(57)【要約】  【課題】冷却用タンク内の冷却水の水位検知を氷センサと水温センサとで兼用することにより水位センサを廃止してコストダウンが図れる冷水機を提供することを目的とする。  【解決手段】冷却水中に冷水コイル３、一対の氷センサ２４および水温センサ２６を設ける。一対の氷センサ２４の一方を給水水位より下方に配置するとともに、他方の氷センサ２４を給水水位近傍に配置する。一対の氷センサ２２４間の電気抵抗値が所定の抵抗値以下である時は、冷却用タンク１内の水位は給水水位Ａ以上にあると判断する。また、一対の氷センサ２４間の抵抗値が所定の抵抗値以上で、且つ、水温センサ２６が検知する水温が所定温度以上を所定時間以上継続した時は、冷却用タンク内１の水位は給水水位Ａ以下であると判断し給水を行う。  【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却水を貯留する冷却用タンクと、この冷却用タンク内の冷却水中に配置され表面に氷層を生成させる冷却コイルと、一端が給水源に接続されるとともに他端から冷水が注出され、中間部に前記冷却タンク内を通過する冷水コイルを有する給水管路と、前記冷却コイルにより生成された氷の量を検知する一対の氷センサと、前記冷却用タンク内の水温を検知する水温センサとを備えた冷水機において、前記一対の氷センサの一方を給水水位より下方に配置するとともに、他方の氷センサを給水水位近傍に配置し、前記一対の氷センサ間の電気抵抗値が所定の抵抗値以下である時は、前記冷却用タンク内の水位は給水水位以上にあると判断し、また、一対の氷センサ間の抵抗値が所定の抵抗値以上で、且つ、前記水温センサが検知する水温が所定温度以上を所定時間以上継続した時は、前記冷却用タンク内の水位は給水水位以下であると判断することを特徴とする冷水機。
【請求項２】
前記一対の氷センサ間の抵抗値が２１０ＫΩ以下である時は、前記冷却用タンク内の水位は給水水位以上にあると判断し、また、一対の氷センサ間の抵抗値が２１０ＫΩ以上で、且つ、前記水温センサが検知する水温が８℃以上を２０分以上継続した時は、前記冷却用タンク内の水位は給水水位以下であると判断することを特徴とする請求項１記載の冷水機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、既存の氷センサおよび水温センサを用いて冷却用タンク内の冷却水の給水水位を検知できるようにした冷水機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、飲料液をカップに注出して提供する給茶機やカツプ式飲料自動販売機などの液体注出装置では、飲料原料と冷水または湯水とを混合攪拌して希釈された飲料をカップに注出するようになっている。
【０００３】
そして、このような液体注出装置では、冷水を供給するために、水冷蓄熱式の冷却機能を備えた構成が知られている。すなわち、冷却水槽内（冷却用タンク）の冷却水中に冷媒コイル（冷却コイル）を配設し、冷凍サイクルの作動により冷媒コイル（冷却コイル）の表面に氷を蓄氷させこの氷を介して冷却水を冷却し、この冷却水と給水管路の途中に設けられた冷却コイル（冷水コイル）を通過する水道水とを熱交換を行って、冷水として注出するようになっている。
【０００４】
また、冷凍サイクルの停止中に氷の蓄熱量を利用して冷却水槽内を低温に維持させるために、冷媒コイルの表面に所定厚の氷を蓄氷させ、この蓄氷された氷の厚みを検知して所定厚の氷を維持管理する蓄氷センサ（氷センサ）が配置されている。
【０００５】
すなわち、冷凍サイクルの作動により冷媒コイルを介して冷媒コイル（冷却コイル）の表面に氷を生成させ、氷が蓄氷センサで検知されると蓄氷センサ間の電気抵抗値は水の電気抵抗値より大きいため、これにより冷凍サイクルは停止される。そして、飲料の注出時は、水道水が冷却コイル（冷水コイル）を通過する間に冷却水槽（冷却用タンク）内の冷却水との間で熱交換されて冷却され瞬時に冷水となってカップに注出される。そして、この注出により氷が溶けて蓄氷センサの電気抵抗値が小さくなると冷凍サイクルが作動されて再び氷を生成するようになっている。
【０００６】
ところで、このような液体注出装置の冷却水槽（冷却用タンク）内への冷却水の給水は、冷却水の最初の給水時または排水後の給水時、あるいは自然蒸発などにより水位が低下したような場合に手動または自動のいずれかの方法により行われる。そして、自動給水の場合、その水位は冷却水槽（冷却用タンク）内の冷却水中に設けられたフロートスイッチ等の水位センサで所定の位置に水位が達したことが検知されたことにより給水が停止されるようになっている。また、手動給水の場合でもフロートスイッチ等の水位センサを設けて給水水位を検知する必要性が生じる（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１１−３１１４６４号公報（第５頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、このように、冷却水槽（冷却用タンク）内の冷却水中に設けられたフロートスイッチ等の水位センサにより給水水位を検知するようにすると、専用の水位センサが必要であるとともに、その水位センサの取付作業が伴ないコストアップになる。
【０００８】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、冷却水槽（冷却用タンク）内の水位検知を冷媒コイル（冷却コイル）の表面に生成される氷の量を検知する氷センサと冷却用タンク内の水温を検知する水温センサとの既存のセンサを用いて給水水位を検知することによりフロートスイッチ等の水位センサを廃止してコストダウンが図れる冷水機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】
【０００９】
請求項１記載の冷水機は、冷却水を貯留する冷却用タンクと、この冷却用タンク内の冷却水中に配置され表面に氷層を生成させる冷却コイルと、一端が給水源に接続されるとともに他端から冷水が注出され、中間部に前記冷却タンク内を通過する冷水コイルを有する給水管路と、前記冷却コイルにより生成された氷の量を検知する一対の氷センサと、前記冷却用タンク内の水温を検知する水温センサとを備えた冷水機において、前記一対の氷センサの一方を給水水位より下方に配置するとともに、他方の氷センサを給水水位近傍に配置し、前記一対の氷センサ間の電気抵抗値が所定の抵抗値以下である時は、前記冷却用タンク内の水位は給水水位以上にあると判断し、また、一対の氷センサ間の抵抗値が所定の抵抗値以上で、且つ、前記水温センサが検知する水温が所定温度以上を所定時間以上継続した時は、前記冷却用タンク内の水位は給水水位以下であると判断するものである。
【００１０】
そして、この構成では、既存の一対の氷センサと水温センサとにより冷却用タンク内の水位が検知でき、冷却用タンク内の給水水位を知るためのフロートスイッチ等の水位センサを設ける必要がなくなり、コストダウンが図れる。
【００１１】
請求項２記載の冷水機は、請求項１記載の冷水機において、一対の氷センサ間の抵抗値が２１０ＫΩ以下である時は、冷却用タンク内の水位は給水水位以上にあると判断し、また、一対の氷センサ間の抵抗値が２１０ＫΩ以上で、且つ、前記水温センサが検知する水温が８℃以上を２０分以上継続した時は、前記冷却用タンク内の水位は給水水位以下であると判断するものである。
【００１２】
そして、この構成では、既存の一対の氷センサと水温センサとにより冷却用タンク内の水位がより正確に検知でき、冷却用タンク内の給水水位を知るためのフロートスイッチ等の水位センサを設ける必要がなくなり、コストダウンが図れる。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１記載の冷水機によれば、既存の一対の氷センサと水温センサとにより冷却用タンク内の水位が検知でき、冷却用タンク内の給水水位を知るためのフロートスイッチ等の水位センサを設ける必要がなくなり、コストダウンが図れる。
【００１４】
請求項２記載の冷水機によれば、既存の一対の氷センサと水温センサとにより冷却用タンク内の水位がより正確に検知でき、冷却用タンク内の給水水位を知るためのフロートスイッチ等の水位センサを設ける必要がなくなり、コストダウンが図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１６】
図１において、飲料注出装置としての冷水機は、図示しない機体内に冷却水を貯留する冷却用タンク１と、この冷却用タンク１内の冷却水中には表面に氷層を生成させる冷却コイル２と、冷却用タンク１内を通過する冷水コイル３とを有し冷水が流通する冷水管路４、および上面開口を通じて攪拌翼としてのアジテータ５、氷センサ２４、水温センサ２６等が配置されている。
【００１７】
冷却コイル２は、冷媒が通過されるパイプがコイル状に巻回されており、両端が機体内に配設される冷凍サイクル６に接続されている。この冷凍サイクル６は、圧縮機７、凝縮器８、ドライヤ９、キャピラリチューブ１０等から構成され凝縮器８には冷却モータ１１で駆動される冷却ファン１２が配設されている。そして、冷凍サイクル６の作動により、冷却コイル２を介して冷却用タンク１内の冷却水が冷却されるとともに、冷却コイル２の表面に所定量の氷が蓄氷され、冷凍サイクル停止中も氷の蓄熱により冷却水が低温に維持される。
【００１８】
冷水管路４は、パイプがコイル状に巻回されて形成されて冷却用タンク５内を通過する冷水コイル３と、この冷水コイル３の上流側の一端には給水源である水道管に直結される給水管１３と、この給水管１３の流路を開閉する給水電磁弁１４と、冷水の注出量を検知する流量センサ１５と、冷水コイル３の下流側の他端には冷水継手１６と、この冷水継手１６には給水管１３を通って冷水コイル３で冷水化された冷水を冷水電磁弁１７を介してお茶等の飲料用に供される冷水パイプ１８とから構成されている。そして、お茶等の飲料は冷水パイプ１８からの冷水と、キャニスタ１９に収納された飲料原料を原料モータ２０の作動により必要量供給し、ロート２１内で混合してカップ２２内に供給される。
【００１９】
アジテータ５は攪拌モータ２３により回転され冷却水中に下向きの水流が発生するように回転されて冷却用タンク１内の冷水全体を均一に冷却する。
【００２０】
２４は一対の氷センサで、この一対の氷センサ２４の図示左側の氷センサ２４は、冷却用タンク１の給水水位Ａよりも下方で、且つ、冷却コイル２の近傍に配置され冷却コイル２の表面に生成された氷の量を検知できる位置に配置されている。また、図示右側の氷センサ２４は、給水水位Ａ近傍で、且つ、冷却コイル２の近傍に配置され冷却コイル２の表面に生成された氷２５の量を検知できる位置に配置されている。そして、水、氷、空気における氷センサ２４の電極間の電気抵抗差に基づき夫々検知信号を出力し、冷却用タンク１内の冷却水の水位検知と冷凍サイクル６の運転制御の両方を行うようになっている。因みに水、氷、空気の電気抵抗値の関係は、水＜氷＜空気となっている。
【００２１】
２６は水温センサで、この水温センサ２６は、冷却用タンク１内に設けられ冷却用タンク１内の冷却水の温度を測定し、冷凍サイクル６の運転を制御し冷水の温度を管理するものである。
【００２２】
２７は制御装置で、この制御装置２７は、氷センサ２４、水温センサ２６、流量センサ１５等から出力される信号を受けて、給水電磁弁１４、冷水電磁弁１７、原料モータ２０、圧縮機７、冷却モータ１１、攪拌モータ２３等を制御するものである。
【００２３】
なお、２８はオーバーフローパイプで手動により給水する場合、冷却用タンク１内の水位が満水水位Ｂを越えて水が溢れ出したことにより満水状態であることを視認するものである。
【００２４】
次に、本実施の形態の作用を説明する。
【００２５】
先ず、最初の給水時または排水後の給水時、冷却用タンク１内へヤカン等を用いてオーバーフローパイプ２８からの溢れ出しの状態を視ながら満水水位Ｂになるように給水を行う。
【００２６】
そして、この給水が完了すると、この状態で制御装置２７から冷凍サイクル６に運転信号が送信されると冷凍サイクルの運転は開始される。すなわち、冷凍サイクル６は、冷媒ガスを圧縮機７により圧縮し、常温の空気で冷やしても容易に液化できる高温高圧の冷媒ガスとし、これを凝縮器８に送り凝縮器８で冷却され凝縮熱を放出して液化される。凝縮器８で放熱される熱量は冷媒が蒸発器として機能する冷却コイル２で奪ってきた蒸発熱と圧縮するために加えられた仕事の合計であり、これを冷却モータ１１で駆動される冷却ファン１２で空気を送ることで強制的に奪い取られる。凝縮器８で液化された高圧の冷媒は、ドライヤ９を通すことで冷媒中の水分を除去し、キャピラリチューブ１０を通る間に膨張して低圧となり蒸発しやすい状態になる。
【００２７】
次に、この低温低圧の冷媒液は圧力の低い冷却コイル２に放出されることで冷却コイル２の熱を奪って蒸発しガス化するため、冷却コイル２が冷やされる。以後このサイクルが繰り返され、蒸発器となる冷却コイル２の周りに氷２５が生成され、この氷２５が蓄氷されて氷センサ２４の位置まで達すると一対の氷センサ２４間の電気抵抗値が水より大きく空気よりも小さい値を検知すれば氷１４が所定量であるとして冷凍サイクル６の運転が停止される。同時に攪拌モータ２３を駆動してアジテータ５を回転して冷却用タンク１内の冷却水を循環させ冷水コイル３の冷却効果が高められる。また、冷凍サイクル６の停止中にも氷２５の蓄熱量を利用して冷却水が低温に維持される。また、冷凍サイクル６の運転は水温センサ２６により冷却水の水温が例えば０℃で運転が停止され６℃で運転が開始されるように制御される。そして、この制御は例えば約２０分のサイクルで繰り返し行われる。
【００２８】
次に、このように、冷却用タンク内１の冷却水が低温に維持されている状態において、図示しない飲料注出釦が操作されると原料モータ２０が所定時間駆動されキャニスタ１９から所定量の飲料用原料をロート２１に供給される。
【００２９】
一方、冷水管路４からの冷水は、給水電磁弁１４および冷水電磁弁１７が所定時間開かれ、水道水がその給水圧により矢印で示すように、給水管１３を通過し冷水コイル３を通過する間に冷却用タンク１内の冷却水との間で熱交換されて冷却され、冷水継手１６および冷水パイプ１８を通じてロート２１に供給され、ロート２１内で飲料用原料と冷水が混合され、カップ２２内に注出される。
【００３０】
そして、このように冷水の注出が長時間に亘り行われると、冷却用タンク１内の冷却水の水位が自然蒸発等により徐々に低下し、給水水位Ａ以下になると冷凍サイクル６が停止される。
【００３１】
次に、このような冷却用タンク１内の冷却水の低下に対して氷センサ２４および水温センサ２６を用いて冷却用タンク１内への給水時期を検知する作用について図２のフローチャートを用いて説明する。
【００３２】
すなわち、実験結果に基づく氷センサ２４間の電気抵抗値の実測値により冷却用タンク１内の冷却水の水位を判断することとする。先ず、ステップ１により一対の氷センサ２４間の電気抵抗値が２１０ＫΩ以下であるか否かを測定し、イエスであれば冷却用タンク１内には氷なしで、且つ、冷却用タンク１内水位は給水水位Ａ以上にあると判断しステップ１に戻る。
【００３３】
次に、ステップ１により一対の氷センサ２４間の電気抵抗値が２１０ＫΩ以上であれば冷却用タンク１内には氷ありと判断する。しかし、電気抵抗値が２１０ＫΩ以上であるだけでは氷があって且つ、冷却水が給水水位Ａ以上にあるのか、一対のセンサ２４の右側のセンサ２４が給水水位Ａ以下になり空気中に露出して電気抵抗値が２１０ＫΩ以上になったかは不明であり、冷却水が給水水位Ａ以下になったかは判断できない。
【００３４】
そこで、ステップ３に移り冷却用タンク１内の冷却水の水位が給水水位Ａより低下して冷凍サイクル６の運転が停止し冷却用タンク１内の水温が上昇したか否かを判断することになる。すなわち、まず、水温センサ２６の水温が冷凍サイクル６の制御温度範囲０℃〜６℃以上であるかを判断する。ここでは、誤差などを考慮して水温センサ２６の水温が８℃以上であるか否かを判断する。水温センサ２６の水温が８℃以下であればノーでステップ３に戻る。また、水温センサ２６の水温が８℃以上であればイエスでステップ４に移り水温８℃以上が冷凍サイクル６の制御時間２０分を越えているか否かを判断する。冷凍サイクル６の制御時間２０分以内であればノーでステップ４に戻る。また、冷凍サイクル６の制御時間２０分を越えていればイエスで冷却用タンク１内の水位は給水水位Ａ以下と判断する（ステップ５）。そして、最初の給水時または排水後の給水時と同様、冷却用タンク１内へヤカン等を用いてオーバーフローパイプ２８からの溢れ出しの状態を視ながら満水水位Ｂになるように給水を行う（ステップ６）。
【００３５】
なお、氷がある時に冷却水の入れ替えをした場合は、水があるのに水なしと判断する場合が考えられるが、この場合は使用者が水を抜いたことが解っているため問題が生じることがない。
【００３６】
したがって、専用のフロートスイッチ等の水位センサを設けることなく一対の氷センサ２４および水温センサ２６により給水水位を検知することができコストダウンが図れる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の一実施形態を示す冷水機の構成図ある。
【図２】同上冷水機の作用を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【００３８】
１  冷却用タンク
２  冷却コイル
３  冷水コイル
４  冷水管路
６  冷凍サイクル
７  圧縮機
８  凝縮器
９  ドライヤ
１０  キャピラルチューブ
１１  冷却モータ
１２  冷却ファン
１３  給水管
１４  給水電磁弁
１７  冷水電磁弁
１８  冷水パイプ
２３  攪拌モータ
２４  氷センサ
２５  氷
２６  水温センサ
２７  制御装置
２８  オーバーフローパイプ
【図１】
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【図２】
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