JP2003336945A

JP2003336945A - セル型製氷機

Info

Publication number: JP2003336945A
Application number: JP2002142191A
Authority: JP
Inventors: Haruhiko Yuasa; 治彦湯浅
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2002-05-16
Filing date: 2002-05-16
Publication date: 2003-11-28

Abstract

(57)【要約】【課題】極力理想のくぼみ穴を有する氷を製氷す
ることができるセル型製氷機を提供する。【解決手段】セル型製氷機の制御装置（４１）は、製
氷工程を開始して水タンク（２１）への給水を完了した
後の圧力センサ（２８）の検知した水圧Ｐ１を記憶する
第１圧力記憶手段と、水温センサ（２７）の検知する水
温が設定値以下に低下した後における製氷工程中の圧力
センサの検知した水圧Ｐ２を入手する第２圧力入手手段
と、第２圧力入手手段の水圧Ｐ２と第１圧力記憶手段の
水圧Ｐ１との差圧ΔＰが設定差圧ΔＰｓ以上になった際
に製氷が完了したと判定する製氷完了判定手段と、製氷
完了判定手段が製氷完了と判定した際に製氷工程から離
氷工程に切り換える正常時工程切換手段と、前記設定差
圧ΔＰｓを周囲温度センサ（４２）の検知温度に応じて
変更する設定差圧変更手段とを具備している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、冷却器の製氷室の
製氷区画に向かって噴水し、各製氷区画内に氷を生成さ
せるセル型製氷機に関する。

【０００２】

【従来の技術】セル型製氷機では、従来、製氷の完了検
知は、（ａ）冷却器の温度を検知する方法、（ｂ）セル
型製氷機の形式毎に設定されたタイマによる方法や、
（ｃ）水タンク内の水位の低下で検知する方法、（ｄ）
水循環経路における水圧で検知する方法などが広く採用
されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記（ａ）
冷却器の温度を検知する方法の場合には、下記のような
問題点がある。冷却器の温度を検出する冷却器温度セン
サは、冷却器の外周面などに取り付けられており、製氷
された氷に形成されるくぼみ穴の形状が同じであって
も、製氷機の周囲温度が高くなるにつれて、冷却器温度
は上昇するのが一般的である。そのため、この周囲温度
と、所望の形状のくぼみ穴が形成される冷却器温度との
関係が、マイコン制御に組み込まれていることもある。
しかしながら、冷却器温度センサの取付のバラツキや周
囲からの熱侵入などでくぼみ穴が全て埋まっているにも
係わらず、冷却器温度センサの検出値が製氷完了設定温
度まで低下しないことがある。

【０００４】すなわち、製氷開始時には、冷却器の製氷
室の内面に、噴射された水が直接当たり、この噴射され
た水の温度で冷却器の温度は上昇する。しかしながら、
製氷室の内面には直ぐに氷の付着が開始し、製氷室の内
面に直接水が当たることが無くなる。その結果、冷却器
の温度（すなわち冷却器温度センサの検出値）が低下す
る。その後、この氷の付着が増大して、くぼみ穴が漸次
小さくなって、所望の大きさになると、製氷が完了す
る。そして、噴射された水の温度（たとえば、０℃）に
よる冷却器温度への影響が、製氷室の内面に付着した氷
の厚みや経過時間などで異なるので、冷却器温度を検出
することにより、氷の厚み（言い換えると、くぼみ穴の
大きさ）を略判定することができる。しかしながら、こ
の氷の厚みによる冷却器温度への影響は非常に微妙なも
のである。したがって、周囲温度などに影響されて、冷
却器温度センサでは、製氷の完了を精度良く検出して、
所望の大きさのくぼみ穴の氷を製氷することができなか
った。

【０００５】つぎに、（ｂ）セル型製氷機の形式毎に設
定されたタイマによる方法の場合には、下記のような問
題点がある。標準的なタイマ特性を設定しているので、
個々の製氷機の特性にバラツキがあるため、個々の製氷
機に合ったタイマ特性とするために微調整する必要があ
る。また、周囲からの熱侵入で周囲温度が変化すると、
くぼみ穴の形状が変化することがある。

【０００６】さらに、（ｃ）水タンク内の水位の低下で
検知する方法の場合には、下記のような問題点がある。
水タンク内の水位変化が僅か０．５ｍｍ程度ずれるだけ
で、くぼみ穴の径が理想とするφ５〜７ｍｍから、くぼ
み穴が全く無い状態になることがあるので、水タンク内
の水位の検出精度は高いものが要求される。しかも、製
氷機が水平に設置されていることは少なく、かつ、噴水
供給した水の内、製氷しなかった製氷余水が直接水タン
ク内に帰還しているため実際の水タンク内の水面は波立
っており、水タンク内の水位の検出精度を高く確保する
ことが困難である。そのため、所望の大きさのくぼみ穴
の氷を製氷することができなかった。

【０００７】そして、（ｄ）水循環経路における水圧で
検知する方法の場合には、下記のような問題点がある。
水循環に使用する循環ポンプの吐出圧力にはバラツキが
あるため、製氷完了時の水圧にバラツキが生じる。した
がって、各機械毎に、製氷完了の設定水圧を大きく調整
する必要があり、手間がかかる。また、実験で、水循環
経路における水圧が設定値になった際に、製氷完了であ
ると判定して制御を行った。しかしながら、この実験結
果として、理想のくぼみ穴が形成される場合もあるが、
理想のくぼみ穴が形成されない場合もあり、バラツキが
発生して、形成されるくぼみ穴の形状を一定に保つこと
ができなかった。

【０００８】本発明は、以上のような課題を解決するた
めのもので、極力理想のくぼみ穴を有する氷を製氷する
ことができるセル型製氷機を提供することを目的として
いる。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明のセル型製氷機
は、一面が開口している製氷室（１）を具備する冷却器
（３）と、この製氷室の内部に形成されている複数の製
氷区画（１ｂ）と、水噴射面を具備するとともに、この
水噴射面が製氷室の開口面を覆う閉位置と、水噴射面が
製氷室の開口面から離れる開位置との間を往復動する水
皿（７）と、この水皿の水噴射面に設けられている噴水
孔と、前記水皿と一体に移動する水タンク（２１）と、
この水タンクの水を噴水孔に向かって圧送する循環ポン
プ（２２）と、製氷工程時には、循環ポンプを稼働して
水タンク内の水を噴水孔から各製氷区画に噴水させると
ともに、製氷余水を再び水タンクに帰還せしめて水を循
環させながら製氷を行い、この製氷工程が終了すると、
製氷区画から氷を離氷させる離氷工程を行わせしめる制
御装置（４１）とを備えている。そして、このセル型製
氷機には、前記水タンクから噴水孔に向かう水流路（１
９）中の水圧を検知する圧力センサ（２８）、周囲温度
を検知する周囲温度センサ（４２）および、前記水タン
クの水温を検知する水温センサ（２７）が設けられ、か
つ、前記制御装置が、製氷工程を開始して水タンクへの
給水を完了した後の圧力センサの検知した水圧Ｐ１を記
憶する第１圧力記憶手段と、水温センサの検知する水温
が設定値以下に低下した後における製氷工程中の圧力セ
ンサの検知した水圧Ｐ２を入手する第２圧力入手手段
と、第２圧力入手手段の水圧Ｐ２と第１圧力記憶手段の
水圧Ｐ１との差圧ΔＰが設定差圧ΔＰｓ以上になった際
に製氷が完了したと判定する製氷完了判定手段と、製氷
完了判定手段が製氷完了と判定した際に製氷工程から離
氷工程に切り換える正常時工程切換手段と、前記設定差
圧ΔＰｓを周囲温度センサの検知温度に応じて変更する
設定差圧変更手段とを具備している。

【００１０】また、前記設定差圧変更手段は、周囲温度
センサの検知温度が高くなると、設定差圧ΔＰｓを小さ
く設定することが好ましい。そして、前記制御装置が、
水温センサの検知温度が設定値以下に低下してからの経
過時間を計測する異常判断用タイマと、この異常判断用
タイマの計測する経過時間が異常検出設定時間を越えた
際に前記製氷完了判定手段が未だ製氷完了を判定してい
ない場合に異常と判定する経過時間異常判定手段と、前
記異常検出設定時間を周囲温度センサの検知温度に応じ
て変更する設定時間変更手段とを具備していることがあ
る。

【００１１】さらに、前記設定時間変更手段は、周囲温
度センサの検知温度が高くなると、異常検出設定時間を
長く設定することが好ましい。また、前記制御装置が、
第１圧力記憶手段の水圧Ｐ１と第２圧力入手手段の水圧
Ｐ２との差圧ΔＰが負の値になった際に異常と判定する
差圧異常判定手段を具備している場合がある。

【００１２】そして、セル型製氷機に、水タンクから噴
水孔に向かう水流路中の水量を検知する流量センサ（２
９）、周囲温度を検知する周囲温度センサおよび、水タ
ンクの水温を検知する水温センサが設けられ、かつ、制
御装置が、製氷工程を開始して水タンクへの給水を完了
した後の流量センサの検知した流量Ｖ１を記憶する第１
流量記憶手段と、水温センサの検知する水温が設定値以
下に低下した後における製氷工程中の流量センサの検知
した流量Ｖ２を入手する第２流量入手手段と、第１流量
記憶手段の流量Ｖ１と第２流量入手手段の流量Ｖ２との
差ΔＶが設定流量差ΔＶｓ以上になった際に製氷が完了
したと判定する製氷完了判定手段と、製氷完了判定手段
が製氷完了と判定した際に製氷工程から離氷工程に切り
換える工程切換手段と、前記設定流量差ΔＶｓを周囲温
度センサの検知温度に応じて変更する設定流量差変更手
段とを具備している場合がある。

【００１３】また、設定流量差変更手段は、周囲温度セ
ンサの検知温度が高くなると、設定流量差ΔＶｓを小さ
く設定することが好ましい。さらに、前記制御装置が、
水温センサの検知温度が設定値以下に低下してからの経
過時間を計測する異常判断用タイマと、この異常判断用
タイマの計測する経過時間が異常検出設定時間を越えた
際に前記製氷完了判定手段が未だ製氷完了を判定してい
ない場合に異常と判定する経過時間異常判定手段と、前
記異常検出設定時間を周囲温度センサの検知温度に応じ
て変更する設定時間変更手段とを具備している場合があ
る。

【００１４】そして、設定時間変更手段は、周囲温度セ
ンサの検知温度が高くなると、異常検出設定時間を長く
設定することが好ましい。また、制御装置が、異常と判
定した際に製氷工程から離氷工程へ切り換える異常時工
程切換手段と、この異常時工程切換手段の作動が連続ま
たは高い発生頻度で発生すると製氷運転を停止する製氷
運転停止手段とを具備している場合がある。

【００１５】さらに、制御装置が、水圧Ｐ１、水圧Ｐ
２、流量Ｖ１または流量Ｖ２の少なくとも一個を、各セ
ンサからのサンプリングデータに基づいて、異常値を除
外して平均化して求めている場合がある。

【００１６】

【発明の実施の形態】次に、本発明におけるセル型製氷
機の実施の第１の形態を図１ないし図７を用いて説明す
る。図１は本発明の実施の形態にかかるセル型製氷機の
製氷部の正面図である。図２は水皿が開いた状態での製
氷部の正面図である。図３はセル型製氷機の冷凍回路の
主要部の概略図である。図４は制御装置の入出力図であ
る。図５は製氷運転時の概略のフローチャートである。
図６は図５のフローチャートの残りの部分である。図７
は製氷される氷片の断面図で、（ａ）が外気温度の低い
場合の図、（ｂ）が通常の外気温度の場合の図、（ｃ）
が外気温度の高い場合の図である。

【００１７】セル型製氷機の内、広く普及している逆セ
ル型製氷機の製氷室１は、熱伝導性の良い金属たとえば
銅、または銅合金、アルミ、またはアルミ合金などで構
成され、下面が開口するとともに、内部が仕切り壁１ａ
で区画されて複数の製氷区画１ｂが形成されている。製
氷室１の天壁の上面には、冷却パイプ２が蛇行して配設
され固定されている。この冷却パイプ２には冷媒が流れ
ており、製氷室１を冷却することができる。この製氷室
１および冷却パイプ２で冷却器３は構成され、逆セル型
製氷機のフレーム４に取り付けられて固定されている。
また、製氷室１の下面開口を開閉自在に覆う水皿７は、
フレーム４に傾動可能に取り付けられている。さらに、
フレーム４に、レバー８が回動可能に取り付けられてお
り、水皿傾動装置であるギアモータ９（図４参照）で揺
動駆動される。そして、レバー８の端部と、水皿７の先
端部との間に、付勢手段であるコイルバネ１１が取り付
けられている。

【００１８】製氷工程時には、図１に図示するように、
レバー８は閉動作位置に回動し、レバー８の先端は上方
にあり、水皿７は略水平となって、閉位置となる。そし
て、図１の製氷状態から、レバー８が反時計方向に回動
し、レバー８が開動作位置まで回動して、先端が下方に
なると、図２に図示するように、水皿７は時計方向に傾
動して開位置となり、離氷状態となる。この状態で、製
氷室１から離脱した氷は、図示しない貯氷庫に落下す
る。逆に、図２の離氷状態から、レバー８が時計方向に
回動すると、水皿７は反時計方向に回動して図１の水平
状態の閉位置に復動する。また、貯氷庫には、満氷検知
スイッチ（図示せず）が設けられており、氷貯蔵庫が満
氷になると、製氷運転は停止する。

【００１９】製氷室１の開口面を覆う水皿７の水噴射面
には、多数の噴水孔（図示せず）が設けられている。こ
の噴水孔は、各製氷区画１ｂに対応して１個設けられて
いる。また、水皿７の下側には、この水皿７と一体に移
動する水タンク２１が設けられており、この水タンク２
１には循環ポンプ２２が設けられている。この循環ポン
プ２２は、駆動時に水タンク２１の水を噴水孔に向かっ
て圧送しており、循環ポンプ２２が駆動すると、水タン
ク２１に溜められた水は噴射用水路１９を介して、噴水
孔から製氷室１の各製氷区画１ｂに向かって噴射する。
製氷室１の製氷区画１ｂから水皿７へ落下した水は、水
皿７の戻り孔（図示せず）を通って水タンク２１に戻っ
ており、水は循環している。そして、フレーム４には、
水タンク２１に給水する給水パイプ２３が取り付けら
れ、この給水パイプ２３には電磁式の給水弁２４が設け
られている。

【００２０】また、水タンク２１には水タンク内の水温
を検出する水温センサである水タンク温度センサ２７が
設けられている。そして、噴射用水路１９には、噴水孔
に供給される水の水圧を検出する圧力センサ２８、およ
び、噴水孔に供給される水の流量を検出する流量センサ
２９が設けられている。

【００２１】次に、セル型製氷機の冷凍サイクルを説明
する。図３に図示するように、セル型製氷機の冷凍サイ
クルは、前述の冷却器３、圧縮機３１、ホットガス切換
弁３２、凝縮器３３、および、膨張弁３４などの減圧装
置などからなり、冷凍機を構成している。そして、冷却
器３、圧縮機３１、ホットガス切換弁３２、凝縮器３３
および膨張弁３４を順次配管で接続し、冷却器３に戻る
回路が冷却回路である。また、ホットガス切換弁３２か
ら、膨張弁３４と冷却器３との間の配管にホットガス回
路３６が接続されている。ホットガス切換弁３２は、圧
縮機３１から吐出された冷媒を、ホットガス回路３６に
流れるように切り換えたり、凝縮器３３側すなわち冷却
回路側に流れる様に切り換えたりする。

【００２２】ホットガス切換弁３２が冷却回路側に切り
換えられている状態で、圧縮機３１が稼働すると、冷媒
は圧縮機３１で圧縮されて、ホットガス切換弁３２を通
って凝縮器３３に吐出され、この凝縮器３３で冷却され
て、膨張弁３４などの減圧装置を通って、冷却器３で蒸
発して低温となり、製氷室１内に噴射された水を冷却し
て、製氷室１の製氷区画１ｂの内面に氷を生成してい
る。ついで、冷却器３を通過した冷媒は、圧縮機３１に
戻る。一方、ホットガス切換弁３２がホットガス回路３
６側に切り換えられている状態で、圧縮機３１が稼働す
ると、冷媒は圧縮機３１で圧縮されて、高温冷媒である
ホットガスとなり、ホットガス切換弁３２およびホット
ガス回路３６を通って冷却器３に吐出され、製氷室１内
の氷の表面を溶融して製氷室１から離氷させる。つい
で、冷却器３を通過した冷媒は、圧縮機３１に戻る。こ
のホットガス運転時には、冷媒は凝縮器３３および膨張
弁３４をバイパスして圧縮機３１から直接冷却器３に流
れている。

【００２３】図４において、セル型製氷機の制御装置４
１は、マイコンなどで構成され、この制御装置４１に
は、種々の電気部品が接続されているが、本発明に関係
する電気部品としては、入力側に、水タンク温度センサ
２７、周囲温度センサである外気温度センサ４２、圧力
センサ２８および流量センサ２９などが接続され、一
方、出力側に、循環ポンプ２２、ギアモータ９、ホット
ガス切換弁３２、給水弁２４および圧縮機３１などが接
続されている。また、制御装置４１は、中央演算装置
（ＣＰＵ）、ＲＡＭやＲＯＭなどの記憶部を具備してお
り、記憶部には、各種プログラムや各種設定値が予め記
憶されているとともに、中央演算装置（ＣＰＵ）で、プ
ログラムを実行している。さらに、制御装置４１は、経
過時間を計測するタイマや、異常発生の回数を計数する
異常カウンタ（初期設定は０）などを内蔵している。

【００２４】この様に構成されているセル型製氷機の製
氷運転時の概略のフローを図５および図６のフローチャ
ートを用いて説明する。まずはじめに、ステップ１にお
いて、圧縮機３１を稼働状態にする。そして、ステップ
２において、ギアモータ９を稼働して水皿７を閉まって
いる略水平な状態とする。これで、製氷工程の開始の状
態となる。ステップ３において、制御装置４１は、外気
温度センサ４２から周囲温度である外気温度Ｔｇをサン
プリングする。そして、ステップ４において、制御装置
４１は、入手した外気温度Ｔｇに基づいて、製氷完了設
定差圧ΔＰｓ（正の値）を決定する。この製氷完了設定
差圧ΔＰｓの決定方法には種々の方法があるが、適宜選
択可能である。たとえば、外気温度Ｔｇと製氷完了設定
差圧ΔＰｓとの関係を１対１で記憶部に記憶させておく
方法や、外気温度Ｔｇと製氷完了設定差圧ΔＰｓとの関
係を式で表してこの式を記憶させておく方法などがあ
る。なお、製氷完了設定差圧ΔＰｓは外気温度Ｔｇが高
くなるほど、小さく設定される。

【００２５】ついで、ステップ５において、冷却器３の
冷却および水タンク２１への注水が行われる。すなわ
ち、制御装置４１はホットガス切換弁３２に冷却回路側
への切換信号を出力し、ホットガス切換弁３２を冷却回
路側に切り換える。このホットガス切換弁３２の切り換
えにより、冷却器３の製氷室１の温度は低下しはじめ
る。また、制御装置４１は給水弁２４に開信号を出力
し、給水弁２４を開けて水タンク２１に注水する。

【００２６】そして、ステップ６において、制御装置４
１は、循環ポンプ２２に稼働信号を出力し、循環ポンプ
２２を稼働させ、循環ポンプ２２により噴射用水路１９
を介して噴水孔から製氷室１に水を噴射する。前述のよ
うに、循環ポンプ２２の稼働により、水タンク２１の水
が製氷室１に噴射され、ついで、製氷室１から水皿７へ
落下して戻り孔から水タンク２１に戻っており、水は循
環している。そのため、循環ポンプ２２が稼働すると、
水タンク２１内の水の温度は略０℃に向かって低下して
いく。

【００２７】ついで、ステップ７において、制御装置４
１は、水タンク２１が満水になる（図示しない水位セン
サからの信号が設定値になる）と、給水弁２４に閉信号
を出力して給水弁２４を閉じ、注水を完了する。

【００２８】その後、ステップ８において、制御装置４
１は、循環ポンプ２２から噴水孔までの経路である噴射
用水路１９の水圧Ｐ１を圧力センサ２８から入手し、記
憶部にこの水圧Ｐ１を記憶する。制御装置４１が圧力セ
ンサ２８から検出値を入手する方法は適宜選択可能であ
るが、予め設定された時間（たとえば１〜２秒間）の間
に、複数のデータをサンプリングし、このサンプリング
データの内、異常値（予測される範囲以外の値）を除外
して、平均値化して求めることが好ましい。

【００２９】ついで、ステップ９において、制御装置４
１は、水タンク温度センサ２７から水タンク２１の水温
Ｔｍを入手する。そして、ステップ１０において、制御
装置４１は水温Ｔｍが予め設定されている設定温度Ｔｓ
以下になったか否かを判定し、以下になった場合にはス
テップ１１に行き、以下になっていない場合にはステッ
プ９に戻り、水温Ｔｍが設定温度Ｔｓになるまで待機す
る。設定温度Ｔｓは、水タンク２１の水が略０℃に低下
して略一定の温度となる温度（たとえば、０℃から５℃
の間の温度）が設定される。

【００３０】そして、ステップ１１において、制御装置
４１は、外気温度Ｔｇに基づいて、異常検出設定時間Ｈ
ｓを決定する。この異常検出設定時間Ｈｓの決定方法
は、ステップ４の製氷完了設定差圧ΔＰｓの決定方法と
同様に種々の方法があるが、適宜選択可能である。な
お、異常検出設定時間Ｈｓは外気温度Ｔｇが高くなるほ
ど、長く設定される。異常検出設定時間Ｈｓの設定時期
はステップ３以降でかつステップ１１以前であれば適宜
変更可能で、ステップ４と略同時に行うことも可能であ
る。

【００３１】ついで、ステップ１２において、制御装置
４１は、異常検出用タイマをリセットして異常検出用の
経過時間の計測を開始する。そして、ステップ１３に行
く。ステップ１３において、制御装置４１は圧力センサ
２８から噴射用水路１９の水圧Ｐ２を入手する。ステッ
プ１４において、制御装置４１は、この水圧Ｐ２と記憶
部に記憶した水圧Ｐ１との差圧ΔＰ（＝Ｐ２−Ｐ１）を
求め、この差圧ΔＰが負であるか否かを判定し、負の場
合にはステップ１５に行く。ステップ１５において、制
御装置４１は水循環経路が異常であると判定して、ステ
ップ１６に行き、製氷機の運転を停止する。

【００３２】一方、ステップ１４において、差圧ΔＰが
０以上の場合には、ステップ１７に行く。ステップ１７
において、差圧ΔＰが製氷完了設定差圧ΔＰｓ以上にな
ったか否かを判定し、以上になった場合には、正常に製
氷工程が完了した（すなわち、理想的なくぼみ穴の氷片
が製氷された）と判断してステップ１８に行き、異常カ
ウンタをリセットする。そして、ステップ１９におい
て、製氷工程を終了して離氷工程に入る。すなわち、制
御装置４１は循環ポンプ２２に停止信号を出力し、循環
ポンプ２２を停止させる。また、制御装置４１はギアモ
ータ９に開動作信号を出力し、レバー８を開動作位置に
回動し、水皿７を開けて開位置に変位させる。そして、
制御装置４１はホットガス切換弁３２にホットガス回路
３６側への切換信号を出力し、ホットガス切換弁３２を
ホットガス回路３６側に切り換える。このホットガスに
より製氷室１から離脱した氷は貯氷庫に落下する。ま
た、水タンク２１の水は水タンク２１の外に排水され
る。ついで、この離氷工程を終了すると、ステップ２に
戻り、再び、製氷工程を行う。

【００３３】また、ステップ１７において、差圧ΔＰが
製氷完了設定差圧ΔＰｓ未満の場合には、ステップ２０
に行く。ステップ２０において、制御装置４１は、異常
検出用タイマの計測値である異常検出用の経過時間が異
常検出設定時間Ｈｓになったか否かを判定し、異常検出
設定時間Ｈｓになっていない場合にはステップ１３に戻
り、ステップ１４，１７などを行う。一方、ステップ２
０において、異常検出用の経過時間が異常検出設定時間
Ｈｓになると、ステップ２１において、制御装置４１は
異常であると判定して、ステップ２２に行く。

【００３４】ステップ２２において、異常カウンタ（な
お、初期値＝０）に１を加算し、ステップ２３に行く。
そして、ステップ２３において、制御装置４１は、異常
カウンタの計数値である異常回数が設定回数になったか
否かを判定し、設定回数になった場合には、ステップ２
４に行き、制御装置４１は製氷機の運転を停止させる。
一方、ステップ２３において、異常回数が設定回数未満
の場合には、ステップ１９に行き、製氷工程から離氷工
程に切り換え、離氷工程終了後、ステップ２に行って、
再び、製氷工程を実行する。

【００３５】前述のように、この実施の形態では、製氷
の完了を、基準値である製氷初期の水圧Ｐ１からの噴射
用水路１９の水圧Ｐ２の上昇量（差圧ΔＰ）で判定して
おり、循環ポンプ２２の吐出圧力のバラツキの影響を極
力緩和させることができる。

【００３６】また、水圧Ｐ２は、水タンク２１の水温Ｔ
ｍが設定温度Ｔｓ以下になった際に入手している。した
がって、水温が高くて、製氷室１に氷片が形成される可
能性が殆どない時期に、差圧ΔＰが何らかの理由で高く
なり、製氷が完了したと判定することを防止することが
できる。

【００３７】そして、図７に図示するように、セル型製
氷機で生成される氷片５１には、くぼみ穴５２が形成さ
れる。このくぼみ穴５２の開口面側の角部５２ａは、図
７（ａ）に図示する外気温度が低い場合には、図７
（ｂ）に図示する外気温度が通常の場合よりも鋭角であ
り、一方、図７（ｃ）に図示する外気温度が高い場合に
は、図７（ｂ）に図示する外気温度が通常の場合よりも
滑らかである。そのため、くぼみ穴５２に流入した水
は、外気温度が高い程、くぼみ穴５２から流出しやすい
傾向がある。その結果、理想のくぼみ穴が形成された時
の噴射用水路１９の水圧Ｐ２は、外気温度が低い場合に
は高くなり、一方、外気温度が高い場合には低くなる。
そこで、この実施の形態では、製氷完了設定差圧ΔＰｓ
を外気温度に応じて変化させて設定する（すなわち、外
気温度が高くなると製氷完了設定差圧ΔＰｓを低く設定
する）ことにより最適なくぼみ穴を有する氷片を製造す
ることができる。

【００３８】さらに、製氷に要する時間が異常に長い場
合には、製氷工程を中断して離氷工程に入って、再び製
氷工程をやり直すため、製氷工程に何らかのトラブルが
発生した際にも、自動的に正常に復帰することができる
ことがある。しかも、異常判定が設定回数連続して発生
すると、運転を停止しているので、復帰できないにもか
かわらず、復帰動作を無駄に繰り返すことを防止するこ
とができる。

【００３９】次に、本発明における製氷機の実施の第２
の形態について説明する。図８は実施の第２の形態のフ
ローチャートの要部である。なお、この実施の第２の形
態の説明において、前記実施の第１の形態の構成要素に
対応する構成要素には同一符号を付して、その詳細な説
明は省略する。また、実施の第２の形態の図８は、実施
の第１の形態の図６に対応する図面である。

【００４０】実施の第２の形態では、実施の第１の形態
のフローチャートのステップ２３に代えて、ステップ３
１〜３５が設けられているとともに、実施の第１の形態
のステップ１８は削除されている。実施の第１の形態と
は異なるステップをステップ２２から説明する。ステッ
プ２２において、異常カウンタ（なお、初期値＝０）に
１を加算し、ステップ３１に行く。そして、ステップ３
１において、制御装置４１は、異常カウンタの計数値で
ある異常回数が１であるか否かを判定し、１の場合に
は、ステップ３２に行き、制御装置４１は異常回数用タ
イマをリセットして、異常回数用経過時間の計測を開始
する。そして、ステップ１９に行き、制御装置４１は製
氷工程から離氷工程に切り換え、離氷工程終了後、ステ
ップ２に戻って、再び製氷工程を開始する。

【００４１】一方、ステップ３１において、異常回数が
１でない（すなわち、２以上の）場合には、ステップ３
３に行く。ステップ３３において、制御装置４１は、異
常カウンタの計数値である異常回数が設定回数になった
か否かを判定し、設定回数になった場合には、ステップ
２４に行き、制御装置４１は製氷機の運転を停止させ
る。一方、ステップ３３において、異常回数が設定回数
未満の場合には、ステップ３４に行く。ステップ３４に
おいて、制御装置４１は、異常回数用タイマの計測値で
ある異常回数用経過時間が異常回数用設定時間になった
か否かを判定し、異常回数用設定時間になっている場合
には、ステップ３５に行き、異常カウンタをリセットし
て、ステップ１９に行く。そして、制御装置４１は製氷
工程から離氷工程に切り換え、離氷工程終了後、ステッ
プ２に戻って、再び製氷工程を開始する。

【００４２】一方、ステップ３４において、異常回数用
経過時間が異常回数用設定時間になっていない場合に
は、そのまま、ステップ１９に行き、制御装置４１は製
氷工程から離氷工程に切り換え、離氷工程終了後、ステ
ップ２に戻って、再び製氷工程を開始する。

【００４３】この様に構成されている実施の第２の形態
の製氷機では、ステップ２１の異常の判定の頻度が高い
場合に製氷機の運転を停止し、異常の判定の頻度が低い
場合には離氷工程および製氷工程を繰り返している。し
たがって、実施の第１の形態では、異常の判定の頻度が
高くても、連続して異常が発生しないと、運転は停止し
ないのに対して、実施の第２の形態では、異常の判定の
頻度が高ければ異常の発生が間欠的でも、運転が停止さ
れる。

【００４４】次に、本発明における製氷機の実施の第３
の形態について説明する。図９は実施の第３の形態のフ
ローチャートの要部である。なお、この実施の第３の形
態の説明において、前記実施の第１の形態および実施の
第２の形態の構成要素に対応する構成要素には同一符号
を付して、その詳細な説明は省略する。また、実施の第
３の形態の図９は、実施の第１の形態の図５に対応する
図面である。

【００４５】実施の第３の形態では、実施の第１の形態
における噴射用水路１９の水圧Ｐによる制御に代えて、
噴射用水路１９の流量Ｖによる制御を行っている。ま
た、一般的に、噴射用水路１９の水圧Ｐが上昇すると、
噴射用水路１９の流量Ｖが減少する関係にある。そこ
で、実施の第３の形態では、ステップ１〜３は実施の第
１の形態と同じである。そして、実施の第１の形態のス
テップ４に代えてステップ４−２が実行される。ステッ
プ４−２において、制御装置４１は、入手した外気温度
Ｔｇに基づいて、製氷完了設定流量差ΔＶｓ（正の値）
を決定する。この製氷完了設定流量差ΔＶｓ決定方法に
は種々の方法があるが、製氷完了設定差圧ΔＰｓと同様
にして適宜選択可能である。ついで、ステップ５〜７が
実施の第１の形態と同様に実行される。

【００４６】そして、実施の第１の形態のステップ８に
代えて、ステップ８−２が実行される。ステップ８−２
において、制御装置４１は、循環ポンプ２２から噴水孔
までの経路である噴射用水路１９の流量Ｖ１を流量セン
サ２９から入手し、記憶部にこの流量Ｖ１を記憶する。
制御装置４１が流量センサ２９から検出値を入手する方
法は適宜選択可能であるが、予め設定された時間（たと
えば１〜２秒間）の間に、複数のデータをサンプリング
し、このサンプリングデータの内、異常値（予測される
範囲以外の値）を除外して、平均値化して求めることが
好ましい。ついで、ステップ９〜１２が実施の第１の形
態と同様に実行される。

【００４７】そして、実施の第１の形態のステップ１３
に代えて、ステップ１３−２が実行される。ステップ１
３−２において、制御装置４１は流量センサ２９から噴
射用水路１９の流量Ｖ２を入手する。ステップ１７−２
において、制御装置４１は、記憶部に記憶した流量Ｖ１
とこの流量Ｖ２との流量差ΔＶ（＝Ｖ１−Ｖ２）を求
め、流量差ΔＶが製氷完了設定流量差ΔＶｓ以上になっ
たか否かを判定し、以上になった場合にはステップ１８
に行き、未満の場合にはステップ２０に行く。なお、実
施の第１の形態のステップ１４〜１６は、水圧Ｐ１より
も水圧Ｐ２が低くなった際に異常と判定しているが、こ
の様な異常状態は、循環ポンプ２２がエアーを噛んだ場
合や水漏れしている場合などに発生しており、その際に
は水圧Ｐとともに流量Ｖも減少するため、流量差ΔＶ
（＝Ｖ１−Ｖ２）は負にならない。この様に、循環ポン
プ２２がエアーを噛んだ場合や水漏れしている場合など
には、流量差ΔＶ（＝Ｖ１−Ｖ２）が負にならないた
め、ステップ１４〜１６に対応するステップは、実施の
第３の形態では実行されない。また、実施の第３の形態
の他のステップは、実施の第１の形態または実施の第２
の形態と同じである。

【００４８】前述の様にして、実施の第１の形態におけ
る制御装置４１は、製氷工程を開始して水タンクへの給
水を完了した後の圧力センサの検知した水圧Ｐ１を記憶
する第１圧力記憶手段と、水温センサの検知する水温が
設定値以下に低下した後における製氷工程中の圧力セン
サの検知した水圧Ｐ２を入手する第２圧力入手手段と、
第２圧力入手手段の水圧Ｐ２と第１圧力記憶手段の水圧
Ｐ１との差圧ΔＰが設定差圧ΔＰｓ以上になった際に製
氷が完了したと判定する製氷完了判定手段と、製氷完了
判定手段が製氷完了と判定した際に製氷工程から離氷工
程に切り換える正常時工程切換手段と、前記設定差圧Δ
Ｐｓを周囲温度センサの検知温度に応じて変更する設定
差圧変更手段などを具備している。この様に、本発明の
制御装置は、上記手段以外にも、実行される各作用に対
応して各々作用を実行する手段を具備している。また、
全ての手段を具備している必要は必ずしもない。

【００４９】以上、本発明の実施の形態を詳述したが、
本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、
特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内で、
種々の変更を行うことが可能である。本発明の変更例を
下記に例示する。（１）圧力センサ２８および流量センサ２９は少なくと
も何れか一方が設けられていれば良い。（２）水皿を傾動させる傾動装置の構造は適宜変更可能
である。たとえば、レバー８を回動させるギアモータ９
は、レバー８を回動させることができるならば、他の形
式のモータでも可能である。

【００５０】（３）各種設定値は適宜変更可能である（４）凝縮器３３や減圧装置（膨張弁３４）などの形式
や構造は、適宜変更可能である。たとえば、凝縮器３３
は空冷式でも水冷式でも可能である。また、減圧装置は
膨張弁でもキャピラリーチューブでも可能である。（５）セル型製氷機の形式は適宜選択可能で、逆セル型
製氷機以外でも可能である。

【００５１】（６）実施の形態では、水圧Ｐや流量Ｖ
は、サンプリングデータの内、異常値（予測される範囲
以外の値）を除外して、平均値化して求めているが、他
の方法でも可能である。たとえば、一個のサンプリング
データでも可能である。ただし、制御システムの安定化
のためには、サンプリングデータの内、異常値を除外し
て、平均値化して求めることが好ましい。（７）周囲温度センサは、セル型製氷機の周囲の温度を
検知することができるならば、必ずしも外気温度センサ
である必要はない。また、水温センサは、水タンクの水
温を検知することができるならば、必ずしも水タンク内
に設けられている必要はない。（８）実施の形態では、ステップ８およびステップ８−
２は、ステップ９およびステップ１０の前に行われてい
るが、ステップ９およびステップ１０の後に行うことも
可能である。この様に構成すると、基準値である製氷初
期の水圧Ｐ１や流量Ｖ１は、水タンク２１の水温Ｔｍが
設定温度Ｔｓ以下になった際に入手することになり、セ
ンサの温度特性の影響を極力少なくすることができる。
すなわち、センサ２８，２９の検出値は温度に影響され
るので、製氷完了時の水温と、基準値Ｐ１，Ｖ１の検出
時の水温との差はできるだけ小さい方が好ましい。ただ
し、ステップ８およびステップ８−２は、ステップ１３
およびステップ１３−２の前に実行される。

【００５２】

【発明の効果】本発明によれば、検知水圧Ｐ２と基準水
圧である製氷工程初期の水圧Ｐ１との差圧ΔＰが設定差
圧ΔＰｓ以上になった際に製氷完了と判定しているの
で、循環ポンプの吐出圧力のバラツキの影響を極力減少
させることができる。しかも、周囲温度が異なると、氷
片のくぼみ穴の形状（特に、開口面側の角部の形状）が
変化し、この形状変化により、最適な形状のくぼみ穴が
形成される際の水圧が変化するが、本発明によれば、設
定差圧ΔＰｓを周囲温度により変化させているため、周
囲温度による氷片のくぼみ穴の形状の変化の影響を極力
緩和することができる。また、水圧Ｐ２は、水温が設定
温度以下になった際に入手しているので、水温が高くて
氷片が形成される可能性が殆どない時期に、差圧ΔＰが
何らかの理由で高くなり、製氷が完了したと判定するこ
とを防止することができる。

【００５３】そして、異常判断用タイマの計測する経過
時間が異常検出設定時間を越えた際に、未だ製氷完了を
判定していない際には異常と判定しているので、製氷で
きない状態で無駄に運転することを極力防止することが
できる。しかも、異常検出設定時間を周囲温度により変
化させているので、周囲温度の影響を極力緩和すること
ができる。

【００５４】さらに、水圧Ｐ２が水圧Ｐ１よりも低くな
った際には、異常と判定しているので、水漏れなどの故
障を検知することができる。そして、水圧に代えて流量
に基づいて制御することができる。

【００５５】また、異常が連続して発生した場合や異常
の発生頻度が高い場合には、運転を停止しているので、
無駄に運転することを極力防止することができる。さら
に、水圧Ｐ１、水圧Ｐ２、流量Ｖ１や流量Ｖ２を、サン
プリングデータに基づいて、異常値を除外して平均化し
て求めているので、サンプリング時のエラーなどによ
り、水圧Ｐ１、水圧Ｐ２、流量Ｖ１や流量Ｖ２の値が異
常な値になることを極力防止することができ、制御シス
テムが安定化する。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の実施の形態にかかるセル型製氷
機の製氷部の正面図である。

【図２】図２は水皿が開いた状態での製氷部の正面図で
ある。

【図３】図３はセル型製氷機の冷凍回路の主要部の概略
図である。

【図４】図４は制御装置の入出力図である。

【図５】図５は製氷運転時の概略のフローチャートであ
る。

【図６】図６は図５のフローチャートの残りの部分であ
る。

【図７】図７は製氷される氷片の断面図で、（ａ）が外
気温度の低い場合の図、（ｂ）が通常の外気温度の場合
の図、（ｃ）が外気温度の高い場合の図である。

【図８】図８は実施の第２の形態のフローチャートの要
部である。

【図９】図９は実施の第３の形態のフローチャートの要
部である。

【符号の説明】

１製氷室１ｂ製氷区画３冷却器７水皿１９噴射用水路（水流路）２１水タンク２２循環ポンプ２７水タンク温度センサ（水温センサ）２８圧力センサ２９流量センサ４１制御装置４２外気温度センサ（周囲温度センサ）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一面が開口している製氷室を具備する冷
却器と、この製氷室の内部に形成されている複数の製氷区画と、水噴射面を具備するとともに、この水噴射面が製氷室の
開口面を覆う閉位置と、水噴射面が製氷室の開口面から
離れる開位置との間を往復動する水皿と、この水皿の水噴射面に設けられている噴水孔と、前記水皿と一体に移動する水タンクと、この水タンクの水を噴水孔に向かって圧送する循環ポン
プと、製氷工程時には、循環ポンプを稼働して水タンク内の水
を噴水孔から各製氷区画に噴水させるとともに、製氷余
水を再び水タンクに帰還せしめて水を循環させながら製
氷を行い、この製氷工程が終了すると、製氷区画から氷
を離氷させる離氷工程を行わせしめる制御装置とを備え
ているセル型製氷機において、前記水タンクから噴水孔に向かう水流路中の水圧を検知
する圧力センサ、周囲温度を検知する周囲温度センサおよび、前記水タンクの水温を検知する水温センサが設けられ、かつ、前記制御装置が、製氷工程を開始して水タンクへ
の給水を完了した後の圧力センサの検知した水圧Ｐ１を
記憶する第１圧力記憶手段と、水温センサの検知する水
温が設定値以下に低下した後における製氷工程中の圧力
センサの検知した水圧Ｐ２を入手する第２圧力入手手段
と、第２圧力入手手段の水圧Ｐ２と第１圧力記憶手段の
水圧Ｐ１との差圧ΔＰが設定差圧ΔＰｓ以上になった際
に製氷が完了したと判定する製氷完了判定手段と、製氷
完了判定手段が製氷完了と判定した際に製氷工程から離
氷工程に切り換える正常時工程切換手段と、前記設定差
圧ΔＰｓを周囲温度センサの検知温度に応じて変更する
設定差圧変更手段とを具備していることを特徴とするセ
ル型製氷機。
【請求項２】前記設定差圧変更手段は、周囲温度セン
サの検知温度が高くなると、設定差圧ΔＰｓを小さく設
定することを特徴とする請求項１記載のセル型製氷機。
【請求項３】前記制御装置が、水温センサの検知温度
が設定値以下に低下してからの経過時間を計測する異常
判断用タイマと、この異常判断用タイマの計測する経過
時間が異常検出設定時間を越えた際に前記製氷完了判定
手段が未だ製氷完了を判定していない場合に異常と判定
する経過時間異常判定手段と、前記異常検出設定時間を
周囲温度センサの検知温度に応じて変更する設定時間変
更手段とを具備していることを特徴とする請求項１また
は２記載のセル型製氷機。
【請求項４】前記設定時間変更手段は、周囲温度セン
サの検知温度が高くなると、異常検出設定時間を長く設
定することを特徴とする請求項３記載のセル型製氷機。
【請求項５】前記制御装置が、第１圧力記憶手段の水
圧Ｐ１と第２圧力入手手段の水圧Ｐ２との差圧ΔＰが負
の値になった際に異常と判定する差圧異常判定手段を具
備していることを特徴とする請求項１ないし４の何れか
１項に記載のセル型製氷機。
【請求項６】一面が開口している製氷室を具備する冷
却器と、この製氷室の内部に形成されている複数の製氷区画と、水噴射面を具備するとともに、この水噴射面が製氷室の
開口面を覆う閉位置と、水噴射面が製氷室の開口面から
離れる開位置との間を往復動する水皿と、この水皿の水噴射面に設けられている噴水孔と、前記水皿と一体に移動する水タンクと、この水タンクの水を噴水孔に向かって圧送する循環ポン
プと、製氷工程時には、循環ポンプを稼働して水タンク内の水
を噴水孔から各製氷区画に噴水させるとともに、製氷余
水を再び水タンクに帰還せしめて水を循環させながら製
氷を行い、この製氷工程が終了すると、製氷区画から氷
を離氷させる離氷工程を行わせしめる制御装置とを備え
ているセル型製氷機において、前記水タンクから噴水孔に向かう水流路中の水量を検知
する流量センサ、周囲温度を検知する周囲温度センサおよび、前記水タンクの水温を検知する水温センサが設けられ、かつ、前記制御装置が、製氷工程を開始して水タンクへ
の給水を完了した後の流量センサの検知した流量Ｖ１を
記憶する第１流量記憶手段と、水温センサの検知する水
温が設定値以下に低下した後における製氷工程中の流量
センサの検知した流量Ｖ２を入手する第２流量入手手段
と、第１流量記憶手段の流量Ｖ１と第２流量入手手段の
流量Ｖ２との差ΔＶが設定流量差ΔＶｓ以上になった際
に製氷が完了したと判定する製氷完了判定手段と、製氷
完了判定手段が製氷完了と判定した際に製氷工程から離
氷工程に切り換える工程切換手段と、前記設定流量差Δ
Ｖｓを周囲温度センサの検知温度に応じて変更する設定
流量差変更手段とを具備していることを特徴とするセル
型製氷機。
【請求項７】前記設定流量差変更手段は、周囲温度セ
ンサの検知温度が高くなると、設定流量差ΔＶｓを小さ
く設定することを特徴とする請求項６記載のセル型製氷
機。
【請求項８】前記制御装置が、水温センサの検知温度
が設定値以下に低下してからの経過時間を計測する異常
判断用タイマと、この異常判断用タイマの計測する経過
時間が異常検出設定時間を越えた際に前記製氷完了判定
手段が未だ製氷完了を判定していない場合に異常と判定
する経過時間異常判定手段と、前記異常検出設定時間を
周囲温度センサの検知温度に応じて変更する設定時間変
更手段とを具備していることを特徴とする請求項６また
は７記載のセル型製氷機。
【請求項９】前記設定時間変更手段は、周囲温度セン
サの検知温度が高くなると、異常検出設定時間を長く設
定することを特徴とする請求項８記載のセル型製氷機。
【請求項１０】前記制御装置が、異常と判定した際に
製氷工程から離氷工程へ切り換える異常時工程切換手段
と、この異常時工程切換手段の作動が連続または高い発
生頻度で発生すると製氷運転を停止する製氷運転停止手
段とを具備していることを特徴とする請求項１ないし９
の何れか１項に記載のセル型製氷機。
【請求項１１】前記制御装置が、前記水圧Ｐ１、水圧
Ｐ２、流量Ｖ１または流量Ｖ２の少なくとも一個を、各
センサからのサンプリングデータに基づいて、異常値を
除外して平均化して求めていることを特徴とする請求項
１ないし１０の何れか１項に記載のセル型製氷機。