(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
飲料を通すチューブを内蔵し、該チューブに通じる該飲料の注入口および注出口を有するジャケットと、該ジャケットに密接して設けられた冷却ユニットと、該冷却ユニットの前記ジャケットと反対側に設けられた放熱器とを具備し、該冷却ユニットは、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、該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が構成されていることを特徴とする冷却器。
【請求項２】
ジャケットと冷却ユニットとの間に、冷媒が収容された蓄冷ボックスが設けられていることを特徴とする請求項１記載の冷却器。
【請求項３】
冷却ユニットを構成する複数枚の電子冷却素子に直流電流を供給するための直流電源と、該直流電源より前記電子冷却素子に与えられる直流電流の極性を反転する極性反転手段を備えたことを特徴とする請求項１または２記載の冷却器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、冷蔵庫内の大型タンクなどと配管で繋がれ、該配管内を通る間に温度上昇したビールなどの飲料を、適温に冷却して供する際などに使用される、電子冷却素子を用いたコンパクトな冷却器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ビール等の飲料を大型タンクに冷蔵しておき、離れた位置に設けたサーバーから注出して飲用に供する際、タンクからサーバーまでの配管を通る間に温度上昇した飲料を冷却して注出する。例えば、図７に示すように、冷蔵庫２１内の大型タンク２２とサーバー２５を飲料配管２３で繋ぎ、サーバー２５の直前に冷却器２４を設けて適温に冷却し、注出コック２６から注出している。冷却器２４としては、例えば図８に示すように、チューブ１４を蛇行させて内蔵するジャケット１３の上に氷２７を置いたもの等が使用されている。１７は注入口、１８は注出口である。
【０００３】
このような、従来の冷却器により、例えば大型タンク２２から１０〜２０ｍ離れた飲料配管２３内の約１５℃になったビールを、注出流量約５０ml/sec、注出間隔約５秒の条件で注出し、約５℃の適温に冷却することができる。しかし、氷を使用するため、溶けた水の始末や氷の補充等の保守に関する煩わしさがある。
【０００４】
近年、氷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、冷却器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、冷蔵庫内の大型タンク等と配管で繋がれ、該配管内を通る間に温度上昇したビールなどの飲料を、適温に冷却して供する際などに使用される冷却器において、氷を使用せず、電子冷却素子を用いて急速冷却を行うことで、コンパクトかつ保守の容易な、省スペース省力化を達成できる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】
上記目的を達成するための本発明は、飲料を通すチューブを内蔵し、該チューブに通じる該飲料の注入口および注出口を有するジャケットと、該ジャケットに密接して設けられた冷却ユニットと、該冷却ユニットの前記ジャケットと反対側に設けられた放熱器とを具備し、該冷却ユニットは、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、該２枚の伝熱板はそれぞれ一方の面に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が構成されていることを特徴とする冷却器である。
【０００８】
そして、ジャケットと冷却ユニットとの間に、冷媒が収容された蓄冷ボックスが設けられていることが好ましく、また、冷却ユニットを構成する複数枚の電子冷却素子に直流電流を供給するための直流電源と、該直流電源より前記電子冷却素子に与えられる直流電流の極性を反転する極性反転手段を備え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。本発明の冷却器の例を図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。本発明の冷却器は、図１および図２のように、飲料を通すチューブ１４を内蔵するジャケット１３と、ジャケット１３に密着して設けた冷却ユニット１と、該ユニット１のジャケット１３と反対側に設けた放熱器からなる。放熱器は放熱フィン１１およびファン１２で構成され、ジャケット１３には飲料の注入口１７および注出口１８が設けてある。また、チューブ１４は、ジャケット１３内に、蛇行あるいはスパイラル状に設けてある。
【００１０】
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、２枚の伝熱板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、ジャケット１３と密着させる側（図３では上側）の伝熱板３にボルト穴５を穿け、放熱フィン１１側（図３では下側）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がジャケット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２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２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、下面にジャケット１３を密着させ、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、冷却ユニット１の上面に密着させた放熱フィン１１は露出して、冷却器を構成している。伝熱板３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、チューブ１４内の飲料の熱が、ジャケット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。ジャケット１３には、伝熱板３と同様、導熱伝導率が高くかつ軽量の金属、例えばＡｌを、チューブ１４には、耐食性の優れた金属管、たとえばステンレス管を採用することができる。
【００１４】
ここで、本発明の冷却器は、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１より厚く、図１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。
本発明の冷却器は、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冷却器に利用可能となった。
【００１６】
つぎに、本発明の別の例を図４および図５に示す。図４は上断面を示し、図５のＢ−Ｂ矢視断面図であり、図５は縦断面を示し、図４のＡ−Ａ矢視断面図である。図４のように、ジャケット１３に飲料を通すチューブ１４が内蔵され、注入口１７および注出口１８が設けられている。ジャケット１３の一方の側（図４では右側）には、冷却ユニット１との間に蓄冷ボックス１９が密着して設けられている。ジャケット１３の他方の側（図４では左側）は、冷却ユニット１が密着して設けられているのが望ましく、あるいは、断熱材で覆われていてもよい。そして、両冷却ユニット１には放熱器として、放熱フィン１１およびファン１２が設けられている。１５は断熱材、１６は外板、２０は温度センサーである。
【００１７】
この例では、ジャケット１３内の飲料の冷却を、ジャケット１３の一方の面に密接させた蓄冷ボックス１９で行う。蓄冷ボックス１９には、飲料の所要冷却温度や注出流量、注出ピッチ等に応じて、水、不凍液などの液体、あるいは気体や固体の冷媒が収容され、図４の右側の面から冷却ユニット１で冷却されている。蓄冷ボックス１９は熱容量が大きいので、これを過冷状態にしておくなどにより、ジャケット１３内を通る飲料が所望の温度に冷却される。図４の例では、ジャケット１３の他方の面（左側）に冷却ユニット１を直接接触させているので、チューブ１４内の飲料は、ジャケット１３の両面から、より急速に冷却される。
【００１８】
この他方の面（図４の左側）の冷却ユニット１は、注出ピッチが短い場合などに、必要に応じて設ければよい。また、注出ピッチが長い場合などにおいて、ジャケット１３内の飲料が過冷され、あるいは凍結するのを防止し、常に適温の飲料を注出できるよう、ジャケット１３および蓄冷ボックス１９に温度センサー２０を設けて、冷却ユニット１の通電を制御することもできる。
本発明の冷却器は、冷却対象に応じて種々の設計ができるので、図７のように飲料配管２３で温度上昇した飲料を冷却する場合の補助的な冷却器に限らず、室温の飲料等の液体を通して冷却するサーバー、あるいは缶入り飲料、さらに各種固体等を冷却する通常の冷却器としても、十分に機能することができる。
【００１９】
さらに、本発明の冷却器は、蓄冷ボックス１９を有しない場合、有する場合とも、ジャケット１３のチューブ１４内を容易に洗浄することができる。すなわち、注入口１７あるいは注出口１８から洗浄液を導入するとともに、ジャケット１３に直接接触する冷却ユニット１の電子冷却素子２の通電を、＋−逆転して、ジャケット１３を加熱することで、チューブ１４内が効果的に洗浄される。
【００２０】
通電の極性反転は、図６の例に示すような直流電源と極性反転手段３１により行うことができる。本例では、直流電源は、商用の交流電源２８と、電源トランス２９と、整流・平滑回路３０で構成されている。商用の交流が、電源トランス２９を介して必要な電圧に調整され、整流・平滑回路３０で直流化される。得られた直流電流は、極性反転手段３１で所要の極性にされ、出力端子ｃ1 ，ｃ2 から電子冷却素子２に通電される。この例では、スイッチｓ1 ，ｓ2 を、実線のように端子ａ1 ，ａ2 に接続したときは、出力端子ｃ1 が＋、ｃ2 が−となり、破線のように端子ｂ1 ，ｂ2 に接続したときは、出力端子ｃ1 が−、ｃ2 が＋となる。なお、この場合、冷却ユニット１の放熱側は逆に吸熱側となるので、ファン１２は不作動にしたほうが好ましい。
【００２１】
【実施例】
図１および図２に示す本発明の冷却器を、図７のように、サーバー２５の直前にセットし、約１０ｍ離れた冷蔵庫２１内の大型タンク２２と飲料配管２３で繋ぎ、タンク２２に貯蔵されたビールを注出した。外気温度２５℃、冷却器２４直前の配管２３内のビール温度１９．５℃、注出流量７０ml/sec、注出ピッチ１５秒で、３５０mlずつ注出した結果、４〜９．８℃の適温のビールを注出することができた。
【００２２】
つぎに、図４および図５に示す本発明の冷却において、蓄冷ボックス１９に冷媒として蒸留水を収容し、この水を冷却ユニット１で冷却することにより間接的にチューブ１４内を流通するビールを冷却した。冷媒としての蒸留水は２．４リッター用い、ビール３５０mlを１５秒間隔で注出したところ、３０℃のビールでも１０℃以下で１２杯注出することができた。さらに、１５分の休止を挟んで同様の注出を繰り返したところ、４杯づつの注出を繰り返すことができた。
【００２３】
また、図１〜図５の冷却器において、図６のような電源を使用して通電の極性を反転させ、チューブ１４内を洗浄した。すなわち、注入口から３０℃の洗浄水を導入し、流量３５ml/secで流した場合、洗浄水の温度は８０℃となり、洗浄とともに殺菌も可能であった。
【００２４】
【発明の効果】
本発明の冷却器は、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、冷蔵庫内の大型タンクなどと配管で繋がれ、該配管内を通る間に温度上昇したビールなどの飲料を、適温に冷却して供することのできる電子冷却冷却器が実現でき、従来のような氷を使用せず、コンパクトかつ保守の容易な、省スペース省力化が達成できる。
【００２５】
また、熱容量の大きい冷媒を収容した蓄冷ボックスを使用することにより、室温の各種液体や固体等を冷却する通常の冷却器としても十分に機能する。さらに、電子冷却素子の極性を反転させることで、ジャケットを加熱洗浄することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明例の縦断面を示し、図２のＢ−Ｂ矢視断面図である。
【図２】本発明例の上断面を示し、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】本発明の別の例の上断面を示し、図５のＢ−Ｂ矢視断面図である。
【図５】本発明の別の例の縦断面を示し、図４のＡ−Ａ矢視断面図である。
【図６】本発明における極性反転手段の例を示す回路図である。
【図７】本発明の冷却器の適用例を示す説明図である。
【図８】従来の冷却器の例を示す斜視図である。
【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：ジャケット
１４：チューブ
１５：断熱材
１６：外板
１７：注入口
１８：注出口
１９：蓄冷ボックス
２０：温度センサー
２１：冷蔵庫
２２：大型タンク
２３：飲料配管
２４：冷却器
２５：サーバー
２６：注出コック
２７：氷
２８：交流電源
２９：電源トランス
３０：整流・平滑回路
３１：極性反転スイッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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