JP7346209B2

JP7346209B2 - 飲料用熱交換器

Info

Publication number: JP7346209B2
Application number: JP2019179109A
Authority: JP
Inventors: 和宏表
Original assignee: Sanden Retail Systems Corp
Current assignee: Sanden Retail Systems Corp
Priority date: 2019-09-30
Filing date: 2019-09-30
Publication date: 2023-09-19
Anticipated expiration: 2039-09-30
Also published as: JP2021054474A

Description

本発明は、例えば、グラスやカップ等の容器に飲料を注入して提供する飲料提供装置に用いられ、提供する飲料を冷却または加熱するための飲料用熱交換器に関するものである。

従来の飲料提供装置としては、ワイン等の飲料が収容されたボトルを、開口部を下方に向けた姿勢で保持し、グラス一杯分の量の飲料をボトルからグラスに注入して提供するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許第３６０１８２３号公報

前記飲料提供装置は、飲料を所定の温度で提供する場合に、飲料が収容されたボトル全体を冷却することになるため、ボトルを収容する空間を形成する必要があり、装置が大型化する。

本発明の目的とするところは、飲料提供装置に適用した場合に、装置の大型化を抑制することが可能であり、また、洗浄等のメンテナンス作業が容易な飲料用熱交換器を提供することにある。

本発明の飲料用熱交換器は、前記目的を達成するために、飲料と熱媒体とを熱交換する飲料用熱交換器であって、上端側に飲料を流入させる飲料流入口が設けられ、下端側に飲料を流出させる飲料流出口が設けられ、鉛直方向に延びる中心軸の回りを螺旋状に飲料を流通させる飲料流路が形成された飲料流通管と、螺旋状に延びる前記飲料流通管の前記中心軸側において、前記飲料流通管に沿って螺旋状に熱媒体を流通させる熱媒体流通管と、を備え、前記飲料流通管は、前記熱媒体流通管に対して着脱自在である。

本発明によれば、飲料を自重によって下方に流通させる際に、それぞれ螺旋状に流通する飲料と熱媒体とを熱交換させることができるので、上下方向の寸法を大きくすることなく、伝熱面積を増大させることが可能となり、装置の大型化を抑制することが可能となる。また、熱媒体流通管が、螺旋状の飲料流通管に対して中心軸側に配置され、飲料流通管が熱媒体流通管に対して着脱自在であるため、熱媒体流通管に対する飲料流通管の着脱が容易となり、飲料流通管の洗浄等のメンテナンス作業が容易となる。

本発明の一実施形態を示す飲料提供装置の概略図である。飲料用熱交換器の斜視図である。飲料用熱交換器の断面図である。飲料用熱交換器の分解斜視図である。

図１乃至図４は、本発明の一実施形態を示すものである。

本発明の飲料用熱交換器は、ワイン等の飲料が収容されたボトルＢを、開口部を下方に向けた姿勢で保持し、グラスＧ一杯分の量の飲料をボトルＢからグラスＧに注入して提供する飲料提供装置１に適用されるものである。

飲料提供装置１は、図１に示すように、飲料をボトルＢからグラスＧに注入するための飲料抽出部１０と、飲料抽出部１０において抽出される飲料を冷却するための飲料冷却部２０と、を備えている。

飲料抽出部１０は、グラスＧに対して飲料を注入するためのノズル１０ａとボトルＢとの間を連通する飲料流通路１１を有している。

飲料流通路１１には、飲料冷却部２０の後述する飲料用熱交換器３０が接続されている。飲料流通路１１における飲料用熱交換器３０の飲料流通方向の上流側には、飲料の流路を開閉する第１開閉弁１１ａが設けられている。また、飲料流通路１１における飲料用熱交換器３０の飲料流通方向の下流側には、飲料の流路を開閉する第２開閉弁１１ｂが設けられている。さらに、飲料流通路１１における第１開閉弁１１ａと飲料用熱交換器３０との間には、飲料用熱交換器３０に貯留された飲料をノズル１０ａに向けて圧送する窒素ガスを供給するための圧送気体供給部としてのガス供給路１１ｃの一端が接続されている。また、ガス供給路１１ｃの他端には、窒素ガスが貯留された圧送気体供給部としての窒素ボンベ１２が接続されている。ガス供給路１１ｃには、三方弁１１ｄが設けられ、三方弁１１ｄの流路を切り替えることによって、ガス供給路１１ｃの一端側の連通先が、窒素ボンベ１２側、または、飲料流通路１１及びガス供給路１１ｃの外側の飲料提供装置１の設置空間、に切り替えられる。また、三方弁１１ｄには、ガス供給路１１ｃの一端側と飲料提供装置１の設置空間とを連通させた状態で、設置空間からガス供給路１１ｃへの空気の流入を規制し、ガス供給路１１ｃから設置空間への気体の流出を許容する逆止弁１１ｅが接続されている。

飲料冷却部２０は、圧縮機２１、凝縮器２２、膨張弁２３及び蒸発器として機能する本発明の飲料用熱交換器３０を有している。飲料冷却部２０には、圧縮機２１、凝縮器２２、膨張弁２３及び飲料用熱交換器３０を順に銅管によって接続し、圧縮機２１を駆動させてフロン、代替フロン、二酸化炭素等の冷媒を循環させることで、冷凍サイクルが構成される。

飲料用熱交換器３０は、図２及び図３に示すように、飲料を流通させる飲料流路が形成された飲料流通管３１と、冷媒を流通させる熱媒体流通管としての冷媒流通管３２と、飲料流通管３１と冷媒流通管３２との間に設けられた伝熱板３３と、を備えている。

飲料流通管３１は、例えばステンレス管またはシリコン樹脂等の管部材からなり、鉛直方向に延びる中心軸Ｓの回りを螺旋状に延びるように形成されている。飲料流通管３１は、上端側に飲料を流入させる飲料流入口３１ａが設けられ、下端側に飲料を流出させる飲料流出口３１ｂが設けられている。飲料流通管３１は、上下方向に隣り合う飲料流路が互いに所定の間隔をおいて螺旋状に延びている。飲料流通管３１は、例えば分離と接続が可能な図示しないワンタッチ式の継手を介して、飲料抽出部１０の飲料流通路１１に対して着脱自在である。

冷媒流通管３２は、例えば銅管からなり、螺旋状に延びる飲料流通管３１の径方向内側（中心軸Ｓ側）において、飲料流通管３１に沿って螺旋状に延びるように形成され、下端側から上端側に向かって冷媒を流通させる。冷媒流通管３２の冷媒流入側端部３２ａは、螺旋状に延びる冷媒流通管３２の径方向内側（中心軸Ｓ側）を下端側から上方に延びている。また、冷媒流通管３２の冷媒流出側端部３２ｂは、冷媒流通管３２の上部側から冷媒流入側端部３２ａに隣接して上方に延びている。

伝熱板３３は、例えば銅板またはステンレス板を円筒状に形成した部材からなり、内周面に冷媒流通管３２を当接させた状態で、例えばロウ付け等によって冷媒流通管３２と一体に形成されている。また、伝熱板３３の外周面には、飲料流通管３１が、伝熱板３３に対して分離可能な別体として当接する。

以上のように構成された飲料提供装置１において、飲料を提供する動作について図１を用いて説明する。

まず、飲料を提供する前の待機状態とするためには、第１開閉弁１１ａを開放し、第２開閉弁１１ｂを閉鎖し、三方弁１１ｄによってガス供給路１１ｃの一端側と飲料提供装置１の設置空間とを連通させた状態とする。これにより、飲料流通路１１内の気体が設置空間に排出され、ボトルＢから流出した飲料が飲料流通路１１内に流入する。その後、グラスＧ一杯分の飲料をボトルＢから飲料流通路１１内に流入させ、第１開閉弁１１ａを閉鎖する。これにより、飲料用熱交換器３０の飲料流通管３１には、グラスＧ一杯分の飲料が貯留された状態となる。ここで、飲料流通管３１に貯留される飲料は、飲料を飲料流通路１１内に流入させる時間を計測したり、飲料流通路１１に設けられた流量計によって飲料の流量を直接計測したりすることによって、グラスＧ一杯分の量が計測される。

飲料流通管３１に貯留された飲料は、飲料用熱交換器３０の冷媒流通管３２を流通する冷媒と熱交換することによって冷却される。

次に、飲料を提供する場合には、第１開閉弁１１ａを閉鎖した状態で、第２開閉弁１１ｂを開放し、三方弁１１ｄによってガス供給路１１ｃの一端側と窒素ボンベ１２側とを連通させた状態とする。これにより、飲料流通管３１に貯留された飲料は、自重によって飲料流通管３１を流通するとともに、ガス供給路１１ｃを介して飲料流通路１１内に流入する窒素ガスによって圧送されることにより、飲料流通管３１を流通してノズル１０ａからグラスＧに注入される。

グラスＧへの飲料の注入が完了すると、第１開閉弁１１ａを開放し、第２開閉弁１１ｂを閉鎖し、三方弁１１ｄによってガス供給路１１ｃの一端側と飲料提供装置１の設置空間とを連通させ、ボトルＢからグラスＧ一杯分の飲料を飲料流通路１１内に流入させて、第１開閉弁１１ａを閉鎖し、待機状態となる。

また、飲料提供装置１は、飲料用熱交換器３０の飲料流通管３１の洗浄等、メンテナンス作業を行うために飲料流通管３１を着脱する場合がある。飲料流通管３１を飲料提供装置１から取り外す場合には、飲料流通管３１の飲料流入口３１ａ及び飲料流出口３１ｂの飲料流通路１１に対する接続を解除し、図４に示すように、冷媒流通管３２及び伝熱板３３に対して飲料流通管３１を下方に移動させて冷媒流通管３２及び伝熱板３３から飲料流通管３１を取り外す。また、取り外された状態の飲料流通管３１は、冷媒流通管３２及び伝熱板３３の下側から嵌合させて上方に移動させることにより、冷媒流通管３２及び伝熱板３３に対して取り付けられる。

このように、本実施形態の飲料用熱交換器によれば、上端側に飲料を流入させる飲料流入口３１ａが設けられ、下端側に飲料を流出させる飲料流出口３１ｂが設けられ、鉛直方向に延びる中心軸Ｓの回りを螺旋状に飲料を流通させる飲料流路が形成された飲料流通管３１と、螺旋状に延びる飲料流通管３１の中心軸Ｓ側において、飲料流通管３１に沿って螺旋状に冷媒を流通させる冷媒流通管３２と、を備え、飲料流通管３１は、冷媒流通管３２に対して着脱自在である。

これにより、飲料を自重によって下方に流通させる際に、それぞれ螺旋状に流通する飲料と冷媒とを熱交換させることができるので、上下方向の寸法を大きくすることなく、伝熱面積を増大することが可能となり、装置の大型化を抑制することが可能となる。また、冷媒流通管３２が、螺旋状の飲料流通管３１に対して中心軸側に配置され、飲料流通管３１が冷媒流通管３２に対して着脱自在であるため、冷媒流通管３２に対する飲料流通管３１の着脱が容易となり、飲料流通管３１の洗浄等のメンテナンス作業が容易となる。

また、飲料流通管３１と冷媒流通管３２との間に設けられ、一方の面に飲料流通管３１が当接し、他方の面に冷媒流通管３２が当接する筒状の伝熱板３３を備えている。

これにより、冷媒流通管３２及び伝熱板３３に対して飲料流通管３１を取り付けた場合に、冷媒流通管３２に対して飲料流通管３１が中心軸Ｓ方向に位置ずれが生じたとしても、冷媒流通管３２を流通する冷媒と飲料流通管３１を流通する飲料とを確実に熱交換することが可能となり、熱交換効率の低下を防止することが可能となる。

また、伝熱板３３は、冷媒流通管３２と一体に形成されている。

これにより、冷媒流通管３２及び伝熱板３３を一部品として取り扱うことができるので、組み付け工数の低減を図ることが可能となる。

また、飲料流通管３１に窒素ガスを供給して飲料流通管３１内の飲料を圧送する。

これにより、飲料の自重に加えて窒素ガスによって飲料流通管３１内の飲料をノズル１０ａから流出させることが可能となるため、飲料を提供する時間の短縮を図ることが可能となる。

また、飲料流通管３１は、上下方向に隣り合う飲料流路が互いに間隔をおいて螺旋状に延びている。

これにより、飲料流通管３１における螺旋状に延びる飲料流路の勾配を大きくすることが可能となり、飲料流通管３１を流通する飲料を確実且つ迅速にグラスＧに注入することが可能となる。

また、冷媒流通管３２の両端部３２ａ，３２ｂは、上端側に配置され、飲料流通管３１は、冷媒流通管３２の下端側から着脱される。

これにより、飲料流通管３１を取り外す場合には、飲料流通管３１の両端部を飲料流通路１１から分離し、冷媒流通管３２に対して下方に移動させることによって飲料流通管３１の取り外すことが可能となるため、メンテナンス作業の作業効率の向上を図ることが可能となる。

尚、前記実施形態では、飲料用熱交換器によって冷却する飲料としてワインを示したが、これに限られるものではない。飲料用熱交換器によって冷却する飲料としては、日本酒、コーヒー、紅茶等の飲料であってもよい。

また、前記実施形態では、飲料用熱交換器において飲料と冷媒とを熱交換することによって、飲料を冷却するようにしたものを示したが、飲料用熱交換器において冷媒を放熱させることにより、飲料を加熱するようにしてもよい。

また、前記実施形態では、飲料用熱交換器において飲料と熱交換する熱媒体として、フロン、代替フロン、二酸化炭素等の冷媒を示したが、飲料を冷却または加熱可能であれば、例えば、水やクーラント等の液体を熱媒体として用いてもよい。

また、前記実施形態では、飲料流通管から飲料を圧送するガスとして窒素ガスを用いたものを示したが、窒素ガスに限られるものではない。飲料流通管から飲料を圧送するガスとしては、飲料に対して不活性で、飲料の劣化を防止可能な気体が提供する飲料の品質を保持する上で有効であり、窒素ガスに限られない。また、飲料の劣化を防止可能な気体であれば、複数種類の気体を混合した気体を用いてもよい。

また、前記実施形態では、冷媒流通管３２の両端部３２ａ，３２ｂを上端側に配置し、飲料流通管３１を冷媒流通管３２の下端側から着脱するようにしたものを示したが、これに限られるものではない。冷媒流通管の両端部を下端側に配置し、飲料流通管を冷媒流通管の上端側から着脱するようにしてもよい。

また、前記実施形態では、ガス供給路１１ｃに設けられた三方弁１１ｄを介して飲料流通路１１中の気体を抜きながら、飲料流通管３１にグラスＧ一杯分の飲料を貯留するようにしたものを示したが、これに限られるものではない。ガス供給路１１ｃに三方弁１１ｄを有しない飲料抽出部の場合には、飲料流通管３１にグラス一杯分の飲料を流入させている間、飲料流通路１１の下端側に設けられた第２開閉弁１１ｂを開放することによって、飲料流通路１１中の気体を抜きながら、飲料流通管３１にグラスＧ一杯分の飲料が流入したところで第１開閉弁１１ａ及び第２開閉弁１１ｂを同時に閉鎖することによって、飲料流通管３１に飲料を貯留してもよい。ここで、飲料流通管３１は、グラスＧ一杯分（例えば、１００ｍｌ）よりも大きな内容積となるような内径及び全長に形成することによって、飲料の漏出を防止する。

また、前記実施形態では、螺旋状に延びる飲料流通管３１の中心軸Ｓ側において、飲料流通管３１に沿って螺旋状に冷媒を流通させる冷媒流通管３２を配置したものを示したが、螺旋状に延びる冷媒流通管の中心軸側に螺旋状に延びる飲料流通管を配置してもよい。この場合には、飲料流通管における飲料流路の勾配を大きくすることが可能となるので、飲料流通管を流通する飲料を確実且つ迅速にグラスに注入することが可能となる。また、冷媒流通管の中心軸側に螺旋状に延びる飲料流通管を配置した場合には、螺旋の巻径が小さくなって、飲料流通管に貯留可能な飲料の容量が小さくなることが考えられるが、飲料流通管の巻数を多くすることによって必要な飲料の容量を確保することが可能となる。この場合には、冷媒流通管の中心軸側に位置することによって飲料の温度を保持する保温性を向上させることが可能となる。

また、前記実施形態では、飲料流通管３１に飲料を貯留し、飲料流通管３１に貯留された飲料と冷媒流通管３２を流通する冷媒とを熱交換することによって飲料を冷却するようにしたものを示したが、これに限られるものではない。飲料を飲料流通管３１に貯留することなく、飲料流通管３１を流通している飲料と、冷媒流通管３２を流通している冷媒と、を熱交換することによって、飲料を冷却するようにしてもよい。

１０…飲料抽出部、１１…飲料流通路、１１ｃ…ガス供給路、１１ｄ…三方弁、１２…窒素ボンベ、３０…飲料用熱交換器、３１…飲料流通管、３１ａ…飲料流入口、３１ｂ…飲料流出口、３２…冷媒流通管、３２ａ…冷媒流入側端部、３２ｂ…冷媒流出側端部、３３…伝熱板、Ｓ…中心軸。

Claims

飲料と熱媒体とを熱交換する飲料用熱交換器であって、
上端側に飲料を流入させる飲料流入口が設けられ、下端側に飲料を流出させる飲料流出口が設けられ、鉛直方向に延びる中心軸の回りを螺旋状に飲料を流通させる飲料流路が形成された飲料流通管と、
螺旋状に延びる前記飲料流通管の前記中心軸側において、前記飲料流通管に沿って螺旋状に熱媒体を流通させる熱媒体流通管と、を備え、
前記飲料流通管は、前記熱媒体流通管に対して着脱自在である
飲料用熱交換器。
前記飲料流通管と前記熱媒体流通管との間に設けられ、一方の面に前記飲料流通管が当接し、他方の面に前記熱媒体流通管が当接する筒状の伝熱板を備えた
請求項１に記載の飲料用熱交換器。
前記伝熱板は、前記熱媒体流通管と一体に形成されている
請求項２に記載の飲料用熱交換器。
前記飲料流通管に気体を供給して前記飲料流通管内の飲料を圧送する圧送気体供給部を備えた
請求項１乃至３のいずれかに記載の飲料用熱交換器。
前記飲料流通管は、上下方向に隣り合う前記飲料流路が互いに間隔をおいて螺旋状に延びている
請求項１乃至４のいずれかに記載の飲料用熱交換器。
前記熱媒体流通管の両端部は、上下方向の一端側に配置され、
前記飲料流通管は、前記熱媒体流通管の上下方向の他端側から着脱される
請求項１乃至５のいずれかに記載の飲料用熱交換器。
請求項１乃至６のいずれかに記載の飲料用熱交換器を備えた
飲料提供装置。