и для иллюстрации того, как это может быть осуществлено на практике, варианты осуществления теперь будут описаны, только в качестве неограничивающего примера, со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

Фигуры 1А и 1В представляют собой соответствующие виды спереди и сбоку блока карбонизации согласно варианту осуществления этого раскрытия.

Фиг.2 представляет собой продольное сечение по линиям II-II на фигурах 1A и 1B.

Фигуры 3А и 3В представляют собой продольные сечения по линиям III-III на фигурах 1A и 1B. Фиг.3А показывает блок, в котором клапанный элемент полностью продвинут к выпуску из камеры, обеспечивая узкий проход для карбонизированной воды; в то время как на фиг.3В он втянут, чтобы обеспечить более широкий проход.

Фиг.4 представляет собой схематичное изображение устройства выдачи воды, содержащего блок карбонизации по настоящему раскрытию.

Фигуры 5А и 5В представляют собой схемы, показывающие путь потока через блоки по фигурам 3A-3B, соответственно, для иллюстрации примера осуществления процесса карбонизации по этому раскрытию.

Фигуры 6А и 6В представляют собой вид сбоку и продольное сечение по линиям IV-IV, соответственно, блока карбонизации согласно другому варианту осуществления этого раскрытия.

Фигуры 7А и 7В представляют собой схематичное изображение линии выдачи устройства выдачи воды, содержащего блок карбонизации согласно первому и второму варианту осуществления этого раскрытия, соответственно.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Прилагаемые чертежи показывают конкретные примеры осуществления блока карбонизации по этому раскрытию.

Блок 100 карбонизации имеет смесительную камеру 102 с общими сферическими поверхностями 104 внутренней стенки, питаемую с ее верхней части каналом 106 объединения, и имеющую на ее нижней части выпуск 108 камеры. Однако следует отметить, что, хотя выпуск 108 камеры должен находиться в нижнем участке камеры (чтобы таким образом обеспечить, чтобы давление внутри камеры функционировало для вытеснения карбонизированной воды из выпуска камеры), канал объединения может необязательно соединяться с камерой 102 сверху, и в некоторых вариантах осуществления может быть соединен с боковой стороной камеры или под любым другим углом, например, продиктованным общими соображениями конструкции устройства/системы.

Камера 102 собрана из двух согласующихся полусфер 110, 112, которые свинчиваются посредством соответствующего резьбового устройства 114 с герметичным уплотнением, поддерживаемым круговым О-образным кольцом 116.

Блок 100 карбонизации снабжен двумя ушками 117, 119 для крепления его к раме устройства или системы выдачи воды.

Канал 106 объединения имеет первый закрытый конец 120 и второй противоположный конец 122, которые образованы расходящимися стенками 124, которые плавно сливаются с внутренними стенками 104 камеры 102. Канал 106 объединения по этому варианту осуществления, в целом, является линейным и продолжается вдоль первой оси 126. Как также в целом отмечено выше, канал объединения может также иметь другие конфигурации, такие как изогнутую, спиральную, извилистую и т.д. Первый конец 120 канала 106 находится в сообщении по текучей среде с устройством 128 подачи воды и устройством 130 подачи газа, которые при использовании соединяются через их соответствующие внешние приспособления 128А и 130А к соответствующим источникам воды и находящегося под давлением диоксида углерода.

Концевые сегменты 140, 142 соответствующих устройств 128, 130 подачи воды и газа образуют каждый соответствующую ось 132, 134 под соответствующими углами α, β около 45° относительно первой оси 126. Как можно понять, каждый из α и β может независимо составлять 20°, 25°, 30°, 35°, 40°, 45°, 50°, 55°, 60°, 65°, 70°; соответственно угол между осями 132 и 134 (α+β) может обычно составлять от 40° до 140°. Также углы α и β в этом варианте осуществления являются приблизительно одинаковыми, а в другом варианте осуществления могут отличаться.

Кроме того, следует отметить, что, хотя в этом варианте осуществления имеется одно устройство подачи воды и одно устройство подачи находящегося под давлением диоксида углерода, в других вариантах осуществления может быть независимо более одного впуска воды и более одного впуска газа; например, может быть пара впусков для воды и пара впусков для газа, смещенных в радиальном направлении вокруг оси 126.

Диаметры концевых сегментов 140 и 142 могут быть одинаковыми или разными и могут быть адаптированы к желаемой скорости потока и/или вязкости воды и газа, соответственно. Соответствующие диаметры сконфигурированы так, чтобы обеспечить надлежащий относительный приток этих двух компонентов для обеспечения надлежащей карбонизации.

Выпуск 108 камеры открывается в удлиненный канал (отверстие) 150, расположенный вдоль оси 152, которое имеет, в целом, тангенциальную ориентацию к стенкам камеры 102. В канале 150 установлен регулируемый клапан 155, содержащий клапанный элемент 154, который является перемещаемым вдоль оси 152 между полностью выдвинутым положением (показано на фиг.3А) и втянутым положением (показано на фиг.3В). Смещение осуществляется посредством вращающихся винтовых зацеплений 156 на заднем конце клапанного элемента. Клапанный элемент может вращаться через задний зацепляющий сегмент 158, который может быть связан с исполнительным элементом (не показан), выполненным с возможностью вращения клапанного элемента, который может быть механическим элементом, таким как управляемый пользователем рычаг, ручка и т.д.; или двигателем, который может быть электромеханическим, пневматическим и т.д. Посредством такого вращения, клапанный элемент 154 может быть выдвинут или втянут в канал 150.

Внутренние стенки 160 канала 150 расходятся от верхнего конца 162 канала (конца, примыкающего к выпуску 108 камеры) в направлении нижнего по потоку конца 164. Внешние поверхности 166 клапанного элемента 154 имеют, в целом, усечено-коническую форму с поверхностями, которые, как правило, параллельны (следуют контурам) внутренним стенкам канала 150, которые образуют седло 160 клапана. Образованный на нижним по потоку конце канала 150, находится выпуск 168 блока, который является, как правило, перпендикулярным оси 152.

Клапанный элемент 154 образован с кольцевой канавкой 170, которая в полностью выдвинутом положении (показано на фиг.3А) совмещена с соединительным сегментом 172 выпуска 168 блока; и, таким образом, в способе, который будет описан ниже, служит для направления карбонизированной воды в выпуск 168 блока.

Зазор между внутренними стенками седла 160 клапана канала 150 и внешними поверхностями 166 клапанного элемента 154 образует проход 174 для карбонизированной воды, соединяющий выпуск камеры и выпуск блока, для потока карбонизированной воды из камеры 102 в кольцевую канавку 170 и оттуда в сегмент 172. В выдвинутом положении, показанном на фиг.3А, проход 174 является узким, а после того, как клапанный элемент втянут, как можно видеть на фиг.3В, проход 174 расширяется. Посредством сочетания физического взаимодействия выходящей карбонизированной воды с границами прохода и давлением внутри смесительной камеры, которое зависит от ширины и, следовательно, сопротивления потоку прохода 174, размер пузырьков диоксида углерода в выходящей карбонизированной воде (и, следовательно, «крепость» карбонизированной воды) регулируется и управляется.

Технология карбонизации, обеспечиваемая этим раскрытием, может быть реализована в небольшом блоке карбонизации, подходящем для включения в устройство для выдачи в столешнице, или может иметь больший размер для включения в холодильник или в централизованную систему выдачи карбонизированной воды и т.д. Бытовое устройство для выдачи в столешнице представляет собой конкретный вариант осуществления для использования такого блока. Такое устройство схематично показано на фиг.4. Устройство включает в себя корпус 180, связанный с источником 182 воды, который может быть резервуаром для воды или источником проточной воды, и включает в себя источник 184 находящегося под давлением диоксида углерода, обычно герметичный баллон с диоксидом углерода, встроенный в устройство. Устройство также включает в себя блок 100 карбонизации, описанный выше, связанный с выдачным выпуском 186. На пути потока между источником 182 воды и блоком 100 карбонизации обычно расположен блок 188 охлаждения для подачи охлажденной воды в блок 100. Устройство также может включать в себя линию подачи для подачи, не карбонизированной воды в выдачной выпуск 186 для выбора пользователем между обычной и карбонизированной водой. В соответствии с некоторым вариантом осуществления, обычная (не карбонизированная) вода может подаваться к выдачному выпуску 186 посредством направления воды через блок 100 без сопутствующего введения диоксида углерода. Устройство также может включать в себя множество других известных элементов, а также пользовательский интерфейс для управления устройством.

Процесс приготовления карбонизированной воды согласно варианту осуществления этого раскрытия представлен на примере схемы потока, показанной на фигурах 5А и 5В. Поток 202 воды и поток 204 находящегося под давлением диоксида углерода одновременно подаются в канал объединения для создания объединенного потока 206. Этот объединенный поток затем входит в смесительную камеру, для создания турбулентного потока 208 внутри камеры для тщательного смешивания воды с диоксидом углерода для образования карбонизированной воды. Давление внутри камеры продвигает карбонизированную воду 210 в поток 212, который выходит через выпуск камеры в проход для карбонизированной воды. Сдвиговые силы при прохождении через упомянутый проход и давление, поддерживаемое внутри камеры, совместно управляют крепостью карбонизации. Этот процесс может продолжаться непрерывно, пока продолжается подача сопутствующей воды и находящегося под давлением диоксида углерода.

Другой пример блока карбонизации согласно этому раскрытию показан на фигурах 6A-6B. Блок 300 карбонизации имеет смесительную камеру 302 с общими сферическими поверхностями 304 внутренних стенок, по своей структуре аналогичный блоку карбонизации, описанному в связи с фигурами 1А-3В, однако, с регулируемым клапаном другой геометрии, как будет объяснено ниже. Подобно блоку 100, блок 300 карбонизации питается сверху посредством канала 306 объединения и имеет на своей нижней части выпуск 308 камеры и снабжен двумя ушками 317, 319 для крепления его к раме устройства или системы выдачи воды. Также аналогично блоку 100, канал 306 объединения находится в сообщении по текучей среде с устройством 328 подачи воды и устройством 330 подачи газа.

Нижний сегмент 315 блока 300 карбонизации снабжен клапанным элементом 354, который является смещаемым вдоль оси 352 между выдвинутым и втянутым положениями (не показаны), подобно клапанному элементу 154 блока 100. Клапанный элемент 354 имеет чашеобразный элемент 321, имеющий, в целом, коническую геометрию, которая соответствует внутренней поверхности нижнего сегмента камеры карбонизации, которая образует седло 315 клапана. Таким образом, посредством осевого смещения вдоль оси 352 между внутренними поверхностями седла 315 клапана и внешней поверхностью 323 чашеобразного элемента 321 образуется зазор 374, служащий для направления карбонизированной воды в выпуск 308. Как и в блоке 100, сочетание физического взаимодействия выходящей карбонизированной воды с границами прохода и давлением внутри смесительной камеры, которое зависит от ширины зазора 374, размер пузырьков диоксида углерода в выходящей карбонизированной воде регулируется и управляется.

Пример выдачной линии в системе, содержащей блок карбонизации по этому раскрытию, схематично показан на фиг.7А. Выдачная линия, в целом, обозначенная 402, включает в себя блок 400 карбонизации, описанный выше, соединенный с выдачным выпуском 406 через трубопровод 404. В этот пример осуществления системы, включены два вспомогательных регулируемых клапана 408 и 410, позволяющих проводить дополнительную точную настройку размера пузырьков диоксида углерода посредством регулировки разности давлений между выпуском блока карбонизации и выдачным выпуском, то есть вдоль выдачной линии 402. Эти вспомогательные регулируемые клапаны могут иметь структуру и функционирование, аналогичные клапану 412 (который относится к типу клапана 155, описанному выше).

Хотя вспомогательные клапаны 408 и 410 показаны в этом примере рядом с выдачным выпуском 406, понятно, что один или оба клапана 408 и 410 могут быть расположены в любом месте вдоль выдачной линии (а именно, в любом месте вдоль трубопровода 404). Дополнительно, следует понимать, что хотя вспомогательные клапаны являются регулируемыми, может также быть, что, по меньшей мере, один из вспомогательных клапанов является постоянным клапаном (то есть клапаном, в котором проходной поток предварительно отрегулирован до постоянного значения).

Система также может включать в себя смесительный узел 414, который соединен с линиями подачи для подачи, не карбонизированной горячей воды (не показана) и не карбонизированной холодной воды в выдачной выпуск 406 для выбора пользователем карбонизированной воды и не карбонизированной воды с контролируемой температурой. Смесительный узел 414 имеет входное отверстие 416 для холодной воды и входное отверстие 418 для горячей воды, так что контролируемая подача холодной и горячей воды и их смешивание в смесительном узле 414 позволяет выдавать воду с желаемой температурой. В соответствии с некоторым вариантом осуществления, холодная, не карбонизированная вода, может подаваться в смесительный узел 414 посредством направления воды через блок 400 карбонизации без сопутствующего введения диоксида углерода.

Другой пример осуществления выдачной линии в системе, содержащей блок карбонизации по этому раскрытию, схематично показан на фиг.7В. Этот вариант осуществления аналогичен показанному на фиг.7А, однако без трубопровода 404. А именно, система, показанная на фиг.7B, обеспечивает более компактную компоновку, в которой блок 400' карбонизации соединен и прилегает к выдачному выпуску 406'. Как можно видеть, вспомогательные регулируемые клапаны 408' и 410' расположены рядом с выдачным выпуском и смежным смесительным узлом 414'. Следует отметить, что регулируемый клапан 410' может быть снабжен управляемым пользователем рычагом 420', который позволяет пользователю дополнительно регулировать крепость карбонизации, управляя ручкой для изменения зазора в клапане 410' (хотя в других примерах это клапан может управляться регулятором устройства выдачи). Благодаря близости клапанов 408' и 410' к блоку 400' карбонизации получается компактная система карбонизации. Также аналогично варианту осуществления, показанному на фиг.7A, смесительный узел 414' на фиг.7B включает в себя отверстие 416' для подачи холодной воды и отверстие 418'для подачи горячей воды, позволяющий регулировать и распределять не карбонизированную воду при желаемой температуре.

Блок (100) карбонизации воды, содержащий: по меньшей мере одно устройство (128) подачи воды и по меньшей мере одно устройство (130) подачи находящегося под давлением диоксида углерода; канал (106) объединения, продолжающийся между первым, закрытым концом (120), и вторым концом (122), при этом по меньшей мере одно устройство (128) подачи воды и по меньшей мере одно устройство (130) подачи диоксида углерода открываются в упомянутый канал (106) в упомянутом первом конце; причем упомянутый второй конец открывается в смесительную камеру (102), соединенную с выпуском (108) для карбонизированной воды; при этом выпуск (108) для карбонизированной воды выполнен с возможностью ограничения оттока карбонизированной воды из камеры, чтобы тем самым поддерживать давление внутри камеры, в то время как карбонизированная вода вытекает из выпуска (108) для карбонизированной воды. 4 н. и 29 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Блок карбонизации воды, содержащий:

- по меньшей мере одно устройство подачи воды и по меньшей мере одно устройство подачи находящегося под давлением диоксида углерода;

- канал объединения, проходящий между первым закрытым концом и вторым концом, причем первый закрытый конец и второй конец определяют удлиненный путь для потока между ними, при этом по меньшей мере одно устройство подачи воды и по меньшей мере одно устройство подачи находящегося под давлением диоксида углерода открываются в упомянутый канал на упомянутом первом закрытом конце;

- упомянутый второй конец, открывающийся в смесительную камеру, соединен с выпуском для карбонизированной воды;

- упомянутый выпуск для карбонизированной воды выполнен с возможностью ограничения истечения карбонизированной воды из камеры, чтобы тем самым поддерживать давление в упомянутой камере, в то время как карбонизированная вода вытекает из выпуска для карбонизированной воды.

2. Блок карбонизации воды по п. 1, в котором канал объединения является в целом линейным.

3. Блок карбонизации воды по п. 1 или 2, в котором выпуск для карбонизированной воды содержит проход для карбонизированной воды, который позволяет (i) накапливать и поддерживать давления газа внутри камеры и (ii) непрерывно выпускать карбонизированную воду из камеры.

4. Блок карбонизации воды по п. 3, в котором упомянутый проход функционирует для регулирования истечения и размера пузырьков диоксида углерода в карбонизированной воде.

5. Блок карбонизации воды по любому одному из предшествующих пунктов, в котором выпуск для карбонизированной воды снабжен регулируемым клапаном для регулировки потока через него.

6. Блок карбонизации воды по п. 5, в котором упомянутые регулируемые клапаны содержат клапанный элемент, расположенный внутри седла клапана, причем клапанный элемент является смещаемым в осевом направлении вдоль оси, чтобы тем самым изменять ширину зазора, образованного между внешними поверхностями клапанного элемента и внутренними поверхностями седла клапана.

7. Блок карбонизации воды по п. 6, в котором внешние поверхности клапанного элемента имеют участки, которые являются параллельными внутренними поверхностями седла клапана.

8. Блок карбонизации воды по п. 6 или 7, содержащий:

- канал, проходящий вдоль второй оси между верхним по потоку концом на выпуске камеры и нижним по потоку концом, и

- клапанный элемент, вставленный в упомянутый канал, для образования канала для карбонизированной воды между стенками канала и внешней поверхностью клапанного элемента, и смещаемый в осевом направлении вдоль упомянутой оси.

9. Блок карбонизации воды по п. 8, в котором стенки упомянутого канала расходятся от упомянутого верхнего по потоку конца к упомянутому нижнему по потоку концу.

10. Блок карбонизации воды по п. 9, в котором клапанный элемент образован c кольцевой канавкой, имеющей, по меньшей мере, участок, который выровнен с выпуском блока для направления карбонизированной воды из упомянутого канала в упомянутый выпуск.

11. Блок карбонизации воды по п. 6 или 7, в котором седло клапана образовано участком камеры вблизи выпуска для карбонизированной воды.

12. Блок карбонизации воды по п. 11, в котором стенки седла клапана имеют внутренние поверхности, которые сходятся к выпуску карбонизированной воды.

13. Блок карбонизации воды по любому из пп. 5-12, дополнительно содержащий по меньшей мере один вспомогательный регулируемый клапан, расположенный ниже по потоку относительно регулируемого клапана.

14. Блок карбонизации воды по п. 13, в котором упомянутый по меньшей мере один вспомогательный регулируемый клапан расположен рядом с регулируемым клапаном.

15. Блок карбонизации воды по любому одному из предшествующих пунктов, в котором упомянутая камера имеет стенки с закругленными внутренними поверхностями.

16. Блок карбонизации воды по п. 15, в котором камера имеет общее сферическое внутреннее пространство.

17. Блок карбонизации воды по п. 15 или 16, в котором кривизна внутренних поверхностей камеры предназначена для того, чтобы вызывать турбулентность воды и газа в камере.

18. Блок карбонизации воды по любому одному из предшествующих пунктов, в котором второй конец канала объединения имеет стенку, расходящуюся к смесительной камере.

19. Блок карбонизации воды по п. 18, в котором упомянутые расходящиеся стенки являются округленными и плавно сливаются со стенками упомянутой камеры.

20. Блок карбонизации воды по любому одному из предшествующих пунктов, в котором по меньшей мере одно устройство подачи воды и по меньшей мере одно устройство подачи находящегося под давлением диоксида углерода, каждое, выполнено с возможностью ввода соответствующей подачи воды и диоксида углерода в направлении, которое наклонено относительно направления протекания объединённых воды и потока диоксида углерода внутри канала объединения.

21. Блок карбонизации воды по п. 20, в котором:

- канал объединения является в целом линейным для образования первой оси;

- каждое из устройства подачи воды и устройства для подачи находящегося под давлением диоксида углерода имеет линейный концевой сегмент; и

- линейные концевые сегменты находятся каждый под независимым углом в отношении первой оси.

22. Способ непрерывной карбонизации воды, включающий непрерывное смешивание находящегося под давлением диоксида углерода и воды для получения карбонизированной воды и непрерывную выдачу карбонизированной воды;

при этом упомянутое смешивание включает этапы, на которых:

- одновременно вводят подачи воды и находящегося под давлением диоксида углерода в первый закрытый конец канала объединения и позволяют двум упомянутым подачам объединяться и протекать от упомянутого первого конца ко второму концу, который открывается в смесительную камеру; и

- позволяют объединенному потоку турбулентно течь внутри смесительной камеры; и

при этом упомянутая выдача позволяет карбонизированной воде выходить из камеры при поддержании давления внутри камеры.

23. Способ по п. 22, в котором давление внутри камеры стимулирует выход карбонизированной воды.

24. Способ по п. 23, в котором выходящая карбонизированная вода протекает через узкий проход.

25. Способ по п. 24, в котором упомянутый проход функционирует для регулирования истечения и размера пузырьков диоксида углерода в карбонизированной воде.

26. Способ по п. 25, в котором размеры упомянутого прохода могут быть отрегулированы, чтобы тем самым регулировать размер пузырьков диоксида углерода.

27. Способ по любому из пп. 22-26, в котором находящийся под давлением диоксид углерода декомпрессируется, главным образом, в две ступени, состоящие из первой ступени декомпрессии вдоль упомянутого канала и второй ступени декомпрессии в упомянутом выпуске для карбонизированной воды.

28. Способ по любому из пп. 22-27, в котором находящийся под давлением диоксид углерода и вода каждые независимо вводятся в канал объединения на упомянутом первом конце вдоль оси, которая направлена под углом к направлению протекания объединенного потока внутри канала.

29. Устройство выдачи воды, содержащее блок карбонизации по любому из пп. 1-21.

30. Устройство выдачи воды по п. 29, содержащее по меньшей мере один вспомогательный регулируемый клапан, расположенный ниже по потоку относительно блока карбонизации.

31. Устройство выдачи воды по п. 29 или 30, дополнительно содержащее смесительный узел, соединенный с питающими линиями для подачи не карбонизированной горячей воды и не карбонизированной холодной воды к выдачному выпуску устройства выдачи воды.

32. Устройство выдачи воды по п. 31, в котором смесительный узел имеет входное отверстие для холодной воды и входное отверстие для горячей воды, так что регулируемая подача холодной и горячей воды и их смешивание в смесительном узле позволяет выдавать воду при желаемой температуре.

33. Устройство выдачи воды, содержащее блок карбонизации, осуществляющий способ по любому одному из пп. 22-27.