JP2014037908A - Cooling structure of cooling tank, and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、例えば、飲料水供給装置(ウォ−ターサ−バー等と一般的に呼称されている)等で実施される冷却タンクの冷却構造及びその製造方法に係わり、更に詳しくは省エネ、高機能、経済的な圧縮機型冷却手段を備えた斬新な冷却タンク及びその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a cooling structure for a cooling tank and a method for manufacturing the same, for example, performed in a drinking water supply device (generally called a water server or the like). The present invention relates to a novel cooling tank equipped with an economical compressor type cooling means and a method for manufacturing the same.
従来、飲料水供給装置(ウォ−ターサ−バー等と一般的に呼称されている)等で実施される冷却タンクの冷却構造としては、例えば、上部が開口し、底板に内部と連通する吐出管(吐出口)を設けたステンレス等の金属材料により構成された有底円筒状の冷却タンク本体の外壁冷却領域に、フロンガス等の冷媒を流通させる所定の径の銅管(銅管蒸発器)をスパイラル状に巻付けて構成し、この銅管内に所定容量の冷媒を流通させることで、冷却タンクに収容した飲料水等の流体を所定温度(例えば、4°C〜8°Cの範囲)に冷却し、何時でも冷却タンクに設けた吐出管(吐出口)から冷水を注出させることが出来るように構成されている(例えば、特許文献1、特許文献2参照)。
Conventionally, as a cooling structure of a cooling tank implemented by a drinking water supply device (generally called a water server or the like), for example, a discharge pipe that is open at the top and communicates with the inside of the bottom plate A copper tube (copper tube evaporator) with a predetermined diameter for circulating a refrigerant such as chlorofluorocarbon gas in the outer wall cooling region of the bottomed cylindrical cooling tank body made of a metal material such as stainless steel provided with a (discharge port). It is configured by winding in a spiral shape, and a predetermined volume of refrigerant is circulated in the copper pipe, so that the fluid such as drinking water stored in the cooling tank has a predetermined temperature (for example, a range of 4 ° C to 8 ° C). The chilled water can be poured out from the discharge pipe (discharge port) provided in the cooling tank at any time (see, for example,
ところで、このような従来の冷却タンクの冷却構造は、上述したようにステンレス製の冷却タンク本体の外壁冷却領域に、冷媒を流通させる所定の径の銅管(銅管蒸発器)をスパイラル状に巻付けて冷却させる構造であったため、銅管外壁と冷却タンク本体の外壁との間での接触軌跡が一本の螺旋状線接触状態となっており、接触面積(線接触)が狭い上に、冷媒が銅管を介して冷却タンク本体の外壁を間接的に冷却することから冷却タンク本体の冷水収容容量にもよるが一定温度に冷却させる冷却時間が長くかかり、冷却効率が極めて悪いと言う問題があった。 By the way, the cooling structure of such a conventional cooling tank has a spiral shape of a copper pipe (copper pipe evaporator) having a predetermined diameter for circulating a refrigerant in the outer wall cooling region of the stainless steel cooling tank body as described above. Since it was wound and cooled, the contact trajectory between the outer wall of the copper tube and the outer wall of the cooling tank body is in a single spiral line contact state, and the contact area (line contact) is narrow. , Because the coolant indirectly cools the outer wall of the cooling tank body through the copper pipe, it takes a long cooling time to cool to a certain temperature, although it depends on the cooling water capacity of the cooling tank body, and the cooling efficiency is extremely poor There was a problem.
また、冷却手段として用いる熱伝導性の良い銅管の銅金属材料は、現在の金属資源単価も高く、原料コストが嵩む上に、貴金属にとっても不要な無駄を招くことから、近年の省エネ、省資源の方針にそぐわないと言う問題があった。 In addition, the copper metal material of copper pipes with good thermal conductivity used as a cooling means has a high current metal resource unit price, increases raw material costs, and causes unnecessary waste for precious metals. There was a problem that it did not match the resource policy.
そこで、従来から経済的で、高効率、信頼性が高く、冷却タンク本体を直接冷却することができる飲料水等の冷却水の冷却タンクの構造及びその製造方法が要望されていた。 Therefore, there has been a demand for a cooling water cooling tank structure such as drinking water that is economical, highly efficient, highly reliable, and capable of directly cooling the cooling tank body, and a method for manufacturing the same.
この発明はかかる従来の課題に着目し、経済的で、冷却効率が高い上に信頼性も高く、冷却タンク本体を直接冷却することができ、更に製造も容易な飲料水等の冷却水の冷却タンクの冷却構造及びその製造方法を提供することを目的とするものである。 The present invention pays attention to such conventional problems, and is economical, cooling efficiency is high, reliability is high, the cooling tank body can be directly cooled, and cooling water such as drinking water can be easily manufactured. An object of the present invention is to provide a tank cooling structure and a method for manufacturing the same.
この発明は上記目的を達成するため、上部が開口し、底板に内部と連通する吐出管を設けた金属製材料により構成された有底筒状の冷却タンク本体と、冷却タンクの外壁冷却領域に被嵌し、冷却タンク内の流体を所定温度に冷却する冷却手段を設けた冷却タンクの冷却構造であって、前記冷却手段は、冷却タンク本体と少なくとも同じ金属材料で構成された筒状ジャケットを水密的に被嵌するとと共に、筒状ジャケットの上部または下部の一方の外壁面からの長手方向に沿って接合加工手段により接合しながら所定のピッチで冷却タンクの外壁面と筒状ジャケットとの間に所定の断面形状を有するスパイラル状の冷媒通路を一体的に形成し、この冷媒通路の一方に冷媒の流入口を設け、他方に冷媒の流出口を設けたことを要旨とするものである。 In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides a bottomed cylindrical cooling tank body made of a metal material having an opening at the top and a discharge pipe communicating with the inside of the bottom plate, and an outer wall cooling region of the cooling tank. A cooling structure for a cooling tank that is fitted and provided with cooling means for cooling the fluid in the cooling tank to a predetermined temperature, wherein the cooling means includes a cylindrical jacket made of at least the same metal material as the cooling tank body. It fits in a watertight manner and is joined between the outer wall surface of the cooling tank and the cylindrical jacket at a predetermined pitch while being joined by the joining means along the longitudinal direction from one outer wall surface of the upper or lower part of the cylindrical jacket. The gist is that a spiral refrigerant passage having a predetermined cross-sectional shape is integrally formed, a refrigerant inlet is provided in one of the refrigerant passages, and a refrigerant outlet is provided in the other. .
ここで、前記冷却タンク及び筒状ジャケットが、0.1〜1mmの熱伝導が良く、防錆効果の高い金属製薄板で成形し、前記冷却手段のスパイラル状の冷媒通路は、冷却タンクの長手方向に沿って2〜10mmピッチで形成するものである。 Here, the cooling tank and the cylindrical jacket are formed of a thin metal plate having a good heat conduction of 0.1 to 1 mm and having a high rust prevention effect, and the spiral refrigerant passage of the cooling means is the length of the cooling tank. It is formed at a pitch of 2 to 10 mm along the direction.
また、前記冷却タンク本体と筒状ジャケットとの接合加工手段が、加圧ロールを使用したロール加圧加工方法、締まり嵌め結合または滑り嵌め結合、溶接接合方法から選ばれた一つを使用して加工するものである。 In addition, the joining processing means between the cooling tank body and the cylindrical jacket is one selected from a roll pressurizing method using a pressurizing roll, an interference fit coupling or a slip fit coupling, and a welding joining method. To be processed.
前記冷却手段は、冷媒通路の一方に設けた冷媒の流入口に連結屈曲パイプを連結すると共に、冷媒通路の他方に設けた冷媒の流出口にリターンパイプを設け、前記連結屈曲パイプの下端側からキャピラリチューブを挿入して構成する。 The cooling means connects the connecting bent pipe to the refrigerant inlet provided in one of the refrigerant passages, and provides a return pipe at the refrigerant outlet provided in the other refrigerant passage, from the lower end side of the connecting bent pipe. A capillary tube is inserted and configured.
また、この発明の冷却タンクの冷却構造の製造方法は、上部が開口し、底板に内部と連通する吐出管を設けた金属製材料により構成された有底筒状の冷却タンク本体の外壁冷却領域に、予め冷却タンク本体と少なくとも同じ金属材料で構成された筒状ジャケットを水密的に被嵌し、このように組付けた冷却タンク本体を成形ドラムに挿入して支持した状態で、筒状ジャケットの上部または下部の一方の外壁面からの長手方向に沿って加圧ロールを使用したロール加圧加工方法、締まり嵌め結合または滑り嵌め結合、溶接接合方法から選ばれた一つの接合加工手段を使用して接合しながら所定のピッチで冷却タンクの外壁面と筒状ジャケットとの間に所定の断面形状を有するスパイラル状の冷媒通路を一体的に形成し、この冷媒通路の一方に連結屈曲パイプを連結する冷媒の流入口を設け、他方にリターンパイプを設けた冷媒の流出口を設けることを要旨とするものである。 Also, the manufacturing method of the cooling structure of the cooling tank according to the present invention includes an outer wall cooling region of a bottomed cylindrical cooling tank body formed of a metal material having an opening at the top and a discharge pipe communicating with the inside of the bottom plate. In a state where a cylindrical jacket made of at least the same metal material as the cooling tank body is fitted in a watertight manner, and the assembled cooling tank body is inserted into a molding drum and supported, the cylindrical jacket is supported. One joining processing method selected from a roll pressurizing method using a pressure roll along the longitudinal direction from one outer wall surface of the upper or lower part, an interference fit coupling or a sliding fit coupling, or a welding joining method is used. A spiral refrigerant passage having a predetermined cross-sectional shape is integrally formed between the outer wall surface of the cooling tank and the cylindrical jacket at a predetermined pitch while being joined together, and is connected to one of the refrigerant passages. An inlet of the refrigerant connecting the bent pipe is provided, it is an Abstract that other to provide a coolant outlet provided with a return pipe.
ここで、前記冷媒通路の一方から圧縮冷媒を順次送りこみ他方から流出させて冷却タンク本体内の液体を一定温度以下に冷却するものである。 Here, the compressed refrigerant is sequentially fed from one of the refrigerant passages and flows out from the other to cool the liquid in the cooling tank body to a certain temperature or lower.
このように、コンベヤベルトの端末部における成型加工を予めコンベヤベルト製造工場等で行うことで、コンベヤベルトの接合作業現場における加工時間や接合作業時間の短縮化を図ることが出来るものである。 As described above, the molding process at the conveyor belt terminal can be performed in advance at the conveyor belt manufacturing factory or the like, thereby shortening the processing time and the joining work time at the conveyor belt joining work site.
この発明は、上記のように上部が開口し、底板に内部と連通する吐出管を設けた金属製材料により構成された有底筒状の冷却タンク本体と、冷却タンクの外壁冷却領域に被嵌し、冷却タンク内の流体を所定温度に冷却する冷却手段を設けた冷却タンクの冷却構造であって、前記冷却手段は、冷却タンク本体と少なくとも同じ金属材料で構成された筒状ジャケットを水密的に被嵌するとと共に、筒状ジャケットの上部または下部の一方の外壁面からの長手方向に沿って接合加工手段により接合しながら所定のピッチで冷却タンクの外壁面と筒状ジャケットとの間に所定の断面形状を有するスパイラル状の冷媒通路を一体的に形成し、この冷媒通路の一方に冷媒の流入口を設け、他方に冷媒の流出口を設けたので以下のような優れた効果を奏するものである。
(a).従来の冷却水の冷水タンクに較べて消費電力を約25%節約することが出来る等極めて経済的であり、また冷却効率が高い上に信頼性も高いものとすることが出来る。
(b).冷却タンク本体を直接冷却することができるので極めて効率的である。
(c).部品点数も少なく高価な金属族材料を使用せずに簡易に製造することが出来るので、従来の冷却水の冷水タンクに較べて安価に製作でき、従来の冷却タンクの冷却構造よりもコストダウンを図ることが出来る。
As described above, the present invention includes a bottomed cylindrical cooling tank body made of a metal material having an opening at the top and a discharge pipe communicating with the inside of the bottom plate, and is fitted into the outer wall cooling region of the cooling tank. A cooling tank cooling structure provided with a cooling means for cooling the fluid in the cooling tank to a predetermined temperature, wherein the cooling means is watertight for a cylindrical jacket made of at least the same metal material as the cooling tank body. And a predetermined pitch between the outer wall surface of the cooling tank and the cylindrical jacket at a predetermined pitch while being joined by the joining means along the longitudinal direction from one outer wall surface of the upper or lower part of the cylindrical jacket. A spiral refrigerant passage having a cross-sectional shape is integrally formed, a refrigerant inlet is provided in one of the refrigerant passages, and a refrigerant outlet is provided in the other, so that the following excellent effects can be obtained. Than is.
(A). Compared to a conventional cooling water chilled water tank, the power consumption can be saved by about 25%, and it is extremely economical, and the cooling efficiency is high and the reliability is high.
(B). Since the cooling tank body can be directly cooled, it is extremely efficient.
(C). Because it can be manufactured easily without using expensive metal group materials with a small number of parts, it can be manufactured at a lower cost than conventional cooling water chilled water tanks, and the cost can be reduced compared to conventional cooling tank cooling structures. I can plan.
以下、添付図面に基づき、この発明の実施形態を説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1は、この発明を実施した冷却タンクの全体を示す外観斜視図、図2はこの発明を実施した冷却タンクの背面側拡大斜視図、図3は図2の平面斜視図、図4は図2のA−A矢視半断面図を示し、この冷却タンクは、図1〜図4に示すように、上部1aが開口し、底板1bに内部と連通する吐出管2を設けたステンレス板等の金属製材料により構成された有底筒状の冷却タンク本体1Aと、冷却タンク1Aの外壁冷却領域1xに被嵌し、冷却タンク1A内の飲料水等の流体を所定温度に冷却する冷却手段3を設けた冷却構造になっている。
1 is an external perspective view showing the entire cooling tank embodying the present invention, FIG. 2 is an enlarged rear perspective view of the cooling tank embodying the present invention, FIG. 3 is a plan perspective view of FIG. 2, and FIG. 2 shows a half cross-sectional view taken along the line A-A. As shown in FIGS. 1 to 4, this cooling tank is made of a stainless steel plate or the like in which an
前記冷却手段3は、冷却タンク本体1Aと少なくとも同じステンレス板等の金属材料で構成された筒状ジャケット4を水密的に被嵌するとと共に、筒状ジャケット4の上部または下部の一方の外壁面からの長手方向に沿って溶接等の接合加工手段により接合しながら所定のピッチPで冷却タンク1Aの外壁面と筒状ジャケット4との間に所定の断面形状(この実施形態では半円弧状であるが、この形状には限定されない)を有するスパイラル状の冷媒通路5を一体的に形成してある。
The cooling means 3 fits a
そして、この冷媒通路5の一方にフロンガス等の冷媒の流入口6を設け、他方に冷媒の流出口7が設けてある。前記冷却タンク1A及び筒状ジャケット4は、0.1〜1mmの熱伝導が良く、防錆効果の高いステンレス板等の金属製薄板で成形してあり、また前記冷却手段3のスパイラル状の冷媒通路5は、冷却タンク1Aの長手方向に沿って2〜10mmピッチで形成してある。
One of the
前記冷却タンク1A及び筒状ジャケット4の金属製薄板は、余り薄いと強度的な問題があり、また厚すぎると、加工や熱効率の点で上記の範囲が好ましく、またスパイラル状の冷媒通路5のピッチも冷却タンク本体1A冷却効率から2〜10mmピッチで形成するのが好ましい。
The
前記冷却タンク本体1Aと筒状ジャケット4との接合加工手段は、加圧ロールを使用したロール加圧加工方法、締まり嵌め結合または滑り嵌め結合、溶接接合方法から選ばれた一つを使用して加工し、少なくとも冷媒通路5から冷媒が漏れないように形成することが重要である。
The joining means for the
前記冷却手段3は、冷媒通路5の一方に設けた冷媒の流入口6に連結屈曲パイプ8を溶接等により連結すると共に、冷媒通路5の他方に設けた冷媒の流出口7にはリターンパイプ9を連結して設け、前記連結屈曲パイプ8の下端側からは、所定の長さのキャピラリチューブ10が挿入してある。
The cooling means 3 is connected to a
次に、この発明の冷却タンク1Aの製造方法を図4〜図7を参照しながら具体的に説明する。まず上部1aが開口し、底板1bに内部と連通する吐出管2を設けたステンレス板等の金属製材料により構成された所定径の有底筒状の冷却タンク本体1Aを予め製造しておき、この有底筒状の冷却タンク本体1A外壁冷却領域1xに、冷却タンク本体1Aの一方から予め冷却タンク本体1Aと少なくとも同じ金属材料で構成された筒状ジャケット4を被せるように挿入して水密的に被嵌する。
Next, the manufacturing method of the
このように組付けた冷却タンク本体1Aを図7に示すように、製造工程の成形ドラム11に挿入して肩持ち状態で支持した状態で、筒状ジャケット4の上部または下部の一方の外壁面からの長手方向に沿って加圧ロール12を使用したロール加圧加工方法(または締まり嵌め結合または滑り嵌め結合、溶接接合方法から選ばれた一つ)の接合加工手段を使用して、前記冷却タンク本体1Aを一定方向に所定の速度で回転させながら、かつ接合加工手段の加圧ロール12を冷却タンク本体1Aの軸方向に加圧しながら一定のスピードで移動させると共に溶接させると、冷却タンク本体1Aの外壁面と筒状ジャケット4との間には所定の断面形状(半円弧状)を有するスパイラル状の冷媒通路5が一体的に形成される。
As shown in FIG. 7, the
この冷媒通路5の一方に上述した連結屈曲パイプ8を連結する冷媒の流入口6を設け、他方にリターンパイプ9を設けた冷媒の流出口7を設け、更に連結屈曲パイプ8の下端側からは、所定の長さのキャピラリチューブ10が挿入して構成するものである。
One of the
このようにして製造した冷却タンク本体1A内に所定量の飲料水を収容しておき、前記冷媒通路5の一方からフロンガス等の圧縮冷媒を所定量順次送りこみ、他方から流出させて冷却タンク本体内の液体を一定温度以下に冷却するものである。
A predetermined amount of drinking water is accommodated in the cooling tank
このように、冷却手段3は、冷却タンク本体1Aと少なくとも同じ金属材料で構成された筒状ジャケット4とを水密的に被嵌するとと共に、筒状ジャケット4の上部または下部の一方の外壁面からの長手方向に沿って接合加工手段により接合しながら所定のピッチで冷却タンク本体1Aの外壁面と筒状ジャケット4との間に所定の断面形状を有するスパイラル状の冷媒通路5を一体的に形成し、この冷媒通路5の一方に冷媒の流入口6を設け、他方に冷媒の流出口7を設けたので、従来の冷却水の冷水タンクに較べて消費電力を約25%節約することが出来る等極めて経済的であり、また冷却効率が高い上に信頼性も高いものとすることが出来る。
In this way, the cooling means 3 fits the
また、冷却タンク本体1Aを直接冷却することができるので極めて効率的であり、部品点数も少なく高価な金属族材料を使用せずに簡易に製造することが出来るので、従来の冷却水の冷水タンクに較べて安価に製作でき、従来の冷却タンクの冷却構造よりもコストダウンを図ることが出来る。
Moreover, since the
1a 上部
1b 底板
1A 冷却タンク本体
1x 外壁冷却領域
2 吐出管
3 冷却手段
4 筒状ジャケット
5 冷媒通路
P ピッチ
6 冷媒の流入口
7 冷媒の流出口
8 連結屈曲パイプ
9 リターンパイプ
10 キャピラリチューブ
11 成形ドラム
12 加圧ロール
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記冷却手段は、冷却タンク本体と少なくとも同じ金属材料で構成された筒状ジャケットを水密的に被嵌するとと共に、筒状ジャケットの上部または下部の一方の外壁面からの長手方向に沿って接合加工手段により接合しながら所定のピッチで冷却タンクの外壁面と筒状ジャケットとの間に所定の断面形状を有するスパイラル状の冷媒通路を一体的に形成し、この冷媒通路の一方に冷媒の流入口を設け、他方に冷媒の流出口を設けたことを特徴とする冷却タンクの冷却構造。 The top is open and the bottom plate is fitted with a bottomed tubular cooling tank body made of a metal material with a discharge pipe communicating with the inside, and the cooling wall on the outer wall of the cooling tank. A cooling tank cooling structure provided with cooling means for cooling to a predetermined temperature,
The cooling means is watertightly fitted with a cylindrical jacket made of at least the same metal material as the cooling tank body, and is joined along the longitudinal direction from one outer wall surface of the upper or lower part of the cylindrical jacket. A spiral refrigerant passage having a predetermined cross-sectional shape is integrally formed between the outer wall surface of the cooling tank and the cylindrical jacket at a predetermined pitch while being joined by means, and a refrigerant inlet is provided at one of the refrigerant passages. The cooling structure of the cooling tank is provided with an outlet for refrigerant on the other side.
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