(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
飲料を通すパイプ(10a,10d)が収容されると共に、冷凍装置(8)から導出して表面に氷(13)が生成されるエバポレータ(9)および攪拌速度を低速と高速とに切替え可能な撹拌装置(12)が収容された水槽(3)内に、前記飲料に炭酸ガスを溶け込ませるカーボネータ(11)を収容したカーボネータ付き蓄氷冷水機において、
前記カーボネータ(11)内の炭酸水の上位水位および下位水位を検知するフロートスイッチ(FS)と、
前記フロートスイッチ(FS)が前記下位水位を検知してから該フロートスイッチ(FS)が前記上位水位を検知するまで作動し、前記カーボネータ(11)内に前記飲料を供給するポンプモータ(7)と、
前記冷凍装置(8)を用いて前記水槽(3)内の冷却水をエバポレータ(9)の表面に氷結させる動作時、および前記フロートスイッチ(FS)が下位水位を検知してから、前記ポンプモータ(7)の作動によるカーボネータ(11)内への飲料の供給によりフロートスイッチ(FS)が上位水位を検知するまでの間の該飲料に炭酸ガスを溶け込ませる動作時に、前記撹拌装置(12)による前記水槽(3)内の冷却水の撹拌速度を高速に制御する制御手段(6)とを備える
ことを特徴とするカーボネータ付き蓄氷冷水機。
【請求項２】
前記制御手段(6)は、前記飲料を前記パイプ(10a,10d)を通して注出する動作時に、前記撹拌速度を高速に制御する請求項１記載のカーボネータ付き蓄氷冷水機。
【請求項３】
前記制御手段(6)は、前記各動作の終了により前記撹拌速度を高速から低速または停止させるよう制御する請求項１または２記載のカーボネータ付き蓄氷冷水機。
【請求項４】
前記制御手段(6)は、前記撹拌速度を高速から低速または停止させる際に、所要の遅延時間を設けるよう設定されている請求項３記載のカーボネータ付き蓄氷冷水機。
【請求項５】
前記遅延時間は、前記カーボネータ(11)への飲料供給時間より長く設定される請求項４記載のカーボネータ付き蓄氷冷水機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷却した炭酸飲料を製造するカーボネータ付き蓄氷冷水機に関し、更に詳細には、省エネルギーを図りかつ良質の炭酸飲料を製造するのに好適なカーボネータ付き蓄氷冷水機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
蓄氷冷水機は、水槽内に冷凍機のエバポレータを収容してこの水槽内の水を冷却し、飲料供給用のパイプを水槽内に通すことで、パイプ内を通る飲料を間接的に冷却するよう構成される。また水槽内には撹拌装置が設けられており、該撹拌装置で水槽内の氷混じりの冷水を撹拌し、冷却水温を水槽内で均一に制御することで、パイプ内を通過する飲料の冷却効率を高めることができるようになっている。なお、飲料を炭酸水にする場合には、飲料を通すパイプの途中にカーボネータを接続してこれを水槽内に収容し、飲料中に炭酸ガスを溶かし込むようにする。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来、カーボネータを搭載した蓄氷冷水機では、撹拌装置におけるモータの回転制御は行なわれておらず、常に一定速度で運転されている。この場合に、回転速度が高速に設定されていると、水流が激しくなってせっかく製造した氷を融かしてしまうためにエネルギーロスが大きくなってしまうと共に、撹拌装置の寿命低下を招来する。逆に、省エネルギーや低騒音化を図るために回転速度を低速に設定すると、良質の炭酸水が得られないという問題を生じる。
【０００４】
【発明の目的】
本発明は、従来の技術に係るカーボネータ付き蓄氷冷水機に内在している前記課題に鑑み、これを好適に解決するべく提案されたものであって、静穏化と省エネルギー化、長寿命化が図れると同時に良質の炭酸飲料を得ることができるカーボネータ付き蓄氷冷水機を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決し、所期の目的を達成するため、本発明に係るカーボネータ付き蓄氷冷水機は、
飲料を通すパイプが収容されると共に、冷凍装置から導出して表面に氷が生成されるエバポレータおよび攪拌速度を低速と高速とに切替え可能な撹拌装置が収容された水槽内に、前記飲料に炭酸ガスを溶け込ませるカーボネータを収容したカーボネータ付き蓄氷冷水機において、
前記カーボネータ内の炭酸水の上位水位および下位水位を検知するフロートスイッチと、
前記フロートスイッチが前記下位水位を検知してから該フロートスイッチが前記上位水位を検知するまで作動し、前記カーボネータ内に前記飲料を供給するポンプモータと、
前記冷凍装置を用いて前記水槽内の冷却水をエバポレータの表面に氷結させる動作時、および前記フロートスイッチが下位水位を検知してから、前記ポンプモータの作動によるカーボネータ内への飲料の供給によりフロートスイッチが上位水位を検知するまでの間の該飲料に炭酸ガスを溶け込ませる動作時に、前記撹拌装置による前記水槽内の冷却水の撹拌速度を高速に制御する制御手段とを備えることを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係るカーボネータ付き蓄氷冷水機につき、好適な実施例を挙げて、添付図面を参照しながら以下説明する。
【０００７】
図１は、本発明の一実施形態に係るカーボネータ付き蓄氷冷水機の構成図である。このカーボネータ付き蓄氷冷水機１は、上部に機械室２が設けられると共に、下部には断熱材に囲まれた水槽３が設けられている。また機械室２の前部には、漏電ブレーカ(ＥＬＢ)４とスイッチボード５とが設けられると共に、機械室２内には、蓄氷冷水機１を制御する制御手段としてのコントロールボックス６と、ポンプモータ(ＰＭ)７および冷凍装置８が設けられる。
【０００８】
前記水槽３内には、冷凍装置８から導出するエバポレータ９が収容され、水槽３内の水を冷却するようになっている。更に水槽３内には、飲料を通す第１の冷却コイル(パイプ)１０ａと、飲料中に炭酸ガスを溶け込ませるカーボネータ１１と、水槽３内の冷却水を撹拌する撹拌装置１２とが設けられている。また、エバポレータ９が水槽３内の水を冷却することによって、その表面に生成される氷１３を検知する氷センサ１４が、該水槽３内に取り付けてある。
【０００９】
前記氷センサ１４は、水没状態に設置された２つの電極で構成され、両電極間に氷が生成されていないときは水の低抵抗値によって導通しており(オン状態)、両電極間に氷が生成されて電極間の抵抗が上昇し、所定の高抵抗値になったときオフするよう設定される。
【００１０】
カーボネータ付き蓄氷冷水機１の水槽３の前部には、ドリップパン１５が突設され、その上方にはミキシングバルブ１６ａ,１６ｂと、各ミキシングバルブ１６ａ,１６ｂを夫々開閉するレバー１７ａ,１７ｂとが左右に設けられている(図１は側面図であるため、ミキシングバルブ、レバーは夫々１個だけ図示)。そして、レバー１７ａ,１７ｂのいずれかに図示しないコップ等が押し付けられたとき、このコップ内にレバー１７ａ,１７ｂに対応する注出口２２ａ,２２ｂから飲料または炭酸飲料が供給されるようになっている。
【００１１】
図２は、図１に示すカーボネータ付き蓄氷冷水機１の飲料供給系統図である。飲料供給源１８に電磁弁からなるウォーターバルブ(ＷＶ1)２０およびパイプ１０ｂを介してポンプモータ(ＰＭ)７が接続され、このポンプモータ７の吐出側に、前述した水槽３内に収容された第１の冷却コイル１０ａが接続されている。第１の冷却コイル１０ａの先は２つに分岐され、分岐された一方がパイプ１０ｃおよび前記ミキシングバルブ１６ａを介して飲料注出口２２ａに接続されている。また第１の冷却コイル１０ａの分岐された他方は、電磁弁からなるウォーターバルブ(ＷＶ2)２１を介してカーボネータ１１に接続される。このカーボネータ１１からは、第２の冷却コイル(パイプ)１０ｄが引き出され、これが水槽３内を通った後、前記ミキシングバルブ１６ｂを介して炭酸飲料注出口２２ｂに接続されるよう構成してある。
【００１２】
本実施形態に係るカーボネータ付き蓄氷冷水機１のコントロールボックス６内には、第１リレーＸ1、第２リレーＸ2および第３リレーＸ3が設けられている。第１リレーＸ1は、前記氷センサ１４に連動するよう設定される。すなわち、氷センサ１４が所定の低抵抗値を検出してオンしたとき第１リレーＸ1が励磁されて、各常開接点Ｘ1−１ａ,Ｘ1−２ａを閉成すると同時に常閉接点Ｘ1−ｂを開放し、氷センサ１４が所定の高抵抗値を検出してオフしたとき該第１リレーＸ1が滅勢されて、各常開接点Ｘ1−ａ,Ｘ1−２ａを開放すると同時に常閉接点Ｘ1−ｂを閉成するよう設定される。
【００１３】
前記飲料注出用のミキシングバルブ１６ａには、バルブ開状態を検出する注出スイッチＳ1が取り付けられており、第２リレーＸ2はこの注出スイッチＳ1に連動するよう設定される。すなわち、注出スイッチＳ1のオンで第２リレーＸ2が励磁されて、各常開接点Ｘ2−１ａ,Ｘ2−２ａを閉成すると同時に常閉接点Ｘ2−ｂを開放するよう設定されている。また、前記カーボネータ１１の内部には、図示しないフロートスイッチＦＳが配設されており、第２リレーＸ2はこのフロートスイッチＦＳにも連動するよう設定される。すなわち、フロートスイッチＦＳがカーボネータ１１内の所定下位水位を検出したとき第２リレーＸ2が励磁されて、各常開接点Ｘ2−１ａ,Ｘ2−２ａを閉成すると共に常閉接点Ｘ2−ｂを開放し、所定上位水位に達したとき第２リレーＸ2が滅勢されて、各常開接点Ｘ2−１ａ,Ｘ2−２ａを開放すると共に常閉接点Ｘ2−ｂを閉成するよう構成される。
【００１４】
前記第３リレーＸ3は、カーボネータ１１のフロートスイッチＦＳに連動するよう設定されており、該フロートスイッチＦＳがカーボネータ１１内の所定下位水位を検出したとき、第３リレーＸ3が励磁されて常開接点Ｘ3−ａを閉成し、所定上位水位に達したとき、第３リレーＸ3が滅勢されて常開接点Ｘ3−ａを開放するよう設定されている。
【００１５】
図３は、本実施形態に係るカーボネータ付き蓄氷冷水機１の制御回路図である。ＡＣ電源のラインＡ,Ｂ間には、漏電ブレーカ４を介して、冷凍装置８のコンプレッサモータ(ＣＭ)２５およびファンモータ(ＦＭ)２６と、撹拌装置１２の撹拌モータ(Ｍ)２７と、ポンプモータ(ＰＭ)７とが並列に接続されている。またコンプレッサモータ２５およびファンモータ２６とラインＡとの間には、第１リレーＸ1の常開接点Ｘ1−１ａが介装される。更に、コンプレッサモータ２５とラインＢとの間にはモータプロテクタ３１が設けられている。
【００１６】
前記撹拌装置１２の撹拌モータ２７には、高速回転端子２７ａと低速回転端子２７ｂとが設けられ、ラインＡと高速回転端子２７ａとの間には、第１リレーＸ1と第２リレーＸ2の各常開接点Ｘ1−２ａ,Ｘ2−１ａが並列に接続されている。またラインＡと低速回転端子２７ｂとの間には、第１リレーＸ1と第２リレーＸ2の各常閉接点Ｘ1−ｂ,Ｘ2−ｂが直列に接続してある。
【００１７】
前記ポンプモータ７とラインＡとの間には、第２リレーＸ2の常開接点Ｘ2−２ａが介装され、ポンプモータ７には、前記ウォーターバルブ２０が並列に接続されると共に、第３リレーＸ3の常開接点Ｘ3−ａに直列接続された前記ウォーターバルブ２１が、ポンプモータ７に並列に接続されている。
【００１８】
【実施例の作用】
次に、前述した構成のカーボネータ付き蓄氷冷水機の作用について、図４,図５のタイミングチャートを参照して説明する。このカーボネータ付き蓄氷冷水機１の運転に際しては、漏電ブレーカ４を投入して電源をオンにする。なお、電源は、水槽３が満水であるときだけオンされるようになっている。また、本実施形態では、電源オンで直ちに第１リレーＸ1を機能させることはせずに、モータプロテクタ３１の保護機能により、３分間の遅延時間を設けている。このため、電源オン直後は、第１リレーＸ1および第２リレーＸ2の常閉接点Ｘ1−ｂ,Ｘ2−ｂが共に閉成状態に保持されており、図３に示すように、撹拌モータ２７の低速回転端子２７ｂがラインＡに接続され、撹拌モータ２７は低速回転を始める。
【００１９】
電源投入から３分が経過すると、第１リレーＸ1の各常開接点Ｘ1−１ａ,Ｘ1−２ａが閉成(常閉接点Ｘ1−ｂを開放)し、冷凍装置８が起動すると同時に、撹拌モータ２７の高速回転端子２７ａがラインＡに接続されて撹拌モータ２７が高速回転を始める。冷凍装置８が起動することでエバポレータ９に冷媒が循環されて水槽３内の水の冷却が進み、該エバポレータ９表面で氷が成長するに従って、氷センサ１４の抵抗値は上昇を始める。
【００２０】
前記氷センサ１４の抵抗値が所定の高抵抗値に達し、所定の遅延時間後、例えば５秒後に、第１リレーＸ1は各常開接点Ｘ1−１ａ,Ｘ1−２ａを開放し、常閉接点Ｘ1−ｂを閉成する。これにより、冷凍装置８は動作を停止し、撹拌モータ２７は低速回転にて水槽３内の冷却水を撹拌する。水槽３内の氷が融けて氷センサ１４の抵抗値が所定の低抵抗値に達すると、第１リレーＸ1は機能を開始するが、上述したように、本実施形態では３分間の遅延時間を設けているため、氷センサ１４の抵抗値が所定の低抵抗値に達してから３分後に、第１リレーＸ1の各常開接点Ｘ1−１ａ,Ｘ1−２ａが閉成して常閉接点Ｘ1−ｂが開放される。
【００２１】
以上の動作が繰り返されることで、水槽３内の冷却水温度は略０℃の所定温度範囲内に保たれ、この水槽３内に収納された冷却コイル１０ａ,１０ｄを通過して冷やされる飲料は、常時、この所定温度範囲内に冷却されることとなる。本実施形態のように、３分間の遅延時間を設けることで、撹拌モータ２７を頻繁に速度切り換えしないようにすることができ、また、冷凍装置８のコンプレッサの保護を図ることができるので、装置の長寿命化を図ることが可能となる。また冷凍装置８を用いて水槽３内の冷却水をエバポレータ９の表面に氷結させる動作時には、撹拌モータ２７が高速回転されることで、エバポレータ９の表面には均質な氷１３が生成される該氷１３による効率的に冷却が達成される。しかも、冷凍装置８の停止時には撹拌モータ２７は低速回転に切り換えられるから、氷１３が短時間で融けるのは抑制され、エネルギーロスは抑えられる。
【００２２】
ここで、図１のレバー１７ａにコップ等が押し付けられて図２の注出スイッチＳ1がオンすると、第２リレーＸ2の常開接点Ｘ2−１ａ,Ｘ2−２ａが閉成されてＸ2−ｂが開放される。これにより、撹拌モータ２７は高速回転を始めて水槽３内の冷却水を高速に撹拌する。これと同時に、図２のウォーターバルブ２０が開きかつポンプモータ７が回転を始めるため、飲料(希釈原料)は、パイプ１０ｂから第１の冷却コイル１０ａ内に導入されて冷却され、パイプ１０ｃおよびミキシングバルブ１６ａを介して飲料注出口２２ａからコップ内に注がれる。コップをレバー１７ａから離すと、元の状態に戻り、撹拌モータ２７は低速回転に切り換えられる。すなわち、飲料の注出動作時には、撹拌モータ２７が高速回転されることで、第１の冷却コイル１０ａ内を通る飲料と水槽３内の冷却水との熱交換が効率的になされ、連続して飲料が注出される際にも常に冷めたい飲料を注出することができる。
【００２３】
なお、本実施形態に係るカーボネータ付き蓄氷冷水機１では、この蓄氷冷水機の管理者等に対して注意を促し安全性を高めるために、図４に示すように、電源オンでリセットランプを点灯させ、管理者等がリセットボタンをオンしたとき初めてポンプモータ７を起動可能とし、また、ポンプモータ７が例えば炭酸飲料製造時に１分以上動作したとき異常発生と認識してポンプモータ７を停止させてリセットランプを点灯させ、再びリセットボタンがオンされない限り、ポンプモータ７が起動しない構成としている。
【００２４】
また、本実施形態に係るカーボネータ付き蓄氷冷水機１では、図５に示すように、コンプレッサが停止しているときに注出スイッチＳ1が飲料注出を検出し(時刻ｔ1)、これによってポンプモータ７の起動と撹拌モータ２７の高速回転が始まった場合には、次にコンプレッサが起動する前に注出スイッチＳ1がオフ(時刻ｔ2)になっても、直ちに撹拌モータ２７の高速回転を止めるようには制御せず、飲料注出によって水槽３内の氷が融け氷センサ１４がこれを検出してコンプレッサが起動し(時刻ｔ3)、このコンプレッサが停止(時刻ｔ4)するまで、撹拌モータ２７の高速回転を継続する。これにより、撹拌モータ２７の頻繁な起動停止や速度切り換えを回避するようになっている。なお、注出スイッチＳ1がオフ(時刻ｔ2)になった後から予め設定した所定時間が経過した時点で、撹拌モータ２７の高速回転を止めるように制御してもよい。
【００２５】
次に、炭酸飲料の製造と注出について説明する。前記カーボネータ１１内がカラ状態で炭酸水の水位が所定下位水位になるとフロートスイッチＦＳがオンし、第２リレーＸ2の常開接点Ｘ2−１ａ,Ｘ2−２ａと第３リレーＸ3の常開接点Ｘ3−ａが閉成する。常開接点Ｘ2−１ａの閉成により、撹拌モータ２７の高速回転端子２７ａがラインＡに接続され、水槽３内の冷却水は高速に撹拌される。また、常開接点Ｘ2−２ａと常開接点Ｘ3−ａが共に閉成されることにより、ウォーターバルブ２０,２１が共に開状態となり、同時にポンプモータ７も起動される。
【００２６】
これにより、カーボネータ１１内に飲料が供給されてカーボネータ１１の内部ガス圧が高くなり、カーボネータ１１内の飲料中に炭酸ガスが溶け込む。これと同時に、水槽３内の冷却水が高速に撹拌されるため、カーボネータ１１が良好に冷却され、良質の炭酸飲料が製造されカーボネータ１１内に蓄積される。
【００２７】
カーボネータ１１内の炭酸飲料が増えて所定上位水位に達すると、フロートスイッチＦＳがオフし、常開接点Ｘ2−２ａおよび常開接点Ｘ3−ａが開放され、ウォーターバルブ２０,２１が共に閉状態になると共にポンプモータ７が停止され、炭酸飲料の製造が停止される。これと同時に、常閉接点Ｘ2−ｂが閉成されて撹拌モータ２７の低速回転端子２７ｂがラインＡに接続され、水槽３内は低速に撹拌されて冷却される。すなわち、炭酸飲料の製造動作時には、撹拌モータ２７が高速回転されることで、カーボネータ１１が良好に冷却されるから、良質の炭酸飲料を製造することができる。
【００２８】
コップがレバー１７ｂに押し付けられてミキシングバルブ１６ｂが開状態になると、カーボネータ１１の内部ガス圧によってカーボネータ１１内の炭酸飲料が第２の冷却コイル１０ｄを通して押し出される。この炭酸飲料は、第２の冷却コイル１０ｄを通ることで更に冷却され、バルブ１６ｂを介して炭酸飲料注出口２２ｂからコップ内に注がれる。このようにして炭酸飲料が注出され、カーボネータ１１内の炭酸水が減少してフロートスイッチＦＳがオンすると、上記と同様にして炭酸飲料が製造される。
【００２９】
前述した如く、氷１３の製造動作時、飲料の注出動作時および炭酸飲料の製造動作時以外は、前記撹拌モータ２７を低速回転に切り換えるから、省エネルギーと装置の静穏化を図ることができる。また撹拌装置１２の延命化も図られる。
【００３０】
図３に示す実施形態では、常開接点Ｘ2−２ａが開放してポンプモータ７が停止したとき、同時に撹拌モータ２７も高速回転から低速回転に切り換えられる回路構成としたが、撹拌モータ２７の高速回転から低速回転への速度切り換え時点をポンプモータ７の停止時点から所要時間だけ遅延させる遅延回路を入れることで、冷却コイル１０ａ,１０ｄやカーボネータ１１をポンプモータ７の停止後も更に効率的に冷却することができる。
【００３１】
炭酸飲料の製造時にはこの遅延時間を設けるのが好ましく、特にこの遅延時間を炭酸飲料製造に要する時間(カーボネータ１１内の所定下位水位から所定上位水位まで飲料を入れるまでに要する時間＝カーボネータ１１への飲料供給時間)よりも長めに設定することで、カーボネータ１１内で製造される炭酸飲料の品質を更に良質にすることができる。また、この遅延時間を設けることで速度切り換え頻度を抑制でき、装置寿命を延ばすことも可能となる。
【００３２】
なお、前述した実施形態では、ミキシングバルブを用いて飲料や炭酸飲料の注出を行なっているが、注出時に信号が取れる装置であれば、ミキシングバルブに限らず、注出時に撹拌モータを高速回転させることが可能である。また、前述した実施形態では、ミキシングバルブ１６ｂ側には注出検出用のスイッチを設けておらず、炭酸飲料注出時に撹拌モータを高速回転させることはしていない。しかし、炭酸飲料の注出時にも撹拌モータを高速回転させて第２の冷却コイル１０ｄを通る炭酸飲料を更に冷却する構成とすることもできる。この場合、ミキシングバルブ１６ｂに炭酸飲料注出検出用スイッチを設け、このスイッチの検出信号により、図３の撹拌モータの高速回転端子をラインＡに接続する構成とすることで実現できる。
【００３３】
また、前述した実施形態では、コンプレッサの停止時でかつ注出無しの時に撹拌速度を低速度とし、コンプレッサ起動時や注出時に撹拌速度を高速度としたが、撹拌速度を低速度とする代わりに、撹拌を停止する構成でもよい。更にまた、カーボネーション時の撹拌速度の速度切り換えをフロートスイッチのオン・オフで直接的に制御する構成とすることも可能である。また、前述した実施形態では、交流モータからなる撹拌モータで速度変換制御を行なっているが、直流駆動のモータで撹拌モータを構成することで、速度変換を高精度かつ容易に行なうことが可能となる。
【００３４】
【発明の効果】
以上に述べた如く、本発明に係るカーボネータ付き蓄氷冷水機によれば、撹拌装置を常時高速で動作させるのではなく、必要時のみ高速で動作させる構成としたから、省エネルギーと装置の静穏化を図ることができる。また、カーボネータで炭酸飲料を製造するときに水槽内冷却水を高速撹拌するので、良質の炭酸飲料を製造することが可能となる。更に、撹拌装置の撹拌速度を高速から低速または停止させる際に、所要の遅延時間を設けることで、速度切り換え頻度を抑制でき、装置寿命を延ばすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態に係るカーボネータ付き蓄氷冷水機の内部構成図である。
【図２】  図１に示すカーボネータ付き蓄氷冷水機の給水系統図である。
【図３】  図１に示すカーボネータ付き蓄氷冷水機の制御回路図である。
【図４】  運転制御のタイミングチャート図である。
【図５】  運転制御のタイミングチャート図である。
【符号の説明】
３ 水槽，６ コントロールボックス(制御手段)，７ ポンプモータ
８ 冷凍装置，９ エバポレータ，１０ａ 第１の冷却コイル(パイプ)
１０ｄ 第２の冷却コイル(パイプ)，１１ カーボネータ，１２ 撹拌装置
１３ 氷，ＦＳ フロートスイッチ
【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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