飲水器的制作方法

專利名稱：飲水器的制作方法
技術領域：
本發明涉及飲水器。更具體地說，本發明涉及將水灌裝到單個包裝件中、將該包裝件密封并然后將所述灌裝并密封好的包裝件輸送給消費者的飲水器。
背景技術：
飲水器在家里向消費者提供水是已知的，所述飲水器包括供水源，所述供水源可以直接取自自來水-也就是說，取自公共供水源-或者取自可以以不泄漏的構造配合到飲水器上的一次性水容器。這些飲水器中的某一些包括在將水分配給消費者之前將水制冷的系統。水通過手動或電動分配泵系統進行分配，所述手動或電動分配泵系統將水從供水源引到消費者放置在飲水器的龍頭狀開口下方的杯中。為了回收溢出的水，需要廢水處理系統。然而，所述解決方案不允許消費者從飲水器取出水并將所分配的水運輸或儲存一段時間以便進行所述水的“行進中的”消費，例如，用于兒童將水帶到學校或者用于在車內消費。在這后兩種情況下，對消費者來說，攜帶水的唯一方法是去商店購買瓶裝水。然而， 這些瓶子較重，并且生態上不友好，因為它們需要大量包裝材料，并且需要在工廠里使用封閉裝置或類似系統封閉、印刷、集中打包或在裝運之前以其它方式打包到二次包裝件中的操作，所述裝運具有不良的生態印跡。因此，本發明要解決的主要問題是，提供以低成本且生態上安全地向消費者輸送飲用水或其它飲料的家用輸送系統。這種系統是瓶裝水或已知家用飲水器的使用方便、尺寸減小、便宜且生態友好的替代品。

發明內容
這個問題通過根據本發明的用于在家里輸送飲用水的飲水器解決，所述飲水器包括至少下列部分的組合(i)飲用水源，優選可更新的飲用水源，(ii)(a stock of packages),(iii)用于向至少一個包裝件灌裝飲用水的灌裝機構，和(iv)用于在輸送給消費者之前密封單個灌裝好的包裝件的密封機構。在第一實施例中，水源是設置在飲水器的貯藏器中的容器。在第二可能的實施例中，水源是通過防漏管連接到所述飲水器上的公共供水源。有利地，根據本發明的飲水器還包括用于在水灌裝到包裝件中之前將至少一種配料添加到水中的機構，所述配料在下面的列表中選擇礦物鹽、維生素、香料、著色劑、益生元、益生菌、糖/甜味劑、防腐劑、植物提取物或其組合。優選地，所述用于將至少一種配料添加到水中的機構包括(i)至少一個容納有所述配料的膠囊，(ii)泵機構，該泵機構用于將所述水從所述水源泵送穿過所述膠囊以便將所述配料混合到水中，和(iii)導引機構，該導引機構用于將所述水和配料的混合物導引到用于將所述混合物灌裝到包裝件中的灌裝機構中。在后一種情況下，所述膠囊是單次使用的一次性膠囊。在本發明的優選實施例中，所述灌裝機構包括至少一對用于保持所述包裝件的輥子，所述輥子包括相配合的槽，所述相配合的槽限定灌裝針能移動穿過以灌裝所述包裝件的通道。還有利地，所述包裝件庫存包括作為連續的卷儲存的預制薄膜袋，以便在卷中的相鄰的袋通過預切接縫以可分離的方式連接。優選地，所述包裝件在灌裝水之前容納有干配料或液體配料，例如香料、礦物質、 植物提取物、維生素、糖/甜味劑、營養補充劑、防腐劑。在一個實施例中，所述包裝件具有若干能設置成不同構造的分開的腔室，以便所述包裝件借助于類似于圓、蝸牛、星星、三角形或杠鈴的基部區域自己立著。有利地，所述包裝件可以是單次使用的一次性包裝件。優選地，灌裝機構包括抗污染機構，以便在灌裝包裝件期間防止水污染并保證無菌灌裝。在這種情況下，抗污染機構優選地包括用于容納包裝件庫存和灌裝機構的衛生的腔室。更優選地，所述衛生的腔室是可移除的一次性筒。在任何情況下，灌裝機構優選地還包括用于控制灌裝到所述包裝件中的灌裝體積的稱重機構。可供選擇地，或者與所述稱重機構結合，灌裝機構還可以包括用于控制灌裝到所述包裝件中的飲料的灌裝體積的容積式灌裝系統和/或流量計和/或中間儲罐。在本發明的優選實施例中，飲水器包括用于清潔所述飲水器的內部的自動衛生自凈系統。


在下面參考附圖描述的目前優選實施例的說明中，描述了本發明的附加特征和優
；^^，I .圖1是根據本發明的飲水器的示意性前視透視圖；圖2是包含包裝單元、灌裝單元和密封單元的可更換筒的局部切去的示意性透視圖；圖3和4是與圖7類似的局部切去的示意性側視圖；圖5A和5B分別是用于根據本發明的飲水器的集成的袋制造線的示意性側視圖和前視圖；圖6是示出用圖IOA和IOB中所示的制造線制造的預制袋卷的示意性透視圖；圖7是與圖11類似的示意性視圖，示出如何灌裝袋；圖8是示出根據本發明的用于袋的灌裝單元的示意性透視圖；圖9是與圖8類似的側視圖，其中灌裝針還未插入袋灌裝開口中；圖10是與圖8和9類似的側視圖，其中灌裝針插入袋灌裝開口中并且正將安全飲料包裝在其中；
圖11是示出灌裝和密封好并準備與袋卷的其余部分分離的袋的示意性前視圖；圖12是與圖11類似的視圖，示出袋構造的可供選擇的實施例；圖13是與圖12類似的視圖，其中一個袋被打開成分配構造；圖14是示出袋構造的又一可能實施例的示意性前視圖，其中每個袋都設置有預切攜帶柄；圖15是與圖14類似的視圖，其中袋與袋卷的其余部分分離且預切柄被拆下來以便可使用；圖16是與圖15類似的側視圖，示出使用者可以如何使用柄來攜帶袋。
具體實施例方式本發明用于家庭使用，這意味著根據本發明的飲水器的總體積應該減小，從而適合于安裝在樓房里或房間里，例如安裝在廚房里。所謂家庭使用，是指本發明也可以在辦公室里使用。優選地，所述飲水器的總體積小于lm3，優選小于0. 5m3，甚至更優選小于0. 2m3。本發明的第一可能實施例在圖1中示出。在該實施例中，根據本發明的飲水器1 用于向消費者輸送飲用水。根據本發明，飲水器包括下列部分的組合(i)可更新的飲用水源2 ；(ii)包裝件庫存3;(iii)用于向至少一個包裝件3灌裝飲用水的灌裝機構；和(iv)用于在輸送給消費者之前密封單個灌裝好的包裝件的密封機構。水源是設置在飲水器1的貯藏器6中的容器。所述飲水器設置有電源7，用于向灌裝機構和密封機構的不同構成元件(泵、閥、 電路板等)提供電力，以及在所述飲水器包括水制冷系統的情況下用于向水制冷系統提供電力。根據本發明的飲水器還包括用于在水灌裝到包裝件3中之前將至少一種配料添加到水中的機構，所述配料在下面的列表中選擇礦物鹽、維生素、香料、著色劑、益生元、益生菌、糖/甜味劑、防腐劑、植物提取物或其組合。所述用于將至少一種配料添加到水中的機構包括(i)至少一個膠囊9，所述膠囊9容納有所述配料并待插入飲水器的專用貯藏器10 中，(ii)泵機構(圖中未示出)，該泵機構用于將所述水從所述水源2泵送穿過所述膠囊9以便將所述配料混合到水中，和(iii)導引機構，該導引機構用于將所述水和配料的混合物導引到用于將所述混合物灌裝到包裝件3中的灌裝機構4中。所述膠囊9是單次使用的一次性膠囊。為了將一種或幾種配料添加到水中，消費者將膠囊插到設置在飲水器的前面板11上的貯藏器10中。消費者然后按壓指令按鈕12 以便啟動水的包裝件3的分配。飲水器包括電路板(圖中未示出)，該電路板管理灌裝、密封和將灌裝并密封好的袋分配到飲水器的分配抽屜27中的不同步驟。所述包裝件庫存是預制袋卷24，如例如在圖2、3、4中所示。飲水器1還包括分配機構，如圖3和4中所示，該分配機構用于一次從袋卷M分配一個袋3，所述分配機構包括切割機構25和具有抽屜27的分配門系統沈，該切割機構25 用于一旦所述包裝件3灌裝并密封好就切割一個包裝件3并使之與包裝件卷M的其余部分分離，而分配門系統沈使得一旦灌裝好的袋3與包裝件卷/袋卷M的其余部分分離并落到所述抽屜27中就給消費者提供接近灌裝好的袋3的途徑，如圖4中所示。分配門沈可以是機動的且當灌裝并密封好的袋3準備落到分配抽屜27中時自動打開。灌裝機構用于向包裝件3無菌地灌裝水，密封機構用于在所述包裝件3灌裝之后將其密封。灌裝機構和密封機構將在下面更詳細地描述。如圖2、3和4中所示，所述灌裝機構、密封機構和分配機構有利地設置在殼體28 中，以便形成單次使用的密封地封閉的筒觀。筒觀也封裝包裝件庫存對。如圖2、3、4、8和9中所示，灌裝機構4包括一對用于保持正在灌裝的包裝件3的輥子四。輥子四包括相配合的槽30，該相配合的槽30限定灌裝針31可以移動穿過以便灌裝包裝件3的通道，如也可以在圖8和9中看到的。如圖5至7和10至13中所示，包裝件庫存M包括作為連續的薄膜卷M儲存的預制薄膜袋3，以便薄膜卷M中的兩個相鄰的袋3通過預切接縫46以可分離的方式連接。 這些包裝件不能再封閉，由于這個原因，它們具有通過切割、扯裂、撕裂、刺穿或其組合破壞的開口 36。在每個袋3中，預制的焊縫長度是最終焊縫長度的至少70%，換句話說，當袋仍然處于袋卷中時，沒有焊縫的區域小于完全封閉包裝件所必須的焊縫長度的30%。在本發明的領域中用于包裝水的每個包裝件的形狀優選形成為使得在一個橫斷面中構成包裝件體部的材料延伸到灌裝開口的邊界之外。這保證了包裝件的分配開口以某種方式受包裝件的邊界保護，并因此更具機械抵抗力。有利地，包裝件3形成為優選裝飾/印刷的預制包裝件。在需要在包裝件上裝飾或印刷的情況下，用于制造所述袋3的薄膜優選是在形成袋卷之前預先印刷好的，如下所述。從圖2、3和4中可以看到，袋卷M用于安裝到根據本發明的設備中，因此袋的自由端穿過灌裝機構和密封機構，所述灌裝機構和密封機構分別保證將水灌裝到每個袋3中和然后密封所述灌裝好的袋3。灌裝機構包括從水源2輸送水的管34。該管34連接到灌裝泵(圖中未示出)上， 所述灌裝泵聯接到電子管理系統(圖中未示出)上，所述電子管理系統使袋卷的運動與灌裝泵和密封機構同步。管34連接到灌裝針31上，該灌裝針31可相對于正在灌裝的袋前后運動，如可以在圖3、4、8和9中詳細看到的。針31通過活塞狀系統32移動，該系統32可以在圖4中看到。從圖2、8和9中可以看到，袋3正在灌裝并由一對輥子四保持。如圖2中具體示出地，每個輥子都設置有橡膠表面35，該橡膠表面35具有抓緊袋的表面的作用，因此在灌裝操作期間袋不會滑離。如圖6、7和10至14中所示，袋3包括圓的開口 36，在灌裝操作開始之前，灌裝系統的灌裝針31可以穿過該開口 36。一旦袋灌裝好，就將灌裝針31從袋中取出，然后通過密封機構將袋密封。作為灌裝開口的替換，袋可以在袋壁上設置灌裝區，該灌裝區可以在實施
7灌裝操作時用灌裝針刺穿，或者也可以將刺穿灌裝區作為預灌裝步驟，以便剛好在灌裝針插入袋中以便灌裝所述袋之前形成開口。在灌裝操作期間保持袋3的兩個輥子四都包括槽，所述槽設置成彼此面對面，以便所述兩個相配合的槽限定直徑大于或等于灌裝針31的直徑的通道，因此在灌裝操作期間所述針可以在輥子四之間來回移動。圖2示出設置在灌裝機構和密封機構中的袋卷24。一個袋3a已經灌裝好并正在密封，在袋卷上方的袋北正在灌裝。密封機構包括一對密封鉗38，密封鉗可通過致動機構 (圖中未示出)例如氣動活塞或電動機來回往復運動，類似于本領域技術人員公知的密封鉗。—旦袋3灌裝有安全飲用水，就將袋卷M展開，以便灌裝好的袋的上邊緣39設置在密封鉗38之間。然后停止展開運動并使密封鉗38如圖2中箭頭所示朝向彼此移動以便密封袋3的開口 36，然后使密封鉗38向后移動以便釋放灌裝并密封好的袋。然后再次開始展開操作，從而灌裝并密封好的袋可以被引向切割機構25以便與袋卷M分離，并落到分配抽屜27中。切割機構可以是通過電動機來回移動的切割刀片。如上面已經描述的和如圖3中所示，袋卷對、灌裝機構4和密封機構5以及切割機構25可以封裝在殼體(或也稱之為“筒”) 中。一旦灌裝并密封好的袋3與袋卷M分離，它就落到分配抽屜27中，如圖4所示。殼體觀的前部可以設置有用于消費者穿過飲水器壁觀察灌裝、密封和切割操作的窗口 40，如圖4中所示。殼體觀包括后門41，以便在必要時進入所述殼體的內部并更換袋卷對。如上所述的袋3用圖5A和5B所示的連續方法制成袋卷M，其中圖5B是圖5A的 90°側視圖，以便示出在成形操作期間如何折疊薄膜。袋卷M由在縱向上卷起并密封成管的熱塑性薄膜形成。兩對相互間隔開設置的輥子42將薄膜折疊，并且通過沿著袋卷以規則的間距沖孔切出開口 36。然后，另一對輥子 43將薄膜管相對于所述管的縱向軸線成90°折疊，兩對密封鉗44在袋的上末端和下末端處將袋密封，如圖5A和5B中所示。如可以從圖5B中看到的，上密封45具有允許該上密封 45非常靠近袋開口 36定位的特殊形狀。在密封鉗44形成密封以封閉袋的上邊緣和下邊緣的同時，它們分別在袋3的上密封和下密封的上方和下方形成橫向預切接縫線46。預切接縫線46通過集成在密封鉗44中的切割工具(圖中末示出)制成。圖6示出用如上所述方法得到的袋卷24。可以看出，袋卷M中兩個連續的袋3通過可拆開或可撕裂的預切線46連接，該預切線46沿著袋卷的寬度橫向設置。圖7和10示出袋卷M中的兩個連續的袋3。在圖7中，袋卷中的上面的袋正通過插入袋開口 36中的灌裝針31灌裝飲用水。在圖7和10中，下面的袋已經灌裝好，并且其開口 36被密封。已準備好沿著預切線46與袋卷M的其余部分分離。從圖10顯然可以看出，袋3的接縫在灌裝步驟之前預先存在只有袋開口 36還未密封，直至灌裝步驟完成。在灌裝步驟之后，該開口 36也通過封閉密封47密封，所述封閉密封47形成為圓形的，以便適合于所述開口的形狀。灌裝好的袋3因此被完全密封地封閉。應該注意，灌裝和密封步驟是在無菌條件下進行的。每個袋的形狀大體上都是平行四邊形的，例如方形的，如圖10中所示。從圖11和12中可以看到可供選擇的袋設計。在該可供選擇的實施例中，每個袋3的形狀大體上是方形或矩形的。每個袋3都由如上所述的管狀薄膜形成，袋3的上邊緣和下邊緣在橫向上密封以便封閉袋。此外，在該實施例中，形成L形密封48，該L形密封與袋的一側大體上平行并相鄰。該L形密封48不是跨過其整個表面密封，如可以在圖11中看到的，而是其中心區49不密封且包括預切線50，所述預切線50設置成使得袋3的位于 L形密封48和相鄰側壁之間的部分可以被分離，以便形成可分離口 51，如圖12中所示。如圖12中所示，所述可分離口的自由端52 ( 一旦與袋3的其余部分分離)可以在分配之前被消費者切開。分配口 51形成分配袋內容物的方便方式，而不需要袋3具有復雜的形狀。在圖13、14和15中示出將在本發明的設備中使用的袋的另一個可能的實施例。從圖13中可以看出，袋卷中的每個袋都總體上如上所述，S卩，由管狀薄膜制成，該管狀薄膜橫向密封以形成袋。在該具體實施例中，袋3包括大致U形的附加密封53，該密封 53在其表面上包括預切部(圖中未示出)。該密封53環繞袋開口 36并在袋3灌裝好后形成。密封53實際上如此成形和設置使得開口 36完全封裝在U形密封53和袋的上密封45 之間。這樣，當形成密封53時，袋完全封閉，如可以在圖13中看到的。當袋的被U形密封53圍繞的部分分離時，袋仍然保持封閉，同時形成開口 M，如圖 14中所示，從而消費者可以插入手以便握住和攜帶袋，如圖15中所示。在本發明的另一個可能的實施例中，將單個預制袋手動送入灌裝站，例如送入設置在飲水器的前表面上的袋插入開口中。在飲水器內部，袋將被刺穿、灌裝并釋放，用于行進中消費，如本文上面所描述的。優選地，在這種情況下，預制袋在密封之后完全消毒，以避免任何食品安全風險。在本發明的又一個實施例中，預制袋是比完全擴張開的預制袋材料厚和體積小的預制袋。該袋作為卷軸、袋垛或作為一組單個袋提供(該袋可以由消費者——即，手動地——送入機器，或者從飲水器中的庫存自動地送入機器，如上所述)。在灌裝站內部，預制袋優選至少局部加熱到允許材料變形的溫度。灌裝產品的步驟在0. 5至20巴、優選1至 10巴的液體壓力下進行，以便使所述袋變形到它的最終形狀和體積。在該實施例的情況下，對于所有卷軸、袋垛或單個預制袋組，預制袋較小并因此更容易運輸和儲存。最后，本發明的另一優點是用飲水器灌裝的包裝件的保存期限短。因此，與本發明的飲水器一起使用的包裝件的優選包裝材料包括可生物降解材料，例如聚羥基脂肪酸酯 (PHA)、玉米基生物塑料聚合物、淀粉基樹脂、聚乳酸基樹脂、大麻基樹脂、纖維素基樹脂或其組合，所述聚羥基脂肪酸酯(PHA)例如是聚-3-羥基丁酸酯(P3HB)、聚-4-羥基丁酸酯 (P4HB)、聚羥基戊酸酯(PHV)、聚羥基己酸酯(PHH)、聚羥基辛酸酯(PHO)及它們的共聚物。應該理解，對本文所述的目前優選實施例進行各種改變和修改對于本領域技術人員來說都是顯而易見的。這些改變和修改可以在不脫離本發明的精神和范圍及不減少其伴隨優點的情況下進行。因此這些改變和修改將被所附權利要求覆蓋。
權利要求
1.一種用于在家里輸送飲用水的飲水器(1)，所述飲水器(1)包括至少下列部分的組合(i)飲用水源O)，優選可更新的飲用水源，(ii)包裝件庫存(24),(iii)用于向至少一個包裝件(3)灌裝飲用水的灌裝機構( ，31，32，34，35)，和(iv)用于在輸送給消費者之前密封單個灌裝好的包裝件(3)的密封機構(38)。
2.根據權利要求1所述的飲水器(1)，其特征在于，水源( 是設置在飲水器的貯藏器 (6)中的容器。
3.根據權利要求1所述的飲水器(1)，其特征在于，水源( 是通過防漏管連接到所述飲水器上的公共供水源。
4.根據前述權利要求中的任一項所述的飲水器(1)，其特征在于，所述飲水器(1)還包括用于在水灌裝到包裝件(3)中之前將至少一種配料添加到水中的機構(9，10)，所述配料在下面的列表中選擇礦物鹽、維生素、香料、著色劑、益生元、益生菌、糖/甜味劑、防腐劑、 植物提取物或其組合。
5.根據權利要求4所述的飲水器(1)，其特征在于，所述用于將至少一種配料添加到水中的機構包括(i)至少一個膠囊(9)，該膠囊(9)容納有所述配料并待插入飲水器的專用貯藏器(10)中，( )泵機構，該泵機構用于將所述水從所述水源泵送穿過所述膠囊(9)以便將所述配料混合到水中，和(iii)導引機構，該導引機構用于將所述水和配料的混合物導引到用于將所述混合物灌裝到包裝件(3)中的灌裝機構中。
6.根據權利要求5所述的飲水器(1)，其特征在于，所述膠囊(9)是單次使用的一次性膠囊。
7.根據前述權利要求中的任一項所述的飲水器(1)，其特征在于，所述灌裝機構包括至少一對用于保持所述包裝件的輥子( )，所述輥子09)包括相配合的槽，所述相配合的槽限定灌裝針(31)能移動穿過以灌裝所述包裝件(3)的通道。
8.根據前述權利要求中的任一項所述的飲水器(1)，其特征在于，所述包裝件庫存 (24)包括作為連續的卷儲存的預制薄膜袋，以便在卷04)中的兩個相鄰的袋(3)通過預切接縫G6)以可分離的方式連接。
9.根據前述權利要求中的任一項所述的飲水器(1)，其特征在于，所述包裝件C3)在灌裝水之前容納有干配料或液體配料，例如香料、礦物質、植物提取物、維生素、糖/甜味劑、 營養補充劑、防腐劑。
10.根據前述權利要求中的任一項所述的飲水器(1)，其特征在于，所述包裝件(3)具有若干能設置成不同構造的分開的腔室，以便所述包裝件借助于類似于圓、蝸牛、星星、三角形或杠鈴的基部區域自己立著。
11.根據前述權利要求中的任一項所述的飲水器(1)，其特征在于，所述包裝件(3)是單次使用的一次性包裝件。
12.根據前述權利要求中的任一項所述的飲水器(1)，其特征在于，所述灌裝機構09，`31,32,34,35)包括抗污染機構，以便在包裝件的灌裝期間防止水污染并保證無菌灌裝。
13.根據權利要求12所述的飲水器(1)，其特征在于，所述抗污染機構包括用于容納包裝件庫存04)和灌裝機構09，31，32，34，35)的封閉的衛生的腔室08)。
14.根據權利要求13所述的飲水器(1)，其特征在于，所述衛生的腔室08)是可移除的一次性筒。
15.根據前述權利要求中的任一項所述的飲水器(1)，其特征在于，所述灌裝機構09， 31,32,34,35)還包括用于控制灌裝到所述包裝件中的灌裝體積的稱重機構。
16.根據前述權利要求中的任一項所述的飲水器(1)，其特征在于，所述灌裝機構09， 31,32,34,35)還包括用于控制灌裝到所述包裝件中的飲料的灌裝體積的容積式灌裝系統。
17.根據前述權利要求中的任一項所述的飲水器(1)，其特征在于，所述灌裝機構09， 31,32,34,35)還包括用于控制灌裝到所述包裝件中的飲料的灌裝體積的流量計和/或中間儲罐。
18.根據前述權利要求中的任一項所述的飲水器(1)，其特征在于，所述飲水器(1)還包括用于清潔所述飲水器的內部的自動衛生自凈系統。
19.根據前述權利要求中的任一項所述的飲水器(1)，其特征在于，所述預制袋是體積比其最終體積小的預制袋，其中所述袋能加熱到允許材料變形的溫度，以便允許灌裝產品的步驟在0. 5至20巴、優選1至10巴的壓力下進行，以便在所述袋的密封之前使所述袋變形到它的最終體積。
全文摘要
本發明涉及用于在家里輸送飲用水的飲水器(1)，所述飲水器(1)包括至少下列部分的組合(i)飲用水源(2)，優選可更新的飲用水源；(ii)包裝件庫存(24)；(iii)用于向至少一個包裝件(3)灌裝飲用水的灌裝機構(29，31，32，34，35)；和(iv)用于在輸送給消費者之前密封單個灌裝好的包裝件(3)的密封機構(38)。
文檔編號A47J31/40GK102459002SQ201080028200
公開日2012年5月16日 申請日期2010年3月25日 優先權日2009年4月25日
發明者C·德特羅伊斯, E·魯普克, J-P·塞爾維尼, K·哈特維格, M·維格尼-施密特 申請人:雀巢產品技術援助有限公司