JPH0735573Y2 - 冷菓製造装置の冷菓硬さ調整装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は冷凍装置により冷却されるシリンダ内に原料を
攪拌する攪拌器を設け、ソフトクリーム、アイスクリー
ム、シェーク等の冷菓を製造する装置における冷菓製品
の硬さ調整装置に関する。

〔従来の技術〕

冷却器により冷却されるシリンダ内で冷菓又はその原料
を攪拌器により攪拌して冷菓を製造する従来の冷菓製造
装置は攪拌器を駆動する攪拌用電動機の出力トルク値を
電気的に検出し当該出力トルク値が設定トルク値を上回
った時点で冷菓製造装置の冷却及び攪拌を停止させる制
御装置を備えており、冷菓を所定の硬さに調整するよう
になっている。

〔考案が解決しようとする課題〕

上記従来の装置ではシリンダ内に十分な量の原料が補給
されない場合には、補給十分の場合に比べて攪拌抵抗が
小さいため冷菓が所定の硬さになっても攪拌用電動機の
出力トルク値は上昇しない。この結果冷菓製造装置の冷
却および攪拌が継続されて冷菓の硬さを調整することが
できないばかりか冷菓が攪拌器に氷結し冷菓の取出しが
できないという不具合が生じる。

本案はシリンダ内に十分な量の原料が補給される場合は
もちろん、シリンダ内に十分な量の原料が補給されない
場合においても冷菓の硬さを調整し並びに冷菓の攪拌器
への氷結を防止できる手段を提供するものである。

〔課題を解決するための手段〕

本考案は上記課題を解決するため次の手段を講ずる。

すなわち、冷菓製造装置の冷菓硬さ調整装置として、冷
却器により冷却される円筒状シリンダ内で冷菓又はその
原料を電動機駆動の攪拌器により攪拌して冷菓を製造す
る冷菓製造装置において、前記円筒状シリンダの温度を
検出する手段と、前記電動機に接続される電源の電圧お
よび周波数を検出する手段と、同電動機に流れる電流を
検出する手段と、前記電圧および周波数を検出する手段
ならびに前記電流を検出する手段の出力信号を入力し、
前記電動機の出力トルクを算出する演算手段と、同演算
手段および前記温度を検出する手段の出力信号を入力
し、同演算手段により演算された出力トルクが、予め設
定されたトルク以上になったとき、前記冷却器及び攪拌
器を停止させるか、又は前記円筒状シリンダの温度を検
出する手段により検出された温度が、予め設定された温
度下限値以下になったとき、前記冷却器を停止させ、そ
の後予め設定された温度上限値以上になった時点、また
は冷菓取り出し後の、予め設定された時間経過時点のい
ずれか早い時点で前記攪拌器を停止させる制御手段とを
設けた。

〔作用〕

上記手段により、演算手段は攪拌器駆動用の電動機に印
加される電源の電圧および周波数を検出する手段と、同
電動機に流れる電流を検出する手段の出力信号を入力
し、前記電動機の出力トルクを算出する。また制御手段
は、演算手段および円筒状シリンダの温度を検出する手
段の出力信号を入力し、同演算手段により演算された出
力トルクが、予め設定されたトルク以上になったとき、
冷却器および攪拌器を停止させるか、又は前記円筒状シ
リンダの温度を検出する手段により検出された温度が、
予め設定された温度下限値以下になったとき、前記冷却
器を停止させ、その後予め設定された温度上限値以上に
なった時点、または冷菓取り出し後の、予め設定された
時間経過時点のいずれか早い時点で前記攪拌器を停止さ
せる。

以上において、設定トルクをシリンダ内に十分な量の原
料が補給され、かつ温度が低下し、冷菓の硬さが増加し
て所定値になったときの値に選んでおくと、十分な量の
原料が補給されているときの硬さが調整される。

また原料の補給が不十分な場合、出力トルクは上記設定
値以下になるので、通常冷却器および攪拌器は作動す
る。しかしシリンダ内の原料が冷却されすぎ、氷結した
り、冷菓の硬さが硬くなりすぎるのをさけるため、予め
設定された温度下限値以下になったとき冷却器の作動が
停止される。そして冷却器が停止後、シリンダ内の温度
が上り、冷菓の硬さが所定値以下になりすぎるのをさけ
るため、予め設定された温度上限値以上になった時点、
または冷菓取り出し後の、予め設定された時間経過時点
のいずれか早い時点で前記攪拌器が停止される。

このようにして常に冷菓の硬さが所定値に維持されると
ともに円筒状シリンダ内に供給される原料が少ない場合
にも冷菓は攪拌器に氷結することもなく、安定した硬さ
の冷菓がえられるようになる。また攪拌しすぎによるヘ
タリ現象が防止される。

〔実施例〕

本考案による一実施例を第１図から第３図に基づいて説
明する。第１図は本案による冷菓製造装置の系統図、第
２図はその制御装置のブロック図、第３図は作用説明図
である。

第１図にて１はソフトクリーム等を製造するシリンダ、
２はソフトクリーム等を攪拌する攪拌器、３はシリンダ
１の外周に固着された冷却器、４はシリンダ１内のソフ
トクリーム等取出し側の蓋、５はスプリング７で下方に
押圧され、レバー６を上げると蓋４の取出口4aを開くプ
ランジャ、８はソフトクリーム等の液状原料を貯蔵冷却
している予冷却器、９は液状原料を予冷却器８からシリ
ンダ１内に補給し、かつシリンダ１内のソフトクリーム
等の高さを下端まで保つためのキャブレターチューブ、
10は軸2fに固着されたプーリ、11は攪拌用電動機、12は
攪拌用電動機11の出力軸に固着されたプーリ、13は回転
伝達用のＶベルト、15はプランジャ５が上方に動き、ソ
フトクリーム等を取出すときに接点を開路するカップス
イッチ、16は冷媒圧縮機、17は冷媒吐出管、18は冷媒凝
縮器、19は凝縮器用送風ファン、20は常時閉路し、通電
時に開路するソレノイドバルブ、21は凝縮器18から予冷
却器８に接合した予冷却管22までを結ぶキャピラリチュ
ーブ、23はソレノイドバルブ20から冷却器３までを結ぶ
キャピラリチューブ、24は冷却器３と圧縮機16を結ぶ吸
入管、25は予冷却管22と吸入管24を結ぶキャピラリチュ
ーブである。

攪拌器２は、軸2f、軸2fと一体をなす背面板2eと夫々一
体をなす剛性軸2d、ブレード2a、ラセン2b、および蓋４
と一体をなす軸4bに回転可能に保持され、ブレード2a、
ラセン2b、剛性軸2dと夫々一体をなす送り用プロペラ2c
から成っている。なお軸2fはシリンダ１の軸受部1aに回
転可能に保持される。

26は液状原料、27はシリンダ１内の液状原料または冷却
製造されたソフトクリーム等を示す。

また、冷却器３、予冷却器８の周囲には熱侵入を少なく
するため図示されていない断熱材が設けられている。

第２図にて30は電源であり、31はソフトクリームフリー
ザ等の運転を制御するための制御装置である。

装置に供給される電圧を検知するための電圧検知装置3
2、電源の周波数を検知するための周波数検知装置33、
攪拌用電動機11の特性を記憶しているモータデータ記憶
装置34、攪拌用電動機11に流れる電流を検知するたその
電流検知器35が設けられる。またこれらの装置および電
流検出器35の出力を受け電源の電圧・周波数と攪拌用電
動機11に流れる電流値とモータデータから、攪拌用電動
機11の出力トルクを演算するための演算装置36が設けら
れる。さらに演算装置36とトルク設定器40aの出力を受
け演算されたトルクと、トルク設定器40aにより設定さ
れたトルクとを比較するためのトルク比較器37a、冷却
器３の外表面に取付けられ、冷却器３内の冷媒温度を検
出する温度センサ110、この温度センサ110により検出さ
れた温度と温度設定器40bにより設定さた温度下限値も
しくは温度上限値とを比較するための温度比較器37b、
カップスィッチ15の接点が閉路した時点から経過した時
間を演算しかつこの時間と時間設定器40cにより設定さ
れた時間とを比較するための時間演算比較器37cが設け
られる。またタイマ38、カップスイッチ15、トルク比較
器37a、温度比較器37b、時間演算比較器37cの出力を受
け、圧縮機16、凝縮器用送風ファン19、ソレノイドバル
ブ20、攪拌用電動機11へ信号を送る出力制御装置39が設
けられる。

上記構成において、予冷却器８に液状原料26を入れる
と、キャブレタチューブ９から、シリンダ１内に液状原
料26が流入し、キャブレタチューブ９の下端に達すると
流入が止まりシリンダ１内の一定の高さに保たれる。電
源30が投入されると出力制御装置39は、圧縮機16、凝縮
器用送風ファン19の運転を指令し、ソレノイドバルブ20
を開放する。また、攪拌用電動機11の運転も指令する。
圧縮機16と攪拌用電動機11の運転開始は同時でもよい
が、起動電流が過大になるのを避けるために少し間隔を
置いて起動されることはよく行なわれることである。

圧縮機16によって圧縮された冷媒は冷媒吐出管17を通り
凝縮器18で凝縮して液状になりソレノイドバルブ20を通
りキャピラリチューブ23で減圧され、冷却器３に流入し
て蒸発し、液状原料27を冷却して吸入管24を通って圧縮
器16に戻る。

冷媒の一部はキャピラリチューブ21を通り減圧され、予
冷却管22で蒸発し、液状原料26を冷却してキャピラリチ
ューブ25を通り吸入管24に戻る。液状原料27がソフトク
リーム等の適当な硬さになってくると、攪拌用電動機11
に流れる電流は次第に増大する。この電流を電流検知器
35により検知し、電圧検知装置32により検知された電源
電圧と、周波数検知器33により検知された電源周波数を
用いて、演算装置36において記憶装置34に記憶されてい
るモータデータと比較演算され、出力トルクが算出され
る。この出力トルクは、トルク比較器37aにおいて、ト
ルク設定器40aにおいて設定されたトルクと比較され
る。そして出力トルクが設定トルク以上の場合には、出
力制御装置39はトルク比較器37aから信号が送られ、圧
縮機16、凝縮器用送風ファン19、攪拌用電動機11の停止
を指令し、ソレノイドバルブ20を閉止する。また同時
に、タイマ38に信号を送りタイマ38はカウントを開始す
る。

圧縮機16が止っても、凝縮器18の冷媒がキャピラリチュ
ーブ21を通って予冷却管22に流れ、予冷却器８の液状原
料26を冷却して、４℃〜10℃に保つ。所定時間経過する
と、タイマ38は、出力制御装置39に対し信号を送り、出
力制御装置39は再度運転を指令する。

このようにして、ソフトクリーム等はトルク設定器40a
にて設定された所定の硬さに維持される。

ソフトクリーム等27を取出すときは、レバー６を上げる
とプランジャ５が上って、取出口4aを開きプランジャ５
の上端がカップスイッチ15を押して、その接点が閉から
開路する。プランジャ５がカップスイッチ15を押してい
る間は、出力制御装置39は運転の指令を継続する。従っ
て、攪拌用電動器11は回転しており、攪拌器２が回転し
てソフトクリーム等27は、取出口4aから送り出されると
ともに、予冷却器８の液状原料26は送り出されたソフト
クリーム等27を補充してキャブレターチューブ９からシ
リンダ１内に流入する。レバー６を下げるとプランジャ
５が下り、取出口4aを閉じ、カップスイッチ15の接点が
開から閉路する。

次に攪拌用電動機11の出力トルクが設定トルクを下回る
場合における制御について説明する。

第３図は冷菓製造装置の運転状態と冷却器３の外表面に
装着された温度センサ110により検出された温度との関
係を示したものである。同図において実線及び破線は温
度センサ110の温度を表わし、T₁及びT₂は各々温度設定
器40bにより設定された温度下限値と温度上限値、t₀は
時間設定器40cにより設定された冷菓取り出し終了時点
から経過後の時間を各々表わしている。

ソフトクリーム等の冷菓を取り出すとき、プランジャ５
が上方に動きカップスイッチ15の接点が開路すると圧縮
機16、凝縮器用送風ファン19、攪拌用電動機11などを運
転し冷却運転が行われる。そして一定量の冷菓27の取出
しが終了するとカップスイッチ15の接点が閉路となるが
冷却運転はそのまま継続され円筒状シリンダ１内の液状
原料27を冷却する。ここに液状原料27の硬さは温度の下
降に伴い増大する。第３図に示すように冷菓取り出し終
了時点から設定時間（t₀）を経過する以前に温度センサ
110の温度が温度下限値（T₁）以下になった時点（a₁ま
たは、a₂）においては出力制御装置39は温度比較器37b
から信号が送られ、圧縮機16と凝縮器用送風ファン19を
停止し、ソレノイドバルブ20を閉止させ、攪拌用電動機
11のみの運転を行う指令を出力する。これにより冷菓は
所定の硬さ以下に保持される。

その後円筒状シリンダ１内の液状原料27は攪拌用電動機
11の攪拌に伴う発熱（電動機の出力）及び一部の侵入熱
により温度は上昇するが、温度センサ110の温度が温度
上限値（T₂）以上になった時点（b₁）もしくは冷菓取り
出し終了後から設定時間（t₀）を経過した時点（b₂）の
いずれか早い時点において、出力制御装置39は温度比較
器37b及び時間演算比較器37cから信号が送られ攪拌用電
動機11を停止させる指令を出力する。これにより冷菓27
は所定の硬さ以上に保持される他に冷菓の継続的な攪拌
過剰に伴ういわゆる冷菓のへたり現象が防止される。い
ずれの場合も、圧縮機16を停止させると同時に、タイマ
38に信号を送りタイマ38はカウントを開始する。圧縮機
16が止まっても、凝縮器18の冷媒がキャピラリチューブ
21を通って予冷却管22に流れ、予冷却器８の液状原料26
を冷却して、４℃〜10℃に保つ。所定時間経過すると、
タイマ38は出力制御装置39に対し信号を送り、出力制御
装置39は再度運転を指令する。

つまり、時点（b₁）で電動機11を停止させるのは、上限
温度T₂になっても、シリンダ１内の原料27の温度はT₂よ
りも低く、かつ冷菓取り出し時の許容温度の上限よりも
十分低い値であるため、攪拌器２の攪拌に伴う入熱を防
止し、軟化を防止するためである。また省エネ効果も考
慮したためである。

このようにして上記により円筒状シリンダ１内に十分な
量の液状原料27が補給されず通常時に比べて攪拌用電動
機11の出力トルクが上昇しない場合においても冷菓を一
定の硬さに調整することができるとともに冷菓の過冷却
に伴う氷結を防止することができる。

なお、本例にあっては、電源周波数の検知に周波数検知
装置33を用いたが、周波数は、ソフトクリームフリーザ
等の設置場所によって決まるものであるので、単なる切
換えスイッチを利用してもよい。また、冷却運転の復帰
にタイマ38を用いたが、これは冷却器３の温度を検知し
て、行なうことも可能である。

〔考案の効果〕

以上に説明したように本考案によれば、攪拌用電動機の
出力トルクを電気的に検出してこの出力トルクが設定ト
ルクを上回った時点で冷却及び攪拌を停止させるか又は
円筒状シリンダの外表面に装着された温度センサの温度
が所定の温度下限値を下回った時点で停止させ、その後
温度センサの温度が所定の温度上限値を上回った時点も
しくは冷菓取り出し後の所定の時間経過時点のいずれか
早い時点で攪拌を停止させる制御装置を設けたことによ
り、液状原料が円筒状シリンダ内に十分に補給されてい
る場合はもちろん十分に補給されない場合においても冷
菓の過冷却に伴う冷菓の氷結は防止され安定した硬さの
冷菓が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例の全体構成図、第２図は同実
施例の制御系統のブロック図、第３図は同実施例の作用
説明図である。 １……円筒状シリンダ,2……攪拌器,3……冷却器,11…
…攪拌用電動機,30……電源,31……制御装置,32……電
圧検知装置,33……周波数検知装置,34……記憶装置,35
……電流検知装置,36……演算装置,37a……トルク比較
器,38……タイマ,39……出力制御装置,40a……トルク設
定器,110……温度センサ,37b……温度比較器,40b……温
度設定器,37c……時間演算比較器,40c……時間設定器。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】冷却器により冷却される円筒状シリンダ内
   で冷菓又はその原料を電動機駆動の攪拌器により攪拌し
   て冷菓を製造する冷菓製造装置において、前記円筒状シ
   リンダの温度を検出する手段と、前記電動機に接続され
   る電源の電圧および周波数を検出する手段と、同電動機
   に流れる電流を検出する手段と、前記電圧および周波数
   を検出する手段ならびに前記電流を検出する手段の出力
   信号を入力し、前記電動機の出力トルクを算出する演算
   手段と、同演算手段および前記温度を検出する手段の出
   力信号を入力し、同演算手段により演算された出力トル
   クが、予め設定されたトルク以上になったとき、前記冷
   却器及び攪拌器を停止させるか、又は前記円筒状シリン
   ダの温度を検出する手段により検出された温度が、予め
   設定された温度下限値以下になったとき、前記冷却器を
   停止させ、その後予め設定された温度上限値以上になっ
   た時点、または冷菓取り出し後の、予め設定された時間
   経過時点のいずれか早い時点で前記攪拌器を停止させる
   制御手段とを備えてなることを特徴とする冷菓製造装置
   の冷菓硬さ調整装置。