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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は液体送出装置に関し、特に、送出すべき液体の送出性が失われることなく、希望する流量の一定容積量の液体を精度良く安定して供給することのできる液体送出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の液体送出装置として、供給源から流入側の管路を介してケーシング内に流入する液体を回転子の回転に基づいて流出側の管路に送出するものがある。この液体送出装置では、液体の送出量に応じて回転子を回転駆動することにより、ケーシングと回転子との間に収容される液量と回転子の回転速度に基づく一定容積量の液体を流出側に送出させることができる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の液体送出装置によると、流入側の管路で送出すべき液体の粘性変動、圧力変動、あるいは気泡混入が生じるとケーシングに充分な液量を取り込めないことがある。特に、ケーシングに流入する流量に対して回転子の回転速度が大であると、流入側の管路が負圧となって液体が送られないため、一定量の液体を正確に送出することができなくなるという問題がある。
【0004】
従って、本発明の目的は、液体の粘性変動や圧力変動等の影響を受けることなく送出すべき液体が常に安定して供給され、希望する流量の一定容積量の液体を精度良く安定的に送出させることのできる液体送出装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記した目的を達成するため、流入部から流入する加圧液体を一定容積量で流出部に送出する送出手段と、前記加圧液体の圧力に応じて希望する流量を一定容積量で送出させる送出制御手段と、前記流入部の前記加圧液体の圧力に応じた第1の圧力検出信号を出力する第1の圧力検出器と、前記第1の圧力検出信号に基づいて前記加圧液体の加圧量を可変させる加圧量調整器と、前記流出部の前記加圧液体の圧力に応じた第2の圧力検出信号を出力する第2の圧力検出器と、前記第2の圧力検出信号に基づいて前記送出手段の送出量を可変させる駆動制御器とを有し、前記送出制御手段は、前記第1の圧力検出器から前記流入部の負圧を示す圧力検出信号を入力したとき、前記流入部の圧力が負圧とならないように前記加圧量調整器に前記加圧量を大にする信号を出力し、前記第2の圧力検出器から所定の圧力範囲を超えた圧力検出信号を入力したとき、前記駆動制御器に前記送出手段の送出量を減じる信号を出力することを特徴とする液体送出装置を提供する。
【0006】
上記した液体送出装置によると、加圧液体を送出手段に供給し、その送出動作に基づいて送出させることによって、送出手段の流入部と流出部では配管等の形状、液体の粘性や流速に基づく圧力損失が生じ、流れに応じた圧力が生じる。この圧力は、上記した液体の粘性や流速等に応じて変化することから、制御手段は、少なくとも送出手段の流入部における圧力を監視して希望する流量が一定容積量で送出されるように制御することにより、加圧液体が送出手段に安定的に流入するようになる。
【発明の実施の形態】
以下、本発明の液体送出装置を図面を参照して詳細に説明する。
【0007】
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る飲料供給装置を部分的に示し、飲料ディスペンサで液体原料としてのシロップを送出するシロップ供給ラインを概略的に示す。このシロップ供給ラインは、高圧の炭酸を収容した炭酸ガスボンベ1と、液体原料としてのシロップを収容したシロップタンク2と、炭酸ガスをシロップタンクに供給する炭酸ガス供給ライン3と、炭酸ガス供給ライン3に設けられる炭酸ガス調整弁4と、シロップを冷却水(図示せず)によって冷却する冷却コイル5と、シロップを送出するシロップ供給ライン6と、シロップを一定容積量で送出する定容積型流量調整器(送出手段)7と、定容積型流量調整器7に設けられてシロップを一定容積量で送出させる回転子(後述)を駆動する回転子駆動モータ7Aと、シロップ供給ライン6を開閉するシロップ電磁弁8と、シロップ、希釈水、炭酸水等の液体を混合するマルチバルブ9と、定容積型流量調整器7の上流側の圧力を検出して圧力に応じた圧力検出信号を出力する圧力計10Aと、定容積型流量調整器7の下流側の圧力を検出して圧力に応じた圧力検出信号を出力する圧力計10Bと、圧力検出信号に基づいて炭酸ガス調整弁4、あるいは回転子駆動モータ7Aを制御する送出制御部11(送出制御手段)と、冷却コイル5を冷却する冷却水Wを貯蔵する冷却水槽50と、図示しない冷却ユニットから供給される冷媒の気化に基づいて冷却水Wを冷却するエバポレータ51と、エバポレータ51に冷媒を循環させる冷媒管路52を有する。
【0008】
回転子駆動モータ7Aは、直流モータを使用し、パルス幅のHiとLowの比(デューティサイクル)を変化させることにより回転数を可変させるPWM(Pulse Width Modulation)制御に基づいて送出制御部11により通電制御される。PWM制御については周知の技術であることから、詳細な説明については省略する。
【0009】
エバポレータ51は、冷媒管路52を介して供給される液冷媒を気化させることによって表面に氷53を形成し、この氷53に基づいて冷却水Wを冷却する。
【0010】
図2は、定容積型流量調整器(以下、流量調整器という)7を示し、図2(イ)は平面方向から見た状態、図2(ロ)は側面方向から見た状態、図2(ハ)は図2(ロ)のA−A部における断面を矢印方向に見た状態である。この流量調整器7は、シロップが流入する流入部12a、シロップが流出する流出部12bを有する本体12と、本体12の上部にビス等により固定される減速機13と、減速機13を介して本体12に固定される回転子駆動モータ7Aと、本体12の下部に固定される蓋部14と、本体12の内部に設けられる一組の円型歯車15(回転子)と、を有している。一組の円型歯車15は、本体12および蓋部14に支持される軸16(駆動側)、17(従動側)によって回転自在に支持されており、軸16を減速機13を介して回転子駆動モータ7Aの回転軸と連結して駆動することによって矢印方向に回転する。
【0011】
また、流量調整器7は、円型歯車15の回転速度(減速機13を介して軸16と連結して駆動する回転子駆動モータ7Aの回転速度)を検出するための回転子駆動モータ7Aの回転速度と連動してパルスを出力する図示しないマグネットエンコーダ(以下、エンコーダという)を有する。
【0012】
図3は、流量調整器7を駆動することによるシロップ吐出量を示し、流量調整器7が停止している時は、回転子駆動モータ7Aが円型歯車15の回転を妨げるブレーキの働きをするので、通常のフローレギュレータや流量計に比べて圧力損失が大きく、円型歯車15の圧力損失によるシロップ吐出量は、炭酸ガスボンベ1から供給される炭酸ガスの圧力でシロップタンク2から押し出されたシロップを吐出するフローレギュレータや流量計のシロップ吐出量に比べて少なくなる。図3において、流量調整器7のシロップ吐出量が通常のフローレギュレータや流量計のシロップ吐出量より少ない部分は、円型歯車15の圧力損失によるシロップ吐出量減少分であり、回転子駆動モータ7Aが円型歯車15を駆動するのに必要とする力は、シロップを押し出そうとする圧力が炭酸ガスの圧力により加わる分小さくなる。また、流量調整器7のシロップ吐出量が通常のフローレギュレータやシロップ流量計のシロップ吐出量より多い部分は、炭酸ガスの圧力でシロップタンク2から押し出されたシロップを回転子駆動モータ7Aが円型歯車15を駆動することによりシロップを吐出するシロップ吐出量増加分であり、炭酸ガスの圧力でシロップタンク2からシロップを押し出している圧力の分、回転子駆動モータ7Aが円型歯車15を駆動するのに必要とする力が小さくなる。
【0013】
図4は、第1の実施の形態におけるシロップ供給ラインの制御ブロックを示し、符号は、図1、図2のものに対応しており、回転子駆動モータ7Aの回転速度に応じたパルスを出力するエンコーダ18と、制御上の各種設定値を入力するキーボード等を有した入力装置23と、飲料供給装置の前面に複数設けられた飲料選択用の販売スイッチ24と、飲料供給装置の各部の制御データを格納するメモリ25と、シロップ供給時間等の時間計測を行うタイマー26と、上記した各部を制御する主制御部27を有する。主制御部27は、上記した圧力検出信号に基づいて回転子駆動モータ7Aの制御を行う前述の送出制御部11を有している。
【0014】
販売スイッチ24は、シロップ番号、販売量(カップサイズ大、中、小)、カーボネーション(炭酸飲料、弱炭酸飲料、無炭酸飲料)等が割り当てられる。主制御部27は、メモリ25に飲料毎に記憶された電圧又は電流値に基づいて送出制御部11から回転子駆動モータ7Aに電力を供給する。また、入力装置23によって入力される設定値を必要に応じて表示部(図示せず)に表示させる。
【0015】
メモリ25は、飲料毎に設定される回転子駆動モータ7Aの駆動時間、電力に応じたデューティ比、回転子駆動モータ7Aの駆動開始を遅延する遅延時間等のデータを格納している。また、シロップの基準温度(例えば、5℃)における粘性に基づいて任意のシロップ温度における回転子駆動モータ7Aのデューティ比を補正するためのデューティ補正テーブル、シロップ送出時の圧力と流量の関係に基づいてシロップの種類毎に設けられる流量補正値、および、炭酸ガス調整弁4の開閉量を圧力の程度に応じた調整量で変更する加圧量補正テーブルを格納している。
【0016】
主制御部27は、定流量でシロップを送出するにあたって、エンコーダ18の出力するパルス周波数と、メモリ25がシロップ毎又は飲料毎に記憶している基準パルス周波数とをある時間tにおいて比較して、エンコーダ18の出力するパルス周波数が基準パルス周波数より少ない場合、デューティ比を変更することにより回転子駆動モータ7Aの回転速度を大にする。また、エンコーダ18の出力するパルス数が基準パルス周波数より多い場合、デューティ比を変更することにより回転子駆動モータ7Aの回転速度を小にする。このようにして予めメモリ25に記憶している基準パルス周波数と同じになるように回転子駆動モータ7Aの回転速度を制御する。
【0017】
また、主制御部27は、圧力計10A、10Bから出力される圧力検出信号を送出制御部11に入力する。送出制御部11は、圧力計10A、10Bの圧力検出信号に基づいて炭酸ガス調整弁4の開度を調整する。また、送出制御部11は、圧力計10A、10Bの圧力検出信号に基づいて回転子駆動モータ7Aのデューティ比を変更する。
【0018】
流量調整器7は、一組の円型歯車15を回転させると、炭酸ガスボンベ1から炭酸ガス供給ライン3を介して供給される炭酸ガスの圧力でシロップタンク2から押し出され、流入部12aから本体12内部に流入するシロップを円型歯車15の歯間と本体12の内壁間で形成する空間Bに保持して本体12の内壁に沿って移動させる。このことによりシロップは流出部12b側に達し、流出部12bから流出する。
【0019】
次に、第1の実施の形態に係る飲料供給装置のシロップ供給動作について説明する。
【0020】
主制御部27は、購買者が飲料を選択して販売スイッチ24を押すことに基づく販売信号を入力する。主制御部27は、販売信号の入力に基づいて送出制御部11に通電信号を出力する。送出制御部11は、通電信号を入力すると回転子駆動モータ7Aおよびシロップ電磁弁8に電力を供給する。シロップ電磁弁8は、電力の供給に基づいてシロップ供給ライン6を開く。シロップ電磁弁8を開くことによってシロップタンク2から炭酸ガスによって加圧されたシロップがシロップ供給ライン6に送出し、冷却コイル5で冷却されて流量調整器7に流入する。回転子駆動モータ7Aは流量調整器7を駆動してシロップを一定容積量でマルチバルブ9に送出する。
【0021】
送出制御部11は、メモリ25に格納されたデューティ比に基づいて回転子駆動モータ7Aに電力を供給する。送出制御部11は、回転子駆動モータ7Aの駆動開始から一定時間(例えば、100m/s)が経過するまではデューティ比100%で回転子駆動モータ7Aに電力を供給し、一定時間経過後に飲料毎に設定されたデューティ比で電力の供給を行う。この一定時間は、送出制御する液体の粘性等の物性や回転子駆動モータ7Aの電気的特性に基づいて設定する。また、エンコーダ18が出力するパルス周波数が基準パルス周波数とのずれを生じているときは上記したデューティ比の変更操作に基づいて回転速度の制御を行う。
【0022】
圧力計10A、10Bは、シロップを送出するシロップ供給ライン6の圧力に応じた圧力検出信号を送出制御部11に出力する。送出制御部11は、圧力計10Aから負圧を示す圧力検出信号を入力すると、メモリ25に格納されている流量補正値を読み込み、その圧力に応じた流量から希望する流量となるように回転子駆動モータ7Aのデューティおよびエンコーダ18の基準パルス周波数を補正するとともにメモリ25に格納されている加圧量補正テーブルに基づいて圧力の程度に応じた開度となるように炭酸ガス調整弁4を開いてシロップの加圧量を大にする。
【0023】
また、送出制御部11は、圧力計10Bから正常圧力範囲を超えた圧力検出信号を入力すると、炭酸ガスの供給圧を減じるように炭酸ガス調整弁4を調整するとともに回転子駆動モータ7Aのデューティ比を変更して減速させる。
【0024】
図5は、シロップタンク14に供給される炭酸ガスの圧力を0.15MPaに設定したときのシロップ送出特性を示し、回転子駆動モータ7Aの回転速度(モータ速度)に応じて出力されるパルス数と流量調整器7の流出側での流量を示している。最初にシロップ供給開始時に炭酸ガスの圧力を0.10MPaに設定して送出したところ、圧力計10Aが負圧を示し、エンコーダ18のパルス数(波線A)と流量(波線B)のばらつきが生じたことから、送出制御部11は、炭酸ガス調整弁4の開度を加圧量補正テーブルから得られる調整量に基づいて大にすることにより0.15MPaに設定した。この加圧条件下では、流量調整器7の流入側圧力が(a)に示すように正圧に改善されており、回転速度が上昇しても流入部および流出部で圧力が正圧に保たれている。この圧力条件下では、流量調整器7に炭酸ガスで加圧されたシロップが連続的に流入することにより、(b)に示すように回転子駆動モータ7Aの回転速度が上昇しても流量のばらつきを生じることがない。
【0025】
この流量調整器7を用いた液体送出制御では、飲料の希釈比率や粘性に応じた回転速度で円型歯車15を駆動する場合に、回転子駆動モータ7Aに供給する電圧又は電流値をテーブル化してメモリ25に記憶することのほかに、回転子駆動モータ7Aに供給する電圧を断続的にオンオフする間隔を表す時間データを飲料毎にテーブル化してメモリ25に記憶しておき、適切な制御モードを選択的に実行するようにしても良い。
【0026】
また、より精度の高い液体送出制御を行うときは、各ラインにおける液体の状態を圧力計や、液体の有無を検出する液センサ等の検出器で検出し、これらの検出信号を含めて送出制御を行うことで、液体が滞りなく流量調整器7に連続的に流入するようにすることが好ましい。
【0027】
図6は、シロップの温度と粘性の関係を示し、シロップは、その温度によって粘性が変化する特性を有している。本実施の形態で使用するシロップでは、30℃で約38cpの粘性が5℃では65cpと大になっている。粘性が大になると、シロップ供給ライン6の圧力損失が大になって圧力が大になる。このため、飲料ディスペンサを設置直後に流量調整器7の流量設定操作を行うと、実販売時のシロップ温度と相違していることによって、上記した粘性の温度依存性に基づく流量変動を生じることがある。
【0028】
例えば、飲料ディスペンサの設置後にサービスマンが流量調整器7の流量設定操作を行う場合、設置直後は冷却水槽50の冷却水Wが充分に冷えていないので、冷却コイル5を通過したシロップの温度は実販売時の適正温度(例えば、5℃)より大で、粘性が小になる。そのシロップ温度で流量設定操作を行うと適正温度におけるシロップ流量と比較してシロップ流量が10〜15%増加する。
【0029】
このことから、シロップが適正温度となったときに希望する流量が得られるようにシロップ供給ライン6の圧力を圧力計10A、10Bで監視し、得られた圧力検出信号と予め測定された適正温度における圧力検出信号とを比較し、更に、シロップの温度差を考慮して回転子駆動モータ7Aのデューティ比可変制御、および加圧量制御を行うことが好ましい。
【0030】
本実施の形態では、シロップを炭酸ガスで加圧して供給しているが、シロップ中に溶解した炭酸ガスが円型歯車15と接触することによってガスブレイクを生じると、シロップの流入量を減少させることから、圧力計10Aの圧力検出信号に基づいて回転子駆動モータ7Aの回転速度を制御する。また、回転子駆動モータ7Aの回転速度を変化させず、炭酸ガス供給ライン3に設けられる炭酸ガス調整弁4の開度を調整することによってシロップの加圧量を増減させるようにしても良く、モータの回転速度および炭酸ガス調整弁4の開度調整をあわせて行っても良い。
【0031】
回転子駆動モータ7Aの駆動制御は、例えば、主制御部27の送出制御部11にトランジスタや可変抵抗器で構成する電圧調整器を設けて電圧を変化させる抵抗制御法がある。また、回転子駆動モータ7Aに供給する電圧を断続的にオンオフする間隔を変化させる方法として、例えば、パルス制御法がある。パルス制御法はオンかオフいずれかの状態の繰り返しとなっているので、オフタイムでの電力ロスがなく、オンタイムでも制御トランジスタが完全に飽和しているため、電力ロスが少なくなる。
【0032】
上記した第1の実施の形態によると、シロップ供給ライン6に設けられる流量調整器7の流入側圧力が負圧とならないように圧力を監視して送出制御を行うことにより、流量調整器7へのシロップ流入量が不足することを防ぎ、希望する流量の一定容積量のシロップを連続して確実に送り出すことができる。また、一組の円型歯車15の回転に基づいて液体を送出することによって、液体の粘性等の物性による影響を受けることなく精度の高い液体送出が可能になる。
【0033】
また、流量調整器7に炭酸ガスで加圧されたシロップをシロップ供給ライン6を介して送り込んでいるので、シロップがシロップタンク2側に逆流せず、回転子駆動モータ7Aが一組の円型歯車15を駆動するのに必要とする力は炭酸ガスの加圧によって小になり、回転子駆動モータ7Aを小型化でき、装置コストの低減を図れる。また、一組の円型歯車15の回転を変化させることでシロップ送出量を必要とする流量に応じて増減させることが可能である。
【0034】
また、シロップ供給ライン6の圧力を圧力計10A、10Bで監視し、適正温度における圧力を基準とした回転子駆動モータ7Aのデューティ比可変制御、加圧量制御を行うことで、シロップの粘性変動に伴う流量変動を防ぎ、精度良くシロップを送出することができる。
【0035】
また、圧力計10A、10Bの圧力検出信号に基づいて送出制御部11に流量の設定を行わせる構成を説明したが、例えば、圧力計10A、10Bによる圧力検出値を参考にして、サービスマン等の手作業によって流量設定作業又は流量調整作業を行うようにしても良い。
【0036】
図7は、流量調整器7に内蔵される一組の回転子の他の実施の形態を示し、上記した円型歯車15の他に、(a)に示す三角おむすび形歯車15A、(b)に示すオーバル形歯車15B、(c)に示すまゆ型回転子15C、(d)に示すクローバ型回転子15Dであっても良い。まゆ型回転子15Cおよびクローバ型回転子15Dは、外周が平滑面で形成されており、まゆ型回転子15Cは軸16および17に取り付けられたギヤ15cの噛合に基づいて相対回転する。このように、本体12に収容される一組の回転子の形状によって液体の送出性を可変させることが可能である。この場合、液配管内の圧力損失は回転子の形状によって変化することから、送出する液体の密度、粘性等の物性に応じた一組の回転子を用いることが好ましい。また、三角おむすび形歯車15Aやオーバル形歯車15Bでは、液体を介して伝わる圧力が回転子の回転を促す外力として効果的に作用することから、液体の粘性が大である場合でも圧力損失の低減を図れる。
【0037】
第1の実施の形態では、飲料供給装置におけるシロップ送出制御について説明したが、その用途は飲料供給装置に限定されず、シロップ以外の他の液体、例えば、油等の加圧された液体の送出制御に適用することも可能である。また、液体の他に粉体や気体を加圧して配管を介して送出する場合の送出制御や、重力に基づいて液体や粉体を落下等によって供給する場合の送出制御に適用することができる。
【0038】
また、各部の構成についても種々の変形が可能である。例えば、シロップをマルチバルブ9に供給する弁装置としてシロップ電磁弁8を用いているが、それに限定されず、電気モータにより弁を開閉してシロップの供給を制御しても良い。シロップの供給形態についても、例えば、袋にシロップを充填し、この袋を輸送箱の中に収めた液体原料容器(バックインボックス)を飲料供給装置内に設置して、シロップ自体の重さで流量調整器7に供給し、流量調整器7で一定容積のシロップを連続して送出し、シロップ電磁弁8を介してマルチバルブ9に供給することも可能である。
【0039】
図8は、第2の実施の形態に係る他の流量調整器を示し、モータによって回転駆動される回転体に複数の羽根(vane)を放射状に設けられるベーン型流量調整器40である。このベーン型流量調整器40は、本体41と、本体41内に形成される楕円状の液体収容部42と、本体41内でモータ(図示せず)によって回転駆動される回転体43と、回転体43に放射状に設けられる複数のベーン44と、ベーン44を回転体43の径方向に伸縮自在に保持するベーン収容溝45を有し、液体収容部42に収容される回転体43との間に形成される空間に流入管6Aを介してシロップを流入させ、回転体43の回転に基づいて流出管6Bよりシロップを流出させる。
【0040】
ベーン44は、ベーン収容溝45に収容される図示しないスプリング等の弾性部材によって液体収容部42の内壁に密接するように付勢されており、その伸縮量は楕円の大径部で最大となり、小径部で最小となる。
【0041】
ベーン型流量調整器40によるシロップの送出動作は、シロップ供給ライン6から流入管6Aを介して液体収容部42にシロップを流入させ、回転体43を図中に示す矢印方向に回転させることによって回転体43、2枚のベーン44、および液体収容部42の内壁との間に一定容積のシロップを収容し、回転体43の回転に基づいて移動させて流出管6Bより流出させる。ベーン型流量調整器40では、シロップの送出動作は図面に示す回転体43の左側と右側で同時に行われる。
【0042】
上記した第3の実施の形態に係るベーン型流量調整器40によると、ギヤを用いて一組の回転子を駆動することに基づくギヤのバックラッシ拡大に基づく液体のもれ、計量精度の低下を生じることなく、一定容積の液体を長期にわたって精度良く安定的に供給することができる。
【0043】
上記した本発明の液体送出装置によると、以下に示す作用および効果が得られる。
(a)流量調整器7の流入部が負圧とならないようにシロップの送出を制御するようにしたので、例えば、シロップタンク2内のシロップ残量が減少することによるシロップ供給圧の変動が生じても流量調整器7に連続的にシロップを流入させることが可能になり、流量調整器7から連続して一定容積量のシロップを正確に、安定的に送り出すことができる。
【0044】
(b)少なくとも流量調整器7の流入部を圧力検出器で監視し、流入部が負圧となったときは炭酸ガス供給ライン3に設けられる炭酸ガス調整弁4を開いてシロップの加圧量を調整するようにしたので、シロップが流量調整器7に滞りなく連続的に流入するようになる。
【0045】
(c)少なくとも流量調整器7の流入部を圧力検出器で監視し、流入部が負圧となったときは回転子を駆動する回転子駆動モータ7Aの回転速度を可変させるようにしたので、ガスブレイク等の現象によって負圧が生じることを防止し、流量調整器7へのシロップ流入性を確保できる。
【0046】
(d)回転子は、複数の回転子を組み合わせて形成される一組の回転子であっても良く、液体の送出に応じた形状の回転子を選択的に用いることができる。
【0047】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明の液体送出装置によると、加圧液体の粘性変化等に応じた流れに基づく圧力を監視し、一定容積量の送出を制御するようにしたため、液体の粘性変動や圧力変動等の影響を受けることなく送出すべき液体が常に安定して供給され、希望する流量の一定容積量の液体を精度良く安定的に送出させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係る液体送出装置としての飲料供給装置を示す概略構成図
【図2】第1の実施の形態における定容積型流量調整器を示し、(イ)は平面図、(ロ)は側面図、(ハ)は(ロ)のA−A部における断面図
【図3】第1の実施の形態における定容積型流量調整器を設けた液体送出ラインの液体吐出量を示す説明図
【図4】第1の実施の形態における飲料供給装置の制御ブロック図
【図5】エンコーダの出力パルス数と流量との関係を示す特性図を示し、(a)は特性データ、(b)はそのグラフ
【図6】シロップの温度と粘性の関係図
【図7】(a)から(d)は、流量調整器に内蔵される一組の回転子の他の実施の形態を示す部分断面図
【図8】本発明の第3の実施の形態に係るベーン型流量調整器を示す概略構成図
【符号の説明】
1、炭酸ガスボンベ 2、シロップタンク 3、炭酸ガス供給ライン
4、炭酸ガス調整弁 5、冷却コイル 6、シロップ供給ライン
6A、流入管 6B、流出管 7A、回転子駆動モータ
7、定容積型流量調整器 8、シロップ電磁弁 9、マルチバルブ
10A、圧力計 10B、圧力計 11、送出制御部
12、本体 12a、流入部 12b、流出部 13、減速機
14、蓋部 15、円型歯車 15A、三角おむすび円形歯車
15B、オーバル形歯車 15C、まゆ型回転子
15D、クローバ型回転子 15c、ギヤ 16、軸
17、軸 18、エンコーダ 23、入力装置
24、販売スイッチ 25、メモリ 26、タイマー
27、主制御部 40、ベーン型流量調整器 41、本体
42、液体収容部 43、回転体 44、ベーン
45、ベーン収容溝 50、冷却水槽 51、エバポレータ
52、冷媒管路 53、氷[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a liquid delivery apparatus, and more particularly to a liquid delivery apparatus capable of accurately and stably supplying a certain volume of liquid at a desired flow rate without losing the delivery performance of the liquid to be delivered.
[0002]
[Prior art]
As a conventional liquid delivery apparatus, there is an apparatus that delivers liquid flowing into a casing from a supply source via an inflow side conduit to the outflow side conduit based on rotation of a rotor. In this liquid delivery device, the rotor is driven to rotate in accordance with the delivery amount of the liquid, so that a fixed volume of liquid flows out based on the amount of liquid accommodated between the casing and the rotor and the rotational speed of the rotor. Can be sent to the side.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, according to the conventional liquid delivery device, there may be a case where a sufficient amount of liquid cannot be taken into the casing when viscosity variation, pressure variation, or bubble mixing occurs in the liquid to be delivered through the inflow side pipe line. In particular, if the rotational speed of the rotor is large with respect to the flow rate flowing into the casing, the inflow side pipe line becomes negative pressure and the liquid cannot be sent, so that a certain amount of liquid can be accurately delivered. There is a problem that it cannot be done.
[0004]
Therefore, an object of the present invention is to always stably supply a liquid to be delivered without being affected by fluctuations in the viscosity or pressure of the liquid, and to deliver a constant volume of liquid with a desired flow rate accurately and stably. An object of the present invention is to provide a liquid delivery device that can be made to operate.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-described object, the present invention provides a delivery means for delivering pressurized liquid flowing from the inflow part to the outflow part at a constant volume, and a desired flow rate according to the pressure of the pressurized liquid at a constant volume. Sending control means for sending A first pressure detector that outputs a first pressure detection signal corresponding to the pressure of the pressurized liquid in the inflow portion, and a pressurization amount of the pressurized liquid based on the first pressure detection signal On the basis of the second pressure detection signal, a second pressure detector that outputs a second pressure detection signal corresponding to the pressure of the pressurized liquid in the outflow portion, and a second pressure detection signal. A drive controller that varies a delivery amount of the delivery means, and the delivery control means receives the pressure detection signal indicating the negative pressure of the inflow part from the first pressure detector, and the inflow part A signal for increasing the pressurization amount is output to the pressurization amount regulator so that the pressure of the pressure does not become negative, and a pressure detection signal exceeding a predetermined pressure range is input from the second pressure detector. Output a signal to the drive controller to reduce the delivery amount of the delivery means. A liquid delivery device is provided.
[0006]
According to the above-described liquid delivery device, the pressurized liquid is supplied to the delivery means and is delivered based on the delivery operation, so that the inflow portion and the outflow portion of the delivery means are based on the shape of the piping, the viscosity of the liquid, and the flow velocity. A pressure loss occurs and a pressure corresponding to the flow is generated. Since this pressure changes in accordance with the above-described liquid viscosity, flow velocity, etc., the control means monitors at least the pressure in the inflow portion of the delivery means so that the desired flow rate is delivered at a constant volume. By doing so, the pressurized liquid can stably flow into the delivery means.
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the liquid delivery apparatus of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0007]
FIG. 1 partially shows a beverage supply apparatus according to a first embodiment of the present invention, and schematically shows a syrup supply line for delivering syrup as a liquid ingredient by a beverage dispenser. The syrup supply line includes a
[0008]
The
[0009]
The
[0010]
FIG. 2 shows a constant volume flow rate regulator (hereinafter referred to as a flow rate regulator) 7, FIG. 2 (a) is a state seen from the plane direction, FIG. 2 (b) is a state seen from the side surface direction, FIG. (C) is the state which looked at the cross section in the AA part of FIG.2 (b) in the arrow direction. The
[0011]
The
[0012]
FIG. 3 shows the amount of syrup discharged by driving the
[0013]
FIG. 4 shows a control block of the syrup supply line in the first embodiment. The reference numerals correspond to those in FIGS. 1 and 2, and a pulse corresponding to the rotational speed of the
[0014]
The sales switch 24 is assigned a syrup number, a sales amount (cup size large, medium, small), carbonation (carbonated beverage, weak carbonated beverage, non-carbonated beverage), and the like. The
[0015]
The
[0016]
When sending the syrup at a constant flow rate, the
[0017]
Further, the
[0018]
When the set of
[0019]
Next, the syrup supply operation of the beverage supply device according to the first embodiment will be described.
[0020]
The
[0021]
The sending
[0022]
The pressure gauges 10 </ b> A and 10 </ b> B output a pressure detection signal corresponding to the pressure of the
[0023]
Moreover, when the pressure detection signal exceeding the normal pressure range is input from the
[0024]
FIG. 5 shows syrup delivery characteristics when the pressure of carbon dioxide gas supplied to the
[0025]
In the liquid delivery control using the
[0026]
When performing liquid delivery control with higher accuracy, the state of the liquid in each line is detected by a detector such as a pressure gauge or a liquid sensor that detects the presence or absence of liquid, and delivery control including these detection signals is performed. It is preferable that the liquid flows continuously into the
[0027]
FIG. 6 shows the relationship between the temperature and the viscosity of the syrup, and the syrup has a characteristic that the viscosity changes depending on the temperature. In the syrup used in the present embodiment, the viscosity of about 38 cp at 30 ° C. is as high as 65 cp at 5 ° C. When the viscosity increases, the pressure loss in the
[0028]
For example, when the service person performs the flow rate setting operation of the
[0029]
From this, the pressure of the
[0030]
In this embodiment, the syrup is pressurized and supplied with carbon dioxide gas. However, if a gas break occurs when the carbon dioxide gas dissolved in the syrup comes into contact with the
[0031]
The drive control of the
[0032]
According to the first embodiment described above, the
[0033]
Further, since the syrup pressurized with carbon dioxide gas is fed into the
[0034]
Further, the pressure of the
[0035]
Further, the configuration in which the
[0036]
FIG. 7 shows another embodiment of a set of rotors incorporated in the
[0037]
In the first embodiment, the syrup delivery control in the beverage supply device has been described. However, the use thereof is not limited to the beverage supply device, and delivery of a liquid other than the syrup, for example, a pressurized liquid such as oil. It is also possible to apply to control. Further, it can be applied to delivery control when pressurizing and sending powder or gas in addition to liquid via piping, and delivery control when supplying liquid or powder by dropping or the like based on gravity. .
[0038]
Various modifications can be made to the configuration of each part. For example, the
[0039]
FIG. 8 shows another flow rate regulator according to the second embodiment, which is a vane type
[0040]
The
[0041]
The syrup delivery operation by the vane-
[0042]
According to the vane
[0043]
According to the liquid delivery device of the present invention described above, the following operations and effects can be obtained.
(A) Since the syrup delivery is controlled so that the inflow portion of the
[0044]
(B) At least the inflow portion of the
[0045]
(C) At least the inflow portion of the
[0046]
(D) The rotor may be a set of rotors formed by combining a plurality of rotors, and a rotor having a shape corresponding to the liquid delivery can be selectively used.
[0047]
【The invention's effect】
As described above, according to the liquid delivery apparatus of the present invention, the pressure based on the flow according to the viscosity change of the pressurized liquid is monitored, and the delivery of a certain volume is controlled. The liquid to be delivered is always stably supplied without being affected by fluctuations and the like, and a constant volume of liquid with a desired flow rate can be delivered accurately and stably.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a beverage supply apparatus as a liquid delivery apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIGS. 2A and 2B show a constant displacement flow rate regulator according to a first embodiment, where FIG. 2A is a plan view, FIG. 2B is a side view, and FIG. 2C is a cross-sectional view taken along a line AA in FIG.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a liquid discharge amount of a liquid delivery line provided with a constant volume flow rate regulator in the first embodiment.
FIG. 4 is a control block diagram of the beverage supply device according to the first embodiment.
FIG. 5 is a characteristic diagram showing the relationship between the number of output pulses of the encoder and the flow rate, where (a) is characteristic data and (b) is the graph.
Fig. 6 Relationship between temperature and viscosity of syrup
FIGS. 7A to 7D are partial cross-sectional views showing another embodiment of a set of rotors built in a flow rate regulator; FIGS.
FIG. 8 is a schematic configuration diagram showing a vane type flow rate regulator according to a third embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1,
4, CO2 adjustment valve 5, cooling
6A, inflow pipe 6B,
7, constant
10A,
12,
14,
15B, oval gear 15C, eyebrows type rotor
15D,
17, shaft 18, encoder 23, input device
24, sales switch 25,
27,
42,
45,
52,
Claims (6)
前記加圧液体の圧力に応じて希望する流量を一定容積量で送出させる送出制御手段と、
前記流入部の前記加圧液体の圧力に応じた第1の圧力検出信号を出力する第1の圧力検出器と、
前記第1の圧力検出信号に基づいて前記加圧液体の加圧量を可変させる加圧量調整器と、
前記流出部の前記加圧液体の圧力に応じた第2の圧力検出信号を出力する第2の圧力検出器と、
前記第2の圧力検出信号に基づいて前記送出手段の送出量を可変させる駆動制御器とを有し、
前記送出制御手段は、前記第1の圧力検出器から前記流入部の負圧を示す圧力検出信号を入力したとき、前記流入部の圧力が負圧とならないように前記加圧量調整器に前記加圧量を大にする信号を出力し、前記第2の圧力検出器から所定の圧力範囲を超えた圧力検出信号を入力したとき、前記駆動制御器に前記送出手段の送出量を減じる信号を出力することを特徴とする液体送出装置。Delivery means for delivering the pressurized liquid flowing in from the inflow part to the outflow part in a constant volume amount;
And transmission control means for sending a flow desired in accordance with the pressure of the pressurized liquid at a constant volumetric amount,
A first pressure detector that outputs a first pressure detection signal corresponding to the pressure of the pressurized liquid in the inflow portion;
A pressurization amount adjuster that varies the pressurization amount of the pressurized liquid based on the first pressure detection signal;
A second pressure detector that outputs a second pressure detection signal corresponding to the pressure of the pressurized liquid in the outflow portion;
A drive controller that varies a delivery amount of the delivery means based on the second pressure detection signal;
When the pressure detection signal indicating the negative pressure of the inflow portion is input from the first pressure detector, the delivery control means is provided to the pressurization amount regulator so that the pressure of the inflow portion does not become a negative pressure. When a signal for increasing the amount of pressurization is output and a pressure detection signal exceeding a predetermined pressure range is input from the second pressure detector, a signal for reducing the amount of output of the output means is supplied to the drive controller. liquid delivery device and outputs.
前記炭酸ガス調整弁は、前記第1の圧力検出信号に基づいて希望する加圧量に応じた調整量に制御されることを特徴とする請求項第1項記載の液体送出装置。The pressurization amount adjuster includes a carbon dioxide supply device that supplies carbon dioxide gas for liquid delivery to a liquid storage unit that stores liquid, and a carbon dioxide gas adjustment valve that adjusts the supply amount of carbon dioxide gas to the liquid storage unit. Have
The carbon dioxide gas regulating valve, the first pressure detection signal fluid delivery device as in claim 1, wherein said to be controlled to adjust the amount corresponding to the desired to pressurization based on.
前記一組の歯車回転子は、前記本体内で相反する方向に回転駆動されることにより前記流入部より前記本体と歯車との間に流入する一定量の前記加圧液体を回転駆動に基づいて前記流出部に送出することを特徴とする請求項第2項記載の液体送出装置。The rotor is a set of gear rotors housed in the body;
The set of gear rotors is driven to rotate a predetermined amount of the pressurized liquid flowing between the main body and the gear from the inflow portion by being rotationally driven in opposite directions within the main body. The liquid delivery apparatus according to claim 2 , wherein the liquid delivery apparatus delivers the liquid to the outflow portion.
前記ベーン型回転子は、前記流入部より前記本体と2枚のベーンによって挟まれる空間に流入する一定量の前記加圧液体を回転駆動に基づいて前記流出部に送出することを特徴とする請求項第2項記載の液体送出装置。The rotor is a vane-type rotor housed in the body;
The vane-type rotor sends out a certain amount of the pressurized liquid flowing from the inflow portion into a space sandwiched between the main body and two vanes to the outflow portion based on rotational driving. Item 2. A liquid delivery device according to item 2 .
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