JP2002228326A - フローズン飲料ディスペンサの冷却運転制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】フローズン飲料ディスペンサに搭載した複数の
飲料容器に収容した飲料を、その状態如何にかかわらず
確実に効率よく冷却できるようにする。 【解決手段】冷却シリンダを内蔵した２基の飲料容器を
搭載し、かつ各飲料容器の冷却シリンダを単一の冷却ユ
ニットに並列接続して各容器の飲料を冷却するようにし
たフローズン飲料ディスペンサにおいて、各基の飲料容
器ごとに配した温度センサの検出信号を基に、各飲料容
器から同時に冷却要求があった状態で、各容器の飲料温
度差があらかじめ設定した所定のしきい値（１５℃）を
超ていればデューテイサイクルで冷却シリンダを交互に
冷却運転し、飲料温度差がしきい値以下であれば冷却シ
リンダを同時に冷却運転するようにし、さらに交互冷却
の運転モードでは冷媒弁の切換え時にポンプダウン制御
を行って冷却シリンダ内に残留している冷媒を冷却ユニ
ット側に回収させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シロップと削氷を
攪拌してシャーベット状のフローズン飲料を製造するフ
ローズン飲料ディスペンサの冷却運転制御方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】頭記したフローズン飲料ディスペンサ
は、シロップと希釈水をタンク内で冷却，攪拌して凍ら
せながら空気を混ぜてシャーベット状のフローズン飲料
を製造するものであり、１台で２種類のフローズン飲料
を製造，販売するフローズン飲料ディスペンサを例に、
その全体構成例を図３に、またその飲料回路，冷凍サイ
クルの冷媒回路を図４，図５に示す。

【０００３】まず、図３はにおいて、１は左右に並べて
ディスペンサ本体に搭載した飲料製造部となる飲料容
器、１ａは上蓋、２は各飲料容器１から前方に引出した
開閉レバー付き飲料供給ノズル、３はベンドステージで
あり、各飲料容器１ごとに、その容器内部にはディスペ
ンサ本体に搭載した単一の冷却ユニット（コンプレッ
サ，コンデンサを組合せた冷凍機のコンデンシングユニ
ット）４と組合せて冷凍サイクルを構成する製氷用の冷
却シリンダ５を内蔵しいる。さらに、上蓋１ａの内側に
は後記のシロップ供給ライン，希釈水供給ラインに通じ
るシロップノズル６が開口している。

【０００４】また、前記の冷却シリンダ５は円筒状のエ
バポレータ（内外二重壁の間に冷媒を流し、その内外周
面上に結氷させる）であり、その内外周面上にはオーガ
（エバポレータの表面に結氷した氷をフレーク状に削り
取る刃）を兼ねたスクリュウ式の攪拌羽根５１，５２を
組合せ、かつ攪拌羽根５１，５２を駆動モータ７のギア
ボックス７ａに連結して回転駆動し、冷却シリンダ５の
表面に結氷した氷を削りとって飲料容器１に収容した飲
料と混合攪拌し、飲料供給ノズル２を開放した際に攪拌
羽根の搬送力でフローズン飲料をノズルから押し出すよ
うにしている。なお、飲料容器１には冷却シリンダ５の
他に、タンク内の飲料量を検知してシロップ，希釈水の
供給を制御する液面レベルスイッチ、およびフローズン
飲料の硬さを検知して冷却ユニット４を運転制御する硬
さ検知機構を装備している。

【０００５】次に、ディスペンサの飲料系統を図４で説
明する。図において、Ａは前記したディスペンサ本体、
Ｂはディスペンサ本体Ａに組合せた飲料自動供給ユニッ
ト、８はシロップコンテナ、９はシロップコンテナ８に
炭酸ガス圧を加えてシロップをプレッシャライズ式に抽
出するための炭酸ガスボンベ、１０は水道口であり、飲
料自動供給ユニットＢには各基の飲料容器１に配したシ
ロップノズル６とシロップコンテナ８，水道口１０との
間を結ぶシロップ供給ライン１１，および希釈水供給ラ
イン１２などが組み込まれている。なお、１１ａはシロ
ップ売切センサ、１１ｂはシロップフローレギュレー
タ、１１ｃはシロップバルブ、１２ａは水入口バルブ、
１２ｂは送水ポンプ、１２ｃは希釈水バルブ、１２ｄは
水フローレギュレータ、１２ｅはサニテーション用水バ
ルブ、１２ｆは逆止弁付きの三方管継手である。

【０００６】また、図５は前記の冷却ユニット４と各冷
却シリンダ５との間で構成する冷凍サイクルの冷媒回路
図であり、冷却ユニット４はコンプレッサ４ａ，コンデ
ンサ（凝縮器）４ｂ，ストレーナ４ｃ，アキュムレータ
４ｄなどからなり、この冷却ユニット４に左右２基の飲
料容器１に内蔵した冷却シリンダ５がキャピラリチュー
ブ（もしくは膨張弁）１３，冷媒弁（電磁弁）１４，チ
エック弁１５を介して並列に接続して冷凍サイクルを構
成している。

【０００７】上記の構成で、シロップ供給ライン１１，
および希釈水供給ライン１２を通じてディスペンサ本体
Ａの各飲料容器１に異なる種類のシロップと希釈水を定
量ずつ供給し、冷却ユニット４の運転により冷却シリン
ダ５の表面に結氷した氷をオーガ兼用の攪拌羽根５１，
５２で削り取りつつ、そのフレーク状の削氷と飲料とを
攪拌することによりシャーベット状のフローズン飲料が
製造される。なお、販売待機状態ではフローズン飲料が
攪拌羽根５１，５２の搬送力により冷却シリンダ５の内
部を経由して飲料容器１の中を循環しており、ベンドス
テージ３にカップをセットして飲料供給ノズル２を開く
と、飲料容器１からフローズン飲料がカップに供給され
る。また、フローズン飲料の氷成分が多くなって所定の
硬さを超えた状態になると、先記した硬さ検知機構の信
号を基に冷却ユニット４の運転を停止し、フローズン飲
料の溶けて硬さが低下すると冷却ユニット４を運転して
フローズン飲料が適正な硬さを維持するように制御して
いる。

【０００８】また、左右の飲料容器１に内蔵した各冷却
シリンダ５の冷却運転について、従来ではディスペンサ
運転中に双方の飲料容器１から冷却要求がある場合に、
図５の冷媒弁１４を共に開いて各飲料容器１の冷却シリ
ンダ５を並列運転し、各飲料容器１に収容した飲料を同
時に冷却してフローズン飲料を製造する。ここで、冷却
の進行に伴い飲料中の氷成分が増えてフローズン飲料が
所定の硬さを超えた状態になれば、先記のように硬さ検
知機構の検知信号を基に冷却ユニット４を運転停止する
ような制御方法を採用している。

【０００９】なお、ディスペンサで新たにフローズン飲
料を製造する運転開始時（各飲料容器１に収容した液体
飲料が常温の状態にある）には、冷却ユニット４に大き
な冷凍負荷が加わるのを避けるために、冷却シリンダ５
を片方ずつ順に冷却運転して立ち上げ、各飲料容器１に
収容した飲料が十分に冷えたところで冷却シリンダ５を
並列運転に切換えるような運転制御方法が知られている
（特開平１１−７５７０５号）。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記のよう
に平時は２基の各飲料容器１に内蔵した冷却シリンダ５
を常に単一の冷却ユニット４で同時冷却運転する方法で
は次記のような問題点がある。すなわち、フローズン飲
料ディスペンサの稼働中に、飲料売り切れなどにより片
方の飲料容器に一度に多量の液体飲料を補給したりする
と、片方の飲料容器には液体飲料が他方の飲料容器には
製造されたフローズン飲料が入った状態となり、このた
めに双方の飲料容器１に収容した飲料の間に大きな温度
差が生じるようになる。このような状態で各飲料容器に
内蔵した冷却シリンダ５の冷媒弁１４を共に開いて同時
冷却運転すると、両方の冷媒弁１４が開いているにもか
かわらず冷媒は各冷却シリンダの蒸発圧力差からフロー
ズン飲料が入っている低温側の冷却シリンダ５に集中し
て流れ、液体飲料が入っている高温側の冷却シリンダに
は殆ど冷媒が流れないといった現象が生じる。このため
に、多量の液体飲料を補給した側の飲料容器ではいつま
で待っても冷えずにフローズン飲料が製造されないとい
った不具合の生じることがある。

【００１１】なお、この場合に双方の飲料容器１に入っ
ている飲料の温度差が小さければ殆ど問題となることは
ないが、飲料温度差が２０〜２５℃を超えると、高温側
の冷却シリンダの冷えが極端に低下することが経験的に
確認されている。そこで、ディスペンサの平時の運転状
態で２基の飲料容器１から冷却要求がある場合でも、冷
却シリンダ５を同時冷却運転とせずに、所定のデューテ
ィサイクルで交互に切換える交互冷却運転を試みた。な
お、飲料容器に貯留したフローズン飲料は非冷却のまま
１０分以上放置すると氷が溶けるしまうので、デューテ
ィサイクルは５分程度に設定して頻繁に運転を切換える
必要がある。

【００１２】このように冷却シリンダ５の冷却を交互に
切換える運転制御方法によれば、左右の飲料容器に収容
した飲料の状態如何にかかわらず確実に冷却できる反
面、次記のような問題点が残る。すなわち、冷却ユニッ
ト４に並列接続した冷却シリンダ５の冷却運転を一方か
ら他方に切換えるに際しては、いままで冷却運転してい
た冷却シリンダ５に多量の冷媒が寝込むのを防ぐため
に、その都度各冷却シリンダ５に通じる両方の冷媒弁１
４を一旦閉じた上でポンプダウン制御を行って冷媒を冷
却ユニット４の凝縮器に回収させる必要があり、このポ
ンプダウン制御には１回につき３０秒程度の時間がかか
る。しかして、ポンプダウン制御を行っている最中は冷
却ユニット４のコンプレッサ４ａを継続運転して電力を
消費しているにもかかわらず、冷却シリンダ５には冷媒
が流れずに冷却動作が中断するために、この時間がロス
タイムとなってトータル的に運転効率が大きく低下す
る。

【００１３】本発明は上記の点に鑑みなされたものであ
り、その目的は前記課題を解決し、ディスペンサの各飲
料容器に収容した飲料を、その状態如何にかかわらず確
実，かつ効率よく冷却してフローズン飲料を製造できる
よう改良したフローズン飲料ディスペンサの冷却運転制
御方法を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明によれば、製氷用の冷却シリンダを内蔵した
少なくとも２基の飲料容器を搭載するとともに、各飲料
容器の冷却シリンダを単一の冷却ユニットに並列接続し
て冷凍サイクルを構成し、各飲料容器に供給した液体飲
料を冷却してフローズン飲料を製造するようにしたフロ
ーズン飲料ディスペンサにおいて、各基の飲料容器ごと
に飲料温度を検出する温度センサを配し、該温度センサ
の検出信号を基に、各飲料容器から同時に冷却要求があ
った運転状態で、各容器の飲料温度差があらかじめ設定
したしきい値を超ていれば各冷却シリンダをデューティ
サイクルで交互に冷却運転し、飲料温度差がしきい値以
下であれば各冷却シリンダを同時に冷却運転するように
運転制御するものとし（請求項１）、ここで冷却シリン
ダを交互冷却／同時冷却に切換える飲料温度差のしきい
値は１５℃程度に設定し（請求項２）、また冷却シリン
ダの冷却運転を交互に切換える際にポンプダウン制御を
行い、いままで冷却運転していた冷却シリンダ内に残留
している冷媒を冷却ユニット側に回収するようにする
（請求項３）。

【００１５】上記の運転制御方法によれば、片方の飲料
容器への飲料補給時など、各基の飲料容器の間で飲料温
度に大きな温度差がある場合でも、各冷却シリンダを交
互冷却運転することで各飲料容器に収容した飲料を確実
に冷却することができ、またこの交互冷却運転中は冷却
シリンダの切換え時にポンプダウン制御を行うことで、
冷媒の不要な寝込みを防いで冷却シリンダを効果的に冷
却運転できる。

【００１６】また、フローズン飲料の冷却が進んで双方
の容器内の飲料温度差がしきい値以下になれば、各基の
冷却シリンダを同時冷却運転に切換えてフローズン飲料
を適正な状態に保冷維持できるとともに、この同時冷却
運転中はポンプダウン制御は行わないので、その分だけ
非冷却となるロスタイム，および無駄な電力消費を最小
限に抑えて効率よく冷却運転できる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図示
実施例に基づいて説明する。なお、図１は運転制御の動
作チャート、図２は冷媒回路を表しており、図２におい
て図５に対応する部材には同じ符号を付してその説明は
省略する。まず、図２の冷媒回路においては、フローズ
ン飲料ディスペンサに搭載した左右の飲料容器１ごとに
温度センサ１６を配して各容器に収容した飲料の温度を
検出し、この検出温度を基に各冷却シリンダ５に通じる
冷媒回路に接続した冷媒弁１４（左右の冷媒弁をＩ，II
で表す) を後記のように開閉制御して各冷却シリンダ５
を交互冷却／同時冷却の運転モードに切換えるようにし
ている。

【００１８】次に、図２に示した左右の冷却シリンダ５
の運転制御を図１(a) 〜(c) のチャートで説明する。す
なわち、フローズン飲料ディスペンサの平時の運転状態
で、左右の飲料容器１から運転制御部（図示せず）に冷
却要求がある場合には、温度センサ１６の検出信号を運
転制御部に取り込んで各飲料容器１に収容した飲料の温
度差を求める。ここで、飲料温度差が２０〜２５℃を超
えると、高温側の飲料容器の冷却特性が極端に悪化する
ことから、効率よく，かつ安定した冷却を行うために、
飲料温度差のしきい値は１５℃に設定しておくものとす
る。そして、温度センサ１６の検出値から求めた飲料温
度差と前記のしきい値を対比し、飲料温度差がしきい値
を超えている場合（片方の飲料容器がフローズン飲料を
貯留している状態で、他方の飲料容器が売切れとなって
液体飲料を多量補給した場合など）には、冷却シリンダ
５の運転モードを交互冷却運転に切換えて左右の冷媒弁
Ｉ，IIを図１(b) で表すように間欠的に開閉制御し、飲
料容器１に収容した飲料を冷却してフローズン飲料を製
造する。

【００１９】また、この交互冷却運転モードでは、図示
のようにデューティサイクル（サイクル時間は例えば５
分程度に設定する）で冷媒弁Ｉ，IIを片方ずつ交互に開
いて左右の冷却シリンダ５に冷媒を間欠的に流すように
し、かつこの冷媒弁の切換えに際しては冷却ユニット４
のコンプレッサ４ａを継続運転のまま冷媒弁Ｉ，IIを一
時的に閉じてポンプダウン制御を行い、いままで冷却運
転していた冷却シリンダ５に残っている冷媒を冷却ユニ
ット４のコンデンサ４ｂに回収して冷媒の不要な冷媒の
寝込みを防ぐようにしている。

【００２０】一方、飲料温度差がしきい値以下であれば
冷却運転モードを同時冷却運転として冷媒弁Ｉ，IIを図
１(c) のように共に開いて運転する。また、前記した交
互冷却運転モードでシリンダの冷却が進み、左右の飲料
容器１の飲料温度差がしきい値以下になれば、交互冷却
運転から同時冷却運転に切り換えて飲料容器１の飲料を
継続的に冷却する。なお、この同時冷却運転モードでは
当然のことながらポンプダウン制御は行わない。

【００２１】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、各
基の飲料容器ごとに飲料温度を検出する温度センサを配
し、該温度センサの検出信号を基に、各飲料容器から同
時に冷却要求があった状態で、各容器の飲料温度差があ
らかじめ設定したしきい値を超ていればデューテイサイ
クルで冷却シリンダを交互に冷却運転し、飲料温度差が
しきい値以内であれば冷却シリンダを同時に冷却運転す
るようにしたことにより、片方の飲料容器への飲料補給
時など、各飲料容器に収容した飲料の間で大きな温度差
がある状態でも、冷却シリンダを交互冷却運転して各容
器の飲料を確実に冷却することができ、またこの交互冷
却運転中は冷却シリンダの切換え時にポンプダウン制御
を行うことで、冷媒の不要な寝込みを防いで冷却シリン
ダを効果的に冷却運転できる。

【００２２】また、フローズン飲料の冷却が進んで双方
の容器内の飲料温度差がしきい値以下になれば、各基の
冷却シリンダを同時冷却運転に切換えてフローズン飲料
を適正な状態に保冷維持できるとともに、この同時冷却
運転中はポンプダウン制御は行わないので、トータル的
に非冷却のロスタイム，および無駄な電力消費を最小限
に抑えて運転効率の改善が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係わるフローズン飲料ディス
ペンサの冷却運転制御方法の説明図であり、(a) は運転
制御のフローチャート、(b),(c) はそれぞれ冷却シリン
ダの交互冷却運転，同時冷却運転の制御動作を表すタイ
ムチャート

【図２】図１に対応した冷凍サイクルの冷媒回路図

【図３】本発明の実施対象となるフローズン飲料用ディ
スペンサの構成図

【図４】図３のディスペンサの飲料系統図

【図５】図３のディスペンサに搭載した各飲料容器の冷
却シリンダに対する冷凍サイクルの冷媒回路図

【符号の説明】 １ 飲料容器 ４ 冷却ユニット ４ａ コンプレッサ ４ｂ コンデンサ（凝縮器） ５ 冷却シリンダ（エバポレータ） １４ 冷媒弁（電磁弁） １６ 温度センサ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】製氷用の冷却シリンダを内蔵した少なくと
   も２基の飲料容器を搭載するとともに、各飲料容器の冷
   却シリンダを単一の冷却ユニットに並列接続して冷凍サ
   イクルを構成し、各飲料容器に供給した液体飲料を冷却
   してフローズン飲料を製造するようにしたフローズン飲
   料ディスペンサにおいて、各基の飲料容器ごとに飲料温
   度を検出する温度センサを配し、該温度センサの検出信
   号を基に、各飲料容器から同時に冷却要求があった運転
   状態で、各容器の飲料温度差があらかじめ設定したしき
   い値を超ていれば各冷却シリンダをデューティサイクル
   で交互に冷却運転し、飲料温度差がしきい値以下であれ
   ば各冷却シリンダを同時に冷却運転することを特徴とす
   るフローズン飲料ディスペンサの冷却運転制御方法。
2. 【請求項２】請求項１記載の冷却運転制御方法におい
   て、冷却シリンダを交互冷却／同時冷却に切換える飲料
   温度差のしきい値を１５℃程度に設定したことを特徴と
   するフローズン飲料ディスペンサの冷却運転制御方法。
3. 【請求項３】請求項１記載の冷却運転制御方法におい
   て、冷却シリンダの冷却運転を交互に切換える際にポン
   プダウン制御を行い、いままで冷却運転していた冷却シ
   リンダ内に残留している冷媒を冷却ユニット側に回収す
   るようにしたことを特徴とするフローズン飲料ディスペ
   ンサの冷却運転制御方法。