JP2018058629A - 飲料ディスペンサ - Google Patents

Abstract

【課題】部品コストを増加させることなく、冷水タンク内の冷却水が純水化して電気伝導度が低下するのを防止することができる、飲料ディスペンサを提供する。
【解決手段】飲料ディスペンサ１は、冷水タンク２と温水タンク３を備えている。冷水タンク２内には冷却水Ｗが貯留されると共に冷凍回路の一部を構成する冷却パイプ１０が配置されている。また、冷水タンク２内には、冷却パイプ１０の周囲に形成される氷層Ｆの厚さを電極間の電気抵抗値に基いて検知する氷層センサ３２ａ，３２ｂが配置され、氷層Ｆの厚さに基いて冷凍回路の動作が制御される。温水タンク３内の過剰な水を排水する温水オーバーフローパイプ１９の下流側は冷水タンク２に接続されている。制御ユニット４０は、週間タイマ４１による温水タンク３への給水開始時に、温水タンク３に過剰給水することによって、温水タンク３内の過剰な水を冷水タンク２に流入させる。
【選択図】図１

Description

この発明は飲料ディスペンサに係り、特に冷水タンクと温水タンクを備えた飲料ディスペンサに関する。

冷水タンクと温水タンクを備えた飲料ディスペンサが知られている。このような飲料ディスペンサでは、冷水タンク内に冷却水が貯留され、その中に冷凍回路の一部を構成する冷却器と飲料水が流通する冷却コイルとが配置される。冷却器によってタンク内の冷却水が冷却されて冷却器の周囲に氷層が形成されると、この氷層の潜熱によって冷却コイル内を流通する飲料水が冷却される。

上記のような飲料ディスペンサでは、冷水タンク内に氷層の厚さを検知するための２つのセンサを配置し、２つのセンサ間の電気抵抗値に基いて冷凍回路のＯＮ／ＯＦＦを切り替えることによって、冷却器の周囲にほぼ一定の厚さの氷層が形成されるように制御している。

しかしながら、冷却水を入れ替えることなく長期間に渡って上記の蓄氷制御を行っていると、冷水タンク内の冷却水が純水化してその電気伝導度が低下し、２つのセンサ間の電気抵抗値が常に高い値をとるようになってしまう。その結果、冷却器の周囲に氷層が無くなっても冷凍回路が駆動されず、冷却コイル内を流通する飲料水を冷却できない事態が起こり得る。

上記のような事態に対処するために、現状では冷水タンク内の冷却水の電気伝導度が低下して冷凍回路が駆動されない場合には、ユーザによって冷却水を入れ替えてもらうか、あるいは冷却水に重曹を加えてもらうことによって、冷却水の電気伝導度を高くしてもらっている。

また、特許文献１には、冷水タンク内の冷却水の電気伝導度の低下を防止するために、冷却水専用の給水管路を設けると共にその途中に電磁弁を設け、制御ユニットによって電磁弁の開閉を制御することによって、冷水タンクへの冷却水の給水を自動的に行う事項が記載されている。

特開平１１−３１１４６４号公報

しかしながら、特許文献１では、冷水タンクへの冷却水の給水を自動的に行うために、追加の給水管路と電磁弁を必要とするため、部品コストが増加してしまう。

この発明はこのような問題を解決するためになされたものであり、部品コストを増加させることなく、冷水タンク内の冷却水が純水化して電気伝導度が低下するのを防止することができる、飲料ディスペンサを提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、この発明に係る飲料ディスペンサは、冷水タンクと温水タンクを備える飲料ディスペンサであって、冷水タンク内には冷却水が貯留されると共に、冷凍回路の一部を構成する冷却器と当該冷却器の周囲に形成される氷層の厚さを電極間の電気的特性に基いて検知する氷層センサとが配置され、氷層センサによって検知される氷層の厚さに基いて冷凍回路の動作が制御され、温水タンク内の過剰な水を排水するオーバーフロー流路の下流側が冷水タンクに接続されることを特徴とする。

温水タンクへの給水開始を制御するタイマをさらに備え、タイマによる温水タンクへの給水開始時に、温水タンクに過剰給水するようにしてもよい。

冷水タンク内の冷却水の水温を検知する水温センサをさらに備え、冷凍回路は、水温センサによって検知される冷却水の水温が所定温度まで上昇すると駆動され、タイマによる温水タンクへの給水開始時に、冷水タンク内の冷却水の水温が所定温度以上であるにもかかわらず冷凍回路が駆動されない場合にのみ、温水タンクに過剰給水するようにしてもよい。

この発明に係る飲料ディスペンサによれば、部品コストを増加させることなく、冷水タンク内の冷却水が純水化して電気伝導度が低下するのを防止することができる。

この発明の実施の形態に係る飲料ディスペンサの構成を示す図である。 この発明の実施の形態に係る飲料ディスペンサの制御ユニットの構成を示す図である。 この発明の実施の形態に係る飲料ディスペンサにおける、週間タイマによる運転終了処理の一環として行われるミキシングユニットの洗浄処理のフローチャートである。 この発明の実施の形態に係る飲料ディスペンサにおける、週間タイマによる運転開始処理のフローチャートである。 この発明のその他の実施の形態に係る飲料ディスペンサにおける、週間タイマによる運転開始処理のフローチャートである。

以下、この発明の実施の形態について添付図面に基づいて説明する。
実施の形態．
この発明の実施の形態に係る飲料ディスペンサ１について説明する。
図１に示されるように、飲料ディスペンサ１は、円筒形状の冷水タンク２と、同じく円筒形状の温水タンク３とを備えている。また、飲料ディスペンサ１は、外部の水道から水道水（飲料水）が供給される主給水パイプ４を備えている。

主給水パイプ４は、その途中で冷水給水パイプ５と温水給水パイプ６とに分岐している。冷水給水パイプ５の下流側は、冷水タンク２の上部に接続されており、温水給水パイプ６の下流側は、温水タンク３の側面上部に接続されている。また、主給水パイプ４の途中には、主給水ウォータバルブ７が取り付けられている。さらに、温水給水パイプ６の途中には、温水給水ウォータバルブ８が取り付けられている。

冷水タンク２の底部には、Ｕ字形状に延びる冷却水給排水パイプ９が接続されており、冷水タンク２の内部には、冷却水給排水パイプ９を通って供給された冷却水Ｗが貯留されている。また、冷水タンク２の内部には、内壁に沿うようにして冷却器としての冷却パイプ１０が螺旋状に巻かれており、冷却パイプ１０は図示しない冷凍回路の一部を構成している。図示しない冷凍回路は、圧縮機、凝縮器、膨張器、冷却器（蒸発器）から構成されて内部を冷媒が流通する周知のものである。

冷却パイプ１０の内部を流通する冷媒によって冷却パイプ１０の周辺の冷却水Ｗが冷却されると、冷却パイプ１０の周囲に氷層Ｆが形成される。この氷層Ｆの潜熱によって冷却水Ｗは全体的に冷却される。冷却パイプ１０の内側には、冷却水Ｗの温度を検知する水温センサ３１と、冷却パイプ１０の周囲に形成される氷層Ｆの厚さを検知する氷層センサ３２ａ、３２ｂとが配置されている。

氷層センサ３２ａ、３２ｂにはそれぞれ電極が設けられており、電極間の電気抵抗値に基いて氷層Ｆの厚さを検知する。氷層センサ３２ａは氷層Ｆの厚みの上限値を検知するものであり、氷層センサ３２ｂよりも冷却パイプ１０から遠い位置に配置されている。一方、氷層センサ３２ｂは氷層Ｆの厚みの下限値を検知するものであり、氷層センサ３２ａよりも冷却パイプ１０に近い位置に配置されている。

氷層Ｆの厚みが上限値に達すると、氷層センサ３２ａ、３２ｂはともに氷層Ｆに覆われる。この際、２つのセンサ間の電気抵抗値は所定の最低値以下になる。一方、氷層Ｆの厚みが下限値を下回ると、氷層センサ３２ａ、３２ｂはともに冷却水Ｗ中に露出する。この際、２つのセンサ間の電気抵抗値は所定の最大値以上になる。

なお、氷層センサとしては、上記のように電極間の電気抵抗値に基いて氷層Ｆの厚さを検知するタイプのものだけでなく、電極間の電気伝導度、電位差等のその他の電気的特性に基づくものでもよい。また、２つの電極と１つのアース電極とを備え、各電極とアース電極との間の電気的特性（電気抵抗値、電気伝導度、電位差等）に基いて氷層Ｆの厚さを検知するものでもよい。

また、冷却パイプ１０のさらに内側には、螺旋状に巻かれた冷却管としての冷却コイル１１が配置されている。冷却コイル１１の下端は冷水給水パイプ５に連通しており、冷却コイル１１の上端は冷水注出パイプ１２に連通している。

冷水注出パイプ１２は、その下流側において冷水注出パイプ１２ａ〜ｄに分岐している。また、各冷水注出パイプ１２ａ〜ｄの途中には、冷水注出ウォータバルブ１３ａ〜ｄが設けられている。

また、冷水タンク２の側面上部には、冷水オーバーフローパイプ１４が接続されている。冷水オーバーフローパイプ１４は、冷水タンク２内の水量が過剰となった場合にこれを外部に排出するものであり、その下流側はカップステージ１５の底部と連通している。カップステージ１５の底部はオーバーフローパイプ１６に接続されており、オーバーフローパイプ１６の下流側は、排水用ホース１７に接続されている。

次に、温水タンク３の内部には、タンク内の水量を検知するためのフロートセンサ３０が取り付けられている。図１において、フロートセンサ３０が実線で描かれている位置がタンク内の水量の上限であり、フロートセンサ３０が破線で描かれている位置がタンク内の水量の下限である。

また、温水タンク３の底面には、タンク内の水を加熱するためのヒータ１８が取り付けられている。また、温水タンク３の側面上部には、温水オーバーフローパイプ１９が接続されている。温水オーバーフローパイプ１９は、温水タンク３内の水量が過剰となった場合にこれを排出するものであり、その下流側は冷水タンク２の上部に接続されている。

また、温水タンク３の底部には、先述した排水用ホース１７が接続されている。排水用ホース１７の途中には、手動によって開閉可能な排水コック２０が取り付けられている。

さらに、温水タンク３の側面下部には、温水注出パイプ２１が接続されており、温水注出パイプ２１の途中には、ポンプモータ２２と温水注出ウォータバルブ２３ａ〜ｄが設けられている。温水注出パイプ２１の下流側は、排水ホース１７に接続されている。

温水注出ウォータバルブ２３ａ〜ｃの各注出口は、冷水注出ウォータバルブ１３ａ〜ｃの各注出口とそれぞれ合流した後、ミキシングユニット２４ａ〜ｃに接続されている。ミキシングユニット２４ａ〜ｃの各ケース内には、コーヒー、紅茶等の粉末が充填されており、ケース内で粉末を溶かすことで飲料が生成され、生成された飲料はドリンクガイド２５の飲料注出口２５ａから注出される。

また、温水注出ウォータバルブ２３ｄの注出口は、冷水注出ウォータバルブ１３ｄの注出口と合流した後、湯水注出パイプ２６に接続されている。湯水注出パイプ２６の下端は、湯水注出口２６ａとなる。

飲料注出口２５ａと湯水注出口２６ａの直下には、先述したカップステージ１５が設けられており、カップステージ１５上に湯のみ２７を置くことができる。

また、図２に示されるように、飲料ディスペンサ１は、マイクロコンピュータによって構成される制御ユニット４０を備えている。制御ユニット４０は、フロートセンサ３０によって検知される温水タンク３内の水量と、水温センサ３１によって検知される冷水タンク２内の冷却水Ｗの水温とを取得する。

また、制御ユニット４０は、氷層センサ３２ａ、３２ｂによって検知される冷水タンク２内の氷層Ｆの厚さの情報に基いて、冷凍回路の動作、より正確には冷凍回路を構成する圧縮機ＣＭの動作を制御する。詳細には、制御ユニット４０は、氷層Ｆの厚みが下限値を下回って氷層センサ３２ａ、３２ｂの間の電気抵抗値が所定の最大値以上になると圧縮機ＣＭを駆動させ、氷層Ｆの厚みが上限値に達して氷層センサ３２ａ、３２ｂの間の電気抵抗値が所定の最低値以下になると圧縮機ＣＭを停止させる。

また、制御ユニット４０は、主給水ウォータバルブ７、温水給水ウォータバルブ８、冷水注出ウォータバルブ１３ａ〜ｄ、温水注出ウォータバルブ２３ａ〜ｄの開閉状態を制御する。

さらに、制御ユニット４０は、週間タイマ４１を備えている。週間タイマ４１は、一週間に一度ＯＮ状態になり、また一週間に一度ＯＦＦ状態になる。制御ユニット４０は、週間タイマ４１がＯＮ状態になると、後述する運転開始処理を行い、週間タイマ４１がＯＦＦ状態になると、次に述べる運転終了処理を行う。

次に、この発明の実施の形態に係る飲料ディスペンサ１における、週間タイマ４１による運転終了処理の一環として行われるミキシングユニット２４ａ〜ｃの洗浄処理について、図３を参照して説明する。なお、洗浄処理の開始時において、各ウォータバルブは全て閉状態であるとする。

週間タイマ４１がＯＦＦになると、制御ユニット４０は、温水タンク３内が満水状態（図１でフロートセンサ３０が実線で描かれている位置）であるか否かをフロートスイッチ３０によって判定する（Ｓ１０１）。

ステップＳ１０１で温水タンク３内が満水状態でない場合には、制御ユニット４０は、温水給水ウォータバルブ８、主給水ウォータバルブ７の順に開状態にして、温水タンク３への給水を開始する（Ｓ１０２）。これにより、外部の水道から主給水パイプ４に供給された水が、温水給水パイプ６を流通して温水タンク３に供給される。その後、制御ユニット４０は、フロートスイッチ３０によって温水タンク３内が満水状態になったことが検知されるまで待機する（Ｓ１０３）。

ステップＳ１０３で温水タンク３内が満水状態になったことが検知されると、制御ユニット４０は、主給水ウォータバルブ７、温水給水ウォータバルブ８の順に閉状態にして、温水タンク３への給水を終了する（Ｓ１０４）。

続いて、制御ユニット４０は、各ミキシングユニットの洗浄を開始する（Ｓ１０５）。詳細には、まず温水注出ウォータバルブ２３ａを開状態にすると共にポンプモータ２２を駆動させて温水タンク３内の水をミキシングユニット２４ａに３００ｍｌ注入し、２０秒間撹拌することによってミキシングユニット２４ａ内を洗浄する。同様に、ミキシングユニット２４ｂ、ミキシングユニット２４ｃも洗浄する。なお、上記のステップＳ１０１で温水タンク３内が既に満水状態である場合には、直ちにステップＳ１０５のミキシングユニット２４ａ〜ｃの洗浄処理を開始する。

以上のステップＳ１０１〜Ｓ１０５によって、週間タイマ４１による運転終了処理の一環として行われるミキシングユニット２４ａ〜ｃの洗浄処理が完了する。

次に、この発明の実施の形態に係る飲料ディスペンサ１における、週間タイマ４１による運転開始処理について、図４を参照して説明する。なお、運転開始処理の開始時において、各ウォータバルブは全て閉状態である。また、週間タイマ４１による前回の運転終了時にミキシングユニット２４ａ〜ｃの洗浄を行っているため、温水タンク３内の水量は下限（図１でフロートセンサ３０が破線で描かれている位置）近くまで減少している。

週間タイマ４１がＯＮになると、制御ユニット４０は、冷水注出ウォータバルブ１３ｄ、主給水ウォータバルブ７の順に開状態にして、冷水タンク内２の冷却コイル１１の洗浄を開始する（Ｓ２０１）。その後、制御ユニット４０は３０秒間待機する（Ｓ２０２）。

この３０秒の間、外部の水道から主給水パイプ４に供給された水道水は、冷水給水パイプ５、冷却コイル１１、冷水注出パイプ１２、冷水注出パイプ１２ｄ、湯水注出パイプ２６、湯水注出口２６ａと流通し、カップステージ１５、オーバーフローパイプ１６を経由して排水用ホース１７から外部に排水される。これにより、冷却コイル１１内が洗浄される。

ステップＳ２０２で３０秒が経過すると、制御ユニット４０は、主給水ウォータバルブ７、冷水注出ウォータバルブ１３ｄの順に閉状態にして、冷却コイル１１内の洗浄を終了する（Ｓ２０３）。

冷却コイル１１の洗浄に続いて、制御ユニット４０は、温水給水ウォータバルブ８、主給水ウォータバルブ７の順に開状態にして、温水タンク３への給水を開始する（Ｓ２０４）。これにより、外部の水道から主給水パイプ４に供給された水が、温水給水パイプ６を流通して温水タンク３に供給される。その後、制御ユニット４０は、フロートスイッチ３０によって温水タンク３内が満水状態になったことが検知されるまで待機する（Ｓ２０５）。

ステップＳ２０５で温水タンク３内が満水状態になったことが検知されると、制御ユニット４０は、さらにＴ分間経過するまで待機する（Ｓ２０６）。この間、温水タンク３に過剰に供給された水は、温水オーバーフローパイプ１９を流通して冷水タンク２に流れ込む。

先述したように、冷水タンク２内の冷却水Ｗは冷却を続けることによって電気伝導度が低下して純水化するが、外部の水道から温水タンク３に過剰に供給された電気伝導度の高い水道水を、温水オーバーフローパイプ１９を経由して冷却タンク２に流れ込ませることにより、冷却水Ｆの電気伝導度の低下が防止される。

なお、週間タイマ４１による運転開始の直後であるから、温水タンク３のヒータ１８はまだ作動しておらず、また週間タイマ４１による運転終了から時間が経過しているため、温水タンク３内の水温は室温と同程度まで低下している。そのため、温水タンク３内の過剰な水が冷水タンク２に流入することによって、冷水タンク２内の水温が大幅に上昇することはない。

ステップＳ２０６でＴ分間経過すると、制御ユニット４０は、主給水ウォータバルブ７、温水給水ウォータバルブ８の順に閉状態にして、温水タンク３への給水を終了する（Ｓ２０７）。

以上説明したように、この発明の実施の形態に係る飲料ディスペンサ１では、温水タンク３内の過剰な水を排水する温水オーバーフローパイプ１９の下流側が冷水タンク２の上部に接続されて、温水タンク３内の過剰な水を冷水タンク２に流入させる構造となっている。これにより、冷水タンク２内の冷却水Ｗの電気伝導度が低下して純水化しても、外部の水道から温水タンク３に過剰に供給された電気伝導度の高い水が温水オーバーフローパイプ１９を経由して冷却タンク２に流れ込むため、冷却水Ｗの電気伝導度の低下が防止される。

また、特許文献１のように、冷水タンク２に給水するための専用のパイプやバルブを追加するのではなく、既存の飲料ディスペンサが有している温水オーバーフローパイプ１９の接続先を変更するだけで実現可能であるため、部品コストの増加が抑えられる。

さらに、週間タイマ４１による温水タンク３への給水開始時に、温水タンク３内の水温が室温と同程度まで低下している状態で温水タンク３に過剰給水することによって冷水タンク２への給水を行うため、冷水タンク２内の水温が大幅に上昇することはない。

その他の実施の形態．
上記の実施の形態では、週間タイマ４１による運転開始時には必ず温水タンク３への過剰給水を行っていた。これに対して、冷水タンク２内の冷却水Ｗの水温が所定温度（１０℃）以上まで上昇しても冷凍回路の圧縮機ＣＭが起動しない場合に、冷水タンク２内の冷却水Ｗの電気伝導度が低下して氷層センサ３２ａ、３２ｂに基づく制御が出来なくなったと判断し、その場合にのみ温水タンク３への過剰給水を行うようにしてもよい。詳細には、図５に示されるように、週間タイマ４１による温水タンク３への給水の際に、水温センサ３１によって検知される冷水タンク２内の冷却水Ｗの水温が所定温度（１０℃）以上（Ｓ３０６＝ＹＥＳ）であるにもかかわらず、冷凍回路の圧縮機ＣＭが駆動されない場合（Ｓ３０７＝ＮＯ）にのみ、温水タンク３への過剰給水を行うようにしてもよい（Ｓ３０８）。これにより、冷水タンク２内の冷却水Ｗの電気伝導度が低下している場合にのみ、温水タンク３への過剰給水が行われることになり、節水の効果を得ることができる。

１ 飲料ディスペンサ、２ 冷水タンク、３ 温水タンク、１９ 温水オーバーフローパイプ（オーバーフロー流路）、３１ 水温センサ、３２ａ，３２ｂ 氷層センサ、４１ 週間タイマ（タイマ）、Ｆ 氷層、Ｗ 冷却水。

Claims (3)

1. 冷水タンクと温水タンクを備える飲料ディスペンサであって、
   前記冷水タンク内には冷却水が貯留されると共に、冷凍回路の一部を構成する冷却器と該冷却器の周囲に形成される氷層の厚さを電極間の電気的特性に基いて検知する氷層センサとが配置され、
   前記氷層センサによって検知される前記氷層の厚さに基いて前記冷凍回路の動作が制御され、
   前記温水タンク内の過剰な水を排水するオーバーフロー流路の下流側が前記冷水タンクに接続されることを特徴とする、飲料ディスペンサ。
2. 前記温水タンクへの給水開始を制御するタイマをさらに備え、
   前記タイマによる前記温水タンクへの給水開始時に、前記温水タンクに過剰給水することを特徴とする、請求項１に記載の飲料ディスペンサ。
3. 前記冷水タンク内の前記冷却水の水温を検知する水温センサをさらに備え、
   前記冷凍回路は、前記水温センサによって検知される前記冷却水の水温が所定温度まで上昇すると駆動され、
   前記タイマによる前記温水タンクへの給水開始時に、前記冷水タンク内の前記冷却水の水温が前記所定温度以上であるにもかかわらず前記冷凍回路が駆動されない場合にのみ、前記温水タンクに過剰給水することを特徴とする、請求項２に記載の飲料ディスペンサ。

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