JP2015087050A

JP2015087050A - 製氷機

Info

Publication number: JP2015087050A
Application number: JP2013225372A
Authority: JP
Inventors: 黒柳　正行; Masayuki Kuroyanagi; 正行黒柳
Original assignee: Hoshizaki Electric Co Ltd
Current assignee: Hoshizaki Electric Co Ltd
Priority date: 2013-10-30
Filing date: 2013-10-30
Publication date: 2015-05-07

Abstract

【課題】排水弁の閉弁不良を解消することのできる製氷機を提供する。
【解決手段】製氷水タンク１１内の製氷水が減少すると、製氷水タンク１１内の水位の低下によりフロートスイッチ３４がオフ状態になる。製氷工程が行われた回数が、予め設定された回数に達していた場合は、循環ポンプ２５が完全に停止した後、一定時間後に、制御装置６０は循環ポンプ２５を逆転させる。この逆転により、製氷水タンク１１内の製氷水が逆転時パイプ２７に圧送されるので、圧力バルブ２８が開き、製氷水タンク１１内の製氷水は逆転時パイプ２７を介してオーバフローパイプ３１に送られて外部に排出される。製氷時間が製氷時間下限時間より短くなったと判定されると、制御装置６０は除氷工程の終了後に、圧力バルブ２８を強制的に数秒間開弁する。
【選択図】図１

Description

この発明は、製氷工程が終了した後に除氷工程を行うことを繰り返すことにより、断続的に製氷を行う製氷機に関する。

特許文献１に記載の流下式製氷機では、製氷水を収容する製氷水タンクの上方に、裏面に冷媒が循環する蒸発器を備えた製氷板を設け、循環ポンプで製氷水を汲み上げて上方から製氷板の表面に製氷水を流すことで製氷板の表面で製氷を行う。製氷板表面で製氷水が氷となるにつれて、製氷板表面の製氷水は、製氷水中に含まれているカルシウムやマグネシウム等の不純物が濃縮されて硬度が高くなり、その結果、製氷された氷が白濁することがある。これを避けるため、定期的に循環ポンプを逆転運転し、製氷水タンクから製氷水を排水するための排水弁である圧力バルブと、排水路であるオーバフローパイプとを介して製氷水を排水する。

特開平５−４５０３２号公報

しかしながら、製氷水中の不純物を噛み込んだことが原因で排水弁が不具合を起こし閉弁不良となった場合は、製氷運転中に常時製氷水が排水される。この流下式製氷機では製氷水が氷となることで製氷水タンク中の製氷水の水位が低下し、規定位置未満になると製氷運転が停止する。つまり、製氷運転中の製氷時間は、製氷水が氷となることで製氷水タンク中の製氷水の水位が低下し、規定位置未満になるまでの時間である。製氷運転中に常時製氷水が排水されていると、製氷水タンク中の製氷水の水位が低下が早くなり、製氷時間が短くなり製氷される氷が小さくなってしまい、商品価値が著しく低下するという問題点があった。

この発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、排水弁の閉弁不良を解消することのできる製氷機を提供することを目的とする。

この発明の実施の形態に係る製氷機は、氷を製氷する製氷部と、製氷用水を貯蔵する製氷水タンクと、製氷水タンクから製氷水を排水するための排水弁とを備え、製氷部において製氷を行う製氷工程が終了した後に氷を取り除いて回収する除氷工程を行うことを繰り返すことにより、断続的に製氷を行う製氷機であって、製氷工程中に製氷部において製氷にかかる製氷時間が、予め設定された所定時間よりも短い場合に、排水弁を開く。

この発明によれば、製氷部において製氷を行う製氷工程が終了した後に氷を取り除いて回収する除氷工程を行うことを繰り返すことにより、断続的に製氷を行う製氷機について、製氷工程中に製氷部において製氷にかかる製氷時間が、予め設定された所定時間よりも短い場合に、排水弁を開くことによって、製氷水の排水の水流によって、排水弁が噛み込んだ不純物を押し流すので、排水弁の閉弁不良を解消することができる。

この発明の実施の形態に係る流下式製氷機の構成図である。

以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
図１に示すように、流下式製氷機１には、製氷水を収容する製氷水タンク１１と、該製氷水タンク１１の上方に略垂直に配置された製氷部である製氷板１２とが設けられている。この製氷板１２は熱伝導率の低いステンレス板で構成されていて、後述する動作で表面１２ａに氷が生成される。また、製氷板１２の裏面１２ｂには、蛇行させたパイプで構成した蒸発器１３が固定されている。この蒸発器１３の一端と他端との間に、圧縮機１４と、モータ１５ａにより駆動される冷却ファン１５が近傍に設けられた凝縮器１６と、膨張バルブ１７とが設けられて冷凍回路を構成している。また、この冷凍回路には、凝縮器１６及び膨張バルブ１７をバイパスするバイパス路１９が設けられており、同バイパス路１９にはホットバスバルブ１８が設けられている。

製氷板１２の裏面１２ｂの上方には、除氷用散水器２１が設けられている。除氷用散水器２１は多数の散水孔２１ａを備え、外部の水道管に接続された除氷用散水器パイプ２２を介して供給される水道水を製氷板１２の裏面１２ｂに流す。この除氷用散水器パイプ２２には、電気的手段を用いて開閉できるウォータバルブ２３が設けられている。製氷板１２の表面１２ａの上方には、製氷用散水器２４が設けられている。製氷用散水器２４は多数の散水口２４ａを備え、循環ポンプ２５により製氷水タンク１１から製氷用散水器パイプ２６を介して供給される製氷水を表面１２ａに流す。

製氷水タンク１１の近傍に逆転時パイプ２７が設けられている。循環ポンプ２５は正逆転が切り換え制御される電動のポンプで構成されており、正転時には製氷水タンク１１内の製氷水を製氷用散水器パイプ２６側に圧送し、逆転時には製氷水タンク１１内の製氷水を逆転時パイプ２７側に圧送する。逆転時パイプ２７には圧力バルブ２８が設けられている。圧力バルブ２８は弁体２８ａと、常時スプリング２８ｂとを備えている。弁体２８ａは、常時スプリング２８ｂの弾性力により逆転時パイプ２７と循環ポンプ２５との連通を禁止し、循環ポンプ２５が逆転して循環ポンプ２５から製氷水が圧送されたとき上方に変位して、逆転時パイプ２７と循環ポンプ２５との連通を許容する。また、圧力バルブ２８は電気的手段によって開いて、逆転時パイプ２７と循環ポンプ２５との連通を許容することも可能である。逆転時パイプ２７の出口は、製氷水タンク１１の中央に設けられると共に該製氷水タンク１１の最高液面高さを規定しているオーバフローパイプ３１の上面開口部の真上に設けられていて、逆転時パイプ２７を流通する製氷水はオーバフローパイプ３１を介して外部に排出されるようになっている。

逆転時パイプ２７の中間部はサブタンクパイプ３２を介してサブタンク３３に接続されていて、逆転時パイプ２７を流れる製氷水の一部はサブタンク３３にも供給されるようになっている。サブタンク３３はその底部にて製氷水タンク１１と連通している。また、サブタンク３３はフロートスイッチ３４を収容している。このフロートスイッチ３４は製氷水タンク１１内の液面の高さを検出するもので、該液面の高さが規定値以上であればオン状態となり、該液面の高さが規定位置未満に低下した場合はオフ状態となるものである。製氷板１２の下方には、製氷板１２の表面１２ａ上で形成された後に表面１２ａから落下する氷を貯氷庫３５に導く案内板３６が設けられている。案内板３６には複数個の案内板孔３６ａが設けられており，該案内板孔３６ａを通して水道水及び製氷水が製氷水タンク１１内に落下するように構成されている。また、流下式製氷機１の動作を制御するための制御装置６０が設けられ、図示しない電気回路にて、圧縮機１４と、モータ１５ａと、ホットガスバルブ１８と、ウォータバルブ２３と、循環ポンプ２５と、フロートスイッチ３４とにそれぞれ接続されている。

次に、この発明の実施の形態に係る流下式製氷機の動作について説明する。
流下式製氷機１の電源が入ると、制御装置６０によりウォータバルブ２３が開き、水道水が除氷用散水器パイプ２２を介して除氷用散水器２１に供給され、水道水は裏面１２ｂに沿って流れ落ち、案内板３６の案内板孔３６ａを介して製氷水タンク１１に流れ込み、製氷水として貯水される。製氷水タンク１１における製氷水の水位が上昇し、フロートスイッチ３４がオン状態になると、制御装置６０によりウォータバルブ２３は閉じられる。

次に、制御装置６０により圧縮機１４が起動する。また、ホットガスバルブ１８が閉じられる。ホットガスバルブ１８が閉じられることにより、蒸発器１３からの冷媒が圧縮機１４にて圧縮され、凝縮器１６、膨張バルブ１７、蒸発器１３の順に冷媒が循環する。圧縮機１４は気体状冷媒を吸引し圧縮して高温・高圧の気体へと変換する。高温・高圧の気体状冷媒は凝縮器１６へ流入する。凝縮器１６は高温・高圧の気体状冷媒を冷却ファン１５により冷却し、凝縮させて高温・高圧の液体状冷媒とする。凝縮器１６から流出した冷媒は膨張バルブ１７を流通する。膨張バルブ１７は高温・高圧状態の冷媒を膨張させて温度と圧力を下げ、低温・低圧の冷媒とする。冷媒は蒸発器１３へ流入し、蒸発器１３で、後述する表面１２ａの製氷水と熱交換することによって気体状冷媒に変化し、その際に表面１２ａの製氷水が冷却される。その後、冷媒は蒸発器１３の出口から流出し、圧縮機１４により吸引され圧縮される。

次に、製氷工程を行うため制御装置６０によりモータ１５ａが起動して冷却ファン１５が回転し、循環ポンプ２５が正転する。循環ポンプ２５により、製氷水タンク１１内の製氷水は製氷用散水器パイプ２６を介して製氷用散水器２４に供給される。このため、製氷板１２の表面１２ａには製氷水が流れる。蒸発器１３には膨張バルブ１７から冷たい冷媒が供給されて、蒸発器１３は製氷板１２を裏面１２ｂから冷却する。製氷板１２は熱伝導率の低いステンレスで構成されているので、蒸発器１３が密着している付近の製氷板１２の表面１２ａの温度のみが下がり，該表面１２ａ付近にて製氷水が凍結して氷が成長する。また、氷とならなかった余剰の製氷水は、案内板孔３６ａを介して製氷水タンク１１に再度流入する。

製氷水が凍結して氷が成長し、製氷水タンク１１内の製氷水が減少すると、製氷水タンク１１内の水位の低下によりフロートスイッチ３４がオフ状態になる。フロートスイッチ３４がオフ状態になると、制御装置６０は循環ポンプ２５を停止させる。これにより、表面１２ａへの製氷水の供給が停止し、製氷工程が終了する。制御装置６０は製氷工程が行われた回数を記録して保持している。製氷工程が行われた回数が、予め設定された回数以下の場合は、後述する除氷工程へ移行する。製氷工程が行われた回数が、予め設定された回数に達していた場合は、循環ポンプ２５が完全に停止した後、一定時間後に、制御装置６０は循環ポンプ２５を逆転させる。この逆転により、製氷水タンク１１内の製氷水が逆転時パイプ２７に圧送されるので、圧力バルブ２８が開き、製氷水タンク１１内の製氷水は逆転時パイプ２７を介してオーバフローパイプ３１に送られて外部に排出される。また、逆転時パイプ２７に流入した製氷水の一部はサブタンクパイプ３２を介してサブタンク３３に供給され、サブタンク３３及びフロートスイッチ３４を洗浄する。制御装置６０は、予め設定されていた排水時間に対応する時間だけ、循環ポンプ２５を逆転させた後、循環ポンプ２５を停止させて製氷水タンク１１の排水を終了し、製氷水タンク１１内の製氷水が逆転時パイプ２７に圧送されることを終了するので、圧力バルブ２８が閉じる。制御装置６０は、製氷工程が行われた回数の記録をリセットする。続いて、除氷工程に移行する。

次に、除氷工程を行うため、制御装置６０はホットガスバルブ１８及びウォータバルブ２３を開く。ホットガスバルブ１８を開いたことで、凝縮器１６及び膨張バルブ１７がバイパスされるため、蒸発器１３には圧縮機１４により圧縮されたホットガスが供給される。また、ウォータバルブ２３を開いたことで、裏面１２ｂへ水道水が供給され、水道水は裏面１２ｂに沿って流れ落ち、案内板孔３６ａを介して製氷水タンク１１へ落下して製氷水タンク１１へ給水される。蒸発器１３にホットガスが供給され、裏面１２ｂに水道水が供給されることで、製氷板１２及び蒸発器１３の温度が上昇して、表面１２ａに生成されていた氷が離氷し、案内板３６を介して貯氷庫３５に落下する。蒸発器１３の出口付近に設けられた温度センサ７２により、蒸発器１３の出口付近の温度が測定される。蒸発器１３の出口付近の温度が、予め設定されていた所定の温度を越えた状態での除氷工程の継続時間の計測結果から、表面１２ａでの除氷が完了したか、及び製氷水タンク１１に必要な水道水が供給されたかを制御装置６０が判定し除氷工程を終了する。以上の工程により、製氷工程及び除氷工程を含む製氷サイクルが完了する。以降は再度製氷サイクルの最初から製氷動作を行う。

製氷工程において、製氷水中の不純物の噛み込みが原因で圧力バルブ２８の閉弁不良が発生していると、製氷水タンク１１内の製氷水が排出され続けるため、製氷水タンク１１内の水位の低下によりフロートスイッチ３４がオフ状態になるまでの時間が、圧力バルブ２８の閉弁不良が発生していない状態に比して短くなる。このため、製氷工程の時間が短くなり、表面１２ａに生成される氷が小さくなる。フロートスイッチ３４がオフ状態になるまでの時間つまり製氷時間が、周囲温度、水温から予め計算されて制御装置６０に設定された製氷時間下限時間（所定時間）より短い場合、例えば、周囲温度０℃〜４０℃、水温５℃〜３５℃の環境では、通常製氷時間は２０分以上であるため、製氷時間が１５分以下となった場合は、圧力バルブ２８の閉弁不良が発生していると考えられる。このとき、制御装置６０により、製氷時間が製氷時間下限時間より短くなったと判定されると、制御装置６０は除氷工程の終了後に、圧力バルブ２８を強制的に数秒間開弁する。これにより、圧力バルブ２８によって噛み込まれていた不純物が押し流される。この数秒間の時間は、閉弁不良を解消し得る任意の時間でよい。圧力バルブ２８を強制的に数秒間開弁した後は、再度製氷サイクルの最初から製氷動作を行う。再度製氷サイクルを実施した際に、再び製氷時間が、周囲温度、水温から予め計算される製氷時間下限時間より短い場合、再度同様に圧力バルブ２８を強制的に数秒間開弁する処理を行う。圧力バルブ２８を強制的に数秒間開弁する処理は、閉弁不良が解消され、製氷時間が製氷時間下限時間より長くなるまで、繰り返し次の製氷サイクルに移行するタイミングで行われる。

このように、製氷板１２の表面１２ａにおいて製氷を行う製氷工程が終了した後に氷を取り除いて回収する除氷工程を行うことを繰り返すことにより、断続的に製氷を行う流下式製氷機１について、製氷工程中に表面１２ａにおいて製氷にかかる製氷時間が、予め設定された所定時間よりも短い場合に、圧力バルブ２８を開くことによって、製氷水の排水の水流によって、圧力バルブ２８が噛み込んだ不純物を押し流すので、圧力バルブ２８の閉弁不良を解消することができる。

この実施の形態では、製氷機は流下式製氷機１であったが、製氷機の方式を流下式に限定するものではなく、製氷部において製氷を行う製氷工程と、製氷部において生成した氷を取り除いて回収する除氷工程とを別工程で行うことにより、断続的に製氷を行う製氷機であれば、他の形式の製氷機であってもよい。

この実施の形態では、循環ポンプ２５に排水弁である圧力バルブ２８が接続されており、圧力バルブ２８に逆転時パイプ２７が接続されており、オーバフローパイプ３１は逆転時パイプ２７からオーバフローパイプ３１へ製氷水を排水することが可能な位置に配置されており、逆転時パイプ２７とオーバフローパイプ３１とは排水路となっているが、排水弁と排水路とは他の設け方をしてもよい。例えば、製氷水タンク１１の底部に排水弁を設け、該排水弁に下方に向けて排水路を接続して排水弁と排水路を構成してもよい。

1 流下式製氷機（製氷機）、１１製氷水タンク、１２製氷板（製氷部）、２８圧力バルブ（排水弁）。

Claims

氷を製氷する製氷部と、
製氷用水を貯蔵する製氷水タンクと、
前記製氷水タンクから製氷水を排水するための排水弁と、
を備え、
前記製氷部において製氷を行う製氷工程が終了した後に氷を取り除いて回収する除氷工程を行うことを繰り返すことにより、断続的に製氷を行う製氷機であって、
前記製氷工程中に前記製氷部において製氷にかかる製氷時間が、予め設定された所定時間よりも短い場合に、前記排水弁を開く製氷機。