冷菓製造装置
【課題】変体点（凝固点）はミックスの種類によって異なるため、ビータモータの過負荷を防ぐためにはミックスに応じて冷却温度を設定することが求められる。
【解決手段】冷却シリンダ内のミックスを加熱殺菌する加熱殺菌工程と、該加熱殺菌工程後にミックスを所定の温度まで冷却するプルダウン工程とミックスの温度を所定の温度に維持する保冷工程とを実行する冷菓製造装置において、、ビータを駆動するビータモータの通電電流を検出するための電流センサを備え、プルダウン工程においてミックスの温度降下速度が所定の値以内となった後、電流センサが検出するビータモータの通電電流が所定のしきい値以上となった時のミックスの温度を冷却終了温度として記録し、記録した冷却終了温度に基づいて冷却シリンダの冷却を制御する保冷工程を実行する。
【解決手段】冷却シリンダ内のミックスを加熱殺菌する加熱殺菌工程と、該加熱殺菌工程後にミックスを所定の温度まで冷却するプルダウン工程とミックスの温度を所定の温度に維持する保冷工程とを実行する冷菓製造装置において、、ビータを駆動するビータモータの通電電流を検出するための電流センサを備え、プルダウン工程においてミックスの温度降下速度が所定の値以内となった後、電流センサが検出するビータモータの通電電流が所定のしきい値以上となった時のミックスの温度を冷却終了温度として記録し、記録した冷却終了温度に基づいて冷却シリンダの冷却を制御する保冷工程を実行する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
従来よりソフトクリームなどの冷菓を製造するこの種冷菓製造装置では、コンプレッサ、コンデンサ、絞り（減圧装置）及び冷却シリンダとホッパー（ミックスタンク）に装備した冷却器からなる冷却装置を備え、この冷却装置の冷凍サイクルを四方弁により可逆させ（リバース回路）、冷菓製造時には各冷却器に液化冷媒を減圧して流し、冷却シリンダ及びホッパーを冷却すると共に、ミックスや装置の殺菌時にはコンプレッサからの高温冷媒ガス（ホットガス）を各冷却器に導いて放熱させ、冷却器を放熱器として作用させて、冷却シリンダ、ホッパーの加熱を行なっていた。
【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、ホッパーから適宜供給されるミックスを冷却シリンダ内で冷却しながら、ビータによって撹拌し、ソフトクリームなどを製造していた。また、ホッパー内にはインペラ（これもモータにて駆動される）と称されるホッパー撹拌機が設けられており、このインペラを回転させてホッパー内に貯留されたミックスを撹拌することによりミックスの均一化を図っていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実公昭６３−２０３０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
冷却シリンダ内で撹拌されながら冷却されたミックスは変体点（凝固点）に近づくと次第に硬度を増し、それによりミックスを撹拌しているビータの負荷が増加するため、ビータモータの通電電流は上昇することになる。変体点はミックスの種類によって異なるため、ビータモータの過負荷を防ぐためにはミックスに応じて冷却温度を設定することが求められる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、ミックスをビータで撹拌しながら冷却することにより冷菓を製造する冷却シリンダと、該冷却シリンダを冷却する冷却装置と、冷却シリンダ内のミックスの温度を検出するためのシリンダセンサと、該シリンダセンサの出力に基づいて冷却装置による冷却シリンダの冷却を制御する制御装置とを備え、冷却シリンダ内のミックスを加熱殺菌する加熱殺菌工程と、該加熱殺菌工程後にミックスを所定の温度まで冷却するプルダウン工程とミックスの温度を所定の温度に維持する保冷工程とを実行する冷菓製造装置において、ビータを駆動するビータモータの通電電流を検出するための電流センサを備え、制御装置は、プルダウン工程において、シリンダセンサの出力に基づくミックスの温度降下速度が所定の値以内となった後、電流センサが検出するビータモータの通電電流が所定のしきい値以上となった時のミックスの温度を冷却終了温度として記録するとともにプルダウン工程を終了し、プルダウン工程終了後は、記録した冷却終了温度に基づいて冷却シリンダの冷却を制御する保冷工程を実行することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ミックスをビータで撹拌しながら冷却することにより冷菓を製造する冷却シリンダと、該冷却シリンダを冷却する冷却装置と、冷却シリンダ内のミックスの温度を検出するためのシリンダセンサと、該シリンダセンサの出力に基づいて冷却装置による冷却シリンダの冷却を制御する制御装置とを備え、冷却シリンダ内のミックスを加熱殺菌する加熱殺菌工程と、該加熱殺菌工程後にミックスを所定の温度まで冷却するプルダウン工程とミックスの温度を所定の温度に維持する保冷工程とを実行する冷菓製造装置において、ビータを駆動するビータモータの通電電流を検出するための電流センサを備え、制御装置は、プルダウン工程において、シリンダセンサの出力に基づくミックスの温度降下速度が所定の値以内となった後、電流センサが検出するビータモータの通電電流が所定のしきい値以上となった時のミックスの温度を冷却終了温度として記録するとともにプルダウン工程を終了し、プルダウン工程終了後は、記録した冷却終了温度に基づいて冷却シリンダの冷却を制御する保冷工程を実行するので、ミックスに応じた好適な冷却温度を設定でき、これによりビータ及びビータモータの過負荷を解消または軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の冷菓製造装置の実施例としてのソフトクリーム製造装置の内部構成を示す斜視図である。
【図２】図１のソフトクリーム製造装置の冷媒回路図である。
【図３】図１のソフトクリーム製造装置の制御装置のブロック図である。
【図４】図１のソフトクリーム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５】図１のソフトクリーム製造装置の平衡温度制御を説明するタイミングチャートである。
【図６】図１のソフトクリーム製造装置の平衡温度制御におけるフェールセーフ時間と冷却運転開始時の冷却シリンダの温度の関係を説明するタイミングチャートである。
【図７】図１のソフトクリーム製造装置の加熱殺菌運転の殺菌昇温工程を説明するタイミングチャートである。
【図８】図１のソフトクリーム製造装置のコンプレッサ起動時のコンプレッサと均圧弁の制御を説明するタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の冷菓製造装置の実施例としてのソフトクリーム製造装置ＳＭの内部構成を示す斜視図、図２は同ソフトクリーム製造装置ＳＭの冷媒回路図、図３は同ソフトクリーム製造装置ＳＭの制御装置Ｃのブロック図を示している。実施例のソフトクリーム製造装置ＳＭは、例えばバニラソフトクリームやチョコレートソフトクリーム、或いは、その他のシロップ（添加物）を添加したソフトクリームのうちの一種類のソフトクリームを製造販売する装置である。
【００１０】
各図において、１は本体、２は冷菓（ソフトクリーム）の原料であるミックスを貯溜するホッパーであり、ミックス補給時に取り外されるカバーとしてのホッパーカバー３を有すると共に、ホッパー２の周囲に巻回したホッパー冷却器（冷却コイル）４にてミックスは貯蔵保冷される。このホッパー２の周囲は断熱材で断熱されている。また、５はホッパー２内の底面に設けられたホッパー撹拌機としてのインペラであり、このインペラ５は、基本的にはホッパー２にミックスが所定量以上貯留され、前記ホッパー冷却器４に減圧冷媒が供給されて冷却される場合、及び、高温冷媒ガスであるホットガスが供給されて加熱殺菌される場合に撹拌モータ６により回転駆動されると共に、後述する撹拌スイッチ６１からの指示に基づいて回転駆動される。
【００１１】
７はホッパー２にミックスが所定量以上あるか否かを検知するミックス検知装置で、一対の導電極より成り、ミックスが不足し所定量以下であるとミックスを介する導通状態の遮断が検知されて後述する加熱殺菌を行なわないようホットガスの流通停止、又インペラ５を回転させないように構成されている。
【００１２】
８はミックス供給器９によりホッパー２から適宜供給されるミックスをビータ１０により回転撹拌して冷菓を製造する冷却シリンダで、その周囲にシリンダ冷却器１１が配設され、更にその周囲は断熱材で断熱されている。ビータ１０はビータモータ１２、駆動伝達ベルト、減速機１３および回転軸を介して回転される。製造された冷菓（ソフトクリーム）は、フリーザードア１４に配した取出レバー１５を操作するとプランジャー１６が上下動し、図示しない抽出路を開にして取り出される。
【００１３】
次に、ホッパー２および冷却シリンダ８を冷却する冷却装置について図２の冷媒回路図を利用して説明する。１８はロータリタイプのコンプレッサ（ロータリコンプレッサ）、１９はコンプレッサ１８の吐出側に接続され、該コンプレッサ１８からの吐出冷媒を冷却サイクル時（図２中実線矢印で示す）と、加熱サイクル時（図２中破線矢印で示す）とで流路を切り換える三方弁、２０はコンデンシングファン（送風機）１７により空冷されるコンデンサであり、三方弁１９を経て流入する高温・高圧の冷媒ガスを空冷して凝縮・液化し、液化冷媒とする。コンデンシングファン１７は運転されて外気をコンデンサ２０に通風すると共に、コンデンサ２０を経た空気はコンプレッサ１８にも通風されてコンプレッサ１８の空冷も行う。尚、これらコンプレッサ１８、コンデンサ２０、コンデンシングファン１７は機械室ＭＲに設置されている。また、４１はコンデンサ２０の配管途中からコンプレッサ１８内に引き込まれた中間冷却回路であり、コンデンサ２０で空冷された冷媒によりコンプレッサ１８を冷却する作用を奏するものである。
【００１４】
三方弁１９により冷却サイクルとされた冷却運転時、コンデンサ２０で液化した冷媒は、コンデンサ２０の出口側に接続された高圧側配管２１に入り、そこに介設されたデハイドレータ（乾燥器）２３を通過した後、分岐点Ｐ１にて二手に分かれ、一方はシリンダ冷却弁２４を経て、減圧装置としての冷却シリンダ用のキャピラリチューブ２５（内径１．２ｍｍ）に入り、そこで減圧された後、シリンダ冷却器１１に流入し、蒸発気化して冷却シリンダ８を冷却する。そして、他方はホッパー冷却弁２６を経て、前段の減圧装置としてのホッパー用のキャピラリチューブ２７（内径１．２ｍｍ）に入り、そこで減圧された後、ホッパー冷却器４に流入し、同様に蒸発気化してホッパー２を冷却した後、後段の減圧装置としてのキャピラリチューブ２８（内径１．２ｍｍ）を経て出ていく。
【００１５】
そして、冷却シリンダ８及びホッパー２を出た冷媒は、合流点Ｐ２にて合流した後、低圧側配管２２を経てコンプレッサ１８の吸込側に設けられた冷媒液溜めとしてのアキュムレータ３０に入る。このアキュムレータ３０手前の低圧側配管２２には所定容量を有するマフラー３３が介設されており、合流点Ｐ２を経た冷媒はこのマフラー３３内を通過してアキュムレータ３０に至る。そして、このアキュムレータ３０を出た冷媒がコンプレッサ１８の吸込側に吸い込まれる循環を繰り返す（図２の実線矢印）。
【００１６】
ところで、この冷却運転において、良質の冷菓を得るべく冷却シリンダ８及びホッパー２を所定温度に冷却維持する必要がある。そのため、冷却シリンダ８の温度から冷却シリンダ８内のミックスの温度を検出するためのシリンダセンサ３１（図３）を設け、このシリンダセンサ３１により、後に詳述する如き平衡温度制御によりシリンダ冷却弁２４をＯＮ（開）、コンプレッサ１８をＯＮして冷却を行ない、シリンダ冷却弁２４がＯＦＦ（閉）しているときにホッパー冷却弁２６の開／閉とコンプレッサ１８のＯＮ／ＯＦＦを行なわせる。即ち、冷却シリンダ８の冷却が優先する制御とされており、シリンダ冷却弁２４がＯＦＦの条件のもとで、ホッパー冷却弁２６はＯＮとなる。
【００１７】
上述した冷却運転の下で販売が成された後、閉店時には加熱方式によるミックスの殺菌を行なうことになる。この場合には、冷却装置を冷却サイクルから加熱サイクルの運転に切り換える。即ち、三方弁１９を操作して冷媒を破線矢印のように流す。これにより、コンプレッサ１８から吐出された高温・高圧の冷媒ガス、即ち、ホットガスは三方弁１９を経てホットガス回路を構成するホットガス配管４０に入る。このホットガス配管４０はコンデンサ２０から両キャピラリチューブ２５、２７までの高圧側配管２１をバイパスするものであり、このホットガス配管４０に入った冷媒ガスは分岐点Ｐ３にて二手に分かれ、一方はシリンダ用の絞り管３６とシリンダホットガス弁３４を経て、キャピラリチューブ２５の下流側の合流点Ｐ４からシリンダ冷却器１１に流入し、他方はホッパー用の絞り管３７とホッパーホットガス弁３５を経て、キャピラリチューブ２７の下流側の合流点Ｐ５からホッパー冷却器４に流入し、それぞれにおいて放熱作用を生じ、規定の殺菌温度で所定時間、当該冷却シリンダ８及びホッパー２を加熱する（図２に破線矢印で示す）。
【００１８】
尚、前記各絞り管３６、３７の内径は前記キャピラリチューブ２５、２７、２８よりも大きく、その他の冷媒回路内の配管の内径よりも小さい（狭い）、例えば２ｍｍとされている。
【００１９】
シリンダ冷却器１１で放熱した後、当該シリンダ冷却器１１から出た液化冷媒と、ホッパー冷却器４で放熱した後、キャピラリチューブ２８を経た液化冷媒とは前述同様に合流点Ｐ２にて合流し、低圧側配管２２に入り、マフラー３３、アキュムレータ３０を経てコンプレッサ１８に戻る。３８は冷却シリンダ８の加熱温度を検知する殺菌・保冷センサ（図３）で、ミックスに対して規定の殺菌温度が維持されるように予め定めた所定範囲の上限、下限の設定温度値でシリンダホットガス弁３４及びコンプレッサ１８をＯＮ、ＯＦＦ制御する。
【００２０】
また、ホッパー２の加熱制御はホッパー２の温度からホッパー２内のミックスの温度を検出するためのホッパーセンサ３２が兼用され、冷却シリンダ８に設定した同一の設定温度値でホッパーホットガス弁３５及びコンプレッサ１８のＯＮ、ＯＦＦ制御が行なわれるように構成されている。また、前述した殺菌・保冷センサ３８は、加熱殺菌後に冷却に移行し、翌日の販売時点まである程度の低温状態、即ち、保冷温度（＋８℃〜＋１０℃程度）に維持するようコンプレッサ１８のＯＮ、ＯＦＦ制御及びシリンダ冷却弁２４、ホッパー冷却弁２６のＯＮ、ＯＦＦ制御をする。
【００２１】
また、４４は電装ボックス、そして４５は前ドレン受けである。更に、５５は給水栓で、ミックス洗浄時にホッパー２や冷却シリンダ８に給水するために用いられる。更にまた、４２はアキュムレータ３０とマフラー３３の間の低圧側配管２２と、コンデンサ２０とデハイドレータ２３の間の高圧側配管２１との間を連通することにより、コンプレッサ１８及びコンデンサ２０をバイパスする均圧配管であり、この均圧配管４２にはコンプレッサ１８の過負荷防止に用いられる均圧弁４３が介設されている。
【００２２】
図３において、制御装置Ｃは前記電装ボックス４４内に収納された基板上に構成され、汎用のマイクロコンピュータ４６を中心として設計されており、このマイクロコンピュータ４６には前記シリンダセンサ３１、ホッパーセンサ３２、殺菌・保冷センサ３８の出力が入力され、マイクロコンピュータ４６の出力には、前記コンプレッサ１８のコンプレッサモータ１８Ｍ、ビータモータ１２、撹拌モータ６、シリンダ冷却弁２４、シリンダホットガス弁３４、ホッパー冷却弁２６、ホッパーホットガス弁３５、三方弁１９、均圧弁４３、コンデンシングファン１７のファンモータ１７Ｍが接続されている。
【００２３】
また、この図において４７はコンプレッサモータ１８Ｍの通電電流を検出する電流センサ（変流器）、４８はビータモータ１２の通電電流を検出する電流センサ（変流器）であり、何れの出力もマイクロコンピュータ４６に入力されている。また、５１は抽出スイッチであり、取出レバー１５の操作によって開閉されると共に、その接点出力はマイクロコンピュータ４６に入力されている。５６はコンデンサ２０の温度を検出するＣＴセンサであり、その出力もマイクロコンピュータ４６に入力されている。このＣＴセンサ５６はコンデンサ２０に取り付けられており、コンデンサ２０の温度はソフトクリーム製造装置ＳＭ周囲の外気温度に影響される関係上、ＣＴセンサ５６の出力からマイクロコンピュータ４６は外気温度を判断することができる。即ち、ＣＴセンサ５６は実質的に外気温度を検出することになる。
【００２４】
また、５３は同じく平衡温度制御において当該平衡温度制御の開始を許可する制御開始温度を変更するための制御開始温度設定ボリュームであり、何れの出力もマイクロコンピュータ４６に入力されている。更に、５２はマイクロコンピュータ４６に冷却運転を指示する冷却運転スイッチを含むキー入力回路であり、このキー入力回路５２にはその他各種運転を指令するための各種スイッチが含まれる。
【００２５】
このキー入力回路５２はソフトクリーム製造装置ＳＭの図示しない操作パネルに配設され、制御開始温度設定ボリューム５３は制御装置Ｃの基板に取り付けられている。更にまた、マイクロコンピュータ４６の出力には警報などの各種表示動作を行うためのＬＥＤ表示器５４も接続されている。
【００２６】
以上の構成で、図４〜図８を参照してソフトクリーム製造装置ＳＭの動作を説明する。実施例のソフトクリーム製造装置ＳＭが運転開始されると、冷却運転（冷却工程、デフロスト工程）、加熱殺菌・保冷運転（殺菌昇温工程、殺菌保持工程、保冷プルダウン工程、保冷保持工程）の各運転を実行する。図４のタイミングチャートはプルダウンが終了した後の冷却運転中の冷却シリンダ８やホッパー２の温度と各機器の動作を示し、図５は後述する平衡温度制御に関するタイミングチャートを示している。
【００２７】
（１）冷却運転
先ず、冷却運転について説明する。前記キー入力回路５２に設けられた冷却運転スイッチが操作されると、マイクロコンピュータ４６は冷却運転の冷却工程を開始する。
【００２８】
（１−１）冷却工程
この冷却工程でマイクロコンピュータ４６は、コンプレッサ１８（コンプレッサモータ１８Ｍ）を運転し、三方弁１９は前記冷却サイクルとする。そして、シリンダ冷却弁２４をＯＮ（開）、ホッパー冷却弁２６をＯＦＦ（閉）、シリンダホットガス弁３４およびホッパーホットガス弁をＯＦＦとする。また、ビータモータ１２によりビータ１０を回転させる。また、冷却運転中、コンデンシングファンモータ１７Ｍはコンプレッサモータ１８Ｍにほぼ同期して運転される。
【００２９】
これにより、前述した如く冷却シリンダ８内のミックスはシリンダ冷却器１１により冷却され、ビータ１０により撹拌される。次に、マイクロコンピュータ４６はシリンダセンサ３１の出力に基づき、冷却シリンダ８内の現在のミックス温度が前記制御開始温度（デフォルトでは例えば−１℃。図５）以上か否か判断する。そして、ミックスの温度が依然制御開始温度以上の場合には、引き続き冷却動作を継続する。
【００３０】
（１−１−１）平衡温度制御
係る冷却動作によって冷却シリンダ８内のミックスの温度が前述した制御開始温度まで低下すると、マイクロコンピュータ４６はシリンダセンサ３１の出力に基づき、以下に説明する平衡温度制御を開始する（図５）。この平衡温度制御でマイクロコンピュータ４６は、ｔ秒（例えば２０秒〜４０秒の間の時間で設定される）経過する間のミックスの温度降下がＴ℃（例えば０．１℃〜０．２℃の間の値で設定される）以内か否か判断する。即ち、冷却シリンダ８内のミックスの温度降下速度が所定の値以内となったか否かを判断する。
【００３１】
そして、温度降下速度が所定の値より大きい場合には冷却動作を継続し、冷却シリンダ８内のミックスを撹拌しながら冷却して行く。ここで、ミックスの温度は冷却の進行によって低下して行き、当該ミックス固有の変体点（凝固点）に近づくとその温度降下は徐々に緩慢となる。そして、前記ｔ秒間における温度降下（現在ミックス温度とｔ秒前の温度との差）が前記Ｔ℃以内となったら、マイクロコンピュータ４６は電流センサ４８の出力に基づき、ビータモータ１２の通電電流が所定のしきい値以上となっているか否か判断する。
【００３２】
冷却シリンダ８内で撹拌されながら冷却されたミックスは、販売に供せる冷菓となると所定の硬度を有するようになる。そして、この冷菓（ソフトクリーム）の硬度により、それを撹拌しているビータ１０の負荷が増加するため、ビータモータ１２の通電電流は上昇することになる。
【００３３】
そして、ビータモータ１２の通電電流がしきい値を越えていれば、マイクロコンピュータ４６は現在のミックスの温度を冷却終了温度（ＯＦＦ点温度）にセットし、冷却停止を行う。即ち、この冷却停止ではマイクロコンピュータ４６はシリンダ冷却弁２４をＯＦＦし、代わりにホッパー冷却弁２６をＯＮする。これにより、冷却シリンダ８の冷却は停止され、ホッパー冷却弁２６のＯＮにより、今度はホッパー２の冷却が行われるようになる（図４）。これでプルダウンは終了する。
【００３４】
そして、マイクロコンピュータ４６はシリンダセンサ３１の出力に基づき、現在のミックス温度が前記冷却終了温度（ＯＦＦ点温度）＋０．５℃以上に上昇したか否か判断する。上昇していなければホッパー２の冷却制御を継続する。即ち、マイクロコンピュータ４６はホッパーセンサ３２の出力に基づき、ホッパー２の温度も所定の温度以下に冷却されている場合には、ホッパー冷却弁２６もＯＦＦすると共に、この場合にはコンプレッサ１８も停止する。尚、実施例ではホッパー冷却弁２６は１０℃でＯＮ、８℃でＯＦＦされる。
【００３５】
ミックス（冷菓）の温度が上昇して冷却終了温度（ＯＦＦ点温度）＋０．５℃以上となると、マイクロコンピュータ４６は前述同様に冷却シリンダ８の冷却を開始することになる。
【００３６】
（１−１−２）平衡温度制御の制御開始温度の変更
ここで、前述した平衡温度制御の開始を許可する制御開始温度は、ソフトクリーム製造装置ＳＭを設置した直後のように、冷却シリンダ８内のミックスの温度が高い段階で温度降下速度が緩慢な状態において平衡温度制御が開始されることを回避するために設けられている。即ち、或る程度冷却シリンダ８内のミックスの温度が低下（通常０℃以下）した段階から平衡温度制御を開始させることを目的として設定されるものである。
【００３７】
しかしながら、ミックスによっては（例えば複数種のミックスが混合された場合等）、変体点が二カ所或いはそれ以上発生する場合がある。例えば、−２℃と−５℃の二カ所に変体点が存在するミックスの場合、ミックスの温度降下は図５に一点鎖線で示すような状況となるが、前述した−１℃に制御開始温度が固定されていると、−１℃を通過した後に平衡温度制御が開始され、高い方の−２℃の変体点で冷却停止が行われてしまうことになる。この場合、高い方の変体点でミックス内の一部の成分は凝固し始めるため、ビータモータ１２の通電電流もしきい値以上となってしまうが、全体としては販売に供せる硬度には達しない。
【００３８】
そこで、図３に示すような制御開始温度設定ボリューム５３を設ける。そして、前述したような変体点を有するミックスを使用する場合には、この制御開始温度設定ボリューム５３を操作し、デフォルトの−１℃から図５に矢印で示すように例えば−３℃に制御開始温度を低下させる。この変更に基づき、マイクロコンピュータ４６は前述した−２℃の変体点では平衡温度制御を実行しなくなり、これを通過した−３℃より低い−５℃の変体点で平衡温度制御により冷却停止を行うようになる。これにより、ミックスを最終的な変体点まで冷却し、販売に供することができる良好な硬さを作り出すことができるようになる。
【００３９】
尚、上述した例では制御開始温度を下げる場合について説明したが、上げる場合もあり得る。例えば、変体点がデフォルトよりも高い場合、或いは、それに近い場合には、変体点を過ぎても平衡温度制御が行われなくなり、冷却が継続されてしまう。その場合には制御開始温度設定ボリューム５３を操作して、制御開始温度を上げる（例えば０℃等）ことになる。
【００４０】
（１−１−３）平衡温度制御のフェールセーフ時間１
ここで、平衡温度制御は前述したように冷却シリンダ８内のミックスの温度降下速度に基づいて達成されるものであるため、何らかの要因により前記ｔ秒間における温度降下の計測或いは算出に失敗した場合、或いはビータモータ１２の通電電流の検出に失敗した場合などには、冷却停止が行われず、冷却装置のシリンダ冷却器１１は連続して冷却されることになる。そのような場合、当然に冷却シリンダ８内のミックスは凍結してしまう。
【００４１】
そのため、マイクロコンピュータ４６は前記キー入力回路５２に設けられた冷却運転スイッチが操作されてコンプレッサ１８が起動され、シリンダ冷却器１１による冷却シリンダ８の冷却が開始されてから所定のフェールセーフ時間（例えば１５分経過）をカウントし、当該フェールセーフ時間が経過した場合、強制的に冷却停止を実行するようにプログラムされている。これは通常の場合、１５分もあれば冷菓は製造できるとの経験則に基づくものである。
【００４２】
しかしながら、例えば後述する加熱殺菌が行われた後、ソフトクリーム製造装置ＳＭの運転が一旦停止され、再度冷却運転スイッチが操作された場合等には、冷却シリンダ８内のミックスの温度が極めて高い状況から冷却運転が開始されることになる。このような場合にも前述した１５分のフェールセーフ時間の経過で冷却停止が行われてしまうと、１５分では充分にミックスの温度が下がらずに冷菓を製造できなくなる問題がある。
【００４３】
そこで、マイクロコンピュータ４６はシリンダセンサ３１の出力（殺菌・保冷センサ３８でも良い）に基づき、前記冷却運転スイッチが操作された時点（冷却運転開始時点）での冷却シリンダ８内のミックスの温度に基づいて、フェールセーフ時間を変更する。即ち、マイクロコンピュータ４６は図６に示すグラフのように、冷却シリンダ８内のミックスの温度（シリンダ温度（冷却シリンダ８の温度））が高い程、フェールセーフ時間を長くするように変更する。これにより、前述したようにミックスの温度が高い状況下で冷却運転が開始された場合等には、例えばフェールセーフ時間が２０分或いはそれ以上に延長されることになり、ミックスは更に長く冷却されるので、冷却シリンダ８の不必要な冷却による凍結を回避しながら、販売に供せる硬さの冷菓を確実に製造できるようになる。
【００４４】
（１−１−４）平衡温度制御のフェールセーフ時間２
尚、上記のように冷却運転スイッチが操作された時点の冷却シリンダ８内のミックスの温度でフェールセーフ時間を変更する場合の他、フェールセーフ時間は固定とし、それのカウントを開始する温度を規定しても良い。即ち、その場合、マイクロコンピュータ４６は図５に示すように、例えば１０℃〜２０℃のうちの何れかの温度で設定される所定のカウント開始温度までシリンダセンサ３１（或いは殺菌・保冷センサ３８）の出力に基づく冷却シリンダ８内のミックスの温度が低下した時点から、１５分のフェールセーフ時間のカウントを開始する。
【００４５】
係る構成によれば、前述した加熱殺菌直後のミックス温度が高い状態でフェールセーフ時間のカウントが開始されることが無くなり、常に一点のカウント開始温度でフェールセーフ時間のカウントが開始されるようになるので、冷却運転開始時の冷却シリンダ８内のミックスの温度に影響されずにフェールセーフ時間を機能させることができるようになる。これにより、同様に冷却シリンダ８の不必要な冷却による凍結を回避しながら、確実な冷菓製造を実現できることになる。
【００４６】
（１−２）デフロスト工程
次に、前述したデフロスト工程について説明する。冷却運転中にキー入力回路５２に設けられた図示しないデフロストスイッチが操作されると、マイクロコンピュータ４６は三方弁１９を加熱サイクルに切り換え、シリンダホットガス弁３４のＯＮ、ＯＦＦ制御を行い、ホットガスにて冷却シリンダ８を加温し、ミックスを所定温度（５℃）に昇温させる。その後マイクロコンピュータ４６は三方弁１９を冷却サイクルに戻し、引き続き冷却運転を行ない、再びミックスを冷却工程を行う。
【００４７】
（１−３）インペラの制御１
マイクロコンピュータ４６は、上記においてホッパー冷却弁２６を開き、キャピラリチューブ２７を介してホッパー冷却器４に冷媒を流している期間中（ホッパー２が冷却されている間）、撹拌モータ６を駆動し、インペラ５を回転させる。これにより、ホッパー２内に貯留されたミックスに不均一な温度分布が生じることを防止しており、これがマイクロコンピュータ４６によるインペラ５の基本的な駆動制御とされている（図４）。
【００４８】
また、ホッパー２内にシロップのような添加物を投入し、ミックスに混合してバリエーションを付けたソフトクリームを製造販売する場合には、ホッパーカバー３を開けてシロップをホッパー２内に投入した後、撹拌スイッチ６１を操作する。マイクロコンピュータ４６はこの撹拌スイッチ６１が操作されると、その時点から所定時間（例えば６０秒間）撹拌モータ６を駆動してインペラ５を回転させる。これは上記のようにホッパー冷却器４に冷媒が供給されているか否かに関わらず強制的に実行される。これにより、ホッパー２内に投入されたシロップとミックスは円滑に混合される。
【００４９】
即ち、撹拌スイッチ６１を操作してマイクロコンピュータ４６に指示することで、任意にインペラ５を回転駆動させることができる。これにより、係るシロップの投入時以外にも、例えば外気温等の影響によりホッパー冷却器４に比較的長い時間冷媒が供給されずにインペラ５が回転せず、ホッパー２内のミックスの撹拌状態が悪化していることを使用者が気づいたときにも、撹拌スイッチ６１によりインペラ５を強制的に回転駆動させてホッパー２内のミックスを撹拌し、温度分布を均一にすることができるようになり、利便性の向上とミックスの保冷貯蔵性能の改善を図ることが可能となる。
【００５０】
また、撹拌スイッチ６１による指示操作に基づき、インペラ５は所定時間回転駆動された後、停止するので、撹拌スイッチ６１により開始されたインペラ５の回転が所定時間後に自動的に終了されるようになり、インペラ５を停止するための操作が不要となる。
【００５１】
（１−４）インペラの制御２
尚、上記では撹拌スイッチ６１を使用者が操作することでインペラ５を回転させるようにしたが、ホッパー２の開口縁部にホッパーカバー３の開閉を検出するホッパーカバースイッチを設け、このホッパーカバースイッチがホッパーカバー３の閉塞を検出した場合に、インペラ５の回転駆動指示がマイクロコンピュータ４６に入力されるようにしてもよい。
【００５２】
その場合には、ホッパーカバー３を開けてシロップ等の添加物をホッパー２内に投入した後、再びホッパーカバー３にてホッパー２の開口を閉じれば、それをホッパーカバースイッチが検出して自動的にインペラ５が回転駆動されて添加物とミックスとを混合するようになるので、操作性が著しく向上する。
【００５３】
（１−５）インペラの制御３
また、前述したように外気温が低いときなどには、ホッパー冷却器４に冷媒が長時間流れない状態となる。そのような状況では使用者が気付かない限り、基本的にインペラ５も回転されないので、ホッパー２内は長時間撹拌されない状況となり、ホッパー２内のミックスに不均一な温度分布が生じると共に、ミックスによっては分離を引き起こす危険性もある。
【００５４】
そこで、マイクロコンピュータ４６はインペラ５を回転させる撹拌モータ６の駆動が停止している状態が所定時間（例えば５分間）継続された場合（図４に示す停止時間）、ホッパー冷却器４への冷媒供給の如何に関わらず、所定時間（例えば６０秒間）撹拌モータ６を駆動してインペラ５を強制的に回転させる。これにより、係る長時間インペラ５が回転しない状況が継続されることによる不均一な温度分布の発生等の不都合を未然に回避する。また、所定時間（６０秒）のみ回転させるので、この時間をホッパー２内のミックスが泡立たない値とすることで、必要以上の撹拌でホッパー２内のミックスを泡立たせる不都合も生じない。
【００５５】
（２）加熱殺菌・保冷運転
次に、加熱殺菌・保冷運転（殺菌昇温工程、殺菌保持工程、保冷プルダウン工程、保冷保持工程）について説明する。前記キー入力回路５２の図示しない殺菌スイッチが操作されると、ミックス切れの無い条件の下でマイクロコンピュータ４６は加熱殺菌・保冷運転を開始する。
【００５６】
（２−１）殺菌昇温工程
即ち、マイクロコンピュータ４６は、三方弁１９により冷媒回路を冷却サイクルから前記加熱サイクルに切り換える。これにより、コンプレッサ１８から吐出された高温・高圧の冷媒ガス（ホットガス）がホットガス配管４０のシリンダホットガス弁３４及びホッパーホットガス弁３５を経てシリンダ冷却器１１及びホッパー冷却器４に供給され、冷却シリンダ８及びホッパー２内のミックスは加熱されて、温度が上昇していく。
【００５７】
シリンダ冷却器１１で放熱した冷媒は合流点Ｐ２に至る。また、ホッパー冷却器４で放熱した冷媒はキャピラリチューブ２８で減圧された後、合流点Ｐ２でシリンダ冷却器１１からの冷媒と合流する。その後、低圧側配管２２に入り、マフラー３３、アキュムレータ３０を順次経てコンプレッサ１８に吸い込まれる。
【００５８】
（２−２）殺菌保持工程
そして、上記殺菌昇温工程が終了すると、今度は殺菌・保冷センサ３８およびホッパーセンサ３２の出力に基づき、マイクロコンピュータ４６はコンプレッサ１８、シリンダホットガス弁３４、ホッパーホットガス弁３５をＯＮ、ＯＦＦ制御して、冷却シリンダ８、ホッパー２とも＋６９℃〜＋７２℃の加熱温度範囲で約４０分保持する。このとき、マイクロコンピュータ４６が何れかのホットガス弁３４、３５が開放されたときにコンプレッサ１８を運転し、両ホットガス弁３４、３５が閉じられているときはコンプレッサ１８を停止する制御を実行する。
【００５９】
（２−３）ホットガス弁の制御
ここで、従来の一般的冷菓製造装置では冷媒回路がリバースサイクルとなっているため、上述の殺菌昇温及び殺菌保持工程でシリンダ冷却器１１やホッパー冷却器４を出た冷媒は、減圧され、コンデンサで蒸発した後、コンプレッサに帰還するが、図２の冷却装置ではシリンダ冷却器１１やホッパー冷却器４を出た比較的温度の高い冷媒がそのまま（即ち、コンデンサで蒸発すること無く）コンプレッサ１８に吸い込まれることになる。そのため、そのままではコンプレッサ１８が過負荷となり易く、コンプレッサモータ１８Ｍに流れる電流が異常に上昇するようになる。
【００６０】
これを解消するためにマイクロコンピュータ４６は図７に示すようにホットガス回路４０のシリンダホットガス弁３６を制御する。即ち、前述の殺菌昇温工程の当初マイクロコンピュータ４６はシリンダホットガス弁３６とホッパーホットガス弁３５を開き（ＯＮ）、両冷却器１１、４にホットガスを流していく。ここで、冷却シリンダ８を強力に冷却しなければならない関係上、シリンダ冷却器１１の長さはホッパー冷却器４よりも長く設定されている。そのため、冷却シリンダ８の温度はホッパー２よりも早く上昇していく。
【００６１】
そして、マイクロコンピュータ４６は電流センサ４７の出力に基づき、コンプレッサモータ１８Ｍに流れる電流値が所定の設定値（上）（この場合の上限値。後述する均圧弁４３の制御に係る上限設定値（上限値）よりも低い値とする。）まで上昇したら、シリンダホットガス弁３４を閉じ（ＯＦＦ）、シリンダ冷却器１１へのホットガスの供給を停止する。これにより、コンプレッサ１８の負荷は軽減されるので、コンプレッサモータ１８Ｍに流れる電流は低下していく。また、冷却シリンダ８の温度上昇は停止する。そして、所定の設定値（下）（この場合の下限値）まで低下したら、再びシリンダホットガス弁３４を開き（ＯＮ）、シリンダ冷却器１１へのホットガスの供給を再開する。そのため、冷却シリンダ８は再び温度上昇していく。この間、ホッパーホットガス弁３５は開放（ＯＮ）状態が維持され、ホッパー２は継続して温度上昇していく。以後、これを繰り返して冷却シリンダ８とホッパー２を昇温させていく（図７）。
【００６２】
このように、コンプレッサモータ１８Ｍへの通電電流が所定の設定値（上）に上昇した場合、ホッパー２よりも温度が早く上昇する冷却シリンダ８のシリンダ冷却器１１へのホットガスの供給を停止するようにしたので、冷却シリンダ８とホッパー２をほぼ平等に昇温させて加熱殺菌運転時の殺菌昇温工程を支障なく行いながら、コンプレッサモータ１８Ｍに過大電流が流れて巻線焼損を引き起こすなどの不都合の発生を未然に回避することができるようになる。
【００６３】
（２−４）ホットガス回路の絞り管及び低圧側配管のマフラー
また、前述したように図２の冷却装置ではシリンダ冷却器１１やホッパー冷却器４を出た比較的温度の高い冷媒がコンデンサで蒸発すること無く、コンプレッサ１８に吸い込まれることになるので、戻り冷媒の温度の影響で、そのままではコンプレッサ１８の温度が異常に上昇してしまう。
【００６４】
これを解消するためにホットガス回路４０に絞り管３６、３７が設けられている。即ち、各絞り管３６、３７の内径は前述したようにキャピラリチューブ２５、２７、２８よりは大きいものの、その他の冷媒回路内の配管の内径よりは小さくされているので（例えば内径２ｍｍ）、加熱サイクル時に冷媒回路を流れる冷媒の循環量は冷却サイクル時に比して削減される。これにより、コンプレッサ１８の異常温度上昇が防止若しくは抑制される。
【００６５】
また、前述したようにホッパー冷却器４の配管長はシリンダ冷却器１１よりも短い。従って、ホッパー冷却器４を流れる高温冷媒の流速はシリンダ冷却器１１を流れる高温冷媒の流速より配管長が短い分、配管抵抗が小さく速くなっている。そのため、特に、前述した如くシリンダホットガス弁３４を閉じ、ホッパー冷却器４にのみホットガスを流している状態において、ホッパー冷却器４から出た冷媒がアキュムレータ３０に入ると、流速が速いために膨張して騒音を発生する。
【００６６】
そのため、低圧側配管２２にマフラー３３を設け、ホットガス流の脈動圧を減衰している。即ち、このマフラー３３を通過する過程でホッパー冷却器４（及びシリンダ冷却器１１）から出た冷媒の脈動圧が低下するので、その後アキュムレータ３０に入っても騒音は生じず、或いは、極めて小さくなる。
【００６７】
このような殺菌昇温および殺菌保持の工程はＬＥＤ表示器５４の殺菌ＬＥＤにて表示され、殺菌保持工程が終了すると、マイクロコンピュータ４６は保冷プルダウン工程に移行する。この保冷移行もＬＥＤ表示器５４にて表示される。
【００６８】
（２−５）保冷プルダウン工程
殺菌保持工程から引き続く保冷プルダウン工程では、三方弁１９にて冷媒回路は冷却サイクルに切り換えられ、所定時間以内に所定温度以下となる条件のもと、冷却シリンダ８、ホッパー２の温度を＋８℃〜＋１０℃の温度範囲まで冷却する。そして、その後保冷工程に移行し、保冷工程ではこの温度を維持するように殺菌・保冷センサ３８及びホッパーセンサ３２の出力に基づき、マイクロコンピュータ４６はコンプレッサモータ１８Ｍ、コンデンシングファンモータ１７Ｍ、シリンダ冷却弁２４、ホッパー冷却弁２６をＯＮ、ＯＦＦ制御する。
【００６９】
（３）均圧弁の制御
以上説明した運転状態において、冷菓販売の繁忙期にはコンプレッサ１８は頻繁に運転（ＯＮ）−停止（ＯＦＦ）されることになる。コンプレッサ１８の起動時に吐出側と吸込側との圧力差（高低圧差）が大きいと負荷が過大となる。そこで、マイクロコンピュータ４６は図４に示すように、コンプレッサ１８を起動する場合、均圧弁４３を一旦所定時間（例えば２秒間）開放（ＯＮ）した後、閉（ＯＦＦ）じてからコンプレッサモータ１８Ｍに通電してコンプレッサ１８を起動する制御を実行する。このようにコンプレッサ１８の起動前に均圧弁４３が開放されることで、冷媒回路の高圧側配管２１（高圧側）と低圧側配管２２（低圧側）とが連通され、圧力差が解消若しくは縮小されるので、コンプレッサ１８の吐出側と吸込側の圧力差も解消若しくは縮小され、起動時の負荷が軽減される。
【００７０】
しかしながら、運転状態やソフトクリーム製造装置ＳＭが設置された環境によっては、起動前に均圧弁４３を開放しても起動時のコンプレッサ１８の負荷が大きくなり、コンプレッサモータ１８Ｍに通電される電流値が異常に上昇してしまう場合がある。
【００７１】
そこで、マイクロコンピュータ４６はコンプレッサ１８の起動後、電流センサ４７の出力に基づき、図８に示す如くコンプレッサモータ１８Ｍに流れる電流値が所定の上限設定値（例えば、８Ａ等のこの場合の上限値。前述したシリンダホットガス弁３４の制御に係る設定値（上）（上限値）よりも高い値とする。）まで上昇し、その状態が所定時間（例えば３秒間）継続した場合、コンプレッサ１８を停止する。そして、所定時間（例えば３０秒〜１分）均圧弁４３を開放した（ＯＮ）後、閉（ＯＦＦ）じてから再度コンプレッサ１８を起動する。
【００７２】
前述同様均圧弁４３を開放することで、冷媒回路の高圧側配管２１（高圧側）と低圧側配管２２（低圧側）とが連通されて圧力差が解消されるので、コンプレッサ１８の吐出側と吸込側の圧力差も解消され、起動時の負荷が軽減される。
【００７３】
尚、コンプレッサモータ１８Ｍに流れる電流値が上限設定値に達した状態が所定時間継続した場合にコンプレッサ１８を停止するようにしたのは、起動時の瞬時的なピーク電流によって停止してしまうことを回避するためである。また、再起動後、再びコンプレッサモータ１８Ｍの電流値が上限設定値に上昇し、その状態が所定時間（３秒）継続された場合には、再びコンプレッサ１８を停止し、均圧弁４３を所定時間（３０秒）開放した後、閉じてからコンプレッサ１８を再起動する動作を繰り返す。
【００７４】
このように、コンプレッサ１８の起動時、コンプレッサモータ１８Ｍへの通電電流が所定の上限設定値に上昇した場合、コンプレッサ１８を停止し、均圧弁４３を所定時間開放してから閉じ、再びコンプレッサ１８を起動するようにしたので、冷媒回路の高低圧差に起因するコンプレッサ１８の起動負荷を確実に解消し、コンプレッサモータ１８Ｍに過大電流が流れて巻線焼損を引き起こす不都合を回避しながら、支障なくコンプレッサ１８を起動させることができるようになる。
【００７５】
ここで、上述した通電電流値の上昇によるコンプレッサ１８の停止と再起動が何度も繰り返される場合、コンプレッサ１８若しくは冷媒回路の他の機器、電流センサ４７の故障などの原因も考えられる。そこで、係る通電電流値の上昇によるコンプレッサ１８の停止回数が所定回数（例えば３回）に達した場合、マイクロコンピュータ４６はＬＥＤ表示器５４に所定の警報表示を行い、ソフトクリーム製造装置ＳＭに異常が発生して点検が必要であることを警告する。これにより、係る異常発生時に迅速なメンテナンスを促すことができるようになる。
【００７６】
尚、上記実施例では冷却装置にコンデンシングファン１７により空冷されるコンデンサ２０を用いたが、水道水を流して冷却される水冷式のコンデンサでも本発明は有効である。
【符号の説明】
【００７７】
ＳＭ ソフトクリーム製造装置（冷菓製造装置）
１ 本体
２ ホッパー
４ ホッパー冷却器
５ インペラ
６ 撹拌モータ
８ 冷却シリンダ
１０ ビータ
１１ シリンダ冷却器
１２ ビータモータ
１８ コンプレッサ
１８Ｍ コンプレッサモータ
１９ 三方弁
２０ コンデンサ
２１ 高圧側配管
２２ 低圧側配管
２４ シリンダ冷却弁
２５、２７ キャピラリチューブ
２６ ホッパー冷却弁
３０ アキュムレータ
３１ シリンダセンサ
３２ ホッパーセンサ
３３ マフラー
３４ シリンダホットガス弁
３５ ホッパーホットガス弁
３６、３７ 絞り管
４０ ホットガス配管（ホットガス回路）
４２ 均圧配管
４３ 均圧弁
４６ マイクロコンピュータ
４７、４８ 電流センサ
５１ キー入力回路
５３ 制御開始温度設定ボリューム
５４ ＬＥＤ表示器（警報手段）
６１ 撹拌スイッチ
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
従来よりソフトクリームなどの冷菓を製造するこの種冷菓製造装置では、コンプレッサ、コンデンサ、絞り（減圧装置）及び冷却シリンダとホッパー（ミックスタンク）に装備した冷却器からなる冷却装置を備え、この冷却装置の冷凍サイクルを四方弁により可逆させ（リバース回路）、冷菓製造時には各冷却器に液化冷媒を減圧して流し、冷却シリンダ及びホッパーを冷却すると共に、ミックスや装置の殺菌時にはコンプレッサからの高温冷媒ガス（ホットガス）を各冷却器に導いて放熱させ、冷却器を放熱器として作用させて、冷却シリンダ、ホッパーの加熱を行なっていた。
【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、ホッパーから適宜供給されるミックスを冷却シリンダ内で冷却しながら、ビータによって撹拌し、ソフトクリームなどを製造していた。また、ホッパー内にはインペラ（これもモータにて駆動される）と称されるホッパー撹拌機が設けられており、このインペラを回転させてホッパー内に貯留されたミックスを撹拌することによりミックスの均一化を図っていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実公昭６３−２０３０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
冷却シリンダ内で撹拌されながら冷却されたミックスは変体点（凝固点）に近づくと次第に硬度を増し、それによりミックスを撹拌しているビータの負荷が増加するため、ビータモータの通電電流は上昇することになる。変体点はミックスの種類によって異なるため、ビータモータの過負荷を防ぐためにはミックスに応じて冷却温度を設定することが求められる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、ミックスをビータで撹拌しながら冷却することにより冷菓を製造する冷却シリンダと、該冷却シリンダを冷却する冷却装置と、冷却シリンダ内のミックスの温度を検出するためのシリンダセンサと、該シリンダセンサの出力に基づいて冷却装置による冷却シリンダの冷却を制御する制御装置とを備え、冷却シリンダ内のミックスを加熱殺菌する加熱殺菌工程と、該加熱殺菌工程後にミックスを所定の温度まで冷却するプルダウン工程とミックスの温度を所定の温度に維持する保冷工程とを実行する冷菓製造装置において、ビータを駆動するビータモータの通電電流を検出するための電流センサを備え、制御装置は、プルダウン工程において、シリンダセンサの出力に基づくミックスの温度降下速度が所定の値以内となった後、電流センサが検出するビータモータの通電電流が所定のしきい値以上となった時のミックスの温度を冷却終了温度として記録するとともにプルダウン工程を終了し、プルダウン工程終了後は、記録した冷却終了温度に基づいて冷却シリンダの冷却を制御する保冷工程を実行することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ミックスをビータで撹拌しながら冷却することにより冷菓を製造する冷却シリンダと、該冷却シリンダを冷却する冷却装置と、冷却シリンダ内のミックスの温度を検出するためのシリンダセンサと、該シリンダセンサの出力に基づいて冷却装置による冷却シリンダの冷却を制御する制御装置とを備え、冷却シリンダ内のミックスを加熱殺菌する加熱殺菌工程と、該加熱殺菌工程後にミックスを所定の温度まで冷却するプルダウン工程とミックスの温度を所定の温度に維持する保冷工程とを実行する冷菓製造装置において、ビータを駆動するビータモータの通電電流を検出するための電流センサを備え、制御装置は、プルダウン工程において、シリンダセンサの出力に基づくミックスの温度降下速度が所定の値以内となった後、電流センサが検出するビータモータの通電電流が所定のしきい値以上となった時のミックスの温度を冷却終了温度として記録するとともにプルダウン工程を終了し、プルダウン工程終了後は、記録した冷却終了温度に基づいて冷却シリンダの冷却を制御する保冷工程を実行するので、ミックスに応じた好適な冷却温度を設定でき、これによりビータ及びビータモータの過負荷を解消または軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の冷菓製造装置の実施例としてのソフトクリーム製造装置の内部構成を示す斜視図である。
【図２】図１のソフトクリーム製造装置の冷媒回路図である。
【図３】図１のソフトクリーム製造装置の制御装置のブロック図である。
【図４】図１のソフトクリーム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５】図１のソフトクリーム製造装置の平衡温度制御を説明するタイミングチャートである。
【図６】図１のソフトクリーム製造装置の平衡温度制御におけるフェールセーフ時間と冷却運転開始時の冷却シリンダの温度の関係を説明するタイミングチャートである。
【図７】図１のソフトクリーム製造装置の加熱殺菌運転の殺菌昇温工程を説明するタイミングチャートである。
【図８】図１のソフトクリーム製造装置のコンプレッサ起動時のコンプレッサと均圧弁の制御を説明するタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の冷菓製造装置の実施例としてのソフトクリーム製造装置ＳＭの内部構成を示す斜視図、図２は同ソフトクリーム製造装置ＳＭの冷媒回路図、図３は同ソフトクリーム製造装置ＳＭの制御装置Ｃのブロック図を示している。実施例のソフトクリーム製造装置ＳＭは、例えばバニラソフトクリームやチョコレートソフトクリーム、或いは、その他のシロップ（添加物）を添加したソフトクリームのうちの一種類のソフトクリームを製造販売する装置である。
【００１０】
各図において、１は本体、２は冷菓（ソフトクリーム）の原料であるミックスを貯溜するホッパーであり、ミックス補給時に取り外されるカバーとしてのホッパーカバー３を有すると共に、ホッパー２の周囲に巻回したホッパー冷却器（冷却コイル）４にてミックスは貯蔵保冷される。このホッパー２の周囲は断熱材で断熱されている。また、５はホッパー２内の底面に設けられたホッパー撹拌機としてのインペラであり、このインペラ５は、基本的にはホッパー２にミックスが所定量以上貯留され、前記ホッパー冷却器４に減圧冷媒が供給されて冷却される場合、及び、高温冷媒ガスであるホットガスが供給されて加熱殺菌される場合に撹拌モータ６により回転駆動されると共に、後述する撹拌スイッチ６１からの指示に基づいて回転駆動される。
【００１１】
７はホッパー２にミックスが所定量以上あるか否かを検知するミックス検知装置で、一対の導電極より成り、ミックスが不足し所定量以下であるとミックスを介する導通状態の遮断が検知されて後述する加熱殺菌を行なわないようホットガスの流通停止、又インペラ５を回転させないように構成されている。
【００１２】
８はミックス供給器９によりホッパー２から適宜供給されるミックスをビータ１０により回転撹拌して冷菓を製造する冷却シリンダで、その周囲にシリンダ冷却器１１が配設され、更にその周囲は断熱材で断熱されている。ビータ１０はビータモータ１２、駆動伝達ベルト、減速機１３および回転軸を介して回転される。製造された冷菓（ソフトクリーム）は、フリーザードア１４に配した取出レバー１５を操作するとプランジャー１６が上下動し、図示しない抽出路を開にして取り出される。
【００１３】
次に、ホッパー２および冷却シリンダ８を冷却する冷却装置について図２の冷媒回路図を利用して説明する。１８はロータリタイプのコンプレッサ（ロータリコンプレッサ）、１９はコンプレッサ１８の吐出側に接続され、該コンプレッサ１８からの吐出冷媒を冷却サイクル時（図２中実線矢印で示す）と、加熱サイクル時（図２中破線矢印で示す）とで流路を切り換える三方弁、２０はコンデンシングファン（送風機）１７により空冷されるコンデンサであり、三方弁１９を経て流入する高温・高圧の冷媒ガスを空冷して凝縮・液化し、液化冷媒とする。コンデンシングファン１７は運転されて外気をコンデンサ２０に通風すると共に、コンデンサ２０を経た空気はコンプレッサ１８にも通風されてコンプレッサ１８の空冷も行う。尚、これらコンプレッサ１８、コンデンサ２０、コンデンシングファン１７は機械室ＭＲに設置されている。また、４１はコンデンサ２０の配管途中からコンプレッサ１８内に引き込まれた中間冷却回路であり、コンデンサ２０で空冷された冷媒によりコンプレッサ１８を冷却する作用を奏するものである。
【００１４】
三方弁１９により冷却サイクルとされた冷却運転時、コンデンサ２０で液化した冷媒は、コンデンサ２０の出口側に接続された高圧側配管２１に入り、そこに介設されたデハイドレータ（乾燥器）２３を通過した後、分岐点Ｐ１にて二手に分かれ、一方はシリンダ冷却弁２４を経て、減圧装置としての冷却シリンダ用のキャピラリチューブ２５（内径１．２ｍｍ）に入り、そこで減圧された後、シリンダ冷却器１１に流入し、蒸発気化して冷却シリンダ８を冷却する。そして、他方はホッパー冷却弁２６を経て、前段の減圧装置としてのホッパー用のキャピラリチューブ２７（内径１．２ｍｍ）に入り、そこで減圧された後、ホッパー冷却器４に流入し、同様に蒸発気化してホッパー２を冷却した後、後段の減圧装置としてのキャピラリチューブ２８（内径１．２ｍｍ）を経て出ていく。
【００１５】
そして、冷却シリンダ８及びホッパー２を出た冷媒は、合流点Ｐ２にて合流した後、低圧側配管２２を経てコンプレッサ１８の吸込側に設けられた冷媒液溜めとしてのアキュムレータ３０に入る。このアキュムレータ３０手前の低圧側配管２２には所定容量を有するマフラー３３が介設されており、合流点Ｐ２を経た冷媒はこのマフラー３３内を通過してアキュムレータ３０に至る。そして、このアキュムレータ３０を出た冷媒がコンプレッサ１８の吸込側に吸い込まれる循環を繰り返す（図２の実線矢印）。
【００１６】
ところで、この冷却運転において、良質の冷菓を得るべく冷却シリンダ８及びホッパー２を所定温度に冷却維持する必要がある。そのため、冷却シリンダ８の温度から冷却シリンダ８内のミックスの温度を検出するためのシリンダセンサ３１（図３）を設け、このシリンダセンサ３１により、後に詳述する如き平衡温度制御によりシリンダ冷却弁２４をＯＮ（開）、コンプレッサ１８をＯＮして冷却を行ない、シリンダ冷却弁２４がＯＦＦ（閉）しているときにホッパー冷却弁２６の開／閉とコンプレッサ１８のＯＮ／ＯＦＦを行なわせる。即ち、冷却シリンダ８の冷却が優先する制御とされており、シリンダ冷却弁２４がＯＦＦの条件のもとで、ホッパー冷却弁２６はＯＮとなる。
【００１７】
上述した冷却運転の下で販売が成された後、閉店時には加熱方式によるミックスの殺菌を行なうことになる。この場合には、冷却装置を冷却サイクルから加熱サイクルの運転に切り換える。即ち、三方弁１９を操作して冷媒を破線矢印のように流す。これにより、コンプレッサ１８から吐出された高温・高圧の冷媒ガス、即ち、ホットガスは三方弁１９を経てホットガス回路を構成するホットガス配管４０に入る。このホットガス配管４０はコンデンサ２０から両キャピラリチューブ２５、２７までの高圧側配管２１をバイパスするものであり、このホットガス配管４０に入った冷媒ガスは分岐点Ｐ３にて二手に分かれ、一方はシリンダ用の絞り管３６とシリンダホットガス弁３４を経て、キャピラリチューブ２５の下流側の合流点Ｐ４からシリンダ冷却器１１に流入し、他方はホッパー用の絞り管３７とホッパーホットガス弁３５を経て、キャピラリチューブ２７の下流側の合流点Ｐ５からホッパー冷却器４に流入し、それぞれにおいて放熱作用を生じ、規定の殺菌温度で所定時間、当該冷却シリンダ８及びホッパー２を加熱する（図２に破線矢印で示す）。
【００１８】
尚、前記各絞り管３６、３７の内径は前記キャピラリチューブ２５、２７、２８よりも大きく、その他の冷媒回路内の配管の内径よりも小さい（狭い）、例えば２ｍｍとされている。
【００１９】
シリンダ冷却器１１で放熱した後、当該シリンダ冷却器１１から出た液化冷媒と、ホッパー冷却器４で放熱した後、キャピラリチューブ２８を経た液化冷媒とは前述同様に合流点Ｐ２にて合流し、低圧側配管２２に入り、マフラー３３、アキュムレータ３０を経てコンプレッサ１８に戻る。３８は冷却シリンダ８の加熱温度を検知する殺菌・保冷センサ（図３）で、ミックスに対して規定の殺菌温度が維持されるように予め定めた所定範囲の上限、下限の設定温度値でシリンダホットガス弁３４及びコンプレッサ１８をＯＮ、ＯＦＦ制御する。
【００２０】
また、ホッパー２の加熱制御はホッパー２の温度からホッパー２内のミックスの温度を検出するためのホッパーセンサ３２が兼用され、冷却シリンダ８に設定した同一の設定温度値でホッパーホットガス弁３５及びコンプレッサ１８のＯＮ、ＯＦＦ制御が行なわれるように構成されている。また、前述した殺菌・保冷センサ３８は、加熱殺菌後に冷却に移行し、翌日の販売時点まである程度の低温状態、即ち、保冷温度（＋８℃〜＋１０℃程度）に維持するようコンプレッサ１８のＯＮ、ＯＦＦ制御及びシリンダ冷却弁２４、ホッパー冷却弁２６のＯＮ、ＯＦＦ制御をする。
【００２１】
また、４４は電装ボックス、そして４５は前ドレン受けである。更に、５５は給水栓で、ミックス洗浄時にホッパー２や冷却シリンダ８に給水するために用いられる。更にまた、４２はアキュムレータ３０とマフラー３３の間の低圧側配管２２と、コンデンサ２０とデハイドレータ２３の間の高圧側配管２１との間を連通することにより、コンプレッサ１８及びコンデンサ２０をバイパスする均圧配管であり、この均圧配管４２にはコンプレッサ１８の過負荷防止に用いられる均圧弁４３が介設されている。
【００２２】
図３において、制御装置Ｃは前記電装ボックス４４内に収納された基板上に構成され、汎用のマイクロコンピュータ４６を中心として設計されており、このマイクロコンピュータ４６には前記シリンダセンサ３１、ホッパーセンサ３２、殺菌・保冷センサ３８の出力が入力され、マイクロコンピュータ４６の出力には、前記コンプレッサ１８のコンプレッサモータ１８Ｍ、ビータモータ１２、撹拌モータ６、シリンダ冷却弁２４、シリンダホットガス弁３４、ホッパー冷却弁２６、ホッパーホットガス弁３５、三方弁１９、均圧弁４３、コンデンシングファン１７のファンモータ１７Ｍが接続されている。
【００２３】
また、この図において４７はコンプレッサモータ１８Ｍの通電電流を検出する電流センサ（変流器）、４８はビータモータ１２の通電電流を検出する電流センサ（変流器）であり、何れの出力もマイクロコンピュータ４６に入力されている。また、５１は抽出スイッチであり、取出レバー１５の操作によって開閉されると共に、その接点出力はマイクロコンピュータ４６に入力されている。５６はコンデンサ２０の温度を検出するＣＴセンサであり、その出力もマイクロコンピュータ４６に入力されている。このＣＴセンサ５６はコンデンサ２０に取り付けられており、コンデンサ２０の温度はソフトクリーム製造装置ＳＭ周囲の外気温度に影響される関係上、ＣＴセンサ５６の出力からマイクロコンピュータ４６は外気温度を判断することができる。即ち、ＣＴセンサ５６は実質的に外気温度を検出することになる。
【００２４】
また、５３は同じく平衡温度制御において当該平衡温度制御の開始を許可する制御開始温度を変更するための制御開始温度設定ボリュームであり、何れの出力もマイクロコンピュータ４６に入力されている。更に、５２はマイクロコンピュータ４６に冷却運転を指示する冷却運転スイッチを含むキー入力回路であり、このキー入力回路５２にはその他各種運転を指令するための各種スイッチが含まれる。
【００２５】
このキー入力回路５２はソフトクリーム製造装置ＳＭの図示しない操作パネルに配設され、制御開始温度設定ボリューム５３は制御装置Ｃの基板に取り付けられている。更にまた、マイクロコンピュータ４６の出力には警報などの各種表示動作を行うためのＬＥＤ表示器５４も接続されている。
【００２６】
以上の構成で、図４〜図８を参照してソフトクリーム製造装置ＳＭの動作を説明する。実施例のソフトクリーム製造装置ＳＭが運転開始されると、冷却運転（冷却工程、デフロスト工程）、加熱殺菌・保冷運転（殺菌昇温工程、殺菌保持工程、保冷プルダウン工程、保冷保持工程）の各運転を実行する。図４のタイミングチャートはプルダウンが終了した後の冷却運転中の冷却シリンダ８やホッパー２の温度と各機器の動作を示し、図５は後述する平衡温度制御に関するタイミングチャートを示している。
【００２７】
（１）冷却運転
先ず、冷却運転について説明する。前記キー入力回路５２に設けられた冷却運転スイッチが操作されると、マイクロコンピュータ４６は冷却運転の冷却工程を開始する。
【００２８】
（１−１）冷却工程
この冷却工程でマイクロコンピュータ４６は、コンプレッサ１８（コンプレッサモータ１８Ｍ）を運転し、三方弁１９は前記冷却サイクルとする。そして、シリンダ冷却弁２４をＯＮ（開）、ホッパー冷却弁２６をＯＦＦ（閉）、シリンダホットガス弁３４およびホッパーホットガス弁をＯＦＦとする。また、ビータモータ１２によりビータ１０を回転させる。また、冷却運転中、コンデンシングファンモータ１７Ｍはコンプレッサモータ１８Ｍにほぼ同期して運転される。
【００２９】
これにより、前述した如く冷却シリンダ８内のミックスはシリンダ冷却器１１により冷却され、ビータ１０により撹拌される。次に、マイクロコンピュータ４６はシリンダセンサ３１の出力に基づき、冷却シリンダ８内の現在のミックス温度が前記制御開始温度（デフォルトでは例えば−１℃。図５）以上か否か判断する。そして、ミックスの温度が依然制御開始温度以上の場合には、引き続き冷却動作を継続する。
【００３０】
（１−１−１）平衡温度制御
係る冷却動作によって冷却シリンダ８内のミックスの温度が前述した制御開始温度まで低下すると、マイクロコンピュータ４６はシリンダセンサ３１の出力に基づき、以下に説明する平衡温度制御を開始する（図５）。この平衡温度制御でマイクロコンピュータ４６は、ｔ秒（例えば２０秒〜４０秒の間の時間で設定される）経過する間のミックスの温度降下がＴ℃（例えば０．１℃〜０．２℃の間の値で設定される）以内か否か判断する。即ち、冷却シリンダ８内のミックスの温度降下速度が所定の値以内となったか否かを判断する。
【００３１】
そして、温度降下速度が所定の値より大きい場合には冷却動作を継続し、冷却シリンダ８内のミックスを撹拌しながら冷却して行く。ここで、ミックスの温度は冷却の進行によって低下して行き、当該ミックス固有の変体点（凝固点）に近づくとその温度降下は徐々に緩慢となる。そして、前記ｔ秒間における温度降下（現在ミックス温度とｔ秒前の温度との差）が前記Ｔ℃以内となったら、マイクロコンピュータ４６は電流センサ４８の出力に基づき、ビータモータ１２の通電電流が所定のしきい値以上となっているか否か判断する。
【００３２】
冷却シリンダ８内で撹拌されながら冷却されたミックスは、販売に供せる冷菓となると所定の硬度を有するようになる。そして、この冷菓（ソフトクリーム）の硬度により、それを撹拌しているビータ１０の負荷が増加するため、ビータモータ１２の通電電流は上昇することになる。
【００３３】
そして、ビータモータ１２の通電電流がしきい値を越えていれば、マイクロコンピュータ４６は現在のミックスの温度を冷却終了温度（ＯＦＦ点温度）にセットし、冷却停止を行う。即ち、この冷却停止ではマイクロコンピュータ４６はシリンダ冷却弁２４をＯＦＦし、代わりにホッパー冷却弁２６をＯＮする。これにより、冷却シリンダ８の冷却は停止され、ホッパー冷却弁２６のＯＮにより、今度はホッパー２の冷却が行われるようになる（図４）。これでプルダウンは終了する。
【００３４】
そして、マイクロコンピュータ４６はシリンダセンサ３１の出力に基づき、現在のミックス温度が前記冷却終了温度（ＯＦＦ点温度）＋０．５℃以上に上昇したか否か判断する。上昇していなければホッパー２の冷却制御を継続する。即ち、マイクロコンピュータ４６はホッパーセンサ３２の出力に基づき、ホッパー２の温度も所定の温度以下に冷却されている場合には、ホッパー冷却弁２６もＯＦＦすると共に、この場合にはコンプレッサ１８も停止する。尚、実施例ではホッパー冷却弁２６は１０℃でＯＮ、８℃でＯＦＦされる。
【００３５】
ミックス（冷菓）の温度が上昇して冷却終了温度（ＯＦＦ点温度）＋０．５℃以上となると、マイクロコンピュータ４６は前述同様に冷却シリンダ８の冷却を開始することになる。
【００３６】
（１−１−２）平衡温度制御の制御開始温度の変更
ここで、前述した平衡温度制御の開始を許可する制御開始温度は、ソフトクリーム製造装置ＳＭを設置した直後のように、冷却シリンダ８内のミックスの温度が高い段階で温度降下速度が緩慢な状態において平衡温度制御が開始されることを回避するために設けられている。即ち、或る程度冷却シリンダ８内のミックスの温度が低下（通常０℃以下）した段階から平衡温度制御を開始させることを目的として設定されるものである。
【００３７】
しかしながら、ミックスによっては（例えば複数種のミックスが混合された場合等）、変体点が二カ所或いはそれ以上発生する場合がある。例えば、−２℃と−５℃の二カ所に変体点が存在するミックスの場合、ミックスの温度降下は図５に一点鎖線で示すような状況となるが、前述した−１℃に制御開始温度が固定されていると、−１℃を通過した後に平衡温度制御が開始され、高い方の−２℃の変体点で冷却停止が行われてしまうことになる。この場合、高い方の変体点でミックス内の一部の成分は凝固し始めるため、ビータモータ１２の通電電流もしきい値以上となってしまうが、全体としては販売に供せる硬度には達しない。
【００３８】
そこで、図３に示すような制御開始温度設定ボリューム５３を設ける。そして、前述したような変体点を有するミックスを使用する場合には、この制御開始温度設定ボリューム５３を操作し、デフォルトの−１℃から図５に矢印で示すように例えば−３℃に制御開始温度を低下させる。この変更に基づき、マイクロコンピュータ４６は前述した−２℃の変体点では平衡温度制御を実行しなくなり、これを通過した−３℃より低い−５℃の変体点で平衡温度制御により冷却停止を行うようになる。これにより、ミックスを最終的な変体点まで冷却し、販売に供することができる良好な硬さを作り出すことができるようになる。
【００３９】
尚、上述した例では制御開始温度を下げる場合について説明したが、上げる場合もあり得る。例えば、変体点がデフォルトよりも高い場合、或いは、それに近い場合には、変体点を過ぎても平衡温度制御が行われなくなり、冷却が継続されてしまう。その場合には制御開始温度設定ボリューム５３を操作して、制御開始温度を上げる（例えば０℃等）ことになる。
【００４０】
（１−１−３）平衡温度制御のフェールセーフ時間１
ここで、平衡温度制御は前述したように冷却シリンダ８内のミックスの温度降下速度に基づいて達成されるものであるため、何らかの要因により前記ｔ秒間における温度降下の計測或いは算出に失敗した場合、或いはビータモータ１２の通電電流の検出に失敗した場合などには、冷却停止が行われず、冷却装置のシリンダ冷却器１１は連続して冷却されることになる。そのような場合、当然に冷却シリンダ８内のミックスは凍結してしまう。
【００４１】
そのため、マイクロコンピュータ４６は前記キー入力回路５２に設けられた冷却運転スイッチが操作されてコンプレッサ１８が起動され、シリンダ冷却器１１による冷却シリンダ８の冷却が開始されてから所定のフェールセーフ時間（例えば１５分経過）をカウントし、当該フェールセーフ時間が経過した場合、強制的に冷却停止を実行するようにプログラムされている。これは通常の場合、１５分もあれば冷菓は製造できるとの経験則に基づくものである。
【００４２】
しかしながら、例えば後述する加熱殺菌が行われた後、ソフトクリーム製造装置ＳＭの運転が一旦停止され、再度冷却運転スイッチが操作された場合等には、冷却シリンダ８内のミックスの温度が極めて高い状況から冷却運転が開始されることになる。このような場合にも前述した１５分のフェールセーフ時間の経過で冷却停止が行われてしまうと、１５分では充分にミックスの温度が下がらずに冷菓を製造できなくなる問題がある。
【００４３】
そこで、マイクロコンピュータ４６はシリンダセンサ３１の出力（殺菌・保冷センサ３８でも良い）に基づき、前記冷却運転スイッチが操作された時点（冷却運転開始時点）での冷却シリンダ８内のミックスの温度に基づいて、フェールセーフ時間を変更する。即ち、マイクロコンピュータ４６は図６に示すグラフのように、冷却シリンダ８内のミックスの温度（シリンダ温度（冷却シリンダ８の温度））が高い程、フェールセーフ時間を長くするように変更する。これにより、前述したようにミックスの温度が高い状況下で冷却運転が開始された場合等には、例えばフェールセーフ時間が２０分或いはそれ以上に延長されることになり、ミックスは更に長く冷却されるので、冷却シリンダ８の不必要な冷却による凍結を回避しながら、販売に供せる硬さの冷菓を確実に製造できるようになる。
【００４４】
（１−１−４）平衡温度制御のフェールセーフ時間２
尚、上記のように冷却運転スイッチが操作された時点の冷却シリンダ８内のミックスの温度でフェールセーフ時間を変更する場合の他、フェールセーフ時間は固定とし、それのカウントを開始する温度を規定しても良い。即ち、その場合、マイクロコンピュータ４６は図５に示すように、例えば１０℃〜２０℃のうちの何れかの温度で設定される所定のカウント開始温度までシリンダセンサ３１（或いは殺菌・保冷センサ３８）の出力に基づく冷却シリンダ８内のミックスの温度が低下した時点から、１５分のフェールセーフ時間のカウントを開始する。
【００４５】
係る構成によれば、前述した加熱殺菌直後のミックス温度が高い状態でフェールセーフ時間のカウントが開始されることが無くなり、常に一点のカウント開始温度でフェールセーフ時間のカウントが開始されるようになるので、冷却運転開始時の冷却シリンダ８内のミックスの温度に影響されずにフェールセーフ時間を機能させることができるようになる。これにより、同様に冷却シリンダ８の不必要な冷却による凍結を回避しながら、確実な冷菓製造を実現できることになる。
【００４６】
（１−２）デフロスト工程
次に、前述したデフロスト工程について説明する。冷却運転中にキー入力回路５２に設けられた図示しないデフロストスイッチが操作されると、マイクロコンピュータ４６は三方弁１９を加熱サイクルに切り換え、シリンダホットガス弁３４のＯＮ、ＯＦＦ制御を行い、ホットガスにて冷却シリンダ８を加温し、ミックスを所定温度（５℃）に昇温させる。その後マイクロコンピュータ４６は三方弁１９を冷却サイクルに戻し、引き続き冷却運転を行ない、再びミックスを冷却工程を行う。
【００４７】
（１−３）インペラの制御１
マイクロコンピュータ４６は、上記においてホッパー冷却弁２６を開き、キャピラリチューブ２７を介してホッパー冷却器４に冷媒を流している期間中（ホッパー２が冷却されている間）、撹拌モータ６を駆動し、インペラ５を回転させる。これにより、ホッパー２内に貯留されたミックスに不均一な温度分布が生じることを防止しており、これがマイクロコンピュータ４６によるインペラ５の基本的な駆動制御とされている（図４）。
【００４８】
また、ホッパー２内にシロップのような添加物を投入し、ミックスに混合してバリエーションを付けたソフトクリームを製造販売する場合には、ホッパーカバー３を開けてシロップをホッパー２内に投入した後、撹拌スイッチ６１を操作する。マイクロコンピュータ４６はこの撹拌スイッチ６１が操作されると、その時点から所定時間（例えば６０秒間）撹拌モータ６を駆動してインペラ５を回転させる。これは上記のようにホッパー冷却器４に冷媒が供給されているか否かに関わらず強制的に実行される。これにより、ホッパー２内に投入されたシロップとミックスは円滑に混合される。
【００４９】
即ち、撹拌スイッチ６１を操作してマイクロコンピュータ４６に指示することで、任意にインペラ５を回転駆動させることができる。これにより、係るシロップの投入時以外にも、例えば外気温等の影響によりホッパー冷却器４に比較的長い時間冷媒が供給されずにインペラ５が回転せず、ホッパー２内のミックスの撹拌状態が悪化していることを使用者が気づいたときにも、撹拌スイッチ６１によりインペラ５を強制的に回転駆動させてホッパー２内のミックスを撹拌し、温度分布を均一にすることができるようになり、利便性の向上とミックスの保冷貯蔵性能の改善を図ることが可能となる。
【００５０】
また、撹拌スイッチ６１による指示操作に基づき、インペラ５は所定時間回転駆動された後、停止するので、撹拌スイッチ６１により開始されたインペラ５の回転が所定時間後に自動的に終了されるようになり、インペラ５を停止するための操作が不要となる。
【００５１】
（１−４）インペラの制御２
尚、上記では撹拌スイッチ６１を使用者が操作することでインペラ５を回転させるようにしたが、ホッパー２の開口縁部にホッパーカバー３の開閉を検出するホッパーカバースイッチを設け、このホッパーカバースイッチがホッパーカバー３の閉塞を検出した場合に、インペラ５の回転駆動指示がマイクロコンピュータ４６に入力されるようにしてもよい。
【００５２】
その場合には、ホッパーカバー３を開けてシロップ等の添加物をホッパー２内に投入した後、再びホッパーカバー３にてホッパー２の開口を閉じれば、それをホッパーカバースイッチが検出して自動的にインペラ５が回転駆動されて添加物とミックスとを混合するようになるので、操作性が著しく向上する。
【００５３】
（１−５）インペラの制御３
また、前述したように外気温が低いときなどには、ホッパー冷却器４に冷媒が長時間流れない状態となる。そのような状況では使用者が気付かない限り、基本的にインペラ５も回転されないので、ホッパー２内は長時間撹拌されない状況となり、ホッパー２内のミックスに不均一な温度分布が生じると共に、ミックスによっては分離を引き起こす危険性もある。
【００５４】
そこで、マイクロコンピュータ４６はインペラ５を回転させる撹拌モータ６の駆動が停止している状態が所定時間（例えば５分間）継続された場合（図４に示す停止時間）、ホッパー冷却器４への冷媒供給の如何に関わらず、所定時間（例えば６０秒間）撹拌モータ６を駆動してインペラ５を強制的に回転させる。これにより、係る長時間インペラ５が回転しない状況が継続されることによる不均一な温度分布の発生等の不都合を未然に回避する。また、所定時間（６０秒）のみ回転させるので、この時間をホッパー２内のミックスが泡立たない値とすることで、必要以上の撹拌でホッパー２内のミックスを泡立たせる不都合も生じない。
【００５５】
（２）加熱殺菌・保冷運転
次に、加熱殺菌・保冷運転（殺菌昇温工程、殺菌保持工程、保冷プルダウン工程、保冷保持工程）について説明する。前記キー入力回路５２の図示しない殺菌スイッチが操作されると、ミックス切れの無い条件の下でマイクロコンピュータ４６は加熱殺菌・保冷運転を開始する。
【００５６】
（２−１）殺菌昇温工程
即ち、マイクロコンピュータ４６は、三方弁１９により冷媒回路を冷却サイクルから前記加熱サイクルに切り換える。これにより、コンプレッサ１８から吐出された高温・高圧の冷媒ガス（ホットガス）がホットガス配管４０のシリンダホットガス弁３４及びホッパーホットガス弁３５を経てシリンダ冷却器１１及びホッパー冷却器４に供給され、冷却シリンダ８及びホッパー２内のミックスは加熱されて、温度が上昇していく。
【００５７】
シリンダ冷却器１１で放熱した冷媒は合流点Ｐ２に至る。また、ホッパー冷却器４で放熱した冷媒はキャピラリチューブ２８で減圧された後、合流点Ｐ２でシリンダ冷却器１１からの冷媒と合流する。その後、低圧側配管２２に入り、マフラー３３、アキュムレータ３０を順次経てコンプレッサ１８に吸い込まれる。
【００５８】
（２−２）殺菌保持工程
そして、上記殺菌昇温工程が終了すると、今度は殺菌・保冷センサ３８およびホッパーセンサ３２の出力に基づき、マイクロコンピュータ４６はコンプレッサ１８、シリンダホットガス弁３４、ホッパーホットガス弁３５をＯＮ、ＯＦＦ制御して、冷却シリンダ８、ホッパー２とも＋６９℃〜＋７２℃の加熱温度範囲で約４０分保持する。このとき、マイクロコンピュータ４６が何れかのホットガス弁３４、３５が開放されたときにコンプレッサ１８を運転し、両ホットガス弁３４、３５が閉じられているときはコンプレッサ１８を停止する制御を実行する。
【００５９】
（２−３）ホットガス弁の制御
ここで、従来の一般的冷菓製造装置では冷媒回路がリバースサイクルとなっているため、上述の殺菌昇温及び殺菌保持工程でシリンダ冷却器１１やホッパー冷却器４を出た冷媒は、減圧され、コンデンサで蒸発した後、コンプレッサに帰還するが、図２の冷却装置ではシリンダ冷却器１１やホッパー冷却器４を出た比較的温度の高い冷媒がそのまま（即ち、コンデンサで蒸発すること無く）コンプレッサ１８に吸い込まれることになる。そのため、そのままではコンプレッサ１８が過負荷となり易く、コンプレッサモータ１８Ｍに流れる電流が異常に上昇するようになる。
【００６０】
これを解消するためにマイクロコンピュータ４６は図７に示すようにホットガス回路４０のシリンダホットガス弁３６を制御する。即ち、前述の殺菌昇温工程の当初マイクロコンピュータ４６はシリンダホットガス弁３６とホッパーホットガス弁３５を開き（ＯＮ）、両冷却器１１、４にホットガスを流していく。ここで、冷却シリンダ８を強力に冷却しなければならない関係上、シリンダ冷却器１１の長さはホッパー冷却器４よりも長く設定されている。そのため、冷却シリンダ８の温度はホッパー２よりも早く上昇していく。
【００６１】
そして、マイクロコンピュータ４６は電流センサ４７の出力に基づき、コンプレッサモータ１８Ｍに流れる電流値が所定の設定値（上）（この場合の上限値。後述する均圧弁４３の制御に係る上限設定値（上限値）よりも低い値とする。）まで上昇したら、シリンダホットガス弁３４を閉じ（ＯＦＦ）、シリンダ冷却器１１へのホットガスの供給を停止する。これにより、コンプレッサ１８の負荷は軽減されるので、コンプレッサモータ１８Ｍに流れる電流は低下していく。また、冷却シリンダ８の温度上昇は停止する。そして、所定の設定値（下）（この場合の下限値）まで低下したら、再びシリンダホットガス弁３４を開き（ＯＮ）、シリンダ冷却器１１へのホットガスの供給を再開する。そのため、冷却シリンダ８は再び温度上昇していく。この間、ホッパーホットガス弁３５は開放（ＯＮ）状態が維持され、ホッパー２は継続して温度上昇していく。以後、これを繰り返して冷却シリンダ８とホッパー２を昇温させていく（図７）。
【００６２】
このように、コンプレッサモータ１８Ｍへの通電電流が所定の設定値（上）に上昇した場合、ホッパー２よりも温度が早く上昇する冷却シリンダ８のシリンダ冷却器１１へのホットガスの供給を停止するようにしたので、冷却シリンダ８とホッパー２をほぼ平等に昇温させて加熱殺菌運転時の殺菌昇温工程を支障なく行いながら、コンプレッサモータ１８Ｍに過大電流が流れて巻線焼損を引き起こすなどの不都合の発生を未然に回避することができるようになる。
【００６３】
（２−４）ホットガス回路の絞り管及び低圧側配管のマフラー
また、前述したように図２の冷却装置ではシリンダ冷却器１１やホッパー冷却器４を出た比較的温度の高い冷媒がコンデンサで蒸発すること無く、コンプレッサ１８に吸い込まれることになるので、戻り冷媒の温度の影響で、そのままではコンプレッサ１８の温度が異常に上昇してしまう。
【００６４】
これを解消するためにホットガス回路４０に絞り管３６、３７が設けられている。即ち、各絞り管３６、３７の内径は前述したようにキャピラリチューブ２５、２７、２８よりは大きいものの、その他の冷媒回路内の配管の内径よりは小さくされているので（例えば内径２ｍｍ）、加熱サイクル時に冷媒回路を流れる冷媒の循環量は冷却サイクル時に比して削減される。これにより、コンプレッサ１８の異常温度上昇が防止若しくは抑制される。
【００６５】
また、前述したようにホッパー冷却器４の配管長はシリンダ冷却器１１よりも短い。従って、ホッパー冷却器４を流れる高温冷媒の流速はシリンダ冷却器１１を流れる高温冷媒の流速より配管長が短い分、配管抵抗が小さく速くなっている。そのため、特に、前述した如くシリンダホットガス弁３４を閉じ、ホッパー冷却器４にのみホットガスを流している状態において、ホッパー冷却器４から出た冷媒がアキュムレータ３０に入ると、流速が速いために膨張して騒音を発生する。
【００６６】
そのため、低圧側配管２２にマフラー３３を設け、ホットガス流の脈動圧を減衰している。即ち、このマフラー３３を通過する過程でホッパー冷却器４（及びシリンダ冷却器１１）から出た冷媒の脈動圧が低下するので、その後アキュムレータ３０に入っても騒音は生じず、或いは、極めて小さくなる。
【００６７】
このような殺菌昇温および殺菌保持の工程はＬＥＤ表示器５４の殺菌ＬＥＤにて表示され、殺菌保持工程が終了すると、マイクロコンピュータ４６は保冷プルダウン工程に移行する。この保冷移行もＬＥＤ表示器５４にて表示される。
【００６８】
（２−５）保冷プルダウン工程
殺菌保持工程から引き続く保冷プルダウン工程では、三方弁１９にて冷媒回路は冷却サイクルに切り換えられ、所定時間以内に所定温度以下となる条件のもと、冷却シリンダ８、ホッパー２の温度を＋８℃〜＋１０℃の温度範囲まで冷却する。そして、その後保冷工程に移行し、保冷工程ではこの温度を維持するように殺菌・保冷センサ３８及びホッパーセンサ３２の出力に基づき、マイクロコンピュータ４６はコンプレッサモータ１８Ｍ、コンデンシングファンモータ１７Ｍ、シリンダ冷却弁２４、ホッパー冷却弁２６をＯＮ、ＯＦＦ制御する。
【００６９】
（３）均圧弁の制御
以上説明した運転状態において、冷菓販売の繁忙期にはコンプレッサ１８は頻繁に運転（ＯＮ）−停止（ＯＦＦ）されることになる。コンプレッサ１８の起動時に吐出側と吸込側との圧力差（高低圧差）が大きいと負荷が過大となる。そこで、マイクロコンピュータ４６は図４に示すように、コンプレッサ１８を起動する場合、均圧弁４３を一旦所定時間（例えば２秒間）開放（ＯＮ）した後、閉（ＯＦＦ）じてからコンプレッサモータ１８Ｍに通電してコンプレッサ１８を起動する制御を実行する。このようにコンプレッサ１８の起動前に均圧弁４３が開放されることで、冷媒回路の高圧側配管２１（高圧側）と低圧側配管２２（低圧側）とが連通され、圧力差が解消若しくは縮小されるので、コンプレッサ１８の吐出側と吸込側の圧力差も解消若しくは縮小され、起動時の負荷が軽減される。
【００７０】
しかしながら、運転状態やソフトクリーム製造装置ＳＭが設置された環境によっては、起動前に均圧弁４３を開放しても起動時のコンプレッサ１８の負荷が大きくなり、コンプレッサモータ１８Ｍに通電される電流値が異常に上昇してしまう場合がある。
【００７１】
そこで、マイクロコンピュータ４６はコンプレッサ１８の起動後、電流センサ４７の出力に基づき、図８に示す如くコンプレッサモータ１８Ｍに流れる電流値が所定の上限設定値（例えば、８Ａ等のこの場合の上限値。前述したシリンダホットガス弁３４の制御に係る設定値（上）（上限値）よりも高い値とする。）まで上昇し、その状態が所定時間（例えば３秒間）継続した場合、コンプレッサ１８を停止する。そして、所定時間（例えば３０秒〜１分）均圧弁４３を開放した（ＯＮ）後、閉（ＯＦＦ）じてから再度コンプレッサ１８を起動する。
【００７２】
前述同様均圧弁４３を開放することで、冷媒回路の高圧側配管２１（高圧側）と低圧側配管２２（低圧側）とが連通されて圧力差が解消されるので、コンプレッサ１８の吐出側と吸込側の圧力差も解消され、起動時の負荷が軽減される。
【００７３】
尚、コンプレッサモータ１８Ｍに流れる電流値が上限設定値に達した状態が所定時間継続した場合にコンプレッサ１８を停止するようにしたのは、起動時の瞬時的なピーク電流によって停止してしまうことを回避するためである。また、再起動後、再びコンプレッサモータ１８Ｍの電流値が上限設定値に上昇し、その状態が所定時間（３秒）継続された場合には、再びコンプレッサ１８を停止し、均圧弁４３を所定時間（３０秒）開放した後、閉じてからコンプレッサ１８を再起動する動作を繰り返す。
【００７４】
このように、コンプレッサ１８の起動時、コンプレッサモータ１８Ｍへの通電電流が所定の上限設定値に上昇した場合、コンプレッサ１８を停止し、均圧弁４３を所定時間開放してから閉じ、再びコンプレッサ１８を起動するようにしたので、冷媒回路の高低圧差に起因するコンプレッサ１８の起動負荷を確実に解消し、コンプレッサモータ１８Ｍに過大電流が流れて巻線焼損を引き起こす不都合を回避しながら、支障なくコンプレッサ１８を起動させることができるようになる。
【００７５】
ここで、上述した通電電流値の上昇によるコンプレッサ１８の停止と再起動が何度も繰り返される場合、コンプレッサ１８若しくは冷媒回路の他の機器、電流センサ４７の故障などの原因も考えられる。そこで、係る通電電流値の上昇によるコンプレッサ１８の停止回数が所定回数（例えば３回）に達した場合、マイクロコンピュータ４６はＬＥＤ表示器５４に所定の警報表示を行い、ソフトクリーム製造装置ＳＭに異常が発生して点検が必要であることを警告する。これにより、係る異常発生時に迅速なメンテナンスを促すことができるようになる。
【００７６】
尚、上記実施例では冷却装置にコンデンシングファン１７により空冷されるコンデンサ２０を用いたが、水道水を流して冷却される水冷式のコンデンサでも本発明は有効である。
【符号の説明】
【００７７】
ＳＭ ソフトクリーム製造装置（冷菓製造装置）
１ 本体
２ ホッパー
４ ホッパー冷却器
５ インペラ
６ 撹拌モータ
８ 冷却シリンダ
１０ ビータ
１１ シリンダ冷却器
１２ ビータモータ
１８ コンプレッサ
１８Ｍ コンプレッサモータ
１９ 三方弁
２０ コンデンサ
２１ 高圧側配管
２２ 低圧側配管
２４ シリンダ冷却弁
２５、２７ キャピラリチューブ
２６ ホッパー冷却弁
３０ アキュムレータ
３１ シリンダセンサ
３２ ホッパーセンサ
３３ マフラー
３４ シリンダホットガス弁
３５ ホッパーホットガス弁
３６、３７ 絞り管
４０ ホットガス配管（ホットガス回路）
４２ 均圧配管
４３ 均圧弁
４６ マイクロコンピュータ
４７、４８ 電流センサ
５１ キー入力回路
５３ 制御開始温度設定ボリューム
５４ ＬＥＤ表示器（警報手段）
６１ 撹拌スイッチ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ミックスをビータで撹拌しながら冷却することにより冷菓を製造する冷却シリンダと、該冷却シリンダを冷却する冷却装置と、前記冷却シリンダ内のミックスの温度を検出するためのシリンダセンサと、該シリンダセンサの出力に基づいて前記冷却装置による前記冷却シリンダの冷却を制御する制御装置とを備え、前記冷却シリンダ内のミックスを加熱殺菌する加熱殺菌工程と、該加熱殺菌工程後にミックスを所定の温度まで冷却するプルダウン工程とミックスの温度を所定の温度に維持する保冷工程とを実行する冷菓製造装置において、
前記ビータを駆動するビータモータの通電電流を検出するための電流センサを備え、
前記制御装置は、前記プルダウン工程において、前記シリンダセンサの出力に基づくミックスの温度降下速度が所定の値以内となった後、前記電流センサが検出する前記ビータモータの通電電流が所定のしきい値以上となった時のミックスの温度を冷却終了温度として記録するとともにプルダウン工程を終了し、前記プルダウン工程終了後は、前記記録した冷却終了温度に基づいて前記冷却シリンダの冷却を制御する前記保冷工程を実行することを特徴とする冷菓製造装置。
【請求項２】
前記制御装置は、前記保冷工程においてミックスの温度が前記冷却終了温度より所定温度高くなると前記冷却シリンダの冷却を開始することを特徴とする請求項１に記載の冷菓製造装置。
【請求項３】
前記冷却装置による前記冷却シリンダの冷却中は前記ビータを駆動することを特徴とする請求項２に記載の冷菓製造装置。
【請求項１】
ミックスをビータで撹拌しながら冷却することにより冷菓を製造する冷却シリンダと、該冷却シリンダを冷却する冷却装置と、前記冷却シリンダ内のミックスの温度を検出するためのシリンダセンサと、該シリンダセンサの出力に基づいて前記冷却装置による前記冷却シリンダの冷却を制御する制御装置とを備え、前記冷却シリンダ内のミックスを加熱殺菌する加熱殺菌工程と、該加熱殺菌工程後にミックスを所定の温度まで冷却するプルダウン工程とミックスの温度を所定の温度に維持する保冷工程とを実行する冷菓製造装置において、
前記ビータを駆動するビータモータの通電電流を検出するための電流センサを備え、
前記制御装置は、前記プルダウン工程において、前記シリンダセンサの出力に基づくミックスの温度降下速度が所定の値以内となった後、前記電流センサが検出する前記ビータモータの通電電流が所定のしきい値以上となった時のミックスの温度を冷却終了温度として記録するとともにプルダウン工程を終了し、前記プルダウン工程終了後は、前記記録した冷却終了温度に基づいて前記冷却シリンダの冷却を制御する前記保冷工程を実行することを特徴とする冷菓製造装置。
【請求項２】
前記制御装置は、前記保冷工程においてミックスの温度が前記冷却終了温度より所定温度高くなると前記冷却シリンダの冷却を開始することを特徴とする請求項１に記載の冷菓製造装置。
【請求項３】
前記冷却装置による前記冷却シリンダの冷却中は前記ビータを駆動することを特徴とする請求項２に記載の冷菓製造装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−２６３９２３（Ｐ２０１０−２６３９２３Ａ）
【公開日】平成２２年１１月２５日（２０１０．１１．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１９４８４６（Ｐ２０１０−１９４８４６）
【出願日】平成２２年８月３１日（２０１０．８．３１）
【分割の表示】特願２００６−３７８０１（Ｐ２００６−３７８０１）の分割
【原出願日】平成１８年２月１５日（２００６．２．１５）
【出願人】（０００００１８８９）三洋電機株式会社 (18,308)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１１月２５日（２０１０．１１．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月３１日（２０１０．８．３１）
【分割の表示】特願２００６−３７８０１（Ｐ２００６−３７８０１）の分割
【原出願日】平成１８年２月１５日（２００６．２．１５）
【出願人】（０００００１８８９）三洋電機株式会社 (18,308)
【Ｆターム（参考）】
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