JPH04292768A - 冷熱蓄熱水槽用エバポレータ - 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】本発明は冷凍機を備えたカップ式
自動販売機等の冷飲料自動販売機に係わり、特に飲料冷
却用のための蓄熱水を冷却するエバポレータの改良に関
する。

【０００２】

【従来の技術】図４は従来技術による冷飲料自動販売機
の冷熱蓄熱水槽の主要構成を説明する構成図、図５はそ
のエバポレータの斜視図である。図４および図５におい
て、１は上部を開口した直方体状の水槽容器、２は水槽
容器１に満たされた冷熱蓄熱用の蓄熱水である。１５は
、銅管などの金属パイプ１５ｃを矩形コイル状に形成し
、しかも水槽容器１中にその中心軸が垂直をなし、かつ
前記矩形コイルの互いに隣接する２辺１５ａ、１５ｂを
、前記直方体状の水槽容器１の互いに隣接する２辺１ａ
、１ｂに相対させて、前記蓄熱水中に浸積配設されたエ
バポレータである。３はエバポレータ１５に冷媒液４ａ
を供給する冷凍機であり、冷媒蒸気４ｂを圧縮する圧縮
機３ａと、電動圧縮機３ａで圧縮され高温高圧となった
冷媒蒸気４ｂを冷却し、低温高圧の冷媒液４ａにするコ
ンデンサ３ｂとで構成される。５はエバポレータ１５の
冷媒液４ａの入口部に設けられ、冷媒液４ａを低圧化す
るためのキャピラリーチューブである。６は蓄熱水２が
、エバポレータ１２によって冷却されることで、エバポ
レータ１５の周囲に形成される氷、７は氷厚センサで、
氷６が所定厚さに成長したことを検出するためのもので
あり、エバポレータ１５の水槽容器１の２辺１ａ，１ｂ
に相対されていない辺に対応した位置で、しかも冷媒液
４ａの入口に近くいまだ冷媒液４ａの冷凍能力が充分有
りこのため氷６が厚く生成し易い位置に配設される。８
は、蓄熱水２をエバポレータ１５および氷６の周辺から
、後記する冷却パイプの周辺に循環し、エバポレータ１
５および氷６の持つ冷熱の飲料パイプへの熱伝達を良好
に保つためのアジテータである。９は、例えばシロップ
１０ａが通流する冷却パイプ９ａ，水１０ｂが通流する
冷却パイプ９ｂなどからなる飲料冷却用のパイプであり
、蓄熱水中に浸積配設され低温に維持される。例えばシ
ロップ１０ａ，水１０ｂである飲料１０は、常温の状態
で冷却パイプ９に供給され、低温の冷却パイプ９を通流
することにより冷却されることで低温となり、販売用カ
ップ１１中に冷飲料として流出する。

【０００３】エバポレータ１５は、低圧となった冷媒液
４ａが金属パイプ１５ｃ内を通流しつつ蒸発して気化熱
を奪うので低温となり、蓄熱水２を冷却する。蓄熱水２
の温度が０℃まで低下すると、エバポレータ１５の周囲
の蓄熱水２は相変化して氷６となり、冷熱を潜熱として
蓄熱する。氷の融解潜熱は７９．７ｃａｌ／ｇであり、
水の顕熱１ｃａｌ／ｇと比較して効率の良い蓄熱を行う
ことができる。しかし、氷６が過度に成長して飲料パイ
プ９までも覆ってしまうと、飲料１０が凍結して冷飲料
を供給することができなくなるので、最大氷厚を規制す
る必要があり、氷厚センサ７をエバポレータ１５の冷却
パイプ９が配設される側に、すなわち、エバポレータ１
５の水槽容器１の２辺１ａ、１ｂに相対されていない辺
に対応した位置に配設される。冷凍機３は、氷厚センサ
７位置まで氷６が成長すると、氷厚センサ７からの信号
によってその運転が停止され、氷６が飲料１０に冷熱を
供給することで氷厚が薄くなると氷厚センサ７からの信
号によって再び運転が再開され、以降はＯＮ−ＯＦＦ運
転が繰り返し継続される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前述した従来技術によ
る冷飲料自動販売機においては、図６のエバポレータの
図４におけるＡ─Ａ断面図に示したように、氷厚センサ
７位置まで氷６が成長しても、その下部では氷の成長が
少ない、したがって、蓄氷量が少なくなってしまう場合
がある。これは、周囲温度が低い場合や販売待機時のＯ
Ｎ時間が短い場合に、冷凍機の凝縮圧力が充分に上昇せ
ず所定の冷媒循環量が得られないことによって生じるも
のと考えられ、冷媒液はエバポレータ入口ではまだ冷凍
効果を持つのに対し、エバポレータ下部では冷媒液が全
て蒸発しきってしまい冷凍効果を持たなくなること、す
なわち、冷媒液の冷凍能力が不足するためである考えら
れる。蓄氷量としては、冷媒液の冷凍能力が充分に有る
場合の１／３〜１／４に減少する。実験結果では、周囲
温度５℃の状態で、１８巻き有るコイル中６〜８巻まで
しか氷が成長しない。そこで、このような運転状態でも
所要の蓄氷量を得られる冷媒循環量とすべくその冷媒循
環量を調整すると、周囲温度が低くない場合などでは冷
媒循環量が過剰となり、圧縮機の液圧縮を起こすなどの
弊害を生じてしまう。また、氷厚センサの配設位置をエ
バポレータの下部とすることで、エバポレータの下部ま
で氷を生成させようとすると、まだ冷凍能力の充分ある
冷媒液の流れるエバポレータの上部では、氷厚が過大と
なり飲料パイプ８までも氷が覆ってしまい、飲料１０が
凍結して冷飲料を供給することができなくなる。前記の
諸問題は、エバポレータ入口に設ける冷媒液４ａを低圧
化するための膨張手段にキャピラリーチューブを用いた
場合の問題であり、膨張手段として冷媒循環量の自己調
整機能を合わせ持つ膨張弁を採用すればある程度の改善
を図れるが、構造の煩雑化やコストアップとなる等の新
たな問題を生ずる。

【０００５】本発明は前述の従来技術の問題点に鑑みな
されたもので、その目的はエバポレータを上下２分割し
それぞれに並列して冷凍機から冷媒を供給することなど
によって、周囲温度が低い場合や販売待機時のＯＮ時間
が短い場合であっても充分な蓄氷量を得られることがで
きる冷熱蓄熱水槽用エバポレータを提供することにある
。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明では前述の目的は
、

【０００７】１）コイル状に形成した金属パイプを、こ
の金属パイプのコイルの中心軸が垂直となるよう水槽容
器中に配設し、この金属パイプ中に冷凍機からの冷媒を
キャピラリーチューブを介して通流して、前記水槽容器
に収容された蓄熱水に冷熱を蓄熱するエバポレータにお
いて、前記金属パイプを２つの系統とし、それぞれの系
統の金属パイプに冷媒が並列に通流するように構成した
こと、また

【０００８】２）矩形コイル状に形成した金属パイプを
、この金属パイプのコイルの中心軸が垂直となるよう水
槽容器中に配設し、この金属パイプ中に冷凍機からの冷
媒をキャピラリーチューブを介して通流して、前記水槽
容器に収容された蓄熱水に冷熱を蓄熱するエバポレータ
において、前記金属パイプを同一平面上に折り返し蛇行
させて前記矩形コイルの一辺分の部分エバポレータを形
成し、この部分エバポレータ４個を冷媒が互いに隣接す
る部分エバポレータに順次通流されるように接続して矩
形コイル状に形成するとともに、このように形成した金
属パイプに前記冷媒が、前記水槽容器中に配設された冷
却パイプに相対しない辺にまず通流し、その後に前記冷
却パイプに相対する辺に通流するように構成したこと、
さらにまた

【０００９】３）矩形コイル状に形成した金属パイプを
、この金属パイプのコイルの中心軸が垂直をなるよう水
槽容器中に配設し、この金属パイプ中に冷凍機からの冷
媒をキャピラリーチューブを介して通流して、前記水槽
容器に収容された蓄熱水に冷熱を蓄熱するエバポレータ
において、前記金属パイプを同一平面上に折り返し蛇行
させて前記矩形コイルの一辺分の部分エバポレータを形
成し、この部分エバポレータ２個を前記冷媒が順次通流
されるよう接続して互いに隣接する前記矩形の２辺を構
成するよう形成し、この２辺分の構成体を２組用いて矩
形コイル状に形成するとともに、このように形成した金
属パイプに前記冷媒が、前記水槽容器中に配設された冷
却パイプに相対しない辺にまず通流し、その後に前記冷
却パイプに相対する辺に通流し、しかも２組の前記２辺
分の構成体に対しては並列に通流するように構成したこ
と、により達成される。

【００１０】

【作用】本発明では前述の構成とし、エバポレータを構
成する金属パイプを２つの系統とし、それぞれに並列に
冷媒液を通流することで、冷媒液が全部蒸発してしまっ
た後でも金属パイプを伝導によって冷熱が伝わり氷を生
成する働きを、それぞれ２つの系統の金属パイプごとに
働かせることで、冷熱の伝導によっての蓄氷量を増大さ
せる。また、エバポレータを構成する金属パイプを、同
一平面上に折り返し蛇行させて矩形コイルの一辺分を形
成し、かくして得たコイル辺４個を冷媒液を互いに隣接
する前記コイル辺に順次通流されるよう接続して矩形コ
イル状に形成するとともに、このように形成した金属パ
イプに冷媒液が、水槽容器中に配設された冷却パイプに
相対しない辺にまず通流し、その後に前記冷却パイプに
相対する辺に通流するよう構成することで、冷却パイプ
に相対しないコイル辺から氷を生成することとなり、冷
却パイプまでも氷が覆ってしまい飲料が凍結して冷飲料
を供給することができなくなるという問題を生ずること
なく蓄氷量を増大することができる。さらに、エバポレ
ータを構成する金属パイプを、同一平面上に折り返し蛇
行させて矩形コイルの一辺分を形成し、かくして得たコ
イル辺２個を冷媒液が順次通流されるよう接続して互い
に隣接する矩形の２辺を構成するよう形成し、この２辺
分の構成体を２組用いて矩形コイル状に形成するととも
に、このように形成した金属パイプに前記冷媒が、前記
水槽容器中に配設された冷却パイプに相対しない辺にま
ず通流し、その後に前記冷却パイプに相対する辺に通流
し、しかも２組の前記２辺分の構成体に対しては並列に
通流するように構成したことで、冷熱の伝導によっての
蓄氷量を増大するとともに、冷却パイプに相対しないコ
イル辺から氷を生成するようにすることで蓄氷量を増大
することができる。

【００１１】

【実施例】以下本発明の実施例を図面を参照して詳細に
説明する。図１は本発明の一実施例のエバポレータ部を
示す斜視図である。図４ないし図６の従来例と同一部分
には同じ符号を付し、その説明を省略する。１２は金属
パイプ１５ｃを上下２段に矩形コイル状に巻回して形成
して、それぞれ上部分エバポレータ１２ａと下部分エバ
ポレータ１２ｂとからなるエバポレータである。それぞ
れの部分エバポレータの冷媒液４ａの入口部には従来例
と同様にキャピラリーチューブ５が設けられる。なお図
１においては、エバポレータ１２は矩形コイル状に巻回
して形成されるとしたが、金属パイプ１５ｃを成形する
形状は矩形に限られるものではなく、円形であってもそ
の他の形状であってもよい。

【００１２】図２は本発明の異なる実施例のエバポレー
タ部を示す斜視図である。図４ないし図６の従来例と同
一部分には同じ符号を付し、その説明を省略する。１３
は金属パイプ１５ｃを同一平面上に折り返し蛇行させて
矩形コイルの一辺分に相当する部分エバポレータを形成
し、かくして得たコイル辺４個分に相当する部分エバポ
レータ１３ａ，１３ｂ，１３ｃおよび１３ｄを用いて、
冷媒液４ａを互いに隣接するコイル辺を形成する部分エ
バポレータに順次通流されるよう接続して、矩形コイル
状に形成したエバポレータである。部分エバポレータ１
３ａに形成されたエバポレータ１３の入口部には、従来
例と同様にキャピラリーチューブ５が設けられる。なお
、このように構成されたエバポレータ１３は、従来例と
同様に、キャピラリーチューブ５が設けられる部分エバ
ポレータ１３ａは、あるいは、またこれに隣接する部分
エバポレータ１３ｂは、それぞれ直方体状の水槽容器１
中に配設された冷却パイプ９に相対しない位置に配設す
るものとする。

【００１３】図３は本発明のさらに異なる実施例のエバ
ポレータ部を示す斜視図である。図４ないし図６の従来
例と同一部分には同じ符号を付し、その説明を省略する
。１４は金属パイプ１５ｃを同一平面上に折り返し蛇行
させて矩形コイルの一辺分に相当する部分エバポレータ
を形成し、かくして得たコイル辺４個分に相当する部分
エバポレータ１４ａと１４ｂ、および１４ｃと１４ｄの
、それぞれ２個の部分エバポレータを用いて、冷媒液４
ａを互いに隣接するコイル辺を形成する部分エバポレー
タに順次通流されるよう接続して、前記矩形コイルの２
辺分を構成するよう形成し、この２辺分の構成体を２組
用いて矩形コイル状に形成したエバポレータである。 それぞれの矩形コイルの２辺分を構成する部分エバポレ
ータの冷媒液４ａの入口部を持つ部分エバポレータ１４
ａおよび１４ｃには、図１に示した本発明の一実施例と
同様にキャピラリーチューブ５が設けられる。なお、こ
の冷媒液４ａの入口部を持つ部分エバポレータ１４ａお
よび１４ｃは、それぞれ直方体状の水槽容器１中に配設
された冷却パイプ９に相対しない位置に配設するものと
する。

【００１４】

【発明の効果】本発明によれば、エバポレータを構成す
る金属パイプを２つの系統としそれぞれに並列して冷媒
液を供給することで、冷媒液が全部蒸発してしまった後
でも金属パイプを伝導によって冷熱が伝わり氷を生成す
る働きを、それぞれ２つの系統の金属パイプごとに働か
せることで、周囲温度が低い場合や販売待機時のＯＮ時
間が短い場合であっても蓄氷量を増大させることができ
る。また、エバポレータを構成する金属パイプを、同一
平面上に折り返し蛇行させて矩形コイルの一辺分を形成
し、かくして得たコイル辺４個を冷媒液を互いに隣接す
る前記コイル辺に順次通流されるよう接続して矩形コイ
ル状に形成するとともに、このように形成した金属パイ
プに冷媒液が、水槽容器中に配設された冷却パイプに相
対しない辺にまず通流し、その後に前記冷却パイプに相
対する辺に通流するよう構成することで、冷却パイプに
相対しないコイル辺から氷を生成することとなり、冷却
パイプまでも氷が覆ってしまい飲料が凍結して冷飲料を
供給することができなくなるという問題を生ずることな
く、周囲温度が低い場合や販売待機時のＯＮ時間が短い
場合であっても蓄氷量を増大することができる。さらに
、エバポレータを構成する金属パイプを、同一平面上に
折り返し蛇行させて矩形コイルの一辺分を形成し、かく
して得たコイル辺２個を冷媒液が順次通流されるよう接
続して互いに隣接する矩形の２辺を構成するよう形成し
、この２辺分の構成体を２組用いて矩形コイル状に形成
するとともに、このように形成した金属パイプに冷媒液
が、水槽容器中に配設された冷却パイプに相対しない辺
にまず通流し、その後に前記冷却パイプに相対する辺に
通流し、しかも２組の前記２辺分の構成体に対しては並
列に通流するように構成したことで、冷熱の伝導によっ
て蓄氷量を増大するとともに、冷却パイプに相対しない
コイル辺から氷を生成するようにすることで、周囲温度
が低い場合や販売待機時のＯＮ時間が短い場合であって
も、蓄氷量を３０％あるいはそれ以上増大することがで
きるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のエバポレータ部を示す斜視
図

【図２】本発明の異なる実施例のエバポレータ部を示す
斜視図

【図３】本発明のさらに異なる実施例のエバポレータ部
を示す斜視図

【図４】従来技術による冷飲料自動販売機の冷熱蓄熱水
槽の主要構成を説明する構成図

【図５】そのエバポレータの斜視図

【図６】そのエバポレータの図４におけるＡ─Ａ断面図

【符号の説明】

４ａ　　冷媒液 ５　　　　キャピラリーチューブ １２ａ　　上部分エバポレータ １２ｂ　　下部分エバポレータ １２　　　　エバポレータ １３　　　　エバポレータ １４　　　　エバポレータ １５ｃ　　金属パイプ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】コイル状に形成した金属パイプを、この金
   属パイプのコイルの中心軸が垂直となるよう水槽容器中
   に配設し、この金属パイプ中に冷凍機からの冷媒をキャ
   ピラリーチューブを介して通流して、前記水槽容器に収
   容された蓄熱水に冷熱を蓄熱するエバポレータにおいて
   、前記金属パイプを２つの系統とし、それぞれの系統の
   金属パイプに冷媒を並列に通流するように構成したこと
   を特徴とする冷熱蓄熱水槽用エバポレータ。
2. 【請求項２】矩形コイル状に形成した金属パイプを、こ
   の金属パイプのコイルの中心軸が垂直となるよう水槽容
   器中に配設し、この金属パイプ中に冷凍機からの冷媒を
   キャピラリーチューブを介して通流して、前記水槽容器
   に収容された蓄熱水に冷熱を蓄熱するエバポレータにお
   いて、前記金属パイプを同一平面上に折り返し蛇行させ
   て前記矩形コイルの一辺分の部分エバポレータを形成し
   、この部分エバポレータ４個を冷媒が互いに隣接する部
   分エバポレータに順次通流されるように接続して矩形コ
   イル状に形成するとともに、このように形成した金属パ
   イプに前記冷媒が、前記水槽容器中に配設された冷却パ
   イプに相対しない辺にまず通流し、その後に前記冷却パ
   イプに相対する辺に通流するように構成したことを特徴
   とする冷熱蓄熱水槽用エバポレータ。
3. 【請求項３】矩形コイル状に形成した金属パイプを、こ
   の金属パイプのコイルの中心軸が垂直となるよう水槽容
   器中に配設し、この金属パイプ中に冷凍機からの冷媒を
   キャピラリーチューブを介して通流して、前記水槽容器
   に収容された蓄熱水に冷熱を蓄熱するエバポレータにお
   いて、前記金属パイプを同一平面上に折り返し蛇行させ
   て前記矩形コイルの一辺分の部分エバポレータを形成し
   、この部分エバポレータ２個を前記冷媒が順次通流され
   るよう接続して互いに隣接する前記矩形の２辺を構成す
   るよう形成し、この２辺分の構成体を２組用いて矩形コ
   イル状に形成するとともに、このように形成した金属パ
   イプに前記冷媒が、前記水槽容器中に配設された冷却パ
   イプに相対しない辺にまず通流し、その後に前記冷却パ
   イプに相対する辺に通流し、しかも２組の前記２辺分の
   構成体に対しては並列に通流するように構成したことを
   特徴とする冷熱蓄熱水槽用エバポレータ。