(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水槽内の冷却水と熱交換させることにより管内の飲料を冷却する飲料配管と、
前記冷却水を攪拌する攪拌翼と、
前記冷却水を冷却し蓄氷部を形成する冷却手段と、
を少なくとも備えた発泡液吐出装置において、
前記蓄氷部外側面と前記水槽内壁面との間に形成される隙間部に前記冷却水を流して当該水槽内に当該冷却水を循環させるために、当該蓄氷部の底部と当該水槽の底部との間に隙間部を形成して当該冷却水の流路を確保する流路形成部材を設け、かつこの流路形成部材を断熱材により形成したことを特徴とする発泡液吐出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、発泡液吐出装置に関し、さらに詳しくは、良く冷えた飲料を連続的かつ大量に吐出させることができる発泡液吐出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
炭酸ガスを含有した生ビール等の清涼飲料類を樽等の収納容器から冷却装置を介して供給する発泡液吐出装置が知られている。かかる発泡液吐出装置について、生ビールの吐出装置を例にして、図１２〜図１９に基づいて説明する。ここで、図１２は、従来における発泡液吐出装置の全体構成を示す説明図、図１３は、蓄氷部外周面と水槽内周面との間に隙間部を設けて蓄氷部の表裏面全体に冷却水が行き届くようにした発泡液吐出装置を示す断面図、図１４は、図１３に示した発泡液吐出装置を示す平面図、図１５は、蓄氷量を確保するために蓄氷部外面を水槽内周面および底面まで拡大した発泡液吐出装置を示す断面図、図１６は、図１５に示した発泡液吐出装置を示す平面図、図１７は、図１６に示した発泡液吐出装置におけるＣ−Ｃ断面を示す断面図である。また、図１８は、攪拌翼の位置を下げた発泡液吐出装置を示す断面図、図１９は、図１８に示した発泡液吐出装置の蓄氷部の氷解過程を示す説明図である。
【０００３】
まず、装置の全体構成について図１２に基づいて説明する。生ビール吐出装置は、生ビールを充填した樽１内に炭酸ガスボンベ２から加圧炭酸ガスを供給し、この供給した炭酸ガスの圧力によって樽１内の生ビールを冷却装置３内の冷却コイル４に送出し、冷却コイル４内で冷却された生ビールをバルブ５からジョッキ６に吐出するように構成されている。なお、炭酸ガスボンベ２と樽１とは、配管７によって接続されている。樽１の配管７と冷却装置３内の冷却コイル４は、継手９によって接続されている。また、冷却コイル４とバルブ５も継手９によって接続されている。
【０００４】
冷却装置３の水槽１１には、冷却水１２を冷却するために、蒸発管１４によって蓄氷部１３が形成されている。冷却水１２は、モータ１６によって回転する回転軸１６ａの先端に設けられた攪拌翼１５によって攪拌されるようになっている。
【０００５】
以上のような全体構成において、図１３および図１４に示した発泡液吐出装置は、蓄氷部１３外周面と水槽１１内周面との間に隙間部を設けて第２の流れＦ２が生じるように形成し、第１の流れＦ１とともに蓄氷部１３の表裏面全体に冷却水が行き届くようにすることにより、冷却性能を向上させたものである。また、第２の流れＦ２を確保するために、蓄氷部１３と水槽１１底部との間に隙間Ｓを設けている。
【０００６】
しかしながら、熱交換性能を優先させているため、蓄氷部１３での蓄氷量が多くとれなかったため、図１５〜図１７に示す発泡液吐出装置が提供されるに至った。この発泡液吐出装置は、同図に示すように、蓄氷量を確保するために蓄氷部１３外面を水槽１１内周面および底面まで拡大したものである。すなわち、蒸発管１４を水槽１１の内周面および底面まで近接させ、水槽１１内に導入されたばかりの飲料温度が高い冷却コイル４（領域Ｅ）を効率良く冷却するようにしたものである。蓄氷部１３は蒸発管１４に沿ってほぼ均一に形成されるため、水槽１１の角部（領域Ｄ）には蓄氷されず、冷却水１２が滞留している。
【０００７】
また、図１８に示した発泡液吐出装置は、冷却性能を上げるべく攪拌翼１５の位置を下げたものであり、本願出願人が本願発明の開発過程において見出したものである。同図に示すように、流れの滞留部Ｑ１，Ｑ２が、流れの可視化実験等により確認された。図１９に示すように、領域Ｆには、水槽１１内に導入されたばかりの飲料温度が高い冷却コイル４が存在しているので、冷却水１２の温度が高くなっている。また、攪拌翼１５が配設されているので、冷却水１２の流速も速い。さらにこの部分では、冷却水１２が蓄氷部１３に垂直に当たるので、境界領域Ｒ１に示す部分の氷が早く融けていく。したがって、蓄氷部１３の氷は、時間経過に伴い、境界領域Ｒ２、Ｒ３へと融け広がっていく。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
良く冷えた飲料を連続的かつ大量に吐出させるためには、温度の高い飲料が流入する冷却コイル４の冷却効果を高めること、すなわち、水槽１１底部での冷却効果を高める（冷却水１２の流速を増加させる）ことが必要であるとともに、水槽１１内全体においても冷却効果を低下させない（冷却水１２の流速を低下させない）ことが必要となる。
【０００９】
しかしながら、図１５〜図１７に示した従来の発泡液吐出装置は、蓄氷部１３外周を冷却水１２の流路まで拡大したので、蓄氷量は増えたものの、水槽１１の角部（領域Ｄ）では冷却水１２が滞留し、水槽１１内全体として、冷却水１２を効率良く循環しておらず、良好な冷却性能が得られているとは言えなかった。
【００１０】
また、図１８に示した発泡液吐出装置にあっては、氷の境界領域Ｒ１〜Ｒ３に示したように、氷の片減りが生じてしまい、蓄氷効率が低下するとともに、冷却水１２が円滑に循環しなくなる。
【００１１】
したがって、飲料を連続的かつ大量に吐出させると、冷却水と飲料との熱交換が不十分となって、良く冷えた飲料を吐出できなくなってしまうという課題があった。
【００１２】
この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、冷却性能を大幅に向上させ、良く冷えた飲料を連続的かつ大量に吐出させることができる発泡液吐出装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、この発明の請求項１にかかる発泡液吐出装置は、水槽内の冷却水と熱交換させることにより管内の飲料を冷却する飲料配管と、前記冷却水を攪拌する攪拌翼と、前記冷却水を冷却し蓄氷部を形成する冷却手段とを少なくとも備えた発泡液吐出装置において、前記蓄氷部外側面と前記水槽内壁面との間に形成される隙間部に前記冷却水を流して当該水槽内に当該冷却水を循環させるために、当該蓄氷部の底部と当該水槽の底部との間に隙間部を形成して当該冷却水の流路を確保する流路形成部材を設けたものである。
【００１４】
冷却水は、攪拌翼によって下降流となって水槽底部に当たり、その流れの一部が蓄氷部内周面に沿って上昇する第１の流れとなるとともに、他の流れの一部が流路形成部材内を通り、蓄氷部外周面（水槽内の角部）に沿って上昇する第２の流れとなって循環する。
【００１５】
このとき蓄氷部は、水槽内の角部以外の部分では、水槽内面および底面まで形成されているので、蓄氷量は十分に確保されている。そして、冷却水が上述のように、第１の流れおよび第２の流れとなって循環するので、飲料の冷却性能が従来よりも大幅に向上し、良く冷えた飲料を連続的かつ大量に吐出させることができる。
【００１６】
しかも、上記発泡液吐出装置は、流路形成部材を断熱材により形成したものである。これにより、流路形成部材に接する蓄氷部が片減りしないようにすることができ、冷却水の流れを乱さないようにすることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明にかかる発泡液吐出装置の実施の形態につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００２１】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１にかかる発泡液吐出装置を示す断面図であり、後述する図３におけるＡ−Ａ断面を示している。図２は、流路形成部材を示す斜視図、図３は、発泡液吐出装置を示す平面図、図４は、発泡液吐出装置を示す断面図、図５は、攪拌翼を示す斜視図、図６は、発泡液吐出装置の全体構成を示す説明図である。なお、上記従来技術において説明した部材と同一もしくは相当する部材には、同一の符号を付して、重複説明を省略または簡略化する。
【００２２】
攪拌翼１５は、図５に示すように、送風機等で一般的に使用される軸流羽根車形状にて形成してある。この攪拌翼１５は、本願出願人が特願２０００−３３１３６７号において提案したものである。攪拌翼１５のボス部１５ｂは、円柱の頂部に半球を延設したような形状に形成してある。これにより、攪拌翼１５の上部から流入する冷却水１２の流入抵抗を低減できるようにしている。回転軸１６ａは、軸穴１５ｃに固定されるようになっている。
【００２３】
翼部１５ａは、円弧翼として形成してあるが、ＮＡＣＡ翼、コントロールディフュージョン翼、二重円弧翼、多重円弧翼等として形成してもよい。なお、攪拌翼１５のボス比（＝ボス部１５ｂの外径／翼部１５ａの外径）は、０．４〜０．６の範囲で設定することが好ましい。図１では、攪拌翼１５を概念的に示したが、上記攪拌翼１５が設けられている。
【００２４】
つぎに本発明の要部たる流路形成部材３０を設けた発泡液吐出装置について図１〜図４に基づいて説明する。図２に示すように、流路形成部材３０は、内部を流路とできるように断面が逆Ｕ字状となっている。この流路形成部材３０は、断熱部材により形成されており、この流路形成部材３０に接する蓄氷部１３が片減りし、冷却水１２の流れを乱さないようにしてある。
【００２５】
そして、このように形成した流路形成部材３０は、図１および図３に示すように、水槽１１角部の蓄氷されない領域Ｂに第２の流れＦ２を確保できるように配設されている。
【００２６】
冷却水１２は、図１に示すように、攪拌翼１５によって下降流となって水槽１１底部に当たり、その流れの一部が蓄氷部１３内周面に沿って上昇する第１の流れＦ１となるとともに、他の流れの一部が流路形成部材３０内を通り、蓄氷部１３外周面（領域Ｂ）に沿って上昇する第２の流れＦ２となって循環する。
【００２７】
このとき、図３および図４に示すように、蓄氷部１３は、領域Ｂ以外の部分では、水槽１１内面および底面まで形成されているので、蓄氷量は十分に確保されている。そして、冷却水１２は、攪拌効果の優れた攪拌翼１５の作用と相俟って、第１の流れＦ１および第２の流れＦ２となって循環するので、飲料の冷却性能が従来よりも大幅に向上する。
【００２８】
この効果を実証するために、ボス比０．４７の攪拌翼１５を用いて２秒間間欠試験を実施したところ、図７および図８に示す結果が得られた。ここで、図７は、流路形成部材を設けなかった場合の連続飲料吐出性能を示すグラフ図、図８は、流路形成部材を設けた本発明装置の連続飲料吐出性能を示すグラフ図である。また、グラフ中の記号は、図６に示すように、Ｔ１はバルブ５の入口飲料温度、Ｔ２は水槽１１内の冷却水１２の代表温度、Ｔ３はこれらＴ１およびＴ２の温度差、Ｔ４はジョッキ６の飲料温度である。
【００２９】
また、図７および図８を比較すれば明らかなように、ジョッキ飲料温度Ｔ４は、流路形成部材３０を設けた場合の方が、規格温度（８℃）への到達時間が長くなっていることが分かる。すなわち、飲料を規定温度内で長時間吐出できることが分かる。同図中に示したように、流路形成部材３０を設けなかった場合の飲料吐出性能がジョッキ３１杯であるのに対して、流路形成部材３０を設けた場合のそれは、４０杯となることが確認できた。
【００３０】
以上のように、この実施の形態１にかかる発泡液吐出装置によれば、流路形成部材３０を設けたことにより、冷却性能を大幅に向上させ、良く冷えた飲料を連続的かつ大量に吐出させることができる。
【００３１】
なお、上記実施の形態１においては、本発明を生ビールの吐出装置に適用するものとして説明したが、これに限定されず、炭酸ガスを含有するその他の清涼飲料の吐出装置にも適用することができる。また、特願２０００−３３１３６７号において提案した攪拌翼１５を使用して説明したが、これに限定されず、従来の攪拌翼を使用してもよい。
【００３２】
実施の形態２．
図９は、この発明の実施の形態２にかかる発泡液吐出装置を示す断面図、図１０は、発泡液吐出装置の水平断面図、図１１は、連続飲料吐出性能を示すグラフ図である。同図に示すように、本発明は、攪拌翼１５を水槽１１の底部近傍に配置するとともに、この攪拌翼１５による冷却水１２の下降流を蓄氷部１３内周面に沿った上昇流とするために、水槽１１底部に湾曲凹部１１ａを設けたものである。
【００３３】
このように構成することにより、従来、攪拌翼１５の直下およびその周辺に生じていた滞留部Ｑ１，Ｑ２（図１８参照）が生じなくなって、流れが円滑になり、流速が増加する。このため、冷却水１２と蓄氷部１３との熱伝達率が増加し、冷却性能が向上する。
【００３４】
また、冷却水１２が蓄氷部１３の蓄氷面Ｐ１に対して平行に流れるので（図９中の流れＦ）、蓄氷面Ｐ２、蓄氷面Ｐ３へと均一に融けていく。このため、飲料の連続販売時に冷却性能を一定に保つことができる。
【００３５】
この効果を実証するために、上記実施の形態１の場合と同様に２秒間間欠試験を実施したところ、図１１に示す結果が得られた。すなわち、飲料吐出性能がジョッキ４０杯となることが確認できた。本発明が適用されていない従来装置では、３０杯程度であるので（図示せず）、大幅に吐出性能が向上していることが確認できた。
【００３６】
以上のように、この実施の形態２にかかる発泡液吐出装置によれば、冷却性能を大幅に向上させ、良く冷えた飲料を連続的かつ大量に吐出させることができる。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明にかかる発泡液吐出装置（請求項１）によれば、水槽内の冷却水と熱交換させることにより管内の飲料を冷却する飲料配管と、前記冷却水を攪拌する攪拌翼と、前記冷却水を冷却し蓄氷部を形成する冷却手段とを少なくとも備えた発泡液吐出装置において、前記蓄氷部外側面と前記水槽内壁面との間に形成される隙間部に前記冷却水を流して当該水槽内に当該冷却水を循環させるために、当該蓄氷部の底部と当該水槽の底部との間に隙間部を形成して当該冷却水の流路を確保する流路形成部材を設けたので、冷却水は、攪拌翼によって下降流となって水槽底部に当たり、その流れの一部が蓄氷部内周面に沿って上昇する第１の流れとなるとともに、他の流れの一部が流路形成部材内を通り、蓄氷部外周面（水槽内の角部）に沿って上昇する第２の流れとなって循環する。したがって、飲料の冷却性能が従来よりも大幅に向上し、良く冷えた飲料を連続的かつ大量に吐出させることができる。
【００３８】
しかも、この発明にかかる発泡液吐出装置によれば、流路形成部材を断熱材により形成したので、流路形成部材に接する蓄氷部が片減りしないようにすることができ、冷却水の流れを乱さないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１にかかる発泡液吐出装置を示す断面図である。
【図２】流路形成部材を示す斜視図である。
【図３】発泡液吐出装置を示す平面図である。
【図４】発泡液吐出装置を示す断面図である。
【図５】攪拌翼を示す斜視図である。
【図６】発泡液吐出装置の全体構成を示す説明図である。
【図７】流路形成部材を設けなかった場合の連続飲料吐出性能を示すグラフ図である。
【図８】流路形成部材を設けた本発明装置の連続飲料吐出性能を示すグラフ図である。
【図９】この発明の実施の形態２にかかる発泡液吐出装置を示す断面図である。
【図１０】発泡液吐出装置の水平断面図である。
【図１１】連続飲料吐出性能を示すグラフ図である。
【図１２】従来における発泡液吐出装置の全体構成を示す説明図である。
【図１３】蓄氷部外周面と水槽内周面との間に隙間部を設けて蓄氷部の表裏面全体に冷却水が行き届くようにした発泡液吐出装置を示す断面図である。
【図１４】図１３に示した発泡液吐出装置を示す平面図である。
【図１５】蓄氷量を確保するために蓄氷部外面を水槽内周面および底面まで拡大した発泡液吐出装置を示す断面図である。
【図１６】図１５に示した発泡液吐出装置を示す平面図である。
【図１７】図１６に示した発泡液吐出装置におけるＣ−Ｃ断面を示す断面図である。
【図１８】攪拌翼の位置を下げた発泡液吐出装置を示す断面図である。
【図１９】図１８に示した発泡液吐出装置の蓄氷部の氷解過程を示す説明図である。
【符号の説明】
１  樽
２  炭酸ガスボンベ
３  冷却装置
４  冷却コイル
５  バルブ
６  ジョッキ
１１  水槽
１１ａ  湾曲凹部
１２  冷却水
１３  蓄氷部
１４  蒸発管
１５  攪拌翼
１６  モータ
１６ａ  回転軸
３０  流路形成部材
Ｆ１  第１の流れ
Ｆ２  第２の流れ
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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