JP2007033011A

JP2007033011A - ドラム式製氷機の制御方法

Info

Publication number: JP2007033011A
Application number: JP2005221273A
Authority: JP
Inventors: Norihiro Yoshikawa; 範洋吉川; Akira Suyama; 朗陶山; Atsushi Sugita; 敦杉田
Original assignee: Hoshizaki Electric Co Ltd
Current assignee: Hoshizaki Electric Co Ltd
Priority date: 2005-07-29
Filing date: 2005-07-29
Publication date: 2007-02-08

Abstract

【課題】製氷ドラムにおいて、製造される氷の厚さおよび品質の双方を制御する。
【解決手段】製氷タンク１２に貯留した製氷水Ｗに一部を浸漬した状態で水平軸回りに回転する製氷ドラム１４を備え、冷凍系からの冷媒を製氷ドラム１４内に供給して冷却すると共に、該製氷ドラム１４を回転させることでドラム外表面に氷Ｃを生成するようにしたドラム式製氷機において、製氷タンク１２内に貯留される製氷水Ｗの水位を設定することで、製氷ドラム１４の製氷水Ｗに対する浸漬領域を制御する。
【選択図】図１

Description

この発明は、製氷タンクに貯留した製氷水中に製氷ドラムの一部を浸漬して回転すると共に、製氷ドラムの内部に冷媒を供給することで、該ドラムの表面に氷を生成するドラム式製氷機の制御方法に関するものである。

多量の氷片を生成する手段として、特許文献１に示すようなドラム式製氷機がある。図６に示すように、ドラム式製氷機４０は、製氷タンク１２の内部に円筒状の製氷ドラム１４が回転自在に配設されると共に、製氷タンク１２内には、製氷ドラム１４の一部が浸漬する水位で製氷水Ｗが貯留されている。そして、圧縮機ＣＭ、凝縮器ＣＮおよび膨張弁ＥＶ等を冷媒配管２０ａで接続した冷凍系２０から冷媒を製氷ドラム１４の内部に供給して冷却しながら製氷ドラム１４を回転することで、その表面(外周面)に層状の氷を成長させるよう構成される。また製氷タンク１２には、その刃先を製氷ドラム１４の表面に近接してカッタ２８が配設されており、回転する製氷ドラム表面の氷Ｃを該カッタ２８で剥ぎ取り、この剥がれた氷片を貯氷庫(図示せず)に放出するよう構成される。
特公昭５６−１８８６５号公報

このような構成を有するドラム式製氷機４０は、その製氷タンク１２内に貯留され、製氷ドラム１４に接触している製氷水Ｗの量、すなわち製氷水Ｗの製氷タンク１２内での水位(以下、単に水位と云う)によって製造される氷Ｃの状態等が基本的に決定されている。また製氷の進行に伴って氷Ｃが製造され続けると、その製氷量分だけ製氷水Ｗの量が減少してしまい、安定的、すなわち常に厚さおよび氷質が一定となっている氷Ｃの生産が困難となってしまう。このため安定的な製氷を目的として、製氷水Ｗの量は常に一定に保持され、更に同様の理由で製氷ドラム１４の回転速度も一定に設定されていた。

しかし、このような制御をされているドラム式製氷機４０においては、例えば外気温および供給水の水温等の外部要因の変動に対しては、氷Ｃの厚さおよび氷質を安定させることが基本的に不可能であった。

すなわち本発明は、従来の技術に係るドラム式製氷機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、その厚さおよび氷質等を調整・制御し得るドラム式製氷機の制御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、本願の請求項１に係る発明のドラム式製氷機の制御方法は、製氷タンクに貯留した製氷水に一部を浸漬した状態で水平軸回りに回転する製氷ドラムを備え、冷凍系からの冷媒を製氷ドラム内に供給して冷却すると共に、該製氷ドラムを回転させることでドラム外表面に氷を生成するようにしたドラム式製氷機において、
前記製氷タンク内に貯留される製氷水の水位を設定変更することで、前記製氷ドラムの製氷水に対する浸漬領域を制御することを要旨とするものである。従って、請求項１に係る発明によれば、製造される氷の厚さおよび品質の関係を任意に調整し得る。

前記課題を克服し、所期の目的を達成するため、本願の請求項２に係る発明のドラム式製氷機の制御方法は、製氷タンクに貯留した製氷水に一部を浸漬した状態で水平軸回りに回転する製氷ドラムを備え、冷凍系からの冷媒を製氷ドラム内に供給して冷却すると共に、該製氷ドラムを回転させることでドラム外表面に氷を生成するようにしたドラム式製氷機において、
前記製氷ドラムの回転数を設定変更することで、前記製氷ドラムの製氷水に対する浸漬時間を制御することを要旨とするものである。従って、請求項２に係る発明によれば、製造される氷の厚さおよび品質と、製氷速度と関係を任意に調整し得る。

前記課題を克服し、所期の目的を達成するため、本願の請求項３に係る発明のドラム式製氷機の制御方法は、製氷タンクに貯留した製氷水に一部を浸漬した状態で水平軸回りに回転する製氷ドラムを備え、冷凍系からの冷媒を製氷ドラム内に供給して冷却すると共に、該製氷ドラムを回転させることでドラム外表面に氷を生成するようにしたドラム式製氷機において、
前記製氷タンク内に貯留される製氷水の水位および製氷ドラムの回転数を設定変更することで、前記製氷ドラムの製氷水に対する浸漬領域および浸漬時間を制御することを要旨とするものである。従って、請求項３に係る発明によれば、これにより製造される氷の厚さおよび品質と、製氷速度とを制御し得る。

請求項４に係る発明は、請求項１または３に記載のドラム式製氷機の制御方法において、前記製氷水の水位は、製氷開始時には低水位に設定され、その後一定時間の経過または時間の経過と共に通常水位に復帰させるようにしたことを要旨とするものである。従って、請求項４に係る発明によれば、製造開始後の製氷に要する時間を短縮し得る。

請求項５に係る発明は、請求項４記載のドラム式製氷機の制御方法において、前記製氷開始時における製氷水の水位は、該製氷水の温度が一定以上の場合にだけ低水位に設定されることを要旨とするものである。従って、請求項５に係る発明によれば、製造開始後の製氷に要する時間を短縮しつつ、かつ得られる氷の厚さも厚く設定し得る。

本発明に係るドラム式製氷機の制御方法によれば、外気温や供給水の温度といった外的要因に左右されず、その厚さおよび氷質を調整・制御した氷を製造し得る。

次に、本発明に係るドラム式製氷機の制御方法につき、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。なお説明の便宜上、図６に示したドラム式製氷機の構成要素と同一の要素については、同一の符号を使用して詳細な説明は省略する。実施例に係る制御方法を説明するに先立ち、この方法によって好適に制御されるドラム式製氷機につき説明する。ドラム式製氷機１０は、図１に示す如く、所定量の製氷水Ｗを貯留した製氷タンク１２と、この製氷タンク１２の内部において製氷水Ｗに一部を浸漬した状態で水平軸回りに回転自在に配設した円筒状の製氷ドラム１４とからなる製氷機構を備えている。製氷タンク１２には、壁面に外部水道系から導出する給水管(図示せず)に連通接続する給水口２２が設けられ、給水管に介挿した図示しない給水弁を開放することで、製氷タンク１２の内部に給水口２２から製氷水(水道水)を供給するようになっている。また製氷タンク１２の内部には、製氷水の貯留量(水位)を検知するためのフロートスイッチ等の水位センサ２４,２４(本実施例では低水位用および通常水位用の２つ)が所要位置に配設され、このセンサ２４による水位の検知状況に応じて給水弁を開閉制御して製氷タンク１２内の水位を一定に保つよう構成される。

前記製氷タンク１２の一側方(図１の右側)に、下方に設けた貯氷庫(図示せず)に連通するシュート２６が配設され、このシュート２６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２６が連通する部位における相対する壁面間に、製氷ドラム１４において製氷水Ｗから出ている外表面に刃先を向けてカッタ２８が配設される。このカッタ２８は、製氷運転において製氷ドラム１４を回転した際に、製氷ドラム１４の外表面に生成された氷Ｃに突当たり、この氷Ｃを薄く剥ぎ取るようになっている。このカッタ２８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２９が設けられ、カッタ２８により剥ぎ取られた氷片は、カッタ上面およびスロープ２９を滑ってシュート２６に案内されるよう構成される。また前記製氷ドラム１４には、軸方向の各端面の中心から外方へ向けて回転軸３６,３８が夫々延出形成されており、この各回転軸３６,３８によって該製氷ドラム１４は、製氷タンク１２における相対する壁面に設けた軸受に夫々支持した状態で水平に配設されている。そして一方の回転軸３８にモータ等の回転駆動源Ｍが接続され、これにより製氷ドラム１４が回転される。

そして前記製氷ドラム１４を冷却する冷凍系(回路)２０は、基本的に該製氷ドラム１４、圧縮機ＣＭ、冷却ファンＦＭ、凝縮器ＣＮおよび膨張弁ＥＶから構成されている。ここで前記製氷ドラム１４は、図２に示す如く、膨張弁ＥＶの下流側で、かつ圧縮機ＣＭの上流側に位置し、冷媒配管２０ａを介して膨張弁ＥＶおよび圧縮機ＣＭに接続されている。そして前記圧縮機ＣＭから吐出した気化冷媒を、冷却ファンＦＭで冷却した凝縮器ＣＮで液化し、膨張弁ＥＶで減圧して製氷ドラム１４の内部に経路Ｒに沿って供給することで、該製氷ドラム１４の冷却がなされている。

実施例に係る制御方法は、前述のドラム式製氷機１０において、その製氷水Ｗの貯留量、すなわち水位および製氷ドラム１４の回転速度を夫々設定変更することでなされる。実施例に係る制御方法が実施されるドラム式製氷機１０における製氷に係る一連の動作を見てみると、以下のようになっている。すなわち、図３に示す如く、製氷ドラム１４が製氷水Ｗに浸漬される部分(以下、浸漬領域Ｒと云う)で該製氷水Ｗから氷Ｃが生成され、該製氷ドラム１４の回転に伴って厚くなっていく。そして浸漬領域Ｒ外(以下、氷質向上領域と云う)では、既に一定の厚さとなった氷Ｃが製氷水Ｗと接触しない状態で更に冷やされることになり、該氷Ｃの品質(以下、氷の氷質と云う：具体的には含氷率を指す)が製氷ドラム１４の回転に伴って向上していく。

これは冷媒によって供給される冷却力が、製氷ドラム１４と製氷水Ｗとが接触している部分、すなわち浸漬領域Ｒでは、製氷水Ｗから氷Ｃの生成に消費され、それ以外の製氷水Ｗと接触しない部分(氷質向上領域)では、既に製氷ドラム１４上に生成している氷Ｃの更なる冷却に消費されるためである。これを図４を用いて説明すると、製氷水Ｗの水位を高くすれば浸漬領域Ｒが大きくなるため、氷Ｃは厚くなる(図４(ａ)参照)。一方、製氷水Ｗの水位を低くすれば浸漬領域Ｒが小さくなる(氷質向上領域が大きくなる)ため、氷Ｃの氷質は向上する(図４(ｂ)参照)ことを意味している。また氷Ｃが厚くなる場合、その氷質は低く、すなわち含氷率が低くなり、該氷Ｃの氷質が向上する場合、その厚さが薄くなる。すなわち氷Ｃの厚さと氷質とは、反比例の関係にあるといえる。このように氷Ｃの厚さと氷質との関係(バランス)は、該浸漬領域Ｒの設定(増減の制御)によって任意に調整され、かつ該浸漬領域Ｒは前記製氷水Ｗの水位で決定されるため、該氷Ｃの厚さと氷質との関係(バランス)は、該製氷水Ｗの水位によって任意に調整可能である。

また氷Ｃの厚さと氷質との関係は、製氷ドラム１４が製氷水Ｗに浸漬する時間(以下、浸漬時間Ｔと云う)に対しても関連付けができる。すなわち浸漬時間Ｔが長い程、氷Ｃが厚くなり、短い程、氷Ｃの氷質が向上する。従って製氷水Ｗの水位を低く設定して、氷Ｃの氷質を向上させた場合、これに反比例して該氷Ｃの厚さは薄くなるが、この水位の制御に併せて製氷ドラム１４の回転速度を遅くすることで、該氷Ｃの氷質を向上させつつ厚くすることが可能となる。すなわち、製氷水Ｗの水位だけでは氷Ｃの厚さと氷質との関係(バランス)の調整しかできなかったが、製氷ドラム１４の回転速度を制御することで、氷Ｃの厚さと氷質との双方を制御し得る。なお水位の設定変更を行なうことなく製氷ドラム１４の回転速度だけを設定変更することで、氷Ｃの厚さおよび氷質と、その製氷(生成)速度との関係(バランス)を調整することも可能である。

このように前述の製氷水Ｗの水位および製氷ドラム１４の回転速度の双方を適宜設定することにより、ドラム式製氷機１０が設置された場所や季節等によって変動する外気温および製氷水Ｗの水温等の外的要因によらず、常に氷Ｃの厚さおよび氷質を一定に制御することを可能としている。またその時の製氷要求に応じて、その厚さや氷質、更には生成時間を任意に制御した氷Ｃを製造し得る。更に実施例に係る制御方法の採用によって、前記ドラム式製氷機１０によって生成される氷Ｃの厚さおよび氷質の双方の向上が可能となり、これにより氷としての製品価値を大きく向上させ得る。

なお製氷水Ｗの水位については、本実施例の如く複数の水位センサ２４を使用することによって測定・制御を実施し得るようにする他、前述の水位センサ２４の位置を任意に位置決めすることでも対応可能である。また水位の設定変更は、外気温等に応じて自動的に行なわせたり、使用者等の手動によって任意にすることが可能となっている。更に製氷ドラム１４の回転速度については、その回転駆動源Ｍに、例えばインバーター等の公知の回転数制御機能を付加すれば容易に実施可能である。なお外的要因である外気温や、製氷水Ｗの水温等については、対応部位に温度センサ等を設置することで容易に情報の取得が可能である。

また本実施例においては、図５に示す如く、製氷水Ｗの水位については、製氷開始時については低水位ＬＰに設定し、その後、時間の経過と共に徐々に通常水位ＮＰに復帰するように制御されている。このような制御をなすことで、製氷開始時、すなわち製氷水Ｗおよびそれを冷却する製氷ドラム１４の何れもが室温に近い状態にあって、製氷によって氷Ｃが実際に生成されるまでに、該製氷ドラム１４(冷凍系２０)に掛かる冷却負荷を低減するようになっている。この製氷開始時の冷却負荷の低減により、最初に生成される氷Ｃの生成時間を短縮することができる。すなわちドラム式製氷機１０の使用状態によって、製氷開始後、直ぐに氷Ｃが必要な場合に対応することが可能となる。

そして生成時間の短縮によって得られる氷Ｃは、製氷水Ｗの水位が低水位ＬＰとされ、浸漬領域Ｒが小さくされているため、その厚さが薄くなっている。従って通常に生成される氷Ｃと比較して商品性が高いとはいえない。このため氷Ｃを短時間で生成させる目的の達成後には、速やかに製氷水Ｗの水位を通常水位ＮＰに復帰させるようになっている。なおここで運転開始時とは、初めて製氷運転を開始する場合や、製氷運転を停止した後、再度製氷運転を開始した場合を指す。また低水位ＬＰについては、通常水位ＮＰより低く、製氷ドラム１４の浸漬領域Ｒが小さくなる水位であればよいが、氷Ｃの生成時間をより早くしたい場合には、この低水位ＬＰをより低いものとすればよい。

この水位制御は、製氷運転開始後、製氷水Ｗの温度が充分に下がるおよび／または製氷ドラム１４の冷却負荷が下がる条件が満たされることを条件として、通常の水位に復帰するように設定される。この際の水位の復帰は、そのために外部から供給される水の温度によって、既に貯留されている製氷水Ｗの温度が上がらないおよび／または製氷ドラム１４の冷却負荷が上がらないように時間の経過と共に徐々になされるが、本発明はこれに限定されず、一定時間の経過後に一度に通常の水位に復帰させるようにしてもよい。

これらの制御は、基本的に製氷ドラム１４(冷凍系２０)の冷却負荷によってなされる。具体的には、冷凍系２０の故障等を検知する圧縮機ＣＭ手前の、低圧側配管に設置される圧力センサ等によってなされる。また水位を検知する手段については、前記水位センサ２４が使用される。

なお前述した製氷開始時の製氷水Ｗの水位の制御については、既に製氷タンク１２に貯留されている該製氷水Ｗの温度を制御条件要素とするようにしてもよい。すなわちドラム式製氷機１０の運転を停止して余り時間が経過していない状態や、時間が経過してしても外気温等の外的要因により、製氷水Ｗの温度が充分に低く運転開始時に製氷ドラム１４に対して冷却負荷が掛からないと判断される場合には、製氷運転開始時に製氷水Ｗの水位を低くする必要はない。

本発明の好適な実施例に係る制御方法が実施されるドラム式製氷機の一例を示す側断面図である。図１のドラム式製氷機の冷凍系を併せて示す概略図である。図１のドラム式製氷機による製氷の様子を示す説明図である。浸漬領域が異なるように水位が設定変更された際の製氷の様子を示す説明図である。製氷開始時とそれ以降とで浸漬領域が異なるように水位が設定変更された際の製氷の様子を示す説明図である。従来のドラム式製氷機を示す概略図である。

符号の説明

１２製氷タンク、１４製氷ドラム、２０冷凍系、Ｃ氷、Ｒ浸漬領域
Ｔ浸漬時間、Ｗ製氷水

Claims

製氷タンク(12)に貯留した製氷水(W)に一部を浸漬した状態で水平軸回りに回転する製氷ドラム(14)を備え、冷凍系(20)からの冷媒を製氷ドラム(14)内に供給して冷却すると共に、該製氷ドラム(14)を回転させることでドラム外表面に氷(C)を生成するようにしたドラム式製氷機において、
前記製氷タンク(12)内に貯留される製氷水(W)の水位を設定変更することで、前記製氷ドラム(14)の製氷水(W)に対する浸漬領域(R)を制御し、これにより製造される氷(C)の厚さおよび品質の関係を任意に調整し得るようにした
ことを特徴とするドラム式製氷機の制御方法。
製氷タンク(12)に貯留した製氷水(W)に一部を浸漬した状態で水平軸回りに回転する製氷ドラム(14)を備え、冷凍系(20)からの冷媒を製氷ドラム(14)内に供給して冷却すると共に、該製氷ドラム(14)を回転させることでドラム外表面に氷(C)を生成するようにしたドラム式製氷機において、
前記製氷ドラム(14)の回転数を設定変更することで、前記製氷ドラム(14)の製氷水(W)に対する浸漬時間(T)を制御し、これにより製造される氷(C)の厚さおよび品質と、製氷速度と関係を任意に調整し得るようにした
ことを特徴とするドラム式製氷機の制御方法。
製氷タンク(12)に貯留した製氷水(W)に一部を浸漬した状態で水平軸回りに回転する製氷ドラム(14)を備え、冷凍系(20)からの冷媒を製氷ドラム(14)内に供給して冷却すると共に、該製氷ドラム(14)を回転させることでドラム外表面に氷(C)を生成するようにしたドラム式製氷機において、
前記製氷タンク(12)内に貯留される製氷水(W)の水位および製氷ドラム(14)の回転数を設定変更することで、前記製氷ドラム(14)の製氷水(W)に対する浸漬領域(R)および浸漬時間(T)を制御し、これにより製造される氷(C)の厚さおよび品質と、製氷速度とを制御し得るようにした
ことを特徴とするドラム式製氷機の制御方法。
前記製氷水(W)の水位は、製氷開始時には低水位(LP)に設定され、その後一定時間の経過後または時間の経過と共に通常水位(NP)に復帰させるようにした請求項１または３記載のドラム式製氷機の制御方法。
前記製氷開始時における製氷水(W)の水位は、該製氷水(W)の温度が一定以上の場合にだけ低水位(LP)に設定される請求項４記載のドラム式製氷機の制御方法。