(57)【要約】【課題】凍結によって破壊され易い従来のプレート式熱交換器を用いた冷却水供給装置の課題を解決する。【解決手段】外部から供給された供給水を冷却して、３℃以下の冷却水を吐出する冷却水供給装置であって、前記冷却液温度よりも低温の冷媒が冷凍装置２２から供給される冷却管が螺旋状に巻かれたコイル状冷却器１２が内挿されている筒状体１０と、コイル状冷却器１２の中心軸に沿って形成された内部空間部１２ａ内に、その一端側から他端側に挿入され、供給水が吐出する出口部が前記他端側から突出している供給配管１４と、コイル状冷却器１２の中心軸に対して直角に所定の間隙で挿入され、供給配管１４の出口から吐出された供給水が筒状体１０内を冷却水出口部３８の方向に向ってジグザグ状に流れるように切欠部が形成された複数枚のバッフルフィン１５とが設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部から供給された供給液を冷却して、３℃以下の冷却液を吐出する冷却液供給装置であって、
前記冷却液温度よりも低温の冷媒が冷凍装置から供給される冷却管が螺旋状に巻かれたコイル状冷却器が内挿されている筒状体と、
前記コイル状冷却器の中心軸に沿って形成された内部空間部内に、その一端側から他端側に挿入され、前記供給液が吐出する出口部が前記他端側から突出している供給配管と、
前記コイル状冷却器の中心軸に対して直角に所定の間隙で挿入され、前記供給配管の出口から吐出された供給液が筒状体内を冷却水出口部方向に向ってジグザグ状に流れるように切欠部が形成された複数枚のバッフルフィンとが設けられていることを特徴とする冷却液供給装置。
【請求項２】
コイル状冷却器が、筒状体内に密閉状態で内挿されており、前記筒状体内に供給液の供給を開始したとき、前記筒状体内の空気を抜き出すことができるように、前記筒状体の天井部近傍に空気入口部が位置し且つ空気出口部が冷却水出口部内に位置している空気抜き配管が設けられている請求項１記載の冷却液供給装置。
【請求項３】
冷凍装置が、供給液をその凝固点近傍に冷却するように、コイル状冷却器に前記供給液の凝固点よりも低温の冷媒を供給する冷凍装置であって、
前記コイル状冷却器の冷却管の外周面側に形成される供給液の凍結ブロックが所定の大きさに成長したとき、前記冷凍装置の運転を停止するアイスセンサが設けられ、
且つ供給配管が挿通された複数枚のバッフルフィンの各々には、前記凍結ブロックによって囲まれた内部空間部内を供給液が冷却水出口部方向にジグザグ状に流れるように、前記供給配管が挿入される切欠部が形成されている請求項１又は請求項２記載の冷却液供給装置。
【請求項４】
供給管に供給液を供給する供給ポンプが設けられている請求項１〜３のいずれか一項記載の冷却液供給装置。
【請求項５】
供給管に水道配管が繋ぎ込まれている請求項２又は請求項３のいずれか一項記載の冷却液供給装置。
【請求項６】
供給液が、水である請求項１〜５のいずれか一項記載の冷却液供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は冷却液供給装置に関し、更に詳細には外部から供給された供給液を冷却して、３℃以下の冷却液を吐出する冷却液供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、食品分野等においては、３℃以下の低温水を酒の熟成等に利用されることが多くなってきた。
従来、低温水は、常温水をプレート式熱交換器に供給して所定温度まで冷却して供給していた。
しかし、３℃以下の低温水をプレート式熱交換器によって得ようとすると、プレート式熱交換器に水の凝固点である０℃よりも低温の冷媒を供給することが必要となり、プレート式熱交換器内で水が部分的に凍結して、プレート式熱交換器を破壊することがあった。このため、プレート式熱交換器を用いて０℃の冷水を連続的に供給すべく、例えば下記特許文献１には、図７に示す冷温冷水機が提案されている。
【特許文献１】特開平１０−１１１０６２
【０００３】
図７に示す冷温冷水機では、プレート式熱交換器１００に冷凍機１０２から液ドライヤーストレーナ１０４、電磁弁１０５及び絞り機構１０６を経由して冷媒が供給され、プレート式熱交換器１００を通過した冷媒は冷媒ガスストレーナ１０８を通過して冷凍機１０２に戻される。
この様に、冷媒が供給されるプレート式熱交換器１００には、供給水が冷水循環ポンプ１１０、水ストレーナ１１２、流量センサーを用いた検知器１１４、冷水用温度センサー１１６及び凍結解凍手段としての電気ヒータ１１８を経由して供給され、プレート式熱交換器１００で冷却された冷水は配管１２０を経由して戻される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図７に示す冷温冷水機では、プレート式熱交換器１００内で冷水が部分的に凍結すると、プレート式熱交換器１００に供給する供給水量が減少し、流量センサーを用いた検知器１１４で検知される。検知器１１４で流量減少が検知されたとき、凍結解凍手段としての電気ヒータ１１８によってプレート式熱交換器１００への供給水を加熱し、プレート式熱交換器１００内での部分的な凍結部分を溶かして、プレート式熱交換器が破壊されることを防止でき、連続的に０℃の冷却水を供給できる。
しかし、図７に示す冷温冷水機では、供給水の供給配管に流量センサーを用いた検知器１１４や凍結解凍手段としての電気ヒータ１１８等を設けることを必要とし、冷温冷却水機の構造を複雑化し且つ大型化する。
また、流量センサーを用いた検知器１１４や凍結解凍手段としての電気ヒータ１１８の感度や応答速度等によっては、プレート式熱交換器１００内での部分的な凍結が進行して、プレート式熱交換器１００を破壊するおそれがある。
そこで、本発明は、凍結によって破壊され易い従来のプレート式熱交換器を用いた冷却液供給装置の課題を解決し、多少の冷却水の凍結が発生しても、破損するおそれのない熱交換器を用いて簡単な構造で且つ小型化できる冷却液供給装置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】
【０００５】
本発明者等は前記課題を解決すべく検討した結果、冷却管が螺旋状に巻かれたコイル状冷却器を用いた冷却液供給装置では、コイル状冷却器の冷却管の外周面に多少の冷却水の凍結が発生しても破損するおそれがないこと、コイル状冷却器の中心軸に沿って形成された内部空間部内に供給液を供給する供給配管を設けることによって、コイル状冷却器の冷却管の外周面に冷却液が凍結して凍結ブロックが形成されても、供給配管の周面近傍は凍結することなく供給液が流れることを知り、本発明に到達した。
すなわち、本発明は、外部から供給された供給液を冷却して、３℃以下の冷却液を吐出する冷却液供給装置であって、前記冷却液温度よりも低温の冷媒が冷凍装置から供給される冷却管が螺旋状に巻かれたコイル状冷却器が内挿されている筒状体と、前記コイル状冷却器の中心軸に沿って形成された内部空間部内に、その一端側から他端側に挿入され、前記供給液が吐出する出口部が前記他端側から突出している供給配管と、前記コイル状冷却器の中心軸に対して直角に所定の間隙で挿入され、前記供給配管の出口から吐出された供給液が前記筒状体内を冷却水出口部方向に向ってジグザグ状に流れるように切欠部が形成された複数枚のバッフルフィンとが設けられていることを特徴とする冷却液供給装置にある。
【０００６】
かかる本発明において、コイル状冷却器が、筒状体内に密閉状態で内挿されており、前記筒状体内に供給液の供給を開始したとき、前記筒状体内の空気を抜き出すことができるように、前記筒状体の天井部近傍に空気入口部が位置し且つ空気出口部が冷却水出口部内に位置している空気抜き配管を設けることによって、筒状体を密閉状態としても筒状体内を供給液によって満杯状態として冷却でき冷却効率を向上できる。
この様に、筒状体を密閉状態とすることによって、供給管に水道配管を直接繋ぎ込むことによっても、冷却液を得ることができる。
また、冷凍装置として、供給液をその凝固点近傍に冷却するように、コイル状冷却器に前記供給液の凝固点よりも低温の冷媒を供給する冷凍装置を用い、前記コイル状冷却器の冷却管の外周面側に形成される供給液の凍結ブロックが所定の大きさに成長したとき、前記冷凍装置の運転を停止するアイスセンサを設け、且つ供給配管が挿通された複数枚のバッフルフィンの各々には、前記凍結ブロックによって囲まれた内部空間部内を供給液が冷却水出口部方向にジグザグ状に流れるように、前記供給配管が挿入される切欠部を形成することによって、コイル状冷却器に凍結ブロックが形成されても、連続して冷却液を供給でき、且つ凍結ブロックが所定の大きさに成長して、冷凍装置が停止しても、筒状内に形成された冷凍ブロックによって供給液を冷却して冷却液を得ることができる。
更に、供給管に供給液を供給する供給ポンプを設けることによって、筒状体内に供給液を一定量安定して供給できる。
尚、供給液として、水を好適に用いることができる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る冷却液供給装置では、冷却管が螺旋状に巻かれたコイル状冷却器を採用しているため、コイル状冷却器の冷却管の外周面に多少の冷却水の凍結が発生しても破損するおそれがない。
また、コイル状冷却器の中心軸に対して直角に所定の間隙で挿入された、切欠部が形成された複数枚のバッフルフィンによって、供給配管の出口から吐出された供給液は筒状体内を冷却水出口部方向に向ってジグザグ状に流れ、コイル状冷却器と充分に熱交換ができる。
しかも、コイル状冷却器内の内部空間部内に挿通された供給配管には、冷却液よりも温度の高い供給液が供給されており、コイル状冷却器の冷却管の外周面に冷却水の凍結が発生しても、内部空間部内は供給液が流れることができ、冷却液を連続して得ることができる。
その結果、多少の冷却液の凍結が発生しても、破損するおそれのないコイル状冷却器を用いた簡単な構造で且つ小型化できる冷却液供給装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明に係る冷却液供給装置の一例の概略図を図１に示す。図１に示す冷却液供給装置は、冷却液として水を用いた冷却水供給装置であって、ステンレス製の筒状体１０内には、ステンレス製の冷却管が螺旋状に巻かれたコイル状冷却器１２が挿入されて密閉されている。かかるコイル状冷却器１２の中心軸に沿って形成された内部空間部１２ａには、その下端側から上端側方向にステンレス製の供給配管１４が挿入されている。この供給配管１４の下端部には、手動でＯＮ−ＯＦＦする供給ポンプ１６によって所定量の水が供給されており、供給ポンプ１６への配管１８には温度センサ２０が設けられている。
かかる供給配管１４の下端部には、筒状体１０内が空の状態のとき、呼び水を供給する呼び水口４０も繋ぎ込まれている。
更に、筒状体１０内には、コイル状冷却器１２の中心軸に対して直角に所定の間隙で複数枚のステンレス製のバッフルフィン１５，１５・・が挿入されている。このバッフルフィン１５には、供給配管１４の出口から吐出された供給液が、筒状体１０の下端側に設けられた冷却水出口部３８の方向に向ってジグザグ状に流れるように切欠部が形成されている。
【０００９】
また、コイル状冷却器１２には、冷凍装置２２から冷媒が供給される。冷凍装置２２では、圧縮機２３で圧縮された冷媒は凝縮器２４でファン２６によって送風される冷却風によって凝縮された後、冷媒ドライヤ２８を通過してから膨張弁３０によって断熱的に膨張された冷却されてコイル状冷却器１２に供給される。コイル状冷却器１２を通過した冷媒は、アキュームレータ３２を通過して再度圧縮機２３に供給される。
図１に示す冷却水供給装置では、コイル状冷却器１２に形成される凍結ブロックが所定の大きさになったことを検出するアイスセンサ３４が設けられている。
このアイスセンサ３４及び温度センサ２０の信号は、制御部３６に発信される。制御部３６では、アイスセンサ３４からの凍結ブロック検知の信号を受信したときは、圧縮機２３を停止する停止信号を発する。また、温度センサ２０からの信号に基づいて、制御部３６はファン２６の回転数を変更する信号を発する。
【００１０】
図１に示す筒状体１０は、図２（ａ）に示す様に、上蓋４４と下蓋４６とが被着されて密閉状態である。この上蓋４４と下蓋４６とは螺子によって筒状体１０に螺着されているため、内掃等のために容易に取り外すことができる。
この様に密閉状態の筒状体１０内に供給配管１４から水を供給する際に、筒状体１０内の空気を抜き出すことができるように、筒状体１０の天井部近傍に空気入口部が位置する空気抜き配管４２が設けられている。この空気抜き配管４２の空気出口部４２ａが、冷却水出口部３８内に位置している。このため、冷却水出口部３８から吐出される冷却水のエゼクタ効果によって空気が吸引され、筒状体１０内の空気を迅速に排気できる。
また、アイスセンサ３４は、上蓋４４に装着されており、コイル状冷却器１２の冷却管と供給配管１４との間に位置している。このアイスセンサ３４の装着位置は、後述する様に、コイル状冷却器１２の冷却管に環状に形成される凍結ブロックが所定の大きさ、例えば凍結ブロックがこれ以上成長すると、コイル状冷却器１２の内部空間部１２ａでの水の流れが妨げられる箇所とすることが好ましい。
かかるアイスセンサ４３では、その先端部から突出しているピン３４ａ，３４ｂ間の物質の抵抗値を測定する。この測定データが制御部３６に送信され、その抵抗値に基づいて空気、水、氷かを判断し、氷の抵抗値であれば、圧縮機２３を停止する信号が制御部３６から発信される。
更に、アイスセンサ４３での測定値が空気の場合は、筒状体１０内の空気が充分に排気されていないことを示すため、警報灯を点灯する信号を制御部３６から発信してもよい。
尚、図２（ａ）に示す筒状体１０の下蓋４６には、筒状体１０内の水を抜き出す抜出口４８が設けられており、通常、密栓が装着されている。
【００１１】
かかる筒状体１０内には、コイル状冷却器１２の中心軸に対して直角に所定の間隙で複数枚のバッフルフィン１５，１５・・が設けられている。かかるバッフルフィン１５，１５・・の各々には、図２（ｂ）に示す様に、その中央部に供給配管１４が挿通されている。
このバッフルフィン１５は、ステンレス製の板状体であって、図２（ｂ）に示す様に、コイル状冷却器１２の外周径よりも大径である。
更に、バッフルフィン１５には、図３（ａ）に示す様に、その中央部に至る長形の切欠部１５ａが形成されている。このため、図３（ａ）に示すバッフルフィン１５は、下蓋４６上にコイル状冷却器１２を立設し且つその内部空間部１２ａ内に供給配管１４を設けた状態で、コイル状冷却器１２の外側から冷却管の間に挿入する。その際に、切欠部１５ａの最奥部に供給配管１４が位置するように、バッフルフィン１５を挿入する。
また、複数枚のバッフルフィン１５，１５・・の各々は、図３（ｂ）に示す様に、その切欠部１５ａが１８０°異なるように挿入することが好ましい。
尚、図３（ａ）に示すバッフルフィン１５には、空気抜き配管４２が挿通される切欠部１５ｂも形成されている。
【００１２】
図２に示す筒状体１０の供給配管１４から水を供給すると、供給配管１４の先端から吐出した水は、主としてバッフルフィン１５の切欠部１５ａから下段の空間部に流下する。かかる複数枚のバッフルフィン１５，１５・・の各々は、その切欠部１５ａが１８０°異なるように挿入されているため、図４に示す様に、供給配管１４の先端から吐出した水は、筒状体１０内をジグザグ状に流れる。このため、水はコイル状冷却器１２の冷却管を流れる冷媒と充分に熱交換されて３℃以下に冷却され、冷却水出口部３８から吐出しユーザに供給される。
この様に、水を３℃以下に冷却する場合には、コイル状冷却器１２の冷却管に供給される冷媒は０℃以下であるため、冷却管の周囲の水が凍結して、図５に示す様に、コイル状冷却器１２に凍結ブロック５０が環状に形成される。この凍結ブロック５０は、コイル状冷却器１２の冷却管に沿って形成され、水が流れる得る空間がコイル状冷却器１２の内部空間部１２ａのみとなる。内部空間部１２ａには、挿通された供給配管１４には、冷却水よりも高温の外部からの供給水が流れており、コイル状冷却器１２の冷却管の近傍に比較して凍結し難いためと考えられる。
【００１３】
この様に、コイル状冷却器１２の内部空間部１２ａ内を流れる水は、供給配管１４が挿入されている切欠部１５ａから下段の空間部に流れる。更に、バッフルフィン１５，１５・・の各々は、その切欠部１５ａが１８０°異なるように挿入されているため、内部空間部１２ａを流れる水はジグザグ状に流れる。この間に、供給配管１４の先端部から供給された水は、環状に形成された凍結ブロック５０と接触して３℃以下の冷却水とすることができる。
かかる凍結ブロック５０は経時と共に成長し、内部空間部１２ａの水が流れる流路面積が次第に狭くなり、必要な冷却水量が冷却水出口部３８から得られなる場合がある。この場合には、アイスセンサ３４によって凍結ブロック５０の成長を検知し、冷凍装置２２の圧縮機２３を停止することによって、凍結ブロック５０の成長を抑制し、内部空間部１２ａ内の流路面積を確保できる。
圧縮機２３を停止しても、筒状体１０内には凍結ブロック５０が存在するため、引き続き、供給配管１４から水を筒状体１０に供給し、凍結ブロック５０によって水を冷却して冷却水を得ることができる。
アイスセンサ３４によって凍結ブロック５０の氷が検出できなくなったとき、圧縮機２３を再起動し、コイル状冷却器１２に冷媒を再供給する。
ところで、レストラン等では、冷却水の使用量が時間によって変動する。このため、冷却水の使用量が少ない時間内に冷凍装置２２を駆動し、予め凍結ブロック５０を形成しておくことによって、冷却水の使用量が増大する時間には、凍結ブロック５０とコイル状冷却器１２との冷却力とを併せ発揮させることによって、増大する冷却水の使用量を賄うことができる。
以上、説明した様に、凍結ブロック５０の成長に応じて冷媒の供給を制御することにより、無駄のない最適な状態で３℃以下の冷却液を連続して供給することを可能にできる。
【００１４】
図１に示す冷却水供給装置では、供給配管１４に供給ポンプ１６によって水を供給していたが、供給ポンプ１６に代えて水道管を繋ぎ込んでもよい。水道管の水道圧によっても筒状体１０内に充分に水を供給でき、供給ポンプ１６を不要化できてコンパクト化できる。
このため、図６に示す様に、筒状体１０を横向設置できる。横向に設置した筒状体１０では、空気抜き配管４２の先端部を空気溜まりができ易い箇所に設ける。
図１〜図６に示す冷却水供給装置では、筒状体１０を室内に設置し、冷凍装置２２を屋外に設置することによって、室内に設置する部分を可及的に小型化できる。
また、図１〜図６に示す冷却水供給装置では、筒状体１０内に水を供給して冷却水を得るものであったが、凍結ブロック５０が形成され難い液体、例えば酒を用いてもよい。この場合、凍結ブロック５０を検知するアイスセンサ３４を除去してもよい。
更に、図１〜図５に示す冷却水供給装置のように、筒状体１０を立設状態で用い、冷却水を食品等に直接接触させることがない場合には、上蓋４４を除去して開放状態としてもよい。上蓋４４に装着していたアイスセンサ３４は、下蓋４６に装着することによって、凍結ブロック５０を検知できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る冷却液供給装置の一例を説明するための概略図である。
【図２】図１に示す筒状体１０の内部構造を説明するための説明図である。
【図３】図２に示す筒状体１０に挿入されたバッフルフィンについて説明する説明図である。
【図４】図２に示す筒状体１０内の液体の流れを説明する説明図である。
【図５】図２に示す筒状体１０内に凍結ブロックが形成された場合を説明する説明図である。
【図６】本発明に係る冷却液供給装置の他の例を説明する概略図である。
【図７】従来の冷却液供給装置を説明する概略図である。
【符号の説明】
【００１６】
１０  筒状体
１２  コイル状冷却器
１２ａ  内部空間部
１４  供給配管
１５  バッフルフィン
１５ａ  切欠部
１６  供給ポンプ
２０  温度センサ
２２  冷凍装置
２３  圧縮機
２４  凝縮器
２６  ファン
３０  膨張弁
３４  アイスセンサ
３６  制御部
３８  冷却水出口部
４２ａ  空気出口部
４２  空気抜き配管
４３  アイスセンサ
５０  凍結ブロック
【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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