KR20190094114A - 액체 또는 반액체 식품을 처리하기 위한 기계 및 방법 - Google Patents

액체 또는 반액체 식품을 처리하기 위한 기계 및 방법 Download PDF

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안드레아 코키
로베르또 라자리니
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알리 그룹 에스.알.엘. - 카르피지아니
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Abstract

액체 또는 반액체 식품을 처리하기 위한 기계는 분배될 제품을 수용하고 제품을 분배하기 위한 수용 요소; 분배될 제품을 교반하는 교반기; 증발기, 압축기, 응축기 및 감압 요소를 통해 회로 내에서 흐르는 열교환기 유체; 회전축을 중심으로 회전하여 응축기 쪽으로 공기 흐름을 강제로 보내는 팬; 팬에 연결되어 속도 신호를 통해 팬을 제어하는 제어 유닛; 응축 온도를 검출하기 위해 순환 방향으로 응축기의 하류에 위치되고, 제어 유닛이 속도 신호를 생성하는 함수로서 온도 신호를 제어 유닛에 전송하도록 구성된 온도 센서를 포함한다.

Description

액체 또는 반액체 식품을 처리하기 위한 기계 및 방법{MACHINE AND METHOD FOR PROCESSING LIQUID OR SEMI-LIQUID FOOD PRODUCTS}
본 발명은 응축기 팬의 회전 속도를 조절하기 위한 속도 제어 특징을 갖는, 액체 또는 반액체 식품을 처리하기 위한 기계 및 관련된 방법에 관한 것이다.
본 개시내용의 기술 분야는 액체 또는 반액체 식품, 특히 차가운 또는 차갑게 만든 제품을 열처리하기 위한 기계 분야이다. 이러한 기계는 제품을 보유하고 제품을 교반기로 교반하는 제품 수용 요소를 포함한다. 이들 기계는 분배될 제품을 열처리할 수 있게 하는 기계에 통합된 냉동 시스템을 또한 포함한다. 보다 구체적으로, 냉동 시스템은 제품을 요구되는 열 조건으로 냉각시키기 위해 제품으로부터 열을 추출하기 위해 수용 요소와 연관된 증발기를 포함한다.
냉동 시스템은, 냉매 유체가 순환되어, 냉매 유체의 압력을 증가시키는 압축기, 열을 주변 환경과 교환함으로써 열을 추출하는 응축기, 그의 압력을 감소시키는 감압 요소, 그리고 마지막으로, 분배될 제품으로부터 열을 추출하고 열을 냉매 유체로 전달하는 증발기를 통해 흐르도록 하는 회로를 포함한다.
그러나, 냉동 시스템의 냉각 용량은 주변 환경의 온도에 영향을 받는다. 실제로, 외부 온도가 매우 높으면, 보다 적은 열이 응축기에 의해 교환되고, 그 결과 냉매 유체가 증발기에 들어갈 때 냉매 유체는 더 따뜻해질 것이다. 시스템의 냉각 능력은 증발기에 들어가는 냉매 유체의 온도에 반비례한다. 다시 말해, 증발기에 들어가는 냉매 유체가 따뜻할수록, 제품으로부터 제거되는 열의 양은 더 적어진다.
이들 기계는 일반적으로 응축기를 냉각시키기 위해 응축기와 연관된 팬을 포함한다.
팬의 기능은 예컨대 기계가 올바르게 기능하는 있는 것을 보장하는 수준으로 응축기의 열교환 능력을 유지시키는 것이다. 실제로, 응축기에서 공기 흐름을 증가시키면 이미 열 교환된 공기가 보다 낮은 온도의 "새로운(fresh)" 공기로 교체될 수 있다. 이것은 냉매 유체와 공기 사이에 높은 평균 온도 차이를 유지하게 할 수 있으며, 이에 따라, 응축기의 교환 효율을 증가시킨다.
그러나, 이런 종류의 기계는 기계가 그의 작동이 보장될 수 있는 최대의 주변 온도에서 작동하는데 필요한 속도인 일정한 속도로 회전하는 팬을 가지고 있다.
따라서, 높은 회전 속도에서 팬이 계속 작동하면, 이러한 기계는 매우 시끄럽고 에너지 소비가 높다.
본 개시내용은 종래 기술의 위에서 언급한 단점을 극복하기 위해 액체 및 반액체 식품을 처리하기 위한 기계를 제공하는 것을 목적으로 한다.
보다 구체적으로, 본 개시내용의 목적은 모든 주변 조건하에서 효율적으로 기능을 할 수 있는 액체 및 반액체 식품을 처리하기 위한 기계를 제공하는 것이다.
본 목적은 첨부된 청구범위에서 특징으로 하는 바와 같은 본 개시내용의 기계에 의해 완전히 달성된다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 본 개시내용은 액체 및 반액체 식품을 처리하기 위한 기계를 제공한다. 일 실시예에서, 식품은 차가운 또는 차갑게 만든 제품이다. 실시예에서, 기계는 식품을 저온 살균하기 위한 기계이다. 실시예에서, 기계는 차가운 또는 차갑게 만든 액체 또는 반액체 식품을 제조하고 분배하기 위한 기계이다.
실시예에서, 기계는 분배될 제품을 보유하기 위한 수용 요소를 포함한다. 수용 요소에는 분배될 제품을 분배하기 위한 입구가 제공된다.
실시예에서, 기계는 교반기를 포함한다. 교반기는 수용 요소 내부에 위치된다. 교반기는 분배될 제품을 교반하기 위해 교반 축을 중심으로 회전한다. 교반기는 제품이 수용 요소에 들러붙는 것(encrusting)을 방지하기 위해 수용 요소와 접촉하여 회전한다.
실시예에서, 기계는 냉동 시스템을 포함한다. 냉동 시스템은 회로를 포함한다. 회로는 내부에서 흐르는 열교환기 유체를 갖는다. 회로는 열교환기 유체가 순환 방향으로 순환하도록 구성된다. 실시예에서, 열교환기 유체는 냉매 유체이다. 이하, 열교환기 유체는 "냉매 유체"라고 언급될 것이며, 이에 의거하여 냉매 유체를 본 범주로 제한하지 않지만 이러한 용어는 일반적으로 열의 양을 운반할 수 있는 모든 유체를 지칭하는 것으로 사용한다.
냉동 시스템의 회로(냉동 시스템)는 증발기를 포함한다. 증발기는 주변 환경으로부터 열을 끌어내어 그의 내부를 순환하는 냉매 유체에 전달하는 역할을 하는 냉동 회로의 구성 요소이다.
증발기는 수용 요소와 (작동 가능하게) 연관된다.
실제로, 수용 요소는 열 처리될 제품을 포함하고 있기 때문에, 증발기는 처리될 제품으로부터 열을 제거해야 하고, 이에 따라, 수용 요소에 기능적으로 연결된다.
일 실시예에서, "연관된"이라는 용어는 증발기의 벽이 수용 요소와 일치한다는 것을 의미함을 알아야 한다. 다른 실시예에서, 증발기는 수용 요소의 내부에 설치된다.
냉동 시스템의 회로(냉동 시스템)는 압축기를 포함한다. 압축기는 순환 방향으로 증발기의 하류에 위치된다. 압축기는 냉매 유체의 압력을 증가하도록 구성된다. 실시예에서, 냉동 시스템의 회로(냉동 시스템)는 응축기를 포함한다. 응축기는 순환 방향으로 압축기의 하류에 위치된다. 응축기는 냉매 유체를 냉각시키기 위해 주변 환경으로 열을 방출하도록 구성된다. 이러한 열의 방출은 주변 환경의 온도에 의해 영향을 받는다. 실시예에서, 냉동 시스템의 회로(냉동 시스템)는 감압 요소를 포함한다. 감압 요소는 응축기와 증발기 사이에 위치된다. 감압 요소는 감압 요소를 통해 흐르는 유체의 압력을 감소시키도록 구성된 구성을 포함한다.
실시예에서, 기계는 팬을 포함한다. 팬은 회전축을 중심으로 회전한다. 이러한 방식으로, 팬은 공기 흐름을 냉동 시스템의 응축기 쪽으로 강제로 보낼 수 있다. 응축기 쪽으로 강제로 보낸 공기 흐름은 팬의 회전 속도에 비례한다. 이러한 강제 환기는 응축기의 벽과 접촉하는 공기를 변화하게 하고, 이에 따라, 공기와 응축기 사이의 열교환의 성능을 증가시킨다.
실시예에서, 기계는 제어 유닛을 포함한다. 제어 유닛은 속도 신호를 통해 팬을 제어하기 위해 팬에 연결된다. 제어 유닛은 교반기에 연결된다. 제어 유닛은 교반기를 회전 구동하도록 구성된다. 제어 유닛은 압축기에 연결되어 압축기를 구동한다.
그러나, 제어 유닛은 예를 들어, 관련 기술분야에서 통상의 기술자에게 알려진 센서, 액추에이터 또는 기타 구성 요소와 같은 구동 신호에 의해 제어되어야 하는 다른 기계 구성 요소에도 연결될 수 있다. 구동 신호는 속도 신호를 포함한다.
제어 유닛은 서로 상호 접속되는 요소를 포함하는 분산형의 유닛일 수 있다.
제어 유닛은 HW 및/또는 소프트웨어 요소를 포함할 수 있다.
"구동 신호"라는 용어는 본 개시내용에서 제어 유닛에 의해 전송되고 제어된 요소의 동작 상태를 나타내는 비연속(impulsive) 또는 연속적인 신호를 나타내기 위해 사용된다.
다시 말해, 제어 유닛은 미리 결정된 지속기간(비연속적) 또는 연속적인 전기 신호를 팬에 전송하고, 팬은 신호의 파라미터(주파수, 폭 또는 이들의 조합)의 함수로서 회전 속도를 변경한다.
실시예에서, 기계는 온도 센서를 포함한다. 실시예에서, 온도 센서는 액체 센서(액체 열팽창), 바이메탈 스트립 센서(열팽창 차이로 동작함), RTD(온도의 변화에 대한 저항의 변화로 동작함), 서미스터(thermistor)(온도 변화에 대한 전기 전도성의 변화로 동작함), 열전대(제벡 효과(Seebeck effect)로 동작함), 통합된 온도 센서(온도에 크게 종속하는 전압 또는 전류를 갖는 반도체 커플링 - 다이오드 및 트랜지스터 - 의 특성에 기초함), 또는 비접촉 측정을 위한 광학 고온계 중 하나 일 수 있다. 위에서 언급한 온도 센서 각각은 본 개시내용에 따라 보호되어야 할 상이한 실시예에 대응한다.
실시예에서, 온도 센서는 열교환기 유체 또는 냉매 유체의 순환 방향으로 응축기의 하류에 위치된다. 온도 센서는 응축 온도를 결정하도록 구성된다. 응축 온도는 응축기의 하류 위치에서의 냉매 유체의 온도이다. 이러한 온도는 응축기 하류의 냉매 유체의 온도가 응축이 발생하는 온도와 직접적으로 상관되기 때문에, "응축 온도"로 정의된다.
실시예에서, 온도 센서는 응축 온도를 나타내는 온도 신호를 제어 유닛에 전송하도록 구성된다.
온도 신호는 파라미터가 응축 온도를 나타내는 연속 또는 비연속적인 전기 신호일 수 있다.
실시예에서, 제어 유닛은 온도 신호를 처리하도록 프로그램된다.
실시예에서, 제어 유닛은 온도 신호의 함수로서 속도 신호를 발생하도록 구성된다.
다음과 같이 지정된다. 일반적으로 말하면, 구동 신호는 기계의 상이한 구성 요소들을 제어하기 위해 제어 유닛에 의해 발생되는 전기 신호이다. 실시예에서, 구동 신호는 보다 일반적으로 제어 신호로부터 발생된다.
제어 신호는, 예를 들어, 교반기의 회전 속도, 압축기의 구동 파라미터, 분배될 제품의 냉각 온도, 또는 최적의 방식으로 기계를 제어하기 위한 제어 유닛에 유용한 임의의 다른 파라미터를 나타낼 수 있다.
실시예에서, 기계는 사용자 인터페이스를 포함한다. 실시예에서, 사용자 인터페이스는 사용자가 입력 신호를 입력할 수 있도록 제어 유닛에 연결된다. 실시예에서, 제어 신호는 입력 신호를 포함한다. 실시예에서, 제어 신호는 온도 신호를 포함한다.
온도 신호의 함수로서 속도 신호를 발생하는 것은 시스템이 주변 조건의 함수로서 팬의 회전 속도를 적응시킬 수 있게 한다. 이러한 특징은 특정 작업 상태 및 특정 외부 조건에 최적한 속도로 팬을 회전시켜, 절대적으로 필요한 것 이상으로 소음 및 에너지 소비를 피할 수 있는 이점을 갖는다.
실시예에서, 제어 유닛은 팬의 회전 속도를 조절하도록 프로그램된다. 실시예에서, 제어 유닛은 속도 신호를 통해 팬의 회전 속도를 조절하도록 프로그램된다.
실시예에서, 제어 유닛은 속도 신호를 통해 간헐적으로 팬의 회전 속도를 조절하도록 프로그램된다.
"간헐적으로"라는 용어는 회전 속도가 단계적으로 불연속적으로 변화되는 제어를 의미하는 것으로 사용되어, 주어진 온도 간격은 전체 온도 간격 동안 일정하게 유지되는 팬의 주어진 회전 속도에 대응한다. 속도가 변하는 온도는 임계 온도에 의해 정의된다. "임계 온도"라는 용어는 제어 유닛에서 설정된 온도를 의미한다.
실시예에서, 제어 유닛은 제 1 회전 속도에서 팬을 구동하도록 프로그램된다.
실시예에서, 제어 유닛은 속도 신호를 통해 제 1 회전 속도에서 팬을 구동하도록 프로그램된다.
실시예에서, 제어 유닛은 제 1 임계 온도보다 낮은 응축 온도의 값에 대해 제 1 회전 속도에서 팬을 구동하도록 프로그램된다. 다시 말해, 제어 유닛은 제 1 회전 속도에 대응하고 제 1 임계 온도보다 낮은 응축 온도의 값에 대응하는 제 1 동작 구성에서 팬을 설정하도록 프로그램된다.
실시예에서, 제 1 회전 속도는 0을 초과한다. 다른 실시예에서, 제 1 회전 속도는 0과 같다.
실시예에서, 제어 유닛은 제 2 회전 속도에서 팬을 구동하도록 구성된다.
제어 유닛은 속도 신호를 통해 제 2 회전 속도에서 팬을 구동하도록 구성된다.
실시예에서, 제 2 회전 속도는 제 1 회전 속도보다 높다.
제어 유닛은 제 1 임계 온도보다 높은 응축 온도의 값에 대해 제 2 회전 속도에서 팬을 구동하도록 구성된다.
다시 말해, 제어 유닛은 제 2 회전 속도에 대응하고 제 1 임계 온도보다 높은 응축 온도의 값에 대응하는 제 2 동작 구성에서 팬을 설정하도록 프로그램된다.
실시예에서, 제어 유닛은 제 1 임계 온도와 제 2 임계 온도 사이에 포함된 응축 온도의 값에 대해 제 2 회전 속도에서 팬을 구동하도록 프로그램된다. 다시 말해, 제어 유닛은 제 2 회전 속도에 대응하고 제 1 임계 온도와 제 2 임계 온도 사이에 포함된 응축 온도의 값에 대응하는 제 2 동작 구성에서 팬을 설정하도록 프로그램된다.
실시예에서, 제어 유닛은 제 2 회전 속도보다 높은 제 3 회전 속도에서 팬을 구동하도록 프로그램된다.
제어 유닛은 제 2 임계 온도보다 높은 응축 온도의 값에 대해 제 3 회전 속도에서 팬을 구동하도록 프로그램된다.
다시 말해, 제어 유닛은 제 3 회전 속도에 대응하고 제 2 임계 온도보다 높은 응축 온도의 값에 대응하는 제 3 동작 구성으로 팬을 설정하도록 프로그램된다.
제 2 회전 속도는 제 3 회전 속도보다 낮은 것이 바람직하다.
실시예에서, 제 1 임계 온도는 제 2 임계 온도보다 낮은 것이 바람직하다.
실시예에서, 온도 센서는 냉동 시스템의 회로를 따라 응축기와 감압 요소 사이에 위치된다.
다른 실시예에서, 센서는 냉동 시스템의 회로 내의 다른 위치에 위치된다.
본 실시예에서, 제어 유닛은 상관 프로그램(소프트웨어)을 실행하도록 프로그램된다. 이러한 상관 프로그램은 응축기의 하류와 감압 소자의 상류가 아닌 다른 위치에서의 주어진 온도의 값으로부터 응축 온도를 결정하도록 프로그램된다.
다른 실시예에서, 제어 유닛은 팬의 회전 속도를 무단으로(steplessly) 조절하도록 프로그램된다. 제어 유닛은 최소 회전 속도와 최대 회전 속도 사이에서 팬의 회전 속도를 무단으로 조절하도록 프로그램된다.
"무단으로 조절"이라는 표현은 온도 센서에 의해 판독된 각각의 온도 값이 팬의 회전 속도와 일치하는, 제어 유닛에 의해 수행되는 조절 모드를 나타내는데 사용된다.
이러한 일치는 연속 함수에 의해 정의되는 것이 바람직하다.
이러한 실시예에서, 온도 센서는 실시간으로 온도 신호를 전송하도록 구성된다. 제어 유닛은 온도 신호를 처리하여 각각의 속도 신호를 발생하도록 구성된다.
속도 신호는 실시간으로 팬의 회전 속도를 변화시키도록 구성된다.
무단 제어 모드의 최소 회전 속도는 간헐 제어 모드의 제 1 회전 속도에 해당하는 것이 바람직하다. 실시예에서, 무단 제어 모드의 최대 회전 속도는 바람직하게는 간헐 제어 모드의 제 3 회전 속도에 대응한다. 실시예에서, 무단 제어 모드의 최대 회전 속도는 바람직하게는 간헐 제어 모드의 제 2 회전 속도에 대응한다.
실시예에서, 제어 유닛은 온도 신호가 없을 때 제 3 회전 속도를 설정하도록 프로그램된다.
실시예에서, 제어 유닛은 온도 신호가 없을 때 제 2 회전 속도를 설정하도록 프로그램된다.
실시예에서, 제어 유닛은 온도 신호가 없을 때 최대 회전 속도를 설정하도록 프로그램된다.
회로는 회로를 따라 냉매(또는 열교환기) 유체를 수용 및 순환시키도록 구성된 복수의 덕트를 포함한다. 각각의 덕트는 외측 표면을 포함한다. 각각의 덕트는 냉매 유체와 접촉하는 내측 표면을 포함한다.
실시예에서, 온도 센서는 회로의 덕트의 외측 표면과 접촉한다. 실시예에서, 온도 센서는 응축 온도를 간접적으로 결정하도록 구성된다.
이러한 해결책은 덕트에 어떠한 구조적 변화도 주지 않아, 냉매 유체 압력의 손실이 발생할 수 있는 임계점을 만들지 않게 할 수 있다.
실시예에서, 온도 센서는 냉매 유체와 접촉한다. 실시예에서, 온도 센서는 응축 온도를 직접 결정하도록 구성된다.
이러한 해결책은 높은 수준의 측정 정확도를 보장한다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 본 개시내용은 액체 또는 반액체 식품(바람직하게는 차가운 또는 차갑게 만든 제품)을 처리하기 위한 방법을 또한 제공한다.
바람직하게, 본 방법은 첨부된 청구항 중 어느 하나에 따른 기계에서 구현되도록 적응된다.
본 방법은 제품이 분배되는 수용 요소 내에 제품을 보유하는 단계를 포함한다.
본 방법은 교반기에 의해 수용 요소 내부에서 제품을 교반하는 단계를 포함한다.
본 방법은 냉동 시스템에 의해 제품을 냉각시키는 단계를 (바람직하게는 교반 단계와 동시에) 포함한다. 냉동 시스템은 수용 요소와 연관된 응축기, 감압 요소, 압축기 및 증발기를 포함한다. 냉매 유체는 순환 방향으로 냉동 시스템을 순환한다.
실시예에서, 본 방법은 강제 환기의 단계를 포함한다. 이러한 강제 환기의 단계에서, 공기 흐름은 가변적인 회전 속도로 회전하는 팬에 의해 냉동 시스템의 응축기 쪽으로 향하게 된다.
실시예에서, 본 방법은 속도 신호에 의해 팬을 구동시키는 단계를 포함한다. 속도 신호는 제어 유닛에 의해 팬에 전송된다.
실시예에서, 본 방법은 바람직하게 제어 단계를 포함한다.
실시예에서, 본 방법은 온도 센서로 응축 온도를 측정하는 단계를 포함한다.
온도 센서는 냉동 시스템의 응축기 하류 위치에서 응축 온도를 측정한다. 다시 말해, 응축 온도는 응축기의 하류 위치(출구)에서의 냉매 유체의 온도이다. 냉매 유체가 응축되는 온도와 응축 온도가 직접 상관되기 때문에, 온도와 연관된 "응축"이라는 용어가 사용된다.
실시예에서, 본 방법은 응축 온도를 나타내는 온도 신호를 온도 센서로부터 제어 유닛으로 전송하는 단계를 포함한다.
실시예에서, 본 방법은 제어 유닛에 의해 속도 신호를 생성하는 단계를 포함한다. 속도 신호를 생성하는 단계에서, 제어 유닛은 온도 신호의 함수로서 속도 신호를 생성한다.
실시예에서, 제어 유닛은 제어 신호의 함수로서 속도 신호를 생성하도록 구성된다. 온도 신호는 제어 신호에 포함된다.
실시예에서, 제어 유닛은 제어 신호의 함수로서 구동 신호를 생성한다. 구동 신호는 속도 신호를 포함한다.
실시예에서, 본 방법은 사용자가 제어 유닛에 연결된 사용자 인터페이스를 통해 입력 신호를 설정하는, 파라미터를 설정하는 단계를 포함한다.
제어 신호는 입력 신호를 포함한다.
실시예에서, 구동 신호는 입력 신호의 함수로서 생성된다.
실시예에서, 팬을 구동하는 단계는 팬의 회전 속도를 온도 신호의 함수로서 변화시키는 단계를 포함한다.
팬의 회전 속도를 변화시키는 단계에서, 제어 유닛은 팬의 회전 속도를 나타내는 속도 신호를 팬에 전송한다.
실시예에서, 본 방법은 제 1 조절 단계를 포함한다. 제 1 조절 단계에서, 제어 유닛은 팬을 제 1 동작 구성으로 설정한다. 제 1 조절 단계에서, 제어 유닛은 팬을 제 1 동작 구성으로 설정하기 위한 속도 신호를 생성한다. 제 1 동작 구성에서, 팬의 회전 속도는 제 1 회전 속도에서 설정되고, 응축 온도는 제 1 임계 온도보다 낮다. 다시 말해, 응축 온도가 제 1 임계 온도보다 낮을 때, 제어 유닛은 제 1 회전 속도에서 팬의 회전 속도를 설정한다.
실시예에서, 본 방법은 제 2 조절 단계를 포함한다. 제 2 조절 단계에서, 제어 유닛은 팬을 제 2 동작 구성으로 설정한다. 제 2 조절 단계에서, 제어 유닛은 팬을 제 2 동작 구성으로 설정하기 위해 속도 신호를 생성한다. 제 2 동작 구성에서, 팬의 회전 속도는 제 2 회전 속도로 설정되고, 응축 온도는 제 1 임계 온도보다 높다. 다시 말해, 응축 온도가 제 1 임계 온도보다 높을 때, 제어 유닛은 제 2 회전 속도에서 팬의 회전 속도를 설정한다.
실시예에서, 제 2 동작 구성에서, 팬의 회전 속도는 제 2 회전 속도에서 설정되고, 응축 온도는 제 1 임계 온도보다 높고 제 2 임계 온도보다 낮다.
실시예에서, 본 방법은 제 3 조절 단계를 포함한다. 제 3 조절 단계에서, 제어 유닛은 팬을 제 3 동작 구성으로 설정한다. 제 3 조절 단계에서, 제어 유닛은 팬을 제 3 동작 구성으로 설정하기 위한 속도 신호를 생성한다. 제 3 동작 구성에서, 팬의 회전 속도는 제 3 회전 속도에서 설정되고, 응축 온도는 제 2 임계 온도보다 높다. 다시 말해, 응축 온도가 제 2 임계 온도보다 높을 때, 제어 유닛은 제 3 회전 속도에서 팬의 회전 속도를 설정한다.
일 실시예에서, 제어 단계에서, 온도 센서는 응축기의 하류와 감압 요소의 상류의 위치에서 응축 온도를 측정한다. 다른 실시예에서, 온도 센서는 냉동 시스템의 어느 위치에서든 온도를 측정한다. 이러한 실시예에서, 본 방법은 제어 유닛이 온도 센서에 의해 측정된 온도의 함수로서 응축 온도를 계산하기 위한 관계(특히 상관 함수)를 사용하는 상관 단계를 포함한다.
실시예에서는, 구동 단계에서, 제어 유닛은 팬의 회전 속도를 무단으로 조절한다. 실시예에서는, 구동 단계에서, 제어 유닛은 최소 회전 속도와 최대 회전 속도 사이에서 팬의 회전 속도를 무단으로 조절한다.
본 실시예에서, 온도 센서는 온도 신호를 실시간으로 제어 유닛에 전송한다. 제어 유닛은 온도 신호를 실시간으로 처리한다. 제어 유닛은 구동 신호를 실시간으로 생성한다. 제어 유닛은 구동 신호를 팬으로 전송하여 팬의 회전 속도를 실시간으로 변화시킨다. 따라서, 이러한 실시예에서, 각각의 온도 신호는 응축기 및 팬 어셈블리의 효율을 최적화하도록 프로그램된 전달 함수를 사용하여 계산된 팬의 각각의 회전 속도에 대응한다. 이것은 실제 주변 조건의 함수로서 에너지 소비 및 소음을 최적화할 수 있다.
실시예에서, 본 방법은 안전을 제공하는 단계를 포함한다. 실시예에서, 안전을 제공하는 단계에서, 제어 유닛은 온도 센서가 온도 신호의 전송을 멈추거나 작동하지 않을 때 제 3 회전 속도에서 팬의 회전 속도를 설정한다. 실시예에서, 안전을 제공하는 단계에서, 제어 유닛은 온도 센서가 온도 신호의 전송을 멈추거나 작동하지 않을 때 팬의 최대 회전 속도에서 회전 속도를 설정한다.
이것은 시스템 안전을 유리하게 향상시켜, 온도 센서가 오작동하는 경우에도 최대 보장된 온도에서 동작을 보장한다.
이러한 특징 및 다른 특징은 첨부 도면의 비-제한적인 예로서 도시된 바람직한 실시예에 대한 다음의 상세한 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다.
- 도 1은 액체 또는 반액체 식품을 처리하기 위한 기계의 실시예를 도시한다.
- 도 2는 액체 또는 반액체 식품을 처리하기 위한 기계의 다른 실시예를 도시한다.
- 도 3은 액체 또는 반액체 식품을 처리하기 위한 기계의 다른 실시예를 도시한다.
- 도 4는 도 1의 기계의 냉동 시스템의 회로를 도시한다.
- 도 5a 및 도 5b는 도 1의 기계의 온도 센서의 두 개의 실시예를 도시한다.
- 도 6a 내지 도 6c는 도 1의 기계의 팬의 회전 속도를 조절하는 모드를 나타내는 제 1, 제 2 및 제 3 그래프를 각각 도시한다.
첨부 도면을 참조하면, 도면 부호 (1)은 액체 또는 반액체 식품을 처리하기 위한 기계를 나타낸다. 대안적으로, 제품은 차거나 차갑게 만든 식품 제품일 수 있다.
기계(1)는 프레임(2)을 포함한다. 실시예에서, 기계(1)는 분배될 제품을 보유하기 위한 수용 요소(3)를 포함한다. 수용 요소(3)는 제품이 분배되기 이전에 제품을 수용하도록 설계된다. 기계(1)는 분배기(5)를 포함한다. 분배 입구(4)는 수용 요소(3)에 연결된다. 디스펜서(5)는 분배 입구(4)에 연결되어 분배 입구(4) 자체를 통해 유체의 흐름을 가능하게 하거나 금지한다.
기계(1)는 교반기(6)를 포함한다. 교반기(6)는 수용 요소(3) 내부에 장착되어 분배될 제품을 교반한다. 실시예에서, 교반기(6)는 교반 축(M)을 중심으로 회전하는 오거(auger)(또는 엔드리스 스크류(endless screw))이다.
실시예에서, 기계(1)는 제 1 액추에이터(7)를 포함한다. 제 1 액추에이터(7)는 교반기(6)에 연결되어 교반기가 교반 축(M)을 중심으로 회전하도록 설정된다. 바람직하게, 액추에이터(7)는 전동 모터이다.
실시예에서, 수용 요소(3)는 대칭축이 교반 축(M)과 일치하는 열처리 실린더(3A)이다.
실시예에서, 수용 요소(3)는 여러 형상 중 하나를 가질 수 있는 열처리 탱크(3B)이다.
이러한 실시예에서, 기계(1)는 분배 덕트(3B')를 포함한다. 분배 덕트(3B')는 열처리 탱크(3B)를 분배 입구(4)에 연결하도록 구성된다.
실시예에서, 기계(1)는 다른 수용 요소(3')를 포함한다. 다른 수용 요소(3')는 충전 덕트(3")에 의해 수용 요소(3)에 연결된다.
본 실시예에서, 기계(1)는 제 2 액추에이터(7')를 포함한다. 본 실시예에서, 기계(1)는 보조 교반기(6)를 포함한다. 제 2 액추에이터(7')는 보조 교반기(6)에 연결되어 보조 교반기가 회전하도록 구동하고 다른 수용 요소(3') 내부의 제품을 교반하도록 한다.
이러한 실시예에서, 기계(1)는 또한 바람직하게 제품을 다른 수용 요소(3')로부터 수용 요소(3)로 이송하기 위한 펌프를 포함한다.
실시예에서, 기계(1)는 냉동 시스템(8)을 포함한다. 냉동 시스템(8)은 회로(8')를 포함한다. 냉동 시스템(8)은 내부의 냉매 유체를 순환 방향(V)으로 흐르게 하도록 구성된다. 회로(8')는 유체를 수용하고 이 유체를 회로(8') 내에서 순환시키도록 구성된 복수의 덕트(8")를 포함한다. 복수의 덕트의 각각의 덕트는 외측 표면(8A") 및 내측 표면(8B")을 포함한다. 회로(8')는 압축기(81)를 포함한다. 압축기(81)는 냉매 유체의 압력을 증가시키도록 구성된다. 회로(8')는 응축기(82)를 포함한다. 응축기(82)는 냉매 유체로부터 열을 제거하고 열을 주변 환경으로 전달하도록 구성된다. 회로(8')는 예를 들어 스로틀 밸브(83)와 같은 감압 요소를 포함한다. 스로틀 밸브(83)는 냉매 유체에 하중 손실을 발생시키도록 구성되어, 이에 의해 그의 압력을 감소시킨다. 회로(8')는 증발기(84)를 포함한다. 증발기(84)는 제품을 냉각시키기 위해 제품으로부터 열을 방출하도록 구성된다. 압축기(81), 응축기(82), 스로틀 밸브(83) 및 증발기(84)는 이 순서로 회로(8')를 따라 냉매 유체의 순환 방향(V)으로 위치한다. 보다 구체적으로, 압축기(81)는 냉매 유체의 순환 방향(V)으로 증발기(84)의 하류에 있다. 응축기(82)는 순환 방향(V)으로 압축기(81)의 하류에 있다. 스로틀 밸브(83)는 응축기(82)와 증발기(84) 사이에 위치한다.
실시예에서, 증발기(84)는 수용 요소(3)와 일치한다. 보다 구체적으로, 실시예에서, 열처리 실린더(3A)는 증발기(84)와 일치한다. 실시예에서, 증발기(84) 및 수용 요소(3)는 공동으로 격벽(31)을 갖는다. 특히, 격벽(31)은 제 1 표면에서 냉매 유체와 접촉하고 제 1 표면의 반대 표면에서 분배될 제품과 접촉한다.
회로(8')는 냉매 유체를 증발기(84) 내로 통과시키도록 구성된 입구 덕트(84')를 포함한다. 회로(8')는 증발기(84)로부터 압축기(81)를 향해 냉매 유체를 통과시키도록 구성된 출구 덕트(84)를 포함한다. 복수의 덕트(8")는 입구 덕트(84') 및 출구 덕트(84")를 포함한다.
실시예에서, 회로(8')는 팬(85)을 포함한다. 팬(85)은 응축기(82)와 연관된다. 보다 구체적으로, 팬(85)은 응축기(82)와 연관되어 공기 흐름을 응축기를 향하여 강제로 보낸다. 팬(85)은 회전 속도(v)로 회전한다. 강제 공기 환기는 회전 속도(v)에 비례하는 공기 흐름(F)을 생성한다. 공기 흐름(F)은 응축기(82)의 벽과 접촉하는 공기를 변화시키도록 구성되어, 주변 환경으로 방출되는 열의 양을 증가시킨다.
실시예에서, 기계(1)는 온도 센서(86)를 포함한다. 실시예에서, 온도 센서(86)는, 액체 센서(액체 열팽창), 바이메탈 스트립 센서(열팽창 차이로 동작함), RTD(온도의 변화에 대한 저항의 변화로 동작함), 서미스터(온도 변화에 대한 전기 전도성의 변화로 동작함), 열전대(제벡 효과로 동작함), 통합된 온도 센서(온도에 크게 종속하는 전압 또는 전류를 갖는 반도체 커플링 - 다이오드 및 트랜지스터 - 의 특성에 기초함), 또는 비접촉 측정을 위한 광학 고온계 중 하나 일 수 있다. 상술한 온도 센서(86) 각각은 본 개시내용에 따라 보호되어야 할 상이한 실시예에 대응한다.
온도 센서(86)는 응축 온도(Tc)를 측정하도록 구성된다. 응축 온도(Tc)는 응축기(82)의 하류의 (출구에서의) 냉매의 온도이다. 응축 온도(Tc)는 냉매 유체가 (응축기(82)에서) 응축되는 온도와 직접 상관되기 때문에 그와 같이 정의된다. 일 실시예에서, 온도 센서(86)는 응축기(82)의 하류와 스로틀 밸브(83)의 상류에서 응축 온도(Tc)를 결정하도록 구성된다. 다른 실시예에서, 응축 온도(Tc)를 결정하기 위해 값이 적절히 처리된다면, 온도 센서는 회로(8')의 다른 위치에 배치될 수 있다.
실시예에서, 온도 센서(86)는 냉각 유체와 직접 접촉하여 응축 온도(Tc)를 직접 결정한다. 실시예에서, 온도 센서(86)는 회로(8')의 복수의 덕트(8") 중 하나의 외측 표면(8A")과 접촉한다. 본 실시예에서, 냉매 유체의 온도는 업계의 전문가에 알려진 관계에 따라 덕트의 열 저항을 고려하여 결정된다. 이러한 실시예에서, 온도 센서는 냉매 유체와 직접 접촉하는 프로브(86A)를 포함한다.
실시예에서, 기계(1)는 제어 유닛(9)을 포함한다. 제어 유닛(9)은 바람직하게 기계(1)의 다음과 같은 부품 중 하나 이상에 연결된다:
- 제 1 액추에이터(7);
- 제 2 액추에이터(7)';
- 교반기(6);
- 보조 교반기(6');
- 분배기(5);
- 냉동 시스템(8)의 회로(8');
- 회로(8')의 압축기(81);
- 회로(8')의 스로틀 밸브(83).
제어 유닛(9)은 제어 신호(901)를 수신하도록 프로그램된다. 제어 유닛(9)은 제어 신호(901)를 처리하도록 프로그램된다. 제어 유닛(9)은 제어 신호(901)의 함수로서 구동 신호를 생성하도록 프로그램된다. 제어 유닛(9)은 제어 유닛에 연결되어 제어 유닛이 제어를 담당하는 부품에 구동 신호(902)를 전송하도록 프로그램된다.
기계(1)는 사용자 인터페이스(9A)를 포함한다. 실시예에서, 사용자 인터페이스(9A)는 사용자가 입력 신호(901A)를 제어 유닛(9)에 전송할 수 있도록 구성된다. 온도 센서(86)는 온도 신호(901B)를 제어 유닛(9)에 전송하도록 구성된다. 온도 신호(901B)는 응축 온도(Tc)를 나타낸다.
실시예에서, 제어 신호(901)는 온도 신호(901B)를 포함한다. 실시예에서, 제어 신호(901)는 입력 신호(901A)를 포함한다.
실시예에서, 구동 신호(902)는 속도 신호(902A)를 포함한다.
제어 유닛(9)은 온도 신호(901B)를 처리하고 온도 신호(901B)의 함수로서 속도 신호(902A)를 생성하도록 구성된다.
제어 유닛(9)은 팬을 제어하기 위해 구동 신호(902)를 팬(85)에 전송하도록 프로그램된다. 제어 유닛(9)은 속도 신호(902A)를 팬(85)에 전송하도록 프로그램된다. 제어 유닛(9)은 팬(85)의 회전 속도(v)를 제어하기 위해 속도 신호(902A)를 팬(85)에 전송하도록 프로그램된다.
이하에서의 설명은 응축 온도(Tc)의 함수로서 팬(85)의 회전 속도(v)를 제어하는 것과 관련하여 제어 유닛(9)의 프로그래밍의 일부 양태다. 이하에서 설명하는 것은 순전히 예시로서 제공되며 어떠한 방식으로도 제어 유닛의 프로그래밍을 제한하려 하지 않는다는 것을 알아야 한다.
이와 관련하여, 도 5a, 도 5b 및 도 5c에 도시된 그래프에서, 팬(85)의 회전 속도(v)의 값은 종축에 표시되고, 축 상의 응축 온도(Tc)의 값은 횡축에 표시된다.
제 1 실시예에서, 제어 유닛(9)은 제 1 동작 구성(C1)과 제 2 동작 구성(C2) 사이에서 팬(85)의 동작 구성을 변경하도록 프로그램된다.
제어 유닛(9)은 제 1 임계 온도(Ts1)보다 낮은 응축 온도(Tc)의 값에 대해 제 1 동작 구성(C1)을 설정하도록 구성된다.
제 1 동작 구성(C1)에서, 제어 유닛(9)은 제 1 회전 속도(v1)에서 팬(85)의 회전 속도(v)를 설정하도록 구성된다.
제어 유닛(9)은 제 1 임계 온도(Ts1)보다 낮은 응축 온도의 모든 값에 대해 제 1 회전 속도(v1)의 값으로 일정하게 팬(85)의 회전 속도(v)를 유지하도록 구성된다.
제어 유닛(9)은 제 1 임계 온도(Ts1)보다 높은 응축 온도의 모든 값에 대해 제 2 동작 구성을 설정하도록 구성된다.
제 2 동작 구성에서, 제어 유닛(9)은 제 2 회전 속도(v2)에서 팬(85)의 회전 속도(v)를 설정하도록 구성된다.
제어 유닛(9)은 제 1 임계 온도(Ts1)보다 높은 응축 온도의 모든 값에 대해 팬(85)의 회전 속도(v)를 제 2 회전 속도(v2)의 값으로 일정하게 유지하도록 구성된다.
다른 실시예에서, 제어 유닛(9)은 제 1 동작 구성(C1), 제 2 동작 구성 및 제 3 동작 구성(C3) 사이에서 팬(85)의 동작 구성을 변경하도록 프로그램된다.
이러한 실시예에서, 제어 유닛(9)은 제 1 임계 온도(Ts1)보다 높고 제 2 임계 온도(Ts2)보다 낮은 응축 온도(Tc)의 값에 대해 제 2 동작 구성을 설정하도록 구성된다.
제어 유닛(9)은 제 1 임계 온도(Ts1)보다 높고 제 2 임계 온도(Ts2)보다 낮은 응축 온도(Tc)의 모든 값에 대해서 팬(85)의 회전 속도(v)를 제 2 회전 속도(v2)의 값으로 유지하도록 구성된다.
제어 유닛(9)은 제 2 임계 온도(Ts2)보다 높은 응축 온도(Tc)의 값에 대해 제 3 동작 구성(C3)을 설정하도록 구성된다.
제 3 동작 구성(C3)에서, 제어 유닛(9)은 팬(85)의 회전 속도(v)를 제 3 회전 속도(v3)로 설정하도록 구성된다.
제어 유닛(9)은 제 2 임계 온도(Ts2)보다 높은 응축 온도의 모든 값에 대해 팬(85)의 회전 속도(v)를 제 3 회전 속도(v3)로 일정하게 유지하도록 구성된다.
실시예에서, 제 1 회전 속도(v1)는 제 2 회전 속도(v2)보다 낮다. 실시예에서, 제 2 회전 속도(v2)는 제 3 회전 속도(v3)보다 낮다.
실시예에서, 제 1 임계 온도(Ts1)는 바람직하게는 제 2 임계 온도(Ts2)보다 낮다.
보호되어야 하는 다른 실시예에서, 제어 유닛(9)은 실시간으로 수신되는 온도 신호(901B)의 함수로서 실시간으로 속도 신호를 생성하도록 구성된다. 보다 구체적으로, 제어 유닛(9)은 최적의 회전 속도(v)에 대응하는 속도 신호(902A)를 생성한다.
실시예에서, 제어 유닛(9)은 팬(85)의 회전 속도(v)를 무단으로 변경하도록 구성된다. 제어 유닛(9)은 최소 회전 속도(vmin)와 최대 회전 속도(vmax) 사이에서 팬(85)의 회전 속도(v)를 무단으로 변경하도록 프로그램된다.
실시예에서, 최소 회전 속도(vmin)는 제 1 회전 속도(v1)와 일치한다. 실시예에서, 최대 회전 속도(vmax)는 제 2 회전 속도(v2)와 일치한다. 다른 실시예에서, 최대 회전 속도(vmax)는 제 3 회전 속도(v3)와 일치한다.
이러한 실시예에서, 제어 유닛(9)은 온도 신호(901B)를 수신하고, 이를 전달 함수로 처리하고, 대응하는 속도 신호(902A)를 생성하도록 구성된다. 전달 함수는 응축기(82)에서 열 교환의 효율을 최대화하도록 프로그램된다.
실시예에서, 전달 함수는 선형 일차 함수(f1)일 수 있다. 실시예에서, 전달 함수는 지수 함수(f2) 또는 다항식일 수 있다.
실시예에서, 제어 신호(9)는, 온도 신호(901B)가 없을 때, 제 3 회전 속도(v3)에서 팬(85)의 회전 속도(v)를 설정하도록 구성된다.
실시예에서, 제어 신호(9)는 온도 신호(901B)가 없을 때, 최대 회전 속도(vmax)에서 팬(85)의 회전 속도(v)를 설정하도록 구성된다.
실시예에서, 제어 유닛(9)은 기계(1)의 작업 시간을 측정하도록 구성된다. 실시예에서, 제어 유닛(9)은 기계의 작업 시간을 계산하도록 구성된다. 제어 장치(9)는 제 1 작업 구성(C1) 또는 제 2 작업 구성(C2)을 기계(1)의 작업 시간의 함수로서 설정하도록 프로그램된다. 보다 구체적으로, 제어 유닛(9)은 작동 시간이 증가함에 따라 팬(85)의 회전 속도(v)를 증가시키도록 프로그램된다. 이것은, 일 실시예에서, 제어 유닛(9)이 기계(1)의 작동 시간의 함수로서 결정된 제 1 갱신된 임계 온도(Ts1)를 결정하도록 구성된다는 것을 의미한다. 기계(1)의 작동 시간이 길수록, 제 1 갱신된 임계 온도(Ts1)는 낮아진다.
하나의 온도 임계치(제 1 온도 임계치)와 관련한 동작에 대해 위에서 설명된 것은 두 개의 온도 임계치(제 1 및 제 2 온도 임계치)와 관련한 동작에도 적용된다. 실제로, 제어 유닛(9)은 제 2 갱신된 임계 온도(Ts2)를 결정하도록 구성되는데, 즉, 동작 시간의 수치가 높을수록, 제 1 임계 온도(Ts1)보다 낮게 결정한다. 이것은 무단 변속의 실시예에 동일하게 적용된다. 이 경우, 전달 함수는 변수로서 기계(1)의 작동 시간을 고려하여 적절히 적용된다. 보다 구체적으로, 온도에 따른 속도의 증가는 기계(1)의 작동 시간의 수치의 증가에 따라 모두 더 높아질 것이다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 본 개시내용은 액체 또는 반액체 식품을 처리하기 위한 방법을 보호받고자 하기 위한 것이다.
본 방법은 보유 단계를 포함하고, 이 단계에서 제품은 제품이 분배될 수용 요소(3) 내에 보유된다.
본 방법은 준비 단계를 포함하고, 이 단계에서 준비는 다른 수용 요소(3')에서 이루지고, 이후에, 열 처리될 수용 요소(3)에 전달된다.
본 방법은 교반기(6)에 의해 수용 요소(3) 내부의 제품을 교반하는 단계를 포함한다.
본 방법은 냉매 유체가 순환 방향(V)으로 순환하는 회로(8')를 포함하는 냉동 시스템(8)에 의해 제품을 냉각시키는 단계를 포함한다.
냉매 유체는 다음의 단계 중 하나 이상의 단계를 적용 받는다.
- 압축기(81) 내부의 냉매 유체를 압축하는 단계. 이 단계에서, 냉매 유체는 포화된 증기 또는 과열된 증기일 수 있다.
- 응축기(82) 내에서 냉매 유체를 응축하는 단계. 이 단계에서 응축은 유효 응축 온도(Tc)에서 발생한다. 유효 응축 온도(Tc)는 주변 온도의 함수이다. 이 단계에서, 냉매 유체는 응축을 중지하고 과냉각된 액체 상태로 있는데, 여기서, 과냉각은 통상적으로 일정하며 주변 온도 변화에 민감하지 않다.
- 스로틀 밸브(83)에 의해 유체의 압력을 감소시키는 단계. 유체의 압력은 스로틀 밸브(83)에 의해 제시되는 응축된 하중 손실에 의해 감소된다.
- 냉매 유체를 증발시키는 단계. 냉매 유체는 주변 환경으로부터 열을 받아서 다시 압축기(81)로 유입되는 포화된 증기 또는 과열된 증기의 상태에 도달할 때까지 증발한다.
실시예에서, 냉매 유체를 증발시키는 단계는 분배될 제품을 냉각시키는 단계와 일치한다. 실제로, 냉매 유체의 증발로 하여금 제품으로부터 열이 제거된다.
실시예에서, 냉각 단계는 강제 환기의 단계를 포함한다. 강제 환기의 단계에서, 팬(85)은 냉동 시스템(8)의 응축기(82)쪽으로 향하는 공기 흐름(F)을 생성한다. 강제 환기의 단계는 응축기(82)의 열 교환 성능을 증가시킨다.
실시예에서, 본 방법은 구동 단계를 포함하고, 이 단계에서 제어 유닛(9)이 팬(85)을 구동시킨다. 구동 단계에서, 제어 유닛(9)은 교반기(6), 보조 교반기(6), 복수의 액추에이터 중 하나 이상을 구동한다.
실시예에서, 구동 단계에서, 제어 유닛(9)은 구동 신호(902)를 전송한다.
실시예에서, 본 방법은 제어 단계를 포함한다.
제어 단계에서, 제어 유닛(9)은 제어 신호(901)를 연결된 구성요소로부터 수신할 수 있다. 실시예에서, 제어 신호(901)는 입력 신호(901A)를 포함한다. 입력 신호(901A)는 사용자 인터페이스(9A)를 통해 사용자에 의해 입력된다.
제어 단계에서, 온도 센서(86)는 응축 온도(Tc)를 측정한다. 제어 단계에서, 온도 센서(86)는 응축기(82)의 하류의 냉매 유체의 온도를 측정한다. 응축 온도(Tc)는 응축기(82)의 하류의 냉매 온도이다. 유효 응축 온도(Tc)는 적당한 수학적 관계를 사용하여 응축 온도(Tc)로부터 계산된다. 제어 단계에서, 온도 센서(86)는 온도 신호(901B)를 제어 유닛(9)에 전송한다. 실시예에서, 온도 신호(901B)는 제어 신호(901)의 일부이다. 실시예에서, 제어 유닛(9)은 제어 신호(901)를 처리하고 제어 신호(901)의 함수로서 구동 신호(902)를 생성한다. 보다 구체적으로, 제어 유닛(9)은 온도 신호(901B)를 처리하고 온도 신호(901B)의 함수로서 속도 신호(902A)를 생성한다. 속도 신호(902A)는 구동 신호(902)의 일부이다. 제어 유닛(9)은 구동 신호(902)를 통해 팬(85)을 구동한다. 실시예에서, 제어 유닛(9)은 속도 신호(902A)를 통해 팬(85)의 회전 속도(v)를 제어한다.
아래에서는 제어 유닛(9)이 팬(85)을 조절(제어 또는 구동)하며, 사용되는 제어 로직(제어 유닛 프로그래밍)이 상이한 몇몇 실시예가 설명된다.
실시예에서, 본 방법은 제어 유닛(9)으로 간헐적으로 제어하는 단계를 포함한다. "간헐적으로 제어"는 응축 온도(Tc)의 정의된 구간에 대해 주어진 동작 구성을 할당함으로써, 제어 유닛(9)이 동작 구성(팬(85)의 회전 속도(v)를 불연속적으로 변화시키도록 구성된 제어 모드를 의미한다.
실시예에서, 본 방법은 하나의 임계치로 제어하는 단계를 포함한다. 실시예에서, 본 방법은 두 개의 임계치로 제어하는 단계를 포함한다. 다른 실시예에서, 본 방법은 복수의 임계치로 제어하는 단계를 포함한다.
또 다른 실시예에서, 본 방법은 제 1 조절 단계를 포함한다. 제 1 조절 단계에서, 제어 유닛(9)은 팬(85)을 제 1 동작 구성(C1)으로 설정한다. 제어 유닛(9)은 응축 온도(Tc)가 제 1 임계 온도(Ts1)보다 낮을 때 팬(85)을 제 1 동작 구성(C1)으로 설정한다. 팬(85)은, 제 1 동작 구성(C1)에 있을 때, 제 1 임계 온도(Ts1)보다 낮은 모든 온도 값에 대해 일정하게 유지되는 제 1 회전 속도(v1)와 동일한 회전 속도(v)로 회전한다.
실시예에서, 본 방법은 제 2 조절 단계를 포함한다. 이 제 2 조절 단계에서, 제어 유닛(9)은 팬(85)을 제 2 동작 구성(C2)으로 설정한다. 제어 장치(9)는 응축 온도(Tc)가 제 1 임계 온도(Ts1)보다 높을 때 팬(85)을 제 2 동작 구성으로 설정한다. 팬(85)은, 제 2 동작 구성에 있을 때, 제 1 회전 속도(v1)보다 높고 제 1 임계 온도(Ts1)보다 높은 모든 온도 값에 대해 일정하게 유지되는 제 2 회전 속도(v2)와 동일한 회전 속도(v)로 회전한다.
하나의 임계치로 제어하는 단계에서, 제어 유닛(9)은 팬의 동작 구성을 제 1 동작 구성(C1)과 제 2 동작 구성(C2) 사이에서만 변경한다.
실시예에서, 본 방법은 제 3 조절 단계를 포함한다. 제 3 조절 단계에서, 제어 유닛(9)은 팬(85)을 제 3 동작 구성(C3)으로 설정한다. 제어 유닛(9)은 응축 온도(Tc)가 제 2 임계 온도(Ts2)보다 높을 때 팬(85)을 제 3 동작 구성(C3)으로 설정한다. 팬(85)은 제 3 동작 구성(C3)에 있을 때, 제 2 회전 속도(v2)보다 높고 제 2 임계 온도(Ts2)보다 높은 모든 온도 값에 대해 일정하게 유지되는 제 3 회전 속도(v3)와 동일한 회전 속도(v)로 회전한다.
제어 유닛(9)은, 2개의 임계치로 조절하는 단계를 수행할 때, 응축 온도(Tc)가 제 1 임계 온도(Ts1)보다 높고 제 2 임계 온도(Ts2)보다 낮을 때, 팬(85)을 제 2 동작 구성으로 설정한다.
두 개의 임계치로 조절하는 단계에서, 제어 유닛(9)은 제 1 동작 구성(C1), 제 2 동작 구성(C2) 및 제 3 동작 구성(C3) 사이에서만 팬의 동작 구성을 변경한다.
하나의 임계치로 조절하는 것과 관련하여 위에 설명한 것은, 필요한 변경을 수행하면서, 업계의 전문가에게 알려진 복수의 임계치에 의한 조절로 확장될 수 있다. 일반적으로, 복수의 임계치에 의한 제어의 경우, n이 임계치의 수인 경우, 팬의 n+1 온도 구간과 n+1 대응하는 회전 속도가 존재한다는 것을 관찰할 수 있다.
실시예에서, 본 방법은 제어 유닛(9)에 의해 무단으로 제어하는 단계를 포함한다. 무단 제어 단계에서, 제어 유닛(9)은 (간헐적인 제어 모드에서 제 1 회전 속도(v1)에 대응하는) 최소 회전 속도(vmin)와 (간헐적인 제어 모드의 실시예에 따라, 제 2 회전 속도(v2) 또는 제 3 회전 속도(v3)에 대응하는) 최대 회전 속도(vmax) 사이에서 무단으로 팬(85)의 회전 속도(v)를 변경한다.
"무단으로 제어"는, 제어 유닛(9)이 연속적으로 가변 방식으로 동작 구성(팬(85)의 회전 속도(v))을 변경하고 온도 센서(86)에 의해 측정된 응축 온도(Tc)의 각각의 값에 대해 주어진 동작 구성을 할당하도록 구성된 제어 모드를 의미한다.
실시예에서, 제어 단계에서, 제어 유닛(9)은, 온도 센서(86)가 작동하지 않을 때, 팬(85)의 회전 속도(v)를 제 2 회전 속도(v2)로 설정하도록 구성된다.
실시예에서, 제어 단계에서, 제어 유닛(9)은, 온도 센서(86)가 작동하지 않을 때, 팬(85)의 회전 속도(v)를 제 3 회전 속도(v3)로 설정하도록 구성된다.
실시예에서, 제어 단계에서, 제어 유닛(9)은, 온도 센서(86)가 작동하지 않을 때, 팬(85)의 회전 속도(v)를 최대 회전 속도(vmax)로 설정하도록 구성된다.
실시예에서, 제어 유닛(9)은 기계(1)의 작업 시간을 측정한다. 제어 유닛(9)은 팬(85)의 동작 구성을 온도 신호(901B) 및 기계(1)의 작업 시간의 함수로서 변경한다. 제어 유닛(9)은 팬(85)의 회전 속도(v)를 온도 신호(901B) 및 기계(1)의 작업 시간의 함수로서 변경한다. 보다 구체적으로, 팬의 회전 속도(v)는 동작 시간이 증가함에 따라 증가한다.

Claims (14)

  1. 액체 또는 반액체 식품을 처리하기 위한 기계(1)로서,
    - 분배될 제품을 수용하고 제품을 분배하기 위한 입구(4)를 갖춘 수용 요소(3);
    - 상기 수용 요소(3)의 내부에 장착되고 교반 축(M)을 중심으로 회전하여 분배될 제품을 교반하는 교반기(6);
    - 전동 모터에 의해 정의되고 교반기(6)에 연결되어 교반기가 교반 축(M)을 중심으로 회전하도록 설정되는 제 1 액추에이터(7);
    - 열교환기 유체를 순환 방향(V)으로 순환시키도록 구성된 회로(8')를 포함하는 냉동 시스템(8) - 상기 회로(8')는 수용 요소(3)와 연관된 증발기(84), 순환 방향(V)으로 증발기(84)의 하류에 위치된 압축기(81), 압축기(81)의 하류에 위치한 응축기(82), 및 응축기(82)와 증발기(84) 사이에 위치한 감압 요소를 포함함 -;
    - 회전축을 중심으로 회전하여 공기 흐름(F)을 냉동 시스템(8)의 응축기(82) 쪽으로 강제로 보내는 팬(85);
    - 상기 팬(85)에 연결되어 상기 팬을 속도 신호(902A)를 통해 제어하고, 또한 교반기(6)에 연결되어 상기 교반기를 회전 구동하고 압축기(81)에 연결되어 상기 압축기를 구동하는 제어 유닛(9)을 포함하고,
    상기 기계(1)는 응축 온도(Tc)를 검출하기 위해 열교환기 유체의 순환 방향(V)에서 응축기(82)의 하류에 위치되고, 응축 온도를 나타내는 온도 신호(901B)를 제어 유닛(9)에 전송하도록 구성된 온도 센서(86)를 또한 포함하고, 상기 제어 유닛(9)은 온도 신호(901B)의 함수로서 속도 신호(902A)를 생성하도록 프로그램되는 것을 특징으로 하는, 액체 또는 반액체 식품을 처리하기 위한 기계(1).
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 유닛(9)은 속도 신호(902A)를 통해 팬(85)의 회전 속도(v)를 조절하도록 프로그램되는, 액체 또는 반액체 식품을 처리하기 위한 기계(1).
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제어 유닛(9)은 제 1 임계 온도(Ts1) 이하의 응축 온도(Tc)의 값에 대해 제 1 회전 속도(v1)에서, 그리고 제 1 임계 온도(Ts1)보다 높은 응축 온도(Tc)의 값에 대해 상기 제 1 회전 속도(v1)보다 큰 제 2 회전 속도(v2)에서 팬(85)을 구동하도록 프로그램되는, 액체 또는 반액체 식품을 처리하기 위한 기계(1).
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제어 유닛(9)은 제 1 임계 온도(Ts1)와 제 2 임계 온도(Ts2) 사이의 응축 온도(Tc)의 값에 대해 제 2 회전 속도(v2)로, 그리고 제 2 임계 온도(Ts2)보다 높은 응축 온도(Tc)의 값에 대해 상기 제 2 회전 속도(v2)보다 큰 제 3 회전 속도(v3)에서 팬(85)을 구동하도록 프로그램되는, 액체 또는 반액체 식품을 처리하기 위한 기계(1).
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제어 유닛(9)은 최소 회전 속도(vmin)와 최대 회전 속도(vmax) 사이에서 상기 팬(85)의 회전 속도(v)를 조절하도록 프로그램되는, 액체 또는 반액체 식품을 처리하기 위한 기계(1).
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 온도 센서(86)는 상기 냉동 시스템(8)의 상기 회로(8')를 따라 상기 응축기(82)와 상기 감압 요소 사이에 위치되는, 액체 또는 반액체 식품을 처리하기 위한 기계(1).
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 회로(8')는 열 교환 유체를 포함하고 열 교환 유체를 순환시키도록 구성된 덕트를 포함하고, 상기 온도 센서(86)는 회로(8')의 덕트의 외측 표면과 접촉하여 상기 덕트의 외측 표면의 온도로부터 간접적으로 상기 응축 온도(Tc)를 결정하는, 액체 또는 반액체 식품을 처리하기 위한 기계(1).
  8. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 온도 센서(86)는 상기 열교환기 유체와 직접 접촉하여 상기 응축 온도(Tc)를 직접 결정하는, 액체 또는 반액체 식품을 처리하기 위한 기계(1).
  9. 액체 또는 반액체 식품을 처리하기 위한 방법으로서,
    - 상기 제품이 분배되는 수용 요소(3)에 제품을 보유하는 단계;
    - 상기 수용 요소(3) 내부에서 교반기(6)에 의해 제품을 교반하는 단계;
    - 상기 수용 요소(3)와 연관된 응축기(82), 감압 요소, 압축기(81) 및 증발기(84)를 포함하는 냉동 시스템(8)에 의해 제품을 냉각시키는 단계 - 상기 냉동 시스템 내에서 냉매 유체가 순환 방향(V)으로 순환함 -;
    - 가변 회전 속도(v)로 회전하는 팬(85)에 의해 냉동 시스템(8)의 응축기(82)를 공기로 강제 환기시키는 단계;
    - 제어 유닛(9)에 의해 전송되는 속도 신호(902A)를 통해 팬(85)을 구동시키는 단계를 포함하고, 상기 방법은:
    - 온도 센서(86)에 의해, 상기 냉동 시스템(8)의 응축기(82)의 하류 위치에서 열교환기 유체의 응축 온도를 검출하는 단계;
    - 상기 온도 센서에 의해 검출된 응축 온도(Tc)를 나타내는 온도 신호(901B)를 상기 제어 유닛(9)에 전송하는 단계;
    - 상기 온도 신호(901B)의 함수로서 상기 속도 신호(902A)를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 액체 또는 반액체 식품을 처리하기 위한 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 팬(85)을 구동시키는 단계는 상기 온도 신호(901B)의 함수로서 상기 팬(85)의 회전 속도(v)를 변경시키는 단계를 포함하는, 액체 또는 반액체 식품을 처리하기 위한 방법.
  11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
    상기 응축 온도(Tc)가 제 1 임계 온도(Ts1) 이하일 때, 상기 제어 유닛(9)은 제 1 회전 속도(v1)에서 상기 팬(85)의 회전 속도(v)를 설정하도록 속도 신호를 발생하고, 상기 응축 온도(Tc)가 제 1 임계 온도(Ts1)보다 클 때, 상기 제어 유닛(9)은 상기 제 1 회전 속도(v1)보다 큰 제 2 회전 속도(v2)에서 상기 팬(85)의 회전 속도(v)를 설정하도록 속도 신호를 발생하는, 액체 또는 반액체 식품을 처리하기 위한 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 응축 온도(Tc)가 제 1 임계 온도(Ts1)와 제 2 임계 온도(Ts2) 사이에 있을 때, 상기 제어 유닛(9)은 제 2 회전 속도(v2)에서 상기 팬(85)의 회전 속도(v)를 설정하도록 속도 신호를 발생하고, 상기 응축 온도(Tc)가 제 2 임계 온도(Ts2)보다 클 때, 상기 제어 유닛(9)은 상기 제 2 회전 속도(v2)보다 큰 제 3 회전 속도(v3)에서 상기 팬(85)의 회전 속도(v)를 설정하도록 속도 신호를 발생하는, 액체 또는 반액체 식품을 처리하기 위한 방법.
  13. 제 9 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 검출하는 단계에서, 상기 온도 센서(86)는 응축기(82)의 하류 및 감압 소자의 상류의 위치에서 응축 온도(Tc)를 검출하는, 액체 또는 반액체 식품을 처리하기 위한 방법.
  14. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
    상기 구동시키는 단계에서, 상기 제어 유닛(9)은 최소 회전 속도(vmin)와 최대 회전 속도(vmax) 사이에서 팬(85)의 회전 속도(v)를 무단으로 속도 신호를 통해 조절하는, 액체 또는 반액체 식품을 처리하기 위한 방법.
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