JP2010519495A - 飲料冷却装置及び方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、飲料注出用飲料ディスペンサ（１０００）であって、冷却回路（４１）、第一の導管（２０）から来る液体状の冷却流体をその下部に収容し、流体のガス状での蒸発を可能にすることができ、その上部にはガスの形態の冷却流体を収容することができるタンク（１０）、タンク（１０）からガスの形態の冷却流体を回収するための第二の導管（３０）、タンク（１０）の内部で注出すべき飲料を循環させ、液体及び／またはガスの形態の冷却流体と熱交換の関係にある少なくとも一つの管（４０）を備える飲料ディスペンサを提供する。
【選択図】図３

Description

本発明は、飲料を冷却及び注出することができる装置及び方法に関する。特に、本発明は、ビール及び他の飲料を冷却及び「ハンドルポンプ」で注出することができる装置に関するものである。

以前から、ビール、発泡性ワイン、ソーダなどの飲料を、各飲料に合わせた所定の温度に維持して、それら飲料の注出を実行することができる装置が知られている。例えば、ビールの場合、−１．５℃以下の温度では凍結し、４℃以上では泡立ち、飲むのに適した温度はビールの種類による（ビールの種類に応じた温度によって、飲料の味、アロマ及び香りが明らかになる）ことが知られている。
従来から、飲料を冷却する二つの方法が公知である。

第一の方法は、飲料を収容する螺旋管またはタンクを、氷浴や従来からの冷却剤装置によって冷却された水浴に浸す方法である。この点に関しては、特許文献１に記載された装置を参照することができる。螺旋管またはタンクが氷浴に浸っている場合は、氷が溶けるまでの時間が限られていることから、氷塊を得て、運搬するのが難しいことと、氷の熱転移の効率が低いことと、そのコストが主な欠点として挙げられる。螺旋管及びタンクが従来の冷却剤によって冷却される水浴に浸っている場合は、そのような装置の欠点としては、冷却水を収容するためにはサイズの大きなタンクの必要があり、水タンクの充填時間が長く（これは「ハンドルポンプ」での注出では容易ではない）、また、水による内容物の冷却時間が必要であり、したがって、装置の設置と冷却飲料の最初の注出との間に長い期間かあることが指摘される。

第二の方法は、飲料を収容するタンクが、従来の冷却回路の蒸発器に囲まれている（蒸発器と接触している）方法である。タンクは、断熱区画に収容され、蒸発器との熱交換によって冷却される。この点に関しては、特許文献２を参照することができる。その主な欠点は、注出前にタンクを完全に冷却しなければならないので、そのタンクの冷却時間、タンク及び蒸発器を備える断熱チャンバのサイズが大きいこと、及び、タンクと蒸発器との間に空気が存在すること（極めて低い熱交換係数を有する）である。

また、特許文献３から、飲料が二つの冷却手段によって冷却される冷却飲料ディスペンサが公知である。しかしながら、このディスペンサは、流量の小さい飲料に適している。この文献には、特許文献１に記載された方法及び特許文献２に記載された方法を同時に含む方法が記載されている。

また、特許文献４によって、熱交換器を使用して飲料を冷却する飲料冷却システムが公知である。このシステムでは、飲料とこの交換器の内部を循環する冷媒液との間の直接の熱接触によって熱交換がおこなわれ、これらの二つの液体は金属面によって分離されている。しかしながら、このシステムは、下記の欠点を示す。そのようなシステムの構成は、正確な間隔δで配置されたプレートの存在のため、複雑でコストがかかり、実現するのが困難である。その結果、交換器内部の洗浄は、アクセス困難な区域が存在するため、ほとんど実施することができない。さらに、このシステムでは、気密性の欠陥（はんだ付け欠陥及び飲料とガスとの分離区域での穿孔）を原因として、冷却ガスによる飲料の汚染の危険性が高くなる。そのうえ、熱交換器は、それ自体の機能性により液体分離器を必要とする。この分離器の形態により、熱交換器の断熱は容易ではない。さらに、このシステムは、一度に一つの導管の飲料しか冷却できない。したがって、大量の注出が要求され、第一番目の樽が空になると、注出を続けることが可能になる前に、空の樽を満タンの樽に交換するのを待つか、または、使用待機中の第二の交換器を使用しなければならない。

この種の用途で使用される下記の三種類のコンプレッサ装置が公知である。
−開いた装置：この装置では、コンプレッサとモータは分離されていて、ベルトまたは機械伝動装置によって接続されている。このコンプレッサ装置は、単相または三相で使用可能である。しかしながら、このコンプレッサ装置は、非常に重く、サイズが大きく、高価である。
−半密閉装置：この装置では、モータとコンプレッサは、互いに直接結合されている。したがって、モータとコンプレッサとの結合にアクセスできない（取り外して、二つの部分を分解しない限り）。そのため、このコンプレッサ装置は修理できない。しがしながら、このコンプレッサ装置は、極めて高価で、三相及び１．５馬力以上のものしか存在しない。したがって、この型のコンプレッサ装置は、三相化されたコンセントを必要とするので、ハンドルポンプディスペンサには適していない。
−完全密封装置：この装置では、モータ及びコンプレッサは、取り外しできない密封されたカバー内に閉じ込められていて、そこから名前が由来する。このコンプレッサ装置は、単相で使用できる（小さな電力で、すなわち、１．５馬力以下で）。この装置は、継電器及び始動凝縮器を備え、また、永久凝縮器を備えることもある。しかし、このコンプレッサ装置では、頻繁な停止及び始動のときに、その継電器及び凝縮器のオーバーヒートの危険性がある。

フランス特許第２６８４０８８号 アメリカ合衆国特許第３７１２５１４号 フランス特許第２８１５０２４号 アメリカ合衆国特許第５９７０７３２号

本発明は、上記の欠点を全く示さない冷却飲料ディスペンサを提供することを目的とする。

特に、本発明は、冷媒液と飲料管との間に中間物がなく、飲料を入れた樽が高温であるときも含めて、飲料供給源を連続的に、瞬時に冷却することができる飲料ディスペンサを提供することを目的とする。
また、本発明は、水も、氷盤も、いかなるアースも、貯蔵物質や熱交換を生成するための攪拌器も必要としないで、飲料を冷却することができる飲料ディスペンサを提供することを目的とする。本発明は、さらに、「ハンドルポンプ」の使用が可能な飲料ディスペンサであり、したがって、容易に移動させることができ、設置が簡単で、設置直後から冷却された飲料の注出が可能な飲料ディスペンサを提供することを目的とする。

本発明は、飲料注出用飲料ディスペンサであって（以下、飲料ディスペンサ）；温度を上昇させて、ガス相の冷却流体を圧縮するコンプレッサであって、コンプレッサは単相コンプレッサ；温度を低下させ、冷却ガスを凝縮する凝縮器、並びに、第一の導管によって通過する冷却流体の圧力を低下させるための手段であって、第一の導管は冷却流体を液体の形態で循環させるための手段を備える冷却回路、第一の導管から来る液体状の冷却流体をその下部に収容し、流体のガス状での蒸発を可能にし、その上部にはガスの形態の冷却流体を収容するためのタンク、タンクからガスの形態の冷却流体を回収するための第二の導管、タンクの内部で注出すべき飲料を循環させ、液体及び／またはガスの形態の冷却流体と熱交換の関係にある少なくとも一つの管を備える飲料注出用飲料ディスペンサを提供する。

本発明の好ましい一実施態様では、飲料ディスペンサは、二つの接続によって冷却回路に接続された補助回路であり、その第一の接続がコンプレッサの出口と凝縮器との間にあり、第二の接続がコンプレッサの入口とタンクとの間にある補助回路、各々、第一の接続と凝縮器との間、及び、タンクと第二の接続との間に配置され、冷却流体が凝縮器から補助回路の方へ、または、補助回路からタンクの方へ逆流するとき、自動的に閉まることができる逆流防止弁、補助回路の内部で圧力を均衡させるために、補助回路の内部に配置され、通常、コンプレッサが停止しているときは開き、コンプレッサが始動すると閉じる均衡弁、凝縮器からタンクに向かう冷却流体流を停止させるため、凝縮器とタンクとの間に配置され、通常、コンプレッサが停止しているときは閉じ、コンプレッサが始動するとき開く磁気弁を備える。

好ましくは、飲料ディスペンサは、タンクの内部に温度を測定し、コンプレッサを停止または再始動させることができるサーモスタットを備える。この再始動は、好ましくは、最小で４秒の遅延後に実行される。

本発明の別の好ましい一実施態様では、タンクは、その内部にシリンダを備え、そのシリンダはタンクの底部にはんだ付けされ、下方が開き、タンクの上部にあるガスの形態の冷却流体を回収し、第二の導管を介してコンプレッサの方へその流体を排出することができるものである。また、このシリンダによって、所定の冷却流体容量で、タンクの内部のこの流体の高さを大きくすることができ、それによって、流体と飲料との間の熱交換が向上するものでもある。

好ましくは、少なくとも一つの管は、シリンダを中心にして取り巻くものである。

好ましくは、その管は螺旋管であり、ステンレス製である。

本発明のまた別の好ましい一実施態様では、少なくとも一つの管がパイプ内に挿入され、二重壁の管を形成して、螺旋管に割れ目がある場合に食品汚染の危険性を完全に回避することができるものである。

好ましくは、このパイプは銅製である。

好ましくは、飲料ディスペンサは、コンプレッサを始動または停止させることができる安全化された圧力自動調節器を備える。

本発明は、ハンドルポンプによる飲料ディスペンサへの利用に有用である。

従来技術の飲料冷却装置を単純化した図面である。 本発明による飲料ディスペンサの好ましい一実施態様の概略図である。 図２の飲料ディスペンサの一般的な作動方法の概略図である。 図２のディスペンサの好ましい一実施態様を図示したものである。

図１は、従来技術の飲料冷却装置を単純化した図であり、この装置では、飲料を搬送する導管１００（たとえば、螺旋管）は氷を含む水槽に浸されている。

図２は、本発明による飲料ディスペンサの作動方法を図示する一般的な原理の概略図である。
ディスペンサ１０００は、冷却流体源（例えば、Ｒ２２、Ｒ４０４またはＲ４０７の従来の冷却回路、または、例えばＣＯ₂ を含む液化ガスボンベなど）、厚さ４ｍｍのシートメタル製の直径２８ｃｍ及び高さ４０ｃｍの円筒形の形態の断熱されたタンク１０で、その下部に液体の形態の冷却流体を収容し、その上部にガスの形態の冷却流体を収容することができるタンク、タンク１０の下部に液体の形態の冷却流体を搬送するための第一の導管２０、タンクの上部でガスの形態の冷却流体を回収するための第二の導管３０、そのタンクの内部で注出すべき飲料を循環させ、液体またはガスの形態の冷却流体との熱交換によって飲料を冷却させるための管４０を備える。

図３は、本発明による好ましい飲料ディスペンサを概略的に図示したものであり、このディスペンサでは、冷却流体源は従来の冷却回路である。
ディスペンサ１０００は、ガス相の冷却流体を圧縮する単相コンプレッサ装置５０（以下、単純にコンプレッサ５０と呼ぶ）；水または外気によって冷却されて、温度を低下させ、冷却ガスを凝縮させる凝縮器６０；導管２０を通過して、タンク１０の方へ進む冷却流体の圧力を減少させる脱水器７０及び減圧弁８０；タンク１０の内部の温度を測定できるサーモスタット９０を備える冷却回路４１、二つの接続４２ａ及び４２ｂによって冷却回路４１に接続された補助回路４２であり、その第一の接続がコンプレッサ５０の出口と凝縮器６０との間にあり、第二の接続がコンプレッサ５０の入口とタンク１０との間にある補助回路、各々、接続４２ａと凝縮器６０との間、及び、タンク１０と接続４２ｂとの間に配置された逆流防止弁４３及び４３’、補助回路内４２に配置され、通常、開いている均衡弁４４、凝縮器６０とタンク１０との間に配置された、通常、閉じている磁気弁４５を備える。

本発明の好ましい一実施態様によると、コンプレッサ５０は、単相空調密閉装置から選択される。それによって、より高い出力が供給され、継電器も始動凝縮器も備えていないので、この選択は、冷却コンプレッサに好ましい。したがって、この選択は、同じ出力でより安価であるという利点を示す。さらに、継電器及び始動凝縮器のオーバーヒートに関係する不都合を示さない。これらのコンプレッサ装置は、当初から、１時間につき７、８回、各回につき、最小停止時間が２〜３分で始動するように設計されている。単相化されたものが存在し、流体Ｒ２２、Ｒ４０４Ａ、Ｒ５０７をＲ４０７Ｃ及びＲ４１０Ａの代わりに使用する。

そのコンプレッサの出力は、所望の飲料の流量に応じて計算される。ハンドルポンプの場合、流量は、約２６℃の差異で、連続的に計算される。例えば、ビール１５０ｌを２７℃から１℃に冷却するためには、コンプレッサ５０は、約４０００Ｗ（気化温度０℃で）の出力を備えていなければならない。

好ましい飲料ディスペンサ１０００は、下記の方法で使用される。
ディスペンサ１０００が圧力下にあるとき、サーモスタット９０がコンプレッサ５０に始動を命令すると、このコンプレッサは、冷却流体をガス相に圧縮する。コンプレッサ５０の作動中、コンプレッサ５０と並列で給電されている磁気弁４４は閉じ、その結果として、冷却流体が補助回路内を循環することを妨げ、したがって、コンプレッサ５０に出入りする冷却流体の圧力の均衡を妨げる。同様に、コンプレッサ５０が作動中、磁気弁４５は開いており、冷却回路４１内で流体を自由に循環させる。コンプレッサ５０によって圧縮されたガス相の冷却流体は、凝縮器６０を通過して、そこで、水及び外気によって、その温度を低下させ、液体状に凝縮される。液体状の冷却流体は、冷却流体の蒸発を良好に制御して、タンクが良好に充填されていることを保証する脱水器７０及び圧力調節器８０を通過する。この冷却回路の第一の部分は、コンプレッサ５０から出て、圧力調節器８０に入る流体の圧力が高いことを特徴とする。液体状の流体が、圧力調節器８０及び導管２０を通過して、タンク１０に入ると、タンク１０の下部に沈殿し、その環境で熱を取られると、沸騰状態に入る。タンク１０の内部の、一般的に、長さ２１ｍのステンレス金属製の螺旋管である管４０を循環する飲料は、その結果、この管４０と液体状及びガス状の冷却流体との熱交換によって冷却される。飲料の漏れ及び汚染の危険性を全て回避するためには、本発明の一実施例では、管４０が銅製のパイプ内に挿入されており、すなわち、大気圧の二つの壁の間の中間物を含む二重壁の管を形成する。ガス状の冷却流体は、この流体をコンプレッサ５０の方へ導く導管３０によって排出される。冷却回路の第二の部分は、圧力調節器８０を出て、コンプレッサ５０に入る流体の圧力が低いことを特徴とする。

サーモスタット９０によってタンク１０の内部で測定した温度が所望の値に達したとき、または、ディスペンサが圧力範囲を外れたときなど、コンプレッサ５０が停止するとき、補助回路４２の内部の磁気弁４４が開き、一方、磁気弁４５が閉じ、二つの逆流防止弁４３、４３’が自動的に冷却流体の還流を閉じる。このようにして、タンク１０及び凝縮器６０の内部で圧力（及び、したがって、温度）を均衡にせずに、補助回路４２の内部で冷却流体の圧力を均衡にすることができる。コンプレッサ５０から出る流体の高圧とコンプレッサ５０に入る流体の低圧との間の均衡によって、コンプレッサ５０は、停止後、容易に再始動することができ、タンク１０及び凝縮器６０内の温度を変化させずに維持することができる。このメカニズムによって、コンプレッサとして段落００２５に記載したコンプレッサ装置５０をコンプレッサとして使用することができ、その結果、ハンドルポンプのディスペンサの使用可能性を制限する三相化されたコンセントを必要とする三相コンプレッサ装置の使用を回避することができる。コンプレッサは、０．５〜４馬力の出力を有する。

図４に図示したように、本発明の別の実施態様では、第二の導管３０をシリンダ３１に交換し、そのシリンダをタンク１０の底部にはんだ付けし、下方を開いて、タンクの上部からガス状の冷却流体が出ることができるようにする。このシリンダ３１は、タンクの内部に配置され、飲料の入った管４０によって囲まれている。このシリンダ３１の存在によって、タンク１０内に収容されている液体状の冷却流体の高さを増大させ、したがって、飲料と冷却流体自体との間の熱交換を向上させ、それによって、タンク１０の内部での飲料の冷却時間を短くすることができる。

本発明のまた別の実施例では、タンク１０は、また、シリンダ１１を中心にして取り巻く複数の飲料管４０を備えることがあり、他の熱交換器は必要ではない。この実施例は、飲料を大量に連続して注出することができ、したがって、空の樽を交換する時間の損失を避けることができ、また、様々な飲料の選択を可能にするので特に有利である。

タンク１０の内部が一定温度のとき、他の方法では凍る恐れのある、または、冷えすぎて注出できない恐れのある飲料を冷却する必要がなくなるのは明らかである。

本発明によると、タンクの温度が調節可能な最低値に達すると、サーモスタット９０を使用して、コンプレッサ５０を停止させることができる。

機械的なサーモスタットでは、停止／作動の差異は、一般的に２℃であり、反応時間は極めて長い。温度の変動は大きくなり、コンプレッサは途中で回復が極めて遅くなり、その出力は、瞬間的な流量のときに出た遅延を補正することができない。

したがって、本発明では、電子サーモスタットを使用することが好ましい。それによって、温度及び停止／作動の差異を０．１℃で調節することができる。例えば、蒸発器から出た液体は０．１℃で、コンプレッサが停止し、差異が０．４℃に調節されていれば、蒸発器内の温度が０．５℃になると、コンプレッサが再度作動する。したがって、ちょうどこの瞬間に流し始めると、停止時間は極めて短くすることができる。停止時間はできる限り短く計算されるべきであり、サーモスタットの停止／始動差異によって、ある読み取り速度（最小速度及び最大速度）に調節されなければならない。読み取り速度または差異の最小にかかわらず、コンプレッサは、少なくとも４秒の停止を備えていなければならない。元の単相密閉コンプレッサのいずれも 段落００２４に記載した高圧及び低圧流体の均衡機構がなければ、通常、それほど短時間の後に再始動することはできない。

温度差が大きいとき（例えば、進行中のとき）、蒸発時の現実の温度は、電子サーモスタット９０のディスプレイよりも急速に低下する。本発明の好ましい一実施態様では、閾値（通常、０℃）以下に低下しないように、ディスペンサ１０００は、安全自動圧力調節器（図示せず）を備え、タンク１０内の圧力が所望の温度値に対応する数値に達すると、コンプレッサ５０を停止させることができる。

本発明による飲料ディスペンサによると、コンパクトで単純な装置を構成することができる。また、本発明のディスペンサは、予備の冷却材（氷または冷却水）を全く必要としない。さらに、本発明のディスペンサによって、パイプ、例えば、銅製のパイプの内部にステンレス製の管４０を挿入することによって、二重壁を課す安全規格に容易に応えることができる。そのうえ、本発明によるディスペンサは、飲料を入れた樽が２７℃であっても、数分後にはこの飲料を温度２℃で注出することができる。

１０ タンク
２０ 第一の導管
３０ 第二の導管
４０ 管
５０ コンプレッサ
６０ 凝縮器
９０ サーモスタット
１０００ ディスペンサ

Claims (11)

1. 温度を上昇させて、ガス相の冷却流体を圧縮する（単相）コンプレッサ（５０）；
   温度を低下させ、冷却ガスを凝縮する凝縮器（６０）；
   第一の導管（２０）によって通過する冷却流体の圧力を低下させるための手段（８０）であって、第一の導管（２０）は、冷却流体を液体の形態で循環させるための手段を備える冷却回路（４１）、
   第一の導管（２０）から来る液体状の冷却流体をその下部に収容し、流体のガス状での蒸発を可能にすることができ、その上部にはガスの形態の冷却流体を収容することができるタンク（１０）、
   タンク（１０）からガスの形態の冷却流体を回収するための第二の導管（３０）、及び、
   タンク（１０）の内部で注出すべき飲料を循環させ、液体及び／またはガスの形態の冷却流体と熱交換の関係にある少なくとも一つの管（４０）を備える
   ことを特徴とする飲料注出用飲料ディスペンサ（１０００）。
2. 二つの接続（４２ａ、４２ｂ）によって冷却回路（４１）に接続された回路（４２）であり、その第一の接続がコンプレッサ（５０）の出口と凝縮器（６０）との間にあり、第二の接続がコンプレッサ（５０）の入口とタンク（１０）との間にある回路、
   各々、接続（４２ａ）と凝縮器（６０）との間、及び、タンク（１０）と接続（４２ｂ）との間にあり、冷却流体の凝縮器（６０）から回路（４２）の方へ、または、回路（４２）からタンク（１０）の方への逆流を自動的に閉めることができる逆流防止弁（４３、４３’）、
   回路（４２）の内部で圧力を均衡させるために、回路（４２）の内部に配置され、通常、コンプレッサ（５０）が停止しているときは開いていて、コンプレッサ（５０）が始動すると閉じる均衡弁（４４）、
   凝縮器（６０）からタンク（１０）に向かう冷却流体流を停止させるため、凝縮器（６０）とタンク（１０）との間に配置され、通常、コンプレッサ（５０）が停止しているときは閉じていて、コンプレッサ（５０）が始動するとき開く磁気弁（４５）、を備える
   請求項１に記載の飲料注出用飲料ディスペンサ（１０００）。
3. タンク（１０）の内部で温度を測定することができ、コンプレッサ（５０）を始動または停止させることができるサーモスタット（９０）を備える
   請求項１または２に記載の飲料注出用飲料ディスペンサ（１０００）。
4. タンク（１０）が、その内部にシリンダ（３１）を備え、そのシリンダはタンク（１０）の底部にはんだ付けされ、下方が開いていて、タンクの上部（１０）にあるガスの形態の冷却流体を回収し、第二の導管（３０）を介してコンプレッサ（５０）の方へその流体を排出することが可能である
   請求項１ないし３のいずれか一つに記載の飲料注出用飲料ディスペンサ（１０００）。
5. 少なくとも一つの管（４０）は、シリンダ（３１）を中心にして取り巻いて構成されている
   請求項４に記載の飲料注出用飲料ディスペンサ（１０００）。
6. 管（４０）が、螺旋管である
   請求項１ないし５のいずれか一つに記載の飲料注出用飲料ディスペンサ（１０００）。
7. 螺旋管が、ステンレス製である
   請求項６に記載の飲料注出用飲料ディスペンサ（１０００）。
8. 少なくとも一つの管（４０）がパイプ内に挿入され、二重壁の管を形成して、螺旋管に割れ目がある場合に食品汚染の危険性を完全に回避可能である
   請求項１ないし７のいずれか一つに記載の飲料注出用飲料ディスペンサ（１０００）。
9. パイプが、銅製である
   請求項８に記載の飲料注出用飲料ディスペンサ（１０００）。
10. コンプレッサ（５０）を始動または停止させることができる安全圧力自動調節器を備える
    請求項１ないし９のいずれか一つに記載の飲料注出用飲料ディスペンサ（１０００）。
11. ハンドルポンプによる飲料注出用のものである
    請求項１ないし１０のいずれか一つに記載の飲料注出用飲料ディスペンサ（１０００）。

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