JP2006176132A - 給水装置および過冷却等価水の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】粉等の物質との混捏に使用する水を、仕上がり温度に適した温度に調整して供給する。
【解決手段】冷水タンク２０１には冷水が、温水タンク２０１には温水が、砕氷器２０４には氷が入れられている。まず混捏される製品の仕上がり温度および水量が特定されると、その仕上がり温度になるように、混捏される物の熱容量及び温度に基づいて、水の温度を計算する。次にその温度となるように冷水、温水、氷の配合を決定し、ポンプ２１０を駆動して冷水を、ポンプ２０９を駆動して温水を、砕氷器２０４を駆動してかき氷を混合タンク２０３に供給する。計算された水温が氷点下の場合には、その水温に等価な量の氷を供給して、仕上がり温度となるような水温の水を供給する。
【選択図】図２

Description

本発明は、シャーベット状の氷を含む水を供給する給水装置及び給水方法に関し、とくに水を他の物質と混合し攪拌した混合物の温度を管理できる給水器及び給水方法に関する。

水を他の物質とくに固体と混合して生地を製造し、さらにその生地から最終的な製造物を製造する場合、製造物によっては生地の温度を管理する必要がある。温度管理の厳密さは製造物によって異なり、たとえば生コンクリートでは、ひび割れを生じることなく十分な反応が進行するために必要な温度の範囲で練り上げられれば良いのに対し、パン生地などでは適当な発酵を生じさせるためにより精度の高い温度管理が要求される。

生地の捏ね上がり温度を厳密に管理するためには、雰囲気温度や材料の熱容量および温度に応じて適切な温度の仕込み水を供給する必要がある。このために、雰囲気あるいは材料温度によっては計算上０℃以下の水（すなわち過冷却水）を供給する必要が生じる場合がある。そこで０℃に近い冷水を供給できる冷水の製造装置が考案されている（特許文献１等参照）。この特許文献１に記載された冷水の製造装置は、容器内に氷粒と被冷却水とを供給して混合し、その混合液をスタティックミキサに通して氷粒を融解し、冷水温度が０℃付近に達した段階でバルブを開けて冷水を負荷側へと送り出すというものである。
特開平１０−１５２２００

しかしながら、常圧下においては、４℃程度以下の冷水を安定して製造するためには高度の制御機構が必要とされる。特に０℃付近の冷水や過冷却水を製造する場合、たとえば冷媒等を用いると熱交換機内で氷が成長してしまい、循環不良や管路閉塞などが生じて水温を目標温度にする妨げとなる。それを防止するためには、高度な制御および機構が必要となり、結果大型で高価な機器となってしまう。

また、氷を水と混合して冷水を製造する方法では、水温に空間的な偏りが生じて供給する水の温度が一様にならないという問題も生じる。

さらに、０℃以下の過冷却水を混合する必要が生じる場合もあるが、冷却水を用いる方法では、相当高度の機構を備えた冷却装置を用いたとして氷点下数℃程度の過冷却水を供給できるにとどまり、所望の温度の生地を製造することが困難となる場合もあった。

本発明は上記従来例に鑑みてなされたもので、必要な温度の水あるいは実質的に必要な温度の水を安定して製造できる給水装置および給水方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は以下の構成を備える。

所望の目的熱量を吸収して所望の目的温度に達する水を所望の目的水量供給する給水装置であって、
所定温度のかき氷を供給するかき氷供給手段と、
所定温度に調節した水を供給する水供給手段と、
前記目的熱量と前記目的温度とに基づいて、前記目的水量を前記かき氷と前記水とに按分し、前記かき氷供給手段および前記水供給手段によりそれぞれかき氷および水を供給させて混合する混合手段と、
前記混合手段により混合された混合液を排出する排出手段とを備える。

あるいは、製パン材料に該材料の量に応じた量の水を加えて捏ね、目的温度のパン生地を製造するための水を供給する給水装置であって、
所定温度のかき氷を供給するかき氷供給手段と、
所定温度に調節した冷水を供給する冷水供給手段と、
前記冷水よりも高温の所定温度に調節した温水を供給する温水供給手段と、
重量測定手段と、
水容器と、
前記かき氷の融解と前記かき氷および前記温水もしくは前記冷水の温度変化とによる熱の吸収又は放出により捏ね上がりのパン生地が前記目的温度となるように、前記製パン材料の量に応じた量の水を、前記冷水と前記温水と前記かき氷とに按分し、按分された量の前記冷水と前記温水と前記かき氷とをそれぞれ前記重量測定手段により計測して前記水容器内に供給する供給制御手段と、

前水容器の内容物を排出する排出手段とを備える。

あるいは、
所望の目的熱量を吸収して所望の目的温度に達する、実質的に過冷却水に等価な過冷却等価水を所望の目的量製造する方法であって、
前記かき氷および所定温度の水が前記目的温度に達するまでに吸収する熱量が前記目的熱量となるように、前記目的量の水を前記所定温度のかき氷と所定温度の水とに按分し、按分したそれぞれの量に応じたかき氷と水とをそれぞれ混合容器に注ぎ、
前記所定温度のかき氷と所定温度の水とを混合する。

あるいは、所望の目的熱量を吸収して所望の目的温度に達する水を所望の目的水量供給する給水装置であって、
所定温度のかき氷を供給するかき氷供給手段と、
所定温度に調節した水を供給する水供給手段と、
前記目的熱量と前記目的温度とに基づいて、前記目的水量を前記かき氷と前記水とに按分し、前記水供給手段により供給される水の排出にあわせて、前記かき氷供給手段によりかき氷を供給しつつ前記水と氷とを混合して排出する混合排出手段とを備える。

このような構成により、目的熱量を吸収して目的温度となる水を、それが過冷却水であっても、また、氷点付近の安定供給が困難な温度の水であっても簡易な構成によって供給することができる。

本発明によれば、水とかき氷を混合したシャーベット状の水を供給することが可能となり、過冷却水が必要とされる場合でも、それと熱的に等価の水を安定して供給することができる。さらに、混合する氷をシャーベット状としたことで、氷の流動性がよくなり、その水を用いるミキサ装置などを損傷するおそれがなくなる。また供給される水に含まれる氷は溶けやすく、水のみをその他の材料と混捏する場合と同様の混捏時間で捏ね上げることが可能となる。さらに、水自体の温度は比較的簡易な構成で製造可能な程度でよいために、簡易な構成で実質的に過冷却水を供給することができる。

＜給水装置の構成＞
図１に本発明に係る給水器の外観図を示す。図１（Ｂ）は給水器単体の外観を示す。給水器１０１の内部に備えられた冷水タンクおよび温水タンク、かき氷器に、水や氷の補給を行う必要がある。このために、各タンクへの水の供給は手操作ではなく、不図示の受水設備からパイプ等を介して直接行うように構成されている。またかき氷器には製氷器をあわせて備えても良い。この場合、製氷器への水の供給も受水設備から行われる。給水器から供給される水は排水口１０１ｄから排出される。なお、図１（Ｂ）に示すとおり、給水器１０１の上部に開閉自在の蓋１０１ｅを設け、内部の洗浄が行える。この蓋１０１ｅを開けて手操作による水の供給をおこなうこともできる。

図１（Ａ）は、給水器１０１の使用状態を示す図である。給水器１０１はミキサ１０２に並べて配置され、その状態で排出口１０１ｄがミキサ１０２の、攪拌用のボウル１０３上部に位置する。給水器の排出口１０２から排出された水はボウル１０３内に供給される。もちろん排出口１０１ｄはミキサの攪拌用の回転羽根部材に接触しないように配置される。使用状態においては、給水器本体から延びたプローブ先端の温度センサ１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃによって必要な温度が測定される。温度センサ１０１ｂは、パンの主たる材料である小麦粉１０４に差し込まれてその温度を測定する。温度センサ１０１ｃはボウル１０３周辺に固定されてその温度を測定する。温度センサ１０１ａはパン生地の捏ね上げ温度に大きな影響を及ぼす副材料等の温度を測定するために用いられる。図ではひとつであるが、測定対象の副材料の数だけ温度センサが用意される。なお温度センサ１０１ａは、冷蔵庫の庫内温度等、副材料のおかれた環境温度の測定に用いても良い。こうすることで冷蔵された材料の温度をまとめて測定することができる。

図２は給水器１０１の内部構造の一例を示す図である。ただし、主要な部材の配置を見やすく記載したものであり、筐体や支持部材、制御回路や配線、温度センサ等は省略されている。また、実際にはポンプやコンプレッサ等はタンク等の下部に配置することで装置底面積の縮小を図ることができるが、図ではそのような考慮はしていない。

図２において、温水タンク２０１と冷水タンク２０２にはそれぞれ温水と冷水とが貯えられる。温水および冷水の温度は室温等により変動する場合がある。温水は冷水よりも高温の水であって、水以外の材料温度や室温等に応じて加熱供給される場合があるので特にこれという温度は決められず、供給される水の水温（下限温度）からヒータ２０１ｂの加熱能力に応じた最高の温度（上限温度）までの間の温度となる。冷水タンク２０２には冷却器のエバポレータ２０５が設けられている。この冷却器により冷水はたとえば５℃程度に冷却され、その温度が維持される。冷却器は通常の構造を備えており、コンプレッサ２０６、コンデンサ２０７を通して液化された冷媒がレシーバ２０８、エバポレータ２０５を通って水を冷却する構成となっている。温水タンク２０１、冷水タンク２０２とも、制御部（不図示）により監視される温度センサ２０１ａ，２０２ａがそれぞれタンク内に設けられており、貯えられた水の水温を測定できる。これら温度センサは、冷却および加熱時に一定水温を維持するためにも用いることができるが、この温度制御機構については公知技術であり、ここでは説明を省略する。

温水タンク２０１および冷水タンク２０２内の水は、それぞれポンプ２０９（温水ポンプ）、２１０（冷水ポンプ）によって排出される。温水ポンプ２０９に接続されるパイプは、温水の給水パイプ２０９ａと循環パイプ２０９ｄとに分岐する。各パイプには電磁弁２０９ｂ、２０９ｃが設けられている。このため、弁２０９ｂを開けて弁２０９ｃを閉じた状態で温水ポンプ２０９を駆動すると、温水は給水パイプ２０９ａを通して混合タンク２０３に供給される。弁２０９ｂを閉じて弁２０９ｃを開けた状態で温水ポンプ２０９を駆動すると、温水は循環パイプ２０９ｄを通して温水タンク２０９に供給され、循環する。

これは冷水タンク２１０についても同様である。冷水ポンプ２１０に接続されるパイプは、冷水の給水パイプ２１０ａと循環パイプ２１０ｄとに分岐する。各パイプには電磁弁２１０ｂ、２１０ｃが設けられている。このため、弁２１０ｂを開けて弁２１０ｃを閉じた状態で冷水ポンプ２１０を駆動すると、冷水は給水パイプ２１０ａを通して混合タンク２０３に供給される。弁２１０ｂを閉じて弁２１０ｃを開けた状態で冷水ポンプ２１０を駆動すると、冷水は循環パイプ２１０ｄを通して冷水タンク２１０に供給され、循環する。

このようにして、各タンクの水は温水ポンプ２０９給水パイプ２０９ａ、２１０ａを通して混合タンク２０３に注水できる。なお、各電磁弁は、温水タンク２０９および冷水タンク２１０から混合タンク２０３に水が供給されていないときにはタンク内で水が循環するように、供給されるときには混合タンクに水が供給されるように、上述の要領で適宜行われる。

なお混合タンク２０３の下部構造はタンク内の水の排出のための機構を備えている（図２では省略した）。混合タンク２０３内の水は攪拌ポンプ２１３により、タンク底部の取水パイプ２１３ａから取水されてタンク上部から注がれ、攪拌される。各パイプ、特に給水パイプ２０９ａ，２１０ａには混合タンクからの逆流を防止するための逆止弁や、排水のためのドレインバルブを設けるのが望ましい。

混合タンク２０３上部には、モータ２０４ｂにより駆動される砕氷器（かき氷器）２０４が設けられている。また混合タンク２０３上面には、砕氷器２０４からタンク内にかき氷が供給されるように開口部が設けられている。この開口部は常時開口していても良いが、砕氷器２０４から落下する氷の融解水が混合タンクに入らないように、かき氷の供給時以外には閉じるように構成することもできる。砕氷器２０４は本実施形態では電動であり、制御部によりその動作が制御される。混合タンク２０３には排水口１０１ｄが設けられており、所望の温度に調整された水（仕込み水と呼ぶ。）が排水口１０１ｄからミキサ１０２へと供給される。なお砕氷器２０４への氷の供給や、温水タンク２０１および冷水タンク２０２への水の供給は、受水設備から浄水器を介して直接供給される。また、図２には示していないが、混合タンク２０３にはヒータと冷却器とが設けられており、混合タンク２０３内に投入された液体の温度の微調整や維持が可能となるように構成されている。さらに混合タンク２０３も温度センサを備え、それによってその内容物の温度を測定してもよい。

温水タンク２０１、冷水タンク２０２、混合タンク２０３は、いずれも内部に貯えた水の温度を保持する必要があることから、保温性の高い材料で形成したり、あるいは保温材で覆うなどすることが望ましい。また、冷水タンク２１０に導通される冷媒は、図２ではタンクの１面に設けたエバポレータ２０５に通されているが、冷媒によりタンク自体を冷却せず、凝固点が水よりも低温でしかも毒性が極めて低い物質、たとえばプロピレングリコールをブライン（間接冷媒）として利用し、冷却することもできる。この場合冷水タンクを二重化し、その外側タンク内にブラインを満たし、ブラインをエバポレータにより冷却することで内側タンクすなわち本来の冷水タンクを冷却する。こうすることで、冷水タンク内の氷結を防止でき一様な冷却が可能となる。なお、各タンクは洗浄のために開口部が設けられるが、通常の使用においては密閉された状態にある。

図３は混合タンク２０３の断面図を示す。タンク内にはタンク内壁に沿って上下に移動可能なピストン３０１が設けられている。ピストン３０１は、その底面は給水器の接地面と平行であり、上面は、排水口１０１ｄ側が低くそれに対向する側が高い斜面となっている。ピストン３０１には、温水タンク２０１及び冷水タンク２０２とつながった給水パイプ２０９ａ、２１０ａと、攪拌用の取水パイプ２１３ａそれぞれが接続された穴が設けられている。給水パイプ２０９ａ、２１０ａ、取水パイプ２１３ａは、ピストン３０１の上下運動に追従できるように少なくともその一部が柔軟な素材でできている。ピストン３０１はその下部に取り着けられたシャフト３０６を、モータ３０８を動力源とした駆動部３０７により上下されることで上下に移動する。

タンク２０３の内壁とピストン３０１との隙間からの漏水を防止するために、ベローフラム３０９がピストン３０１と混合タンク２０３との間の隙間に設けられる。ベローフラム３０９は、ピストン底面の外周に沿った部分と、タンク底部の外周に接着等により水密を維持できる様に取り着けられ、ピストン３０１が下がった状態では折り畳まれ、ピストン３０１が上がった状態では伸ばされて底部からの漏水を防止する。

ピストン３０１が最上部に上昇した状態を点線のピストン３０１’に示す。この状態で、混合タンク３０１内の水が排出口１０１ｄから排出される。かき氷が配合された水であっても、ピストン３０１の上面の傾斜によって排水口１０１ｄから残らず排出することができる。

混合タンク２０３は支柱等の構造部材３０２，３０３，３０４により、混合タンク全体を計量できる重量センサ（重量測定器）３０５に載置されている。重量センサ３０５により測定された重量値はディジタル値として制御部（不図示）へと入力される。したがって、混合タンク２０３が空の状態において測定値が０となるように重量センサ３０５を較正しておくことで、混合タンク２０３の内容物の重量を測定することができる。

＜水配合の原理＞
給水制御手順を説明する前に、まずパン生地に配合される水の成分（温水、冷水、氷）の配合をどのような原理に基づいて決定するかを説明する。パン生地は、主材料である小麦粉に、製造しようとするパンの種類に応じて副材料が混合され、さらにそれに水が加えられ、ミキサにより混捏することで製造される。捏ねあげた生地は一定時間寝かせて発酵させるために、発酵が適度に進むよう一定の温度範囲になければならない。そのために、水の配合による水和反応やミキサの混捏による熱の発生を考慮した上で材料に加える水の温度を決定する。そして決定した温度の水、あるいはその温度の水に等価な氷水を、温水、冷水、氷を成分として混合することで製造する。

このために、まず小麦粉等に混合する水の温度を以下の手順で決定する。入力パラメータは次のようなものである。なお定数および操作者により設定される値については、その名称の先頭を大文字で示した。
（１）主材料（小麦粉）について、その温度ｔｆ，重量ｗｆ，比熱Ｃｆ
（２）副材料について、その温度ｔｓ、重量ｗｓ，比熱Ｃｓ
（３）配合される水について、その重量ｗｗ，比熱Ｃｗ
（４）雰囲気温度ｔａ
（５）混捏による製造途中の生地の温度上昇率Ｔu
（６）混捏時間Ｔｉｍｅ
（７）捏ね上がり温度Ｔ。

これら入力パラメータから求めるべきは目標水温ｔである。このうち温度は各温度センサで測定される。混捏による温度上昇率（たとえば単位重量の生地について単位時間あたりの上昇温度）Ｔｕは、摩擦熱や水和反応などによって生じるもので、使用するミキサを用いて実験的に求めるのが望ましい。なお温度上昇率は一律に決めることはできない。それは、ミキサに投入された材料の重量や、ミキサの回転速度により変わるためである。一般的なミキサにおいては低速・高速の２段階に速度切り替えを行うことができる。２段階の速度切り替えでは、温度上昇率は回転速度に従ってＴｕ１，Ｔｕ２の２段階に切り替わる。またたとえばミキサの回転速度が５段階にわたって切り替えられるとすれば、温度上昇率は回転速度に従ってＴｕ１，Ｔｕ２，Ｔｕ３，Ｔｕ４，Ｔｕ５の５段階に切り替わる。さらに、ある回転数においても混捏されている重量によっても温度上昇率は変わる。そこで、ここではこれら様々な要因により変動する温度上昇率をまとめて温度上昇率Ｔｕと記載する。

また材料の比熱も、それが普通に知られていない場合にはあらかじめ測定しておく必要がある。水の比熱Ｃｗ等の他の定数は一般に用いられている値を利用することができる。また、副材料の重量ｗｓ、水の重量ｗｗ、混捏時間Ｔｉｍｅなどは、主材料の重量（以下仕込量と呼ぶ。）ｗｆが指定されれば、パンの種類に応じて一意に決定できる。そのため、たとえばパンの種類と仕込量ｗｆとを入力パラメータとして、副材料の重量ｗｓ、水の重量ｗｗ、混捏時間Ｔｉｍｅの値を登録したテーブルをＲＡＭ４０２あるいはＲＯＭ４０３にあらかじめ格納しておいたり、あるいは必要に応じてダウンロードしておくことで、それらの値を製造しようとするパンの種類と生地重量とから与えることができる。また捏ね上がり温度Ｔはパンの種類によって、あるいはパンの種類によらずにあらかじめ定められている。

さて、仕込む生地の総重量をＷｄとすると、上記のパラメータから材料の混合により生じる熱平衡状態における温度ｔｂは、
tb=((tf*wf*Cf)+(ts*ws*Cs)+(tw*ww*Cw))/((wf*Cf)+(ws*Cs)+(ww*Cw))
と求めることができる。なお式中“＊”は乗算を意味する。ミキサの混捏による温度上昇（Ｔｕ＊Ｔｉｍｅ＊Ｗｄ）を温度ｔｂに加算した値が捏ね上がり温度Ｔとなるべきであるから、
Ｔ＝ｔｂ＋（Ｔｕ＊Ｔｉｍｅ＊Ｗｄ）となる。すなわち、
T=((tf*wf*Cf)+(ts*ws*Cs)+(t*ww*Cw))/((wf*Cf)+(ws*Cs)+(ww*Cw))+(Tu*Time*Wd)
となる。これらの式から目的水温ｔは、
t=((T-(Tu*Time*Wd))*((wf*Cf)+(ws*Cs)+(ww*Cw))-((tf*wf*Cf)+(ts*ws*Cs)))/(ww*Cw) … （式１）
として求めることができる。さらにこの式１をパンの種類毎に用意し、副材料の重量ｗｓ、水の重量ｗｗ、混捏時間Ｔｉｍｅを当該パンの種類について主材料の重量（仕込量）ｗｆの関数として表せば、
t=((T-(Tu*Time(wf)*Wd))*((wf*Cf)+(ws(wf)*Cs)+(ww(wf)*Cw))-((tf*wf*Cf)+(ts*ws(wf)*Cs)))/(ww(wf)*Cw)
となる。生地重量Ｗｄは、仕込量と水量、副材料を合計した重量であるから、定数を除いた入力パラメータは、パンの種類、仕込み量ｗｆ、粉温度ｔｆ、副材料温度ｔｓとなる。すなわち、パンの種類、仕込量ｗｆ、粉温度ｔｆ、副材料温度ｔｓとが特定されれば、水温を求めることができる。

なお、上述のように、５段階の回転速度に応じた温度上昇率をＴｕ１，Ｔｕ２，Ｔｕ３，Ｔｕ４，Ｔｕ５とし、それぞれの回転数による混捏時間をＴ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５とすれば、Ｔ＝ｔｂ＋（（Ｔｕ１＊Ｔ１＋Ｔｕ２＊Ｔ２＋Ｔｕ３＊Ｔ３＋Ｔｕ４＊Ｔ４＋Ｔｕ５＊Ｔ５）＊Ｗｄ）となる。また、重量により温度上昇率Ｔｕ１，Ｔｕ２，Ｔｕ３，Ｔｕ４，Ｔｕ５が変動する場合には、あらかじめ実験的に得ておいた重量および回転数をパラメータとする温度上昇率を、テーブルとしてＲＡＭやＲＯＭに保存しておく。そして、そのテーブルから重量および回転数に応じた温度上昇率を得て、捏ね上がりＴを計算し、目的温度ｔをより高精度に得ることができる。なお２段階の回転速度に応じた温度上昇率をＴｕ１，Ｔｕ２とし、それぞれの回転数による混捏時間をＴ１，Ｔ２とすれば、Ｔ＝ｔｂ＋（（Ｔｕ１＊Ｔ１＋Ｔｕ２＊Ｔ２）＊Ｗｄ）となる。

また、混捏時間および雰囲気温度に応じた生地の温度低下を考慮することでより正確な結果が得られるであろう。たとえば雰囲気温度ｔａの環境における生地の温度低下率（単位重量・単位時間あたりの値）をＴｒａとすると、
t=((T-((Tu+Tra)*Time*Wd))*((wf*Cf)+(ws*Cs)+(ww*Cw))-((tf*wf*Cf)+(ts*ws*Cs)))/(ww*Cw) … （式１’）
となる。ここで、温度低下率Ｔｒａは、雰囲気温度ｔａを変更しつつ実測しておけば、雰囲気温度ｔａ（あるいはさらに仕込量ｗｆ）を入力パラメータとするテーブルとしてこれもたとえばＲＡＭ４０２やＲＯＭ４０３に格納しておくことができる。その場合、温度低下率ｔｒａは、雰囲気温度ｔａからそのテーブルを検索して得ることができる。

なお上記方程式は非常に簡単なモデルに基づいて水温を求めるための式であり、小麦粉温度、副材料温度、雰囲気温度、生地重量をパラメータとして様々な値を組み合わせ、一定の生地温度とするために実験的に求めた水温を前記パラメータの関数としてテーブルに登録しておき、これらの値から水温および水量（重量）を求めることもできる。

次に、決定された水温ｔ、重量ｗｗの水をつくるために、その水の成分となる冷水および温水およびかき氷の量をそれぞれ決定する。目的水温が冷水（冷水タンク内の水）の温度以上であれば、冷水と温水（温水タンク内の水）とを混合するか、あるいは温水を加熱することで目的温度の水をつくることができる。冷水と温水とを混合する場合には、冷水温度ｔｗｃ、冷水重量ｗｃ、温水温度ｔｗｈ、温水重量ｗｈ（＝ｗｗ−ｗｃ）、
wc=(t*ww-twh*ww)/(twc-twh) … （式２）、
wh=ww-wc=(twc*ww-t*ww)/(twc-twh) … （式３）
となる。

また、目的水温ｔが冷水の温度ｔｗｃ以下であれば、冷水にかき氷を混合して冷水の温度を低下させ、さらに氷水として氷の融解熱により氷点下の水の水温上昇による熱の吸収を代替させる。水の比熱を１（ｃａｌ／グラム／Ｋ）、氷の融解熱をＨｍ（ｃａｌ／グラム）とすると、０℃の氷が融解時に吸収する熱量は、それと同量の−Ｈｍ℃の水の温度が０℃に上昇する際に吸収する熱量と等しい。すなわち、熱の吸収という観点から見れば、０℃の氷はそれと同量の−Ｈｍ℃の水と等価であるといえる。そこで、冷水温度ｔｗｃ、冷水重量ｗｃ、氷温度ｔｉ、氷重量ｗｉ（＝ｗｗ−ｗｃ）、水と氷の比熱をそれぞれＣｗ、Ｃｉとれば、
t*cw*ww=twc*cw*wc+(ti*ci-Hm)*(ww-wc)
が成立する。ｗｃを左辺に寄せれば、
wc=ww*(t*cw-ti*ci-Hm)/(twc*cw-ti*ci+Hm) … (式４)
となる。またｗｉについては、
wi=ww-wc=ww*(t*cw-twc*cw)/(ti*ci-twc*cw-Hm) … (式５)
となる。なお式４，式５における温度の単位は℃（摂氏）である。なお、本実施形態では、氷が配送系に粘着するなどの不都合を防止するために、０℃の氷を用いるのが望ましい。このように構成することで、氷の温度上昇および比熱は考慮する必要がなくなり、数式４，５におけるti*ciの項を削除して計算をより簡単化できる。

給水の制御は上記原理に基づいて冷水、温水、氷を混合タンクに供給して混合し、それをミキサに給水することで実現される。その制御を実現するための制御部の構成を以下に説明する。

＜給水制御の構成＞
図４に、給水器を制御する制御部のブロック図を示す。ＣＰＵ４０１はＲＯＭ４０２に格納されたプログラム４０２ａを実行して、各種センサ等からの入力データに基づいてモータを駆動する等することで給水器１０１全体を制御する。ＲＡＭ４０３には、入出力パラメータ４０３ａ等が保存されるほか、制御に必要な各種データが保存される。ＲＡＭ４０３のパラメータ領域４０３ａに保存されるパラメータには次のものがある。
（１）パン生地の副材料の温度（副材料温度）ｔｓ
（２）パン生地の主材料である小麦粉の温度（粉温度）ｔｆ
（３）給水器の設置された環境の温度（雰囲気温度）ｔａ
（４）温水タンク２０１内の水の温度（温水温度）ｔｗｈ
（５）冷水タンク２０２内の水の温度（冷水温度）ｔｗｃ
（６）砕氷器２０４内の氷の温度（氷温度）ｔｉ
（７）指定されたパンの種類コードｂｃ
（８）仕込量ｗｆ。
このほかＲＡＭ４０３には、計算によって得られた値、たとえば冷水重量ｗｃや温水重量ｗｈ、氷重量ｗｉ、生地重量Ｗｄなどのほか、図５乃至図７に示す処理中に用いられる変数等の領域が確保される。また、指定されたパンの種類を示すコードｂｃと仕込量ｗｆとから特定された、混捏時間Ｔｉｍｅ、仕上がり温度Ｔ、水重量ｗｗ、副材料重量ｗｓを保存するための領域も確保されている。

またＲＯＭ４０２にはプログラムの他、定数やテーブル等が保存される。その内容な次のようなものである。
（１）主材料（小麦粉）の比熱Ｃｆ
（２）副材料の比熱Ｃｓ
（３）水の比熱Ｃｗ
（４）氷の融解熱Ｈｍ
（５）混捏による製造途中の生地の温度上昇率Ｔu
（６）パンの種類を示すコードｂｃと仕込量ｗｆとをパラメータとして、混捏時間Ｔｉｍｅ、仕上がり温度Ｔ、水重量ｗｗ、副材料重量ｗｓを特定するための配合テーブル。このテーブルには経験的に得られた値が登録される。なお配合（レシピ）は、各材料の重量比で表され、仕込量と前記配合とから副材料の重量が決定される。特定された各値はＲＡＭに保存される。なおここで材料の量に関しては、仕込量に応じた重量がＲＡＭに保存される。

操作パネル４１０は、操作者が操作を行うためのパネルであり、給水の開始の指示の他、パンの種類を示すコードｂｃやパン生地の仕込量ｗｆなど、操作者の意思で設定される値の入力等のために用いられる。

ＩＯインターフェース４０７にはＡＤ変換器４０８ａ〜４０８ｇを介して各温度センサが接続されている。温度センサで計測した温度はディジタル値としてＣＰＵ４０１に渡されてＲＡＭ４０３に格納される。各温度センサにより検出される温度の意味をここに改めて記すと以下のとおりである。
（１）温度センサ１０１ａ：副材料温度ｔｓを測定する。
（２）温度センサ１０１ｂ：粉温度ｔｆを測定する。
（３）温度センサ１０１ｃ：雰囲気温度ｔａを測定する。本実施形態では、仕上がり生地温度に直接影響するボウル１０３付近の雰囲気温度が測定される。
（４）温度センサ２０１ａ：温水温度ｔｗｈを測定する。
（５）温度センサ２０２ａ：冷水温度ｔｗｃを測定する。
（６）温度センサ２０４ａ：氷温度ｔｉを測定する。
（７）重量センサ３０５：混合タンク２０３内の水と氷の重量ｗｍを測定する。

ＩＯインターフェース４０４には、各種モータ等の駆動源がドライバ回路４０５ａ〜４０５ｅを介して接続されている。各駆動源はＣＰＵ４０１の制御の下で駆動される。各駆動源には以下のようなものがある。
（１）モータ３０８：混合タンク２０３のピストン３０１を上下に駆動するためのモータである。駆動量はモータの回転量で制御しても良いが、ピストンの最上部と最下部とにマイクロスイッチ等のセンサを設けて、一方の状態からいずれでもない状態を経て他方の状態へと達したなら停止するように制御することでもモータ３０８の駆動制御を実現できる。
（２）ポンプ２０９：温水タンク２０１内の水を混合タンク２０３に供給するためのポンプである。
（３）ポンプ２１０：冷水タンク２０２内の水を混合タンク２０３に供給するためのポンプである。
（４）ヒータ２０１ｂ：温水タンク内の水を加熱するためのヒータである。
（５）モータ２０４ｂ：砕氷器２０４を駆動するモータであり、このモータを駆動することで内部に収められた氷塊や角氷がけずられて、かき氷として混合タンク１０３に供給される。

＜配合計算処理＞
図５は図４の制御部、特にＣＰＵ４０１において実行される制御手順であり、プログラム４０２ａはこの手順をＣＰＵ４０１により実行させるためのプログラムである。プログラム実行に際しては、あらかじめ操作者により入力された値である仕込量ｗｆやパンの種類等を示すコードｂｃは、ＲＡＭ４０３のパラメータ領域４０３ａに保存されている。そして、その他のパラメータ領域４０３ａに０をセットしておく。

まずステップＳ５０１において、総給水量ｗｗを計算して求め、その値をＲＡＭ４０２に保存しておく。なお、以下の説明ではデータの保存はＲＡＭ４０３にするものとしてその保存先の特定を省略する。総給水量ｗｗは、操作者から与えられたパンの種類ｂｃおよび仕込量ｗｆからＲＯＭ４０２の配合テーブルを参照して求められる。あるいは総給水量ｗｗの値自体を操作者が入力してもよい。

次にステップＳ５０２において、雰囲気温度ｔａ、粉温度ｔｆ、副材料温度ｔｓを対応するそれぞれの温度センサから読み取って保存する。ステップＳ５０３では、これら雰囲気温度ｔａ、粉温度ｔｆ、副材料温度ｔｓと総給水量とから、給水の目的温度ｔｗを計算する。水の目的温度ｔｗは式１または式１’に従って計算される。ここで混捏時間Ｔｉｍｅ、仕上がり温度Ｔ、仕込量（主材料の重量）ｗｆ、副材料の重量ｗｓ、水の重量ｗｗは、指定された仕込量ｗｆおよびパンの種類コードｂｃにより配合テーブルから求められる。また計算に用いられる水の比熱等の定数はあらかじめＲＯＭ４０３に格納しておいた値を用いる。

ステップＳ５０４では、温水タンク２０１と冷水タンク２０２と砕氷器２０４の温度センサの値（それぞれ温度ｔｗｈ，ｔｗｃ，ｔｉとする。）を読み取って保存しておく。ステップＳ５０５では、目的温度ｔと冷水温度ｔｗｃとを比較する。目的温度ｔの方が小さければ、ステップＳ５０６において、配合される冷水重量ｗｃと氷の重量ｗｉとをそれぞれ上述した式４，式５に従って計算し、それぞれ保存しておく。その際には、測定され保存されている冷水温度ｔｗｃと氷温度ｔｉ、総給水量ｗｗがパラメータとして用いられる。氷の融解熱Ｈｍや比熱等の定数はＲＯＭ４０３にあらかじめ用意した値を用いる。

一方目的温度ｔが冷水温度ｔｗｃ以上であれば、ステップＳ５０７において目的温度ｔと温水温度ｔｗｈとを比較する。比較の結果、目的温度ｔが温水温度ｔｗｈよりも低ければ、ステップＳ５０８において、配合される冷水重量ｗｃと温水重量ｗｈをそれぞれ計算して保存する。計算には式２，式３をそれぞれ用いる。その際には、測定され保存されている冷水温度ｔｗｃと温水温度ｔｗｈ、総給水量ｗｗがパラメータとして用いられる。

また一方ステップＳ５０７において温水温度ｔｗｈは目的温度ｔ以上であると判定された場合には、ステップＳ５１０において温水タンク２０１のヒータ２０１ｂを駆動して加熱を開始する。ステップＳ５１１では温度センサ２０１ａで検出される温度を読み取ってそれを目的温度ｔと比較する。目的温度に達するまで加熱を続け、目的温度ｔに達した場合には、ステップＳ５１２でヒータ２０１ｂの駆動を停止して加熱を中止する。ステップＳ５１３では温水重量ｗｈに総給水量ｗｗの値を代入して保存する。

最後にステップＳ５０９において、上述の手順で決定された温水、冷水、かき氷のそれぞれの配合重量に従って混合タンク２０３に各成分を供給し、それらを混合して得た水を外部に排出する。

＜混合および給水処理＞
図６及び図７はステップＳ５０９の詳細を示す図である。図６及び図７の手順では、冷水、氷、温水を一定重量Ｔずつ順に混合タンク２０３に供給し、目的重量ｗｗとなるまでこれを繰り返す。ステップＳ６０１において、混合タンク２０３内の水及び氷の供給重量を示す変数ＷＭを０に初期化する。変数ＷＭ（供給重量と呼ぶ。）は、冷水、氷、温水を一定重量Ｔずつ供給した時点か、あるいはある成分については供給を終えた時点における混合タンク２０３の内容物の重量を示す。ステップＳ６０２では、供給重量ＷＭと総給水量ｗｗとを比較する。供給重量ＷＭが総給水量ｗｗ以上となっていれば、混合タンク２０３内に目的水量が得られているので、ステップＳ６３０に分岐してモータ３０８を駆動し、ピストン３０１を上昇させて混合タンク２０３の内容物を排出する（すなわちミキサ等に給水する）。

ステップＳ６０２において供給重量ＷＭが総給水量ｗｗに達していないと判定された場合には、ステップＳ６０３で、冷水重量ｗｃが０以下であるか判定する。０以下であれば冷水の供給は不要なので、ステップＳ６１２に分岐する。冷水重量ｗｃが０より大きければ、ステップＳ６０４で、ポンプ２１０の駆動を開始して混合タンク２０３へ冷水タンク２０２から水を供給する。ステップＳ６０５では重量センサ３０５の値である最新重量ｗｍを読み取り、保存する。そしてステップＳ６０６では現在の重量ｗｍから供給重量ＷＭを差し引いた値、すなわちステップＳ６０４によるポンプの駆動で供給された重量を冷水重量ｗｃと比較する。なお冷水重量ｗｃは、給水すべき残り供給量を示している。最新重量と供給重量との差ｗｍ−ＷＭが冷水重量ｗｃ以上となれば、冷水は必要なだけ混合タンク２０３に供給されたから、ステップＳ６０９において冷水重量ｗｃを０としてステップＳ６１０に分岐し、ポンプ２１０を停止させて冷水タンク２０２からの水の供給を停止する。そしてステップＳ６１１において、供給重量ＷＭを最新重量ｗｍにより更新する。

一方最新重量と供給重量との差ｗｍ−ＷＭが冷水重量ｗｃに達していない場合には、ステップＳ６０７において、最新重量と供給重量との差ｗｍ−ＷＭをあらかじめ定めた一定の重量Ｔと比較する。最新重量と供給重量との差ｗｍ−ＷＭが一定重量Ｔに達した場合には、ステップＳ６０８で冷水重量ｗｃから一定重量Ｔを差し引いて冷水の残り供給量を更新する。達していない場合には、ステップＳ６０５に分岐して、重量センサ３０５の値を読む手順から繰り返す。

ここまでで冷水の供給が完了したか、あるいは完了していなくても一定量Ｔの供給を終えたので、冷水の供給を停止する。次にステップＳ６１２で、氷重量ｗｉが０以下であるか判定する。０以下であれば冷水の供給は不要なので、ステップＳ６２１に分岐する。氷重量ｗｃが０より大きければ、ステップＳ６１３で、砕氷器２０４の駆動を開始して混合タンク２０３へ砕氷器２０４から氷（かき氷あるいはシャーベット氷）を供給する。ステップＳ６１４では重量センサ３０５の値である最新重量ｗｍを読み取り、保存する。そしてステップＳ６１５では現在の重量ｗｍから最後の記憶された供給重量ＷＭを差し引いた値、すなわちステップＳ６１３による砕氷器２０４の駆動で供給された重量を氷重量ｗｉと比較する。なお氷重量ｗｉは、供給すべき残り供給量を示している。最新重量と供給重量との差ｗｍ−ＷＭが氷重量ｗｉ以上となれば、氷は必要なだけ混合タンク２０３に供給されたから、ステップＳ６１８において氷重量ｗｉを０としてステップＳ６１９に分岐し、砕氷器２０４を停止させて砕氷器２０４からの氷の供給を停止する。そしてステップＳ６２０において、供給重量ＷＭを最新重量ｗｍにより更新する。

一方最新重量と供給重量との差ｗｍ−ＷＭが氷重量ｗｉに達していない場合には、ステップＳ６１６において、最新重量と供給重量との差ｗｍ−ＷＭをあらかじめ定めた一定の重量Ｔと比較する。最新重量と供給重量との差ｗｍ−ＷＭが一定重量Ｔに達した場合には、ステップＳ６１７で氷重量ｗｉから一定重量Ｔを差し引いて氷の残り供給量を更新する。達していない場合には、ステップＳ６１４に分岐して、重量センサ３０５の値を読む手順から繰り返す。

ここまでで、氷の供給が完了したか、あるいは完了していなくても一定量Ｔの供給を終えたので、氷の供給を停止する。次にステップＳ６２１で、温水重量ｗｈが０以下であるか判定する。０以下であれば温水の供給は不要なので、ステップＳ６０２に分岐する。温水重量ｗｈが０より大きければ、ステップＳ６２２で、ポンプ２０９の駆動を開始して混合タンク２０３へ温水タンク２０１から水を供給する。ステップＳ６２３では重量センサ３０５の値である最新重量ｗｍを読み取り、保存する。そしてステップＳ６２４では現在の重量ｗｍから最後の記憶された供給重量ＷＭを差し引いた値、すなわちステップＳ６２２によるポンプの駆動で供給された重量を温水重量ｗｈと比較する。なお温水重量ｗｈは、給水すべき残り供給量を示している。最新重量と供給重量との差ｗｍ−ＷＭが温水重量ｗｈ以上となれば、温水は必要なだけ混合タンク２０３に供給されたから、ステップＳ６２７において温水重量ｗｈを０としてステップＳ６２８に分岐し、ポンプ２０９を停止させて温水タンク２０１からの水の供給を停止する。そしてステップＳ６２９において、供給重量ＷＭを最新重量ｗｍにより更新する。

一方最新重量と供給重量との差ｗｍ−ＷＭが温水重量ｗｈに達していない場合には、ステップＳ６２５において、最新重量と供給重量との差ｗｍ−ＷＭをあらかじめ定めた一定の重量Ｔと比較する。最新重量と供給重量との差ｗｍ−ＷＭが一定重量Ｔに達した場合には、ステップＳ６２６で温水重量ｗｈから一定重量Ｔを差し引いて温水の残り供給量を更新する。達していない場合には、ステップＳ６２３に分岐して、重量センサ３０５の値を読む手順から繰り返す。

ステップＳ６２９までが終了すると、ステップＳ６０２に分岐して、全ての成分すなわち冷水、温水、氷について総合計が目的重量に達したか判定される。

以上の構成及び制御手順により、一定の熱量を吸収（あるいは放出）して一定温度に達する温度の水を供給することができる。特に、供給すべき水の計算上の水温が、通常の簡易な冷却装置では安定供給が困難な水温、たとえば４℃程度以下であっても、その水温と等価な水を安定して供給することができる。

さらに、水と混合・攪拌される他の材料の比熱および重量と、それら物質と水とを混合・攪拌した生成物の目的温度とをあらかじめ明らかにしておき、混合時の物質の温度を測定することで、生成物を目的温度に仕上げるために必要な水温を決定することができる。そして、水や氷の温度を測定する機能を備えることで、目的の水温または熱的にそれと等価な氷水を供給することができる。

さらに、本実施形態の給水器では、水に配合する氷としてかき氷をもちいているために、供給される水をそのままミキサに投入してもミキサの部材、とくに攪拌用の羽根部材等に損傷を与えるおそれがない。また、氷が微少な粒状あるいは柱状になっているために、混合された物質たとえば小麦粉等から与えられる熱や混捏により生じる熱で溶けやすく、水のみを用いて捏ねる場合とほぼ同じ混捏時間で生地を仕上げることができる。

また、給水器に製造物の配合テーブルを用意しておくことで、操作者が製造物のレシピを知らなくても、本発明の給水器を用いることで、製造物に最適な温度の水を供給することができる。そのために、操作者の知識や技量に依存せずに、安定した品質の製品を製造することができる。

特に本実施形態では生成物としてパン生地を例に挙げ、水と混合され捏ね合わされる他の物質として、パンの材料である小麦粉やそのほかの副材料を想定した。このため、パンの製造にあたって、給水器に配合テーブルを用意しておくことで、製造するパンのレシピを操作者が知らなくても、本発明の給水器によってパン生地の製造に最適な温度の水を供給することができる。そのために、操作者の知識や技量に依存せずに、安定した品質のパン生地を製造し、ひいては安定した品質のパンを製造することができる。

［変形例］
（１）本実施形態では、特に生成物としてパン生地を例に挙げ、水と混合され捏ね合わされる他の物質として、パンの材料である小麦粉やそのほかの副材料を想定した。しかし、生成物を一定温度に仕上げるための水を供給するという目的の範囲内であれば、このほかの生成物のために使用することも可能である。もちろんそのためには、パンの材料の比熱や温度上昇率に代えて、当該生成物の材料となる物質の比熱や温度上昇率を用いる必要がある。計算式の形式は実施形態と同様である。
（２）また、本実施形態では、供給される物が水であるとしたが、水に限られず液体一般にも本実施形態の給水器を適用することができる。その場合には、水の比熱や氷の融解熱に代えて、当該液体の比熱や融解熱を用いて、計算される。計算式の形式は実施形態と同様である。

（３）本実施形態の給水器では給水パイプ２０９ａ，２１０ａ，取水パイプ２１３ａをピストン３０１に設けた穴に接続し、混合タンクの底部から水を供給或いは取水する構成となっているが、給水パイプ２０９ａ，２１０ａを混合タンク２０３の上面に取り着けて水を上部から供給するような構成とすることもできる。さらに取水パイプ２１３ａを、混合タンク３０１の側壁に取り着けることもできる。このようにすることで、ピストン３０１の構造が簡略化できる。また、こうすることでかき氷がピストン３０１の穴に入り込むことを防止できる。
（４）駆動部３０７の動力源はモータとは限られず、油圧や空気圧を動力源とすることもできる。
（５）ベローフラム３０９に替えて、あるいはベローフラム３０９に加えて混合タンク２０３の内壁と接するピストンリングをピストン３０１に設けて漏水を防止することもできる。

（６）本給水器に用いられる氷の温度はせいぜい氷点下数度程度であり、多くの場合水に配合される氷の量もそれほど多くはないことが予想されるので、実施形態では氷の比熱については考慮していない。しかし、氷の比熱は水のほぼ半分であることを考慮すると、温度ｔｉの氷は融解によって、同重量の温度（ｔｉ／２−Ｈｍ）の水が０℃に温度上昇する場合と同量の熱を吸収することから、温度（ｔｉ／２−Ｈｍ）の水と等価といえる。そこで、式４，式５はそれぞれ以下の式４’，式５’ようになる。
wc=(t-ti/２+Hm)/(twc-ti/２+Hm)*ww … (式４')、
wi=ww-wc=(t-twc)/(ti/２-twc-Hm)*ww … (式５')
（７）本実施形態では、パンの種類を示すコードｂｄと仕込量ｗｆとをパラメータとして、混捏時間Ｔｉｍｅ、仕上がり温度Ｔ、水重量ｗｗ、副材料重量ｗｓを特定していた。しかし、配合テーブルが用意されていない種類のパンを製造する場合などのために、混捏時間Ｔｉｍｅ、仕上がり温度Ｔ、水重量ｗｗ、粉重量ｗｆ、副材料重量ｗｓを直接操作者に入力させても良い。その場合には、配合テーブルに該当するコードｂｄがなければ、これらの値を入力させても良いし、配合テーブルをもともと持たずに、いかなる場合であってもすべて入力させても良い。

（８）なお、本発明は、実施形態のように給水器単体に適用してもよいが、給水器とミキサとを一体化してなる装置に適用することもできる。

（９）また、本実施形態では配合テーブルをあらかじめＲＯＭに用意し、パンの種類コードｂｃと仕込量ｗｆとを操作者により指定されるように構成したが、給水器をコンピュータネットワークに接続してこれらパラメータを遠隔の端末等から入力してもよい。また、配合テーブルも同様に遠隔的に入力することもできる。さらに、これら以外の操作者により指定されるパラメータから一義的に決定される値を、遠隔的に入力するように構成することもできる。

（１０）また、実施形態の給水器は図５乃至図７の手順のプログラムを実行することで制御されているが、これらプログラム自体を遠隔コンピュータからダウンロードするように構成することもできる。そしてこの場合、給水器のみならず、ダウンロードされるプログラム自体も発明を構成することになる。

（１１）実施形態では、副材料は一つとして説明したが、温度管理のために考慮の対象とすべき副材料が複数あれば、それらについても主材料である粉と同様に水温の決定において考慮に入れられる。すなわち、式１において、右辺の“+(ws*Cs)”および“+(ts*ws*Cs)”の項が、副材料の数だけ表れることになる。

（１２）実施形態の構成では混合タンク内の水については温度を監視していない。しかし混合タンク２０３内の水の供給温度を測定することで、目的温度ｔが氷点下以上の場合には目的温度の水を製造できたか判定することができる。このためため、混合タンク内の温度も温度センサによる温度測定を行うのが望ましい。

（１３）給水器が各種温度センサを備えるものとして説明したが、給水器とセットで使用されるミキサにこれらセンサを備え、給水器はミキサから測定値を受信するように構成することもできる。

（１４）図３の構造では、ピストン３０１やその駆動機構を含む混合タンク２０３全体の重量を計測しており、ピストン３０１と混合タンク２０３内面の摩擦の有無は特に問題にならない。そのため、ベローフラムに代えてＯリングを用いることもできる。また、ベローフラムを利用することでピストン３０１と混合タンク２０３内面の摩擦を十分値策することができるので、混合タンク全体でなく、シャフト３０６に加わる応力を測定することで、混合タンク２０３内の水量を検出できる。この場合、ベローフラムに水の重量がかかることを防止するために、ピストン３０１と混合タンク２０３内面との隙間が無いようにピストン３０１及び混合タンク２０３は構成される。

（１５）さらに、本実施形態では、水と氷とは、混合タンク内において計量しており、混合したシャーベット状態で排水されている。しかし、かき氷を一層確実に残らず供給するために、次のような構成とすることもできる。すなわち、製造したかき氷を、混合タンクから排水される流水と混合し、混合されたシャーベット状の氷水を外部、たとえばミキサのボウルに給水する。こうすることで、必要な量の氷を残さず供給できる。

具体的には、たとえば、製氷器と、氷の重量を水とは別に測定する氷量測定器とを実施形態の給水器に加えて備える。そして、実施形態で説明した要領で氷の重量が算出されたなら、算出された重量の氷を前記氷量測定器で測定して、かき氷器に供給する。そして、混合タンク２０３からの排水にタイミングを合わせて、排水の直前あるいは排水中にかき氷器を動作させて、流水によりかき氷器から排出されるかき氷を流すことで、氷を残さず供給できる。なお混合タンクには実施形態で説明した容量で水が蓄えられている。

さらに、製氷器としては角氷を製造する製氷器を用いる。この仕組みは市販の冷蔵庫に用いられている自動製氷器と同様でよい。ただし、かき氷器に供給する角氷の数を制御するために、たとえば製氷皿から排出された角氷を貯える氷容器に、たとえば末端において角氷一列分の幅の通路となる漏斗形状の排出口を設け、加えて、その排出口に向けて角氷を押す板等の構造を設けておく。その板の動作はプロセッサにより制御される。この構造において、その製氷器（氷容器）からは、前記板を排出口に向けて移動させることで、漏斗形状の通路を通って一列になった角氷がかき氷器に供給される。その氷供給路の途中には、たとえば光センサなどにより角氷を検知し、その通過した数を数える計数器を設けておく。角氷の重量は、元の水の量が一定であればほぼ一定なので、かき氷器に供給される氷の量は、（角氷の数）×（角氷の単位重量）で求められる。すなわち、この計数器が氷量測定器として機能する。こうして（角氷の数）×（角氷の単位重量）≧算出した氷量となったなら、その時点で角氷の供給を停止する。すなわち、氷容器に設けた板の排出口に向けた移動を停止する。板の動作を停止した時点で角氷の供給がとまるので、前記センサは排出口の入り口すなわち氷容器付近に設けるのが望ましい。こうしないと、計数の対象となった角氷の後に並んだ角氷も、氷容器に供給されてしまうためである。この後は、混合タンク２０３からの水の排出にタイミングを合わせてかき氷器を駆動し、かき氷を流水中に落とし込む。

このように構成することで、算出された量の氷を確実に供給できる。この構成では、角氷を用いることで最大で角氷一つ分程度の氷量の誤差が生じるが、仕込量が１０キログラム程度以上であればその誤差はほとんど問題にならない。

なお、かき氷器に供給された角氷がかき氷器の容量を超えている場合には、数度に分割して角氷をかき氷器に供給してかき氷を製造する。

また、製氷器を備えず、上述の氷容器のみを給水器に備える構成としても良い。この場合には、氷容器への角氷の供給はマニュアルで行われる。

また、本変形例の給水器から氷の量を測定する機構を省いて簡略化して構成とすることもできる。この場合には、製氷器には、マニュアルによって、実施形態の容量で算出された氷を供給する必要がある。しかしこの構成でも、流水中に氷を投入することにより得られる、必要量の氷を残さず給水できるという本変形例の利点が失われることはない。

また、この変形例で説明した、角氷を用いる技術や氷の量を測定する技術は他の技術で代替することもできる。たとえばかき氷を製造してから、必要な量を測定してその量のかき氷を流水に投入しても良い。

本変形例の場合、かき氷の製造および供給は、混合タンク２０３から水を排出している間に完了しなければならない。そのために、制御部では、混合タンクからの排水（ピストン３０１の駆動）を開始するとともにかき氷器２０４の駆動を開始する。ただし、かき氷器の性能上の制約により、水の量に対して氷の量が多ければ、混合タンクからの排水完了時にかき氷の供給を完了していない場合もあり得る。それでは必要量の氷を仕込み水に配合できない。そこで、制御部は、かき氷器２０４の能力（単位時間あたりのかき氷の製造能力）をあらかじめ測定しておき、それをＲＯＭ等に保存しておく。そして、供給されるかき氷の量（実施形態の手順で算出した氷の重量）に基づいて、かき氷器を駆動すべき時間を算出する。ピストン３０１の駆動速度を、その時間で混合タンク２０３内の水を供給し終えるように制御しつつ、ピストン３０１を駆動する。

このようにすることで、かき氷を、水の排出（供給）中に確実に排出される水に投入することができ、仕込み水に漏れなく配合することができる。

本発明に係る給水器の外観を示す図である。 本発明に係る給水器の内部構造を示す図である。 本発明に係る給水器の混合タンクの断面図である。 本発明に係る給水器の制御構造を示す図である。 本発明に係る給水器の制御手順を示す図である。 本発明に係る給水器の制御手順を示す図である。 本発明に係る給水器の制御手順を示す図である。

Claims (9)

1. 所望の目的熱量を吸収して所望の目的温度に達する水を所望の目的水量供給する給水装置であって、
   所定温度のかき氷を供給するかき氷供給手段と、
   所定温度に調節した水を供給する水供給手段と、
   前記目的熱量と前記目的温度とに基づいて、前記目的水量を前記かき氷と前記水とに按分し、前記かき氷供給手段および前記水供給手段によりそれぞれかき氷および水を供給させて混合する混合手段と、
   前記混合手段により混合された混合液を排出する排出手段と
   を備えることを特徴とする給水装置。
2. 水供給手段により供給される水よりも高温の水を供給する第２の水供給手段をさらに備え、
   前記混合手段は、前記目的水量の全量を前記所定温度の水に按分して当該水により前記目的熱量を吸収しても前記目的温度に達しない場合には、前記目的熱量と前記目的温度とに基づいて、前記目的水量を前記水供給手段により供給される水と前記第２の水供給手段により供給される水とに按分し、前記水供給手段および前記第２の水供給手段によりそれぞれ水を供給させて混合することを特徴とする請求項１に記載の給水装置。
3. 前記目的熱量は、前記混合手段により混合された水を更に他の物質と混合した際に、前記当該混合物を前記目的温度にする際に吸収すべき熱量であることを特徴とする請求項１または２に記載の給水装置。
4. 前記混合手段は、前記かき氷が融点に達するまでに吸収する熱と、前記かき氷の融解熱と、前記かき氷の融解後の水および前記所定温度の水が前記目的温度に達するまでに吸収する熱との合計が前記目的熱量となるように前記目的水量を前記かき氷と前記所定温度の水とに按分して混合することを特徴とする請求項１に記載の給水装置。
5. 製パン材料に該材料の量に応じた量の水を加えて捏ね、目的温度のパン生地を製造するための水を供給する給水装置であって、
   所定温度のかき氷を供給するかき氷供給手段と、
   所定温度に調節した冷水を供給する冷水供給手段と、
   前記冷水よりも高温の所定温度に調節した温水を供給する温水供給手段と、
   重量測定手段と、
   水容器と、
   前記かき氷の融解と前記かき氷および前記温水もしくは前記冷水の温度変化とによる熱の吸収又は放出により捏ね上がりのパン生地が前記目的温度となるように、前記製パン材料の量に応じた量の水を、前記冷水と前記温水と前記かき氷とに按分し、按分された量の前記冷水と前記温水と前記かき氷とをそれぞれ前記重量測定手段により計測して前記水容器内に供給する供給制御手段と、
   
   前水容器の内容物を排出する排出手段と
   を備えることを特徴とする給水装置。
6. 前記重量測定手段は前記水容器の内容物の重量を測定し、前記供給制御手段は、前記冷水と前記温水と前記かき氷とを個別に前記水容器に供給し、前記水容器の内容物の重量の増分をそれぞれの量として計測することを特徴とする請求項５に記載の給水装置。
7. 所望の目的熱量を吸収して所望の目的温度に達する、実質的に過冷却水に等価な過冷却等価水を所望の目的量製造する方法であって、
   前記かき氷および所定温度の水が前記目的温度に達するまでに吸収する熱量が前記目的熱量となるように、前記目的量の水を前記所定温度のかき氷と所定温度の水とに按分し、按分したそれぞれの量に応じたかき氷と水とをそれぞれ混合容器に注ぎ、
   前記所定温度のかき氷と所定温度の水とを混合することを特徴とする過冷却等価水の製造方法。
8. 前記目的熱量は、製パン材料と水との混合物を混捏することにより発生する熱量と、前記製パン材料が前記目的温度に達する際に放出または吸収する熱量との合計値であることを特徴とする請求項７に記載の過冷却等価水の製造方法。
9. 所望の目的熱量を吸収して所望の目的温度に達する水を所望の目的水量供給する給水装置であって、
   所定温度のかき氷を供給するかき氷供給手段と、
   所定温度に調節した水を供給する水供給手段と、
   前記目的熱量と前記目的温度とに基づいて、前記目的水量を前記かき氷と前記水とに按分し、前記水供給手段により供給される水の排出にあわせて、前記かき氷供給手段によりかき氷を供給しつつ前記水と氷とを混合して排出する混合排出手段と
   を備えることを特徴とする給水装置。

Images