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 claim 2, in the above, the control means opens only the cylinder hot gas valve at the start of the heat sterilization operation to increase the temperature of the cooling cylinder, and then closes the cylinder hot gas valve, Instead, it is characterized in that the temperature of the cooling cylinder and the hopper is increased stepwise by repeating the control of increasing the hopper temperature by opening the hopper hot gas valve.
[0009]
According to the invention of claim 2, in addition to the above, at the start of the heat sterilization operation, the control means opens only the cylinder hot gas valve to increase the temperature of the cooling cylinder, and then closes the cylinder hot gas valve, Instead, the control to open the hopper hot gas valve and increase the hopper temperature was repeated to gradually increase the temperature of the cooling cylinder and the hopper, so the temperature was lower than the hopper cooler at the start of the heat sterilization operation. The liquid refrigerant can be stored in the cooling cylinder, and the liquid back to the compressor can be more effectively eliminated.
[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 hopper 2 for storing the frozen confectionery mix) is provided. The hopper 2 has an opening on the upper surface, and the upper surface opening is closed so as to be freely opened and closed by a heat insulating cover member 3 that is detachably mounted thereon. Removed.
[0011]
On the other hand, a hopper cooler 4 is wound around the hopper 2, and the mix in the hopper 2 is kept cold by the hopper cooler 4. Further, a hopper stirrer (stirring device) 5 called an impeller is provided at the inner bottom portion of the hopper 2 and is rotationally driven by a stirring motor 6 (shown in FIG. 3) comprising an induction motor provided below. The Furthermore, a mix level sensor 7 composed of a pair of conductive electrodes is attached to a position at a predetermined height on the side wall of the hopper 2, and the electrodes of the mix level sensor 7 are electrically connected to form a predetermined amount in the hopper 2 (mix It is detected whether or not a mix that is equal to or higher than the height at which the level sensor 7 is provided, i.e., high, or a predetermined amount or less, i.e., low. And this mix level sensor 7 is connected to the control apparatus C (FIG. 3) mentioned later.
[0012]
The stirring motor 6 is controlled by a control device C, and a stirring motor adjustment switch 56 (FIG. 3) for adjusting the rotation of the stirring motor 6 is connected to the control device C. The agitation motor adjustment switch 56 is multi-staged by an up / down key provided on the substrate, and in this embodiment, seven stages (“1” (weak), “2”,... “6”, “7” (Strong)) can be adjusted, and the number of rotations of the agitation motor 6 when the mix level sensor 7 is greater than or equal to a predetermined amount (High) can be selected.
[0013]
With the above configuration, when the control device C detects that the mix level sensor 7 is greater than or equal to a predetermined amount (High), the stirring motor adjustment switch 56 controls the operation of the stirring motor 6. That is, when the adjustment switch 56 is set to “1”, for example, the stirring motor 6 is turned on for 0.3 seconds, and then intermittent operation is performed with a relatively long OFF time for repeating OFF for 1.4 seconds. . Thereby, the stirring motor 6 rotates at a low speed.
[0014]
When the adjustment switch 56 is set to “2”, the stirring motor 6 is turned on for 0.5 seconds, and then turned off for 1.2 seconds. Each time the set value increases, the ON time of the stirring motor 6 increases and the OFF time is decreased, so that the rotational speed of the stirring motor 6 increases. When the adjustment switch 56 is the set value “7”, the agitation motor 6 is turned on for 1.5 seconds and then turned off for 0.2 seconds. This state is the maximum speed of the stirring motor 6.
[0015]
When a predetermined amount of mix exists in the hopper 2 as described above, the rotation speed of the stirring motor 6 is adjusted as appropriate, and the stirring force can be adjusted in multiple stages. The mix can be agitated in an optimum state in accordance with the rise in the outside air temperature.
[0016]
Further, when the control device C detects that the mix level sensor 7 is below a predetermined amount (Low), the stirring motor 6 is turned on for 0.2 rows regardless of the setting of the stirring motor adjustment switch 56. After that, intermittent operation is performed with a relatively long OFF time for repeating OFF for 2.0 seconds. Thereby, the rotation of the agitation motor 6 becomes the lowest speed.
[0017]
Further, when the mix in the hopper 2 is below a predetermined amount (Low), the heat sterilization process described later is not performed, that is, the hot gas circulation is stopped.
[0018]
The hopper stirrer 5 stirs the mix in the hopper 2 so that it does not freeze, but the mix is put into the hopper 2 in a predetermined amount or more, and the refrigerant gas flows in the hopper cooler 4 in the direction opposite to that during cooling. That is, when the hopper 2 is sterilized by heating with hot gas, it is driven to rotate.
[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 hopper 2 by a pipe-shaped mix feeder 9 by a beater 10, and a cylinder cooler 11 is provided around the cylinder. It is attached. The beater 10 is rotated via a beater motor 12, a drive transmission belt, a speed reducer 13, and a rotating shaft. In the manufactured frozen dessert, the plunger 16 is moved up and down by operating the take-out lever 15 disposed in the freezer door 14 on the front, the extraction path (not shown) is opened, and the beater 10 is rotationally driven. Is taken out.
[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 compressor 18, and the flow direction is different depending on whether a cooling cycle (solid arrow) or a heating cycle (broken arrow) is configured. On the other hand, the four-way valve 20 for switching is a water-cooled condenser.
[0021]
The condenser 20 has a double pipe structure including an outer refrigerant pipe 57 and an inner water flow pipe 58, and the double pipe is spirally wound. The refrigerant flowing in the refrigerant pipe 57 is cooled by exchanging heat with cooling water (tap water) that is always circulated through the water flow pipe 58 via the water-saving valve 63. That is, when the four-way valve 19 constitutes a cooling cycle, the high-temperature and high-pressure gas refrigerant discharged from the compressor 18 flows into the refrigerant pipe 57 of the condenser 20 through the check valve 21 and condenses there. It liquefies and becomes a liquid refrigerant.
[0022]
When this liquid refrigerant exits from the check valve 22 through the dry core (dryer) 23, it is divided into two directions, one of which is depressurized through the cylinder cooling valve 24 and the cooling cylinder capillary tube 25 and flows into the cylinder cooler 11. Then, it evaporates and cools the cooling cylinder 8. The other is depressurized through the hopper cooling valve 26 and the preceding hopper capillary tube 27, flows into the hopper cooler 4 and evaporates there, cools the hopper 2, and then flows out through the subsequent capillary tube 28.
[0023]
Then, the refrigerant after cooling the cooling cylinder 8 and the hopper 2 joins in the accumulator 30 and then undergoes a cooling operation (sales state) that returns to the compressor 18 through the four-way valve 19 (flow of solid arrows). Note that a hopper sensor 32 (FIG. 3) for detecting the temperature of the hopper 2 is attached to the hopper 2, and the cooling cylinder 8 is substantially in the cooling cylinder 8 depending on the temperature of the cooling cylinder 8. A cylinder sensor 31 (FIG. 3) for detecting the temperature of the mix is attached. The cylinder cooler 11 is provided with a cylinder cooler sensor 38 (FIG. 3) that detects the surface temperature of the cylinder cooler 11. The cylinder cooler sensor 38 is used to perform an overcooling protection operation of the cooling cylinder 8 described later.
[0024]
By the way, in this cooling operation, it is necessary to keep the cooling cylinder 8 and the hopper 2 cooled to a predetermined temperature in order to obtain a high-quality frozen dessert. Moreover, in order to make use of the flavor peculiar to each mix according to the kind of mix, it is necessary for the user to keep the cooling cylinder 8 and the hopper 2 cooled to an arbitrary temperature. For this purpose, the cylinder sensor 31 for detecting the temperature of the cooling cylinder 8 is provided, and the cylinder sensor 31 turns on (opens) the cylinder cooling valve 24 by equilibrium temperature control as will be described in detail later, and turns on the compressor 18 for cooling. When the cylinder cooling valve 24 is OFF (closed), the hopper cooling valve 26 is opened / closed and the compressor 18 is turned ON / OFF. That is, the cooling of the cooling cylinder 8 is prioritized and the hopper cooling valve 26 is turned on under the condition that the cylinder cooling valve 24 is turned off.
[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-way valve 19 is operated to cause the refrigerant to flow as indicated by a dotted arrow. Then, the high-temperature and high-pressure refrigerant gas from the compressor 18, that is, the hot gas, is divided into two hands through the four-way valve 19 and the accumulator 30, one directly to the cylinder cooler 11 and the other to the hopper cooling via the check valve 33. Each of them flows into the vessel 4 to generate a heat dissipation action, and the cooling cylinder 8 and the hopper 2 are heated at a predetermined sterilization temperature for a predetermined time.
[0026]
The liquefied refrigerant after heat dissipation merges in the pipe 65 via the cylinder hot gas valve 34 and the hopper hot gas valve 35, respectively, and then flows into the refrigerant pipe 57 of the condenser 20 through the check valve 40, where it is separated into gas and liquid. The Thereafter, the refrigerant gas exits from the refrigerant pipe 57 of the condenser 20 and flows into the reverse solenoid valve (open / close valve) 36 and the reverse capillary tube 37 connected in parallel through the refrigerant pipe 59 connected to the downstream side of the check valve 21. Is done. The refrigerant gas that has passed through the reverse electromagnetic valve 36 or the reverse capillary tube 37 forms a heating cycle that returns to the compressor 18 via the four-way valve 19 via the branch pipe 60 connected to the upstream side of the check valve 21.
[0027]
The cylinder sensor 31 is also used for detecting the heating temperature of the cooling cylinder 8, and in a sterilization holding process described later, a predetermined upper limit and a lower limit set temperature of a predetermined range so that a predetermined sterilization temperature is maintained for the mix. The cylinder hot gas valve 34 and the compressor 18 are ON / OFF controlled by the value. In addition, opening / closing control of the reverse solenoid valve 36 is also performed using the mix temperature information detected by the cylinder sensor 31.
[0028]
On the other hand, the hopper 2 is heated by a hopper sensor 32 that detects the temperature of the hopper 2, and the hopper hot gas valve 35 and the compressor 18 are turned on and off at the same set temperature value set in the cooling cylinder 8. .
[0029]
Further, the cylinder sensor 31 shifts to cooling after heat sterilization, and the compressor 18 is turned on as will be described in detail later so as to maintain a certain low temperature state until the point of sale on the next day, that is, a cool temperature (about + 8 ° C. to + 10 ° C.) , OFF control and ON / OFF control of the cylinder cooling valve 24 and the hopper cooling valve 26 are performed. Further, the reverse solenoid valve 36 is controlled to open and close at the mix detection temperature of the cylinder sensor 31 in order to suppress the high load operation of the compressor 18.
[0030]
44 is an electrical box, 45 is a drain receiver provided below the freezer door 14, and 64 is a water distribution pipe of the drain receiver 45. Furthermore, 55 is a water tap, which is used to supply water to the hopper 2 and the cooling cylinder 8 during the mix cleaning. Furthermore, reference numeral 43 denotes a bypass valve, which also serves to prevent overload of the compressor 18.
[0031]
In FIG. 3, the control device C is configured on a substrate housed in the electrical box 44 and is designed around a general-purpose microcomputer (control means) 46. The microcomputer 46 includes the cylinder sensor 31. The outputs of the hopper sensor 32 and the cylinder cooler sensor 38 are input. Further, in the microcomputer 46, as shown in FIG. 1, a liquefied refrigerant after radiating heat from the cylinder cooler 11 and the hopper cooler 4 is joined and flows to detect the temperature of the return hot gas. The output of the hot gas return sensor 62 is input.
[0032]
The output of the microcomputer 46 includes a compressor motor 18M of the compressor 18, a beater motor 12, a stirrer motor 6, a cylinder cooling valve 24, a cylinder hot gas valve 34, a hopper cooling valve 26, a hopper hot gas valve 35, a four-way valve 19, A reverse solenoid valve 36 and a bypass valve 43 are connected.
[0033]
In this figure, 47 is a current sensor (CT) for detecting the energizing current of the compressor motor 18M, 48 is a current sensor (CT) for detecting the energizing current of the beater motor 12, and any output is input to the microcomputer 46. ing. An extraction switch 51 is opened and closed by operating the take-out lever 15, and its contact output is input to the microcomputer 46.
[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 microcomputer 46. Reference numeral 52 denotes a key input circuit including various switches for instructing the microcomputer 46 to perform various operations. The cooling setting volume 49, the key input circuit 52, and the threshold setting volume 53 are provided on the substrate of the control device C. It is attached. Furthermore, an LED display 54 for performing various display operations such as an alarm is connected to the output of the microcomputer 46.
[0035]
Reference numeral 61 denotes the above-described equilibrium temperature control mode (first operation mode) in which the cooling setting of the frozen dessert is adjusted by the cooling setting volume 49 to control the cooling operation, and the cooling set temperature of the frozen dessert is arbitrarily set and cooled. A changeover switch for selectively switching a manual mode (second operation mode) for control, and is mounted on the substrate. Reference numeral 70 denotes a temperature setting switch for setting a cooling temperature when the manual mode is selected by the changeover switch 61. Reference numeral 71 denotes a display changeover switch for switching display of a defrost lamp DL (to be described later) during the defrosting process. Provided on top.
[0036]
Next, FIG. 4 shows a control panel 50 provided in the upper front portion of the frozen dessert manufacturing apparatus SM. The control panel 50 includes a cooling operation switch SW1, a sterilization switch SW2, a cleaning switch SW3, a defrost switch SW4, a stop switch SW5 that constitute the key input circuit 52, a CLL that constitutes the LED display 54, a cooling lamp FL, A defrost lamp DL and the like are provided.
[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 changeover switch 61 is switched to the equilibrium temperature control mode will be described. Here, it is assumed that the setting of the cooling setting volume 49 is currently set to “1” for the cooling setting of the frozen dessert.
[0038]
First, the cooling operation will be described with reference to the flowchart of FIG. When the cooling operation switch SW1 provided in the key input circuit 52 is operated, the microcomputer 46 resets all, and then the microcomputer 46 sets the cooling flag in step S1 in FIG. Judgment is made.
[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 cooling cylinder 8 is set to the cooling end temperature described later (OFF in FIG. 8). It is determined whether or not the temperature is equal to or higher than the cooling ON point temperature which is +0.5 degrees. If the temperature of the mix is high, the process proceeds to step S3, the measurement timer (which the microcomputer 46 has as its function) is cleared, the current mix temperature is set to the temperature before t seconds in step S4, and step S5. In step S6, the cooling flag is set and the cooling operation is executed.
[0040]
In this cooling operation, the microcomputer 46 executes the equilibrium temperature control described below. That is, the microcomputer 46 operates the compressor 18 (compressor motor 18M), and the four-way valve 19 is set to the cooling cycle (non-energized). Then, the cylinder cooling valve 24 is turned on (opened), the hopper cooling valve 26 is turned off (closed), and the cylinder hot gas valve 34 and the hopper hot gas valve are turned off. Further, the beater 10 is rotated by the beater motor 12.
[0041]
Thereby, the mix in the cooling cylinder 8 is cooled by the cylinder cooler 11 and stirred by the beater 10 as described above. Here, as described above, even if the cooling setting of the cooling setting volume 49 is set to “1”, the microcomputer 46 is forcibly set to “3” during the pull-down. In the cooling setting “3”, t seconds is 40 seconds, T ° C. (described later) is 0.1 ° C., and in the cooling setting “2”, t seconds is 20 seconds, T ° C. is 0.1 ° C., and cooling setting “1”. In this case, t seconds is 20 seconds and T ° C. is 0.2 ° C.
[0042]
Next, the microcomputer 46 proceeds from step S1 to step S7, determines whether or not the measurement timer is measuring, and if not measuring, starts measurement in step S8. Next, in step S9, it is determined whether the count of the measurement timer has elapsed t seconds. If not, the process returns. When t seconds (in this case, 40 seconds) have elapsed from the start of counting by the measurement timer, the microcomputer 46 determines that the difference between the current mix temperature and the temperature before t seconds is T ° C (step S10) based on the output of the cylinder sensor 31. In this case, it is determined whether or not the temperature is 0.1 ° C. or less. If not, the process returns to step S3 to clear the measurement timer and execute steps S4 to S6.
[0043]
Thereafter, this is repeated to cool the mix in the cooling cylinder 8 while stirring. Here, the temperature of the mix decreases as the cooling progresses, and when the temperature approaches the freezing point specific to the mix, the temperature drop gradually slows due to the Joule heat of stirring, and becomes an equilibrium state. When the temperature drop during 40 seconds (t seconds) (difference between the current mix temperature and the temperature before t seconds) becomes 0.1 ° C. (T ° C.) or less, the process proceeds from step S10 to step S11.
[0044]
In step S <b> 11, the microcomputer 46 determines whether the energization current of the beater motor 12 is equal to or greater than the threshold based on the output of the current sensor 48. The mix cooled while being stirred in the cooling cylinder 8 has a predetermined hardness when it becomes a frozen confection for sale. And since the load of the beater 10 which is stirring it increases with the hardness of frozen confectionery (soft cream), the energization current of the beater motor 12 increases.
[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 beater motor 12 has exceeded the threshold value, the process proceeds to step S15.
[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 microcomputer 46 turns off the cylinder cooling valve 24 and turns on the hopper cooling valve 26 instead. Thereby, the cooling of the cooling cylinder 8 is stopped, and the hopper 2 is now cooled by turning on the hopper cooling valve 26. Since the pull-down is completed, the microcomputer 46 returns the cooling setting to “1” set by the volume 49.
[0048]
The microcomputer 46 returns to step S1, but since the cooling flag is reset here, the microcomputer 46 now proceeds to step S2, and based on the output of the cylinder sensor 31, the current mix temperature is changed to the cooling ON point temperature ( It is determined whether or not the temperature has risen to the cooling end temperature + 0.5 ° C. If not, the process proceeds to step S16, and thereafter this is repeated. The microcomputer 46 turns off the hopper cooling valve 26 and stops the compressor 18 in this case when the temperature of the hopper 2 is also cooled below a predetermined temperature based on the output of the hopper sensor 32. . In the embodiment, the hopper cooling valve 26 is turned on at + 10 ° C. and turned off at + 8 ° C.
[0049]
When the temperature of the mix (frozen dessert) rises to be equal to or higher than the cooling ON point temperature, the microcomputer 46 proceeds from step S2 to step S3, and thereafter starts cooling the cooling cylinder 8 in the same manner. In this way, the frozen dessert is manufactured. While the frozen confectionery is being manufactured, the cooling lamp FL blinks, but when the production is completed, the blinking is switched to a lighting state.
[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 cooling cylinder 8 can be sold as a product even if the temperature detected by the cylinder sensor 31 is low. No longer rises. In such a situation, since the load applied to the beater 10 does not increase so much, the increase in the energization current of the beater motor 12 also slows (or does not increase) and does not exceed the threshold value.
[0051]
When the microcomputer 46 proceeds from step S10 to step S11, if the energizing current of the beater motor 12 does not exceed the threshold value in step S11, the microcomputer 46 proceeds to step S12 and determines whether or not the current cooling setting is “3”. to decide. At this time, since the cooling setting is “1”, the microcomputer 46 proceeds to step S13 and shifts the cooling setting by one step (that is, shifts to “2” in this case).
[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 cooling cylinder 8 while further stirring. Then, when the temperature drop (the difference between the current mix temperature and the temperature before t seconds) for 20 seconds (t seconds) set by the cooling setting “2” is 0.1 ° C. (T ° C.) or less, The process proceeds from step S10 to step S11.
[0053]
In step S11, similarly, the microcomputer 46 determines whether the energization current of the beater motor 12 is equal to or greater than the threshold value based on the output of the current sensor 48. If the energizing current of the beater motor 12 still does not exceed the threshold value, the microcomputer 46 proceeds to step S12 and determines whether or not the current cooling setting is “3”. At this time, since the cooling setting is “2”, the microcomputer 46 proceeds to step S13 and shifts the cooling setting by one step (ie, shifts to “3” in this case).
[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 cooling cylinder 8 while further stirring. Then, when the temperature drop (the difference between the current mix temperature and the temperature before t seconds) for 40 seconds (t seconds) set by the cooling setting “3” is 0.1 ° C. (T ° C.) or less, The process proceeds from step S10 to step S11.
[0055]
In step S11, similarly, the microcomputer 46 determines whether the energization current of the beater motor 12 is equal to or greater than the threshold value based on the output of the current sensor 48. If the energization current of the beater motor 12 still does not exceed the threshold value, the microcomputer 46 proceeds to step S12 and determines whether or not the current cooling setting is “3”. At this time, since the cooling setting is shifted to “3”, the microcomputer 46 proceeds to step S18 and blinks the inspection lamp CL of the LED display 54. In step S17, the cooling of the cooling cylinder 8 is stopped as described above.
[0056]
The microcomputer 46 turns off the inspection lamp CL if it returns to normal by resuming cooling thereafter, that is, if the energization current of the beater motor 12 rises to a threshold value.
[0057]
Next, the cooling control when the manual switch is switched to the manual mode by the selector switch 61 will be described with reference to the flowchart of FIG. When switched to the manual mode, the cooling set temperature is arbitrarily set by the temperature setting switch 70. When the cooling operation switch SW1 of the key input circuit 52 is operated, after resetting everything, the microcomputer 46 sets the cooling flag in step S20 in FIG. 6 or resets it to “0”. Judgment is made.
[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 cooling cylinder 8 is slightly higher than the cooling set temperature. Judge whether or not it is above.
[0059]
In this case, the cooling ON point temperature and the cooling OFF point temperature, which will be described later, are set by the microcomputer 46 based on the cooling set temperature arbitrarily set by the temperature setting switch 70 so that a hysteresis of a predetermined width is formed above and below. It shall be. That is, the cooling ON point temperature and the cooling OFF point temperature can be arbitrarily set as a result by setting the temperature setting switch 70. However, in this case, the cooling set temperature may be equal to the cooling OFF point temperature. In that case, the temperature setting switch 70 arbitrarily sets the cooling OFF point temperature.
[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 microcomputer 46 operates the compressor 18 (compressor motor 18M), and the four-way valve 19 is set to the cooling cycle (non-energized). Then, the cylinder cooling valve 24 is turned on (opened), the hopper cooling valve 26 is turned off (closed), and the cylinder hot gas valve 34 and the hopper hot gas valve are turned off. Further, the beater 10 is rotated by the beater motor 12. Thereby, the mix in the cooling cylinder 8 is cooled by the cylinder cooler 11 and stirred by the beater 10 as described above.
[0061]
Next, the microcomputer 46 proceeds from step S20 to step S24, and determines whether or not the current mix temperature is equal to or lower than the cooling OFF point temperature which is slightly lower than the cooling set temperature. If the temperature of the mix is high, the process returns to step S23 to perform the cooling operation.
[0062]
Thereafter, this is repeated to cool the mix in the cooling cylinder 8 while stirring. Here, the temperature of the mix decreases with the progress of cooling, and when the mix temperature becomes equal to or lower than the cooling OFF point temperature, the cooling flag is reset in step S25 and the cooling is stopped in step S26.
[0063]
That is, in this cooling stop, the microcomputer 46 turns off the cylinder cooling valve 24 and turns on the hopper cooling valve 26 instead. Thereby, the cooling of the cooling cylinder 8 is stopped, and the hopper 2 is now cooled by turning on the hopper cooling valve 26.
[0064]
Then, the microcomputer 46 returns to step S20, but since the cooling flag is reset here, the microcomputer 46 now proceeds to step S21, and based on the output of the cylinder sensor 31, the current mix temperature is equal to or higher than the cooling ON point temperature. It is determined whether or not it has risen. If not, the process proceeds to step S26, and this is repeated thereafter. The microcomputer 46 turns off the hopper cooling valve 26 and stops the compressor 18 in this case when the temperature of the hopper 2 is also cooled below a predetermined temperature based on the output of the hopper sensor 32. . In the embodiment, the hopper cooling valve 26 is turned on at 10 ° C. and turned off at 8 ° C.
[0065]
When the temperature of the mix (frozen dessert) rises to be equal to or higher than the cooling ON point temperature, the microcomputer 46 proceeds from step S21 to step S22, and thereafter similarly starts cooling the cooling cylinder 8.
[0066]
In this way, by operating the changeover switch 61, the cooling operation mode by the microcomputer 46 of the frozen dessert manufacturing apparatus SM can be executed by switching between the equilibrium temperature control mode and the manual mode. In addition, other than that, in the equilibrium temperature control mode, the operation mode can be appropriately selected and executed as required by the user, and convenience is improved.
[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 cooling cylinder 8, and the supercooling state is likely to occur. Further, even when the mix in the cooling cylinder 8 becomes insufficient, the cooling cylinder 8 easily falls into a supercooled state. In such a supercooled state, the entire mix in the cooling cylinder 8 is frozen and the beater 10 rotates to rotate the cooling cylinder 8. It becomes difficult to produce high-quality soft ice cream or the like because the inner mix rotates as a whole.
[0068]
Therefore, the microcomputer 46 executes the supercooling protection operation of the cooling cylinder 8 described below. The flowchart of FIG. 7 shows a control program of the microcomputer 46 related to the supercooling protection operation. Here, when the cooling cylinder 8 is going to fall into a supercooled state, an ice layer is first formed on the inner surface of the cooling cylinder 8, so that it becomes a heat insulating layer and the mix in the cylinder cooler 11 and the cooling cylinder 8. Heat exchange is inhibited. As a result, the temperature of the cylinder cooler 11 rapidly decreases.
[0069]
The microcomputer 46 takes in the temperature of the cylinder cooler 11 detected by the cylinder cooler sensor 38 in step S27 of FIG. 7, and the temperature of the cylinder cooler 11 decreases from, for example, a predetermined low temperature state of −15 ° C. to −16 ° C. The time T1 until the time is accumulated. Next, in step S28, the time T2 until the temperature of the cylinder cooler 11 is lowered from -16 ° C to -17 ° C is integrated. Further, in step S29, the time T3 until the temperature of the cylinder cooler 11 decreases from -17 ° C to -18 ° C is integrated, and in step S30, T2 is shorter than T1 (T1> T2), or T3 is T2 It is determined whether it is shorter (T2> T3).
[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 cylinder cooler 11 has started to drop rapidly, and the process proceeds to Step S31.
[0072]
In step S31, the microcomputer 46 determines whether or not the current cooling control mode is the manual mode. If it is currently in the equilibrium temperature control mode, the process proceeds to step S32, and the compressor 18 (compressor motor 18M) is stopped when the cylinder cooler sensor 38 detects -18 ° C, and the cylinder cooling valve 24 is closed. . As a result, the cooling of the cooling cylinder 8 is stopped, the overcooling is prevented, and the cooling of the cooling cylinder 8 is stopped. Therefore, the temperature detected by the cylinder sensor 31 goes to the equilibrium state, and the above-described equilibrium temperature control is performed. The cooling end temperature is set. Therefore, overcooling is prevented thereafter.
[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 cooler sensor 38 detects −18 ° C. is set as the cooling OFF point temperature. To do. Accordingly, the process proceeds from step S24 of FIG. 6 to steps S25 and S26, and the cooling of the cooling cylinder 8 is stopped, so that the subsequent supercooling is prevented.
[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 cooling cylinder 8. If the frozen dessert in the cooling cylinder 8 is stirred and cooled in a state where it is not sold for a long time, the softening proceeds and the hardness that can be used as a soft cream product cannot be maintained. For example, in the case of the frozen dessert manufacturing apparatus SM of the embodiment, it has been empirically confirmed that it occurs when 10 frozen desserts are not extracted within two and a half hours. The ten pieces are the amount by which all the frozen desserts in the cooling cylinder 8 are taken out.
[0075]
The microcomputer 46 monitors this during the cooling process on the basis of a timer and a signal from the extraction switch 51 as its functions, and the number of extractions in the continuous two and a half hours is less than 10 When the “occurrence condition” is satisfied, the defrost lamp DL is blinked at a short interval of, for example, 0.2 seconds to warn the user of the occurrence of “sagging”. The user can determine that there is a risk that the frozen dessert will “sag” due to the quick flashing of the defrost lamp DL.
[0076]
In such a case, the user operates the defrost switch SW4. When the defrost switch SW4 of the key input circuit 52 is operated during the cooling operation, the microcomputer 46 performs ON / OFF control of the cylinder hot gas valve 34, warms the cooling cylinder 8 with hot gas, and mixes the predetermined amount. The temperature is raised to (+ 4 ° C.). Thereby, the frozen dessert in the cooling cylinder 8 is once melted. During the defrost process, the microcomputer 46 switches the defrost lamp DL to blink at intervals of 0.5 seconds, for example. Then, when the defrost process is completed, the defrost lamp DL is turned off, and then the microcomputer 46 continues the cooling operation and returns the mix to the cooling process again.
[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 control panel 50 also deteriorates the impression given to the customer, which may be undesirable in business. Therefore, when the warning is not required, the display changeover switch 71 is operated to switch the warning to unnecessary. When the display changeover switch 71 is operated and the warning is not required, the microcomputer 46 does not execute the fast flashing of the defrost lamp DL even if the “sagging” occurrence condition as described above is satisfied. As a result, the anxiety given to users and customers can be resolved. However, in actuality, when such a condition is satisfied, the microcomputer 46 uses a display unit (not shown) on the board to execute a “sag” warning display where the customer cannot see it.
[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 key input circuit 52 is operated, the microcomputer 46 starts the heat sterilization / cooling operation under the condition that the mix does not run out.
[0079]
The microcomputer 46 switches the refrigerant circuit from the cooling cycle to the heating cycle by the four-way valve 19. Then, as will be described later, a hot gas is supplied alternately to the cylinder cooler 11 and the hopper cooler 4 so as to increase the temperature of the cooling cylinder 8 and the hopper 2 to execute a sterilization temperature raising step. The refrigerant discharged from the cylinder cooler 11 and the hopper cooler 4 enters the refrigerant pipe 57 of the condenser 20 through the pipe 65, where it exchanges heat with the cooling water flowing through the water flow pipe 58, and then reverses with the reverse solenoid valve 36. The connection point of the capillary tube 37 is reached. Here, the microcomputer 46 always closes the reverse solenoid valve 36. Therefore, the refrigerant gas is always decompressed by the reverse capillary tube 37 and then returns to the compressor 18.
[0080]
The reason why the refrigerant is returned to the compressor 18 via the reverse capillary tube 37 is to prevent liquid back (suction of liquid refrigerant) to the compressor 18, but when the heat sterilization / cooling operation is executed in such a state. Then, the pressure difference between the suction side and the discharge side of the compressor 18 increases, the compressor 18 becomes overloaded, and the energization current of the compressor motor 18M increases. The microcomputer 46 monitors the energization current of the compressor motor 18M with the current sensor 47, and opens the reverse solenoid valve 36 when the current rises to, for example, 5.2A.
[0081]
As a result, the refrigerant flowing out of the condenser 20 returns to the compressor 18 through the reverse electromagnetic valve 36 instead of the reverse capillary tube 37 due to the difference in flow path resistance, so the load on the compressor 18 is reduced. For example, when the energization current of the compressor motor 18M drops to 3.6 A, the microcomputer 46 performs the operation of closing the reverse solenoid valve again.
[0082]
Here, in the initial stage of switching from the cooling process to the sterilization temperature raising process, the hot gas discharged from the compressor 18 is rapidly condensed by exchanging heat with the low-temperature cylinder cooler 11 and the hopper cooler 4. Most of the refrigerant flowing into the vessel 20 is in a liquid state. Further, in the condenser 20 having a double-pipe structure, the gas-liquid separation of the refrigerant is difficult to be performed as compared with a general tank-in-tube type water-cooled condenser. Therefore, the liquid refrigerant reaching the condenser 20 is pushed out one after another and easily returns to the compressor 18, and a liquid back is generated, and frost is easily generated in the piping on the suction side of the compressor 18.
[0083]
Therefore, the microcomputer 46 performs an operation of alternately raising the temperature of the cooling cylinder 8 and the hopper 2 in a stepwise manner as described below. The flowchart of FIG. 9 shows a control program of the microcomputer 46 relating to the control of the cylinder hot gas valve 34 and the hopper hot gas valve 35 in the sterilization temperature raising step.
[0084]
When the sterilization temperature raising process is started, the microcomputer 46 first opens the cylinder hot gas valve 34 (ON) and closes the hopper hot gas valve 35 (OFF) in step S34. Thereby, at the beginning of the sterilization temperature raising step, hot gas is allowed to flow only into the cylinder cooler 11 and only the cooling cylinder 8 starts to be heated. Next, in step S35, based on the output of the cylinder sensor 31, it is determined whether or not the temperature of the cooling cylinder 8 has reached TC. The temperature TC is initially + 20 ° C., and is updated step by step to + 30 ° C., + 40 ° C., + 50 ° C., + 60 ° C., and the target temperature + 72 ° C. as will be described later.
[0085]
When the temperature of the cooling cylinder 8 rises due to the inflow of hot gas and reaches the initial TC of + 20 ° C., the microcomputer 46 proceeds to step S36 to determine whether or not the current TC is + 72 ° C. It progresses to step S37, TC is updated to +30 degreeC, and it progresses to step S38. In step S38, the microcomputer 46 closes the cylinder hot gas valve 34 (OFF) and opens the hopper hot gas valve 35 (ON). As a result, hot gas is caused to flow only into the hopper cooler 4 and only the hopper 2 starts to be heated. Next, in step S39, based on the output of the hopper sensor 32, it is determined whether or not the temperature of the hopper 2 has reached TH. This temperature TH is initially + 30 ° C., and is updated step by step to + 40 ° C., + 50 ° C., + 60 ° C. and a target temperature of + 72 ° C. as will be described later.
[0086]
When the temperature of the hopper 2 rises due to the inflow of hot gas and reaches the initial TH of + 30 ° C., the microcomputer 46 proceeds to step S40 to determine whether or not the current TH is + 72 ° C. Proceeding to S41, TH is updated to + 40 ° C., and the process returns to step S34.
[0087]
Thereafter, this is repeated. When the temperature of the cooling cylinder 8 rises to + 30 ° C., the heating of the cooling cylinder 8 is stopped, the hopper 2 is heated, and when the temperature of the hopper 2 rises to + 40 ° C., the heating of the hopper 2 is stopped. The cooling cylinder 8 is heated. When the temperature of the cooling cylinder 8 rises to + 40 ° C., the heating of the cooling cylinder 8 is stopped and the hopper 2 is heated. When the temperature of the hopper 2 rises to + 50 ° C., the heating of the hopper 2 is stopped and the cooling cylinder 8 is turned off. Heat. Further, when the temperature of the cooling cylinder 8 rises to + 50 ° C., the heating of the cooling cylinder 8 is stopped and the hopper 2 is heated. When the temperature of the hopper 2 rises to + 60 ° C., the heating of the hopper 2 is stopped and the cooling cylinder 8 is turned off. Heat.
[0088]
When the temperature of the cooling cylinder 8 rises to + 60 ° C., the heating of the cooling cylinder 8 is stopped, the hopper 2 is heated, and when the temperature of the hopper 2 rises to the target temperature + 72 ° C., the process returns from step S40 to step S34. The heating of the hopper 2 is stopped and the cooling cylinder 8 is heated. When the temperature of the cooling cylinder 8 rises to the target temperature of + 72 ° C. by this heating, the process proceeds from step S36 to the sterilization holding process described later.
[0089]
In this way, by gradually increasing the temperature of the cooling cylinder 8 and the hopper 2 in a stepwise manner, a large amount of liquid refrigerant flows into the refrigerant pipe 57 of the condenser 20 particularly at the beginning of the sterilization temperature rising process. Thus, the liquid back of the compressor 18 generated thereby can be eliminated. In particular, since the heating of the cooling cylinder 8 is started first, there is an advantage that the liquid refrigerant can be stored in the cooling cylinder 8 having a temperature lower than that of the hopper cooler 4. In addition, since the target temperature of + 72 ° C. is reached first for the hopper 2 and then the cooling cylinder 8 is raised to + 72 ° C., the inconvenience that the mix in the cooling cylinder 8 is exposed to a high temperature for a long period of time is avoided. It will be possible to prevent deterioration of the mix.
[0090]
When the sterilization temperature rising process is completed in this way and the sterilization holding process is started, the microcomputer 46 is now based on the outputs of the cylinder sensor 31 and the hopper sensor 32, and the microcomputer 46 includes the compressor 18, the cylinder hot gas valve 34, the hopper hot gas valve. 35 is controlled ON and OFF, and both the cooling cylinder 8 and the hopper 2 are held so as to satisfy the total heating time of about 40 minutes in the heating temperature range of + 69 ° C. to + 72 ° C. This sterilization temperature rising and sterilization holding process is displayed by the sterilization monitor lamp PL of the LED display 54.
[0091]
Here, the temperature of the frozen dessert in the cooling cylinder 8 is about −6 ° C. for soft cream, but in the case of sherbet manufactured in the summer, it falls to −10 ° C. or less, which has a cold storage effect. Become. Thus, when the cooling cylinder 8 becomes low temperature, the temperature of the refrigerant | coolant which flows in into the refrigerant | coolant piping 57 of the condenser 20 in the above sterilization temperature rising process and sterilization holding | maintenance process becomes below 0 degree | times, Thereby, the condenser 20 There is a risk that the cooling water in the water flow pipe 58 will freeze. When freezing occurs in the water flow pipe 58, the peripheral parts of the condenser 20 are damaged, for example, the water saving valve 63 and the water flow pipe 58 are broken.
[0092]
Therefore, the microcomputer 46 executes anti-freezing control described below in the sterilization temperature raising step and sterilization holding step in the heat sterilization / holding operation. The flowchart of FIG. 10 shows a program of the microcomputer 46 relating to the freeze prevention control in this case. The microcomputer 46 determines whether or not the temperature of the hot gas return refrigerant from the cylinder cooler 11 and the hopper cooler 4 detected by the hot gas return sensor 62 in step S42 in FIG. Deciding.
[0093]
When the temperature of the hot gas return refrigerant detected by the hot gas return sensor 62 is higher than + 1 ° C., the control returns to the above-described control. When the temperature falls below + 1 ° C., the routine proceeds to step S43 and the cylinder hot gas valve 34 Opening is prohibited (OFF). Thereby, the inflow of the low-temperature refrigerant into the condenser 20 is stopped. Next, in step S44, it is determined whether or not the temperature of the hot gas return refrigerant detected by the hot gas return sensor 62 has risen to a return temperature, for example, + 30 ° C., and if not, the process returns to another control. When the temperature of the hot gas return refrigerant reaches +30 or more in step S44, the process proceeds from step S44 to step S45, and the opening of the cylinder hot gas valve 34 is permitted (ON).
[0094]
As a result, it is possible to prevent the temperature of the hot gas return refrigerant flowing into the condenser 20 from dropping below zero degree, so that it flows into the refrigerant pipe 57 of the condenser 20 in the sterilization temperature raising / holding step of the heat sterilization / holding operation. By the refrigerant, the cooling water in the water flow pipe 58 freezes, and it is possible to avoid inconvenience that causes the water saving valve 63 and the water flow pipe 58 to be destroyed.
[0095]
Next, when the sterilization holding process is completed, the microcomputer 46 switches the refrigerant circuit to the cooling cycle by the four-way valve 19 and proceeds to the cold holding pull-down process. This cold transfer is also displayed on the LED display 54.
[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 macro computer 46 opens the cylinder cooling valve 24 and the hopper cooling valve 26 when the compressor motor current value is 5.8 A or less based on the output of the compressor motor current sensor 47. Since the temperature of both the cooling cylinder 8 and the hopper 2 is high, the load on the compressor 18 increases, and when the compressor motor current value increases and reaches 5.8 A (first upper limit value) or more, the hopper cooling valve 26 is closed. At this time, the cylinder cooling valve 24 is still opened. Since the hopper cooling valve 26 is opened, when the compressor motor current value gradually reaches 6.0 A (second upper limit value), the hopper cooling valve 26 is further closed. Since both the cooling valves 24 and 26 are closed, when the compressor motor current value drops and reaches 5.3 A (lower limit value) again, the cylinder cooling valve 24 and the hopper cooling valve 26 are opened. The Thereafter, by repeating this, the cooling cylinder 8 and the hopper 2 are gradually cooled, so that the compressor 18 is not overloaded. Finally, the cooling cylinder 8 and the hopper 2 are cooled to a temperature range of + 8 ° C. to + 10 ° C.
[0097]
Thus, at the start of the cold insulation pull-down process, both the cooling valves 24 and 26 are opened to start cooling of both the cooling cylinder 8 and the hopper 2, and when the compressor motor current value reaches 5.8A from this state, When the cylinder cooling valve 24 is closed and the compressor motor current value still increases to 6.0 A, the hopper cooling valve 26 is also closed and both the cooling valves 24 and 26 are closed. As a result, the time required for the cold insulation pull-down process can be shortened.
[0098]
Then, the process proceeds to a cooling process, and the microcomputer 46 turns on the compressor motor 18M, the cylinder cooling valve 24, and the hopper cooling valve 26 based on the outputs of the cylinder sensor 31 and the hopper sensor 32 so as to maintain this temperature in the cooling process. , OFF control. Then, when the stop switch SW5 is operated, the frozen dessert manufacturing apparatus SM stops its operation.
[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 condenser 20 The cooling water in the pipe 58 is frozen. Therefore, there is a risk that the water-saving valve 63 and the water flow pipe 58 are damaged as described above. On the other hand, the hot gas return sensor 62 is provided at a position where the outside air temperature can be detected during the stop. Therefore, the microcomputer 46 executes anti-freezing control of the condenser 20 even when the operation is stopped.
[0100]
The flowchart of FIG. 12 shows a program related to the freeze prevention control of the microcomputer 46 during the operation stop. The microcomputer 46 detects that the hot gas return sensor 62 detects in step S46 on the condition that the operation is stopped and the power is turned on. In this case, whether the outside air temperature is higher than the freezing point as the lower limit value is + 1 ° C. or lower. Judgment is made.
[0101]
If the outside air temperature, which is the temperature detected by the hot gas return sensor 62, is higher than + 1 ° C., the stop is continued in step S49, and if it falls below + 1 ° C., the process proceeds to step S47 and the compressor 18 is started. The hopper hot gas valve 35 is opened using the four-way valve 19 as a heating cycle. Thereby, since hot gas flows into the condenser 20 via the hopper cooler 4, the cooling water in the water flow pipe 58 of the condenser 20 is heated.
[0102]
Next, the microcomputer 46 determines whether or not the temperature detected by the hot gas return sensor 62 in this step S48 (in this case, the temperature of the hot gas return refrigerant) has risen to a return temperature, for example, + 30 ° C. or higher. If not, the heating operation of the condenser 20 is continued. If the temperature of the hot gas return refrigerant reaches +30 or higher in step S48, it is determined that the condenser 20 has been sufficiently heated, and the process proceeds to step S49 to stop the operation.
[0103]
By such heating operation during stoppage, rupture / breakage of the water flow pipe 58 and the water saving valve 63 of the condenser 20 at a low outside air temperature can be avoided.
[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 claim 2, in addition to the above, at the start of the heat sterilization operation, the control means opens only the cylinder hot gas valve to increase the temperature of the cooling cylinder, and then closes the cylinder hot gas valve, Instead, the control to open the hopper hot gas valve and increase the hopper temperature was repeated to gradually increase the temperature of the cooling cylinder and the hopper, so the temperature was lower than the hopper cooler at the start of the heat sterilization operation. The liquid refrigerant can be stored in the cooling cylinder, and the liquid back to the compressor can be more effectively eliminated.
[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 hopper cooler 8 cooling cylinder 10 beater 11 cylinder cooler 18 compressor 19 four-way valve 20 water-cooled condenser 24 cylinder cooling valve 26 hopper cooling valve 31 cylinder sensor 32 hopper sensor 34 cylinder hot gas valve 35 hopper hot gas valve 38 Cylinder cooler sensor 46 Microcomputer 57 Refrigerant piping 58 Water flow piping 61 Changeover switch 62 Hot gas return sensor 65 Piping C Controller SM Frozen confectionery manufacturing device R Cooling device

Claims (2)

ミックスを貯蔵保冷するホッパーと、該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、前記ホッパーに設けられたホッパー冷却器と、前記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、前記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前記コンプレッサから吐出された高温冷媒を前記各冷却器に供給して加熱した後、前記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、前記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、前記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、
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.
前記制御手段は、前記加熱殺菌運転の開始時、前記シリンダホットガス弁のみを開いて前記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、代わりに前記ホッパーホットガス弁を開いて前記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前記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請求項1の冷菓製造装置。At the start of the heat sterilization operation, the control means opens only the cylinder hot gas valve to raise the temperature of the cooling cylinder, then closes the cylinder hot gas valve, and instead opens the hopper hot gas valve. The apparatus for producing frozen dessert according to claim 1, wherein the temperature of the cooling cylinder and the hopper is raised stepwise by repeating the control for raising the temperature of the hopper.
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