特許 6908613 溶媒の一部に溶質の一部を溶解させるための混合リング、溶媒の一部に溶質の一部を溶解させるための装置及び方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6908613

(24)【登録日】2021年7月5日

(45)【発行日】2021年7月28日

(54)【発明の名称】溶媒の一部に溶質の一部を溶解させるための混合リング、溶媒の一部に溶質の一部を溶解させるための装置及び方法

(51)【国際特許分類】

   B01F 5/06 20060101AFI20210715BHJP

   B01F 1/00 20060101ALI20210715BHJP

   B01F 3/08 20060101ALI20210715BHJP

   B01F 15/02 20060101ALI20210715BHJP

   B01F 15/04 20060101ALI20210715BHJP

【ＦＩ】

   B01F5/06

   B01F1/00 Z

   B01F3/08 Z

   B01F15/02 A

   B01F15/04 D

【請求項の数】27

【全頁数】26

(21)【出願番号】特願2018-535208(P2018-535208)

(86)(22)【出願日】2016年9月2日

(65)【公表番号】特表2018-534141(P2018-534141A)

(43)【公表日】2018年11月22日

(86)【国際出願番号】BR2016050218

(87)【国際公開番号】WO2017049375

(87)【国際公開日】20170330

【審査請求日】2019年9月2日

(31)【優先権主張番号】BR102015024699-4

(32)【優先日】2015年9月25日

(33)【優先権主張国】BR

(73)【特許権者】

【識別番号】518100616

【氏名又は名称】シルツァー ソシエダ アノニマ

(74)【代理人】

【識別番号】100099759

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 篤

(74)【代理人】

【識別番号】100123582

【弁理士】

【氏名又は名称】三橋 真二

(74)【代理人】

【識別番号】100173107

【弁理士】

【氏名又は名称】胡田 尚則

(74)【代理人】

【識別番号】100128495

【弁理士】

【氏名又は名称】出野 知

(74)【代理人】

【識別番号】100146466

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 正俊

(74)【代理人】

【識別番号】100087413

【弁理士】

【氏名又は名称】古賀 哲次

(72)【発明者】

【氏名】ハビエル エルナン ブランコ

【審査官】 小久保 勝伊

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２０１３／００３７９７３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特公昭５４−０４０７６９（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】 特開２００１−０００８４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−２４４２６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−１５５１８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０１６７８２２５（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開２００１−２００８００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００９／０１７８８１２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許第０１６２６４８７（ＵＳ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１１／２３０６７９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２００５／７７６３６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２００９／１７８８１２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 西独国特許出願公開第４３３０８５６（ＤＥ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０１Ｆ １／００−５／２６、１５／００−１５／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

溶媒の一部に溶質の一部を溶解させるための混合リング（１）であって、前記混合リング（１）は、
混合経路（４）に流体的に連結された溶媒インプット経路（２）及び溶質インプット経路（３）を備え、
溶媒インプット経路（２）は溶媒の一部を受け入れるように構成されており、そして溶質インプット経路（３）は溶質の一部を受け入れるように構成されており、
混合リング（１）は溶媒の一部及び溶質の一部を混合経路（４）に導くように構造的に構成されており、
混合リング（１）は混合経路（４）の内部領域に主要部が配置されたディフューザ（５）をさらに備え、ディフューザ（５）は溶媒の一部を溶質の一部に向けて導くように構成されている、
溶質インプット経路（３）は溶質の一部をディフューザ（５）に導くように構成された突出ランプ（１２）を画定する溶質ネック（１１）を備え、突出ランプ（１２）は混合経路（４）の内部壁に対してネック角（ρ）を確定し、ネック角（ρ）は鋭角である、
溶媒インプット経路（２）は溶媒インプットゾーン（６）及びチョークゾーン（７）として構成されており、チョークゾーン（７）は溶媒インプットゾーン（６）と混合経路（４）との間に配置されており、溶媒インプットゾーン（６）とチョークゾーン（７）との間の相互接続は第一の直径（Ａ）を確立し、チョークゾーン（７）と混合経路（４）との間の相互接続は第一の直径（Ａ）よりも小さい第二の直径（Ｂ）を確立し、チョークゾーン（７）の内径は第一の直径（Ａ）から第二の直径（Ｂ）に向かって、チョークゾーン（７）と混合経路（４）との間の相互接続の近傍の点（１３）まで徐々に低減されている、
混合リング（１）。

【請求項2】

ディフューザは７５°〜１０５°の間の角度で溶媒の一部を溶質の一部に向けて導くように構成されている、請求項１記載の混合リング（１）。

【請求項3】

第二の直径（Ｂ）の値は第一の直径（Ａ）の値の５０％〜６５％の間であり、さらに、混合経路（４）の長さ（Ｏ）は第一の直径（Ａ）の値の１．５〜３．０倍の間である、請求項１〜２のいずれか１項記載の混合リング（１）。

【請求項4】

溶質インプット経路（３）は溶質インプットゾーン（８）及び溶質チャンバ（９）を備え、溶質インプットゾーン（８）は第三の直径（Ｃ）を確立し、そして溶質チャンバ（９）は第三の直径（Ｃ）より大きい第四の直径（Ｄ）を確立し、第三の直径（Ｃ）は混合リング（１）の第二の直径（Ｂ）に等しい、請求項１〜３のいずれか１項記載の混合リング（１）。

【請求項5】

溶質チャンバ（９）は第三の直径（Ｃ）に従属する第一の幅（Ｅ）を確立し、下記の範囲：C/10≦E≦C/3の値を取る、請求項４記載の混合リング（１）。

【請求項6】

溶質インプット経路（３）は溶質チャンバ（９）に連結している溶質ネック（１１）をさらに備え、溶質ネック（１１）は第二の幅（Ｆ）を確立し、そして突出ランプ（１２）をさらに備え、突出ランプ（１２）は溶質の一部をディフューザ（５）に向けて導くように構成されている、請求項１〜５のいずれか１項記載の混合リング（１）。

【請求項7】

ディフューザ（５）は対称軸が混合リング（１）の長手軸である対称構造であり、ディフューザ（５）は互いに対して向かい合って配置されそして直線セグメント（１６,１６'）によって接続されている第一の凸状弧（１４）及び第二の凸状弧（１５）をさらに備えている、請求項１〜６のいずれか１項記載の混合リング（１）。

【請求項8】

突出ランプ（１２）は、溶質の一部をディフューザの直線セグメント（１６,１６'）に向けて導くように構成されている、請求項１〜７のいずれか１項記載の混合リング（１）。

【請求項9】

第一の凸状弧及び第二の凸状弧（１４,１５）のそれぞれの頂点（Ｖ_１,Ｖ_２）は、混合リング（１）の長手軸に配置されている、請求項７〜８のいずれか１項記載の混合リング（１）。

【請求項10】

頂点（Ｖ_１,Ｖ_２）の間の距離は、第一の直径（Ａ）の値よりも１．３〜１．６倍の間大きく、ディフューザの幅（Ｇ）は第一の直径（Ａ）の値の２３％〜２６％の間である、請求項９記載の混合リング（１）。

【請求項11】

前記凸状弧はそれぞれ第１の開口角（β₁）及び第２の開口角（β₂）を確定し、第１の開口角（β₁）の値は第２の開口角（β₂）の値の少なくとも２倍である、請求項７〜１０のいずれか１項記載の混合リング（１）。

【請求項12】

チョークゾーン（７）は１５°〜３０°の範囲のチョーク角（θ）を画定している、請求項１〜１１のいずれか１項記載の混合リング（１）。

【請求項13】

第一の直径（Ａ）は混合リング（１）が処理するように構成された総流速の１．５〜３．０の間倍大きい範囲の値を取る、請求項１〜１２のいずれか１項記載の混合リング（１）。

【請求項14】

溶質の一部は１７０ｃＰｓに等しいか又はそれより低い粘度を有する物質である、請求項１〜１３のいずれか１項記載の混合リング（１）。

【請求項15】

溶媒の一部は８０ｃＰｓに等しいか又はそれより低い粘度を有する物質である、請求項１〜１４のいずれか１項記載の混合リング（１）。

【請求項16】

溶媒インプット経路（２）は溶媒タンク（２０）から溶媒の一部を受け入れ、そして溶質インプット経路は溶質タンク（２１）から溶質の一部を受け入れる、請求項１〜１５のいずれか１項記載の混合リング（１）。

【請求項17】

ネック角（ρ）は４５°である、請求項１〜１６のいずれか１項記載の混合リング（１）。

【請求項18】

シロップの流速が大きいほど、ネック角（ρ）が小さい、請求項１〜１７のいずれか１項記載の混合リング（１）。

【請求項19】

溶媒の一部に溶質の一部を溶解させるための装置（２５）であって、装置（２５）は、
溶媒の一部を溶媒タンク（２０）から混合リング（１）に導くように構成されている溶媒排出ダクト（２６）を備え、溶媒排出ダクト（２６）の第一の端部は溶媒タンク（２０）の底部に連結されており、溶媒排出ダクト（２６）は混合リング（１）の第一の直径（Ａ）に等しい溶媒ダクト直径を備え、
装置（２５）は、溶質の一部を溶質タンク（２１）から混合リング（１）に導くように構成されている溶質排出ダクト（２７）をさらに備え、溶質排出ダクト（２７）の第一の端部は溶質タンク（２１）の底部に連結されており、溶質排出ダクト（２７）は混合リン
グ（１）の第三の直径（Ｃ）に等しい溶質ダクト直径を備えている、
混合リング（１）は混合経路（４）の内部領域に主要部が配置されたディフューザ（５）をさらに備え、ディフューザ（５）は溶媒の一部を溶質の一部に向けて導くように構成されている、
混合リング（１）の溶質インプット経路（３）は溶質の一部をディフューザ（５）に導くように構成された突出ランプ（１２）を画定する溶質ネック（１１）を備え、突出ランプ（１２）は混合経路（４）の内部壁に対してネック角（ρ）を確定し、ネック角（ρ）は鋭角である、
溶媒インプット経路（２）は溶媒インプットゾーン（６）及びチョークゾーン（７）として構成されており、チョークゾーン（７）は溶媒インプットゾーン（６）と混合経路（４）との間に配置されており、溶媒インプットゾーン（６）とチョークゾーン（７）との間の相互接続は第一の直径（Ａ）を確立し、チョークゾーン（７）と混合経路（４）との間の相互接続は第一の直径（Ａ）よりも小さい第二の直径（Ｂ）を確立し、チョークゾーン（７）の内径は第一の直径（Ａ）から第二の直径（Ｂ）に向かって、チョークゾーン（７）と混合経路（４）との間の相互接続の近傍の点（１３）まで徐々に低減されている、
装置（２５）。

【請求項20】

溶質タンク（２１）は第一の高さ（Ｈ）に配置されており、第一の高さ（Ｈ）は溶質排出ダクト（２７）と混合リング（１）との間の接続部から、溶質タンク（２１）の全高（Ｌ'）の半分までで測定される、請求項１９記載の装置（２５）。

【請求項21】

第一の高さ（Ｈ）の値は１７００ｍｍ〜１９００ｍｍの間である、請求項１９〜２０のいずれか１項記載の装置（２５）。

【請求項22】

溶媒の一部は溶媒タンク（２０）の頂部に、溶媒インレットダクト（２４）によって添加され、溶媒インレットダクト（２４）は、その一方の端部に連結されたコーンデフレクタ（３０）を備え、コーンデフレクタ（３０）は溶媒の一部を複数の溶媒滴（３１）へと拡散させるように構成されている、請求項１９〜２１のいずれか１項記載の装置（２５）。

【請求項23】

混合リング（１）に連結されている主ポンプ（Ｂ₁）をさらに備え、主ポンプ（Ｂ₁）は、混合リング（１）からの混合距離（Ｌ）に配置されており、混合距離（Ｌ）は混合リング（１）の第一の直径（Ａ）の値の５〜１１倍の間である、請求項１９〜２２のいずれか１項記載の装置（２５）。

【請求項24】

溶媒タンク（２０）及び溶質タンク（２１）の底部は、溶媒タンク（２０）及び溶質タンク（２１）それぞれの溶媒及び溶質レベルよりも下方に配置されたタンクのいずれかの部分として構成されている、請求項１９〜２３のいずれか１項記載の装置（２５）。

【請求項25】

溶媒排出ダクト（２６）及び溶質排出ダクト（２７）は、それぞれ溶媒流量計（Ｓ_q13）及び溶質流量計（Ｓ_q12）を備え、溶媒流量計（Ｓ_q13）は第一の直径（Ａ）の値の５倍よりも大きい混合リング（１）からの距離で配置されている、請求項１９〜２４のいずれか１項記載の装置（２５）。

【請求項26】

溶質の一部は１７０ｃＰｓに等しいか又はそれより低い粘度を有する物質である、請求項１９〜２５のいずれか１項記載の装置（２５）。

【請求項27】

溶媒の一部は８０ｃＰｓに等しいか又はそれより低い粘度を有する物質である、請求項１９〜２６のいずれか１項記載の装置（２５）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は溶媒の一部に溶質の一部を溶解させるための装置、方法及び混合リングに関する。詳細には、溶質と溶媒との間の混合効率を高めるように構成された装置、方法及び混合リングに関する。

【背景技術】

【0002】

先行技術の説明
溶媒の一部に溶質の一部を溶解させるための先行技術の装置及び方法は、プロセス中に混合比を一定に保つことにいくつかの弱点（問題点）を有する。

【0003】

そのような装置では、溶質の用量（溶液中の溶質の量）は、溶質の流速の測定値に１００％従属し、そのような測定は装置の所定のループ制御に従って行われる。

【0004】

基本的には、先行技術の装置では、溶媒流速を所定値で一定に保ち、所定の溶媒流速及び所望の混合比に従って、装置は固定されたシロップ流速を加える。

【0005】

ループ制御とは、プロセスのいくつかの変数を管理するために、好ましくはＰＬＣ（プログラム可能なロジックコントローラ）を使用して、所定のプロセスで動作する機構及び制御を意味する。例えば、ループ制御において、所定の時間は確立され、そこで、ＰＬＣは所定の変数を制御すべきである。

【0006】

具体的には、溶媒の一部に溶質の一部を溶解させるための装置及び方法において、所定の時間は、溶媒流速の測定時間、溶質流速の測定時間、及びどのような動作を行うべきかをＰＬＣが決定する時間であることができる。

【0007】

ＰＬＣは溶質用量をどのように管理するかを決定する役割をさらに担っているので、ＰＬＣは所定のバルブ又はポンプに信号を送信すべきであり、バルブ又はポンプはまた、かかる信号を受信しそして解釈し、次いで、装置の溶質流速を増加させ又は減少させるのに所定の時間を要する。

【0008】

ループ制御は、プロセス中に連続的に繰り返され、ここで、バルブ又はポンプによって受信された信号はかかる信号を解釈するのにある時間を要するために瞬時に動作をもたらさないので、上述の所定の時間は溶質と溶媒との混合比に直接的な影響を及ぼす。

【0009】

結果的に、ループ制御及びそれらの機構における単純な誤差は総シロップ用量、すなわち、溶質と溶媒との混合比に直接的に影響を及ぼすであろう。

【0010】

溶媒の一部に溶質の一部を溶解させるための提案された装置、方法及び混合リングにおいて、溶質流速は、装置内、そして具体的にはその構造的構成のために混合リング内を流れる溶媒流速によって自動的にドラッグされる。

【0011】

結果的に、ループ制御の作動を考慮すると、装置はＰＬＣが所定のバルブに制御信号を送信し、次いで、かかる信号を受信してそして解釈し、最後にバルブを制御する時間を感知しないであろう。

【0012】

提案された装置、方法及び混合リングにおいて、水（溶媒）流速の変動がシロップ流速を自動的に管理（制御）するので、作動はリアルタイムで行われる。言い換えれば、上述したように、溶質は、装置、特に混合リングの構造的構成のために溶媒によってドラッグされる。

【0013】

現在の用途では、ループ制御は、要求混合比を決定する溶質調整バルブの開閉（管理）によってのみ行われている。混合プロセスが安定していると、要望（要求）混合比と実混合比との差に関連して溶質調整バルブを管理することのみが必要である。

【0014】

提案された混合リング、装置及び方法は、最終溶液（溶質/溶媒）の釣り合いを自動的に保持する際に、溶質流速の補正の必要性が低減される。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0015】

目的
本発明の目的は、溶媒の一部に溶質の一部を溶解させるように構造的に構成された混合リングであって、溶媒の一部が溶質の一部に向けて垂直に導かれる、混合リングを提供することである。

【0016】

本発明の更なる目的は、１７０ｃＰｓに等しいか又はそれより低い粘度を有する任意の種類の溶質及び８０ｃＰｓに等しいか又はそれより低い粘度を有する任意の種類の溶媒を処理することができる、溶媒の一部に溶質の一部を溶解させるための混合リング、装置及び方法を提供することである。

【0017】

本発明のさらなる目的は、混合リングに入る溶質流速の作動の必要性を低減するように構成された、溶媒の一部に溶質の一部を溶解させるための混合リング、装置及び方法を提供することである。

【0018】

更なる目的は、溶媒流速の変動に起因する溶質流速の変動を自動的に管理するように構成された混合リング、装置及び方法を提供することである。

【0019】

更なる目的は、溶媒調整バルブ又は溶質調整バルブのうちの１つのみを管理することによって、実混合比を制御することができる、溶媒の一部に溶質の一部を溶解させるための方法を提供することである。

【0020】

更なる目的は、飲料品産業のような大規模装置で使用することができ、さらに、ファストフードレストランの飲料機械のような小規模装置も使用することができる混合リング及び混合方法を提供することである。

【0021】

本発明の目的はまた、飲料品、化学、製薬産業などの多くの用途分野及びさらに病院分野において使用できる、溶媒の一部に溶質の一部を溶解させるための混合リング、装置及び方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0022】

発明の簡単な説明
溶媒の一部に溶質の一部を溶解させるための混合リングは提案され、混合リングは、混合経路に流体的に連結された溶媒インプット経路及び溶質インプット経路を備え、溶媒インプット経路は溶媒の一部を受け入れ、そして溶質インプット経路は溶質の一部を受け入れるように構成されている。

【0023】

混合リングは、溶媒の一部と溶質の一部とを混合経路に導くように構造的に構成されており、混合リングは、混合経路の内部領域に主要部に配置されたディフューザをさらに備え、ディフューザは溶媒の一部を溶質の一部に向けて導くように構成されている。

【0024】

本発明は、溶媒の一部に溶質の一部を溶解させるための装置をさらに提案し、該装置は溶媒の一部を溶媒タンクから混合リングに導くように構成されている溶媒排出ダクトを備え、溶媒排出ダクトの第一の端部は溶媒タンクの底部に連結されており、溶媒排出ダクトは混合リングの第一の直径に等しい溶媒ダクト直径を備える。

【0025】

この装置は、溶質の一部を溶質タンクから混合リングに導くように構成されている溶質排出ダクトをさらに備え、溶質排出ダクトの第一の端部は溶質タンクの底部に連結されており、溶質ダクトは混合リングの第三の直径に等しい溶質ダクト直径を備える。

【0026】

本発明はさらに、溶媒の一部に溶質の一部を溶解させるための方法をさらに提案し、方法は溶液中の溶媒と溶質との要求混合比を設定すること、溶媒の一部に溶質の一部を溶解させるための装置の混合リングに溶媒の一部と溶質の一部とを添加することの工程を含む。

【0027】

この方法はさらに、溶媒の一部が混合リングに到達する前に溶媒の一部の流速を測定し、そして溶質の一部が混合リングに到達する前に溶質の一部の流速を測定すること、測定された溶媒の流速を測定された溶質の流速で除算することにより実混合比を決定しそして前記実混合比を確立された要求混合比と比較することの工程を含む。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1】図１は本発明において提案された混合リングの断面図である。

【図2】図２は混合リングの断面図であり、ここで、図２（ａ）は溶媒インプット経路を示し、図２（ｂ）は溶質インプット経路を示し、そして図２（ｃ）は混合経路を示す。

【図3】図３は提案された混合リングの断面図であり、溶媒流及び溶質流を示す。

【図4】図４は提案された混合リングの断面図であり、その構造寸法を示す。

【図5】図５は提案された混合リングの断面図であり、溶質インプット経路の寸法を示す。

【図6】図６は提案された混合リングの断面図であり、提案された混合リングの溶質ネックを示す。

【図7】図７は提案された混合リングの断面図であり、ディフューザの寸法を示す。

【図8】図８は提案された混合リングの追加の断面図であり、ディフューザの寸法を示す。

【図9】図９は混合リングの内部領域を強調図面であり、溶媒及び溶質の変位ベクトルを開示している。

【図10】図１０は本発明で提案された溶媒の一部に溶質の一部を溶解させるための装置の概略図である。

【図11】図１１は溶媒の一部に溶質の一部を溶解させるための装置の追加の図である。

【発明を実施するための形態】

【0029】

好ましい実施形態の詳細な説明
提案された混合リング、混合装置及び混合方法のこの好ましい実施形態において、溶媒は、好ましくは水の一部であると理解することができ、溶質は好ましくはシロップの一部であると理解することができる。

【0030】

図１は本発明で提案された混合リング１の断面図である。提案された混合リング１のより良い理解のために、図１はその主なセグメントを示し、したがって各セグメントはその構造的構成及び目的に関連して扱われる。

【0031】

図１を参照すると、提案された混合リング１は、混合経路４、ディフューザ５、溶媒インプットゾーン６、チョークゾーン７、溶質インプットゾーン８及び溶質チャンバ９を備える。溶媒インプットゾーン６及びチョークゾーン７は溶媒インプット経路２を画定し、さらに、溶質インプットゾーン８及び溶質チャンバ９は溶質インプット経路３を画定する。図１に示される点線は、前述の各セグメントの境界を表す。

【0032】

溶媒インプット経路２及び溶質インプット経路３は、それぞれ図２（ａ）及び２（ｂ）から具体的に見ることができる。混合経路４（ディフューザなし）を図２（ｃ）に示す。

【0033】

図３の実線矢印は、溶媒タンク（図示せず）から溶媒インプット経路２に入る溶媒の一部を表しており、それに応じて、点線矢印は、溶質タンク（図示せず）から溶質インプット経路３に入る溶質の一部を表す。混合リング１の代わりに実施形態において、溶媒及び溶質は、特にタンクではない別のリザーバから来ることができる。

【0034】

混合リング１の近くに配置されたポンプにより、溶媒及び溶質の両方は吸引され、かかるポンプの位置は、混合リング１の構造的構成の説明を完了した後に、さらに取り扱われる。

【0035】

図４からよりよく理解されうるように、溶媒インプットゾーン６とチョークゾーン７との間の相互接続は、第一の直径Ａを確立し、この第一の直径Ａは混合リング１で混合（受け入れる）することが予定される総流速（溶媒流速+シロップ流速）に従属している。

【0036】

下記の表は、好ましくは、処理される総流速に応じた第一の直径Ａの値を示す。ちょうど言及したように、下記の値は、好ましくは、限定するものとみなされるべきではない値である。

【0037】

【表1】

【0038】

溶媒インプットゾーン長さＮに関しては、混合リング１のこの好ましい実施形態では、第一の直径Ａと同じ寸法を有する。

【0039】

混合経路４に導かれる溶媒の一部の収束を開始すると、溶媒インプット経路２の内部領域は、溶媒インプットゾーン６とチョークゾーン７との間の相互接続部から、チョークゾーン７と混合経路４との間の相互接続部の近傍にあるチョーク点１３まで、徐々に低減されている。

【0040】

結果として、図２〜図４を参照すると、下記のように、第二の直径Ｂは決定され、第二の直径Ｂは第一の直径Ａの５０％〜６５％の間であろう。

【0041】

【表2】

【0042】

混合経路長さＯに関して、これは第一の直径Ａに従属し、具体的には、混合リング１のこの好ましい実施形態において、混合経路４の混合経路長さＯは第一の直径Ａの１．５〜３．０倍の間とするべきである。

【0043】

チョーク点１３から混合経路４との境界まで、第二の直径Ｂは、好ましくは（溶媒を混合経路4に向けて正確に導くために）一定に保たれる。このような構成は、溶質と溶媒との混合効率を向上させる。しかしながら、混合リング１の代わりの実施形態では、徐々に低減させるのを直接上記の境界まで継続することができる。

【0044】

第一の直径Ａから第二の直径Ｂまでの徐々の低減は、混合リング１の収斂角と考えることができるチョーク角θを確立する。第一の直径Ａと同様に、チョーク角θは混合リング１が処理することが予定される総流速に従属すべきである。

【0045】

好ましいチョーク角θの値を下記の表に開示する。

【0046】

【表3】

【0047】

溶質インプット経路３の構造的構成は、特に図５から始めて取り扱う。

【0048】

溶質の一部を、まず、第三の直径Ｃを有する溶質インプットゾーン８にて混合リング１に導入する。第三の直径Ｃの値は、混合リング１が処理すべき総流速に従属する。第三の直径Ｃは、好ましくは、第一の直径Ａの値の５０％〜６５％の間にあるべきであることが理解されうる。

【0049】

【表4】

【0050】

この値は、第二の直径Ｂについて提案されたものと同等であり、したがって、混合リング１のこの好ましい実施形態では、第二の直径Ｂは第三の直径Ｃに等しいことが観察されうる。

【0051】

混合経路４への溶質の一部の正確な導入を実行するために、溶質チャンバ幅Ｅは大きな寸法を取るべきではない。混合リングのこの好ましい実施形態では、溶質チャンバ幅Ｅは、好ましくは、下記の範囲：C/10≦E≦C/3の値をとるべきである。第三の直径Ｃに関しては、図５を参照する。

【0052】

図４を参照すると、溶質チャンバ幅Ｅの値は、チョーク点１３から混合経路４との境界までの距離（長さ）に等しい。

【0053】

この好ましい値では、溶質の一部は「圧縮」され、結果的に溶質チャンバ９の開放部分に導かれる。次に、溶質チャンバ９を取り扱う。

【0054】

混合経路４に入る前に、溶質の一部は、図６の強調した暗い領域によって表される溶質ネック１１を通って流れる。構造的に、そして図５を参照すると、溶質ネック１１は第四の直径Ｄ及び第一の直径Ａに従属する第二の幅Ｆを確立し、結果的に、第二の幅Ｆは、混合リング１が受け入れるべき溶媒及び溶質の流速に従属する。

【0055】

具体的には、第二の幅Ｆは、

【0056】

【数1】

により得られる。

【0057】

図４を参照すると、第二の幅Ｆの値も、点１３から混合経路４との境界までの距離の値である。

【0058】

混合経路４に溶質をより良く導入するために、溶質ネック１１は溶質の一部をディフューザ５に導くように、より詳細には図７を参照すると、ディフューザ５の直線セグメント１６,１６’に向けて導くように構成されている突出ランプ(projection ramp)１２を画定している。

【0059】

好ましくは、突出ランプ１２は直線状ランプであるが、ランプ１２の他の構成、例えば、湾曲形状又は鋸歯形状が許容可能である。

【0060】

突出ランプ１２はネック角ρを確立し、この角度は、混合リング１のこの好ましい実施形態では４５°の値をとる。この好ましい値は、溶質をディフューザ５に向けて正しく導くが、所望であれば、別の値を使用することもできる。好ましくは、シロップ（溶質）の流速が大きいほど、ネック角ρの値は小さいであろう。

【0061】

溶質の一部が溶質ネック１１を去った後に、溶質は混合経路４に入り、ここで、ディフューザ５は混合リング１の中央に配置されている。ディフューザの構造的構成は図７からよりよく理解できる。

【0062】

ディフューザが混合リング内に固定される方法は、提案された本発明の主要な態様ではなく、既に公知のいずれかの方法で固定することができる。

【0063】

理解されるように、ディフューザ５は、対称軸が混合リング１の長手軸Ａ-Ａである対称構造である。ディフューザ５は、互いに向かい合って配置されそして直線セグメント１６,１６'によって接続されている２つの凸状弧、第一の弧１４及び第二の弧１５により形成されている。

【0064】

向かい合って配置されるとは、ディフューザの外側にいて（混合リング１の軸線Ａ-Ａに沿って）、その方向を見ている観察者は、一方の弧の凸面を見て、その結果、他方の弧の凹面を見ることになることを意味する。例えば、図８を参照すると、点Ｐに位置する観察者は、第一の弧１４の凸面及び第二の弧１５の凹面を見ることになる。

【0065】

好ましくは、第一及び第二の凸状弧１４及び１５のディフューザ頂点Ｖ_１及びＶ_２は、混合リング１の長手軸Ａ-Ａに配置される。さらに、図８から良く理解されうるように、ディフューザ5の凸状弧の開口角β₁及びβ₂は異なり、ここで、混合リング１のこの好ましい実施形態では、第一の凸状弧１４の開口角β₁は、第二の凸状弧１５の開口角β₂よりも大きくすべきである。

【0066】

頂点Ｖ_１及びＶ_２は、凹/凸面を規定することができ、あるいは楔面を規定する（矢印型面を規定する）ことができ、ここで、各弧のセグメントは単一点で接続する。

【0067】

数値を参照すると、好ましい実施形態において、開口角β₁は約５５°であり、開口角β_２は好ましくは約２０°である。一般的には、β₁はβ₂の値の少なくとも２倍であると言える。

【0068】

その寸法に関して、ディフューザ５の長さ（頂点Ｖ_１とＶ_２との間の距離）は、好ましくは、第一の直径Ａの値の１．５倍とすべきであり（１．３から１．６の範囲は許容）、さらに、ディフューザ幅Ｇは、第一直径Ａの値の１．５倍とすべきであり（２３％から２６％の範囲は許容）、以下のとおりである：

【0069】

【表5】

【0070】

ディフューザ５のこのような構造的構成は、溶媒の一部を溶質の一部に向けて導き、その結果、溶質を溶媒に添加する。具体的には、提案された混合リング１では、溶媒変位ベクトルは溶質変位ベクトルに対して垂直に向かい（７５°〜１０５°の範囲は許容される）、溶質ネック１１の近傍で混合経路4にて遭遇が起こる。

【0071】

ディフューザ５を混合リング１の中央に配置することにより、溶媒変位速度が減少し、したがって溶質の引きずり（溶質のドラッグ）が起こるので、混合効率が高まる。

【0072】

さらに、溶媒及び溶質の変位ベクトルの遭遇後に、ディフューザの長さは、そのようなベクトルが整列されることを保証すべきであるため、上記の表に開示された値を使用しなければならない。

【0073】

図９は、溶媒変位ベクトル（Vsolvent）及び溶質変位ベクトル（Vsolute）を開示している混合リング１の内部領域の強調図である。実線は溶媒ベクトルを表し、点線は溶質ベクトルを表す。

【0074】

図９は、さらに溶媒及び溶質の遭遇を示しているが、このようなベクトルが垂直角を形成して衝突して、それゆえ、結果として溶液変位ベクトル（V_solution）はディフューザ５の直線セグメント１６及び１６'に平行になることが理解できる。

【0075】

混合リング１におけるディフューザ５の配置に関しては、ディフューザ５が混合経路４内に完全に配置されていることが図面から（特に図２（ａ）から）観察されうるが、混合リング１の代わりの実施形態では、第一の凸状弧１４の小部分は溶媒インプット経路２に入っていることができる。

【0076】

混合リング１の追加の代わりの実施形態では、ディフューザは、混合リングの長手軸（Ａ-Ａ）に沿って再配置（移動、変位）することができる（チョークゾーン７に入る）。このような特徴は、溶質/溶媒変位ベクトルの大きな制御性を可能にし、したがってベクトルが衝突する（遭遇する）領域の制御を可能にする。

【0077】

提案された混合リング１のさらなる代わりの実施形態では、ディフューザ５なしで計画されることができ、この意味で、チョークゾーン７の構造的構成は、溶質の一部に向かって溶媒の一部を導く。

【0078】

混合リングがディフューザなしで計画される実施形態では、チョーク角（θ）の提案値はディフューザを有する実施形態と同じであり、さらに溶媒の一部は４５°〜９０°の間の角度で溶質の一部に向けて導かれる。

【0079】

溶媒の一部の中に溶質の一部を溶解させるための、提案された混合リング１について説明してきたが、ここで、このような混合リング１を好ましくは使用する装置を取り扱い、別の言い方をすれば、ここで、溶質の一部を溶媒の一部に溶解させるための装置２５について説明する（装置２５とも呼ぶ）。

【0080】

図１０は提案された装置２５の一般的な好ましい実施形態を表している。このような図は、装置２５の主要な構成要素及びダクト（パイプ）を示しており、順次説明するバルブ及び他のダクトのすべてを示しているわけではない。

【0081】

図１０から理解されうるように、装置２５は混合リング１に関連する溶媒タンク２０及び溶質タンク２１を備え、前記混合リング１は、装置２５の好ましい実施形態では、上述し、本出願において提案されている混合リング１である。

【0082】

タンク２０及び２１は混合リング１において後に混合される溶媒の一部及び溶質の一部をそれぞれ貯蔵するように構成されている。溶媒タンク２０及び混合リング１の接続は、図１０に示すように、溶媒排出ダクト２６によりなされる。

【0083】

図４〜１０から理解されうるように、溶媒排出ダクト２６の第一の端部は、好ましくは、溶媒タンク２０の底部に連結されている。さらに、溶媒ダクトは、好ましくは、混合リング１の第一の直径Ａに等しい溶媒ダクト直径を有するチューブ状構造である。溶媒排出ダクト２６の反対側の端部は、混合リング１の溶媒インプットゾーン６に接続されている。

【0084】

図５及び図１０からさらに理解されうるように、装置２５は、溶質の一部を溶質タンク２１から混合リング１に導くように構成された溶質排出ダクト２７をさらに備える。溶媒排出ダクト２６と同様に、溶質排出ダクト２７は、混合リング１の第三の直径Ｃに等しい溶質ダクト直径を有するチューブ状構造である。

【0085】

図１０から最もよく理解されるように、溶質排出ダクト２７の第一の端部は、好ましくは溶質タンク２１の底部に連結されており、結果的に、反対側の端部は混合リング１に接続されている。好ましくは、溶媒排出ダクト２６及び溶質排出ダクト２７の両方の溶媒タンク２０、溶質タンク２１及び混合リング１への連結は溶接プロセスによって行われる。

【0086】

好ましくは、溶媒排出ダクト２６及び溶質排出ダクト２７と、それぞれタンク２０,２１の底部との接続は、図１０に示すように限定されるものと考えるべきではない。このような接続は、リザーバの動作レベルより下に配置されなければならないタンク２０及び２１の他の部分（例えば、タンクの側部）で行うことができる。

【0087】

混合リング１で一定の圧力を維持するために、溶質タンク２１（リザーバ）は、混合リング１から特定の距離（高さ）に配置されるべきである。

【0088】

装置２５のこの好ましい実施形態において、溶質リザーバ２１は、溶質排出ダクト２７と混合リング１との間の接続から、溶質リザーバ２１の全高さＬ'の半分になるまでの、１７００ミリメートル（ｍｍ）〜１９００ｍｍの間に配置される。好ましくは、溶質排出ダクト２７は、混合リング１とタンク２１との間で垂直に配置されるべきである。

【0089】

したがって、図１０を参照すると、第一の高さＨは、好ましくは、約１７００ｍｍ及び１９００ｍｍであるべきである。溶質リザーバ２１の第一の高さＨと全高さL 'との間の前述の関係は、溶質リザーバの体積とは独立に維持されるべきである。

【0090】

第一の高さＨについての上記好ましい値の範囲は、溶質リザーバ２１内の最小圧力（１５０g/cm²）を確立し、このような圧力は、タンク２１からの混合リング１までのシロップ（溶質）の流れを可能にする。

【0091】

溶質インレットダクト２８と溶質タンク２１との間の接続点は、図１０に示すとおりであることができ、あるいは、溶質タンク２１の反対側に配置することができる。このような接続点は、溶質タンクの全高さＬ'の１０％以上（タンクの基部から計量し、その支持脚を除く）に配置されるべきであることを言及することは重要である。

【0092】

溶質排出ダクト２７と同様に、溶質インレットダクト２８は、装置が処理すべき溶質の最大流速に従属する直径を有するチューブ状構造である。言い換えれば、溶質インレットダクト２８の直径は溶質排出ダクト２７の直径に等しく、混合リング１の第三の直径Ｃに等しい。

【0093】

タンク２１内の溶質の投入は、溶質インレットバルブＶ_１３を管理（開閉）することにより行われる。さらに、装置２５は溶質ベントバルブＶ_１４をさらに備えており、バルブは全ての混合プロセスの間に、溶質タンク２１の圧力を大気圧に維持するために開放され続けるべきである。

【0094】

溶質排出ダクト２７において、装置２５は溶質排出バルブＶ_２６をさらに備える。溶質調整バルブＶ_ｍ１２はまた、混合リング１に導く溶質の流速をよりよく管理するために使用される。

【0095】

混合リング１と溶質調整バルブＶ_ｍ１２との間に溶質流量計Ｓ_ｑ１２を配置して、混合リング１に入る溶質の流速を調べることができる。提案された装置２５において、溶媒と溶質の混合比のバランスを維持する（補償する）ために溶質流速を測定することは重要である。）。バランスは溶質調整バルブＶ_ｍ１２の開口を管理することによって行われる。

【0096】

好ましくは、タンク２１は、洗浄ボール（図示せず）の使用など、任意の洗浄方法を備えてよい。タンクを清掃することが知られている他の任意の方法も使用できる。

【0097】

溶媒は、溶媒源（図示せず）から、溶媒インレットダクト２４を通って溶媒タンク２０に添加される。好ましくは、溶媒インレットダクト２４の直径は、溶媒排出ダクト２６の直径と等しくすべきであり、結果的に、混合リング１の第一の直径Ａに等しい。

【0098】

装置２５の好ましい実施形態において、溶媒調整バルブＶ_ｍ１８を制御することによって、タンク２０の頂部に溶媒が添加される（図１１を参照）。溶媒調整バルブＶ_ｍ１８の制御（開閉）により、溶媒タンク２０のレベルを装置によって要求される溶媒流速とは独立に、一定に維持することができる。

【0099】

あるいは、溶媒は、雨のように（以下に詳細に説明する）、溶媒と接触しないタンクの領域（液体を有しない領域）に添加される限り、タンクのいずれかの側面で添加することもできる。

【0100】

図１０から理解されうるように、提案された装置２５はデフレクタコーン３０をさらに備え、それは溶媒タンク２０の内部に（好ましくはその頂部に）配置され、溶媒インレットダクト２４の一端に接続される。

【0101】

デフレクタコーン３０はタンク２０のレベルを一定に保つことを可能にし、溶媒を雨のようにタンク２０に添加することを可能にする。このような特徴は、溶媒を脱酸素し（酸素を除去する）、それゆえ、溶媒タンク２０の頂部での真空と、コーンデフレクタ３０を出る複数の溶媒滴３１との間の接触を増加させる。

【0102】

言い換えると、コーンデフレクタ３０は、溶媒の一部を複数の溶媒滴３１に分散させる（霧化、噴霧する）ように構成されている。

【0103】

図１０に示すようなデフレクタコーン３０の使用は、雨のようにタンク２０内に溶媒を添加する方法の単なる例示的な実施形態であるが、滴下して（雨のように）溶媒を加えることを目的とする当該技術で公知の他の方法を使用することができる。

【0104】

溶媒タンク２０の頂部の真空は、好ましくは、先行技術で知られている任意の種類の真空ポンプＢ_３によって生成される。このようなポンプの構成は、提案された装置２５の主要な態様ではない。さらに、真空ポンプＢ_３に関連して、装置２５は、好ましくは、溶媒タンク２０がフラッドする場合に閉じる真空バルブＶ_２８を備える。

【0105】

溶媒タンク２０内の真空レベルは、−５０g/cm²〜１５０g/cm²の間に維持されるべきであり、このような範囲の値は、混合リング１（溶媒インプットゾーン６）における一定の溶媒流速を可能にする。

【0106】

溶媒タンク２０は、好ましくは、溶媒レベルが最大レベルを超えて上昇したときに開放し、圧力を解放する目的を有する溶媒タンクベントバルブＶ_１６をさらに備えるべきである。

【0107】

溶媒タンクレベルは、好ましくは、先行技術で知られている任意のタイプでありうる誘導波レーダ（図示せず）によって制御される。特定の液体のレベルを測定することができる任意の他の方法又は装置を使用することができる。

【0108】

提案された装置２５の好ましい実施形態では、溶媒タンク２０の真空レベルのモニタリングを可能にする圧力センサ（図示せず）をさらに備えることができる。最後に、溶媒タンク２０は、タンク２０内の溶媒の排出が必要な場合に使用できる溶媒タンク２０排出バルブＶ_２１をさらに備える。

【0109】

図１１は、本発明で提案されるとおり、溶媒２５の一部に溶質の一部を溶解させるための装置の追加の図である。図１１は、図９と比較した場合の装置２５の追加の構成要素を示す。

【0110】

図１１から理解されうるように、装置２５は、混合リング１に隣接して（接続して）配置された主ポンプＢ_１を備える。ポンプＢ_１は、溶媒及び溶質を混合リング１に吸入するように構成されており、混合プロセスが完了した後に、溶液は炭酸化装置（開示せず）に導かれる。

【0111】

主ポンプＢ_１は、混合リング１から好ましい範囲の距離で配置されるべきであり、好ましくは、ポンプＢ_１は混合リング１と同じ高さに配置される。同じ高さであれば、主ポンプＢ_１と混合リング１を接続する（連結する）ダクトが水平になることを意味する。

【0112】

主ポンプＢ_１と混合リング１との間の好ましい範囲の距離は、図１１から理解されうるように、混合距離Ｌと呼ばれる。混合距離Ｌの値は、混合リング１の第一の直径Ａの値に従属し、結果的に、混合距離Ｌは装置２５が受け入れるように設計された最大溶媒流速に従属する。

【0113】

好ましい実施形態において、混合距離Ｌの値は、第一の直径Ａの値の５〜１１倍の間である。５より小さい値を使用すると、混合リング１の混合経路４において望ましくない乱流を発生させる可能性があり、一方、１１より大きい値では、主ポンプＢ_１の動力も、増加されなければならない。

【0114】

混合リング１を主ポンプＢ_１に接続するダクトは炭酸化ダクト３２と呼ばれ、好ましくは、混合リング１の第一の直径Ａに等しい内径を有するチューブ状構造として構成されている。ダクト３２は混合リング１の混合経路４に接続されるべきであり、さらに、第一の直径Ａは、好ましくは、主ポンプＢ_１を炭酸化装置（図示せず）と接続するチューブ状構造で維持される。

【0115】

さらに、ロッキングバルブＶ_２０は、好ましくは溶媒排出ダクト２６に配置されている。ロックキングバルブＶ_２０は、必要な場合に、ダクト２６内の溶媒流を遮断するために閉止されるべきである。さらに、図１１から理解されうるように、溶媒流量計Ｓ_ｑ１３は、好ましくは、混合リング１に近接して配置され、それにより、混合リング１に入る溶媒の流速を適切に測定することができる。

【0116】

混合リング１と溶媒流量計Ｓ_ｑ１３との間の距離は、好ましくは、第一の直径Ａの値の５倍以上である。

【0117】

溶媒の一部に溶質の一部を溶解させるための好ましい装置２５及びさらには、このような装置２５で使用される混合リング１の好ましい構造構成を説明してきたが、ここで、溶媒の一部に溶質の一部を溶解させるための好ましい方法を取り扱うことにする。

【0118】

該方法、及び、結果的に、提案された装置を構成するバルブ及びポンプは、好ましくはヒューマンマシンインターフェース（ＨＭＩ）によって制御される。このようなＨＭＩの詳細は、本発明の主要な態様ではないので説明する必要はない。先行技術の教示で知られているバルブ及びポンプを管理することができる任意のＨＭＩを使用することができる。代わりの実施形態では、この方法は手動で操作することができる。

【0119】

混合プロセスの間に、溶質ベントバルブＶ_１４及び真空バルブＶ_２８は開いたままにすべきであり、さらに真空ポンプＢ_３はトリガーされて溶媒タンク２０内に真空を発生させる。

【0120】

好ましくは、混合が進行している間、及び、混合の開始の数分前に、真空ポンプＢ_３を作動し続けるべきである。

【0121】

真空ポンプＢ_３を作動させ、真空バルブＶ_２８及び溶質ベントバルブＶ_１４を開放し、溶媒タンク２０に溶媒を加えるべきである。結果的に、溶媒調整バルブＶ_ｍ１８は、タンク２０内で溶媒体積を一定に維持するために開放すべきである。

【0122】

好ましくは、溶媒タンク２０内の溶媒体積は、混合リング１内で一定の溶媒流速を維持するために一定に維持すべきである。溶質タンク２１の体積は所望の溶質体積に応じて溶質インレットバルブＶ_１３の作動（開閉）により制御される。

【0123】

主ポンプＢ_１が溶媒及び溶質を引き（吸引し）始めるときに、上述のように、溶媒タンク２０内の体積は一定に維持されるべきであるが、溶質タンク２１内の体積は変化しうる。

【0124】

混合の間に、ロッキングバルブＶ_２０及び溶質排出バルブＶ_２６を開放すべきである。上述したように、溶質ベントバルブＶ_１４と真空バルブＶ_２８は依然として開放されているべきであり、真空ポンプＢ_３はトリガーされるべきであり、バルブＶ_ｍ１８及びＶ_１３も開放されているべきである。

【0125】

ロッキングバルブＶ_２０及び溶質排出バルブＶ_２６の開放に伴い、溶質調整バルブＶ_ｍ１２を開放すべきである。溶質調整バルブＶ_ｍ１２の開口率は、（溶媒及び溶質流量計を使用せずに装置を使用した場合に）行った最終混合生産の平均開口率に等しくすべきであり、又は、流量計Ｓ_ｑ１２及びＳ_ｑ１３により測定された溶媒及び溶質流速により制御されうる。

【0126】

流量計が使用されない場合に、そして、そのような平均開口率を達成するために、ＰＬＣは、規定のフレーバー（溶液）を調製するために混合サイクルで以前に使用された溶質調整バルブＶ_ｍ１２のすべての開口率を記憶すべきである。

【0127】

結果として、新しい混合プロセスが開始されるときに、溶質の流速は所望のフレーバーを調製するための所望の流速あたり（又は近傍に）なることが保証される。

【0128】

流量計が使用される場合に、主ポンプＢ_１が起動されると、溶媒及び溶質流量計Ｓ_ｑ１３及びＳ_ｑ１２はそれぞれ溶媒及び溶質の流速を測定し始める。

【0129】

実混合比は、溶媒流速と溶質流速の分配によって得られる。実混合比を要求混合比と比較し、要求混合比は最終的な溶液が有するべき溶媒と溶質の関係であり、このような要求混合比はＨＭＩを用いて提案された方法の操作者によって決定される。

【0130】

実混合比（流速分配）と要求混合比との差が正である場合には、実混合比と要求混合比との差が０になるまで、溶質調整バルブＶ_ｍ１２の開口率を増加させる（Ｖ_ｍ１２を開く）べきである。

【0131】

差が負の値になる場合には、差が０になるまで、溶質調整バルブＶ_ｍ１２の開口率を減少させる（Ｖ_ｍ１２を閉じる）べきである。

【0132】

例えば、ＰＬＣにおいて確立された要求混合比が４であり、溶媒流量計Ｓ_ｑ１３が流速６m³/hと測定し、溶質流量計Ｓ_ｑ１２が２m³/hの溶質流速と測定する場合には、実混合比は６m³/h / ２m³/h = ３である。

【0133】

したがって、実混合比（３）と要求混合比（４）との間の差は負（−１）である。したがって、上述したように、溶質流量計Ｓ_ｑ１２が溶質流速を１．５m³/hと測定するまで、溶質調整バルブＶ_ｍ１２の開口率を閉止するべきである。

【0134】

溶質流速が１．５m³/hの場合には、実混合比は４であり、実混合比（４）と要求混合比（４）との間の差はゼロになる。

【0135】

ＰＬＣは、比較（差）が正確にゼロになるか、又は、実質的に０に等しい値に達するまで、溶質調整バルブＶ_ｍ１２の開口率を管理するように設定することができる。許容誤差は、装置が使用されている用途及びその正確さ（化学、食品産業、製薬産業）に明らかに依存する。

【0136】

要求混合比と実混合比との比較はＰＬＣによってリアルタイムで自動的に行われ、溶質調整バルブＶ_ｍ１２の開閉（管理）も行われる。

【0137】

混合リング１の構造構成は、溶質と溶媒との釣り合いを維持するので、溶質流速の補正（管理）の必要性が低減される。

【0138】

代わりの実施形態において、上述したように、流量計Ｓ_ｑ１２及びＳ_ｑ１３を使用する必要はない。溶媒流速の変化が自動的に溶質流速の変化をもたらすので、ＰＬＣに記憶された最後の平均開口値に従って溶質調整バルブＶ_ｍ１２の開口率を設定するだけで、混合比を決定することができる。

【0139】

さらに、溶媒調整バルブＶ_ｍ１８を一定の開口率で維持しながら溶質調整バルブＶ_ｍ１２開口率を管理することについてのみ述べた上述の方法にかかわらず、代わりの実施形態では、シロップ（溶質）調整バルブＶ_ｍ１２の開口率を一定に維持しながら、溶媒（水）調整バルブＶ_ｍ１８の開口率を管理することによって方法を実施することができる。

【0140】

さらに、本発明において言及される溶質は、シロップの一部として限定されるべきではなく、好ましくは、１７０ｃＰｓ以下の粘度を有するあらゆる材料が、提案された混合リング１、装置２５及び方法において使用されうる。例えば、溶質は、とりわけ、高フルクトースコーンシロップ、アルコール、酢、洗剤、液体クリーナー（住宅用/商業用）などでありうる。

【0141】

同様に、溶媒の一部は水の一部として限定されるべきではない。好ましくは、８０ｃＰｓ以下の粘度を有するあらゆる材料、例えば水又は炭酸水を使用することができる。

【0142】

さらに、溶媒の一部に溶質の一部を溶解させるための提案された混合リング１、装置２５及び方法の適用分野は飲料品産業に限定されるべきではない。本発明は、化学及び製薬産業において、さらには病院分野でさらに使用することができる。

【0143】

適用分野とは無関係に、上述のように、溶媒及び溶質の粘度における限定を維持することが重要である。

【0144】

さらに、飲料品産業で使用される場合に、提案された混合リング１及び方法の適用は大規模装置に限定されるべきではない。提案された発明は、小規模装置、例えば、ファストフードレストランで、又は、さらには家庭用もしくは台所用の器具で使用されるもののような小型の飲料品混合機で使用されうる。

【0145】

適用分野とは無関係に、処理すべき総流速に応じた混合リング１及び装置２５の寸法を尊重することが重要である。

【0146】

好ましい実施形態について説明したが、本発明の範囲は他の可能な変形を包含し、可能な均等物を含む添付の特許請求の範囲の内容によってのみ限定されることを理解すべきである。
以下に、非限定的に本発明の実施形態の例を示す。
（態様１）
溶媒の一部に溶質の一部を溶解させるための混合リング（１）であって、前記混合リング（１）は、
混合経路（４）に流体的に連結された溶媒インプット経路（２）及び溶質インプット経路（３）を備え、
溶媒インプット経路（２）は溶媒の一部を受け入れるように構成されており、そして溶質インプット経路（３）は溶質の一部を受け入れるように構成されており、
混合リング（１）は溶媒の一部及び溶質の一部を混合経路（４）に導くように構造的に構成されており、
混合リング（１）は混合経路（４）の内部領域に主要部が配置されたディフューザ（５）をさらに備え、ディフューザ（５）は溶媒の一部を溶質の一部に向けて導くように構成されている、混合リング（１）。
（態様２）
ディフューザは７５°〜１０５°の間の角度で溶媒の一部を溶質の一部に向けて導くように構成されている、態様１記載の混合リング（１）。
（態様３）
溶媒インプット経路（２）は溶媒インプットゾーン（６）及びチョークゾーン（７）として構成されており、チョークゾーン（７）は溶媒インプットゾーン（６）と混合経路（４）との間に配置されており、さらに、
溶媒インプットゾーン（６）とチョークゾーン（７）との間の相互接続は第一の直径（Ａ）を確立し、チョークゾーン（７）と混合経路（４）との間の相互接続は第一の直径（Ａ）よりも小さい第二の直径（Ｂ）を確立し、チョークゾーン（７）の内径は第一の直径（Ａ）から第二の直径（Ｂ）に向かって、チョークゾーン（７）と混合経路（４）との間の相互接続の近傍の点（１３）まで徐々に低減されている、態様１〜２のいずれか１項記載の混合リング（１）。
（態様４）
第二の直径（Ｂ）の値は第一の直径（Ａ）の値の５０％〜６５％の間であり、さらに、混合経路（４）の長さ（Ｏ）は第一の直径（Ａ）の値の１．５〜３．０倍の間である、態様１〜３のいずれか１項記載の混合リング（１）。
（態様５）
溶質インプット経路（３）は溶質インプットゾーン（８）及び溶質チャンバ（９）を備え、溶質インプットゾーン（８）は第三の直径（Ｃ）を確立し、そして溶質チャンバ（９）は第三の直径（Ｃ）より大きい第四の直径（Ｄ）を確立し、第三の直径（Ｃ）は混合リング（１）の第二の直径（Ｂ）に等しい、態様１〜４のいずれか１項記載の混合リング（１）。
（態様６）
溶質チャンバ（９）は第三の直径（Ｃ）に従属する第一の幅（Ｅ）を確立し、下記の範囲：C/10≦E≦C/3の値を取る、態様１〜５のいずれか１項記載の混合リング（１）。
（態様７）
溶質インプット経路（３）は溶質チャンバ（９）に連結している溶質ネック（１１）をさらに備え、溶質ネック（１１）は第二の幅（Ｆ）を確立し、そして突出ランプ（１２）をさらに備え、突出ランプ（１２）は溶質の一部をディフューザ（５）に向けて導くように構成されている、態様１〜６のいずれか１項記載の混合リング（１）。
（態様８）
ディフューザ（５）は対称軸が混合リング（１）の長手軸である対称構造であり、ディフューザ（５）は互いに対して向かい合って配置されそして直線セグメント（１６,１６'）によって接続されている第一の凸状弧（１４）及び第二の凸状弧（１５）をさらに備えている、態様１〜７のいずれか１項記載の混合リング（１）。
（態様９）
突出ランプ（１２）は、溶質の一部をディフューザの直線セグメント（１６,１６'）に向けて導くように構成されている、態様1〜８のいずれか１項記載の混合リング（１）。
（態様１０）
第一の凸状弧及び第二の凸状弧（１４,１５）のそれぞれの頂点（Ｖ_１,Ｖ_２）は、混合リング（１）の長手軸に配置されている、態様１〜９のいずれか１項記載の混合リング（１）。
（態様１１）
頂点（Ｖ_１,Ｖ_２）の間の距離は、第一の直径（Ａ）の値よりも１．３〜１．６倍の間大きく、ディフューザの幅（Ｇ）は第一の直径（Ａ）の値の２３％〜２６％の間である、態様１〜１０のいずれか１項記載の混合リング（１）。
（態様１２）
開口角（β₁）の値は開口角（β₂）の値の少なくとも２倍である、態様１〜１１のいずれか1項記載の混合リング（１）。
（態様１３）
チョークゾーン（７）は１５°〜３０°の範囲のチョーク角（θ）を画定している、態様１〜１２のいずれか１項記載の混合リング（１）。
（態様１４）
第一の直径（Ａ）は混合リング（１）が処理するように構成された総流速の１．５〜３．０の間倍大きい範囲の値を取る、態様１〜１３のいずれか１項記載の混合リング（１）。
（態様１５）
溶質の一部は１７０ｃＰｓに等しいか又はそれより低い粘度を有する物質である、態様１〜１４のいずれか１項記載の混合リング（１）。
（態様１６）
溶媒の一部は８０ｃＰｓに等しいか又はそれより低い粘度を有する物質である、態様１〜１５のいずれか１項記載の混合リング（１）。
（態様１７）
溶媒インプット経路（２）は溶媒タンク（２０）から溶媒の一部を受け入れ、そして溶質インプット経路は溶質タンク（２１）から溶質の一部を受け入れる、態様１〜１６のいずれか１項記載の混合リング（１）。
（態様１８）
溶媒の一部に溶質の一部を溶解させるための装置（２５）であって、装置（２５）は、
溶媒の一部を溶媒タンク（２０）から混合リング（１）に導くように構成されている溶媒排出ダクト（２６）を備え、溶媒排出ダクト（２６）の第一の端部は溶媒タンク（２０）の底部に連結されており、溶媒排出ダクト（２６）は混合リング（１）の第一の直径（Ａ）に等しい溶媒ダクト直径を備え、
装置（２５）は、溶質の一部を溶質タンク（２１）から混合リング（１）に導くように構成されている溶質排出ダクト（２７）をさらに備え、溶質排出ダクト（２７）の第一の端部は溶質タンク（２１）の底部に連結されており、溶質排出ダクト（２７）は混合リング（１）の第三の直径（Ｃ）に等しい溶質ダクト直径を備えている、装置（２５）。
（態様１９）
溶質タンク（２１）は第一の高さ（Ｈ）に配置されており、第一の高さ（Ｈ）は溶質排出ダクト（２７）と混合リング（１）との間の接続部から、溶質タンク（２１）の全高（Ｌ'）の半分までで測定される、態様１８記載の装置（２５）。
（態様２０）
第一の高さ（Ｈ）の値は１７００ｍｍ〜１９００ｍｍの間である、態様１８〜１９のいずれか１項記載の装置（２５）。
（態様２１）
溶媒の一部は溶媒タンク（２０）の頂部に、溶媒インレットダクト（２４）によって添加され、溶媒インレットダクト（２４）は、その一方の端部に連結されたコーンデフレクタ（３０）を備え、コーンデフレクタ（３０）は溶媒の一部を複数の溶媒滴（３１）へと拡散させるように構成されている、態様１８〜２０のいずれか１項記載の装置（２５）。
（態様２２）
混合リング（１）に連結されている主ポンプ（Ｂ₁）をさらに備え、主ポンプ（Ｂ₁）は、混合リング（１）からの混合距離（Ｌ）に配置されており、混合距離（Ｌ）は混合リング（１）の第一の直径（Ａ）の値の５〜１１倍の間である、態様１８〜２１のいずれか１項記載の装置（２５）。
（態様２３）
溶媒タンク（２０）及び溶質タンク（２１）の底部は、溶媒タンク（２０）及び溶質タンク（２１）それぞれの溶媒及び溶質レベルよりも下方に配置されたタンクのいずれかの部分として構成されている、態様１８〜２２のいずれか１項記載の装置（２５）。
（態様２４）
溶媒排出ダクト（２６）及び溶質排出ダクト（２７）は、それぞれ溶媒流量計（Ｓ_q13）及び溶質流量計（Ｓ_q12）を備え、溶媒流量計（Ｓ_q13）は第一の直径（Ａ）の値の５倍よりも大きい混合リング（１）からの距離で配置されている、態様１８〜２３のいずれか１項記載の装置（２５）。
（態様２５）
溶質の一部は１７０ｃＰｓに等しいか又はそれより低い粘度を有する物質である、態様１８〜２４のいずれか１項記載の装置（２５）。
（態様２６）
溶媒の一部は８０ｃＰｓに等しいか又はそれより低い粘度を有する物質である、態様１８〜２５のいずれか１項記載の装置（２５）。
（態様２７）
溶媒の一部に溶質の一部を溶解させるための方法であって、前記方法は、
溶液中の溶媒と溶質との要求混合比を設定すること、
溶媒の一部に溶質の一部を溶解させるための装置（２５）の混合リング（１）に溶媒の一部及び溶質の一部を添加すること、
溶媒の一部が混合リング（１）に到達する前に、溶媒の一部の流速を測定し、そして溶質の一部が混合リング（１）に到達する前に、溶質の一部の流速を測定すること、
測定された溶媒の流速を測定された溶質の流速で除算することによって実混合比を決定すること、
実混合比と確立された要求混合比とを比較すること、
の工程を含む方法。
（態様２８）
実混合比と要求混合比との比較は実混合比を要求混合比で減算することによって行われる、態様２７記載の溶媒の一部に溶質の一部を溶解させるための方法。
（態様２９）
実混合比と要求混合比との比較により溶質調整バルブ（Ｖ_m12）の開口率を管理する工程をさらに含む、態様２７〜２８のいずれか１項記載の溶媒の一部に溶質の一部を溶解させるための方法。
（態様３０）
実混合比と要求混合比との比較が実質的に０に等しい値を確立するまで、溶質調整バルブ（Ｖ_m12）の開口率を管理する工程をさらに含む、態様２７〜２９のいずれか１項記載の溶媒の一部に溶質の一部を溶解させるための方法。
（態様３１）
溶媒の一部及び溶質の一部の流速を測定する工程は、それぞれ溶媒流量計（Ｓ_q12）及び溶質流量計（Ｓ_q13）によって行われる、態様２７〜３０のいずれか１項記載の溶媒の一部に溶質の一部を溶解させるための方法。
（態様３２）
溶媒の一部に溶質の一部を溶解させるための方法であって、前記方法は、
溶質調整バルブ（Ｖ_m12）の複数の開口率に従って溶媒の一部に溶質の一部を溶解させて、混合サイクルを終了させること、
溶質調整バルブ（Ｖ_m12）の複数の開口率の平均値を記憶させること、
記憶された平均値に等しい値に溶質調整バルブ（Ｖ_m12）の開口率を設定することにより新しい混合サイクルを開始すること、
の工程を含む、方法。
（態様３３）
溶媒の一部に溶質の一部を溶解させるための混合リング（１）であって、混合リング（１）は、
混合経路（４）に流体的に連結された溶媒インプット経路（２）及び溶質インプット経路（３）を備え、
溶媒インプット経路（２）は溶媒の一部を受け入れるように構成されており、そして溶質インプット経路（３）は溶質の一部を受け入れるように構成されており、
混合リング（１）は溶媒の一部及び溶質の一部を混合経路（４）に導くように構造的に構成されており、
混合リング（１）は溶媒の一部を溶質の一部に向けて導くように構造的に構成されているチョークゾーン（７）をさらに備える、混合リング（１）。
（態様３４）
チョークゾーン（７）は溶媒の一部を溶質の一部に向けて４５°〜９０°の角度で導くように構成されており、さらに、チョークゾーン（７）は１５°〜３０°の範囲内でチョーク角（θ）を画定している、態様３３記載の混合リング（１）。
（態様３５）
溶媒インプット経路（２）はチョークゾーン（７）を備え、溶媒インプットゾーン（６）をさらに備え、チョークゾーン（７）は溶媒インプットゾーン（６）と混合経路（４）との間に配置されており、さらに、
溶媒インプットゾーン（６）とチョークゾーン（７）との間の相互接続は第一の直径（Ａ）を確立し、チョークゾーン（７）と混合経路（４）との間の相互接続は第一の直径（Ａ）よりも小さい第二の直径（Ｂ）を確立し、チョークゾーン（７）の内径は第一の直径（Ａ）から第二の直径（Ｂ）に向かって、チョークゾーン（７）と混合経路（４）との間の相互接続の近傍の点（１３）まで徐々に低減されており、さらに、
溶質インプット経路（３）は溶質インプットゾーン（８）及び溶質チャンバ（９）を備え、溶質インプットゾーン（８）は第三の直径（Ｃ）を確立し、そして溶質チャンバ（９）は第三の直径（Ｃ）より大きい第四の直径（Ｄ）を確立している、態様３３〜３４のいずれか１項記載の混合リング（１）。
（態様３６）
第一の直径（Ａ）は混合リング（１）が処理するように構成された総流速の１．５〜３．０倍の範囲内の値を取る、態様３３〜３５のいずれか１項記載の混合リング（１）。
（態様３７）
溶質チャンバ（９）は第三の直径（Ｃ）に従属する第一の幅（Ｅ）を確立し、下記の範囲：C/10≦E≦C/3の値を取り、そして溶質インプット経路（３）は溶質チャンバ（９）に連結している溶質ネック（１１）をさらに備え、溶質ネック（１１）は第二の幅（Ｆ）を確立し、そして突出ランプ（１２）をさらに備え、突出ランプ（１２）は溶質の一部を混合経路（４）に向けて導くように構成されている、態様３３〜３６のいずれか１項記載の混合リング（１）。
（態様３８）
溶媒に溶質を溶解させるための混合リング（１）であって、混合リング（１）は溶質流と溶媒流が混合されるパイプに沿って配置されており、そして
溶媒インプット経路（２）、
溶質ネック（１１）を有する溶質インプット経路（３）、及び、
混合経路（４）、
を備え、
溶媒インプット経路（２）は溶質ネック（１１）の上流に配置され、インプット経路（２）及び溶質インプット経路（３）は互いに流体的に接続され、混合経路（４）に導き、混合経路（４）は下流に配置されており、溶媒インプット経路（２）はパイプの流れ直径がその上流に配置されたパイプの流れ直径に関して低減されているチョークゾーン（７）が設けられており、
溶質インプット経路（３）は溶質流及び溶媒流が互いに実質的に直交して衝突するように、チョークゾーン（７）から出る溶媒流に向けて溶質を導く溶質ネック（１１）によって混合経路（４）に流体的に接続されている、混合リング（１）。
（態様３９）
ディフューザ（５）はチョークゾーン（７）の下流に配置されており、ディフューザ（５）は溶媒流を溶質流に向けて導くように構成されている、態様３８記載の溶媒に溶質を溶解させるための混合リング（１）。

【図1】

【図2(a)】

【図2(b)】

【図2(c)】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】