WO2014115411A1 - ビールサーバ - Google Patents

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WO2014115411A1
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beer
temperature
refrigerant
cooler
primary
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PCT/JP2013/081269
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小林　恵三
神村　岳
勝健 田口
善典 佐藤
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アサヒビール株式会社
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Publication date
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    • B67D1/0861—Cooling arrangements using compression systems the evaporator acting through an intermediate heat transfer means
    • B67D1/0864—Cooling arrangements using compression systems the evaporator acting through an intermediate heat transfer means in the form of a cooling bath
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D31/00—Other cooling or freezing apparatus
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    • F25D31/003—Liquid coolers, e.g. beverage cooler with immersed cooling element
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    • B67D1/00—Apparatus or devices for dispensing beverages on draught
    • B67D1/04—Apparatus utilising compressed air or other gas acting directly or indirectly on beverages in storage containers

Definitions

  • the present invention relates to a beer server that can cool and provide beer to a temperature close to 0 ° C.
  • beer servers such as air-cooled and water-cooled
  • a beer cooling pipe and a refrigerant evaporation pipe formed in a coil shape are provided inside a cooling tank in which cooling water is stored.
  • a low-temperature refrigerant is supplied to the refrigerant evaporation pipe from the refrigerator to cool the cooling water, and the beer flowing through the beer cooling pipe is cooled to about 4 to 6 ° C. and poured into a jug from the dispensing nozzle.
  • the water-cooled beer server can be rapidly cooled compared to the air-cooled beer server.
  • Patent Document 1 discloses a water-cooled beer server having the above configuration.
  • Patent Documents 2 and 3 disclose beer servers that can provide beer cooled to around 0 ° C.
  • the cooling tank having the above-described configuration is used as a primary cooling tank, and in addition to this, a secondary cooling tank storing antifreeze liquid is additionally provided. Then, the beer cooled in the primary cooling tank is further passed through a cooling pipe provided in the antifreeze stored in the secondary cooling tank, thereby cooling the beer to around 0 ° C.
  • the beer server disclosed in Patent Document 3 additionally includes a secondary cooler storing a block made of a metal having good thermal conductivity.
  • a beer cooling pipe and a refrigerant evaporation pipe are embedded, and this block is cooled to 0 ° C. or lower by a low-temperature refrigerant flowing through the refrigerant evaporation pipe. Then, the beer cooled in the primary cooling tank is passed through a beer cooling pipe embedded in the block, thereby cooling the beer to around 0 ° C.
  • Patent Document 2 describes that a temperature sensor that detects the temperature of the antifreeze liquid in the secondary cooling tank and a control device that controls the operation of the refrigerator to adjust the antifreeze liquid to a desired temperature are described. However, as described above, it is important to balance the heat loads of the primary cooling process and the secondary cooling process, and the temperature of the beer at the secondary cooling outlet is only adjusted by adjusting the temperature of the antifreeze liquid in the secondary cooling tank. It is difficult to control accurately.
  • Patent Document 3 also describes that a temperature sensor that detects the temperature of the block and a control device that controls the operation of the refrigerator to control the temperature of the block to a desired temperature are described. However, similarly, it is difficult to accurately control the temperature of the beer at the outlet of the secondary cooler only by controlling the temperature of the block.
  • the beer server of Patent Document 2 needs to cool a relatively large amount of antifreeze adjusted to the secondary cooling tank to 0 ° C. or lower. Therefore, it is necessary to use a refrigerator having a large refrigeration capacity, and the installation space is increased, which is not suitable for small and medium-sized restaurants having only a 100V power source.
  • the beer server of Patent Document 3 also needs a refrigerator having a large refrigerating capacity because it needs to cool a block having a relatively large heat capacity to 0 ° C. or less, and has the same problem as the beer server of Patent Document 2.
  • the present invention enables accurate temperature management to prevent freezing when providing a beer near 0 ° C. with a beer server, and is low in power consumption, compact and low cost.
  • the purpose is to realize a beer server.
  • the beer server of the present invention includes a beer tank in which beer is stored, a cooling tank in which cooling water is stored, a stirrer for stirring cooling water, and a beer in a beer tank disposed in cooling water.
  • a primary cooler having a beer cooling pipe through which the refrigerant flows, and a refrigerant evaporation pipe disposed in the cooling water, and the beer and the refrigerant primarily cooled by the primary cooler directly without interposing a heat medium.
  • a secondary cooler having a heat exchanging unit that heat-exchanges and secondary-cools the beer, a dispensing nozzle that dispenses the beer cooled by the secondary cooler, a refrigerant evaporation pipe of the primary cooler, and a secondary A refrigerator that supplies low-temperature refrigerant to the cooler, a first temperature sensor that detects the beer temperature at the outlet of the primary cooler, and a second temperature sensor that detects the beer temperature at the outlet of the secondary cooler; Detection of first temperature sensor and second temperature sensor And the beer temperature at the outlet of the primary cooler is controlled to a set value by controlling the operation of the stirrer, and the beer temperature at the outlet of the secondary cooler is controlled by controlling the amount of refrigerant supplied to the secondary cooler. And a control device for controlling the set value.
  • the detection value of the first temperature sensor is input to the control device, and the operation of the stirrer is controlled by the control device so that the beer temperature at the outlet of the primary cooler becomes the set value.
  • the detected value of the second temperature sensor is input to the control device, and the amount of refrigerant supplied to the heat exchanger of the secondary cooler by the control device is set so that the beer temperature at the outlet of the secondary cooler becomes the set value. Control.
  • the beer and the refrigerant are directly heat-exchanged without interposing a heat medium, so that the beer can be easily frozen.
  • the heat load of the primary cooler and the secondary cooler is well balanced by controlling the beer temperature to the set value at the outlet of the primary cooler and the outlet of the secondary cooler. Can do. This makes it possible to accurately control the beer temperature at the outlet of the secondary cooler. Therefore, the beer provision temperature can be accurately cooled to around 0 ° C. without freezing the beer.
  • the beer supply temperature can be accurately controlled, it is not necessary to cool the refrigerant and the beer more than necessary.
  • the heat exchange unit of the secondary cooler directly exchanges heat between the beer and the refrigerant without interposing a heat medium, the conventional beer server disclosed in Patent Document 2 or Patent Document 3 or the like Compared with, the heat load can be reduced and the power consumption of the refrigerator can be saved. Thereby, since a refrigerator with a small capacity can be used, the secondary cooler can be reduced in size and cost. Therefore, it can be used even in small and medium restaurants that have only a 100V power source.
  • the heat exchanger of the secondary cooler is composed of a plurality of heat exchangers arranged in series with respect to the flow path of beer, and from the refrigerator to the primary cooler and the plurality of heat exchangers
  • a refrigerant supply pipe for supplying a low-temperature refrigerant is provided in parallel to the primary cooler and the plurality of heat exchangers, and a flow rate adjustment valve is provided in each refrigerant supply pipe. It is good to control the refrigerant
  • the flow rate adjusting valve is an open / close valve that performs only an open / close operation, and includes an open / close valve that controls the flow rate by controlling the time of the open state or the time of the closed state.
  • the primary cooler is provided with an ice storage sensor, and the low temperature refrigerant is supplied to the refrigerant evaporation pipe of the primary cooler by the control device during the non-operating time period, and the set amount is stored in the primary cooler. It is good to make it ice. Thus, by performing ice storage of the primary cooler during non-operating hours such as midnight, power consumption during peak hours can be reduced.
  • the beer temperature at the outlet of the primary cooler and the beer temperature at the outlet of the secondary cooler are controlled to the set values by the control device, so the beer serving temperature can be set without freezing the beer. It can be accurately cooled to around 0 ° C. Therefore, it is not necessary to cool the refrigerant and beer more than necessary, and the power of the refrigerator can be saved.
  • the beer server 10 of the present embodiment has a beer supply pipe 14 a connected to a beer tank 12.
  • the primary cooling tank 16 and the secondary cooler 18 are connected in series to the beer supply pipes 14a to 14d communicating with each other.
  • Cooling water w is stored inside the primary cooling tank 16.
  • a refrigerant evaporation pipe 20 having a large coil diameter is provided in the cooling water w, and the coil axis of the refrigerant evaporation pipe 20 is arranged in the height direction of the primary cooling tank 16.
  • a stirring blade 22 is provided at the lower center of the primary cooling tank 16.
  • a drive motor 22 a for driving the stirring blade 22 is provided outside the bottom wall 22 b of the primary cooling tank 16.
  • a beer cooling pipe 24 that is formed in a coil shape and has a smaller coil diameter than the refrigerant evaporation pipe 20 is provided inside the refrigerant evaporation pipe 20.
  • the start end of the beer cooling pipe 24 is connected to the beer supply pipe 14a, and the end of the beer cooling pipe 24 is connected to the beer supply pipe 14b.
  • an ice storage sensor 26 for detecting the thickness (ice storage amount) of ice storage formed on the surface of the refrigerant evaporation pipe 20 is provided at a position facing the refrigerant evaporation pipe 20 inside the primary cooling tank 16. ing.
  • the beer supply pipe 14b is provided with a temperature sensor 28 that detects the temperature of the beer flowing through the beer supply pipe 14b.
  • the start and end of the refrigerant evaporation pipe 20 are connected to the
  • a secondary cooler 18 is provided adjacent to the primary cooling tank 16.
  • the secondary cooler 18 is composed of two heat exchangers 30a and 30b.
  • the heat exchanger 30a is provided with a beer cooling pipe 32 and a refrigerant flow path 34.
  • the beer flowing through the beer cooling pipe 32 and the refrigerant flowing through the refrigerant flow path 34 are configured to directly exchange heat via the heat transfer wall without interposing a heat medium.
  • Such a heat exchanging section is constituted by, for example, a shell and tube heat exchanger, a plate heat exchanger, a double pipe heat exchanger, or the like.
  • the start end of the beer cooling pipe 32 is connected to the beer supply pipe 14b, and the end of the beer cooling pipe 32 is connected to the beer supply pipe 14c.
  • the beginning and the end of the refrigerant flow path 34 are connected to the refrigerant circulation path 42b.
  • the heat exchanger 30b also has the same configuration as the heat exchange unit 30a. That is, the beer cooling pipe 36 and the refrigerant flow path 38 are provided inside the heat exchanger 30b, and the beer and the refrigerant are configured to directly exchange heat without interposing a heat medium.
  • the start end of the beer cooling pipe 36 is connected to the beer supply pipe 14c, and the end of the beer cooling pipe 36 is connected to the beer supply pipe 14d.
  • the start and end of the refrigerant flow path 38 are connected to the refrigerant circulation path 42c.
  • the beer supply pipe 14d is provided with a temperature sensor 40 that detects the temperature of the beer flowing through the beer supply pipe 14d.
  • a dispensing nozzle 44 is provided at the outlet end of the beer supply pipe 14 d, and beer cooled to around 0 ° C. is dispensed from the dispensing nozzle 44 to the mug 46.
  • the beer server 10 is provided with a refrigerator 48 having refrigeration cycle components.
  • the refrigerant evaporator pipe 20 of the primary cooling tank 16, the refrigerant flow path 34 of the heat exchanger 30a, the refrigerant flow path 38 of the heat exchanger 30b, and the refrigerator 46 are connected by refrigerant circulation paths 42a to 42c, respectively. ing. That is, the refrigerant circulation paths 42a to 42c are arranged in parallel to the refrigerant evaporation pipe 20 and the refrigerant flow paths 34 and 38.
  • Electromagnetic on-off valves V 1 , V 2 and V 3 are provided in the refrigerant circulation paths 42a to 42c, respectively.
  • Detection values of the ice storage sensor 26 and the temperature sensors 28 and 40 are input to the control device 50. Based on these detected values, the control device 50 controls the opening / closing operations of the drive motor 22a of the stirring blade 22 and the electromagnetic on-off valves V 1 , V 2 and V 3 .
  • FIG. 2 first, a low-temperature refrigerant is supplied to the primary cooling tank 16 in advance during a non-operating time period such as midnight, and ice storage is formed on the surface of the refrigerant evaporation pipe 20 of the primary cooling tank 16.
  • the stirring blade 22 is driven (S10).
  • S10 forced convection is formed in the cooling water w in the primary cooling tank 16 and the cooling of the beer in the beer cooling pipe 24 is promoted.
  • an ice storage amount of ice formed on the surface of the refrigerant evaporation tube 20 is detected by the ice sensor 26.
  • the amount of ice stored in the primary cooling tank 16 is increased to the upper limit value W 1h (S14).
  • W 1 ⁇ the upper limit value W 1h the electromagnetic on-off valve V 1 remains closed, and the low-temperature refrigerant is not supplied to the refrigerant evaporation pipe 20 (S16).
  • the stirring blade 22 is stopped (S24).
  • the stirring blade 22 By stopping the stirring blade 22, the inside of the primary cooling tank 16 is changed from forced convection to natural convection, the amount of heat exchange between the beer flowing through the beer cooling pipe 24 and the cooling water w is suppressed, and the beer temperature does not decrease any more. Like that.
  • T1> the upper limit value T1t (5 ° C.) (S26) the stirring blade 22 is operated, the amount of heat exchange between the beer and the cooling water w is increased, and the beer temperature is decreased (S28).
  • the electromagnetic valve V 3 is closed and the secondary cooler 18 Suppress beer cooling in (S32). Conversely, when T 2 > T 2P2 (0 ° C.) (S 34), the electromagnetic on-off valve V 3 is opened to promote cooling of the beer in the secondary cooler 18 (S 36).
  • S10 to S16 are preferably performed at midnight when power consumption is low. Thereby, the power consumption in the daytime when the power consumption reaches its peak can be reduced.
  • the control device 50 controls the beer temperature at the outlet of the primary cooler 16 to a set value of 2 to 5 ° C., and the beer temperature is set to 0 to ⁇ 2 at the outlet of the secondary cooler 18.
  • the beer temperature at the outlet of the secondary cooler can be accurately controlled to the set value.
  • beer and the refrigerant are directly heat exchanged without interposing a heat medium, so that the beer can be easily frozen.
  • the beer since the beer is controlled at the outlet of the primary cooling tank 16 and the outlet of the secondary cooler 18, respectively, the beer is provided without cooling the beer below the freezing temperature.
  • the temperature can be accurately cooled to around 0 ° C.
  • the refrigerant and the beer are not cooled to an unnecessarily low temperature, and therefore, the electric power required for driving the refrigerator 48 can be reduced.
  • the heat exchangers 30a and 30b of the secondary cooler 18 exchange heat directly between the beer and the refrigerant without interposing a heat medium, the heat load can be reduced as compared with a conventional beer server. Power consumption can be saved. Accordingly, since a refrigerator having a small capacity can be used, the secondary cooler 18 can be made compact and low in cost. Therefore, the refrigerator 48 can be operated with a power supply of 100 V that is always provided in small and medium restaurants.
  • the heat exchangers 30a and 30b of the primary cooling tank 16 and the secondary cooler 18 are arranged in series with respect to the beer supply pipes 14b to d, and the primary cooling tank 16 and the heat exchangers 30a and 30b are connected to each other.
  • refrigerant lines 42a ⁇ c are provided in parallel, since each electromagnetic on-off valve V 1 ⁇ 3 is provided in the coolant circulation path 42a ⁇ c, easy to control the beer temperature at the outlet of the heat exchanger 30a and 30b Thus, the beer temperature at the outlet of the secondary cooler can be controlled more accurately.
  • the electromagnetic on-off valve V 3 controls the beer temperature of the heat exchanger 30b close to the beer supply pipe 14d before the control of the electromagnetic valve V 2, when the solenoid valve V 2 is unnecessary, beer The beer temperature at the outlet of the supply pipe 14d can reach the set value quickly. Also by this, the power consumption of the beer server 10 can be reduced. Further, by supplying a low-temperature refrigerant to the primary cooling tank 16 and storing ice for a set amount on the surface of the refrigerant evaporation pipe 20 during a time when the power consumption is low, such as at midnight, the power consumption is at a peak. Power consumption can be reduced.
  • the present invention is applicable to both beer containing alcohol and non-alcohol beer not containing alcohol. It can also be applied to whiskey, highball, chu-hi, juice, tea, and other soft drinks.
  • the present invention when providing a beer of around 0 ° C. with a beer server, it is possible to control the temperature accurately to prevent freezing, and to realize a compact and low-cost beer server with low power consumption.

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Abstract

ビールサーバで０℃付近のビールを提供する場合に、正確な温度管理を可能にして凍結を防止すると共に、消費電力が少なく、コンパクトで低コストなビールサーバを実現することを目的とし、ビールタンク１２と、１次冷却槽１６と、２次冷却槽１８を備え、ビールタンク１２に貯留されたビールを１次冷却槽１６で２～５℃に冷却し、次に２次冷却槽１８で０℃付近まで２次冷却する。制御装置５０で、１次冷却槽１６の出口ビール温度Ｔ１が２～５℃の設定温度になるように攪拌翼２２の作動を制御する。２次冷却器１８は２個の熱交換器３０ａ及び３０ｂで構成され、２次冷却槽１８の出口ビール温度Ｔ２が０℃付近の設定温度になるように、制御装置５０で熱交換器３０ａ及び３０ｂに供給する冷媒量を制御する。

Description

ビールサーバ
　本発明は、ビールを０℃付近の温度に冷却して提供可能なビールサーバに関する。
　飲食店などで、冷却した生ビールを分注ノズルから容器に注入するビールサーバには、空冷式と水冷式とがある。水冷式ビールサーバは、冷却水を貯留した冷却槽の内部に、コイル状に形成されたビール冷却管と冷媒蒸発管とが設けられている。この冷媒蒸発管に冷凍機から低温冷媒を供給して冷却水を冷却し、ビール冷却管を流過するビールを４～６℃程度に冷却し、分注ノズルからジョッキに注ぐ。水冷式ビールサーバは、空冷式ビールサーバと比べて急速冷却が可能である。特許文献１には、前記構成の水冷式ビールサーバが開示されている。
　一方、０℃付近に冷却された生ビールが、前記温度帯に冷却されたビールより、キレ、炭酸の刺激、シャープさを増し、かつ冷涼感を感じさせるという理由で、好まれている。特許文献２及び３には、０℃付近に冷却したビールを提供可能にしたビールサーバが開示されている。特許文献２に開示されたビールサーバは、前記構成の冷却槽を１次冷却槽とし、これに加えて、不凍液を貯留した２次冷却槽を追設している。そして、１次冷却槽で冷却したビールを、さらに２次冷却槽の貯留した不凍液中に設けた冷却管を流過させることでビールを０℃付近に冷却している。
　特許文献３に開示されたビールサーバは、前記構成の１次冷却槽に加えて、熱伝導性が良い金属で構成されたブロックを収蔵した２次冷却器を追設している。このブロックにはビール冷却管と冷媒蒸発管とが埋設され、このブロックは冷媒蒸発管を流れる低温冷媒によって、０℃以下に冷却されている。そして、１次冷却槽で冷却されたビールを、該ブロックに埋設されたビール冷却管を流過させることで、ビールを０℃付近に冷却している。
特開２００７－３０３７９０号公報 特開２００３－２６２９２号公報 特開２００３－２８５５２号公報
　ビールを０℃付近に冷却する場合、ビールは－３℃付近で凍結するため、冷却には高度な温度管理が必要である。即ち、１次冷却工程と２次冷却工程との熱負荷バランスをうまく調整しないと、ビール提供温度を正確に調整できない。例えば、１次冷却工程の熱負荷が大きすぎると、１次冷却工程の冷却水の温度が上昇し、結果として、２次冷却工程後のビールの温度の上昇を招いてしまう。逆に、１次冷却工程での過度の冷却は、２次冷却工程後のビールの凍結を招きやすくなる。
　特許文献２には、２次冷却槽内の不凍液の温度を検出する温度センサと、冷凍機の作動を制御して不凍液を所望の温度に調整する制御装置とを設けることが記載されている。しかし、前述のように、１次冷却工程と２次冷却工程の熱負荷をバランスさせることが重要であり、２次冷却槽の不凍液の温度を調整するだけでは、二次冷却出口のビールの温度を正確に制御することは困難である。また、特許文献３にも、前記ブロックの温度を検出する温度センサと、冷凍機の作動を制御して該ブロックの温度を所望温度に制御する制御装置とを設けることが記載されている。しかし、同様に、該ブロックの温度を制御するだけでは、二次冷却器出口のビールの温度を正確に制御することは困難である。
　また、特許文献２のビールサーバは、二次冷却槽に調整された比較的大量の不凍液を０℃以下に冷却する必要がある。そのため、冷凍能力が大きな冷凍機を使用する必要があり、かつ設置スペースも大きくなり、１００Ｖの電源しかない中小飲食店には不向きである。特許文献３のビールサーバも、比較的熱容量の大きなブロックを０℃以下に冷却する必要があるため、冷凍能力が大きな冷凍機を必要とし、特許文献２のビールサーバと同様の問題がある。
　本発明は、かかる従来技術の課題に鑑み、ビールサーバで０℃付近のビールを提供する場合に、正確な温度管理を可能にして凍結を防止すると共に、消費電力が少なく、コンパクトで低コストなビールサーバを実現することを目的とする。
　かかる目的を達成するために、本発明のビールサーバは、ビールが貯留されたビールタンクと、冷却水が貯留された冷却槽、冷却水を撹拌する攪拌機、冷却水中に配設されビールタンクのビールが流過するビール冷却管、及び冷却水中に配設された冷媒蒸発管を有する１次冷却器と、１次冷却器で１次冷却されたビールと冷媒とを熱媒体を介在させることなく直接熱交換させ、ビールを２次冷却する熱交換部を有する二次冷却器と、２次冷却器で冷却されたビールを分注する分注ノズルと、１次冷却器の冷媒蒸発管及び２次冷却器に低温冷媒を供給する冷凍機と、１次冷却器の出口でビール温度を検出する第１の温度センサと、２次冷却器の出口でビール温度を検出する第２の温度センサと、第１の温度センサ及び第２の温度センサの検出値が入力され、前記攪拌機の作動を制御して１次冷却器出口のビール温度を設定値に制御すると共に、２次冷却器に供給する冷媒量を制御して２次冷却器出口のビール温度を設定値に制御する制御装置とを備えている。
　本発明では、制御装置に第１の温度センサの検出値を入力させ、一次冷却器出口のビール温度が設定値となるように、制御装置によって攪拌機の作動を制御する。また、制御装置に第２の温度センサの検出値を入力させ、２次冷却器出口のビール温度が設定値となるように、制御装置によって２次冷却器の熱交換部に供給する冷媒量を制御する。２次冷却器では、ビールと冷媒とを熱媒体を介在させることなく直接熱交換させるので、ビールを凍結させやすい。これに対し、本発明では、１次冷却器の出口及び２次冷却器の出口でビール温度を設定値に制御することで、１次冷却器と２次冷却器の熱負荷をうまくバランスさせることができる。これによって、２次冷却器出口のビール温度を正確に制御可能にしている。従って、ビールを凍結させることなく、ビール提供温度を正確に０℃付近に冷却できる。
　このように、ビール提供温度を正確に制御できるので、冷媒及びビールを必要以上に冷却する必要がなくなる。また、２次冷却器の熱交換部で、ビールと冷媒とを熱媒体を介在させることなく直接熱交換させるようにしているので、特許文献２又は特許文献３等に開示された従来のビールサーバと比べて、少ない熱負荷で済み、冷凍機の消費動力を節減できる。これによって、容量の小さい冷凍機を用いることができるので、２次冷却器をコンパクト化かつ低コスト化できる。従って、１００Ｖの電源しかない中小飲食店でも使用できる。
　本発明において、２次冷却器の熱交換部をビールの流路に対して直列に配置された複数の熱交換器で構成し、冷凍機から１次冷却器及び複数の熱交換器に対して低温冷媒を供給する冷媒供給管を、１次冷却器及び複数の熱交換器に対して並列に設けると共に、各冷媒供給管に流量調整弁を設け、制御装置で、各流量調整弁の開度を制御して複数の熱交換器に供給する冷媒量を制御するようにするとよい。
　このように、２次冷却器の熱交換部を複数の熱交換器に分け、各熱交換部に供給する冷媒量を流量調整弁で調整するようにしたので、各熱交換器出口でのビール温度の制御が容易になり、これによって、２次冷却器出口のビール温度を更に正確に制御できる。なお、前記流量調整弁は、開閉のみの動作を行う開閉弁であって、開状態の時間又は閉状態の時間を制御することで流量を制御する開閉弁も含むものとする。
　また、本発明において、１次冷却器に蓄氷センサを備え、非稼働時間帯に、制御装置によって１次冷却器の冷媒蒸発管に低温冷媒を供給し、１次冷却器に設定量だけ蓄氷するようにするとよい。このように、１次冷却器の蓄氷を深夜等の非稼働時間帯に行うことで、昼間のピーク時の電力消費を低減できる。
　本発明によれば、１次冷却器出口のビール温度と２次冷却器出口のビール温度とを制御装置で設定値に制御するようにしているので、ビールを凍結させることなく、ビール提供温度を正確に０℃付近に冷却できる。そのため、冷媒及びビールを必要以上に冷却する必要がなくなり、冷凍機の動力を節減できる。
本発明の第１実施形態に係るビールサーバの全体構成図である。 前記第１実施形態に係るビールサーバの前半の制御手順を示すフロー図である。 前記第１実施形態に係るビールサーバの後半の制御手順を示すフロー図である。
　以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではない。
　本発明の一実施形態を図１～図３に基づいて説明する。図１において、本実施形態のビールサーバ１０は、ビールタンク１２にビール供給管１４ａが接続されている。ビール供給管１４ａの下流側では、互いに連通したビール供給管１４ａ～ｄに対して、１次冷却槽１６及び２次冷却器１８が直列に接続されている。１次冷却槽１６の内部には、冷却水ｗが貯留されている。冷却水ｗ中にコイル形状に形成されコイル径が大きい冷媒蒸発管２０が設けられ、冷媒蒸発管２０のコイル軸は１次冷却槽１６の高さ方向に配置されている。
　１次冷却槽１６の中央下部には、攪拌翼２２が設けられている。１次冷却槽１６の底壁２２ｂの外側には攪拌翼２２を駆動する駆動モータ２２ａが設けられている。冷媒蒸発管２０の内側には、コイル形状に形成されコイル径が冷媒蒸発管２０より小径のビール冷却管２４が設けられている。ビール冷却管２４の始端はビール供給管１４ａに接続され、ビール冷却管２４の終端はビール供給管１４ｂに接続されている。また、１次冷却槽１６の内部で冷媒蒸発管２０に対面した位置に、冷媒蒸発管２０の表面に形成された蓄氷の厚さ（蓄氷量）を検出する蓄氷センサ２６が設けられている。また、ビール供給管１４ｂに、ビール供給管１４ｂを流過するビールの温度を検出する温度センサ２８が設けられている。冷媒蒸発管２０の始端及び終端は冷媒循環路４２ａに接続されている。
　１次冷却槽１６に隣接して、２次冷却器１８が設けられている。２次冷却器１８は、２個の熱交換器３０ａ及び３０ｂで構成されている。熱交換器３０ａには、ビール冷却管３２及び冷媒流路３４が設けられている。熱交換部３０ａでは、ビール冷却管３２を流過するビールと冷媒流路３４を流れる冷媒とが、熱媒体を介在することなく、伝熱壁を介して直接熱交換するように構成されている。かかる熱交換部は、例えば、シェルアンドチューブ式熱交換器、あるいはプレート式熱交換器、あるいは２重管式熱交換器等で構成されている。ビール冷却管３２の始端はビール供給管１４ｂに接続され、ビール冷却管３２の終端はビール供給管１４ｃに接続されている。冷媒流路３４の始端及び終端は冷媒循環路４２ｂに接続されている。
　熱交換器３０ｂも熱交換部３０ａと同一構成を有している。即ち、熱交換器３０ｂの内部にビール冷却管３６と冷媒流路３８とが設けられ、ビールと冷媒とが熱媒体を介在することなく直接熱交換するように構成されている。ビール冷却管３６の始端はビール供給管１４ｃに接続され、ビール冷却管３６の終端はビール供給管１４ｄに接続されている。冷媒流路３８の始端及び終端は冷媒循環路４２ｃに接続されている。ビール供給管１４ｄには、ビール供給管１４ｄを流過するビールの温度を検出する温度センサ４０が設けられている。ビール供給管１４ｄの出口端には分注ノズル４４が設けられ、０℃付近に冷却されたビールが分注ノズル４４からジョッキ４６に分注される。
　ビールサーバ１０には、冷凍サイクル構成機器を有する冷凍機４８が設けられている。１次冷却槽１６の冷媒蒸発管２０、熱交換器３０ａの冷媒流路３４及び熱交換器３０ｂの冷媒流路３８と、冷凍機４６との間は、夫々冷媒循環路４２ａ～ｃで接続されている。即ち、冷媒循環路４２ａ～ｃは、冷媒蒸発管２０、冷媒流路３４及び３８に対して並列に配置されている。冷媒循環路４２ａ～ｃには夫々電磁開閉弁Ｖ１，Ｖ２及びＶ３が設けられている。
　蓄氷センサ２６及び温度センサ２８，４０の検出値は制御装置５０に入力される。制御装置５０は、これらの検出値に基づいて、攪拌翼２２の駆動モータ２２ａ及び電磁開閉弁Ｖ１，Ｖ２及びＶ３の開閉動作を制御する。
　次に、ビールサーバ１０の運転手順を図２及び図３に基づいて説明する。なお、図２及び図３中の記号の説明に付記された括弧内の数値は、本実施形態で設定された各部の温度を示す。図２において、まず、予め、深夜等の非稼働時間帯に、一次冷却槽１６に低温冷媒が供給され、一次冷却槽１６の冷媒蒸発管２０の表面に蓄氷が形成されている。ビールサーバ１０の電源がオンされると、攪拌翼２２が駆動する（Ｓ１０）。これによって、一次冷却槽１６内の冷却水ｗに強制対流が形成され、ビール冷却管２４中のビールの冷却が促進される。
　また、冷媒蒸発管２０の表面に形成された氷の蓄氷量を氷センサ２６で検出する。１次冷却槽１６内の氷量Ｗ１が、Ｗ１＜上限値Ｗ１ｈであると（Ｓ１２）、電磁開閉弁Ｖ１が開放され、冷凍機４８から冷媒蒸発管２０に低温冷媒が供給され、１次冷却槽１６内の蓄氷量を上限値Ｗ１ｈまで増加させる（Ｓ１４）。Ｗ１≧上限値Ｗ１ｈであると、電磁開閉弁Ｖ１は閉じられたままであり、冷媒蒸発管２０に低温冷媒は供給されない（Ｓ１６）。
　ビールコック４４ａを操作して、分注ノズル４４からビールをジョッキ４６に分注すると、運転信号がオンとなり（Ｓ１８）、電磁開閉弁Ｖ２及びＶ３が開放される（Ｓ２０）。これによって、冷凍機４８から熱交換部３０ａ及び３０ｂに低温冷媒が供給され、ビール冷却管３２及び３６を流過するビールが冷却される。温度センサ２８の検出値（１次冷却槽１６の出口ビール温度Ｔ１）が、Ｔ１＜下限温度Ｔ１ｐ（２℃）であるとき（Ｓ２２）、攪拌翼２２を停止する（Ｓ２４）。攪拌翼２２を停止させることで、一次冷却槽１６内を強制対流から自然対流とし、ビール冷却管２４を流過するビールと冷却水ｗとの熱交換量を抑え、ビール温度がこれ以上低下しないようにする。一方、Ｔ１＞上限値Ｔ１ｔ（５℃）のとき（Ｓ２６）、攪拌翼２２を稼働させ、ビールと冷却水ｗとの熱交換量を増加させ、ビール温度を低下させる（Ｓ２８）。
　温度センサ４０の検出値（２次冷却器１８の出口ビール温度Ｔ２）が、Ｔ２＜Ｔ２Ｐ２（－２℃）であるとき（Ｓ３０）、電磁弁Ｖ３を閉じ、２次冷却器１８でのビールの冷却を抑える（Ｓ３２）。逆に、Ｔ２＞Ｔ２Ｐ２（０℃）のとき（Ｓ３４）、電磁開閉弁Ｖ３を開き、２次冷却器１８でのビールの冷却を促進する（Ｓ３６）。
　また、１次冷却槽１６の出口ビール温度Ｔ１が、Ｔ１＜下限値Ｔ２Ｐ１（－１℃）のとき（Ｓ３８）、電磁弁Ｖ２を閉じ、１次冷却槽１６でのビールの冷却を抑える（Ｓ４０）。逆に、Ｔ１＞上限値Ｔ２ｔ１（＋１℃）であるとき（Ｓ４２）、電磁弁Ｖ２を開き、１次冷却槽１６でのビールの冷却を促進する（Ｓ４４）。次に、ビールコック４２ａを操作した時、Ｓ１８以降の操作を繰り返す。
　なお、Ｓ１０～Ｓ１６の操作は、電力消費量が少ない深夜に実施するとよい。これによって、電力消費がピークとなる昼間の電力消費を低減できる。
　本実施形態によれば、制御装置５０によって、１次冷却器１６の出口でビール温度を２～５℃の設定値に制御すると共に、２次冷却器１８の出口でビール温度を０～－２℃の設定値に制御することで、２次冷却器出口のビール温度を正確に該設定値に制御できる。本実施形態では、ビールと冷媒とを熱媒体を介在させることなく直接熱交換させるので、ビールを凍結させやすい。しかし、本実施形態では、一次冷却槽１６の出口及び二次冷却器１８の出口で夫々ビールを設定温度となるように制御しているので、ビールを凍結温度以下に冷却することなく、ビール提供温度を正確に０℃付近に冷却できる。このように、ビール温度を正確に制御できるので、冷媒及びビールを必要以上の低温に冷却しなくなり、そのため、冷凍機４８の駆動に要する電力を節減できる。
　また、２次冷却器１８の熱交換器３０ａ及び３０ｂで、ビールと冷媒とを熱媒体を介在させることなく直接熱交換させるようにしているので、従来のビールサーバと比べて熱負荷を小さくでき、消費電力を節減できる。これによって、容量の小さい冷凍機を用いることができるので、２次冷却器１８をコンパクト化かつ低コスト化できる。従って、中小飲食店に常備された１００Ｖの電源で冷凍機４８を稼働できる。
　また、１次冷却槽１６及び２次冷却器１８の熱交換器３０ａ、３０ｂがビール供給管１４ｂ～ｄに対して直列に配置され、１次冷却槽１６及び熱交換器３０ａ、３０ｂに対して冷媒管路４２ａ～ｃが並列に設けられ、冷媒循環路４２ａ～ｃに夫々電磁開閉弁Ｖ１～３が設けられているので、熱交換器３０ａ及び３０ｂの出口でのビール温度の制御が容易になり、これによって、２次冷却器出口のビール温度を更に正確に制御できる。
　また、ビール供給管１４ｄに近い熱交換器３０ｂのビール温度を制御する電磁開閉弁Ｖ３の制御を電磁弁Ｖ２の制御より先に行うことで、電磁開閉弁Ｖ２が無用なとき、ビール供給管１４ｄの出口でのビール温度を早く設定値に到達できる。これによっても、ビールサーバ１０の消費電力を節減できる。また、深夜等の電力消費量が少ない時間帯に、１次冷却槽１６に低温冷媒を供給し、冷媒蒸発管２０の表面に設定量だけ蓄氷しておくことで、電力消費がピーク時の電力消費を低減できる。
　なお、本発明は、アルコール分を含むビール及びアルコール分を含まないノンアルコールビールの両方に適用可能である。また、ウイスキー、ハイボール、チューハイ、ジュース、茶、その他の清涼飲料などにも適用可能である。
　本発明によれば、ビールサーバで０℃付近のビールを提供する場合に、正確な温度管理を可能にして凍結を防止できると共に、消費電力が少なく、コンパクトで低コストなビールサーバを実現できる。

Claims (3)

  1. 　ビールが貯留されたビールタンクと、
    冷却水が貯留された冷却槽、該冷却水を撹拌する攪拌機、該冷却水中に配設され前記ビールタンクのビールが流過するビール冷却管、及び該冷却水中に配設された冷媒蒸発管を有する１次冷却器と、
    　前記１次冷却器で１次冷却されたビールと冷媒とを熱媒体を介在させることなく直接熱交換させ、該ビールを２次冷却する熱交換部を有する２次冷却器と、
    　前記２次冷却器で冷却されたビールを分注する分注ノズルと、
    　前記１次冷却器の冷媒蒸発管及び前記２次冷却器に低温冷媒を供給する冷凍機と、
    　前記１次冷却器の出口でビール温度を検出する第１の温度センサと、
    　前記２次冷却器の出口でビール温度を検出する第２の温度センサと、
    　前記第１の温度センサ及び前記第２の温度センサの検出値が入力され、前記攪拌機の作動を制御して前記１次冷却器出口のビール温度を設定値に制御すると共に、前記２次冷却器に供給する冷媒量を制御して前記２次冷却器出口のビール温度を設定値に制御する制御装置とを備えていることを特徴とするビールサーバ。
  2. 　前記２次冷却器の熱交換部がビールの流路に対して直列に配置された複数の熱交換器で構成され、
    　前記１次冷却器及び前記複数の熱交換器に対して並列に設けられ、前記冷凍機から前記複数の熱交換器及び前記１次冷却器の冷媒蒸発管に夫々低温冷媒を供給する冷媒供給管と、該冷媒供給管に夫々設けられた流量調整弁とを備え、
    　前記制御装置で、前記流量調整弁の開度を制御して前記複数の熱交換器に供給する冷媒量を制御するようにしたことを特徴とする請求項１に記載のビールサーバ。
  3. 　前記１次冷却器に蓄氷センサを備え、
    　非稼働時間帯に、前記制御装置によって前記１次冷却器の冷媒蒸発管に低温冷媒を供給し、該１次冷却器に設定量だけ蓄氷するようにしたことを特徴とする請求項１に記載のビールサーバ。
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