JP2771530B2 - 製氷機の運転制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （イ） 産業上の利用分野 本発明は板体にそって製氷用水を流下させ、前記板体
の表面に氷を形成する製氷機の運転制御装置に関する。 （ロ） 従来の技術 例えば特公昭58−17391号公報には製氷室の氷結部内
に熱電対の接点を配置し、前記製氷室に生成する氷の温
度変化に対応して発生する前記熱電対の起電力が一定値
に達した際、該熱電対が接続された差動増幅回路に一定
の出力電圧を生じさせ、この出力電圧によりリレーを付
勢してホットガス弁を開放し、除氷を行うよう構成する
自動電子製氷制御装置が開示されている。 （ハ） 発明が解決しようとする問題点 上記従来の技術において、製氷部内に成長した氷と熱
電対との接触により氷の成長を検知することができる
が、製氷運転終了後の除氷操作により製氷室より氷が落
下して除氷が完了したとき、この除氷完了を検出する適
当な検出装置を別に設けなければならないという問題点
が発生していた。本発明は前記問題点を解決すると共
に、製氷機の周囲温度の変化に伴い、製氷機の製氷能力
が変化した場合にも、確実に製氷と除氷完了とを検出す
ることを目的とする。 （ニ） 問題点を解決するための手段 本発明は上記問題点を解決するために、表面にそって
製氷用水が流されて該表面に氷が形成される板体と間隔
を存して設けられ、前記氷の表面を流れる前記製氷用水
を検知して信号を出力する温度センサと、該温度センサ
から前記信号を入力して動作して製氷検出信号を出力す
る氷検出回路とを備えた製氷機の運転制御装置におい
て、前記氷検出回路から製氷検出信号を入力してからさ
らに前記氷を成長させて前記温度センサに接触させるた
めに十分な時間遅延して製氷運転を停止させるための信
号を出力する遅延タイマ回路を備え、前記製氷機の周囲
温度に基づいて変化する製氷運転時の製氷能力に応じて
製氷運転を停止するまでの遅延時間を変化させ、前記製
氷能力が低いときには前記遅延時間を長くして、前記製
氷能力が高いときには前記遅延時間を前記製氷能力が低
いときより短くすることを特徴とする製氷庫の運転制御
装置を提供するものである。 （ホ） 作用 製氷運転により板体表面に氷が成長し、この氷の表面
を流れる水により温度センサが冷やされ、製氷を検知し
てから製氷運転が停止するまでの間に遅延時間を設け、
この遅延時間を例えば季節の変化により変化する製氷機
の製氷能力に応じて変化させ、前記製氷能力が高いとき
には前記遅延時間を短くし、前記製氷能力が低いときに
は前記遅延時間を前記製氷能力が高いときより長くし、
製氷運転が停止したときには、前記温度センサは製氷能
力の変化に関係なく氷に密着する。 （ヘ） 実施例 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明
する。 第３図は本発明に係る製氷機の概略縦断面図で、
（１），（１）は間隔を存して略平行に設けられた板体
で、例えばステンレスで構成されている。又（２）は板
体（１），（１）の上部に設けられた製氷運転用の散水
パイプ、（Ｐ）は給水パイプで、この給水パイプ（Ｐ）
の一端は水道管（図示せず）に接続され、他端は散水パ
イプ（P₃）に連続し、給水パイプ（Ｐ）には水道水の給
水を制御する電磁弁（40）が設けられている。さらに、
（３）は板（１），（１）の下方に設けられた貯水タン
クで、（3P）はオーバーフローパイプである。ここで、
板体（１），（１）は左右上下の方向に適当間隔を存し
て設けた複数個の製氷核（４），（４）…が含んでい
る。そして、これら製氷核（４），（４）…は例えば銅
等の熱伝導のよい金属にスズメッキしたものである。さ
らに、相対向した製氷核（４），（４）の間には冷凍装
置を構成する蒸発管（５），（５）が熱伝導的に挾持さ
れている。ここで、冷凍装置は第６図に示したように電
動圧縮機（26）、送風機（41）によって強制空冷される
凝縮器（42）、減圧装置としての膨張弁（43）、蒸発管
（５）を環状に接続して構成される。又、（６）は貯水
タンク（３）と散水パイプ（２）との間にわたされた送
水管で、この送水管には送水ポンプ（７）が設けられて
いる。さらに（Ｓ）はサーミスタ等の温度センサで、こ
の温度センサは板体（１）と間隔を存し製氷核（４）と
相対向して設けられている。 さらに第１図は製氷機の概略運転回路のブロック図を
示し、（８）は第１温度センサ（S₁）に接続された氷検
出回路、（９）は遅延タイマ回路で、この遅延タイマ回
路は氷検出回路（８）から製氷検出信号を入力してから
さらに氷が成長し、第１温度センサ（S₁）に氷を接触さ
せるのに十分な時間例えば数十秒から数分製氷運転を継
続させるものである。又、（S₂）は冷凍装置の凝縮器
（42）の出口側パイプに設けられ、凝縮温度を検出する
サーミスタ等の第２温度センサ、（10）は遅延タイマ回
路（９）から製氷完了信号を入力する出力回路で、この
出力回路（10）の出力に基づいて製氷運転が制御され
る。 上記第１図のブロック図において、製氷運転により氷
が次第に成長して、氷の表面を流れる略０℃の水が第１
温度センサ（S₁）に接触し、第１温度センサ（S₁）の端
子電圧が上昇すると氷検出回路（８）は動作して製氷検
出信号を遅延タイマ回路（９）へ出力する。ここで、例
えば外気温度が高く凝縮温度が高くて製氷能力が低いと
きには、凝縮温度を検知する第２温度センサ（S₂）の端
子電圧に基づいて遅延タイマ回路（９）は動作し、製氷
検出信号を入力してからさらに氷が成長して氷が第１温
度センサ（S_n）に接触するのに十分な時間例えば略２分
経過してから製氷完了信号を出力回路（10）へ出力す
る。そして出力回路（10）は動作して製氷運転停止信号
を出力し、圧縮機（26）及び送水ポンプ（７）が停止す
ることにより、蒸発管（５）への冷媒循環及び散水パイ
プ（２）からの水の散水は停止して製氷運転は停止す
る。又、例えば外気温度が低く凝縮温度が低くて製氷能
力が高いときには、第２温度センサ（S₂）の端子電圧に
基づいて遅延タイマ回路（９）は動作して、製氷検出信
号を入力してから製氷能力が低いときよりも短い例えば
略40秒経過し、氷と第１温度センサ（S₁）とが密着して
から製氷完了信号を出力回路（10）へ出力する。そし
て、出力回路（10）は動作して製氷運転停止信号を出力
し、製氷運転は停止される。 又、第２図は製氷機の運転制御回路で、第１図と同符
号のものは同様なものとする。 第２図の（15）は第１温度センサ（S₁）に直列接続さ
れた定電流ダイオード、氷検出回路（８）の（16）は第
１増幅器、（17）はヒステリシスコンパレータである第
１比較器で、第１温度センサ（S₁）の端子電圧は第１抵
抗（R₁）を介して第１増幅器（16）のマイナス入力端子
に入力されると共に、第２抵抗（R₂）と第１コンデンサ
（C₁）とを介して第１増幅器（16）のプラス入力端子に
入力され、さらに、第１比較器（17）のマイナス入力端
子に入力される。又、（R₃）は第１増幅器（16）の帰還
回路を構成する第３抵抗、（R₄）は第４抵抗、（R₅）は
第１比較器（17）の帰還回路を構成する第５抵抗であ
る。（20）は遅延タイマ回路（９）の第２増幅器で、第
１比較器（17）の出力端子は第１ダイオード（D₁）を介
して第２増幅器（20）のマイナス入力端子に接続されて
いる。又、（R₆），（R₇）は第２増幅器（20）のマイナ
ス入力端子の基準入力電圧を決める第6,第７抵抗、
（R₈）は第２温度センサ（S₂）と直列接続された第８抵
抗で、第２温度センサ（S₂）と第８抵抗（R₈）との中点
は第２増幅器（20）のプラス入力端子に接続されてい
る。さらに、（R₉）は第２増幅器（20）の帰還回路を構
成する第９抵抗、（D₂）と（R₁₀）は夫々第２ダイオー
ドと第10抵抗、（D₃）と（R₁₁）は夫々第３ダイオード
と第11抵抗、（C₂）は第２コンデンサである。 又、（21）は第２比較器で、上記第２ダイオード
（D₂）は第２増幅器（20）の出力端子から第２比較器
（21）のマイナス入力端子への方向が順方向になるよう
に接続され、第３ダイオード（D₃）は第２比較器（21）
のマイナス入力端子から第２増幅器（20）への方向が順
方向になるように接続されている。又、（R₁₂）と
（R₁₃）は夫々第２比較器（21）のプラス入力端子の基
準入力電圧を決める第12抵抗と第13抵抗、（R₁₄）は帰
還回路を構成する第14抵抗である。さらに（R₁₅）は出
力回路（10）の第15抵抗、（TR）は第２比較器（21）の
出力端子が第15抵抗（R₁₅）を介してベースに接続され
たトランジスタ、（RC）はリレー（Ｒ）のリレーコイル
で、リレーコイル（RC）はトランジスタ（TR）により通
電が制御される。又、（D₄）は第４ダイオードである。 （25）は圧縮機（26）及び送水ポンプ（７）への通電
を制御する通電制御回路で、（27）は交流電源、（RS）
はリレー（Ｒ）のリレースイッチ、（28）は始動装置で
ある。 以下、上記運転制御回路の動作について説明する。例
えば製氷機の使用者がその日初めて製氷機を使用するた
めに電源を投入したときには、定電流ダイオード（15）
を介して第１温度センサ（S₁）は通電され次第に温度は
上昇する。又、第１コンデンサ（C₁）は第２抵抗（R₂）
を介して次第に充電され、第１増幅器（16）のマイナス
入力端子の電圧（以下マイナス側入力電圧という）はプ
ラス入力端子の電圧（以下プラス側入力電圧という）よ
り高く、第１増幅器（16）の出力は低い。又、第１比較
器（17）のマイナス側入力電圧は第１温度センサ（S₁）
の端子電圧と等しくプラス側入力電圧より高く、第１比
較器（17）はローレベル信号（以下Ｌレベル信号とい
う）を出力する。このため、第２増幅器（20）の出力電
圧は高く、第２比較器（21）はＬレベル信号を出力す
る。このＬレベル信号によりトランジスタ（TR）はオフ
状態を継続して、リレーコイル（RC）は非通電で、リレ
ースイッチ（RS）はオフなため、送水ポンプ（７）及び
圧縮機（26）は運転を開始しない。以後第１コンデンサ
（C₁）の充電電圧は次第に高くなる。又、第１温度セン
サ（S₁）は次第に温度上昇してその端子電圧は次第に低
下するため、例えば電源を投入してから略10秒経過して
第１コンデンサ（C₁）の充電電圧よりも第１温度センサ
（S₁）の端子電圧が低くなると、第１コンデンサ（C₁）
は放電を開始する。 その後も第１増幅器（16）のマイナス側入力電圧は第
１温座センサ（S₁）の端子電圧の低下と共に低くなるた
め、プラス側入力電圧より低くなり、第１増幅器（16）
の出力電圧は上昇して、この出力電圧と第１比較器（1
7）のマイナス側入力電圧との差が所定値以上になる
と、第１比較器（17）はハイレベル信号（以下Ｈレベル
信号という）と出力する。そして、第２増幅器（20）の
出力電圧は低くなり、第２比較器（21）のプラス側入力
電圧はマイナス側入力電圧より高くなり、第２比較器
（21）はＨレベル信号を出力してトランジスタ（TR）は
オンする。トランジスタ（TR）のオンによりトランジス
タスイッチ（６）もオンして送水ポンプ（７）及び圧縮
機（26）は運転を開始する。このため、製氷機の蒸発管
（５）には冷媒が流れ、又、散水ポンプ（２）から製氷
用水が流れ、製氷核（４），（４）…を中心に氷が次第
に形成される。 第４図に示したように氷（30），（30）…が成長し
て、氷（30）の表面を流れる例えば1mm以下の層をなす
略０℃の水が第１温度センサ（S₁）に接触すると、第１
温度センサ（S₁）は前記水により急激に冷やされる。こ
のため第１温度センサ（S₁）の抵抗値は大きくなり、端
子電圧は増加する。このとき、第１増幅器（16）のプラ
ス側入力電圧の上昇は第１コンデンサ（C₁）への充電に
よりマイナス側入力電圧の上昇より遅れる。従って、第
１増幅器（16）のマイナス側入力電圧はプラス側入力電
圧より相対的に高くなるため、第１増幅器（16）の増幅
率が１以上の例えば10のときにはその出力電圧は大幅に
低下する。又、第１比較器（17）のマイナス側入力電圧
は上昇して、第１比較器（17）のマイナス側入力電圧と
第１増幅器（16）の出力電圧との差が所定値以上になる
と、第１比較器（17）はＨレベル信号に代わり製氷検出
信号であるローレベル信号（以下Ｌレベル信号という）
を出力する。 第１比較器（17）が出力したＬレベル信号は遅延タイ
マ回路（９）の第２増幅回路（20）のマイナス入力端子
に与えられる。ここで、例えば冬期の周囲温度が低く、
凝縮温度も低くて製氷機の製氷能力が高いときには、第
２温度センサ（S₂）の端子電圧は高く、第２増幅器（2
0）のマイナス側入力電圧とプラス側入力電圧との差は
大きい。従って第２増幅器（20）の出力電圧は高く、第
２増幅器（20）の出力により第２コンデンサ（C₂）は短
い時間で充電され、第２比較器（21）のマイナス側入力
電圧は上昇し、第１比較器（17）がＬレベル信号を出力
してから例えば略40秒遅延して製氷完了信号である所定
の値になると第２比較器（21）はＨレベル信号に代わり
Ｌレベル信号を出力し、トランジスタ（TR）はオフす
る。そして、リレーコイル（RC）は非通電になり、リレ
ースイッチ（RS）はオフして圧縮機（26）及び送水ポン
プ（７）は非通電になり双方とも停止して製氷運転は停
止する。このとき、第１比較器（17）が製氷検出信号で
あるＬレベル信号を出力してから、遅延して製氷運転が
停止するため、前記遅延の間に板体（１）の氷はさらに
成長し、製氷運転が停止したときには、第５図に示した
ように、氷は第１温度センサ（S₁）に密着している。 製氷運転終了後、電磁弁（40）は開き、給水パイプ
（Ｐ）を通り散水パイプ（P₃）から水道水が上部空間
（45）に給水される。そして、板体（１），（１）、製
氷核（４），（４）、及び蒸発管（５），（５）は前記
水道水と熱交換して夫々の温度は上昇する。又、横方向
に配列された製氷核（４）と製氷核（４）との間には、
第５図に示したように板体（１）と蒸発管（５）との間
に間隔（Ｌ）が存在するため、上部空間（45）に散水さ
れた水道水は間隔（Ｌ）を通り下方へ流れる。そして、
この散水により板体（１），（１）及び製氷核（４），
（４）…の温度は上昇するので、氷は板体（１），
（１）及び製氷核（４），（４）…から剥離して落下す
る。氷の落下により氷が第１温度センサ（S₁）に接触し
なくなると、第１温度センサ（S₁）は自らの発熱又は周
囲温度により次第に温度上昇して端子電圧は次第に低下
し、上記と同様に製氷運転が開始される。又、第１比較
器（17）がＨレベル信号を出力して第２増幅器（20）が
Ｌレベル信号を出力すると、第２コンデンサ（C₂）の充
電電圧は第11抵抗（R₁₁）、第３ダイオード（D₃）を介
して第２増幅器（20）の出力端子へ引かれてアースライ
ン（50）へ流れる。 又、製氷運転により第１温度センサ（S₁）に氷の表面
を流れる水が接触して、第１比較器（17）がＨ信号に代
わり製氷検出信号であるＬレベル信号を遅延タイマ回路
（９）へ出力したとき、例えば夏期の周囲温度が高いた
めに、凝縮温度は高く製氷機の製氷能力が低いときに
は、第２温度センサ（S₂）の端子電圧は低い。このた
め、第２増幅器（20）のマイナス側入力電圧とプラス側
入力電圧との差は小さく、第２増幅器（20）の出力は小
さいため、第２コンデンサ（C₂）の充電は遅く、第２比
較器（21）のマイナス側入力電圧はゆっくりと上昇す
る。そして、第１比較器（17）がＬレベル信号を出力し
てから製氷機の製氷能力が高いときより長い例えば略２
分遅延して第２比較器（21）のマイナス側入力電圧が所
定の値になると、第２比較器（21）はＨレベル信号に代
わりＬレベル信号を出力する。そしてトランジスタ（T
R）はオフし、リレーコイル（RC）は非通電になり、リ
レースイッチ（RS）はオフして製氷運転は停止する。こ
のとき、第１比較器（17）が製氷検出信号であるローレ
ベル信号を出力してから、製氷能力が高いときよりも長
い時間遅延して製氷運転が停止するため、前記遅延の間
に板体（１）の氷はさらに成長して、製氷能力が低い場
合にも製氷運転が停止したときには、所定の大きさ又は
厚さの氷が形成され、この氷は第１温度センサ（S₁）に
密着している。 そして、製氷運転が終了すると上記と同様に離氷運転
が行われ、板体（１），（１）及び製氷核（４），
（４）から氷が落下して第１温度センサ（S₁）との接触
がなくなると、第１温度センサ（S₁）は温度上昇して端
子電圧は次第に低下し、上記と同様に製氷運転が行われ
る。 従って、製氷運転により板体（１），（１）に氷が成
長してこの氷の表面を流れる水が第１温度センサ（S₁）
に接触して氷検出回路（８）が製氷検出信号を出力して
から、実際に製氷運転が停止するまでの間に遅延タイマ
回路（９）の動作より遅延時間を設け、この遅延時間を
例えば季節の変化による製氷機の周囲温度の変化による
製氷能力の変化に応じて変化させ、前記製氷能力が高い
ときには前記遅延時間を短くし、前記製氷能力が低いと
きには前記遅延時間を長くしてこの遅延時間中も製氷運
転を継続させるため、製氷運転が停止したときには前記
製氷能力の変化に関係なく所定の大きさ又は厚さの氷を
得ることができると共に、第１温度センサ（S₁）に氷を
密着させることができ、製氷運転の停止したとき氷の表
面が第１温度センサ（S₁）に接触してないために発生す
る誤動作をなくし、製氷の完了を確実に検知することが
でき、又、離氷運転により氷が落下して氷と第１温度セ
ンサ（S₁）との接触がなくなった場合には第１温度セン
サ（S₁）の温度上昇により離氷を確実に検知することも
できる。 尚、上記実施例において、第２温度センサ（S₂）は凝
縮温度を検知していたが、製氷機の製氷能力に影響を与
える部分の温度、即ち製氷機の周囲温度の影響を受ける
部分の温度を第２温度センサ（S₂）により検知すれば良
く、実施例としては、第２温度センサ（S₂）により製氷
機の雰囲気温度、又は製氷運転に使用される給水温度等
を検知させ、その温度の変化に基づいて前記遅延時間を
変化させることにより、上記実施例と同様な作用効果を
得ることができる。 （ト） 発明の効果 本発明は上記のような製氷機の運転制御装置であるか
ら、温度センサが板体の表面に形成された氷の表面を流
れる水により冷やされ、前記氷の成長を検知してから製
氷運転が停止されるまでに遅延時間を設け、この遅延時
間を季節の変化等に応じて変化する製氷機の周囲温度に
基づく製氷機の製氷能力に応じて変化させ、前記製氷能
力が高いときには前記遅延時間を短くし、前記製氷能力
が低いときには前記遅延時間を長くしているため、製氷
運転が停止したときには前記製氷能力の変化に関係なく
所定の大きさ又は厚さの氷を得ることができるのは勿
論、前記温度センサに氷を密着させることができ、この
結果、製氷の完了を確実に検知することができ、さら
に、前記温度センサに密着していた氷が製氷運転終了後
の離氷運転により落下したときには、氷が温度センサか
ら離れて温度上昇するため、前記温度センサにより離氷
を検知することもできる。

【図面の簡単な説明】 第１図乃至第６図は本発明の一実施例を示し、第１図は
製氷機の概略運転回路のブロック図、第２図は製氷機の
運転制御回路図、第３図は製氷機の概略縦断面図、第４
図は温度センサに氷の表面を流れる水が接触したときの
製氷機の部分断面図、第５図は氷が温度センサに密着し
たときの製氷機の部分断面図、第６図は冷凍装置の概略
冷媒回路図である。 （１）……板体、（S₁）……第１温度センサ、（８）…
…氷検出回路、（９）……遅延タイマ回路、（10）……
出力回路、（S₂）……第２温度センサ。

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 １．表面にそって製氷用水が流されて該表面に氷が形成
   される板体と間隔を存して設けられ、前記氷の表面を流
   れる前記製氷用水を検知して信号を出力する温度センサ
   と、該温度センサから前記信号を入力して動作して製氷
   検出信号を出力する氷検出回路とを備えた製氷機の運転
   制御装置において、前記氷検出回路から製氷検出信号を
   入力してからさらに前記氷を成長させて前記温度センサ
   に接触させるために十分な時間遅延して製氷運転を停止
   させるための信号を出力する遅延タイマ回路を備え、前
   記製氷機の周囲温度に基づいて変化する製氷運転時の製
   氷能力に応じて製氷運転を停止するまでの遅延時間を変
   化させ、前記製氷能力が低いときには前記遅延時間を長
   くして、前記製氷能力が高いときには前記遅延時間を前
   記製氷能力が低いときより短くすることを特徴とする製
   氷機の運転制御装置。