(57)【要約】【課題】アイスバンク方式の液体容器における水の初期温度が高いままで圧縮機を起動すると、冷却負荷が大き過ぎるため冷凍回路の冷媒圧力がなかなか下がらず、圧縮機に対する負荷が大きい状態が続いてしまう。この状態が続くと、圧縮機に過電流が流れ、圧縮機の運転を停止させてしまう。【解決手段】冷媒を圧縮する圧縮機３２と、圧縮機３２からの冷媒を凝縮する凝縮器３４と、凝縮器３４からの冷媒を体積膨張させる膨張手段３６と、膨張手段３６からの冷媒により熱交換を行う蒸発器１８と、蒸発器１８により冷却されるべき液体を貯留する液体容器１４と、液体容器１４中の液体を撹拌する撹拌手段２８とからなる冷却系を運転するに際し、圧縮機３２を起動させて冷却運転を開始し、冷却運転の開始から所要時間が経過した後に撹拌手段２８の運転を開始するようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を圧縮する圧縮機(32)と、前記圧縮機(32)からの冷媒を凝縮する凝縮器(34)と、前記凝縮器(34)からの冷媒を体積膨張させる膨張手段(36)と、前記膨張手段(36)からの冷媒により熱交換を行う蒸発器(18)と、前記蒸発器(18)により冷却されるべき液体を貯留する液体容器(14)と、前記液体容器(14)中の液体を撹拌する撹拌手段(28)とからなる冷却系の運転方法において、
前記圧縮機(32)を起動させて冷却運転を開始し、前記冷却運転の開始から所要時間が経過した後に前記撹拌手段(28)の運転を開始するようにした
ことを特徴とする冷却系の運転方法。
【請求項２】
前記撹拌手段(28)の運転による液体の撹拌を徐々に増大させるようにした請求項１記載の冷却系の運転方法。
【請求項３】
前記液体容器(14)または該液体容器(14)中の液体の温度が予め設定した閾値以下になってから、前記撹拌手段(28)の運転を開始するようにした請求項１または２に記載の冷却系の運転方法。
【請求項４】
前記撹拌手段(28)は、モーター(30)により駆動されて液体を撹拌する撹拌翼や、液体を循環させて液体を撹拌する液体循環ポンプである請求項１〜３の何れか一項に記載の冷却系の運転方法。
【請求項５】
前記撹拌手段(28)による液体の撹拌は、前記モーター(30)の間欠運転や、該モーター(30)の回転数制御や、該撹拌手段(28)の台数制御により行われる請求項１〜４の何れか一項に記載の冷却系の運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は冷却系の運転方法に関し、更に詳しくは、冷凍回路の一部をなす蒸発器により液体容器中の液体を冷却する所謂アイスバンク方式の液体供給装置において、前記冷凍回路の起動負荷を軽減させて経済的に冷却をなし得るようにした冷却系の運転方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ビールサーバーや冷却飲料ディスペンサにより供給されるビールや飲料は、所謂アイスバンク中の冷却液体に浸漬したコイル状の蛇管中を通過することで冷却された後に抽出される。本発明は、前記アイスバンク方式を使用して飲料を冷却する装置に使用される冷却系運転方法の改良に関するので、先ずアイスバンク方式の冷却飲料供給装置について、ビールサーバーを例に挙げて説明する。ちなみにアイスバンク方式は、冷凍回路から導出した蒸発器により液体容器中の液体を冷却し、この冷却された液体中に浸漬したコイル状の蛇管中に飲料を通過させることで該飲料を瞬時に冷却するものである。なお、前記液体容器中の液体は、前記蒸発器により凍結して氷になる場合も、冷凍するに到らない場合も、また氷と液体とが混在した状態になる場合もある。
【０００３】
図７は、ビールサーバー１０の概略構成を示すものであって、断熱箱１２の内部に液体容器１４が収納されている。この液体容器１４の外側には、冷凍回路１６から導出した蒸発器１８が密着的に巻回されて、該液体容器１４に貯留した液体(例えば水)と熱交換して該液体を冷却するようになっている。更に、前記液体容器１４の内部には、熱伝導率の良好な金属の中空管体をコイル状に巻回してなる蛇管２０が同心的に収容されて、液体に浸漬状態になっている。前記蛇管２０の流入側は、図示しないビールの生樽に接続され、また該蛇管２０の流出側は、ビールサーバー１０に設けた抽出コック２２に接続されている。そして、前記抽出コック２２のレバー２４を開放側へ操作すると、前記生樽中のビールが炭酸ガスの圧力により押し出され、前記蛇管２０中を通過する間に冷却された後、該コック２２から生ビールとして抽出される。前記液体容器１４におけるコイル状に巻回した蛇管２０の中心には、同心的に撹拌軸２６が垂下しており、該撹拌軸２６に例えば２つの撹拌翼２８，２８が取り付けられている。また前記撹拌軸２６の上端は、撹拌用モーター３０に接続されている。なお、前記撹拌翼２８の如く液体を撹拌する手段を、本明細書では撹拌手段２８という。
【０００４】
図７に示す冷凍回路１６は、冷媒を圧縮する圧縮機３２と、圧縮されて高温になっている冷媒を冷却して凝縮させる凝縮器３４と、凝縮された冷媒を体積膨張させる膨張手段３６と、前記蒸発器１８とからなり、これらの部材は前記の順序で管路３８により連続されて冷媒の循環系を構成している。なお、参照符号４０は、前記凝縮器３４を空冷するファンモーターを示している。また、前記膨張手段３６は、図示例ではキャピラリーチューブを使用しているが、開閉弁からなる膨張弁であってもよい。
【０００５】
前記冷凍回路１６において圧縮機３２を起動すると、該圧縮機３２で圧縮されて液化した高温の冷媒は前記管路３８を流れて前記凝縮器３４へ流入し、ここで冷却された後に前記膨張手段３６へ流入する。この膨張手段３６の出口で冷媒は体積膨張して気化冷媒となり、前記蒸発器１８で熱交換を行って、前記液体容器１４中の液体を冷却する。なお、前記圧縮機３２を起動するとき、前記撹拌翼２８を回転させる撹拌用モーター３０も同期的に起動され、前記液体容器１４の液体を撹拌して温度低下の均等化を図っている。なお、撹拌手段２８としては、モーターで駆動するポンプ(図示せず)により水を循環させて撹拌するものでもよい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−１３０６９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前述したビールサーバー１０では、アイスバンクとなる液体容器１４に所定量で貯留される水の温度が、前記冷凍回路１６の冷却負荷になる。ところで、ビールサーバー１０を最初に運転するときに、前記液体容器１４に貯留した水の初期温度は、夏場等にかなり高い場合がある。このことは、前述した冷凍回路１６の冷却負荷が大きいことを意味する。従って、水の初期温度が高いままで前記圧縮機３２を起動して冷凍回路１６の運転を開始すると、冷却負荷が大き過ぎるために該冷凍回路１６における冷媒の圧力がなかなか下がらず、該圧縮機３２に対する負荷が大きい状態が続いてしまう。この状態が続くと、圧縮機３２を駆動するモーター(図示せず)に過電流が流れ、過電流検知器が作動して該圧縮機３２の運転を停止させてしまうことがある。
【０００８】
前記の状態を、図２のタイムチャートを参照して説明する。なお、従来は前記圧縮機３２と撹拌用モーター３０とを同期して駆動するようになっている。圧縮機３２を起動すると、液体容器１４に貯留した水の温度は、図２に示すように次第に低下する。また、圧縮機３２を駆動するモーターの電流値は、水温低下に伴う冷却負荷の減少により次第に低下する。しかし、前述した如く液体容器１４における水の初期温度が高いと、水温は徐々にしか低下しないために、前記圧縮機３２にとっては冷却負荷の大きい状態が続くことになる。このため、圧縮機３２におけるモーターの過電流が一定時間以上継続することになり、図２に水平な一点破線で示す過電流値を一定時間でクリアできないことになり、遂に過電流が閾値を超えて該圧縮機３２が停止してしまう。このような事態を防ぐためには、水の初期温度が高い場合でも極力早く水温を低下させて、冷凍回路１６の圧力が速やかに下がるようにしてやる必要がある。この要請に応えるためには、容量のより大きい圧縮機を採用しなければならないが、これは圧縮機の費用と電気代との増大を意味し、極めて不経済であった。
【０００９】
このようなアイスバンク方式の冷却系に内在している前記課題を解決するために、冷凍回路における圧縮機を起動させた後に、所定時間が経過してから液体容器中の液体を撹拌する手段を起動することで、冷凍回路の圧力低下を促進させる運転方法が提案される。すなわち、図２のタイムチャートに示すように、圧縮機の起動と撹拌手段の起動とを同期させて行うと、液体容器中の液体は撹拌されて速やかに均一な温度になるため、全体的には水温の低下速度がゆっくりになってしまう。このため、冷凍回路における圧縮機の過電流が続く時間が長くなり、遂には一定時間を超えて運転停止になってしまう訳である。そこで発明者は、図１に示すように、圧縮機を先に起動させて冷凍回路を運転しておき、蒸発器に近接している液体容器中の液体からゆっくりと冷却させてゆけば、該冷凍回路の圧力低下が促進されるので、その後に撹拌手段を起動して液体容器中の液体を撹拌すればよいことを知見したものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決し、所期の目的を達成するため請求項１に記載の発明は、
冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機からの冷媒を凝縮する凝縮器と、前記凝縮器からの冷媒を体積膨張させる膨張手段と、前記膨張手段からの冷媒により熱交換を行う蒸発器と、前記蒸発器により冷却されるべき液体を貯留する液体容器と、前記液体容器中の液体を撹拌する撹拌手段とからなる冷却系の運転方法において、
前記圧縮機を起動させて冷却運転を開始し、前記冷却運転の開始から所要時間が経過した後に前記撹拌手段の運転を開始するようにしたことを要旨とする。
請求項１に係る発明によれば、液体容器中の液体の初期温度が高い場合であっても、冷却回路の冷媒圧力が低下してから撹拌手段が起動されるので、圧縮機のモーターに過電流が流れることがなく、該圧縮機の運転が停止してしまうことがない。
【００１１】
請求項２に記載の発明では、前記撹拌手段の運転による液体の撹拌を徐々に増大させるようにしたことを要旨とする。
請求項２に係る発明によれば、液体容器中の液体の温度がかなり高い場合であっても、撹拌手段の運転を徐々に行うことで圧縮機のモーターに過電流が流れることがなく、該圧縮機の運転が停止してしまうことがない。
【００１２】
請求項３に記載の発明では、前記液体容器または該液体容器中の液体の温度が予め設定した閾値以下になってから、前記撹拌手段の運転を開始するようにしたことを要旨とする。
請求項３に係る発明によれば、液体容器中の液体の温度が極めて高い場合であっても、撹拌手段の運転を徐々に行うことで圧縮機のモーターに過電流が流れることがなく、該圧縮機の運転が停止してしまうことがない。
【００１３】
請求項４に記載の発明では、前記撹拌手段は、モーターにより駆動されて液体を撹拌する撹拌翼や、液体を循環させて液体を撹拌する液体循環ポンプであることを要旨とする。
【００１４】
請求項５に記載の発明では、前記撹拌手段による液体の撹拌は、前記モーターの間欠運転や、該モーターの回転数制御や、該撹拌手段の台数制御により行われることを要旨とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、アイスバンク方式における液体容器中の液体の初期温度が高い場合であっても、冷凍回路の冷媒圧力が低下してから液体の撹拌を行うため、圧縮機に過負荷電流が流れて停止する事態を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施例１に係る冷却系の運転方法を実施した場合におけるビールサーバーの運転状況を示すタイムチャートである。
【図２】図７に示すビールサーバーにおける従来の運転状況を示すタイムチャートである。
【図３】本発明の実施例２に係る冷却系の運転方法を示すタイムチャートである。
【図４】本発明の実施例１に係る冷却系の運転方法に内在する欠点を示すタイムチャートである。
【図５】本発明の実施例３に係る冷却系の運転方法を示すタイムチャートである。
【図６】本発明の実施例２に係る冷却系の運転方法に内在する欠点を示すタイムチャートである。
【図７】アイスバンク方式を採用したビールサーバーの概略構成を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
次に、本発明に係る冷却系の運転方法につき、好適な実施例を挙げて図面を参照して説明する。なお、冷却系の運転方法が適用される冷却飲料供給装置としては、図７で説明したビールサーバーを例示するが、ジュースや冷水等の各種冷却飲料を供給するディスペンサであってもよい。
【００１８】
〔実施例１〕
本発明の実施例１に係る冷却系の運転方法を、図１のタイムチャートを参照して説明する。先に図２に関して説明したように、従来は冷凍回路１６の圧縮機３２と、液体(水)の撹拌手段２８とを同時に起動していた。しかし、実施例１に係る発明では、図１に示す如く、前記ビールサーバー１０の運転を立ち上げて圧縮機３２を始動する際には、前記撹拌手段２８は起動しないでおく。すると前記液体容器１４中の水は撹拌されないので、前記圧縮機３２の始動により開始された冷却運転により、該液体容器１４の水は前記蒸発器１８が巻かれた容器の内壁に近い側から徐々に冷却されて行く。そして、前記圧縮機３２の起動後に所要時間が経過し前記冷凍回路１６の冷媒圧力が低下した段階で、図１に示す如く前記撹拌手段２８を起動して前記液体容器１４中の水を撹拌する。なお、水を撹拌するには、図７に示した撹拌翼２８を回転させるようにしても、また循環ポンプ(図示せず)の回転により水を循環させるようにしてもよい。
【００１９】
このように、冷凍回路１６の圧縮機３２を先に起動してから、該冷凍回路１６における冷媒圧力が所定の値にまで下がるに必要な時間(所定時間)が過ぎた後に、前記撹拌手段２８を起動して前記液体容器１４に貯留した水を撹拌させる。すなわち、冷凍回路１６における冷媒の圧力を低下させておくことで、図１に示す如く、前記圧縮機３２を駆動するモーターの電流値は順調に低下し、該圧縮機３２を駆動してから所定時間を経過した時点でも、過電流の閾値に到達しないので該圧縮機３２が停止することはない。また、所定時間後に起動された前記撹拌手段２８が液体容器１４の水を撹拌し始めるため、水温の低下速度は少し緩やかになり前記圧縮機３２の電流値は若干上昇する。しかし、前記撹拌手段２８による水の撹拌が進行するに伴い、水温も低下して冷凍回路１６の冷媒圧力も低くなり、従って圧縮機３２の電流値は再び下降し始める。すなわち、図１に示す冷却系の運転制御を行うことにより、液体容器１４に貯留した水の初期温度が高くても、前記冷凍回路１６における冷媒圧力は次第に低くなるので、圧縮機３２の負荷が大きくなって過電流により該圧縮機３２の運転が停止してしまう、という不都合が好適に解消される。このため圧縮機３２として大容量のものを使用する必要がなくなり、製造コストおよび消費電力を節減できて経済的である。
【００２０】
〔実施例２〕
先に説明した実施例１の発明は優れた技術であるが、前記液体容器１４における水の初期温度がかなり高い場合は、圧縮機３２の起動に対し所定時間を置いて撹拌手段２８を起動する時間差制御を行っても、前記冷凍回路１６の冷媒圧力が充分低下せず、該圧縮機３２が過電流検知により停止してしまうことがある。すなわち、実施例１の発明を実施しても、水温がかなり高めの場合は、図４に示すように、前記撹拌手段２８が所定時間だけ遅れて液体容器１４の水を撹拌しても、冷凍回路１６における冷媒圧力は期待する程には低下せず、圧縮機３２のモーターに流れる過電流が閾値を超えて停止してしまう。
【００２１】
実施例２に係る発明は、このような場合に対処するべく提案されたものであって、実施例１と同じく圧縮機３２と撹拌手段２８とを時間差をもって起動することは同じである。しかし、図３に示すように、前記圧縮機３２を起動した後に時間差をもって前記撹拌手段２８を起動するが、決められた時間毎に撹拌の程度、すなわち撹拌水量を段階的に増大させるものである。この撹拌する水量を徐々に多くする手段としては、前記撹拌手段２８や循環ポンプを駆動するモーターを間欠的に運転するようにしても、該モーターの回転数を増減制御するようにしてもよい。また、撹拌手段２８を複数基設けて、徐々に駆動する数を増やす台数制御としてもよい。更に、撹拌水量の増大は段階的に行っても、線形または２次曲線的に推移させてもよい。
【００２２】
すなわち実施例２では、図３に示すように、圧縮機３２の起動後に所定の時間差をもって撹拌手段２８を起動するが、これによる水の撹拌は一挙に立ち上げるのでなく、段階的に撹拌することで、冷凍回路１６の冷却負荷が少しずつ大きくなる(一挙に大きくなるのでなく)ように制御する。これにより圧縮機３２におけるモーターの電流値は、図３に示すように前記撹拌手段２８の段階的な動作に呼応して変動はするが、図中の水平な一点鎖線で示す過電流にまでは達することがない。従って、圧縮機３２のモーターが過電流検出により停止することがない。
【００２３】
〔実施例３〕
前述した実施例２の発明も優れた技術であるが、前記液体容器１４に貯留した水の初期温度が極めて高い場合には、図３で説明した運転方法を行っても冷凍回路１６の冷媒圧力の低下が追い付かず圧縮機３２が過電流検出により停止してしまうことがあった。例えば、図６に示すように実施例２の運転方法を実施しても、液体容器１４における水の初期温度が極めて高い場合には、撹拌手段２８により段階的に撹拌していても水温がなかなか低下せず、このため冷凍回路１６の冷媒圧力が充分に下がらないで前記圧縮機３２のモーターに過電流が流れ、該圧縮機３２が停止してしまう。
【００２４】
実施例３に係る発明は、このような場合に対処するべく提案されたものであって、前記蒸発器１８により冷却される液体容器１４の温度または該液体容器１４に貯留される水の温度を検知し、当該検知温度が所定値にまで下がったら、図５に示すように、前記撹拌手段２８による撹拌を徐々に増大させて、冷凍回路１６の冷却負荷が少しずつ大きくなるよう制御するものである。これにより、前記液体容器１４に貯留した水の初期水温が極めて高い場合であっても、予め該液体容器１４または水の温度を温度センサー(図示せず)により検出して、前記撹拌手段２８が起動するタイミングを与える制御がなされるので、前記圧縮機３２の容量を大きなものに換装する必要がなく経済的である。
【符号の説明】
【００２５】
１４  液体容器，１８  蒸発器，２８  撹拌翼(撹拌手段)，
３０  モーター(撹拌用モーター)，３２  圧縮機，３４  凝縮器，３６  膨張手段
【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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