JP2007215447A - 冷菓製造装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】加熱殺菌運転後に行われる保冷運転のプルダウン時に生じるコンプレッサの過負荷を効果的に解消することができる冷菓製造装置を提供する。
【解決手段】シリンダ冷却器11にコンプレッサ18から吐出された高温冷媒を供給してミックスの加熱殺菌運転を行い、この加熱殺菌運転の終了後にシリンダ冷却器11にコンデンサ20及びキャピラリチューブ25を経た冷媒を供給する保冷運転を行うと共に、加熱殺菌運転において、CTセンサの出力に基づき、外気温度が所定の上限値以上の場合、コンデンシングファン17を運転する。
【選択図】図2
【解決手段】シリンダ冷却器11にコンプレッサ18から吐出された高温冷媒を供給してミックスの加熱殺菌運転を行い、この加熱殺菌運転の終了後にシリンダ冷却器11にコンデンサ20及びキャピラリチューブ25を経た冷媒を供給する保冷運転を行うと共に、加熱殺菌運転において、CTセンサの出力に基づき、外気温度が所定の上限値以上の場合、コンデンシングファン17を運転する。
【選択図】図2
Description
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。
従来よりソフトクリームなどの冷菓を製造するこの種冷菓製造装置では、コンプレッサ、コンデンサ、絞り(減圧装置)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、冷菓製造時には各冷却器に液化冷媒を減圧して流し、冷却シリンダ及びホッパーを冷却する冷却運転を行うと共に、ミックスや装置の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)を各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、ホッパーを加熱する加熱殺菌運転を行う。また、加熱殺菌運転の後は冷却シリンダとホッパーを保冷する保冷運転に移行するものであった。
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、ホッパーから適宜供給されるミックスを冷却シリンダ内で冷却しながら、ビータによって撹拌し、ソフトクリームなどを製造していた。また、ホッパー内にはインペラ(これもモータにて駆動される)と称されるホッパー撹拌機が設けられており、このインペラを回転させてホッパー内に貯留されたミックスを撹拌することによりミックスの均一化を図っていた。
実公昭63−20304号公報
ここで、加熱殺菌運転の保持工程では冷却シリンダ、ホッパーとも+69℃〜+72℃程の加熱温度範囲で約40分保持されるが、冷却シリンダやホッパーは周囲を断熱されている関係上、外気温度が高い環境では冷却シリンダやホッパーの温度も低下しないため、その間コンプレッサは殆ど停止している。即ち、各冷却器には温度の高い冷媒が溜まり込むかたちとなる。また、外気温度が高いためにコンプレッサの周囲環境も温度が高くなる。
一方、加熱殺菌運転の終了後は保冷運転に移行するが、そのとき冷却シリンダ及びホッパー内のミックスの温度は非常に高くなっていると共に、保冷運転のプルダウン工程に移行し、コンプレッサを起動した直後は各冷却器内の温度の高い冷媒がコンプレッサに帰ってくることになるため、コンプレッサの温度も上昇し、プルダウン時に加わるコンプレッサの負荷は非常に大きくなって損傷を引き起こす危険性がある。
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、加熱殺菌運転後に行われる保冷運転のプルダウン時に生じるコンプレッサの過負荷を効果的に解消することができる冷菓製造装置を提供することを目的とするものである。
本発明の冷菓製造装置は、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、この冷却シリンダを冷却するためのシリンダ冷却器と、コンプレッサ、コンデンサ、減圧装置、シリンダ冷却器などから冷媒回路が構成された冷却装置と、この冷却装置の運転を制御する制御装置とを備えて成るものであって、外気温度を検出するための温度センサと、コンデンサ及びコンプレッサに通風するためのコンデンシングファンとを備え、制御装置は、シリンダ冷却器にコンプレッサから吐出された高温冷媒を供給してミックスの加熱殺菌運転を行い、この加熱殺菌運転の終了後にシリンダ冷却器にコンデンサ及び減圧装置を経た冷媒を供給する保冷運転を行うと共に、加熱殺菌運転において、温度センサの出力に基づき、外気温度が所定の上限値以上の場合、コンデンシングファンを運転するものである。
請求項2の発明の冷菓製造装置は、上記において制御装置は、加熱殺菌運転の際、コンデンサ及び減圧装置をバイパスさせてコンプレッサから吐出された高温冷媒をシリンダ冷却器に供給し、シリンダ冷却器から出た冷媒をコンプレッサに吸い込ませることを特徴とする。
本発明によれば、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、この冷却シリンダを冷却するためのシリンダ冷却器と、コンプレッサ、コンデンサ、減圧装置、シリンダ冷却器などから冷媒回路が構成された冷却装置と、この冷却装置の運転を制御する制御装置とを備えて成る冷菓製造装置において、外気温度を検出するための温度センサと、コンデンサ及びコンプレッサに通風するためのコンデンシングファンとを備え、制御装置は、シリンダ冷却器にコンプレッサから吐出された高温冷媒を供給してミックスの加熱殺菌運転を行い、この加熱殺菌運転の終了後にシリンダ冷却器にコンデンサ及び減圧装置を経た冷媒を供給する保冷運転を行うと共に、加熱殺菌運転において、温度センサの出力に基づき、外気温度が所定の上限値以上の場合、コンデンシングファンを運転するようにしたので、保冷運転に移行する以前からコンデンシングファンによりコンプレッサ及びコンデンサを空冷しておくことができる。これにより、加熱殺菌運転から保冷運転に移行したときのプルダウン時のコンプレッサの負荷が軽減され、信頼性を向上させることができるようになる。
特に、請求項2の発明の如く加熱殺菌運転の際、コンデンサ及び減圧装置をバイパスさせてコンプレッサから吐出された高温冷媒をシリンダ冷却器に供給し、シリンダ冷却器から出た冷媒をコンプレッサに吸い込ませる冷菓製造装置においては、加熱殺菌運転中各冷却器内の温度の高い冷媒がコンプレッサに吸い込まれることになり、コンプレッサの温度上昇が懸念されるが、本発明によれば、コンデンシングファンにより効果的にコンプレッサの過負荷を解消することができるものである。
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、本発明の冷菓製造装置の実施例としてのソフトクリーム製造装置SMの内部構成を示す斜視図、図2は同ソフトクリーム製造装置SMの冷媒回路図、図3は同ソフトクリーム製造装置SMの制御装置Cのブロック図を示している。実施例のソフトクリーム製造装置SMは、例えばバニラソフトクリームやチョコレートソフトクリーム、或いは、その他のシロップ(添加物)を添加したソフトクリームのうちの一種類のソフトクリームを製造販売する装置である。
各図において、1は本体、2は冷菓(ソフトクリーム)の原料であるミックスを貯溜するホッパーであり、ミックス補給時に取り外されるカバーとしてのホッパーカバー3を有すると共に、ホッパー2の周囲に巻回したホッパー冷却器(冷却コイル)4にてミックスは貯蔵保冷される。このホッパー2の周囲は断熱材で断熱されている。また、5はホッパー2内の底面に設けられたホッパー撹拌機としてのインペラであり、このインペラ5は、基本的にはホッパー2にミックスが所定量以上貯留され、前記ホッパー冷却器4に減圧冷媒が供給されて冷却される場合、及び、高温冷媒ガスであるホットガスが供給されて加熱殺菌される場合に撹拌モータ6により回転駆動されると共に、後述する撹拌スイッチ61からの指示に基づいて回転駆動される。
7はホッパー2にミックスが所定量以上あるか否かを検知するミックス検知装置で、一対の導電極より成り、ミックスが不足し所定量以下であるとミックスを介する導通状態の遮断が検知されて後述する加熱殺菌行程を行なわないようホットガスの流通停止、又インペラ5を回転させないように構成されている。
8はミックス供給器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10により回転撹拌して冷菓を製造する冷却シリンダで、その周囲にシリンダ冷却器11が配設され、更にその周囲は断熱材で断熱されている。ビータ10はビータモータ12、駆動伝達ベルト、減速機13および回転軸を介して回転される。製造された冷菓(ソフトクリーム)は、フリーザードア14に配した取出レバー15を操作するとプランジャー16が上下動し、図示しない抽出路を開にして取り出される。
次に、ホッパー2および冷却シリンダ8を冷却する冷却装置について図2の冷媒回路を利用して説明する。18はロータリタイプのコンプレッサ(ロータリコンプレッサ)、19はコンプレッサ18の吐出側に接続され、該コンプレッサ18からの吐出冷媒を冷却サイクル時(図2中実線矢印で示す)と、加熱サイクル時(図2中破線矢印で示す)とで流路を切り換える三方弁、20はコンデンシングファン(送風機)17により空冷されるコンデンサであり、三方弁19を経て流入する高温・高圧の冷媒ガスを空冷して凝縮・液化し、液化冷媒とする。コンデンシングファン17は運転されて外気をコンデンサ20に通風すると共に、コンデンサ20を経た空気はコンプレッサ18にも通風されてコンプレッサ18の空冷も行う。尚、コンプレッサ18、コンデンサ20、コンデンシングファン17は冷却シリンダ8下方のソフトクリーム製造装置SMの機械室MR内に設置されている。また、41はコンデンサ20の配管途中からコンプレッサ18内に引き込まれた中間冷却回路であり、コンデンサ20で空冷された冷媒によりコンプレッサ18を冷却する作用を奏するものである。
三方弁19により冷却サイクルとされた冷却運転時、コンデンサ20で液化した冷媒は、コンデンサ20の出口側に接続された高圧側配管21に入り、そこに介設されたデハイドレータ(乾燥器)23を通過した後、分岐点P1にて二手に分かれ、一方はシリンダ冷却弁24を経て、減圧装置としての冷却シリンダ用のキャピラリチューブ25(内径1.2mm)に入り、そこで減圧された後、シリンダ冷却器11に流入し、蒸発気化して冷却シリンダ8を冷却する。そして、他方はホッパー冷却弁26を経て、前段の減圧装置としてのホッパー用のキャピラリチューブ27(内径1.2mm)に入り、そこで減圧された後、ホッパー冷却器4に流入し、同様に蒸発気化してホッパー2を冷却した後、後段の減圧装置としてのキャピラリチューブ28(内径1.2mm)を経て出ていく。
そして、冷却シリンダ8及びホッパー2を出た冷媒は、合流点P2にて合流した後、低圧側配管22を経てアキュムレータ30に入る。この低圧側配管22には所定容量を有するマフラー33が介設されており、合流点P2を経た冷媒はこのマフラー33内を通過してアキュムレータ30に至る。そして、このアキュムレータ30を出た冷媒がコンプレッサ18の吸込側に吸い込まれる循環を繰り返す(図2の実線矢印)。
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。そのため、冷却シリンダ8の温度から冷却シリンダ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)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。
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、三方弁19を操作して冷媒を破線矢印のように流す。これにより、コンプレッサ18から吐出された高温・高圧の冷媒ガス、即ち、ホットガスは三方弁19を経てホットガス配管40に入る。このホットガス配管40はコンデンサ20から両キャピラリチューブ25、27までの高圧側配管21をバイパスするものであり、このホットガス配管40に入った冷媒ガスは分岐点P3にて二手に分かれ、一方はシリンダ用の絞り管36とシリンダホットガス弁34を経て、キャピラリチューブ25の下流側の合流点P4からシリンダ冷却器11に流入し、他方はホッパー用の絞り管37とホッパーホットガス弁35を経て、キャピラリチューブ27の下流側の合流点P5からホッパー冷却器4に流入し、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、当該冷却シリンダ8及びホッパー2を加熱する(図2に破線矢印で示す)。
尚、前記各絞り管36、37の内径は前記キャピラリチューブ25、27、28よりも大きく、その他の冷媒回路内の配管の内径よりも小さい(狭い)、例えば2mmとされている。
シリンダ冷却器11で放熱した後、当該シリンダ冷却器11から出た液化冷媒と、ホッパー冷却器4で放熱した後、キャピラリチューブ28を経た液化冷媒とは前述同様に合流点P2にて合流し、低圧側配管22に入り、マフラー33、アキュムレータ30を経てコンプレッサ18に戻る。38は冷却シリンダ8の加熱温度を検知する殺菌・保冷センサ(図3)で、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、ホッパー2の加熱制御はホッパー2の温度からホッパー2内のミックスの温度を検出するためのホッパーセンサ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制御が行なわれるように構成されている。また、前述した殺菌・保冷センサ38は、加熱殺菌後に冷却に移行し、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。
また、44は電装ボックス、そして45は前ドレン受けである。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、42はアキュムレータ30とマフラー33の間の低圧側配管22と、コンデンサ20とデハイドレータ23の間の高圧側配管21との間を連通することにより、コンプレッサ18及びコンデンサ20をバイパスする均圧配管であり、この均圧配管42にはコンプレッサ18の過負荷防止に用いられる均圧弁43が介設されている。
図3において、制御装置Cは前記電装ボックス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、殺菌・保冷センサ38の出力が入力され、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、三方弁19、均圧弁43、コンデンシングファン17のファンモータ17Mが接続されている。
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(変流器)、48はビータモータ12の通電電流を検出する電流センサ(変流器)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。56はコンデンサ20の温度を検出するCTセンサ(温度センサ)であり、その出力もマイクロコンピュータ46に入力されている。このCTセンサ56はコンデンサ20に取り付けられており、コンデンサ20の温度はソフトクリーム製造装置SM周囲の外気温度に影響される関係上、CTセンサ56の出力からマイクロコンピュータ46は外気温度を判断することができる。即ち、CTセンサ56は実質的に外気温度を検出することになる。
また、53は同じく平衡温度制御において当該平衡温度制御の開始を許可する制御開始温度を変更するための制御開始温度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に冷却運転を指示する冷却運転スイッチを含むキー入力回路であり、このキー入力回路52にはその他各種運転を指令するための各種スイッチが含まれる。
このキー入力回路52はソフトクリーム製造装置SMの図示しない操作パネルに配設され、制御開始温度設定ボリューム53は制御装置Cの基板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。
以上の構成で、図4〜図9を参照してソフトクリーム製造装置SMの動作を説明する。実施例のソフトクリーム製造装置SMが運転開始されると、冷却運転(冷却工程、デフロスト工程)、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)の各運転を実行する。図4のタイミングチャートはプルダウンが終了した後の冷却運転中の冷却シリンダ8やホッパー2の温度と各機器の動作を示し、図5は後述する平衡温度制御に関するタイミングチャートを示している。
(1)冷却運転
先ず、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が操作されると、マイクロコンピュータ46は冷却運転の冷却工程を開始する。
先ず、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が操作されると、マイクロコンピュータ46は冷却運転の冷却工程を開始する。
(1−1)冷却工程
この冷却工程で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、三方弁19は前記冷却サイクルとする。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。また、冷却運転中、コンデンシングファンモータ17Mはコンプレッサモータ18Mにほぼ同期して運転される。
この冷却工程で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、三方弁19は前記冷却サイクルとする。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。また、冷却運転中、コンデンシングファンモータ17Mはコンプレッサモータ18Mにほぼ同期して運転される。
これにより、前述した如く冷却シリンダ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。次に、マイクロコンピュータ46はシリンダセンサ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前記制御開始温度(デフォルトでは例えば−1℃。図5)以上か否か判断する。そして、ミックスの温度が依然制御開始温度以上の場合には、引き続き冷却動作を継続する。
(1−1−1)平衡温度制御
係る冷却動作によって冷却シリンダ8内のミックスの温度が前述した制御開始温度まで低下すると、マイクロコンピュータ46はシリンダセンサ31の出力に基づき、以下に説明する平衡温度制御を開始する(図5)。この平衡温度制御でマイクロコンピュータ46は、t秒(例えば20秒〜40秒の間の時間で設定される)経過する間のミックスの温度降下がT℃(例えば0.1℃〜0.2℃の間の値で設定される)以内か否か判断する。即ち、冷却シリンダ8内のミックスの温度降下速度が所定の値以内となったか否かを判断する。
係る冷却動作によって冷却シリンダ8内のミックスの温度が前述した制御開始温度まで低下すると、マイクロコンピュータ46はシリンダセンサ31の出力に基づき、以下に説明する平衡温度制御を開始する(図5)。この平衡温度制御でマイクロコンピュータ46は、t秒(例えば20秒〜40秒の間の時間で設定される)経過する間のミックスの温度降下がT℃(例えば0.1℃〜0.2℃の間の値で設定される)以内か否か判断する。即ち、冷却シリンダ8内のミックスの温度降下速度が所定の値以内となったか否かを判断する。
そして、温度降下速度が所定の値より大きい場合には冷却動作を継続し、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変体点(凝固点)に近づくとその温度降下は徐々に緩慢となる。そして、前記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)が前記T℃以内となったら、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の通電電流が所定の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、この冷菓(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ことになる。
そして、ビータモータ12の通電電流がしきい値を越えていれば、マイクロコンピュータ46は現在のミックスの温度を冷却終了温度(OFF点温度)にセットし、冷却停止を行う。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(図4)。これでプルダウンは終了する。
そして、マイクロコンピュータ46はシリンダセンサ31の出力に基づき、現在のミックス温度が前記冷却終了温度(OFF点温度)+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ホッパー2の冷却制御を継続する。即ち、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。
ミックス(冷菓)の温度が上昇して冷却終了温度(OFF点温度)+0.5℃以上となると、マイクロコンピュータ46は前述同様に冷却シリンダ8の冷却を開始することになる。
(1−1−2)平衡温度制御の制御開始温度の変更
ここで、前述した平衡温度制御の開始を許可する制御開始温度は、ソフトクリーム製造装置SMを設置した直後のように、冷却シリンダ8内のミックスの温度が高い段階で温度降下速度が緩慢な状態において平衡温度制御が開始されることを回避するために設けられている。即ち、或る程度冷却シリンダ8内のミックスの温度が低下(通常0℃以下)した段階から平衡温度制御を開始させることを目的として設定されるものである。
ここで、前述した平衡温度制御の開始を許可する制御開始温度は、ソフトクリーム製造装置SMを設置した直後のように、冷却シリンダ8内のミックスの温度が高い段階で温度降下速度が緩慢な状態において平衡温度制御が開始されることを回避するために設けられている。即ち、或る程度冷却シリンダ8内のミックスの温度が低下(通常0℃以下)した段階から平衡温度制御を開始させることを目的として設定されるものである。
しかしながら、ミックスによっては(例えば複数種のミックスが混合された場合等)、変体点が二カ所或いはそれ以上発生する場合がある。例えば、−2℃と−5℃の二カ所に変体点が存在するミックスの場合、ミックスの温度降下は図5に一点鎖線で示すような状況となるが、前述した−1℃に制御開始温度が固定されていると、−1℃を通過した後に平衡温度制御が開始され、高い方の−2℃の変体点で冷却停止が行われてしまうことになる。この場合、高い方の変体点でミックス内の一部の成分は凝固し始めるため、ビータモータ12の通電電流もしきい値以上となってしまうが、全体としては販売に供せる硬度には達しない。
そこで、図3に示すような制御開始温度設定ボリューム53を設ける。そして、前述したような変体点を有するミックスを使用する場合には、この制御開始温度設定ボリューム53を操作し、デフォルトの−1℃から図5に矢印で示すように例えば−3℃に制御開始温度を低下させる。この変更に基づき、マイクロコンピュータ46は前述した−2℃の変体点では平衡温度制御を実行しなくなり、これを通過した−3℃より低い−5℃の変体点で平衡温度制御により冷却停止を行うようになる。これにより、ミックスを最終的な変体点まで冷却し、販売に供することができる良好な硬さを作り出すことができるようになる。
尚、上述した例では制御開始温度を下げる場合について説明したが、上げる場合もあり得る。例えば、変体点がデフォルトよりも高い場合、或いは、それに近い場合には、変体点を過ぎても平衡温度制御が行われなくなり、冷却が継続されてしまう。その場合には制御開始温度設定ボリューム53を操作して、制御開始温度を上げる(例えば0℃等)ことになる。
(1−1−3)平衡温度制御のフェールセーフ時間1
ここで、平衡温度制御は前述したように冷却シリンダ8内のミックスの温度降下速度に基づいて達成されるものであるため、何らかの要因により前記t秒間における温度降下の計測或いは算出に失敗した場合、或いはビータモータ12の通電電流の検出に失敗した場合などには、冷却停止が行われず、冷却装置のシリンダ冷却器11は連続して冷却されることになる。そのような場合、当然に冷却シリンダ8内のミックスは凍結してしまう。
ここで、平衡温度制御は前述したように冷却シリンダ8内のミックスの温度降下速度に基づいて達成されるものであるため、何らかの要因により前記t秒間における温度降下の計測或いは算出に失敗した場合、或いはビータモータ12の通電電流の検出に失敗した場合などには、冷却停止が行われず、冷却装置のシリンダ冷却器11は連続して冷却されることになる。そのような場合、当然に冷却シリンダ8内のミックスは凍結してしまう。
そのため、マイクロコンピュータ46は前記キー入力回路52に設けられた冷却運転スイッチが操作されてコンプレッサ18が起動され、シリンダ冷却器11による冷却シリンダ8の冷却が開始されてから所定のフェールセーフ時間(例えば15分経過)をカウントし、当該フェールセーフ時間が経過した場合、強制的に冷却停止を実行するようにプログラムされている。これは通常の場合、15分もあれば冷菓は製造できるとの経験則に基づくものである。
しかしながら、例えば後述する加熱殺菌が行われた後、ソフトクリーム製造装置SMの運転が一旦停止され、再度冷却運転スイッチが操作された場合等には、冷却シリンダ8内のミックスの温度が極めて高い状況から冷却運転が開始されることになる。このような場合にも前述した15分のフェールセーフ時間の経過で冷却停止が行われてしまうと、15分では充分にミックスの温度が下がらずに冷菓を製造できなくなる問題がある。
そこで、マイクロコンピュータ46はシリンダセンサ31の出力(殺菌・保冷センサ38でも良い)に基づき、前記冷却運転スイッチが操作された時点(冷却運転開始時点)での冷却シリンダ8内のミックスの温度に基づいて、フェールセーフ時間を変更する。即ち、マイクロコンピュータ46は図6に示すグラフのように、冷却シリンダ8内のミックスの温度(シリンダ温度(冷却シリンダ8の温度))が高い程、フェールセーフ時間を長くするように変更する。これにより、前述したようにミックスの温度が高い状況下で冷却運転が開始された場合等には、例えばフェールセーフ時間が20分或いはそれ以上に延長されることになり、ミックスは更に長く冷却されるので、冷却シリンダ8の不必要な冷却による凍結を回避しながら、販売に供せる硬さの冷菓を確実に製造できるようになる。
(1−1−4)平衡温度制御のフェールセーフ時間2
尚、上記のように冷却運転スイッチが操作された時点の冷却シリンダ8内のミックスの温度でフェールセーフ時間を変更する場合の他、フェールセーフ時間は固定とし、それのカウントを開始する温度を規定しても良い。即ち、その場合、マイクロコンピュータ46は図5に示すように、例えば10℃〜20℃のうちの何れかの温度で設定される所定のカウント開始温度までシリンダセンサ31(或いは殺菌・保冷センサ38)の出力に基づく冷却シリンダ8内のミックスの温度が低下した時点から、15分のフェールセーフ時間のカウントを開始する。
尚、上記のように冷却運転スイッチが操作された時点の冷却シリンダ8内のミックスの温度でフェールセーフ時間を変更する場合の他、フェールセーフ時間は固定とし、それのカウントを開始する温度を規定しても良い。即ち、その場合、マイクロコンピュータ46は図5に示すように、例えば10℃〜20℃のうちの何れかの温度で設定される所定のカウント開始温度までシリンダセンサ31(或いは殺菌・保冷センサ38)の出力に基づく冷却シリンダ8内のミックスの温度が低下した時点から、15分のフェールセーフ時間のカウントを開始する。
係る構成によれば、前述した加熱殺菌直後のミックス温度が高い状態でフェールセーフ時間のカウントが開始されることが無くなり、常に一点のカウント開始温度でフェールセーフ時間のカウントが開始されるようになるので、冷却運転開始時の冷却シリンダ8内のミックスの温度に影響されずにフェールセーフ時間を機能させることができるようになる。これにより、同様に冷却シリンダ8の不必要な冷却による凍結を回避しながら、確実な冷菓製造を実現できることになる。
(1−2)デフロスト工程
次に、前述したデフロスト工程について説明する。冷却運転中にキー入力回路52に設けられた図示しないデフロストスイッチが操作されると、マイクロコンピュータ46は三方弁19を加熱サイクルに切り換え、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(5℃)に昇温させる。その後マイクロコンピュータ46は三方弁19を冷却サイクルに戻し、引き続き冷却運転を行ない、再びミックスを冷却工程を行う。
次に、前述したデフロスト工程について説明する。冷却運転中にキー入力回路52に設けられた図示しないデフロストスイッチが操作されると、マイクロコンピュータ46は三方弁19を加熱サイクルに切り換え、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(5℃)に昇温させる。その後マイクロコンピュータ46は三方弁19を冷却サイクルに戻し、引き続き冷却運転を行ない、再びミックスを冷却工程を行う。
(1−3)インペラの制御1
マイクロコンピュータ46は、上記においてホッパー冷却弁26を開き、キャピラリチューブ27を介してホッパー冷却器4に冷媒を流している期間中、撹拌モータ6を駆動し、インペラ5を回転させる。これにより、ホッパー2内に貯留されたミックスに不均一な温度分布が生じることを防止しており、これがマイクロコンピュータ46によるインペラ5の基本的な駆動制御とされている(図4)。
マイクロコンピュータ46は、上記においてホッパー冷却弁26を開き、キャピラリチューブ27を介してホッパー冷却器4に冷媒を流している期間中、撹拌モータ6を駆動し、インペラ5を回転させる。これにより、ホッパー2内に貯留されたミックスに不均一な温度分布が生じることを防止しており、これがマイクロコンピュータ46によるインペラ5の基本的な駆動制御とされている(図4)。
また、ホッパー2内にシロップのような添加物を投入し、ミックスに混合してバリエーションを付けたソフトクリームを製造販売する場合には、ホッパーカバー3を開けてシロップをホッパー2内に投入した後、撹拌スイッチ61を操作する。マイクロコンピュータ46はこの撹拌スイッチ61が操作されると、その時点から所定時間(例えば60秒間)撹拌モータ6を駆動してインペラ5を回転させる。これは上記のようにホッパー冷却器4に冷媒が供給されているか否かに関わらず強制的に実行される。これにより、ホッパー2内に投入されたシロップとミックスは円滑に混合される。
即ち、撹拌スイッチ61を操作してマイクロコンピュータ46に指示することで、任意にインペラ5を回転駆動させることができる。これにより、係るシロップの投入時以外にも、例えば外気温等の影響によりホッパー冷却器4に比較的長い時間冷媒が供給されずにインペラ5が回転せず、ホッパー2内のミックスの撹拌状態が悪化していることを使用者が気づいたときにも、撹拌スイッチ61によりインペラ5を強制的に回転駆動させてホッパー2内のミックスを撹拌し、温度分布を均一にすることができるようになり、利便性の向上とミックスの保冷貯蔵性能の改善を図ることが可能となる。
また、撹拌スイッチ61による指示操作に基づき、インペラ5は所定時間回転駆動された後、停止するので、撹拌スイッチ61により開始されたインペラ5の回転が所定時間後に自動的に終了されるようになり、インペラ5を停止するための操作が不要となる。
(1−4)インペラの制御2
尚、上記では撹拌スイッチ61を使用者が操作することでインペラ5を回転させるようにしたが、ホッパー2の開口縁部にホッパーカバー3の開閉を検出するホッパーカバースイッチを設け、このホッパーカバースイッチがホッパーカバー3の閉塞を検出した場合に、インペラ5の回転駆動指示がマイクロコンピュータ46に入力されるようにしてもよい。
尚、上記では撹拌スイッチ61を使用者が操作することでインペラ5を回転させるようにしたが、ホッパー2の開口縁部にホッパーカバー3の開閉を検出するホッパーカバースイッチを設け、このホッパーカバースイッチがホッパーカバー3の閉塞を検出した場合に、インペラ5の回転駆動指示がマイクロコンピュータ46に入力されるようにしてもよい。
その場合には、ホッパーカバー3を開けてシロップ等の添加物をホッパー2内に投入した後、再びホッパーカバー3にてホッパー2の開口を閉じれば、それをホッパーカバースイッチが検出して自動的にインペラ5が回転駆動されて添加物とミックスとを混合するようになるので、操作性が著しく向上する。
(1−5)インペラの制御3
また、前述したように外気温が低いときなどには、ホッパー冷却器4に冷媒が長時間流れない状態となる。そのような状況では使用者が気付かない限り、基本的にインペラ5も回転されないので、ホッパー2内は長時間撹拌されない状況となり、ホッパー2内のミックスに不均一な温度分布が生じると共に、ミックスによっては分離を引き起こす危険性もある。
また、前述したように外気温が低いときなどには、ホッパー冷却器4に冷媒が長時間流れない状態となる。そのような状況では使用者が気付かない限り、基本的にインペラ5も回転されないので、ホッパー2内は長時間撹拌されない状況となり、ホッパー2内のミックスに不均一な温度分布が生じると共に、ミックスによっては分離を引き起こす危険性もある。
そこで、マイクロコンピュータ46はインペラ5を回転させる撹拌モータ6の駆動が停止している状態が所定時間(例えば5分間)継続された場合(図4に示す停止時間)、ホッパー冷却器4への冷媒供給の如何に関わらず、例えば60秒間撹拌モータ6を駆動してインペラ5を強制的に回転させる。これにより、係る長時間インペラ5が回転しない状況が継続されることによる不均一な温度分布の発生等の不都合を未然に回避する。また、60秒間のみ回転させるので、必要以上に撹拌して泡立たせることもない。
(2)加熱殺菌・保冷運転
次に、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の図示しない殺菌スイッチが操作されると、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。
次に、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の図示しない殺菌スイッチが操作されると、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。
(2−1)殺菌昇温工程
即ち、マイクロコンピュータ46は、三方弁19により冷媒回路を冷却サイクルから前記加熱サイクルに切り換える。これにより、コンプレッサ18から吐出された高温・高圧の冷媒ガス(ホットガス)がホットガス配管40のシリンダホットガス弁34及びホッパーホットガス弁35を経てシリンダ冷却器11及びホッパー冷却器4に供給され、冷却シリンダ8及びホッパー2内のミックスは加熱されて、温度が上昇していく。
即ち、マイクロコンピュータ46は、三方弁19により冷媒回路を冷却サイクルから前記加熱サイクルに切り換える。これにより、コンプレッサ18から吐出された高温・高圧の冷媒ガス(ホットガス)がホットガス配管40のシリンダホットガス弁34及びホッパーホットガス弁35を経てシリンダ冷却器11及びホッパー冷却器4に供給され、冷却シリンダ8及びホッパー2内のミックスは加熱されて、温度が上昇していく。
シリンダ冷却器11で放熱した冷媒は合流点P2に至る。また、ホッパー冷却器4で放熱した冷媒はキャピラリチューブ28で減圧された後、合流点P2でシリンダ冷却器11からの冷媒と合流する。その後、低圧側配管22に入り、マフラー33、アキュムレータ30を順次経てコンプレッサ18に吸い込まれる。
(2−2)殺菌保持工程
そして、上記殺菌昇温工程が終了すると、今度は殺菌・保冷センサ38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分保持する。このとき、マイクロコンピュータ46が何れかのホットガス弁34、35が開放されたときにコンプレッサ18を運転し、両ホットガス弁34、35が閉じられているときはコンプレッサ18を停止する制御を実行する。
そして、上記殺菌昇温工程が終了すると、今度は殺菌・保冷センサ38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分保持する。このとき、マイクロコンピュータ46が何れかのホットガス弁34、35が開放されたときにコンプレッサ18を運転し、両ホットガス弁34、35が閉じられているときはコンプレッサ18を停止する制御を実行する。
(2−3)ホットガス弁の制御
ここで、従来の一般的冷菓製造装置では冷媒回路がリバースサイクルとなっているため、上述の殺菌昇温及び殺菌保持工程でシリンダ冷却器11やホッパー冷却器4を出た冷媒は、減圧され、コンデンサで蒸発した後、コンプレッサに帰還するが、図2の冷却装置ではシリンダ冷却器11やホッパー冷却器4を出た比較的温度の高い冷媒がそのまま(即ち、コンデンサで蒸発すること無く)コンプレッサ18に吸い込まれることになる。そのため、そのままではコンプレッサ18が過負荷となり易く、コンプレッサモータ18Mに流れる電流が異常に上昇するようになる。
ここで、従来の一般的冷菓製造装置では冷媒回路がリバースサイクルとなっているため、上述の殺菌昇温及び殺菌保持工程でシリンダ冷却器11やホッパー冷却器4を出た冷媒は、減圧され、コンデンサで蒸発した後、コンプレッサに帰還するが、図2の冷却装置ではシリンダ冷却器11やホッパー冷却器4を出た比較的温度の高い冷媒がそのまま(即ち、コンデンサで蒸発すること無く)コンプレッサ18に吸い込まれることになる。そのため、そのままではコンプレッサ18が過負荷となり易く、コンプレッサモータ18Mに流れる電流が異常に上昇するようになる。
これを解消するためにマイクロコンピュータ46は図7に示すようにホットガス回路40のシリンダホットガス弁36を制御する。即ち、前述の殺菌昇温工程の当初マイクロコンピュータ46はシリンダホットガス弁36とホッパーホットガス弁35を開き(ON)、両冷却器11、4にホットガスを流していく。ここで、冷却シリンダ8を強力に冷却しなければならない関係上、シリンダ冷却器11の長さはホッパー冷却器4よりも長く設定されている。そのため、冷却シリンダ8の温度はホッパー2よりも早く上昇していく。
そして、マイクロコンピュータ46は電流センサ47の出力に基づき、コンプレッサモータ18Mに流れる電流値が所定の設定値(上)(この場合の上限値。後述する均圧弁43の制御に係る上限設定値(上限値)よりも低い値とする。)まで上昇したら、シリンダホットガス弁34を閉じ(OFF)、シリンダ冷却器11へのホットガスの供給を停止する。これにより、コンプレッサ18の負荷は軽減されるので、コンプレッサモータ18Mに流れる電流は低下していく。また、冷却シリンダ8の温度上昇は停止する。そして、所定の設定値(下)(この場合の下限値)まで低下したら、再びシリンダホットガス弁34を開き(ON)、シリンダ冷却器11へのホットガスの供給を再開する。そのため、冷却シリンダ8は再び温度上昇していく。この間、ホッパーホットガス弁35は開放(ON)状態が維持され、ホッパー2は継続して温度上昇していく。以後、これを繰り返して冷却シリンダ8とホッパー2を昇温させていく(図7)。
このように、コンプレッサモータ18Mへの通電電流が所定の設定値(上)に上昇した場合、ホッパー2よりも温度が早く上昇する冷却シリンダ8のシリンダ冷却器11へのホットガスの供給を停止するようにしたので、冷却シリンダ8とホッパー2をほぼ平等に昇温させて加熱殺菌運転時の殺菌昇温工程を支障なく行いながら、コンプレッサモータ18Mに過大電流が流れて巻線焼損を引き起こすなどの不都合の発生を未然に回避することができるようになる。
(2−4)ホットガス回路の絞り管及び低圧側配管のマフラー
また、前述したように図2の冷却装置ではシリンダ冷却器11やホッパー冷却器4を出た比較的温度の高い冷媒がコンデンサで蒸発すること無く、コンプレッサ18に吸い込まれることになるので、戻り冷媒の温度の影響で、そのままではコンプレッサ18の温度が異常に上昇してしまう。
また、前述したように図2の冷却装置ではシリンダ冷却器11やホッパー冷却器4を出た比較的温度の高い冷媒がコンデンサで蒸発すること無く、コンプレッサ18に吸い込まれることになるので、戻り冷媒の温度の影響で、そのままではコンプレッサ18の温度が異常に上昇してしまう。
これを解消するためにホットガス回路40に絞り管36、37が設けられている。即ち、各絞り管36、37の内径は前述したようにキャピラリチューブ25、27、28よりは大きいものの、その他の冷媒回路内の配管の内径よりは小さくされているので(例えば内径2mm)、加熱サイクル時に冷媒回路を流れる冷媒の循環量は冷却サイクル時に比して削減される。これにより、コンプレッサ18の異常温度上昇が防止若しくは抑制される。
また、前述したようにホッパー冷却器4の配管長はシリンダ冷却器11よりも短い。従って、ホッパー冷却器4を流れる高温冷媒の流速はシリンダ冷却器11を流れる高温冷媒の流速より配管長が短い分、配管抵抗が小さく速くなっている。そのため、特に、前述した如くシリンダホットガス弁34を閉じ、ホッパー冷却器4にのみホットガスを流している状態において、ホッパー冷却器4から出た冷媒がアキュムレータ30に入ると、流速が速いために膨張して騒音を発生する。
そのため、低圧側配管22にマフラー33を設け、ホットガス流の脈動圧を減衰している。即ち、このマフラー33を通過する過程でホッパー冷却器4(及びシリンダ冷却器11)から出た冷媒の脈動圧が低下するので、その後アキュムレータ30に入っても騒音は生じず、或いは、極めて小さくなる。
このような殺菌昇温および殺菌保持の工程はLED表示器54の殺菌LEDにて表示され、殺菌保持工程が終了すると、マイクロコンピュータ46は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。
(2−5)保冷プルダウン工程
(2−5)保冷プルダウン工程
殺菌保持工程から引き続く保冷プルダウン工程では、三方弁19にて冷媒回路は冷却サイクルに切り換えられ、所定時間以内に所定温度以下となる条件のもと、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。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殺菌・保冷センサ38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、コンデンシングファンモータ17M、シリンダ冷却弁24、ホッパー冷却弁26をON、OFF制御する。
(2−6)コンデンシングファンの制御
ここで、先に説明したように殺菌保持工程では冷却シリンダ8、ホッパー2とも+69℃〜+72℃の加熱温度範囲で約40分保持されるものであるが、前述した如く冷却シリンダ8やホッパー2は周囲を断熱されている関係上、外気温度が高い環境では殺菌・保冷センサ38及びホッパーセンサ32が検出する冷却シリンダ8やホッパー2の温度も低下しないため、その間コンプレッサ18は殆ど停止している。また、加熱殺菌運転ではコンデンサ20に冷媒が流されないため、本来コンデンシングファン17を運転する必要はない。そのため、外気温度が高いこともあってコンプレッサ18が設置された機械室MR内の温度は上昇する。
ここで、先に説明したように殺菌保持工程では冷却シリンダ8、ホッパー2とも+69℃〜+72℃の加熱温度範囲で約40分保持されるものであるが、前述した如く冷却シリンダ8やホッパー2は周囲を断熱されている関係上、外気温度が高い環境では殺菌・保冷センサ38及びホッパーセンサ32が検出する冷却シリンダ8やホッパー2の温度も低下しないため、その間コンプレッサ18は殆ど停止している。また、加熱殺菌運転ではコンデンサ20に冷媒が流されないため、本来コンデンシングファン17を運転する必要はない。そのため、外気温度が高いこともあってコンプレッサ18が設置された機械室MR内の温度は上昇する。
一方、殺菌保持工程の終了後は前述した如く保冷プルダウン工程に移行する。このとき、冷却シリンダ8及びホッパー2内のミックスの温度は非常に高くなっていると共に、シリンダ冷却器11、ホッパー冷却器4内には非常に温度の高い冷媒が貯留されているので、保冷プルダウン工程に移行し、コンプレッサ18を起動した直後はコンプレッサ18にこの温度の高い冷媒が吸引されるかたちとなる。そのため、コンプレッサ18の温度は高くなると共に、冷却シリンダ8及びホッパー2の温度が高いこともあってコンプレッサ18の負荷は非常に大きくなることになる。
そこで、マイクロコンピュータ46は加熱殺菌運転の殺菌昇温工程、殺菌保持工程において、図9に示すフローチャートの制御を実行してコンデンシングファン17を制御する。即ち、マイクロコンピュータ46はステップS1で現在コンデンシングファン17が停止しているか否か判断し、停止している場合にはステップS2に進み、CTセンサ56の出力に基づき、それが実質的に検出する外気温度が所定の上限値、例えばコンデンサ20の温度に換算して+45℃以上であるか否か判断する。そして、外気温度が上限値より低い場合にはステップS5に進み、コンデンシングファン17を停止(OFF)する。
一方、ステップS2で外気温度が上限値以上である場合には、ステップS3に進んでコンデンシングファンモータ17Mに通電し、コンデンシングファン17を運転する。これにより、機械室MR内には外気が吸引され、機械室MR内に設置されたコンデンサ20及びコンプレッサ18に通風されるので、保冷プルダウン工程に移行する以前にコンプレッサ18やコンデンサ20を空冷しておくことができる。これにより、殺菌保持工程から保冷プルダウン工程に移行したときのコンプレッサ18の温度上昇は抑制され、且つ、過負荷が軽減されるようになる。
尚、コンデンシングファン17が運転されると、コンデンサ20への通風によってCTセンサ56が検出する温度は低下する。そして、コンデンサ20の温度が+40℃以下まで低下したら、マイクロコンピュータ46はステップS1を経てステップS4からステップS3に進み、コンデンシングファン17を停止する。
(3)均圧弁の制御
以上説明した運転状態において、冷菓販売の繁忙期にはコンプレッサ18は頻繁に運転(ON)−停止(OFF)されることになる。コンプレッサ18の起動時に吐出側と吸込側との圧力差(高低圧差)が大きいと負荷が過大となる。そこで、マイクロコンピュータ46は図4に示すように、コンプレッサ18を起動する場合、均圧弁43を一旦所定時間(例えば2秒間)開放(ON)した後、閉(OFF)じてからコンプレッサモータ18Mに通電してコンプレッサ18を起動する制御を実行する。このようにコンプレッサ18の起動前に均圧弁43が開放されることで、冷媒回路の高圧側配管21(高圧側)と低圧側配管22(低圧側)とが連通され、圧力差が解消若しくは縮小されるので、コンプレッサ18の吐出側と吸込側の圧力差も解消若しくは縮小され、起動時の負荷が軽減される。
以上説明した運転状態において、冷菓販売の繁忙期にはコンプレッサ18は頻繁に運転(ON)−停止(OFF)されることになる。コンプレッサ18の起動時に吐出側と吸込側との圧力差(高低圧差)が大きいと負荷が過大となる。そこで、マイクロコンピュータ46は図4に示すように、コンプレッサ18を起動する場合、均圧弁43を一旦所定時間(例えば2秒間)開放(ON)した後、閉(OFF)じてからコンプレッサモータ18Mに通電してコンプレッサ18を起動する制御を実行する。このようにコンプレッサ18の起動前に均圧弁43が開放されることで、冷媒回路の高圧側配管21(高圧側)と低圧側配管22(低圧側)とが連通され、圧力差が解消若しくは縮小されるので、コンプレッサ18の吐出側と吸込側の圧力差も解消若しくは縮小され、起動時の負荷が軽減される。
しかしながら、運転状態やソフトクリーム製造装置SMが設置された環境によっては、起動前に均圧弁43を開放しても起動時のコンプレッサ18の負荷が大きくなり、コンプレッサモータ18Mに通電される電流値が異常に上昇してしまう場合がある。
そこで、マイクロコンピュータ46はコンプレッサ18の起動後、電流センサ47の出力に基づき、図8に示す如くコンプレッサモータ18Mに流れる電流値が所定の上限設定値(例えば、8A等のこの場合の上限値。前述したシリンダホットガス弁34の制御に係る設定値(上)(上限値)よりも高い値とする。)まで上昇し、その状態が所定時間(例えば3秒間)継続した場合、コンプレッサ18を停止する。そして、所定時間(例えば30秒〜1分)均圧弁43を開放した(ON)後、閉(OFF)じてから再度コンプレッサ18を起動する。
前述同様均圧弁43を開放することで、冷媒回路の高圧側配管21(高圧側)と低圧側配管22(低圧側)とが連通されて圧力差が解消されるので、コンプレッサ18の吐出側と吸込側の圧力差も解消され、起動時の負荷が軽減される。
尚、コンプレッサモータ18Mに流れる電流値が上限設定値に達した状態が所定時間継続した場合にコンプレッサ18を停止するようにしたのは、起動時の瞬時的なピーク電流によって停止してしまうことを回避するためである。また、再起動後、再びコンプレッサモータ18Mの電流値が上限設定値に上昇し、その状態が所定時間(3秒)継続された場合には、再びコンプレッサ18を停止し、均圧弁43を所定時間(30秒)開放した後、閉じてからコンプレッサ18を再起動する動作を繰り返す。
このように、コンプレッサ18の起動時、コンプレッサモータ18Mへの通電電流が所定の上限設定値に上昇した場合、コンプレッサ18を停止し、均圧弁43を所定時間開放してから閉じ、再びコンプレッサ18を起動するようにしたので、冷媒回路の高低圧差に起因するコンプレッサ18の起動負荷を確実に解消し、コンプレッサモータ18Mに過大電流が流れて巻線焼損を引き起こす不都合を回避しながら、支障なくコンプレッサ18を起動させることができるようになる。
ここで、上述した通電電流値の上昇によるコンプレッサ18の停止と再起動が何度も繰り返される場合、コンプレッサ18若しくは冷媒回路の他の機器、電流センサ47の故障などの原因も考えられる。そこで、係る通電電流値の上昇によるコンプレッサ18の停止回数が所定回数(例えば3回)に達した場合、マイクロコンピュータ46はLED表示器54に所定の警報表示を行い、ソフトクリーム製造装置SMに異常が発生して点検が必要であることを警告する。これにより、係る異常発生時に迅速なメンテナンスを促すことができるようになる。
SM ソフトクリーム製造装置(冷菓製造装置)
1 本体
2 ホッパー
4 ホッパー冷却器
5 インペラ
6 撹拌モータ
8 冷却シリンダ
10 ビータ
11 シリンダ冷却器
12 ビータモータ
17 コンデンシングファン
18 コンプレッサ
18M コンプレッサモータ
19 三方弁
20 コンデンサ
21 高圧側配管
22 低圧側配管
24 シリンダ冷却弁
25、27 キャピラリチューブ
26 ホッパー冷却弁
30 アキュムレータ
31 シリンダセンサ
32 ホッパーセンサ
33 マフラー
34 シリンダホットガス弁
35 ホッパーホットガス弁
36、37 絞り管
40 ホットガス配管
42 均圧配管
43 均圧弁
46 マイクロコンピュータ
47、48 電流センサ
51 キー入力回路
53 制御開始温度設定ボリューム
54 LED表示器(警報手段)
56 CTセンサ
61 撹拌スイッチ
1 本体
2 ホッパー
4 ホッパー冷却器
5 インペラ
6 撹拌モータ
8 冷却シリンダ
10 ビータ
11 シリンダ冷却器
12 ビータモータ
17 コンデンシングファン
18 コンプレッサ
18M コンプレッサモータ
19 三方弁
20 コンデンサ
21 高圧側配管
22 低圧側配管
24 シリンダ冷却弁
25、27 キャピラリチューブ
26 ホッパー冷却弁
30 アキュムレータ
31 シリンダセンサ
32 ホッパーセンサ
33 マフラー
34 シリンダホットガス弁
35 ホッパーホットガス弁
36、37 絞り管
40 ホットガス配管
42 均圧配管
43 均圧弁
46 マイクロコンピュータ
47、48 電流センサ
51 キー入力回路
53 制御開始温度設定ボリューム
54 LED表示器(警報手段)
56 CTセンサ
61 撹拌スイッチ
Claims (2)
- 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、該冷却シリンダを冷却するためのシリンダ冷却器と、コンプレッサ、コンデンサ、減圧装置、前記シリンダ冷却器などから冷媒回路が構成された冷却装置と、該冷却装置の運転を制御する制御装置とを備えて成る冷菓製造装置において、
外気温度を検出するための温度センサと、
前記コンデンサ及びコンプレッサに通風するためのコンデンシングファンとを備え、
前記制御装置は、前記シリンダ冷却器に前記コンプレッサから吐出された高温冷媒を供給してミックスの加熱殺菌運転を行い、該加熱殺菌運転の終了後に前記シリンダ冷却器に前記コンデンサ及び減圧装置を経た冷媒を供給する保冷運転を行うと共に、
前記加熱殺菌運転において、前記温度センサの出力に基づき、外気温度が所定の上限値以上の場合、前記コンデンシングファンを運転することを特徴とする冷菓製造装置。 - 前記制御装置は、前記加熱殺菌運転の際、前記コンデンサ及び減圧装置をバイパスさせて前記コンプレッサから吐出された高温冷媒を前記シリンダ冷却器に供給し、シリンダ冷却器から出た冷媒を前記コンプレッサに吸い込ませることを特徴とする請求項1に記載の冷菓製造装置。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2010263923A (ja) * | 2010-08-31 | 2010-11-25 | Sanyo Electric Co Ltd | 冷菓製造装置 |
WO2012125440A1 (en) * | 2011-03-17 | 2012-09-20 | Nestec S.A. | Systems and methods for heat exchange |
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