JP2004257626A

JP2004257626A - 製氷機

Info

Publication number: JP2004257626A
Application number: JP2003047485A
Authority: JP
Inventors: Akira Suyama; 朗陶山; Yukimasa Takeda; 幸正竹田; Koji Tsuchikawa; 浩司土川
Original assignee: Hoshizaki Electric Co Ltd
Current assignee: Hoshizaki Electric Co Ltd
Priority date: 2003-02-25
Filing date: 2003-02-25
Publication date: 2004-09-16
Anticipated expiration: 2023-02-25
Also published as: JP4201618B2

Abstract

【課題】給水時と給水直前との製氷水の温度に違いがあっても冷却能力の制御を安定させることのできる製氷機及びその冷却能力調整方法を提供することを課題とする。
【解決手段】給水部７に設けられているサーミスタ１２にて製氷水の温度を間接的に検知し、この検知した温度を冷却能力調整部３５の温度判断部３７に入力する。温度判断部３７に入力された製氷水の温度が設定時間βの間、連続して基準温度αを超えた場合、ＦＳＣ３８を介してファン２２を本来の回転数で回転させ、冷凍回路に本来の冷却能力を発揮させる。一方、製氷水の温度が設定時間βの間に基準温度α以下に低下した場合にはＦＳＣ３８を介してファン２２の回転数を本来の回転数より低下させて、冷凍回路の冷却能力を抑制する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、製氷機における冷却能力の調整に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、製氷機は、製氷水を冷凍回路にて冷却して氷の生成を行う製氷部と、製氷部へ製氷水を供給する給水部とを備えている（特許文献１）。図５（ａ）に示すように、給水部においては、製氷水を貯留しておく給水タンク１が備えられ、給水タンク１に製氷水を供給する給水パイプ２が設置されている。給水パイプ２には製氷水の流通を制御する給水弁３が取り付けられると共に、給水パイプ２の外周面に給水パイプ２の内部を流れる製氷水の温度を測定するためのサーミスタ４が取り付けられている。これは、サーミスタ４を直接製氷水に入れて温度を測定することが衛生上できないため、このようにサーミスタ４を給水パイプ２の外周面に取り付けて間接的に測定するようにしている。また、給水タンク１の内部に製氷水の水位を検知するためのフロート５が配設され、フロート５にて検知された水位に基づいて給水弁３の開閉が行われる。
【０００３】
図６を参照しながらこのような給水部の動作について説明する。ステップＳ１にて、フロート５が給水の位置（図５（ｂ）の水位Ｘ）まで低下していることを検知した場合、ステップＳ２に進んで給水弁３を開き、給水パイプ２から給水タンク１へ製氷水を供給する。これによりフロート５の位置が上昇する。ステップＳ３にてフロート５が満水の位置（図５（ａ）の水位Ｙ）に到達すると、ステップＳ４に進んで給水弁３を閉じ、給水パイプ２から給水タンク１への製氷水の供給が停止される。給水弁３は、給水タンク１内の製氷水が製氷部に供給されることにより減少し、フロート５が再び給水の位置へ低下するまで閉じられる。
【０００４】
図５（ａ）は給水弁３を開いて給水タンク１へ製氷水を供給している状態を示し、図５（ｂ）は製氷水が供給された後に給水弁３を閉じて給水タンク１への製氷水の供給を停止している状態を示している。図５（ａ）に示されるように給水弁３が開いている場合には、サーミスタ４は製氷水本来の水温を検知する。一方、図５（ｂ）に示されるように給水弁３が閉じている場合には、製氷水が給水パイプ２内に停滞している間に機械内の熱により暖められ、給水パイプ２の直径が細いため暖められ易いこともあって、サーミスタ４が検知する温度は製氷水本来の水温より高くなる。
【０００５】
サーミスタ４にて検知した製氷水の温度変化を図５（ｃ）に示す。図５（ａ）に示すように給水弁３を開いて製氷水を供給しているａの時点においてはサーミスタ４により検知される温度は製氷水本来の水温になるが、図５（ｂ）に示すように給水終了後に給水弁３を閉じ、製氷水の供給を停止した後のｂの時点ではサーミスタ４により検知される温度は機械内の温度まで上昇する。
【０００６】
【特許文献１】
特開平９−４９５０号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このサーミスタ４で検知した製氷水の温度に基づいて製氷部における冷凍回路の冷却能力を調整するような制御を行う場合、給水弁３の開弁による給水最中の製氷水の温度は低くなると共に給水が一旦中断し次の給水直前の製氷水の温度は高くなるので、短時間内で検知される製氷水の温度が変化し、その影響を受けて制御動作が頻繁に切り替わって安定しないという問題点があった。
【０００８】
本発明は以上のような問題点を解決するためになされたもので、給水時と給水直前との製氷水の温度に違いがあっても冷却能力の制御を安定させることのできる製氷機及びその冷却能力調整方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明に係る製氷機は、所定の給水サイクルで供給される給水部の製氷水を用い、製氷部で氷の製造を行う製氷機において、給水部の製氷水温度を測る検温手段と、検温手段で検知された製氷水温度が、給水サイクルより長い所定の設定時間、連続して基準温度を超えたか否かにより、製氷部の冷却能力を調整する冷却能力調整部とを備えるものである。
また、製氷部は、ファンを有する凝縮器を含んだ冷凍回路を備え、冷却能力調整部により、製氷水温度が基準温度を設定時間、連続して超えた場合にファンを本来の稼動率で駆動させると共に、製氷水温度が基準温度を設定時間、連続して超えない場合に、該ファンを本来の稼動率より低い稼動率で稼動させるようにしてもよい。
本発明に係る製氷機の冷却能力調整方法は、所定の給水サイクルで供給される給水部の製氷水を用い、製氷部で氷の製造を行う製氷機の冷却能力調整方法において、検温手段にて給水部の製氷水温度を検知し、検温手段にて検知された製氷水温度が、給水サイクルより長い所定の設定時間、連続して基準温度を超えたか否かにより、製氷部の冷却能力を調整するものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
実施の形態に係るオーガ式製氷機の構成を図１に示す。製氷機は主に、製氷水から氷を製造する製氷部６、製氷部６に対して製氷水を供給する給水部７及び製氷部６にて製造された氷を蓄える貯氷部８から構成される。給水部７には製氷水を貯留する給水タンク９が備えられ、水道等の水源と接管して給水タンク９へ製氷水を供給する給水パイプ１０が、給水タンク９に接続されている。給水パイプ１０には製氷水の流通を制御する給水弁１１が取り付けられ、給水弁１１の上流側で且つ給水パイプ１０の外周面に、給水パイプ１０の内部を流れる製氷水の温度を間接的に測定する検温手段としてのサーミスタ１２が取り付けられている。また、給水タンク９の内部に製氷水の水位を検知するためのフロート１３が配設され、フロート１３にて検知された水位に基づいて給水弁１１の開閉を行う給水用コントローラ１４が設けられている。
【００１１】
製氷部６は、給水タンク９から配管１５にて連結され且つ給水タンク９から製氷水が供給される製氷筒１６を備えている。製氷筒１６の外周面には製氷筒１６内の製氷水を冷却する蒸発パイプ１７が螺旋状に巻き付けられ、蒸発パイプ１７は断熱材１８にて覆われている。蒸発パイプ１７は圧縮機１９、凝縮器２０及び膨張弁２１と共に冷凍回路を形成している。凝縮器２０には凝縮器２０の冷却に用いられるファン２２がファンモータ２２ａによって駆動されるように設けられている。また、製氷筒１６の内部には、駆動モータ２３にて回転駆動されるオーガ２４が設置され、製氷筒１６の内周面に生成した氷を削り取って製氷筒１６の上部へ搬送する螺旋刃２５がオーガ２４の外周面に取り付けられている。製氷筒１６の上部には、螺旋刃２５にて搬送された氷を押し固める氷押し出しヘッド２６が設けられている。
【００１２】
貯氷部８は製氷部６にて製造された氷を貯氷する貯氷槽２７を備えている。貯氷槽２７内においてオーガ２４の上端部には、カッター２８が取り付けられている。カッター２８は、氷押し出しヘッド２６から貯氷槽２７の内部に押し出された氷をチップ状に分断する。また、カッター２８の上方には、貯氷槽２７の内部に貯留されている氷を攪拌するアジテータ２９が取り付けられている。貯氷槽２７の上部には、貯氷槽２７内の氷が満杯か否かを検知するアイスレベル検知板３０が取り付けられ、貯氷槽２７内が氷で満杯になった場合に冷凍回路の運転を停止する。また、貯氷槽２７には氷放出口３２が形成され、氷放出口３２には開閉機構部３３によって開閉される開閉扉３４が設置されている。
【００１３】
また、この製氷機には、給水部７のサーミスタ１２により検出される製氷水の温度を基に、ファン２２の回転数を制御して冷凍回路の冷却能力の調整を行う冷却能力調整部３５が設けられている。冷却能力調整部３５には、設定時間βを計測するためのタイマ３６と、サーミスタ１２にて検出された製氷水の温度が入力される温度判断部３７と、温度判断部３７の判断に基づく比例制御によってファンモータ２２ａへの通電率を１００％以下に可変調整し、ファン２２の回転数を調整するファンスピードコントロール基板（以下、ＦＳＣ）３８とが設けられている。温度判断部３７においては、基準温度αが設定されると共に、サーミスタ１２から入力される製氷水の温度が、設定時間βだけ連続して基準温度αを超えたか否かの判断がなされる。
【００１４】
次に、本実施の形態に係るオーガ式製氷機の動作の概要について説明する。給水弁１１を開くことにより、給水パイプ１０から給水タンク９に製氷水が供給される。給水タンク９に貯留された製氷水は配管１５を介して製氷筒１６内に供給される。圧縮機１９を作動させることにより冷凍回路が作動し、蒸発パイプ１７内の低温冷媒によって製氷筒１６が冷却され、製氷筒１６の内部の製氷水が冷却されて製氷筒１６の内周面に氷が生成される。これらの氷は駆動モータ２３にて回転するオーガ２４の螺旋刃２５にて製氷筒１６の内周面から削り取られて氷押し出しヘッド２６に押し込まれる。これにより、氷は圧縮されて柱状に固まった状態で、氷押し出しヘッド２６の上部から貯氷槽２７の内部へ送り込まれ、カッター２８でチップ状に分断されて貯氷槽２７の内部に蓄えられる。そして、アイスレベル検知板３０を介して貯氷槽２７内が氷で満杯になったことが検知されると、冷凍回路の運転が停止されて製氷が停止する。また、開閉機構部３３によって開閉扉３４が開けられるとチップ状の氷が氷放出口３２から外部へ放出される。
【００１５】
給水部７においては、給水タンク９への製氷水の供給が給水弁１１の開閉を行う給水用コントローラ１４によって制御されている。即ち、このコントローラ１４がフロート１３を介して給水タンク９の製氷水の水位が給水位置まで下降したことを検知した場合に給水弁１１を開いて製氷水の供給を行い、この供給によりフロート１３が満水位置に上昇したら給水弁１１を閉じて製氷水の供給を停止する。製氷部６において、所定量の氷を製造するために必要な時間及び製氷水量は一定であるため、所定の時間に給水タンク９から製氷筒１６へ供給される製氷水の量も一定になる。このため、例えば、貯氷槽２７内に氷がない運転開始の直後、即ち製氷が停止されずに連続して氷の製造が行われる場合、給水タンク９のフロート１３が一定の周期で上下動し、給水パイプ１０から給水タンク９へ製氷水の供給が一定の給水サイクルで行われる。給水サイクルは、給水タンク９への製氷水の供給開始時点から始まり、供給の停止を経て次の供給開始時点にて終わり、１サイクル当たり時間Ｔかかる。
【００１６】
図２に示されるように、一般に給水サイクルの時間Ｔの間に給水部７のサーミスタ１２にて検知される製氷水の温度は変化する。すなわち、製氷水が給水されている時に検知される製氷水の温度は低いが、給水が停止された後の製氷水の温度は次第に上昇し、高くなる。そして、再び給水が開始されると低下する。このように、給水の停止後から次の給水の直前にかけて、製氷水の温度が高くなるのは、給水弁１１が閉じることにより給水パイプ１０内に停滞した製氷水が製氷機の駆動、例えば圧縮機１９や駆動モータ２３の駆動により発生する熱により加熱されるためであり、給水中に製氷水の温度が下がるのは製氷機の発熱にて加熱されていない状態の製氷水本来の水温が検出されるためである。
【００１７】
ここで、図３（ａ）に示される温度と時間の関係を表すグラフ及び図４に示されるフローチャートを用い、この実施の形態に係る製氷機に用いられている冷却能力調整部３５の動作を説明する。図３（ａ）に示される温度は給水部７のサーミスタ１２にて検知され、温度判断部３７に入力される製氷水の温度である。図示されるように、給水サイクルの時間Ｔ内の温度変化に加えて、図３（ｄ）に示されるように製氷機の連続運転による製氷機内の温度上昇や周囲の気温の変化等により、製氷水本来の水温も製氷機の駆動開始後から時間の経過と共に変化（図３（ａ）では上昇していく場合を例示している）していく。時刻Ｔａにおいて給水パイプ１０から給水タンク９へ製氷水の供給が開始されるので、サーミスタ１２にて検知される製氷水の温度は製氷水本来の水温に一時的に低下する。給水タンク９内のフロート１３が満水位置まで上昇すると供給は停止し、製氷水の温度は時刻Ｔａから時間の経過と共に上昇していく。
【００１８】
図３（ｂ）に示されるように時刻Ｔａにて冷却能力調整部３５への通電が開始され、冷却能力調整部３５の温度判断部３７にてサーミスタ１２から入力される製氷水の温度が基準温度αを超えたか否かの判断が行われる。即ち、温度判断部３７では、図４のフローチャートに示されるように、ステップＳ１１にてタイマ３６の計測を開始させると共に、ステップＳ１２にてサーミスタ１２で検知された製氷水の温度と基準温度αとを比較して、製氷水の温度が基準温度αを超えたか否かを判断する。
【００１９】
時刻Ｔａにおいては、図３（ａ）に示されるように製氷水の温度は基準温度αを超えていないので、ステップＳ１２からステップＳ１３に進み、タイマ３６の計測を停止してタイマ３６の計測値をクリアする。そして、ステップＳ１４にて製氷水の温度が基準温度α以下であることをＦＳＣ３８へ出力し、再びステップＳ１１に戻る。ＦＳＣ３８では製氷水の温度が基準温度α以下であることが入力されると、冷却能力を調整する一態様としてファン２２の稼動率を低下させるよう、ファンモータ２２ａへの通電率を１００％未満に減少させ、ファン２２を低速で回転させることにより製氷部６における冷凍回路の冷却能力を抑制する。
【００２０】
時刻Ｔｂにて製氷水の温度が基準温度αを超えると、温度判断部３７では、ステップＳ１１からステップＳ１２に進んだ後、ステップＳ１５に進む。ステップＳ１５では、設定時間βが経過するまでステップＳ１２に戻りながら、その度毎にステップＳ１２でサーミスタ１２にて入力される製氷水の温度と基準温度αとを比較し、製氷水の温度が基準温度αを超えているか否かを判断する。設定時間βは給水サイクルの時間Ｔより長く且つ給水サイクルの時間Ｔの２倍より短い時間に設定されている。このため、時刻Ｔｂから設定時間βが経過しない時刻Ｔｃにおいて、次の給水サイクルが開始されて製氷水の給水が始まるので、サーミスタ１２にて検知される製氷水の温度は低下して基準温度α以下になる。これにより、設定時間βの時間経過が実現しないため、ステップＳ１２からステップＳ１３に進み、タイマ３６の計測値をクリアすると共に、ステップＳ１４で製氷水の温度が基準温度α以下であることをＦＳＣ３８に出力し、図３（ｃ）に示されるようにＦＳＣ３８にて時刻Ｔａから継続されているファンモータ２２ａへの通電率を低下させ、冷却能力を抑制する制御を継続させる。
【００２１】
ステップＳ１４からステップＳ１１に再び戻り、ステップＳ１２にて製氷水の温度の検知を行う。時刻Ｔｃから時刻Ｔｄまで、製氷水の温度は基準温度α以下であるため、ステップＳ１１からステップＳ１４までの処理が繰り返され、冷却能力を抑制する制御が継続される。時刻Ｔｄでは再びステップＳ１２からステップＳ１５に進む。給水が開始されて製氷水の温度が基準温度α以下に下がる時刻Ｔｅは、時刻Ｔｄから設定時間βが経過する前なので、製氷水の温度が基準温度α以下とＦＳＣ３８に出力されて時刻Ｔａから継続されている冷却能力を抑制する制御が継続される。
【００２２】
時刻Ｔｆにて製氷水の温度が基準温度αを超えると、ステップＳ１１からステップＳ１２を介してステップＳ１５へ進む。時刻Ｔｇにおいて製氷水の供給がなされるためにサーミスタ１２で検知される製氷水の温度が低下するが、製氷水本来の水温の上昇によって基準温度α以下までは低下しない。従って、時刻Ｔｆから設定時間βが経過した時刻Ｔｈにおいて、ステップＳ１５からステップＳ１６に進み、製氷水の温度が基準温度αより高いことがＦＳＣ３８に出力される。これにより、ＦＳＣ３８は、図３（ｃ）に示されるように、ファンモータ２２ａに対する通電率を１００％とし、時刻Ｔａから時刻Ｔｈまで継続されていた冷却能力を低下させる制御から本来の冷却能力を発揮させる制御に変更する。
【００２３】
このように、１日の気温の変化や製氷機の連続運転によって製氷水の温度が変化するため、製氷水の温度に対して基準温度αを設定し、製氷水の温度が基準温度αより高い場合には本来の冷却能力を発揮させると共に、基準温度α以下の場合には本来の冷却能力を抑制する制御を行って、製氷水を過冷却すること防ぎつつ効率よく製氷が行える。
【００２４】
また、このような制御を行う際には、製氷水本来の水温が上昇して基準温度α付近まで到達した場合、給水サイクルの時間Ｔ内にサーミスタ１２で検知される製氷水の温度が基準温度αに対して頻繁に上下するような状態が起こるが、検出される製氷水の温度が基準温度αより高い状態がタイマ３６の設定時間βまで続かなければ、温度判断部３７にて製氷水の温度が基準温度αより高いと判断されないために、短時間内にファン２２の回転数を切り替えることなく、安定した回転を実施させることができる。すなわち、ハンチングの発生を防止し、確実に製氷水の温度の変化に対応した動作に切り替えることができる。
【００２５】
なお、図１に示される実施の形態の製氷機において、冷却能力調整部３５に、製氷機の外部の気温を測定するサーミスタ３９及び、凝縮器２０の中央を通過している冷媒の温度を測定するサーミスタ４０をそれぞれ接続し、給水パイプ１０に設けられたサーミスタ１２と共にそれぞれの温度を検出することにより、冷却能力調整部３５にて、より好適な冷却能力を実施することが可能な回転数をファン２２に対して与えることができる。
例えば、冬期には供給される製氷水の温度が低いために製氷筒１６内部における氷の生成が過剰となる場合があり、氷を削り取る螺旋刃２５が設けられたオーガ２４の駆動モータ２３に過負荷がかかると共に異音が発生する虞がるが、サーミスタ１２、３９、４０にて製氷水の温度、気温、冷媒の温度が低いことが検知される等の条件で、冷却能力調整部３５においてファン２２の回転数を下げることにより冷凍回路の冷却能力を抑制することもできるので、駆動モータ２３に過負荷がかかることを阻止でき且つ異音の発生を阻止できる。
【００２６】
なお、本実施の形態では、冷却能力の調整態様として、ファンの稼動率を調整する方法を採用しているが、冷凍回路の冷却能力を調整する方法はこれに限定されるものではなく、例えば、冷凍回路を構成している圧縮機の稼動率を調整する方法や、蒸発パイプにヒータ等を取り付けて加熱することで蒸発パイプ内の冷媒の温度が低下しすぎることを防ぐ方法など、他の方法でも良い。さらに、本実施の形態では、ファンの稼動率はファン回転数で定義していたが、本発明はこれに限定されず、例えばファンの回転時間などでもよい。なお、圧縮機の稼動率やヒータによる加熱態様も同様に、回転数、回転時間、加熱温度、加熱時間など利用する方法を適宜選択することが可能である。
また、本実施の形態に係る製氷機はオーガ式であったが、流下式製氷機等の他の形態の製氷機においても、本実施の形態で用いられている制御方法、すなわち、給水部にて検知された製氷水の温度が基準温度αより高い状態が設定時間β続いた場合にのみ製氷水の温度が基準温度αより高いと判断して冷凍回路の冷却能力を向上させる制御を適用することができる。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、給水部にて検知される製氷水の温度が、設定時間、連続して基準温度を超過した場合にのみ製氷水の温度が基準温度より高いと判断して本来の冷却能力を冷凍回路に発揮させる制御を行う一方、設定時間、連続して基準温度を超えない場合は製氷水の温度が基準温度以下と判断して本来の冷却能力を低下させる制御を冷凍回路に行うようにしたので、給水部において給水直前の温度が基準温度より高く且つ給水時の温度が基準温度以下の場合であっても、短時間内で冷却能力が切り替わることなく、安定した動作を冷凍回路に実施させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るオーガ式製氷機の全体構成を示した図である。
【図２】本実施の形態のオーガ式製氷機の給水サイクル内における製氷水の温度変化を示す図である。
【図３】本実施の形態のオーガ式製氷機に関し、（ａ）は製氷水の温度変化を示す図であり、（ｂ）は冷却能力調整部への通電を示すタイミングチャートであり、（ｃ）はＦＳＣの制御を示す図であり、（ｄ）は製氷機内の温度の変化を示す図である。
【図４】本実施の形態のオーガ式製氷機における冷却能力調整部の動作を示すフローチャートである。
【図５】従来の製氷機の給水部に関し、（ａ）は製氷水の供給がなされている状態を示す図であり、（ｂ）は製氷水の供給が停止された状態を示す図であり、（ｃ）は製氷水の供給から停止後までの製氷水の温度変化を示す図である。
【図６】従来の製氷機の給水部の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
６…製氷部、７…給水部、９…給水タンク、１０…給水パイプ、１１…給水弁、１２…サーミスタ、１６…製氷筒、１７…蒸発パイプ、１９…圧縮機、２０…凝縮器、２１…膨張弁、２２…ファン、３５…冷却能力調整部、３６…タイマ、３７…温度判断部、３８…ファンスピードコントロール基板（ＦＳＣ）、Ｔ…給水サイクルの時間、α…基準温度、β…設定時間。

Claims

所定の給水サイクルで供給される給水部の製氷水を用い、製氷部で氷の製造を行う製氷機において、
前記給水部の製氷水温度を測る検温手段と、
前記検温手段で検知された製氷水温度が、前記給水サイクルより長い所定の設定時間、連続して基準温度を超えたか否かにより、前記製氷部の冷却能力を調整する冷却能力調整部と
を備えることを特徴とする製氷機。
前記製氷部は、ファンを有する凝縮器を含んだ冷凍回路を備え、前記冷却能力調整部は、製氷水温度が基準温度を設定時間、連続して超えた場合にファンを本来の稼動率で駆動させると共に、製氷水温度が基準温度を設定時間、連続して超えない場合に、該ファンを本来の稼動率より低い稼動率で駆動させることを特徴とする請求項１に記載の製氷機。
所定の給水サイクルで供給される給水部の製氷水を用い、製氷部で氷の製造を行う製氷機の冷却能力調整方法において、
検温手段にて前記給水部の製氷水温度を検知し、
前記検温手段にて検知された製氷水温度が、前記給水サイクルより長い所定の設定時間、連続して基準温度を超えたか否かにより、前記製氷部の冷却能力を調整することを特徴とする製氷機の冷却能力調整方法。