JP2009063208A - 製氷機 - Google Patents

Abstract

【課題】給水タンクへの給水の際に、排水口から水が排水されないようにする。
【解決手段】製氷工程が終了して氷を貯氷庫８に滑落した後に、次の製氷工程のために給水タンク５内に給水する際、給水ユニット４の上方への揺動開始から１０秒間の遅延時間ｔを設けて給水を行う。この遅延時間ｔに給水ユニット４が揺動して、この揺動開始前に給水タンク５の水面高さにあった排水口１３がこの水面から突出するので、給水を行ってもこの排水口１３から水が排水されない。このため、使用水量が節減できるとともに、製氷工程後にこの給水タンク５内に残留していた冷却された水が有効に利用できるため、次の製氷工程の冷却効率が高い。
【選択図】図６

Description

この発明は、主として業務用に用いられるセル型製氷機に関する。

主として業務用に用いられるセル型製氷機を、この発明の一実施形態を示す図１から図４を参照して説明する。この製氷機は、下向きに開口した製氷区画１を有する製氷皿２と、この製氷皿２の下方に上下方向に揺動自在に設けられて、製氷区画１を下から閉塞する給水板３を供えた給水ユニット４と、給水ユニット４の給水タンク５に貯められた水ｗを製氷皿２に向けて噴射するポンプ６と、給水タンク５に水を供給する給水管７と、貯氷庫８と、貯氷量の満杯を検知するストックスイッチ９等から構成される。

この製氷機での製氷は、図２に示すように、製氷皿２を給水ユニット４の給水板３で閉塞し、製氷皿２を冷却するとともに、ポンプ６を作動して給水タンク５内の水ｗを製氷皿２の製氷区画１に向けて給水板３に設けた給水ノズル１１から噴射（同図中の矢印ｓ参照）することによって行われる。この噴射された水の一部は冷却された製氷皿２の製氷区画１で氷結する一方で、氷結しなかった水は給水板３に形成した貫通孔１２を通って給水タンク５内に戻る（同図中の矢印ｒ参照）。

上記製氷工程によって、製氷皿２の製氷区画１を満たすまで氷ｉが成長したら、図３に示すように、給水ユニット４を最下点まで揺動して製氷皿２の製氷区画１を開放する。これとともに、圧縮機（図示せず）からの高温高圧の冷媒ガス（ホットガス）をバイパス経路（図示せず）を通して蒸発器（図示せず）に送り込んで、製氷皿２の温度を上昇させ、この製氷皿２内の氷ｉの一部（製氷皿２との接触面）を融解するとともに、給水管７から給水して、この氷ｉを貯氷庫８内に速やかに滑落させる。

この一連の製氷工程によって、給水タンク５内の水ｗが消費されるとともに、この給水ユニット４が上記最下点まで揺動した際に、この給水タンク５内に設けた排水口１３から、上記氷結に用いられなかった残留水の一部が排水される。この結果、上記最下点において、図１で示したように、給水タンク５内の水ｗはちょうど排水口１３の高さまで溜まっている状態となる。

この一連の製氷工程が完了すると、製氷皿２の氷ｉを滑落して貯氷庫８に貯氷する脱氷工程が行われ、引き続いて次の製氷工程が開始される。この次の製氷工程の開始にあたり、前回の製氷工程で消費された、又は、上記脱氷工程の際に排水口１３から排水された分量の水を給水管７から給水タンク５に追加供給する必要がある。

この給水管７から供給された水は、図４に示すように、給水板３上を流れて（同図中の矢印ｆ参照）、この給水板３に形成された貫通孔１２、及び、給水板３と給水タンク５の間の給水溝１４から給水タンク５内に供給される。
このように、給水管７から直接給水タンク５内に水ｗを供給せずに、給水板３上を流れるようにした理由は、氷結した氷ｉの一部がこの給水板３上に凍り付いたまま残留することがあり、上記水を流すことによってこの凍り付きを解消するためである。

上記給水は、給水ユニット４が揺動を開始して、フロートスイッチＦＳからマイコン基板ＭＢに信号が入力されるまで行われる。この時、予め設定した時間内にマイコン基板ＭＢにフロートスイッチＦＳからの入力がない場合は断水とみなし、外部に警報を発する。

上記製氷工程が完了して上記給水ユニットが最下点の位置で停止している状態においては、上述したように、上記給水タンク内に上記排水口の高さと同じ水位まで前回の製氷工程の残留水が存在している。このままの状態で、さらに水を供給すると供給した分だけ上記排水口から排水され、その水が無駄となる問題がある。

また、上記残留水は前回の製氷工程で十分冷却されているため、この残留水を次の製氷工程で有効に利用するのが好ましいが、上記給水タンクに水を供給すると、この供給した水と上記残留水が混じり合い、この冷却されている残留水の一部が排水される。このため、上記残留水の排水が無かった場合と比較して上記給水タンク中の水温が上昇し、次の製氷工程に時間を要するという問題もある。

実際には、水の供給は上記給水ユニットが最下点から上昇する途中に行われるため、その上昇中に給水タンク内の水が次第にポンプ側に偏り、水面から上記排水口が突出するので（図４参照）、供給した水の全部が排水される訳ではない。しかしながら、そうであっても、上記上昇の開始直後は、上記排水口の突出量が少ないため、上記給水タンク内に供給した水の一部が排水されるという問題が生じ得る。

そこで、この発明は、給水タンクへの給水の際に、排水口から水が排水されないようにすることを課題とする。

上記の課題を解決するため、この発明の一手段は、上記給水タンクへの給水の際、その給水ユニットの上方への揺動が開始してから、その給水がされても給水ユニット内の水が排出されない予め設定した遅延時間の経過後に開始するようにしたのである。
給水ユニットからの排水はその排水口から行われるため、給水タンクが最下点から上方に揺動し、その排水口が水面から十分突出した状態となってから給水を開始すればよく、その突出が十分になされるまでに要する時間、つまり、給水してもこの給水中に給水ユニット内の水が排水されない時間を遅延時間とする。
この遅延時間の経過後に給水を開始することにより、この給水の際にその水が上記排水口から直ちに排水されるおそれは低いので、その水が無駄になるという問題は回避できる。
また、その給水の際に冷却された残留水が排水されることもないので、給水タンク中の水温上昇が抑制される。このため、次の製氷工程が速やかに行われる。

この発明の構成は、下向きに開口した製氷区画を有する製氷皿と、この製氷皿の下方に上下方向に揺動自在に設けられて、上記製氷区画を下から閉塞する給水板を供えた給水ユニットとから構成され、この給水ユニットに貯めた水を冷却しつつ上記製氷皿に循環給水して製氷を行い、この製氷の完了後に上記給水ユニットを下方に揺動して上記製氷皿の製氷区画を開放して氷を滑落し貯氷庫に貯めるとともに、上記給水ユニットに給水して上記製氷を新たに行うようにしたセル型製氷機において、上記製氷後に行う上記給水を、上記給水ユニットの上方への揺動が開始してから予め設定した遅延時間の経過後に開始するようにすることができる。

上記遅延時間は、給水がされても給水ユニット内の水が排出されない時間を予備試験等で適宜に決定すればよいが、この遅延時間は、排水口の位置や給水タンクの形状によって変わる。
例えば、排水口の位置が上記給水ユニットの回転軸から離れて設けられていると、この排水口の位置における揺動半径が大きいので、この給水ユニットの回転角度が小さくてもこの排水口が水面から突出しやすい。このため、上記遅延時間が短くても（回転角度が小さくても）、給水の際に水が上記排水口から排水されるおそれが低い。

また、上記遅延時間は給水流量によっても変わる。
例えば、上記給水ユニットの上方への揺動に伴う上記排水口の突出速度（排水口位置における水面の低下速度）よりも、給水流量が大きいために水位上昇速度の方が上記突出速度よりも大きい場合は、給水ユニットの上方への揺動中に、供給した水が排水口から排水されるおそれがある。このような場合であっても、上記遅延時間を十分確保して、上記給水の前に上記排水口を十分水面上に突出するようにしておけば、上記揺動中に供給した水が排水されることはない。

このように、給水がされても給水ユニット内の水が排出されないための遅延時間は、排水口の位置、給水タンクの形状、給水流量等の種々の要因によって変化するため、その給水を速やかに行い得るようにするとともに、上記排水を回避するために、遅延時間を決定する際には、それらの排水口の位置や給水流量等を十分考慮する。

この発明の構成において、上記給水ユニットに水がない空状態から給水を行う場合は、上記遅延時間を設けないようにすることもできる。
上記遅延時間は、給水の際に排水口から水が排水されるのを回避するために設定するところ、起動時等の上記給水ユニット内に水がない空状態であれば、上方への揺動を開始するユニット内に給水しても排水される恐れは少ない。このため、遅延時間を設定する必要はなく、この遅延時間を設けないことにより、給水を速やかに完了し得る。

また、上記貯氷庫の満杯を検知するストックスイッチが作動して上記給水ユニットの揺動が停止した後に、上記ストックスイッチの作動が解除されて上記給水ユニットの揺動が再開した場合は、上記遅延時間を設けないようにすることもできる。
このストックスイッチが作動して上記揺動が停止した際に氷が、給水ユニットの上面をなす給水板上に凍り付き、上記揺動が再開した際に、この給水板上に氷が凍り付いたままの状態となることがある。また、貯氷庫内に滑落しきれなかった氷が給水板上に残留したままの状態となることもある。この再開の際に、上記遅延時間を設けることなく上記給水を行うことにより、上記凍り付きや残留を速やかに解消し得る。

また、上記遅延時間を外部操作により０秒より大きくかつ１５秒以下の時間範囲内で任意に変更可能とすることもできる。
この外部操作は、一般的には製氷機に設けられた設定パネル等によって行われる。この遅延時間は給水タンクの形状及び排水口の位置によって変わり得るところ、上記の時間範囲内で変更可能とすれば通常は十分対応できる。

この発明によると、給水の際に水の無駄を防止することができるとともに、冷却された残留水を排水しないので、給水に伴う給水タンク中の水温上昇が抑制され、次の製氷工程を速やかに行うことができる。

この発明に係るセル型製氷機の一実施形態を図１から図４に示す。
このセル型製氷機は、従来のセル型製氷機と同じく、製氷皿２と、給水ユニット４と、給水管７と、貯氷庫８と、貯氷量の満杯を検知するストックスイッチ９等から構成される。
このセル型製氷機の構成及び製氷工程は、上述した従来技術と同じなので説明は省略する。

このセル型製氷機の制御回路図を図５に示して、この制御について説明する。
この製氷機には、給水ユニット４を揺動させるギアモータＲＭ、ホットガス弁ＨＧＶ、庫内ファンモータＦＭ、給水管７に接続された給水弁ＷＶ、圧縮機ＣＰＲ、ポンプＷＰが、それぞれ出力リレーＸ１〜Ｘ６を介して１００Ｖの交流電源に並列接続されている。
この圧縮機ＣＰＲには過負荷保護リレーＯＬＲと起動リレーＳＴ．Ｒが設けられ、圧縮機ＣＰＲに過大負荷が生じるのを防止している。
また、ギアモータＲＭには、給水ユニット４の上方及び下方への揺動を制御するための上昇停止スイッチＬＳ１及び下降停止スイッチＬＳ２が併設されている。
さらに、貯氷量の満杯を検知するためのストックスイッチＳＴ．Ｓが上記交流電源に並列接続されている。

この制御回路にはマイコン基板ＭＢを介して製氷皿温度センサＴＨ１と水温センサＴＨ２が接続され、両センサＴＨ１、ＴＨ２での温度測定結果に基づいて製氷機の運転制御を行うとともに、操作基板ＣＢで給水タンク５への給水開始の遅延時間ｔを入力するようにしている。
また、このマイコン基板にはフロートスイッチＦＳが接続され、給水タンク５内の水量が満水水位に到達したらそれを検知して、出力リレーＸ３を作動して給水弁ＷＶを閉止する。

この制御回路に基づいて運転制御される製氷機の通常運転タイムチャートを図６に示して説明する。

この製氷機の起動時は、給水ユニット４の給水タンク５内は空の状態で、給水中に排水口１３から排水されるおそれは低いので、従来の製氷機と同様に、出力リレーＸ６を作動して給水ユニット４を上方へ揺動するのと同時に、出力リレーＸ３を作動して給水タイマー、及び、給水弁ＷＶを駆動させ、給水管７から給水を開始する（図６の「初サイクル」（ステージ１）を参照）。
この給水によって水が満水水位まで到達するとフロートスイッチＦＳが作動し、この作動と連動して出力リレーＸ３が作動し、上記給水タイマー、及び、給水弁ＷＶが停止して給水が終了する。

この給水が終了したら製氷を開始する（図６の「製氷」（ステージ２）を参照）。この製氷工程は従来と同じであって、給水ユニット４の給水板３で製氷皿２を閉塞するとともに、出力リレーＸ５を作動させ、ポンプＷＰを駆動して行う。
この製氷工程において製氷を行う際、給水タンク５内の水が冷却されて０℃程度となったら、出力リレーＸ５を作動させるとともにポンプＷＰを停止して、水の循環を一旦停止し、その停止の間に製氷皿２を一気に冷却する。このようにすることで、水の循環を再開した際に、冷却された製氷皿２でその水が短時間で氷結し得るので、製氷効率が高まる。
また、この製氷工程が進むとともに給水タンク５内の水が消費され、その水位が下がるため、上記給水において作動したフロートスイッチＦＳが解除される。

この製氷工程によって製氷が完了したら、この氷を製氷皿２から離脱させる（図６の「脱氷」（ステージ３）の前半を参照）。
この脱氷工程では、出力リレーＸ１を作動して給水ユニット４を下方に揺動して製氷皿２を開放するとともに、出力リレーＸ２を作動してホットガスを蒸発器に送り込んで製氷皿２の温度を上げて上記離脱を促進する。
さらに、出力リレーＸ３を作動して上記給水タイマー、及び、給水弁ＷＶを駆動して、給水板３上に水を供給し、離脱した氷がこの給水板３上を速やかに滑落するようにする。

この氷が貯氷庫８に滑落したら、次の製氷工程の準備を行う（図６の「脱氷」（ステージ３）の後半を参照）。この準備においては、出力リレーＸ６を作動して給水ユニット４を上方に揺動するとともに、この揺動開始から１０秒の遅延時間ｔの経過後に出力リレーＸ３を作動し、給水弁ＷＶを開放して給水タンク５への給水を行う。このように遅延時間ｔを設けることによって、給水開始前に排水口１３が給水タンク５内の水面から十分突出する（図４参照）。このため、上記給水の際に排水口５から水が排水されるおそれは低い。

この給水ユニット４（給水タンク５)の形状や貯水量は製氷機の機種ごとに一般的に異なり、給水管７からの給水流量も水圧等の給水条件によって変わる。
この場合、排水口から水が排水されないようにするための遅延時間ｔは上記機種や給水条件によって異なるが、この操作基板ＣＢは遅延時間を０〜１５秒の範囲で調節することができるので、多様な機種及び上記給水条件に対応可能である。

特に、この遅延時間ｔを０秒に設定した場合にあっては、例えば、給水弁ＷＶに流量調節機能を設けることによって給水開始（給水ユニット４の傾きが大きい）時点では給水流量を小さくし、給水ユニット４の傾きが水平に近付き排水口が上記水面から十分突出してから給水流量を大きくすることにより、水が排水されるのを防ぎつつ、速やかに給水を完了するようにすることもできる。
また、給水に時間を要するが、給水開始時点の給水流量が小さいままの状態で満水水位まで給水を行っても良い。

この給水が完了したら、前回の製氷工程と同様に次の製氷工程を行う（図６の「製氷」（ステージ４）を参照）。

製氷機の一実施形態を示す断面図 同実施形態における製氷工程を示す作用断面図 同実施形態における脱氷工程を示す作用断面図 同実施形態における給水工程を示す作用断面図 同実施形態に係る製氷機の制御回路図 同実施形態に係る製氷機の通常運転タイムチャート図

符号の説明

１ 製氷区画
２ 製氷皿
３ 給水板
４ 給水ユニット
５ 給水タンク
６ ポンプ
７ 給水管
８ 貯氷庫
９ ストックスイッチ
１０ 蒸発器
１１ 給水ノズル
１２ 貫通孔
１３ 排水口
１４ 給水溝
ｔ 遅延時間

Claims (4)

1. 下向きに開口した製氷区画（１）を有する製氷皿（２）と、この製氷皿（２）の下方に上下方向に揺動自在に設けられて、上記製氷区画（１）を下から閉塞する給水板（３）を供えた給水ユニット（４）とを有し、この給水ユニット（４）に貯めた水を冷却しつつ上記製氷皿（２）に循環給水して製氷を行い、この製氷の完了後に上記給水ユニット（４）を下方に揺動して上記製氷皿（２）の製氷区画（１）を開放して氷（ｉ）を滑落し貯氷庫（８）に貯めるとともに、上記給水ユニット（４）に給水して上記製氷を新たに行うようにしたセル型製氷機において、
   上記製氷後に行う上記給水を、上記給水ユニット（４）の上方への揺動が開始してから、その給水がされても上記給水ユニット（４）内の水が排出されない予め設定した遅延時間（ｔ）の経過後に開始するようにしたことを特徴とするセル型製氷機。
2. 請求項１に記載のセル型製氷機において、上記給水ユニット（４）に水がない空状態から給水を行う場合は、上記遅延時間（ｔ）を設けないようにしたことを特徴とするセル型製氷機。
3. 請求項１又は２に記載のセル型製氷機において、上記貯氷庫（８）の満杯を検知するストックスイッチ（９）が作動して上記給水ユニットの揺動が停止した後に、上記ストックスイッチ（９）の作動が解除されて上記給水ユニットの揺動が再開した場合は、上記遅延時間（ｔ）を設けないようにしたことを特徴とするセル型製氷機。
4. 上記遅延時間（ｔ）を外部操作により０秒より大きくかつ１５秒以下の時間範囲内で任意に変更可能としたことを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載のセル型製氷機。

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