JP2005300025A

JP2005300025A - 飲料冷却装置

Info

Publication number: JP2005300025A
Application number: JP2004117410A
Authority: JP
Inventors: Shinji Sato; 新二佐藤
Original assignee: Fuji Electric Retail Systems Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Retail Systems Co Ltd
Priority date: 2004-04-13
Filing date: 2004-04-13
Publication date: 2005-10-27

Abstract

【目的】あらゆる条件下において蒸発コイル全段に均一な着氷をさせたアイスバンクを形成することが可能な飲料冷却装置を提供することを目的とする。
【構成】キャピラリチューブ３５で減圧された液冷媒が流入する冷媒入口３６ａを有する一段置きのコイル状に巻回された往路パイプ３６ｂと、液冷媒が蒸発したガス冷媒が流出する冷媒出口３６ｅを有する一段置きのコイル状に巻回された復路パイプ３６ｄと、往路パイプ３６ｂと復路パイプ３６ｄとを継合するＵベンド３６ｃと、から蒸発コイル３６を形成し、往路パイプ３６ｂと復路パイプ３６ｄとを交互に密着させて巻回している。そして、冷媒入口３６ａから流入した液冷媒は往路パイプ３６ｂを順次下方向に通流して、Ｕベンド３６ｃで通流方向を変えて、復路パイプ３６ｄを上方向に通流して、その間に蒸発してガス冷媒となり冷媒出口３６ｅから流出する。
【選択図】図３

Description

本発明は、シロップ飲料などを販売するカップ式飲料自動販売機、あるいは飲料ディスペンサに備えた飲料冷却装置に関するものである。

たとえば、冷却したシロップ飲料を供給する飲料ディスペンサとしては飲料冷却装置を備えた図４および図５に示すようなものが知られている。図４に示すように、飲料ディスペンサ１０は、前面に開口を有するディスペンサ本体１１と、ディスペンサ本体１１の前面開口を開閉可能にする態様で該ディスペンサ本体１１の前面の一側に支承された外扉１２とを有し、外扉１２の表面には、販売ボタンを備えた操作パネル１３が配設してある。また、飲料ディスペンサ１０の前面側下方には、飲料容器であるカップの置き台になるカップレスト１４、飲料を提供する際に飛び散った飲料などを集めるためのドリップトレイ１５が配設してある。さらに、飲料ディスペンサ１０を支え、高さ調整可能なレベリング調整脚である脚部１６を備えている。
図５は飲料ディスペンサ１０の断面側面図である。図に示すように、冷却水Ｗを貯留する冷却水槽２１は、側面および底面を断熱壁で構成し、その上方を開口した略直方体の水槽である。また、圧縮機３１、凝縮器３２、送風機３３と共に冷凍サイクルを構成する蒸発コイル（蒸発器）４０は、パイプをコイル状に巻回されて冷却水Ｗ中に配設され、冷媒の蒸発熱でその周囲にアイスバンク４１を形成し、このアイスバンク４１の蓄熱を利用して冷却水Ｗの温度を略０℃に保つようにしている。さらに、蒸発コイル４０の内側には、ステンレス製のパイプがコイル状に巻回された冷却コイル２２が冷却水Ｗ中に浸漬するように、提供する飲料の原料であるシロップと希釈水に対応させた数配設されている。冷却水槽２１中央部には冷却水Ｗを撹拌するための撹拌モータ２３が取り付けられ、モータ軸２４先端には撹拌羽根２５を装着している。この撹拌羽根２５は、撹拌モータ２３の回転に伴って回転し、冷却水槽２１内の冷却水Ｗを下方に向けて流動させ、冷却コイル２２を通流するシロップや希釈水を効率よく冷やすようにしている。

また、モータ軸２４には水ポンプ２６が配設され、撹拌モータ２３が回転すると、水ポンプ２６が冷却水Ｗを吸い込み、冷蔵庫２７に配設した保冷パイプ２８に圧送し、冷蔵庫２７内の空気を冷やした後に冷却水槽２１内に戻される。保冷パイプ２８で冷やされた空気は送風機２９で強制循環されてＢＩＢ（ＢａｇＩｎＢｏｘ）に収容されているシロップを冷却し、シロップは図示しないチューブポンプが回転駆動されることにより供給される。
以上のような構成の飲料ディスペンサ１０においては、次のようにして飲料をカップに提供することができる。利用者が、操作パネル１３の好みの飲料を表示する販売ボタンを押すことにより発せられた販売指令に基づいて、図示しない希釈水供給バルブが開動作して希釈水が供給される一方、ＢＩＢに収容されているシロップがチューブポンプの回転駆動により供給されることにより、シロップ飲料がカップに注がれて提供される。

この飲料ディスペンサ１０の飲料冷却装置を構成する冷凍サイクルを図６および図７を用いてさらに詳細に説明する。図６は飲料ディスペンサ１０の冷凍サイクル、図７は冷凍サイクルを構成する蒸発コイル４０を示している。
図６に示すように、ガス冷媒を圧縮して高温高圧のガスにする圧縮機３１と、送風機３３の回転駆動で送られる空気との熱交換により高温高圧のガス冷媒を冷却して液冷媒にする凝縮器３２と、液冷媒中の塵埃や水分を除去して浄化するドライヤ３４と、高温高圧の液冷媒の圧力を下げるキャピラリチューブ（減圧器）３５と、冷却水槽２１の冷却水Ｗ中に配設され、液冷媒の蒸発熱によりパイプ周域に着氷したアイスバンク４１との熱交換により冷却水Ｗの温度を略０℃に保つ蒸発コイル（蒸発器）４０と、液冷媒とガス冷媒とを分離してガス冷媒のみを圧縮機３１に吸入させるヘッダ３８と、を冷媒を循環させるための冷媒管３９で直列に接続した閉回路を成して冷凍サイクルを構成している。

そして、冷媒は図中矢印で示す方向に流れて、圧縮機３１で圧縮、凝縮器３２で冷却、液化され、ドライヤ３４で浄化され、キャピラリチューブ３５で減圧され、蒸発コイル４０で液冷媒が蒸発してその蒸発熱でパイプ周域にアイスバンク４１を形成し、ヘッダ３８を通過したガス冷媒が圧縮機３１に吸入される。この冷凍サイクルの運転は圧縮機３１が駆動されるに従って繰り返される。
蒸発コイル４０は、図７に示すようにパイプをコイル状に巻回させて形成したもので、図６に示すキャピラリチューブ３５で減圧された液冷媒が冷媒入口４０ａから流入し、最下端のコイル状のパイプから順次その上部に隣接して巻回されたコイル状のパイプを矢印で示す方向に通流して冷媒出口４０ｂから流出し、ヘッダ３８から圧縮機３１に吸入される（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−３４３９５号公報

しかしながら、この蒸発コイル４０は、パイプをコイル状に下端から上方向に巻いた構造であり、冷凍サイクル運転時には、液冷媒が蒸発コイル４０のパイプを下端から順次その上部に隣接して巻回されたコイル状のパイプを通流していく間に蒸発が進み、蒸発コイル４０の上部では液冷媒の通流量が少なく蒸発熱量も少なくなるので、その部分は温度が高くなり、図５に示すように、蒸発コイル４０のコイル上部になるに従い着氷量が減少してアイスバンク４１がやせてくる症状が生じ、アイスバンク４１の蓄熱量が少なくなるので、シロップ飲料を連続供給すると冷却水Ｗの温度が上昇して、十分に冷えたシロップ飲料を供給することができなくなる虞が生じる。しかし、このような症状をなくす為に冷媒ガス量を増やすと、圧縮機３１へ戻る冷媒ガス温度が低くなり、圧縮機３１への液冷媒バック（液冷媒が圧縮機３１に戻る）が懸念され、この液冷媒バックが発生すると、液圧縮を起して圧縮機３１のシリンダを破損する虞がある。また、周囲温度が高い条件下においては、圧縮機３１の冷媒吐出パイプ温度が高くなり、プロテクタ周囲温度および圧縮機３１に供給されている電流値も高くなるため、圧縮機３１の保護装置が働いて停止するなどの虞もある。そこで、これらすべての条件を満足できるように「冷媒ガス量の調整」「キャピラリーチューブ内径の選定」などを行って飲料冷却装置の最適化設計をしていたが、動作確認のための試験負荷が大になり、飲料冷却装置を備えたカップ式飲料自動販売機、あるいは飲料ディスペンサの開発効率を悪くする要因になっていた。

本発明は、上記実情に鑑みて、あらゆる条件下において蒸発コイル全段に均一な着氷をさせたアイスバンクを形成することが可能な飲料冷却装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の請求項１に係る飲料冷却装置は、冷却水を貯留する冷却水槽と、該冷却水槽の冷却水中に配設され、飲料が通流される冷却コイルと、パイプをコイル状に巻回されて設けられた蒸発コイルを有し、前記蒸発コイルのパイプを通流する冷媒の蒸発熱によりパイプ周域に着氷したアイスバンクとの熱交換により、前記冷却水を伝熱媒体として前記冷却コイルを通流する飲料を冷却する飲料冷却装置であり、
前記蒸発コイルのパイプを通流する冷媒の往路と復路とが隣接するように、前記パイプを折曲してコイル状に巻回したことを特徴とする。
また、本発明の請求項２に係る飲料冷却装置は、上述した請求項１において、前記蒸発コイルは、往路パイプと、復路パイプと、前記往路パイプと復路パイプとを継合するＵベンドと、から成ることを特徴とする。

また、本発明の請求項３に係る飲料冷却装置は、上述した請求項１または２において、前記蒸発コイルは、前記往路パイプと復路パイプとを交互に密着させて設けたことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、蒸発コイルのパイプを通流する冷媒の往路と復路とが隣接するように、パイプを折曲してコイル状に巻回したので、あらゆる条件下において蒸発コイル全段に均一な着氷をさせたアイスバンクを形成することができる飲料冷却装置を実現することが可能になる。
請求項２の発明によれば、蒸発コイルを、往路パイプと、復路パイプと、往路パイプと復路パイプとを継合するＵベンドと、から構成したので、蒸発コイルの製造行程を簡略化してコストの低減を図ることができる。
請求項３の発明によれば、蒸発コイルを、往路パイプと復路パイプとを交互に密着させて設けたので、蒸発コイル全段に均一な着氷をさせることがより確実になる。

以下、本発明に係る飲料冷却装置の好適な実施の形態を図１〜図３に示す実施例に基づいて詳細に説明する。なお、各実施例の図中で図４〜図７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。図１〜図３は、冷却水を貯留する冷却水槽の冷却水中に配設された蒸発コイルのパイプを通流する冷媒の往路と復路とが隣接するようにパイプを折曲してコイル状に巻回した飲料冷却装置の実施例を示すものである。本発明に係る実施例の飲料冷却装置と図５、図６および図７に示した従来の飲料冷却装置とは、蒸発コイル３６、４０と、各蒸発コイルのパイプ周域に形成されたアイスバンク３７、４１とが相違している。
図１は、本発明の実施の形態である飲料冷却装置を備えた飲料ディスペンサ１の断面側面図を示している。飲料冷却装置を構成する蒸発コイル（蒸発器）３６はパイプをコイル状に巻回されて冷却水槽２１の冷却水Ｗ中に配設され、蒸発コイル３６を通流する冷媒の蒸発熱でパイプ周域にアイスバンク３７を形成し、このアイスバンク３７の蓄熱を利用して冷却水Ｗの温度を略０℃に保つようにしている。

図２は本発明の実施の形態である飲料冷却装置の冷凍サイクルを示し、ガス冷媒を圧縮して高温高圧のガスにする圧縮機３１と、送風機３３の回転駆動で送られる空気との熱交換により高温高圧のガス冷媒を冷却して液冷媒にする凝縮器３２と、液冷媒中の塵埃や水分を除去して浄化するドライヤ３４と、高温高圧の液冷媒の圧力を下げるキャピラリチューブ（減圧器）３５と、冷却水槽２１の冷却水Ｗ中に配設され、液冷媒の蒸発熱によりコイル状に巻回したパイプ周域に着氷したアイスバンク３７（図１に示す）との熱交換により冷却水Ｗの温度を略０℃に保つ蒸発コイル（蒸発器）３６と、液冷媒とガス冷媒とを分離してガス冷媒のみを圧縮機３１に吸入させるヘッダ３８と、を冷媒を循環させるための冷媒管３９で直列に接続した閉回路で冷凍サイクルを構成している。パイプをコイル状に巻回した蒸発コイル３６は、パイプを通流する冷媒の往路と復路とが隣接するように、パイプを折曲して冷媒の往路と復路とが隣接するようにコイル状に巻回して形成している。

そして、冷媒は図中矢印で示す方向に流れて、圧縮機３１で圧縮、凝縮器３２で冷却、液化され、ドライヤ３４で浄化され、キャピラリチューブ３５で減圧され、蒸発コイル３６で液冷媒が蒸発してその蒸発熱でパイプ周域にアイスバンク３７を形成するが、パイプを折曲して冷媒の往路と復路とが隣接するようにコイル状に巻回した蒸発コイル３６を通流する冷媒は蒸発コイル３６全段に均一な着氷をさせたアイスバンク３７を形成して、ヘッダ３８を通過したガス冷媒が圧縮機３１に吸入される。この冷凍サイクルの運転は圧縮機３１が駆動されるに従って繰り返される。さらに、蒸発コイル３６はパイプを折曲して往路パイプと復路パイプとを密着させてコイル状に巻回しているので、該パイプ間の伝熱によりパイプ温度が略均一になるので、通流する液冷媒の蒸発量も略均一になり、圧縮機３１への液冷媒バックの懸念も減少する。

図３は蒸発コイル３６を示し、パイプをコイル状に巻回させたもので、図２に示すキャピラリチューブ３５で減圧された液冷媒が流入する冷媒入口３６ａを有する一段置きのコイル状に巻回された往路パイプ３６ｂと、液冷媒が蒸発したガス冷媒が流出する冷媒出口３６ｅを有する一段置きのコイル状に巻回された復路パイプ３６ｄと、往路パイプ３６ｂと復路パイプ３６ｄとを継合するＵベンド３６ｃと、から成り、往路パイプ３６ｂと復路パイプ３６ｄとを交互に密着させて巻回している。そして、冷媒入口３６ａから流入した液冷媒は往路パイプ３６ｂを順次下方向に通流して、Ｕベンド３６ｃで通流方向を変えて、復路パイプ３６ｄを上方向に通流して、その間に蒸発してガス冷媒となり冷媒出口３６ｅから流出して、ヘッダ３８を介して圧縮機３１に吸入される。
このように、液冷媒は交互に密着している往路パイプ３６ｂから復路パイプ３６ｄに通流する間に順次蒸発して、復路パイプ３６ｄでは蒸発熱量が減少して往路パイプ３６ｂの温度より高くなっても、液冷媒の蒸発熱のパイプ間の伝熱によりパイプ温度が略均一になるので、蒸発コイル３６全段に均一な着氷をさせたアイスバンク３７を確実に形成することができる。

さらに、蒸発コイル３６を、往路パイプ３６ｂと、復路パイプ３６ｄと、往路パイプ３６ｂと復路パイプ３６ｄとを継合するＵベンド３６ｃと、から構成するようにしたので、蒸発コイル３６の製造行程を簡略化してコストの低減を図ることができる。
なお、往路パイプ３６ｂと、復路パイプ３６ｄと、往路パイプ３６ｂと復路パイプ３６ｄとを継合するＵベンド３６ｃと、から構成した蒸発コイル３６を示して説明したが、折り曲げたパイプをコイル状に巻回して蒸発コイル３６を形成しても、あらゆる条件下において蒸発コイル全段に均一な着氷をさせたアイスバンクを形成することが可能になることは言うまでもない。

本発明の実施の形態である飲料冷却装置を備えた飲料ディスペンサの断面側面図である。本発明の実施の形態である飲料冷却装置の冷凍サイクルを示す。本発明の実施の形態である飲料冷却装置の蒸発コイルを示す。飲料ディスペンサの外観図である。従来の飲料冷却装置を備えた飲料ディスペンサの断面側面図である。従来の飲料冷却装置の冷凍サイクルを示す。従来の飲料冷却装置の蒸発コイルを示す。

符号の説明

１飲料ディスペンサ
２１冷却水槽
３１圧縮機
３２凝縮器
３３送風機
３４ドライヤ
３５キャピラリチューブ
３６蒸発コイル
３６ａ冷媒入口
３６ｂ往路パイプ
３６ｃＵベンド
３６ｄ復路パイプ
３６ｅ冷媒出口
３７アイスバンク
３８ヘッダ
３９冷媒管
Ｗ冷却水

Claims

冷却水を貯留する冷却水槽と、該冷却水槽の冷却水中に配設され、飲料が通流される冷却コイルと、パイプをコイル状に巻回されて設けられた蒸発コイルを有し、前記蒸発コイルのパイプを通流する冷媒の蒸発熱によりパイプ周域に着氷したアイスバンクとの熱交換により、前記冷却水を伝熱媒体として前記冷却コイルを通流する飲料を冷却する飲料冷却装置であり、
前記蒸発コイルのパイプを通流する冷媒の往路と復路とが隣接するように、前記パイプを折曲してコイル状に巻回したことを特徴とする飲料冷却装置。
前記蒸発コイルは、往路パイプと、復路パイプと、前記往路パイプと復路パイプとを継合するＵベンドと、から成ることを特徴とする請求項１に記載の飲料冷却装置。
前記蒸発コイルは、前記往路パイプと復路パイプとを交互に密着させて設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の飲料冷却装置。