APARATO DE CARBONATACIÓN DE AGUA.

Aparato para producir un suministro de agua carbonatada, que comprende:

medios de suministro (2) para recibir un suministro de agua no carbonatada; medios de descarga (5, 8) para descargar agua carbonatada; una primera unidad de carbonatación (10) que tiene una entrada de carga (53) para agua no carbonatada y una salida de suministro (54) para agua carbonatada; una segunda unidad de carbonatación (11) que tiene una entrada de carga (56) para agua no carbonatada y una salida de suministro (57) para agua carbonatada; y se caracteriza porque también comprende: una unidad de control volumétrico (9) operable en un primer modo: para suministrar un volumen de agua carbonatada a los medios de descarga (5); para recibir un volumen similar de agua carbonatada desde la salida de suministro (54) de la primera unidad de carbonatación; (11); para recibir un volumen similar de agua no carbonatada desde los medios de suministro (2); y para suministrar un volumen similar de agua no carbonatada a la segunda unidad de carbonatación y operable en un segundo modo: para suministrar un volumen de agua carbonatada a los medios de descarga (5); para recibir un volumen similar de agua carbonatada desde la salida de suministro (57) de la segunda unidad de carbonatación; (10). para recibir un volumen similar de agua no carbonatada desde los medios de suministro (2); y para suministrar un volumen similar de agua no carbonatada a la primera unidad de carbonatación

La presente invención se refiere a un sistema y a un aparato mejorados para la carbonatación de agua.

Se conocen varios tipos de carbonatador para la carbonatación del agua. Uno de estos carbonatadores es el conocido carbonatador “Sodastream” (RTM), tal como se divulga en la patente UK 1.453.363. Este 5 carbonatador comprende un contenedor inicialmente no presurizado que contiene el agua a carbonatar y una boquilla a través de la cual se puede introducir CO2 colocado por debajo de la superficie del agua. El proceso de carbonatación se realiza inyectando burbujas de CO2 a través del agua desde la boquilla. Sin embargo, no todo el CO2 es absorbido en el agua y se forman burbujas de CO2 de residuo a través del agua y se recogen en el espacio de la cabeza del contenedor, y se crea una presión de aproximadamente 13 a 15 bar. Una vez que el proceso de carbonatación está 10 completo, el CO2 de residuo se descargan en la atmósfera para despresurizar el contenedor, y el agua carbonatada se dispersa por gravedad. Si se requiere más agua carbonatada, entonces se debe repetir el proceso de carbonatación. Se conocen alternativas a este sistema donde, por ejemplo, el agua carbonatada se suministra bajo presión de gas o mediante agua de red de entrada más que por gravedad. En estas dos alternativas, sin embargo, un gran volumen de CO2 se descarga a la atmósfera después de producir cada lote de agua carbonatada. 15

Otro carbonatador conocido es el carbonatador “Isoworth”, tal como se divulga en la patente UK 2.161.089. Este carbonatador comprende un contenedor inicialmente no presurizado que se llena parcialmente con agua, y un rotor con palas dentro del contenedor se acciona en rotación alrededor de un eje substancialmente horizontal, de manera que las palas rompen la superficie del agua. Un puerto de entrada está formado en la parte superior del contenedor, a través del cual el CO2 se puede introducir para presurizar el contenedor hasta 20 aproximadamente de 6 a 8 bares. El proceso de carbonatación se realiza introduciendo en primer lugar CO2 en el espacio de cabeza entre la superficie del agua y la parte superior del contenedor. El agua se agita a continuación haciendo girar el rotor, salpicando agua en el CO2 presurizado en el espacio de cabeza y sacando CO2 en el agua. Este sistema tiene la ventaja de que funciona con el CO2 en el espacio de cabeza a una presión inferior que el carbonatador “Sodastream” descrito anteriormente. El agua carbonatada se descarga del carbonatador mediante la liberación de la 25 presión del gas y permitiendo la salida de agua carbonatada de un puerto de salida en la parte inferior del contenedor. Otra vez, un gran volumen de gas se ventila a la atmósfera después de preparar cada lote de agua carbonatada.

Los dos sistemas anteriores tienen la desventaja de que el CO2 debe ser descargado a la atmósfera al final del ciclo de carbonatación. Otra desventaja de los dos sistemas anteriores es que la carbonatación sólo puede realizarse sobre una base de lotes. 30

Otro carbonatador conocido comprende un contenedor con CO2 que se mantiene bajo presión y una bomba de alta presión operable para pulverizar agua en el contenedor. El proceso de carbonatación se realiza por pulverización o formando burbujas en el agua en el recipiente usando la bomba de alta presión. El agua carbonatada se suministra entonces bajo presión. Este sistema tiene la ventaja de que no se descarga CO2 como parte del proceso de carbonatación, excepto durante un proceso periódico de ventilación para eliminar el aire acumulado. Tiene la ventaja 35 adicional de que puede proporcionar un suministro continuo de agua carbonatada. Sin embargo, la bomba de alta presión que se utiliza en este sistema es muy cara y, por lo tanto, este sistema sólo se utiliza comúnmente en procesos de carbonatación comerciales.

El documento US-A-4 389 107 describe un aparato de carbonatación en el que dos tanques de soporte se suministran alternativamente con agua y gas de carbonatación mediante un conjunto de medición de doble 40 accionamiento. Cada tanque de soporte descarga agua carbonatada directamente a un distribuidor.

Un propósito de la presente invención es proporcionar un sistema de carbonatación mejorado que no utilice una bomba de alta presión cara, que todavía pueda proporcionar un suministro substancialmente continuo de agua carbonatada, y no descargue grandes cantidades de CO2 a la atmósfera después de cada uso.

Según un aspecto de la invención, se proporciona un aparato para producir un suministro de agua 45 carbonatada, tal como se define en la reivindicación 1.

Realizaciones de la invención se describirán ahora con referencia a los dibujos adjuntos en los que:

La figura 1 es un diagrama esquemático que ilustra un sistema dispensador de bebidas que se utiliza para dispensar bebidas carbonatadas;

La figura 2a es un diagrama esquemático que ilustra los componentes de una unidad de 50 carbonatación que forma parte del sistema dispensador de bebidas que se muestra en la figura 1, en un estado inicial de un ciclo operativo;

La figura 2b es un diagrama esquemático que ilustra los componentes de la unidad de carbonatación de la figura 2, en un segundo estado del ciclo operativo;

La figura 2c es un diagrama esquemático que ilustra los componentes de la unidad de carbonatación 55

en un tercer estado del ciclo operativo;

La figura 2d es un diagrama esquemático que ilustra los componentes de la unidad de carbonatación en un cuarto estado del ciclo operativo;

La figura 2e es un diagrama esquemático que ilustra los componentes de la unidad de carbonatación en un quinto estado del ciclo operativo; 5

Las figuras 3 y 3a ilustran una disposición de válvula alternativa para el aparato de carbonatación de las figuras 2a a 2e, incluyendo una válvula de descarga de dos posiciones; y

Las figuras 4a a 4d ilustran una disposición de válvula modificada, similar a la mostrada en las figura 3, pero incluyendo una válvula de descarga de tres posiciones.

La figura 1 ilustra esquemáticamente un sistema dispensador de bebidas utilizado en una realización 10 de la presente invención. Tal como se muestra, el sistema dispensador de bebidas comprende una unidad de carbonatación 1 para la carbonatación de agua, una tubería 2 conectada a un suministro de agua, para suministrar agua a la unidad de carbonatación, un depósito 3 para el almacenamiento de CO2 presurizado, una tubería 4 que conecta el depósito de CO2 con la unidad de carbonatación y una línea dispensadora 5 que conduce a un grifo 8 para suministrar agua carbonatada. 15

En la realización ilustrada, unas válvulas de control de flujo 6 y 7 están instaladas en la tubería de agua de red 2 y la tubería de CO2 4, respectivamente, para abrir o cerrar las líneas respectivas.

Las figuras 2a a 2e ilustran una unidad de carbonatación 1, que comprende una unidad de control volumétrico 9, unos carbonatadores izquierdo y derecho 10 y 11 conectados a la unidad de control volumétrico 9, servoválvulas izquierda y derecha 12 y 13 para abrir y cerrar las conexiones entre los carbonatadores y la unidad de 20 control volumétrico 9, y una válvula de corredera de dos posiciones 14 operable para controlar el funcionamiento de las servoválvulas 12 y 13. Cuando las expresiones “izquierda” y “derecha” se utilizan en la descripción, se refieren a la izquierda y la derecha tal como se muestra en las figuras 2a a 2e, y no debe interpretarse como una limitación. Del mismo modo, aunque la unidad de control volumétrico 9 se muestra con su eje longitudinal horizontal, también debe entenderse que la unidad se puede colocar en cualquier orientación. 25

La unidad de control volumétrico 9 comprende unos cilindros coaxiales izquierdo y derecho 15 y 16 separados mediante una partición central fija 17. Los extremos de los cilindros 15 y 16 alejados de la partición 17 están cerrados mediante tapones de extremo 15a y 16a. Los cilindros coaxiales izquierdo 15 y derecho 16 contienen respectivamente un primer pistón 18 y un segundo pistón 19. Los pistones están mecánicamente conectados mediante un vástago de pistón común 20 que se extiende de manera sellada a través de la partición 17. Los pistones 18 y 19 y el 30 vástago del pistón 20 son desplazables como una sola unidad en las direcciones axiales de los cilindros 15 y 16.

El interior del... [Seguir leyendo]

1. Aparato para producir un suministro de agua carbonatada, que comprende:

medios de suministro (2) para recibir un suministro de agua no carbonatada;

medios de descarga (5, 8) para descargar agua carbonatada;

una primera unidad de carbonatación (10) que tiene una entrada de carga (53) para agua no 5 carbonatada y una salida de suministro (54) para agua carbonatada;

una segunda unidad de carbonatación (11) que tiene una entrada de carga (56) para agua no carbonatada y una salida de suministro (57) para agua carbonatada;

y se caracteriza porque también comprende:

una unidad de control volumétrico (9) operable en un primer modo: 10

para suministrar un volumen de agua carbonatada a los medios de descarga (5);

para recibir un volumen similar de agua carbonatada desde la salida de suministro (54) de la primera unidad de carbonatación;

para recibir un volumen similar de agua no carbonatada desde los medios de suministro (2); y

para suministrar un volumen similar de agua no carbonatada a la segunda unidad de carbonatación 15 (11);

y operable en un segundo modo:

para suministrar un volumen de agua carbonatada a los medios de descarga (5);

para recibir un volumen similar de agua carbonatada desde la salida de suministro (57) de la segunda unidad de carbonatación; 20

para recibir un volumen similar de agua no carbonatada desde los medios de suministro (2); y

para suministrar un volumen similar de agua no carbonatada a la primera unidad de carbonatación (10).

2. Aparato según la reivindicación 1, en el que la unidad de control volumétrico comprende una primera, segunda, tercera y cuarta cámaras internas (22, 21, 23, 24) de volumen variable en las que la suma de los 25 volúmenes de la primera y segunda cámaras (22, 21) es igual a la suma de los volúmenes de la tercera y cuarta cámaras (23, 24), y en el que;

la primera cámara (22) es selectivamente conectable a los medios de descarga (5, 8) o a la salida (54) de la primera unidad de carbonatación (10);

la segunda cámara (21) está dispuesta para recibir agua desde los medios de suministro de agua (2) y 30 está adaptada para descargar agua a la entrada (56) de la segunda unidad de carbonatación (11);

la tercera cámara (23) está dispuesta para recibir el agua desde los medios de suministro de agua (2) y está adaptada para descargar agua a la entrada (53) de la primera unidad de carbonatación (10); y

la cuarta cámara (24) es selectivamente conectable a los medios de descarga (5, 8) o a la salida (57) de la segunda unidad de carbonatación (11); 35

siendo la disposición tal que cuando la primera cámara (22) está conectada a los medios de descarga (5, 8), la cuarta cámara está conectada a la salida (57) de la segunda unidad de carbonatación (11), y cuando la cuarta cámara está conectada con los medios de descarga (5, 8), la primera cámara está conectada a la salida (54) de la primera unidad de carbonatación (10).

3. Aparato según la reivindicación 2, en el que la unidad de control volumétrico comprende un primer y 40 segundo conjuntos de pistón y cilindro (15, 18; 16, 19), estando definidas la primera y segunda cámaras (22, 21) mediante los volúmenes del primer cilindro (15) en lados respectivos del primer pistón (18), y estando definidas la tercera y cuarta cámaras (23, 24) por los volúmenes del segundo cilindro (16) en lados respectivos del segundo pistón (19), siendo el primer y segundo cilindros de sección transversal substancialmente igual, estando vinculados el primer y segundo pistones mediante un vástago de pistón común (20). 45

4. Aparato según la reivindicación 3, en el que la conexión selectiva entre la primera cámara (22) y los

medios de descarga (5, 8) o la salida (54) de la primera unidad de carbonatación (10) se realiza por medio de una primera válvula de accionamiento servo (12), y la conexión selectiva entre la cuarta cámara (24) y los medios de descarga (5, 8) o la salida (57) de la segunda unidad de carbonatación (11) se realiza mediante una segunda válvula de accionamiento servo (13), y en el que los medios de control (14) que responden a la posición del vástago del pistón (20) están dispuestos para operar la primera y segunda servoválvulas (12, 13). 5

5. Aparato según la reivindicación 4, en el que la primera y segunda servoválvulas (12, 13) son operados mediante presión de agua, y los medios de control (14) comprenden una válvula de corredera operable en una primera posición para suministrar presión de agua a la servoválvula y ventilar la otra servoválvula, y en una segunda posición suministrar presión de agua a la otra servoválvula y ventilar la servoválvula, siendo la válvula de corredera desplazable desde su primera posición a su segunda posición y viceversa, en respuesta al movimiento del vástago del 10 pistón (20).

6. Aparato según la reivindicación 4, en el que la primera y segunda servoválvulas (12, 13) se operan eléctricamente, y los medios de control (14) comprenden un circuito de control operable para accionar las servoválvulas, pudiendo responder el circuito de control a un sensor de detección de la posición del vástago del pistón (20).

7. Aparato según la reivindicación 3, en el que el vástago del pistón (20) se extiende fuera de los 15 pistones (15, 16), y en el que el movimiento del vástago está adaptado para accionar o controlar una bomba de medición.

8. Aparato según la reivindicación 7, que también comprende una pluralidad de bombas de medición y un selector de mecanismo para la selección de una o más de dicha pluralidad de bombas de medición, pudiéndose accionar o controlar la una o más bombas de medición seleccionadas mediante el movimiento del vástago del pistón. 20

9. Aparato según la reivindicación 2, que también comprende una válvula de descarga (60), y en el que:

una primera válvula de carbonatador (62) que, cuando está abierta, proporciona la conexión entre la primera cámara (22) y la salida (54) de la primera unidad de carbonatación (10);

una segunda válvula de carbonatador (61) que, cuando está abierta, proporciona la conexión entre la 25 cuarta cámara (24) y la salida (57) de la segunda unidad de carbonatación (11); y

la válvula de descarga (60) en una primera posición proporciona la comunicación entre la primera cámara (22) y los medios de descarga (60c), y en una segunda posición proporciona la comunicación entre la segunda cámara (24) y los medios de descarga (60c);

y en el que la válvula de descarga (60) está vinculada con la primera y segunda válvulas de 30 carbonatador de manera que cuando la válvula de descarga (60) está en su primera posición, la primera válvula de carbonatador (62) está cerrada y la segunda válvula de carbonatador (61) está abierta, y cuando la válvula de descarga está en su segunda posición, la primera válvula de carbonatador (62) está abierta y la segunda válvula de carbonatador (61) está cerrada.

10. Aparato según la reivindicación 9, en el que la válvula de descarga (60) tiene una tercera posición 35 en la que ni la primera (22) ni la segunda (24) cámara está conectada a los medios de descarga (60c).

11. Aparato según la reivindicación 10, en el que el enlace entre la válvula de descarga (60) y la primera y segunda válvulas del carbonatador (62, 61) incluyen un dispositivo de movimiento perdido.

12. Aparato según la reivindicación 10 o la reivindicación 11, en el que la válvula de descarga se presiona elásticamente hacia su tercera posición. 40

13. Aparato según la reivindicación 9 o la reivindicación 10, en el que la válvula de descarga y las válvulas del carbonatador se mueven mediante actuadores controlados mediante un circuito de control en respuesta a una entrada del usuario.

14. Procedimiento para proporcionar un suministro de agua carbonatada desde un aparato de carbonatación, que comprende: 45

medios de suministro (2) para recibir un suministro de agua no carbonatada;

medios de descarga (5, 8) para descargar agua carbonatada;

una primera unidad de carbonatación (10) que tiene una entrada de carga (53) para agua no carbonatada y una salida de suministro (54) para agua carbonatada;

una segunda unidad de carbonatación (11) que tiene una entrada de carga (56) para agua no 50 carbonatada y una salida de suministro (57) para agua carbonatada;

una unidad de control volumétrico (9);

comprendiendo el procedimiento operar el aparato en un primer modo para suministrar simultáneamente un volumen de agua carbonatada desde la unidad de control volumétrico (9) a los medios de descarga (5), descargando un volumen similar de agua carbonatada desde la salida de suministro (54) de la primera unidad de carbonatación a la unidad de control volumétrico (9), para recibir un volumen similar de agua carbonatada desde los 5 medios de suministro (2) en la unidad de control volumétrico (9), y suministrar un volumen similar de agua no carbonatada desde la unidad de control volumétrico (9) a la segunda unidad de carbonatación (11);

y, posteriormente, operar el aparato en un segundo modo para suministrar simultáneamente un volumen de agua carbonatada desde la unidad de control volumétrico (9) a los medios de descarga (5), descargándose un volumen similar de agua carbonatada desde la salida de suministro (57) de la segunda unidad de carbonatación a la 10 unidad de control volumétrico (9), para recibir un volumen similar de agua no carbonatada desde los medios de suministro (2) en la unidad de control volumétrico (9), y suministrar un volumen similar de agua no carbonatada desde la unidad de control volumétrico (9) a la primera unidad de carbonatación (10).