特許 6961263 液体と固体の仕切り部材及び炭酸水製造装置

(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】6961263

(24)【登録日】2021年10月15日

(45)【発行日】2021年11月5日

(54)【発明の名称】液体と固体の仕切り部材及び炭酸水製造装置

(51)【国際特許分類】

   B01F 1/00 20060101AFI20211025BHJP

   A23L 2/00 20060101ALI20211025BHJP

   B01J 7/02 20060101ALI20211025BHJP

   B01F 15/02 20060101ALI20211025BHJP

   C01B 32/50 20170101ALI20211025BHJP

【ＦＩ】

   B01F1/00 B

   A23L2/00 T

   B01J7/02 Z

   B01F15/02 A

   C01B32/50

【請求項の数】3

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2020-100239(P2020-100239)

(22)【出願日】2020年6月9日

(62)【分割の表示】特願2015-96369(P2015-96369)の分割

【原出願日】2015年5月11日

(65)【公開番号】特開2020-151712(P2020-151712A)

(43)【公開日】2020年9月24日

【審査請求日】2020年6月9日

(73)【特許権者】

【識別番号】315007972

【氏名又は名称】重泉 達志

(74)【代理人】

【識別番号】100142550

【弁理士】

【氏名又は名称】重泉 達志

(72)【発明者】

【氏名】峯村 健太郎

【審査官】 河野 隆一朗

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭５１−０１３４７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−１４３３０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６０−０５８２３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭６１−１１８６３２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開昭５０−０５０８４５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００７−２８３１８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０４６２９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５８−１０３８５１（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０１Ｆ １／００

Ｂ０１Ｆ １５／００

Ａ２３Ｌ ２／００ − ２／８４

Ｂ０１Ｊ ７／００ − ７／０２

Ｃ０１Ｂ ３２／５０

Ｂ６５Ｂ ７／００ − ７／２８

Ｂ６５Ｄ ５／００ − ５／７６

Ｂ６５Ｄ ８１／００ − ８１／３８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

炭酸ガスを発生させるための第１容器と接続自在で気密性を有する第１配管部と、
水に炭酸ガスを溶解させるための第２容器と接続自在で気密性を有する第２配管部と、
前記第１配管部と前記第２配管部を気密に接続し、第１の開閉弁が設けられた接続配管部と、を備え、
前記第１容器は、上端に開口を有し、下端が閉塞され、上側が窄んだ略円筒形状であり、
前記第１容器内に設置される液体と固体の仕切り部材を有し、
前記仕切り部材は、前記第１容器の内周面と当接する筒部と、前記筒部の内側にて液体の通過を許容し粉末の通過を阻害する選択通過部と、を含み、
前記仕切り部材は、可撓性を有し、外部から力を加えられると前記第１容器の前記開口よりも径方向に小さくすることができ、外部からの力を解除すると元の形状に復元し、
前記選択通過部は、三次元的な網目構造を有し、気体中で前記液体で濡らされた状態で前記粉末が付着することにより、前記粉末が目詰まりを起こして前記粉末の通過を阻害する炭酸水製造装置。

【請求項2】

前記第１配管部と前記第２配管部の少なくとも一方に、内部の圧力が所定値を超えると内部の流体を装置外部へ放出する開放弁を設けた請求項１に記載の炭酸水製造装置。

【請求項3】

前記開放弁を外側から覆うカバーを備え、
前記カバーは、気体の流通を許容し、かつ、液体の流通を阻害する孔部を有する請求項２に記載の炭酸水製造装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、液体と固体の仕切り部材及び炭酸水製造装置に関する。

【背景技術】

【0002】

家庭等で炭酸水を製造するために、炭酸ガスボンベを用いない炭酸水製造装置が提案されている（特許文献１参照）。特許文献１に記載の装置では、炭酸ガス発生容器と、トラップと、炭酸水製造容器と、を気密的に接続し、炭酸ガス発生容器内で炭酸水素ナトリウムとクエン酸及び水の反応によって発生した炭酸ガスを、反応時に発生するガス圧を利用してトラップにより反応液飛まつ等を除去した後、炭酸水製造容器内の飲料水に加圧注入、振蕩溶解させて炭酸水を製造している。炭酸水素ナトリウム及びクエン酸は粉末状であり、包装紙により定量的に分包される。包装紙採用の目的は、密栓前の注水前後において、炭酸ガス損失を防ぐためである。包装紙は水溶性材料で構成されており、注水前後は溶解せず、密栓撹拌直後に溶解する。また、炭酸ガス発生容器の圧力が一定値以下に制御されるように安全弁が用いられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１４−７３４６６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、特許文献１のように、水溶性の包装紙を用いると、水温によって包装紙の溶解状態が変化してしまうという問題点がある。水温が比較的高い場合、包装紙の溶解速度が上昇するため、密栓前に反応が開始してしまい炭酸ガスの損失を招いてしまう。一方、水温が比較的低い場合、包装紙が溶解し難くなり、振蕩後も反応が開始しない。

【0005】

本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、水温の影響を受けず、密栓後に安定的な反応を開始させることのできる液体と固体の仕切り部材及び仕切り部材を有する炭酸水製造装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明では、上端に開口を有し下端が閉塞され上側が窄んだ略円筒形状の容器の内周面と当接する筒部と、前記筒部の内側にて液体の通過を許容し粉末の通過を阻害する選択通過部と、を含み、可撓性を有し、外部から力を加えられると前記容器の前記開口よりも径方向に小さくすることができ、外部からの力を解除すると元の形状に復元する仕切り部材であって、前記選択通過部は、三次元的な網目構造を有し、気体中で前記液体で濡らされた状態で前記粉末が付着することにより、前記粉末が目詰まりを起こして前記粉末の通過を阻害する液体と固体の仕切り部材が提供される。

【0007】

本発明では、液体と粉末を反応させてガスを発生させるガス発生方法であって、上端に開口を有し、下端が閉塞され、上側が窄んだ略円筒形状の容器と、筒部と前記筒部の内側にて液体の通過を許容し粉末の通過を阻害する選択通過部とを含み可撓性を有する仕切りと、を準備し、前記仕切りに対し外部から力を加えて前記容器の前記開口よりも径方向に小さくし、前記開口を通じて前記仕切りを外側から前記容器の内部へ移動させ、外部からの力を解除し、前記仕切りを前記容器の内部にて元の形状に復元させ、前記仕切りの前記筒部を前記容器の内周面と当接させ、前記液体を、前記容器の前記開口及び前記仕切りの前記選択通過部を通じて前記容器の底部側に充填し、前記粉末を、前記容器の前記開口を通じて前記容器内における前記仕切りの前記選択通過部上に充填し、前記液体と前記粉末が分離された状態から、前記液体を前記選択通過部を通じて前記容器の底部側から前記粉末側へ移動させ、前記液体と前記粉末を反応させることによりガスを発生させるガス発生方法が提供される。

【0008】

さらに、本発明では、炭酸ガスを発生させるための第１容器と接続自在で気密性を有する第１配管部と、水に炭酸ガスを溶解させるための第２容器と接続自在で気密性を有する第２配管部と、前記第１配管部と前記第２配管部を気密に接続し、第１の開閉弁が設けられた接続配管部と、を備え、前記第１容器は、上端に開口を有し、下端が閉塞され、上側が窄んだ略円筒形状であり、前記第１容器内に設置され、筒部と前記筒部の内側にて液体の通過を許容し粉末の通過を阻害する選択通過部とを含み、可撓性を有する仕切りを有する炭酸水製造装置が提供される。

【0009】

上記炭酸水製造装置において、前記第１配管部と前記第２配管部の少なくとも一方に、内部の圧力が所定値を超えると内部の流体を装置外部へ放出する開放弁を設けることが好ましい。

【0010】

また、上記炭酸水製造装置において、前記開放弁を外側から覆うカバーを備え、前記カバーは、気体の流通を許容し、かつ、液体の流通を阻害する孔部を有することが好ましい。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、水温の影響を受けず、密栓後に安定的な反応を開始させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】図１は、本発明の一実施形態を示す炭酸水製造装置の外観斜視図である。

【図2】図２は、炭酸水製造装置の分解斜視図である。

【図3】図３は、第１配管部内の圧力が所定値以内のときの開放弁及びカバーの断面図である。

【図4】図４は、第１配管部内の圧力が所定値を超えたときの開放弁及びカバーの断面図である。

【図5】図５（ａ）は仕切りの外観斜視図であり、図５（ｂ）は仕切りを径方向に縮めて第１容器の開口を通過させる状態を示す説明図である。

【図6】図６は、第１容器及び第２容器が接続された状態を示す炭酸水製造装置の正面図である。

【図7】図７は、第１容器内で炭酸ガスを発生させた状態を示す正面図である。

【図8】図８は、第２容器の内部を加圧状態としたまま、第１容器の内部を減圧した状態を示す正面図である。

【図9】図９は、第１容器の接続を解除し、第２容器の内部を減圧した状態を示す正面図である。

【図10】図１０は、変形例を示すものであって、構造を簡略化した仕切りの説明図である。

【図11】図１１は、本発明の変形例を示す炭酸水製造装置の外観斜視図である。

【図12】図１２は、変形例を示す炭酸水製造装置の分解斜視図である。

【図13】図１３は、変形例を示す補助接続部の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

図１から図９は本発明の一実施形態を示し、図１は炭酸水製造装置の外観斜視図である。

【0014】

図１に示すように、この炭酸水製造装置１は、それぞれ気密性を有する第１配管部１０及び第２配管部２０と、第１配管部１０と第２配管部２０とを気密に接続する接続配管部３０と、第１配管部１０と装置外部とを連通する連通配管部４０と、を備えている。第１配管部１０は炭酸ガスを発生させるための第１容器５０（図６参照）と接続自在に構成され、第２配管部２０は水に炭酸ガスを溶解させるための第２容器６０（図６参照）と接続自在に構成されている。

【0015】

図２は炭酸水製造装置の分解斜視図である。尚、図２に示す各部品の組み付け時に、各部品の螺合部分にシールテープ等のシール材が充填されて気密が保たれる。

【0016】

図２に示すように、第１配管部１０は、第１方向とこれに直交する第２方向へ延び、略十字状に形成された配管部本体１１を有する。ここでは、第１方向を左右方向、第２方向を上下方向として説明する。配管部本体１１は、例えば樹脂により一体に成形され、左方向へ延びる第１管部１１ａと、右方向へ延びる第２管部１１ｂと、下方向へ延びる第３管部１１ｃと、上方向へ延びる第４管部１１ｄと、を有する。第１管部１１ａ、第２管部１１ｂ、第３管部１１ｃ、第４管部１１ｄは、基端側がほぼ同じ径で形成され、互いに基端部にて接続されている。

【0017】

第１管部１１ａの左端側には、拡径部１１ａ１が形成され、拡径部１１ａ１の内周面に雌ねじ部が形成される。第２管部１１ｂの右端側の外周面には雄ねじ部が形成され、第２管部１１ｂの右端側の内周面には雌ねじ部が形成される。第３管部１１ｃの下端側の外周面には雄ねじ部が形成される。第４管部１１ｄの端部側には、拡径部１１ｄ１が形成され、拡径部１１ｄ１の内周に雌ねじ部が形成される。

【0018】

第１管部１１ａの雌ねじ部には後述する接続配管部３０の雄ねじ部が螺合する。第２管部１１ｂの雌ねじ部には開放弁１２の雄ねじ部が螺合する。第２管部１１ｂの雄ねじ部には開放弁１２を外側から覆うカバー１３の雌ねじ部が螺合する。第３管部１１ｃの雄ねじ部には、接続キャップ１４の雌ねじ部が螺合する。第４管部１１ｄの雌ねじ部には連通配管部４０の雄ねじ部が螺合する。

【0019】

図３は第１配管部内の圧力が所定値以内のときの開放弁及びカバーの断面図であり、図４は第１配管部内の圧力が所定値を超えたときの開放弁及びカバーの断面図である。
開放弁１２は、第１配管部１０内の圧力が所定値を超えた場合に、内部の流体を装置外部へ放出するための弁である。図３に示すように、開放弁１２は、左端側が第１配管部１０に接続される左右へ延びる略円筒状の筐体１２ａと、筐体１２ａに配置されるロッド１２ｂ及びばね１２ｃと、筐体１２ａにおける第１配管部１０と反対側の端部を閉塞する蓋１２ｄと、を有する。

【0020】

筐体１２ａは、例えば樹脂からなり、左端側の外周面に第２管部１１ｂと螺合する雄ねじ部が形成される。また、筐体１２ａの長手方向中央側には、流体が流通可能な孔１２ａ１が形成される。筐体１２ａの内周面には、ロッド１２ｂの左端側と当接する凸部１２ａ２が形成される。さらに、筐体１２ａの右端側の内周面には雌ねじ部が形成される。

【0021】

ロッド１２ｂは、例えば樹脂からなり、筐体１２ａと同軸に配置される。ロッド１２ｂは、左端に形成され径方向外側へ突出する略円板状の当接部１２ｂ１と、当接部１２ｂ１の左端表面には弾性体１２ｂ２が設けられる。弾性体１２ｂ２は、例えばシリカゲルからなり、ロッド１２ｂが左端側へ移動した状態で、筐体１２ａの凸部１２ａ２の角部と当接する。これにより、第１配管部１０内の気密が保たれる。

【0022】

蓋１２ｄは、円板状の蓋本体と、蓋本体の外縁側から左方向へ延びる円筒部と、を有し、円筒部の外周面には雄ねじ部が形成される。蓋１２ｄの円筒部の雄ねじ部は、筐体１２ａの内周面の雌ねじ部と螺合する。また、蓋本体の中央には、ロッド１２ｂが挿通される挿通孔が形成される。

【0023】

ばね１２ｃは、ロッド１２ｂの本体を巻回するコイル状に形成され、ロッド１２ｂの当接部１２ｂ１と蓋１２ｄとの間に介装される。ばね１２ｃは、自然長よりも縮むよう設定され、蓋１２ｄが筐体１２ａと螺合して固定されることから、ロッド１２ｂはばね１２ｃから左方向への付勢力が常に加えられる。

【0024】

第１配管部１０内の圧力が所定値以内の場合、第１配管部１０内の流体からロッド１２ｂに加わる力がばね１２ｃの付勢力を下回るため、開放弁１２の気密状態が保たれる。図４に示すように、第１配管部１０内の圧力が所定値を超えると、第１配管部１０内の流体からロッド１２ｂに加わる力がばね１２ｃの付勢力を上回り、ロッド１２ｂが右方向へ移動して、第１配管部１０内の流体が筐体１２ａの孔１２ａ１を通じて外部へ流出する。

【0025】

カバー１３は、例えば樹脂からなり、右端を閉塞した円筒状に形成される。カバー１３の左端側には、拡径部１３ａが形成され、拡径部１３ａの内周に雌ねじ部が形成される。カバー１３の雌ねじ部は、第１配管部１１の第２管部１１ｂの雄ねじ部と螺合する。カバー１３は、開放弁１２と所定の間隔をおいて配置される。

【0026】

また、カバー１３は、気体の流通を許容し、かつ、液体の流通を阻害する複数の孔部１３ｂを有する。各孔部１３ｂにおいて、孔部１３ｂを流通する際の管摩擦による抵抗力は、気体と比べて液体が格段に大きくなるよう設定されている。具体的に、各孔部１３ｂの径が小さいほど、また、流体の流速が大きいほど抵抗力は大きくなり、この抵抗力は各孔部１３ｂの径方向及び軸方向の各寸法により設定することができる。これにより、開放弁１２からカバー１３内部へ気体と液体が流出したとしても、液体がカバー１３外部まで流出することはない。これは、特許文献１に記載の技術のような、安全弁による圧力解放時に気体とともに装置内部の液体が噴出してしまうという課題を解決したものといえる。例えば、液体を水として気体を空気とした場合に、流速が１０ｍ／ｓのときに水にかかる管摩擦損失は空気の約１００倍、１５ｍ／ｓのときに約１９４倍となるよう孔部１３ｂを設定することができる。

【0027】

接続キャップ１４は、例えば樹脂からなり、比較的小さい径の基端部１４ａと、基端部１４ａよりも大きい径の容器接続部１４ｂと、を有する。基端部１４ａの内周面に雌ねじ部が形成され、この雌ねじ部は第１配管部１１の第３管部１１ｃの雄ねじ部と螺合する。また、容器接続部１４ｂの内周面に雌ねじ部が形成され、この雌ねじ部は第１容器５０の雄ねじ部と螺合する。

【0028】

図２に示すように、第２配管部２０は、左右方向へ延びるとともに左右中央から下方向へ延びる略Ｔ字状の配管部本体２１を有する。配管部本体２１は、例えば樹脂により一体に成形され、右方向へ延びる第１管部２１ａと、左方向へ延びる第２管部２１ｂと、下方向へ延びる第３管部２１ｃと、を有する。さらに、配管部本体２１は、第１管部２１ａ、第２管部２１ｂ及び第３管部２１ｃの会合部から前方向へ延びる第４管部２１ｄを有する。第１管部２１ａ、第２管部２１ｂ、第３管部２１ｃ、第４管部１１ｄは、基端側がほぼ同じ径で形成され、互いに基端部にて接続されている。

【0029】

第１管部２１ａの右端側には、拡径部２１ａ１が形成され、拡径部２１ａ１の内周に雌ねじ部が形成される。第２管部２１ｂの左端側の外周面には雄ねじ部が形成され、第２管部２１ｂの左端側の内周面には雌ねじ部が形成される。第３管部２１ｃの下端側の外周面には雄ねじ部が形成される。第４管部２１ｄの前端側の外周面には、雄ねじ部が形成される。

【0030】

第１管部２１ａの雌ねじ部には後述する接続配管部３０の雄ねじ部が螺合する。第２管部２１ｂの雌ねじ部には開放弁１２の雄ねじ部が螺合する。第２管部２１ｂの雄ねじ部には開放弁１２を覆うカバー１３の雌ねじ部が螺合する。第３管部１１ｃの雄ねじ部には、接続キャップ１４の雌ねじ部が螺合する。第４管部１１ｄの雌ねじ部には圧力計２５の雌ねじ部が螺合する。

【0031】

第２配管部２０の開放弁１２は、第２配管部２０内の圧力が所定圧力を超えた場合に、内部の流体を外部へ逃がすための弁である。本実施形態においては、第２配管部２０の開放弁１２及びカバー１３は、第１配管部１０の開放弁１２及びカバー１３と同じものを左右逆さに配置したものである。また、第２配管部２０の接続キャップ１４は、第１配管部１０のキャップと同じものであり、容器接続部１４ｂの雌ねじ部は第２容器６０の雄ねじ部と螺合する。

【0032】

圧力計２５は、外周面に雄ねじ部が形成された前後へ延びる管部を有し、管部の前端に設けられた表示部に管部内の圧力を表示する。管部の後端側の外周面には、第２配管部２０の第４管部２１ｄの雌ねじ部と螺合する雄ねじ部が形成される。すなわち、圧力計２５は、第２配管部２０内の圧力を表示する。

【0033】

接続配管部３０は、例えば樹脂により成形され左右方向へ延びる配管部本体３１を有する。配管部本体３１の右端側は第１管部３１ａをなし、第１管部３１ａの外周面には第１配管部１０の第１管部１１ａと螺合する雄ねじ部が形成される。また、配管部本体３１の左端側は第２管部３１ｂをなし、第２管部３１ｂの外周面には第２配管部２０の第１管部２１ａと螺合する雄ねじ部が形成される。

【0034】

また、接続配管部３０は、配管部本体３１の中央に設けられ流路を開閉する開閉弁３２を有する。開閉弁３２は、操作レバーにより手動で操作することができる。本実施形態においては、所定方向へ延びる操作レバーを、配管部本体３１と直交する回転軸を中心に回動することにより、開閉弁３２の開閉状態を操作することができる。本実施形態においては、開閉弁３２は、操作レバーを配管部本体３１と平行な状態とすると開状態となり、操作レバーを配管部本体３１と直交する状態とすると閉状態となる。

【0035】

連通配管部４０は、例えば樹脂により成形され上下方向へ延びる配管部本体４１を有する。配管部本体４１の下端側は第１管部４１ａをなし、第１管部４１ａの外周面には第１配管部１０の第４管部１１ｄと螺合する雄ねじ部が形成される。また、配管部本体４１の上端側は第２管部４１ｂをなし、第２管部４１ｂの外周面には終端キャップ１５と螺合する雄ねじ部が形成される。終端キャップ１５は、例えば樹脂により成形され第２管部４１ｂの上端側の外側を覆う。

【0036】

また、連通配管部４０は、配管部本体４１の中央に設けられ流路を開閉する開閉弁４２を有する。本実施形態においては、連通配管部４０の配管部本体４１及び開閉弁４２は、接続配管部３０の配管部本体３１及び開閉弁３２と同じものを上下方向に配置したものである。

【0037】

図６は、第１容器及び第２容器が接続された状態を示す炭酸水製造装置の正面図である。
図６に示すように、炭酸水製造装置１にて炭酸水を製造するにあたり、第１容器５０及び第２容器６０を使用する。第１容器５０及び第２容器６０は、それぞれ例えば透明な樹脂からなり、下端が閉塞され上側が窄んだ筒形状であり、上端に開口を有している。第１容器５０及び第２容器６０として、例えば市販のペットボトル飲料の空きボトルを用いることができる。

【0038】

図５（ａ）は仕切りの外観斜視図である。
炭酸水製造装置１は、第１容器５０内に配置される仕切り７０を有する。図５（ａ）に示すように、仕切り７０は、上下方向へ延びる筒部７１と、筒部７１の上端を閉塞する選択通過部７２と、を有する。図６に示すように、筒部７１は第１容器５０の内周面と当接し、選択通過部７２は筒部７１の内側にて液体の通過を許容し粉末の通過を阻害する。

【0039】

図５（ｂ）は仕切りを径方向に縮めて第１容器の開口を通過させる状態を示す説明図である。
図５（ｂ）に示すように、仕切り７０は、可撓性を有し、外部から力を加えられると第１容器５０の開口よりも径方向に小さくすることができる。これにより、仕切り７０を外部から第１容器５０内へ設置することができる。図６に示すように、第１容器５０の開口を通じて仕切り７０を外側から第１容器５０の内部へ移動させ、外部からの力を解除し、仕切り７０を第１容器５０の内部にて元の形状に復元させ、仕切り７０の筒部７１を第１容器５０の内周面と当接させる。

【0040】

この炭酸水製造装置１では、第１容器５０内にて、炭酸水素ナトリウム及びクエン酸の粉末Ｐと、水Ｗ１とを反応させて炭酸ガスを発生させる。仕切り７０は、水Ｗ１の通過を許容し、粉末Ｐの通過を阻害する材料により構成される。仕切り７０として、例えば、三次元的な網目構造を有するポリウレタンフォームを用いることができる。この場合、粉末Ｐが仕切り７０にて目詰まりを起こすことにより、粉末Ｐの通過が阻害される。

【0041】

以上のように構成された炭酸水製造装置１を用いた炭酸水製造方法について説明する。
まず、第１容器５０及び第２容器６０について所定の準備を行う（容器準備工程）。具体的には、図６に示すように、第１容器５０内に開口を通じて仕切り７０を外側から第１容器５０の内部へ挿入し、第１容器５０内の底部側に仕切り７０をセットする。このとき、仕切り７０の筒部７１が第１容器５０の内周面と当接するので、仕切り７０の位置決めが的確に行われる。

【0042】

そして、所定量の水Ｗ１を、第１容器５０の開口及び仕切り７０の選択通過部７２を通じて第１容器５０の底部側に充填する。このとき、仕切り７０を水Ｗ１で濡らされる。ここで、水Ｗ１は仕切り７０の選択通過部７２の高さを超えないようにする必要がある。この後、炭酸塩及び酸の粉末Ｐを、第１容器５０の開口を通じて充填し、第１容器５０内における仕切り７０の選択通過部７２上に堆積させる。このとき、仕切り７０の筒部７１が第１容器５０の内周面と当接しているので、粉末Ｐが仕切り７０の外側から底部側へ落下することはない。これにより、第１容器５０内で、水Ｗ１と粉末Ｐが分離された状態となる。本実施形態においては、炭酸塩として炭酸水素ナトリウム、酸としてクエン酸がそれぞれ用いられる。このとき、仕切り７０は先行して第１容器５０内へ充填された水Ｗ１により濡れているため、粉末Ｐが仕切り７０に付着しやすく、粉末Ｐの選択通過部７２の通過をより効果的に阻害することができる。従って、仕切り７０は、液体で濡れていない状態における粉末の阻害性が不十分であっても、液体で濡らすことで粉末の阻害性を発揮するものであればよい。

【0043】

より具体的には、一部の粉末Ｐの帯水により、粉末Ｐ間あるいは粉末Ｐと仕切り７０との間の粘性抵抗が増加する。この結果、仕切り７０の網目近傍の帯水粉末が凝固状態となり、目詰まりが生じやすくなる。尚、粉末Ｐに対する水量は少ないため、粉末Ｐはほとんど水Ｗ１に溶解しない。このように、粉末Ｐが仕切り７０に付着することで、堆積された粉末Ｐの振動等に起因した移動も阻害される。

【0044】

一方、第２容器６０内には炭酸水の原料となる水Ｗ２を入れる。ここで、低温であるほど炭酸ガスが水へ溶解しやすくなるので、第２容器６０内へ入れる前に水Ｗ２を予め冷却しておくことがのぞましい。

【0045】

容器準備工程の後、図６に示すように、第１容器５０を第１配管部１０に、第２容器６０を第２配管部２０にそれぞれ螺合する。各容器５０，６０を各配管部１０，２０に接続した後、初期状態として、接続配管部３０の開閉弁３２を開状態とするとともに、連通配管部４０の開閉弁４２を閉状態とする（初期状態設定工程）。これにより、第１容器５０と第２容器６０は、互いに連通するとともに、外気から遮断された状態となる。

【0046】

初期状態の設定が完了した後、図７に示すように、水Ｗ１と粉末Ｐが分離された状態から、第１容器５０を上下方向に振る等して、水Ｗ１を選択通過部７２を通じて第１容器５０の底部側から粉末Ｐへ移動させる。このとき、選択通過部７２上に堆積した粉末に対する水量は十分に多いため、仕切り７０の目詰まりは解消する。十分な量の水Ｗ１と粉末Ｐが接触すると、粉末Ｐが水に溶解して化学反応が始まり、第１容器５０内で炭酸ガスが発生する（炭酸ガス発生工程）。炭酸ガスの発生にともない第１容器５０及び第２容器６０の内部の圧力が上昇し、第２容器６０内の水Ｗ２に炭酸ガスが溶け込む。第２容器６０内の圧力は圧力計２５により確認することができる。

【0047】

ここで、第１容器５０及び第２容器６０の内部の圧力が所定値を超えた場合、第１配管部１０及び第２配管部２０の各開放弁１２を通じて内部の流体が装置外部へ放出される。このとき、各開放弁１２はカバー１３により覆われているため、内部の水が外部へ噴射されて装置の周囲を汚損することはない。

【0048】

第１容器５０内で必要な量の炭酸ガスが生じた後、図８に示すように、接続配管部３０の開閉弁３２を閉状態とするとともに、連通配管部４０の開閉弁４２を開状態とする。これにより、第２容器６０の内部が加圧された状態で、第１容器５０の内部を減圧して取り外すことができる（第１容器減圧工程）。

【0049】

この後、第２容器６０を振る等して、第２容器６０内に残存した炭酸ガスを水Ｗ２に溶解させる。このとき、接続配管部３０の開閉弁３２が閉状態であるので、第２容器６０を様々な角度で激しく振ったとしても、第１容器５０内の液体が第２容器６０内に混入することはない。これにより、炭酸ガスに接触する水の表面積を増大させ、第２容器６０の振蕩に要する時間を短縮することができる。炭酸ガスを水Ｗ２に十分に溶解させた後、図９に示すように、接続配管部３０の開閉弁３２を開状態として、第２容器６０の内部を減圧する（第２容器減圧工程）。これにより、第２容器６０内の炭酸水を使用可能な状態となる。

【0050】

このように、本実施形態の炭酸水製造装置１によれば、第１容器と第２容器の内部の圧力を独立的に制御することができる。また、第１配管部１０及び第２配管部２０に開放弁１２を設けたので、装置内部の圧力は所定値以内に保たれる。これにより、装置各部及び各容器５０，６０に過度の負荷が加わるようなことはなく、装置や容器５０，６０の信頼性を確保することができる。また、開放弁１２を覆うカバー１３を設けたので、装置の周囲が汚損されることはない。

【0051】

また、第１容器５０内で水Ｗ１と粉末Ｐが仕切り７０の選択通過部７２により仕切られるようにしたので、炭酸ガスを所望のタイミングで発生させることができる。すなわち、水溶性の包装紙を用いて水Ｗ１と粉末Ｐを分離した場合のように、水温によって包装紙の溶解状態が変化してしまうことはなく、本実施形態の仕切り７０を使用することにより水温の影響を受けず、密栓後に安定的な反応を開始させることができる。また、第１容器５０を第１配管部１０へ取り付ける前に炭酸ガスが発生するようなことはなく、これによっても炭酸ガスを無駄なく利用することができる。

【0052】

尚、前記実施形態においては、仕切り７０の材料自体を三次元的な網目構造を有するものとして、選択通過部７２が筒部７１の内側にて液体の通過を許容し粉末の通過を阻害するようにしたものを示したが、例えば図１０に示すように、仕切り１７０が構造的に液体の通過を許容し粉末の通過を阻害するものであってもよい。図１０の仕切り１７０は、構造的に可撓性を有し、液体及び粉末の両方の通過を許容しない構造となっている。

【0053】

この仕切り１７０は、上下方向へ延びる筒部１７１と、筒部１７１の上端に形成され中央に円形の孔部１７２ａを有する上面部１７２と、上面部１７２の下方に形成されドーナツ状の孔部１７３ａを有する第１段部１７３と、第１段部１７３の下方に形成され所定の孔部を有する第２段部１７４と、を有する。第１段部１７３は、平面視にて上面部１７２の孔部１７２ａと同じ面積もしくは大きな面積に形成され、上面部１７２の孔部１７２ａの直下を塞ぐよう形成される。これにより、液体は各孔部１７２ａ，１７３ａを通じて筒部１７１の内側を通過することができるが、粉末は第１段部１７３により通過が阻害される。特に、粉末は、水滴付着時に堆積しやすく目詰まりを起こしやすい。すなわち、この仕切り１７０においては、上面部１７２及び第１段部１７３が選択通過部をなしている。尚、第２段部１７４を平面視にて第１段部１７３の孔部１７３ａと重なるように形成することにより、第１段部１７３及び第２段部１７４にて粉末通過の阻害作用を強化することができる。これにより、仮に上面部１７２及び第１段部１７３にて粉末通過の阻害作用が十分に得られなかったとしても、仕切り１７０全体として選択通過機能を発揮させることができる。

【0054】

また、前記実施形態においては、開放弁１２を第１配管部１０と第２配管部２０とに設けたものを示したが、これらの少なくとも一方に設けられていれば、内部の圧力が所定値を超えた際に内部の流体を装置外部へ放出することができる。いずれか一方に設ける場合、第１配管部１０に設けることが好ましい。尚、炭酸水製造装置１を、開放弁１２を設けない構成とすることも可能である。

【0055】

また、例えば図１１に示すように、接続配管部１３０及び連通配管部１４０の径を太くすることもできる。図１２に示すように、この炭酸水製造装置１０１では、接続配管部１３０は、例えば樹脂により成形され左右方向へ延びる配管部本体１３１と、配管部本体１３１の中央に設けられ流路を開閉する開閉弁１３２と、リング状のシール材１３４を介して配管部本体１３１の左右に配置される補助配管部１３３と、を有する。配管部本体１３１の右端側は第１管部１３１ａをなし、第１管部１３１ａの外周面には補助配管部１３３の雌ねじ部と螺合する雄ねじ部が形成される。また、配管部本体１３１の左端側は第２管部１３１ｂをなし、第２管部１３１ｂの外周面には補助配管部１３３の雌ねじ部と螺合する雄ねじ部が形成される。各補助配管部１３３は、配管部本体１３１と螺合する雌ねじ部が内周面に形成される拡径部１３３ａと、第１配管部１０または第２配管部２０と螺合する雄ねじ部が外周面に形成される通常径部１３３ｂと、を有する。

【0056】

図１３に示すように、補助配管部１３３の拡径部１３３ａにおける配管部本体１３１側の端部には返し部１３３ｃが形成される。返し部１３３ｃは、拡径部１３３ａにおける通路の径方向外側端部を閉塞する閉塞部１３３ｃ１と、閉塞部１３３ｃ１の径方向内側から配管部本体１３１と反対側へ延びる延在部１３３ｃ２と、を有する。補助配管部１３３の通路が略水平に設置されると、通常径部１３３ｂ側から拡径部１３３ａ側へ流れる気体に液体が混じっている場合、液体は気体と比べて重いことから補助配管部１３３の通路の下側に溜まり、返し部１３３ｃにて配管部本体１３１側への流通が阻害される。これにより、第１容器５０にて発生した炭酸ガスが第２容器６０側へ流通する際に、仮に第１容器５０内の液体が接続配管部１３０へ浸入したとしても、返し部１３３ｃにて第２容器６０側への流通が阻害される。

【0057】

また、図１３に示すように、連通配管部１４０は、例えば樹脂により成形され上下方向へ延びる配管部本体１４１と、配管部本体１４１の中央に設けられ流路を開閉する開閉弁１４２と、リング状のシール材１４４を介して配管部本体１４１の下方に配置される補助配管部１４３と、を有する。配管部本体１４１の下端側は第１管部１４１ａをなし、第１管部１４１ａの外周面には補助配管部１４３の雌ねじ部と螺合する雄ねじ部が形成される。補助配管部１４３は、配管部本体１４１と螺合する雌ねじ部が内周面に形成される拡径部１４３ａと、第１配管部１０と螺合する雄ねじ部が外周面に形成される通常径部１４３ｂと、を有する。また、配管部本体１４１の上端側は第２管部１４１ｂをなし、第２管部１４１ｂの外周面には終端キャップ１１５と螺合する雄ねじ部が形成される。終端キャップ１１５は、例えば樹脂により成形され第２管部１４１ｂの上端側の外側を覆う。この炭酸水製造装置１０１においては、連通配管部１４０の配管部本体１４１、開閉弁１４２及び補助配管部１４３は、接続配管部１３０の配管部本体１３１、開閉弁１３２及び補助配管部１４３と同じものが用いられる。

【0058】

また、前記実施形態においては、炭酸ガスを発生させるものを示したが、液体と粉末との反応によりガスを発生させるものであれば、本発明を炭酸ガス以外のガスを発生させるものにも適用可能なことはいうまでもない。

【0059】

以上、本発明の実施の形態を説明したが、上記に記載した実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。

【符号の説明】

【0060】

１ 炭酸水製造装置
１０ 第１配管部
１２ 開放弁
１３ カバー
１３ｂ 孔部
２０ 第２配管部
３０ 接続配管部
３２ 開閉弁
４０ 連通配管部
４２ 開閉弁
５０ 第１容器
６０ 第２容器
７０ 仕切り
７１ 筒部
７２ 選択通過部
１０１ 炭酸水製造装置
１３０ 接続配管部
１３２ 開閉弁
１４０ 連通配管部
１４２ 開閉弁
１７０ 仕切り
１７１ 筒部
１７２ 上面部
１７３ 第１段部
Ｐ 粉末
Ｗ１ 水
Ｗ２ 水

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】