JP3232979B2 - 飲料自動販売機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コーヒー，ココア
などのホット飲料，およびシロップなどのコールド飲料
を併売するカップ式飲料自動販売機に関する。

【０００２】

【従来の技術】周知のように頭記のカップ式飲料自動販
売機では、ホット飲料の原料であるコーヒー豆，粉末原
料などは原料箱に入れて機内に収容し、またコールド飲
料の原料であるシロップ，シロップ希釈用飲料水，炭酸
水などは機内に備えた冷却水槽で冷却するようにしてい
る。

【０００３】ところで、かかる飲料自動販売機は、機内
にホット飲料用の温水タンク，冷却水槽に付設した冷凍
ユニットなどの発熱機器を搭載していることから、機内
温度は外気温度に較べて約１０℃程度高くなり、このた
めに前記したホット飲料の原料（コーヒー豆，粉末原
料）は特別な高温対策を施さない限り機内の高温雰囲気
に曝されて品質が短期間で劣化し、販売飲料の風味が損
なわれる。

【０００４】そこで、原料を機内の高温雰囲気から隔離
して低温状態に貯蔵する品質劣化防止策として、原料箱
を機内に画成した冷却室に収容し、かつこの冷却室へ機
内で生成した冷気を送り込んで原料を低温貯蔵するよう
にした原料の冷却方式が提案されている。また、前記冷
却方式の具体的な構成として、機内に組み込んだ先記の
冷却水槽の水面近くに吸気口を向けて送風ファンを配備
し、冷却水槽内に貯留した低温水の水面近くを流れる間
に冷やされた機内空気を送風ファン，送風ダクトを経由
して前記の冷却室内に送り込んで原料箱を冷却するよう
にし、併せて送風ファンの吸気口に連なる吸込風胴の中
には一端を水槽内の水に浸漬させた伝熱フィンを内蔵し
た構成のものが実開平３−３７５８５号公報に開示され
ている。

【０００５】図３は飲料自動販売機に搭載した前記構成
の原料箱冷却装置を示すものである。図において、１は
キャニスタと呼ばれる粉末原料の供給機構を備えた原料
箱、２は原料箱１を収容した冷却室（断熱筐体）、３は
冷却水槽、４は冷却水槽３の水面近くに配置した送風フ
ァン、５は送風ファン４と冷却室２との間を結ぶ送風ダ
クトであり、水６を満たした冷却水槽３の槽内にはシロ
ップタンク７，シロップ飲料の希釈用水の冷却コイル８
などが浸漬配置されており、冷却水槽３に付設した冷凍
ユニット９で水６を冷却し、アジテータ１０で貯留水を
攪拌するようにしている。

【０００６】かかる構成で、送風ファン４を運転する
と、冷却水槽３の水面近くを通風して低温に冷やされた
冷気（点線矢印で表す）が送風ファン４に吸い込まれた
後、送風ダクト５を通じて冷却室２の室内に吹出し、原
料箱２を冷却する。これにより、原料箱１に収容した粉
末原料が機内温度よりも低温の状態で貯蔵されるなお、
ホット，コールド飲料の販売動作は次のように行われ
る。まず、ホット飲料は原料箱１から供給した粉末原料
と湯とをミキシングボゥル１１で攪拌して調製し、ベン
ドステージ１２に搬出されたカップ１１に供給して販売
する。また、コールド飲料（例えばシロップ飲料）はシ
ロップタンク７から注出したシロップと冷却コイル８を
通じて冷やした飲料希釈用水をカップ１３に供給して調
製，販売する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記し
た従来構成の原料冷却方式では空気の冷却能力が小さ
く、発明者等が実機テストで調べたところでは、原料箱
１を収容した冷却室２の室内温度は高々外気温と同程度
までしか低下せず、外気温が３０℃以上になる夏期で
は、原料箱１に収容した原料の品質が比較的短かい期間
で劣化してしまうことが明らかになった。かかる点、外
気温が３０℃以上の周囲温度条件でも、冷却室２の室内
温度を２５℃以下に維持できれは、品質劣化を防いでコ
ーヒー豆，粉末原料を長期間良好な状態に貯蔵できるこ
とが確認されている。

【０００８】本発明は上記の点にかんがみなされたもの
であり、その目的は前記課題を解決し、冷却水槽に貯え
た低温水の保有する冷熱を有効活用して機内に貯蔵の原
料を効果的に冷却できるよう改良した飲料自動販売機、
特にその原料冷却装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明によれば、原料箱を収容した冷却室に送風ダ
クトを介して接続した送風ファンに対し、その吸気側に
冷却水槽内に収容した低温の貯留水を冷却水として該冷
却水との熱交換により機内空気を冷却する熱交換器を備
え、該熱交換器で冷却した冷気を送風ファン，送風ダク
トを経由して冷却室内に送り込むように構成するととも
に、送風ファンをシロッコファンで構成し、かつそのフ
ァンケーシングの端面にはファン羽根の外径寸法よりも
径大な吸気口を開口し、ファン羽根を通過した送気流の
一部をファン羽根の外周より前記吸気口の周域を通じて
熱交換器側に吹き返すようにする。

【００１０】また、本発明は、原料冷却機能を十分に発
揮させるために、前記構成における各部の構造を、具体
的に次記のように構成するものとする。 １）熱交換器がフィン・チューブ熱交換器であり、該熱
交換器を冷却水槽の上方に配置した送風ファンと組合わ
せてファンケーシングの吸気口に連結した吸込風胴内に
内蔵するとともに、ポンプを介して冷却水槽から汲み上
げた冷却水を熱交換器のチューブに流し、その冷却排水
を冷却水槽に還流すように配管する。

【００１１】２）前項１）において、ポンプを冷却水槽
に設置した貯留水攪拌用のアジテータに組合わせ、その
アジテータモータでポンプを駆動する。 上記構成のように、送風ファンの吸気側に冷却水槽の低
温水をチューブに流して機内空気を冷却するフィン・チ
ューブ熱交換器を組合わせることにより高い冷却能力が
確保でき、原料箱を収容した冷却室の室内温度を十分に
下げて原料を品質劣化なしに長期間貯蔵することが可能
となる。

【００１２】さらに、送風ファンに多翼形遠心ファンで
あるシロッコファンを採用し、そのファンケーシングの
吸気口をファン羽根の外径寸法よりも径大に開口してお
くことにより、熱交換器を経由して吸気口の中央部分か
らファンに吸い込まれた空気流は、ファン羽根の外周側
に抜け出た後、その一部はファンケーシングの吸気口周
域から漏れ出して熱交換器を内蔵した吸込風胴側に吹き
返し、機内側から新たに流入する空気流と合流した後に
熱交換器を経てファンに吸い込まれる。このようにファ
ン送気流の一部を熱交換器に還流して再冷却することに
より、ファンを通じて冷却室に送気される冷気の温度を
より一層低温化できる。

【００１３】また、熱交換器から出た冷却排水は冷却水
槽内に戻すようにしたので、冷却水槽の貯留水量が減少
することもなく、かつその送水ポンプを冷却水槽に装備
したアジテータに組合わせることで、アジテータの攪拌
羽根，およびポンプを同じアジテータモータで駆動する
ことができて構造が簡単となる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の具体的な実施例の
構成を図１，図２に示す。なお、実施例の図中で図３に
対応する同一部材には同じ符号が付してある。図１にお
いて、原料箱１を収容した冷却室（断熱筐体）２に送風
ダクト５を介して接続した送風ファン４は、吸気口を下
に向けて冷却水槽３の上方に配置されており、該送風フ
ァン４の吸込口側に連ねて吸込風胴１４を設けるととも
に、この風胴内には冷却水槽３の貯留水６を冷却水とし
て機内からファン４に吸い込む空気を冷却するフィン・
チューブ熱交換器１５が収設されている。そして、熱交
換器１５のチューブの入口パイプは送水ホース１６を介
して送水ポンプ１７に接続され、チューブの出口パイプ
は冷却水槽３の槽内に向けて開口しするように配管され
ている。また、前記の送水ポンプ１７は独立したポンプ
として冷却水槽３に設置することもできるが、図示実施
例では送水ポンプ１７をアジテータ１０に組合わせてア
ジテータモータ１０ａに連結した攪拌羽根１０ｂの駆動
軸上に設置し、アジテータモータでポンプ１７を直接駆
動するようにしている。なお、１８は冷却水槽３の中で
冷凍ユニットのエバポレータ周域に蓄氷した氷塊であ
り、この氷塊１８が水中に融解し、アジテータ１０によ
る水攪拌作用で冷却水槽３の貯留水を０〜２℃程度に保
つようにしている。

【００１５】かかる構成で、自動販売機の稼働中に前記
の送風ファン４，およびアジテータ１０を運転すると、
送水ポンプ１７を介して冷却水槽３から汲み上げた低温
の冷却水がフィン・チューブ熱交換器１５のチューブに
流れ、同時に周囲から吸い込んだ機内の空気は熱交換器
１５との熱交換で冷却され、ファン４，送風ダクト５を
経て冷却室２に送りこまれて原料箱１を保冷する。ま
た、断熱筐体としてなる冷却室２はその前面を断熱蓋２
ａで覆い、かつ室内の後面下部に開口した冷気吹出口に
は風向板２ｂを設け、送風ダクト５の終端から室内に吹
出した冷気を上方域に導くようにしている。

【００１６】次に、前記した送風ファン４と熱交換器５
とを組合わせた送風・冷却ユニットの詳細構造を図２に
示す。すなわち、送風ファン４はシロッコファン（多翼
形遠心ファン）であり、４ａはファン羽根、４ｂはファ
ンケーシング、４ｃはファンモータであり、吸気口４ｄ
はファンケーシング４ｂの下面に開口し、その周面に送
気口４ｅが開口している。また、ファンケーシング４ｂ
に連ねて吸気側には吸込風胴１４が連結されており、こ
の風胴内にプレートフィン・アンド・チューブ形熱交換
器としの熱交換器１５が内蔵されている。ここで、送風
ファン４のファンケーシング４ｂはファン羽根４ａの外
径寸法φよりも一回り径大であり、その下面全域に吸気
口４ｄを開口させている。つまり、吸気口４ｄはファン
羽根４ａの外径φよりも径大に設定されている。なお、
ファンケーシング４ｂ，吸込風胴１４は結露発生防止の
ために、その周面には断熱材が貼付けてあり、また、風
胴１４の底面には熱交換器１５の表面から凝縮，滴下す
るドレンを下方の冷却水槽に導くための排水穴１４ａが
開口している。

【００１７】かかる構成で、送風ファン４を運転し、図
１で述べたように熱交換器１５のチューブに冷却水槽３
から冷却水を流すと、機内空気は矢印で表すように吸込
風胴１４に流入し、熱交換器１５のプレートフィンの間
を貫流して冷却された後、吸気口４ｄの中央部分を通っ
てファン４に吸い込まれる。また、ファン羽根４ａの遠
心力で羽根の外周側に抜け出た送気流はファンケーシン
グ４ｂの送気口４ｅをより冷却室２（図１参照）に送風
されるが、一部の送気流は斜線矢印で表すようにファン
ケーシング４ｂの周面から吸気口４ｄの周域を通って吸
込風胴１４へ吹き返し、この還流気流は新たに風胴１４
に流入する気流と合流して再度熱交換器１５を通過す
る。これにより、送風ファン４から冷却室に送気される
冷気温度がより一層低温になる。

【００１８】上記の構成の送風・冷却ユニットを自動販
売機に搭載して行った実機テストでは、外気温３２℃で
原料箱１を収容した冷却室２の室内温度を２５℃以下に
維持できることが確認されている。なお、このテストで
は冷却水槽３の水温が２℃，ファン・チューブ熱交換器
１５に流す冷却水流量を0.５ｌ／分とした。

【００１９】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、次記の効果を奏する。 １）送風ファンの吸気側に、冷却水槽内に収容した低温
の貯留水を冷却水として該冷却水との熱交換により機内
空気を冷却する熱交換器を備え、該熱交換器で冷却した
冷気を送風ファン，送風ダクトを経由して冷却室内に送
り込むようにしたことにより、従来の原料冷却方式と較
べて冷却能力が格段に向上し、これにより外気温の高い
夏場でも原料箱に収容した原料を２５℃以下の低温に保
って長期間良好な品質状態を維持できる。

【００２０】さらに、送風ファンケーシングの吸気口を
ファン羽根の外径よりも径大に広げ、送気流の一部をフ
ァン羽根の外周側から熱交換器へ吹き返して再冷却させ
ることにより、送風ファンより冷却室に送り込む冷気温
度をより一層低めて原料の冷却能力を高めることができ
る。 ２）熱交換器にフィン・チューブ熱交換器を採用し、冷
却水槽から熱交換器のチューブにポンプ送水した冷却排
水を再び冷却水槽に還流させるようにしたことで、冷却
水槽の貯留水を消費することもない。

【００２１】３）熱交換器への送水ポンプを冷却水槽に
装備のアジテータと組合わせ、アジテータモータで水攪
拌羽根と一緒にポンプを駆動するようにしたことによ
り、部品点数が少なくて済む。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例の全体構成図

【図２】図１における送風・冷却ユニットの詳細な組立
構造を示す断面図

【図３】従来の原料冷却方式を示す飲料自動販売機の飲
料系統図

【符号の説明】

１ 原料箱 ２ 冷却室 ３ 冷却水槽 ４ 送風ファン ４ａ ファン羽根 ４ｂ ファンケーシング ４ｄ 吸気口 ５ 送風ダクト １０ アジテータ １０ａ アジテータモータ １４ 吸込風胴 １５ フィン・チューブ熱交換器 １７ ポンプ

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】機内に原料箱、および冷却水槽を備え、か
   つ前記原料箱を冷却室に収容し、該冷却室に機内で生成
   した冷気を送り込んで原料を低温貯蔵するようにした飲
   料自動販売機において、前記冷却室に送風ダクトを介し
   て接続した送風ファンに対し、その吸気側に冷却水槽内
   に収容した低温の貯留水を冷却水として該冷却水との熱
   交換により機内空気を冷却する熱交換器を備え、該熱交
   換器で冷却した冷気を送風ファン，送風ダクトを経由し
   て冷却室内に送り込むとともに、送風ファンをシロッコ
   ファンで構成し、かつそのファンケーシングの端面には
   ファン羽根の外径寸法よりも径大な吸気口を開口し、フ
   ァン送気流の一部をファン羽根の外周より前記吸気口の
   周域を通じて熱交換器側に吹き返すようにしたことを特
   徴とする飲料自動販売機。
2. 【請求項２】請求項１記載の飲料自動販売機において、
   熱交換器がフィン・チューブ熱交換器であり、該熱交換
   器を冷却水槽の上方に配置した送風ファンと組合わせて
   ファンケーシングの吸気口に連なる吸込風胴に内蔵する
   とともに、ポンプを介して冷却水槽から汲み上げた冷却
   水を熱交換器のチューブに流し、その冷却排水を冷却水
   槽に還流すよう配管したことを特徴とする飲料自動販売
   機。
3. 【請求項３】請求項２記載の飲料自動販売機において、
   ポンプを冷却水槽に設置した貯留水攪拌用のアジテータ
   に組合わせ、そのアジテータモータでポンプを駆動する
   ようにしたことを特徴とする飲料自動販売機。