(57)【要約】【課題】  水槽内の冷却水の着氷状態に応じて効率的に冷却装置を運転することが可能となる飲料供給装置を提供する。【解決手段】  本発明の飲料ディスペンサ１は、冷却水を貯溜し、冷却装置Ｒを構成する蒸発パイプ３０（冷却器）によって冷却される水槽２９内に飲料冷却パイプ７、２１、４４を配設し、飲料若しくは当該飲料の原料を、飲料冷却パイプ７、２１、４４内を通過させて抽出するものであって、冷却装置Ｒを構成する圧縮機５１と、水槽２９内における着氷状態を検出するための氷センサ６７と、氷センサ６７の出力に基づいて圧縮機５１の回転数を制御する制御部１１とを備えた。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却水を貯溜し、冷却装置を構成する冷却器によって冷却される水槽内に飲料冷却パイプを配設し、飲料若しくは当該飲料の原料を、前記飲料冷却パイプ内を通過させて抽出する飲料供給装置において、
前記冷却装置を構成する圧縮機と、前記水槽内における着氷状態を検出するための着氷状態検出手段と、該着氷状態検出手段の出力に基づいて前記圧縮機の回転数を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする飲料供給装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記水槽内に着氷が生じていない場合、前記圧縮機を所定の低回転数にて運転すると共に、前記水槽内に着氷が生じた場合は、前記圧縮機を所定の高回転数にて運転することを特徴とする請求項１の飲料供給装置。
【請求項３】
前記着氷状態検出手段は、前記水槽内に生成される氷の有無を検出する氷センサであることを特徴とする請求項１又は請求項２の飲料供給装置。
【請求項４】
前記着氷状態検出手段は、前記水槽内の冷却水の温度を検出する温度センサであることを特徴とする請求項１又は請求項２の飲料供給装置。
【請求項５】
前記水槽内に生成される氷の有無を検出する氷センサを備え、
前記制御手段は、温度センサの出力に基づき、前記水槽内の冷却水の温度が所定の温度以上である場合、前記圧縮機を所定の低回転数で運転すると共に、前記氷センサの出力に基づき、前記水槽内に着氷が生じた場合には、前記圧縮機を所定の高回転数にて運転することを特徴とする請求項４の飲料供給装置。
【請求項６】
前記氷センサを複数備え、
前記制御手段は、各氷センサの出力に基づき、前記水槽内の着氷の厚みが増すに従い、段階的に前記圧縮機の回転数を上昇させることを特徴とする請求項３又は請求項５の飲料供給装置。
【請求項７】
前記制御手段は、インバータにより前記圧縮機の回転数を制御することを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５又は請求項６の飲料供給装置。
【請求項８】
前記冷却装置は、二酸化炭素を冷媒として充填した冷媒回路により構成されていることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５、請求項６又は請求項７の飲料供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却水を貯溜し、冷却装置を構成する冷却器によって冷却される水槽内に飲料冷却パイプを配設し、飲料若しくは当該飲料の原料を、飲料冷却パイプ内を通過させて抽出する飲料供給装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来よりシロップ等の飲料原料や冷却水又はビール等の飲料を冷却して供給する飲料供給装置は、特許文献１に示されるように、水槽内に冷却水を貯溜し、そこを冷却装置の蒸発パイプによって冷却してその周囲に氷を生成すると共に、係る水槽内には飲料冷却パイプをコイル状に配設し、この飲料冷却パイプ内を通して飲料原料等を抽出することにより、飲料原料を瞬間的に冷却供給する構成とされている。
【特許文献１】特開平６−３３６２９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来の飲料供給装置では、水槽内の冷却水を蒸発パイプによって冷却し、その周囲に氷を生成し、当該生成された氷層を検出する氷センサの出力に基づき、冷却装置の圧縮機の運転を制御していた。この場合において、水槽内の冷却水が着氷しない場合と、着氷が生じている場合とでは、圧縮機に係る負荷は異なる。即ち、冷却水が着氷しない場合では蒸発パイプによる冷却対象となる冷却水の温度が着氷している場合に比べて高いため、圧縮機に加わる負荷が増加する。これに対し、水槽内の冷却水が着氷している場合には、冷却対象となる冷却水の温度が低いため、圧縮機に加わる負荷が減少する。
【０００４】
しかしながら、従来の飲料供給装置では、水槽内の冷却水の着氷の有無にかかわらず、一定の回転数にて圧縮機の制御を行っていたため、冷却、製氷運転の効率が悪いという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明は従来の技術的課題を解決するために成されたものであり、水槽内の冷却水の着氷状態に応じて効率的に冷却装置を運転することが可能となる飲料供給装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の飲料供給装置は、冷却水を貯溜し、冷却装置を構成する冷却器によって冷却される水槽内に飲料冷却パイプを配設し、飲料若しくは当該飲料の原料を、飲料冷却パイプ内を通過させて抽出するものであって、冷却装置を構成する圧縮機と、水槽内における着氷状態を検出するための着氷状態検出手段と、着氷状態検出手段の出力に基づいて圧縮機の回転数を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
請求項２の発明の飲料供給装置は、上記発明において、制御手段は、水槽内に着氷が生じていない場合、圧縮機を所定の低回転数にて運転すると共に、水槽内に着氷が生じた場合は、圧縮機を所定の高回転数にて運転することを特徴とする。
【０００８】
請求項３の発明の飲料供給装置は、上記各発明において、着氷状態検出手段は、水槽内に生成される氷の有無を検出する氷センサであることを特徴とする。
【０００９】
請求項４の発明の飲料供給装置は、上記請求項１又は請求項２の発明において、着氷状態検出手段は、水槽内の冷却水の温度を検出する温度センサであることを特徴とする。
【００１０】
請求項５の発明の飲料供給装置は、上記発明において、水槽内に生成される氷の有無を検出する氷センサを備え、制御手段は、温度センサの出力に基づき、水槽内の冷却水の温度が所定の温度以上である場合、圧縮機を所定の低回転数で運転すると共に、氷センサの出力に基づき、水槽内に着氷が生じた場合には、圧縮機を所定の高回転数にて運転することを特徴とする。
【００１１】
請求項６の発明の飲料供給装置は、請求項３又は請求項５の発明において、氷センサを複数備え、制御手段は、各氷センサの出力に基づき、水槽内の着氷の厚みが増すに従い、段階的に圧縮機の回転数を上昇させることを特徴とする。
【００１２】
請求項７の発明の飲料供給装置は、上記各発明において、制御手段は、インバータにより圧縮機の回転数を制御することを特徴とする。
【００１３】
請求項８の発明の飲料供給装置は、上記各発明において、冷却装置は、二酸化炭素を冷媒として充填した冷媒回路により構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、冷却水を貯溜し、冷却装置を構成する冷却器によって冷却される水槽内に飲料冷却パイプを配設し、飲料若しくは当該飲料の原料を、飲料冷却パイプ内を通過させて抽出する飲料供給装置において、冷却装置を構成する圧縮機と、水槽内における着氷状態を検出するための着氷状態検出手段と、着氷状態検出手段の出力に基づいて圧縮機の回転数を制御する制御手段とを備えたことにより、水槽内の着氷状態に応じて圧縮機の回転数を可変とすることができる。
【００１５】
これにより、水槽内の着氷状態に応じて圧縮機に加わる負荷を制御することが可能となり、請求項２の発明の如く、制御手段は、水槽内に着氷が生じていない場合には圧縮機を所定の低回転数にて運転すると共に、水槽内に着氷が生じた場合は、圧縮機を所定の高回転数にて運転することが可能となる。
【００１６】
そのため、水槽内に着氷が生じていない場合、即ち、水槽内の冷却水を冷却する段階では、圧縮機を所定の低回転数にて運転し、圧縮機に加わる負荷を軽減することで、圧縮機の高圧側の圧力上昇を抑制することが可能となる。これにより、高効率にて圧縮機を運転することが可能となる。
【００１７】
他方、水槽内に着氷が生じた場合、即ち、水槽内の冷却水に氷を生成する段階では、圧縮機を所定の高回転数にて運転することで、冷却器における蒸発温度を下げることが可能となる。これにより、冷却器に付着した氷が断熱材として働き、冷却水への熱の伝導が抑制された場合であっても、より冷却器の蒸発温度が低下することで、効率的に水槽に氷を生成することが可能となる。
【００１８】
請求項３の発明によれば、上記各発明において、着氷状態検出手段は、水槽内に生成される氷の有無を検出する氷センサであるため、直接、水槽内の氷の有無を氷センサにて検出することが可能となり、精度よく圧縮機の回転数を制御することができるようになり、効率的に水槽内の冷却水の冷却及び氷の生成を行うことが可能となる。
【００１９】
請求項４の発明によれば、上記請求項１又は請求項２の発明において、着氷状態検出手段は、水槽内の冷却水の温度を検出する温度センサであるため、直接、水槽内の冷却水の温度を検出することが可能となり、精度よく圧縮機の回転数を制御することができるようになり、効率的に水槽内の冷却水の冷却及び氷の生成を行うことが可能となる。
【００２０】
請求項５の発明によれば、上記発明において、水槽内に生成される氷の有無を検出する氷センサを備え、制御手段は、温度センサの出力に基づき、水槽内の冷却水の温度が所定の温度以上である場合、圧縮機を所定の低回転数で運転すると共に、氷センサの出力に基づき、水槽内に着氷が生じた場合には、圧縮機を所定の高回転数にて運転することにより、水槽内の冷却水の冷却状況を、直接温度センサの検出に基づき、判断することが可能となり、水槽内の氷の生成状況を、直接氷センサの検出に基づき、判断することが可能となる。
【００２１】
これにより、より精度よく圧縮機の回転数を制御することができるようになり、効率的に水槽内の冷却水の冷却及び氷の生成を行うことが可能となる。
【００２２】
請求項６の発明によれば、氷センサが設けられる請求項３又は請求項５の発明において、氷センサを複数備え、制御手段は、各氷センサの出力に基づき、水槽内の着氷の厚みが増すに従い、段階的に圧縮機の回転数を上昇させることにより、水槽内の着氷の厚みに応じて圧縮機の回転数を段階的に制御することが可能となる。
【００２３】
これにより、水槽内の氷の生成状況を詳細に検出することが可能となり、より一層、精度よく圧縮機の回転数を制御することができるようになる。効率的に水槽内の冷却水の冷却及び氷の生成を行うことが可能となる。
【００２４】
請求項７の発明によれば、上記各発明において、制御手段は、インバータにより圧縮機の回転数を制御するため、容易に圧縮機の回転数を制御することが可能となり、簡易な構成にて本発明を実現することが可能となる。
【００２５】
請求項８の発明によれば、上記各発明において、冷却装置は、二酸化炭素を冷媒として充填した冷媒回路により構成されているため、従来の如きフロン規制の対象冷媒を使用することなく、水槽内に配設された飲料冷却パイプを冷却することが可能となる。
【００２６】
冷媒として用いられる二酸化炭素は、不燃性、不腐食性を有していると共に、オゾンを破壊せず、温暖化係数もフロン系冷媒の千分の一以下であるので、環境に適した飲料供給装置、即ちノンフロン化を実現した装置を提供できる。また、二酸化炭素は他の冷媒に比して著しく入手しやすいことから利便性も向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、図面に基づき本発明の実施形態を詳述する。図１は本発明を利用した飲料ディスペンサ１の正面図、図２は飲料ディスペンサ１の側面図、図３は飲料ディスペンサ１の扉２８を開放した状態の正面図、図４は飲料ディスペンサ１の内部を透視した側面図、図５は飲料ディスペンサ１の概略構成図を示している。
【実施例１】
【００２８】
実施例の飲料ディスペンサ１は、レストランや喫茶店などで使用される飲料ディスペンサであり、ウーロン茶、オレンジジュースなどの中性飲料を供給するＢＩＢユニット５と、同じく強弱無炭酸系の目的飲料を供給するタンクユニット４とを合わせ持つ装置である。係る飲料ディスペンサ１の構造は本体２内にＢＩＢユニット５が配置され、本体外部にタンクユニット４が接続されている。そして、ＢＩＢユニット５は前面に位置する開閉自在の扉２８にて隠蔽されている。尚、タンクユニット４の詳細については後述する。
【００２９】
開閉扉２８の前面には、タンクユニット４とＢＩＢユニット５からの飲料供給を操作する操作部２７が設けられており、それぞれのユニットから供給される飲料毎に飲料供給量又は飲料供給方法を選択する操作ボタン、例えばボタンＳ、ボタンＭ、ボタンＬ、ボタンＣ／Ｐ等が設けられている。ボタンＳ、Ｍ、Ｌは、予め決められた量の飲料の供給を操作するボタンであり、ボタンＣ／Ｐは、当該ボタンを操作している間だけ飲料の供給を行うボタンである。
【００３０】
そして、この開閉扉２８の下部後方には、タンクユニット４からそれぞれの飲料を吐出するためのマルチノズル１２が設けられており、当該ノズル１２の下方には、テーブル１４が設けられ、当該テーブル１４上にカップを配置することができる。
【００３１】
一方、タンクユニット４により供給される飲料の原料は、飲料原料としてのシロップが密封された容器に収容されたもの、例えばタンク３内に収容されたシロップ（飲料原料）と、希釈水である。このとき、希釈水として冷却水を用いると無炭酸系の飲料が供給され、炭酸水を用いると強弱炭酸系の飲料が供給される。タンクユニット４は、図５に示すようにタンク３からシロップを供給するシロップ供給ライン６と、シロップ冷却パイプ（飲料冷却パイプ）７と、駆動モータ１０によって駆動される流量調整器８と、シロップ電磁弁９とを配設して構成している。また、このシロップ供給ライン６の端部には、他の供給ライン、即ち、冷却水供給ライン２４及び炭酸水供給ライン４６と共に、マルチノズル１２が接続されている。このマルチノズル１２は、シロップ、希釈水又は炭酸水を混合し、目的飲料としてカップ５０に排出するものである。
【００３２】
タンク３は、ガスレギュレータ１５が介設されたガス供給ライン１６を介して炭酸ガスボンベ２０が接続される。これにより、減圧弁としてのガスレギュレータ１５は、常に開放されていることから、シロップ供給ライン６の下流側に位置するシロップ電磁弁９が開放されることで、炭酸ガスボンベ２０から所定の圧力の炭酸ガスが供給され、シロップ供給ライン６にシロップを送出する。
【００３３】
前記シロップ冷却パイプ７は、冷却装置Ｒによって冷却された冷却水を貯溜する水槽２９に浸漬されることにより当該パイプ７内を流入するシロップを冷却するものである。なお、当該冷却装置Ｒの詳細は後述する。
【００３４】
前記流量調整器８は、内部に収容された一組の回転子３２、３２により一定容積量のシロップを連続的にシロップ供給ライン６に送出するものである。一方の回転子３２の軸には、前記駆動モータ１０が接続されており、このモータ１０には、該モータ１０の回転速度に応じた周波数のパルスを発生するマグネットエンコーダ３３が取り付けられている。
【００３５】
これにより、シロップ電磁弁９及び流量調整器８の回転子駆動モータ１０への通電が後述する制御部１１により制御されることで、タンク３からシロップ供給ライン６の端部に接続されるマルチノズル１２に送出され、シロップの供給が制御される。
【００３６】
他方、本体２内には、希釈水として市水などの水道水を供給する希釈水供給配管１７が配設されている。この希釈水供給配管１７には、水入口電磁弁１８と、水ポンプ１９と、希釈水冷却パイプ（飲料冷却パイプ）２１と、希釈水流量計２２と、希釈水供給ライン２４とが順次、接続されている。尚、希釈水冷却パイプ２１は、前記シロップ冷却パイプ７と同様に詳細は後述する冷却装置Ｒによって冷却された冷却水により、当該希釈水冷却パイプ２１内を流通する希釈水の冷却を行う。
【００３７】
希釈水流量計２２は、流入する希釈水の流量に応じた流量信号を前記制御部１１に出力するものである。また、希釈水供給ライン２４には、希釈水電磁弁２５が介設されており、これにより、希釈水供給ライン２４の開閉制御が行われる。尚、当該希釈水供給ライン２４も前記シロップ供給ライン６と同様に、前記マルチノズル１２に接続されている。これにより、希釈水電磁弁２５が前記制御部１１により制御されることで、マルチノズル１２に送出される希釈水の供給が制御される。
【００３８】
また、希釈水供給ライン２４には、希釈水流量計２２と希釈水電磁弁２５との間に位置して、電磁弁３９が介設された水分岐ライン３８が接続される。この水分岐ライン３８は、炭酸水を製造するためのカーボネータ４０に接続されていると共に、当該カーボネータ４０には、一端が前記炭酸ガスボンベ２０に接続されたガス供給ライン４２が接続されている。ガス供給ライン４２には、ガスレギュレータ４１が介設されている。これにより、カーボネータ４０には、水分岐ライン３８を介して希釈水が供給されると共に、ガス供給ライン４２を介して炭酸ガスが供給され、これら希釈水と炭酸ガスを混合することで、炭酸水が生成される。
【００３９】
そして、このカーボネータ４０には、炭酸水流量計４３と、炭酸水冷却パイプ（飲料冷却パイプ）４４と、炭酸水電磁弁４５が設けられた炭酸水供給ライン４６が接続されており、当該炭酸水供給ライン４６の端部は、前記マルチノズル１２に接続されている。
【００４０】
炭酸水流量計４３は、流入する炭酸水の流量に応じた流量信号を前記制御部１１に出力するものである。尚、炭酸水冷却パイプ４４は、前記シロップ冷却パイプ７と同様に詳細は後述する冷却装置Ｒによって冷却された冷却水により、当該炭酸水冷却パイプ４４内を流通する炭酸水の冷却を行う。また、炭酸水供給ライン４６に介設された炭酸水電磁弁４５により、炭酸水供給ライン４６の開閉制御が行われる。尚、当該炭酸水供給ライン４６も前記シロップ供給ライン６と同様に、前記マルチノズル１２に接続されているため、炭酸水電磁弁４５が前記制御部１１により制御されることで、マルチノズル１２に送出される炭酸水の供給が制御される。
【００４１】
以上の構成により、飲料ディスペンサ１の飲料供給動作について説明する。尚、カーボネータ４０には、予めガス供給ライン４２から炭酸ガスボンベ２０内の炭酸ガスが供給されていると共に、希釈水供給ライン２４を介して水分岐ライン３８から希釈水が供給されており、所定の炭酸濃度の炭酸水が製造され、収容されており、販売待機状態とされているものとする。
【００４２】
上記販売待機状態において、操作部２７の何れかの操作ボタンが操作されると、当該ボタン操作に従い、飲料の供給が行われる。ここで、無炭酸系飲料のボタンが操作された場合には、制御部１１は、水入口電磁弁１８を開放し、水ポンプ１９により市水から供給される水道水を希釈水冷却パイプ２１及び希釈水流量計２２を介して希釈水供給ライン２４に流入させる。また、制御部１１は、シロップ電磁弁９及び流量調整器８を駆動する回転子駆動モータ１０への通電制御を行うことで、タンク３から供給されるシロップをシロップ冷却パイプ７及び流量調整器８を介して、シロップ供給ライン６に流入させる。これにより、シロップを所定割合にて希釈水により希釈することで目的飲料が生成され、マルチノズル１２よりカップ５０に供給される。
【００４３】
炭酸系飲料のボタンが操作された場合には、制御部１１は、炭酸水電磁弁４５を開閉制御することにより、カーボネータ４０から所定量の炭酸水がマルチノズル１２に排出される。この場合にも、上記と同様にシロップ供給ライン６に所定量のシロップが供給されることで、シロップを所定割合にて炭酸水により希釈することで目的飲料が生成され、マルチノズル１２よりカップ５０に供給される。
【００４４】
次に、図６及び図７を参照して前記水槽２９の構成及び冷却装置Ｒについて説明する。水槽２９は上方に開口しており、内部には、冷却水が貯溜されると共に、その周囲には断熱壁５０が設けられて断熱される。この水槽２９の下方には圧縮機５１、放熱器５２及び放熱器５２を空冷するための送風機５３等から成る冷却装置Ｒが配設されている。
【００４５】
冷却装置Ｒは、図７に示すように、圧縮機５１として密閉容器内に図示しない電動要素と第１及び第２の回転圧縮要素５４、５５を備えた内部中間圧型多段（２段）圧縮式ロータリコンプレッサが用いられている。なお、圧縮機５１は、これ以外の方式の圧縮機、例えば内部高圧式のロータリーコンプレッサであっても良いものとする。この圧縮機５１は、インバータ方式を採用しており、接続される制御部１１により任意に回転数を調整することが可能であるものとする。
【００４６】
そして、冷却装置Ｒは、冷媒配管５６を介して圧縮機５１の第１の回転圧縮要素５４と、中間熱交換器５７と、圧縮機５１の第２の回転圧縮要素５５と、放熱器５２と、内部熱交換器５８の放熱部５８Ａと、減圧手段としてのキャピラリーチューブ５９と、冷却器としての蒸発パイプ３０と、内部熱交換器５８の吸熱部５８Ｂとが順次接続されることにより、環状の冷凍サイクルを構成している。
【００４７】
ここで、内部熱交換器５８の放熱部５８Ａは、蒸発パイプ３０から流出した冷媒が循環する冷却部５８Ｂと交熱的に設けられている。この冷却装置Ｒの冷媒回路内には、冷媒として地球環境にやさしく、可燃性及び毒性等を考慮して自然冷媒である二酸化炭素が充填されている。また、放熱器５２には通風用の送風機５３が設けられている。図５において、６７は水槽２９内における着氷状態を検出するための氷センサ（着氷状態検出手段）であり、当該氷センサ６７（氷検出回路７２）の出力に基づき、圧縮機５１の運転制御が行われる。
【００４８】
前記圧縮機５１及び放熱器５２と共に冷却装置Ｒの冷凍サイクルを構成する蒸発パイプ３０は、水槽２９内にコイル状に挿入されており、水槽２９内の冷却水に没してそれを冷却する。一方、水槽２９内にはコイル状の飲料冷却パイプ７、２１、４４が上方から挿入配設されており、冷却水内に没している。尚、図６では、シロップ冷却パイプ７のみが図示されているが、これ以外にも希釈水冷却パイプ２１及び炭酸水冷却パイプ４４が挿入配設されているものとする。
【００４９】
また、蒸発パイプ３０の内方には氷センサ６７が設けられている。本実施例において、この氷センサ６７は一対の電極６８Ａ、６８Ａからなる第１のＩＢＣ（Ｉｃｅ  Ｂａｎｋ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）センサ６８と、蒸発パイプ３０の内方であって一対の電極６８Ａ、６８Ａの外側に配置された一対の電極６９Ａ、６９Ａからなる第２のＩＢＣセンサ６９と、蒸発パイプ３０の内方であって前記一対の電極６９Ａ、６９Ａの更に外側に配置された一対の電極７０Ａ、７０Ａからなる第３のＩＢＣセンサ７０と、これら第１、第２及び第３のＩＢＣセンサが接続されるそれぞれ氷検出回路７２とから構成されており、これら第１、第２及び第３のＩＢＣセンサ６８、６９、７０は取付板７１により蒸発パイプ３０に取り付けられている。氷検出回路７２は第１のＩＢＣセンサ６８の電極６８Ａ、６８Ａ間、第２のＩＢＣセンサ６９の電極６９Ａ、６９Ａ間、第３のＩＢＣセンサ７０の電極７０Ａ、７０Ａ間に氷が介在して抵抗値が所定の値以上になると、氷検出信号を出力するものである。即ち、電極間が水の場合はその抵抗値は低く、氷の場合は高くなるので、係る抵抗値変化により氷層Ｉの生成を検出するものである。これにより、蒸発パイプ３０周囲の氷層Ｉの有無及び厚みを検出することができる。
【００５０】
水槽２９内には撹拌機７６が取り付けられる。当該攪拌機７６はモータ７５により回転駆動される。
【００５１】
以上の構成で、本発明の飲料ディスペンサ１の動作を説明する。飲料ディスペンサ１が据え付けられて電源が投入されると、制御部１１は冷却装置Ｒの圧縮機５１を起動して運転を開始する。圧縮機５１の前記電動要素に通電されると、電動要素が起動してロータが回転する。この回転により図示しない回転軸と一体に設けられた図示しない上下偏心部に嵌合された図示しない上下ローラが第１及び第２の回転圧縮要素５４、５５を構成する上下シリンダ内で偏心回転する。これにより、第１の回転圧縮要素５４の下シリンダの低圧室側に吸入された低圧の冷媒ガスは、下ローラとベーンの作用により圧縮されて中間圧となり、下シリンダの高圧室側より圧縮機５１の密閉容器内に吐出される。これによって、密閉容器内は中間圧となる。
【００５２】
そして、密閉容器内の中間圧の冷媒ガスは一旦密閉容器外に出て中間熱交換器５７を通過し、冷媒はそこで空冷され、今度は密閉容器内の第２の回転圧縮要素５５の上シリンダの低圧室側に吸入され、上ローラとベーンの作用により２段目の圧縮が行われて高温高圧の冷媒ガスとなり、高圧室側から外部に吐出される。このとき、冷媒は＋８６℃程となり、適切な超臨界圧力まで圧縮されている。
【００５３】
このとき、圧縮機５１は上述した如く第１の回転圧縮要素５４及び第２の回転圧縮要素５５を備えた内部中間圧型多段（２段）圧縮式ロータリコンプレッサである。即ち、第１の回転圧縮要素５４に吸い込んで圧縮された冷媒を、第２の回転圧縮要素５５に吸い込んで圧縮することができるため、二酸化炭素冷媒を効率的に超臨界圧力まで圧縮することが可能となる。
【００５４】
更にまた、第１の回転圧縮要素５４から吐出される冷媒は、中間熱交換器５７により放熱させるため、熱量バランスを取ることができるようになる。また、中間熱交換器５７で第１の回転圧縮要素５４の吐出冷媒を放熱させることにより、第２の回転圧縮要素５５に吸い込まれる冷媒密度を高くすることができ、圧縮効率の改善を図ることができるようになる。
【００５５】
上述した如く圧縮機５１から吐出された冷媒ガスは放熱器５２に流入し、そこで送風機５３による通風により放熱される。そして、放熱器５２から流出した冷媒は、内部熱交換器５８の放熱部５８Ａに流入し、そこで当該放熱部５８Ａと交熱的に配設された吸熱部５８Ｂと熱交換することにより、熱を奪われて冷却される。尚、ここで本発明における冷却装置Ｒは超臨界圧力にまで圧縮された冷媒（二酸化炭素）を用いているため、当該放熱部５８Ａにおいて、冷媒は液化することなく、気体の状態を維持したままで温度が低下する。
【００５６】
そして、放熱部５８Ａにて冷却された高圧側の冷媒ガスは、キャピラリーチューブ５９に至る。尚、キャピラリーチューブ５９の入口では冷媒ガスは未だ気体状態であるが、キャピラリーチューブ５９における圧力低下により、ガスと液体の二相混合体とされ、その状態で蒸発パイプ３０内に流入する。そこで冷媒は蒸発し、そのときに生じる吸熱作用によって水槽２９内の冷却水を冷却する（このときの冷媒温度は−５℃程）。
【００５７】
ここで、冷却装置Ｒの運転当初は、水槽２９内の冷却水は、着氷が生じていない状態である。そのため、氷センサ６７のいずれのＩＢＣセンサ６８、６９、７０も着氷を検出していないことから、当該検出に基づき制御部１１は、圧縮機５１の回転数を所定の低回転数、本実施例では４０Ｈｚにて運転を行う。
【００５８】
これにより、水槽２９内に着氷が生じていない場合、即ち、水槽２９内の冷却水を冷却する段階では、圧縮機５１を低回転数にて運転することで、圧縮機５１に加わる負荷を軽減することが可能となり、圧縮機５１の高圧側の圧力上昇を抑制することが可能となる。そのため、当該水槽２９内に着氷が生じていない状態において最も効率の良い状態で圧縮機５１を運転することが可能となる。
【００５９】
上述した如き冷却によって蒸発パイプ３０外周に氷層Ｉが生成され、氷センサ６７の最も蒸発パイプ３０の近くに設けられる第３のＩＢＣセンサ７０の電極７０Ａ、７０Ａ間が氷となると、前述の如く電極間の抵抗値が高くなるので、制御部１１は圧縮機５１の回転数を所定の低回転数、即ち本実施例では４０Ｈｚから所定の高回転数、即ち本実施例では５０Ｈｚに上げる。
【００６０】
これにより、水槽２９内に着氷が生じた場合、即ち、水槽２９内の冷却水に氷を生成する段階において、圧縮機５１を高回転数にて運転することで、蒸発パイプ３０における蒸発温度を下げることが可能となる。そのため、蒸発パイプ３０に付着した氷が断熱材として働き、冷却水への熱の伝導が抑制された場合であっても、より蒸発パイプ３０の蒸発温度を低下させることで、効率的に水槽２９に氷を生成することが可能となる。
【００６１】
また、この場合、ある程度、水槽２９内の温度が低下した状態で圧縮機５１の回転数を上げて運転することから、圧縮機５１の高圧側にかかる負荷を軽減することができ、最も効率の良い状態で圧縮機５１を運転することが可能となる。
【００６２】
更に、冷却が進行し、蒸発パイプ３０の外周の氷層Ｉが成長し、氷センサ６７の電極７０Ａ、７０Ａの内側に設けられる第２のＩＢＣセンサ６９の電極６９Ａ、６９Ａ間が氷となると、前述の如く電極間の抵抗値が高くなるので、制御部１１は圧縮機５１の回転数を５０Ｈｚから更に５５Ｈｚに上げる。
【００６３】
また、この場合においても、より水槽２９内の温度が低下した状態で更に圧縮機５１の回転数を上げて運転することから、圧縮機５１の高圧側にかかる負荷を軽減することができ、最も効率の良い状態で圧縮機５１を運転することが可能となる。
【００６４】
また、更に冷却が進行し、蒸発パイプ３０の外周の氷層Ｉが成長し、氷センサ６７の電極６９Ａ、６９Ａの内側に設けられる第１のＩＢＣセンサ６８の電極６８Ａ、６８Ａ間が氷となると、前述の如く電極間の抵抗値が高くなるので、制御部１１は圧縮機５１を停止する。
【００６５】
このように水槽２９内の着氷の厚みが増すに従い、段階的に圧縮機５１の回転数を上昇させることにより、水槽２９内の着氷の厚みに応じて圧縮機５１の回転数を段階的に制御することが可能となる。
【００６６】
これにより、水槽２９内の氷の生成状況を詳細に検出することが可能となり、精度よく圧縮機５１の回転数を制御することができるようになる。効率的に水槽５１内の冷却水の冷却及び氷の生成を行うことが可能となる。
【００６７】
特に、本実施例では、直接、水槽２９内の氷の有無を氷センサ６７にて検出して圧縮機５１の運転制御を行うことから、精度よく圧縮機の回転数を制御することができ、効率的に水槽２９内の冷却水の冷却及び氷の生成を行うことが可能となる。
【００６８】
その後、電極６８Ａ、６８Ａ間の氷が融解すると前述の如く電極間の抵抗値が低くなるので、制御部１１は圧縮機５１を起動し、所定の高速回転数、即ち５５Ｈｚにて運転する。係る制御によって蒸発パイプ３０の周囲には一定の厚み以上の氷層Ｉが生成されるので、飲料冷却パイプ７、２１、４４はこの氷層Ｉの潜熱で冷却されることになる。
【００６９】
そして、蒸発パイプ３０から流出した冷媒は、内部熱交換器５８の吸熱部５８Ｂに流入し、そこで当該吸熱部５８Ｂと交熱的に配設された放熱部５８Ａと熱交換する。尚、ここで冷媒は前記冷却水や放熱部５８Ａと熱交換することにより気体の状態となり、再び圧縮機５１の第１の回転圧縮要素５４に吸い込まれる。
【実施例２】
【００７０】
以下、第２の実施例として、図８を参照して着氷状態検出手段として温度センサ８０を用いた場合について説明する。尚、前記氷検出回路７２には、図８に示す如く水槽２９内の冷却水の水温を検出するための温度センサ８０が接続されているものとする。
【００７１】
係る実施例において、冷却装置Ｒの運転当初は、水槽２９内の冷却水は、着氷が生じていない状態である。そのため、温度センサ８０により検出される水槽２９内の冷却水の温度は、着氷が生じない温度、例えば＋３℃〜＋５℃よりも高い温度を検出する。これに基づき、制御部１１は、圧縮機５１の回転数を所定の低回転数、本実施例では４０Ｈｚにて運転を行う。
【００７２】
これにより、水槽２９内に着氷が生じていない場合、即ち、水槽２９内の冷却水を冷却する段階では、圧縮機５１を低回転数にて運転することで、圧縮機５１に加わる負荷を軽減することが可能となり、圧縮機５１の高圧側の圧力上昇を抑制することが可能となる。そのため、当該水槽２９内に着氷が生じていない状態において最も効率の良い状態で圧縮機５１を運転することが可能となる。
【００７３】
上述した如き冷却によって蒸発パイプ３０外周に氷層Ｉが生成され、温度センサ８０により検出される温度が前記＋３℃〜＋５℃以下を検出した場合には、制御部１１は圧縮機５１の回転数を所定の低回転数、即ち本実施例では４０Ｈｚから所定の高回転数、即ち本実施例では５０Ｈｚに上げる。
【００７４】
これにより、水槽２９内に着氷が生じた場合、即ち、水槽２９内の冷却水に氷を生成する段階において、圧縮機５１を高回転数にて運転することで、蒸発パイプ３０における蒸発温度を下げることが可能となる。そのため、蒸発パイプ３０に付着した氷が断熱材として働き、冷却水への熱の伝導が抑制された場合であっても、より蒸発パイプ３０の蒸発温度を低下させることで、効率的に水槽２９に氷を生成することが可能となる。
【００７５】
また、この場合、ある程度、水槽２９内の温度が低下した状態で圧縮機５１の回転数を上げて運転することから、圧縮機５１の高圧側にかかる負荷を軽減することができ、最も効率の良い状態で圧縮機５１を運転することが可能となる。
【００７６】
係る制御によって蒸発パイプ３０の周囲には一定の厚み以上の氷層Ｉが生成されるので、飲料冷却パイプ７、２１、４４はこの氷層Ｉの潜熱で冷却されることになる。
【００７７】
係る実施例によれば、直接、水槽２９内の氷の有無を温度センサ８０にて検出することが可能となり、精度よく圧縮機５１の回転数を制御することができるようになり、効率的に水槽２９内の冷却水の冷却及び氷の生成を行うことが可能となる。
【実施例３】
【００７８】
以下、第３の実施例として、図９を参照して着氷状態検出手段として第１の実施例における氷センサ６７及び第２の実施例における温度センサ８０を併用した場合について説明する。尚、前記氷検出回路７２には、図９に示す如く第１、第２、第３のＩＢＣセンサ６８、６９、７０及び水槽２９内の冷却水の水温を検出するための温度センサ８０が接続されているものとする。
【００７９】
係る実施例において、冷却装置Ｒの運転当初は、水槽２９内の冷却水は、着氷が生じていない状態である。そのため、温度センサ８０により検出される水槽２９内の冷却水の温度は、着氷が生じない温度、例えば＋３℃〜＋５℃よりも高い温度を検出する。これに基づき、制御部１１は、圧縮機５１の回転数を所定の低回転数、本実施例では４０Ｈｚにて運転を行う。
【００８０】
これにより、水槽２９内に着氷が生じていない場合、即ち、水槽２９内の冷却水を冷却する段階では、圧縮機５１を低回転数にて運転することで、圧縮機５１に加わる負荷を軽減することが可能となり、圧縮機５１の高圧側の圧力上昇を抑制することが可能となる。そのため、当該水槽２９内に着氷が生じていない状態において最も効率の良い状態で圧縮機５１を運転することが可能となる。
【００８１】
上述した如き冷却によって蒸発パイプ３０外周に氷層Ｉが生成され、温度センサ８０により検出される温度が前記＋３℃〜＋５℃以下を検出した場合には、制御部１１は圧縮機５１の回転数を所定の低回転数、即ち本実施例では４０Ｈｚから所定の高回転数、即ち本実施例では５０Ｈｚに上げる。
【００８２】
これにより、水槽２９内に着氷が生じた場合、即ち、水槽２９内の冷却水に氷を生成する段階において、圧縮機５１を高回転数にて運転することで、蒸発パイプ３０における蒸発温度を下げることが可能となる。そのため、蒸発パイプ３０に付着した氷が断熱材として働き、冷却水への熱の伝導が抑制された場合であっても、より蒸発パイプ３０の蒸発温度を低下させることで、効率的に水槽２９に氷を生成することが可能となる。
【００８３】
また、この場合、ある程度、水槽２９内の温度が低下した状態で圧縮機５１の回転数を上げて運転することから、圧縮機５１の高圧側にかかる負荷を軽減することができ、最も効率の良い状態で圧縮機５１を運転することが可能となる。
【００８４】
更に、冷却が進行し、蒸発パイプ３０の外周の氷層Ｉが成長し、氷センサ６７の電極７０Ａ、７０Ａの内側に設けられる第２のＩＢＣセンサ６９の電極６９Ａ、６９Ａ間が氷となると、前述の如く電極間の抵抗値が高くなるので、制御部１１は圧縮機５１の回転数を５０Ｈｚから更に５５Ｈｚに上げる。
【００８５】
また、この場合においても、より水槽２９内の温度が低下した状態で更に圧縮機５１の回転数を上げて運転することから、圧縮機５１の高圧側にかかる負荷を軽減することができ、最も効率の良い状態で圧縮機５１を運転することが可能となる。
【００８６】
また、更に冷却が進行し、蒸発パイプ３０の外周の氷層Ｉが成長し、氷センサ６７の電極６９Ａ、６９Ａの内側に設けられる第１のＩＢＣセンサ６８の電極６８Ａ、６８Ａ間が氷となると、前述の如く電極間の抵抗値が高くなるので、制御部１１は圧縮機５１を停止する。
【００８７】
このように水槽２９内の着氷の厚みが増すに従い、段階的に圧縮機５１の回転数を上昇させることにより、水槽２９内の着氷の厚みに応じて圧縮機５１の回転数を段階的に制御することが可能となる。
【００８８】
これにより、水槽２９内の氷の生成状況を詳細に検出することが可能となり、精度よく圧縮機５１の回転数を制御することができるようになる。効率的に水槽５１内の冷却水の冷却及び氷の生成を行うことが可能となる。
【００８９】
また、係る実施例では、水槽２９内の冷却水の冷却状況を、直接、温度センサ８０の検出に基づき、判断することが可能となり、水槽２９内の氷の生成状況を、直接、氷センサ６７の検出に基づき、判断することが可能となる。そのため、より精度よく圧縮機５１の回転数を制御することができるようになり、効率的に水槽２９内の冷却水の冷却及び氷の生成を行うことが可能となる。
【００９０】
その後、電極６８Ａ、６８Ａ間の氷が融解すると前述の如く電極間の抵抗値が低くなるので、制御部１１は圧縮機５１を起動し、所定の高速回転数、即ち５５Ｈｚにて運転する。係る制御によって蒸発パイプ３０の周囲には一定の厚み以上の氷層Ｉが生成されるので、飲料冷却パイプ７、２１、４４はこの氷層Ｉの潜熱で冷却されることになる。
【００９１】
なお、上記各実施例において、圧縮機５１は、インバータ方式を採用していることから、制御部１１により、容易に圧縮機５１の回転数を制御することが可能となり、簡易な構成にて本発明を実現することが可能となる。
【００９２】
また、本実施例では、圧縮機５１の回転数の制御により蒸発パイプ３０の蒸発温度の調整を行っているが、これ以外にも、減圧手段として電子膨張弁を用い、当該電子膨張弁による冷媒流量の制御を行うことで、蒸発パイプ３０の蒸発温度を段階的に調整してもよいものとする。これによっても、圧縮機５１への負荷を軽減することが可能となり、効率的に水槽２９内の冷却水の冷却及び氷の生成を行うことが可能となる。
【００９３】
上記各実施例において、冷却装置Ｒの冷媒回路には、冷媒として二酸化炭素を充填しているため、当該二酸化炭素はオゾン破壊を生じない物質であるため、ノンフロン化を実現することができ、温暖化係数もフロン系冷媒の千分の一以下とすることができる。また、二酸化炭素は他の冷媒に比して著しく入手しやすいことから利便性も向上する。
【００９４】
また、上記各実施例において、ジュース等種々の飲料を抽出する飲料供給装置について本発明を適用したが、それに限らず、冷水やビールを抽出する飲料供給装置についても本発明は有効である。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】本発明を利用した飲料ディスペンサの正面図である。
【図２】飲料ディスペンサの側面図である。
【図３】飲料ディスペンサの扉を開放した状態の正面図である。
【図４】飲料ディスペンサの内部を透視した側面図である。
【図５】飲料ディスペンサの概略構成図である。
【図６】水槽の概略構成説明図である。
【図７】冷却装置の概略構成図である。
【図８】水槽の概略構成説明図である（第２実施例）。
【図９】水槽の概略構成説明図である（第３実施例）。
【符号の説明】
【００９６】
Ｒ    冷却装置
１    飲料ディスペンサ
７    シロップ冷却パイプ（飲料冷却パイプ）
１１  制御部
２１  希釈水冷却パイプ（飲料冷却パイプ）
２９  水槽
３０  蒸発パイプ（冷却器）
４４  炭酸水冷却パイプ（飲料冷却パイプ）
５１  圧縮機
６７  氷センサ
６８  第１のＩＢＣセンサ
６９  第２のＩＢＣセンサ
７０  第３のＩＢＣセンサ
７２  氷検出回路
８０  温度センサ
【図１】
2006275385.tif 000003
【図２】
2006275385.tif 000004
【図３】
2006275385.tif 000005
【図４】
2006275385.tif 000006
【図５】
2006275385.tif 000007
【図６】
2006275385.tif 000008
【図７】
2006275385.tif 000009
【図８】
2006275385.tif 000010
【図９】
2006275385.tif 000011