JP2014179057A - 飲料供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 従来技術の飲料供給装置の省エネタイプの湯タンクでは、大容量の湯タンクを使用しているため、ヒータを使用しての湯の沸騰・保温に時間と電力が多くかかってしまう。また、湯タンクに真空断熱材を貼着して覆うだけであり、まだまだ熱の発散は大きく、さらに販売待機時に湯導管や給湯通路内にある湯が徐々に冷めていってしまうという問題がある。
【解決手段】 水、または湯を貯留する容器から調理部に供給された水、または湯により調理された飲料を提供する飲料供給装置において、前記容器は水、または湯を貯留するタンク２と、前記タンク２を囲繞し、少なくともタンク上部で断熱材５、６により閉塞された真空ジャケット３とで構成され、前記タンク２の下部に前記タンク２内の水、または湯を導出するための断熱材で覆われている導出部４を設けた飲料供給装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、近年求められている省エネルギー対策として、ホット飲料を提供する際に使用する湯タンクを高断熱湯タンクとした飲料供給装置に関するものである。

従来の飲料供給装置におけるカップ式飲料自動販売機では、沢山のホット飲料を提供できるように、大容量化した湯タンクを備えており、放熱面積が増大する結果、放熱量も多大なものとなり、内部に貯留した湯を所望の温度状態に維持するための消費電力量が大きいという問題があり、省エネには不向きである。
従来技術としては、湯タンクの側壁面を断熱材で覆って湯タンクからの熱の発散を防ぐもの（図９参照）が存在している。
しかしながら、この従来技術ではカップ式飲料自動販売機内に取り付けるための配線等で湯タンクの上下部には断熱材で覆っていないものや、上下側面を断熱材で覆っているものの、断熱効果が不十分で、湯タンク側面・上下からの熱の発散を防ぐことが十分にできず、効果のある省エネ対策とは言えないものである。
これを解決するための従来例として、所望の温度に加熱した湯を貯留する貯湯タンクを備え、この貯湯タンクから飲料生成用の湯を供給する給湯装置において、前記貯湯タンクの壁に真空断熱層を構成したことを特徴とする給湯装置（例えば、特許文献１を参照）が存在している。

特開２００５−３１６５６０号公報（特許請求の範囲の欄、発明の詳細な説明、及び図１〜図５を参照）

しかしながら、前記従来技術のカップ式飲料自動販売機等に採用されている省エネタイプの湯タンクでは、大容量の湯タンクを使用しているため、ヒータを使用しての湯の沸騰・保温に時間と電力が多くかかってしまう。また、従来の給湯装置においては、湯タンクに真空断熱材を貼着して覆うだけであり、まだまだ熱の発散は大きく、さらに販売待機時に湯導管や給湯通路内にある湯が徐々に冷めていってしまうという問題がある。
本発明は、上記問題を解決した飲料供給装置を提供するものである。

本発明の第１発明は上記課題を解決したものであり、請求項１に記載した通りの飲料供給装置であり、次のようなものである。
水、または湯を貯留する容器から調理部に供給された水、または湯により調理された飲料を提供する飲料供給装置において、前記容器は水、または湯を貯留するタンクと、前記タンクを囲繞し、少なくともタンク上部で断熱材により、閉塞された真空ジャケットとで構成され、前記タンクの下部に前記タンク内の水、または湯を導出するための断熱材で覆われている導出部を設けた構成である。

本発明の第２発明は上記課題を解決したものであり、請求項２に記載した通りの飲料供給装置であり、次のようなものである。
請求項１に記載の発明に加えて、前記真空ジャケット内壁が、前記タンクを兼ねる構成である。

本発明の第３発明は上記課題を解決したものであり、請求項３に記載した通りの飲料供給装置であり、次のようなものである。
請求項１、または請求項２に記載の発明に加えて、前記導出部は、マニホールドである構成である。

本発明の第４発明は上記課題を解決したものであり、請求項４に記載した通りの飲料供給装置であり、次のようなものである。
請求項１乃至請求項３のうち、いずれか１項に記載の発明に加えて、前記飲料供給装置は、制御部と、前記導出部を加熱する加熱装置と、前記導出部、または前記導出部近傍に温度検出装置とを備え、前記制御部は、飲料供給装置の提供待機中に前記温度検出装置によって検出された前記導出部、または前記導出部近傍の温度が、所定の温度以下になると、前記加熱装置によって導出部の加熱を開始するよう制御するものである。

本発明の第５発明は上記課題を解決したものであり、請求項５に記載した通りの飲料供給装置であり、次のようなものである。
請求項１乃至請求項４のうち、いずれか１項に記載の発明に加えて、前記制御部によって前記タンク内の水、または湯の前記導出部への導出を制御する弁を備え、前記制御部は、飲料の調理を開始する前に、前記容器から調理部に至る給水経路に前記容器内の水、または湯を所定時間または所定量通水するように前記弁を制御するものである。

本発明の第６発明は上記課題を解決したものであり、請求項６に記載した通りの飲料供給装置であり、次のようなものである。
請求項４、または請求項５に記載の発明に加えて、前記温度検出装置によって検出され、前記加熱装置によって前記導出部の加熱を開始するように制御する温度、飲料の調理を開始する前に前記容器から前記調理部に至る前記給水経路に、前記容器内の水、または湯を通水する時間、または量は任意に設定可能であるものである。

本発明の第７発明は上記課題を解決したものであり、請求項７に記載した通りの飲料供給装置であり、次のようなものである。
飲料供給装置において、大容量の湯タンクに代えて、小容量の湯タンクを設け、前記小容量の湯タンクよりひと回り大きく、断熱効果のある真空ジャケットの中に小容量の湯タンクを収納し、湯タンク上部を発泡ポリプロピレン等の断熱材で覆い、湯タンク下部、及び湯を供給するための湯弁であるマニホールド部を断熱材で覆った構成である。

本発明に係る飲料供給装置は、上記説明のような構成を有するので、以下に記載する効果を奏する。
（１）湯タンクを高断熱である真空ジャケット内に搭載すると共に、マニホールド部を断熱材で覆ったため、湯タンク内、およびマニホールド内のお湯の温度が下がるのを防止し、結果、従来の給湯装置と比べて優れた省エネ効果を奏することができる。
（２）請求項４に記載の発明によると、本発明の湯タンクの下部に設けられた湯弁に溜まるお湯の温度が下がると、温度検出装置によって湯温の下がりを検出し、加熱装置によって再加熱をし、例えば販売待機時間が長い場合であっても、適温のホット飲料を提供することができる。
（３）請求項６に記載の発明によると、レギュラーコーヒー等、抽出の際に高温のお湯を必要とする場合には、タンク下部に設けられた湯弁にお湯を通し、給湯管を予熱させることによって、湯タンクから送られてくるお湯が給湯管によって熱を奪われてしまうことを防ぎ、適温のお湯を給湯することができる。さらに、飲料供給装置の設置場所によって、湯弁に溜まるお湯の温度制御や、給湯管等を予熱するために流す湯通しの湯量・温度を自由に設定することができるものである。
（４）請求項７に記載の発明によると、飲料供給装置の内でも、カップ式飲料自動販売機では、利用者のホット飲料の連続購入に対応するべく、小型高断熱湯タンクを採用することで、湯タンク内の湯温を好適な温度で長時間保つことができ、さらに小型の湯タンクのため、適温まで、より短時間で温めることができ、利用者を待たせずにホット飲料を提供することができる。

本発明の飲料供給装置のタンクの一実施例を示す概略分解斜視図である。 本発明の飲料供給装置のタンクの一実施例を示す概略断面図である。 本発明の飲料供給装置のタンク下のマニホールド部の一実施例を示す概略分解斜視図である。 本発明の飲料供給装置の一例であるカップ式飲料自動販売機におけるキャニスター、水回り系統を示す系統図である。 本発明の制御システムの一実施例におけるブロック図で示す説明図である。 本発明の湯タンク下部における保温制御の一実施例におけるフローチャート図である。 本発明のブルワー・すて湯搬出制御の一実施例におけるフローチャート図である。 本発明のレギュラーコーヒーの湯通し制御を示すタイムチャート図である。 従来の飲料供給装置の湯タンクの一例を示す概略斜視図である。 従来の飲料供給装置の湯タンクの一例を示す概略断面図である。

請求項４のような具体的な例として、水、または湯を貯留する容器から調理部に供給された水、または湯により調理された飲料を提供する飲料供給装置において、前記容器は水、または湯を貯留するタンクと、前記タンクを囲繞し、少なくともタンク上部で断熱材により閉塞された真空ジャケットとで構成され、前記タンクの下部に前記タンク内の水、または湯を導出するための断熱材で覆われている導出部を設け、前記飲料供給装置は、制御部と、前記導出部を加熱する加熱装置と、前記導出部、または前記導出部近傍に温度検出装置とを備え、前記制御部は、飲料供給装置の提供待機中に前記温度検出装置によって検出された前記導出部、または前記導出部近傍の温度が、所定の温度以下になると、前記加熱装置によって導出部の加熱を開始するよう制御する飲料供給装置である。

以下、図面を用いて従来機種の省エネ型湯タンクと本発明の一実施例のタンクを比較しながら説明する。
図９、図１０からも理解できるように、従来技術では湯タンク２’からの出湯を制御する電磁弁１９が、湯タンク２’の側壁面に直接配置されていることから、電磁弁１９が開くと、湯タンク２’内の湯が直接流出する一方、電磁弁１９が、湯タンク２’の側壁面に配置されているために、湯タンク２’を自動販売機内に配置した場合に、その前後方向や左右方向に突出することから、自動販売機本体の設置面積を小さくすることの妨げとなっていた。また、この電磁弁１９を湯タンク２´の一方の端面（多くは、下端面）に配置することが考えられるが、そのような構成にした場合には、設置面積を小さくすることには貢献できるが、湯タンク端面の面積が限られている（小さい）ことから、多数の電磁弁１９を配置することができないために、配管を用いて電磁弁を上下方向にずらして配置されている。しかし、そのような配置にした場合には、待機時に湯タンク２´と電磁弁１９との間の配管内に滞留している湯が放熱し（なお、前記特許文献１の特開２００５−３１６５６０号公報においても、側壁面に電磁弁１９を配置しているにもかかわらず、導湯管１２が長く延びており、その部分から放熱してしまう。）、給湯を開始した時に、電磁弁１９が湯タンク２´の側壁面に配置された従来の構成のように湯タンク２内の湯が直接調理部に供給されず、配管内に滞留し放熱した温度の低い湯や水が、調理部へ最初に供給されるために、温度の低い飲料が供給されたり、適切な温度で調理されない劣った味の飲料が、提供されたりすることとなる。
これを解決するために、本願発明の請求項４に記載のように、水、または湯を貯留する容器から調理部に供給された水、または湯により調理された飲料を提供する飲料供給装置において、前記容器は水、または湯を貯留するタンクと、前記タンクを囲繞し、少なくともタンク上部で断熱材により閉塞された真空ジャケットとで構成され、前記タンクの下部に前記タンク内の水、または湯を導出するための断熱材で覆われている導出部を設け、前記飲料供給装置は、制御部と、前記導出部を加熱する加熱装置と、前記導出部、または前記導出部近傍に温度検出装置とを備え、前記制御部は、飲料供給装置の提供待機中に前記温度検出装置によって検出された前記導出部、または前記導出部近傍の温度が、所定の温度以下になると、前記加熱装置によって導出部の加熱を開始するよう制御することで、断熱材で覆ったり、必要に応じて加熱したりすることで、適切な温度の湯を供給することができる。
また、本願発明の請求項５に記載のように湯通しを実施することで適切な温度の湯を供給することができるが、この場合であっても、湯タンク２と電磁弁１９との間の配管が、断熱材で覆われていることにより湯通しする湯の量を少なくすることができると共に、飲料を提供する時間（＝購入者が待つ時間）も短くすることができるものである。

次に、本発明の飲料供給装置の一実施例をカップ式飲料自動販売機のキャニスター、水回りを中心にブロック化して示す系統図に基づいて説明する。
図４からも理解できるように、各取付位置に温度センサが設けられている。それは、温水タンク上部、温水タンク下部、冷却水槽内、庫内の各温度を測定する温度センサが設けられている。
その他については、図４に示した通り、カップ式飲料自動販売機の機構が設けられていることは言うまでもない。
本発明のタンク１は、図１からも理解できるように、本発明で採用したタンク１は、円筒状に形成された湯タンク本体２に真空ジャケット３を被せ、湯タンク本体２の上下から発泡ポリプロピレン等の断熱材５、６で覆い、湯タンク本体２下部に導出部４を取り付けたことを特徴の一つとしている。

タンク１の内部は、図２からも理解できるように、湯タンク本体２内の温度を測る上下のサーミスタ７、７´、メインヒータ８、サブヒータ９、オーバーフローパイプ１０、給湯パイプ１１、給水パイプ１２、ドレンパイプ１３等で構成されており、この湯タンク本体２の周りに真空ジャケット３を被せたものであり、さらに、湯タンク本体２上下から上下断熱材５、６で真空ジャケット３の上下端を塞いだものである。
なお、通常上下断熱材５、６は、真空ジャケット３の上下部を塞ぐことで、放熱を防ぐことができるが、図１、２のように、真空ジャケット３までを覆うように上下断熱材５、６を構成することによって、より熱の発散を防ぐことができるものである。
タンク１の下部には、導出部４を設けており、これによって、様々な種類のホット飲料の各調理部（図４参照）へと給湯を行っている。さらに、前記導出部４も断熱材１４で覆うものである。

本発明では、図３からも明らかなように、タンク１の下部に設けた導出部４にも断熱材１４を取り付けることによって、熱の発散を防止しているものである。さらに、導出部４下部に断熱材１６で覆った加熱装置１５を取り付けている。
この加熱装置１５は、飲料供給装置の販売待機中に、導出部４に貯留されているお湯の湯温が下がってしまうことを防ぐもので、前記導出部４近くの温度検出装置（図４参照）によって庫内空気温度を計測し、設定の庫内温より下がっている場合に加熱装置１５によって導出部４内のお湯を温めることができるものであり、これによって、飲料供給装置の販売動作開始時に、導出部４からブルワー等のホット飲料の各調理部に流れる湯温を最適に保つことができるものである。
つまり、図６のように、タンクの庫内温度が設定温度より低くなった場合は、保温加熱装置の出力設定による出力制御を行い、設定温度に達している場合は、保温加熱装置をＯＦＦにすることで、タンク下部の保温制御を行うものである。
なお、図３中１７は断熱材押え板、１８は電磁弁を導出部４に取り付けるための電磁弁クリップ、１９は湯タンクからの湯量やどの調理部に給湯するかの制御をするための電磁弁である。

ここで、図７に基づいて本発明のブルワーによるすて湯搬出制御について説明する。
なお、すて湯とは、導出部からブルワーまでの給湯管を予熱するために流す湯のことである。
すて湯搬出制御は、図示からも理解できるように、飲料の販売状態になると、前回の販売状態から今回の販売状態の間隔が設定時間より長い、または庫内温度が設定温度より低い場合、すて湯搬出動作を実行する。
このすて湯搬出作業が終了すると、販売間隔計測をリセットし、通常飲料の搬出動作を開始する。これを飲料の販売状態毎に繰り返し動作させるものである。
なお、販売間隔が設定時間より短い場合には、すて湯搬出動作は実行されないものである。また、前記の庫内温度が設定温度より高い場合にも同様にすて湯搬出動作は実行されないものである。

さらに、レギュラーコーヒー等のように、ブルワー等で抽出調理を行う場合には、他のインスタント飲料と比べてより高温のお湯が必要となる。
そのため、販売待機時間が長い場合や飲料供給装置の設置場所が寒冷地である場合等は、導出部４を通ってブルワーまで給湯するまでの給湯管が冷えてしまっており、給湯中に熱を奪われてしまい、レギュラーコーヒー等を好適に調理するための湯温が得られない場合が発生してしまう。
そこで、本発明のタンク１を備えた飲料供給装置では、販売待機時間が長かった場合や、飲料供給装置の設置場所が寒冷地である場合等は、販売動作開始時に、湯タンク本体２から給湯管を予熱するために湯通しを行うように制御システムを構築するものである。
ここで、図８に基づいてコーヒー湯通し制御におけるタイムチャートを説明する。
湯通しは、導出部から給湯管を経てブルワーまでを予熱するために流す湯を湯通しと称しているものであり、この湯通しは、前記図７、及び図８からも理解できるように、販売指令→すて湯制御→湯通し制御→飲料抽出、調理販売の流れとなっている。
このような流れを採用したために、先ず給湯管を予熱し、その後にブルワーまで湯を流して予熱を行うことで、ブルワーを、より高い温度での予熱を行うことができる。
図８はその具体的な一例を示したもので、豆等のキャニスター、カップ機構、ミルモータ、抽出湯、飲料ブルワー、カップ搬送機構、原料一時保留装置、原料攪拌装置（上下動作を含む）、原料攪拌、冷水添加、洗浄、販売口扉開閉の各部機構の関連動作のタイムチャートで、湯通し動作を中心に説明するもので、販売スタートから飲料がカップに充填され、これを取り出す間のタイムチャートである。

また、図５は、本発明の制御システムの一実施例を示すもので、メインボックスの操作により、設定されたプログラムに基づいてサブボックスに設けられた貯湯制御部とブルワー制御部で制御されるもので、貯湯制御部では、湯タンクヒータＭ、Ｓ、湯温センサａ、ｂ、湯電磁弁ａ、ｂ、湯弁保温ヒータ、温度センサ、湿度センサ等を利用して関連構成することにより、制御を実行するものである。また、ブルワー制御部では、ブルワーモータ、ブルワーエンコーダ、待機位置スイッチ等を利用してブルワー制御を行うものである。

湯温制御は、湯タンクメインヒータＭ、サブヒータＳで制御する。設定範囲の上限である９９℃は結果的に沸騰制御となり、沸騰制御が働いた場合は、自動的に制御温度を下げるようにする。
また、メインヒータＭとサブヒータＳは同時にＯＮするパターンもあり、断水時（湯タンク低水位）の場合は、メインヒータＭ、サブヒータＳをＯＦＦにするように構成されるものである。

なお、上記の制御システムでは、湯通しの温度、各ヒータ８、９、１５の起動温度の設定を自由に行うことができ、飲料供給装置の設置場所や、販売者のニーズ等に合わせて様々な形態をとることができるものである。

なお、本実施例では、湯タンクの形状として円筒状のものを開示したが、従来のように角柱型や他の形状であっても良いものである。
また、本実施例では、真空ジャケット３の中に湯タンク２を収納したものを示したが、これは湯タンク２の製造メーカーと、真空ジャケット３の製造メーカーが異なる場合、それぞれの製造責任を明確にするために取る場合の例をとって示したものであり、一社で高断熱湯タンクを製造する場合は、湯タンクをジャケット構造部に収納する方法は取らず、湯タンク側面を直接ジャケット構造とすることにより、湯タンク２と真空ジャケット３を別体で製造するよりコストを下げることが可能である。

既存の飲料供給装置に追加で組み込むなど、全ての飲料供給装置で利用することができる。

１・・・・タンク
２・・・・湯タンク本体
２´・・・・湯タンク
３・・・・真空ジャケット
３´・・・・断熱材
４・・・・導出部
４´・・・・導出部
５・・・・上断熱材
６・・・・下断熱材
７・・・・上サーミスタ
７´・・・・下サーミスタ
８・・・・メインヒータ
８´・・・・下加熱装置
９・・・・サブヒータ
９´・・・・上加熱装置
１０・・・・オーバーフローパイプ
１１・・・・給湯パイプ
１２・・・・給水パイプ
１３・・・・ドレンパイプ
１４・・・・断熱材
１５・・・・加熱装置
１６・・・・断熱材
１７・・・・断熱材押え板
１８・・・・電磁弁クリップ
１９・・・・電磁弁

Claims (7)

1. 水、または湯を貯留する容器から調理部に供給された水、または湯により調理された飲料を提供する飲料供給装置において、前記容器は水、または湯を貯留するタンクと、前記タンクを囲繞し、少なくともタンク上部で断熱材により、閉塞された真空ジャケットとで構成され、前記タンクの下部に前記タンク内の水、または湯を導出するための断熱材で覆われている導出部を設けたことを特徴とする飲料供給装置。
2. 前記真空ジャケット内壁が、前記タンクを兼ねることを特徴とする請求項１記載の飲料供給装置。
3. 前記導出部は、マニホールドであることを特徴とする請求項１または２に記載の飲料供給装置。
4. 前記飲料供給装置は、制御部と、前記導出部を加熱する加熱装置と、前記導出部、または前記導出部近傍に温度検出装置とを備え、前記制御部は、飲料供給装置の提供待機中に前記温度検出装置によって検出された前記導出部、または前記導出部近傍の温度が、所定の温度以下になると、前記加熱装置によって導出部の加熱を開始するよう制御することを特徴とする請求項１乃至３に記載の飲料供給装置。
5. 前記飲料供給装置は、前記制御部によって前記タンク内の水、または湯の前記導出部へ導出を制御する弁を備え、前記制御部は、飲料の調理を開始する前に、前記容器から調理部に至る給水経路に前記容器内の水、または湯を所定時間または所定量通水するように前記弁を制御することを特徴とする請求項１乃至請求項４のうち、いずれか１項に記載の飲料供給装置。
6. 前記温度検出装置によって検出され、前記加熱装置によって前記導出部の加熱を開始するように制御する温度、飲料の調理を開始する前に前記容器から前記調理部に至る前記給水経路に、前記容器内の水、または湯を通水する時間、または量は任意に設定可能であることを特徴とする請求項４、または請求項５に記載の飲料供給装置。
7. 飲料供給装置において、大容量の湯タンクに代えて、小容量の湯タンクを設け、前記小容量の湯タンクよりひと回り大きく、断熱効果のある真空ジャケットの中に小容量の湯タンクを収納し、湯タンク上部を発泡ポリプロピレン等の断熱材で覆い、湯タンク下部、及び湯を供給するための湯弁であるマニホールド部を断熱材で覆ったことを特徴とする小型高断熱湯タンクを搭載した飲料供給装置。
   

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