JP2018013283A - 自動製氷機の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】製氷運転中は製氷水タンクの製氷水を製氷水ポンプで製氷部へ供給する。製氷水タンクへは外部から水が供給され、常に一定量の製氷水が貯留される。しかし、断水して水道水を製氷水タンクへ供給出来なくなったり、該製氷水タンクへ給水管に設けた給水弁が閉じたままになったりすると、該製氷水タンクへの水の供給が断たれてしまう。この場合は、製氷水タンクに貯留した製氷水を製氷水ポンプが送り切ると、製氷部への製氷水供給が断たれて製氷不能の状態を招いてしまう。【解決手段】製氷工程で製氷水ポンプＰＭの運転を開始した時点における温度センサＴＨの検知温度Ｔ１と、製氷水ポンプＰＭの運転開始から所定時間を経過した後における温度センサＴＨの検知温度Ｔ２とを比較し、温度センサＴＨの検知温度Ｔ１よりも該温度センサＴＨの検知温度Ｔ２が低い場合は、製氷水タンク２６へ製氷水が供給されていないと判断する。【選択図】図２

Description

この発明は、自動製氷機の制御方法に関し、更に詳しくは、例えば外部給水系から製氷水タンクへの水の供給が断たれて、該製氷水タンクから製氷部へ製氷水を供給できなくなった場合に、この断水状態を迅速に検知して製氷運転を中止することで不具合の拡大を早期に抑制する制御方法に関するものである。

例えば、下向きに開口する多数の製氷小室に製氷水を下方から噴射供給して、氷塊を製造する噴射式の自動製氷機が、喫茶店やレストラン等の施設、その他の厨房で好適に使用されている。この自動製氷機の概略構成を説明すれば、製氷機内に水平に配置した製氷室に、下方に開口する製氷小室が多数画成されると共に、該製氷室の上面には、冷凍系に連通する蒸発器が密着的に蛇行配置される。また、製氷室の直下には、支軸を介して水皿が傾動可能に枢支されると共に、該水皿の下部には所定量の製氷水を貯留する製氷水タンクが一体的に設けられている。この製氷方式は、製氷室を下方から水皿で開放自在に閉成するものでクローズドセル式と呼称される。しかし、製氷室を閉成する水皿がなく、該製氷室が開放した状態で製氷する方式もあり、これはオープンセル式と呼称される。更に、製氷部となる製氷板を直立または傾斜状態で配置し、該製氷板の上部から製氷水を散布流下させて板氷や三日月形の氷塊を製造する流下式の自動製氷機も用途に応じて広く使用されている。

本発明は、前述したように製氷水タンクにおける断水状態を早期に検知する方法に関するものであるが、当該発明の対象となる製氷機は前記クローズドセル式やオープンセル式その他流下式の何れであってもよい。そこで従来の自動製氷機について、前記クローズドセル式を例に挙げて以下説明する。

図７に示す従来技術に係るクローズドセル式の自動製氷機１０は、製氷機構１２と、冷凍系１４と、貯氷庫２０と、前記製氷機構１２および冷凍系１４を制御するマイクロコンピュータ等の制御手段Ｃ(図９参照)とを備えている。この自動製氷機１０は、前記冷凍系１４からの冷媒との熱交換により製氷機構１２で氷塊を生成する製氷運転と、該冷凍系１４からのホットガスとの熱交換により製氷機構１２から氷塊を離脱させる除氷運転とを交互に繰り返すよう構成されている。更に、自動製氷機１０には、前記除氷運転で製氷機構１２から離脱した氷塊を受け入れる貯氷庫２０が前記製氷機構１２の下方に設けられている。なお、前記自動製氷機１０は、電源を投入(ＯＮ)した際には、図１０に示すように、除氷運転と同様の順序で種々の機器が動作される起動初期運転を開始するように設定されている。

前記製氷機構１２は、図８に示すように、下向きに開口した製氷小室２２ａが多数形成された製氷室(製氷部)２２と、この製氷室２２の下方に配設され、製氷小室２２ａを斜め下方から開閉自在に閉成する水皿２４と、この水皿２４を製氷室２２に対して変位させる水皿開閉機構(開閉機構)２８とを備えている。また、前記水皿２４の下方には、図７に示す給水手段３８から供給された製氷水を貯留する製氷水タンク２６が一体的に設けられている。実施例の製氷室２２は熱伝導性のよい金属材料から形成され、碁盤目状に画成した多数の製氷小室２２ａで角状の氷塊を生成し得るようになっている。前記製氷室２２の上面には、前記冷凍系１４から導出した蒸発管２３が蛇行配置され、該蒸発管２３を流通する冷媒またはホットガスとの熱交換によって該製氷室２２の冷却または加熱がなされる。

前記製氷室２２の所要位置には、該製氷室２２の温度を測定する温度測定手段(製氷の完了検知および除氷の完了検知を行う)ＴＨが配設されている。この温度測定手段ＴＨによる製氷室２２の温度測定結果は、図７を参照して後述する製氷運転および除氷運転並びに水皿上昇のタイミング等の判定に用いられる。なお、温度測定手段(温度センサともいう)ＴＨとしては、例えばサーミスタ、白金測温抵抗体、熱電対等が好適に使用可能であり、その測定結果は前記制御手段Ｃに出力される。

前記水皿２４は、図７に示す如く、一方の側端部が製氷機本体に対し支軸２５を介して斜め下方へ回動可能に支持されると共に、他方の側端部が水皿開閉機構２８を構成するカムアーム２９にコイルスプリング３０を介して縣吊されている。前記水皿２４は、その上面が製氷小室２２ａの下方開口を塞いで前記製氷室２２と水平姿勢になる閉成位置(図８(ａ)参照)と、該製氷小室２２ａの下方開口を開放して氷塊を離脱させる傾斜姿勢になる開放位置(図８(ｂ)参照)との間で変位可能になっている。また前記水皿２４には、各製氷小室２２ａと対応する位置に噴射孔(図示せず)が設けられ、前記水皿開閉機構２８により閉成位置に保持された状態で、製氷水タンク２６中の製氷水を製氷水ポンプＰＭで圧送して前記噴射孔から各製氷小室２２ａへ噴射供給し得るようになっている。更に、前記水皿２４の上面には、前記製氷水タンク２６へ連通する戻り孔(図示せず)が形成され、該水皿２４に噴射されて氷結しなかった製氷水が該戻り孔を介して該製氷水タンク２６に回収されるようになっている。

前記カムアーム２９は、図９に示す制御手段Ｃの制御下に回転するアクチュエータモータＡＭに連結され、該アクチュエータモータＡＭの正逆回転に伴って正逆方向へ回動される。すなわち、前記水皿開閉機構２８は、前記コイルスプリング３０が接続されたカムアーム２９の延出端を上方に位置させることで、図８(ａ)に示す如く、前記水皿２４を閉成位置で保持する。また、アクチュエータモータＡＭの正回転によりカムアーム２９の延出端を上方位置から下方へ回動させることで、図８(ｂ)に示す如く、該水皿２４を閉成位置から開放位置へ移動変位させる。更に前記水皿開閉機構２８は、アクチュエータモータＡＭの逆回転によりカムアーム２９の延出端を下方位置から上方へ回動させることで、前記水皿２４を開放位置から閉成位置へ移動変位させる。前記水皿開閉機構２８は、アクチュエータモータＡＭの正逆回転に伴って回動するカムアーム２９と共に回動するよう配設された検知体３２を、検知センサ３３，３４が検知することにより、制御手段Ｃを介して該アクチュエータモータＡＭの回転を制御する。ここで前記検知センサは、カムアーム２９の回転に伴う検知体３２の回転軌跡に相対する位置に、前記水皿２４の開放位置および閉成位置に対応して配設され、例えばホール素子等の磁気センサや光電センサのような非接触式の検知手段が好適に採用される。

前記水皿開閉機構２８のアクチュエータモータＡＭは、制御手段Ｃによって所定のタイミングおよび所定の回転方向へ駆動制御される(図１０参照)。ここで、前記アクチュエータモータＡＭは、起動初期運転および除氷運転を開始すると、水皿開閉機構２８により水皿２４を下降(製氷室２２に対する開放動作)させるよう回転制御される。また、この起動初期運転および除氷運転において、前記アクチュエータモータＡＭは前記水皿２４を完全に開放した後に、製氷室２２から氷塊が離脱したことを条件として(実施例では除氷完了温度の検出)、逆回転して該水皿２４を上昇(製氷室２２に対する閉成動作)させるよう回転制御される。

前記製氷水タンク２６は、上方に開口する箱状体であって、前記水皿２４を内側に収容した状態で固定され、該水皿２４と共に変位傾動する。製氷水タンク２６は、製氷小室２２ａの下方を塞いだ閉成位置で水皿２４の支軸２５側の領域が深くなるように形成され(図８(ａ)参照)、この深く形成した部位の底部に前記製氷水ポンプＰＭの吸込口が接続される。また、前記製氷水タンク２６には、水皿２４の開放端側に排水口２７が設けられ(図８(ａ)参照)、閉成位置で排水口２７の位置までタンク内に製氷水を貯留し得るようになっている。すなわち、製氷水タンク２６は、閉成位置で底部と排水口２７との間に製氷運転１回分の製氷に足りる必要量の製氷水が貯留され、余剰の製氷水は排水口(図示せず)から外方へオーバーフローするよう構成される。また前記製氷水タンク２６は、開放位置で排水口２７が該製氷水タンク２６の最下部になり、該開放位置で製氷水の全量を外部に排出し得るよう構成される。なお、製氷水タンク２６の下方に排水皿３６が配設され(図７参照)、前記排水口から排出された製氷水を該排水皿３６が受けて機外へ排出する。

前記製氷水タンク２６の製氷水ポンプＰＭにより圧送された製氷水は、図８(ａ)の閉成位置において、前記水皿２４の噴射孔から製氷小室２２ａに噴射供給され、該製氷小室２２ａで氷結しないで流下した製氷水は、該水皿２４の戻り孔を介して前記製氷水タンク２６に回収される。そして製氷水タンク２６に回収された製氷水は、前記製氷水ポンプＰＭによって製氷小室２２ａに再び循環供給される。

前記給水手段３８は、図７に示すように、外部水道系に接続する給水管４０と、この給水管４０の開放端に接続して前記水皿２４の上方に位置する給水部４２と、該給水管４０の途中に設けた給水弁ＷＶとからなる。前記給水弁ＷＶは、制御手段Ｃの制御下に所定のタイミングで開閉され、製氷水を前記給水部４２から前記水皿２４に供給するようになっている。なお、前記水皿２４に供給された製氷水は、前記捩り孔を介して前記製氷水タンク２６に流下して貯留される。

前記冷凍系１４は、図７に示すように、圧縮機ＣＭ、凝縮器ＣＤ、該凝縮器ＣＤを空冷する冷却ファンＦＭ、膨張弁ＥＶおよび蒸発管２３を備え、これら各部材は冷媒配管１４ａで連結されて冷凍回路を構成している。前記冷凍系１４は、前記冷凍回路に加えて、前記凝縮器ＣＤおよび膨張弁ＥＶを介することなく、前記圧縮機ＣＭからの高温冷媒(ホットガス)を蒸発管２３に供給するバイパス管１５を備えている。すなわち、前記バイパス管１５は圧縮機ＣＭの吐出側と蒸発管２３の吸込み側とを連結し、該バイパス管１５の途中に切換弁であるホットガス弁ＨＶが配設されている。従って前記冷凍系１４は、圧縮機ＣＭ、冷却ファンＦＭおよびホットガス弁ＨＶが前記制御手段Ｃで制御され、製氷運転の際は前記ホットガス弁ＨＶを閉成したもとで圧縮機ＣＭおよび冷却ファンＦＭを駆動して、冷凍回路に冷媒を循環させ、前記膨張弁ＥＶを開放することで製氷室２２(蒸発管２３)が冷却される。また、除氷運転の際は前記ホットガス弁ＨＶを開放すれば、前記バイパス管１５を介してホットガスが蒸発管２３に供給されて、該蒸発管２３により製氷室２２が加熱される。このとき、前記圧縮機ＣＭの駆動を継続すると共に、冷却ファンＦＭは停止する。

(起動初期運転について)
次に、図７〜図９に示すクローズドセル式製氷機の製氷工程および除氷工程につき、図１０を参照して説明する。図１０は、自動製氷機１０の電源を投入した起動初期に行われる初期運転からの各サイクルを示している。すなわち初期運転は、氷が製氷室に残った状態(例えば製氷中に停電し電源がＯＦＦした場合など)から電源ＯＮして製氷運転を開始すると、正常な氷に成長する前の異形氷を生ずるおそれがあるので、それを回避するため設定されるサイクルである。図１０において、自動製氷機１０の電源(図示せず)を投入(オン)すると、前記制御手段Ｃで設定した所要時間だけ運転の立ち上げを待機した後に、前記圧縮機ＣＭが作動して前記冷凍系１４における冷媒を圧縮する。また前記アクチュエータモータＡＭが回転し、前記水皿２４を傾動させて前記製氷室２２を開放すると共に、前記ホットガス弁ＨＶが開放(ＯＰＥＮ)して前記圧縮機ＣＭからのホットガス(熱冷媒)を前記蒸発管２３に供給して該製氷室２２の加熱を行う。また、前記待機時間を経過後に所定時間を置いて、前記給水弁ＷＶが開放して前記水皿２４へ製氷水を供給し、該製氷水は該水皿２４に開設した多数の捩り孔を介して前記製氷水タンク２６へ流下して貯留される。この製氷水の供給は、前記水皿２４の上面に氷が残留している場合にこれを融解させて除去するために行われる。

前記製氷室２２の適所に設けた前記温度測定手段ＴＨが、該製氷室２２での除氷完了温度を検知すると、その検知信号を前記制御手段Ｃに出力する。これにより前記制御手段Ｃは、前記ホットガス弁ＨＶを閉じると共に、前記アクチュエータモータＡＭを逆転動作させて前記水皿２４を上昇させることで前記製氷室２２を下から閉成する。なお、前記水皿２４の最大下降位置および最大上昇位置は、前記検知体３２および検知センサ３３，３４により検出されて、前記制御手段ＣからアクチュエータモータＡＭへ停止信号が出力される。ここまでの各部材の動作は、自動製氷機１０を本格起動させるための初期運転であるが、この起動初期運転では念のために前記水皿２４を製氷室２２から開放させる動作が入るので除氷運転と把えることができる。

(製氷運転について)
前述した起動初期運転が終了した時点で、前記水皿２４は製氷室２２を下方から閉成して製氷運転の待機状態になる。このタイミングにおいて、前記給水弁ＷＶが所定時間開放して前記製氷水タンク２６に製氷水を供給する。これは、次に回転を開始する前記製氷水ポンプＰＭが空運転しないようにするためである。また水皿２４の閉成を前記検知体３２および検知センサ３３，３４が検知し、製氷水タンク２６への製氷水の供給が完了すると、前記製氷水ポンプＰＭが回転して製氷水タンク２６中の製氷水を圧送し、該水皿２４の噴射孔から前記製氷室２２の各製氷小室２２ａへ製氷水を噴射供給する。また、前記膨張弁ＥＶが開放(ＯＰＥＮ)し、図７に示す冷凍系１４における高圧液化冷媒の圧力を解放した状態で前記蒸発管２３へ送り込む。これにより前記蒸発管２３に接触している前記製氷室２２は冷却され、各製氷小室２２ａの内壁面に製氷水が氷結して次第に氷塊に成長する。なお、前記製氷小室２２ａで氷結しなかった製氷水は、前述したように、前記水皿２４の捩り孔から流下して前記製氷水タンク２６に貯留され、前記製氷水ポンプＰＭにより製氷室２２へ循環供給される。

(除氷運転について)
前記製氷室２２の温度を監視している前記温度測定手段ＴＨが所定の温度降下を検知すると、該製氷室２２での製氷が完了していると判断して除氷運転に移行する。すなわち、図１０に示すように、前記製氷水ポンプＰＭおよび冷却ファンＦＭの運転を停止すると共に、前記膨張弁ＥＶを閉じて前記蒸発管２３への冷媒供給を停止する。また、前記ホットガス弁ＨＶを開いて前記バイパス管１５から高温の冷媒を前記蒸発管２３に供給し、前記製氷室２２を加熱すると共に、前記アクチュエータモータＡＭを回転させて製氷室２２からの前記水皿２４の開放を開始する。更に、所定時間を経た後に前記給水弁ＷＶが開放して、外部水道系からの常温の水を前記水皿２４に供給することで、該水皿２４に氷結している氷の融解を促進する。前記アクチュエータモータＡＭの回転が進行すると、前記水皿２４は図８(ｂ)に示す位置まで傾動して前記製氷室２２を完全に開放する。前記水皿２４が完全に開放すると、前記検知体３２および検知センサ３３，３４の検知作用下に前記アクチュエータモータＡＭは停止するが、前記ホットガス弁ＨＶの開放は継続され、前記製氷室２２は引き続き加熱される。この間に、前記製氷小室２２ａで生成された角氷は自重で落下し、傾斜している前記水皿２４の上を滑落して前記貯氷庫２０に貯留される。そして、前記温度測定手段ＴＨが除氷完了温度を検知すると、前記ホットガス弁ＨＶは閉成して前記蒸発管２３へのホットガスの供給を停止する。このタイミングで前記アクチュエータモータＡＭは反転を開始して、前記水皿２４を製氷室２２に向けて上昇させ該製氷室２２を下から閉成する。また、前記冷却ファンＦＭが回転を開始して、前記圧縮機ＣＭからの冷媒を凝縮器ＣＤで凝縮する。前記アクチュエータモータＡＭが前記水皿２４を上昇させ前記製氷室２２を完全に閉成すると、該アクチュエータモータＡＭの回転は停止する。以後貯氷庫２０が満タンになるまで製氷運転と除氷運転とを反復する。

特開２０１４−５９４５号公報

前述したクローズドセル式の製氷機に限らず、その他オープンセル式や流下式の製氷機にも共通することであるが、該製氷機の製氷運転中は製氷水タンクに貯留した製氷水を製氷水ポンプで製氷部へ供給して、該製氷部で徐々に氷を成長させる。また、前記製氷水タンクへは外部水道系からの水が供給され、常に一定量の製氷水が貯留されるようになっている。しかし、例えば前記外部水道系が断水して水道水を前記製氷水タンクへ供給出来なくなったり、該製氷水タンクへ水道水を供給する給水管に設けた給水弁が故障して閉じたままになったりすると、該製氷水タンクへの水の供給が断たれてしまうことになる。この場合は、前記製氷水タンクに貯留した製氷水を製氷水ポンプが送り切ると、前記製氷部への製氷水供給が断たれて製氷不能の状態を招いてしまう。

このため従来より、製氷水タンクにおける断水の検知手段が提案されている。例えば、製氷部での製氷完了に到る時間を監視する方法がある。これは、前記製氷水タンクへの製氷水の供給が断たれると、前記製氷部へは製氷水が供給されない(水負荷がない)ことになるために、製氷完了に要する通常の時間よりも早く前記製氷完了を検知(例えば温度センサにより)してしまう。従って、正常な状態(断水していない)における製氷時間と、断水により短縮された製氷時間とを対比し、その時間差をもって断水を検知するようにしたものである。

しかし、このように製氷に要する時間を監視する方法では、必ず１サイクル分だけは製氷運転を続行しなくてはならない。このため、冷凍系における圧縮機への低温冷媒の戻りや、製氷水ポンプにおける空運転の継続を許容しなければならない欠点がある。このことは、断水状態での無理な製氷運転により各部品の寿命を縮めることを意味する。そこで、この過負荷状態での運転に耐え得る材質の特殊部品を使用することが考えられるが、これは製造コストの増加につながり好ましくない。また、四季変化に伴う周囲温度の違いや、外部水道系からの水道水の温度差等に依存して製氷時間は異なり得るために、前記時間差による判定には更に一工夫する必要もある。

また、別の断水検知手段として、前記製氷水ポンプの回転数を監視する方法が提案されている。すなわち、前記製氷水タンクへの水の供給が断たれると製氷水ポンプは空運転するために、通常の製氷運転時と断水による運転時とでは、該製氷水ポンプの回転数が変動する。そこで、製氷水ポンプの駆動モータにＤＣモータを使用している場合は、該ＤＣモータの回転数の変化により断水の有無を検知することができる。なお、ＤＣモータでない場合は、モータを駆動する際の電流変化を監視してもよい。しかし、製氷水ポンプの回転数で断水状態の有無を判定する方法は、ＤＣモータを用いないと回転数の検出が難しい。また、回転数の変動は、製氷水ポンプにおける空気の噛み込み(キャビテーション)や異物の混入等、他の状況でも起こり得るために、断水を判定するのには確実性の点で向いていない。

前記課題を解決し、所期の目的を達成するため請求項１に記載の発明は、
冷凍系に接続する蒸発管により冷却される製氷部と、外部給水源から給水弁を介して供給される製氷水を貯溜する製氷水タンクと、前記製氷水タンクに貯溜した製氷水を前記製氷部に向けて供給する製氷水ポンプと、前記製氷部の温度を検知する温度センサとからなり、
除氷工程では前記蒸発管に高温の気化冷媒を通過させて前記製氷部を加熱して除氷し、
製氷工程では前記蒸発管に膨張した気化冷媒を通過させて前記製氷部を冷却した後、前記製氷水ポンプを運転して前記製氷水タンクから製氷水を前記製氷部に供給して氷を製造するようにした自動製氷機において、
前記製氷工程で前記製氷水ポンプの運転を開始した時点における前記温度センサの検知温度Ｔ１と、前記製氷水ポンプの運転開始から所定時間を経過した後における前記温度センサの検知温度Ｔ２とを比較し、
前記温度センサの検知温度Ｔ１よりも該温度センサの検知温度Ｔ２が低い場合は、前記製氷水タンクへ製氷水が供給されていないと判断することを要旨とする。
請求項１に係る発明によれば、製氷室の初期の温度変化を検知して、断水判定することで、圧縮機やポンプモータにかかる異常負荷を軽減し、部品の故障を抑制できる。しかも温度を検知して判定するために、ポンプ回転数の判定により断水以外を断水としてしまう如き誤検知は生じない。また、製氷時間の検知によって周囲温度や水温による時間の変動を考慮する必要もないため、比較的容易に断水検知ができる。

請求項２に記載の発明では、前記製氷工程において、前記温度センサが前記製氷部が所定温度以下であることを検知した後に、前記製氷水ポンプの運転を開始するようにしたことを要旨とする。
請求項２に係る発明によれば、製氷室の初期の温度変化を検知して、断水判定することで、圧縮機やポンプモータにかかる異常負荷を軽減し、部品の故障を抑制できる。

請求項３に記載の発明では前記製氷工程において、前記温度センサの検知温度Ｔ１と該温度センサの検知温度Ｔ２との比較を複数回実施するようにしたことを要旨とする。

請求項４に記載の発明では、前記温度センサとは別に製氷水の温度を検知する水温検知センサを有し、該水温検知センサが検知した製氷水の温度が低い場合は、前記温度センサの検知温度Ｔ１と該温度センサの検知温度Ｔ２との比較を反復するようにしたことを要旨とする。
請求項４に係る発明によれば、ポンプ回転後の温度上昇を水温が低い場合に複数回検知して判定することで、誤検知を防止することができる。

請求項５に記載の発明では、前記水温検知センサが検知した製氷水の温度が高い場合は、前記温度センサの検知温度Ｔ１と該温度センサの検知温度Ｔ２との比較を所要の間隔を空けて少なくとも１回行うようにしたことを要旨とする。

本発明によれば、外部給水系から製氷水タンクへの水の供給が断たれて、該製氷水タンクから製氷部へ製氷水を供給できなくなった場合に、この断水状態を迅速に検知して製氷運転を中止等の対応を取り得るので、不具合の拡大を早期に抑制することができる。

本発明の実施例１および２の制御方法に関する説明図であって、(ａ)は製氷水タンクに製氷水が貯留された正常状態を示す製氷機構の一部断面図、(ｂ)は正常状態における温度センサの検知状況を示すグラフ図である。 本発明の実施例１および２の制御方法に関する説明図であって、(ａ)は製氷水タンクに製氷水が貯留されていない断水状態を示す製氷機構の一部断面図、(ｂ)は断水状態における温度センサの検知状況を示すグラフ図である。 本発明の実施例３の制御方法において、製氷水ポンプを回転してから温度センサによる温度検知を複数回行っている状態を示すグラフ図である。 本発明の実施例３の制御方法において、製氷水の温度が高いときは温度センサによる温度検知の回数を減らしてもよいことを示すグラフ図である。 本発明の変更例の制御方法を示すグラフ図である。 本発明の変更例の別の制御方法を示すグラフ図である。 従来技術に係る自動製氷機を示す概略構成図である。 図７に示す製氷機の製氷機構を一部破断して示す概略正面図であって、(ａ)は水皿が閉成位置にあり、(ｂ)は水皿が開放位置にある。 図７に示す製氷機の制御ブロック図である。 図７に示す製氷機における製氷サイクルを示すタイミングチャート図である。

次に、本発明に係る自動製氷機の制御方法について、好適な実施例を挙げて説明する。なお、自動製氷機の構成および製氷運転と除氷運転とのサイクルを反復する制御手順は、図７〜図１０で説明した通りであるので、これらに関する説明は省略する。

(実施例１)
図１０のタイムチャートに示す自動製氷機の製氷運転に関して、図１(ａ)に示す温度測定手段ＴＨが除氷完了を検知すると、前記アクチュエータモータＡＭが回転して開放中の水皿２４を製氷室２２に向けて閉成させる。また膨張弁ＥＶが開放して前記製氷室２２の冷却を開始すると、図１(ｂ)に示すように、製氷水ポンプＰＭが運転を開始するまでの間に該製氷室２２の温度は或る程度下がって行く。すなわち、製氷水タンク２６に製氷水が所定水位まで貯留されている場合の正常運転では、製氷室２２の温度を検知する温度測定手段ＴＨの検出温度は、図１(ｂ)に示すように、前記水皿２４の上昇(閉成)中に徐々に下がって行き、製氷水ポンプＰＭが回転を始めると製氷水タンク２６に貯留された暖かい製氷水が該製氷室２２へ噴射供給されるため、一時温度を上昇させる。

しかし、何等かの不都合により断水を生じ、図２(ａ)に示すように製氷水タンク２６に製氷水が貯留されていないと、製氷水ポンプＰＭを回転させても製氷水を製氷室２２へ供給できない。このため、前記製氷室２２の温度を検知する温度測定手段ＴＨの検出温度は、図２(ｂ)に示すように製氷室２２を閉じ始めたときから継続して下がって行く。

ここで、前記製氷水ポンプＰＭが回転し始める動作時を起点とする前記温度測定手段ＴＨの検知温度をＴ１とする。また、前記製氷水ポンプＰＭの回転開始から一定時間経過後(例えば１０秒から１２０秒程度の適時)における前記温度測定手段ＴＨの検出温度をＴ２とする。すると、図１(ｂ)に示す正常運転時における如く、検出温度Ｔ１より検出温度Ｔ２が高い場合(Ｔ１＜Ｔ２)は、断水がなく正常運転下にあると判断して製氷運転を継続させる。また、図２(ｂ)に示すように、検出温度Ｔ１よりも検出温度Ｔ２が低い場合(Ｔ１＞Ｔ２)は断水していると判断して製氷を停止し、初期運転からやり直すなどの断水に対する保護動作を行う。この保護動作としては、製氷機の運転を完全に停止するようにしてもよいし、製氷運転を中断した後に初期運転からやり直すようにしてもよい。

このように実施例１の発明によれば、製氷室の初期の温度変化を検知して断水の有無を判定することができ、圧縮機や製氷水ポンプにかかる異常負荷を軽減させると共に、部品の故障を抑制できる。また、温度を検知して判定するため、製氷水ポンプにおける駆動モータの回転数の判定により断水以外を断水と誤検知してしまうことがない。更に、製氷時間の検知により周囲温度や水温による時間の変動を考慮する必要もないため、比較的容易に断水検知ができる。

(実施例２)
この実施例２の制御方法は、基本的に前述した実施例１の内容と同じであるが、製氷水ポンプＰＭを動作させるタイミングが若干相違している。すなわち、自動製氷機ではあっても冷凍能力が低い機種であったり、外部水道系から製氷水タンク２６へ供給される水の温度が比較的低い場合は、前記製氷水ポンプＰＭが回転を開始して製氷水を前記製氷室２２に供給したときに、該製氷室２２の温度上昇が小さいことが想定される。このような場合を想定して、判定条件としての前記Ｔ１とＴ２との温度差を小さく設定(例えば１度程度)する方法が考えられる。しかし、このときは前記Ｔ１とＴ２との温度差が極めて小さいために、制御部が誤って断水状態と誤判定してしまうことがある。

そこで実施例２では、前記温度測定手段ＴＨが製氷室２２の温度が０℃以下であることを検知したことを条件として、その後に前記製氷水ポンプＰＭの回転を開始する。これにより、前記製氷水タンク２６への給水温度が通常は５℃以下になることは先ずないので(製氷機の設計仕様でも、給水温度は５℃以上と定めている)、前記製氷水ポンプＰＭが回転して製氷水を前記製氷室２２へ供給したときは、該製氷室２２の温度は確実に上昇しているので、断水と誤って検知することはない。なお、前記の０℃は一例であって、５℃以下であれば何℃であってもよく、０℃〜−３℃位が適当である。

この実施例２によれば、製氷室２２が０℃以下になってから製氷水ポンプＰＭを運転することで、ポンプ回転後の製氷室２２の温度上昇を確実に検知できるようになった。また、製氷室２２の温度を０℃以下に下げてから製氷水ポンプＰＭを運転することで、該製氷室２２に冷熱を溜めることができるため、製氷水の噴射供給が始まってからの負荷上昇(圧力上昇、電力上昇)を有効に抑制することができる。

(実施例３)
実施例３の制御方法は、基本的に前述した実施例１の内容と同じである。但し、製氷水ポンプＰＭの回転開始から数秒おきに、前記温度測定手段ＴＨとは別に設けた水温検知センサによる製氷水の温度検知を行う。すなわち、図３に示すように、製氷水ポンプＰＭの回転開始から、数秒おきに何度かの検知を行い、元の温度ポンプ動作時の温度Ｔ１と比べて、例えば３回や５回など温度が高い状態が続いたら正常と判断する。例えば、図３において時間Ｔ２、Ｔ３・・・Ｔｍと複数回温度検知を行う。この場合に、測定する間隔や回数は、水温により変化させてもよい。このように、水温が低い場合は、短い間隔で２〜３回程度検知を行うことで誤検知を防止できる。更に、水温が高い場合は、製氷水ポンプＰＭの回転後の温度上昇が大きく、上昇している時間も長いため、図４に示すように、１０〜２０秒おきに数回程度で検知することで充分である。なお、水温が高い場合では、前記水温検知センサの温度上昇も大きいため、比較的長い間を空けて(１０秒程度)１回検知してもよい。

実施例３によれば、ポンプ回転後の温度上昇を水温が低い場合に複数回検知して判定することで、誤検知を防止する。

(変更例)
実施例１の制御方法において、図５に示す通り、実際の動きとしては、製氷水ポンプＰＭが運転を開始してから、実際に製氷室２２の温度が上昇し始めるまでには数秒のタイムラグがある。これは、製氷水ポンプＰＭが回転し始めたのち、製氷水タンク２６から水皿２４への送水路へ製氷水が回り該製氷室２２に当たるまでの時間であって、数秒程度である。但し、この間も製氷室２２の温度は下がってきている。そこで、製氷室２２の温度差をより多くとって断水の判定を一層確実にするため、製氷水ポンプＰＭの運転開始よりも数秒程度遅れて検知した温度を基準とする(図５においてＴ１’を上述のＴ１とする)。これにより、製氷水ポンプＰＭの運転後との温度差はより大きくなるため、誤って断水の判定をしてしまう事態を抑制することができる。

なお、実施例３の場合は、製氷室の温度検知を数回行うが、この変更例では前述したタイムラグを考慮することで、基準となるポイント(Ｔ１’)をできるだけ下限温度として、これと比較される温度Ｔ２との温度差を確実に大きくとり、従って誤検知を防止することができる。このように検知を１回にすることで、プログラムの複雑化を回避し得る。また、製氷水ポンプＰＭの運転開始より数秒のちの温度を基準にとることで、該ポンプＰＭの回転後との温度差が大きくなり誤検知を抑制することができる。更に、図６に示すように、実施例３と比較して低温であってもシンプルなプログラムで比較的誤検知を抑制できる利点がある。

１４ 冷凍系，２２ 製氷室(製氷部)，２３ 蒸発管，２６ 製氷水タンク，
４２ 給水弁，ＰＭ 製氷水ポンプ，ＴＨ 温度測定手段(温度センサ)，

Claims (5)

1. 冷凍系(14)に接続する蒸発管(23)により冷却される製氷部(22)と、外部給水源から給水弁(42)を介して供給される製氷水を貯溜する製氷水タンク(26)と、前記製氷水タンク(26)に貯溜した製氷水を前記製氷部(22)に向けて供給する製氷水ポンプ(PM)と、前記製氷部(22)の温度を検知する温度センサ(TH)とからなり、
   除氷工程では前記蒸発管(23)に高温の気化冷媒を通過させて前記製氷部(22)を加熱して除氷し、
   製氷工程では前記蒸発管(23)に膨張した気化冷媒を通過させて前記製氷部(22)を冷却した後、前記製氷水ポンプ(PM)を運転して前記製氷水タンク(26)から製氷水を前記製氷部(22)に供給して氷を製造するようにした自動製氷機において、
   前記製氷工程で前記製氷水ポンプ(PM)の運転を開始した時点における前記温度センサ(TH)の検知温度Ｔ１と、前記製氷水ポンプ(PM)の運転開始から所定時間を経過した後における前記温度センサ(TH)の検知温度Ｔ２とを比較し、
   前記温度センサ(TH)の検知温度Ｔ１よりも該温度センサ(TH)の検知温度Ｔ２が低い場合は、前記製氷水タンク(26)へ製氷水が供給されていないと判断する
   ことを特徴とする自動製氷機の制御方法。
2. 前記製氷工程において、前記温度センサ(TH)が前記製氷部(22)が所定温度以下であることを検知した後に、前記製氷水ポンプ(PM)の運転を開始するようにした請求項１記載の自動製氷機の制御方法。
3. 前記製氷工程において、前記温度センサ(TH)の検知温度Ｔ１と該温度センサ(TH)の検知温度Ｔ２との比較を複数回実施するようにした請求項１または２記載の自動製氷機の制御方法。
4. 前記温度センサ(TH)とは別に製氷水の温度を検知する水温検知センサを有し、該水温検知センサが検知した製氷水の温度が低い場合は、前記温度センサ(TH)の検知温度Ｔ１と該温度センサ(TH)の検知温度Ｔ２との比較を反復するようにした請求項３記載の自動製氷機の制御方法。
5. 前記水温検知センサが検知した製氷水の温度が高い場合は、前記温度センサ(TH)の検知温度Ｔ１と該温度センサ(TH)の検知温度Ｔ２との比較を所要の間隔を空けて少なくとも１回行うようにした請求項４記載の自動製氷機の制御方法。

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