JP3685749B2 - Frozen dessert production equipment - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はソフトアイスクリーム等の冷菓を製造する冷菓製造装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
この種の装置としては、実公昭63−20304号公報に示されるように、コンプレッサ、凝縮器、キャピラリチューブ及び冷却シリンダとホッパー(ミックスタンク)に装備した冷却器からなる冷却装置を備え、この冷却装置の冷凍サイクルを四方弁により可逆させ、冷菓製造時には冷却器に液化冷媒を減圧してから流して冷却シリンダ、ホッパーを冷却する冷却運転を実行し、一方ミックス、装置の加熱殺菌時にはコンプレッサからの高温冷媒ガス(ホットガス)を冷却器に導いて放熱させ、冷却器を放熱器として作用させて、冷却シリンダ、ホッパーの加熱を行うものがある。
【0003】
そして、冷却シリンダ内にはビータモータにて駆動されるビータが取り付けられ、冷却シリンダ内のミックスを冷却器により冷却しながら、ビータによって撹拌し、ソフトクリームやシャーベットなどの冷菓を製造するものであった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、冷却運転から加熱殺菌に切り替わった初期段階では、コンプレッサから吐出されたホットガスは低温のシリンダ冷却器やホッパー冷却器と熱交換して急激に凝縮されるため、凝縮器に流入する冷媒は低温で殆どが液状態の冷媒となる。そのため、凝縮器に至った液冷媒が押し出されてコンプレッサに戻り易くなり、液バックが発生すると共に、コンプレッサの吸込側の配管にも霜が発生する問題があった。
【0005】
そこで本発明は、係る従来の技術的課題を解決するために成されたものであり、加熱殺菌運転の開始時に発生するコンプレッサへの液バックを効果的に解消できる冷菓製造装置を提供するものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明の冷菓製造装置は、ミックスを貯蔵保冷するホッパーと、このホッパーより適宜供給されるミックスを撹拌しながら冷却することにより冷菓を製造する冷却シリンダと、ホッパーに設けられたホッパー冷却器と、冷却シリンダに設けられたシリンダ冷却器と、冷菓製造時にコンプレッサから吐出された高温冷媒を凝縮し、減圧した後、各冷却器に供給して冷却する冷却サイクルと加熱殺菌運転時にコンプレッサから吐出された高温冷媒を各冷却器に供給して加熱した後、凝縮器に流す加熱サイクルとを構成する可逆サイクル式の冷却装置と、ホッパー冷却器とシリンダ冷却器への高温冷媒の供給をそれぞれ制御するホッパーホットガス弁及びシリンダホットガス弁と、ホッパー及び冷却シリンダの温度をそれぞれ検出するホッパーセンサ及びシリンダセンサと、制御手段とを備え、この制御手段は、加熱殺菌運転の開始時、シリンダセンサとホッパーセンサの出力に基づき、シリンダホットガス弁とホッパーホットガス弁を交互に開閉することにより、冷却シリンダとホッパーの温度を交互に段階的に上昇させていくことを特徴とする。
【0007】
本発明の冷菓製造装置によれば、ミックスを貯蔵保冷するホッパーと、このホッパーより適宜供給されるミックスを撹拌しながら冷却することにより冷菓を製造する冷却シリンダと、ホッパーに設けられたホッパー冷却器と、冷却シリンダに設けられたシリンダ冷却器と、冷菓製造時にコンプレッサから吐出された高温冷媒を凝縮し、減圧した後、各冷却器に供給して冷却する冷却サイクルと加熱殺菌運転時にコンプレッサから吐出された高温冷媒を各冷却器に供給して加熱した後、凝縮器に流す加熱サイクルとを構成する可逆サイクル式の冷却装置と、ホッパー冷却器とシリンダ冷却器への高温冷媒の供給をそれぞれ制御するホッパーホットガス弁及びシリンダホットガス弁と、ホッパー及び冷却シリンダの温度をそれぞれ検出するホッパーセンサ及びシリンダセンサと、制御手段とを備え、この制御手段は、加熱殺菌運転の開始時、シリンダセンサとホッパーセンサの出力に基づき、シリンダホットガス弁とホッパーホットガス弁を交互に開閉することにより、冷却シリンダとホッパーの温度を交互に段階的に上昇させていくようにしたので、加熱殺菌運転の開始時に凝縮器に流入する低温の液冷媒の量を削減し、コンプレッサに液冷媒が吸入される液バック減少の発生を効果的に防止することができるようになる。
【0008】
請求項2の発明の冷菓製造装置は、上記において制御手段は、加熱殺菌運転の開始時、シリンダホットガス弁のみを開いて冷却シリンダの温度を上昇させ、次に当該シリンダホットガス弁を閉じ、代わりにホッパーホットガス弁を開いてホッパーの温度を上昇させる制御を繰り返して段階的に冷却シリンダとホッパーの温度を上昇させていくことを特徴とする。
【0009】
請求項2の発明によれば、上記に加えて制御手段は、加熱殺菌運転の開始時、シリンダホットガス弁のみを開いて冷却シリンダの温度を上昇させ、次に当該シリンダホットガス弁を閉じ、代わりにホッパーホットガス弁を開いてホッパーの温度を上昇させる制御を繰り返して段階的に冷却シリンダとホッパーの温度を上昇させていくようにしたので、加熱殺菌運転の開始時にホッパー冷却器よりも低温の冷却シリンダ内に液冷媒を貯溜しておけるようになり、コンプレッサへの液バックをより一層効果的に解消することができるようになる。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図1は本発明の実施例の冷菓製造装置SMの一部縦断斜視図、図2は冷菓製造装置SMの冷却装置Rの冷媒回路図、図3は冷菓製造装置SMの制御装置Cのブロック図を示している。実施例の冷菓製造装置SMは、ソフトクリームやシャーベット(シェーク)等の冷菓を製造販売するための装置であり、図1において本体1の上部には、例えば前記ソフトクリーム等の原料となるミックス(冷菓ミックス)を貯蔵するホッパー2が設けられている。このホッパー2は上面に開口しており、この上面開口はそこに着脱自在に載置される断熱性の蓋部材3にて開閉自在に閉塞され、ミックスの補充時等にはこの蓋部材3が取り外される。
【0011】
一方、ホッパー2の周囲にはホッパー冷却器4が捲回されており、このホッパー冷却器4によりホッパー2内のミックスは保冷される。また、ホッパー2の内底部にはインペラと称されるホッパー撹拌器(撹拌装置)5が設けられており、下方に設けた誘導電動機から成る撹拌モータ6(図3に示す)にて回転駆動される。更に、ホッパー2の側壁における所定高さの位置には、一対の導電極から成るミックスレベルセンサ7が取り付けられており、このミックスレベルセンサ7の電極が導通してホッパー2内の所定量(ミックスレベルセンサ7が設けられている高さ)以上のミックスを検出している状態、即ち、Highであるか、所定量以下の状態、即ち、Lowであるか否かが検知される。そして、このミックスレベルセンサ7は、後述する制御装置C(図3)に接続されている。
【0012】
また、前記撹拌モータ6は、制御装置Cによって制御されており、この制御装置Cには、撹拌モータ6の回転調整を行うための撹拌モータ調整スイッチ56(図3)が接続されている。この撹拌モータ調整スイッチ56は、基板上に設けられたアップダウンキーによって、多段階、本実施例では7段階(「1」(弱)、「2」、・・・「6」、「7」(強))に調整可能とされており、前記ミックスレベルセンサ7が所定量以上(High)の場合の撹拌モータ6の回転数を選択可能とされている。
【0013】
以上の構成により、制御装置Cが前記ミックスレベルセンサ7が所定量以上(High)であることを検知した場合には、この撹拌モータ調整スイッチ56により、撹拌モータ6の運転が制御される。即ち、調整スイッチ56が設定「1」とされている場合には、例えば撹拌モータ6は0.3秒間ONとされ、その後1.4秒間OFFを繰り返すOFF時間が比較的長い間欠運転が行なわれる。これにより撹拌モータ6は低速で回転することになる。
【0014】
そして、調整スイッチ56が設定「2」の場合には、撹拌モータ6は0.5秒間ONとされ、その後1.2秒間OFFが繰り返される。設定値が上昇する毎に撹拌モータ6のON時間が増加すると共に、OFF時間が減少され、撹拌モータ6の回転数は上昇して行く。そして、調整スイッチ56が設定値「7」の場合には、撹拌モータ6は1.5秒間ONとされ、その後0.2秒間OFFを繰り返す。この状態が撹拌モータ6の最高速となる。
【0015】
このようにホッパー2内に所定量のミックスが存在する場合には、撹拌モータ6の回転数を適宜調整し、その撹拌力を多段階で調整できるように構成されているので、ミックスの種類や外気温度上昇などに合わせて最適な状態でミックスを撹拌することができるようになる。
【0016】
また、制御装置Cが前記ミックスレベルセンサ7が所定量以下(Low)であることを検知した場合には、撹拌モータ調整スイッチ56の設定に係わらずに、撹拌モータ6は0.2行間ONとされ、その後2.0秒間OFFを繰り返すOFF時間が比較的長い間欠運転が行なわれる。これによって、撹拌モータ6の回転は最低速となる。
【0017】
更に、ホッパー2内のミックスが所定量以下(Low)である場合には、後述する加熱殺菌行程を行なわないよう、即ち、ホットガスの流通を停止するように構成されている。
【0018】
尚、このホッパー攪拌器5はホッパー2内のミックスが凍結しないように攪拌するものであるが、ミックスがホッパー2に所定量以上入れられ、ホッパー冷却器4に冷却時と逆に流れる冷媒ガス、即ち、ホットガスによりホッパー2が加熱殺菌されるときも回転駆動される。
【0019】
一方、図1において8は、パイプ状のミックス供給器9によりホッパー2から適宜供給されるミックスをビーター10により回転撹拌して冷菓を製造する冷却シリンダであり、その周囲にはシリンダ冷却器11が取り付けられている。ビーター10はビーターモータ12、駆動伝達ベルト、減速機13及び回転軸を介して回転される。製造された冷菓は、前面のフリーザードア14に配設された取出レバー15を操作することにより、プランジャー16が上下動し、図示しない抽出路を開放されると共に、ビータ10が回転駆動されることにより、取り出される。
【0020】
次ぎに、図2を参照して冷菓製造装置SMの冷却装置Rを説明する。図2においてRは可逆式の冷却装置である。以下この冷却装置Rにつき説明すると、18はコンプレッサ、19はコンプレッサ18からの吐出冷媒を、冷却サイクル(実線矢印)を構成する場合と、加熱サイクル(破線矢印)を構成する場合とで流通方向を逆に切り換える四方弁、20は水冷式の凝縮器である。
【0021】
この凝縮器20は外側の冷媒配管57と内側の通水配管58とから成る二重管構造とされ、この二重管が螺旋状に巻回された構造とされている。冷媒配管57内を流れる冷媒は、節水弁63を介して通水配管58内を常時流通される冷却水(水道水)と熱交換して冷却されることになる。即ち、前記四方弁19が冷却サイクルを構成している場合において、凝縮器20の冷媒配管57にはコンプレッサ18から吐出された高温高圧のガス冷媒が逆止弁21を介して流入し、そこで凝縮液化して液冷媒となる。
【0022】
この液冷媒はドライコア(ドライヤ)23を経て逆止弁22より出ると二方向に分流し、一方はシリンダ冷却弁24、冷却シリンダ用キャピラリチューブ25を経て減圧され、シリンダ冷却器11に流入してそこで蒸発し、冷却シリンダ8を冷却する。他方はホッパー冷却弁26、前段のホッパー用キャピラリチューブ27を経て減圧され、ホッパー冷却器4に流入してそこで蒸発し、ホッパー2を冷却した後、後段のキャピラリチューブ28を経て流出する。
【0023】
そして、冷却シリンダ8及びホッパー2を冷却した後の冷媒は、アキュームレータ30にて合流した後、四方弁19を経てコンプレッサ18に戻る冷却運転(販売状態)が行われる(実線矢印の流れ)。尚、前記ホッパー2には当該ホッパー2の温度を検出するためのホッパーセンサ32(図3)が取り付けられると共に、冷却シリンダ8には、当該冷却シリンダ8の温度により実質的に冷却シリンダ8内のミックスの温度を検出するためのシリンダセンサ31(図3)が取り付けられている。また、シリンダ冷却器11には当該シリンダ冷却器11の表面温度を検出するシリンダ冷却器センサ38(図3)が取り付けられている。このシリンダ冷却器センサ38は後述する冷却シリンダ8の過冷却保護動作を実行するために用いられる。
【0024】
ところで、この冷却運転において、良質の冷菓を得るべく冷却シリンダ8及びホッパー2を所定温度に冷却維持する必要がある。また、ミックスの種類に応じて、それぞれのミックス特有の風味を生かすため、使用者によって冷却シリンダ8及びホッパー2を任意の温度に冷却維持する必要もある。そのため、冷却シリンダ8の温度を検出する上記シリンダセンサ31を設け、このシリンダセンサ31により、後に詳述する如き平衡温度制御によりシリンダ冷却弁24をON(開)、コンプレッサ18をONして冷却を行ない、シリンダ冷却弁24がOFF(閉)しているときにホッパー冷却弁26の開/閉とコンプレッサ18のON/OFFを行なわせる。即ち、冷却シリンダ8の冷却が優先する制御とされており、シリンダ冷却弁24がOFFの条件のもとで、ホッパー冷却弁26はONとなる。
【0025】
上述した冷却運転の下で販売が成された後、閉店時には加熱方式によるミックスの殺菌を行なうことになる。この場合には、冷却装置Rを冷却サイクルから加熱サイクルの運転に切り換える。即ち、四方弁19を操作して冷媒を点線矢印のように流す。すると、コンプレッサ18からの高温、高圧の冷媒ガス、即ちホットガスは四方弁19、アキュームレータ30を経て二手に分かれ、一方はシリンダ冷却器11に直接に、他方は逆止弁33を介してホッパー冷却器4に流入して、それぞれにおいて放熱作用を生じ、規定の殺菌温度で所定時間、冷却シリンダ8、ホッパー2は加熱される。
【0026】
放熱後の液化冷媒はそれぞれシリンダホットガス弁34、ホッパーホットガス弁35を介して配管65で合流した後、逆止弁40を経て凝縮器20の冷媒配管57に流入し、そこで気液分離される。その後、冷媒ガスは凝縮器20の冷媒配管57から出て逆止弁21の下流側に接続された冷媒配管59を介して並列接続のリバース電磁弁(開閉弁)36及びリバースキャピラリチューブ37に流入される。そして、リバース電磁弁36又はリバースキャピラリチューブ37を経た冷媒ガスは、逆止弁21の上流側に接続された分岐配管60を介して、四方弁19を経てコンプレッサ18に戻る加熱サイクルを形成する。
【0027】
前記シリンダセンサ31は冷却シリンダ8の加熱温度の検出にも兼用され、後述する殺菌保持工程ではミックスに対して規定の殺菌温度が維持されるように予め定めた所定範囲の上限、下限の設定温度値でシリンダホットガス弁34及びコンプレッサ18をON、OFF制御する。また、このシリンダセンサ31が検出するミックス温度情報を利用してリバース電磁弁36の開閉制御も行なわれる。
【0028】
一方、ホッパー2の加熱制御はホッパー2の温度を検出するホッパーセンサ32が兼用され、冷却シリンダ8に設定した同一の設定温度値でホッパーホットガス弁35及びコンプレッサ18のON、OFF制御が行なわれる。
【0029】
また、前記シリンダセンサ31は、加熱殺菌後冷却に移行し、翌日の販売時点まである程度の低温状態、即ち保冷温度(+8℃〜+10℃程度)に維持するよう詳細は後述する如くコンプレッサ18のON、OFF制御及びシリンダ冷却弁24、ホッパー冷却弁26のON、OFF制御をする。更に、コンプレッサ18の高負荷運転を抑制するためにシリンダセンサ31のミックス検出温度にて前記リバース電磁弁36は開閉制御される。
【0030】
44は電装箱、そして45はフリーザードア14の下方に対応して設けられたドレン受け、64は当該ドレン受け45の配水パイプである。更に、55は給水栓で、ミックス洗浄時にホッパー2や冷却シリンダ8に給水するために用いられる。更にまた、43はバイパス弁であり、同様にコンプレッサ18の過負荷防止の役割を奏する。
【0031】
図3において、制御装置Cは前記電装箱44内に収納された基板上に構成され、汎用のマイクロコンピュータ(制御手段)46を中心として設計されており、このマイクロコンピュータ46には前記シリンダセンサ31、ホッパーセンサ32、シリンダ冷却器センサ38の出力が入力される。また、マイクロコンピュータ46にはシリンダ冷却器11とホッパー冷却器4で放熱した後の液化冷媒が合流して流れる配管65に図1に示すように添設され、戻りホットガスの温度を検出するためのホットガス戻りセンサ62の出力が入力される。
【0032】
マイクロコンピュータ46の出力には、前記コンプレッサ18のコンプレッサモータ18M、ビータモータ12、撹拌機モータ6、シリンダ冷却弁24、シリンダホットガス弁34、ホッパー冷却弁26、ホッパーホットガス弁35、四方弁19、リバース電磁弁36、バイパス弁43が接続されている。
【0033】
また、この図において47はコンプレッサモータ18Mの通電電流を検出する電流センサ(CT)、48はビータモータ12の通電電流を検出する電流センサ(CT)であり、何れの出力もマイクロコンピュータ46に入力されている。また、51は抽出スイッチであり、取出レバー15の操作によって開閉されると共に、その接点出力はマイクロコンピュータ46に入力されている。
【0034】
また、49は冷菓の冷却設定を「1」(弱)、「2」(中)、「3」(強)の三段階で調節するための冷却設定ボリューム、53はビータモータ電流のしきい値(設定値)を例えば2.3A〜3.3Aの範囲で任意に設定するためのしきい値設定ボリュームであり、何れの出力もマイクロコンピュータ46に入力されている。更に、52はマイクロコンピュータ46に各種運転を指令するための各種スイッチを含むキー入力回路であり、これら冷却設定ボリューム49、キー入力回路52、しきい値設定ボリューム53は制御装置Cの基板上に取り付けられている。更にまた、マイクロコンピュータ46の出力には警報などの各種表示動作を行うためのLED表示器54も接続されている。
【0035】
また、61は冷菓の冷却設定を前記冷却設定ボリューム49で調節して冷却運転を制御する前述した平衡温度制御モード(第1の運転モード)と、冷菓の冷却設定温度を任意に設定して冷却制御するためのマニュアルモード(第2の運転モード)を選択的に切り換えるための切換スイッチであり、基板上に取り付けられる。70は切換スイッチ61にてマニュアルモードを選択した場合の冷却温度の設定を行う温度設定スイッチで、71はデフロスト工程時における後述するデフロストランプDLの表示切換を行う表示切換スイッチであり、いずれも基板上に設けられる。
【0036】
次に、図4は冷菓製造装置SMの前面上部に設けられたコントロールパネル50を示している。このコントロールパネル50には、前記キー入力回路52を構成する冷却運転スイッチSW1、殺菌スイッチSW2、洗浄スイッチSW3、デフロストスイッチSW4、停止スイッチSW5や、LED表示器54を構成するCLL、冷却ランプFL、デフロストランプDLなどが配設されている。
【0037】
以上の構成で、図5乃至図12を参照して冷菓製造装置SMの動作を説明する。冷菓製造装置SMが運転開始されると、図8、図11のタイミングチャートに示す如く冷却運転(冷却工程、デフロスト工程)、加熱殺菌運転・保冷運転(殺菌昇温工程、殺菌保持工程、保冷プルダウン工程、保冷保持工程)の各運転を実行する。先ず始めに前記切換スイッチ61によって平衡温度制御モードに切り換えられた場合の冷却制御について説明する。ここで、前記冷却設定ボリューム49の設定は、現在は冷菓の冷却設定を「1」としているものとする。
【0038】
先ず、図5のフローチャートを参照しながら冷却運転について説明する。前記キー入力回路52に設けられた冷却運転スイッチSW1が操作されると、全てをリセットした後、マイクロコンピュータ46は図5のステップS1で冷却中フラグがセット「1」されているか、リセット「0」されているか判断する。
【0039】
運転開始(プルダウン)時点で冷却中フラグがリセットされているものとすると、ステップS2でシリンダセンサ31の出力に基づき、冷却シリンダ8内の現在のミックス温度が後述する冷却終了温度(図8ではOFF点温度と表示)+0.5度である冷却ON点温度以上か否か判断する。そして、ミックスの温度は高いものとすると、ステップS3に進み、計測タイマ(マイクロコンピュータ46がその機能として有する)をクリアし、ステップS4で現在のミックス温度をt秒前温度にセットし、ステップS5で冷却中フラグをセットして冷却動作を実行する(ステップS6)。
【0040】
この冷却動作ではマイクロコンピュータ46は以下に説明する平衡温度制御を実行する。即ち、マイクロコンピュータ46はコンプレッサ18(コンプレッサモータ18M)を運転し、四方弁19は前記冷却サイクルとする(非通電)。そして、シリンダ冷却弁24をON(開)、ホッパー冷却弁26をOFF(閉)、シリンダホットガス弁34およびホッパーホットガス弁をOFFとする。また、ビータモータ12によりビータ10を回転させる。
【0041】
これにより、前述の如く冷却シリンダ8内のミックスはシリンダ冷却器11により冷却され、ビータ10により撹拌される。ここで、前述の如く冷却設定ボリューム49の冷却設定を「1」としてもマイクロコンピュータ46はこのプルダウン中は強制的に「3」とするものである。尚、冷却設定「3」ではt秒が40秒、T℃(後述)が0.1℃、冷却設定「2」ではt秒が20秒、T℃が0.1℃、冷却設定「1」ではt秒が20秒、T℃が0.2℃となるものとする。
【0042】
次に、マイクロコンピュータ46はステップS1からステップS7に進み、前記計測タイマが計測中か否か判断し、計測中でなければステップS8で計測を開始する。次に、ステップS9で計測タイマのカウントがt秒経過したか否か判断し、経過していなければ戻る。計測タイマのカウント開始からt秒(この場合、40秒)経過すると、マイクロコンピュータ46はステップS10でシリンダセンサ31の出力に基づき、現在のミックス温度とt秒前の温度との差がT℃(この場合、0.1℃)以下か否か判断し、以下でなければステップS3に戻り、計測タイマをクリアすると共に、前記ステップS4〜ステップS6を実行する。
【0043】
以後これを繰り返して冷却シリンダ8内のミックスを撹拌しながら冷却して行く。ここで、ミックスの温度は冷却の進行によって低下して行き、当該ミックス固有の凝固点に近づくと撹拌のジュール熱でその温度降下は徐々に緩慢となり、平衡状態となってくる。そして、40秒(t秒)間における温度降下(現在ミックス温度とt秒前の温度との差)が0.1℃(T℃)以下となると、ステップS10からステップS11に進む。
【0044】
ステップS11では、マイクロコンピュータ46は電流センサ48の出力に基づき、ビータモータ12の通電電流が前記しきい値以上となっているか否か判断する。冷却シリンダ8内で撹拌されながら冷却されたミックスは、販売に供せる冷菓となると所定の硬度を有するようになる。そして、冷菓(ソフトクリーム)の硬度により、それを撹拌しているビータ10の負荷が増加するため、ビータモータ12の通電電流は上昇する。
【0045】
このしきい値はミックスの種類に応じて適宜設定する。即ち、比較的柔らかい商品となるミックスの場合にはしきい値を低くし、比較的硬めの商品となるミックスの場合にはしきい値を高く設定すると良い。そして、今ビータモータ12の通電電流はしきい値を越えているものとするとステップS15に進む。
【0046】
そして、ステップS15で現在のミックスの温度を前述した冷却終了温度にセットし、ステップS16で冷却中フラグをリセットすると共に、ステップS17で冷却停止を行う。
【0047】
即ち、この冷却停止ではマイクロコンピュータ46はシリンダ冷却弁24をOFFし、代わりにホッパー冷却弁26をONする。これにより、冷却シリンダ8の冷却は停止され、ホッパー冷却弁26のONにより、今度はホッパー2の冷却が行われるようになる。尚、これでプルダウンは終了するので、マイクロコンピュータ46は冷却設定をボリューム49で設定された「1」に戻す。
【0048】
そして、マイクロコンピュータ46はステップS1に戻るが、ここでは冷却中フラグはリセットされているので、今度はステップS2に進み、シリンダセンサ31の出力に基づき、現在のミックス温度が前記冷却ON点温度(冷却終了温度+0.5℃)以上に上昇したか否か判断する。上昇していなければステップS16に進み、以後これを繰り返す。尚、マイクロコンピュータ46はホッパーセンサ32の出力に基づき、ホッパー2の温度も所定の温度以下に冷却されている場合には、ホッパー冷却弁26もOFFすると共に、この場合にはコンプレッサ18も停止する。尚、実施例ではホッパー冷却弁26は+10℃でON、+8℃でOFFされる。
【0049】
ミックス(冷菓)の温度が上昇して冷却ON点温度以上となると、マイクロコンピュータ46はステップS2からステップS3に進み、以後同様に冷却シリンダ8の冷却を開始するものである。このようにして、冷菓は製造される。冷菓製造中冷却ランプFLは点滅されるが、製造が完了すると点滅は点灯状態に切り換えられる。
【0050】
ここで、冷菓製造装置SMが設置された外気温度が高いなどの理由により冷却不良が発生すると、シリンダセンサ31が検出する温度は低くても冷却シリンダ8内のミックスの硬度が商品として販売できる程度に上昇しなくなる。係る状況となると、ビータ10に加わる負荷もあまり上昇しないので、ビータモータ12の通電電流の上昇も緩慢となり(或いは上昇しない)、前記しきい値を越えなくなる。
【0051】
マイクロコンピュータ46はステップS10からステップS11に進んだとき、このステップS11でビータモータ12の通電電流が前記しきい値を越えていない場合、ステップS12に進んで現在の冷却設定が「3」か否か判断する。このときは冷却設定は「1」であるからマイクロコンピュータ46はステップS13に進み、冷却設定を1段階シフト(即ちこの場合には「2」にシフト)する。
【0052】
そして、ステップS13からステップS3に戻り、計測タイマをクリアすると共に、前記ステップS4〜ステップS6を実行する。以後これを繰り返して冷却シリンダ8内のミックスを更に撹拌しながら冷却して行く。そして、今度は冷却設定「2」で設定された20秒(t秒)間における温度降下(現在ミックス温度とt秒前の温度との差)が0.1℃(T℃)以下となると、ステップS10からステップS11に進む。
【0053】
ステップS11では、同様にマイクロコンピュータ46は電流センサ48の出力に基づき、ビータモータ12の通電電流が前記しきい値以上となっているか否か判断する。そして、依然ビータモータ12の通電電流はしきい値を越えていないものとすると、マイクロコンピュータ46はステップS12に進んで現在の冷却設定が「3」か否か判断する。このときは冷却設定は「2」であるからマイクロコンピュータ46はステップS13に進み、冷却設定を1段階シフト(即ちこの場合には「3」にシフト)する。
【0054】
そして、ステップS13からステップS3に戻り、計測タイマをクリアすると共に、前記ステップS4〜ステップS6を実行する。以後これを繰り返して冷却シリンダ8内のミックスを更に撹拌しながら冷却して行く。そして、今度は冷却設定「3」で設定された40秒(t秒)間における温度降下(現在ミックス温度とt秒前の温度との差)が0.1℃(T℃)以下となると、ステップS10からステップS11に進む。
【0055】
ステップS11では、同様にマイクロコンピュータ46は電流センサ48の出力に基づき、ビータモータ12の通電電流が前記しきい値以上となっているか否か判断する。そして、依然ビータモータ12の通電電流はしきい値を越えていない場合、マイクロコンピュータ46はステップS12に進んで現在の冷却設定が「3」か否か判断する。このときは冷却設定は「3」にシフトされているから、マイクロコンピュータ46はステップS18に進み、LED表示器54の点検ランプCLを点滅させる。そして、ステップS17に進んで前述の如く冷却シリンダ8の冷却停止を行う。
【0056】
尚、その後の冷却再開によって正常に戻れば、即ち、ビータモータ12の通電電流がしきい値に上昇すればマイクロコンピュータ46は点検ランプCLを消灯するものである。
【0057】
次に、図6のフローチャートを参照しながら前記切換スイッチ61によってマニュアルモードに切り換えられた場合の冷却制御について説明する。マニュアルモードに切り換えられた場合、温度設定スイッチ70によって冷却設定温度を任意に設定する。前記キー入力回路52の冷却運転スイッチSW1が操作されると、全てをリセットした後、マイクロコンピュータ46は図6のステップS20で冷却中フラグがセット「1」されているか、リセット「0」されているか判断する。
【0058】
運転開始(プルダウン)時点で冷却中フラグがリセットされているものとすると、ステップS21でシリンダセンサ31の出力に基づき、冷却シリンダ8内の現在のミックス温度が冷却設定温度より少許高い冷却ON点温度以上か否か判断する。
【0059】
尚、この場合の冷却ON点温度と後述する冷却OFF点温度は温度設定スイッチ70によって任意に設定された冷却設定温度に基づき、その上下に所定幅のヒステリシスを構成するようにマイクロコンピュータ46が設定するものとする。即ち、上記冷却ON点温度及び冷却OFF点温度も温度設定スイッチ70の設定により結果として任意に設定可能とされることになる。但し、この場合、冷却設定温度=冷却OFF点温度となってもよい。その場合は、温度設定スイッチ70で冷却OFF点温度を任意に設定することになる。
【0060】
そして、ミックスの温度は高いものとすると、ステップS22で冷却中フラグをセットして冷却動作を実行する(ステップS23)。即ち、マイクロコンピュータ46はコンプレッサ18(コンプレッサモータ18M)を運転し、四方弁19は前記冷却サイクルとする(非通電)。そして、シリンダ冷却弁24をON(開)、ホッパー冷却弁26をOFF(閉)、シリンダホットガス弁34およびホッパーホットガス弁をOFFとする。また、ビータモータ12によりビータ10を回転させる。これにより、前述の如く冷却シリンダ8内のミックスはシリンダ冷却器11により冷却され、ビータ10により撹拌される。
【0061】
次に、マイクロコンピュータ46はステップS20からステップS24に進み、現在のミックス温度が冷却設定温度より少許低い前記冷却OFF点温度以下か否か判断する。そして、ミックスの温度は高いものとすると、ステップS23に戻り冷却動作を実行する。
【0062】
以後これを繰り返して冷却シリンダ8内のミックスを撹拌しながら冷却して行く。ここで、ミックスの温度は冷却の進行によって低下して行き、ミックス温度が冷却OFF点温度以下となると、ステップS25で冷却中フラグをリセットすると共に、ステップS26で冷却停止を行う。
【0063】
即ち、この冷却停止ではマイクロコンピュータ46はシリンダ冷却弁24をOFFし、代わりにホッパー冷却弁26をONする。これにより、冷却シリンダ8の冷却は停止され、ホッパー冷却弁26のONにより、今度はホッパー2の冷却が行われるようになる。
【0064】
そして、マイクロコンピュータ46はステップS20に戻るが、ここでは冷却中フラグはリセットされているので、今度はステップS21に進み、シリンダセンサ31の出力に基づき、現在のミックス温度が前記冷却ON点温度以上に上昇したか否か判断する。上昇していなければステップS26に進み、以後これを繰り返す。尚、マイクロコンピュータ46はホッパーセンサ32の出力に基づき、ホッパー2の温度も所定の温度以下に冷却されている場合には、ホッパー冷却弁26もOFFすると共に、この場合にはコンプレッサ18も停止する。尚、実施例ではホッパー冷却弁26は10℃でON、8℃でOFFされる。
【0065】
ミックス(冷菓)の温度が上昇して冷却ON点温度以上となると、マイクロコンピュータ46はステップS21からステップS22に進み、以後同様に冷却シリンダ8の冷却を開始するものである。
【0066】
このように、切換スイッチ61を操作することにより、冷菓製造装置SMのマイクロコンピュータ46による冷却運転モードを、平衡温度制御モードとマニュアルモードとに切り換えて実行することができるので、熟練者はマニュアルモードで、また、それ以外は平衡温度制御モードでと云うように、使用者の必要に応じて適宜運転モードを選択して実行できるようになり、利便性が向上する。
【0067】
ここで、シリンダ冷却器11における冷却能力(即ち、冷却装置Rの冷却能力)が過剰気味となる場合には冷却シリンダ8を冷却していく過程において平衡が崩れ易くなり、過冷却状態となり易い。また、冷却シリンダ8内のミックスが不足してきた場合にも冷却シリンダ8が過冷却状態に陥り易く、係る過冷却状態では冷却シリンダ8内のミックス全体が凍結してビータ10の回転により冷却シリンダ8内のミックスが全体として回転するような状況となって良質なソフトクリームなどを製造することが困難となる。
【0068】
そこで、マイクロコンピュータ46は以下に説明する冷却シリンダ8の過冷却保護動作を実行する。図7のフローチャートは係る過冷却保護動作に関するマイクロコンピュータ46の制御プログラムを示している。ここで、冷却シリンダ8が過冷却状態に陥ろうとするとき、冷却シリンダ8の内面に先ず氷層が生成されるため、それが断熱層となってシリンダ冷却器11と冷却シリンダ8内のミックスとの熱交換が阻害される。それにより、シリンダ冷却器11の温度は急激に低下するようになる。
【0069】
マイクロコンピュータ46は図7のステップS27でシリンダ冷却器センサ38が検出するシリンダ冷却器11の温度を取り込み、シリンダ冷却器11の温度が例えば所定の低温状態である−15℃から−16℃に低下するまでの時間T1を積算する。次に、ステップS28で今度はシリンダ冷却器11の温度が−16℃から−17℃に低下するまでの時間T2を積算する。更に、ステップS29でシリンダ冷却器11の温度が−17℃から−18℃に低下するまでの時間T3を積算し、ステップS30でT2がT1より短いか(T1>T2)、又は、T3がT2より短いか(T2>T3)を判断する。
【0070】
そして、T2がT1以上であり、且つ、T3がT2以上であった場合には前述の制御に戻る。即ち、−16℃から−17℃までの温度降下率がその前の−15℃から−16℃までの温度降下率と同等かそれより小さく、且つ、−17℃から−18℃までの温度降下率がその前の−16℃から−17℃までの温度降下率と同等かそれより小さいときには過冷却状態は生じていないものと判断する。
【0071】
一方、ステップS30でT2がT1より短かったとき、又は、T3がT2より短かったとき、即ち、−16℃から−17℃までの温度降下率がその前の−15℃から−16℃までの温度降下率より増大しているか、又は、−17℃から−18℃までの温度降下率がその前の−16℃から−17℃までの温度降下率より増大している場合には、冷却シリンダ8の過冷却状態が始まってシリンダ冷却器11の温度が急激に低下し始めているものと判断してステップS31に進む。
【0072】
ステップS31でマイクロコンピュータ46は現在の冷却制御のモードがマニュアルモードか否か判断する。そして、現在平衡温度制御モードである場合には、ステップS32に進んでシリンダ冷却器センサ38が前記−18℃を検出した時点でコンプレッサ18(コンプレッサモータ18M)を停止し、シリンダ冷却弁24を閉じる。これにより、冷却シリンダ8の冷却は停止し、過冷却は阻止されると共に、冷却シリンダ8の冷却が停止するので、シリンダセンサ31が検出する温度は平衡状態へと向かい、前述の平衡温度制御により冷却終了温度が設定されることになる。従って、以後も過冷却は防止される。
【0073】
一方、現在マニュアルモードである場合には、ステップS31からステップS33に進んでシリンダ冷却器センサ38が−18℃を検出した時点でシリンダセンサ31が検出している温度を前記冷却OFF点温度に設定する。これにより、前記図6のステップS24からステップS25、ステップS26に進んで冷却シリンダ8の冷却が停止されるので、それ以降の過冷却は阻止されることになる。
【0074】
次に、図8中のデフロスト工程について説明する。このデフロスト工程は冷却シリンダ8内の冷菓の所謂「へたり」を解消するために実行されるものである。冷却シリンダ8内の冷菓は長時間販売されない状態で撹拌保冷されると、軟化が進行してソフトクリーム商品として供せる硬度を維持できなくなる。これは例えば実施例の冷菓製造装置SMの場合、二時間半以内に10個分の冷菓を抽出していない場合に生じることが経験的に確かめられている。この10個分とは冷却シリンダ8内の全ての冷菓が取り出される量である。
【0075】
マイクロコンピュータ46は自らの機能として有するタイマと抽出スイッチ51からの信号に基づいて冷却工程中これを監視しており、前記連続する二時間半の期間内における抽出個数が10個未満(「へたり」発生条件)となった場合には、デフロストランプDLを例えば0.2秒という短い間隔で点滅させ、使用者に「へたり」発生の警告を行う。使用者は係るデフロストランプDLの早い点滅によって冷菓の「へたり」が生じる危険性があることを判断できる。
【0076】
そして、係る場合には使用者はデフロストスイッチSW4を操作する。冷却運転中にキー入力回路52のデフロストスイッチSW4が操作されると、マイクロコンピュータ46はシリンダホットガス弁34のON、OFF制御を行い、ホットガスにて冷却シリンダ8を加温し、ミックスを所定温度(+4℃)に昇温させる。これによって、冷却シリンダ8内の冷菓を一旦融解させる。マイクロコンピュータ46は係るデフロスト工程中デフロストランプDLを例えば0.5秒間隔での点滅に切り換える。そして、デフロスト工程が終了したらデフロストランプDLを消灯し、その後マイクロコンピュータ46は引き続き冷却運転を行ない、再びミックスを冷却工程に復帰する。
【0077】
ここで、使用者によっては係る「へたり」の危険性を警告するデフロストランプDLの点滅を不要とする場合もある。何故ならば、コントロールパネル50で係るランプの点滅が行われることは顧客に与える印象も悪くなり、営業上好ましくなくなる場合もあるからである。そこで、係る警告を不要とする場合には、表示切換スイッチ71を操作し、警告不要に切り換える。マイクロコンピュータ46は表示切換スイッチ71が操作されて警告不要に設定された場合には、上述の如き「へたり」発生条件が成立してもデフロストランプDLの速い点滅を実行しない。これによって、使用者や顧客に与える不安感を解消することができるようになる。但し、実際には係る条件が成立した場合、マイクロコンピュータ46は基板上の図示しない表示器を用い、顧客に見えないところで「へたり」警告表示を実行するものである。
【0078】
次に、図11の加熱殺菌・保冷運転(殺菌昇温工程、殺菌保持工程、保冷プルダウン工程、保冷保持工程)について説明する。前記キー入力回路52の殺菌スイッチSW2が操作されると、ミックス切れの無い条件の下でマイクロコンピュータ46は加熱殺菌・保冷運転を開始する。
【0079】
マイクロコンピュータ46は、四方弁19により冷媒回路を冷却サイクルから加熱サイクルに切り換える。そして、後述する如くホットガスをシリンダ冷却器11とホッパー冷却器4に交互に供給して冷却シリンダ8とホッパー2の温度を上昇させていく殺菌昇温工程を実行する。シリンダ冷却器11とホッパー冷却器4から出た冷媒は配管65を経て凝縮器20の冷媒配管57に入り、そこで、通水配管58を流れる冷却水と熱交換した後、リバース電磁弁36とリバースキャピラリチューブ37の接続点に至る。ここで、マイクロコンピュータ46は常にはリバース電磁弁36を閉じており、従って、常には冷媒ガスはリバースキャピラリチューブ37にて減圧された後、コンプレッサ18に戻る。
【0080】
係るリバースキャピラリチューブ37を介して冷媒をコンプレッサ18に戻す理由は、コンプレッサ18への液バック(液冷媒の吸込)を防止するためであるが、係る状態で加熱殺菌・保冷運転が実行されると、コンプレッサ18の吸込側と吐出側の圧力差が拡大してコンプレッサ18が過負荷となり、コンプレッサモータ18Mの通電電流が上昇する。マイクロコンピュータ46は電流センサ47にて係るコンプレッサモータ18Mの通電電流を監視しており、例えば5.2Aまで上昇するとリバース電磁弁36を開く。
【0081】
これによって、凝縮器20から流出した冷媒は流路抵抗差によりリバースキャピラリチューブ37では無くリバース電磁弁36を通過してコンプレッサ18に戻るようになるので、コンプレッサ18の負荷は軽減される。そして、例えばコンプレッサモータ18Mの通電電流が3.6Aまで降下すると、マイクロコンピュータ46は再びリバース電磁弁を閉じる動作を実行する。
【0082】
ここで、冷却工程から殺菌昇温工程に切り替わった初期段階では、コンプレッサ18から吐出されたホットガスは低温のシリンダ冷却器11やホッパー冷却器4と熱交換して急激に凝縮されるため、凝縮器20に流入する冷媒は殆どが液状態となる。そして、二重管構造の凝縮器20では一般的なタンク内チューブ式の水冷凝縮器に比較して冷媒の気液分離が行われ難い。そのため、凝縮器20に至った液冷媒が次々に押し出されてコンプレッサ18に戻り易くなり、液バックが発生すると共に、コンプレッサ18の吸込側の配管に霜が発生し易くなる。
【0083】
そこで、マイクロコンピュータ46は以下に説明するように冷却シリンダ8とホッパー2の加熱を交互に行ってそれらの温度を段階的に上昇させていく動作を実行する。図9のフローチャートは殺菌昇温工程におけるシリンダホットガス弁34とホッパーホットガス弁35の制御に関するマイクロコンピュータ46の制御プログラムを示している。
【0084】
殺菌昇温工程が開始されると、マイクロコンピュータ46は先ずステップS34でシリンダホットガス弁34を開き(ON)、ホッパーホットガス弁35は閉じる(OFF)。これによって、殺菌昇温工程の開始当初はシリンダ冷却器11のみにホットガスを流入させ、冷却シリンダ8のみを加熱し始める。次に、ステップS35でシリンダセンサ31の出力に基づき冷却シリンダ8の温度がTCに達したか否か判断する。この温度TCは最初+20℃であり、後述する如く+30℃、+40℃、+50℃、+60℃、そして目標温度である+72℃と段階的に更新される。
【0085】
ホットガスの流入によって冷却シリンダ8の温度が上昇し、最初のTCである+20℃に達したら、マイクロコンピュータ46はステップS36に進んで現在のTCが+72℃か否か判断し、ここでは違うのでステップS37に進んでTCを+30℃に更新し、ステップS38に進む。ステップS38でマイクロコンピュータ46は今度はシリンダホットガス弁34を閉じ(OFF)、ホッパーホットガス弁35を開く(ON)。これによって、今度はホッパー冷却器4のみにホットガスを流入させ、ホッパー2のみを加熱し始める。次に、ステップS39でホッパーセンサ32の出力に基づきホッパー2の温度がTHに達したか否か判断する。この温度THは最初+30℃であり、後述する如く+40℃、+50℃、+60℃、そして目標温度である+72℃と段階的に更新される。
【0086】
ホットガスの流入によってホッパー2の温度が上昇し、最初のTHである+30℃に達したら、マイクロコンピュータ46はステップS40に進んで現在のTHが+72℃か否か判断し、ここでは違うのでステップS41に進んでTHを+40℃に更新し、ステップS34に戻る。
【0087】
以後はこれを繰り返し、冷却シリンダ8の温度が+30℃まで上昇したら、冷却シリンダ8の加熱を停止し、ホッパー2を加熱し、ホッパー2の温度が+40℃まで上昇したらホッパー2の加熱を停止し、冷却シリンダ8を加熱する。そして、冷却シリンダ8の温度が+40℃まで上昇したら冷却シリンダ8の加熱を停止し、ホッパー2を加熱し、ホッパー2の温度が+50℃まで上昇したらホッパー2の加熱を停止し、冷却シリンダ8を加熱する。更に、冷却シリンダ8の温度が+50℃まで上昇したら冷却シリンダ8の加熱を停止し、ホッパー2を加熱し、ホッパー2の温度が+60℃まで上昇したらホッパー2の加熱を停止し、冷却シリンダ8を加熱する。
【0088】
そして、冷却シリンダ8の温度が+60℃まで上昇したら冷却シリンダ8の加熱を停止し、ホッパー2を加熱し、ホッパー2の温度が目標温度である+72℃まで上昇したらステップS40からステップS34に戻ってホッパー2の加熱を停止し、冷却シリンダ8を加熱する。この加熱によって冷却シリンダ8の温度が目標温度である+72℃まで上昇したらステップS36から後述する殺菌保持工程に移行する。
【0089】
このように冷却シリンダ8とホッパー2の温度を交互に段階的に上昇させていくことにより、特に殺菌昇温工程の開始当初に凝縮器20の冷媒配管57に大量の液冷媒が流入することを防止し、それによって発生するコンプレッサ18の液バックを解消することができるようになる。特に、冷却シリンダ8の加熱を最初に開始するので、ホッパー冷却器4よりも低温の冷却シリンダ8内に液冷媒を貯溜しておける利点もある。また、最初にホッパー2を目標とする+72℃に到達させ、その後冷却シリンダ8を+72℃まで上昇させるので、冷却シリンダ8内のミックスが長期間高温に晒される不都合を回避し、冷却シリンダ8内のミックスの劣化を防止できるようになる。
【0090】
このようにして殺菌昇温工程が終了し、殺菌保持工程に入ると、今度はシリンダセンサ31およびホッパーセンサ32の出力に基づき、マイクロコンピュータ46はコンプレッサ18、シリンダホットガス弁34、ホッパーホットガス弁35をON、OFF制御して、冷却シリンダ8、ホッパー2とも+69℃〜+72℃の加熱温度範囲で約40分の合計加熱時間を満足するように保持する。この殺菌昇温および殺菌保持の工程はLED表示器54の殺菌モニターランプPLにて表示される。
【0091】
ここで、冷却シリンダ8内の冷菓の温度はソフトクリームでは−6℃程であるが、夏場に製造されるシャーベット等の場合には−10℃以下まで低下し、それが蓄冷効果を持つことになる。このように冷却シリンダ8が低温となる場合には、上述のような殺菌昇温工程・殺菌保持工程において凝縮器20の冷媒配管57に流入する冷媒の温度は零度以下となり、それによって凝縮器20の通水配管58内の冷却水が凍結してしまう危険性がある。係る通水配管58内での凍結が発生すると、節水弁63や通水配管58が破損するなど凝縮器20の周辺部品に損傷が発生する。
【0092】
そこで、マイクロコンピュータ46は係る加熱殺菌・保持運転における殺菌昇温工程・殺菌保持工程で、以下に説明する凍結防止制御を実行する。図10のフローチャートはこの場合の凍結防止制御に関するマイクロコンピュータ46のプログラムを示している。マイクロコンピュータ46は図10のステップS42でホットガス戻りセンサ62が検出するシリンダ冷却器11とホッパー冷却器4からのホットガス戻り冷媒の温度が零度以前の下限値である例えば+1℃以下か否か判断している。
【0093】
そして、ホットガス戻りセンサ62が検出するホットガス戻り冷媒の温度が+1℃より高い場合には上述の制御に戻り、+1℃以下に低下した場合にはステップS43に進んでシリンダホットガス弁34の開放を禁止する(OFF)。これにより、凝縮器20への低温冷媒の流入は停止する。次に、ステップS44でホットガス戻りセンサ62が検出するホットガス戻り冷媒の温度が復帰温度である例えば+30℃に上昇したか否か判断し、上昇していなければ他の制御に戻る。ステップS44でホットガス戻り冷媒の温度が+30以上となったらステップS44からステップS45に進んでシリンダホットガス弁34の開放を許容する(ON)。
【0094】
これにより、凝縮器20に流入するホットガス戻り冷媒の温度が零度以下に低下することを阻止できるので、加熱殺菌・保持運転の殺菌昇温・保持工程にて凝縮器20の冷媒配管57に流入する冷媒により、通水配管58内の冷却水が凍結して節水弁63や通水配管58の破壊等を引き起こす不都合を未然に回避できるようになる。
【0095】
次に、上記殺菌保持工程が終了すると、マイクロコンピュータ46は四方弁19により冷媒回路を冷却サイクルに切り換え、保冷プルダウン工程に移行する。この保冷移行もLED表示器54にて表示される。
【0096】
殺菌保持工程から引き続く保冷プルダウン工程では、所定時間以内に所定温度以下となる条件のもと、冷却が開始される。このとき、マクロコンピュータ46は、コンプレッサモータ電流センサ47の出力に基づき、コンプレッサモータ電流値が5.8A以下で有る場合には、前記シリンダ冷却弁24及びホッパー冷却弁26が開とされる。冷却シリンダ8、ホッパー2共に温度が高いことからコンプレッサ18の負荷は高くなり、コンプレッサモータ電流値が上昇して5.8A(第1の上限値)以上に到達した場合には、前記ホッパー冷却弁26を閉とする。このとき、シリンダ冷却弁24は、依然として開とされる。そして、ホッパー冷却弁26が開とされていることから、徐々にコンプレッサモータ電流値が6.0A(第2の上限値)に到達した場合には、更にホッパー冷却弁26も閉とされる。両者の冷却弁24及び26が閉とされることから、コンプレッサモータ電流値が降下し、再び5.3A(下限値)に達した場合は、シリンダ冷却弁24及びホッパー冷却弁26が開とされる。以後これを繰り返すことによって、冷却シリンダ8、ホッパー2は徐々に冷却され、それによってコンプレッサ18の過負荷も生じなくなって行く。そして、最終的には冷却シリンダ8,ホッパー2の温度を+8℃〜+10℃の温度範囲まで冷却する。
【0097】
このように、保冷プルダウン工程の開始時は双方の冷却弁24、26を開いて冷却シリンダ8とホッパー2の双方の冷却を開始し、その状態からコンプレッサモータ電流値が5.8Aに達したら先ずシリンダ冷却弁24を閉じ、それでもコンプレッサモータ電流値が上昇して6.0Aに達した場合にはホッパー冷却弁26も閉じて冷却弁24、26を双方とも閉じるので、コンプレッサ18の過負荷は迅速に解消され、結果として保冷プルダウン工程に要する時間を短縮することができるようになる。
【0098】
そして、その後保冷工程に移行し、保冷工程ではこの温度を維持するようにシリンダセンサ31及びホッパーセンサ32の出力に基づき、マイクロコンピュータ46はコンプレッサモータ18M、シリンダ冷却弁24、ホッパー冷却弁26をON、OFF制御する。そして、停止スイッチSW5が操作されると、冷菓製造装置SMは運転を停止する。
【0099】
ここで、冬期などの営業休止中、即ち、電源が投入されている状態で冷菓製造装置SMが運転を停止している状況においては、夜間などに外気温が低下すると、凝縮器20の通水配管58内の冷却水が凍結する。そのため、前述同様に節水弁63や通水配管58が破損する危険性が出てくる。一方、ホットガス戻りセンサ62は停止中は外気温も検出できる位置に設けられている。そこで、マイクロコンピュータ46は係る運転停止中においても凝縮器20の凍結防止制御を実行する。
【0100】
図12のフローチャートは係る運転停止中におけるマイクロコンピュータ46の凍結防止制御に関するプログラムを示している。マイクロコンピュータ46は運転停止中であって電源が投入されていることを条件として、ステップS46でホットガス戻りセンサ62が検出するこの場合は外気温が、下限値としての氷点より高い+1℃以下か否か判断している。
【0101】
そして、ホットガス戻りセンサ62が検出する温度である外気温が+1℃より高い場合にはステップS49で停止を続け、+1℃以下に低下した場合にはステップS47に進んでコンプレッサ18を起動すると共に、四方弁19を加熱サイクルとしてホッパーホットガス弁35を開放する。これにより、凝縮器20にはホッパー冷却器4を経てホットガスが流入するので、凝縮器20の通水配管58中の冷却水は加熱される。
【0102】
次に、マイクロコンピュータ46はステップS48でホットガス戻りセンサ62が検出する温度(この場合はホットガス戻り冷媒の温度)が、復帰温度である例えば+30℃以上に上昇したか否か判断し、上昇していなければ係る凝縮器20の加熱運転を継続する。そして、ステップS48でホットガス戻り冷媒の温度が+30以上となった場合には、十分に凝縮器20を加熱できたものと判断してステップS49に進み、運転を停止する。
【0103】
係る停止中の加熱運転によって、低外気温時における凝縮器20の通水配管58や節水弁63の破裂・破損を未然に回避することができるようになる。
【0104】
尚、実施例に示した各温度等の数値はそれに限定されるものではなく、冷菓製造装置の機能・性能に応じて適宜決定するものとする。
【0105】
【発明の効果】
以上のように本発明の冷菓製造装置によれば、ミックスを貯蔵保冷するホッパーと、このホッパーより適宜供給されるミックスを撹拌しながら冷却することにより冷菓を製造する冷却シリンダと、ホッパーに設けられたホッパー冷却器と、冷却シリンダに設けられたシリンダ冷却器と、冷菓製造時にコンプレッサから吐出された高温冷媒を凝縮し、減圧した後、各冷却器に供給して冷却する冷却サイクルと加熱殺菌運転時にコンプレッサから吐出された高温冷媒を各冷却器に供給して加熱した後、凝縮器に流す加熱サイクルとを構成する可逆サイクル式の冷却装置と、ホッパー冷却器とシリンダ冷却器への高温冷媒の供給をそれぞれ制御するホッパーホットガス弁及びシリンダホットガス弁と、ホッパー及び冷却シリンダの温度をそれぞれ検出するホッパーセンサ及びシリンダセンサと、制御手段とを備え、この制御手段は、加熱殺菌運転の開始時、シリンダセンサとホッパーセンサの出力に基づき、シリンダホットガス弁とホッパーホットガス弁を交互に開閉することにより、冷却シリンダとホッパーの温度を交互に段階的に上昇させていくようにしたので、加熱殺菌運転の開始時に凝縮器に流入する低温の液冷媒の量を削減し、コンプレッサに液冷媒が吸入される液バックの発生を効果的に防止することができるようになる。
【0106】
請求項2の発明によれば、上記に加えて制御手段は、加熱殺菌運転の開始時、シリンダホットガス弁のみを開いて冷却シリンダの温度を上昇させ、次に当該シリンダホットガス弁を閉じ、代わりにホッパーホットガス弁を開いてホッパーの温度を上昇させる制御を繰り返して段階的に冷却シリンダとホッパーの温度を上昇させていくようにしたので、加熱殺菌運転の開始時にホッパー冷却器よりも低温の冷却シリンダ内に液冷媒を貯溜しておけるようになり、コンプレッサへの液バックをより一層効果的に解消することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の冷菓製造装置の一部縦断斜視図である。
【図2】図1の冷菓製造装置の冷却装置の冷媒回路図である。
【図3】図1の冷菓製造装置の制御装置のブロック図である。
【図4】図1の冷菓製造装置のコントロールパネルの正面図である。
【図5】図3の制御装置のマイクロコンピュータのプログラムを示すフローチャートである。
【図6】同じく制御装置のマイクロコンピュータのプログラムを示すフローチャートである。
【図7】同じく制御装置のマイクロコンピュータのプログラムを示すフローチャートである。
【図8】図1の冷菓製造装置の冷却運転を説明するタイミングチャートである。
【図9】同じく制御装置のマイクロコンピュータのプログラムを示すフローチャートである。
【図10】同じく制御装置のマイクロコンピュータのプログラムを示すフローチャートである。
【図11】図1の冷菓製造装置の加熱殺菌・保冷運転を説明するタイミングチャートである。
【図12】同じく制御装置のマイクロコンピュータのプログラムを示すフローチャートである。
【符号の説明】
2 ホッパー
4 ホッパー冷却器
8 冷却シリンダ
10 ビータ
11 シリンダ冷却器
18 コンプレッサ
19 四方弁
20 水冷式の凝縮器
24 シリンダ冷却弁
26 ホッパー冷却弁
31 シリンダセンサ
32 ホッパーセンサ
34 シリンダホットガス弁
35 ホッパーホットガス弁
38 シリンダ冷却器センサ
46 マイクロコンピュータ
57 冷媒配管
58 通水配管
61 切換スイッチ
62 ホットガス戻りセンサ
65 配管
C 制御装置
SM 冷菓製造装置
R 冷却装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a frozen confection manufacturing apparatus for manufacturing a frozen confection such as soft ice cream.
[0002]
[Prior art]
As this type of device, as shown in Japanese Utility Model Publication No. 63-20304, a cooling device comprising a compressor, a condenser, a capillary tube, a cooling cylinder and a cooler equipped in a hopper (mix tank) is provided. The refrigeration cycle of the device is reversible by a four-way valve, and during confectionery production, the liquefied refrigerant is depressurized and poured into the cooler and then the cooling cylinder and hopper are cooled. There is one in which a high-temperature refrigerant gas (hot gas) is guided to a cooler to dissipate heat, and the cooler acts as a heat radiator to heat the cooling cylinder and the hopper.
[0003]
Then, a beater driven by a beater motor is installed in the cooling cylinder, and the mix in the cooling cylinder is stirred by the beater while the mix in the cooling cylinder is cooled by a cooler to produce a frozen dessert such as soft cream or sherbet. .
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
Here, in the initial stage when switching from the cooling operation to the heat sterilization, the hot gas discharged from the compressor is rapidly condensed by exchanging heat with the low-temperature cylinder cooler or hopper cooler, so that the refrigerant flowing into the condenser Is mostly a liquid refrigerant at low temperatures. Therefore, the liquid refrigerant that has reached the condenser is easily pushed back to the compressor, and a liquid back is generated, and frost is also generated on the suction side piping of the compressor.
[0005]
Therefore, the present invention has been made to solve the conventional technical problems, and provides a frozen dessert manufacturing apparatus that can effectively eliminate the liquid back to the compressor generated at the start of the heat sterilization operation. is there.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The frozen dessert manufacturing apparatus of the present invention includes a hopper that stores and cools the mix, a cooling cylinder that manufactures frozen dessert by cooling the mix appropriately supplied from the hopper, and a hopper cooler provided in the hopper. Cylinder cooler provided in the cooling cylinder and the high-temperature refrigerant discharged from the compressor during the production of frozen confectionery, condensed and decompressed, then supplied to each cooler to cool and discharged from the compressor during the heat sterilization operation A reversible cycle type cooling device that constitutes a heating cycle for supplying a high-temperature refrigerant to each cooler and then heating the refrigerant, and a hopper that controls the supply of the high-temperature refrigerant to the hopper cooler and the cylinder cooler, respectively. Hot gas valve and cylinder hot gas valve, and hopper sensor that detects the temperature of hopper and cooling cylinder, respectively And a cylinder sensor and a control means, and the control means alternately opens and closes the cylinder hot gas valve and the hopper hot gas valve based on outputs of the cylinder sensor and the hopper sensor at the start of the heat sterilization operation. The temperature of the cooling cylinder and the hopper is alternately raised in steps.
[0007]
According to the frozen dessert manufacturing apparatus of the present invention, a hopper for storing and keeping the mix, a cooling cylinder for manufacturing the frozen dessert by cooling while stirring the mix appropriately supplied from the hopper, and a hopper cooler provided in the hopper And a cylinder cooler provided in the cooling cylinder, and a high-temperature refrigerant discharged from the compressor during the manufacture of frozen desserts, condensed and decompressed, then supplied to each cooler for cooling and discharged from the compressor during the heat sterilization operation The refrigerating cycle type cooling device that constitutes the heating cycle that supplies the cooled high-temperature refrigerant to each cooler and heats it, and then flows to the condenser, and the supply of the high-temperature refrigerant to the hopper cooler and cylinder cooler, respectively. Hopper hot gas valve and cylinder hot gas valve, and hopper for detecting the temperature of the hopper and cooling cylinder, respectively A sensor, a cylinder sensor, and a control means, and the control means alternately opens and closes the cylinder hot gas valve and the hopper hot gas valve based on outputs of the cylinder sensor and the hopper sensor at the start of the heat sterilization operation. Since the temperature of the cooling cylinder and the hopper are alternately raised stepwise, the amount of low-temperature liquid refrigerant flowing into the condenser at the start of the heat sterilization operation is reduced, and the liquid refrigerant is sucked into the compressor. It is possible to effectively prevent the occurrence of liquid back reduction.
[0008]
In the frozen dessert manufacturing apparatus of the invention of
[0009]
According to the invention of
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 is a partially longitudinal perspective view of a frozen dessert manufacturing apparatus SM according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a refrigerant circuit diagram of a cooling apparatus R of the frozen dessert manufacturing apparatus SM, and FIG. 3 is a block diagram of a control device C of the frozen dessert manufacturing apparatus SM. Is shown. The frozen dessert manufacturing apparatus SM of the embodiment is an apparatus for manufacturing and selling frozen confectionery such as soft cream and sherbet (shake). In FIG. A
[0011]
On the other hand, a hopper cooler 4 is wound around the
[0012]
The stirring
[0013]
With the above configuration, when the control device C detects that the
[0014]
When the
[0015]
When a predetermined amount of mix exists in the
[0016]
Further, when the control device C detects that the
[0017]
Further, when the mix in the
[0018]
The hopper stirrer 5 stirs the mix in the
[0019]
On the other hand, 8 in FIG. 1 is a cooling cylinder for producing a frozen dessert by rotating and stirring a mix appropriately supplied from a
[0020]
Next, the cooling device R of the frozen dessert manufacturing apparatus SM will be described with reference to FIG. In FIG. 2, R is a reversible cooling device. Hereinafter, the cooling device R will be described. 18 is a compressor, 19 is a refrigerant discharged from the
[0021]
The
[0022]
When this liquid refrigerant exits from the
[0023]
Then, the refrigerant after cooling the
[0024]
By the way, in this cooling operation, it is necessary to keep the
[0025]
After the sale is made under the above-described cooling operation, the mix is sterilized by the heating method when the store is closed. In this case, the cooling device R is switched from the cooling cycle to the heating cycle operation. That is, the four-
[0026]
The liquefied refrigerant after heat dissipation merges in the
[0027]
The cylinder sensor 31 is also used for detecting the heating temperature of the
[0028]
On the other hand, the
[0029]
Further, the cylinder sensor 31 shifts to cooling after heat sterilization, and the
[0030]
44 is an electrical box, 45 is a drain receiver provided below the
[0031]
In FIG. 3, the control device C is configured on a substrate housed in the
[0032]
The output of the
[0033]
In this figure, 47 is a current sensor (CT) for detecting the energizing current of the
[0034]
49 is a cooling setting volume for adjusting the cooling setting of the frozen dessert in three stages of “1” (weak), “2” (medium), and “3” (strong), and 53 is a threshold value of the beater motor current ( This is a threshold setting volume for arbitrarily setting (setting value) in the range of 2.3 A to 3.3 A, for example, and any output is input to the
[0035]
[0036]
Next, FIG. 4 shows a
[0037]
With the above configuration, the operation of the frozen dessert manufacturing apparatus SM will be described with reference to FIGS. When the frozen dessert manufacturing apparatus SM starts operation, as shown in the timing charts of FIGS. 8 and 11, cooling operation (cooling process, defrost process), heat sterilization operation / cooling operation (sterilization temperature rising process, sterilization holding process, cold holding pull-down) Each operation of the process and the cold insulation holding process) is executed. First, the cooling control when the
[0038]
First, the cooling operation will be described with reference to the flowchart of FIG. When the cooling operation switch SW1 provided in the
[0039]
Assuming that the cooling flag is reset at the start of operation (pull-down), based on the output of the cylinder sensor 31 in step S2, the current mix temperature in the
[0040]
In this cooling operation, the
[0041]
Thereby, the mix in the
[0042]
Next, the
[0043]
Thereafter, this is repeated to cool the mix in the
[0044]
In step S <b> 11, the
[0045]
This threshold value is appropriately set according to the type of mix. That is, the threshold value may be set low for a mix that is a relatively soft product, and the threshold value may be set high for a mix that is a relatively hard product. If it is assumed that the energizing current of the
[0046]
In step S15, the current mix temperature is set to the above-described cooling end temperature. In step S16, the cooling flag is reset, and in step S17, cooling is stopped.
[0047]
That is, in this cooling stop, the
[0048]
The
[0049]
When the temperature of the mix (frozen dessert) rises to be equal to or higher than the cooling ON point temperature, the
[0050]
Here, when a cooling failure occurs due to a high outside air temperature where the frozen dessert manufacturing apparatus SM is installed, the hardness of the mix in the
[0051]
When the
[0052]
And it returns to step S3 from step S13, and while clearing a measurement timer, said step S4-step S6 are performed. Thereafter, this is repeated to cool the mix in the
[0053]
In step S11, similarly, the
[0054]
And it returns to step S3 from step S13, and while clearing a measurement timer, said step S4-step S6 are performed. Thereafter, this is repeated to cool the mix in the
[0055]
In step S11, similarly, the
[0056]
The
[0057]
Next, the cooling control when the manual switch is switched to the manual mode by the
[0058]
Assuming that the cooling flag is reset at the start of operation (pull-down), based on the output of the cylinder sensor 31 at step S21, the current mix temperature in the
[0059]
In this case, the cooling ON point temperature and the cooling OFF point temperature, which will be described later, are set by the
[0060]
If the temperature of the mix is high, the cooling flag is set in step S22 and the cooling operation is executed (step S23). That is, the
[0061]
Next, the
[0062]
Thereafter, this is repeated to cool the mix in the
[0063]
That is, in this cooling stop, the
[0064]
Then, the
[0065]
When the temperature of the mix (frozen dessert) rises to be equal to or higher than the cooling ON point temperature, the
[0066]
In this way, by operating the
[0067]
Here, when the cooling capacity in the cylinder cooler 11 (that is, the cooling capacity of the cooling device R) becomes excessive, the equilibrium is likely to be lost in the process of cooling the
[0068]
Therefore, the
[0069]
The
[0070]
When T2 is equal to or greater than T1 and T3 is equal to or greater than T2, the control returns to the above-described control. That is, the temperature drop rate from -16 ° C to -17 ° C is equal to or smaller than the previous temperature drop rate from -15 ° C to -16 ° C, and the temperature drop from -17 ° C to -18 ° C. When the rate is equal to or smaller than the previous temperature drop rate from −16 ° C. to −17 ° C., it is determined that the supercooling state does not occur.
[0071]
On the other hand, when T2 is shorter than T1 in step S30, or when T3 is shorter than T2, that is, the temperature drop rate from -16 ° C to -17 ° C is from -15 ° C to -16 ° C. If the temperature drop rate is higher than the temperature drop rate, or the temperature drop rate from -17 ° C to -18 ° C is higher than the previous temperature drop rate from -16 ° C to -17 ° C, the cooling cylinder It is determined that the supercooling state No. 8 has started and the temperature of the
[0072]
In step S31, the
[0073]
On the other hand, when the current mode is the manual mode, the process proceeds from step S31 to step S33, and the temperature detected by the cylinder sensor 31 when the cylinder
[0074]
Next, the defrost process in FIG. 8 will be described. This defrosting process is executed to eliminate the so-called “sagging” of the frozen dessert in the
[0075]
The
[0076]
In such a case, the user operates the defrost switch SW4. When the defrost switch SW4 of the
[0077]
Here, depending on the user, there is a case where it is not necessary to blink the defrost lamp DL that warns of the danger of “sagging”. This is because the blinking of the lamp on the
[0078]
Next, the heat sterilization / cooling operation (the sterilization temperature rising process, the sterilization holding process, the cold holding pull-down process, and the cold holding process) of FIG. 11 will be described. When the sterilization switch SW2 of the
[0079]
The
[0080]
The reason why the refrigerant is returned to the
[0081]
As a result, the refrigerant flowing out of the
[0082]
Here, in the initial stage of switching from the cooling process to the sterilization temperature raising process, the hot gas discharged from the
[0083]
Therefore, the
[0084]
When the sterilization temperature raising process is started, the
[0085]
When the temperature of the
[0086]
When the temperature of the
[0087]
Thereafter, this is repeated. When the temperature of the
[0088]
When the temperature of the
[0089]
In this way, by gradually increasing the temperature of the
[0090]
When the sterilization temperature rising process is completed in this way and the sterilization holding process is started, the
[0091]
Here, the temperature of the frozen dessert in the
[0092]
Therefore, the
[0093]
When the temperature of the hot gas return refrigerant detected by the hot
[0094]
As a result, it is possible to prevent the temperature of the hot gas return refrigerant flowing into the
[0095]
Next, when the sterilization holding process is completed, the
[0096]
In the cold insulation pull-down process that continues from the sterilization holding process, cooling is started under the condition that the temperature falls below a predetermined temperature within a predetermined time. At this time, the
[0097]
Thus, at the start of the cold insulation pull-down process, both the cooling
[0098]
Then, the process proceeds to a cooling process, and the
[0099]
Here, when the frozen dessert manufacturing apparatus SM is not operating in the winter or the like, that is, in a state where the power is turned on, if the outside air temperature decreases at night or the like, the water flow through the
[0100]
The flowchart of FIG. 12 shows a program related to the freeze prevention control of the
[0101]
If the outside air temperature, which is the temperature detected by the hot
[0102]
Next, the
[0103]
By such heating operation during stoppage, rupture / breakage of the
[0104]
In addition, numerical values, such as each temperature shown in the Example, are not limited to it, It shall determine suitably according to the function and performance of a frozen dessert manufacturing apparatus.
[0105]
【The invention's effect】
As described above, according to the frozen dessert manufacturing apparatus of the present invention, the hopper for storing and keeping the mix, the cooling cylinder for manufacturing the frozen dessert by cooling the mix appropriately supplied from the hopper while stirring, and the hopper are provided. The hopper cooler, the cylinder cooler provided in the cooling cylinder, the high-temperature refrigerant discharged from the compressor during the production of frozen desserts, condensed and decompressed, and then supplied to each cooler for cooling and the heat sterilization operation Sometimes the high-temperature refrigerant discharged from the compressor is supplied to each cooler and heated, and then a reversible cycle type cooling device that constitutes a heating cycle that flows to the condenser, and the high-temperature refrigerant to the hopper cooler and the cylinder cooler The temperature of the hopper hot gas valve and cylinder hot gas valve that respectively control the supply, and the temperature of the hopper and cooling cylinder are detected. The hopper sensor and the cylinder sensor, and the control means are configured to open and close the cylinder hot gas valve and the hopper hot gas valve alternately at the start of the heat sterilization operation based on the outputs of the cylinder sensor and the hopper sensor. As a result, the temperature of the cooling cylinder and the hopper are alternately increased stepwise, so that the amount of low-temperature liquid refrigerant flowing into the condenser at the start of the heat sterilization operation is reduced, and the liquid refrigerant is supplied to the compressor. Occurrence of an inhaled liquid bag can be effectively prevented.
[0106]
According to the invention of
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partially longitudinal perspective view of a frozen dessert manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a refrigerant circuit diagram of a cooling device of the frozen confectionery manufacturing apparatus of FIG.
FIG. 3 is a block diagram of a control device of the frozen dessert manufacturing apparatus of FIG. 1;
4 is a front view of a control panel of the frozen confectionery manufacturing apparatus of FIG. 1. FIG.
FIG. 5 is a flowchart showing a microcomputer program of the control device of FIG. 3;
FIG. 6 is a flowchart showing a program of a microcomputer of the control device.
FIG. 7 is a flowchart showing a program of the microcomputer of the control device.
FIG. 8 is a timing chart for explaining a cooling operation of the frozen confectionery manufacturing apparatus of FIG. 1;
FIG. 9 is a flowchart showing a program of the microcomputer of the control device.
FIG. 10 is a flowchart showing a program of the microcomputer of the control device.
FIG. 11 is a timing chart for explaining the heat sterilization / cooling operation of the frozen dessert manufacturing apparatus of FIG. 1;
FIG. 12 is a flowchart showing a program of a microcomputer of the control device.
[Explanation of symbols]
2 hopper 4
Claims (2)
該制御手段は、前記加熱殺菌運転の開始時、前記シリンダセンサとホッパーセンサの出力に基づき、前記シリンダホットガス弁とホッパーホットガス弁を交互に開閉することにより、前記冷却シリンダとホッパーの温度を交互に段階的に上昇させていくことを特徴とする冷菓製造装置。A hopper that stores and cools the mix, a cooling cylinder that manufactures frozen dessert by cooling the mix appropriately supplied from the hopper with stirring, a hopper cooler provided in the hopper, and a cooling cylinder provided in the cooling cylinder The cylinder cooler, the high-temperature refrigerant discharged from the compressor during the manufacture of the frozen dessert is condensed and decompressed, and then supplied to each of the coolers for cooling, and the high-temperature refrigerant discharged from the compressor during the heat sterilization operation is A reversible cycle type cooling device that constitutes a heating cycle that flows to the condenser after being supplied to each cooler and heated, and a hopper hot that controls the supply of high-temperature refrigerant to the hopper cooler and the cylinder cooler, respectively. Gas valve and cylinder hot gas valve, and hopper for detecting temperatures of the hopper and cooling cylinder, respectively Comprising a sensor and a cylinder sensor, and control means,
The control means, at the start of the heat sterilization operation, alternately opens and closes the cylinder hot gas valve and the hopper hot gas valve based on the outputs of the cylinder sensor and the hopper sensor, thereby controlling the temperatures of the cooling cylinder and the hopper. A frozen confectionery manufacturing apparatus characterized by being raised step by step alternately.
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