JPS582568A - 水冷蓄熱式飲料冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はカップ式清涼飲料自動販売機、冷水あるいは
清涼飲料デスペンサなどに用いる水冷蓄熱式飲料冷却装
置に関する。

頭記飲料冷却装置として、水を満たした冷却水槽内に冷
凍機の蒸発コイル、飲料供給パイプラインに介挿し九飲
料冷却コイル、および水撹拌用のアジテータを浸漬配置
し、冷凍機の運転によシ水槽内の水を熱移動媒体として
飲料を冷却させる装置が周知である。この場合に冷凍機
の小容量化を目的として水槽内の蒸発コイルの周囲にい
わゆるアイスバンクと称される氷を常時蓄氷しておき。

冷凍機の停止中に％氷の蓄熱量を利用して槽内冷却水を
低温に維持し、これＫよシ瞬時的な飲料冷却能力の増強
化を図る方式が一般に広く採用されている。かかる従来
の水冷蓄熱式飲料冷却装置の概要を馬ｉｌｌに示す、第
１図において、ｌは飲料冷却用の水を満九し要冷却水槽
で６９．この中には水中に浸漬して冷凍機２の蒸発コイ
ル２１．飲料供給ライ／３の途中に介挿され九飲料冷却
コイル３１．および水撹拌用のアジテータ４が配置され
ている。冷凍機２は蒸発コイル２１を含め圧縮機２２．
凝縮器２３．およびキャビ２リチエーブ２４で冷凍サイ
クルを構成している。また飲料供給ライン３は水道より
給水を受ける水リザーバ５より引出して配管された冷水
ラインであり、送水ポンプ３２．冷却コイル３１．冷水
弁３３を経て先端の吐出ノズルがベンドステージに置か
れたカップ６の上方に臨んで開口している。なお図示さ
れていないが、同じ冷却水槽１内には前記の冷水ライン
のほかにシロップ供給ライン、および飲料供給ライン３
の途中から分岐した炭酸水供給ラインのカーボネータな
ども冷却するよう浸漬配置されている。

かかる構成において、アジテータ４で水を攪拌しつつ冷
凍機２を運転することにより、冷却水槽ｌ内の水を冷却
し、この水を熱移動媒体として冷却コイル３１を流れる
飲料水を冷やす。更に冷凍機２の運転中には蒸発コイル
２１の周囲に氷を生成させて常時アイスバンクとして蓄
氷しておき。

飲料水の連続供給時などには氷の蓄熱量を利用し１飲料
冷却能力の増強を図っている。

ところで上記飲料冷却装置の運転中には、＃科供給ライ
ン３の動作が正常であるにもががわらずしばしば飲料水
がカップ６ヘスムーズに供給されないトラブルの生じる
ことがある。このトラブルを調べて見ると、飲料供給ラ
イン３の途中狭い箇所、例えば冷水弁３３の内部などに
細かい氷片が詰ｔシ、水の流れを阻害していることが判
明し友。

このことは冷却過程で冷水弁３３が閉じている際に飲料
冷却コイル３１の部分で過冷却が生じ、これが原因で冷
水弁を開いえ際に飲料水中に氷片が発生した本のと考え
られ、この点についての考察を行った結果、その要因は
次の点にあることが明らかになり九。

すなわち冷却水槽１の水温の時間的推移を図て表わすと
＠２図の各点ｆＧ　、←）、ｆ今、・・・のような経過
をたどる。つまシ冷凍機２の運転開始により水槽１内に
おける蒸発コイル２１の周囲の水＃：ｔｆ１）の常温か
ら徐々に水温が低くなプ、蒸発コイル２１の周りに氷が
生じる直前には←）４（今のように水塩は氷点である６
℃を−えて更に低下し、マイナス温度の過冷却状態にな
シ、蒸尭コ４ル゛２１゛へ結氷が生じた瞬間に水はＯｔ
Ｋ戻石＝′それ以後は冷凍機の運転とと４に結氷層が成
ｍ”ｔ”ｂ−ＱＡ温ｄ″Ｏ℃に保たれる。また飲料水の
給水量が増して冷却負荷が冷凍機の蓄氷能力以上になれ
一〇で氷は融解してなくガ゛＞ａ永’ｉｆに）−に）ａ
　’！　”；　ＶＣ，）：昇するが。

飲料水の供給ｌｉ嬢−下あるいＭ４ｋ”Ｆれは再び氷温
ｄＯｋ下するｇ′□との場合に一蒸尭占４ルに着氷する
過程で（へ）→（ト）の期間に過冷却が生じる。この際
の過冷却度は集験で調べたところによれば冷凍機め能力
によっ’ｔ　＜　ａ　ｍ　本が最大二Ａ℃程度＋、゛繕
間的には数分、゛条件−何によっそｉ数半分も継続する
。しかもこあ過冷細励藺申にもラジチータ４は運転して
いＬので水槽１内の全域に過冷現象殊波及する。この！
ｉ！ｊＪｉ蒸発コイに２１と雪間して配置されている飲
料塔却弓イル３１内イ嶽料采も氷点以下に過潜却遮れる
ことになるので、この一点に冷水弁３３を開いて通水を
開始すると一撫時に氷片が生じて飲料供給レインｉの途
＊Ｋｋ、）ラブルを引起こす。特に自動販売機そは冷水
弁３３が時間制御で開くので、氷片詰壜シがそ′０まま
販売トラブルになる。゛ この過−ミーｊｊｋ′を防止する手段゛として、水槽内
の采−１特にｉ＊’＊Ａ却コ４ルココ４ル３ｉ水温ｉ検
知し、この水温か氷点近くまで１降して来九時に一時的
にアジチー夛４を停止し：着殖−−前に蒸発コイル２１
め周囲に生じ゛是過冷−が゛冷却’：ｘ’；ル”４　’
１　”Ｌ　’ｔで一及しなＱｉう”ｙ”するとと−′に
１着氷を確認してアジチー゛夕を運転再開する運転制御
方法か一案されてＣ／％Ｆ、とが方法は飲料パイプ内の
氷片発生防止には有効である反面、サーモスフ・トを含
むテジテーーの一転制一回路の構成に−くの兼用がかか
るし、誉−モスタット取付めた°応空関を要することか
ら水槽内の各部品のレイアウトに制約を与える。更に加
えてアジ′テ゛−夕を一時的にせよ停止する゛表−：回
１−□を界゛ｔての熱ｔｉ−ｇ一−１− よシアジテータ駆動用モータｉ冷却水によって冷ヤされ
るためにモータ内部に露付きが生じて絶縁劣化を来たす
恐れもあるし、水槽内での熱貫流性が一時に低下してし
まう。

この発明は上記の点にかんがみなされたもので６り、そ
の目的は冷凍機の蒸発コイルの配管の仕方に工夫を凝ら
し九簡易な手段により、アジテータを継続運転したまま
でも冷却水槽内に過冷却を発生させることなしに蒸発コ
イルの周シに氷を結氷させることができ、飲料供給ライ
ン中に氷片の発生するトラブルを防止できるようＫした
水冷蓄熱式飲料゛冷却装置を得ることにある。

かかる目的はこの発明により、冷媒蒸発温度の蛾も低い
冷媒入口に近い蒸発コイルの一部を冷却水槽における規
定水位の水面よりも上方に露呈させて配管し、冷凍機の
運転によって前記蒸発コイルの冷媒入口部分の周シに生
じた氷を種水とし、この種水の成長によシ蒸発コイルの
全周域に氷を着氷させるようにしたことにより達成され
る。

以下この発明を図示実施例に基づき説明する。

＠３図において、冷凍機の蒸発コイル２１はキャビ２リ
チエープ２４に連なる冷媒入口に近い部分２５を図示の
ように水槽１における規定水位の水＠Ｈから上方の空気
中に露呈させ、しかもこの露呈部分２５が水面ＨＫ接近
するように水面ＨＫ沿わせて配管されている。周知のよ
うに蒸発コイル２１はキャビ２リチエープ２４に近い冷
媒入口部分２５での冷媒蒸発温度が他の部分に較べて最
も低い。したがって上記のような配管で冷凍機を運転開
始すれば、水面上方の周囲空気中に含まれている温気、
あるいはアジテータ４の運転による水の攪拌で生じる水
面の波立ち、飛沫などが蒸発コイルに触れていち早く氷
結し、水面下の水温が氷点に到達する以前にコイル部分
２５の周りには図中の破線で示す氷層が僅かな時間の経
過とともにコイルに沿って成長してゆく。このようＫし
て着氷し九本は種水とな）、この種水を核として氷が更
に成長を続け、水面下に浸漬している蒸発コイル２１の
全域にまで着氷するようになる。このように種水を冷凍
機の運転初期の間に水面より上方に露呈し先部分に生成
させ、との嫌水を核とし九氷の成長により水中に浸漬さ
れている蒸発コイル部分の周りに着氷させるようにし九
ことＫよシ。

水中では過冷却現象の発生を伴わすに蒸発コイルの周り
に氷を生成させることができる。この結果、水温は０℃
以下に低下することがなくなシ、アジテータ４を継続運
転した壕までも冷却コイル３１内部での過冷却現象の発
生を防止できる。この運転経過を実機テストから得九デ
ータを基にタイムチャートで表わすと第４図のごとくで
ある。なお図中の温ｆ％性ＩｍＡ−Ｄは第３図に記入し
たＡ′〜Ｄ′の各＃１定も温度を表わす。すなわちＡは
冷却コイル３１の近傍の水温、Ｂは蒸発コイル２１の中
間部分のコイル表面温ｆ、Ｃは冷媒入口に最も近い部分
のコイル表面温度、Ｄは冷媒出口部分のコイル表面温度
である。このタイムチャートから明らかなように、アジ
テータ４を継続運転し九まま転途中でアイスバ尚１融解
した後に、再びアイスパンクを生成させる場合も同様に
行われる。なお図示例のように水面の上方に露呈させた
蒸発コイル２１の冷媒人口に近い部分２５を水面Ｈの近
くに沿って配管するととＫより、水面の波立ち、飛沫を
浴びる機会が増すし、水面に近いはど周囲空気の温気が
高いので種水を生成するのに有利である。

以上述べたようＫこの発明によれば、何等特別な部品を
付加することなく、単に蒸発コイルの冷媒入口に近い一
部分を水面上方に露呈させた配−管構成とすることで、
コスト面の負担をかけずＫｉｌ記の過冷却問題の解決を
図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来における水冷蓄熱式飲料冷却装置の系統図
、第２図は第１図装置の運転に伴う水温変化の推移を示
すタイムチャート、第３図はこの発明の実施例の構成を
示す配管図、第４図は第３図の運転特性を示すタイムチ
ャートである。 １・・・冷却水槽、２・・・冷凍機、２１・・・蒸発コ
イル。 ２５・・・蒸発コイルの冷媒人口に近い部分、３・・・
飲料供給ライン、３１・・・飲料冷却コイル、４・・・
アジテータ。 才　ｔ　図 才２０ ；？′　３　図 才４　ロ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）水を満九した冷却水槽内に冷凍機の蒸発コイル、飲
   料供給ラインに介挿された飲料冷却コイル。 および水撹拌用のアジテータを浸漬配置し、冷凍機の運
   転によシ蒸発コイルの周りに氷を生成させて蓄氷し、水
   槽内の水を熱移動媒体としてアージテータを運転しなが
   ら飲料冷却コイル内を通流する飲料を冷却するようにし
   九水冷蓄熱式飲料冷却装ｆｌｌＩにおいて、冷媒蒸発温
   度の最も低い冷媒入口に近い蒸発コイルの部分を冷却水
   槽内の水面よシ上方に露呈させて配管し、冷凍機の運転
   で前記蒸発コイルの冷媒入口部分の周りに生じた氷を核
   とする氷の成長によシ、蒸発コイルの全周域に氷を着氷
   させるようにしたことを特徴とする水冷蓄熱式％式％ ２、特許請求の範囲第１項に記載の冷科冷却装置におい
   て、冷媒人口に近い蒸発コイルの部分が水面近くに沿っ
   て水面の上方に配管されている水冷蓄熱式飲料冷却装置
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