| 【発明の名称】 |
冷凍パン生地のホイロ装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】田中 正昭
【住所又は居所】滋賀県草津市野路東２丁目３番１−２号 松下冷機株式会社内
【氏名】北川 宏昭
【住所又は居所】滋賀県草津市野路東２丁目３番１−２号 松下冷機株式会社内
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| 【要約】 |
【課題】高湿を維持して省エネルギーでコンパクトな冷凍パン生地用ホイロ装置を提供する。
【解決手段】ペルチェ素子への通電方向を変換することで１つの熱源で冷却と加熱を行い、ペルチェと熱交換後の空気を水皿２６に通風させた後に冷凍パン生地に通風させる。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 断熱材からなる断熱箱体と、ペルチェ素子から構成されたペルチェモジュールと、前記ペルチェ素子への電圧を変化可能な電源ユニットと、前記ペルチェ素子の通電方向を変換可能な通電変換装置と、前記断熱箱体の内部には庫内ファンと、水皿と、食品棚とを備え、前記ペルチェモジュールは前記断熱箱体の内部空気と熱交換する庫内熱交換面と、前記庫内熱交換面の対面に断熱箱体の外部空気と熱交換する庫外熱交換面を有し、断熱箱体内の空気が外部に漏れないように設置され、前記庫内ファンは断熱箱体内の空気を前記庫内熱交換面、前記水皿、前記食品棚と順次循環させる冷凍パン生地のホイロ装置。
【請求項２】 水皿の開口部の一部は庫内熱交換面の下に位置する請求項１記載の冷凍パン生地のホイロ装置。
【請求項３】 水皿は断熱箱体の内部上方に設置した請求項１記載の冷凍パン生地のホイロ装置。
【請求項４】 断熱材からなる断熱箱体と、ペルチェ素子から構成されたペルチェモジュールと、前記ペルチェ素子への電圧を変化可能な電源ユニットと、前記ペルチェ素子の通電方向を変換可能な通電変換装置とを備え、前記ペルチェ素子の片面が庫内熱交換面であり直接的または間接的に庫内空気と熱交換するように設置され、冷凍パン生地の解凍またはホイロの各工程での前記庫内熱交換面は工程開始初期の温度より低い温度で所定時間維持する温度変動パターンで行われる冷凍パン生地のホイロ装置。
【請求項５】 冷凍パン生地の解凍とホイロは、第三の温度と、第三の温度より高い第四の温度と、第四の温度より高い第五の温度とを各々所定時間保持して順次昇温させて行い、第三の温度における保持時間が長くなるほど前記第四の温度または第五の温度の保持時間を短くする冷凍パン生地のホイロ装置。
【請求項６】 断熱材からなる断熱箱体と、ペルチェ素子から構成されたペルチェモジュールと、前記ペルチェ素子への電圧を変化可能な電源ユニットと、外気温を検知する外気温センサと、装置の庫内温度を検知する庫内温度センサと、各外気温におけるペルチェ素子の印可電圧に対する庫内温度特性を記憶したコントロールとを設け、前記ペルチェ素子の片面が庫内空気と熱交換するように設置され、前記外気温センサで検出した外気温と目標温度とから前記コントローラにより前記ペルチェ素子への電圧レベルを制御する冷凍パン生地のホイロ装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は冷凍パン生地の解凍またはホイロを行う装置と温度制御に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の冷凍パン生地の解凍とホイロを行う装置や温度制御に関して特許第３０６６１６８号公報がある。
【０００３】従来の技術について図９，図１０及び（表１）を用いて具体的に説明する。
【０００４】図９にて１は間接的に冷却或るいは加熱する箱型のドウコンディショナーと一般的に呼ばれているホイロ装置であり、該ホイロ装置１は外郭を形成する断熱材にて形成された断熱箱体２と、該断熱箱体２の前面側に開閉自在に取り付けられたドア３と、内部に配設された内箱４とから構成されている。この内箱４は伝熱パネルで形成され、断熱箱体２の内側に所定の間隔をもって取り付けられ、その内箱４と断熱箱体２との間の空間を冷気循環通路とし、その冷気循環通路の上部に蒸発器５と冷気循環ファン６とからなる冷却手段が配設され、前記蒸発器５は断熱箱体２外に配設されたコンプレッサ７，凝縮器８，キャピラリーチューブ９，アキュームレータ１０と循環接続されて冷凍サイクルを形成するものである。
【０００５】また、前記内箱４内の底部近傍には、周囲の空気を加熱するための加熱ヒータ１１と、熱気循環ファン１２と、加湿ヒータ１３を備えた加湿器１４とが設けられている。さらに、前記内箱４には上部と底部とに、前記断熱箱体２との間の空間、即ち冷気循環通路と連通する上部開口１５と底部開口１６とが設けられ、これら開口１５，１６は夫々冷気循環ファン６と熱気循環ファン１２との前方側に設けられると共に、各開口１５，１６は夫々電動ダンパ１７，１８により開閉自在になっており、電動ダンパ１７，１８を開いた時に内箱４内と、内箱４と断熱箱体２との間の冷気循環通路とが連通して、冷気循環が良好に行われるようになっている。さらに、前記電動ダンパ１７，１８の開閉度を調節することにより、湿度コントロールも可能となる。
【０００６】また、ホイロ装置１の内部には、庫内温度センサ１９と湿度センサ２０が設けられ、これらはワンチップマイコン等からなる制御部２１に接続されている。そして、前記庫内温度センサ１９や湿度センサ２０の出力するデータにて制御部２１が前記電動ダンパ１７，１８の開閉及びその時の開閉度の調整を行うものである。また、前記制御部２１は後述する工程を規定時間行うための時計機能が設けられている。
【０００７】このようなホイロ装置１を用いて、冷凍クロワッサン生地（１個５０ｇ）を１トレー当たり８個入れたもの１１トレーを、湿度９０〜１００％、風速０．２ｍ／ｓ以下で、−２℃、１５時間１０分かけてリタードし、その後、（表１）に示した予熱条件，ホイロ上昇条件，ホイロ安定条件で発酵させる。
【０００８】
【表１】
【０００９】そして、ロータリーオーブン中で２１０℃、１２分の焼成を行う。
【００１０】各工程の温度、時間の関係を図１０に示す。実線は庫内温度、破線は生地温度を示す。但し、予熱工程では湿度９０〜１００％、風速０．２ｍ／ｓ以下、ホイロ上昇工程では湿度７０〜１００％、風速０．２ｍ／ｓ以下、ホイロ安定工程では湿度７０〜１００％、風速０．２ｍ／ｓ以下の条件にて行っている。
【００１１】このようにして、温度＆湿度を制御しながら冷凍パン生地の解凍、ホイロ（発酵）を行っている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年、環境問題からノンフロン化や冷凍サイクルの自然冷媒化、機器の省エネルギー化が求められている。
【００１３】このような背景の中、従来の冷凍サイクル式で自然冷媒対応としてイソブタン（Ｒ６００ａ），プロパン（Ｒ２９０）等の可燃性冷媒を使用する場合、加熱ヒータ１１や加湿ヒータ１３等の着火源となる部品があることから防爆対応が必要であり困難を極める。そこで、安全面から冷媒レスの冷熱源の利用が求められている。
【００１４】省エネルギーの点では加湿ヒータ１３による加湿手段は全体の消費電力の中でも大きなウエイトを占めるので、加湿ヒータ１３による加湿手段に代わる高効率な手段が求められている。
【００１５】さらに、当然のことながら、従来のホイロ装置１の冷却性能は高外気温時や最大量のパン投入時のように高負荷時に合わせて設計される。つまり、高負荷時に最大能力が必要となる解凍工程時の庫内温度を維持するような冷凍サイクルであり、外気温が低い場合や投入パン量が少ない場合のような低負荷時は蒸発温度低下により蒸発器５の温度が低下すると共に、能力過多となるため冷凍サイクルの運転と停止によるノッチ運転を行うか、または冷凍サイクルを連続運転して加熱ヒータ１１の制御で高加熱運転を行うこととなる。このような蒸発温度の低下は、庫内温度と冷却風の温度差が大きくなり、温度変動や庫内温度分布が大きくなることで、解凍やホイロのバラツキが大きくなると共に、蒸発器５での結露や着霜が増加して庫内が除湿されることになるので、加湿手段の動作時間が増加して不経済である。さらに、冷凍サイクルの能力過多に対しては、ノッチ運転の対応では運転時と停止時による熱交換後の庫内への吐出空気差で均温化が図れず、冷凍サイクルの連続運転と加熱ヒータ１１の高加熱では冷却しながら加熱することになり非常に不経済である。そこで、負荷変動が変動した場合でも温度変動が小さく庫内の均温化が図れ、且つ、除湿しにくい手段が望まれている。
【００１６】また、従来ではホイロ終了時刻を決定した場合に、入庫時刻が任意に決定できない。つまり、入庫時刻は限定され、その時刻付近では拘束されることになる。そこで、ホイロ終了時刻を同じくして冷凍パン生地の入庫時刻をある程度変化させてもホイロ終了時の仕上がり度合いの差を小さくして入庫時刻の拘束を小さくして、作業効率向上が図れる手段が望まれている。
【００１７】また、装置の冷熱源の能力制御、つまり、冷凍サイクルや加熱ヒータ１１の運転と停止による制御等の能力制御は庫内温度センサ１９にて行っているため、急激な負荷変動が生じた場合は庫内温度が昇温した後に能力制御することとなり、能力制御により庫内温度が目標温度に到達するのに時間を要する。その結果、庫内温度が目標温度に安定する時間が短くなりホイロ状態が変化してバラツキを生ずる。このような、外気温変動のような環境変化した場合でも早期に目標庫内温度に安定すると共に、ホイロ終了状態のバラツキの少ないホイロ装置が望まれている。
【００１８】本発明は上記課題に鑑み、ノンフロンの冷熱源による冷却と加熱を実現すると共に、ヒータを必要としない簡易的な加湿手段で高湿化が可能で、さらに温度変動が小さく均温化が可能な冷却手段とその制御手段を提供することで、環境にやさしい機器で解凍とホイロ時のバラツキを小さくすることを目的とする。
【００１９】また、ある程度に入庫時間が変動してもホイロ終了時の仕上がり度合いの差を小さくすることを目的とする。
【００２０】また、環境変動時にも常に安定してバラツキの少ないホイロが可能な機器制御を提供することを目的とする。
【００２１】ここで、冷凍パンの発酵は温度，湿度に影響されるため、目標の発酵度合いを実現するためには乾燥防止、均温化が重要である。
【００２２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため本発明の冷凍パン生地のホイロ装置は、断熱材からなる断熱箱体と、ペルチェ素子から構成されたペルチェモジュールと、前記ペルチェ素子への電圧を変化可能な電源ユニットと、前記ペルチェ素子の通電方向を変換可能な通電変換装置と、前記断熱箱体の内部には庫内ファンと、水皿と、食品棚とを備え、前記ペルチェモジュールは前記断熱箱体の内部空気と熱交換する庫内熱交換面と、前記庫内熱交換面の対面に断熱箱体の外部空気と熱交換する庫外熱交換面を有し、断熱箱体内の空気が外部に漏れないように設置され、前記庫内ファンは断熱箱体内の空気を前記庫内熱交換面、前記水皿、前記食品棚と順次循環させるものであるので、ノンフロンであることは当然のことながら加湿手段は水皿のみであるので省エネルギーで低コストであると共に、１個の熱交換器で冷却と加熱を行うことができてコンパクトである。
【００２３】さらに、ペルチェへの入力電圧レベルを変化させるだけで容易に能力変化が可能であると共に能力可変幅が大きいので、負荷変動した場合においても目標の庫内温度に対して常に一定の熱交換器温度とすることができる。つまり、従来と比較して、庫内温度と熱交換器の温度差が常に小さい状態を広範囲で可能であり、庫内の均温化と除湿低減ができる。これにより、ホイロのバラツキ低減と加湿手段の簡素化が可能である。
【００２４】さらに、庫内の熱交換器を熱交換した空気は水皿を通じて高湿化して庫内に吐出されるため、通常ならば冷凍パン生地が乾燥するような高風速下でも乾燥を防止でき、高風速による均温化とそれと背反する乾燥防止を実現できる。
【００２５】また、断熱材からなる断熱箱体と、ペルチェ素子から構成されたペルチェモジュールと、前記ペルチェ素子への電圧を変化可能な電源ユニットと、前記ペルチェ素子の通電方向を変換可能な通電変換装置とを備え、前記ペルチェ素子の片面が庫内熱交換面であり直接的または間接的に庫内空気と熱交換するように設置され、冷凍パン生地の解凍またはホイロの各工程での前記庫内熱交換面は工程開始初期の温度より低い温度で所定時間維持する温度変動パターンで行われる冷凍パン生地のホイロ装置であるので、ノンフロンであることは当然のことながら、ペルチェへの入力電圧レベルを変化させるだけで容易に能力変化が可能であると共に能力可変幅が大きいので、負荷変動した場合においても目標の庫内温度に対して常に一定の熱交換器温度とすることができる。つまり、従来と比較して、庫内温度と熱交換器の温度差が常に小さい状態を広範囲で可能であり、庫内の均温化と除湿低減ができる。
【００２６】さらに、解凍やホイロ時の昇温しなければならない時に、早期に庫内温度を所定温度に安定することができると共に、一時的な昇温で庫内熱交換面に結露または着霜している水を早期に蒸発でき庫内の絶対湿度を増加させ、その後、温度低下させるので、相対湿度が増加し高湿促進となり、加湿手段の簡易化や加湿手段の稼動時間短縮による省エネルギー化ができる。
【００２７】また、冷凍パン生地の解凍及びホイロは、第三の温度と、第三の温度より高い第四の温度と、第四の温度より高い第五の温度とを各々所定時間保持して順次昇温させて行い、第三の温度における保持時間が長くなるほど前記第四の温度または第五の温度の保持時間を短くする冷凍パン生地のホイロ装置であるので、冷凍パン生地を本ホイロ装置に入庫する時刻がある程度変化した場合に同一ホイロ終了時刻でもホイロの仕上がり状態に大差はなく、使用者は都合の良い時刻に入庫ができて時間の有効利用が図れる。
【００２８】また、断熱材からなる断熱箱体と、ペルチェ素子から構成されたペルチェモジュールと、前記ペルチェ素子への電圧を変化可能な電源ユニットと、外気温を検知する外気温センサと、装置の庫内温度を検知する庫内温度センサと、各外気温におけるペルチェ素子の印可電圧に対する庫内温度特性を記憶したコントロールとを設け、前記ペルチェ素子の片面が庫内空気と熱交換するように設置され、前記外気温センサで検出した外気温と目標温度とから前記コントローラにより前記ペルチェ素子への電圧レベルを制御する冷凍パン生地のホイロ装置であるので、ノンフロンであることは当然のことながら、ペルチェへの入力電圧レベルを変化させるだけで容易に能力変化が可能であると共に能力可変幅が大きいので、負荷変動した場合においても目標の庫内温度に対して常に一定の熱交換器温度とすることができる。つまり、従来と比較して、庫内温度と熱交換器の温度差が常に小さい状態を広範囲で可能であり、庫内の均温化と除湿低減ができる。
【００２９】さらに、目標庫内温度が変化する場合に早期に変化させる目標庫内温度に安定すると共に、外気温変動にて断熱箱体からの吸熱が変化する場合に目標庫内温度が変動する前に冷熱源を環境に見合う能力に制御するため庫内温度が目標温度から相違する時間と程度を小さくでき、バラツキを抑制して環境変動時にも常に安定したホイロ状態を提供できる。
【００３０】
【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明は、断熱材からなる断熱箱体と、ペルチェ素子から構成されたペルチェモジュールと、前記ペルチェ素子への電圧を変化可能な電源ユニットと、前記ペルチェ素子の通電方向を変換可能な通電変換装置と、前記断熱箱体の内部には庫内ファンと、水皿と、食品棚とを備え、前記ペルチェモジュールは前記断熱箱体の内部空気と熱交換する庫内熱交換面と、前記庫内熱交換面の対面に断熱箱体の外部空気と熱交換する庫外熱交換面を有し、断熱箱体内の空気が外部に漏れないように設置され、前記庫内ファンは断熱箱体内の空気を前記庫内熱交換面、前記水皿、前記食品棚と順次循環させる冷凍パン生地のホイロ装置であるので、ノンフロンである。
【００３１】さらに、食品棚に設置した冷凍パン生地に通風する空気は水皿を通風した後の空気であるので、高風速下でも高湿な空気により冷凍パン生地に流通し、均温化と高湿化により冷凍パンのホイロ状態のバラツキ防止と乾燥防止が可能である。
【００３２】さらに、ペルチェへの入力電圧レベルを変化させるだけで容易に能力変化が可能であると共に能力可変幅が大きいので、負荷変動した場合においても目標の庫内温度に対して常に一定の熱交換器温度とすることができる。つまり、従来の比較して、庫内温度と熱交換器の温度差が常に小さい状態を広範囲で可能であり、これにより、庫内の均温化と除湿低減ができる。
【００３３】本発明の請求項２に記載の発明は、水皿の開口部の一部は庫内熱交換面の下に位置する請求項１記載の冷凍パン生地のホイロ装置であるので、熱交換器に結露して除湿された庫内空気の水分は水皿に滴下して水皿の庫内空気の通風により水面から蒸発し、再度、庫内空気に戻る。これにより、水皿の注入水量を低減できるので水皿をコンパクト化でき、省スペース設計が可能である。
【００３４】本発明の請求項３に記載の発明は、水皿は断熱箱体の内部情報に設置した請求項１記載の冷凍パン生地のホイロ装置であるので、庫内の少しでも温度が高い部分にある水皿内部の水は蒸発し易く高湿化となる。
【００３５】本発明の請求項４に記載の発明は、断熱材からなる断熱箱体と、ペルチェ素子から構成されたペルチェモジュールと、前記ペルチェ素子への電圧を変化可能な電源ユニットと、前記ペルチェ素子の通電方向を変換可能な通電変換装置とを備え、前記ペルチェ素子の片面が庫内熱交換面であり直接的または間接的に庫内空気と熱交換するように設置され、冷凍パン生地の解凍またはホイロの各工程での前記庫内熱交換面は工程開始初期の温度より低い温度で所定時間維持する温度変動パターンで行われる冷凍パン生地のホイロ装置であるので、ノンフロンであることは当然のことながら、ペルチェへの入力電圧レベルを変化させるだけで容易に能力変化が可能であると共に能力可変幅が大きいので、負荷変動した場合においても目標の庫内温度に対して常に一定の熱交換器温度とすることができる。つまり、従来と比較して、庫内温度と熱交換器の温度差が常に小さい状態を広範囲で可能であり、庫内の均温化と除湿低減ができる。
【００３６】さらに、解凍やホイロ時の昇温しなければならない時に、通電変換装置でペルチェ素子の通電方向を変換させて加熱させることで、早期に庫内温度を所定温度に安定することができると共に、一時的な昇温で庫内熱交換面に結露または着霜している水を早期に蒸発でき庫内の絶対湿度を増加させ、その後、温度低下させるので、相対湿度が増加し高湿促進となり、加湿手段の簡易化や加湿手段の稼動時間短縮による省エネルギー化ができる。
【００３７】本発明の請求項５に記載の発明は、冷凍パン生地の解凍及びホイロは、第三の温度と、第三の温度より高い第四の温度と、第四の温度より高い第五の温度とを各々所定時間保持して順次昇温させて行い、第三の温度における保持時間が長くなるほど前記第四の温度または第五の温度の保持時間を短くする冷凍パン生地のホイロ装置であるので、第三の温度の保持時間が所定より長くなった場合、その長く保持した時間分に相当する冷凍パンのホイロ進行分を第四の温度または第五の温度の保持を短くすることで相殺でき、ホイロ終了時刻を同じくして入庫時刻がある程度変動した場合でも約同程度ホイロ状態を維持できる。
【００３８】本発明の請求項６に記載の発明は、断熱材からなる断熱箱体と、ペルチェ素子から構成されたペルチェモジュールと、前記ペルチェ素子への電圧を変化可能な電源ユニットと、外気温を検知する外気温センサと、装置の庫内温度を検知する庫内温度センサと、各外気温におけるペルチェ素子の印可電圧に対する庫内温度特性を記憶したコントロールとを設け、前記ペルチェ素子の片面が庫内空気と熱交換するように設置され、前記外気温センサで検出した外気温と目標温度とから前記コントローラにより前記ペルチェ素子への電圧レベルを制御する冷凍パン生地のホイロ装置であるので、ノンフロンであることは当然のことながら、ペルチェへの入力電圧レベルを変化させるだけで容易に能力変化が可能であると共に能力可変幅が大きいので、負荷変動した場合においても目標の庫内温度に対して常に一定の熱交換器温度とすることができる。つまり、従来と比較して、庫内温度と熱交換器の温度差が常に小さい状態を広範囲で可能であり、庫内の均温化と除湿低減ができる。
【００３９】さらに、目標庫内温度が変化する場合に早期に変化させる目標庫内温度に安定すると共に、外気温変動にて断熱箱体からの吸熱が変化する場合に目標庫内温度が変動する前に冷熱源を環境に見合う能力に制御するため庫内温度が目標温度から相違する時間と程度を小さくでき、バラツキを抑制して環境変動時にも常に安定したホイロ状態を提供できる。
【００４０】以下、本発明の実施の形態について、図１から図８を用いて説明する。なお、従来と同一構成については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００４１】（実施の形態１）本発明による実施の形態１について、図面を参照しながら説明する。
【００４２】図１は本発明の実施の形態１におけるホイロ装置の断面図であり、図２は庫内温度特性図である。
【００４３】図１に示すように、２２は冷凍パン生地を置く食品棚で２段ある中の上段食品棚であり、２３は下段食品棚、２４は庫内循環ファン、２５は庫内熱交換器、２６は水皿、２７は庫内熱交換器２５の結露水を受けて断熱箱体２の外部に導くドレン、２８はペルチェ素子が内蔵されたペルチェモジュール、２９は庫外熱交換器、３０は液ポンプであり、液ポンプ３０とペルチェモジュール２８と庫外熱交換器２９とは環状に配管されており、内部に熱搬送液体が封入されている。３１は庫外ファン、３２はドレン２７からの結露水を一時的に貯留する蒸発皿、３３は機械室吸入口、３４は機械室吐出口、３５はペルチェモジュール２８内のペルチェの電圧レベル制御、通電方向変換、液ポンプ３０や庫内循環ファンや庫外ファンの作動制御をコントロールする制御板、３６は水皿２６内の加湿用の水であり、矢印は庫内循環経路である。
【００４４】以上のように構成されたホイロ装置について、以下にその動作を説明する。
【００４５】先ず、庫内を冷却する冷却モードと庫内を加熱する加熱モード時の動作について説明する。
【００４６】冷却モード時は、ペルチェモジュール２８で庫内熱交換器２５と密着している面のペルチェ素子面が冷却面となるように通電変換装置が作動し、ペルチェ素子に電圧が印可される。それと同時に庫内循環ファン２４，液ポンプ３０，庫外ファン３１が作動する。この庫内循環ファン２４の作動により、内箱４と断熱箱体２の間に設置された庫内熱交換器２５に庫内空気が通風して熱交換して冷却されると同時に空気中の水分が庫内熱交換器２５に結露して除湿される。冷却除霜された乾燥空気は、断熱箱体２と下段食品棚２３とで構成されたダクトに設置されている水皿２６の水３６の水面に通風し、湿度を増加させて高湿空気となり庫内に吐出する。庫内に吐出された低温高湿の空気は、上段食品棚２２と下段食品棚２３の上に置かれた図示しない冷凍パン生地に通風して、冷凍パン生地の昇温を抑制する。
【００４７】この時、ペルチェモジュール２８は庫外熱交換器２５の対面が加熱される。この熱はペルチェモジュール２８の対面にあるパイプを通じてパイプ内のブラインに伝熱して、加熱されたブラインは液ポンプ３０で庫外熱交換器２９に搬送される。この時、庫外ファン３１の作動により機械室吸入口から外気が蒸発皿３２，庫外熱交換器２９，制御板３５を順次通風して冷却して機械室吐出口３４に放出されるので、庫外熱交換器２９は冷却される。
【００４８】また、庫内熱交換器２５に結露した結露水はドレン２７より蒸発皿３２に滴下して外気の通風時に自然蒸発して庫外に放出される。このようにして、庫内を冷却し、廃熱を放熱する。
【００４９】加熱モード時は、ペルチェモジュール２８で庫内熱交換器２５と密着している面のペルチェ素子面が加熱面となるように通電変換装置が作動し、ペルチェ素子に電圧が印可される。それと同時に庫内循環ファン２４，液ポンプ３０，庫外ファン３１が作動する。この庫内循環ファン２４の作動により、内箱４と断熱箱体２の間に設置された庫内熱交換器２５に庫内空気が通風して熱交換して加熱される。加熱された空気は、断熱箱体２と下段食品棚２３とで構成されたダクトに設置されている水皿２６の水３６の水面に通風し、湿度を増加させて庫内に吐出する。庫内に吐出された高温高湿の空気は、上段食品棚２２と下段食品棚２３の冷凍パン生地に通風し、冷凍パン生地の温度を上昇させて自らは温度が低下し、再度、庫内熱交換器２５に通風する。このようにして庫内を循環して冷凍パン生地を昇温させると共に、加熱後の高温の空気を水皿２６に通風させるので高湿が維持できる。この時、ペルチェモジュール２８は庫外熱交換器２５の対面が冷却される。この熱はペルチェモジュール２８の対面にあるパイプを通じてパイプ内のブラインに伝熱して、冷却されたブラインは液ポンプ３０で庫外熱交換器２９に搬送される。この時、庫外ファン３１の作動により機械室吸入口から外気が蒸発皿３２，庫外熱交換器２９，制御板３５を順次通風して機械室吐出口３４に放出される。これにより、庫外熱交換器２９は加熱される。このようにして、庫内を加熱する。
【００５０】次に、ペルチェ素子に印可する電圧を決定するフィードバック制御について説明する。
【００５１】庫内温度センサを用いて初期温度に対して目標とする庫内温度が高い場合は冷却モード、低い場合は加熱モードで運転が開始される。ここで、冷却モードでのペルチェ素子の最大印可電圧を１２Ｖ、加熱モードの最大印可電圧を−１２Ｖとすると、先ずは最大電圧で目標庫内温度まで冷却あるいは加熱を行う。ここで、プラス電圧は冷却モード、マイナス電圧は加熱モードとする。
【００５２】例えば、初期の庫内温度を１５℃、目標庫内温度を３℃である場合について説明する。ペルチェ素子の印可電圧は、初期に最大電圧＋１２Ｖを印可して庫内温度が３℃になると０Ｖにして一定時間保持する。つまり、先ずは最大電圧で目標庫内温度まで冷却あるいは加熱を行う。そして、庫内温度が目標温度に対して上昇するか低下するかを検知する。これは目標温度から±１℃ずれるまで行う。つまり、上昇する場合は４℃、低下する場合は２℃になるまで行う。
【００５３】上昇した場合について述べる。この場合、冷却モードとなり最大電圧＋１２Ｖを印可して庫内温度が３℃になった時点で＋１２Ｖの半分の電圧である＋６Ｖを印可して一定時間維持する。そして、庫内温度が上昇した場合は４℃にて＋１２Ｖを印可して３℃まで低下させた後、＋６Ｖと＋１２Ｖの間の＋９Ｖを印可して一定時間維持する。また、庫内温度が低下した場合は２℃にて０Ｖとして３℃になった後、＋６Ｖと０Ｖの間の＋３Ｖを印可して一定時間維持する。
【００５４】ここで、例えば、庫内温度が上昇して＋９Ｖを印可して、その後に庫内温度が低下した場合について説明すると、２℃になった時点で、その前に印可した＋６Ｖに低下させ３℃になった時点で、＋９Ｖと＋６Ｖの間の７．５Ｖを印可して一定時間維持する。その後、同様にして徐々に目標温度になるように電圧を制御する。
【００５５】このようにして、一定電圧で連続的に印可して目標庫内温度を維持できる電圧を、庫内温度センサ１９からのフィードバック制御により求めて、その電圧で冷却または加熱を行うことで、冷却時は目標庫内温度よりやや低い庫内熱交換器２５の温度で冷却を行い、加熱時は目標庫内温度よりやや高い庫内熱交換器２５の温度で加熱を行う。
【００５６】このフィードバック制御を用いて、図２に示すようにホイロ終了時刻の３時間前までは保冷モードとして目標庫内温度を３℃、ホイロ終了時刻の３時間前から１時間前の間は解凍モードとして目標庫内温度を１５℃、ホイロ終了時刻の１時間前からは発酵モードとして目標庫内温度を３２℃になるように電圧制御を行う。
【００５７】以上のペルチェ電圧制御による庫内温度制御を用いて、冷凍パン生地の入庫からホイロ終了までを具体的に次に説明する。
【００５８】ドア３を開けて水皿２６に飲料可能な水３６を入れると共に冷凍で保存されていた−１８℃の冷凍パン生地を入庫する。その後、図示しない操作パネル上にて希望のホイロ終了日時をインプットすると、最短の入庫日時が表示される。そして、実際の入庫日時をインプットする。
【００５９】例えば、午後５時にホイロ終了時刻をセットし、同日午前１１時に冷凍パン生地を入庫して入庫日時を設定した場合について説明する。
【００６０】入庫後、午後２時までの３時間は保冷モード、午後２時から午後４時までは解凍モード、午後４時から午後５時までは発酵モードで運転する。そして、午後５時にホイロが完了し、取り出して図示しないオーブンで焼成する。
【００６１】以上のことから、ノンフロンであることは当然のことながら加湿手段は水皿２６のみであるので省エネルギーで低コストであると共に、庫内熱交換器２５で冷却と加熱を行うことができて加熱ヒータを無くすことが可能でコンパクトとなる。
【００６２】さらに、ペルチェ素子への入力電圧レベルを変化させるだけで容易に能力変化が可能であると共に能力可変幅が大きいので、負荷変動した場合においても目標の庫内温度に対して常に一定の庫内熱交換器２５の温度とすることができる。つまり、従来と比較して、庫内温度と庫内熱交換器２５の温度差が常に小さい状態を広範囲で可能であり、これにより、庫内の均温化と除湿低減ができる。この除湿低減により加湿手段の簡素化が可能である。
【００６３】さらに、水皿２６は庫内熱交換器２５の下流で冷凍パン生地を設置する食品棚の上流に位置しており、庫内熱交換器２５と熱交換した後の空気は水皿２６を通じて高湿化して庫内に吐出されるため、通常ならば冷凍パン生地が乾燥するような高風速下でも乾燥を防止でき、高風速による均温化とそれと背反する乾燥防止を実現できる。ここで、冷却モード時の庫内熱交換器２５と熱交換後の空気温度は冷凍パン生地より高い温度とすると、庫内より庫内熱交換器２５と熱交換後の空気温度の方が高くなるので水皿２６に通風する空気は庫内循環する空気で比較的高温の空気が流通することとなり高湿化が可能となる。また、加熱モード時は当然のことながら庫内循環する空気で最も高温となるので、水皿２６中の水の蒸発が促進されると共に水温上昇が速くなり高湿化が可能となる。
【００６４】なお、冷却モード時において、庫内熱交換器２５がマイナス温度の場合は定期的に加熱モードとして除霜を行っても良い。
【００６５】（実施の形態２）本発明による実施の形態２について、図面を参照しながら説明する。なお、実施の形態１と同一構成については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００６６】図３は本発明の実施の形態２におけるホイロ装置の断面図である。
【００６７】図３に示すように、３７は一方の開口部が庫内熱交換器２５の下方に位置し、他方の開口部が庫内循環ファン２４の作動による庫内空気循環時に庫内熱交換器２５の下流で上段食品棚２２及び下段食品棚２３の上流に位置する水受皿であり、庫内熱交換器２５の下方に位置する側壁高さが他方に比べて低くなっている。つまり、ある量の水が溜まると、その部分からオーバーフローしてその下にあるドレン２７を通じて蒸発皿３２に落ちるようになっている。
【００６８】以上のように構成された調理器について、以下にその動作を説明する。
【００６９】冷却モード時に庫内熱交換器２５に結露した結露水は水受皿３７の一方の開口部に落ちる。落ちた結露水は庫内循環ファン２４の作動により他方の開口部に庫内熱交換器２５と熱交換後の空気が通風して蒸発し、再度、庫内空気に戻り高湿化した空気が食品棚に設置された冷凍パン生地に通風する。
【００７０】以上のことから、入庫時に水受皿３７へ注水する量は微量で良い。
【００７１】（実施の形態３）本発明による実施の形態３について、図面を参照しながら説明する。なお、実施の形態１と同一構成については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００７２】図４は本発明の実施の形態３におけるホイロ装置の断面図である。
【００７３】図４に示すように、水皿２６は庫内上方に位置されている。
【００７４】以上のように構成された調理器について、以下にその動作を説明する。
【００７５】庫内循環ファン２４の作動により庫内空気は庫内下方に設けられた吸入口より吸い込まれて庫内熱交換器２５の下方から上方に向けて通風する。ここで、庫内空気は冷却モード時は冷却され低温化し、加熱モード時は加熱され高温化して水皿２６に流れて高湿化し、高湿空気となって庫内に吐出する。このように庫内を空気が循環することで冷却または加熱を行う。この時、庫内全体である程度均一に流すことは可能であるが、庫内の全ての場所に完全に均一に空気を循環させることは不可能である。つまり、庫内の隅のように、少なからずとも空気の循環が少ない部分が発生する。このような部分においては、上方の空気の方が高温となる。さらに、ホイロ装置１の外部環境においても、上方の空気の方が高温であるため、断熱箱体２を通じて庫内に侵入してくる熱は上方の方が多くなり庫内の上方が比較的高温部となる。よって、庫内上方に位置する水皿２６は庫内の中でも比較的高温な部分であるため内部の水３６が蒸発し易くなり、高湿化が促進される。
【００７６】（実施の形態４）本発明による実施の形態４について、図面を参照しながら説明する。なお、実施の形態１と同一構成については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００７７】図５は本発明の実施の形態４における外気温が２５℃時の電圧制御と温度特性図である。
【００７８】図５にて、図中の実線は庫内熱交換器２５の表面温度特性であり、点線は庫内の平均温度であり、一点鎖点はペルチェ素子への印可電圧特性であり、ペルチェ電圧の＋は冷却モード、−は加熱モードである。
【００７９】また、本実施の形態では外気温が２５℃であるため、保冷モード時は外気温より低温に保持するため冷却モードで行い、解凍イニシャルモードは保冷モードの温度より高温の解凍安定モード温度に急速に昇温させるため加熱モードで行い、解凍安定モードは外気温２５℃に対して低温であるため冷却モードで行い、発酵イニシャルモードは解凍安定モードの温度より高温の発酵安定モード温度に急速に昇温させるため加熱モードで行い、発酵安定モードは外気温より高いので加熱モードで行っている。
【００８０】以上のように構成されたホイロ装置について、以下にその動作を説明する。
【００８１】保冷モードから解凍モードに切り替わると、加熱モードで最大電圧が印可され解凍イニシャルモードとなり、急速に水皿２６と庫内温度が上昇し、庫内温度センサ１９にて庫内温度が１２℃を検知すると、冷却モードとなりフィードバック制御により庫内を１５℃に調整する。この時、解凍イニシャルモードでは庫内熱交換器２５の温度は高温となり結露水の蒸発が促進すると共に、水皿２６の昇温が加速して、早期に庫内が高湿化する。
【００８２】そして、解凍モードから発酵モードに切り替わると、加熱モードとなり最大電圧が印可され発酵イニシャルモードとなり、急速に水皿２６と庫内温度が上昇し、庫内温度センサ１９にて庫内温度が２９℃を検知すると、加熱モードのままフィードバック制御により庫内を３２℃に調整する。この時も解凍モード時同様に早期に高湿化する。
【００８３】なお、本実施の形態では、解凍イニシャルモードから解凍安定モードへの切替は庫内温度が１２℃であり解凍安定モードの庫内温度１５℃より低く、発酵イニシャルモードから発酵安定モードへの切替は庫内温度が２９℃であり発酵安定モードの庫内温度３２℃より低いが、さらに高湿化を必要とする場合は、切り替える温度を安定温度より高くしても良い。つまり、解凍イニシャルモードから解凍安定モードへの切替は庫内温度が解凍安定モードより高い温度で行い、発酵イニシャルモードから発酵安定モードへの切替は庫内温度が発酵安定モードより高い温度で行う。これにより、庫内は一端上昇して低下することになり、上昇時の高温により高湿化が促進する。さらに、その後の低下により相対湿度が増加するため、本実施の形態より高湿化となる。
【００８４】なお、本発明では加湿手段は水皿２６を使用しているが、従来の加湿ヒータを用いたような加湿等でも加湿手段の稼動時間を短縮できるので省エネルギーとなる。
【００８５】（実施の形態５）本発明による実施の形態５について、図面を参照しながら説明する。なお、実施の形態１と同一構成については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００８６】図６は本発明の実施の形態５における発酵特性図である。
【００８７】図６にて、冷凍パンの発酵度合いは同時間では高温になるに従い進み、同温度では長時間ほど進む。ここで、発酵度合いとは体積膨張や糖度を分析することで評価ができるが、例えば、パンが発酵する場合は体積が膨張して大きくなる。つまり、発酵度合いが高いものは体積が大きく発酵度合いが低いものは小さくなる。よって、図中の縦軸は上の方が発酵度合いが高く体積が大きい状態である。
【００８８】また、保冷モード時の庫内温度は３℃、解凍モードは１５℃、発酵モードは３２℃である。
【００８９】なお、図６中の発酵特性は直線であるが、使用するイーストの違いや粉の調合等によって曲線になる場合もある。
【００９０】以上のように構成されたホイロ装置について、以下にその動作を説明する。
【００９１】保冷モードが８時間の場合は図中Ａまで発酵が進むことになる。出庫時のホイロ終了最適発酵度合いはＢとすると、ＢからＡの差の分だけ解凍モードと発酵モードで発酵すれば良いことになる。そして、発酵モードを１時間とするとＣだけ発酵することになり、ホイロ終了最適発酵状態ＢからＡとＣを差し引くとＤの分だけ解凍モードで発酵すれば良いことになる。本実施の形態では解凍モードの１５℃でＤだけ発酵する時間は１．８時間である。このようにして、図６の発酵特性を制御板３５のメモリに記憶された図６の発酵特性から解凍モードと発酵モードの時間を算出して運転を行う。
【００９２】これにより、同じ時刻にホイロ完了する状態で入庫時間が変動しても解凍モードと発酵モードの時間で調整することで常に最適なホイロ終了状態となる。
【００９３】（実施の形態６）本発明による実施の形態６について、図面を参照しながら説明する。なお、実施の形態１と同一構成については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００９４】図７は本発明の実施の形態６におけるホイロ装置、図８は本発明の実施の形態６における外気温特性図である。
【００９５】図７にて、３８は外気温を検知する外気温センサである。
【００９６】図８にて、外気温度は２５℃一定、ペルチェ素子は連続通電、保冷モードの庫内３℃となるペルチェ素子への印可電圧は１２Ｖ、解凍モードの庫内１５℃となるペルチェ素子への印可電圧は５Ｖであり、発酵モードの庫内３２℃となるペルチェ素子への印可電圧は−１．５Ｖ、つまり、通電方向を変換して加熱モードとして１．５Ｖである。
【００９７】以上のように構成されたホイロ装置について、以下にその動作を説明する。
【００９８】入庫動作が確認されると、外気温センサ３８により外気温度が２５℃を検知すると、あらかじめ制御板３５のメモリに記憶された図８の特性からペルチェ素子に１２Ｖが印可され早期に庫内は３℃に安定する。そして、解凍モードに切り替わると、加熱モードで最大電圧を印可して庫内温度センサが１２℃となったら、冷却モードで５Ｖが印可され、早期に庫内は１５℃に安定する。その後、発酵モードに切り替わると加熱モードで最大電圧を印可して庫内温度が２９℃となったら、加熱モードのまま１．５Ｖ、つまり−１．５Ｖを印可する。
【００９９】これにより、早期に目標の庫内温度に安定すると共に、ペルチェ素子は連続通電となるので、庫内は均温化され高湿化される。
【０１００】また、例えば、解凍モードの庫内１５℃時に外気温が２５℃から３５℃に変動した場合、断熱箱体２を通して庫内に進入する熱量が大きくなり庫内温度が上昇する。従来の庫内温度センサ１９での温度制御では庫内温度がある程度上昇した後に冷却能力を増加させる等の対応をして所定の目標庫内１５℃に制御していた。しかし、本実施の形態では外気温センサ１９により外気温が徐々に上昇していくに従いペルチェ素子への印可電圧を増加させて冷却能力を増加させるので庫内温度の上昇が小さい段階で冷却能力の増加が行え、庫内昇温を小さくできる。よって、外気温変動時も庫内温度の変動を小さくできるので、パンの発酵バラツキを小さくできる。
【０１０１】なお、本実施の形態では外気温２５℃のみのペルチェ電圧制御であるが、当然のことながら、メモリには各外気温におけるペルチェ素子への電圧特性が記憶されており、外気温が変動した場合でも適宜ペルチェ素子への印可電圧を制御することは言うまでもない。好ましくは、外気温１℃刻みで０℃から４０℃における特性がメモリに記憶されていることであるが、刻みがそれ以上であっても最も近い外気温度となる電圧をペルチェ素子に印可し、庫内温度センサ１９を用いて庫内温度からペルチェ素子への電圧の印可と遮断で対応できる。
【０１０２】また、解凍及びホイロの条件のように加熱時で行っているが、ペルチェ素子を冷却のみで使用した場合でも同様に冷却時の外気温変動に伴う庫内温度変動を小さくできることは言うまでもない。
【０１０３】
【発明の効果】以上に説明したように本発明は、断熱材からなる断熱箱体と、ペルチェ素子から構成されたペルチェモジュールと、前記ペルチェ素子への電圧を変化可能な電源ユニットと、前記ペルチェ素子の通電方向を変換可能な通電変換装置と、前記断熱箱体の内部には庫内ファンと、水皿と、食品棚とを備え、前記ペルチェモジュールは前記断熱箱体の内部空気と熱交換する庫内熱交換面と、前記庫内熱交換面の対面に断熱箱体の内部空気と熱交換する庫外熱交換面を有し、断熱箱体内の空気が外部に漏れないように設置され、前記庫内ファンは断熱箱体内の空気を前記庫内熱交換面、前記水皿、前記食品棚と順次循環させるものであるので、ノンフロンであることは当然のことながら加湿手段は水皿のみであるので省エネルギーで低コストであると共に、１個の熱交換器で冷却と加熱を行うことができてコンパクトである。
【０１０４】さらに、ペルチェへの入力電圧レベルを変化させるだけで容易に能力変化が可能であると共に能力可変幅が大きいので、負荷変動した場合においても目標の庫内温度に対して常に一定の熱交換器温度とすることができる。つまり、従来と比較して、庫内温度と熱交換器の温度差が常に小さい状態を広範囲で可能であり、これにより、庫内の均温化と除湿低減ができる。この除湿低減により加湿手段の簡素化が可能である。
【０１０５】さらに、庫内の熱交換器を熱交換した空気は水皿を通じて高湿化して庫内に吐出されるため、通常ならば冷凍パン生地が乾燥するような高風速下でも乾燥を防止でき、高風速による均温化とそれと背反する乾燥防止を実現できる。
【０１０６】また、断熱材からなる断熱箱体と、ペルチェ素子から構成されたペルチェモジュールと、前記ペルチェ素子への電圧を変化可能な電源ユニットと、前記ペルチェ素子の通電方向を変換可能な通電変換装置とを備え、前記ペルチェ素子の片面が庫内熱交換面であり直接的または間接的に庫内空気と熱交換するように設置され、冷凍パン生地の解凍またはホイロの各工程での前記庫内熱交換面は工程開始初期の温度より低い温度で所定時間維持する温度変動パターンで行われる冷凍パン生地のホイロ装置であるので、ノンフロンであることは当然のことながら、ペルチェへの入力電圧レベルを変化させるだけで容易に能力変化が可能であると共に能力可変幅が大きいので、負荷変動した場合においても目標の庫内温度に対して常に一定の熱交換器温度とすることができる。つまり、従来と比較して、庫内温度と熱交換器の温度差が常に小さい状態を広範囲で可能であり、庫内の均温化と除湿低減ができる。
【０１０７】さらに、解凍やホイロ時の昇温しなければならない時に、通電変換装置でペルチェ素子の通電方向を変換させて加熱させることで、早期に庫内温度を所定温度に安定することができると共に、一時的な昇温で庫内熱交換面に結露または着霜している水を早期に蒸発でき庫内の絶対湿度を増加させ、その後、温度低下させるので、相対湿度が増加し高湿促進となり、加湿手段の簡易化や加湿温度の稼動時間短縮による省エネルギー化ができる。
【０１０８】また、冷凍パン生地の解凍及びホイロは、第三の温度と、第三の温度より高い第四の温度と、第四の温度より高い第五の温度とを各々所定時間保持して順次昇温させて行い、第三の温度における保持時間が長くなるほど前記第四の温度または第五の温度の保持時間を短くする冷凍パン生地のホイロ装置であるので、冷凍パン生地を本ホイロ装置に入庫する時刻がある程度変化した場合に同一ホイロ終了時刻でもホイロの仕上がり状態に大差はなく、使用者は都合の良い時刻に入庫ができて時間の有効利用が図れる。
【０１０９】また、断熱材からなる断熱箱体と、ペルチェ素子から構成されたペルチェモジュールと、前記ペルチェ素子への電圧を変化可能な電源ユニットと、外気温を検知する外気温センサと、装置の庫内温度を検知する庫内温度センサと、各外気温におけるペルチェ素子の印可電圧に対する庫内温度特性を記憶したコントロールとを設け、前記ペルチェ素子の片面が庫内空気と熱交換するように設置され、前記外気温センサで検出した外気温と目標温度とから前記コントローラにより前記ペルチェ素子への電圧レベルを制御する冷凍パン生地のホイロ装置であるので、ノンフロンであることは当然のことながら、ペルチェへの入力電圧レベルを変化させるだけで容易に能力変化が可能であると共に能力可変幅が大きいので、負荷変動した場合においても目標の庫内温度に対して常に一定の熱交換器温度とすることができる。つまり、従来と比較して、庫内温度と熱交換器の温度差が常に小さい状態を広範囲で可能であり、庫内の均温化と除湿低減ができる。
【０１１０】さらに、目標庫内温度が変化する場合に早期に変化させる目標庫内温度に安定すると共に、外気温変動にて断熱箱体からの吸熱が変化する場合に目標庫内温度が変動する前に冷熱源を環境に見合う能力に制御するため庫内温度が目標温度から相違する時間と程度を小さくでき、バラツキを抑制して環境変動時にも常に安定したホイロ状態を提供できる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００４４８８
【氏名又は名称】松下冷機株式会社
【住所又は居所】滋賀県草津市野路東２丁目３番１−２号
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| 【出願日】 |
平成１４年４月９日（２００２．４．９） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００９７４４５
【弁理士】
【氏名又は名称】岩橋 文雄 （外２名）
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| 【公開番号】 |
特開２００３−２９９４３５（Ｐ２００３−２９９４３５Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１５年１０月２１日（２００３．１０．２１） |
| 【出願番号】 |
特願２００２−１０６１８４（Ｐ２００２−１０６１８４） |
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