JP2006021824A - 瞬冷式飲料ディスペンサー - Google Patents

Abstract

【課題】 瞬間冷却方式の飲料ディスペンサーには、冷凍機で発生した低温冷媒で冷却した冷却槽内の水を中間冷媒として、らせん状の飲料冷却管路で飲料を冷却している。飲料冷却管路に残留して堆積する各種の成分が変質や腐敗して飲料の香や味を変質させることがある。これらを防止するために、種々の洗浄方法が考えられているが、いずれの方法でも完全な洗浄が困難であり、洗浄に多大な時間を必要としている。
【解決手段】 飲料ディスペンサーの飲料冷却器を飲料流路を形成する飲料冷却器主部と板状の蓋に分割して形成し、分解組立を容易にし、特別な機材が無くても飲料冷却器の洗浄を確実に短時間に行えるようにした。
【選択図】 図１

Description

発明の詳細な説明

飲料ディスペンサーに関する技術分野

飲料用ディスペンサーは、主にビール、ジュース、コーラなどの飲料を冷却してカップやジョッキに注ぐために広く使用されている。冷却は、飲料の容器を冷却する樽冷却方式、冷凍機の冷媒で冷却した水で管内の飲料を冷却する瞬間冷却方式、コールドプレート上に氷を置いてコールドプレート内の管路内の飲料を冷却する氷冷却方式の３種を使って行われている。

飲料用ディスペンサーで冷却される飲料には、糖分、アルコール、澱粉質等の変質しやすい性質を持つ成分が含まれている。これらの成分が冷却用の管路や冷却器内に残留して変質するのを防止しないと腐敗や味の劣化が生じて、飲料の販売に支障をきたすことになる。

従来の飲料ディスペンサーの中で樽冷却方式は、飲料冷却器を必要としないが、他の方式は、飲料冷却器が必要である。

図７は、最も一般的に使用されている瞬間冷却式（短縮して瞬冷式）と呼ばれる飲料ディスペンサー（３００）である。樽（２１０）内の飲料は、炭酸ガスボンベ（１１０）から供給される高圧の炭酸ガスで加圧されて、飲料供給管（２３０）を通って、ステンレスコイル（３１０）へ入って冷却室（３３０）内の水で冷却されて、コック（３２０）からジョッキなどに注がれる。冷却室（３３０）内の水は、圧縮機（３５０）、空冷コンデンサ（３７０）、ファン（３６０）で構成される冷凍機で冷却された低温の冷媒を冷却室内に設けられた冷媒冷却管（３４０）に流して冷却される。冷媒冷却管（３４０）及びステンレスコイル（３１０）と水との熱伝達を良くするために、水はモータ（３８０）で駆動されたスクリュー（３９０）で常に攪拌されている。このタイプは、業務用として最も良く使用されており、営業上は多くの飲料を注出できるというメリットがあるが、長くて細いステンレスコイル（３１０）内の洗浄には、多くの手間と長い時間が必要である。また、水を中間の冷却源として用いているために、比較的多量の水とそれを収めるタンクが必要で、飲料冷却以前に水を冷却しておく必要がある。更に、水の最低温度は０℃であり、飲料との温度差を大きくとることができないため、伝熱面積を大きく採る必要があり、飲料供給量に対する制御も難しい。
反面、冷却室（３３０）内の水、氷に冷熱蓄熱ができ、最低温度が０℃以下にはならないため、飲料の凍結による管路の閉塞などの問題は生じない。

図８に、バッグインボックスの混合タイプの飲料ディスペンサーで各バッグ内の飲料の混合比をカードで入力して制御するシステムと各構成要素やサブアッセンブリーを取り外し可能として操作性と保守性改善を狙った飲料ディスペンサーの特許例（ＵＳ Ｐａｔｅｎｔ Ｎｕｍｂｅｒ ５７９７５１９）を示す。

図９に示す特開２００２−１９８９５は、冷却にプレート式熱交換器（５）を用いて、冷水で飲料を冷却するものである。冷水は、冷凍機（２）で作られ、冷却水タンク（３）内に貯めておき、冷却水送りポンプ（１４）でプレート式熱交換器（５）内へと送り込まれる。プレートは非毒性の各種ろう付又は溶接結合されている。この考案は、基本的に瞬冷式と同じ構成であり、プレート熱交換器を採用した点に特徴がある。プレート熱交換器を採用したために、熱交換器の洗浄が更に困難となり、新たに冷却水タンクと冷却水送りポンプを設ける必要があり、構造が複雑で大きくなり、飲料ディスペンサーとして使用するメリットがない。

従来の冷媒冷却管と飲料冷却管は、占有容積を小さくするためにらせん状や蛇管に成形され、冷却室内に固定されているので、取り外しが困難である。このため、管内の洗浄は、薬液やスポンジボールを使った特別の機材を使って、毎日行われている。洗浄を怠ると、管内に残留した飲料が腐敗したり、異臭を発し、飲料の香りや味を害する。

発明が解決しようとする課題

従来の飲料ディスペンサーは、特表平１１−８０８２１３、特開２００２−２８４２９４、特開２００３−２００９９９、特開２００３−９７８７６、特開２００１−３３５０９６、特開２００４−１０６９２７に示されるように、冷媒で冷却室内の水を冷却するための冷媒冷却管、水で飲料を冷却するための飲料冷却管が設けられており、細くて長い飲料冷却管路内に残った飲料成分による汚れの除去は非常に困難であり、汚れの除去を容易にできる低価格の飲料冷却器の構造とその製造方法を与えることが望まれている。

飲料ディスペンサーの飲料冷却器の洗浄を容易にするために、▲１▼飲料冷却器の取り付け、取り外しを容易にする、▲２▼飲料冷却器の内部を開放して洗浄できるようにする。

業務用の飲料ディスペンサーは、単位面積当りの賃料や建設費の高い場所に設置されるので設置面積の小さなものが望まれるので、米国特許５４９９７４４、６６９８２２９では、飲料ディスペンサーの小型化高冷却能力化の努力がなされているが、冷却水を蓄える冷却室の容積と重量が大きく、冷却室、即ち冷却水を少なくすることが必要である。

飲料冷却のためには、予め大きな熱容量を持つ冷却室内の冷却水を冷却しておく必要があり、水の冷却に比較的長い時間と大きなエネルギー消費が必要である。注出量の小さな飲料ディスペンサーでも、水の温度を約０℃に冷却する必要があり、注出しない場合も冷却が継続され、冷却室内の水が氷になるまで冷凍機が動き続け、エネルギーを消費する。

課題を解決するための手段

従来の飲料冷却管と同じ役割を果たし、飲料冷却器を入口と出口部に深い溝を、溝間に浅い溝を有する冷却器主部と蓋で形成して飲料側の伝熱面を開放可能とする。浅い溝と蓋で形成する数ミリ以下の薄い板状の流路に飲料を流すことにより、流路内部の流速を均一化し、熱伝達を促進する。

飲料冷却器を、入口と出口とつながった蛇行溝を有する冷却器主部と蛇行溝を密閉する形の蓋で形成して、蛇行溝部を開放可能とする。

冷凍機で生成された低温の冷媒をらせん状の冷媒冷却管路を水や保冷剤を入れた冷却槽内に設置して、冷却された中間冷却剤（水や保冷剤）内に没した前記の飲料冷却器に飲料を流して冷却する。

飲料ディスペンサーを、冷凍機部、冷却槽、飲料冷却器に分け、冷凍機部に圧縮機、蒸発器、凝縮器、ファンモータを設置、断熱材で断熱された冷却槽内にらせん状の冷媒冷却管、中間冷却剤（水や保冷剤）、循環ポンプ、飲料冷却器を設置、飲料冷却器は単独で冷却槽から取り出せるようにする。

実施例１の瞬間冷却方式の飲料ディスペンサーの構成の側面断面図を図１に、平面断面図を図２に示す。実施例１の瞬間冷却方式の飲料ディスペンサーは、冷凍機ボックス（１０５０）、冷却槽（２０００）、冷却槽（２０００）内に設置された冷媒冷却管（２１００）、中間冷却剤（２２００）、循環筒（２３００）内に設けられた循環翼（２４００）を循環モータ（２５００）で駆動して冷却槽（２０００）内の中間冷却剤（２２００）が循環され、飲料冷却器（３１００）内の飲料冷却が促進される。飲料冷却器（３１００）は、冷却槽（２０００）の上部に取り付けられ、上方への抜き取りができる構成となっている。冷凍機ボックス（１０５０）には、冷凍機（１０００）を構成する圧縮機（１１００）、凝縮器（１２００）ファン（１３００）、モータ（１４００）が収められている。圧縮機（１１００）で圧縮された冷媒は、凝縮器（１２００）で冷却凝縮され、膨張弁（１５００）で膨張して低温ガスとなり、冷媒冷却管（２１００）に送られて飲料冷却器（３１００）を冷却する中間冷却剤（２２００）を冷却して、圧縮機（１１００）へ戻る。凝縮器（１２００）はモータ（１４００）で駆動されるファン（１３００）で送られる空気で冷却される。飲料冷却器（３１００）は、飲料入口管（３５００）から送り込まれた飲料を飲料出口管（３７００）からタップ（４０００）へと送られる。冷却槽（２０００）は、断熱材（２６００）で断熱される。

図３に、実施例１に使用する飲料冷却器（３１００）の詳細図を示す。図３（ａ）に飲料冷却器主部（３１００Ａ）の側面図、（ｂ）に正面図、（ｃ）にＡ−Ａ断面図を蓋（３１８０）と組み合わせたものを示す。飲料冷却器主部（３１００Ａ）は、板状の部材に溝状の飲料入口流路（３１３０）、冷却部底板（３１４０）、溝状の飲料出口流路（３１５５）を設けたもので、飲料は入口（３１１０）から入り、飲料入口流路（３１３０）で分配されて冷却部底板（３１４０）と蓋（３１８０）で形成される薄板状の隙間を流れて冷却され、飲料出口流路（３１５５）に集められて出口（３１２０）から出る。また、薄板構造の場合、広い平面に高い面圧が作用すると面の変形が生じるので面に凹凸を持たせて強度を保持して面の変形を抑制しても良い。

実施例２は、図４に示すように、飲料冷却器（３１００）に冷熱蓄熱機能を持たせたもので、製作方法として機械加工が容易なものであり、少量生産に適している。図４（ａ）に飲料冷却器主部（３１００Ａ）の側面図、（ｂ）に正面図、（ｃ）にＡ−Ａ断面を蓋（３１８０）と組み合わせたものを示す。飲料冷却器主部（３１００Ａ）は、厚板状の部材に溝状の飲料入口流路（３１３０）、冷却部底板（３１４０）、溝状の飲料出口流路（３１５５）を設けたもので、飲料は入口（３１１０）から入り、飲料入口流路（３１３０）で分配されて冷却部底板（３１４０）と蓋（３１８０）で形成される薄板状の隙間を流れて冷却され、飲料出口流路（３１５５）に集められて出口（３１２０）から出る。本明細では、生産性を重視して、上記の蓋（３１８０）は、形状がもっとも単純な平板にしているが、蓋（３１８０）にも飲料冷却器主部（３１００Ａ）と同様の加工をしたものを用いても良く、なんら本考案の主旨が変わるものではない。

実施例３は、図５に示すように飲料冷却器（３１００）を、蛇行溝を有する飲料冷却器主部（３１００Ａ）と平板状の蓋（３１８０）で構成したものである。

実施例４は、図８に示すように、飲料冷却器（３１００）と中間冷却剤（２２００）間の伝熱をよくするためには伝熱面の増大を図る必要があるので、飲料冷却器（３１００）の表面に板状フィン（５１００）や角柱フィン（５２００）を設けたものである。

発明の効果

実施例１は、図１に示すように、冷却水を蓄える冷却槽が小さいため、従来の飲料ディスペンサー、特表平１１−８０８２１３、特開２００２−２８４２９４、特開２００３−２００９９９、特開２００３−９７８７６、特開２００１−３３５０９６、特開２００４−１０６９２７に比べてコンパクトで、設置面積も小さい。また、蓋（３１８０）をはずすことにより、飲料冷却器（３１００）を開放して洗浄ができる。飲料には、糖分やアルコール、タンパク、澱粉質、カルシウムなどの種々の成分が含まれ、水や洗浄液などを流路に通しただけでは、除去できないが、開放して洗浄することで、容易に洗浄可能となる。他の全ての実施例についても同様の効果がある。

実施例２は、飲料冷却器（３１００）に冷熱蓄熱機能を持たせたもので、製作方法として機械加工が容易なものであり、少量生産に適している。飲料冷却器（３１００）をステンレスで製作した場合、比熱約０．１ｋｃａｌ／ｋｇ／℃、比重７．８ｋｇ／リットルであり、同じ容積と温度差の場合、水の８割程度の冷熱蓄熱ができる。

実施例３は、飲料冷却器（３１００）に冷熱蓄熱機能を持たせたもので、製作方法として機械加工が容易なものであり、少量生産に適している。飲料冷却器（３１００）をステンレスで製作した場合、比熱約０．１ｋｃａｌ／ｋｇ／℃、比重７．８ｋｇ／リットルであり、同じ容積と温度差の場合、水の８割程度の冷熱蓄熱ができる。

実施例４は、図８に示すように、飲料冷却器（３１００）の表面に板状フィン（５１００）や角柱フィン（５２００）を設けたものであり、伝熱面の増大により飲料冷却器（３１００）と中間冷却剤（２２００）間の伝熱が良くなる。

実施例１の飲料ディスペンサーの側面断面図 実施例１の飲料ディスペンサーの正面断面図 実施例１の飲料冷却器の詳細図 実施例２の飲料冷却器の詳細図 実施例３の飲料冷却器の詳細図 実施例３の飲料冷却器冷却フィンの詳細図

符号の説明

（２）冷凍機 （２４００）循環翼
（３）冷却水タンク （２５００）循環モータ
（５）プレート式熱交換器 （２６００）断熱材
（１４）冷却水送りポンプ （３０００）飲料冷却器
（１１０）炭酸ガスボンベ （３１００）飲料冷却器
（１２０）減圧弁 （３１００Ａ）飲料冷却器主部
（１３０）ガス管 （３１１０）入口
（２１０）樽 （３１２０）出口
（２２０）ヘッド （３１３０）飲料入口流路
（２３０）供給管 （３１４０）冷却部底板
（３００）ディスペンサー （３１５５）飲料出口流路
（３１０）飲料冷却管 （３１６０）冷却部外縁
（３２０）タップ （３１７０）冷却部外板
（３３０）水 （３１８０）蓋
（３４０）冷媒冷却管 （３１９０）蛇行溝又は螺旋溝
（３５０）圧縮機 （３４００）断熱材
（３６０）ファン （３５００）飲料入口管
（３７０）凝縮器 （３７００）飲料出口管
（３８０）モータ （４０００）タップ
（３９０）攪拌翼 （５１００）平板フィン
（１０００）冷凍機 （５２００）角柱フィン
（１０５０）冷凍機ボックス
（１１００）圧縮機
（１２００）凝縮器
（１３００）ファン
（１４００）モータ
（１５００）膨張弁
（１６００）冷媒戻管
（２０００）冷却槽
（２１００）冷媒冷却管
（２２００）中間冷媒（水や保冷剤）
（２３００）循環筒

Claims (4)

1. 冷凍機を有する瞬間冷却方式の飲料ディスペンサーにおいて、飲料冷却流路を形成する飲料冷却器主部と蓋に分割して形成した飲料冷却器を冷却槽内の中間冷媒（水や保冷剤）に浸漬したことを特徴とする飲料ディスペンサー。
2. 請求項１において、少なくとも２箇所の窪みを持ち、窪みの一部に入口と出口の孔、周辺部に平面を有して、外周部に平面を有する飲料冷却器主部と少なくとも１箇所の窪みを有する蓋または平板上の蓋で構成される飲料冷却器を有することを特徴とする飲料ディスペンサー。
3. 請求項１において、飲料の出入口と蛇行溝又は螺旋溝を有する飲料冷却器主部と平板状の蓋で構成される飲料冷却器を有することを特徴とする飲料ディスペンサー。
4. 請求項１から３において、飲料冷却器の側面に平板や角柱などのフィンを設けたことを特徴とする飲料ディスペンサー。