JP3641678B2 - 電子冷却器および瞬冷サーバー - Google Patents

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  • Devices For Dispensing Beverages (AREA)
  • Devices That Are Associated With Refrigeration Equipment (AREA)

Description

【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、電子冷却素子を使用したコンパクトな電子冷却器、およびビール等の飲料を室温から急速に冷却して供することのできるコンパクトな瞬冷サーバーに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、ビール等の飲料を室温から急速に冷却し、適温にして供するため、図4に示すように、樽38内の飲料を瞬冷サーバー31に通して注出コック20からジョッキ等に注出していた。樽38にはCO2 ボンベ35を接続し、調圧弁36で圧力を調整して、ガスホース37およびフィッティング40を経て飲料の液面にCO2 のガス圧をかけ、ダウンチューブ39、フィッティング40および飲料ホース41を経て、瞬冷サーバー31の冷却コイル25に飲料を圧送してあり、注出コック34を開くと、冷却された飲料が注出される。32は注入口、33は注出口である。
【0003】
従来の瞬冷サーバー31の例を示すと、図5のように、コイル状の冷却コイル25を水槽42内に設け、製氷コイル43で水を冷却して、冷却コイル25内の飲料を冷却している。製氷コイル43の周囲には、夜間等不使用時に、氷22を生成しておき、また、温度センサー44により冷却コイル25内の飲料が凍らないように、また適温の飲料を供するように、水温を制御している。23は水槽42内の水の撹拌器、47は製氷コイルに冷媒を供給する冷却器、46は凝縮器、45は冷却ファンである。このような従来の瞬冷サーバー31により、例えば30℃のビールを冷却し、注出間隔約15秒〜30秒、注出流量約50ml/secで注出する場合、2〜8℃の適温で供することができる。しかし、冷却器47にフロンガスを使用するので、その対策が迫られていた。
【0004】
近年、フロンガス等の冷却媒体を使用せず、電子冷却素子を用いた冷却装置や保冷装置が実用化されている。この技術は、異種の導体や半導体を接触させて直流電流を流したとき、ジュール熱以外に、接触面で熱の吸収や発生が起こり、電流の向きを逆にすると熱の吸収は発生に、発生は吸収に変わるというペルチエ効果を利用したものである。本発明者等も、電子冷却素子を利用した液体冷却保冷装置を開発実用化し、実開平5−29973号公報に開示している。該装置は、電子冷却素子を組み込んだ保冷ボックスに、ビールやジュース等の液体を収容した容器を、一部を露出して、取り出し可能にかつ気密に収容し、液体収容容器の露出部を断熱構造としたものである。
【0005】
このような従来の電子冷却素子を用いた冷却装置は、小型化でき、かつ冷媒の補充や交換といった保守が不要となり、省スペースおよび省力化の効果をもたらしているが、冷却速度が遅いため適用範囲が限定されており、瞬冷サーバーへの適用は達成されていない。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、フロンガスを使用せず電子冷却素子を使用したコンパクトな電子冷却器において、従来よりも冷却速度を高めることにより、広範囲の用途での実用化をはかるとともに、ビール等の飲料を室温から急速に冷却して供することのできる、コンパクトかつ保守の容易な、省スペース省力化を達成した電子冷却瞬冷サーバーを提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明は、複数枚の電子冷却素子と、隣り合う電子冷却素子間に設けた該素子よりも厚い断熱材と、これら素子と断熱材を挟持する凹所を備えた2枚の伝熱板とからなり、2枚の伝熱板はそれぞれ一方の面に前記断熱材充填用の複数の凹所を備えて前記電子冷却素子を挟持すると共に、前記凹所に断熱材が充填されるよう伝熱板同士を当接して冷却ユニットを構成し、該ユニットの高温側に設けた放熱器と、該ユニットの低温側と密着する冷却面を備えた冷却室とを具備することを特徴とする電子冷却器である。
【0008】
また本発明は、複数枚の電子冷却素子と、隣り合う電子冷却素子間に設けた該素子よりも厚い断熱材と、これら素子と断熱材を挟持する凹所を備えた2枚の伝熱板とからなり、2枚の伝熱板はそれぞれ一方の面に前記断熱材充填用の複数の凹所を備えて前記電子冷却素子を挟持すると共に、前記凹所に断熱材が充填されるよう伝熱板同士を当接して冷却ユニットを構成し、該ユニットの高温側に設けた放熱器と、該ユニットの低温側と密着する冷却面を備えた水槽とを具備し、該水槽内に飲料冷却用の冷却コイルおよび水の撹拌器と電極からなる水温調節機構を配設したことを特徴とする瞬冷サーバーである。
そして、水槽を構成する面のうち、冷却ユニットと密着する面の水槽内側に伝熱棒を立設したものであることが好ましい。
【0009】
【作用】
以下、具体例により本発明を説明する。本発明の電子冷却器および瞬冷サーバーの例を図1〜図3に示す。図1は正面の断面図(図2のB−B矢視図)であり、図2は図1のA−A矢視断面図、図3は本発明で使用する冷却ユニット1の一部断面斜視図である。
【0010】
本発明の電子冷却器は、図1のように冷却ユニット1の一方の側には放熱フィン11およびファン12からなる放熱器を具備し、該ユニット1の他方の側には伝熱スペーサ13を介して冷却室14を密着して設けている。そして、冷却ユニット1は、図1および図2に示すように、複数枚の電子冷却素子2と、該素子2よりも厚い断熱材4と、一方の面に断熱材4が配設される凹所を備えた2枚の伝熱板3とからなり、該2枚の伝熱板3により、該凹所に断熱材4が充填されて挟持され、断熱材4に隣接して電子冷却素子2が挟持されて構成されている。
【0011】
伝熱板3を電子冷却素子2に密着させる手段としては、たとえば図3に示すように、上下の伝熱板3を、断熱材4を挟む部位にてボルト8で締め付けることができる。このとき、冷却室14側となる上側の伝熱板3にボルト穴5を穿け、放熱フィン11側となる下側の伝熱板3にネジ穴6を穿け、断熱ワッシャ7を挟んでボルト8で締め、ボルト8の頭部が伝熱板3の上面より下方に位置するよう、すなわちボルト8が伝熱スペーサ13に接触しないようにする。また、電子冷却素子2の端面には、防水用に、シリコン系のコーキング材9を付設する。
【0012】
本例における冷却ユニット1は、電子冷却素子2を、図1および図2のように4枚並べ、図3のように断熱材4とともに伝熱板3で挟持している。このような冷却ユニット1を、図2のように3列配設し、各ユニット1の間および両端に断熱材15を配し、さらに、外側を図1および図2のように断熱材15で囲み、外板16で覆い、上部の外板16および断熱材15を開閉可能とし、電子冷却器を構成している。また、伝熱板3および伝熱スペーサ13には、熱伝導率が高くかつ軽量の金属、たとえばAlを採用することができる。断熱材4および15には、スポンジゴムやウレタン等を採用することができる。
【0013】
本発明の電子冷却器において、電子冷却素子2に直流電流を流して吸熱作用をさせると、図1の例では、冷却室14の熱が伝熱スペーサ13および伝熱板3を経て電子冷却素子2に吸収され、反対側の伝熱板3を経て放熱フィン11に放出され、さらにファン12により大気中に放出される。なお、ファン12は、図1の一方を吸引ファン、他方を放出ファンとしてもよく、また双方を放出ファンとしてもよい。
【0014】
ここで、本発明の電子冷却器は、上記のような冷却ユニット1を使用するので、冷却効果が従来装置に比べて著しく向上する。図2に示すように、電子冷却素子2を平面上に複数枚配設した場合、従来のユニットでは、各素子2の一方の側の伝熱板3に放出された熱が、素子間の断熱材4を通して他方の側の伝熱板3に逆流する、いわゆる熱干渉現象が生じる。これに対して、本発明における冷却ユニット1においては、各電子冷却素子2の間の断熱材4は、該素子2より厚く、図1および図3のように、該素子2の上面より高い位置と該素子2の下面より低い位置の間を占めているので、上記のような熱干渉現象が生じない。
【0015】
なお、通常使用されている電子冷却素子のサイズは、一辺の長さ30mm程度の正方形で厚さが3mm程度であるが、これを平面上に互いに接触させて並べること、あるいは一体物の大きいサイズの素子とすることも考えられる。しかし、その場合は、熱干渉現象は生じないが、素子に密着させて伝熱板を設けるのが困難となるため、冷却効果の向上は期待できない。
【0016】
本発明の電子冷却器は、上記のように、熱干渉現象が起こらず、しかも電子冷却素子が伝熱板に密着して挟持された冷却ユニットを有しているので、冷却効果が優れ、従来実用化できなかったような多くの用途に利用可能である。その一例が、図1の冷却室14を水槽とした本発明の瞬冷サーバーである。その他、飲料の缶や瓶を水槽に直接入れて冷却する冷却器、水槽の底部のみに水を入れ該水を全て凍らせたもの、水槽とせず空冷方式の冷却室としたもの、あるいは、冷却ユニット1の下側に冷却室を設け、その前面を開閉可能にした冷却器等とすることができる。それらの適用例としては、冷水器、ワインクーラーなど多々ある。 なお、本発明の電子冷却器において、冷却ユニット1を図1のように冷却室14の1つの面に密着させるほか、例えば冷却室14の4つの側面のいずれか1面、2面、3面に、あるいは4面に密着させて、冷却効果をより高めることもできる。
【0017】
つぎに、本発明の瞬冷サーバーは、図1の例に示すように、冷却ユニット1の下側に放熱フィン11およびファン12を設け、該ユニット1の上側に伝熱スペーサ13を介し密着して設けた冷却室14を水槽とし、水槽14内に飲料冷却用の冷却コイル25および水温調節機構を配設している。冷却コイル25内には、ビール等の飲料を、図示しない注入口および注出口から導入および導出し、図4のように注出コックから供する。
【0018】
水温調節機構としては、図1のように、撹拌器23および電極24を設け、水21の撹拌と、氷22の高さを調整する方式を採用することができる。この方式では、電極24の先端を水槽14の底面から所定高さに固定し、先端が氷22に接触すると導通しなくなるので、これにより電子冷却素子2の通電を制御して、冷却コイル25内の飲料が凍らず、適温で注出されるように調節する。また、水槽14内の適宜位置の水温を検出して、電子冷却素子2の通電を制御する方式としてもよい。水21の撹拌は、図1のようなスクリューからなる撹拌器23のほか、ポンプで行うこともできる。
【0019】
本発明の瞬冷サーバーにおいても、冷却ユニット1を図1のように水槽14の底面に密着させるほか、例えば水槽14の4つの側面のいずれか1面、2面、3面に、あるいは4面に密着させて、冷却効果をより高めることもできる。
そして、冷却ユニット1と密着させた面の水槽内側に、図1のように伝熱棒17を立設すると、伝熱棒17の周囲にも氷22が生成し、より効果的な冷却を行うことができる。図1の例は、水槽14の底面のみに冷却ユニット1を密着させて冷却面とし、底面の内側に伝熱棒17を立設し、その先端を冷却コイル25内に臨ませることで、冷却コイル25の内側にも氷22を形成したものであるが、さらに、4つの側面にも冷却ユニット1を密着させ、該側面の内側に適宜間隔で伝熱棒17を立設し、冷却コイル25の外側を囲むように、氷22の均一な厚さの層を形成することで、より効果的な冷却を行うことができる。
【0020】
伝熱棒17の長さや立設する位置は、冷却コイル25の形状に応じて適宜定め、水槽14の冷却面全てに設けなくてもよい。伝熱棒17としては、Al棒などを採用することができる。また円筒形の水槽14内に冷却コイル25を配設し、該円筒形水槽の底面および円周面に冷却ユニット1を密着させ、底面の中央部と円周面の適宜位置に伝熱棒17を立設し、冷却コイル25の内側に氷22の柱を、外側を囲むように氷22の層を形成すると、より効果的である。
【0021】
【実施例】
図4に示すような装置において、瞬冷サーバー31に、図1のような本発明装置を使用し、ビールの冷却注出を行った。水槽14はステンレス水槽とし、30mm×30mm×3mmの電子冷却素子2を図2および図3のように配した冷却ユニット1を採用した。伝熱板3および伝熱スペーサ13はアルミニウム、断熱材4はスポンジゴム、断熱材15は硬質ウレタンとした。冷却ユニット1と伝熱スペーサ13の間、および伝熱スペーサ13と水槽14の底面との間は高伝熱性グリースで密着させた。放熱フィン11の空冷は一方のファン12を吸引、他方のファン12を放出として行った。
【0022】
水槽14に水を入れ、12〜15時間で槽底面に厚さ約50mm(4〜5kg)の氷が生成した。このときの初期水温は30℃、外気温は30〜33℃であった。この状態で、30℃のビールを冷却コイル25に通し、注出流量50ml/secで注出したところ、3〜8℃の適温のビールを350mlずつ連続45杯注出することができた。また、注出間隔を広げた場合には、非注出時に氷が再生するので、より多くのビールを注出することができた。
また図1において、冷却ユニット1を水槽14の側面の1つの面に密着させて設けた場合、および4側面を囲むように密着させて設けた場合について行った結果、より短時間で氷が生成し、より多くのビールを注出することができた。
【0023】
【発明の効果】
本発明の電子冷却器は、電子冷却素子表裏の熱干渉がなく、かつ各素子が伝熱板と密着した冷却ユニットを使用しているので、冷却効率が優れている。したがって、フロンガスを使用しないコンパクトかつ保守の容易な、省スペース省力化を達成した電子冷却器として、従来実用化できなかったような広範囲の用途に利用可能である。また、本発明の瞬冷サーバーも、同様の冷却ユニットを使用しているので、同様にフロンガスを使用しない省スペース省力化を達成したものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明例を示し、図2のB−B矢視断面図である。
【図2】本発明例を示し、図1のA−A矢視断面図である。
【図3】本発明における冷却ユニットの例を示す一部断面斜視図である。
【図4】従来の瞬冷サーバーの使用例を示す説明図である。
【図5】従来の瞬冷サーバーの例を示す断面図である。
【符号の説明】
1:冷却ユニット
2:電子冷却素子
3:伝熱板
4:断熱材
5:ボルト穴
6:ネジ穴
7:断熱ワッシャ
8:ボルト
9:コーキング材
11:放熱フィン
12:ファン
13:伝熱スペーサ
14:冷却室、水槽
15:断熱材
16:外板
17:伝熱棒
21:水
22:氷
23:撹拌器
24:電極
25:冷却コイル
31:瞬冷サーバー
32:注入口
33:注出口
34:注出コック
35:CO2 ボンベ
36:調圧弁
37:ガスホース
38:樽
39:ダウンチューブ
40:フィッティング
41:飲料ホース
42:水槽
43:製氷コイル
44:温度センサー
45:冷却ファン
46:凝縮器
47:冷却器

Claims (3)

  1. 複数枚の電子冷却素子と、隣り合う電子冷却素子間に設けた該素子よりも厚い断熱材と、これら素子と断熱材を挟持する凹所を備えた2枚の伝熱板とからなり、2枚の伝熱板はそれぞれ一方の面に前記断熱材充填用の複数の凹所を備えて前記電子冷却素子を挟持すると共に、前記凹所に断熱材が充填されるよう伝熱板同士を当接して冷却ユニットを構成し、該ユニットの高温側に設けた放熱器と、該ユニットの低温側と密着する冷却面を備えた冷却室とを具備することを特徴とする電子冷却器。
  2. 複数枚の電子冷却素子と、隣り合う電子冷却素子間に設けた該素子よりも厚い断熱材と、これら素子と断熱材を挟持する凹所を備えた2枚の伝熱板とからなり、2枚の伝熱板はそれぞれ一方の面に前記断熱材充填用の複数の凹所を備えて前記電子冷却素子を挟持すると共に、前記凹所に断熱材が充填されるよう伝熱板同士を当接して冷却ユニットを構成し、該ユニットの高温側に設けた放熱器と、該ユニットの低温側と密着する冷却面を備えた水槽とを具備し、該水槽内に飲料冷却用の冷却コイルおよび水の撹拌器と電極からなる水温調節機構を配設したことを特徴とする瞬冷サーバー。
  3. 水槽を構成する面のうち、冷却ユニットと密着する面の水槽内側に伝熱棒を立設したことを特徴とする請求項2記載の瞬冷サーバー。
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