JP5693534B2 - 冷却タンクの冷却構造及びその製造方法 - Google Patents
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Description
この発明は、例えば、飲料水供給装置（ウォ−ターサ−バー等と一般的に呼称されている）等で実施される冷却タンクの冷却構造及びその製造方法に係わり、更に詳しくは省エネ、高機能、経済的な圧縮機型冷却手段を備えた斬新な冷却タンク及びその製造方法に関するものである。
従来、飲料水供給装置（ウォ−ターサ−バー等と一般的に呼称されている）等で実施される冷却タンクの冷却構造としては、例えば、上部が開口し、底板に内部と連通する吐出管（吐出口）を設けたステンレス等の金属材料により構成された有底円筒状の冷却タンク本体の外壁冷却領域に、フロンガス等の冷媒を流通させる所定の径の銅管（銅管蒸発器）をスパイラル状に巻付けて構成し、この銅管内に所定容量の冷媒を流通させることで、冷却タンクに収容した飲料水等の流体を所定温度（例えば、４°Ｃ〜８°Ｃの範囲）に冷却し、何時でも冷却タンクに設けた吐出管（吐出口）から冷水を注出させることが出来るように構成されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
ところで、このような従来の冷却タンクの冷却構造は、上述したようにステンレス製の冷却タンク本体の外壁冷却領域に、冷媒を流通させる所定の径の銅管（銅管蒸発器）をスパイラル状に巻付けて冷却させる構造であったため、銅管外壁と冷却タンク本体の外壁との間での接触軌跡が一本の螺旋状線接触状態となっており、接触面積（線接触）が狭い上に、冷媒が銅管を介して冷却タンク本体の外壁を間接的に冷却することから冷却タンク本体の冷水収容容量にもよるが一定温度に冷却させる冷却時間が長くかかり、冷却効率が極めて悪いと言う問題があった。
また、冷却手段として用いる熱伝導性の良い銅管の銅金属材料は、現在の金属資源単価も高く、原料コストが嵩む上に、貴金属にとっても不要な無駄を招くことから、近年の省エネ、省資源の方針にそぐわないと言う問題があった。
そこで、従来から経済的で、高効率、信頼性が高く、冷却タンク本体を直接冷却することができる飲料水等の冷却水の冷却タンクの構造及びその製造方法が要望されていた。
この発明はかかる従来の課題に着目し、経済的で、冷却効率が高い上に信頼性も高く、冷却タンク本体を直接冷却することができ、更に製造も容易な飲料水等の冷却水の冷却タンクの冷却構造及びその製造方法を提供することを目的とするものである。
この発明は上記目的を達成するため、上部が開口し、底板に内部と連通する吐出管を設けた金属製材料により構成された有底筒状の冷却タンク本体と、冷却タンクの外壁冷却領域に被嵌し、冷却タンク内の流体を所定温度に冷却する冷却手段を設けた冷却タンクの冷却構造であって、前記冷却手段は、冷却タンク本体と少なくとも同じ金属材料で構成された筒状ジャケットを水密的に被嵌するとと共に、筒状ジャケットの上部または下部の一方の外壁面からの長手方向に沿って接合加工手段により接合しながら所定のピッチで冷却タンクの外壁面と筒状ジャケットとの間に所定の断面形状を有するスパイラル状の冷媒通路を一体的に形成し、この冷媒通路の一方に冷媒の流入口を設け、他方に冷媒の流出口を設けたことを要旨とするものである。
ここで、前記冷却タンク及び筒状ジャケットが、０．１〜１ｍｍの熱伝導が良く、防錆効果の高い金属製薄板で成形し、前記冷却手段のスパイラル状の冷媒通路は、冷却タンクの長手方向に沿って２〜１０ｍｍピッチで形成するものである。
また、前記冷却タンク本体と筒状ジャケットとの接合加工手段が、加圧ロールを使用したロール加圧加工方法、締まり嵌め結合または滑り嵌め結合、溶接接合方法から選ばれた一つを使用して加工するものである。
前記冷却手段は、冷媒通路の一方に設けた冷媒の流入口に連結屈曲パイプを連結すると共に、冷媒通路の他方に設けた冷媒の流出口にリターンパイプを設け、前記連結屈曲パイプの下端側からキャピラリチューブを挿入して構成する。
また、この発明の冷却タンクの冷却構造の製造方法は、上部が開口し、底板に内部と連通する吐出管を設けた金属製材料により構成された有底筒状の冷却タンク本体の外壁冷却領域に、予め冷却タンク本体と少なくとも同じ金属材料で構成された筒状ジャケットを水密的に被嵌し、このように組付けた冷却タンク本体を成形ドラムに挿入して支持した状態で、筒状ジャケットの上部または下部の一方の外壁面からの長手方向に沿って加圧ロールを使用したロール加圧加工方法、締まり嵌め結合または滑り嵌め結合、溶接接合方法から選ばれた一つの接合加工手段を使用して接合しながら所定のピッチで冷却タンクの外壁面と筒状ジャケットとの間に所定の断面形状を有するスパイラル状の冷媒通路を一体的に形成し、この冷媒通路の一方に連結屈曲パイプを連結する冷媒の流入口を設け、他方にリターンパイプを設けた冷媒の流出口を設けることを要旨とするものである。
ここで、前記冷媒通路の一方から圧縮冷媒を順次送りこみ他方から流出させて冷却タンク本体内の液体を一定温度以下に冷却するものである。
このように、コンベヤベルトの端末部における成型加工を予めコンベヤベルト製造工場等で行うことで、コンベヤベルトの接合作業現場における加工時間や接合作業時間の短縮化を図ることが出来るものである。
この発明は、上記のように上部が開口し、底板に内部と連通する吐出管を設けた金属製材料により構成された有底筒状の冷却タンク本体と、冷却タンクの外壁冷却領域に被嵌し、冷却タンク内の流体を所定温度に冷却する冷却手段を設けた冷却タンクの冷却構造であって、前記冷却手段は、冷却タンク本体と少なくとも同じ金属材料で構成された筒状ジャケットを水密的に被嵌するとと共に、筒状ジャケットの上部または下部の一方の外壁面からの長手方向に沿って接合加工手段により接合しながら所定のピッチで冷却タンクの外壁面と筒状ジャケットとの間に所定の断面形状を有するスパイラル状の冷媒通路を一体的に形成し、この冷媒通路の一方に冷媒の流入口を設け、他方に冷媒の流出口を設けたので以下のような優れた効果を奏するものである。
（ａ）．従来の冷却水の冷水タンクに較べて消費電力を約２５％節約することが出来る等極めて経済的であり、また冷却効率が高い上に信頼性も高いものとすることが出来る。
（ｂ）．冷却タンク本体を直接冷却することができるので極めて効率的である。
（ｃ）．部品点数も少なく高価な金属族材料を使用せずに簡易に製造することが出来るので、従来の冷却水の冷水タンクに較べて安価に製作でき、従来の冷却タンクの冷却構造よりもコストダウンを図ることが出来る。
（ａ）．従来の冷却水の冷水タンクに較べて消費電力を約２５％節約することが出来る等極めて経済的であり、また冷却効率が高い上に信頼性も高いものとすることが出来る。
（ｂ）．冷却タンク本体を直接冷却することができるので極めて効率的である。
（ｃ）．部品点数も少なく高価な金属族材料を使用せずに簡易に製造することが出来るので、従来の冷却水の冷水タンクに較べて安価に製作でき、従来の冷却タンクの冷却構造よりもコストダウンを図ることが出来る。
以下、添付図面に基づき、この発明の実施形態を説明する。
図１は、この発明を実施した冷却タンクの全体を示す外観斜視図、図２はこの発明を実施した冷却タンクの背面側拡大斜視図、図３は図２の平面斜視図、図４は図２のＡ−Ａ矢視半断面図を示し、この冷却タンクは、図１〜図４に示すように、上部１ａが開口し、底板１ｂに内部と連通する吐出管２を設けたステンレス板等の金属製材料により構成された有底筒状の冷却タンク本体１Ａと、冷却タンク１Ａの外壁冷却領域１ｘに被嵌し、冷却タンク１Ａ内の飲料水等の流体を所定温度に冷却する冷却手段３を設けた冷却構造になっている。
前記冷却手段３は、冷却タンク本体１Ａと少なくとも同じステンレス板等の金属材料で構成された筒状ジャケット４を水密的に被嵌するとと共に、筒状ジャケット４の上部または下部の一方の外壁面からの長手方向に沿って溶接等の接合加工手段により接合しながら所定のピッチＰで冷却タンク１Ａの外壁面と筒状ジャケット４との間に所定の断面形状（この実施形態では半円弧状であるが、この形状には限定されない）を有するスパイラル状の冷媒通路５を一体的に形成してある。
そして、この冷媒通路５の一方にフロンガス等の冷媒の流入口６を設け、他方に冷媒の流出口７が設けてある。前記冷却タンク１Ａ及び筒状ジャケット４は、０．１〜１ｍｍの熱伝導が良く、防錆効果の高いステンレス板等の金属製薄板で成形してあり、また前記冷却手段３のスパイラル状の冷媒通路５は、冷却タンク１Ａの長手方向に沿って２〜１０ｍｍピッチで形成してある。
前記冷却タンク１Ａ及び筒状ジャケット４の金属製薄板は、余り薄いと強度的な問題があり、また厚すぎると、加工や熱効率の点で上記の範囲が好ましく、またスパイラル状の冷媒通路５のピッチも冷却タンク本体１Ａ冷却効率から２〜１０ｍｍピッチで形成するのが好ましい。
前記冷却タンク本体１Ａと筒状ジャケット４との接合加工手段は、加圧ロールを使用したロール加圧加工方法、締まり嵌め結合または滑り嵌め結合、溶接接合方法から選ばれた一つを使用して加工し、少なくとも冷媒通路５から冷媒が漏れないように形成することが重要である。
前記冷却手段３は、冷媒通路５の一方に設けた冷媒の流入口６に連結屈曲パイプ８を溶接等により連結すると共に、冷媒通路５の他方に設けた冷媒の流出口７にはリターンパイプ９を連結して設け、前記連結屈曲パイプ８の下端側からは、所定の長さのキャピラリチューブ１０が挿入してある。
次に、この発明の冷却タンク１Ａの製造方法を図４〜図７を参照しながら具体的に説明する。まず上部１ａが開口し、底板１ｂに内部と連通する吐出管２を設けたステンレス板等の金属製材料により構成された所定径の有底筒状の冷却タンク本体１Ａを予め製造しておき、この有底筒状の冷却タンク本体１Ａ外壁冷却領域１ｘに、冷却タンク本体１Ａの一方から予め冷却タンク本体１Ａと少なくとも同じ金属材料で構成された筒状ジャケット４を被せるように挿入して水密的に被嵌する。
このように組付けた冷却タンク本体１Ａを図７に示すように、製造工程の成形ドラム１１に挿入して肩持ち状態で支持した状態で、筒状ジャケット４の上部または下部の一方の外壁面からの長手方向に沿って加圧ロール１２を使用したロール加圧加工方法（または締まり嵌め結合または滑り嵌め結合、溶接接合方法から選ばれた一つ）の接合加工手段を使用して、前記冷却タンク本体１Ａを一定方向に所定の速度で回転させながら、かつ接合加工手段の加圧ロール１２を冷却タンク本体１Ａの軸方向に加圧しながら一定のスピードで移動させると共に溶接させると、冷却タンク本体１Ａの外壁面と筒状ジャケット４との間には所定の断面形状（半円弧状）を有するスパイラル状の冷媒通路５が一体的に形成される。
この冷媒通路５の一方に上述した連結屈曲パイプ８を連結する冷媒の流入口６を設け、他方にリターンパイプ９を設けた冷媒の流出口７を設け、更に連結屈曲パイプ８の下端側からは、所定の長さのキャピラリチューブ１０が挿入して構成するものである。
このようにして製造した冷却タンク本体１Ａ内に所定量の飲料水を収容しておき、前記冷媒通路５の一方からフロンガス等の圧縮冷媒を所定量順次送りこみ、他方から流出させて冷却タンク本体内の液体を一定温度以下に冷却するものである。
このように、冷却手段３は、冷却タンク本体１Ａと少なくとも同じ金属材料で構成された筒状ジャケット４とを水密的に被嵌するとと共に、筒状ジャケット４の上部または下部の一方の外壁面からの長手方向に沿って接合加工手段により接合しながら所定のピッチで冷却タンク本体１Ａの外壁面と筒状ジャケット４との間に所定の断面形状を有するスパイラル状の冷媒通路５を一体的に形成し、この冷媒通路５の一方に冷媒の流入口６を設け、他方に冷媒の流出口７を設けたので、従来の冷却水の冷水タンクに較べて消費電力を約２５％節約することが出来る等極めて経済的であり、また冷却効率が高い上に信頼性も高いものとすることが出来る。
また、冷却タンク本体１Ａを直接冷却することができるので極めて効率的であり、部品点数も少なく高価な金属族材料を使用せずに簡易に製造することが出来るので、従来の冷却水の冷水タンクに較べて安価に製作でき、従来の冷却タンクの冷却構造よりもコストダウンを図ることが出来る。
１ａ 上部
１ｂ 底板
１Ａ 冷却タンク本体
１ｘ 外壁冷却領域
２ 吐出管
３ 冷却手段
４ 筒状ジャケット
５ 冷媒通路
Ｐ ピッチ
６ 冷媒の流入口
７ 冷媒の流出口
８ 連結屈曲パイプ
９ リターンパイプ
１０ キャピラリチューブ
１１ 成形ドラム
１２ 加圧ロール
１ｂ 底板
１Ａ 冷却タンク本体
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Claims (2)
- 上部が開口し、底板に内部と連通する吐出管を設けた金属材料により構成された有底筒状の冷却タンク本体の外壁冷却領域に、予め冷却タンク本体と少なくとも同じ金属材料で一体的に構成された筒状ジャケットを被せるように挿入して水密的に被覆し、このように組付けた冷却タンク本体を成形ドラムに挿入して支持した状態で、筒状ジャケットの上部または下部の一方の外壁面からの長手方向に沿って加圧ロールを使用したロール加圧加工方法を使用してスパイラル状に移動しつつ接合しながら所定のピッチで冷却タンクの外壁面と筒状ジャケットとの間に所定の断面形状を有するスパイラル状の冷媒通路を一体的に形成し、この冷媒通路の一方に連結屈曲パイプを連結する冷媒の流入口を設け、他方にリターンパイプを設けた冷媒の流出口を設けることを特徴とする冷却タンクの製造方法。
- 前記冷媒通路の一方から圧縮冷媒を順次送り込み他方から流出させて冷却タンク本体内の液体を一定温度以下に冷却する請求項１に記載の冷却タンクの製造方法。
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