JP2854078B2 - 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 本発明は製氷機の製氷運転制御装置に関する。

（ロ）従来の技術 多数の製氷小室を有した製氷部材を冷却すると共に、
この製氷部材に製氷用水を循環し、製氷を行う製氷機が
広く使用されている。一般にこの種の製氷機は製氷部材
に製氷用水が氷結して製氷が行なわれる製氷サイクル
（行程）と製氷後、この製氷部材をホットガス等により
温度上昇させて、できた氷を製氷部材から脱しさせる離
氷サイクル（行程）とを１製氷動作サイクルとして繰り
返し動作して製氷運転を続行している。この場合、製氷
能力は、製氷機の稼動する環境条件に大きく左右され
る。その顕著たるものは製氷機外の外界温度である。例
えば夏季にあっては、一定の製氷時間内で形成される氷
はその厚みが冬季の場合より薄くなってしまう。そこ
で、外界の温度に基づいて製氷時間をタイマー装置によ
り自動的に可変できるようにして、一定の氷厚の製氷が
成せるようにした製氷機を本出願人において提案してい
る。（特公昭59−36175号公報）。

（ハ）発明が解決しようとする課題 ところで、上記公報に開示する制御装置において、製
氷機温度の変化を検出する感温素子が故障であったり、
或いは正常な感温機能を果たさないような場合には、製
氷運転が全く行なわれなかったり、或いは行なわれても
所望とする正常な氷が得られなくなる欠点がある。

本発明は以上の点に鑑み成されたもので、マイクロコ
ンピュータを用い、製氷行程で掛かった製氷時間と、離
氷行程で掛かった離氷時間とを記憶し、この時間データ
は製氷動作が正常に行なわれる限りは、更新して記憶
し、常に最新のデータ値を保有するようにして、温度セ
ンサに異常が起こった時、このデータ値を利用して製氷
運転を継続できるようにした製氷機の製氷運転制御装置
を提供することを目的とする。

（ニ）課題を解決するための手段 上記課題を解決するために、本発明は、複数の製氷小
室を有した冷凍系の冷却器に、製氷水を循環して氷結さ
せる製氷行程と、製氷小室より脱氷させる離氷行程とを
１サイクルとして繰り返し製氷する製氷機において、 冷凍系の凝縮温度もしくは圧力を検出するセンサと、
前記冷却器の温度を検出するセンサと、前者のセンサ出
力に基づいて製氷時間の調整をし、後者のセンサ出力に
基づいて離氷を終了させるよう製氷器の運転を制御する
マイクロコンピュータとを備え、このマイクロコンピュ
ータは、１サイクル運転毎に製氷行程に要した製氷時間
と離氷行程に要した離氷時間とを夫々計測するカウンタ
部と、１サイクル運転毎にその製氷時間の時間データと
離氷時間のデータとが更新登録されるメモリ部と、前記
各センサの異常の有無を検出するセンサ異常検出手段
と、センサ異常時にこのメモリ部に記憶されている前回
運転サイクル時の時間データを用いて製氷運転を行なわ
せる制御手段とを備えたものである。

（ホ）作 用 製氷運転の１サイクル毎に製氷時間と離氷時間とがメ
モリ部に更新登録され、常にメモリ部には最新の各時間
データが記憶されている。従って、製氷機が一旦稼動後
に、センサ異常が発生した場合には、このメモリ部に記
憶されている前回運転サイクル時の時間データを利用し
て運転を続行することができる。

（ヘ）実施例 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。実
施例では第１図に示す逆セル型製氷機に本発明を適用し
た場合に付き説明する。

先ず、第１図において、製氷機は下向きに開口した多
数の製氷室1Aを有し、上壁外面に冷凍系の蒸発パイプ２
を配設した冷却器１と、各製氷室1Aを下方から十分余裕
をもって閉塞し、表面には各製氷室1Aに対応する噴水孔
３及び戻り穴４を形成した水皿５と、該水皿５に固定さ
れ戻り穴４に連通する水タンク６と、水タンク６内の水
を送水管７、更に分配管８を経て噴水孔３から各製氷室
1Aへ循環せしめる循環ポンプ９と、水皿５を傾動及び復
動せしめる正逆回転可能な減速モータ10を含む駆動装置
11と、給水弁12が開いたとき水皿５の表面に散水する散
水器13と、水タンク５の底部に連通したフロートタンク
14A内のフロート14Bによって水位スイッチ14Cを作動
し、水タンク６の所定水位を検出する水位検出装置14等
にて構成されている。而して支持梁15に固定した取付け
板16に支持した前記減速モータ10の出力軸に相互が逆方
向に延出した第１及び第２のアーム17A及び17Bを有する
駆動カム17を連結し、該カム17の第１のアーム17Aの端
部に取付けたコイル発条18の他端を水皿５の側部に連結
し、水皿５の後部は回動軸19に支持している。また、20
は減速機構付の駆動モータ10の正転により反時計方向に
回転する駆動カム17の第２のアーム17Bによって切換え
られ、駆動モータ10への通電を断って水皿５を所定の傾
斜開放位置に停止せしめ、駆動モータ10の逆転により時
計方向に回転する駆動カム17の第１のアーム17Aによっ
て切換えられ、駆動モータ10への通電を断った水皿５を
所定の水平閉塞位置に停止せしめるシーソー式の切換ス
イッチである。30は給水管31に接続して散水温度を検出
するサーモスタット方式の水温検出装置である。また水
タンク６が傾動した時に、その中に残留する水の水位線
をＸで示している。なお、製氷機には上述した構成部の
他に、図示しないが以下の装置部分を具備している。す
なわち、製氷室1Aを冷却するための（COMP）やファンモ
ータ（FM）、および凝縮器等から成る冷凍ユニットと、
脱氷時に製氷室を温めるホットガス（HG）の供給、停止
を成すホットガス弁（HG弁）等である。

ところで、上記構成の製氷機の製氷動作は基本的に製
氷行程と離氷行程とを１サイクルとして繰り返すものと
なっている。厳密には製氷行程の前段に給水行程が実行
され、又、製氷行程の初期には、製氷室1Aを０℃程度迄
に冷却する予冷行程が組み入れられている。

次に各行程に付き、第１図の関連させて説明する。水
皿５が製氷室1Aの下方を閉塞した時点で、離氷行程が終
了する。次に、給水弁12が通電開成され水タンク６への
給水が行なわれ給水行程が開始される。水タンク６が所
定水位（満水）になると水位検出装置14が作動して給水
弁12を閉じ、給水行程が完了する。次に、製氷行程が開
始する。循環ポンプ９が駆動され、水タンク６内の水が
噴水孔３→製氷室1A→戻り孔４→水タンク６と巡る循環
送水が行なわれる。ここで、コンプレッサーモータ等は
水皿５の閉塞時点から運転されて、冷却器１の冷却を行
なっている。然し、製氷行程開始初期は冷却器１の温度
は高く、製氷室1Aに噴き上る水を氷に成長させる温度
（０℃以下）に到っていない。従って、冷却器１を０℃
程度に下げる予冷が実行される。ここで、冷各器１の温
度を検知すべくその表面に冷却器センサ32（第４図参
照）が装着されていて、０℃を検出すると、予冷行程を
終える。この予冷行程は普通10程度である。０℃以下と
された冷却器１によって、循環送水はその製氷室1Aに氷
を除々に成長させて行く。この場合、製氷室1Aに一様に
氷ができるのに掛る製氷時間は冷媒の凝縮能力に大きく
関係する。すなわち冷媒の凝縮温度もしくは凝縮圧力に
よって冷却能力が変化し、その値に応じて製氷時間を長
く或いは短かく調整する。

そこで、コンプレッサー、凝縮器、冷却器等から成る
冷媒回路において、前記凝縮器の冷媒出口側パイプの表
面に凝縮温度もしくは圧力を検出するセンサ33（凝縮器
センサと便宜上称する）を設け、このセンサの検出出力
に基づいてコンプレッサーモータの運転を停止等する時
点を調整し、製氷時間の調整を行なって、製氷室1Aには
均一に製氷されるように制御する。この間の行程は15分
程度、普通費やされる。よって、製氷行程全体としては
20分〜30分位となる。こうして製氷行程が終了すると、
離氷行程に移る。

離氷行程では、循環ポンプ９を停止し、駆動モータ10
を逆転させて水皿５を下方へ傾動させ開かせる。これと
同時にホットガス弁を開いて製氷室1Aを加温し、角氷を
製氷室1Aより脱落させる。又、同時に給水弁12を開き、
水皿５上に離散器13より散水をさせて水皿５に残氷しな
いようにする。水皿５が最大限に開いた後、前記冷却器
センサにて冷却器１の温度が設定温度、例えば９℃以上
を検出した時点で、再び駆動モータ10を正回転させて水
皿５を閉じさせる。この水皿５の閉じた時、離氷行程は
終了する。離氷行程に掛る時間は、普通３分〜４分程度
となる。

以上のようにして、冷媒回路の凝縮温度もしくは圧力
を検出するセンサ33にて、製氷時間を調整し、また製氷
室を有した冷却器に取り付けられて、その冷却温度を検
出するセンサ33にて離氷行程を終了させる製氷機の運転
制御が成されている。

上記の如き制御を基本として次に本発明の特徴とする
制御に付いて説明する。

先ず、製氷機が正常に動作している場合は第２図のフ
ローに従う。判断40で水皿が満水となるとYES、給水行
程から製氷行程に移りタイマ１をスタートする（処理4
1）。ここでタイマ１は水皿が満水になってから冷却セ
ンサ０℃以下を検出するまでの時間をカウントし、冷却
センサが０℃以下を感知するとクリアするタイマであ
る。従って、タイマ１のスタート後、判断42によって冷
却センサが０℃以下になるのを待ち、０℃以下になった
YES時点でタイマ１の時間データをメモリ１に移し（処
理43）、タイマ１をクリアする（処理44）。すなわち、
ここまでの給水行程を終り冷却センサが０℃以下を検出
するまでの期間は冷却器１が除々に冷却されて行く予冷
行程に相当し、この予冷行程に要した予冷時間がタイマ
１で計測されていることとなる。しかも、その予冷時間
データはメモリ１に記憶されている。

次にタイマ２と製氷タイマをスタートさせる（処理4
5、処理46）。ここで製氷タイマは第４図の制御ブロッ
ク図に示す如く、凝縮器センサ33の検出出力をインター
フェース34を介して、マイクロコンピュータ35に取り込
まれると、そのセンサ値に基づきマイクロコンピュータ
35がCPU36により演算処理して適切な製氷時間が決定さ
れるので、その時間を実行するようにカウント動作をす
るものとなっている。そして決定された製氷時間を製氷
タイマがカウントアップするのを判断47で待ち、カウン
トアップしたYES時点で、タイマ２をメモリ２に移し
（処理48）、タイマ２をクリアする。ところで、前述し
たタイマ２は製氷タイマがスタートしてからカウントア
ップするまでの時間をカウントするタイマである。また
前述のメモリ２は製氷タイマがスタートしてからカウン
トアップするまでの時間を記憶しておくメモリである。
従って、製氷時間はタイマ２で計測されて、その製氷時
間データはメモリ２に記憶されている。

次にタイマ２がクリアした（処理49）時点で、製氷行
程を終り、離氷行程に移りタイマ３をスタートし（処理
50）、水皿５を開く（処理51）。ここで、冷却器センサ
32が９℃以上（離氷のためにホットガス等が送られ、冷
却器１が温度上昇する）を検出するのを持つ。この待っ
ている時点で氷は落下する。そして、９℃以上になった
時点で判断52はYESとなり、タイマ３をメモリ２に移し
て（処理53）、タイマ３をクリアする（処理54）。そし
て水皿５を閉じ（処理55）、給水行程に戻る。ここでタ
イマ３は水皿が開いて冷却器センサ32が９℃以上になり
水皿が閉じるまでの時間をカウントするタイマである。
またメモリ３は水皿が開いて冷却センサ32が９℃以上を
検出し、水皿が閉じるまでの時間を記憶しておくメモリ
である。よって、離氷行程に要した離氷時間がタイマ３
で計測され、その時間データはメモリ３に記憶される。

次の製氷動作サイクルが実行されると、同様にタイマ
１、タイマ２、タイマ３により現行の予冷時間データ、
製氷時間データ、離氷時間データが前回の各時間データ
に代わってメモリ１、メモリ２、メモリ３に書き換えら
れる。

以上を繰り返すことにより、周囲温度が変化し、タイ
マ１、タイマ２、タイマ３のカウント時間が変化して
も、順次記憶データを更新することができる。このよう
に、最新の製氷運転に係る製氷時間データ、離氷時間デ
ータが記憶されている。本発明は、この各時間データを
利用して、冷却器センサ、凝縮器センサの異常時にも、
製氷動作が可能としたものとなっている。その異常時に
対応できるようにしたフローが第３図である。

例えば、給水行程の際中にセンサ異常が発生した場
合、給水行程が判断61で終わり、タイマ１がスタートし
たら（処理62）、点線の部分のフローＩに制御が移る。
又、製氷行程のうちの予冷行程で異常が発生した場合
も、その時点から同フローＩに制御が移る。点線の部分
のフローＩは冷却器センサの異常有るか否かを判断し
（判断63）、異常であればYES、既にスタートしている
タイマ１によりカウントされている現在までの経過時間
と、メモリ１で記憶されている前回正常時での予冷時間
データとの比較（タイマ≧メモリ１）を行い（判断6
4）、経過時間≧予冷時間データとなった時点でタイマ
１をクリアする処理67へと戻す。このように、前回の製
氷運転での予冷時間データに従う予冷行程が自動的に成
されて、冷却器センサ異常時にも予冷行程は順調に進行
する。もし、判断63がNOならば、前述の正常フローと同
様に、判断65によって処理66を行う。同様に凝縮器セン
サの異常が発生した場合も、タイマ２をスタートさせ
（処理68）、製氷タイマをスタートさせて（処理69）、
点線の部分のフローIIに制御が移る。すなわち、判断70
で異常がある（YES）と判定されたなら、既にスタート
しているタイマ２によりカウントされている現在までの
経過時間と正常に記憶したメモリ２での製氷時間データ
との比較（タイマ２≧メモリ２）を行い（判断71）、経
過時間≧製氷時間データとなったYES時点でタイマ２を
クリアする（処理74）。これにより、製氷行程も前回の
製氷時間データに従う製氷行程が遂行され、ほぼ正常に
氷を形成できる。判断70がNOならば正常時のフロー、す
なわち判断72と処理73が実行される。同様に離氷行程に
おける冷却器センサ異常の場合の対応も同じである。す
なわち、点線部分のフローIIIはタイマ３をスタートし
て水皿を開き（処理75、処理76）、冷却センサ異常有る
か否かの判断77をし、異常ある（YES）場合には、判断7
8で正常時に記憶したメモリ３と現在カウントしている
タイマ３を比較し、タイマ３≧メモリ３となった時点で
タイマ３をクリアし（処理81）、水皿５を閉じる（処理
82）。この場合にも、判断77がNOならば、正常時と同じ
判断79、処理80を実行する。

上記のように制御を行うことによって、センサ等に異
常が発生して、正常時と同じ氷を作ることができる。な
お、この装置はセンサ等に異常が発生した場合、異常状
態をリセグメントLEDの表示部92（第４図参照）で表示
するように構成することでその修理等の対応を早急に行
える。

以上、説明したセンサ異常に対する制御フローは、製
氷機の稼動途中にセンサ異常が発生したケースである。
しかし、センサが電源ON時から故障している場合もあ
る。その時には、未だ１回の製氷運転も行われていない
から、各行程の時間データが得られておらず、従ってメ
モリ１、メモリ２、メモリ３には全く時間データが入っ
ていない。

そこで、電源ON時に既にセンサ異常が発生している場
合にも、前述したフローI,II,IIIを作動し、製氷動作を
成すように施す必要がある。その為、実験結果等による
経験上得られている正常な氷を作るための製氷行程時
間、離氷行程時間等の標準的な時間データを電源ON時に
メモリに記憶する処理60を行わせる。すなわち、実施例
では、10分（予冷時間）、15分（製氷時間）、150秒
（離氷時間）をそれぞれメモリ１、メモリ２、メモリ３
に設定する初期設定動作（60）が電源ONと同時に実行さ
れるようにしている。これにより、電源ON時より異常が
あり、冷却温度と凝縮器温度が正常に検出できなくて
も、10分、15分、150秒の初期設定値により製氷運転が
行われ、正常時と同じ氷ができる。勿論、初期設定後、
最初の運転が正常に行われるならば、その正常時の時間
データに初期設定値は更新されることは言うまでもな
い。

以上の制御フローを実行するブロック図の概略は第４
図に示している。同図において、35はマイクロコンピュ
ータで、CPU36と、メモリ37と、カウンタ38と、プログ
ラム39と、データテーブル83とを含む。マイクロコンピ
ュータ35には外部から各種の情報がインターフェース43
を介して入力する。そして、これら入力情報をマイクロ
コンピュータ35は処理して、外部の各種作動機器へ制御
信号を出力する。製氷機の運転に係る最も関連のある入
力情報は冷却器センサ32と凝縮器センサ33からの出力信
号である。冷却器センサ32は冷却器温度を検出し、又、
凝縮器センサ33は凝縮温度もしくは凝縮圧力を検出す
る。マイクロコンピュータ35はこの２つのセンサ出力を
もとに製氷行程および離氷行程の制御を行っている。そ
して、カウンタ38には前述したタイマ１、タイマ２、タ
イマ３があり、またメモリ37にはメモリ１、メモリ２、
メモリ３が含まれている。更にデータテーブル83には、
制御に係わる基準データ、例えば０℃、＋９℃等の温度
データ、そして、10分、15分、150秒等の初期設定デー
タ等が記憶されている。その他、84は起動SW、85は離氷
SW、86は給水スイッチ、20は水更開閉検出SW、14は水位
SW、87はアナログ−デジタル変換回路、そして88はOSC
（発振回路）89で作動する時計回路で、カウンタ38、製
氷タイマ等と係わっている。90は貯氷センサで貯氷庫に
設けられている。一方、各部制御器としては、製氷中ラ
ンプ91、異常表示器91、水皿駆動用モータ10、コンプレ
ッサーモータ93、ファンモータ94、ポンプモータ9a、ホ
ットガスバルブ95、給水弁12等がある。

（ト）発明の効果 以上のように本発明によれば、凝縮温度もしくは圧力
を検出するセンサに基づいて製氷時間を調整し、また冷
却器温度を検出するセンサにて離氷動作を制御するよう
にした製氷機において、マイクロコンピュータを用い、
製氷時間、および離氷に要した時間を製氷運転が繰り返
される毎に更新して記憶できるようにし、センサ故障時
には、この記憶した時間データを使用して運転を継続す
るようにしたので、センサ異常時にもほぼ正常の氷を作
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の製氷運転制御装置が適用される逆セル
型製氷機の一部を破断した側面図、第２図は正常運転動
作時の制御フロー図、第３図はセンサ異常に対応できる
ようにした制御フロー図、第４図は制御ブロック図であ
る。 １……冷却器、1A……製氷小室、32……冷却器温度を検
出するセンサ、33……凝縮温度もしくは圧力を検出する
センサ、35……マイクロコンピュータ、37……メモリ
部、38……カウンタ部、92……異常表示器。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の製氷小室を有した冷凍系の冷却器
   に、製氷水を循環して氷結させる製氷行程と、製氷小室
   より脱氷させる離氷行程とを１サイクルとして繰り返し
   製氷する製氷機において、 冷凍系の凝縮温度もしくは圧力を検出するセンサと、前
   記冷却器の温度を検出するセンサと、前者のセンサ出力
   に基づいて製氷時間の調整をし、後者のセンサ出力に基
   づいて離氷を終了させるよう製氷器の運転を制御するマ
   イクコンピュータとを備え、このマイクロコンピュータ
   は、１サイクル運転毎に製氷行程に要した製氷時間と離
   氷行程に要した離氷時間とを夫々計測するカウンタ部
   と、１サイクル運転毎にその製氷時間の時間データと離
   氷時間のデータとが更新登録されるメモリ部と、前記各
   センサの異常の有無を検出するセンサ異常検出手段と、
   センサ異常時にこのメモリ部に記憶されている前回運転
   サイクル時の時間データを用いて製氷運転を行なわせる
   制御手段とを備えることを特徴とする製氷機の運転制御
   装置。