JP2013076553A - Method and device for producing sherbet ice - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、種々の食料品、あるいはそれ以外の鮮度保持に用いるシャーベット氷を製造するのに好適なシャーベット氷製造方法およびシャーベット氷製造装置に関する。 The present invention relates to a sherbet ice production method and a sherbet ice production apparatus suitable for producing various food products or other sherbet ice used for maintaining freshness.
従来、種々の食料品、あるいはそれ以外の鮮度を維持するためにシャーベット氷が用いられている。このシャーベット氷は、塩水あるいは海水からなる原水を製氷機本体に供給し、製氷機本体において供給された原水を冷却することで生成した氷を回転駆動されるスクレーパで掻き取ることにより製造されている（例えば、特許文献１参照）。 Traditionally, sherbet ice is used to maintain a variety of foodstuffs or other freshness. This sherbet ice is manufactured by supplying raw water composed of salt water or seawater to the ice making machine body, and scraping off the ice generated by cooling the raw water supplied in the ice making machine body with a scraper that is driven to rotate. (For example, refer to Patent Document 1).
しかしながら、従来のシャーベット氷製造方法およびシャーベット氷製造装置においては、例えばシャーベット氷を得るための原水の塩分濃度の範囲および温度の範囲に条件があるため、原水の塩分濃度および温度などの原水の要素に制約があり、短時間で良好なシャーベット氷を得ることができないという問題点があった。 However, in the conventional sherbet ice production method and the sherbet ice production apparatus, for example, there are conditions in the range of salinity concentration and temperature range of raw water for obtaining sherbet ice. There is a problem that good sherbet ice cannot be obtained in a short time.
なお、従来のシャーベット氷製造方法においては、原水の塩分濃度を予め設定された範囲とするために、塩分の濃度を調整したり、塩水を還流させる構成としたりされているため、従来のシャーベット氷製造装置においては、塩分濃度調整装置や塩水還流ポンプなどを必要とし、構造が複雑で装置が大型化し、大きな設置スペースを必要とし、コストが高いという問題点もあった。 In the conventional sherbet ice manufacturing method, since the salinity concentration of the raw water is set in a preset range, the salt concentration is adjusted or the salt water is refluxed. In the manufacturing apparatus, a salinity concentration adjusting device, a salt water reflux pump, and the like are required, and the structure is complicated, the apparatus is enlarged, a large installation space is required, and the cost is high.
そこで、短時間で良好なシャーベット氷を得ることのできるシャーベット氷製造方法およびシャーベット氷製造装置が求められている。 Therefore, there is a need for a sherbet ice production method and a sherbet ice production apparatus that can obtain good sherbet ice in a short time.
本発明はこの点に鑑みてなされたものであり、短時間で良好なシャーベット氷を得ることのできるシャーベット氷製造方法およびシャーベット氷製造装置を提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of this point, and it aims at providing the sherbet ice manufacturing method and sherbet ice manufacturing apparatus which can obtain favorable sherbet ice in a short time.
前述した目的を達成するため特許請求の範囲の請求項１に記載の本発明のシャーベット氷製造方法の特徴は、冷凍機の蒸発器として機能する冷媒流路が設けられた製氷機本体において供給されたシャーベット氷の原材料となる原水を、冷凍機のコンデンシングユニットから前記冷媒流路に供給された冷媒により冷却することで生成した氷を回転駆動されるスクレーパで掻き取って所定濃度のシャーベット氷を得て外部に送り出すシャーベット氷製造方法であって、前記原水が、塩水、海水あるいは真水であり、シャーベット氷の製造時に、入力側要素を計測し、計測した前記入力側要素の計測情報に対応する制御側要素の理論値を、予め得られた前記冷凍機の冷凍能力に基づいて前記入力側要素の性状変化に対応する前記原水を最速で氷結点あるいは目標氷温度に移行させるための最適な前記制御側要素の理論値を得るデータに基づいて得、得られた前記理論値を前記制御側要素の制御情報として出力する点にある。そして、このような構成を採用したことにより、データは、入力側要素の性状変化に対応する原水を最速で氷結点あるいは目標氷温度に移行させるための最適な制御側要素の理論値を短時間で確実に得ることができるので、データに基づいて入力側要素の計測情報に対応する制御側要素の理論値を短時間で確実に得ることができるとともに、得られた理論値を制御側要素の制御情報として出力することができるから、入力側要素に制約を与えず、入力側の計測情報に追従して制御側要素の制御情報を出力することができる。その結果、短時間で良好なシャーベット氷を得ることができる。また、シャーベット氷の原材料となる原水を、塩水、海水あるいは真水から選択することができるので、原水の多様化を図ることができる。 In order to achieve the above-mentioned object, the features of the sherbet ice manufacturing method according to the first aspect of the present invention are supplied in an ice making machine body provided with a refrigerant flow path that functions as an evaporator of the refrigerator. The raw water, which is the raw material of the sherbet ice, is cooled by the refrigerant supplied from the condensing unit of the refrigerator to the refrigerant flow path, and the generated ice is scraped off by a rotationally driven scraper to obtain the sherbet ice having a predetermined concentration. A method for producing sherbet ice to be sent to the outside, wherein the raw water is salt water, sea water or fresh water, and measures the input side element when the sherbet ice is produced, and corresponds to the measured measurement information of the input side element The theoretical value of the control side element is the fastest freezing point of the raw water corresponding to the change in the properties of the input side element based on the refrigeration capacity of the refrigerator obtained in advance. Rui obtained based on the data to obtain a theoretical value of optimal the control side element for shifting the target ice temperature, the theoretical values obtained in that output as control information of the control-side element. And by adopting such a configuration, the data can be obtained from the theoretical value of the optimal control side element for transferring the raw water corresponding to the property change of the input side element to the icing point or the target ice temperature at the fastest speed. Therefore, the theoretical value of the control side element corresponding to the measurement information of the input side element can be reliably obtained in a short time based on the data, and the obtained theoretical value can be obtained from the control side element. Since it can be output as control information, it is possible to output control information of the control side element following the measurement information on the input side without constraining the input side element. As a result, good sherbet ice can be obtained in a short time. Moreover, since the raw water used as the raw material of the sherbet ice can be selected from salt water, seawater or fresh water, the raw water can be diversified.
さらに、特許請求の範囲の請求項２に記載の本発明のシャーベット氷製造方法の特徴は、請求項１において、前記入力側要素が前記原水の塩分濃度および温度であり、前記制御側要素が前記原水の流量および前記冷媒の流量であり、前記入力側要素の計測情報である前記原水の塩分濃度および温度が予め設定された時間毎に計測される点にある。そして、このような構成を採用したことにより、原水の塩分濃度および温度を計測するという簡便な方法により短時間で良好なシャーベット氷を得るための原水の流量および冷媒の流量を制御できるし、計測情報である前記原水の塩分濃度および温度を予め設定された時間毎に計測することにより、原水の流量および冷媒の流量が短時間で周期的に変化するのを防止できる。
Furthermore, the feature of the sherbet ice manufacturing method of the present invention described in
また、特許請求の範囲の請求項３に記載の本発明のシャーベット氷製造装置の特徴は、冷凍機の蒸発器として機能する冷媒流路が設けられた製氷機本体において供給されたシャーベット氷の原材料となる原水を、冷凍機のコンデンシングユニットから前記冷媒流路に供給された冷媒により冷却することで生成した氷を回転駆動されるスクレーパで掻き取って所定濃度のシャーベット氷を得て外部に送り出すシャーベット氷製造装置であって、前記製氷機本体に供給する前記原水の温度を計測する原水温度計測手段と、前記製氷機本体に供給する前記原水の塩分濃度を計測する原水塩分濃度計測手段と、前記製氷機本体に供給する前記原水の流量を制御する原水流量制御手段と、前記製氷機本体に供給する前記原水を前記コンデンシングユニットから供給される冷媒により予冷するための予冷装置と、前記冷媒流路に供給する冷媒の流量を制御する冷媒流量制御手段と、情報の入力操作に用いる入力手段と、記憶部および演算部を具備し各部の動作の制御を司る制御手段とを有しており、前記原水が、塩水、海水あるいは真水であり、前記記憶部には、前記冷凍機の冷凍能力に基づいて、前記原水の塩分濃度および温度の性状変化に対応する前記原水を最速で氷結点あるいは目標氷温度に移行させるための最適な前記原水の流量および前記冷媒の流量のそれぞれの理論値を得るデータが記憶されており、前記制御手段は、シャーベット氷の製造時に、前記原水温度計測手段および前記原水塩分濃度計測手段により計測した前記原水の温度および塩分濃度のそれぞれの計測情報を予め設定された時間毎に得、得られたそれぞれの計測情報に対応する前記原水の流量および前記冷媒の流量のそれぞれの前記理論値を前記データに基づいて得、得られたそれぞれの前記理論値を前記原水流量制御手段および前記冷媒流量制御手段による制御値として出力するように形成されている点にある。そして、このような構成を採用したことにより、請求項１または請求項２に記載のシャーベット氷製造方法を実施する具体的なシャーベット氷製造装置を実現でき、単にシャーベット氷を製造するのではなく、短時間で良好なシャーベット氷を得ることができる。
Further, the sherbet ice manufacturing apparatus according to
本発明に係るシャーベット氷製造方法およびシャーベット氷製造装置によれば、短時間で良好なシャーベット氷を確実かつ容易に得ることができるなどの優れた効果を奏する。また、本発明に係るシャーベット氷製造装置によれば、本発明に係るシャーベット氷製造方法を簡便な構造で実現できるなどの優れた効果を奏する。 According to the sherbet ice manufacturing method and the sherbet ice manufacturing apparatus according to the present invention, there are excellent effects such as being able to reliably and easily obtain good sherbet ice in a short time. Moreover, according to the sherbet ice manufacturing apparatus which concerns on this invention, there exists the outstanding effect that the sherbet ice manufacturing method which concerns on this invention is realizable with a simple structure.
以下、本発明を図面に示す実施形態により説明する。 The present invention will be described below with reference to embodiments shown in the drawings.
（シャーベット氷製造装置の第１実施形態）
まず、本発明に係るシャーベット氷製造装置の第１実施形態について図１および図２により説明する。本実施形態のシャーベット氷製造装置は、原水の塩分濃度および温度の性状変化に対応する原水を最速で氷結点に移行させて所定濃度のシャーベット氷を得るものを例示している。
(First embodiment of a sherbet ice production apparatus)
First, a first embodiment of a sherbet ice manufacturing apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. The sherbet ice manufacturing apparatus of the present embodiment exemplifies an apparatus for obtaining sherbet ice having a predetermined concentration by transferring raw water corresponding to changes in the salinity and temperature properties of raw water to the freezing point at the fastest speed.
図１に示すように、本実施形態のシャーベット氷製造装置１は、製氷機ユニット２と、コンデンシングユニット３と、制御盤などからなる制御装置４とを有している。
As shown in FIG. 1, the sherbet ice manufacturing apparatus 1 of the present embodiment includes an
前記製氷機ユニット２は、シャーベット氷を形成するためのものであり、ユニットケース１１の内部に配設されたシャーベット氷の原材料となる原水が供給される製氷機本体としての冷却機であるアイスジェネレータ１２を有している。ここで、原水としては、塩水、海水あるいは真水から選択することができる。なお、真水とは、地下水や水道水などの塩分濃度のきわめて低い飲料水、農業用水、工業用水などを言う。
The ice making
図２に示すように、前記アイスジェネレータ１２は、同心配置された内円筒１３と外円筒１４との間に冷凍機５の蒸発器として機能する冷媒流路１５が形成されており、内円筒１３の内部に供給された原水から氷を生成することができるように形成されている。また、内円筒１３の内部の中心部には、シャフト１６が回転自在に設けられており、このシャフト１６の外周面には、複数、本実施形態においては３枚のスクレーパ１７が周方向および中心線の延在方向にそれぞれ所定の間隔をおいて取り付けられている。これらのスクレーパ１７は、内円筒１３とシャフト１６との間に設けられた原水流路１８の内部に配置されている。そして、シャフト１６の上端部は、アイスジェネレータ１２の上方において外部に露出するように突出されており、この上端部には、従動プーリ７が取り付けられている。この従動プーリ７の右側方には駆動プーリ８が配設されており、この駆動プーリ８は、サーボモータ１９の出力軸１９ａに取り付けられている。そして、従動プーリ７と駆動プーリ８とのそれぞれの外周には、ベルト９が掛け回されており、サーボモータ１９の駆動力によってシャフト１６、ひいてはスクレーパ１７を回転駆動することができるように形成されている。なお、ベルト９としては、歯付きベルトを用いることが、スリップや速度変化がないという意味で好ましい。この場合、従動プーリ７および駆動プーリ８として、歯付きベルト用のものが用いられることになる。
As shown in FIG. 2, the
図１に示すように、サーボモータ１９は、後述する制御手段９４と電気的に接続されており、制御手段９４から送出される制御情報である電気信号からなる制御指令に基づいて、駆動（運転）および停止のそれぞれのタイミング、出力軸１９ａの駆動方向、出力軸１９ａの回転数（回転速度）、ひいてはスクレーパ１７の回転数などが制御できるようになっている。また、サーボモータ１９には、サーボモータ１９のトルク、すなわちスクレーパ１７の回転トルクであるアイスジェネレータ１２の負荷を計測するための負荷センサ２０が設けられている。この負荷センサ２０は、制御手段９４と電気的に接続されており、計測（トルク計測）した負荷としてのサーボモータ１９のトルクひいてはスクレーパ１７の回転トルク（フィードバックトルク）のアナログ値を図示しないＡ／Ｄ変換器、例えば移動平均フィルタを用いたＡ／Ｄ変換器によりデジタル値に変換して制御手段９４に送出できるようになっている。すなわち、負荷センサ２０は、サーボモータ１９の負荷をリアルタイムで監視するように機能する。
As shown in FIG. 1, the
前記アイスジェネレータ１２の側面下部には、原水流路１８に原水を供給するための原水供給口２１と、冷媒流路１５に冷媒を供給するための冷媒供給口２２とが設けられている。また、アイスジェネレータ１２の側面上部には、形成したシャーベット氷を送り出すための氷送出口２３と、冷媒送出口２４とが設けられている。この冷媒送出口２４は、冷媒流路１５に供給され原水流路１８の原水の熱を得て蒸発した冷媒、すなわち原水と熱交換した冷媒を送り出すためのものである。この冷媒としては、業務用低温機器分野で広く使用されている代替冷媒Ｒ−４０４Ａを挙げることができる。
A raw
なお、アイスジェネレータ１２のその他の構成については、従来と同様とされているので、その詳しい説明については省略する。
Since the other configuration of the
前記原水供給口２１には、ケース内第１原水供給管２６ａの一端が接続されており、ケース内第１原水供給管２６ａの他端は、後述する予冷装置５３の流出口５３ａに接続されている。また、予冷装置５３の流入口５３ｂにはケース内第２原水供給管２６ｂの一端が接続されており、ケース内第２原水供給管２６ｂの他端は、ユニットケース１１に設けられた第１ジョイント２７に接続されている。そして、第１ジョイント２７には、ユニットケース１１の外部に配設されたストレーナ２８が接続されている。さらに、ストレーナ２８には、外部原水供給管２９の一端が接続されている。この外部原水供給管２９の他端には、原水供給ポンプ３０が接続されており、原水供給ポンプ３０の原水の流動方向の上流側は、常時は流路が閉塞された閉状態とされたストップバルブ３１を介して原水供給源３２に接続されている。
One end of a first raw
前記原水供給ポンプ３０は、制御手段９４と電気的に接続されており、制御手段９４から送出される制御指令に基づいて、駆動（運転）および停止のそれぞれのタイミングを制御できるようになっている。
The raw
前記ケース内第２原水供給管２６ｂの途中には、アイスジェネレータ１２に供給する原水の塩分濃度を計測する原水塩分濃度計測手段としての塩濃度センサ３４と、アイスジェネレータ１２に供給する原水の温度を計測する原水温度計測手段としての水温度センサ３５と、予冷装置５３、ひいてはアイスジェネレータ１２に供給する原水の流量を制御する原水流量制御手段としての水流量調整器３６とが、予冷装置５３側に向かってこの順に配置されている。この、水流量調整器３６としては、制御手段９４から送出される制御指令により操作される流量制御弁などを挙げることができる。
In the middle of the second raw
前記塩濃度センサ３４は、制御手段９４と電気的に接続されており、計測（塩分濃度計測）した原水の塩分濃度のアナログ値を図示しないＡ／Ｄ変換器、例えば移動平均フィルタを用いたＡ／Ｄ変換器によりデジタル値に変換して制御手段９４に送出できるようになっている。すなわち、塩濃度センサ３４は、原水の塩分濃度をリアルタイムで監視するように機能する。
The
前記水温度センサ３５は、制御手段９４と電気的に接続されており、計測（温度計測）した原水の温度のアナログ値を図示しないＡ／Ｄ変換器、例えば移動平均フィルタを用いたＡ／Ｄ変換器によりデジタル値に変換して制御手段９４に送出できるようになっている。すなわち、水温度センサ３５は、原水の温度をリアルタイムで監視するように機能する。
The
前記水流量調整器３６は、制御手段９４と電気的に接続されており、制御手段９４から送出される制御指令に基づいて、ケース内第２原水供給管２６ｂを通過して予冷装置５３に流入し、さらに、ケース内第１原水供給管２６ａを通過してアイスジェネレータ１２に流入する原水の流量を制御、すなわち、アイスジェネレータ１２に供給する原水の流量調整ができるようになっている。
The
前記冷媒供給口２２には、ケース内冷媒供給管３８の一端が接続されており、ケース内冷媒供給管３８の他端は、ユニットケース１１に設けられた第２ジョイント３９に接続されている。また、ケース内冷媒供給管３８の途中におけるアイスジェネレータ１２側には、冷媒の流量調整を行う冷媒流量制御手段としての電子膨張弁４０が配設されている。この電子膨張弁４０は、電気信号により絞り量が調整可能とされている。また、電子膨張弁４０は、制御手段９４と電気的に接続されており、制御手段９４から送出される制御指令に基づいて、アイスジェネレータ１２の冷媒流路１５に供給する冷媒の流量を制御（送液制御）できるようになっている。また、電子膨張弁４０の冷媒の流動方向の上流側には、電磁弁４１が配設されている。この電磁弁４１は、制御手段９４と電気的に接続されており、制御手段９４から送出される制御指令に基づいて、電子膨張弁４０、ひいては冷媒流路１５に対する冷媒の供給と停止とを制御（供給制御）できるようになっている。なお、電子膨張弁４０は、後述する受液器６４から送られてくる冷媒液の圧力を調整し、かつその流量を調整して蒸発器へ送るためのものである。
One end of an in-case
前記氷送出口２３には、ケース内氷送出管４３の一端が接続されており、ケース内氷送出管４３の他端は、ユニットケース１１に設けられた第３ジョイント４４に接続されている。なお、第３ジョイント４４には、ユニットケース１１の外部に配設された図示しない外部氷送出配管の一端が接続されている。また、製造したシャーベット氷をアイスジェネレータ１２から外部へ送り出すのは、図示しないポンプにより行われる。
One end of an in-case
前記冷媒送出口２４には、ケース内冷媒還流管４７の一端が接続されており、ケース内冷媒還流管４７の他端は、ユニットケース１１に設けられた第４ジョイント４８に接続されている。そして、ケース内冷媒還流管４７の途中には、電子制御バルブ４９が配設されている。この電子制御バルブ４９は、蒸発器として機能する冷媒流路１５を熱交換されて通過した気化冷媒の圧力調整（圧力制御）を行うためのものである。そして、電子制御バルブ４９は、制御手段９４と電気的に接続されており、制御手段９４から送出される制御指令に基づいて、冷媒流路１５を通過した後の気化冷媒の圧力調整ができるようになっている。
One end of an in-case
前記ケース内冷媒供給管３８における電子膨張弁４０と電磁弁４１との配設位置の間には、ケース内第１冷媒分岐管５１の一端が接続されており、ケース内第１冷媒分岐管５１の他端は、予冷装置５３の冷媒入口５３ｃに接続されている。また、ケース内第１冷媒分岐管５１の途中には、膨張弁５２が配設されている。この膨張弁５２は、制御手段９４と電気的に接続されており、制御手段９４から送出される制御指令に基づいて、ケース内第１冷媒分岐管５１を通過して予冷装置５３に供給する冷媒の圧力を制御（圧力制御）できるようになっている。なお、予冷装置５３は、ステンレスからなる内管の内部を原水が流動し、鋼管からなる外管の内部を冷媒が流動する従来公知の２重管式のものであり、その詳しい説明については省略する。
One end of the first
前記予冷装置５３の冷媒出口５３ｄには、電子制御バルブ４９を介してケース内第２冷媒分岐管５５の一端が接続されており、ケース内第２冷媒分岐管５５の他端は、ケース内冷媒還流管４７の途中、本実施形態においてはケース内冷媒還流管４７の電子制御バルブ４９の接続部と第４ジョイント４８の接続部との間に接続されている。この電子制御バルブ４９は、予冷装置５３において熱交換されて通過した気化冷媒の圧力調整（圧力制御）を行うためのものである。そして、電子制御バルブ４９は、制御手段９４と電気的に接続されており、制御手段９４から送出される制御指令に基づいて、予冷装置５３を通過した後の気化冷媒の圧力調整ができるようになっている。
One end of the second
すなわち、本実施形態においては、液状の冷媒をアイスジェネレータ１２の冷媒流路１５と予冷装置５３との両者に供給することができるようになっている。
That is, in the present embodiment, the liquid refrigerant can be supplied to both the
前記予冷装置５３は、コンデンシングユニット３からの冷媒を用いて原水供給源３２から供給される原水を予冷、すなわち原水の温度を０℃付近、例えば２℃にまで冷却してアイスジェネレータ１２の原水流路１８に供給するためのものである。この予冷装置５３の構成については、従来と同様とされているので、その詳しい説明については省略する。
The
前記コンデンシングユニット３は、収納ケース６１の内部に配設された冷凍機５の送液側である圧縮機６２、凝縮器６３および受液器６４を有している。そして、圧縮機６２は、駆動モータ６６の駆動力によって駆動可能とされている。この駆動モータ６６にはインバータ６７が接続されている。このインバータ６７は、制御手段９４と電気的に接続されており、制御手段９４に対して駆動モータ６６による圧縮機６２の運転状態を確認（状態確認）することができるとともに、制御手段９４から送出される制御指令に基づいて、駆動（運転）および停止のそれぞれのタイミングを制御できるようになっている。また、駆動モータ６６をインバータ制御することにより、出力のきめ細やかな制御による省電力化や、制御目標への追従性向上を実現できるように形成されている。なお、凝縮器６３としては、水冷式のものが用いられている。また、凝縮器６３の冷却水としては、原水に限らす、水道水や、クーラント液を用いる構成としてもよい。さらに、冷却水は、循環使用する構成としてもよい。勿論、凝縮器６３としては、空冷式を用いることができる。
The condensing
前記圧縮機６２の吸入口６２ａには、ケース内冷媒戻し管６９の一端が接続されており、ケース内冷媒戻し管６９の他端は、収納ケース６１に設けられた第１接続部７０に接続されている。そして、第１接続部７０とユニットケース１１に設けられた第４ジョイント４８との間は、外部冷媒戻し管７２によって接続されている。また、外部冷媒戻し管７２の途中には、外部冷媒戻し管７２を通過してコンデンシングユニット３に戻る蒸発器として機能する冷媒流路１５および予冷装置５３の図示しない予冷用冷媒流路を熱交換されて通過して気化された冷媒の圧力および温度、すなわち冷媒の蒸発圧力および蒸発温度を計測するための冷媒温度センサ５７および冷媒圧力センサ５８が配設されている。そして、冷媒温度センサ５７および冷媒圧力センサ５８は、ともに制御手段９４と電気的に接続されており、計測（温度計測、圧力計測）した冷媒の温度および圧力のアナログ値を図示しないＡ／Ｄ変換器、例えば移動平均フィルタを用いたＡ／Ｄ変換器によりデジタル値に変換して制御手段９４に送出できるようになっている。すなわち、冷媒温度センサ５７および冷媒圧力センサ５８は、熱交換した後にコンデンシングユニット３に戻る冷媒の温度および圧力をリアルタイムで監視するように機能する。なお、制御手段９４は、冷媒温度センサ５７および冷媒圧力センサ５８が計測した冷媒の蒸発温度および蒸発圧力を、電子膨張弁４０および膨張弁５２による冷媒の送液制御の一部、すなわち、電子膨張弁４０および膨張弁５２のそれぞれによる流路の開閉制御に用いるように構成されている。
One end of an in-case
なお、冷媒の温度は、圧力で決まるので、冷媒温度センサ５７は必ずしも必要でない。
In addition, since the temperature of a refrigerant | coolant is decided by a pressure, the refrigerant |
前記圧縮機６２の吐出口６２ｂには、ケース内第１接続管７４の一端が接続されており、ケース内第１接続管７４の他端は、凝縮器６３の冷媒入口６３ａに接続されている。そして、凝縮器６３の冷媒出口６３ｂには、ケース内第２接続管７５の一端が接続されており、ケース内第２接続管７５の他端は、受液器６４の液入口６４ａに接続されている。さらに、受液器６４の液出口６４ｂには、ケース内冷媒送出管７６の一端が接続されており、ケース内冷媒送出管７６の他端は、収納ケース６１に設けられた第２接続部７８に接続されている。そして、第２接続部７８とユニットケース１１に設けられた第２ジョイント３９との間は、外部冷媒供給管８０によって接続されている。
One end of the
前記凝縮器６３の冷却水入口６３ｃには、ケース内冷却水供給管８２の一端が接続されており、ケース内冷却水供給管８２の他端は、収納ケース６１に設けられた第３接続部８４に接続されている。また、凝縮器６３の冷却水出口６３ｄには、ケース内冷却水排水管８６の一端が接続されており、ケース内冷却水排水管８６の他端は、収納ケース６１に設けられた第４接続部８５に接続されている。この第４接続部８５には、外部排水管８７の一端が接続されている。
One end of an in-case cooling
前記第３接続部８４には、外部給水管８８の一端が接続されており、外部給水管８８の他端は、外部原水供給管２９の途中に設けられた原水の供給先を分岐するための全体としてＹ字形の継ぎ手９０に接続されている。
One end of an external
前記コンデンシングユニット３とこのコンデンシングユニット３に接続されているアイスジェネレータ１２の冷媒流路１５とにより、本実施形態における原水を氷にする冷凍機５の主要部が構成されている。
The condensing
前記制御装置４は、各種の情報の入力および動作状態などの各種の情報の表示を行う機能を備えたタッチパネルなどからなる操作パネル９２を有している。この操作パネル９２は制御盤あるいは操作ボックスなどの使用目的に応じた所定形状のケース９３に配設されており、操作パネル９２は、ケース９３内において操作パネル９２の例えば背面側に配設された制御手段９４と電気的に接続されている。また、操作パネル９２には、タッチパネルの他に、個別の操作キー、操作スイッチなどを設けてもよい。
The
前記制御手段９４は、各種の演算処理を行う演算部として機能するＣＰＵ９５と、プログラムやデータを記憶する記憶部として機能するメモリ９６とを有している。
The control means 94 includes a
前記制御手段９４には、操作パネル９２に加えて、サーボモータ１９、原水供給ポンプ３０、水流量調整器３６、電子膨張弁４０、電磁弁４１、２つの電子制御バルブ４９、膨張弁５２、駆動モータ６６を駆動制御するインバータ６７や、時間をカウントするタイマ９８や、塩濃度センサ３４、水温度センサ３５、負荷センサ２０、冷媒温度センサ５７、冷媒圧力センサ５８などのセンサ類や、図示しない電源スイッチ、始動スイッチ、停止スイッチ、非常停止スイッチなどのスイッチ類などが電気的に接続されている。なお、サーボモータ１９、原水供給ポンプ３０、水流量調整器３６、電子膨張弁４０、電磁弁４１、電子制御バルブ４９、膨張弁５２およびインバータ６７（駆動モータ６６）などは、図示しないコントローラ（駆動回路）を介して制御手段９４に電気的に接続されている。なお、タイマ９８は、設計コンセプトなどの必要に応じて複数設けることができる。
In addition to the
前記メモリ９６は、適宜な容量のＲＯＭ、ＲＡＭおよび電気的にデータの消去と書き込みとを行うことのできるＥＥＰＲＯＭやフラッシュメモリなどの不揮発性メモリなどにより形成されている。なお、不揮発性メモリとしては、ＳＤメモリーカード、ＵＳＢフラッシュメモリなどの着脱可能なものを併用するようにしてもよい。
The
前記メモリ９６には、少なくともシャーベット氷製造装置１の可動部の動作制御および電源を入れたときのイニシャライズ動作などを実行するためのプログラムおよびデータが記憶されている。
The
前記シャーベット氷製造装置１の動作制御を行うプログラムおよびデータとしては、所定濃度のシャーベット氷を得るために、シャーベット氷の製造時に、入力側要素を計測し、計測した入力側要素の計測情報に対応する理論値を、メモリ９６に予め記憶されているデータ（データ群）に基づいて得、得られた理論値を制御側要素の制御情報として出力するものを挙げることができる。
As the program and data for controlling the operation of the sherbet ice manufacturing apparatus 1, the input side element is measured at the time of manufacturing the sherbet ice in order to obtain the sherbet ice having a predetermined concentration, and the measurement information of the input side element is measured. The theoretical value to be obtained is obtained based on data (data group) stored in advance in the
具体的には、シャーベット氷の製造時に、原水温度計測手段としての水温度センサ３５および原水塩分濃度計測手段としての塩濃度センサ３４により計測した原水の温度および塩分濃度のそれぞれの計測情報としての計測値を予め設定された時間毎に得、得られたそれぞれの計測値に対応する原水の流量および冷媒の流量のそれぞれの理論値をメモリ９６に予め記憶されているデータに基づいて得、得られたそれぞれの理論値を原水流量制御手段としての水流量調整器３６および冷媒流量制御手段としての電子膨張弁４０に対する制御値（制御信号）として出力するものを挙げることができる。ここで、予め設定される時間としては、例えば計測間隔が１０分間隔などの等間隔でもよいし、例えば最初の計測が開始から２０分後、２回目の計測が開始から３５分後、３回の計測が開始から４５分後、その後１０分間隔などの複数の種類を組み合わせたものであってもよい。なお、計測間隔は、主として操作パネル９２への入力操作により設定される。
Specifically, when manufacturing sherbet ice, measurement as raw measurement temperature information and salinity concentration measured by a
また、シャーベット氷製造装置１の動作制御を行うプログラムおよびデータとしては、シャーベット氷の製造に先立って、操作パネル９２からシャーベット氷の濃度値が入力された場合、入力された濃度値から対応するスクレーパ１７の回転数を、メモリ９６に予め記憶されている濃度回転数データに基づいて決定し、シャーベット氷の製造時には、決定した回転数によりスクレーパ１７を回転させるようにサーボモータ１９を駆動制御するものを挙げることができる。例えば、シャーベット氷の製造時に、負荷センサ２０により計測されるサーボモータ１９のトルクおよび電流が、濃度値から得られたスクレーパ１７の回転数におけるトルクおよび電流となるようにフィードバック制御するものである。
Further, as a program and data for controlling the operation of the sherbet ice manufacturing apparatus 1, when the sherbet ice concentration value is input from the
さらに、シャーベット氷製造装置１の動作制御を行うプログラムおよびデータとしては、シャーベット氷の製造に先立って実行する操作パネル９２の表示制御、例えば、濃度値などの入力表示画面の位置や表示切換などを行うものを挙げることができる。
Further, the program and data for controlling the operation of the sherbet ice manufacturing apparatus 1 include display control of the
さらにまた、シャーベット氷製造装置１の動作制御を行うプログラムおよびデータとしては、シャーベット氷の製造時に、圧縮機６２、すなわち冷凍機５をインバータ制御による省エネモードで駆動させるためのものを挙げることができる。
Furthermore, the program and data for controlling the operation of the sherbet ice manufacturing apparatus 1 can include a program for driving the
このようなシャーベット氷製造装置１の動作制御は、メモリ９６に予め記憶されたプログラムおよびデータに基づいてＣＰＵ９５が実行することになる。なお、ＣＰＵ９５のかわりにＭＰＵを用いてもよい。
Such operation control of the sherbet ice making apparatus 1 is executed by the
前記メモリ９６に記憶されるデータとしては、冷凍機５の冷凍能力に基づいて、入力側要素の性状変化に対応する原水を最速で氷結点に移行させるための最適な制御側要素の理論値を得るデータ、本実施形態においては冷凍機５の冷凍能力に基づいて、計測した原水の塩分濃度および温度に対応する原水を最速で氷結点に移行させるための最適な原水の流量および冷媒の流量のそれぞれの理論値を得るデータや、シャーベット氷の濃度、すなわちシャーベット氷の全量に対する氷の割合（氷含有率：重量％）とスクレーパ１７の回転数との関係をあらわす濃度回転数データなどを挙げることができる。これらのデータは、他のデータとともにデータベースとされている。また、データは、コンピュータなどにより予め作成したものがメモリ９６に記憶されている。
As the data stored in the
前記制御側要素の理論値を得るデータは、少なくとも原水の塩分濃度および原水の温度に対する原水の流量および冷媒の流量の関係を示すものである。すなわち原水の塩分濃度および温度から原水を最速で氷結点に移行させるための原水の流量および冷媒の流量を得るものである。このデータは、理論計算および実験値により形成することができる。また、このデータは、データテーブルとすることが関数演算式をメモリ９６に記憶させる場合に比較して、演算に要する時間を短くすることができるという意味で好ましい。なお、予冷装置５３に対する冷媒の供給は、凍結を防止するために、予冷装置５３の仕様に応じて行われることになる。
The data for obtaining the theoretical value of the control side element indicates the relationship between the raw water flow rate and the refrigerant flow rate with respect to at least the salinity concentration of the raw water and the temperature of the raw water. That is, the flow rate of the raw water and the flow rate of the refrigerant for transferring the raw water to the freezing point at the highest speed from the salinity concentration and temperature of the raw water are obtained. This data can be generated by theoretical calculations and experimental values. In addition, it is preferable that this data be a data table in the sense that the time required for the calculation can be shortened as compared with the case where the function arithmetic expression is stored in the
なお、説明の便宜上、原水系統を短い破線、冷媒系統を実線、シャーベット氷系統を長い破線、電気（信号を含む）系統を一点鎖線にて図１に示してある。 For convenience of explanation, the raw water system is shown by a short broken line, the refrigerant system is shown by a solid line, the sherbet ice system is shown by a long broken line, and the electricity (including signal) system is shown by a one-dot chain line in FIG.
つぎに、前述した構成からなる本実施形態の作用について本発明のシャーベット氷製造方法の実施形態とともに説明する。 Next, the operation of the present embodiment having the above-described configuration will be described together with the embodiment of the sherbet ice manufacturing method of the present invention.
図３は本発明に係るシャーベット氷製造方法の実施形態の要部を説明するフローチャートである。 FIG. 3 is a flowchart for explaining a main part of the embodiment of the sherbet ice manufacturing method according to the present invention.
（シャーベット氷製造方法）
本実施形態のシャーベット氷製造方法は、前述した図１に示す本実施形態のシャーベット氷製造装置１を用いて実施する。また、シャーベット氷製造装置１による動作は、制御手段９４のＣＰＵ９５がメモリ９６に記憶されているプログラムおよびデータに基づいて、可動部の動作を制御して実行する。さらに、制御側要素の理論値を得るデータを含む各種のデータおよび動作制御を行うプログラムは、予めメモリ９６に記憶する。
(Sherbet ice production method)
The sherbet ice manufacturing method of this embodiment is implemented using the sherbet ice manufacturing apparatus 1 of this embodiment shown in FIG. The operation of the sherbet ice making apparatus 1 is executed by the
図３に示すように、本実施形態のシャーベット氷製造方法は、まず、シャーベット氷の製造に先立って、設定処理（Ｓ１）を行う。この設定処理は、図示しない電源スイッチのオン操作により、シャーベット氷製造装置１に電源が供給された際の初期化動作およびチェック動作に続いて実施されるものであり、制御手段９４が操作パネル９２への入力操作を検出し、操作パネル９２からシャーベット氷の濃度値および製造予定量が入力されたか否かを判断し、シャーベット氷の濃度値が入力された場合には、入力された濃度値から対応するスクレーパ１７の回転数を、メモリ９６に記憶されている濃度回転数データに基づいて決定し、決定した回転数によりスクレーパ１７を回転させるためのサーボモータ１９のトルクおよび電流をメモリ９６に記憶する。さらに、操作パネル９２から、塩濃度センサ３４、水温度センサ３５および負荷センサ２０によるそれぞれの計測周期（時間）が入力された場合には、入力された計測周期をメモリ９６に記憶する。なお、前述したように、本実施形形態のデータは、コンピュータなどにより予め作成したものがメモリ９６に記憶されているため、設定処理において、データがメモリ９６に記憶されていることを確認することが、メモリ９６にデータが記憶されていないという不都合が発生するのを確実に防止できるという意味で好ましい。
As shown in FIG. 3, the sherbet ice manufacturing method of the present embodiment first performs a setting process (S1) prior to the manufacture of sherbet ice. This setting process is performed following an initialization operation and a check operation when power is supplied to the sherbet ice making device 1 by turning on a power switch (not shown). Is input, and it is determined whether or not the concentration value of the sherbet ice and the planned production amount have been input from the
ついで、すべての設定値の入力が終了したか否かを判断（Ｓ２）し、すべての設定値の入力が終了した場合（Ｓ２Ｙ）には、つぎの運転処理（Ｓ３）に進行する。また、すべての設定値の入力が終了していない場合には、すべての設定値の入力が終了するまで待機する（Ｓ２Ｎ）。 Next, it is determined whether or not all set values have been input (S2). If all set values have been input (S2Y), the process proceeds to the next operation process (S3). If all the set values have not been input, the process waits until all the set values have been input (S2N).
なお、計測周期は、すべて同一であってもよいし、塩濃度センサ３４および水温度センサ３５と、負荷センサ２０との２種類に分けてもよい。また、計測周期は、予めメモリ９６に記憶された複数種から選択してもよいし、予めメモリ９６に記憶された１種類を用いてもよい。この場合、計測周期の入力操作は省略されることになる。そして、すべての入力操作が終了すると、シャーベット氷の製造準備が完了する。
The measurement cycles may all be the same, or may be divided into two types: a
ついで、ストップバルブ３１が開操作され、その後図示しない始動スイッチのオン操作により、電磁弁４１が開操作されるとともに、原水供給ポンプ３０、サーボモータ１９および駆動モータ６６が駆動され、アイスジェネレータ１２への原水の供給、アイスジェネレータ１２の冷媒流路１５への冷媒の供給、シャフト１６によるスクレーパ１７の回転が始まって、シャーベット氷の製造が開始される。ここで、冷凍機５の圧縮機６２の駆動モータ６６の駆動は、原水供給ポンプ３０が駆動した後に行われる（図４）。そして、シャーベット氷の製造が開始されると、運転処理（Ｓ３）を行う。この運転処理は、シャーベット氷の製造が終了するまで行われる。なお、運転処理は、製造予定量を入力せずに、図示しない停止スイッチがオン操作されるまで行うようにしてもよい。
Next, the
前記運転処理においては、塩濃度センサ３４、水温度センサ３５、負荷センサ２０、冷媒温度センサ５７、および冷媒圧力センサ５８のそれぞれが予め設定された時間毎、すなわち設定処理（Ｓ１）において設定された計測周期毎に、それぞれの計測値を制御手段９４に送出する。なお、計測周期はタイマ９８でカウントされる。なお、塩濃度センサ３４、水温度センサ３５、負荷センサ２０および冷媒温度センサ５７ならびに冷媒圧力センサ５８のそれぞれが予め設定された時間毎に、それぞれの計測値を計測することで、原水の性状変化、サーボモータ１９の性状変化、冷媒の性状変化を監視することになる。
In the operation process, each of the
そして、各計測情報である計測値を受け取った制御手段９４は、入力側要素である塩濃度センサ３４および水温度センサ３５からの計測情報である計測値に対応する理論値、すなわち原水の塩分濃度および温度の性状変化に対応する原水を最速で氷結点に移行させるための最適な原水の流量および冷媒の流量のそれぞれの理論値をメモリ９６に記憶されているデータに基づいて得る。この得られた理論値は、制御側要素の制御情報、すなわち、水流量調整器３６および電子膨張弁４０に対する制御情報である制御信号として出力され、水流量調整器３６による原水の供給量および冷媒の送液制御の一部である電子膨張弁４０による冷媒の供給量を制御する。また、冷媒温度センサ５７および冷媒圧力センサ５８からの計測情報である冷媒の蒸発温度および蒸発圧力を受け取った制御手段９４は、受け取った冷媒の温度および圧力により、冷媒の送液制御の残部である電子膨張弁４０および膨張弁５２に対する制御情報である制御信号を出力し、電子膨張弁４０および膨張弁５２のそれぞれの流路を開く際の動作制御である開閉タイミング、すなわち冷媒の送給制御をする。
And the control means 94 which received the measurement value which is each measurement information is the theoretical value corresponding to the measurement value which is the measurement information from the
また、負荷センサ２０からの計測情報であるサーボモータ１９の回転トルクおよび電流を受け取った制御手段９４は、受け取ったサーボモータ１９の回転トルクおよび電流が、設定処理（Ｓ１）においてメモリに記憶されたサーボモータ１９のトルクおよび電流となるように、サーボモータ１９をフィードバック制御する。さらに、インバータ６７により、冷凍機５の圧縮機６２をインバータ制御することで、冷凍機５の省エネ運転を行う。よって、運転処理においては、原水の流量制御、冷媒の流量制御、冷媒の送給制御、冷凍機５のインバータ制御およびサーボモータ１９のフィードバック制御を行う。なお、冷媒の流量制御および送給制御を併せて冷媒の送液制御を行うことになる。
Further, the control means 94 that has received the rotational torque and current of the
したがって、本実施形態のシャーベット氷製造方法によれば、事前準備として、入力側要素の性状変化である原水の温度および塩分濃度に対する最速で氷結点に移行させるための最速移行データ（物理特性上の理論値、実験値）を作成して、制御用に導いた関数群などのデータをデータベースとしてメモリ９６に記憶する。そして、シャーベット氷製造装置１の運用時には、入力側要素から出力される計測値に対応する制御側要素の理論値へとデータ追従である最適値への数値演算をさせ、制御値を出力するという動作を繰り返す。
Therefore, according to the sherbet ice manufacturing method of the present embodiment, as a preliminary preparation, the fastest transfer data (in terms of physical characteristics) for transferring to the freezing point at the fastest speed with respect to the temperature and salt concentration of the raw water, which is the property change of the input side element Theoretical values and experimental values) are created, and data such as function groups derived for control are stored in the
なお、本実施形態のシャーベット氷製造方法によるシャーベット氷製造装置１の運転フロー図を図４に示す。 In addition, the operation | movement flowchart of the sherbet ice manufacturing apparatus 1 by the sherbet ice manufacturing method of this embodiment is shown in FIG.
このように、本実施形態のシャーベット氷製造方法によれば、入力側要素を計測し、計測した前記入力側要素の計測情報に対応する制御側要素の理論値を、予め得られた冷凍機５の冷凍能力に基づいて入力側要素の性状変化に対応する原水を最速で氷結点に移行させるための最適な制御側要素の理論値を得るデータに基づいて得、得られた理論値を制御側要素の制御情報として出力するように構成されているから、データは、入力側要素の性状変化に対応する原水を最速で氷結点に移行させるための最適な制御側要素の理論値を短時間で確実に得ることができるので、データに基づいて入力側要素の計測情報に対応する制御側要素の理論値を短時間で容易かつ確実に得ることができるとともに、得られた理論値を制御側要素の制御情報として出力することができるから、入力側要素に制約を与えず、入力側の計測情報に追従して制御側要素の制御情報を出力することができる。その結果、短時間で良好なシャーベット氷を得ることができる。
Thus, according to the sherbet ice manufacturing method of this embodiment, the input side element is measured, and the theoretical value of the control side element corresponding to the measured measurement information of the input side element is obtained in advance in the
また、本実施形態のシャーベット氷製造方法によれば、入力側要素が原水の塩分濃度および温度であり、制御側要素が原水の流量および冷媒の流量であり、入力側要素の計測情報である原水の塩分濃度および温度が予め設定された時間毎に計測されるように構成されているから、原水の塩分濃度および温度を計測するという簡便な方法により短時間で良好なシャーベット氷を得るための原水の流量および冷媒の流量を制御できるし、計測情報を予め設定された時間毎に計測することにより、原水の流量および冷媒の流量が短時間で周期的に変化するのを防止できる。 Further, according to the sherbet ice manufacturing method of the present embodiment, the input side element is the salinity concentration and temperature of the raw water, the control side element is the raw water flow rate and the refrigerant flow rate, and the raw water is measurement information of the input side element Since the salinity and temperature of the raw water are measured every preset time, the raw water for obtaining good sherbet ice in a short time by the simple method of measuring the salinity and temperature of the raw water The flow rate of the refrigerant and the flow rate of the refrigerant can be controlled, and the measurement information is measured at preset time intervals, whereby the flow rate of the raw water and the flow rate of the refrigerant can be prevented from periodically changing in a short time.
さらに、本実施形態のシャーベット氷製造方法によれば、シャーベット氷を製造する際に用いる原水の塩分濃度および温度に制約、具体的には原水の塩分濃度の範囲および温度の範囲に条件がなく、計測情報である原水の塩分濃度および温度の計測値に追従して原水を最速で氷結点に移行させるための制御側要素、具体的には水流量調整器３６による原水の流量および電子膨張弁４０による冷媒の流量のそれぞれを制御するための制御信号を出力することができるので、短時間で良好なシャーベット氷を得ることができるし、従来必要であった原水の塩分濃度を予め設定された範囲とするための塩分濃度調整や、塩水を還流させる塩水還流ポンプを含む塩水還流回路を設ける必要がないので、従来のものより構造が簡単で、設置スペースが少なくて済むし、低コスト化を図ることができる。
Furthermore, according to the sherbet ice production method of the present embodiment, there are no restrictions on the salinity concentration and temperature of the raw water used when producing the sherbet ice, specifically, there are no conditions in the salinity concentration range and temperature range of the raw water, The control side element for moving the raw water to the freezing point at the highest speed following the measured values of the salinity concentration and temperature of the raw water as measurement information, specifically, the flow rate of the raw water by the
さらにまた、本実施形態のシャーベット氷製造方法によれば、シャーベット氷の製造に先立って、操作パネル９２からシャーベット氷の濃度値が入力された場合、入力された濃度値から対応するスクレーパ１７の回転数を、メモリ９６に記憶されている濃度回転数データに基づいて決定し、シャーベット氷の製造時には、決定した回転数によりスクレーパ１７を回転させるようにサーボモータ１９を駆動制御することができるので、シャーベット氷の製造時に、負荷センサ２０により計測されるサーボモータ１９のトルクおよび電流が、濃度値から得られたスクレーパ１７の回転数におけるトルクおよび電流となるようにフィードバック制御することができる。
Furthermore, according to the sherbet ice manufacturing method of the present embodiment, when the concentration value of the sherbet ice is input from the
すなわち、本実施形態のシャーベット氷製造方法によれば、入力側要素に制約を与えず、入力側要素の計測情報に追従して出力側要素を制御することができる。 That is, according to the sherbet ice manufacturing method of the present embodiment, the output side element can be controlled following the measurement information of the input side element without restricting the input side element.
また、本実施形態のシャーベット氷製造装置１によれば、本実施形態のシャーベット氷製造方法、すなわち、シャーベット氷の製造時に、原水の塩分濃度および温度からなる入力側要素を予め設定された時間毎に計測し、計測した入力側要素の計測情報に対応する原水の流量および冷媒の流量からなる制御側要素の理論値を、予め得られた冷凍機５の冷凍能力に基づいて入力側要素の性状変化に対応する原水を最速で氷結点に移行させるための最適な制御側要素の理論値を得るデータに基づいて得、得られた理論値を制御側要素の制御情報として出力するとともに、入力側要素が原水の塩分濃度および温度であり、制御側要素が原水の流量および冷媒の流量であり、入力側要素の計測情報である原水の塩分濃度および温度が予め設定された時間毎に計測されるシャーベット氷製造方法を実施する具体的なシャーベット氷製造装置１を実現でき、単にシャーベット氷を製造するのではなく、短時間で良好なシャーベット氷を得ることができる。このシャーベット氷製造方法は、冷凍機５の蒸発器として機能する冷媒流路１５が設けられた製氷機本体としてのアイスジェネレータ１２において供給された塩水、海水あるいは真水からなる原水を、冷凍機５のコンデンシングユニット３から冷媒流路１５に供給された冷媒により冷却することで生成した氷を回転駆動されるスクレーパ１７で掻き取って所定濃度のシャーベット氷を得て外部に送り出すものである。
Moreover, according to the sherbet ice manufacturing apparatus 1 of the present embodiment, when the sherbet ice manufacturing method of the present embodiment, that is, when the sherbet ice is manufactured, the input side element consisting of the salinity concentration and the temperature of the raw water is set every predetermined time. The theoretical value of the control side element consisting of the raw water flow rate and the refrigerant flow rate corresponding to the measured information of the input side element is measured based on the refrigerating capacity of the
したがって、本実施形態のシャーベット氷製造方法およびシャーベット氷製造装置１によれば、短時間で良好なシャーベット氷を確実かつ容易に得ることができるし、本実施形態のシャーベット氷製造装置１によれば、本実施形態のシャーベット氷製造方法を確実かつ容易に実施することができる。さらに、本実施形態のシャーベット氷製造方法およびシャーベット氷製造装置１によれば、シャーベット氷の原材料となる原水を、塩水、海水あるいは真水から選択することができるので、原水の多様化を図ることができる。これにより、塩水あるいは海水を調達できない場合であっても、塩水あるいは海水に比較して入手が容易な真水からシャーベット氷を得ることができるので、原水の要素の制約を小さくすることができる。 Therefore, according to the sherbet ice manufacturing method and the sherbet ice manufacturing apparatus 1 of this embodiment, good sherbet ice can be obtained reliably and easily in a short time, and according to the sherbet ice manufacturing apparatus 1 of this embodiment. The sherbet ice manufacturing method of the present embodiment can be carried out reliably and easily. Furthermore, according to the sherbet ice manufacturing method and the sherbet ice manufacturing apparatus 1 of the present embodiment, the raw water that is the raw material of the sherbet ice can be selected from salt water, sea water, or fresh water. it can. Thereby, even when salt water or seawater cannot be procured, sherbet ice can be obtained from fresh water that is easier to obtain than salt water or sea water, so that the restrictions on the elements of raw water can be reduced.
また、本実施形態のシャーベット氷製造方法およびシャーベット氷製造装置１によれば、原水の塩分濃度および温度を予め設定された時間毎に計測、すなわち監視し、計測した原水の塩分濃度および温度に対応する原水の流量および冷媒の流量を最速で氷結点に移行させるための制御値をデータとプログラムにより演算して得ることができるから、従来の原水の塩分の濃度を調整したり、塩水を還流させたりする構成に比べて、良好なシャーベット氷を効率よく製造することができる。 Moreover, according to the sherbet ice manufacturing method and the sherbet ice manufacturing apparatus 1 of the present embodiment, the salinity concentration and temperature of the raw water are measured at each preset time, that is, monitored, corresponding to the measured salinity concentration and temperature of the raw water. Control values for shifting the raw water flow rate and refrigerant flow rate to the freezing point at the fastest speed can be obtained by calculation using data and programs, so that the salt concentration of conventional raw water can be adjusted, or salt water can be circulated. Compared to the configuration, the good sherbet ice can be manufactured efficiently.
（シャーベット氷製造装置の第２実施形態）
つぎに、本発明に係るシャーベット氷製造装置の第２実施形態について図２および図５により説明する。本実施形態のシャーベット氷製造装置は、原水の塩分濃度および温度の性状変化に対応する原水を最速で目標氷温度に移行させて所定濃度のシャーベット氷を得るものを例示している。なお、前述した第１実施形態のシャーベット氷製造装置と同一ないし相当する構成については図面中に同一の符号を付してある。
(Second embodiment of the sherbet ice production apparatus)
Next, a second embodiment of the sherbet ice manufacturing apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS. The sherbet ice manufacturing apparatus of the present embodiment exemplifies an apparatus that obtains a sherbet ice having a predetermined concentration by shifting the raw water corresponding to the salinity concentration and temperature property changes of the raw water to the target ice temperature at the fastest speed. In addition, the same code | symbol is attached | subjected in drawing about the structure thru | or equivalent to the sherbet ice manufacturing apparatus of 1st Embodiment mentioned above.
図５に示すように、本実施形態のシャーベット氷製造装置１Ａは、前述した第１実施形態のシャーベット氷製造装置１と同様に、製氷機ユニット２Ａと、コンデンシングユニット３Ａと、制御盤などからなる制御装置４Ａとを有している。
As shown in FIG. 5, the sherbet
前記製氷機ユニット２Ａは、シャーベット氷を形成するためのものであり、ユニットケース１１の内部に配設されたシャーベット氷の原材料となる原水が供給される製氷機本体としての冷却機であるアイスジェネレータ１２Ａを有している。ここで、原水としては、前述した第１実施形態のシャーベット氷製造装置１と同様に、塩水、海水あるいは真水から選択することができる。なお、真水とは、地下水や水道水などの塩分濃度のきわめて低い飲料水、農業用水、工業用水などを言う。
The ice making unit 2A is for forming sherbet ice, and is an ice generator that is a cooling machine as an ice making machine body to which raw water as raw material of sherbet ice disposed in the
図２に示すように、アイスジェネレータ１２Ａは、同心配置された内円筒１３と外円筒１４との間に冷凍機５の蒸発器として機能する冷媒流路１５が形成されており、内円筒１３の内部に供給された原水から氷を生成することができるように形成されている。また、内円筒１３の内部の中心部には、シャフト１６が回転自在に設けられており、このシャフト１６の外周面には、複数、本実施形態においては３枚のスクレーパ１７が周方向および中心線の延在方向にそれぞれ所定の間隔をおいて取り付けられている。これらのスクレーパ１７は、内円筒１３とシャフト１６との間に設けられた原水流路１８の内部に配置されている。そして、シャフト１６の上端部は、アイスジェネレータ１２Ａの上方において外部に露出するように突出されており、この上端部には、従動プーリ７が取り付けられている。この従動プーリ７の右側方には駆動プーリ８が配設されており、この駆動プーリ８は、サーボモータ１９の出力軸１９ａに取り付けられている。そして、従動プーリ７と駆動プーリ８とのそれぞれの外周には、ベルト９が掛け回されており、サーボモータ１９の駆動力によってシャフト１６、ひいてはスクレーパ１７を回転駆動することができるように形成されている。なお、ベルト９としては、歯付きベルトを用いることが、スリップや速度変化がないという意味で好ましい。この場合、従動プーリ７および駆動プーリ８として、歯付きベルト用のものが用いられることになる。
As shown in FIG. 2, the
図５に示すように、サーボモータ１９は、後述する制御手段９４と電気的に接続されており、制御手段９４から送出される制御指令に基づいて、駆動（運転）および停止のそれぞれのタイミング、出力軸１９ａの駆動方向、出力軸１９ａの回転数（回転速度）、ひいてはスクレーパ１７の回転数などが前述した第１実施形態とは異なり、図示しないサーボアンプを介して制御できるようになっている。このサーボアンプは、制御手段９４と電気的に接続されており、計測（トルク計測）した負荷としてのサーボモータ１９のトルクひいてはスクレーパ１７の回転トルク（フィードバックトルク）の値を制御手段９４に送出できるようになっている。すなわち、サーボアンプは、サーボモータ１９の負荷をリアルタイムで監視するように機能する。なお、本実施形態におけるスクレーパ１７の回転数は、基本的に固定、例えば５００ｒｐｍとされている。このスクレーパ１７の回転数は、原水の塩分濃度と、そのときのアイスジェネレータ１２Ａの内部の攪拌負荷状態（サーボモータ１９のトルク）で若干回転数を操作するようになっている。例えば、原水の塩分濃度が３％を下回る低塩分濃度の場合には、氷結が速くアイスジェネレータ１２Ａの内円筒１３の内壁面に凍り付きやすいため、スクレーパ１７を速く回す。さらに、トルク値が高くなってきて、アイスジェネレータ１２Ａの内円筒１３の内部の凍結の懸念がある場合もスクレーパ１７を速く回すようになっている。
As shown in FIG. 5, the
前記アイスジェネレータ１２Ａの側面下部には、原水流路１８に原水を供給するための原水供給口２１と、冷媒流路１５に冷媒を供給するための冷媒供給口２２とが設けられている。また、アイスジェネレータ１２の側面上部には、形成したシャーベット氷を送り出すための氷送出口２３と、冷媒送出口２４とが設けられている。この冷媒送出口２４は、冷媒流路１５に供給され原水流路１８の原水の熱を得て蒸発した冷媒、すなわち原水と熱交換した冷媒を送り出すためのものである。この冷媒としては、業務用低温機器分野で広く使用されている代替冷媒Ｒ−４０４Ａを挙げることができる。
A raw
前記アイスジェネレータ１２Ａの側面中央部には、冷媒流路１５に供給された冷媒の蒸発温度を計測するための冷媒温度センサ３３が配設されている。この冷媒温度センサ３３は、制御手段９４と電気的に接続されており、計測（温度計測）した冷媒の蒸発温度のアナログ値を図示しないＡ／Ｄ変換器、例えば移動平均フィルタを用いたＡ／Ｄ変換器によりデジタル値に変換して制御手段９４に送出できるようになっている。すなわち、冷媒温度センサ３３は、冷媒流路１５に供給された冷媒の蒸発温度をリアルタイムで監視するように機能する。
A
なお、アイスジェネレータ１２Ａのその他の構成については、前述した第１実施形態のアイスジェネレータ１２と同じく従来のものと同様とされているので、その詳しい説明については省略する。
Since the other configuration of the
前記アイスジェネレータ１２Ａの原水供給口２１には、ケース内第１原水供給管２６ａの一端が接続されており、ケース内第１原水供給管２６ａの他端は、後述する予冷装置５３の流出口５３ａに接続されている。そして、ケース内第１原水供給管２６ａの途中には、予冷装置５３により予冷されて流出口５３ａから送出される原水の温度を計測する水温度センサ５６と、アイスジェネレータ１２Ａに供給する原水の流量を制御する原水流量制御手段としての水流量調整器３６と、アイスジェネレータ１２Ａに供給する原水の流量を計測する流量センサ４５とがアイスジェネレータ１２Ａの原水供給口２１に向かってこの順に配設されている。そして、水流量調整器３６としては、制御手段９４から送出される制御指令により弁の開度である弁開度が操作される流量制御弁などを挙げることができる。また、流量センサ４５としては、計測したアナログ値を図示しないＡ／Ｄ変換器、例えば移動平均フィルタを用いたＡ／Ｄ変換器によりデジタル値に変換して制御手段９４に送出する渦流量計などを挙げることができる。
One end of a first raw
前記水温度センサ５６は、制御手段９４と電気的に接続されており、計測（温度計測）したアイスジェネレータ１２Ａに供給する原水、すなわち予冷後の原水の温度のアナログ値を図示しないＡ／Ｄ変換器、例えば移動平均フィルタを用いたＡ／Ｄ変換器によりデジタル値に変換して制御手段９４に送出できるようになっている。すなわち、水温度センサ５６は、アイスジェネレータ１２Ａの原水供給口２１に供給する予冷した後の原水の温度をリアルタイムで監視するように機能する。
The
前記水流量調整器３６は、制御手段９４と電気的に接続されており、制御手段９４から送出される制御指令（制御信号）に基づいて、予冷装置５３から送り出され、ケース内第１原水供給管２６ａを通過してアイスジェネレータ１２Ａに流入する予冷された原水の流量を制御（流量制御）することができる。すなわち、アイスジェネレータ１２Ａに供給する原水の流量調整ができるようになっている。
The water
前記流量センサ４５は、制御手段９４と電気的に接続されており、計測（流量計測）した原水、すなわち水流量調整器３６により流量制御された予冷した後の原水の流量のアナログ値を図示しないＡ／Ｄ変換器、例えば移動平均フィルタを用いたＡ／Ｄ変換器によりデジタル値に変換して制御手段９４に送出できるようになっている。すなわち、流量センサ４５は、アイスジェネレータ１２Ａの原水供給口２１に供給する原水である予冷した状態の原水の流量をリアルタイムで監視するように機能する。
The
前記予冷装置５３は、アイスジェネレータ１２Ａの原水流路１８に供給する原水を供給の途中でコンデンシングユニット３Ａ、ひいては冷凍機５から供給される冷媒を用いて予冷、すなわち原水の温度を０℃付近、例えば２℃にまで冷却するためのものである。この予冷装置５３は、予冷した原水の送り出しに用いる流出口５３ａ、冷却に供する原水の供給に用いる流入口５３ｂ、冷却に供する冷媒の供給に用いる冷媒入口５３ｃ、冷却に供した冷媒の送り出しに用いる冷媒出口５３ｄを有している。なお、予冷装置５３は、ステンレスからなる内管の内部を原水が流動し、鋼管からなる外管の内部を冷媒が流動する従来公知の２重管式のものであり、構成については従来と同様とされているので、その詳しい説明については省略する。
The
前記予冷装置５３の流入口５３ｂには、ケース内第２原水供給管２６ｂの一端が接続されており、ケース内第２原水供給管２６ｂの他端は、ユニットケース１１に設けられた第１ジョイント２７に接続されている。そして、第１ジョイント２７には、ユニットケース１１の外部に配設されたストレーナ２８が接続されている。さらに、ストレーナ２８には、外部原水供給管２９の一端が接続されている。この外部原水供給管２９の他端には、原水供給ポンプ３０が接続されており、原水供給ポンプ３０の原水の流動方向の上流側は、常時は閉状態とされたストップバルブ３１を介して原水供給源３２に接続されている。
One end of the in-case second raw
前記原水供給ポンプ３０は、制御手段９４と電気的に接続されており、制御手段９４から送出される制御指令に基づいて、駆動（運転）および停止のそれぞれのタイミングを制御（駆動制御）できるようになっている。
The raw
前記ケース内第２原水供給管２６ｂの途中には、予冷装置５３を介してアイスジェネレータ１２Ａに供給する原水の塩分濃度を計測する原水塩分濃度計測手段としての塩濃度センサ３４と、原水供給源３２からケース内第２原水供給管２６ｂを介してアイスジェネレータ１２Ａに供給する原水の温度を計測する原水温度計測手段としての水温度センサ３５と、ケース内第２原水供給管２６ｂから予冷装置５３の流入口５３ｂに送り込まれる原水の温度を計測する水温度センサ５４とが予冷装置５３側に向かってこの順に配設されている。なお、水温度センサ３５は、塩濃度センサ３４より原水の流動方向上流側、すなわち第１ジョイント２７側に配設されていてもよい。また、水温度センサ５４は、予冷装置５３の流入口５３ｂに近接配置することが好ましい。
In the middle of the second raw
前記塩濃度センサ３４は、制御手段９４と電気的に接続されており、計測（塩分濃度計測）した原水の塩分濃度のアナログ値を図示しないＡ／Ｄ変換器、例えば移動平均フィルタを用いたＡ／Ｄ変換器によりデジタル値に変換して制御手段９４に送出できるようになっている。すなわち、塩濃度センサ３４は、原水の塩分濃度をリアルタイムで監視するように機能する。
The
前記水温度センサ３５および水温度センサ５４は、それぞれ制御手段９４と電気的に接続されており、計測（温度計測）した原水の温度のアナログ値を図示しないＡ／Ｄ変換器、例えば移動平均フィルタを用いたＡ／Ｄ変換器によりデジタル値に変換して制御手段９４に送出できるようになっている。すなわち、水温度センサ３５は、原水供給源３２からケース内第２原水供給管２６ｂ、ひいてはアイスジェネレータ１２Ａに供給される原水の温度をリアルタイムで監視するように機能する。また、水温度センサ５４は、予冷装置５３の流入口５３ｂに流入する原水の温度をリアルタイムで監視するように機能する。
The
ここで、ケース内第２原水供給管２６ｂの原水の流動方向上流側に水温度センサ３５を設け、ケース内第２原水供給管２６ｂの原水の流動方向下流側にも水温度センサ５４を設けたのは、ケース内第２原水供給管２６ｂに流入した原水の温度と、予冷装置５３の流入口５３ｂに流入する原水の温度が異なる場合に対応するためであり、基本的には、水温度センサ３５のみを設ける構成とすることができる。
Here, the
なお、ケース内第２原水供給管２６ｂに流入した原水の温度と、予冷装置５３の流入口に流入する原水の温度が異なる場合とは、例えば流入口５３ｂからケース内第１原水供給管２６ａに送り出された予冷後の原水をケース内第２原水供給管２６ｂに戻す構成とした場合を挙げることができる。具体的には、ケース内第１原水供給管２６ａの予冷装置５３の流出口５３ａと水温度センサ５４との間と、ケース内第１原水供給管２６ａの水温度センサ３５と水温度センサ５６との間を図示しない循環供給管により接続するとともに、循環供給管の途中に図示しない循環ポンプを設ける構成を挙げることができる。このような構成とすることで、予冷装置５３の流入口５３ｂからケース内第１原水供給管２６ａに供給された予冷後の原水のうち、水流量調整器３６を通過してアイスジェネレータ１２Ａに供給されない過剰の原水をケース内第２原水供給管２６ｂに戻すことができるから、循環ポンプにより戻される予冷された原水と予冷する前の原水とを混合して予冷装置５３の流入口５３ｂに送り込むことができるので、原水の予冷効率を向上させることができる。この場合、水温度センサ３５は、製氷機ユニット２に供給された原水そのものの温度をリアルタイムで監視するように機能し、水温度センサ５４は、予冷装置５３の流入口５３ｂに流入する原水の温度、すなわち予冷する前の原水とケース内第１原水供給管２６ａから戻された原水との混合水の温度をリアルタイムで監視するように機能する。また、循環ポンプは、制御手段９４と電気的に接続され、制御手段９４から送出される制御指令に基づいて、駆動および停止のそれぞれのタイミングが制御（駆動制御）されることになる。
The case where the temperature of the raw water flowing into the second raw
前記予冷装置５３の冷媒入口５３ｃには、ケース内冷媒供給管３８の一端が接続されており、ケース内冷媒供給管３８の他端は、ユニットケース１１に設けられた第２ジョイント３９に接続されている。
One end of the in-case
前記ケース内冷媒供給管３８の途中には、予冷装置５３の図示しない冷媒流路に供給する冷媒の流量調整を行う冷媒流量制御手段としての電子膨張弁４０ｂが配設されている。この電子膨張弁４０ｂは、電気信号により絞り量が調整可能とされている。また、電子膨張弁４０ｂは、制御手段９４と電気的に接続されており、制御手段９４から送出される制御指令に基づいて、予冷装置５３に供給する冷媒の圧力を制御（圧力制御）できるようになっている。なお、電子膨張弁４０ｂは、後述する受液器６４から送られてくる冷媒（液体）の圧力を制御手段９４から送出される制御指令に基づいて調整し、かつその流量を調整して予冷装置５３（蒸発器）へ送るためのものである。この電子膨張弁４０ｂとしては、パルスモータの駆動により、０−４８０パルスの分解能で冷媒流量を制御するものが用いられている。
In the middle of the in-case
前記ケース内冷媒供給管３８の電子膨張弁４０ｂの配設位置より冷媒の流動方向の上流側（第２ジョイント３９側）には、電磁弁４１ｂが配設されている。この電磁弁４１ｂは、制御手段９４と電気的に接続されており、制御手段９４から送出される制御指令に基づいて、電子膨張弁４０ｂ、ひいては予冷装置５３の冷媒流路に対する冷媒の供給と停止とを制御（供給制御）できるようになっている。
An
前記ケース内冷媒供給管３８の電子膨張弁４０ｂの冷媒の流動方向の下流側（冷媒入口５３ｃ側）には、予冷装置５３に供給する冷媒の温度を計測する冷媒温度センサ５９が配設されている。この冷媒温度センサ５９は、制御手段９４と電気的に接続されており、計測（温度計測）した冷媒の温度のアナログ値を図示しないＡ／Ｄ変換器、例えば移動平均フィルタを用いたＡ／Ｄ変換器によりデジタル値に変換して制御手段９４に送出できるようになっている。すなわち、冷媒温度センサ５９は、予冷装置５３の冷媒流路に供給する冷媒の温度をリアルタイムで監視するように機能する。
A
すなわち、制御手段９４は、予冷装置５３の入口側に配設された冷媒温度センサ５９による温度と、予冷装置５３の出口側に配設された冷媒温度センサ６０とによる温度の温度差を過熱度として一定値となるように電子膨張弁４０ｂの弁開度を制御することになる。つまり、制御手段９４は、予冷装置５３の入口側に配設された水温度センサ３５（水温度センサ５４であってもよい。）と、予冷装置５３の出口側に配設された水温度センサ５６とにより、予冷装置５３により熱交換される原水の温度を監視し、電磁弁４１ｂを制御する（サーモ機能＋ディファレンシャル（温度差））。なお、サーモ機能を使用しないで、電子膨張弁４０ｂを絞り、過熱蒸気として原水の温度調整を行う構成とすることもできる。これにより、電磁弁４１ｂを開いたままの状態として蒸発器である予冷装置５３の冷媒流路の出口合流部（後述するケース内冷媒還流管４７と、ケース内第２冷媒分岐管５５との接続部）における圧力干渉を防止することができる。
In other words, the control means 94 determines the degree of superheat of the temperature difference between the temperature by the
ここで、図示しない予冷後の原水をケース内第２原水供給管２６ｂに戻す構成とした場合には、制御手段９４は、予冷装置５３の入口側に配設された水温度センサ３５（水温度センサ５４であってもよい。）と、予冷装置５３の出口側に配設された水温度センサ５６とにより、予冷装置５３により熱交換される原水の温度を監視し、電磁弁４１ｂを制御することになる。
When the raw water after pre-cooling (not shown) is returned to the second raw
前記アイスジェネレータ１２Ａの氷送出口２３には、ケース内氷送出管４３の一端が接続されており、ケース内氷送出管４３の他端は、ユニットケース１１に設けられた第３ジョイント４４に接続されている。なお、第３ジョイント４４には、ユニットケース１１の外部に配設された図示しない外部氷送出配管の一端が接続されている。また、製造したシャーベット氷をアイスジェネレータ１２Ａから外部へ送り出すのは、図示しないポンプにより行われる。
One end of an in-case
前記ケース内氷送出管４３の氷送出口２３側には、氷送出口２３から送出されるシャーベット氷の温度を計測するための氷温度センサ２５が配設されている。この氷温度センサ２５は、制御手段９４と電気的に接続されており、計測（温度計測）したシャーベット氷のアナログ値を図示しないＡ／Ｄ変換器、例えば移動平均フィルタを用いたＡ／Ｄ変換器によりデジタル値に変換して制御手段９４に送出できるようになっている。すなわち、氷温度センサ２５は、アイスジェネレータ１２Ａの氷送出口２３から送出されるシャーベット氷の温度をリアルタイムで監視するように機能する。
An
前記予冷装置５３の冷媒出口５３ｄには、ケース内第２冷媒分岐管５５の一端が接続されており、ケース内第２冷媒分岐管５５の他端は、後述するケース内冷媒還流管４７の途中に接続されている。また、ケース内第２冷媒分岐管５５の途中には、冷媒温度センサ６０と手動制御バルブ５０とがケース内第２冷媒分岐管５５に向かってこの順に配設されている。そして、冷媒温度センサ６０は、予冷装置５３から送り出された冷媒、すなわち、予冷装置５３において熱交換されて通過した気化冷媒（蒸発した冷媒）の温度を計測するためのものである。この冷媒温度センサ６０は、制御手段９４と電気的に接続されており、計測（温度計測）した冷媒の温度のアナログ値を図示しないＡ／Ｄ変換器、例えば移動平均フィルタを用いたＡ／Ｄ変換器によりデジタル値に変換して制御手段９４に送出することができるようになっている。すなわち、冷媒温度センサ６０は、予冷装置５３の冷媒流路で熱交換されて冷媒出口５３ｄから送り出される冷媒の温度をリアルタイムで監視するように機能する。また、手動制御バルブ５０は、予冷装置５３において熱交換されて通過した気化冷媒の圧力調整（圧力制御）を行うためのものである。そして、手動制御バルブ５０は、制御手段９４と電気的に接続されておらず、手動式で必要に応じて予冷装置５３を通過した後の気化冷媒の圧力調整ができるようになっている。なお、手動制御バルブ５０に代えて制御手段９４と電気的に接続する電子制御バルブを用いることもできる。この場合、電子制御バルブの冷媒の流動方向下流側にケース内第２冷媒分岐管５５を通過する冷媒の圧力を計測する冷媒圧力センサを設け、制御手段９４から送出される制御指令に基づいて、予冷装置５３の冷媒流路を通過した後の気化冷媒の圧力調整、すなわち蒸発温度制御をするとよい。
One end of the in-case second
前記アイスジェネレータ１２Ａの冷媒送出口２４には、ケース内冷媒還流管４７の一端が接続されており、ケース内冷媒還流管４７の他端は、ユニットケース１１に設けられた第４ジョイント４８に接続されている。そして、ケース内冷媒還流管４７の途中には、冷媒送出口２４から送出された冷媒（蒸発した冷媒）の温度を計測するための冷媒温度センサ４２と、蒸発器として機能するアイスジェネレータ１２Ａの冷媒流路１５を熱交換されて通過した気化冷媒の圧力調整を行うための電子制御バルブ４９と、蒸発器として機能するアイスジェネレータ１２Ａの冷媒流路１５を熱交換されて通過した冷媒の圧力計測を行うための冷媒圧力センサ５８ａと、コンデンシングユニット３に戻る冷媒の温度を計測（温度計測）するための冷媒温度センサ５７ａとが第４ジョイント４８に向かってこの順に配設されている。また、ケース内冷媒還流管４７の冷媒圧力センサ５８ａの配設位置と冷媒温度センサ５７ａの配設位置との間には、ケース内第２冷媒分岐管５５の他端が接続されている。なお、ケース内第２冷媒分岐管５５に、手動制御バルブ５０に代えて電子制御バルブを用いた場合には、予冷装置５３の冷媒流路を通過した後の冷媒と、アイスジェネレータ１２Ａの冷媒流路１５を熱交換されて通過した冷媒との混合した冷媒の圧力計測を行うための冷媒圧力センサを、ケース内冷媒還流管４７のケース内第２冷媒分岐管５５との接続点より第４ジョイント４８側に設けるとよい。
One end of a
前記冷媒温度センサ４２は、制御手段９４と電気的に接続されており、計測（温度計測）したアイスジェネレータ１２Ａの冷媒送出口２４からケース内冷媒還流管４７に流入する冷媒の温度のアナログ値を図示しないＡ／Ｄ変換器、例えば移動平均フィルタを用いたＡ／Ｄ変換器によりデジタル値に変換して制御手段９４に送出することができるようになっている。すなわち、冷媒温度センサ４２は、ケース内冷媒還流管４７に流入する冷媒の温度をリアルタイムで監視するように機能する。また、電子制御バルブ４９は、制御手段９４と電気的に接続されており、制御手段９４から送出される制御指令に基づいて、冷媒流路１５を通過した後の気化冷媒の圧力調整、すなわち蒸発温度制御ができるようになっている。さらに、冷媒圧力センサ５８ａは、制御手段９４と電気的に接続されており、計測（吸入圧力計測）した冷媒の圧力のアナログ値を図示しないＡ／Ｄ変換器、例えば移動平均フィルタを用いたＡ／Ｄ変換器によりデジタル値に変換して制御手段９４に送出することができるようになっている。すなわち、冷媒圧力センサ５８ａは、熱交換した後にコンデンシングユニット３に戻る冷媒の圧力をリアルタイムで監視するように機能する。さらにまた、冷媒温度センサ５７ａは、制御手段９４と電気的に接続されており、計測（温度計測）した冷媒の温度のアナログ値を図示しないＡ／Ｄ変換器、例えば移動平均フィルタを用いたＡ／Ｄ変換器によりデジタル値に変換して制御手段９４に送出することができるようになっている。すなわち、冷媒温度センサ５７ａは、コンデンシングユニット３に戻る冷媒の温度をリアルタイムで監視するように機能する。なお、冷媒の温度は、圧力で決まるので、冷媒温度センサ５７ａは必ずしも必要でない。すなわち、冷媒圧力センサ５８ａの計測値から冷媒の温度を得ることができる。また、制御手段９４は、冷媒温度センサ５７ａおよび冷媒圧力センサ５８ａが計測した冷媒の蒸発温度および蒸発圧力を、後述するアイスジェネレータ１２Ａの電子膨張弁４０ａおよび予冷装置５３の電子膨張弁４０ｂによる冷媒の送液制御の一部、すなわちそれぞれの電子膨張弁４０ａ、４０ｂによる流路の開閉制御に用いるように構成されている。
The refrigerant temperature sensor 42 is electrically connected to the control means 94, and measures an analog value of the temperature of the refrigerant flowing into the in-case
前記アイスジェネレータ１２Ａの冷媒供給口２２には、ケース内第１冷媒分岐管５１の一端が接続されており、ケース内第１冷媒分岐管５１の他端は、ケース内冷媒供給管３８における電磁弁４１ｂの配設位置と第２ジョイント３９との接続部との間に接続されている。すなわち、ケース内冷媒供給管３８に供給された冷媒は、アイスジェネレータ１２Ａと予冷装置５３との両者に供給できるようになっている。
One end of the first
前記ケース内第１冷媒分岐管５１の途中には、アイスジェネレータ１２Ａに供給する冷媒の流量調整を行う冷媒流量制御手段としての電子膨張弁４０ａが配設されている。この電子膨張弁４０ａは、電気信号により絞り量が調整可能とされている。また、電子膨張弁４０ａは、制御手段９４と電気的に接続されており、制御手段９４から送出される制御指令に基づいて、アイスジェネレータ１２Ａの冷媒流路１５に供給する冷媒の圧力を制御（圧力制御）できるようになっている。なお、電子膨張弁４０ａは、受液器６４から送られてくる冷媒（液体）の圧力を制御手段９４から送出される制御指令に基づいて調整し、かつその流量を調整してアイスジェネレータ１２Ａ（蒸発器）へ送るためのものである。この電子膨張弁４０ａとしては、パルスモータの駆動により、０−４８０パルスの分解能で冷媒流量を制御するものが用いられている。
In the middle of the first
前記ケース内第１冷媒分岐管５１の電子膨張弁４０ａの配設位置より冷媒の流動方向の上流側（ケース内冷媒供給管３８側）には、電磁弁４１ａが配設されている。この電磁弁４１ａは、制御手段９４と電気的に接続されており、制御手段９４から送出される制御指令に基づいて、電子膨張弁４０ａ、ひいては冷媒流路１５に対する冷媒の供給と停止とを制御（供給制御）できるようになっている。
An electromagnetic valve 41a is disposed upstream of the position of the electronic expansion valve 40a in the first
前記ケース内第１冷媒分岐管５１の電子膨張弁４０ａの配設位置より冷媒の流動方向の下流側（アイスジェネレータ１２Ａ側）には、アイスジェネレータ１２Ａに供給する冷媒の温度を計測する冷媒温度センサ３７が配設されている。この冷媒温度センサ３７は、制御手段９４と電気的に接続されており、計測（温度計測）した冷媒の温度のアナログ値を図示しないＡ／Ｄ変換器、例えば移動平均フィルタを用いたＡ／Ｄ変換器によりデジタル値に変換して制御手段９４に送出することができるようになっている。すなわち、冷媒温度センサ３７は、アイスジェネレータ１２Ａの冷媒流路１５に供給する冷媒の温度をリアルタイムで監視するように機能する。
A refrigerant temperature sensor that measures the temperature of the refrigerant supplied to the
この結果、制御手段９４は、アイスジェネレータ１２Ａの入口側に配設された冷媒温度センサ３７による温度と、アイスジェネレータ１２Ａの出口側に配設された冷媒温度センサ４２による温度との温度差を過熱度として一定値となるように電子膨張弁４０ａの弁開度を制御することになる。さらに、制御手段９４は、電子制御バルブ４９と電子膨張弁４０ａを併用して目標の蒸発温度と適正な過熱度になるように制御することになる。
As a result, the control means 94 overheats the temperature difference between the temperature by the refrigerant temperature sensor 37 disposed on the inlet side of the
したがって、本実施形態においては、液状の冷媒をアイスジェネレータ１２Ａと予冷装置５３との両者に供給することができるようになっている。
Therefore, in the present embodiment, a liquid refrigerant can be supplied to both the
なお、ケース内冷媒供給管３８のケース内第１冷媒分岐管５１の接続部と第２ジョイント３９との間には、コンデンシングユニット３からケース内冷媒供給管３８に送出された冷媒の凝集圧力を計測するための冷媒圧力センサ５８ｂが配設されている。この冷媒圧力センサ５８ｂは、制御手段９４と電気的に接続されており、計測（凝集圧力計測）した冷媒の圧力のアナログ値を図示しないＡ／Ｄ変換器、例えば移動平均フィルタを用いたＡ／Ｄ変換器によりデジタル値に変換して制御手段９４に送出できるようになっている。すなわち、冷媒圧力センサ５８ｂは、コンデンシングユニット３からケース内冷媒供給管３８に供給された冷媒の凝集圧力をリアルタイムで監視するように機能する。
It should be noted that the agglomeration pressure of the refrigerant sent from the condensing
前記ケース内冷媒供給管３８のケース内第１冷媒分岐管５１の接続部と第２ジョイント３９との間には、図示しない気液分離器が配設されており、この気液分離器を介してアイスジェネレータ１２Ａと予冷装置５３とに冷媒を供給することができるようになっている。また、ケース内冷媒還流管４７の冷媒温度センサ４２と電子制御バルブ４９との途中は、気液分離器を通過するように構成されており、アイスジェネレータ１２Ａを通過した冷媒を気液分離器を通過させるとともに、気液分離器を通過した冷媒の気体分を予冷装置５３を通過した冷媒と混合してコンデンシングユニット３に戻すように構成されている。このような構成とすることにより、アイスジェネレータ１２Ａを通過してコンデンシングユニット３に戻る冷媒の気体分のみをコンデンシングユニット３に流入させ、液分をケース内冷媒供給管３８およびケース内第１冷媒分岐管５１を介してアイスジェネレータ１２Ａの冷媒流路１５と、ケース内冷媒供給管３８を介して予冷装置５３の冷媒流路との両者に戻すことができる。なお、冷媒圧力センサ５８ｂは、ケース内冷媒供給管３８の第２ジョイント３９と気液分離器との途中に配設されることになる。
A gas-liquid separator (not shown) is disposed between the connection portion of the in-case first
前記コンデンシングユニット３Ａは、収納ケース６１の内部に配設された冷凍機５の送液側である圧縮機６２、凝縮器６３および受液器６４を有している。そして、圧縮機６２は、駆動モータ６６の駆動力によって駆動可能とされている。この駆動モータ６６にはインバータ６７が接続されている。このインバータ６７は、制御手段９４と電気的に接続されており、制御手段９４に対して駆動モータ６６による圧縮機６２の運転状態を確認（状態確認）することができるとともに、制御手段９４から送出される制御指令に基づいて、駆動（運転）および停止のそれぞれのタイミングを制御（駆動制御）できるようになっている。また、駆動モータ６６をインバータ制御することにより、出力のきめ細やかな制御による省電力化や、制御目標への追従性向上を実現できるように形成されている。また、本実施形態の圧縮機６２としては、空冷式のものが用いられている。
The condensing
前記圧縮機６２の吸入口６２ａには、ケース内冷媒戻し管６９の一端が接続されており、ケース内冷媒戻し管６９の他端は、収納ケース６１に設けられた第１接続部７０に接続されている。そして、第１接続部７０とユニットケース１１に設けられた第４ジョイント４８との間は、外部冷媒戻し管７２によって接続されている。
One end of an in-case
前記圧縮機６２の吐出口６２ｂには、ケース内第１接続管７４の一端が接続されており、ケース内第１接続管７４の他端は、凝縮器６３の冷媒入口６３ａに接続されている。そして、凝縮器６３の冷媒出口６３ｂには、ケース内第２接続管７５の一端が接続されており、ケース内第２接続管７５の他端は、受液器６４の液入口６４ａに接続されている。さらに、受液器６４の液出口６４ｂには、ケース内冷媒送出管７６の一端が接続されており、ケース内冷媒送出管７６の他端は、収納ケース６１に設けられた第２接続部７８に接続されている。そして、第２接続部７８とユニットケース１１に設けられた第２ジョイント３９との間は、外部冷媒供給管８０によって接続されている。
One end of the
前記コンデンシングユニット３Ａとこのコンデンシングユニット３Ａに接続されているアイスジェネレータ１２Ａの冷媒流路１５とにより、本実施形態における原水を氷にする冷凍機５の主要部が構成されている。
The condensing
前記制御装置４Ａは、各種の情報の入力および動作状態などの各種の情報の表示を行う機能を備えたタッチパネルなどからなる操作パネル９２を有している。この操作パネル９２は制御盤あるいは操作ボックスなどの使用目的に応じた所定形状のケース９３に配設されており、操作パネル９２は、ケース９３内において操作パネル９２の例えば背面側に配設された制御手段９４と電気的に接続されている。
The
前記制御手段９４は、各種の演算処理を行う演算部として機能するＣＰＵ９５と、プログラムやデータを記憶する記憶部として機能するメモリ９６とを有している。
The control means 94 includes a
前記制御手段９４には、操作パネル９２に加えて、サーボモータ１９、原水供給ポンプ３０、水流量調整器３６、２つの電子膨張弁４０ａ、４０ｂ、２つの電磁弁４１ａ、４１ｂ、電子制御バルブ４９、駆動モータ６６を駆動制御するインバータ６７や、時間をカウントするタイマ９８や、塩濃度センサ３４、氷温度センサ２５、３つの水温度センサ３５、５４、５６、６つの冷媒温度センサ３３、３７、４２、５７ａ、５９、６０、流量センサ４５、２つの冷媒圧力センサ５８ａ、５８ｂなどのセンサ類や、図示しない電源スイッチ、始動スイッチ、停止スイッチ、非常停止スイッチなどのスイッチ類などが電気的に接続されている。なお、サーボモータ１９、原水供給ポンプ３０、水流量調整器３６、２つの電子膨張弁４０ａ、４０ｂ、２つの電磁弁４１ａ、４１ｂ、電子制御バルブ４９、およびインバータ６７（駆動モータ６６）などは、図示しないコントローラ（駆動回路）を介して制御手段９４に電気的に接続されている。なお、タイマ９８は、設計コンセプトなどの必要に応じて複数設けることができる。
In addition to the
前記メモリ９６は、適宜な容量のＲＯＭ、ＲＡＭおよび電気的にデータの消去と書き込みとを行うことのできるＥＥＰＲＯＭやフラッシュメモリなどの不揮発性メモリなどにより形成されている。なお、不揮発性メモリとしては、ＳＤメモリーカードなどの着脱可能なものであってもよい。
The
前記メモリ９６には、少なくともシャーベット氷製造装置１Ａの可動部の動作制御および電源を入れたときのイニシャライズ動作などを実行するためのプログラムおよびデータが記憶されている。
The
前記シャーベット氷製造装置１Ａの動作制御を行うプログラムおよびデータとしては、シャーベット氷の製造時に、入力側要素を計測し、計測した入力側要素の計測情報に対応する理論値を、メモリ９６に予め記憶されているデータ（データ群）に基づいて得、得られた理論値を制御側要素の制御情報として出力するものを挙げることができる。
As the program and data for controlling the operation of the sherbet
具体的には、シャーベット氷の製造時に、原水温度計測手段としての水温度センサ３５および原水塩分濃度計測手段としての塩濃度センサ３４により計測した原水の温度および塩分濃度のそれぞれの計測情報としての計測値を予め設定された時間毎に得、得られたそれぞれの計測値に対応する原水の流量および冷媒の流量のそれぞれの理論値をメモリ９６に予め記憶されているデータに基づいて得、得られたそれぞれの理論値を原水流量制御手段としての水流量調整器３６および冷媒流量制御手段としての２つの電子膨張弁４０ａ、４０ｂに対する制御値（制御信号）として出力するものを挙げることができる。ここで、予め設定される時間としては、例えば計測間隔が１０分間隔などの等間隔でもよいし、例えば最初の計測が開始から２０分後、２回目の計測が開始から３５分後、３回の計測が開始から４５分後、その後１０分間隔などの複数の種類を組み合わせたものであってもよい。なお、計測間隔は、主として操作パネル９２への入力操作により設定される。また、シャーベット氷製造装置１Ａの運転時において、水温度センサ５６および塩濃度センサ３４を除く各センサは、それぞれの計測値をリアルタイムで制御手段に送出するように構成されている。
Specifically, when manufacturing sherbet ice, measurement as raw measurement temperature information and salinity concentration measured by a
また、シャーベット氷製造装置１Ａの動作制御を行うプログラムおよびデータとしては、シャーベット氷の製造に先立って実行する操作パネル９２の表示制御、例えば、濃度値などの入力表示画面の位置や表示切換などを行うものを挙げることができる。
The program and data for controlling the operation of the sherbet
さらに、シャーベット氷製造装置１Ａの動作制御を行うプログラムおよびデータとしては、シャーベット氷の製造時に、圧縮機６２、すなわち冷凍機５をインバータ制御による省エネモードで駆動させるためのものを挙げることができる。
Further, the program and data for controlling the operation of the sherbet
このようなシャーベット氷製造装置１Ａの動作制御は、メモリ９６に予め記憶されたプログラムおよびデータに基づいてＣＰＵ９５が実行することになる。なお、ＣＰＵ９５のかわりにＭＰＵを用いてもよい。
Such operation control of the sherbet ice making apparatus 1 </ b> A is executed by the
前記メモリ９６に記憶されるデータとしては、冷凍機５の冷凍能力に基づいて、入力側要素の性状変化に対応する原水を最速で目標氷温度に移行させるための最適な制御側要素の理論値を得るデータ、本実施形態においては冷凍機５の冷凍能力に基づいて、計測した原水の塩分濃度および温度に対応する原水を最速で目標氷温度に移行させるための最適な原水の流量および冷媒の流量のそれぞれの理論値を得るデータなどを挙げることができる。ここで、「目標氷温度」とは、「設定されたシャーベット氷の濃度を得るための氷の温度」であり、シャーベット氷の濃度が高くなると氷の温度が低くなるように、シャーベット氷の濃度によって氷の温度が異なるものである。なお、目標氷温度は、氷結温度以下となるのが一般的である。これらのデータは、他のデータとともにデータベースとされている。また、データは、コンピュータなどにより予め作成したものがメモリ９６に記憶されている。
As the data stored in the
前記制御側要素の理論値を得るデータは、少なくとも原水の塩分濃度および原水の温度に対する原水の流量および冷媒の流量の関係を示すものである。すなわち、原水の塩分濃度および温度から原水を最速で目標氷温度に移行させるための原水の流量および冷媒の流量を得るものである。このデータは、理論計算および実験値により形成することができる。また、このデータは、データテーブルとすることが関数演算式をメモリ９６に記憶させる場合に比較して、演算に要する時間を短くすることができるという意味で好ましい。なお、予冷装置５３に対する冷媒の供給は、凍結を防止するために、予冷装置５３の仕様に応じて行われることになる。
The data for obtaining the theoretical value of the control side element indicates the relationship between the raw water flow rate and the refrigerant flow rate with respect to at least the salinity concentration of the raw water and the temperature of the raw water. That is, the flow rate of the raw water and the flow rate of the refrigerant for transferring the raw water to the target ice temperature at the fastest speed from the salinity concentration and temperature of the raw water are obtained. This data can be generated by theoretical calculations and experimental values. In addition, it is preferable that this data be a data table in the sense that the time required for the calculation can be shortened as compared with the case where the function arithmetic expression is stored in the
ここで、本実施形態における制御側要素の理論値を得るデータとは、入力側要素の性状変化に対応する原水を最速で目標氷温度に移行させるための最適な制御情報を導くための理論値および実験による実効値のデータ群であり、
（ａ）塩分濃度、氷含有率、目標氷温度、氷結点の関係式（３次方程式）、
（ｂ）冷凍機５の冷凍能力に基づく、原水の塩分濃度別に製氷機本体であるアイスジェネレータ１２Ａへの原水供給量と排出されるシャーベット氷の温度の関係（これは、最大冷凍能力のもと、予め設定した複数の原水流量毎にそのときの原水流量に対するシャーベット氷の温度を実験等により得る。そして、得られた原水供給量と排出されるシャーベット氷の温度の関係を曲線関数化して演算パラメータをベースに記録する。これは、塩分濃度毎に複数持つことになる。そして、データを使用する際には、データに一致する塩分濃度がない場合、塩分濃度の入力情報に対して、下方、上方の２つの塩分濃度の関数データを選択し、計測した塩分濃度に対して選択した関数データとの変化率を勘案して、原水の最大供給量を算出することになる。）、
（ｃ）ＰＩＤ（Ｐ：比例、Ｉ：積分、Ｄ：微分）制御用パラメータ（冷媒制御用の２つの電子膨張弁４０ａ、４０ｂ、原水流量調整用の水流量調整器３６などのＰＩＤ制御用のものである。）、
などが挙げられる。
Here, the data for obtaining the theoretical value of the control side element in the present embodiment is the theoretical value for deriving optimum control information for transferring the raw water corresponding to the change in the property of the input side element to the target ice temperature at the fastest speed. And a group of rms data from experiments,
(A) Relationship between salinity, ice content, target ice temperature, freezing point (cubic equation),
(B) The relationship between the amount of raw water supplied to the
(C) PID (P: proportional, I: integral, D: derivative) control parameters (two
Etc.
本実施形態における入力側要素（運転開始後リアルタイム計測）としては、
（ａ）情報の入力操作により得られる製造するシャーベット氷の濃度値（目標氷含有率：操作パネル９２）、
（ｂ）現在の原水の温度（℃）（水温度センサ３５：タイマによる更新）
（ｃ）現在の原水の塩分濃度（％）（塩濃度センサ３４：タイマによる更新）、
（ｄ）現在のシャーベット氷の温度（℃）（氷温度センサ２５）、
（ｅ）現在の原水の供給流量（Ｌ／ｍｉｎ）（流量センサ４５）、
（ｆ）現在の予冷装置５３の冷媒系統の入口、出口の温度（℃）（冷媒温度センサ５９、６０）、
（ｇ）現在の予冷装置５３の原水系統の入口、出口の温度（℃）（水温度センサ３５（水温度センサ５４であってもよい。）と、水温度センサ５６）、
（ｈ）現在の予冷装置５３の冷媒系統の電子膨張弁４０ｂの開度（％）（制御手段９４の制御指令となる制御信号）、
（ｉ）現在のアイスジェネレータ１２Ａの入口および出口）の温度（℃）（冷媒温度センサ３７、４２）、
（ｊ）現在のアイスジェネレータ１２Ａの内部（蒸発温度）の温度（℃）（冷媒温度センサ３３）、
（ｋ）現在のアイスジェネレータ１２Ａの冷媒系統の電子膨張弁４０ａの弁開度（％）（制御手段９４の制御指令となる制御信号）、
（ｌ）現在のアイスジェネレータ１２Ａの冷媒系統の出口の後の電子制御バルブ４９の弁開度（％）（制御手段９４の制御指令となる制御信号）、
（ｍ）現在の原水系統の水流量調整器３６の弁開度（％）（制御手段９４の制御指令となる制御信号）、
（ｎ）現在の冷凍機５の吸入圧力（ＭＰａ）（冷媒圧力センサ５８ａ）、
（ｏ）現在の冷凍機５の凝縮圧力（ＭＰａ）（冷媒圧力センサ５８ｂ）、
などが挙げられる。
As an input side element (real-time measurement after the start of operation) in this embodiment,
(A) Concentration value of target sherbet ice obtained by information input operation (target ice content: operation panel 92),
(B) Current raw water temperature (° C) (water temperature sensor 35: updated by timer)
(C) Current salt concentration (%) of raw water (salt concentration sensor 34: update by timer),
(D) Current sherbet ice temperature (° C.) (ice temperature sensor 25),
(E) Current raw water supply flow rate (L / min) (flow rate sensor 45),
(F) Inlet and outlet temperatures (° C.) (
(G) Inlet and outlet temperatures (° C.) of the current raw water system of the pre-cooling device 53 (water temperature sensor 35 (may be the water temperature sensor 54) and water temperature sensor 56),
(H) Opening degree (%) of the
(I) Temperature (° C.) (refrigerant temperature sensors 37, 42) of the
(J) Temperature (° C.) (refrigerant temperature sensor 33) inside the
(K) The opening degree (%) of the electronic expansion valve 40a of the refrigerant system of the
(L) The valve opening degree (%) of the
(M) The valve opening (%) of the water
(N) Current suction pressure (MPa) of the refrigerator 5 (
(O) Condensing pressure (MPa) of current refrigerator 5 (
Etc.
なお、説明の便宜上、原水系統を短い破線、冷媒系統を実線、シャーベット氷系統を長い破線、電気（信号を含む）系統を一点鎖線にて図５に示してある。 For convenience of explanation, the raw water system is shown by a short broken line, the refrigerant system is shown by a solid line, the sherbet ice system is shown by a long broken line, and the electricity (including signal) system is shown by a one-dot chain line in FIG.
つぎに、前述した構成からなる本実施形態の作用について本発明のシャーベット氷製造方法の実施形態とともに説明する。 Next, the operation of the present embodiment having the above-described configuration will be described together with the embodiment of the sherbet ice manufacturing method of the present invention.
（シャーベット氷製造方法）
本実施形態のシャーベット氷製造方法は、基本的に前述した第１実施形態におけるシャーベット氷製造方法と同様とされているので、図３に示すシャーベット氷製造方法のフローチャートを用いて説明する。
(Sherbet ice production method)
The sherbet ice manufacturing method of the present embodiment is basically the same as the sherbet ice manufacturing method of the first embodiment described above, and will be described using the flowchart of the sherbet ice manufacturing method shown in FIG.
本実施形態のシャーベット氷製造方法は、前述した図５に示す本実施形態のシャーベット氷製造装置１Ａを用いて実施する。また、シャーベット氷製造装置１Ａによる動作は、制御手段９４のＣＰＵ９５がメモリ９６に記憶されているプログラムおよびデータに基づいて、可動部の動作を制御して実行する。さらに、制御側要素の理論値を得るデータを含む各種のデータおよび動作制御を行うプログラムは、予めメモリ９６に記憶する。
The sherbet ice manufacturing method of this embodiment is implemented using the sherbet
図３に示すように、本実施形態のシャーベット氷製造方法は、まず、シャーベット氷の製造に先立って、設定処理（Ｓ１）を行う。この設定処理は、図示しない電源スイッチのオン操作により、シャーベット氷製造装置１Ａに電源が供給された際の初期化動作およびチェック動作に続いて実施されるものであり、制御手段９４が操作パネル９２への入力操作を検出し、操作パネル９２からシャーベット氷の濃度値が入力（氷濃度値の設定）されたか否かを判断し、シャーベット氷の濃度値が入力された場合には、入力された濃度値から対応する目標氷温度をメモリ９６に記憶されているデータに基づいて決定し、決定した目標氷温度をメモリ９６に記憶する。さらに、操作パネル９２から、塩濃度センサ３４、水温度センサ５６によるそれぞれの計測周期（時間）が入力された場合には、入力された計測周期をメモリ９６に記憶する。なお、前述したように、本実施形形態のデータは、コンピュータなどにより予め作成したものがメモリ９６に記憶されているため、設定処理において、データがメモリ９６に記憶されていることを確認することが、メモリ９６にデータが記憶されていないという不都合が発生するのを確実に防止できるという意味で好ましい。
As shown in FIG. 3, the sherbet ice manufacturing method of the present embodiment first performs a setting process (S1) prior to the manufacture of sherbet ice. This setting process is performed subsequent to the initialization operation and the check operation when power is supplied to the sherbet
ついで、すべての設定値の入力が終了したか否かを判断（Ｓ２）し、すべての設定値の入力が終了した場合（Ｓ２Ｙ）には、つぎの運転処理（Ｓ３）に進行する。また、すべての設定値の入力が終了していない場合には、すべての設定値の入力が終了するまで待機する（Ｓ２Ｎ）。 Next, it is determined whether or not all set values have been input (S2). If all set values have been input (S2Y), the process proceeds to the next operation process (S3). If all the set values have not been input, the process waits until all the set values have been input (S2N).
前記計測周期は、予めメモリ９６に記憶された複数種から選択してもよいし、予めメモリ９６に記憶された１種類を用いてもよい。この場合、計測周期の入力操作は省略されることになる。そして、すべての入力操作が終了すると、シャーベット氷の製造準備が完了する。
The measurement cycle may be selected from a plurality of types stored in the
ついで、ストップバルブ３１が開操作され、その後図示しない始動スイッチのオン操作により、電磁弁４１ａ、４１ｂが開操作されるとともに、原水供給ポンプ３０、サーボモータ１９および駆動モータ６６が駆動され、アイスジェネレータ１２Ａへの原水の供給、アイスジェネレータ１２Ａの冷媒流路１５への冷媒の供給、シャフト１６によるスクレーパ１７の回転が始まって、シャーベット氷の製造が開始される。ここで、冷凍機５の圧縮機６２の駆動モータ６６の駆動は、原水供給ポンプ３０が駆動した後に行われる（図６）。そして、シャーベット氷の製造が開始されると、運転処理（Ｓ３）を行う。この運転処理は、図示しない停止スイッチがオン操作されるまで行われる。
Next, the
前記運転処理においては、塩濃度センサ３４および水温度センサ５６のそれぞれが予め設定された時間毎、すなわち設定処理（Ｓ１）において設定された計測周期毎に、それぞれの計測値を制御手段９４に送出する。なお、計測周期はタイマ９８でカウントされる。なお、塩濃度センサ３４、水温度センサ５６のそれぞれが予め設定された時間毎に、それぞれの計測値を計測することで、原水の性状変化を監視することになる。
In the operation process, each of the
そして、各計測情報である計測値を受け取った制御手段９４は、入力側要素である塩濃度センサ３４および水温度センサ５６からの計測情報である計測値に対応する理論値、すなわち原水の塩分濃度および温度の性状変化に対応する原水を最速で目標氷温度に移行させるための最適な原水の流量および冷媒の流量のそれぞれの理論値をメモリ９６に記憶されているデータに基づいて得る。この得られた理論値は、制御側要素の制御情報、すなわち、水流量調整器３６、２つの電子膨張弁４０ａ、４０ｂ、および電子制御バルブ４９に対する制御情報である制御信号（電気信号）からなる制御指令として出力され、水流量調整器３６による原水の供給量および冷媒の送液制御の一部である電子膨張弁４０ａ、４０ｂによる冷媒の供給量および電子制御バルブ４９による冷媒の送出量を制御する。また、冷媒温度センサ５７ａおよび冷媒圧力センサ５８ａからの計測情報である冷媒の蒸発温度および蒸発圧力を受け取った制御手段９４は、受け取った冷媒の温度および圧力により、冷媒の送液制御の残部である２つの電磁弁４１ａ、４１ｂに対する制御情報である制御信号を出力し、２つの電磁弁４１ａ、４１ｂのそれぞれの流路を開く際の動作制御である開閉タイミング、すなわち冷媒の給液制御をする。なお、制御手段９４は、入力側要素として蒸発器である予冷装置５３およびアイスジェネレータ１２Ａのそれぞれの入口側に配設された冷媒温度センサ３７、５９による温度の計測値と、それぞれの出口側に配設された冷媒温度センサ４２、６０による温度の計測値との差（温度差）を過熱度として一定値となるように電子膨張弁４０ａ、４０ｂの弁開度をＰＩ制御する。
And the control means 94 which received the measured value which is each measurement information is the theoretical value corresponding to the measured value which is the measured information from the
また、図示しないサーボアンプからの計測情報であるサーボモータ１９の回転トルクを受け取った制御手段９４は、受け取ったサーボモータ１９のトルク値が、アイスジェネレータ１２Ａの内部である原水流路１８の凍結の懸念が予想される値を超える場合や、サーボモータ１９のトルク値が塩分濃度低下による高トルクであることが予想できる場合は、メモリ９６に記憶されているデータに基づいてスクレーパ１７の回転補正量を得、異常を回避するサーボモータ１９のフィードバック制御を行う。勿論、凍結の有無、塩分濃度の高低の判断は、計測情報と、メモリ９６に記憶されているデータおよびプログラムとに基づいてＣＰＵ９５が判別することになる。さらに、インバータ６７により、冷凍機５の圧縮機６２をインバータ制御することで、冷凍機５の省エネ運転を行う。よって、運転処理においては、原水の流量制御、冷媒の流量制御、冷媒の給液制御、冷凍機５のインバータ制御およびサーボモータ１９のフィードバック制御を行う。なお、冷媒の流量制御および給液制御を併せて冷媒の送液制御を行うことになる。
The control means 94 that has received the rotational torque of the
したがって、本実施形態のシャーベット氷製造方法によれば、事前準備として、入力側要素の性状変化である原水の温度および塩分濃度に対する目標氷温度への最速移行データ（物理特性上の理論値、実験値）を作成して、制御用に導いた関数群などのデータをメモリ９６に記憶する。そして、シャーベット氷製造装置１Ａの運用時には、入力側要素から出力される計測値から、制御側要素の理論値へとデータ追従である最適値への数値演算をさせ、制御値を出力するという動作を繰り返す。
Therefore, according to the sherbet ice manufacturing method of the present embodiment, as advance preparation, the fastest transition data to the target ice temperature (theoretical values on the physical characteristics, the experiment) Value) and data such as a function group derived for control is stored in the
なお、本実施形態のシャーベット氷製造方法によるシャーベット氷製造装置１Ａの運転フロー図を図６に示す。 In addition, the operation | movement flowchart of 1 A of sherbet ice manufacturing apparatuses by the sherbet ice manufacturing method of this embodiment is shown in FIG.
このように、本実施形態のシャーベット氷製造方法によれば、入力側要素を計測し、計測した入力側要素の計測情報に対応する制御側要素の理論値を、予め得られた冷凍機５の冷凍能力に基づいて入力側要素の性状変化に対応する原水を最速で目標氷温度に移行させるための最適な制御側要素の理論値を得るデータに基づいて得、得られた理論値を制御側要素の制御情報として出力するように構成されているから、データは、入力側要素の性状変化に対応する原水を最速で目標氷温度に移行させるための最適な制御側要素の理論値を短時間で確実に得ることができるので、データに基づいて入力側要素の計測情報に対応する制御側要素の理論値を短時間で容易かつ確実に得ることができるとともに、得られた理論値を制御側要素の制御情報として出力することができるから、入力側要素に制約を与えず、入力側の計測情報に追従して制御側要素の制御情報を出力することができる。その結果、短時間で良好なシャーベット氷を得ることができる。
Thus, according to the sherbet ice manufacturing method of the present embodiment, the input side element is measured, and the theoretical value of the control side element corresponding to the measured measurement information of the input side element is obtained from the
また、本実施形態のシャーベット氷製造方法によれば、入力側要素が原水の塩分濃度および温度であり、制御側要素が原水の流量および冷媒の流量であり、入力側要素の計測情報である原水の塩分濃度および温度が予め設定された時間毎に計測されるように構成されているから、原水の塩分濃度および温度を計測するという簡便な方法により短時間で良好なシャーベット氷を得るための原水の流量および冷媒の流量を制御できるし、計測情報を予め設定された時間毎に計測することにより、原水の流量および冷媒の流量が短時間で周期的に変化するのを防止できる。 Further, according to the sherbet ice manufacturing method of the present embodiment, the input side element is the salinity concentration and temperature of the raw water, the control side element is the raw water flow rate and the refrigerant flow rate, and the raw water is measurement information of the input side element Since the salinity and temperature of the raw water are measured every preset time, the raw water for obtaining good sherbet ice in a short time by the simple method of measuring the salinity and temperature of the raw water The flow rate of the refrigerant and the flow rate of the refrigerant can be controlled, and the measurement information is measured at preset time intervals, whereby the flow rate of the raw water and the flow rate of the refrigerant can be prevented from periodically changing in a short time.
さらに、本実施形態のシャーベット氷製造方法によれば、シャーベット氷を製造する際に用いる原水の塩分濃度および温度に制約、具体的には原水の塩分濃度の範囲および温度の範囲に条件がなく、計測情報である原水の塩分濃度および温度の計測値に追従して原水を最速で目標氷温度に移行させるための制御側要素、具体的には水流量調整器３６による原水の流量および電子膨張弁４０ａ、４０ｂによる冷媒の流量のそれぞれを制御するための制御信号を出力することができるので、短時間で良好なシャーベット氷を得ることができるし、従来必要であった原水の塩分濃度を予め設定された範囲とするための塩分濃度調整や、塩水を還流させる塩水還流ポンプを含む塩水還流回路を設ける必要がないので、従来のものより構造が簡単で、設置スペースが少なくて済むし、低コスト化を図ることができる。
Furthermore, according to the sherbet ice production method of the present embodiment, there are no restrictions on the salinity concentration and temperature of the raw water used when producing the sherbet ice, specifically, there are no conditions in the salinity concentration range and temperature range of the raw water, A control-side element for shifting the raw water to the target ice temperature at the highest speed following the measured values of the salinity concentration and temperature of the raw water as measurement information, specifically, the flow rate of the raw water and the electronic expansion valve by the
すなわち、本実施形態のシャーベット氷製造方法によれば、入力側要素に制約を与えず、入力側要素の計測情報に追従して出力側要素を制御することができる。 That is, according to the sherbet ice manufacturing method of the present embodiment, the output side element can be controlled following the measurement information of the input side element without restricting the input side element.
また、本実施形態のシャーベット氷製造装置１Ａによれば、本実施形態のシャーベット氷製造方法、すなわち、シャーベット氷の製造時に、原水の塩分濃度および温度からなる入力側要素を予め設定された時間毎に計測し、計測した入力側要素の計測情報に対応する原水の流量および冷媒の流量からなる制御側要素の理論値を、予め得られた冷凍機５の冷凍能力に基づいて入力側要素の性状変化に対応する原水を最速で目標氷温度に移行させるための最適な制御側要素の理論値を得るデータに基づいて得、得られた理論値を制御側要素の制御情報として出力するシャーベット氷製造方法を実施する具体的なシャーベット氷製造装置１Ａを実現でき、単にシャーベット氷を製造するのではなく、短時間で良好なシャーベット氷を得ることができる。このシャーベット氷製造方法は、冷凍機５の蒸発器として機能する冷媒流路１５が設けられた製氷機本体としてのアイスジェネレータ１２Ａにおいて供給された塩水、海水あるいは真水からなる原水を、冷凍機５のコンデンシングユニット３Ａから冷媒流路１５に供給された冷媒により冷却することで生成した氷を回転駆動されるスクレーパ１７で掻き取って所定濃度のシャーベット氷を得て外部に送り出すものである。
Further, according to the sherbet
したがって、本実施形態のシャーベット氷製造方法およびシャーベット氷製造装置１Ａによれば、短時間で良好なシャーベット氷を確実かつ容易に得ることができるし、本実施形態のシャーベット氷製造装置１Ａによれば、本実施形態のシャーベット氷製造方法を簡便な構造で確実かつ容易に実施することができる。さらに、本実施形態のシャーベット氷製造方法およびシャーベット氷製造装置１Ａによれば、シャーベット氷の原材料となる原水を、塩水、海水あるいは真水から選択することができるので、原水の多様化を図ることができる。これにより、塩水あるいは海水を調達できない場合であっても、塩水あるいは海水に比較して入手が容易な真水からシャーベット氷を得ることができるので、原水の要素の制約を小さくすることができる。
Therefore, according to the sherbet ice manufacturing method and the sherbet
また、本実施形態のシャーベット氷製造方法およびシャーベット氷製造装置１Ａによれば、原水の塩分濃度および温度を予め設定された時間毎に計測、すなわち監視し、計測した原水の塩分濃度および温度に対応する原水の流量および冷媒の流量を最速で目標氷温度に移行させるための制御値をデータとプログラムにより演算して得ることができるから、従来の原水の塩分の濃度を調整したり、塩水を還流させたりする構成に比べて、良好なシャーベット氷を効率よく製造することができる。
Further, according to the sherbet ice manufacturing method and the sherbet
なお、本発明は、前述した各実施形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。例えば、予冷装置を設けない構成とすることもできる。 In addition, this invention is not limited to each embodiment mentioned above, A various change is possible as needed. For example, it can also be set as the structure which does not provide a pre-cooling apparatus.
１、１Ａ シャーベット氷製造装置
２、２Ａ 製氷機ユニット
３、３Ａ コンデンシングユニット
４、４Ａ 制御装置
５ 冷凍機
１２、１２Ａ アイスジェネレータ
１７ スクレーパ
１８ 原水流路
１９ サーボモータ
２５ 氷温度センサ
３０ 原水供給ポンプ
３４ 塩濃度センサ（原水塩分濃度計測手段）
３５ 水温度センサ（原水温度計測手段）
３３、３７、４２、５７、５７ａ、５９、６０ 冷媒温度センサ
３６ 水流量調整器
４０、４０ａ、４０ｂ 電子膨張弁
４１、４１ａ、４１ｂ 電磁弁
４９ 電子制御バルブ
５０ 手動制御バルブ
５２ 膨張弁
５３ 予冷装置
５４、５６ 水温度センサ
５８、５８ａ、５８ｂ 冷媒圧力センサ
６２ 圧縮機
６３ 凝縮器
６４ 受液器
６６ 駆動モータ
６７ インバータ
９２ 操作パネル
９４ 制御手段
９５ ＣＰＵ
９６ メモリ
９８ タイマ
DESCRIPTION OF
35 Water temperature sensor (raw water temperature measuring means)
33, 37, 42, 57, 57a, 59, 60
96
Claims (3)
前記原水が、塩水、海水あるいは真水であり、
シャーベット氷の製造時に、入力側要素を計測し、計測した前記入力側要素の計測情報に対応する制御側要素の理論値を、予め得られた前記冷凍機の冷凍能力に基づいて前記入力側要素の性状変化に対応する前記原水を最速で氷結点あるいは目標氷温度に移行させるための最適な前記制御側要素の理論値を得るデータに基づいて得、得られた前記理論値を前記制御側要素の制御情報として出力することを特徴とするシャーベット氷製造方法。 The raw water that is the raw material of the sherbet ice supplied in the ice making machine body provided with the refrigerant flow path that functions as the evaporator of the refrigerator is cooled by the refrigerant supplied to the refrigerant flow path from the condensing unit of the refrigerator. Scraping the generated ice with a scraper that is rotationally driven to obtain a sherbet ice of a predetermined concentration and sending it to the outside,
The raw water is salt water, sea water or fresh water,
When manufacturing sherbet ice, the input side element is measured, and the theoretical value of the control side element corresponding to the measured measurement information of the input side element is calculated based on the refrigeration capacity of the refrigerator obtained in advance. Obtained based on the data for obtaining the optimum theoretical value of the control side element for transferring the raw water corresponding to the property change of the fastest to the freezing point or the target ice temperature, and the obtained theoretical value is obtained from the control side element. A sherbet ice manufacturing method characterized in that the control information is output as control information.
前記制御側要素が前記原水の流量および前記冷媒の流量であり、
前記入力側要素の計測情報である前記原水の塩分濃度および温度が予め設定された時間毎に計測されることを特徴とする請求項１に記載のシャーベット氷製造方法。 The input side element is the salinity and temperature of the raw water;
The control side element is the flow rate of the raw water and the flow rate of the refrigerant;
The sherbet ice manufacturing method according to claim 1, wherein the raw water salinity concentration and temperature, which are measurement information of the input side element, are measured at predetermined time intervals.
前記製氷機本体に供給する前記原水の温度を計測する原水温度計測手段と、
前記製氷機本体に供給する前記原水の塩分濃度を計測する原水塩分濃度計測手段と、
前記製氷機本体に供給する前記原水の流量を制御する原水流量制御手段と、
前記製氷機本体に供給する前記原水を前記コンデンシングユニットから供給される冷媒により予冷するための予冷装置と、
前記冷媒流路に供給する冷媒の流量を制御する冷媒流量制御手段と、
情報の入力操作に用いる入力手段と、
記憶部および演算部を具備し各部の動作の制御を司る制御手段とを有しており、
前記原水が、塩水、海水あるいは真水であり、
前記記憶部には、前記冷凍機の冷凍能力に基づいて、前記原水の塩分濃度および温度の性状変化に対応する前記原水を最速で氷結点あるいは目標氷温度に移行させるための最適な前記原水の流量および前記冷媒の流量のそれぞれの理論値を得るデータが記憶されており、
前記制御手段は、シャーベット氷の製造時に、前記原水温度計測手段および前記原水塩分濃度計測手段により計測した前記原水の温度および塩分濃度のそれぞれの計測情報を予め設定された時間毎に得、得られたそれぞれの計測情報に対応する前記原水の流量および前記冷媒の流量のそれぞれの前記理論値を前記データに基づいて得、得られたそれぞれの前記理論値を前記原水流量制御手段および前記冷媒流量制御手段による制御値として出力するように形成されていることを特徴とするシャーベット氷製造装置。 The raw water that is the raw material of the sherbet ice supplied in the ice making machine body provided with the refrigerant flow path that functions as the evaporator of the refrigerator is cooled by the refrigerant supplied to the refrigerant flow path from the condensing unit of the refrigerator. A sherbet ice production device that scrapes off the generated ice with a rotationally driven scraper to obtain a sherbet ice of a predetermined concentration and sends it to the outside,
Raw water temperature measuring means for measuring the temperature of the raw water supplied to the ice making machine body,
Raw water salinity concentration measuring means for measuring the salinity concentration of the raw water supplied to the ice making machine body,
Raw water flow rate control means for controlling the flow rate of the raw water supplied to the ice making machine body;
A pre-cooling device for pre-cooling the raw water supplied to the ice making machine main body with a refrigerant supplied from the condensing unit;
Refrigerant flow rate control means for controlling the flow rate of refrigerant supplied to the refrigerant flow path;
Input means used for information input operation;
A control unit that includes a storage unit and a calculation unit and controls the operation of each unit;
The raw water is salt water, sea water or fresh water,
In the storage unit, based on the refrigerating capacity of the refrigerator, the raw water that is optimal for transferring the raw water corresponding to changes in the salinity concentration and temperature of the raw water to the freezing point or the target ice temperature at the fastest speed. Data for obtaining respective theoretical values of the flow rate and the flow rate of the refrigerant is stored,
The control means obtains and obtains each measurement information of the raw water temperature and salinity concentration measured by the raw water temperature measurement means and the raw water salinity concentration measurement means for each preset time when the sherbet ice is manufactured. Further, the theoretical values of the flow rate of the raw water and the flow rate of the refrigerant corresponding to the respective measurement information are obtained based on the data, and the obtained theoretical values are obtained from the raw water flow rate control means and the refrigerant flow rate control. A sherbet ice making apparatus, characterized in that it is configured to output as a control value by means.
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