JP2004205077A - 偏平管を使用した液体冷却用の冷却装置および該冷却装置を用いた液体冷却供給装置。 - Google Patents

Abstract

【課題】伝熱量を大きくし、省スペースで飲料を効率的に冷却することが可能な液体冷却装置を提供することを目的とする。
【解決手段】冷却室５３の一方の端部には第１の隔壁５４が、他方の端部には第２の隔壁５５が設けられている。第１隔壁５４と第２隔壁５５の間には複数の偏平管５８が取り付けられ、これらの偏平管５８により飲料導入室５６と飲料導出室５７が連通された状態となる。飲料通路を偏平管とすることにより、通路の総括伝熱量を高めることができ、通路一本あたりの冷却効率を高めることが可能となり、冷却装置を小型にすることができる。
【選択図】 図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱交換器に関し、特に、ビールや発泡酒等の飲料を冷却してカップやジョッキに注出する飲料冷却供給装置の飲料冷却注出ユニットに使用される冷却装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、飲料を冷却して供給する場合に、飲料を冷却するための冷却装置、即ち、熱交換装置を備えた飲料冷却供給装置を介して供給することが行われる。図１及び図２は従来技術の飲料冷却供給装置１を示し、ビールを冷却して供給注出するためのものである。なお、図２は冷却室２０のＡ−Ａ断面図を示している。
【０００３】
飲料冷却供給装置１は、飲料を冷却水により冷却する飲料冷却注出ユニット２と冷却水を冷却する冷却水製造ユニット３を別個のユニットとして備えたいわゆる分離型タイプの飲料冷却供給装置である。
【０００４】
飲料冷却注出ユニット２は一端に導入口２１、他端に排出口２２を有する冷却室２０により構成され、導入口２１にはビールを収容するビール樽４のヘッド４１に連結されたホース５が接続されている。また、ビール樽４は樽内部を所定の圧力下に保つために炭酸ガスボンベ４５にヘッド４１に連結されたホース６によって接続されている。
【０００５】
冷却室２０の一方の端部には第１の隔壁２３が、他方の端部には第２の隔壁２４が設けられ、これらによって、一方の端部側では導入口２１に連なる飲料導入室２５が、また、他方の端部側では排出口２２に連なる飲料導出室２６が形成される。第１隔壁２３と第２隔壁２４との間には、複数の直管２７が取り付けられ、これらの直管２７により飲料導入室２５と飲料導出室２６が連通された状態となる。直管（円筒管）２７は円筒形に形成され、断面は円形形状である。
【０００６】
冷却室２０には、また、飲料の排出側に冷却水の導入口となる冷却水導入管２８が、また、飲料の導入側に冷却水の出口となる冷却水排出管２９が設けられ、夫々は冷却水製造ユニット３とホース７及びホース８によって接続されている。冷却室２０の排出口２２には注出コック１１が取り付けられた管路１０が接続されている。尚、管路１０には圧力調整手段１２が設けられ、排出口２２より排出される飲料の圧力を所定圧力に減ずるようにしている。
【０００７】
冷却水製造ユニット３は水槽３１と冷凍器３２を有し、水槽３１内には冷凍器３２に接続される冷媒管３３が巻回状態で配され、冷凍器３２によって供給される冷媒により水槽３１内の冷却水３０を所定の温度に冷却する。水槽３１には、また、モータ３４によって駆動されるポンプ３５及び攪拌器３６が設けられており、水槽内の冷却水３０を常時攪拌すると共に、ホース７を介して冷却水を飲料冷却注出ユニット２に供給し、ホース８によって戻すようにして飲料冷却注出ユニット２と冷却水製造ユニット３との間で冷却水を循環させるようにしている。
【０００８】
上記構成から成る飲料冷却装置１の注出操作を説明する。炭酸ガスボンベ４５のコックをあけてビール樽４内を加圧することにより、ビール樽４内に収容されているビールはホース５を経由して飲料冷却注出ユニット２の導入口２１より飲料導入室２５に導入される。飲料導入室２５内に導入されたビールは多数の直管２７を通り飲料導出室２６に集められる。そして、注出コック１１を操作して弁を開とすれば導出室２６、排出口２２、管路１０を経て注出コック１１よりジョッキ等の容器に注出することができる。そして、ビールが冷却室２０の直管２７を通過する過程で冷却室２０内に冷却水製造ユニット３より直管２７の周囲に供給される冷却水によって適度の温度（略５℃）に冷却され、冷却されたビールが注出されることとなる。
【０００９】
なお、図１に示す例は飲料冷却注出ユニット２と冷却水製造ユニット３とが分離されたタイプの飲料冷却供給装置であるが、より一般的な例としては、これらユニットを一体化した、即ち、冷却水製造ユニットの水槽内に冷却すべき飲料を通すためのコイル状の飲料冷却通路を設けると共に、当該通路に連通する飲料注出コックを備えたものがある。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この種の飲料冷却装置は飲料が大量に連続して供給される場合に備えて、飲料の供給能力を高めると共に冷却能力を高めることが必要である。換言すれば、冷却ユニットを通過する飲料の流量を大きくし、かつ、飲料が冷却ユニットを通過する間に瞬時に所定温度、例えば、室温から５℃まで冷却する必要がある。
【００１１】
図１に示される飲料冷却供給装置の冷却ユニット２も、冷却室２０内に多数の直管２７を設け、冷却能力を高めるようにしたものである。この飲料の通過する直管２７は通常は断面が円形の円筒管が使用される。また、上述したように、一般的なコイル状の飲料冷却通路を有するタイプの場合も、円筒管を用いてコイル状の飲料冷却通路を構成する。
【００１２】
一般に、通路断面の外周を一定として種々の断面形状についてみると、円筒管の断面積が最も大きい。このことは、管の長さを一定としたとき、外周面積の断面積に対する比は小さいこととなる。よって、円筒管では、円筒管通路の内外における伝熱量が大きくない。したがって、飲料を適度に冷却するために必要な伝熱面積を得るため、管の長さを長くする必要があり、飲料冷却注出ユニットが大型になるという問題が生じる。
【００１３】
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、伝熱量を大きくし、省スペースで飲料を効率的に冷却することが可能な液体冷却装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、
外部を冷却水により冷却され、冷却される液体を通す複数の冷却通路を備える液体冷却用の冷却装置において、
前記冷却通路を偏平管とした構成としている。
【００１５】
本発明によれば、偏平管は液体の通路の断面積に比して熱伝達面積を大きくすることができ、伝熱量が大きくなる。熱伝達面積を大きくすることができるため、偏平管の管の長さを短くし、管内容積を小さくすることができる。また、偏平管は液体通路の断面積が小さいことにより、管内流速を大きくしても、管内を通過する液体を瞬時に冷却することができる。
【００１６】
本発明の他の特徴は、冷却水が供給される冷却室内に飲料を通す複数の通路を設けた飲料冷却用の冷却装置において、前記複数の通路を偏平管としたことを特徴とする。
【００１７】
飲料冷却装置の冷却室に多数の偏平管を配置して、冷却水で偏平管内を通過する飲料を冷却することにより、効率的に飲料を冷却することができる。これにより管の長さを短くし、管内容積を小さくすることができるので、省スペースで飲料を冷却できる。
【００１８】
また、本発明の他の特徴は、円筒管を押しつぶすことにより、偏平管を形成するようにしている。これにより偏平管を容易に形成することができる。
【００１９】
また、本発明の他の特徴は、冷却水が供給される冷却室内に液体を通す複数の偏平形状の冷却通路を有する液体冷却ユニットと、前記冷却室より戻った前記冷却水を所定温度に冷却した後、前記冷却室に再び供給する冷却水製造ユニットとで少なくとも構成された液体冷却供給装置を使用している。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下に本発明をより詳細に説明するために実施例を示す。
【００２１】
図３は、本発明の飲料冷却装置５０の概略構成図を示している。
【００２２】
飲料冷却装置５０は一端に導入口５１、他端に排出口５２を有する冷却室５３により構成され、導入口５１には飲料が導入される。冷却室５３の一方の端部には第１の隔壁５４が、他方の端部には第２の隔壁５５が設けられ、これらによって、一方の端部側では導入口５１に連なる飲料導入室５６が、また、他方の端部側では排出口５２に連なる飲料導出室５７が形成される。
第１隔壁５４と第２隔壁５５との間には、複数の偏平管５８が取り付けられ、これらの偏平管５８により飲料導入室５６と飲料導出室５７が連通された状態となる。多数の偏平管５８が冷却室５３の中央部に平行に取り付けられている。
【００２３】
冷却室５３には、また、飲料の排出側に冷却水の導入口となる冷却水導入管５９が、また、飲料の導入側に冷却水の出口となる冷却水排出管６０が設けられ、冷却水が冷却室５３内を循環されるようにしている。
飲料導入室５６に導入された飲料は、偏平管５８の内側の飲料通路６１を通過するとき、冷却室５３の冷却水で冷却され、飲料導出室５７に導出される。冷却室５３の排出口５２から冷却された飲料が排出される。
図４は、偏平管５８の形成方法について示すもので、円筒管６３を偏平管５８に変形する状態を示している。
【００２４】
偏平管５８は、直管である円筒管６３に２方向から力を加え、円筒管６３を押しつぶすことにより形成される。偏平管５８の内部に、飲料が通過する飲料通路６１が形成される。尚、円筒管６３には、ステンレススチールが使用されている。
【００２５】
円筒管６３の飲料通路６４の断面積は、内径により決定され、また、偏平管５８の飲料通路６１の断面積は、短い矢印で示す短径と長い矢印で示す長径の積により決定される。偏平管５８の飲料通路６１の断面積は、円筒管６３の飲料通路６４の断面積より大幅に小さくなる。円筒管６３では、外周面積の断面積に対する比は小さいこととなるので、円筒管通路の内外における伝熱量は他の断面形状のものより相対的に小さい。しかしながら、円筒管６３を偏平管５８に変形することにより、外周面積の断面積に対する比が大きいこととなるので、偏平管５８の伝熱量を円筒管に比較して大きくすることができる。
【００２６】
本実施例における偏平管５８は、冷却室５３内に多数配置するとき、配置効率を高めるために面をやや曲面となるように湾曲して形成しているが、平面に形成されても良い。
【００２７】
次に、飲料通路を偏平管とすることにより得られる効果について、円筒管と対比して説明する。
【００２８】
ここで、内径４ｍｍの円筒管（Ａ１）と内径２０ｍｍの円筒管（Ａ２）をそれぞれ押しつぶして偏平管（Ｂ１）と偏平管（Ｂ２）にした場合を例にとり、飲料を３０℃から５℃に冷却するために必要な管の長さ、管内容積、管内流速及び総括伝熱係数について調べた。表１は、これらの結果をまとめて示したものである。
【００２９】
これらの結果からわかるように、偏平管（Ｂ１）と偏平管（Ｂ２）についてみると、それぞれ、円筒管（Ａ１）と円筒管（Ａ２）に比べ、飲料を３０℃から５℃に冷却するために必要な冷却管の長さは、いずれも短くなっていることがわかる。このことは、円筒管を扁平にした結果、管内容積が小さくなり、したがって、管内容積に対する通路の外側表面積の割合が増加し、結果として総括伝熱係数が増加したことによるものである。
【００３０】
【表１】

以上の結果からもわかるように、円筒管を偏平管に変形することで、偏平管の伝熱量が大きくすることとができ、通路内の飲料の冷却効率を格段に高めることが可能となる。これにより、飲料通路を偏平管とすることにより、円筒管に較べ、通路の長さを短くすることが可能となり、飲料の冷却効率を高めることが可能となる。
【００３１】
図５は円筒形の冷却室５３内に多数の偏平管を配置する場合の一つの配置例を示す。また、図６は偏平管を十字状に配列し、冷却室６２を偏平管の配列状態に合わせて断面十字状としたものである。いずれの例についても、偏平管は７２本使用されるものであるが、図６の配置を採用した場合、図５の配置と比較し、全体をコンパクトにすることが可能となる。
【００３２】
また、より一般的なコイル状の飲料冷却通路を冷却水製造ユニットの水槽内に収容してなる飲料冷却供給装置のコイル状冷却通路に本発明の偏平管を用いることにより、同様に冷却効率を格段に高めることが出来、冷却通路を短縮できるため、コイルの小型化ひいては飲料冷却供給装置の小型化を図ることが出来る。
【００３３】
以上、本発明の実施形態を飲料冷却供給装置の飲料冷却装置に適用した例に基づいて説明したが、本発明の冷却装置は、飲料冷却装置のみならず、一般の液体の冷却装置にも使用できることは明らかである。
【００３４】
【発明の効果】
以上詳述したところから明らかなように、
本発明によれば、偏平管は外周表面積を液体通路の容積に比して大きくすることができ、伝熱量が大きくなり、冷却される液体の通路の長さを短くすることができる。さらに、本発明の冷却装置を飲料冷却装置の冷却装置に適用することにより、飲料を瞬時に冷却することのでき、また、全体として小型の飲料供給装置を提供することが可能となる。
【００３５】
また、偏平管の製造にあたっては、円筒管を押しつぶすことにより、容易に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術の飲料冷却供給装置を示している。
【図２】冷却室のＡ−Ａ断面図を示している。
【図３】本発明の飲料冷却装置の概略構成図を示している。
【図４】円筒管を偏平管に変形した状態を示している。
【図５】偏平管の配置例を示す図である。
【図６】偏平管の他の配置例を示す図である。
【符号の説明】
１ 飲料冷却供給装置
２ 飲料冷却注出ユニット
３ 冷却水製造ユニット
２０，５３ 冷却室
２３，５４ 隔壁
２７ 直管（円筒管）
２８，５９ 冷却水導入管
２９，６０ 冷却水排出管
３１ 水槽
３２ 冷凍器
３３ 冷媒管
４２ 冷却管
４３，６１ 飲料通路
４１ ビール樽
５０ 飲料冷却装置
５８ 偏平管

Claims (6)

1. 外部を冷却水により冷却され、冷却される液体を通す冷却通路を備える液体冷却用熱交換器において、
   前記冷却通路を偏平管としたことを特徴とする液体冷却用の冷却装置。
2. 前記冷却通路を複数備え、複数の該冷却通路を偏平管としたことを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。
3. 冷却水が供給される冷却室内に飲料を通す冷却通路を設けた飲料冷却用の冷却装置において、
   前記複数の通路を偏平管としたことを特徴とする飲料冷却用の冷却装置。
4. 前記冷却通路を複数備え、複数の該冷却通路を偏平管としたことを特徴とする請求項３に記載の冷却装置。
5. 前記偏平管は、円筒形の直管を押しつぶすことにより形成されたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の冷却装置。
6. 冷却水が供給される冷却室内に液体を通す複数の偏平形状の冷却通路を有する液体冷却ユニットと、前記冷却室より戻った前記冷却水を所定温度に冷却した後、前記冷却室に再び供給する冷却水製造ユニットとで少なくとも構成された液体冷却供給装置。

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