JP2542938B2 - 冷菓製造装置 - Google Patents

冷菓製造装置

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【発明の詳細な説明】 (イ)産業上の利用分野 本発明はソフトアイスクリーム等の冷菓を製造する装
置に係り、特に冷凍装置を用いて、ミックスの加熱殺菌
サイクルを行っている場合に被加熱側で熱交換しきれな
かった熱を含んで戻る冷媒ガスを放熱、減圧させて圧縮
機に吸入させ、圧縮機の運転を支障なく行えるようにし
た冷菓製造装置に関する。
(ロ)従来の技術 この種装置としては、実公昭63−20304号公報のよう
に、圧縮機、凝縮器、絞り及びシリンダとミックスタン
クに装備した冷却器から成る冷凍装置を備えて、その冷
凍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流してシリンダ、ミックス
タンクを冷却し、一方ミックス、装置の殺菌、洗浄時に
は圧縮機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、シリ
ンダ、ミックスタンクの加熱を行うものがある。
その加熱殺菌時に、加熱が終盤段階に入ると、ホット
ガスの冷却器での放熱が不十分となり、高温高圧ガスの
状態で圧縮機に戻り、圧縮機の吸い込み圧の高い状態が
続き運転負荷が大きく、圧縮機を傷める虞れがある。そ
こで、その対応として従来では圧縮機の前段に容量調整
弁を設け、圧縮機への吸入ガスを制限し冷媒循環量を減
らし、圧縮機にかかる吸い込み圧を調整する方法や、或
いは圧縮機への吸い込み圧を適正とするように調節した
一本のキャピラリチューブを配する方法を採っていた。
(ハ)発明が解決しようとする課題 しかし、容量調整弁ではサイクルの一次圧(圧縮機吐
出側圧力)変動が大きい場合安定した二次圧(圧縮機吸
込側圧力)は得られず、又容量調整弁は高価である。
一方、一本のキャピラリチューブで二次圧を調整した
場合は、冷媒回路の構成上、一次の最高圧を基準にキャ
ピラリチューブ抵抗を決めなければならず、適正吸入圧
としたばかりに、冷媒循環量が少なくなり、加熱スピー
ドが遅くなるという欠点がある。
更に、被加熱側(ミックスタンク、冷却シリンダ)の
熱容量の大きくして対応する方法も考えられるが、それ
でもホットガスサイクルを長時間維持する手段とはなり
得ない。
本発明は上記点に鑑みて成されたもので、加熱サイク
ルの運転状況に推移して適確に、被加熱側で熱交換しき
れなかった冷媒ガス中の熱量は、圧縮機に流入する前段
で、一定の圧力または温度となるように減圧、放熱して
戻すようにし、これにより冷媒ガス循環量を調整し、圧
縮機を支障なく運転できるように構成した冷菓製造装置
を提供することを目的とする。
(ニ)課題を解決するための手段 本発明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冷却撹拌して冷菓
を製造する冷却シリンダと、前記ホッパー、および冷却
シリンダを冷却する冷凍装置とを備え、この冷凍装置の
冷媒回路を圧縮機、凝縮器を経て液化した冷媒が減圧さ
れ前記ホッパー、および冷却シリンダに配した各蒸発器
に流れて冷却作用を行い圧縮機に戻る冷却サイクルと、
圧縮機からの高温冷媒ガスが各蒸発器に直接送られて加
熱作用を行い、冷えて凝縮器を介して圧縮機に戻る加熱
サイクルとを冷媒流通方向切換弁にて形成し得るように
した冷菓製造装置において、加熱サイクル系統の冷媒ガ
ス圧又は冷媒ガス温度を検出する検出手段と、この検出
手段により所定圧または所定温を超えることが検出され
ると前記凝縮器に通水または送風を行う制御手段とを設
けたものである。
(ホ)作用 加熱サイクルの中後期段階となって圧縮機から送り込
まれたホットガスが、被加熱側で熱交換しきれなかった
熱量を含んで圧縮機に戻ってくるようになると、加熱サ
イクル系統内の冷媒ガス圧が上昇してくるので、その圧
力が圧力検出手段にて検出され、所定圧を超えると給水
弁が開いて水が凝縮器に流通し、凝縮器での積極的放熱
が行われて、ホットガスは一定の圧力または温度に減
圧、放熱され、余剰冷媒は液相で凝縮器容器内等に貯め
られ、圧縮機への入力は負荷増とならない一定値ち保た
れ、圧縮機を傷めることがない。また温度センサーで冷
媒ガス温度を検知し、高温状態が検出されると送風機を
駆動し、凝縮機を空冷して放熱効果を高める。よって、
この場合も減圧、放熱されて圧縮機を傷めない一定の圧
力、温度とされた冷媒ガスが入力する。
(ヘ)実施例 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。第
1図は本発明の一実施例に係るソフトクリーム製造装置
の冷媒回路図にして、凝縮器として水冷式凝縮器を用い
ている。
同図において、1は冷菓(ソフトクリーム)の原料、
謂るミックスを貯溜するホッパーに装備されて、該ホッ
パーを保冷するホッパー用蒸発器、2はこのホッパーよ
り適宜供給されるミックスを冷却撹拌して冷菓を製造す
る冷却シリンダに装備されて、該冷却シリンダを冷却す
るシリンダ用蒸発器である。3は圧縮機、4は圧縮機3
からの吐出冷媒を冷凍サイクル時(実線状態)、加熱サ
イクル時(点線状態)とで流れる向きを逆に切換える四
方弁で、冷凍サイクル時には吐出冷媒は逆止弁5を介し
て、水冷式凝縮器6に流入する。水冷式凝縮器6内で、
高温、高圧の冷媒ガスは凝縮、液化して液化冷媒とな
り、逆止弁7を経てドライヤー8より出ると二手に分か
れる。すなわち、一方は冷却シリンダ弁9、冷却シリン
ダ用キャピラリチューブ10を介してシリンダ用蒸発器2
に流入して、ここで蒸発気化して冷却シリンダを冷却す
る。そして、他方な冷却ホッパー弁11、前段のホッパー
用キャピラリチューブ12を介してホッパー用蒸発器1に
流入して、同様にここで蒸発気化しホッパーを冷却した
後、後段のキャピラリチューブ13を経て出て行く。そし
て、冷却シリンダ及びホッパーを冷却した後の冷媒ガス
はアキュムレータ14に合流後、四方弁4を介して圧縮機
3に戻る冷凍サイクルを形成して冷媒が実線方向に流れ
る冷却運転を行う。
ところで、この冷却運転において、良質の冷菓を得る
べく冷却シリンダおよびホッパーを所定の設定値温度範
囲(冷却シリンダ;約−3℃〜−8℃,ホッパー;5℃〜
10℃)に冷却維持する必要がある。15はそのためのシリ
ンダ温度検出センサーで、所定の上下限設定値温度で冷
却シリンダ弁9および圧縮機3をON,OFF制御する。同様
にホッパーセンサー16がホッパー温度を検出して、所定
の上下限設定値温度で冷却ホッパー弁11と圧縮機3のO
N,OFF制御をする。また、販売後の閉店時には加熱方式
でミックスの殺菌を行うこととなるが、この場合に、四
方弁4を操作して冷媒を点線矢印のように流して、冷凍
装置を冷凍サイクルから加熱サイクル運転に切換える。
すると、圧縮機3からの高温、高圧の冷媒ガスすなわち
ホットガスは四方弁4、アキュムレータ14を経て二手に
別れ、一方はシリンダ用蒸発器2に直接に、他方は逆止
弁17を介してホッパー用蒸発器1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、ホッパーは加熱される。放熱後の液化冷
媒はそれぞれホットガスシリンダ弁18、ホットガスホッ
パー弁19を介して合流後、逆止弁20を経て水冷式凝縮器
6に入り、並列に設けたリバース電磁弁21およびリバー
スキャピラリチューブ22を通り、四方弁4を経て圧縮機
3にと戻る加熱サイクルを形成する。23は冷却シリンダ
の加熱温度を検知する殺菌保冷センサーで、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じめ定めた
所定範囲の上限、下限の設定温度値でホットガスシリン
ダ18および圧縮機3をON,OFF制御する。24は節水弁で、
加熱サイクル時に、その終盤において、加熱負荷(冷却
シリンダ、ホッパー)の減少により、冷媒ガスが高温状
態で戻って来て圧縮機3に流入することによる過負荷運
転を防止すべく、水冷式凝縮器6内の冷却ガス圧(15kg
f/cm2)を検知するガス圧センサー27を備え、所定ガス
圧値を超えるとこのガス圧センサー27により節水弁24は
開かれ、給水路25を通して水が一点鎖線矢印の如く流
れ、高温冷媒ガスは放熱、減圧して圧縮機吸い込み圧を
調整する。これによって、圧縮機3に入力する冷媒ガス
は圧縮機3に負担増とならない圧力、温度に常に一定に
保たれ、圧縮機3は支障なく順調に運転動作する。な
お、実施例では凝縮器内の冷媒ガス圧を検出している
が、ホットガスの流れる管路圧を検出して節水弁を制御
することも可能である。
第2図は凝縮器6として空冷式を用いた場合の冷媒回
路図にして、この場合には凝縮器6に入力する冷媒ガス
温度を検出する温度センサー28を設け、この温度センサ
ー28が所定の温度を超える高温状態を検出すると、送風
機29を回転駆動する。これにより凝縮器6は空冷され
て、より放熱作用を高めて、同様に冷媒ガスを減圧、放
熱して圧縮機3に戻す。その他の構成は第1図と同一で
あり、同一番号を付している。
(ト)発明の効果 以上のように本発明によれば加熱サイクルの中後期に
おいて、ホットガスの熱量で被加熱側で熱交換しきれな
かった熱量を含んで圧縮機に冷媒ガスが戻るような状況
となると、加熱サイクル系統内の冷媒ガス圧又は冷媒ガ
ス温度を検出している検出手段が所定圧、所定温度を超
えることを検出するようになる。それによって、制御手
段が凝縮器に通水又は送風を行うこととなり、凝縮器で
の放熱効果が高まり冷媒ガスは一定の圧力または温度
に、減圧、放熱されて圧縮機へ入力する。よって、圧縮
機には常に適正な圧力、温度の冷媒ガスが入力して、圧
縮機を傷めることがない。
この制御方式によっていかなるホットガスサイクルに
おいても、長時間圧縮機の入力を常に圧縮機の負担とな
らない一定値に保てることとなり、圧縮機の運転負荷を
軽減して長寿命化を図れるようになる。
【図面の簡単な説明】
第1図は水冷式凝縮器を用いて形成した本発明に係る冷
菓製造装置の冷媒回路図、第2図は他の実施例で空冷式
凝縮器を用いた同装置の冷媒回路図である。 1……ホッパー用蒸発器、2……シリンダ用蒸発器、3
……圧縮機、6……水冷又は空冷式凝縮器、24……節水
弁、27……ガス圧センサー、28……温度センサー、29…
…送風機。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】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冷却撹拌して冷
    菓を製造する冷却シリンダと、前記ホッパー、および冷
    却シリンダを冷却する冷凍装置とを備え、この冷凍装置
    の冷媒回路を圧縮機、凝縮器を経て液化した冷媒が減圧
    され前記ホッパー、および冷却シリンダに配した各蒸発
    器に流れて冷却作用を行い圧縮機に戻る冷却サイクル
    と、圧縮機からの高温冷媒ガスが各蒸発器に直接送られ
    て加熱作用を行い、冷えて凝縮器を介して圧縮機に戻る
    加熱サイクルとを冷媒流通方向切換弁にて形成し得るよ
    うにした冷菓製造装置において、加熱サイクル系統の冷
    媒ガス圧又は冷媒ガス温度を検出する検出手段と、この
    検出手段により所定圧または所定温を超えることが検出
    されると前記凝縮器に通水または送風を行う制御手段と
    を備えたことを特徴とする冷菓製造装置。
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