(57)【要約】【課題】環境による流量変動に左右されず、不安定な泡面を検知することなく、供給される飲料を正確に定量注出する飲料ディスペンサを得る。【解決手段】ビール樽１１と飲料吐出弁４とを接続し一部が冷却槽２内に配設される飲料導管１３を備え、その飲料導管１３に流れる流量を検出する流量センサ６をビール樽１１内の炭酸ガス濃度よりも高い溶解度を有する飲料導管１３の個所に設け、入力信号に基づいて飲料吐出弁４を開き、流量センサ６の出力より注出量を演算し、所望する注出量となるように飲料吐出弁の開閉制御を行う制御部にて構成する。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給飲料源と飲料吐出弁とを接続し一部が冷却槽内に配設される飲料導管を備え、入力信号に基づいて前記飲料吐出弁を開閉して載置台に載置された飲料容器に所定量の飲料を注出する飲料自動定量注出装置において、
前記飲料導管に設けられ注出される流量を検出する流量検出手段と、
前記流量検出手段の出力より注出量を演算し、所望する注出量となるよう前記飲料吐出弁の開閉制御を行う制御部とを有することを特徴とした飲料自動定量注出装置。
【請求項２】
前記飲料導管内の飲料の炭酸ガス溶解度が前記供給飲料源の持つ炭酸ガス濃度より高い箇所に前記流量検出手段を設置することを特徴とした請求項１に記載の飲料自動定量注出装置。
【請求項３】
前記流量検出手段を前記冷却槽内に設置することを特徴とした請求項２に記載の飲料自動定量注出装置。
【請求項４】
前記流量検出手段を前記冷却槽と前記供給飲料源との間に設置することを特徴とした請求項２に記載の飲料自動定量注出装置。
【請求項５】
前記流量検出手段が前記飲料導管内の流れを妨げる障害物の無いことを特徴とした請求項１に記載の飲料自動定量注出装置。
【請求項６】
前記流量検出手段が電磁式流量センサ，或いは超音波式流量センサであることを特徴とした請求項５に記載の飲料自動定量注出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、飲料自動定量注出装置、特に定量式ビールディスペンサ等に適用するに好適な、発泡性飲料を含む飲料の飲料自動定量注出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、生ビールを供給飲料源である生ビール樽から定量注出する自動定量注出装置として、例えば図５に示すものが知られている。その構成は、以下の通りである。注出装置本体１内には冷凍装置２１および冷却槽２が設けられ、冷却槽２内の冷却水２２は冷凍装置２によって冷却される。飲料冷却管としてのビール冷却管１３ｂは、コイル状に巻回され、冷却水２２と管内のビールを熱交換させるようになっている。ビール冷却管１３ａの一端は飲料吐出弁４に接続されており、この飲料吐出弁４にはノズル４１が取付けられている。また、ビール冷却管１３ｂの他端は注出装置本体１の外のビール導入管１３ａに接続されている。一方、供給飲料源である生ビール樽１１の飲料取出口１１０には、ディスペンサヘッド１１１が着脱可能に装着されている。このディスペンサヘッド１１１は、生ビール樽１１内に設けられている図示されていないサンフォン管に接続されており、その上端はビール導入管１３ａと連通している。また、炭酸ガス供給源である炭酸ガスボンベ１２に取付けられた減圧弁１２３は、ガス導入管１２５を介してディスペンサヘッド１１１のガス導入口１１５と接続されている。一方、注出ノズル４１の下方には、カップなどの飲料容器５を載置できる載置台５１が設けられており、また、注出装置の本体１内の前面上部には、反射型光センサ等の泡面検出センサ１８が配設されている。
【０００３】
かかる構成において、販売ボタン１０が操作されると、制御装置７は飲料吐出弁４を開閉駆動する弁駆動装置３を制御して、一定時間、飲料容器５に飲料の注出を行い、一定量のビール液を注出する。その後、泡面検出センサ１８からの出力により、飲料容器５に注出されたビール泡の高さを測定し、この高さが予め設定された高さに達するまで、弁駆動装置３を制御して泡の注出を行う。　なお、泡の注出では、飲料吐出弁４とは別に泡ノズルを設けて、この泡ノズルにより泡の注出を行う場合もある。
【０００４】
周知のようにビール中には、炭酸ガスが適正に含有されているのが望ましく、ビールの温度に対して適応した圧力をかけておかないと炭酸ガスが遊離発泡し、あるいは逆にビール中に過度に吸収されて著しく味覚の低下をきたすことになる。ビール中の炭酸ガス溶解量は温度と圧力に左右され，高温でガス溶解量を適正に維持するためには高いガス圧が必要であり、一般には１０℃の温度上昇に対して０．１ＭＰａの圧力を高くする必要があると言われている。そのため、ビール樽１１が常温中に置かれる使用条件では、図示しない温度センサによりビール樽１１から送られてくるビール温度を検出し、この検出温度に応じて減圧弁１２３の出口圧力を調整している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述したビールディスペンサにおいて、自動により定量のビールを注出しようとする場合、飲料容器に応じて予め設定した一定時間、飲料吐出弁を開いて液部分を吐出させる。続く泡部分は、同様に予め設定した一定時間、吐出させるか、又は反射型の光センサからなる泡面検出センサからの出力により、吐出されたビール泡の高さを検出し、この高さが予め設定されたレベルになるまで行うようにしているため、正確に定量注出が出来ないという問題がある。
【０００６】
すなわち、市場では、連続に販売される場合もあり、また、断続して販売される場合もあり、冷却の時間応答のために冷却槽内での水槽水温、およびビールの温度が、連続販売では大きく、断続販売では小さく変化する。図４は、水槽水温が０℃、８℃におけるビール配管内各個所での炭酸ガス溶解度を示したものであり、併せてビール樽内の液中の炭酸ガス濃度を横線にて記している。冷却槽出口付近より先の図中に黒く表記した範囲では、流路内の液中の炭酸ガス溶解度が、ビール樽内の炭酸ガス濃度より低い過飽和の領域となり、この領域では炭酸ガスが液中に溶解できないため、僅かな圧力変動や流れの乱れにより容易に発泡することになる。この発泡により流体抵抗が変わり、流量が変化し、しかも温度によりビール配管での発泡箇所が異なるために、時間で注出量を制御すると注出量にバラツキが大きく発生することになる。周囲温度が高ければ高いほどこの現象がよく現れる。
【０００７】
また、泡面の検知による吐出終了の制御では、泡面は不定形であることから、その反射光量はバラツキが生じやすい。また例えば普通のビールと黒ビールのように飲料の色の違いによる反射光量の差などにより、泡面のレベル検出精度が悪く、予期に反して、正確な定量注出が困難であった。
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、その目的は前記した課題を解決して、飲料の流量変化に影響されることなく、また、不安定な泡面高さ検出によることなく、発泡性飲料の正確な定量注出を実現することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する為に、この発明の飲料自動定量注出装置（請求項１）は、供給飲料源と飲料吐出弁とを接続し一部が冷却槽内に配設される飲料導管を備え、入力信号に基づいて前記飲料吐出弁を開閉して載置台に載置された飲料容器に所定量の飲料を注出する飲料自動定量注出装置において、前記飲料導管に設けられ注出される流量を検出する流量検出手段と、前記流量検出手段の出力より注出量を演算し、所望する注出量となるよう前記飲料吐出弁の開閉制御を行う制御部とを有することを特徴とする。
【０００９】
また、この発明にかかる飲料自動定量注出装置（請求項２）は、前記飲料導管内の飲料の炭酸ガス溶解度が前記供給飲料源の持つ炭酸ガス濃度より高い箇所に前記流量検出手段を設置することを特徴とする。
また、この発明にかかる飲料自動定量注出装置（請求項３）は、前記流量検段を前記冷却槽内に設置することを特徴とする。
【００１０】
また、この発明にかかる飲料自動定量注出装置（請求項４）は、前記流量検出手段を前記冷却槽と前記供給飲料源との間に設置することを特徴とする。
また、この発明にかかる飲料自動定量注出装置（請求項５）は、前記流量検出手段が前記飲料導管内の流れを妨げる障害物の無いことを特徴とする。
また、この発明にかかる飲料自動定量注出装置（請求項６）は、前記流量検出手段が電磁式流量センサ，或いは超音波式流量センサであることを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係わる自動定量注出装置において、ビールディスペンサへの適用例に基づいて詳述する。
図１は、本発明によるビールディスペンサの要部構成図、図２は、他のビールディスペンサの要部構成図、図３は、流量センサの構成図、図４は、ビールディスペンサ内の炭酸ガス溶解度を示す説明図である。
【００１２】
図１において、図５と同一符号を付したものは、ほぼ同一機能を有する。図において、ビールディスペンサの本体１の載置台５には、利用者によって載置される飲料容器５が設置され、該載置台５の上方には飲料吐出弁４および注出ノズル４１が取設されている。該飲料吐出弁４の入口部には、ビール導出管１３ｃの一端が接続され、ビール導出管１３ｃの他端はビール冷却管１３ｂの一端が接続されている。また、ビール冷却管１３ｂの他端は、ビール導入管１３ａの一端が接続され、ビール導入管１３ａの他端は、ビール樽１１の出口部に接続されている。これらビール導入管１３ａ、ビール冷却管１３ｂ、およびビール導出管１３ｃによりビール配管１３（飲料導管）が構成されている。１２は、炭酸ガスボンベであり、上記ビール樽１１と減圧弁１２３（図５参照）を介してガス導管１２５（図５参照）に接続されている。６は、流量センサであり、冷却槽２内のビール冷却管１３ｂに設けられている。流量センサ６は、超音波センサであり、図３に示すように冷却槽２内のビール冷却管１３ｂの外表面に超音波の発信部６ａと受信部６ｂを取付け、ビール冷却管１３ｂに流れるビールの速度を超音波の伝播する時間の変化を捕らえる伝播時間差法により計測し、流量出力９として制御部７に送られる。具体的な流量出力としての形態は、流速をパルス数で発信する。制御部７は、内蔵されたＭＰＵによりディスペンサ全体を制御し、また所望の注出量パルス数、流量センサから送られる体積のパルス数の換算値（１パルスあたりの体積量）などの制御データも同様に内蔵されたメモリによって記憶されている。
【００１３】
次に動作を説明する。予め所望の量を設定しておき、この設定量は制御部７に内容されたメモリに記憶される。販売ボタン１０を押すと、制御部７より飲料吐出弁４を開放させ、注出ノズルよりビールが飲料容器５に注出される。ビールが、ビール配管１３を流れると流量センサ６よりパルス信号が制御部７入力され、制御部７にて１パルスあたりの体積量（ミリリットル等）とこの流量パルスを積算することにより、注出量（管内を通過した体積量）を求める。設定させたパルス数に達すると、制御部７より飲料吐出弁４に閉止指令を出し、注出を終了させる。
【００１４】
図４に示すように、ビール配管内の炭酸ガス溶解度は、ビール樽から水槽出口までは高く、ガスが発泡することが少ない。したがって、この炭酸ガスの濃度の高いところに流量センサを取付ければ、ビール配管内での炭酸ガスの発泡を防ぐことが出来、精度よく流量を計測することができる。しかも、出口部で発泡が発生しても、いわゆる流体力学での連続の式により流れる質量は保存されるので、ビール冷却管１３ｂで測定した総質量流量は、注出ノズル４１から注出される気液２相状態での総質量流量と変わることがない。
【００１５】
また、流量センサの形式としては、羽根車式、カルマン渦式等が考えられるが、ビール配管に直接接続したセンサ内部に取付けられたインペラ、渦発生柱などが障害物となり流れの中で部分的に負圧が生じて、その個所から炭酸ガスの発泡を発生させる場合がある。本発明では、流量センサをビール配管内でも比較的に発泡が少ない冷却槽内、あるいは冷却槽と供給飲料源との間に設けることによって、前記回転式、カルマン渦式等の接触式センサでも精度よく定量注出が行えるが、超音波式、電磁式等の配管中に障害物のないセンサのほうがより好ましい。超音波式、電磁式等のセンサとするとビール配管内部に障害物がないので、スポンジ玉を使用してビール配管内の清掃も容易に行うことができる。
【００１６】
なお、ビール注入の際には、飲料容器５を手動または自動で傾けて、ビールが飲料容器内に突入する際の泡立ちを防止しても良い。
次に本発明の別の実施形態を図２に示す。図２において、図１と同一符号を付したものは、同一機能を有するので、その説明は省略をする。相違点について述べると、流量センサ６は、ビール供給源であるビール樽１１と飲料を冷やす冷却槽２の間のビール導入管１３ａに設置しており、ディスペンサの制御方法は、前述と同様である。
【００１７】
この実施の形態によれば、センサをビールディスペンサの外部に取付けることにより、防水構造が不要のため低コストとなり、また、メンテナンス性が向上する。
【００１８】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように本発明によれば、流量を検出して飲料の吐出量を制御し、その流量検出手段を、発泡性飲料（特にビールの場合）に対して用いる場合は、飲料冷却槽内、又は、冷却槽入口以前に設置することにより、飲料内での不要な発泡を押さえ、また、注出後の泡の状態やガス圧による飲料流速の変化に影響されることなく、精度の良い定量注出が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるビールディスペンサの要部構成図
【図２】本発明による他のビールディスペンサの要部構成図
【図３】流量センサの構成図
【図４】炭酸ガス溶解度のデータを示す図
【図５】従来例を示す構成図
【符号の簡単な説明】
１自動定量注出装置本体
２　冷却槽
３　弁駆動装置
４　飲料吐出弁
５　飲料容器
６　流量センサ
７　制御装置
１０　販売ボタン
１１　生ビール樽
１２　炭酸ガスボンベ
１３　ビール配管
１３ａ　ビール導入管
１３ｂ　ビール冷却管
１３ｃ　ビール導出管
１８　泡面検出センサ
２１　冷凍装置
２２　冷却水
４１　注出ノズル
５１　載置台
１１１　ディスペンサヘッド
１１５　ガス導入管
１２３　減圧弁
【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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