JP2008121928A

JP2008121928A - 冷水供給装置

Info

Publication number: JP2008121928A
Application number: JP2006303854A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Hara; 俊明原; Takashi Shima; 剛史島; Michiya Abe; 道也安部
Original assignee: Hoshizaki Electric Co Ltd
Current assignee: Hoshizaki Electric Co Ltd
Priority date: 2006-11-09
Filing date: 2006-11-09
Publication date: 2008-05-29
Anticipated expiration: 2026-11-09
Also published as: JP5219356B2

Abstract

【課題】飲料水流通管内の凍結による圧力上昇を回避することのできる冷水供給装置を提供する。
【解決手段】圧縮機２１の動作中に、給水弁３１及び注出弁３２の開閉による冷水の注出または給水弁３１及び排水弁３３の開閉による冷水の排水を行った場合、制御装置４０は、間欠的に攪拌モータ２８を作動する。
【選択図】図１

Description

この発明は冷水供給装置に係り、特にアイスバンク方式の冷水供給装置に関する。

アイスバンク方式の冷水供給装置が、例えば、特許文献１に記載されている。このような冷水供給装置の構造を図３に示す。冷水供給装置５０は冷却水を貯留する冷水タンク５１を備え、冷水タンク５１の内周面には、冷却水を冷却するための冷却器５２が設けられ、冷水タンク５１中には、飲料水が流通する冷却コイル５３が設けられている。冷却器５２には、圧縮機６１、凝縮器６２及びキャピラリーチューブ６３が順次接続されて冷凍回路６０を構成している。この冷凍回路６０に冷媒が循環すると、冷却器５２において、冷媒と冷却水との間で熱交換が行われて冷却水が冷却され、冷却器５２の周囲に氷が形成される。冷却器５２の周囲の蓄氷量はセンサ６４によって検知され、圧縮機６１の運転を制御することでほぼ一定量に保たれている。冷水タンク５１内では冷却器５２の周囲の氷の形成が均一になるように、攪拌モータ５８を回転させている。冷却器５２の周囲に氷が形成される過程では、冷却水が０℃以下となる過冷却状態が存在する。この過冷却状態で、冷水タンク５１内の冷却水に衝撃が加わると、冷却器５２への着氷が開始する。また、特に衝撃が加えられない場合でも着氷が開始する場合もある。着氷が開始する際、冷水タンク５１内全体にシャーベット状の氷が発生し、冷却水の水温が一瞬にして０℃になる。

ユーザーが図示しない注出スイッチを押すと、給水弁５４及び注出弁５５が開くことにより、冷却コイル５３内を飲料水が流通する。冷却コイル５３内を流通する飲料水は、冷水タンク５１内の水温０℃の冷却水と熱交換を行うことにより冷却されて、冷却された飲料水（冷水）が注出される。長期間冷水の注出が行われない場合には、冷水タンク５１から注出弁５５までの注出管５６の長さが長いので、注出管５６内の水温が上昇してしまう。このため、一定期間、冷水の注出が行われない場合には、注出管５６の容量に相当する量の飲料水を排水弁５７から排水するようにしている。

特開２００６−６４２２４号公報

しかしながら、冷水タンク５１内が過冷却状態の時に冷水の注出が行われると、冷却器５２への着氷が生じていないにもかかわらず、注出時の衝撃や圧力変化等に起因して冷却コイル５３の内部にのみシャーベット状の氷が発生する場合がある。すると、冷却コイル５３の周囲は過冷却状態が続いているため、冷却コイル５３の内部で氷が成長し、最終的には冷却コイル５３の内部が凍結してしまう。この結果、冷却コイル５３内の圧力が上昇して、冷却コイル５３及び注出管５６から構成される飲料水流通管中に存在する接続部からの水漏れが発生したり、飲料水流通管の変形が生じたり、外気と冷却コイル５３内との間の圧力差が大きいために注出弁５５が開かなくなったりする問題点があった。

この発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、飲料水流通管内の凍結による圧力上昇を回避することのできる冷水供給装置を提供することを目的とする。

冷却水を貯留する冷水タンクと、圧縮機、凝縮器、減圧手段及び前記冷水タンク内に設けられた冷却器からなる冷凍回路と、飲料水が流通する飲料水流通管であって、その一部が前記冷却水中に浸漬されている飲料水流通管とを備え、前記冷却器の周囲に氷が形成され、前記冷却水と前記飲料水流通管を流通する飲料水とが熱交換を行うことにより、前記飲料水が冷却される冷水供給装置において、前記冷却器の周囲に氷が形成されているか否かを検知する氷検知手段と、前記冷却水の攪拌を行う攪拌手段と、前記飲料水流通管に設けられ、冷却された飲料水を注出する注出手段と、前記飲料水流通管に設けられ、前記飲料水流通管内の飲料水を排水する排水手段とを備え、前記氷検知手段が前記冷却器の周囲に氷が形成されていないことを検知したときに前記圧縮機が動作し、前記圧縮機の動作中に前記注出手段又は前記排水手段が操作された場合に、前記攪拌手段を間欠的に作動させることを特徴とする。

この発明によれば、間欠的に攪拌手段を作動させることにより、冷却器の周囲に確実に氷を形成させることができるので、飲料水流通管内にシャーベット状の氷が発生するのを防止することができる。

以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
この実施の形態に係る冷水供給装置の構成を図１に示す。冷水供給装置１０は、冷却水を貯留する冷水タンク１１を備え、冷水タンク１１の内周面には、冷却水を冷却するための冷却器１２が設けられている。冷却器１２には、圧縮機２１、凝縮器２２及び減圧手段であるキャピラリーチューブ２３が順次接続されて冷凍回路２０を構成している。また、冷却器１２には、冷却器１２の周囲に氷が形成されていることを検知するための氷検知手段である蓄氷センサ３８が設けられている。冷水タンク１１内には、冷却水を攪拌するインペラ２７が設けられ、インペラ２７は攪拌モータ２８によって回転するようになっている。ここで、インペラ２７と攪拌モータ２８とは、攪拌手段を構成する。

また、冷水タンク１１内には、飲料水が流通する螺旋状の冷却コイル１３が設けられている。冷却コイル１３の一端には、飲料水の水源３０に連通する給水管１４が接続され、冷却コイル１３の他端には、冷却コイル１３において冷却された飲料水（冷水）が流通する注出管１５が接続されている。ここで、冷却コイル１３、給水管１４及び注出管１５は、飲料水流通経路を構成する。すなわち、飲料水流通経路は、その一部分である冷却コイル１３が冷却水中に浸漬されている。給水管１４には、水源３０と給水管１４との連通を開閉する給水弁３１が設けられている。注出管１５には、冷水の注出を行う注出弁３２が設けられている。また、注出管１５には、注出弁３２の上流に、排水管３４及び排水弁３３が設けられている。ここで、給水弁３１と注出弁３２とは注出手段を構成し、排水管３４と排水弁３３とは排水手段を構成する。

冷水供給装置１０はさらに、注出スイッチ４１と制御装置４０とを備えている。圧縮機２１、攪拌モータ２８、給水弁３１、注出弁３２、排水弁３３、蓄氷センサ３８及び注出スイッチ４１は、制御装置４０に電気的に接続されている。

次に、この実施の形態に係る冷水供給装置の動作について説明する。
図１に示されるように、冷水供給装置１０の電源を入れると圧縮機２１が起動し、冷凍回路２０内を冷媒が循環する。冷媒の循環により冷却器１２が冷却される。また、攪拌モータ２８が起動してインペラ２７が回転を開始することにより、冷却水が攪拌される。これにより、冷水タンク１１内の冷却水が冷却されて、冷却器１２の周囲に氷が形成される。冷却器１２の周囲に氷が形成されていることを蓄氷センサ３８が検知すると、制御装置４０は圧縮機２１を停止する。その後、氷が溶けて、冷却器１２の周囲に氷が形成されていないことを蓄氷センサ３８が検知したら、制御装置４０は再び圧縮機２１を起動する。すなわち、蓄氷センサ３８による氷の有無に基づいて圧縮機２１の運転を制御することにより、冷却器１２の周囲の蓄氷量が調整される。

ユーザーが注出スイッチ４１を押すと、制御装置４０が注出手段を操作することにより、冷水が注出される。具体的には、注出スイッチ４１が押されると、制御装置４０は注出弁３２を開き、注出弁３２を開く動作に少し遅れて給水弁３１を開く。ユーザーが注出スイッチ４１から指を離すと、制御装置４０は給水弁３１を閉じ、給水弁３１を閉じる動作に少し遅れて注出弁３２を閉じる。これにより、ユーザーが注出スイッチ４１を押している時間に応じた量の飲料水が水源３０から給水管１４に供給され、飲料水が給水管１４、冷却コイル１３及び注出管１５を順次流通する。飲料水が冷却コイル１３を流通する際に、冷水タンク１１内の冷却水と熱交換することによって飲料水が冷却されて冷水となり、この冷水が注出管１５を流通して注出される。

一定時間冷水の注出が行われない場合には、注出管１５内に残留している冷水の温度が上昇してしまい、この状態で冷水の注出が行われると、十分冷えた冷水が注出されなくなってしまう。そこで、２０分以上冷水の注出が行われない場合には、制御装置４０が排水手段を操作することにより、注出管１５内に残留する冷水を排水する。具体的には、制御装置４０は、排水弁３３を開いた後、これに少し遅れて一定時間だけ給水弁３１を開き、給水弁３１を閉じた後、これに少し送れて排水弁３３を閉じる。これにより、一定量の冷水、すなわち、注出管１５内に残留する冷水（温度が上昇した飲料水）が排水管３４から排水され、注出管１５内は、冷却コイル１３を流通したばかりの冷水に置換される。これにより、十分冷えた冷水が注出され得る状態となる。

ところで、これまでは、冷却器１２の周囲に一定量の氷が形成された状態における冷水の注出動作を説明したが、既に述べたように、氷が形成される過程では、冷却水が０℃以下となる過冷却状態が存在し、この状態で冷水の注出を行うと、様々な問題が生じることとなる。そこで、次に、このような問題を回避するための動作を、図２のタイミングチャートに基づいて説明する。

制御装置４０は、注出手段の操作を行った後、時間の経過を測定する。注出手段の操作を行ってから２分が経過したときに、圧縮機２１が稼動している場合には、制御装置４０は、飲料水流通管内、特に冷却コイル１３内にシャーベット状の氷が発生する可能性が高いと判断し、排水弁３３を開くことによって飲料水流通管内部の圧力を減圧する。このとき、給水弁３１を開かないため、排水管３４から冷水が排水されることはない。ここで、飲料水流通管内の圧力が上昇するのは、発生したシャーベット状の氷が成長したときであるため、氷が成長する時間を考慮して、注出手段の操作を行ってから２分経過後に排水弁３３を開くようにしている。従って、この２分の間に圧縮機２１が停止した場合には、過冷却状態が解消し、シャーベット状の氷が成長しないので、制御装置４０は排水弁３３を開くことはない。また、排水弁３３を開いた場合には、冷却器１２の周囲の水温を低下させて着氷しやすくするために、制御装置４０は攪拌モータ２８の稼動を停止して、インペラ２７による冷却水の攪拌を停止する。攪拌モータ２８を停止後２分が経過したら、制御装置４０は、５秒間だけ攪拌モータ２８を作動させてインペラ２７による冷却水の攪拌を行う。その２分経過後、制御装置４０は再び５秒間だけ攪拌モータ２８を作動させる。さらにその２分経過後、制御装置４０は、５秒間だけの作動ではなく継続して攪拌モータ２８を作動させる。すなわち、制御装置４０は、注出手段の操作を行ってから２分経過後からの６分１０秒間の間に、攪拌手段を間欠的に作動させる。ここで、攪拌モータ２８の停止中に冷水タンク１１内が過冷却状態になっている場合には、インペラ２７による冷却水の攪拌により氷発生のきっかけが与えられるため、冷却器１２の周囲に確実に氷が形成され、冷却水の水温が一瞬にして０℃になる。これにより、冷却コイル１３内にシャーベット状の氷ができるのが防止される。

その後、継続して注出手段の操作がない場合には、攪拌モータ２８の作動を継続させる以外、制御装置４０は何の動作も行わない。そして、前回の注出手段の操作が行われてから２０分が経過したら、既に述べたように、制御装置４０は排水手段を操作して、一定量の冷水の排水を行う。その後は、上記方法と同様にして、攪拌手段を間欠的に作動させる動作を行う。すなわち、制御装置４０は、圧縮機２１の動作中に注出手段又は排水手段を操作した場合には、上記方法で攪拌手段を間欠的に作動させる動作を行う。尚、間欠的な攪拌手段の作動により冷却器１２の周囲に氷が形成され、これを蓄氷センサ３８が検知した場合には、制御装置４０は圧縮機２１を停止するので、これと併せて、排水弁３３を閉じると共に攪拌手段を作動させ続けることにより、通常の制御に戻る。図２には、排水を行った後の間欠的な攪拌手段の作動により通常の制御に戻る場合が図示されているが、注出を行った後の間欠的な攪拌手段の作動により冷却器１２の周囲に氷が形成された場合にも同様に、通常の制御に戻る。

このように、圧縮機２１の動作中に注出手段又は排水手段が操作された場合、攪拌モータ２８を間欠的に作動させることにより、冷却水に氷発生のきっかけを与え、冷却器１２の周囲に確実に氷を形成することができるので、冷却コイル１３内にシャーベット状の氷ができることを防止できる。また、飲料水流通管に圧力センサを取り付けたり、圧力上昇に伴って動作する減圧弁等の高価な部品を新たに取り付けたりすることなく、ソフトウェアのみを変更するだけで対応できるので、コストをかけずに上記効果を得ることができる。

この実施の形態では、排水弁３３を開くことで飲料水流通管内の減圧を行っているが、注出弁３２を開くことによって減圧を行ってもよい。
また、この実施の形態における各時間の設定値は、これに限定することを意味するものではなく、単なる例示にすぎないので、適宜変更することが可能である。

この発明の実施の形態に係る冷水供給装置の構成図である。この実施の形態に係る冷水供給装置の動作のタイミングチャートである。従来の冷水供給装置の構成図である。

符号の説明

１０冷水供給装置、１１冷水タンク、１２冷却器、１３冷却コイル（飲料水流通管）、１４給水管（飲料水流通管）、１５注出管（飲料水流通管）、２０冷凍回路、２１圧縮機、２２凝縮器、２３キャピラリーチューブ（減圧手段）、２７インペラ（攪拌手段）、２８攪拌モータ（攪拌手段）、３１給水弁（注出手段）、３２注出弁（注出手段）、３３排水弁（排水手段）、３４排水管（排水手段）、３８蓄氷センサ（氷検知手段)。

Claims

冷却水を貯留する冷水タンクと、
圧縮機、凝縮器、減圧手段及び前記冷水タンク内に設けられた冷却器からなる冷凍回路と、
飲料水が流通する飲料水流通管であって、その一部が前記冷却水中に浸漬されている飲料水流通管と
を備え、
前記冷却器の周囲に氷が形成され、前記冷却水と前記飲料水流通管を流通する飲料水とが熱交換を行うことにより、前記飲料水が冷却される冷水供給装置において、
前記冷却器の周囲に氷が形成されているか否かを検知する氷検知手段と、
前記冷却水の攪拌を行う攪拌手段と、
前記飲料水流通管に設けられ、冷却された飲料水を注出する注出手段と、
前記飲料水流通管に設けられ、前記飲料水流通管内の飲料水を排水する排水手段と
を備え、
前記氷検知手段が前記冷却器の周囲に氷が形成されていないことを検知したときに前記圧縮機が動作し、前記圧縮機の動作中に前記注出手段又は前記排水手段が操作された場合に、前記攪拌手段を間欠的に作動させることを特徴とする冷水供給装置。