(57)【要約】【目的】飲料を冷却するための冷却水槽を備えた飲料供給装置に関し、所定温度の飲料を連続して供給でき、さらに消費電力が小さい飲料供給装置を提供することを目的とする。【構成】超音波を発生して冷却水４を振動させてアイスバンク２２と冷却水４との熱交換を促進させる超音波振動子３０と、超音波振動子３０を駆動する振動子駆動部３１と、振動子駆動部３１を制御する制御部４０と、を設け、蒸発コイル６に冷媒を供給してその蒸発熱で形成させたアイスバンク２２と冷却水４との熱交換を攪拌羽根２５による対流攪拌に加え、超音波振動子３０が発生する超音波の振動により熱交換を行い、アイスバンク２２の溶け残りを抑制して飲料の連続供給量を増加させる。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却水が貯留される冷却水槽と、該冷却水に浸漬したコイル状に巻回されたパイプを通流する冷媒の蒸発熱によりパイプ周域に着氷させたアイスバンクとの熱交換により前記冷却水を冷却する蒸発コイルと、前記冷却水を伝熱媒体として通流する飲料を冷却する冷却コイルと、前記冷却水を攪拌して循環させる攪拌手段と、を備えた飲料供給装置において、
超音波を発生して前記冷却水を振動させて前記アイスバンクと前記冷却水との熱交換を促進させる超音波振動子と、該超音波振動子を駆動する超音波振動子駆動手段と、該超音波振動子駆動手段を制御する制御手段と、を設けたことを特徴とする飲料供給装置。
【請求項２】
前記超音波振動子を前記冷却水槽外壁に設けたことを特徴とする請求項１に記載の飲料供給装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記超音波振動子と攪拌手段を所定の時間で駆動することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の飲料供給装置。
【請求項４】
前記冷却水の温度を計測して水温信号を出力する水温センサを設け、前記制御手段は、前記水温センサが出力する水温信号に基づいて前記超音波振動子駆動手段を制御することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の飲料供給装置。
【請求項５】
冷却水が貯留される冷却水槽と、該冷却水に浸漬したコイル状に巻回されたパイプを通流する冷媒の蒸発熱によりパイプ周域に着氷させたアイスバンクとの熱交換により前記冷却水を冷却する蒸発コイルと、前記冷却水を伝熱媒体として通流する飲料を冷却する冷却コイルと、前記冷却水を攪拌して循環させる攪拌手段と、を備えた飲料供給装置において、
前記冷却水に供給した気泡により前記アイスバンクと前記冷却水との熱交換を促進させる気泡発生手段を設けたことを特徴とする飲料供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、飲料供給装置に関し、特に、冷却水槽に貯留した冷却水に浸漬している冷却コイルを通過させて冷却した飲料を連続的かつ大量に供給可能な飲料供給装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
たとえば、飲料を冷却して供給する飲料供給装置には、供給する飲料を冷却するための冷却水槽が設けられている。この冷却水槽には、飲料冷却用の冷却水が貯留され、その冷却水中に冷凍システムに連通する蒸発コイル（エバポレータ）を設け、この蒸発コイルの周囲に形成させたアイスバンク（氷塊）の蓄熱量を利用して冷却水温度を略０℃に保つようにしている。そして、この冷却水にコイル状の金属製パイプなどからなる冷却コイルを浸漬し、該冷却コイルを通流させ冷却した飲料を供給する。
アイスバンクは、氷厚センサにより蒸発コイルの周囲に形成させた氷の厚さが略一定に保たれている。冷却水は、冷却水槽の中心に配設された攪拌モータにより駆動される回転軸の先端に設けた攪拌羽根によって攪拌されることにより、アイスバンクが溶かされて冷却水温度が略０℃に保たれ、冷却水を伝熱媒体とする熱交換により冷却コイルを通流する飲料を冷却する（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−８００９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
飲料を供給すると冷却コイルを通流する飲料の熱量で冷却水温度が上昇するが、攪拌羽根を回転させて冷却水を循環させてアイスバンクと熱交換を行い、冷却水温度の上昇を抑制し、水温の均一化を行っている。
しかしながら、攪拌羽根の冷却水攪拌能力は小さく冷却水の循環量も少なく、飲料を連続して供給するとアイスバンクを溶かして冷却水を冷やす熱交換が進まず、アイスバンクが溶け残っているにも関わらず冷却水温度が上昇して、所定温度（例えば、６℃）の飲料を供給することができなくなる。
また、冷却水の温度を均一にするために攪拌モータを連続的に回転させており、消費電力も大きくなる。
本発明は、上記実情に鑑みて、飲料を冷却するための冷却水槽を備えた飲料供給装置に関し、所定温度の飲料を連続して供給でき、さらに消費電力が小さい飲料供給装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的を達成するため、本発明の請求項１に係る飲料供給装置は、冷却水が貯留される冷却水槽と、該冷却水に浸漬したコイル状に巻回されたパイプを通流する冷媒の蒸発熱によりパイプ周域に着氷させたアイスバンクとの熱交換により前記冷却水を冷却する蒸発コイルと、前記冷却水を伝熱媒体として通流する飲料を冷却する冷却コイルと、前記冷却水を攪拌して循環させる攪拌手段と、を備えた飲料供給装置において、
超音波を発生して前記冷却水を振動させて前記アイスバンクと前記冷却水との熱交換を促進させる超音波振動子と、該超音波振動子を駆動する超音波振動子駆動手段と、該超音波振動子駆動手段を制御する制御手段と、を設けたことを特徴とする。
また、本発明の請求項２に係る飲料供給装置は、上述した請求項１において、前記超音波振動子を前記冷却水槽外壁に設けたことを特徴とする。
【０００５】
また、本発明の請求項３に係る飲料供給装置は、上述した請求項１または請求項２において、前記制御手段は、前記超音波振動子と攪拌手段を所定の時間で駆動することを特徴とする。
また、本発明の請求項４に係る飲料供給装置は、上述した請求項１または請求項２において、前記冷却水の温度を計測して水温信号を出力する水温センサを設け、前記制御手段は、前記水温センサが出力する水温信号に基づいて前記超音波振動子駆動手段を制御することを特徴とする。
また、本発明の請求項５に係る飲料供給装置は、冷却水が貯留される冷却水槽と、該冷却水に浸漬したコイル状に巻回されたパイプを通流する冷媒の蒸発熱によりパイプ周域に着氷させたアイスバンクとの熱交換により前記冷却水を冷却する蒸発コイルと、前記冷却水を伝熱媒体として通流する飲料を冷却する冷却コイルと、前記冷却水を攪拌して循環させる攪拌手段と、を備えた飲料供給装置において、
前記冷却水に供給した気泡により前記アイスバンクと前記冷却水との熱交換を促進させる気泡発生手段を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１の発明によれば、超音波を発生して冷却水を振動させてアイスバンクと冷却水との熱交換を促進させる超音波振動子と、該超音波振動子を駆動する超音波振動子駆動手段と、該超音波振動子駆動手段を制御する制御手段と、を設けたことにより、所定温度の飲料を連続して供給でき、さらに消費電力が小さい飲料供給装置を実現することが可能になる。
請求項２の発明によれば、超音波振動子を冷却水槽外壁に設けたことにより、超音波振動子が冷却水で汚れることを防ぐことができる。
請求項３の発明によれば、制御手段は、超音波振動子と攪拌手段を所定の時間で駆動することにより、夜間の飲料供給がない場合には超音波振動子のみの運転にする、攪拌手段による対流攪拌を間欠的に行うなどの運転により、消費電力を低減して省エネを図ることができる。
【０００７】
請求項４の発明によれば、冷却水の温度を計測して水温信号を出力する水温センサを設け、制御手段は、水温センサが出力する水温信号に基づいて超音波振動子駆動手段を制御することにより、飲料が連続供給されて冷却水の温度が上昇し始めた場合には、超音波振動子を駆動してアイスバンクの融解を促進させて冷却水の温度上昇を抑制することができる。
請求項５の発明によれば、冷却水に供給した気泡によりアイスバンクと冷却水との熱交換を促進させる気泡発生手段を設けたことにより、発生した気泡は攪拌手段による冷却水の旋回流れ（水流）に乗ってアイスバンク表面近傍を流れ、アイスバンクに気泡が接触して破裂する際に超音波が発生し、その微小振動によってアイスバンクが溶ける。また、アイスバンクと冷却水との温度境界層が乱されて熱交換量が増加し、アイスバンクの溶解が促進され、アイスバンクの溶け残りを抑制でき、飲料の連続供給量を増加させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下に添付図面を参照して、本発明に係る飲料供給装置の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１である飲料供給装置の概略構成を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は天面図である。図１に示すように、ビールなどの飲料を冷却して供給する飲料供給装置１の天板２と側板３で構成する外装板内には、冷却水４を貯留する冷却水槽５と、この冷却水４中に浸漬した蒸発コイル（エバポレータともいう）６、コンプレッサ７、凝縮器（コンデンサーともいう）８、凝縮器８を冷却する送風ファン９などで構成する冷凍システム１０が設けられている。飲料供給装置１の前面には、冷却水４中に浸漬した冷却パイプ１１の注出側端部に連通する飲料注出バルブ１２が取り付けてあり、冷却パイプ１１は図示しない炭酸ガスボンベから加圧供給される炭酸ガスの圧力で飲料タンクから押し出された飲料を供給するための供給パイプ１３に連通している。飲料注出バルブ１２は操作レバー１２ａを揺動操作すると、これに従動する弁機構を開放して、例えば、ビール飲料の場合には冷却パイプ１１を通流して冷やされたビール原料と炭酸ガスボンベから供給された炭酸ガスが注出ノズル１２ｂから注出される。また、飲料注出バルブ１２の下方には、簀の子１４ａを設けたドレン皿１４が取り付けられ、注出ノズル１２ｂから滴下する飲料を受容するとともに、ビールジョッキなどの容器を載置することができる。
【０００９】
図２は図１のＡ−Ａ部を矢印方向に見た断面側面図である。図２に示すように、冷却水４を貯留する冷却水槽５はプラスチックなどの成形材で形成され、その側面および底面は断熱壁２１で囲われ、その上方を開口した略直方体の水槽であり、その外壁には超音波を発生して冷却水４を振動させてアイスバンク２２と冷却水４との熱交換を促進させる超音波振動子３０が設けられている。超音波振動子３０が超音波を発生すると冷却水４を振動させ、アイスバンク２２表面の温度境界層を乱すことにより氷の融解を促進させる。発明者が行った実験によると、攪拌羽根２５による攪拌と併用すると氷の融解が促進されることが確認されている。さらに、水中で超音波を発生させるとキャビテーションが発生し、このキャビテーションが消滅する際の衝撃力により氷を融解することも発明者が行った実験により確認されている。なお、本発明において、超音波振動子３０としては、ランジュバン型振動子、フェライト振動子などが用いられる。冷却水４中には水温を計測して水温信号を後述する制御部４０に出力する水温センサ３２が設けられている。
【００１０】
また、コンプレッサ７、凝縮器８、送風ファン９と共に冷凍システム１０を構成する蒸発コイル６は、パイプをコイル状に巻回して冷却水槽５の冷却水４中に浸漬して配設され、冷媒の蒸発熱でパイプ周域に着氷させてアイスバンク２２を形成し、この蓄熱量を利用して冷却水４の温度を略０℃に保つようにしている。さらに、アイスバンク２２の内側には、ステンレス製の冷却コイル１１がコイル状に巻回されて冷却水４に浸漬するように配設され、この冷却コイル１１の供給側端部は冷却水槽５の上部から延出されて供給パイプ１３に連通している。冷却水槽５上方には冷却水４を攪拌して循環させる攪拌モータ２３が取り付け部材２６に取り付けられ、モータ軸２４には攪拌羽根２５を装着している（攪拌モータ２３とモータ軸２４と攪拌羽根２５とで攪拌手段を構成する）。攪拌モータ２３が駆動して攪拌羽根２５が回転すると冷却水槽５内の冷却水４に対流を生じさせて循環を行い、アイスバンク２２の蓄熱量を利用して冷却水４を略０℃の均一な温度に保ち、冷却コイル１１を通流する飲料を効率よく所定温度（例えば、６℃）に冷やして供給するようにしている。
【００１１】
図３は、本発明の飲料供給装置１の制御ブロック図を示し、冷却水４の温度を計測して水温信号を出力する水温センサ３２と、水温センサ３２が出力する水温信号に基づいて、超音波振動子３０を駆動する振動子駆動部（超音波振動子駆動手段）３１を制御する制御部（制御手段）４０と、超音波振動子３０と攪拌モータ２３を所定の時間で駆動するための基準クロック発生部（図示せず）で発生するクロックをカウントして時間を計測するタイマー４１を有する。なお、振動子駆動部３１としては、２０ＫＨｚ〜５０ＫＨｚの帯域で周波数と振幅が可変できる振動子駆動回路が用いられる。
以上の構成において、飲料を連続して供給する場合にも、超音波を発生して冷却水４を振動させてアイスバンク２２と冷却水４との熱交換を促進させる超音波振動子３０と、超音波振動子３０を駆動する振動子駆動部３１と、振動子駆動部３１を制御する制御部４０と、を設けたことにより、蒸発コイル６に冷媒を供給してその蒸発熱で形成させたアイスバンク２２と冷却水４との熱交換を攪拌羽根２５による対流攪拌に加え、超音波振動子３０が発生する超音波の振動により熱交換を行うので攪拌羽根２５の回転による対流攪拌のみの場合に比較して熱交換が促進され、アイスバンク２２の溶け残りを抑制でき、連続供給量を増加させることが可能となる。また、超音波振動子３０を冷却水槽５の外壁に設けたことにより、超音波振動子３０が冷却水４で汚れることを防ぐことができる。
【００１２】
さらに、超音波振動子３０と攪拌モータ２３を所定の時間で駆動するタイマー４１を制御部４０に設けたので、夜間の飲料供給がない場合には超音波振動子３０のみの運転にする、攪拌モータ２３による対流攪拌を間欠的に行うなどの運転により、消費電力を図４に示すように低減して省エネを図ることができる。また、冷却水４の温度を計測して水温信号を出力する水温センサ３２を設け、制御部４０が水温センサ３２が出力する水温信号に基づいて振動子駆動部３１を制御することにより、飲料が連続供給されて冷却水４の温度が上昇し始めた場合(例えば、温度上昇率が０．５℃／分以上になった場合)には、超音波振動子３０を駆動してアイスバンク２２の融解を促進させて冷却水４の温度上昇を抑制することができる。これにより、飲料を連続して供給する場合には冷却水４の温度上昇を抑制し、さらに夜間の飲料供給がない場合には消費電力を削減して省エネを図ることができる。
（実施の形態２）
つぎに、本発明の実施の形態２について説明する。上述した実施の形態１では、冷却水が貯留される冷却水槽と、該冷却水に浸漬したコイル状に巻回されたパイプを通流する冷媒の蒸発熱によりパイプ周域に着氷させたアイスバンクとの熱交換により前記冷却水を冷却する蒸発コイルと、前記冷却水を伝熱媒体として通流する飲料を冷却する冷却コイルと、前記冷却水を攪拌して循環させる攪拌手段と、を備えた飲料供給装置において、超音波を発生して前記冷却水を振動させて前記アイスバンクと前記冷却水との熱交換を促進させる超音波振動子と、該超音波振動子を駆動する超音波振動子駆動手段と、該超音波振動子駆動手段を制御する制御手段と、を設けたが、この実施の形態２では、前記冷却水に供給した気泡により前記アイスバンクと前記冷却水との熱交換を促進させる気泡発生手段を設けた。これにより、所定温度の飲料を連続して供給できる飲料供給装置を実現することが可能になる。
【００１３】
図５は、本発明の実施の形態２である飲料供給装置５０の断面側面図である。なお、図５において、図２に示した飲料供給装置１と同一構成部分には同一符号を付して、その符号の説明を省略している。
図５に示すように、飲料供給装置５０の冷却水槽５の底部に配設した気泡発生装置５１にエアパイプ５３を介して空気を圧送するエアポンプ５２を設けている（気泡発生装置５１とエアポンプ５２とエアパイプ５３とで気泡発生手段を構成する）。エアポンプ５２が駆動されるとエアパイプ５３から気泡発生装置５１に空気が送り込まれ、気泡発生装置５１に穿孔されている小孔から気泡が次々に発生する。発生した気泡は攪拌羽根２５による冷却水４の旋回流れ（水流）に乗ってアイスバンク２２表面近傍を流れ、アイスバンク２２に気泡が接触して破裂する際に超音波が発生し、その微小振動によってアイスバンク２２が溶ける。また、アイスバンク２２と冷却水４との温度境界層が乱されて熱交換量が増加し、アイスバンク２２の溶解が促進され、アイスバンク２２の溶け残りを抑制でき、飲料の連続供給量を増加させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態１である飲料供給装置の概略構成を示す。
【図２】図１のＡ−Ａ部を矢印方向に見た断面側面図を示す。
【図３】本発明の実施の形態１である飲料供給装置の制御ブロック図を示す。
【図４】本発明の実施の形態１である飲料供給装置の消費電力を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態２である飲料供給装置の断面側面図を示す。
【符号の説明】
【００１５】
１      飲料供給装置
４      冷却水
５      冷却水槽
６      蒸発コイル
１０      冷凍システム
１１      冷却コイル
１２      飲料注出バルブ
２１      断熱壁
２２      アイスバンク
２３      攪拌モータ
２５      攪拌羽根
３０      超音波振動子
３１      振動子駆動部
３２      水温センサ
４０      制御部
４１      タイマー
５０      飲料供給装置
５１      気泡発生装置
５２      エアポンプ
５３      エアパイプ
【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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