JPH04240371A - アイスバンク式飲料冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、カップ式飲料自動販売
機などに組み込んで使用されるアイスバンク式飲料冷却
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】頭記のカップ式飲料自動販売機の飲料冷
却装置として、水を満たした冷却水槽内に冷凍機の蒸発
コイル（パイプを螺旋状に巻回したもの）、飲料希釈用
水，　シロップ，　炭酸水などの飲料供給ラインに接続
した飲料冷却コイル、および水撹拌機を浸漬配備し、冷
凍機の運転により蒸発コイルの周囲にアイスバンクと称
する氷塊を着氷させ、その氷の蓄熱量を利用して飲料を
冷却するようにしたアイスバンク式飲料冷却装置が周知
である。かかるアイスバンク式飲料冷却装置では、蒸発
コイルの周囲に常時アイスバンクを蓄氷させておくため
に、冷媒入口側に近い箇所で蒸発コイルの外側にアイス
バンクの蓄氷状態を検出する氷厚センサを備えておき、
該センサの信号を基にアイスバンクが溶け出して氷厚が
あらかじめ設定した下限厚以下になれば冷凍機を運転し
、アイスバンクの氷厚が上限厚以上に成長すれば冷凍機
を停止するように断続運転制御している。

【０００３】また、飲料入りカップに添加する氷を作る
製氷機を備えたカップ式飲料自動販売機では、１台の冷
凍機のコンデンシングユニットを前記の冷却水槽と製氷
機で兼用させるようにしたものも広く実施されている。 この場合には冷却水槽の蒸発コイルと製氷機の蒸発コイ
ルをコンデンシングユニットの冷媒回路に並列接続し、
かつ双方の分岐回路にそれぞれ電磁弁を接続して冷凍機
の運転モードを冷却水槽，製氷機のいずれかに切り換え
るようにしている。具体的には冷却水槽側の電磁弁を常
開として先記と同様にアイスバンクの蓄氷量をコントロ
ールしつつ、製氷機側で製氷要求が生じた際にのみ冷却
水槽側の電磁弁を閉，製氷機側の電磁弁を開放し、製氷
機を運転して製氷を行うようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記した従
来の装置では、いずれの場合も冷凍機の停止時には冷凍
機の高圧側冷媒液管路と冷却水槽内に配置した蒸発コイ
ルとがキャピラリチューブを通じて連通し合った状態に
ある。したがって、冷凍機を運転から停止させると、停
止中に冷媒回路の高圧側と低圧側との間で圧力平衡する
ように、高圧側からホットガスがキャピラリチューブを
通して蒸発コイル内に流れ込み、その熱で蒸発コイルの
表面に着氷しているアイスバンクを溶解させる。また、
冷凍機の停止中でも蒸発コイルの周囲にはアイスバンク
が残っているため、蒸発コイルに流れ込んだホットガス
は凝縮してコイル内部に溜るようになる。一方、冷凍機
の再起動時には、その前の停止中に冷媒回路が圧力平衡
状態に戻っており、かつ起動の際に蒸発コイル内に溜ま
っていた冷媒液が圧縮機に吸い込まれるために、冷凍機
の冷凍能力が一時的に低下して定常な冷凍サイクルの立
ち上がりが遅れ、特に長いパイプを巻回した蒸発コイル
では、冷媒の蒸発が蒸発コイルの入口領域に集中し、出
口側領域では冷えにくくなる傾向を示す。

【０００５】この結果、冷凍機の初期運転（アイスバン
ク無しの状態）で蒸発コイルの周囲に着氷したほぼ均一
な氷厚のアイスバンクは、その後に冷凍機を停止，再起
動を繰り返す過程で、特に蒸発コイルの冷媒出口側領域
（氷厚センサは蒸発コイルの冷媒入口側に設置されてい
る）に着氷したアイスバンクの蓄氷量が次第に減少する
ようになる。かかる状態を実機運転で観測したところに
よれば、ある稼働時間を経過した後では冷凍機の停止中
に蒸発コイルの出口側領域に着氷していた氷が殆ど溶け
て、アイスバンク全体の蓄氷量は初期の蓄氷量に比べて
半減してしまうような状態になることが確認されている
。しかもこのような状態になると、冷却水槽としての飲
料冷却能力も著しく低下する。

【０００６】本発明は上記の点にかんがみなされたもの
であり、冷凍機停止後に蒸発コイル内にホットガスが流
入するのを防ぐとともに、冷凍機の停止中には冷媒回路
の高圧側と低圧側の圧力差を保持して再起動時には液バ
ックなしに直ちに定格出力で運転できるようにするよう
にし、冷凍機の断続運転を繰り返した後でも蒸発コイル
の全域で十分な蓄氷量のアイスバンクを維持できるよう
にアイスバンク式飲料冷却装置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】上記課題を解決するため
に、本発明のアイスバンク式飲料冷却装置においては、
冷凍機の高圧側冷媒液管路に冷凍機の停止条件で閉弁し
て冷媒液管路を遮断する電磁弁を接続するものとする。

【０００８】

【作用】上記の構成により、いままで運転していた冷凍
機を停止すると同時に、電磁弁が閉じて高圧側冷媒液管
路を断路する。したがって冷凍機の停止中に高圧側から
ホットガスが蒸発コイルに流れ込むことがなく、かつ蒸
発コイル内での液溜りも発生しない。しかも、冷凍機の
停止中でも冷媒回路の高圧側と低圧側との間には運転状
態に近い圧力差が保持される。これにより、冷凍機の停
止中におけるアイスバンクのホットガスによる溶け出し
がなくなり、さらに再起動時には液バックなしに直ちに
定常な冷凍サイクルの運転に移行するので、運転，停止
を繰り返し行った後でもアイスバンクの減量する割合が
少なく、蒸発コイルの全域にほぼ均一な厚さに着氷した
アイスバンクが維持されることになる。

【０００９】

【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。なお、図示実施例は１台の冷凍機を共用して冷却水
槽，および製氷機を運転する例を示している。図１にお
いて、１は飲料冷却用の冷却水槽、２は製氷機、３は冷
凍機のコンデンシングユニットであり、冷却水槽１には
飲料冷却コイル４，冷凍機の蒸発コイル５，および冷却
水撹拌機６が浸漬配置されており、さらに蒸発コイル５
の外周側にはアイスバンクの蓄氷状態の上限，下限を検
出する氷厚センサ６が対向配置してある。ここで、冷凍
機は圧縮機７，凝縮器８，キャピラリチューブ９，およ
び前記の蒸発コイル５などで冷凍サイクルを構成してい
る。なお、１０は気液分離器、１１は逆止弁である。ま
た、製氷機２は前記コンデンシングユニット３に対して
冷却水槽側の蒸発コイル５と並列に分岐接続されており
、さらにコンデンシングユニット３に並列接続した冷却
水槽１，および製氷機２の分岐冷媒回路について凝縮器
とキャピラリチューブとの間の高圧側冷媒液管路には冷
媒回路切換用の電磁弁１２，１３が介挿接続されている
。

【００１０】かかる構成で、電磁弁１２を開，電磁弁１
３を閉として冷凍機を運転することにより、蒸発コイル
５が作動して冷却水槽１内の水を冷却し、この水を熱移
動媒体として飲料冷却コイル４に流れる飲料を冷やすと
ともに、蒸発コイル５の周囲に点線で表した氷が着氷し
てアイスバンク１４を形成する。また、アイスバンク１
４の着氷厚さがあらかじめ設定した上限厚になれば氷厚
センサ６の検出信号で冷凍機を停止し、その後にアイス
バンク４が溶け出して下限厚まで減量すると冷凍機を運
転するように断続運転制御される。一方、製氷機２に製
氷要求の指令が与えられると、前記の電磁弁１２が閉，
電磁弁１３が開に切換わり、冷媒が製氷機２に供給され
て製氷運転を行う。なお、これらの運転制御は図示され
てない制御部からの指令で行われる。さらに本発明では
、特に冷却水槽１の蒸発コイル５に対応した電磁弁１２
は、前記した冷却水槽と製氷機との運転モードの切換え
に伴う開閉制御のほかに、冷凍機の停止時には弁を閉じ
て冷媒液管路を遮断するように連係制御される。図２は
前記した切換制御についてのタイムチャートを表したも
のである。

【００１１】一方、冷凍機の停止中に電磁弁１３を開い
たまま、次回の製氷要求で冷凍機を再起動した場合には
、冷凍機の再起動から停止後における蒸発コイルの表面
温度分布の時間的推移が図４のようになることが実機運
転での実測結果から確認されている。すなわち、冷凍機
の起動後は蒸発コイルの冷媒入口側領域で冷媒の蒸発が
集中するためにこの部分の表面温度が大きく下がるのに
対し、出口側領域では冷媒の蒸発が少なくて温度降下は
僅かであり、蒸発コイルの入口側と出口側との間に大き
な温度差が生じる。しかも冷凍機の停止後はホットガス
の流れ込みが原因で短時間の間に表面温度が上昇してア
イスバンクを溶かすため、冷凍機の起動，停止を繰り返
す間に蒸発コイルの冷媒出口側領域の蓄氷量が出口側領
域側と比べて大きく減少し、さらにアイスバンクの着氷
厚さが氷厚センサの上限まで回復するのに要する冷凍機
運転時間も長くかかる。

【００１２】これに対して、前記実施例のように冷凍機
の停止中に電磁弁１３を閉じることにより、蒸発コイル
の表面温度分布は図３のように推移する。すなわち、図
４と比べて蒸発コイル全域での冷媒蒸発温度が平均化し
、かつ停止後はホットガスの流れ込みがないので表面温
度の上昇も緩やかであり、さらに起動時には蒸発コイル
からの液バックもなく直ちに定格運転に移行するので、
冷凍機の起動から停止までの運転時間も短縮される。こ
の結果、冷凍機の起動，停止を繰り返した後でも、常に
アイスバンクは蒸発コイルの全域に平均に着氷されるよ
うになる。

【００１３】なお、図示実施例は１台の冷凍機を共用し
て冷却水槽と製氷機を切換え運転するものを示したが、
製氷機を併用せずに冷却水槽のみを冷凍負荷として単独
運転する場合でも同様に実施できることは勿論である。

【００１４】

【発明の効果】本発明のアイスバンク式飲料冷却装置は
、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。すなわち、冷媒回路の高圧冷媒液管路に電磁
弁を接続し、冷凍機の停止時には電磁弁を閉じて冷媒回
路の高圧側と低圧側との間を遮断することにより、冷凍
機の停止中に蒸発コイルに高圧側からホットガスが流れ
込んでアイスバンクを溶かすことがない。また、冷凍機
の停止中でも冷媒回路の高圧側と低圧側との間に圧力差
が保持され、かつ再起動時には液バックもなく直ちに定
格運転に移行できる。この結果、従来では冷凍機の再起
動，停止を繰り返す間にアイスバンクの蓄氷量が初期量
と比べてほぼ半減したものを、本発明によれば蓄氷量を
常に初期量の８０〜９０％に保つことができ、これによ
り飲料冷却能力の安定維持が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例の構成図

【図２】図１の運転タイムチャートを表す図

【図３】本
発明の実施例による冷凍機の起動，停止と蒸発コイル表
面温度との関係図

【図４】従来方式による冷凍機の起動，停止と蒸発コイ
ル表面温度との関係図

【符号の説明】 １　　　　冷却水槽 ２　　　　製氷機 ３　　　　冷凍機のコンデンシングユニット４　　　　
飲料冷却コイル ５　　　　蒸発コイル ６　　　　氷厚センサ ７　　　　圧縮機 ８　　　　凝縮器 ９　　　　キャピラリチューブ １２　　　　電磁弁

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】水を満たした冷却水槽内に冷凍機の蒸発コ
   イル，　飲料冷却コイルを浸漬配備し、冷凍機の運転に
   より蒸発コイルの回りにアイスバンクを生成させて飲料
   を冷却するアイスバンク式飲料冷却装置であり、アイス
   バンクの蓄氷状態を氷厚センサで検出し、該センサの信
   号を基に冷凍機を断続運転制御するものにおいて、冷凍
   機の高圧側冷媒液管路に冷凍機の停止条件で閉弁して冷
   媒液管路を遮断する電磁弁を接続したことを特徴とする
   アイスバンク式飲料冷却装置。