水分配系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种用来分配水的设备，这种设备包括：主进口，其构造成用以接纳来自水源的水；冷却水管线，其包括在线碳酸化器、碳酸化器水进口阀、碳酸化器气体进口阀以及冷却水管线出口，该碳酸化器水进口阀构造成用以选择性地将水从主进口引导到碳酸化器，该碳酸化器气体进口阀构造成用以选择性地将碳酸化气体引导到碳酸化器。设备可以集成在冰箱或其它主要器具中。
【专利说明】水分配系统
[0001]对于相关申请的交互参考
[0002]本申请要求每个在2011年6月23日提交的美国临时申请N0.61/500451、N0.61/500469、N0.61/500500、N0.61/500440、N0.61/500461 的每一个、和在 2012 年 6 月 I日提交的美国临时申请N0.61/654487的利益。以上申请中的每一个申请的全部内容通过参考包括在这里。
[0003]对于美国来说，本申请是在2010年5月3日提交的美国专利申请N0.12/772641的部分继续申请，以上申请的每一个的内容通过参考包括在这里。
【背景技术】
[0004]市面上有多种类型的水分配器，这些水分配器包括用于经冷却的、未冷却的(例如，室温)以及加热的水的分配器。一些水分配器分配碳酸水。水分配器可以包括储罐或加压源。水分配器可以是独立装置，或者可以被结合到诸如冰箱之类的器具中。
[0005]用来将水碳酸化的大多数商业化装置使用喷射到水容器中的二氧化碳:用这种过程得到的结果非常差，并且水的碳酸化很弱且不会持续太长。另外，碳酸水的质量随着混合比和平衡时间变化而变化。在水分配单元中用来生产和分配碳酸饮料的装置代之以典型地采用碳酸化罐、和高压水泵，该碳酸化罐叫做饱和器。碳酸水通过用二氧化碳加压饱和罐和用冷却水充注该罐而生产。由于在饱和罐中固有的高压，典型地约70psi，需要更昂贵的高压水泵将水注入到罐中。此外，在饱和罐中的条件下,二氧化碳花费时间溶解到水中，并且实现可口的碳酸化水平。相应地，饱和器典型地大得足以保持碳酸水的准备好的供给源以便用于分配，并且不会按需要而即时地产生新的碳酸水。为了保持这种供给，两个或更多个传感器和相关电子控制装置用来当在饱和器中的碳酸水液位落到设置阈值下面时，启动高压泵和将水注入到饱和器中，并且然后当罐充注到适当液位时停止水注入。
[0006]这些典型的碳酸化装置占用更大量的空间，并且需要昂贵和复杂的电子和液压控制系统。由于这种复杂结构，这些装置是有噪声的，使用显著量的能量，并且需要频繁维护。这样的系统的另一个缺点是，在饱和器中的滞留碳酸水会使在饱和器中的材料变质，导致碳酸水发出令人不愉快的味道。
【发明内容】
[0007]本 申请人:已经认识到，将会有利的是，提供一种用来分配碳酸水的系统，这种系统的特征在于在线碳酸化器。这里描述的类型的系统提供可口的碳酸化水平，而没有使用常规饱和器。相应地，可以提供一种用来分配碳酸水、和选择性地非碳酸(“不含气体的”)水的富特征系统，同时保持更小的形状系数。在一些实施例中，系统可提供冷却的(碳酸或不含气体的)水、未冷却的(例如，室温)水以及加热的水中的一种或更多种水。
[0008]在一个方面，公开了一种用来分配水的设备，这种设备包括:主进口，其构造成用以接纳来自水源的水；冷却水管线，其包括在线碳酸化器、碳酸化器水进口阀、碳酸化器气体进口阀以及冷却水管线出口，该碳酸化器水进口阀构造成用以选择性地将水从主进口弓I导到碳酸化器，该碳酸化器气体进口阀构造成用以选择性地将碳酸化气体引导到碳酸化器。设备也可以包括:热交换器，构造成用以冷却通过冷却水分配管线的水；以及控制器，构造成用以控制碳酸化器水和气体进口阀。在一些实施例中，当碳酸化器水进口阀敞开并且碳酸化器气体进口阀关闭时，冷却水管线在冷却水管线出口处分配不含气体的水。在一些实施例中，当碳酸化器水进口阀敞开并且碳酸化器气体进口阀敞开时，冷却水管线在冷却水管线出口处分配碳酸水。
[0009]一些实施例包括未冷却水管线，该未冷却水管线包括未冷却水进口阀，该未冷却水进口阀构造成用以选择性地将水从主进口弓丨导到未冷却水管线出口。在一些实施例中，未冷却水进口阀由控制器控制。
[0010]一些实施例包括热水管线，该热水管线包括:热水进口阀，构造成选择性地将水从主进口引导到热水管线出口 ；加热器，它加热流经热水管线的水；以及热水管线出口。
[0011 ] 在一些实施例中，热交换器包括冷却罐，该冷却罐构造成用以接纳来自主进口的水；并且冷却水管线的至少一部分浸入在冷却罐中。
[0012]在一些实施例中，在线碳酸化器浸入在冷却罐中。
[0013]在一些实施例中，冷却水管线包括螺旋管，该螺旋管浸入在冷却罐中。
[0014]一些实施例包括:冷却罐充注传感器，与控制器通信，并且构造成用以产生表示冷却罐的充注液位的信息；以及冷却罐充注阀，其由控制器控制，并且构造成用以选择性地将水从主进口引导到冷却罐。在一些实施例中，控制器构造成用以基于表示冷却罐的充注液位的信息，控制冷却罐充注阀的操作。
[0015]一些实施例包括分配器喷嘴，该分配器喷嘴与冷却水管线出口、非冷却水管线出口以及热水管线出口流体连通。
[0016]一些实施例包括主进口阀，该主进口阀由控制器控制，并且构造成用以选择性地中断从进口到冷却水管线、非冷却水管线以及热水管线的水流。
[0017]在一些实施例中，冷却水管线包括水泵，该水泵构造成用以将水泵送到碳酸化器。
[0018]在一些实施例中，冷却水管线包括流量补偿器，该流量补偿器构造成用以接纳来自于碳酸化器的出口的水、改变水流量以及将水流向着冷却水管线出口引导。
[0019]一些实施例包括碳酸化器气体源，该碳酸化器气体源与碳酸化器气体进口阀流体连通。
[0020]在一些实施例中，气体源包括加压二氧化碳的罐筒。
[0021 ] 在一些实施例中，基本上整个设备都被包含在外壳内。
[0022]在一些实施例中，夕卜壳安装在立方体内部,该立方体具有0.3m长的边长、0.5m长的边长、或1.0m长的边长。
[0023]在一些实施例中，冷却水分配管线构造成用以接纳温度为大约20C的水或更高温度的水，并且按约25L/小时或更大的流量分配温度为大约IOC的冷却水或更低温度的冷却水。
[0024]在一些实施例中，冷却水管线构造成用以接纳温度为大约20C的水或更高温度的水，并且按约50L/小时或更大的流量分配温度为大约IOC的冷却水或更低温度的冷却水。
[0025]在一些实施例中，冷却水管线构造成用以分配碳酸水，该碳酸水具有至少2g/L、至少5g/L、至少10g/L、或至少15g/L的碳酸化水平。[0026]在一些实施例中，碳酸化器包括:导管；通往流动路径的进口，其设在导管的近侧端部上；布置在导管内的一个或更多个分配元件；被动式加速器，在导管内；在被动式加速器的紧下游的刚性冲击表面；以及与导管的远侧端部相连接的保持管网。
[0027]在一些实施例中，碳酸化器包括:导管；进口，其用来将二氧化碳和水引导到导管中；在导管内的刚性表面；以及节流装置，其在导管内，用来将二氧化碳和水加速到足够的速度，从而当二氧化碳和水与刚性表面撞击时，它们产生足以将二氧化碳溶解在水中的能量密度。
[0028]一些实施例包括过滤器。
[0029]在一些实施例中，过滤器布置成使得从主进口通到冷却水管线、未冷却水管线以及热水管线中的每一条水管线的全部水都通过过滤器。
[0030]在一些实施例中，加热器构造成用以将在热水管线中的水加热到85C或更高的温度。
[0031]在另一个方面，公开了一种方法，这种方法包括:提供或得到上文中述及的类型的任一种的设备；将主进口连接到水源上；以及将碳酸化器气体进口阀连接到二氧化碳气体源上。
[0032]一些实施例包括，基于用户选择，选择性地分配冷却的并且不含气体的水、冷却的碳酸水及未冷却水。
[0033]在一些实施例中，水源包括在设备外部的源。
[0034]在一些实施例中，水源包括在设备内部的源。
[0035]在一些实施例中，二氧化碳气体源包括在设备外部的源。
[0036]在一些实施例中，二氧化碳气体源包括在设备内部的源。
[0037]在另一个方面，公开了一种用来分配水的设备，这种设备包括:主进口，其构造成用以接纳来自水源的水；以及碳酸水管线，该碳酸水管线包括:碳酸化器水进口 ；碳酸化器气体进口 ；在线碳酸化器，构造成接收通过水进口的水、和通过气体进口的气体；以及碳酸水管线出口。
[0038]在一些实施例中，基本上整个设备都被包含在外壳内。
[0039]在一些实施例中，夕卜壳安装在立方体内部,该立方体具有0.3m长的边长、0.5m长的边长、或1.0m长的边长(在另一些实施例中，可以使用任何适当尺寸)。
[0040]在一些实施例中，冷却水管线构造成用以分配碳酸水，该碳酸水具有至少2g/L、至少5g/L、至少10g/L、或至少15g/L的碳酸化水平。
[0041]在一个方面，公开了一种用来分配水的设备，设备包括分配器，该分配器集成在冰箱中，该分配器包括:主进口，其构造成用以接纳来自水源的水；冷却水管线，其包括在线碳酸化器、碳酸化器水进口阀、碳酸化器气体进口阀以及冷却水管线出口，该碳酸化器水进口阀构造成用以选择性地将水从主进口引导到碳酸化器，该碳酸化器气体进口阀构造成用以选择性地将碳酸化气体引导到碳酸化器；热交换器，构造成冷却通过冷却水分配管线的水；以及控制器，构造成控制碳酸化器水和气体进口阀。在一些实施例中，当碳酸化器水进口阀敞开并且碳酸化器水进口阀关闭时，冷却水管线在冷却水管线出口处分配不含气体的水；并且当碳酸化器水进口阀敞开并且碳酸化器水进口阀敞开时，冷却水管线在冷却水管线出口处分配碳酸水。[0042]一些实施例包括未冷却水管线，该未冷却水管线包括未冷却水进口阀，该未冷却水进口阀构造成用以选择性地将水从主进口引导到未冷却水管线出口，其中，未冷却水进口阀由控制器控制。
[0043]一些实施例包括分配器喷嘴，该分配器喷嘴与冷却水管线出口流体连通。
[0044]在一些实施例中，冷却水管线包括水泵，该水泵构造成用以将水泵送到碳酸化器。
[0045]在一些实施例中，冷却水管线包括流量补偿器，该流量补偿器构造成用以接纳来自于碳酸化器的出口的水、改变水流量以及将水流向着冷却水管线出口引导。
[0046]—些实施例包括碳酸化器气体源，该碳酸化器气体源与碳酸化器气体进口阀流体连通。
[0047]在一些实施例中，气体源包括加压二氧化碳的罐筒。
[0048]一些实施例包括冰箱。
[0049]在一些实施例中，分配器安装在冰箱的门中。
[0050]在一些实施例中，在冷却水管线中的水利用冰箱的致冷系统的元件而被冷却。
[0051]在一些实施例中，冷却水分配管线构造成用以接纳温度为大约20C的水或更高温度的水，并且按约25L/小时或更大、或约50L/小时或更大(例如在10-100L/小时的范围或其任何子范围中)的流量分配温度为大约IOC的冷却水或更低温度的冷却水。
[0052]在一些实施例中，冷却水管线构造成用以分配碳酸水，该碳酸水具有至少2g/L、至少5g/L、至少10g/L、或至少15g/L、或更大(例如在0-30L/小时的范围或其任何子范围中)的碳酸化水平。
[0053]在一些实施例中，碳酸化器包括:导管；通往流动路径的进口，其设在导管的近侧端部上；布置在导管内的一个或更多个分配元件；被动式加速器，在导管内；在被动式加速器的紧下游的刚性冲击表面；以及与导管的远侧端部相连接的保持管网。
[0054]在一些实施例中，碳酸化器包括:导管；进口，其用来将二氧化碳和水引导到导管中；在导管内的刚性表面；以及节流装置，其在导管内，用来将二氧化碳和水加速到足够的速度，从而当二氧化碳和水与刚性表面撞击时，它们产生足以将二氧化碳溶解在水中的能量密度。
[0055]一些实施例包括过滤器。在一些实施例中，过滤器布置成使得从主进口通到冷却水管线的全部水都通过过滤器。
[0056]在另一个方面，一种方法包括:提供权利要求1-65的任一项的设备；将主进口连接到水源上；以及将碳酸化器气体进口阀连接到二氧化碳气体源上。
[0057]一些实施例包括，基于用户选择，选择性地分配冷却的不含气体的水和冷却的碳酸水。
[0058]一些实施例包括，基于用户选择，选择性地分配冷却的并且不含气体的水、冷却的碳酸水及未冷却水。
[0059]各个实施例可以单独地或按任何适当组合包括上述元素的任一个。
[0060]以上概述仅是例示性的，而绝非是限制性的。除上文中述及的例示性方面、实施例以及特征之外，另外的方面、实施例以及特征通过参考如下附图和详细描述将成为显然的。
【专利附图】
【附图说明】[0061]附图示出了这里描述的一个或更多个实施例，并且与文字描述一同解释这些实施例，这些附图结合到本说明书中，并且构成其一部分。贯穿不同视图的相应附图标记指代相同部分。附图不一定按比例，其重点在于说明各实施例的原理。
[0062]图1是水分配器的功能方块图。
[0063]图2是用于图1的水分配器的控制器的功能方块图。
[0064]图3示出的是水分配器的分解立体图。
[0065]图4示出的是图表，该图表表明了对于各种用户功能选择，图1的水分配器的阀控制状态。
[0066]图5示出的是在线碳酸化器。在碳酸化器进口的视图中，左侧部分示出的是头部，而右侧部分示出的是横截面侧视图。
[0067]图6A示出的是流量补偿器的分解图。
[0068]图6B示出的是流量补偿器的组装图。
[0069]图7A示出的是分配器喷嘴装置的俯视立体分解图。
[0070]图7B示出的是分配器喷嘴装置的仰视立体分解图。
[0071]图8是水输入和输出温度的图表，其作为由例示性分配器分配的水的体积的函数。
[0072]图9是图表，将由分配器系统分配的碳酸水的碳酸化水平与三种常规碳酸水产品的碳酸化水平相比较。
[0073]图10表明气体进口阀脉冲序列，这些气体进口阀脉冲序列用来控制在分配饮料的体积中的碳酸化水平。
[0074]图1lA示出的是冰箱，该冰箱具有集成的碳酸化水分配器。
[0075]图1lB示出的是用于图1lA的冰箱的门面板的细节。
[0076]图1lC示出的是图1lA和IlB的实施例的变化，其中，罐1103布置在冰箱的后侧上，紧邻冰箱的基本致冷系统的元件。
[0077]图12A是用于冰箱的致冷系统的说明。
[0078]图12B是图12A的致冷系统的热动力循环的说明，该热动力循环叠加在来自在系统中使用的致冷剂的温度熵图上。
【具体实施方式】
[0079]图1是水分配器100的功能方块图。分配器100包括主进口 101，该主进口 101接纳来自于主水供给源102的水。主水供给源可以是任何适当源，该适当源包括储器或加压水源。在典型实施例中，主水供给源102在分配器外面(例如，自来水管线)。然而，在一些实施例中，分配器100可以包括主水供给源(例如，当分配器102包括水存储罐时)。
[0080]来自主进口 101的水被引导过主进口阀103。主进口阀103可以由控制器200(见图2)控制(例如，打开或关闭)。来自主进口阀的水流过过滤器，并被引导到三条水分配管线:冷却和汽水管线105、未冷却水管线106以及热水管线107。在各个实施例中，可以省去这些管线中的一条或更多条管线。在一些实施例中，可以包括另外的管线。
[0081]冷却水管线105包括在线碳酸化器108。在线碳酸化器108不像在常规碳酸化系统中那样，要求笨重的饱和罐。例如,在一些实施例中，在线碳酸化器例如是在2010年5月3 日提交的、标题为“APPARATUSES, SYSTEMS AND METHODS FOR EFFICIENT SOLUBILIZATIONOF CARBON DIOXIDE IN WATER USING HIGH ENERGY IMPACT”的美国专利申请N0.12/772641中描述的类型的碳酸化器，该专利申请的全部内容通过参考包括在这里。这个参考资料描述了一种设备，这种设备可以布置在水管线路径中，以产生用于分配的碳酸水。设备通过进口路径接受二氧化碳和水。从那里，二氧化碳和水的流动通过在导管内布置的一个或更多个分散元件，以产生分散流动(例如，环形分散流动)。分散流动然后通过在导管内的被动式加速器，由此大大地增加系统的动能。将加速流动引导成，与在被动式加速器紧下游的刚性冲击表面相撞击。这种撞击产生足够的压力，以将二氧化碳溶解到水中。保持管网设置在设备的输出处，以收集和调节碳酸水的流量。适当在线碳酸化器的例子下面参照图5更详细地描述。
[0082]冷却水管线可以包括碳酸化器水进口阀109，该碳酸化器水进口阀109由控制器200控制，以选择性地允许水从过滤器104流动到碳酸化器108。选择性地，冷却水管线105可以包括水泵110，该水泵110将水泵送到碳酸化器108(例如，在所需压力级下)。水泵110可以由控制器200控制。冷却水管线可以包括螺旋管111 (例如，不锈钢盘旋管)，通过该螺旋管111，水一直通到碳酸化器108 (例如，促进水在进入碳酸化器之前的冷却，如下文中描述的那样)。
[0083]碳酸化器气体进口阀112由控制器200控制，以选择性地允许来自加压气体源113(例如，罐筒)的碳酸化气体(如所示的那样，二氧化碳)的流动。气体源113可以布置在分配器100内，或者可以布置在外面。
[0084]参照图10，在一些实施例中，在分配碳酸饮料中的碳酸化水平可以通过使气体进口阀112脉动而控制，该气体进口阀112控制气体(如所示的那样，CO2)到碳酸化器的流量。在所示的例子中，在碳酸化器水进口阀109是敞开的同时，气体进口阀112按固定脉冲频率、但可变的工作循环在完全关闭和完全敞开位置之间脉动。对于较低碳酸化水平，使用较低工作循环(顶部帧)。对于较高碳酸化水平，使用较高工作循环(下部帧)。如所示的那样，使用脉动的四次重复，但在各个实施例中，可以使用任何适当数量的重复。
[0085]如本领域技术人员可以理解的那样，在各个实施例中，可以使用其它适当脉冲方案，以控制碳酸化水平，这些其它适当脉冲方案包括可变频率方案。在一些实施例中，碳酸化水平可以通过控制气体进口阀112在一个或更多个部分敞开位置中操作而控制。
[0086]在分配固定体积的碳酸化饮料(例如，响应单次按钮按压)的那些实施例中，在分配体积中的碳酸化水平可以通过控制气体进口阀在分配操作期间敞开的时间或体积量而控制。例如，对于较高碳酸化水平，可以让气体进口阀112在分配操作的100%期间敞开，而对于较低碳酸化水平，可以让气体进口阀在分配操作的80%期间敞开。
[0087]当主进口阀103、碳酸化器水进口阀109及碳酸化器气体进口阀112是敞开的时，水和气体流动到碳酸化器，该碳酸化器输出碳酸水。当主进口阀103和碳酸化器水进口阀109是敞开的，但碳酸化器气体进口阀112是关闭的时，只有水流动到碳酸化器。相应地，不发生碳酸化，并且碳酸化器输出冷却的不含气体的水。
[0088]从碳酸化器输出的水可以流过流量补偿器115，该流量补偿器115起作用以调节来自碳酸化器的流量。在一些情况下，碳酸化装置产生比所需的更为紊乱的碳酸水的出流。流量的紊乱可能使碳酸化水平降级，或者产生不良控制的或不一致的输出流量。补偿器可以允许通过补偿器的流量、碳酸化水平、流动的紊流度、流动速度、或其它流动性质的可调整控制。可以使用任何适当补偿器，包括在美国临时专利申请N0.61/500461中描述的那些，该申请通过以上参考而包括。流量补偿器的一个例子在下面参照图6A和6B详细地描述。
[0089]提供热交换器114，该热交换器114冷却流过冷却水管线(例如，通过螺旋管111)的水。如所示的那样，热交换器114包括冷却罐116，该冷却罐116充注有冷却流体(如所示的那样，水)，在该冷却流体中，浸入有水螺旋管111、碳酸化器108以及流量补偿器115中的一个或更多个。在一些实施例中，在冷却罐中的冷却流体由致冷系统冷却，该致冷系统包括压缩机和冷凝器(见图3)。如本领域技术人员可以理解的那样，在各个实施例中，碳酸化器108、和流量补偿器115可安装在冷却罐116外面。
[0090]例如，在一个实施例中，热交换器的致冷循环包括压缩机、蒸发器螺旋管、毛细管螺旋管以及冷凝器，该冷凝器具有无声风扇。在一些实施例中，系统是紧凑的，但具有高效率冷却容量，该高效率冷却容量对于大型需要用途和为得到良好质量汽水是关键的。在待分配的饮用水与充注冷却罐116的热交换介质之间的热交换由蒸发器螺旋管提供，该蒸发器螺旋管包围在热交换器的冷却罐单元中。如上文中述及的那样，冷却罐116充注有水，以用作冷却介质。待冷却的饮用水通过不锈钢螺旋管111，该不锈钢螺旋管111浸没在冷却介质中。流过不锈钢螺旋管的水在分配之前增量地冷却到所需温度。在一些实施例中，优化冷却循环和热交换器的设计用以提供高热效率、和比约IOC低的分配水温度。
[0091 ] 在各个实施例中，可以应用任何其它适当控制冷却装置和技术。
[0092]在一些实施例中，冷却罐116的充注液位可以通过控制罐充注阀117而调整，该罐充注阀117选择性地允许水从主进口 101流到冷却罐116。罐充注阀117可以由控制器200控制。在一些实施例中，自动地控制充注液位。罐充注传感器(未示出)将信号发送到控制器200,该信号表不冷却罐116的充注液位。如果充注液位降到阈值液位下面(例如，由于蒸发)，则将充注阀117打开，以将罐充注直到达到所需充注液位。
[0093]在一些实施例中，至少一个冷控制传感器(未示出)检测在冷却水管线或冷却罐中的水的温度，并且将信号提供给控制器200。基于这个信号，控制器200可以控制热交换器，以提供所需的冷却水温度或温度范围(例如，通过将压缩机和冷凝器风扇接通或断开)。
[0094]来自冷却水管线105的冷却水通过冷却水管线出口 118流到分配器喷嘴单元120以便分配。
[0095]未冷却水管线106包括未冷却水管线进口阀121，该未冷却水管线进口阀121由控制器200控制，以选择性地允许水从过滤器104流到分配器喷嘴单元120，以提供未冷却(例如，室温或环境温度)水。在各个实施例中，未冷却水管线106也可以包括任何适当水泵、过滤器、流量控制装置、等等。
[0096]热水管线107包括热水管线进口阀122，该热水管线进口阀122由控制器200控制，以选择性地允许水从过滤器104流到热水罐123。在罐中的水由加热器(未示出)加热，该加热器由控制器200控制。可以提供一个或更多个温度传感器，该一个或更多个温度传感器将信号提供给控制器200，并且允许对于在热罐中的水的自动温度控制。一个或更多个热罐充注传感器可以检测热罐的充注液位，并且将信号提供给控制器，以允许控制器控制热罐充注液位(例如，通过选择性地打开和关闭热水管线进口阀122)。可选择地，热罐可通过用户操作而充注，而不用热罐充注传感器或控制器，从而在稳定-状态操作状态下，热罐始终是充满的。
[0097]热水罐可以包括搅拌器(例如，搅拌泵)，该搅拌器搅拌在罐中的水。搅拌器可以由控制器200控制。
[0098]来自热水罐123的水被排出到分配器喷嘴单元120以便被分配。在各个实施例中，热水管线107也可以包括任何适当水泵、过滤器、流量控制装置、等等。
[0099]分配器喷嘴单元120从水管线105、106以及107接收水，并且将水从单个喷嘴输出。在一些实施例中，可以使用多个喷嘴。
[0100]分配器喷嘴可以包括UV灯124 (例如，UV灯或UV发光二极管或“LED”)，该UV灯124照射被分配的水，以提供消毒。UV灯可以由控制器200控制。
[0101]分配器100包括多个可控制的阀。在一些实施例中，这些阀可以是电磁型阀。在各个实施例中，可以使用在业界已知的任何适当类型的可控制阀。在一些典型实施例中，阀由控制器200控制(下面详细地描述)。然而，在一些实施例中，一个或更多个阀被手动地控制。
[0102]参照图2，控制器200控制分配器100的各个元件，如上文中述及的那样。在一些实施例中，控制器200在控制板上实施，该控制板包括一个主微控制器，该主微控制器借助于在控制板上的其它外围芯片控制系统的元件和连接外围设备。
[0103]控制器200控制主进口阀103、碳酸化器水进口阀109、碳酸化器气体进口阀112、冷却罐充注阀117、未冷却水管线进口阀121以及热水进口阀122的敞开/关闭状态。控制器200还控制热交换器114(例如，通过将热交换器的压缩机和冷凝器风扇控制成接通/断开)、水泵、热水罐(例如，将加热器接通/断开、控制加热水平、将搅拌泵接通/断开、等等)、UV灯124、等等的操作状态。控制器200还可以控制各种显示或指示器201 (例如，LED基显示或指示灯)。例如，控制器可以控制LED指示器201，该LED指示器201指示更换过滤器104的需要、或已经致动儿童安全开关。其它用户接口特征，如IXD，也可添加并且由控制器200控制。
[0104]如上文中述及的那样，控制器200可以从各个传感器202接收信号，这些传感器包括冷却罐充注液位传感器和冷却水管线温度传感器。其它传感器类型可以包括过流传感器、监视一个或更多个元件的状态(例如，阀的敞开/关闭状态)的传感器、或任何其它适当传感器。
[0105]控制器200也可以接收来自于一个或更多个用户接口装置(如按钮控制器203)的信号，这些按钮控制器203可以布置在分配器的前部面板上(见图3)。当为了水选择而按下在前部面板上的特定按钮203时，对应阀(一个或更多个)与主阀打开，以分配所选的水。各个按钮将分配未冷却水、冷却水以及汽(碳酸)水。热水通过同时按下两个热水开关而分配，以便避免意外烫伤，因为热水典型地保持在85至95°C之间。图4表明与各个用户按钮选择相对应的阀致动。在一些实施例中，在控制器200上运行的软件使用通用基于优先权的循环以及中断方法，执行控制分配器100的操作的命令。选择性地，可切断热水系统的动力，以节省能量。通过包括儿童安全开关205采取另外的安全措施，该儿童安全开关205例如布置在单元的背后(或其它难以触及的位置)，该儿童安全开关205使在前部布置的两个热水按钮失效。[0106]在一些实施例中，控制器200由直流电源206供电，该直流电源206又由主交流电源207供电(例如，插到壁装插座中)。分配器100的一些元件可以通过控制板供电，而其它元件可以从主电源(或另一个电源，例如专用于特定元件的电源)直接供电。
[0107]在一些实施例中，控制器200包括通信单元，该通信单元允许分配器100的远程监视和/或控制。例如，在一些实施例中，控制器可能能够探测分配器100的故障，并且将消息发送到要求服务的远程位置。
[0108]在一些实施例中，控制器200监视分配器100的使用，例如确定何时需要新过滤器。例如，在一些用途中，对于专门从提供商购买一次性物品(如更换过滤器)的协议，分配器100又可以按低成本或无成本地提供给用户。通过监视分配器100的使用，控制器200可能能够识别使用是否已经超过现有过滤器的技术要求，并且表示出对于新的过滤器的需要。使用数据可以存储在安全存储器中，该安全存储器能够由提供商接近，但不能由用户接近，从而提供商可保证，用户正在执行其专门从提供商购买新过滤器的协议。
[0109]在一些实施例中，监视使用数据包括过滤器使用期限、分配时间(S卩，致动分配功能的时间量)、分配体积、统计使用数据、等等。
[0110]一些控制器功能，如过滤器使用期限监视、统计使用数据、计时或体积分配功能由“Smart Control (智能控制)”外围设备208控制和支配。Smart Control208容纳在USB外壳中，并且与在控制板上的主微控制器通信，以保持过滤器使用的跟踪，并且存储/检索另外的信息。在一些实施例中，Smart Control208在板上包括8比特微控制器和串行至USB转换器。串行至USB转换器在控制器200的主微控制器与Smart Control208之间转换通信逻辑。Smart Control存储(例如，在安全和/或加密存储器中)必需的操作信息，并且优化在控制板上的功能，以执行这样的指令。在这样的功能中，可列出过滤器使用期限监视、统计使用数据、体积分配、单元的计时操作、维护和预防性方案、在故障情况下的故障排除和预防性措施。这样的信息可以使用LED灯、声音信号、可下载文件、通过到服务器的无线通信、显示在IXD上、或类似技术而表示。
[0111]图3示出的是分配器100的一个例示性实施例的分解图。分配器元件的全部，包括气体源113，都包含在单个外壳300内。外壳300包括底板、侧部及顶部面板、前部板(包括控制按钮203和指示器201)以及后部板。一块侧部面板包括侧门，该侧门允许用户能够容易地接近过滤器104和气体源113，以便更换。侧部隔板将过滤器104和气体源113与外壳的内部的其余部分分离，以增加用户安全性和防止用户乱动。过滤器104和气体源113可以使用容易使用的扭转和锁定连接器连结/脱开。气体源113可以包括流量控制器和/或压力指示器，该流量控制器和/或压力指示器可以用来将源调整到适当操作参数。在一些实施例中，过滤器104包围在一种类型的一次性过滤筒中，这种类型的一次性过滤筒在美国临时专利申请N0.61/500,469中描述，该申请通过以上参考而包括。
[0112]总体而言，外壳100可以具有有利的形状系数，例如与在厨房中使用的标准器具尺寸或标准舱室尺寸相对应。例如，在一些实施例中，外壳100可以具有与如下标准器具尺寸之一相对应的尺寸。
[0113]
【权利要求】
1.一种用来分配水的设备，包括: 主进口，其构造成用以接纳来自水源的水； 冷却水管线，其包括: 在线碳酸化器； 碳酸化器水进口阀，其构造成用以选择性地将水从所述主进口弓丨导到所述碳酸化器； 碳酸化器气体进口阀，其构造成用以选择性地将碳酸化气体引导到所述碳酸化器；以及 冷却水管线出口； 热交换器，其构造成用以冷却通过所述冷却水分配管线的水；以及 控制器，其构造成用以控制所述碳酸化器水和气体进口阀， 其中: 当所述碳酸化器水进口阀敞开并且所述碳酸化器水进口阀关闭时，所述冷却水管线在所述冷却水管线出口处分配不含气体的水；并且 当所述碳酸化器水进口阀敞开并且所述碳酸化器水进口阀敞开时，所述冷却水管线在所述冷却水管线出口处分配碳酸水。
2.如权利要求1所述的设备，还包括: 未冷却水管线,其包括: 未冷却水进口阀，其构造成用以选择性地将水从所述主进口引导到未冷却水管线出Π ； 其中，所述未冷却水进口阀由所述控制器控制。
3.如权利要求1或权利要求2所述的设备，还包括: 热水管线，其包括: 热水进口阀，其构造成用以选择性地将水从所述主进口引导到热水管线出口 ； 加热器，它加热流经所述热水管线的水；以及 热水管线出口。
4.如以上权利要求中的任一项所述的设备，其中: 所述热交换器包括冷却罐，该冷却罐构造成用以接纳来自所述主进口的水；并且 所述冷却水管线的至少一部分浸入在所述冷却罐中。
5.如权利要求4所述的设备，其中，所述在线碳酸化器浸入在所述冷却罐中。
6.如权利要求4或权利要求5所述的设备，其中，所述冷却水管线包括螺旋管，该螺旋管浸入在所述冷却罐中。
7.如权利要求4-6中的任一项所述的设备,包括: 冷却罐充注传感器，与所述控制器通信，并且构造成用以产生表示所述冷却罐的充注液位的信息；以及 冷却罐充注阀，其由所述控制器控制，并且构造成用以选择性地将水从所述主进口引导到所述冷却罐； 其中，所述控制器构造成用以基于表示所述冷却罐的充注液位的信息，控制所述冷却罐充注阀的操作。
8.如权利要求3-7中的任一项所述的设备，包括分配器喷嘴，该分配器喷嘴与所述冷却水管线出口、所述非冷却水管线出口以及所述热水管线出口流体连通。
9.如以上权利要求中的任一项所述的设备，还包括主进口阀，该主进口阀由所述控制器控制，并且构造成用以选择性地中断从所述进口到所述冷却水管线、非冷却水管线以及热水管线的水流。
10.如以上权利要求中的任一项所述的设备，其中，所述冷却水管线包括水泵，该水泵构造成用以将水泵送到所述碳酸化器。
11.如以上权利要求中的任一项所述的设备，其中，所述冷却水管线包括流量补偿器，该流量补偿器构造成用以接纳来自于所述碳酸化器的出口的水、改变水流量以及将水流向着所述冷却水管线出口引导。
12.如以上权利要求中的任一项所述的设备，还包括碳酸化器气体源，该碳酸化器气体源与所述碳酸化器气体进口阀流体连通。
13.如权利要求12所述的设备，其中，所述气体源包括加压二氧化碳的罐筒。
14.如以上权利要求中的任一项所述的设备，其中，基本上整个设备都被包含在外壳内。
15.如权利要求14 所述的设备，其中，所述外壳安装在立方体内部，该立方体具有0.3m长的边长。
16.如权利要求14所述的设备,其中,所述外壳安装在立方体内部,该立方体具有0.5m长的边长。
17.如权利要求14所述的设备，其中，所述外壳安装在立方体内部，该立方体具有1.0m长的边长。
18.如以上权利要求中的任一项所述的设备，其中，所述冷却水分配管线构造成用以接纳温度为大约20C的水或更高温度的水，并且按约25L/小时或更大的流量分配温度为大约IOC的冷却水或更低温度的冷却水。
19.如以上权利要求中的任一项所述的设备，其中，所述冷却水管线构造成用以接纳温度为大约20C的水或更高温度的水，并且按约50L/小时或更大的流量分配温度为大约IOC的冷却水或更低温度的冷却水。
20.如以上权利要求中的任一项所述的设备，其中，所述冷却水管线构造成用以分配碳酸水，该碳酸水具有至少2g/L的碳酸化水平。
21.如以上权利要求中的任一项所述的设备，其中，所述冷却水管线构造成用以分配碳酸水，该碳酸水具有至少5g/L的碳酸化水平。
22.如以上权利要求中的任一项所述的设备，其中，所述冷却水管线构造成用以分配碳酸水，该碳酸水具有至少10g/L的碳酸化水平。
23.如以上权利要求中的任一项所述的设备，其中，所述冷却水管线构造成用以分配碳酸水，该碳酸水具有至少15g/L的碳酸化水平。
24.如以上权利要求中的任一项所述的设备，其中，所述碳酸化器包括: 导管; 通往流动路径的进口，其设在所述导管的近侧端部上； 布置在所述导管内的一个或更多个分配元件； 在所述导管内的被动式加速器；在所述被动式加速器的紧下游的刚性冲击表面；以及 与所述导管的远侧端部相连接的保持管网。
25.如以上权利要求中的任一项所述的设备，其中，所述碳酸化器包括: 导管； 进口，其用来将二氧化碳和水引导到所述导管中； 在所述导管内的刚性表面；以及 节流装置，其 在所述导管内，用来将所述二氧化碳和水加速到足够的速度，从而当所述二氧化碳和水与所述刚性表面撞击时，它们产生足以将二氧化碳溶解在水中的能量密度。
26.如以上权利要求中的任一项所述的设备，还包括过滤器。
27.如权利要求26所述的设备，其中，所述过滤器布置成使得从所述主进口通到所述冷却水管线、未冷却水管线以及热水管线中的每一条水管线的全部水都通过所述过滤器。
28.如权利要求3-27中的任一项所述的设备，其中，所述加热器构造成用以将在所述热水管线中的水加热到85C或更高的温度。
29.—种方法,包括: 提供如权利要求1-28中的任一项所述的设备； 将所述主进口连接到水源上；以及 将所述碳酸化器气体进口阀连接到二氧化碳气体源上。
30.如权利要求29所述的方法，还包括: 基于用户选择，选择性地分配冷却的并且不含气体的水以及冷却的碳酸水。
31.如权利要求30所述的方法，还包括:基于用户选择，选择性地分配冷却的并且不含气体的水、冷却的碳酸水以及未冷却水。
32.如权利要求31所述的方法，还包括: 基于用户选择，选择性地分配冷却的并且不含气体的水、冷却的碳酸水以及未冷却水。
33.如权利要求29-32中的任一项所述的方法，其中，所述水源包括在设备外部的源。
34.如权利要求29-32中的任一项所述的方法，其中，所述水源包括在所述设备内部的源。
35.如权利要求29-34中的任一项所述的方法，其中，所述二氧化碳气体源包括在所述设备外部的源。
36.如权利要求29-34中的任一项所述的方法，其中，所述二氧化碳气体源包括在所述设备内部的源。
37.一种用来分配水的设备，包括: 主进口，其构造成用以接纳来自水源的水；以及 碳酸水管线，其包括: 碳酸化器水进口； 碳酸化器气体进口； 在线碳酸化器，其构造成用以接纳通过所述水进口的水、和通过所述气体进口的气体；以及 碳酸水管线出口。
38.如权利要求37所述的设备，其中，基本上整个设备都被包含在外壳内。
39.如权利要求38所述的设备，其中，所述外壳安装在立方体内部，该立方体具有0.3m长的边长。
40.如权利要求38所述的设备，其中，所述外壳安装在立方体内部，该立方体具有0.5m长的边长。
41.如权利要求38所述的设备，其中，所述外壳安装在立方体内部，该立方体具有1.0m长的边长。
42.如权利要求37-41中的任一项所述的设备，其中，所述冷却水管线构造成用以分配碳酸水，该碳酸水具有至少2g/L的碳酸化水平。
43.如权利要求37-41中的任一项所述的设备，其中，所述冷却水管线构造成用以分配碳酸水，该碳酸水具有至少5g/L的碳酸化水平。
44.如权利要求37-41中的任一项所述的设备，其中，所述冷却水管线构造成用以分配碳酸水，该碳酸水具有至少10g/L的碳酸化水平。
45.如权利要求37-41中的任一项所述的设备，其中，所述冷却水管线构造成用以分配碳酸水，该碳酸水具有至少15g/L的碳酸化水平。
46.一种用来分配水的设备，包括: 集成在冰箱中的分配器，所述分配器包括: 主进口，其构造成用以 接纳来自水源的水； 冷却水管线，其包括: 在线碳酸化器； 碳酸化器水进口阀，其构造成用以选择性地将水从所述主进口弓丨导到所述碳酸化器； 碳酸化器气体进口阀，其构造成用以选择性地将碳酸化气体引导到所述碳酸化器；以及 冷却水管线出口； 热交换器，其构造成用以冷却通过所述冷却水分配管线的水；以及 控制器，其构造成用以控制所述碳酸化器水和气体进口阀， 其中: 当所述碳酸化器水进口阀敞开并且所述碳酸化器水进口阀关闭时，所述冷却水管线在所述冷却水管线出口处分配不含气体的水；并且 当所述碳酸化器水进口阀敞开并且所述碳酸化器水进口阀敞开时，所述冷却水管线在所述冷却水管线出口处分配碳酸水。
47.如权利要求46所述的设备，还包括: 未冷却水管线,其包括: 未冷却水进口阀，其构造成用以选择性地将水从所述主进口引导到未冷却水管线出Π ； 其中，所述未冷却水进口阀由所述控制器控制。
48.如权利要求49所述的设备，包括分配器喷嘴，该分配器喷嘴与所述冷却水管线出口流体连通。
49.如权利要求46-48中的任一项所述的设备，其中，所述冷却水管线包括水泵，该水泵构造成用以将水泵送到所述碳酸化器。
50.如权利要求46-49中的任一项所述的设备，其中，所述冷却水管线包括流量补偿器，该流量补偿器构造成用以接纳来自于所述碳酸化器的出口的水、改变水流量以及将水流向着所述冷却水管线出口引导。
51.如权利要求46-50中的任一项所述的设备，还包括碳酸化器气体源，该碳酸化器气体源与所述碳酸化器气体进口阀流体连通。
52.如权利要求51所述的设备，其中，所述气体源包括加压二氧化碳的罐筒。
53.如权利要求46-52中的任一项所述的设备，还包括所述冰箱。
54.如权利要求46-53中的任一项所述的设备，其中，所述分配器安装在所述冰箱的门中。
55.如权利要求46-54中的任一项所述的设备，其中，在所述冷却水管线中的水利用所述冰箱的致冷系统的元件而被冷却。
56.如权利要求46-55中的任一项所述的设备，其中，所述冷却水分配管线构造成用以接纳温度为大约20C的水或更高温度的水，并且按约25L/小时或更大的流量分配温度为大约IOC的冷却水或更低温度的冷却水。
57.如权利要求46-56中的任一项所述的设备，其中，所述冷却水分配管线构造成用以接纳温度为大约20C的水或更高温度的水，并且按约50L/小时或更大的流量分配温度为大约IOC的冷却水或更低温度的冷却水。
58.如权利要求46-57中的任一项所述的设备，其中，所述冷却水管线构造成用以分配碳酸水，该碳酸水具有至少2g/L的碳酸化水平。
59.如权利要求46-58中的任一项所述的设备，其中，所述冷却水管线构造成用以分配碳酸水，该碳酸水具有至少5g/L的碳酸化水平。
60.如权利要求46-59中的任一项所述的设备，其中，所述冷却水管线构造成用以分配碳酸水，该碳酸水具有至少10g/L的碳酸化水平。
61.如权利要求46-60中的任一项所述的设备，其中，所述冷却水管线构造成用以分配碳酸水，该碳酸水具有至少15g/L的碳酸化水平。
62.如权利要求46-61中的任一项所述的设备，其中，所述碳酸化器包括: 导管; 通往流动路径的进口，其设在所述导管的近侧端部上； 布置在所述导管内的一个或更多个分配元件； 在所述导管内的被动式加速器； 在所述被动式加速器的紧下游的刚性冲击表面；以及 与所述导管的远侧端部相连接的保持管网。
63.如权利要求46-62中的任一项所述的设备，其中，所述碳酸化器包括: 导管； 进口，其用来将二氧化碳和水引导到所述导管中； 在所述导管内的刚性表面；以及 节流装置，其在所述导管内，用来将所述二氧化碳和水加速到足够的速度，从而当所述二氧化碳和水与所述刚性表面撞击时，它们产生足以将二氧化碳溶解在水中的能量密度。
64.如权利要求46-63中的任一项所述的设备,还包括过滤器。
65.如权利要求64所述的设备，其中，所述过滤器布置成使得从所述主进口通到所述冷却水管线的全部水都通过所述过滤器。
66.—种方法,包括: 提供如权利要求1-65中的任一项所述的设备； 将所述主进口连接到水源上；以及 将所述碳酸化器气体进口阀连接到二氧化碳气体源上。
67.如权利要求66所述的方法,还包括: 基于用户选择，选择性地分配冷却的并且不含气体的水以及冷却的碳酸水。
68.如权利要求67所述的方法，还包括:基于用户选择，选择性地分配冷却的并且不含气体的水、冷却的碳 酸水以及未冷却水。
【文档编号】F25D11/00GK103946653SQ201280039931
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2012年6月22日 优先权日:2011年6月23日
【发明者】E·埃尔吉坎, G·范塔派, M·A·海拉特卡尔, S·M·乃, 黄晶, Y·蒂埃鲁玛兰 申请人:阿佩克股份有限公司