(57)【要約】【課題】販売初期から安定した流量特性を発揮し、送出初期と以降とでフローワッシャの流量特性の差異を生じることなく、機器の設置後に適正な販売量に調整するための調整作業を必要としないで予め定めた流量を精度良く安定して送出することのできる飲料供給装置を提供する。【解決手段】希釈水を送出する冷却コイル１３の途中には希釈水の供給流量を規制するフローワッシャ１６が配設されており、このフローワッシャ１６は実販売での前記流量が予め定変動範囲に収まるように、あらかじめ慣らし処理（エージング）が施されている。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
送出する液体の流量が予め定めた変動範囲に収まるように所要の圧力条件下で前記液体を断続的に送出させる処理を製造工程に含むフローワッシャを液体送出管路に有することを特徴とする飲料供給装置。
【請求項２】
前記フローワッシャは、前記所要の圧力条件として前記液体を断続的に送出させることで前記液体の流入側と流出側との差圧が生じていることを特徴とする請求項１記載の飲料供給装置。
【請求項３】
液体を送出させる管路と、
前記管路を介して送出される前記液体の流量が予め定めた変動範囲に収まるように所要の圧力条件下で前記液体を断続的に送出させる処理を製造工程に含むフローワッシャと、
前記処理に基づく初期送出特性の安定した前記フローワッシャの流量に基づいて前記液体の送出動作を実行する制御部とを有することを特徴とする飲料供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、飲料供給装置に関し、特に、フローワッシャを液体の流量調整に用いた飲料供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、レストラン等においては、定位置にカップを置き、客の希望する飲料（無炭酸飲料、炭酸飲料等）に対応する販売ボタンを押すと、飲料をカップに供給する飲料供給装置が設置されている。
【０００３】
上記した飲料供給装置は、濃縮された原液としてのシロップを希釈水（冷水）や炭酸水で希釈して混合することにより無炭酸飲料や炭酸飲料を製造している。
【０００４】
シロップと希釈水を混合する方法は種々あり、代表的なものに、（１）カップ上に配置したノズルから予め設定した量のシロップと希釈水とを吐出してカップ内で混合する方法、（２）専用の混合機構（又は混合システム）を設け、この混合機構に原液と希釈水を順番に少量づつ供給して混合を行う方法がある。
【０００５】
シロップ、炭酸水、および希釈水の供給量が一定でないと、カップ毎に販売量が異なったり、味に濃淡を生じることから、それぞれの供給量を厳密に管理する必要がある。このような液体の量を正確に供給するためには、流量を一定にし、更に供給量を制御することが重要である。そこで、飲料供給装置においては、希釈水、シロップ、炭酸水の各管路に流量計、電磁弁、および流量調整部材を設けてそれぞれの供給量を制御し、常に一定の販売量になるようにしている。
【０００６】
流量調整部材として、フローレギュレータ、フローワッシャ等が知られている。特に、フローワッシャは数ミリサイズの超小型で軽量であるほか、部品数が少なく、簡単な構造であるという特徴を有している。フローワッシャは、構造が簡単であることにより、信頼性および経済性に優れた流量調整部材と言える。
【０００７】
上記したフローワッシャを前述の混合システムに用いたものがある。この混合システムは、流路の途中に形成された計測室に一対の噛合するギアにより構成された流量計が配設されており、計測室に流入した流体は流量計のギアの回転により下流に送り出され、前記ギアの回転を検出センサで検出して検出信号を得、この検出信号に基づいて流体の流量を算出している。そして、流量計の前段にフローワッシャが設けられているため、流量計からは一定流量を出力させることができる（特許文献１）。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００１−９７４９５号公報
【０００９】
図３は、フローワッシャの一例を示し、（ａ）は断面、（ｂ）は正面を示す。フローワッシャ１００は、ゴムやフッ素系樹脂を用いて円盤状に作られており、中心には液体（又は流体）が流通する小径の貫通穴１０１が形成されている。そして、液体の入り側は平面１０２を有するように、また、出側は凹面１０３を有する様に加工されている。
【００１０】
図４は、フローワッシャの保持部の構成を示し、保持部２００は、樹脂成形による本体２０１と、この後端部に埋設された筒状の接続部２０２（下流の管路又はチューブが接続される）を主体に構成されている。本体２０１の前端には、開口２０３が形成され、供給側の管路に噛合する雌ネジ２０４が形成されている。開口２０３の奥部には、フローワッシャ１００を収納するスペースが形成されており、フローワッシャ１００の貫通穴１０１に連通する貫通穴２０５が本体２０１に形成されている。この貫通穴２０５に連通するように、接続部２０２にも貫通穴２０６が設けられている。
【００１１】
図３および図４において、矢印方向から流体がフローワッシャ１００の入り側に付与されると、貫通穴１０１を通して流体は下流に流れる。フローワッシャ１００の流入側の圧力が高くなると、平面１０２は圧力が高くなった分だけ強く押される。すると、フローワッシャ１００はゴム等で作られ、かつ凹面１０３を有しているために弾性変形し、貫通穴１０１が細くなる。このため、流入側の圧力が高くなっても、フローワッシャ１００を通る流量は多くならず、圧力が変化する前と同じ流量に保たれる。
【００１２】
本発明者も流量調整部材にフローワッシャを用いた飲料供給装置を製作しているが、流量調整部材にフローワッシャを用いた場合、フローワッシャ特有の問題が有ることを見い出した。この問題を図５を参照して説明する。
【００１３】
図５は、約７ｍｍφの外径のフローワッシャを用いた飲料供給装置における杯数（販売回数）と１回当たりの販売量の関係を示し、特性Ａ，Ｂは共に同一仕様で末使用のフローワッシャを用いており、希釈水についてのみ販売時間を５秒にして実施した。その結果、特性Ａ，Ｂを比較すると、その固体差（製造ばらつき）から販売量に若干の相違があるものの、同様の傾向が見られた。すなわち、販売を開始してから約２０杯までは、販売回数が増える度に販売量が減少する傾向を示し、２０杯以後は変化しないことがわかる。このような傾向は、フローワッシャの種類（外径が約１３ｍｍφと約７ｍｍφがある）によらず同様である。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の飲料供給装置によると、フローワッシャを用いた場合、図５で説明したように、販売初期において販売量に顕著な変化が生じるという問題がある。工場出荷時には、数杯の販売回数に相当する段階で調整を行わざるを得ないため、製造時に最適流量に調整したとしても、客先に設置してしばらくすると販売量が低くなるという状況が発生する。このため、製造時には高めに調整することが考えられるが、そうすると、販売初期時には多めの販売量になり、問題を完全に解決することはできない。
【００１５】
杯数の少ない段階（販売初期時）のフローワッシャの流量が変化する原因は、製造直後（未使用状態）においては弾性変形が一律ではないことから、フローワッシャにエージングを施した後でないと弾性特性が一定しないためと考えられる。また、フローワッシャを構成する弾性材料の種類や、物性等から経験的に流量特性を把握できても、実機での使用において前述の流量特性と実流量とが異なる場合がある。このような理由により、末使用のフローワッシャは、貫通穴１０１の変形が生じにくくなっており、これが販売毎の販売量の変化を招いて適正な販売量に調整するための調整作業を発生させている。
【００１６】
従って、本発明の目的は、販売初期から安定した流量特性を発揮し、送出初期と以降とでフローワッシャの流量特性の差異を生じることのない飲料供給装置を提供することにある。
【００１７】
また、本発明の他の目的は、機器の設置後に適正な販売量に調整するための調整作業を必要としないで予め定めた流量を精度良く安定して送出することのできる飲料供給装置を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の目的を達成するため、送出する液体の流量が予め定めた変動範囲に収まるように所要の圧力条件下で前記液体を断続的に送出させる処理を製造工程に含むフローワッシャを液体送出管路に有することを特徴とする飲料供給装置を提供する。
【００１９】
この構成によれば、フローワッシャの製造工程に予め定めた変動範囲に流量が収まる処理を含めることにより、工場出荷時点でフローワッシャの弾性特性は販売量に変化の生じない流量で販売可能なエージング後の状態になっており、杯数に関係なく販売初期から安定した流量による液体の供給が可能になる。
【００２０】
また、本発明は、上記の目的を達成するため、液体を送出させる管路と、前記管路を介して送出される前記液体の流量が予め定めた変動範囲に収まるように所要の圧力条件下で前記液体を断続的に送出させる処理を製造工程に含むフローワッシャと、前記処理に基づく初期送出特性の安定した前記フローワッシャの流量に基づいて前記液体の送出動作を実行する制御部とを有することを特徴とする飲料供給装置を提供する。
【００２１】
この構成によれば、飲料供給装置の工場出荷時点でフローワッシャの弾性特性は販売量のばらつきが抑制されており、実販売に際して設定される販売量と、実販売量との差が生じることを防げる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明に係る飲料供給装置の実施の形態を示す。ここでは、シロップのみを販売する飲料供給装置を示している。実機では、シロップだけで複数の種類を備え、更に、コーヒー、炭酸飲料等も併せて販売するものがあるが、フローワッシャは主に希釈水（冷水）に関与することから、フローワッシャの適用を希釈水に限定して図示すると共に、飲料の種類や系統の構成については詳しい構成の図示を省略する。
【００２３】
図１の飲料供給装置１は、希釈水供給部１０と、シロップ供給部２０と、ノズル３０と、カップトレイ３１と、制御部４０と、および販売ボタン部４１とを備えて構成されている。希釈水供給部１０は、取水管１１と、水ポンプ１１Ａと、電磁弁１２と、冷却コイル１３と、冷却水槽１５と、フローワッシャ１６と、流量計１７と、電磁弁１８と、および希釈水管１９とを備えて構成されている。水ポンプ１１Ａは、取水管１１を介して水源から供給される水（希釈水）を１ＭＰａに加圧して下流側に送出する。電磁弁１２は、水道管等に接続された取水管１１の端部に配設されている。電磁弁１２には冷却コイル１３が接続されている。この冷却コイル１３の所定部分は、冷却水槽１５に満たされた冷却水１４に浸漬されている。冷却コイル１３の後端部にはフローワッシャ１６と、流量計１７と、および電磁弁１８とが順番に配設されており、電磁弁１８には希釈水管１９が接続されている。この希釈水管１９の末端には、ノズル３０が取り付けられている。
【００２４】
フローワッシャ１６は、シリコンゴムによって構成されており、その弾性特性を示す値は、例えば、ＪＩＳ Ｋ６２５１に準じた測定で引張強さ４．９ＭＰａ、伸び２００％。またＪＩＳ Ｋ６２５３に準じた測定で硬度５５±５Ａを有する。
【００２５】
シロップ供給部２０は、シロップタンク２１と、冷却コイル２２と、冷却水槽２３と、流量計２４と、シロップポンプ２５と、電磁弁２６と、およびシロップ管２７とを備えて構成されている。シロップタンク２１は、原液としてのシロップが貯蔵されており、不図示のガスボンベから配管を介して供給される炭酸ガスの圧力に基づいてシロップ管２７に送出される。冷却コイル２２は一端がシロップタンク２１に接続され、他端部には流量計２４が配設されている。冷却水槽２３には冷却水２８が満たされており、この冷却水２８に冷却コイル２２の所定部分が浸漬している。流量計２４の後段にはシロップポンプ２５および電磁弁２６が順番に配設されている。電磁弁１８にはシロップ管２７が接続され、このシロップ管２７には、ノズル３０が取り付けられている。
【００２６】
カップトレイ３１は飲料供給装置１の正面に設けられており、客に販売する飲料を供給するためのカップ３２（紙カップ、ガラスコップ等）が販売時に載置される。カップトレイ３１の下部には、カップ３２の位置がずれ、或いはカップ３２が載置されていない状況下でシロップや希釈水が吐出された際、カップトレイ３１上に液体が滞留するのを防止するため、不図示の排水機構が設けられている。制御部４０はマイクロコンピュータを用いて構成されており、流量計１７，２４の検出結果や販売ボタン部４１の操作内容に基づいて水ポンプ１１Ａ，電磁弁１２，１８，２７、およびシロップポンプ２５が制御される。また、制御部４０は、慣らし処理のための設定を含む各種の設定登録や、その実行が可能である。販売ボタン部４１は、販売する飲料の種類に応じた販売ボタン（図示せず）を備え、販売ボタンの操作に対応した販売要求信号４２を制御部４０へ出力する。
【００２７】
図１の構成の飲料供給装置における飲料販売の概略について説明すると、まず、オペレータ（又は購買者）は、実販売時に使用するカップ３２をカップトレイ３１上に載置し、ついで、オペレータは、販売ボタン部４１のシロップに対応する販売ボタンを押す。この操作により、販売ボタン部４１から制御部４０へ販売要求信号４２が出力される。制御部４０は販売要求信号４２に基づいて水ポンプ１１Ａ，電磁弁１２，１８への通電と、電磁弁２６およびシロップポンプ２５への通電を開始する。この制御により、希釈水は取水管１１を通して冷却コイル１３に供給され、冷却水１４によって冷却（例えば、５℃）された希釈水はフローワッシャ１６、流量計１７、および電磁弁１８を順次経由して希釈水管１９に送り出され、ノズル３０に到達する。
【００２８】
同時に、シロップポンプ２５によりシロップタンク２１からシロップが冷却コイル２２へ送り出される。シロップは冷却水槽２３内の冷却水２８内の冷却コイル２２を通過する過程で冷却され、シロップポンプ２５および電磁弁２６を経てシロップ管２７に送り出され、ノズル３０に到達する。ノズル３０にはシロップと同時に希釈水が供給されて来ているので、両者はノズル３０において混合され、ノズル３０からカップ３２に吐出される。流量計１７、２４による流量検出値が所定値になると、制御部４０は水ポンプ１１Ａ，電磁弁１２，１８，２６、およびシロップポンプ２５への通電を断ち、希釈水およびシロップの供給を停止する。これにより、カップ３２には規定量のシロップ液が供給され、販売動作は完了する。
【００２９】
図５で説明したように、フローワッシャ１６は、約２０杯以下の杯数においては、販売量が顕著に変化する。そこで、本実施の形態では、フローワッシャの製造工程において１杯〜約２０杯分までの希釈水の吐出を販売時と同じ条件下（フローワッシャ１６に印加される圧力、流量、販売時間、販売間隔等）で実施し、フローワッシャ１５の慣らし処理（エージング）が行われるようにしている。ここでは、適用対象である飲料供給装置１と同じ機器を用意し、これに組み込んで稼働させてフローワッシャ１６の慣らし処理を行っているが、専用の慣らし装置を構築すれば、フローワッシャ１６単体による慣らし処理も可能である。
【００３０】
図２は制御部４０によるフローワッシャの慣らし処理を示す。図２においては、ステップをＳで表している。図１および図２を参照してフローワッシャ１６の慣らし処理を説明する。
【００３１】
まず、オペレータは慣らし処理の前準備として、Ｎ回（図５の特性の例では２０回）分の希釈水の流量（１杯分）、吐出間隔（販売間隔相当）、および吐出回数等を設定し（Ｓ３０１）、これを制御部４０のメモリ（図示せず）に登録する。オペレータが慣らし処理を開始するためのボタン操作を行うと、電磁弁１２，１８のみに通電が行われ（Ｓ３０２）、希釈水は取水管１１を通して冷却コイル１３に供給され、冷却水１４によって冷却（例えば、５℃）された希釈水はフローワッシャ１６、流量計１７、および電磁弁１８を順次経由して希釈水管１９に送り出され、ノズル３０に到達し、カップトレイ３１へ吐出（この場合、カップ３２は必要としない）される。設定した通電時間に到達すると（Ｓ３０３）、電磁弁１２，１８は遮断され（Ｓ３０４）、１回分の慣らし処理が完了する。制御部４０は２回目の吐出までの休止時間をカウントし（Ｓ３０６）、設定時間に到達すれば再び電磁弁１２，１８のみに通電が行われ（Ｓ３０２）、上記した処理を繰り返す。電磁弁１２，１８の遮断後、設定回数Ｎ（本実施の形態では２０回）に到達したか否かを判定し、設定回数以下が判定されればＳ３０６の処理を実行し、次の吐出に移行する。また、Ｓ３０５で設定回数Ｎに到達したことが判定された場合、慣らし処理は全て終了する。このように、設定した吐出回数に到達するまで通水と遮断が行われることにより、フローワッシャ１６には希釈水による所定の加圧と開放が繰り返されて流入側と流出側との差圧に基づく弾性変形が生じる。この弾性変形の繰り返しによってフローワッシャ１６の弾性特性は安定した状態になり、以後の実販売において販売量に差異を生じることがなくなる。
【００３２】
また、本発明者によれば、上記した慣らし処理を１ＭＰａで実施した場合にはフローワッシャ１６の弾性特性が安定することを確認できたが、０．２ＭＰａで実施した場合には流量ばらつきが発生し、販売量に変動が生じたことを確認している。
【００３３】
上記した実施の形態によると、フローワッシャ１６の製造工程において慣らし処理を行うようにしたので、フローワッシャ１６の弾性特性が安定し、販売開始から安定した流量を送出させることが可能になる。また、慣らし処理に基づいて製造工程でフローワッシャ１６の良否判定を行うことが可能になるので、不良品のフローワッシャ１６が工場出荷されることを防ぐことができる。
【００３４】
なお、以上の説明では、実際の販売時と同じ流量（水圧）で慣らし処理を行うものとしたが、図５の１〜２０杯の販売量変動区間におけるフローワッシャ１６の流入側と流出側の圧力差（差圧）が通常よりも大きい方がストレスをより多く与えられるので、慣らし効果が出やすい。そこで、エージング期間においては、希釈水の送出圧力を高くする、或いは、電磁弁１８の開放タイミングを電磁弁１２の開放タイミングより遅くして差圧を一時的に大にし、一定時間経過後に電磁弁１８を開放するようにしてもよい。
【００３５】
また、上記実施の形態においては、フローワッシャ１６を希釈水の経路に挿入した場合について説明したが、希釈水に限定されるものではなく、シロップ、コーヒー、炭酸飲料等の飲料、更には、飲料以外の液体に対しても適用可能である。また、飲料供給装置について説明したが、本発明は飲料供給装置以外の装置にも適用可能である。
【００３６】
更に、上記実施の形態においては、冷却水槽１５と冷却水槽２３を別個に設ける構成としたが、これを１つの冷却水槽にして希釈水と原液で共用し、この冷却水槽に冷却コイル１３と冷却コイル２２を通管させる構成にしてもよい。これにより、飲料供給装置のコンパクト化が可能になる。
【００３７】
【発明の効果】
以上より明らかなように、本発明の飲料供給装置によれば、管路を流れる液体の流量を規制するフローワッシャは、実販売での前記流量が予め定変動範囲に収まるように予め慣らし処理を行ったものを用いているので、工場出荷時には、フローワッシャの弾性特性は販売量に変化の生じない流量により販売可能なエージング後の状態になっているため、販売杯数にかかわらず安定した流量による液体供給が可能になる。
【００３８】
また、弾性特性の安定したフローワッシャを飲料供給装置に搭載することによって、販売開始直後とそれ以降で販売量が変動することを防げるので、機器の設置先で面倒な販売量の調整作業を不要にして安定した定量販売を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る飲料供給装置の一実施の形態の構成を示す構成図である。
【図２】本発明における慣らし処理を示すフローチャートである。
【図３】フローワッシャの構造例を示し、（ａ）は断面図、（ｂ）は正面図である。
【図４】フローワッシャの保持部の構成を示す断面図である。
【図５】フローワッシャを用いた飲料供給装置における杯数（販売回数）と１回当たりの販売量の関係を示す特性図である。
【符号の説明】
１  飲料供給装置
１０  希釈水供給部
１１  取水管
１１Ａ  水ポンプ
１２，１８，２６  電磁弁
１３，２２  冷却コイル
１４，２８  冷却水
１５，２３  冷却水槽
１６  フローワッシャ
１７，２４  流量計
１９  希釈水管
２０  シロップ供給部
２１  シロップタンク
２５  シロップポンプ
２７  シロップ管
３０  ノズル
３１  カップトレイ
３２  カップ
４０  制御部
４１  販売ボタン部
１００  フローワッシャ
１０１，２０５，２０６  貫通穴
１０２  平面
１０３  凹面
２００  保持部
２０１  本体
２０２  接続部
２０３  開口
２０４  雌ネジ
【図１】
2004196309.tif 000003
【図２】
2004196309.tif 000004
【図３】
2004196309.tif 000005
【図４】
2004196309.tif 000006
【図５】
2004196309.tif 000007