JP3759556B2 - 逆セル型製氷機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、下向きに開口した多数の製氷室の中に噴水を行いながら製氷を行う逆セル型製氷機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図６は、従来の逆セル型製氷機の一部切欠側面図である。図６において、１は冷却器、２は製氷室、３は蒸発パイプ、４は水皿、５は分配管、６は噴水口、７は戻り孔、８は水タンク、９は排水案内板、１０は循環ポンプ、１１は導水管、１２は給水電磁弁、１３は散水器、１４は回動軸、１５は駆動装置、１６は減速モータ、１７は第１のアーム、１８は第２のアーム、１９はコイルバネ、２０は水皿位置検出スイッチ、２１は冷却器温度センサ、２２は支持梁である。
【０００３】
冷却器１には、下向きに開口する多数の製氷室２を区画形成しており、その上壁外面には、冷却装置（図示せず）に接続された蒸発パイプ３を配設している。水皿４は、回動軸１４を中心として冷却器１の下側で傾復動可能となっていて、水平位置において各製氷室２を下方から閉塞し、その表面の各製氷室２に対向する位置に噴水孔６及び戻り孔７を設けている。水皿４には水タンク８が固設されており、散水器１３からその中に給水が行われる。
【０００４】
逆セル型製氷機は、図４（ロ）のタイムチャートに示すように、製氷工程と離氷工程を交互に繰り返して行われる。製氷工程では、まず、散水器１３から水タンク８の中に給水が行われる。その給水は、図示しない水位センサにより満水になったことが検知されるまで続けられる。
【０００５】
水タンク８が満水になったら、水タンク８内の水は、循環ポンプ１０により、導水管１１，分配管５を経て噴水孔６から製氷室２内に噴出される。それと同時に、蒸発パイプ３で冷却器１を冷やすことにより、製氷室２内に氷を作っていく。噴水孔６から噴出した水の内、氷にならずに余った水は、戻り孔７から水タンク８の中に回収する。水皿４の傾復動は、正逆転制御される高ギヤ比の減速モータ１６と、その出力軸に取り付けられた、駆動カムの第１のアーム１７と、その端部と水皿４の側部との間に連結されたコイルバネ１９とから成る駆動装置１５によって行われる。
【０００６】
時点ａで製氷室２内に氷ができあがると、離氷工程に入る。離氷工程に入ると、減速モータ１６が正回転して第１のアーム１７が反時計方向に回転し、水皿４が下方向へ徐々に傾動していく。そして、水皿４が下限開放位置になったところで、第１のアーム１７と逆方向に延びた第２のアーム１８が、水皿位置検出スイッチ２０に当接し、それによって水皿位置検出スイッチ２０の接点を切り換えて、減速モータ１６を停止させ、水皿４を停止させる。
【０００７】
そのようにして、水皿４が下方向に傾動していく時、水タンク８内に残った水は、排水案内板９によりガイドされて、ドレンパン（図示せず）の上に流される。また、離氷工程に入った時点ａで図示しないホットガス電磁弁が開かれて、冷却装置の圧縮機からのホットガス（高温高圧のガス冷媒）が直接蒸発パイプ３に流され、できた氷を製氷室２の壁から引き離して下に落下させる。氷は、ホットガスを流し始めてから、少し時間が経過した時点ｂで、ホットガスの入口側に近い製氷室２のものから落下し始め、時点ｃで、ホットガスの出口側に近い製氷室２のものが最後に落下して、全ての氷が落下する。
【０００８】
その際、離氷が完了したか否かの判定は、冷却器１の側面に設けた冷却器温度センサ２１の検知温度が、予め設定しておいた離氷完了温度を超えたか否かで行う。したがって、冷却器１から全ての氷が落下した時点ｃから冷却器１の温度が離氷完了温度まで上昇する間、ある程度の時間が経過した時点ｄで離氷完了が検知される。
【０００９】
そして、冷却器温度センサ２１により離氷完了が検知されたら、前記ホットガス電磁弁を閉じると共に、減速モータ１６の運転を復動側に切り換える。その結果、減速モータ１６が逆転して第１のアーム１７が時計方向に回転する。それと共に、水皿４は徐々に上方向へ回動していき、水平閉塞位置となったところで第１のアーム１７が水皿位置検出スイッチ２０に当接し、それによって水皿位置検出スイッチ２０の接点を傾動側に切り換えると共に、減速モータ１６を停止させる（時点ｅ）。その状態で再び製氷工程に入り、以下、同様な工程を繰り返して製氷を行う。
【００１０】
なお、このような逆セル型製氷機に関連する従来の文献としては、例えば、特公昭61-50231号公報(F25C 5/10) がある。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来の逆セル型製氷機では、前述したように、離氷の完了を冷却器温度センサ２１の検知温度が離氷完了温度を超えたか否かで判定しているため、離氷工程でのタイムロスが大きくなり、その分製氷能力が低下するという問題点があった。
【００１２】
すなわち、離氷完了の判定が早過ぎることがないように、安全を見込んで離氷完了温度を多少高めに設定することもあって、図４（ロ）における時点ｃで冷却器１の全ての製氷室２から氷が落下してから、離氷完了温度に上昇する時点ｄまでには、通常、３０秒から１分近くかかり、外気温が低い時には、２〜３分かかることもある。その時間は、本来は不要な時間であり、タイムロスとなっている。その分、１回の製氷にかかる時間が長くなり、製氷能力が低くなっている。
【００１３】
そのようなタイムロスを少なくするため、離氷完了温度を低く設定すると、離氷完了の判定を早くし過ぎてしまい、冷却器１から氷が完全に落下する前に水皿４を閉めてしまい、水皿４と冷却器１との間に氷を挟んで、氷かみの状態になってしまい、減速モータ１６等に過負荷を与えてしまうおそれがある。
【００１４】
本発明は、そのような問題点を解決し、離氷工程におけるタイムロスを最少にしながら、氷かみも起きないようにすることを目的とするものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、請求項１記載の逆セル型製氷機は、下向きに開口した多数の製氷室を有する冷却器と、該冷却器の下方に、回動軸を中心にして傾復動可能に配設され、製氷時には水平位置になって前記各製氷室を下方から覆い、製氷完了後は、下方に傾動して開放状態になる水皿と、製氷完了後、前記製氷室から前記水皿の上に氷が落下したことを直接検知するセンサとを具え、製氷完了後、前記冷却器にホットガスを流すことにより前記製氷室から氷を落下させ、前記センサの検知出力に基づいて前記製氷室からの離氷完了を判定するようにした逆セル型製氷機であって、前記センサとして、感圧センサを用い、該感圧センサを前記回動軸側にある製氷室の下方に位置する水皿表面に設け、前記ホットガスは、前記冷却器の先端側を入口とし、前記回動軸側を出口として流すようにしたことを特徴とする。このようにすると、氷かみの発生を防止しながら、離氷工程におけるタイムロスを少なくすることができるとともに、多数の製氷室の氷の内、最後の氷の落下を感圧センサで検知することができ、最短のタイミングで離氷工程を完了させることができる。
【００１６】
そして、請求項２記載の逆セル型製氷機は、下向きに開口した多数の製氷室を有する冷却器と、該冷却器の下方に、回動軸を中心にして傾復動可能に配設され、製氷時には水平位置になって前記各製氷室を下方から覆い、製氷完了後は、下方に傾動して開放状態になる水皿と、製氷完了後、前記製氷室から前記水皿の上に氷が落下したことを直接検知するセンサとを具え、製氷完了後、前記冷却器にホットガスを流すことにより前記製氷室から氷を落下させ、前記センサの検知出力に基づいて前記製氷室からの離氷完了を判定するようにした逆セル型製氷機であって、前記センサとして、光センサを用い、該光センサを前記回動軸側にある製氷室の下側空間部に光線を通すように設け、前記ホットガスは、前記冷却器の先端側を入口とし、前記回動軸側を出口として流すようにしたことを特徴とする。このようにしても、氷かみの発生を防止しながら、離氷工程におけるタイムロスを少なくすることができるとともに、多数の製氷室の氷の内、最後の氷の落下を光センサで検知することができ、最短のタイミングで離氷工程を完了させることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の第１実施形態を示す図である。符号は、図６のものに対応しており、２３は機械式センサ、２４はセンサ支持部、ｉは氷である。
【００１８】
機械式センサ２３は、センサ支持部２４により、水皿４の先端延長線上に揺動可能に支持し、それに氷ｉが当たると揺動する。その結果、機械式センサ２３に設けられた接点（図示せず）が回転して、センサ支持部２４に固定された接点（図示せず）と接触することにより氷ｉの落下を検知する。次に、フローチャートとタイムチャートを使って、第１実施形態の動作を説明する。
【００１９】
図５は、本発明の逆セル型製氷機の運転制御手順を示すフローチャートである。
ステップ１…前述した従来のものと同様にして製氷工程を実行する。
ステップ２…図４（イ）のタイムチャートにおける時点Ａで、製氷工程が完了したら、離氷工程を開始するため、減速モータ１６を正回転させて水皿４の下方への傾動を開始する。それと同時に、離氷を促進させるため蒸発パイプ３にホットガスを流して冷却器１を温める。
ステップ３…水皿４が下限位置に達したら、前述した従来のものと同様に、第２のアーム１８（図６参照）が、水皿位置検出スイッチ２０（同）に当接し、それによって水皿位置検出スイッチ２０の接点を切り換えて、減速モータ１６を停止させ、水皿４を停止させる。
【００２０】
ステップ４…図４（イ）のタイムチャートにおける時点Ｂから氷の落下が始まるため、機械式センサ２３による氷落下の検知を開始する。なお、氷の落下は、通常、ホットガスの導入側に近い製氷室２の氷から始まり、ホットガスの出口側に近い製氷室２の氷が最後になる（時点Ｃ）。
ステップ５…最後に氷が落下してから、それ以上氷の落下がないことを確認するため、一定時間（例えば、１０〜２０秒）経過したか否かを判別する。
ステップ６…一定時間経過したら（時点Ｄ）、全ての氷が落下したものと判断し、減速モータ１６を逆回転させて水皿４の上方への復動を開始する。
ステップ７…時点Ｅで、水皿４が上限位置に達したら、水皿４を停止させて離氷工程を終わる。
【００２１】
このように、本発明では、製氷室２からの氷の落下をセンサで直接検知して離氷完了の時点を決めるようにしたので、図４（イ）のタイムチャートにおける時点Ｃ−Ｄの間隔は、従来のもの（図４（ロ））における時点ｃ−ｄより短くすることができる。
【００２２】
図２は、本発明の第２実施形態を示す図である。符号は、図１のものに対応しており、２５は歪みゲージである。この実施形態では、ホットガスの出口側に最も近い製氷室２に対向する水皿４の表面に歪みゲージ２５を貼り付けて、それに氷ｉが当たったか否かにより、全ての製氷室２からの離氷が完了したか否かを判定する。歪みゲージ２５は、圧力を受けて歪みを受けたとき、電気抵抗が変化することで、氷が当たったことを検知する。
【００２３】
前述したように、逆セル型製氷機の製氷室２からの氷の落下は、冷却器１に温度勾配が生じる関係上、通常、ホットガスの導入側に近い側から始まり、ホットガスの出口側に近い側が最後になる。そこで、蒸発パイプ３へのホットガスの導入は、逆セル型製氷機の先端側（水皿４が開放する側）から行い、奥側（回動軸１４側）から排出するようにし、歪みゲージ２５は、最奥側にある製氷室２の下に設ける。なお、冷却器１には製氷室２が縦横それぞれ複数列ずつマトリックス状に設けられているため、最奥側の製氷室２は複数個あるが、それらの氷の落下は、ほぼ同時期になるため、複数ある製氷室２の内の１つ、例えば、真ん中に位置する製氷室２の下側に歪みゲージ２５を設ければよい。
【００２４】
そのようにすれば、歪みゲージ２５の出力に変化があったときは、その上の製氷室２から氷が落下したことになり、最奥側の他の製氷室２及びそれらより先端側にある残りの製氷室２の氷も全て落下したものと判定できる。したがって、歪みゲージ２５で氷落下を検知した後、あまり時間を置くことなく、水皿４の上昇を開始させることができ、その分、離氷工程の期間を短くすることができる。
【００２５】
なお、この実施形態では、氷の落下を検知するための感圧センサとして、歪みゲージ２５を用いたが、それに限定されず、圧電特性を利用した圧力センサ等、氷の落下による圧力を検知できるものであれば、その他の感圧センサを用いてもよい。
【００２６】
図３は、本発明の第３実施形態を示す図である。符号は、図１のものに対応しており、２６は光センサ、２７は光センサ支持部である。この実施形態では、ホットガスの出口側に最も近い製氷室２の下側を光線が通るように、冷却器１の前後に光センサ２６（一方に発光素子、他方に受光素子）を設け、その光線が遮られたか否かにより、全ての製氷室２からの離氷が完了したか否かを判定する。
【００２７】
光センサ２６は、冷却器１の前後いずれかに設けた発光素子から赤外線等を照射し、冷却器１の他方側に設けた受光素子でそれを受ける。それら発光素子及び受光素子よりなる光センサ２６は、光センサ支持部２７により支持梁２２から支持する。
【００２８】
この実施形態においても、蒸発パイプ３へのホットガスの導入は、逆セル型製氷機の先端側から行い、奥側から排出するようにし、光センサ２６は、最奥側にある製氷室２の下側を光線が通るように設ける。そのようにして、光センサ２６の出力に変化があったときは、その上の製氷室２から氷が落下したことになり、最奥側の他の製氷室２及びそれらより先端側にある残りの製氷室２の氷も全て落下したものと判定できる。したがって、光センサ２６で氷落下を検知した後、あまり時間を置くことなく、水皿４の上昇を開始させることができ、その分、離氷工程の期間を短くすることができる。
【００２９】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成されているので、次に記載するような効果を奏する。
請求項１記載の逆セル型製氷機は、製氷完了後、前記製氷室から前記水皿の上に氷が落下したことを直接検知するセンサとを具え、該センサの検知出力に基づいて前記製氷室からの離氷完了を判定するようにしたので、氷かみの発生を防止しながら、離氷工程におけるタイムロスを少なくすることができる。さらに、センサとして、感圧センサを用い、それを回動軸側にある製氷室の下方に位置する水皿表面に設け、かつ、ホットガスは、冷却器の先端側を入口とし、回動軸側を出口として流すようにして、回動軸側にある製氷室の氷が最後に落下するようにしたので、各製氷室にある多数の氷の内、最後の氷の落下を、感圧センサにより検知することができ、最短のタイミングで離氷工程を完了させることができる。
【００３０】
そして、請求項２記載の逆セル型製氷機は、センサとして、光センサを用い、該光センサを回動軸側にある製氷室の下側空間部に光線を通すように設け、かつ、ホットガスは、冷却器の先端側を入口とし、回動軸側を出口として流すようにして、回動軸側にある製氷室の氷が最後に落下するようにした。その結果、各製氷室にある多数の氷の内、最後の氷の落下を、光センサにより検知することができ、最短のタイミングで離氷工程を完了させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施形態を示す図である。
【図２】 本発明の第２実施形態を示す図である。
【図３】 本発明の第３実施形態を示す図である。
【図４】 本発明の逆セル型製氷機と従来の逆セル型製氷機の運転制御を説明するためのタイムチャートである。
【図５】 本発明の逆セル型製氷機の運転制御手順を示すフローチャートである。
【図６】 従来の逆セル型製氷機の一部切欠側面図である。
【符号の説明】
１…冷却器
２…製氷室
４…水皿
２１…冷却器温度センサ
２３…機械式センサ
２４…センサ支持部
２５…歪みゲージ
２６…光センサ
２７…光センサ支持部

Claims (2)

1. 下向きに開口した多数の製氷室を有する冷却器と、該冷却器の下方に、回動軸を中心にして傾復動可能に配設され、製氷時には水平位置になって前記各製氷室を下方から覆い、製氷完了後は、下方に傾動して開放状態になる水皿と、製氷完了後、前記製氷室から前記水皿の上に氷が落下したことを直接検知するセンサとを具え、製氷完了後、前記冷却器にホットガスを流すことにより前記製氷室から氷を落下させ、前記センサの検知出力に基づいて前記製氷室からの離氷完了を判定するようにした逆セル型製氷機であって、
   前記センサとして、感圧センサを用い、該感圧センサを前記回動軸側にある製氷室の下方に位置する水皿表面に設け、前記ホットガスは、前記冷却器の先端側を入口とし、前記回動軸側を出口として流すようにしたことを特徴とする逆セル型製氷機。
2. 下向きに開口した多数の製氷室を有する冷却器と、該冷却器の下方に、回動軸を中心にして傾復動可能に配設され、製氷時には水平位置になって前記各製氷室を下方から覆い、製氷完了後は、下方に傾動して開放状態になる水皿と、製氷完了後、前記製氷室から前記水皿の上に氷が落下したことを直接検知するセンサとを具え、製氷完了後、前記冷却器にホットガスを流すことにより前記製氷室から氷を落下させ、前記センサの検知出力に基づいて前記製氷室からの離氷完了を判定するようにした逆セル型製氷機であって、
   前記センサとして、光センサを用い、該光センサを前記回動軸側にある製氷室の下側空間部に光線を通すように設け、前記ホットガスは、前記冷却器の先端側を入口とし、前記回動軸側を出口として流すようにしたことを特徴とする逆セル型製氷機。

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