JP2002211694A - 発泡液吐出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 飲料吐出作業者の熟練度に依存せず、良く冷
え、適度に発泡した飲料を連続的かつ大量に吐出させる
ことができる発泡液吐出装置を提供すること。 【解決手段】 飲料配管（冷却コイル４）出口部４ａに
設けられ、飲料の発泡量を検知する超音波センサ２０
と、飲料配管の上流部であって飲料内の炭酸ガス溶解度
が高い部分に設けられ、当該飲料の流量を調整する流量
調整弁３０と、超音波センサ２０によって検知された発
泡量に応じて流量調整弁３０の弁開度を調整する流量調
整弁コントローラ４０とを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、発泡液吐出装置
に関し、さらに詳しくは、良く冷えた飲料を連続的かつ
大量に吐出させることができる発泡液吐出装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】炭酸ガスを含有した生ビール等の清涼飲
料類を樽等の収納容器から冷却装置を介して供給する発
泡液吐出装置が知られている。かかる発泡液吐出装置に
ついて、生ビールの吐出装置を例にして、図１１に基づ
いて説明する。ここで、図１１は、従来における発泡液
吐出装置の全体構成を示す説明図である。

【０００３】生ビール吐出装置は、生ビールを充填した
樽１内に炭酸ガスボンベ２から加圧炭酸ガスを供給し、
この供給した炭酸ガスの圧力によって樽１内の生ビール
を冷却装置３内の冷却コイル４に送出し、冷却コイル４
内で冷却された生ビールをバルブ５からジョッキ６に吐
出するように構成されている。なお、炭酸ガスボンベ２
と樽１とは、配管７によって接続されている。樽１の配
管７と冷却装置３内の冷却コイル４は、継手９によって
接続されている。また、冷却コイル４とバルブ５も継手
９によって接続されている。

【０００４】冷却装置３の水槽１１には、冷却水１２を
冷却するために、蒸発管１４によって蓄氷部１３が形成
されている。冷却水１２は、モータ１６によって回転す
る回転軸１６ａの先端に設けられた攪拌翼１５によって
攪拌されるようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】良く冷え、適度に発泡
した飲料を連続的かつ大量に吐出させるためには、バル
ブ５からの飲料の吐出量、炭酸ガスの溶解度、冷却コイ
ル４の冷却効率等がバランス良く満足される必要があ
る。

【０００６】しかしながら、従来の発泡液吐出装置にて
飲料を連続吐出する場合には、バルブ５からジョッキ６
に注がれた飲料の発泡量を人が目視にて確認し、飲料の
溶解度が減少して発泡量が多すぎる場合には、バルブ５
の操作頻度（使用回数）を減らして冷却性能の回復を待
ち、発泡量が減るのを待ってから再び吐出させるなどし
て対応していた。冷却コイル４内の飲料の発泡量が減っ
たか否かは、飲料をバルブ５から吐出してからでないと
確認できないのが通常であるから、手間がかかり、吐出
タイミングを見計らうのは困難である。

【０００７】すなわち、発泡液吐出装置を操作する者の
熟練度に依存するものとなっており、良く冷え、適度に
発泡した飲料を連続的かつ大量に吐出させるために使用
する発泡液吐出装置の本来の機能が満足に発揮されてい
ないという課題があった。特に飲料銘柄が異なると、炭
酸ガスの含有量も異なるため、常時、均質の飲料を吐出
するにはさらなる熟練度が必要となる。

【０００８】この発明は、上記に鑑みてなされたもので
あって、飲料吐出作業者の熟練度に依存せず、良く冷
え、適度に発泡した飲料を連続的かつ大量に吐出させる
ことができる発泡液吐出装置を提供することを目的とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、この発明の請求項１にかかる発泡液吐出装置は、
水槽内の冷却水と熱交換させることにより管内の飲料を
冷却する飲料配管と、前記冷却水を攪拌する攪拌翼と、
前記飲料に炭酸ガスを加圧供給する炭酸ガス供給手段と
を少なくとも備えた発泡液吐出装置において、前記飲料
配管出口部に設けられ、前記飲料の発泡量を検知する発
泡量検知手段と、前記飲料配管の上流部であって前記飲
料内の炭酸ガス溶解度が高い部分に設けられ、当該飲料
の流量を調整する流量調整弁と、前記発泡量検知手段に
よって検知された発泡量に応じて前記流量調整弁の弁開
度を調整するコントローラとを備えたものである。

【００１０】これにより、飲料の連続販売時に発泡量が
増加した際には、流量調整弁の弁開度を絞って飲料の吐
出速度を低下させ、冷却性能を向上させることによっ
て、発泡量を大幅に低減することができる。したがっ
て、飲料吐出作業者の熟練度に依存せず、良く冷えた飲
料を連続的かつ大量に吐出させることができる。

【００１１】また、この発明の請求項２にかかる発泡液
吐出装置は、発泡量検知手段として超音波センサを用い
たものである。これにより、通過速度の速い気泡の信号
レベルを確実に検知することができる。

【００１２】また、この発明の請求項３にかかる発泡液
吐出装置は、発泡量検知手段として反射型の超音波セン
サを用い、飲料配管出口部を樹脂製配管として形成し、
当該樹脂製配管に当該超音波センサを埋め込んだもので
ある。

【００１３】樹脂製配管に超音波センサを埋め込んで使
用することで、配管が音響整合層としての機能を兼ね備
えるとともに、超音波センサからの信号が金属製配管を
介さずに直接的に気泡を検知できるので、受信感度がき
わめて良くなる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、この発明にかかる発泡液吐
出装置の実施の形態につき図面を参照しつつ詳細に説明
する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定され
るものではない。

【００１５】図１は、この発明の実施の形態にかかる発
泡液吐出装置を示す説明図、図２は、配管樹脂モールド
型超音波センサ（反射型）を示す説明図、図３は、配管
樹脂モールド型超音波センサ（透過型）を示す説明図、
図４は、配管一体型超音波センサ（反射型）を示す説明
図、図５は、流量調整弁がある場合（販売１杯目）の配
管内温度分布を示すグラフ図、図６は、流量調整弁があ
る場合（販売１杯目）の配管内圧力分布を示すグラフ
図、図７は、流量調整弁がある場合（販売１杯目）の炭
酸ガスの溶解度曲線を示すグラフ図である。

【００１６】また、図８は、流量調整弁がない場合（販
売１杯目および販売１０杯目）の配管内温度分布を示す
グラフ図、図９は、流量調整弁がない場合（販売１杯目
および販売１０杯目）の配管内圧力分布を示すグラフ
図、図１０は、流量調整弁がない場合（販売１杯目およ
び販売１０杯目）の炭酸ガスの溶解度曲線を示すグラフ
図である。なお、上記従来技術において説明した部材と
同一もしくは相当する部材には、同一の符号を付して、
重複説明を省略または簡略化する。

【００１７】図１に示すように、超音波センサ２０は、
飲料配管出口部４ａに設けられ、飲料の発泡量を検知す
るためのものである。また、図２に示すように、発信お
よび受信機能を備えた超音波センサ２０は、音響整合層
としてのエポキシ樹脂モールド２２によって飲料配管出
口部４ａに設けられ、気泡１８の通過による反射信号レ
ベルの変化を検知できるように形成されている。エポキ
シ樹脂モールド２２は、受信感度が最良となるような硬
化剤および硬化促進剤が選定され、所定の硬化条件、設
置高さが選定されている。また、上記配管はステンレス
製である。

【００１８】なお、図３には、発信側の超音波センサ２
０ａと受信側の超音波センサ２０ｂとからなる透過型の
超音波センサ２０の使用例を示したが、透過型の場合、
発信された超音波が片道だけ気泡を通過するので、信号
の減衰量が小さい。一方、反射型の場合、図２のように
発信された超音波が金属配管底部に当り反射する。その
際超音波が気泡を２回透過するので、信号の減衰量が大
きくなり感度が向上する。したがって、上述したように
反射型の超音波センサ２０を用いることが好ましい。

【００１９】また、図４には、発信および受信機能を備
えた超音波センサ２０ｃを樹脂製の配管に埋め込んだ例
を示す。すなわち、これはジョイント２５を有する単体
の樹脂製配管に超音波センサ２０ｃを埋め込んで、超音
波センサユニットとして形成したものである。この樹脂
としては、アクリル樹脂、塩化ビニル樹脂、エポキシ樹
脂等を使用することで、音響整合層としての機能を兼ね
備えるとともに、超音波センサ２０ｃからの信号が金属
製配管を介さずに、直接的に気泡１８を検知できるの
で、感度がきわめて良い。したがって、上記図２におい
て示した超音波センサ２０に代えて、この超音波センサ
２０ｃによる配管ユニットを用いることもできる。

【００２０】流量調整弁３０は、図１に示すように、飲
料配管としての冷却コイル４の上流部であって飲料内の
炭酸ガス溶解度が高い部分に設けられており、当該飲料
の流量を調整するためのものである。たとえば、図１０
の破線で囲む位置、または図６の圧力分布が低下する位
置に示されるように、配管長さが６ｍ程度の位置に設置
してある。このように、炭酸ガス溶解度が高い部分に設
けたのは、流量調整弁３０によって流路を絞ることによ
り飲料の流れが乱れ、これが発泡の原因となるのを防止
するためである。

【００２１】流量調整弁コントローラ４０は、超音波セ
ンサ２０によって検知された発泡量に応じて流量調整弁
３０の弁開度を調整するものである。すなわち、流量調
整弁コントローラ４０は、飲料の連続吐出時に発泡量が
増加した場合に、流量調整弁３０の弁開度を絞り、飲料
の吐出速度を低下させる。すると、冷却コイル４内の飲
料は冷却時間が確保されて冷却性能が向上し、発泡量が
低減する。

【００２２】これらを実証するために行った実験結果を
図５〜図７に示す。これらは、流量調整弁３０を設けた
場合の結果である。図５に示す配管内温度分布では、冷
却コイル４の上流部に流量調整弁３０を設けたことによ
って流量を絞っているので、冷却性能が上がり、温度勾
配が急激に低下している様子が分かる。また、図６に示
す配管内圧力分布では、流路を絞ったことによる圧力低
下が生じている様子が分かる。これらの温度、圧力の関
係から、炭酸ガスの溶解度曲線は、図７に示すようにな
る。

【００２３】一方、流量調整弁３０を設けなかった場合
の実験結果を図８〜図１０に示す。なお、図１０中にお
いて、センサ位置とは、冷却コイル４の上流部であっ
て、冷却水１２に浸かった直後の位置であり、センサ位
置とは、超音波センサ２０が設けられている位置であ
る。図８に示すように、冷却コイル４の下流ほど飲料が
冷却されるので、温度は低下していく。

【００２４】また、圧力分布は、図９に示すように、ほ
ぼ一定割合で減少していく。冷却コイル４の上流部で
は、圧力勾配の低下に比べて温度勾配が急激に下がるの
で、図１０に示すように、溶解度は上がる。その後は、
圧力低下の勾配に対して、温度低下の勾配が緩やかにな
るので、溶解度は徐々に下がっていく。また、販売量が
増加するにしたがって、溶解度が低下することが分か
る。

【００２５】以上のことから、溶解度が最も低くなる位
置（図１０中のセンサ位置）に超音波センサ２０を設
置することで、気泡１８の検知がし易くなることが確認
できた。また、炭酸ガス溶解度が高い部分（たとえば、
配管長さが約６ｍの位置）に流量調整弁３０を設けるこ
とが好ましいことが確認できた。

【００２６】以上のように、この実施の形態にかかる発
泡液吐出装置によれば、超音波センサ２０で発泡量の検
知を行い、その発泡量に応じて流量調整弁３０の弁開度
を流量調整弁コントローラ４０で調整するので、飲料の
連続販売時に発泡量が増加した際には、流量調整弁３０
の弁開度を絞って飲料の吐出速度を低下させ、冷却性能
を向上させることによって、発泡量を大幅に低減するこ
とができる。したがって、飲料吐出作業者の熟練度に依
存せず、良く冷えた飲料を連続的かつ大量に吐出させる
ことができる。

【００２７】なお、上記実施の形態においては、本発明
を生ビールの吐出装置に適用するものとして説明した
が、これに限定されず、炭酸ガスを含有するその他の清
涼飲料の吐出装置にも適用することができる。また、発
泡量検知手段として、超音波センサ２０を用いるものと
して説明したが、これに限定されず、発泡量を迅速かつ
確実に検知できれば、他の検知手段であってもよい。ま
た、攪拌翼１５として、特願２０００−３３１３６７号
において提案した攪拌翼（軸受流羽根車形状のもの）を
使用すれば、さらなる冷却性能の向上が期待できる。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、この発明にかかる
発泡液吐出装置（請求項１）によれば、水槽内の冷却水
と熱交換させることにより管内の飲料を冷却する飲料配
管と、前記冷却水を攪拌する攪拌翼と、前記飲料に炭酸
ガスを加圧供給する炭酸ガス供給手段とを少なくとも備
えた発泡液吐出装置において、前記飲料配管出口部に設
けられ、前記飲料の発泡量を検知する発泡量検知手段
と、前記飲料配管の上流部であって前記飲料内の炭酸ガ
ス溶解度が高い部分に設けられ、当該飲料の流量を調整
する流量調整弁と、前記発泡量検知手段によって検知さ
れた発泡量に応じて前記流量調整弁の弁開度を調整する
コントローラとを備えたので、飲料の連続販売時に発泡
量が増加した際には、流量調整弁の弁開度を絞って飲料
の吐出速度を低下させ、冷却性能を向上させることによ
って、発泡量を大幅に低減することができる。したがっ
て、飲料吐出作業者の熟練度に依存せず、良く冷えた飲
料を連続的かつ大量に吐出させることができる。

【００２９】また、この発明にかかる発泡液吐出装置
（請求項２）によれば、発泡量検知手段として超音波セ
ンサを用いたので、通過速度の速い気泡の信号レベルを
確実に検知することができる。

【００３０】また、この発明にかかる発泡液吐出装置
（請求項３）によれば、発泡量検知手段として反射型の
超音波センサを用い、飲料配管出口部を樹脂製配管とし
て形成し、当該樹脂製配管に当該超音波センサを埋め込
んだので、樹脂製配管に超音波センサを埋め込んで使用
することで、配管が音響整合層としての機能を兼ね備え
るとともに、超音波センサからの信号が金属製配管を介
さずに直接的に気泡を検知でき、受信感度がきわめて良
くなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態にかかる発泡液吐出装置
を示す説明図である。

【図２】配管樹脂モールド型超音波センサ（反射型）を
示す説明図である。

【図３】配管樹脂モールド型超音波センサ（透過型）を
示す説明図である。

【図４】配管一体型超音波センサ（反射型）を示す説明
図である。

【図５】流量調整弁がある場合（販売１杯目）の配管内
温度分布を示すグラフ図である。

【図６】流量調整弁がある場合（販売１杯目）の配管内
圧力分布を示すグラフ図である。

【図７】流量調整弁がある場合（販売１杯目）の炭酸ガ
スの溶解度曲線を示すグラフ図である。

【図８】流量調整弁がない場合（販売１杯目および販売
１０杯目）の配管内温度分布を示すグラフ図である。

【図９】流量調整弁がない場合（販売１杯目および販売
１０杯目）の配管内圧力分布を示すグラフ図である。

【図１０】流量調整弁がない場合（販売１杯目および販
売１０杯目）の炭酸ガスの溶解度曲線を示すグラフ図で
ある。

【図１１】従来における発泡液吐出装置の全体構成を示
す説明図である。

【符号の説明】

１ 樽 ２ 炭酸ガスボンベ ３ 冷却装置 ４ 冷却コイル ４ａ 出口部 ５ バルブ ６ ジョッキ １１ 水槽 １２ 冷却水 １３ 蓄氷部 １４ 蒸発管 １５ 攪拌翼 １６ モータ １６ａ 回転軸 １８ 気泡 ２０ 超音波センサ ２０ａ 超音波センサ ２０ｂ 超音波センサ ２０ｃ 超音波センサ ２２ エポキシ樹脂モールド ２５ ジョイント ３０ 流量調整弁 ４０ 流量調整弁コントローラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 太田 春夫 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 (72)発明者 山下 智弘 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 Ｆターム(参考） 2G047 AA01 AA03 BA01 GA03 3E082 AA04 BB03 CC01 DD05 EE03 FF03

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水槽内の冷却水と熱交換させることによ
   り管内の飲料を冷却する飲料配管と、 前記冷却水を攪拌する攪拌翼と、 前記飲料に炭酸ガスを加圧供給する炭酸ガス供給手段
   と、 を少なくとも備えた発泡液吐出装置において、 前記飲料配管出口部に設けられ、前記飲料の発泡量を検
   知する発泡量検知手段と、 前記飲料配管の上流部であって前記飲料内の炭酸ガス溶
   解度が高い部分に設けられ、当該飲料の流量を調整する
   流量調整弁と、 前記発泡量検知手段によって検知された発泡量に応じて
   前記流量調整弁の弁開度を調整するコントローラと、 を備えたことを特徴とする発泡液吐出装置。
2. 【請求項２】 発泡量検知手段として超音波センサを用
   いたことを特徴とする請求項１に記載の発泡液吐出装
   置。
3. 【請求項３】 発泡量検知手段として反射型の超音波セ
   ンサを用い、飲料配管出口部を樹脂製配管として形成
   し、当該樹脂製配管に当該超音波センサを埋め込んだこ
   とを特徴とする請求項２に記載の発泡液吐出装置。