JP2006125729A

JP2006125729A - 自動製氷機の運転方法

Info

Publication number: JP2006125729A
Application number: JP2004314621A
Authority: JP
Inventors: Fumio Maruyama; 文雄丸山; Kazumi Toritani; 千美鳥谷
Original assignee: Hoshizaki Electric Co Ltd
Current assignee: Hoshizaki Electric Co Ltd
Priority date: 2004-10-28
Filing date: 2004-10-28
Publication date: 2006-05-18

Abstract

【課題】フロートスイッチの動作不良が発生した際に、製氷機構を保護すると共に、異常の起きたフロートスイッチについて自動的に復帰を促す。
【解決手段】自動製氷機の製氷タンク１２に配設されたフロートスイッチ３０は、上限水位ＨＷＬを検出した際に、給水弁ＷＶを閉成して製氷タンク１２への給水管４０からの給水を停止すると共に、下限水位ＬＷＬを検出した際に、給水弁ＷＶを開放して給水管４０から製氷タンク１２へ給水するよう制御している。製氷運転を開始してからタイマ手段Ｔの設定時間を経過してもフロートスイッチ３０が下限水位ＬＷＬを検出しない場合は、給水弁ＷＶを強制的に開放して給水管４０から製氷タンク１２への給水を開始する。
【選択図】図２

Description

この発明は、製氷タンクに貯留された製氷水の貯水量を監視するフロートスイッチ等の水位検出手段の動作不良により給水ができなくなるのを回避し得る自動製氷機の運転方法に関するものである。

特許文献１に開示された自動製氷機の如く、製氷タンクに貯留される製氷水は、この製氷タンク内に配設したフロートスイッチ(水位検出手段)により貯水量(水位)が制御されるようになっている。このフロートスイッチは、製氷水の水位の上下に伴って軸部を上下に移動する浮き玉と、軸部の上部に設けられた上限水位検出スイッチと、下部に設けられた下限水位検出スイッチとから構成される。製氷運転の進行に伴って、製氷タンク内の水位が減少して浮き玉が下限水位検出スイッチで検出されると、給水弁が開放されて給水管から製氷水が供給される。そして、製氷水が所定量貯留されて上限水位検出スイッチで浮き玉が検出されると給水弁が閉成されて、製氷水の供給が停止されるようになっている。

このような、フロートスイッチによる製氷タンクの貯水量制御では、前記浮き玉が軸部に引っ掛かってしまい、稀に貯水量が的確に検出できない虞れが指摘される。例えば、製氷タンクに製氷水が無くなっているのにもかかわらず、下限水位検出スイッチが浮き玉を検出しない場合は、製氷機構に製氷水が供給されず、所望の氷が得られないばかりでなく、この製氷機構で過冷却が起こり、氷の離脱の阻害または機器の過負荷が引き起こされる事態となる。
特許第２９９６８３７号公報

そこで、特許文献１の自動製氷機では、上限水位検出スイッチの作動から下限水位検出スイッチの作動までの時間が設定時間外にあるときは、製氷運転を停止するよう構成され、フロートスイッチの動作不良が発生した際に、製氷運転を停止することで製氷機構の保護を図っている。しかし、この自動製氷機は、自動では製氷運転が復帰せず、復帰に際して使用者に手間を強いる難点が指摘される。なお、前記浮き玉が軸部に引っ掛かる等の軽微な動作不良は、該浮き玉を一旦浮き上がらせることで解消することが可能である場合が多いが、このような場合であっても、製氷機を停止させるために製氷能力が低下する問題もある。

すなわちこの発明は、従来の技術に係る自動製氷機の運転方法に内在する前記問題に鑑み、これらを好適に解決するべく提案されたものであって、水位検出手段の動作不良が発生した際に、製氷機構を保護し得ると共に、異常の起きた水位検出手段について自動的に復帰を促す自動製氷機の運転方法を提供することを目的とする。

前記課題を克服し、所期の目的を達成するため、本発明に係る自動製氷機の運転方法は、
製氷水を貯留する製氷タンクに水位検出手段を設け、製氷機構での製氷運転の進行に伴い製氷タンク内の水位が低下して、前記水位検出手段が下限水位を検出した際に給水手段を開放して製氷タンクへ給水し、該水位検出手段が上限水位を検出した際に、前記給水手段を閉成して製氷タンクへの給水を停止する自動製氷機の運転方法において、
前記水位検出手段が上限水位を検出した後、前記製氷機構が製氷運転を開始してからタイマ手段による設定時間を経過しても水位検出手段が下限水位を検出しない場合は、前記給水手段を開放して製氷タンクへの給水を開始するようにしたことを特徴とする。

本発明に係る自動製氷機の運転方法によれば、製氷運転を開始してからタイマ手段による設定時間を経過しても水位検出手段が下限水位を検出しない場合は、給水手段を開放して製氷タンクへの給水を開始することで、水位検出手段の動作不良を保障して製氷機構に必要とする量の製氷水を常に確保することができる。すなわち、製氷機構において、製氷水の不足による異形氷の発生、製氷量の減少または製氷されない事態を回避して製氷効率を向上し得ると共に、製氷機構の過冷却による圧縮機等の機器への負担をなくすことができる。しかも、水位検出手段の動作不良の原因を、製氷水の給水により解消して自動的に復帰させることも可能となるから、水位検出手段の復帰に対して、使用者は別段の手間を掛ける必要がなく、管理上の負担を軽減し得る利点も奏する。特に、軸部に摺動自在に配設されたフロート部を備える水位検出手段では、軽微な動作不良であれば製氷水の供給により動作不良が解消され、製氷運転を停止させることなく継続することができ、製氷能力の低下を防止することができる。

次に、本発明に係る自動製氷機の運転方法につき、好適な実施例を挙げて、添付図面を参照して以下に説明する。なお、実施例１の自動製氷機としては、ドラム式の製氷機構を備えるものを例に挙げて説明するが、製氷タンクにフロートスイッチ(水位検出手段)を備えるものであれば、オーガ式やクローズドセル方式あるいはオープンセル方式の製氷機構を備えるものであってもよい。

図１は、実施例１に係るドラム式自動製氷機の要部を示すものであって、該製氷機１０は、上方に開口して所定量の製氷水が貯留される製氷タンク１２の内部(製氷室)に、円筒状の製氷ドラム(製氷機構)１４が、前後方向に延在するよう水平に配置した回転軸(図示せず)を中心として回転自在に配設されている。この製氷ドラム１４は、図示しない冷却装置により冷却されると共に、図示しない駆動手段により所定方向(図１の時計方向)に回転するよう構成される。また、製氷タンク１２の上部開口は、開閉自在な蓋２０によって被覆され、製氷室は略密閉されている。そして、製氷タンク１２の製氷室は、蓋２０から垂設した仕切板１１により、製氷ドラム１４が配設された第１室１２ａと、外部水道系から導出する給水管(給水手段)４０が連通接続する給水口４０ａおよび水位検出手段としてのフロートスイッチ３０が設けられた第２室１２ｂとに区画される。前記仕切板１１は、製氷室の底面から所定間隔離間して該底面との間に連通路が開設され、この連通路を介して第１室１２ａと第２室１２ｂとが連通している。

前記製氷タンク１２における第１室１２ａの一側方(図１の右側方)に、下方に設けた貯氷庫(図示せず)に連通するシュート２２が配設され、該シュート２２と製氷タンク１２とは、該タンク１２の右側面上部で連通するよう構成される。また製氷タンク１２には、シュート２２が連通する部位における前後の両壁面間に、前記製氷ドラム１４における製氷水から出ている表面(外周面)に刃先を向けたカッタ２４が配設され、回転する製氷ドラム１４の表面に生成された氷を該カッタ２４で剥ぎ取るようになっている。このカッタ２４の上面には、製氷ドラム１４から離間するにつれて下方傾斜するスロープ２６が設けられ、カッタ２４により剥ぎ取られた氷片は、カッタ上面およびスロープ２６を滑ってシュート２２に案内されるよう構成される。

図２に示すように、前記製氷タンク１２の内部には、この製氷タンク１２に貯留された製氷水の貯水量を検出する水位検出手段としてのフロートスイッチ３０が配設され、製氷水の下限水位ＬＷＬと上限水位ＨＷＬとを検出し得るよう構成される。また、前記製氷タンク１２における第２室１２ｂの上方には、外部水道系に接続する給水管４０の給水口４０ａが臨み、この給水管４０には給水弁(給水手段)ＷＶが開閉自在に介挿されて、前記フロートスイッチ３０の水位検出結果に基づき、所定のタイミングで開閉することで製氷タンク１２に製氷水を供給し得るようになっている。また製氷タンク１２の内部に貯留された製氷水の水位は、フロートスイッチ３０による水位の検知状況に応じて前記給水弁ＷＶを開閉制御することで水位を一定に保たれ、前記製氷ドラム１４が、その直径の略２／３の高さまで浸漬する水位で製氷タンク１２に製氷水が貯留されるよう設定してある。

前記フロートスイッチ３０は、上下方向に延在する軸部３２と、製氷水の水位変動に伴って上下方向に沿って摺動自在に軸部３２に対して遊嵌されたフロート部３４を備えている。前記フロート部３４は、中心部に前記軸部３２の挿通を許容する孔部３４ａを備えたドーナツ状の部材であって、その内周面側にはマグネット３６が配設されると共に、外周面側は中空とされて製氷水に浮くようになっている。また前記軸部３２には、上下に離間して上限水位検出スイッチＳ３と下限水位検出スイッチＳ４とが配設され、製氷水の水位変動に伴って前記フロート部３４が各スイッチＳ３,Ｓ４に近接または離間するとマグネット３６の磁力を検出して対応するスイッチＳ３,Ｓ４がオンまたはオフされる。すなわち、製氷運転の進行に伴う製氷水の消費につれて製氷水の貯水量が減少して下限水位ＬＷＬに至り、前記下限水位検出スイッチＳ４がフロート部３４のマグネット３６を検出(オン)することで、製氷水が減少したと判断して、前記給水弁ＷＶを開放して製氷タンク１２に製氷水が供給される。そして、給水管４０からの製氷水の供給に伴って製氷水の貯水量が増加して上限水位ＨＷＬに至り、前記上限水位検出スイッチＳ３がフロート部３４のマグネット３６を検出(オフ)することで、製氷タンク１２に製氷水が所定量貯留されたと判断して、前記給水弁ＷＶを閉成して製氷水の供給が停止されるよう設定してある。なお、前記軸部３２における上限水位検出スイッチＳ３の上方には、軸部３２の外周面から突出した上部ストッパ３２ａが設けられ、この上部ストッパ３２ａでフロート部３４の上方への移動を規制している。これに対し、前記軸部３２における下限水位検出スイッチＳ４の下方には、軸部３２の外周面から突出した下部ストッパ３２ｂが設けられ、この下部ストッパ３２ｂでフロート部３４の下方への移動を規制している。

前記給水弁ＷＶは、フロートスイッチ３０の水位検出結果に応じて動作するだけでなく、フロートスイッチ３０による下限水位ＬＷＬの検出の有無にかかわらず、タイマ手段Ｔによる設定時間のカウントアップによっても開放されるようになっている。このタイマ手段Ｔは、製氷運転中であって、かつ給水動作を実施していない場合(給水弁ＷＶが閉成した状態)にカウントを行なって、予め設定した設定時間をカウントすると、給水弁ＷＶを開放して給水管４０から製氷タンク１２に製氷水を供給するよう制御すると共に、給水弁ＷＶが開放されると、タイマ手段Ｔがリセットされるようになっている。そして、前記フロートスイッチ３０が上限水位ＨＷＬを検出して製氷水の供給が停止されると、製氷運転中であるという条件下に、タイマ手段Ｔにおいて再びカウントが開始されるようになっている。このタイマ手段Ｔの設定時間は、通常の製氷運転において、連続的な氷の生成に伴う製氷水の消費につれて、上限水位ＨＷＬを検出したフロートスイッチ３０が下限水位ＬＷＬを検出する時間より長く設定され、この設定時間を超過することは、フロートスイッチ３０のフロート部３４が軸部３２に沿って下降する際に引っ掛かったり、またはその他要因でフロートスイッチ３０に異常が発生していると判断される。

図３は、自動製氷機１０における電気制御回路の要部を示すものであって、電源ラインＲに接続する電源スイッチＳ１と電源ラインＴとの間に、上限水位検出スイッチＳ３の接点、下限水位検出スイッチＳ４の接点および第１リレーＸ１が直列に接続されている。また電源スイッチＳ１と上限水位検出スイッチＳ３の接点との間に、第１リレーＸ１の常開接点Ｘ１−ａと後述する第２リレーＸ２の常開接点Ｘ２−ａとが、下限水位検出スイッチＳ４の接点と並列に接続されている。更に前記給水弁ＷＶが、上限水位検出スイッチＳ３と電源ラインＴとの間において、第１リレーＸ１と並列に接続される。

前記電源スイッチＳ１に接続する製氷スイッチＳ２と電源ラインＴとの間に、圧縮機ＣＭ、第１リレーＸ１の常閉接点Ｘ１−ｂに直列接続されるタイマ手段Ｔおよびタイマ手段の常開接点Ｔ−ａに直列接続される第２リレーＸ２が並列に接続されている。なお、タイマ手段Ｔの常開接点Ｔ−ａは、該タイマ手段Ｔが設定時間をカウントしたときに閉成し、このタイマ手段Ｔがリセットされることで開放するよう設定される。また、前記上限水位検出スイッチＳ３は、フロート部３４を検出すると開放し、下限水位検出スイッチＳ４はフロート部３４を検出すると閉成するよう設定される。

〔実施例１の作用〕
次に、実施例１に係る自動製氷機の運転方法の作用について、図３に示した電気制御回路を参照して説明する。なお、自動製氷機１０は、電源スイッチＳ１が投入され、前記製氷タンク１２には製氷水が満たされ、前記フロートスイッチ３０が上限水位ＨＷＬを検出した状態にあって、製氷運転を実施し得る待機状態となっている。このとき、前記フロートスイッチ３０は、前記フロート部３４が上部ストッパ３２ａにより位置規制され、上限水位検出スイッチＳ３でフロート部３４のマグネット３６が検出された状態にある。電気回路的には、直列に接続された上限水位検出スイッチＳ３および下限水位検出スイッチＳ４の接点は何れも開放して(ＯＦＦ状態)、給水弁ＷＶが閉成されている。

先ず、フロートスイッチ３０が正常に動作する場合について説明する。前記自動製氷機１０は、製氷スイッチＳ２を入れると、圧縮機ＣＭが駆動されて冷却装置を介して前記製氷ドラム１４が冷却されると共に、該ドラム１４が一定方向に連続回転する。前記製氷ドラム１４における製氷水に浸漬している部分では、その表面に層状の氷が成長し、該ドラム１４の回転によって氷が製氷水から外部に出ると、過冷却されて水分を含まない乾いた氷となる。そして、この氷が前記カッタ２４で剥ぎ取られて薄い鱗状の氷片となり、スロープ２６上を滑って前記シュート２２に案内され、該シュート２２内を落下して貯氷庫に放出される。

このとき、前記第１リレーＸ１の常閉接点Ｘ１−ｂを介してタイマ手段Ｔに通電され、該タイマ手段Ｔによる設定時間のカウントも開始される。前記製氷ドラム１４における氷の生成に伴って、製氷タンク１２内の製氷水の水位が次第に減少し、フロート部３４が軸部３２に沿って下降していく。前記フロート部３４のマグネット３６が、上限水位検出スイッチＳ３で検出できなくなると、この上限水位検出スイッチＳ３の接点は閉成されてＯＮ状態となるが、下限水位検出スイッチＳ４の接点は開放しているから、給水弁ＷＶへは通電されず、開放状態を維持する。製氷運転が進行して、製氷タンク１２内の水位が減少し、前記タイマ手段Ｔによる設定時間のカウントアップ前に、フロート部３４のマグネット３６が下限水位検出スイッチＳ４により検出されると、製氷タンク１２の製氷水が下限水位ＬＷＬまで減少したことが検出される。このとき、前記下限水位検出スイッチＳ４の接点が閉成されることで、給水弁ＷＶに通電されて開放し、給水管４０から製氷水の製氷タンク１２への供給が開始される。同時に、第１リレーＸ１が励磁されることで、これと協働する常開接点Ｘ１−ａが閉成して第１リレーＸ１は自己保持される。また、第１リレーＸ１と協働する常閉接点Ｘ１−ｂが開放することで、タイマ手段Ｔへの通電が遮断されてリセットされる。

そして、前記製氷タンク１２への製氷水の供給につれて、製氷水の水位が上昇して、下限水位検出スイッチＳ４がフロート部３４のマグネット３６を検出できなくなると、その接点は開放(ＯＦＦ)するものの、前記常開接点Ｘ１−ａが閉成して第１リレーＸ１は自己保持状態にあるから、給水弁ＷＶの開放状態は維持されて製氷水の供給は継続される。そして、上限水位検出スイッチＳ３において、フロート部３４のマグネット３６が検出されることで、上限水位検出スイッチＳ３の接点が開放されると、給水弁ＷＶが閉成されて給水が停止されると共に、第１リレーＸ１が消磁されることで自己保持状態が解除される。このとき、前記常閉接点Ｘ１−ｂも閉成してタイマ手段Ｔによる設定時間のカウントが再び開始される。

次に、フロートスイッチ３０が動作異常を起こした場合について説明する。例えば、前記フロート部３４が製氷水の消費に伴う水位減少につれて下降する際に、軸部３２または他の部材等に引っ掛かった場合、フロート部３４は下限水位検出スイッチＳ４で検出する位置まで下降することなく、前記タイマ手段Ｔがカウントアップする。この場合は、タイマ手段Ｔの常開接点Ｔ−ａが閉成されて第２リレーＸ２が励磁されることで、該第２リレーＸ２と協働する常開接点Ｘ２−ａが閉成される。このとき上限水位検出スイッチＳ３の接点は閉成されているから、前記下限水位検出スイッチＳ４によるフロート部３４の検出の有無にかかわらず、前記給水弁ＷＶが強制的に開放されて、製氷タンク１２へ製氷水が供給される。また、第１リレーＸ１が励磁されることで、その常開接点Ｘ１−ａが閉成して自己保持されると共に、常閉接点Ｘ１−ｂが開放することで、タイマ手段Ｔがリセットされる。なお、タイマ手段Ｔの常開接点Ｔ−ａが開放することで第２リレーＸ２が消磁され、その常開接点Ｘ２−ａは開放するが、第１リレーＸ１の自己保持は継続しているから給水弁ＷＶは開放状態を継続する。そして、水位の上昇により前記フロート部３４の引っ掛かりが解消されて該フロート部３４が水位の上昇の伴って上昇し、前記上限水位検出スイッチＳ３において、フロート部３４のマグネット３６が検出されることで、上限水位検出スイッチＳ３の接点が開放されて、給水弁ＷＶが閉成して給水が停止されると共に、前記タイマ手段Ｔによる設定時間のカウントが再び開始される。

このように、製氷運転を開始してから設定時間を経過しても前記フロートスイッチ３０が下限水位ＬＷＬを検出しない場合は、給水弁ＷＶを開放して製氷タンク１２へ給水を開始するバックアップ手段を備えているので、フロートスイッチ３０の動作不良を保障して製氷運転に必要とする量の製氷水を安定して確保することができる。すなわち、製氷ドラム１４において、製氷水の不足による製氷量の減少または製氷されない事態を回避して製氷効率を向上し得ると共に、製氷ドラム１４の過冷却による圧縮機ＣＭ等への負担をなくすことができる。しかも、給水管４０から製氷水を供給することで、水位の上昇または製氷水の供給による水面の波立ち等の作用によりフロート部３４の引っ掛かりが解消されて自動復帰させることもできる。従って、フロートスイッチ３０の復帰に対して、使用者は別段の手間を掛ける必要がなく、管理上の負担を軽減し得ると共に、製氷運転を停止する必要もなく、製氷能力が低下するのを防ぐことができる。

実施例１では、ドラム式の製氷機構に対し、本発明に係る運転方法を適用したが、これに限定されず、他の方式の製氷機構を備える自動製氷機についても適用することができる。図４は、実施例２に係る自動製氷機の運転方法を好適に実施し得る自動製氷機５０の概略構成を示す断面図であって、実施例１の自動製氷機１０の構成と同一の構成部材には同じ符号を付すと共に、詳細な説明を省略する。この自動製氷機５０の本体をなす筐体５２は、下方の機械室５４と上方の貯氷室５６とに仕切られ、機械室５４に公知のオーガ式の製氷機構６０が設置されると共に、製氷機構６０の側方には該製氷機構６０に製氷水を供給する製氷タンク５８が設置されている。

前記製氷タンク５８の内部には、この製氷タンク５８に貯留された製氷水の貯水量を検出する水位検出手段としてのフロートスイッチ３０が配設され、製氷水の下限水位ＬＷＬと上限水位ＨＷＬとを検出し得るよう構成される。また、前記製氷タンク５８の上方には、外部水道系に接続する給水管(給水手段)４０の給水口４０ａが臨み、この給水管４０には給水弁(給水手段)ＷＶが開閉自在に介挿されて、前記フロートスイッチ３０の水位検出結果に基づき、所定のタイミングで開閉することで製氷タンク５８に製氷水を供給し得るようになっている。なお、前記給水管４０から供給された製氷水のうち余剰部分は、製氷タンク５８に配設されたオーバーフロー管４２を介して外部に排出される。なお、フロートスイッチ３０の構成は実施例１と同様である。

前記給水弁ＷＶは、実施例１と同様にフロートスイッチ３０の水位検出結果に応して動作するだけでなく、フロートスイッチ３０による下限水位ＬＷＬの検出の有無にかかわらず、タイマ手段Ｔによる設定時間のカウントアップによっても開放されるようになっている。すなわち、前記フロートスイッチ３０が上限水位ＨＷＬを検出した後、前記製氷機構６０が製氷運転を開始してからタイマ手段Ｔによる設定時間を経過してもフロートスイッチ３０が下限水位ＬＷＬを検出しない場合は、前記給水弁ＷＶを開放して製氷タンク５８への給水を開始するよう設定される。

実施例２の運転方法であっても、実施例１で説明した作用効果と同様の作用効果を奏し、種々の製氷機構に対して好適に適用し得る。

本発明の好適な実施例１に係る自動製氷機の運転方法を好適に実施し得る自動製氷機の概略構成を示す断面図である。実施例１の自動製氷機の製氷タンクを示す概略図である。実施例１の自動製氷機の電気制御回路図である。実施例２に係る自動製氷機の運転方法を好適に実施し得る自動製氷機の概略構成を示す断面図である。

符号の説明

１４製氷ドラム(製氷機構)，１２製氷タンク，
３０フロートスイッチ(水位検出手段)，３２軸部，３４フロート部，
４０給水管(給水手段)，５８製氷タンク，６０製氷機構，ＷＶ給水弁(給水手段)，
Ｔタイマ手段，ＨＷＬ上限水位，ＬＷＬ下限水位，Ｓ３上限水位検出スイッチ，
Ｓ４下限水位検出スイッチ

Claims

製氷水を貯留する製氷タンク(12,58)に水位検出手段(30)を設け、製氷機構(14,60)での製氷運転の進行に伴い製氷タンク(12,58)内の水位が低下して、前記水位検出手段(30)が下限水位(LWL)を検出した際に給水手段(40,WV)を開放して製氷タンク(12,58)へ給水し、該水位検出手段(30)が上限水位(HWL)を検出した際に、前記給水手段(40,WV)を閉成して製氷タンク(12,58)への給水を停止する自動製氷機の運転方法において、
前記水位検出手段(30)が上限水位(HWL)を検出した後、前記製氷機構(14,60)が製氷運転を開始してからタイマ手段(T)による設定時間を経過しても水位検出手段(30)が下限水位(LWL)を検出しない場合は、前記給水手段(40,WV)を開放して製氷タンク(12,58)への給水を開始するようにした
ことを特徴とする自動製氷機の運転方法。
前記水位検出手段(30)は、上下に延在する軸部(32)に摺動自在に配設されたフロート部(34)と、軸部(32)に配設されて上下に離間する上限水位検出スイッチ(S3)および下限水位検出スイッチ(S4)とを備え、前記フロート部(34)が上限または下限水位検出スイッチ(S3,S4)で検出されることで、上限水位(HWL)または下限水位(LWL)を検出する請求項１記載の自動製氷機の運転方法。