JP3953942B2 - 自動製氷機およびその運転方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は自動製氷機およびその運転方法に関し、更に詳細には、製氷部と製氷水供給手段との間に生成された氷塊を、該製氷水供給手段に氷結させたまま製氷部から取出すよう構成した自動製氷機およびその運転方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
所要形状の氷塊を連続的に大量に製造する自動製氷機として、横方向に開口する複数の製氷小室を有する製氷室を、傾動可能な水皿により側方から開閉可能に閉成し、当該水皿から製氷水を各製氷小室に噴射供給して、該製氷小室中に氷塊を徐々に形成するようにした縦型製氷機が知られている(例えば、特許文献１参照)。
【０００３】
【特許文献１】
特開平８−１３６１０１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前述した縦型製氷機では、前記製氷室を開閉する水皿が傾動する構成であるため、その傾動支点側の製氷小室に生成された氷塊を支障なく脱氷させるには、該水皿を大きく傾動させなければならず、従って水皿を傾動させるための大きなスペースが必要となり、製氷機構部が大型化する難点が指摘される。また縦型製氷機では、水皿を傾動して製氷室を開放した状態で、該製氷室から氷塊を脱氷するよう構成されているため、前記製氷小室を画成する横仕切板を下向きに傾斜させ、製氷小室との氷結面が融解された氷塊が該横仕切板を滑って貯氷庫に放出されるようになっている。
【０００５】
前述したように製氷小室から斜め下方に氷塊を脱氷する構成では、その下方に配置される製氷水タンクに形成されて氷塊を貯氷庫に落下させるための氷落下口の開口寸法を大きくする必要がある。従って、製氷水タンクに必要量の製氷水を貯留するためには、開口寸法分だけ製氷水タンクが大型化し、製氷機自体も大型化する問題が指摘される。
【０００６】
【発明の目的】
この発明は、前述した欠点に鑑み、これを好適に解決するべく提案されたものであって、製氷機の小型化を図り得ると共に、小さな設置面積で多くの氷塊を製造し得る自動製氷機およびその運転方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を克服し、所期の目的を好適に達成するため、本発明に係る自動製氷機は、
横方向に開口する多数の製氷小室を有する縦向きに配置された製氷部と、
前記製氷部の裏面に密着的に配設され、製氷運転に際して冷媒が循環されると共に除氷運転に際して高温冷媒ガスが循環される冷却管と、
製氷運転に際して平坦な氷塊氷結面で前記製氷小室を閉成する製氷位置に位置決めされて、該製氷小室に製氷水を供給して氷塊を生成させると共に、除氷運転に際して開閉手段により製氷小室を開放する開放位置に平行に横移動される製氷水供給手段とからなり、
前記除氷運転に際して前記冷却管に循環される高温冷媒ガスによって加温される製氷部の各製氷小室に対する氷塊の固着力が低下した際に、前記製氷水供給手段の前記平坦な氷塊氷結面に氷塊を氷結させたまま前記開閉手段により該製氷水供給手段を開放位置に横移動することで前記製氷小室から氷塊を取出し、この開放位置で該製氷水供給手段から氷塊を脱氷するよう構成したことを特徴とする。
【０００８】
前記課題を克服し、所期の目的を好適に達成するため、本願の別の発明に係る自動製氷機は、
斜め下方向に開口する製氷小室を有し、製氷運転に際して冷却されると共に除氷運転に際して加熱される縦向きに配置された製氷部と、
前記製氷運転に際して平坦な氷塊氷結面で前記製氷小室を閉成する製氷位置に位置決めされて、該製氷小室に製氷水を供給して氷塊を生成させると共に、前記除氷運転に際して製氷部から離間して製氷小室を開放する開放位置に横移動可能な製氷水供給手段と、
前記製氷水供給手段の第１係合部に係脱可能な第２係合部を備え、製氷運転に際し前記第２係合部を前記第１係合部に係合させて製氷水供給手段を前記製氷位置に保持する第１位置および除氷運転に際し第２係合部を前記第１係合部から係合解除して該製氷水供給手段を自重により開放位置へ横移動させる第２位置の間を変位可能な開閉手段とからなり、
前記開閉手段により前記第２係合部を前記第１位置から第２位置に変位させた後、除氷運転により加熱される前記製氷部と氷塊との氷結面が融解したときには、前記製氷水供給手段の前記平坦な氷塊氷結面に氷塊を氷結させたまま該製氷水供給手段が自重により横移動して前記第１係合部が第２係合部に係合する開放位置に保持され、
前記開閉手段により前記第２係合部を第２位置から第１位置に変位させたときには、前記第１係合部と第２係合部との係合作用下に、前記製氷水供給手段を開放位置から製氷位置に横移動するよう構成したことを特徴とする。
【０００９】
前記課題を克服し、所期の目的を好適に達成するため、本願の更に別の発明に係る自動製氷機の運転方法は、
製氷運転に際して冷却されると共に除氷運転に際して加熱される縦向きに配置された製氷部と、製氷運転中は前記製氷部に近接する製氷位置に臨んで該製氷部との間に氷塊を生成させると共に、除氷運転への切換えにより該製氷部から離間する開放位置に横移動する複数の製氷水供給手段とを備える自動製氷機において、
前記除氷運転に際して前記製氷水供給手段に氷塊を氷結させたまま該製氷水供給手段を開放位置に移動し、この開放位置で該製氷水供給手段を加熱して氷塊の脱氷を行ない、
前記除氷運転から製氷運転に移行することで開放位置の製氷水供給手段が製氷位置に向けて移動を開始してから、正常に氷塊の脱氷が行なわれた製氷水供給手段が製氷位置に戻るまでに要する正常時間を経過しても、該製氷水供給手段の製氷位置への到来を検知する検出手段が検知状態とならなかった場合は、前記製氷水供給手段を開放位置に戻して除氷運転を再開する異常対処運転を行なうことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係る自動製氷機およびその運転方法につき、好適な実施例を挙げて添付図面を参照しながら以下説明する。
【００１１】
【第１実施例】
図１は、本発明の第１実施例に係る自動製氷機の主要製氷機構を、製氷状態で概略的に示すものである。図において、所要外径をなす多数の角氷(氷塊)を製造する製氷機構は、横方向に開口する複数の製氷小室１０ａを有し、その裏面側(製氷小室１０ａの開口側とは反対側)が対向するよう略垂直に配置した一対の製氷室(製氷部)１０,１０と、両製氷室１０,１０の裏面間に配設された複数(実施例では２本)の冷却管１１,１１と、各製氷室１０の表面側(製氷小室１０ａの開口側)に対して近接・離間可能な水皿１２とから基本的に構成される。
【００１２】
(製氷室)
自動製氷機の本体枠１３には、前後方向に離間して一対の製氷室ブラケット１４,１４が配設され、図２に示す如く、両ブラケット１４,１４間に前記製氷室１０,１０が、その幅方向を前後方向に揃えた姿勢で支持されている。各製氷室１０は、良好な熱伝導率を有する金属(例えば銅)を材質とする矩形箱状で、内部に複数の仕切板５６,５７を縦横に配設することで複数の製氷小室１０ａが画成されたものであって、該製氷室１０における幅方向の前後に位置する各側壁１０ｂの上下両端部が所定長さだけ延出しており、該延出部１０ｃ,１０ｃが、対応する前記製氷室ブラケット１４に断熱材(図示せず)を介して配設されることで、該製氷室１０は略垂直に配置されるようになっている。
【００１３】
なお、前記複数の縦仕切板５６および横仕切板５７は、相互に直交するように配設され、これら仕切板５６,５７により画成される製氷小室１０ａは立方体状に設定される。すなわち、前後方向に対向する縦仕切板５６,５６および上下方向に対向する横仕切板５７,５７は、何れも平行に臨むようになっている。また、両仕切板５６,５７における表面側の端部は、製氷室１０の表面端より所定長さだけ内側に位置し、各製氷小室１０ａ中に生成された角氷を表面側に生成される氷層によって相互に連結するよう設定してある。
【００１４】
(冷却管)
前記両製氷室１０,１０の裏面間には、図３に示す如く、図示しない冷凍装置の一部を構成する２本の冷却管１１,１１が密着固定され、製氷運転時に両冷却管１１,１１中に冷媒を循環させて前記製氷室１０,１０を強制冷却すると共に、除氷運転に際して高温冷媒ガス(以後「ホットガス」と云う)を循環させて製氷室１０,１０を加熱するよう構成されている。各冷却管１１は、直線部１１ａとＵ字状に折曲形成されたベンド部１１ｂとが反復する蛇行状に形成されて、そのベンド部１１ｂが上下に位置するよう製氷室１０の裏面側に配置される。また両冷却管１１,１１は、製氷室１０の幅方向に並列に配設されると共に、冷凍装置から供給される冷媒およびホットガスの入口が製氷室１０における幅方向の前あるいは後側の端部側に設定されている。すなわち、前側に位置する冷却管１１の入口は、製氷室１０の前面側に位置し、また後側に位置する冷却管１１の入口は、製氷室１０の後面側に位置し、両冷却管１１,１１に供給される冷媒およびホットガスは、製氷室１０の前後両端部側から幅方向の中央部に向けて流れるようになっている。
【００１５】
前記各冷却管１１における上下のベンド部１１ｂ,１１ｂは、図３に示す如く、製氷室１０の上下端部から外方に延出するよう設定され、各ベンド部１１ｂと製氷室端部との間に隙間を画成するよう構成してある。そして、下部のベンド部１１ｂと製氷室下端との間に画成される隙間は、製氷運転に際して製氷小室１０ａ中に供給される製氷水および除氷運転に際して製氷室裏面に供給される除氷水をベンド部１１ｂに溜まらせることなく下方に流すべく機能する。また、上部のベンド部１１ｂと製氷室上端との間に画成される隙間は、前記除氷水を製氷室１０の裏面全体に流下させるべく機能する。
【００１６】
(水皿)
前記両製氷室１０,１０の表面側には、後述する開閉装置１５に支持されて平行に横移動可能な水皿１２が夫々臨んでいる。各水皿１２は、氷が氷結し難い材料(例えば合成樹脂)を材質として、製氷室１０における全ての製氷小室１０ａを覆い得る寸法の平板状に形成されて、該製氷小室１０ａを閉成する表面(氷塊氷結面)は平坦に設定されている。そして、この水皿１２は、開閉装置１５により製氷室１０の表面側に近接する製氷位置(図６)と、表面側から離間する開放位置(図７)との間を、縦向き姿勢のまま平行に進退移動されるようになっている。なお、水皿１２における上下端部は、図６に示す如く、製氷室１０より外方に延出すると共に、その開放端に向かうにつれて製氷室１０から離間する方向に所定角度(例えば３０〜４５°)で傾斜するよう折曲され、水皿自体の強度を向上するよう構成される。また下側の折曲部１２ｃは、製氷運転に際して前記製氷小室１０ａに供給されて氷結することなく流下する未氷結水(後述)および除氷運転に際して前記水皿１２の裏面側を流下する除氷水を、後述する製氷水タンク１６に案内するガイド手段として機能する。
【００１７】
前記水皿１２における各製氷小室１０ａの中央と対応する位置に通孔１２ａが形成されると共に、該通孔１２ａには後述する分配管１８に突設された突部１９が同心的に挿入されて、該突部１９の周りに戻り孔２０を画成するよう構成される(図５参照)。
【００１８】
前記製氷機構の下方には、図１に示す如く、製氷水タンク１６が配設され、該タンク中に貯留されている所要量の製氷水は、循環ポンプＰを介して各水皿１２の裏面下部に配設されて幅方向に延在する供給管１７の中央部に供給されるよう構成される。なお、製氷水タンク１６と循環ポンプＰとの接続部は該タンク１６の最低部に設定されると共に、タンク底部は接続部に向けて下方傾斜するよう設定され、使用されることなくタンク中に残る製氷水の量を少なくするよう設定している。
【００１９】
図４に示すように、この供給管１７からは複数の分配管１８が並列に導出され、各分配管１８は水皿１２における縦列の通孔群に沿って上方に延在している。各分配管１８における夫々の通孔１２ａと対応する位置には、図５に示す如く、該通孔１２ａより小径の突部１９が突設されて、該突部１９が通孔１２ａ内に同心的に挿入されている。この突部１９には小径(例えば１.４ｍｍ)の噴水孔１９ａが穿設されており、前記製氷水タンク１６から循環ポンプＰを介して分配管１８に圧送される製氷水は、各噴水孔１９ａを介して対応の各製氷小室１０ａ中に噴射可能になっている。すなわち実施例では、前記水皿１２、供給管１７および分配管１８から製氷水供給手段が構成され、該供給手段が一体的に製氷室１０に対して平行に近接・離間移動するよう構成されている。
【００２０】
前記水皿１２の通孔１２ａに同心的に挿入された突部１９の外周囲に戻り孔２０が画成され、後述する製氷運転に際して、製氷室１０で氷結するに到らなかった製氷水(以下「未氷結水」という)を、この戻り孔２０から製氷水タンク１６に戻し得るようになっている。なお、突部１９の先端は、図５に示す如く、水皿１２の表面(製氷室１０と対向する面)より突出しないよう設定され、水皿１２に氷結した角氷群が脱氷落下する際に引掛かることがないよう構成される。
【００２１】
前記全ての分配管１８の上端部は接続管２１に接続されて、前記供給管１７と共に製氷水がエンドレスで流通し得るよう構成されている。供給管１７および接続管２１の長手方向の両端部は、蓋２２,２３により開閉可能に閉塞されるようになっており(図４参照)、該蓋２２,２３を取外すことで管内の掃除を行ない得るよう構成してある。
【００２２】
前記両製氷室１０,１０の間における上方位置に、給水管(図示せず)を介して外部水道系に接続する第１除氷水散水管２４が幅方向に延在すると共に、該散水管２４には縦方向に整列する製氷小室群に対応する位置の夫々に分岐管２４ａが接続してある。そして、給水管に介挿した第１給水弁ＷＶ1(図１２参照)を開放することにより、常温の水道水(除氷水)が第１除氷水散水管２４に供給され、この除氷水は各分岐管２４ａを介して製氷室１０,１０の裏面側を流下して前記製氷水タンク１６に供給され、これが次回の製氷運転時に製氷水として使用されるようになっている。なお、前述したように前記冷却管１１,１１の各ベンド部１１ｂは製氷室１０,１０の上下端部から外方に延出しているから、該除氷水の流下は円滑になされる。
【００２３】
前記各水皿１２の前後両側に側板１２ｂ,１２ｂが配設され、該側板１２ｂ,１２ｂ間における水皿１２の後面側上部に、給水管(図示せず)を介して外部水道系に接続する除氷手段としての第２除氷水散水管２５が接続管２１と平行に配設され(図４参照)、給水管に介挿した第２給水弁ＷＶ2(図１２参照)を開放することにより、常温の水道水(除氷水)が第２除氷水散水管２５に供給されるよう構成される。また第２除氷水散水管２５には複数の散水孔(図示せず)が穿設されており、第２除氷水散水管２５に供給された除氷水は、散水孔を介して水皿１２の裏面側を流下して前記製氷水タンク１６に供給され、これも次回の製氷運転時に製氷水として使用されるようになっている。なお、水皿１２における裏面には、図５に示す如く、前記各通孔１２ａを囲繞する堰部材２６が配設され、水皿裏面を流下する除氷水が通孔１２ａを介して表面側に流出し、角氷を融解するのを防止するよう構成してある。また堰部材２６は、前記戻り孔２０からの製氷水の裏側への流出は許容するようになっている。
【００２４】
前記水皿１２における前記折曲部１２ｃの下方には、図４および図６に示す如く、該水皿１２と一体的に移動するカバー手段としての樋部材２７が配設され、水皿１２の表面側や裏面側を流下して折曲部１２ｃで案内される製氷水や除氷水を、該樋部材２７で回収して前記製氷水タンク１６に案内するよう構成される。
【００２５】
前記水皿１２が開閉装置１５により開放位置に移動された状態で、該水皿１２の表面側に氷結している角氷群の下方に臨む製氷水タンク１６に、氷通過口２８が形成され、除氷運転により水皿１２から剥離落下する角氷群は、該氷通過口２８を介して図示しない貯氷室に放出されるようになっている。なお、水皿１２の製氷位置においては、氷通過口２８は前記樋部材２７で覆われて閉成され(図１参照)、製氷水が該氷通過口２８を介して貯氷室に流入するのは防止されている。また、樋部材２７における製氷室１０を向く端部は、前記水皿１２の表面より製氷室側に突出しないよう設定されており、該水皿１２から剥離した角氷群の円滑な落下を達成し得るようになっている。
【００２６】
(開閉装置)
前記各水皿１２の前後両側板１２ｂ,１２ｂに水皿ブラケット２９,２９が配設されると共に(図４参照)、各ブラケット２９の上下両端部には、図８に示す如く、左右方向(製氷室１０に対する近接・離間方向)に離間する一対の案内ローラ３０,３０が夫々回転可能に配設されている。また前記両製氷室ブラケット１４,１４には、各水皿１２と対応する位置に、左右方向に延在する一対の長孔１４ａ,１４ａが上下に離間して平行に形成され、この上下の長孔１４ａ,１４ａに対応する上下の案内ローラ３０,３０が移動可能に配設されている。すなわち、各水皿１２は、上下の長孔１４ａ,１４ａに沿って左右方向に平行移動可能に構成される。
【００２７】
前記水皿１２,１２の開閉装置(開閉手段)１５は、前記両製氷室ブラケット１４,１４に配設される一対のリンク機構３１,３１と、両リンク機構３１,３１を作動する作動機構３２とから構成され、両リンク機構３１,３１を作動機構３２により作動することで、２つの水皿１２,１２が製氷位置と開放位置との間を移動されるよう構成される。
【００２８】
(作動機構)
前記作動機構３２は、図２に示す如く、前記両製氷室ブラケット１４,１４の上端間に回動可能に架設された回動軸３３を備え、該回動軸３３における各製氷室ブラケット１４から外方に突出する軸端にカム３４が夫々一体回転可能に配設されている。また、回動軸３３における前側の製氷室ブラケット１４に近接する内側に、従動歯車３５が一体回転可能に配設される。更に、前記本体枠１３に配設されたモータ３６の出力軸に駆動歯車３７が一体回転可能に配設されており、該駆動歯車３７が前記従動歯車３５に噛合してある。すなわち、モータ３６を所定方向に回転駆動することで、回動軸３３と共にカム３４,３４を逆方向(実施例では図８における時計方向)に回転するよう構成される。
【００２９】
(リンク機構)
前記両カム３４,３４には、対応するリンク機構３１,３１を構成する作動レバー３８,３８が連結され、両カム３４,３４の回転によって作動レバー３８,３８を作動するよう構成される。なお、両リンク機構３１,３１の構成は対称であるので、前側に配設されるリンク機構３１の構成についてのみ説明し、後側のリンク機構３１の同一部材には同じ符号を付して示すのみとする。
【００３０】
すなわち、図１１に示す如く、前記カム３４の回転中心から偏位する部位に一端部が第１支点ピン３９を介して回動可能に枢支された作動レバー３８が所定長さで垂下すると共に、該レバー３８の下端部には長手方向(上下方向)に延在する長孔３８ａが形成されている。また、製氷室ブラケット１４におけるカム３４の回転中心から真下に所定長さだけ離間する位置に案内ピン４０が突設され、該案内ピン４０が作動レバー３８の長孔３８ａに摺動可能に挿通されている。すなわち、カム３４が回転した際には、作動レバー３８は、長孔３８ａが案内ピン４０に案内されつつ上下動するようになっている(図８,図９,図１０参照)。
【００３１】
前記作動レバー３８には、左右の水皿１２,１２を移動させるレバー組４１,４１が連設されているが、その構成は該レバー３８を挟んで対称であるので、図８において右側に配設されるレバー組４１の構成についてのみ説明し、左側のレバー組４１の同一部材には同じ符号を付して示すものとする。なお、以下の説明では、水皿１２を製氷位置に位置決めしている状態で説明する。
【００３２】
(レバー組)
前記作動レバー３８における長手方向の略中間位置に第２支点ピン４２が前後方向に突設され、その前側の端部に右用の中間レバー４３の一端が回動可能に枢支されている。なお、左用の中間レバー４３の一端は、第２支点ピン４２の作動レバー３８から後側に突出する端部に回動可能に枢支される。また、前記製氷室ブラケット１４における作動レバー３８より右側の位置には、略レ字状に折曲形成された右用のアーム４４が、その折曲部において第３支点ピン４５を介して回動可能に枢支されている。そして、アーム４４における枢支部から作動レバー３８に向けて延出する一方の第１アーム部４４ａに突設された第１支軸４６が、前記中間レバー４３の枢支点から離間する他端部に形成された長孔４３ａに摺動可能に挿通してある。更に、アーム４４における枢支部から第１アーム部４４ａより下方で作動レバー３８に向けて斜め下方に延出する第２アーム部４４ｂに、第２支軸４７が突設されている。
【００３３】
前記製氷室ブラケット１４における前記第３支点ピン４５の略真上の位置に第１バネ軸４８が配設され、該バネ軸４８に一端が掛止された第１引張りバネ４９の他端部が、前記アーム４４の第２支軸４７に掛止されている。また、前記水皿ブラケット２９における前記第３支点ピン４５の配設位置より下方で、かつ該支点ピン４５より作動レバー側に偏位した位置に第２バネ軸５０が配設され、該バネ軸５０に一端が掛止された弾性部材としての第２引張りバネ５１の他端部が、前記アーム４４の第２支軸４７に掛止されている。すなわち、図８に示すように水皿１２を製氷位置に位置決めしている状態で右側のレバー組４１は、アーム４４における第２アーム部４４ｂの第２支軸４７が第３支点ピン４５の真下の下死点より左側(作動レバー３８に近接する閉成側)に到来しており、このとき第１引張りバネ４９は、アーム４４を第３支点ピン４５を中心として時計方向(左側のレバー組４１では反時計方向)に付勢し、これにより第２バネ軸５０と第２支軸４７との間に張架されている第２引張りバネ５１の張力は、水皿１２を製氷室１０に向けて近接する方向に作用するよう設定される。
【００３４】
また後述する除氷運転に際してアーム４４における第２アーム部４４ｂの第２支軸４７が、第３支点ピン４５の真下の下死点より右側(作動レバー３８から離間する開放側)に到来した際には(図９参照)、第１引張りバネ４９は、アーム４４を第３支点ピン４５を中心として反時計方向(左側のレバー組４１では時計方向)に付勢し、これにより第２バネ軸５０と第２支軸４７との間に張架されている第２引張りバネ５１の張力は、水皿１２を製氷室１０から離間する方向に作用するよう設定される。
【００３５】
(リミットスイッチ)
前記一方のカム３４の外周に凹部３４ａが形成されると共に、該凹部３４ａを検知可能な２基のリミットスイッチ５２,５３が、前記対応する製氷室ブラケット１４に配設されている。図８において左側に位置する第１リミットスイッチ５２は、前記第１支点ピン３９が回動軸３３の真上の上死点に到来したときに凹部３４ａを検知し、このときに前記モータ３６を停止制御するべく機能する。そして、この状態で前記水皿１２は製氷位置に臨むよう設定される。また右側に位置する第２リミットスイッチ５３は、作動レバー３８および中間レバー４３により回転されるアーム４４の第２支軸４７が下死点より開放側に臨む位置に到来したときに凹部３４ａを検知し(図９参照)、このときに前記モータ３６を停止制御するべく機能する。
【００３６】
(製氷完了サーモ)
前記一方の製氷室１０には、製氷完了検知手段としての製氷完了サーモＴｈ(図１２参照)が配設され、前記製氷室１０に略完全な角氷が形成されることによって製氷室温度が製氷完了温度まで低下したことを該サーモＴｈが検知した際に、製氷運転を完了して除氷運転に移行するよう設定されている。すなわち、図１２に示すように、前記循環ポンプＰを停止したもとで、冷凍装置のホットガス弁ＨＶを開放して２つの冷却管１１,１１にホットガスを供給すると共に、前記モータ３６を回転し、更には前記第１給水弁ＷＶ1を開放して両製氷室１０,１０の裏面側への除氷水の供給を開始するよう構成される。なお、ホットガス弁ＨＶは、除氷運転が完了した後に前記第１リミットスイッチ５２が凹部３４ａを検知した際に閉成されるようになっている。
【００３７】
(水皿の開放完了スイッチ，除氷完了スイッチ)
前記製氷室ブラケット１４には、一方(実施例では右側)の水皿１２が開放位置に移動したことを検知する開放完了スイッチ５４が配設され、該スイッチ５４が水皿１２の開放完了を検知したときに、前記第１給水弁ＷＶ1を閉成して製氷室１０,１０の裏面側への除氷水の供給を停止すると共に、第２給水弁ＷＶ2を開放して水皿裏面への除氷水の供給を開始するよう構成されている。また製氷室ブラケット１４には、水皿１２が開放位置に到来した状態で、該水皿１２の表面側に角氷群が存在しているか否かを検知可能な光電センサ等の除氷完了スイッチ５５が配設され、水皿１２から角氷群が剥離落下したことを該スイッチ５５が検知した際に、第２給水弁ＷＶ2を閉成するよう設定されている。なお実施例では、図８において左側の水皿１２から氷塊群が剥離落下したことを除氷完了スイッチ５５で検知するよう構成してある。
【００３８】
また実施例では、除氷運転から製氷運転に移行して前記水皿１２が製氷位置に位置決めされた後、図示しないタイマにより設定された所定時間(例えば１５秒)だけ前記第２給水弁ＷＶ2を開放して、前記製氷水タンク１６に除氷水(製氷水)を追加供給するよう設定してある。
【００３９】
【第１実施例の作用】
次に、第１実施例に係る自動製氷機の作用につき、図１２のタイミングチャートを参照して説明する。製氷運転に際し、図６に示す如く両水皿１２,１２は、製氷室１０,１０の表面側に近接する製氷位置に臨み、各製氷小室１０ａが水皿１２,１２で閉成された状態となっている。このとき、図８に示す如く、前記開閉装置１５における各リンク機構３１の作動レバー３８の第１支点ピン３９は上死点に位置し、また各レバー組４１におけるアーム４４の第２支軸４７が下死点より閉成側に位置して、前記第２引張りバネ５１の張力によって水皿１２を夫々製氷位置に向けて付勢している。
【００４０】
前述した状態において、前記冷凍装置の運転(圧縮機ＯＮ)により、両製氷室１０,１０の裏面側に配設された２本の冷却管１１,１１に夫々冷媒が循環供給され、両製氷室１０,１０の冷却がなされる。この場合に、冷却管１１,１１を複数としたことで、各冷却管１１の長さを短かくすることができ、これにより管路抵抗が小さくなって冷却能力が向上する。また前記循環ポンプＰの運転により、前記製氷水タンク１６からの製氷水は各分配管１８にポンプ圧送され、該分配管１８の各噴水孔１９ａを介して各製氷室１０の各製氷小室１０ａ中に向けて噴射供給される。
【００４１】
噴射された製氷水は、製氷小室１０ａの内壁面に接触して冷却され、該製氷小室１０ａ中で氷結することなく開口から流出する未氷結水は、前記水皿１２の各戻り孔２０から該水皿１２の裏面側に流出して流下し、前記折曲部１２ｃおよび樋部材２７を介して製氷水タンク１６に戻されて再度の循環に供される。なお、製氷運転に際して前記氷通過口２８は対応する樋部材２７により閉成されているから(図１参照)、水皿裏面を流下する製氷水が氷通過口２８から貯氷室に入るのは防止される。すなわち、貯氷室に貯留されている角氷に製氷水が付着して再氷結するのは抑制される。そして製氷水の循環が反復される内に、製氷小室１０ａ中で製氷水の一部が氷結して氷層が形成され始め、最終的に該製氷小室１０ａの内部形状に対応する角氷が生成される。前述した如く、製氷小室１０ａを画成する仕切板５６,５７における表面側の端部は、製氷室１０の表面端より所定長さだけ内側に位置しているから、各製氷小室１０ａ中に生成された角氷は表面側に生成される氷層によって相互に連結すると共に、水皿表面に氷結付着する。
【００４２】
前記角氷の製造が完了し、製氷室１０の温度が製氷完了温度となったことを製氷完了サーモＴｈが検知すると、前記循環ポンプＰが停止されて、製氷水の循環供給を停止する。またホットガス弁ＨＶが開放して両冷却管１１,１１にホットガスが供給され、製氷室１０,１０の加温がなされて、各製氷小室１０ａの内壁面と角氷との氷結面の融解を開始する。このとき、各冷却管１１のホットガスの入口は製氷室１０における幅方向の両端部側に設定されているから、製氷室１０における全ての角氷が平均的に融解し、部分的に角氷がやせて不揃いとなるのは防止される。更に、前記第１給水弁ＷＶ1を開放し、外部水道系に接続する第１除氷水散水管２４への給水を開始する。第１除氷水散水管２４に供給された除氷水(常温の水道水)は、各分岐管２４ａを介して製氷室１０,１０の裏面側に散水され、これにより製氷室１０,１０が加熱されて各製氷小室１０ａと角氷との氷結力が低下する。この場合に、前記冷却管１１,１１の下側のベンド部１１ｂは製氷室１０,１０の下端部から外方に延出しているから、該除氷水の流下は円滑になされ、前記製氷水タンク１６に回収される。
【００４３】
前述した製氷完了検知により、前記開閉装置１５のモータ３６が回転駆動し、そのカム３４,３４が図８において時計方向への回動を開始し、これにより一対のリンク機構３１,３１が作動する。すなわち、各リンク機構３１においては、カム３４に第１支点ピン３９を介して枢支されている作動レバー３８が、長孔３８ａに係合する案内ピン４０に案内されつつ下方に移動する。この作動レバー３８の下動により両中間レバー４３,４３が下方に押され、各中間レバー４３における長孔４３ａの上端縁に第１支軸４６を介して係合しているアーム４４は、第３支点ピン４５を中心として第２アーム部４４ｂが作動レバー３８から離間する方向に夫々回動する。そして、カム３４の凹部３４ａを第２リミットスイッチ５３が検知したときに、前記モータ３６が一旦停止される。このとき、前記各アーム４４の第２支軸４７は、図９に示す如く、下死点より開放側に位置しているから、前記第２引張りバネ５１の張力は、対応する水皿１２を製氷室１０から離間する方向に作用することとなる。
【００４４】
前記冷却管１１,１１へのホットガスの供給および除氷水の製氷室裏面への供給により各製氷室１０が加温され、各製氷小室１０ａに対する角氷の固着力が低下すると、前記第１および第２引張りバネ４９,５１の張力により製氷室１０から離間する方向に付勢されている水皿１２に角氷群が氷結したまま製氷室１０から分離して各製氷小室１０ａから角氷が取出され、図１０に示すように該水皿１２は開放位置に到る。すなわち、製氷小室１０ａと角氷との固着力が低下してから角氷を取出すから、製氷室１０およびこれを支持する機構部の強度を低く設定することが可能で、製造コストを低廉に抑えることができる。また、角氷を製氷小室１０ａから取出す際の音も小さくなる。
【００４５】
前述したように両引張りバネ４９,５１の張力によって除氷を補助するよう構成してあるから、除氷時間を短縮することができる。また製氷室１０から角氷群を分離可能となったことを、温度やタイマ等で検知して制御する必要はなく、制御系を簡略化し得る。更には、リンク機構３１に加わる負荷を引張りバネ４９,５１の伸びの変移により軽減することが可能であるから、開閉装置１５の耐久性を向上することもできる。また、製氷室１０の除氷をホットガスと除氷水との両方を利用して行なうから、これによっても除氷に要する時間を短縮し得る。
【００４６】
前記水皿１２が開放位置に到来したことを前記開放完了スイッチ５４が検知すると、前記第１給水弁ＷＶ1を閉成して製氷室１０,１０の裏面側への除氷水の供給を停止したもとで、前記第２給水弁ＷＶ2を開放し、外部水道系に接続する各第２除氷水散水管２５への給水を開始する。第２除氷水散水管２５に供給された除氷水(常温の水道水)は、各散水孔を介して水皿１２の裏面側に散水され、これにより水皿１２が加熱されてその表面側に氷結している角氷群との氷結力が低下する。なお、水皿裏面を流下する除氷水は、前記堰部材２６により通孔１２ａを介して表面側に流出するのは阻止され、除氷水により角氷が融解するのは防止される。また水皿裏面を流下する除氷水は、前記折曲部１２ｃおよび樋部材２７を介して製氷水タンク１６に案内され、該除氷水が前記氷通過口２８から貯氷室に入ることはない。
【００４７】
前記各水皿１２と角氷群との氷結力が或る程度解除されると、該角氷群は自重落下し、前記氷通過口２８を介して貯氷室に落下貯留される。既に述べた如く、水皿１２は除氷水により加熱されて、水皿１２と角氷群との固着力は低下し、しかも水皿自体は氷が氷結し難い材料を材質としているから、当該水皿１２から角氷群は短時間で剥離落下する。また、水皿１２における角氷群が氷結している表面は平坦であるから、該角氷群を剥離させるのに要する熱量は少なくて済み、実施例のように第２除氷水散水管２５を介して水皿裏面に供給される除氷水のみでく脱氷し得る。しかも、水皿１２は縦向き姿勢であるから、その垂直な裏面に供給される除氷水は裏面全体を均一に流下して平均的に加温することができ、脱氷がより容易に行なわれる。そして、水皿１２から角氷群が剥離落下したことを、前記除氷完了スイッチ５５が検知すると、前記第２給水弁ＷＶ2を閉成すると共に、前記モータ３６の回転が再開される。なお、水皿１２の通孔１２ａに挿入されている前記突部１９の先端は、図５に示す如く、水皿１２の表面より突出していないから、水皿１２からの角氷群の脱氷落下が阻害されることはなく、円滑に落下する。同様に前記樋部材２７の端部も水皿１２の表面から突出していないから、角氷群の落下を阻害することはない。
【００４８】
前述したように、実施例では縦向きに配置した製氷室１０に対して製氷小室１０ａを開閉する水皿１２を、該水皿１２に角氷群を氷結させたまま平行に横移動させるよう構成したから、水皿１２の移動量は角氷群の左右寸法より僅かに大きければよく、製氷機構自体を小型化することができ、小さな設置スペースで多くの製氷量を稼ぐことができる。しかも、冷却管１１を挟んで２つの製氷板１０,１０を対向配置したから、小さなスペースでより多くの角氷を効率的に製造し得る。また水皿１２を平行移動させるから、製氷小室１０ａの形状を立方体とすることができ、整った形状の角氷を製造し得る。更に、水皿１２に氷結している角氷群を真下に落とすので、前記氷通過口２８の開口寸法を小さく設定することができ、これによって前記製氷水タンク１６の小型化を図り得る。
【００４９】
前記モータ３６が回転駆動することにより、そのカム３４,３４が図１０において時計方向への回動を開始する。これにより、各カム３４に第１支点ピン３９を介して枢支されている作動レバー３８が、案内ピン４０に案内されつつ上方に移動する。この作動レバー３８の上動により両中間レバー４３,４３が上方に引上げられ、各中間レバー４３における長孔４３ａの下端縁に第１支軸４６を介して係合しているアーム４４は、第３支点ピン４５を中心として第２アーム部４４ｂが作動レバー３８に近接する方向に夫々回動する。そして、カム３４の凹部３４ａを第１リミットスイッチ５２が検知したときに、前記モータ３６が停止される。このとき、前記各アーム４４の第２支軸４７は、下死点より閉成側に位置しているから、前記第２引張りバネ５１の張力は水皿１２を製氷室１０に近接する方向に作用し、水皿１２は開放位置から移動して製氷室１０の開口を塞ぐ製氷位置に保持される。前述したように水皿１２は引張りバネ４９,５１を介して移動されるよう構成してあるから、水皿１２と製氷室１０との間に仮に角氷等を噛み込んだ場合においても、両引張りバネ４９,５１の伸び量等が変移することで開閉装置１５に大きな負荷が加わるのは防止され、該装置１５が故障するのを防ぐことができる。また、開閉装置１５を構成する各部品の寸法精度や組付け誤差等も引張りバネ４９,５１で吸収し得るから、組付けが容易となる。
【００５０】
前記ホットガス弁ＨＶが閉成し、前記２本の冷却管１１,１１に夫々冷媒が循環供給されると共に、循環ポンプＰが運転されて各製氷小室１０ａへの製氷水の循環供給が開始されることで、製氷運転が再開される。なお、製氷運転が再開されたときに、前記第２給水弁ＷＶ2がタイマで設定された数秒間だけ開放され、前記水皿１２の裏面側を流下させた水道水が製氷水タンク１６に追加給水される。
【００５１】
実施例の自動製氷機では、前記除氷運転に際し、製氷室１０の各製氷小室１０ａに生成された複数の角氷は、前記仕切板と水皿１２との隙間に生成された氷層によって相互に連結され、これを水皿１２に氷結した状態で剥離落下させるので、各角氷がバラバラに落下することはない。すなわち、角氷がバラバラに落下することで、水皿１２の一部に角氷が残留固着している状態で、前記除氷完了スイッチ５５による除氷完了検知がなされ、製氷室１０と水皿１２との間に角氷が噛み込まれるのは防止される。
【００５２】
【第１実施例の変形例について】
前記製氷室の裏側に配設される冷却管の数は、実施例のように２本に限定されるものでなく、製氷室の大きさに応じて１本あるいは３本以上の適宜数に設定すればよい。また、実施例では２つの製氷室の間に冷却管を挟む構成としたが、１つの製氷室の裏側に冷却管を配設する構成を採用し得る。
【００５３】
実施例では、製氷小室を画成する上下に対向する横仕切板を平行に配置した場合で説明したが、図１３に示す如く、上下に対向する横仕切板５７,５７が、開口側に向かうにつれて拡開するよう構成してもよい。この場合は、製氷小室１０ａからの角氷の取出しが容易となる。
【００５４】
実施例では第１または第２給水弁による除氷水の供給停止は、開放完了スイッチまたは除氷完了スイッチで制御するようにしたが、前記製氷水タンクに配設したフロート式の水位スイッチを用い、該タンク中に対応する所定量の製氷水(供給された除氷水)が貯留されたことを水位スイッチが検知したときに、対応する第１または第２給水弁による除氷水の供給を停止するようにしてもよい。
【００５５】
【第２実施例】
次に、第２実施例に係る自動製氷機につき、図１４〜図２０を参照しながら以下説明する。なお、前述した第１実施例と同一の部材については同一の符号を付して、詳細な説明は省略する。
【００５６】
図１４は、第２実施例に係る自動製氷機の主要製氷機構を、製氷状態で概略的に示すものである。図１４において、所要寸法の多数の角氷(氷塊)Ｓを製造する製氷機構は、斜め下方向に開口する複数の製氷小室６０ａを有し、その裏面側(製氷小室６０ａの開口側とは反対側)が対向するよう製氷室ブラケット６４,６４に略垂直に配置した一対の製氷室 (製氷部)６０,６０と、両製氷室６０,６０の裏面間に配設された複数(実施例では２本)の冷却管１１,１１と、各製氷室６０の表面側(製氷小室６０ａの開口側)に対して近接・離間可能な製氷水供給手段としての水皿１２とから基本的に構成される。前記製氷室６０,６０は、前述した第１実施例と同様に、縦仕切板６１および横仕切板６２により前記製氷小室６０ａ,６０ａが画成されている。ここで前記横仕切板６２は、図１５に示す如く、奥側から開口側に向かうにつれて鉛直方向下向きに傾斜するよう形成されて、前記製氷小室６０ａが斜め下方に開口するようになっている。なお、前記両製氷室６０,６０を支持する製氷室ブラケット６４,６４には、上下に離間する位置に左右方向に延在するフランジ部６４ａ,６４ａが形成されると共に、両フランジ部６４ａ,６４ａの上端面が、製氷室６０,６０から離間するにつれて下方に傾斜するよう形成されている。なお、各フランジ部６４ａにおける上端面の傾斜角度と、前記横仕切板６２の傾斜角度とが略一致するよう構成される。
【００５７】
また、縦横の仕切板６１,６２における表面側の端部は、前述の第１実施例と同様に、製氷室６０,６０の表面端より所定長さだけ内側に位置すると共に、該製氷室６０,６０には、製氷完了検知手段としての製氷完了サーモ(図示せず)が配設されており、製氷小室６０ａに略完全な角氷Ｓが形成されて各製氷室６０温度が製氷完了温度まで低下したのを該サーモが検出すると、製氷運転を完了して除氷運転に移行するようになっている。更に、図１６〜図１８に示すように、前記水皿１２,１２の前後両側板１２ｂ,１２ｂに配設された水皿ブラケット２９,２９の上下に離間する位置に、一対の案内ローラ(第１係合部)６３,６３が夫々回転可能に配設されて、水皿１２が各案内ローラ６３を介して後述する開閉装置(開閉手段)６５における各フランジ部６４ａの上端面に沿って、縦向き姿勢のまま斜め下方に向けて平行に横移動するようになっている。
【００５８】
なお、前述の第１実施例と同様に、製氷運転に際しては前記冷却管１１,１１に夫々冷媒が循環供給されると共に、前記製氷水タンク１６の製氷水が分配管１８の各噴水孔１９ａを介して各製氷小室６０ａに噴射供給されるようになっている。また、除氷運転に移行すると、製氷小室６０ａへの製氷水の循環供給が停止されると共に、両冷却管１１,１１にホットガスが供給され、更に第１除氷水散水管２４を介して製氷室６０,６０の裏面側に除氷水(常温の水道水)が散水される。
【００５９】
(開閉装置)
前記開閉装置６５は、前記両製氷室ブラケット６４,６４に配設される一対のリンク機構６７,６７と、両リンク機構６７,６７を作動する作動機構６８とから構成され、両リンク機構６７,６７を作動機構６８により作動することで、前記各水皿１２が、対応する製氷室６０の表面側に近接する製氷位置(図１９(a)参照)と、表面側から離間する開放位置(図１９(b),(c)参照)との間を移動する。前記作動機構６８は、前述した第１実施例と同様に、前記両製氷室ブラケット６４,６４の上端間に、モータ６９と連繋して回動可能に架設された回動軸３３を備え、該回動軸３３における各製氷室ブラケット６４,６４から外方に突出する軸端に、円板状のカム７０が一体回転可能に配設されている。すなわち、モータ６９を回転駆動することで、回動軸３３と共にカム７０が所定方向(第２実施例では図１６〜図１８における時計廻り方向)に回転するよう構成される。なお、図１７または図１８に示すように、前記各カム７０には、該カム７０の回転中心(前記回転軸３３)から偏位した位置に前後方向に延在する軸部７０ａを設けてある。
【００６０】
(リンク機構)
前記作動機構６８により作動される前記リンク機構６７,６７の構成は対称であるので、前側に配設されるリンク機構６７の構成についてのみ説明する。図１６〜図１８に示すように、前記リンク機構６７は、上下方向に延在する長尺のスライド板７１と、該スライド板７１に揺動可能に枢着される４枚のガイド部７４,７４,７４,７４とから構成されている。また、前記スライド板７１の上端部に、左右方向に延出する突出部７２が突設され、該突出部７２に左右方向に延在する案内溝７２ａが形成されて、この案内溝７２ａに前記カム７０の軸部７０ａが挿通されている。すなわち、カム７０が回転した際には、前記軸部７０ａが前記スライド板７１の案内溝７２ａに沿って摺動すると共に、該軸部７０ａの上下方向の変位に伴い、スライド板７１が上下方向に往復移動される(図１６〜図１８参照)。そして、製氷運転に際しては、前記スライド板７１が最上方に位置し、除氷運転に際しては、該スライド板７１が最下方に位置するよう設定されている。
【００６１】
前記スライド板７１における左右両側部には、上下に所要距離だけ離間する位置に支持軸７３,７３,７３,７３が夫々設けられており、各支持軸７３に前記ガイド部７４の一端部が夫々枢着されている。従って、前記各ガイド部７４における前記支持軸７３から離間する自由端部７４ａは、自由回動可能となっている。また、前記各ガイド部７４における略中央部と前記自由端部７４ａとを結ぶ位置には、所要長さの前記長孔７４ｂが夫々形成されており、該長孔７４ｂに前記水皿１２に設けた案内ローラ６３の図示しない軸部が挿通されている。すなわち、前記ガイド部７４は前記水皿１２と各案内ローラ６３との間に位置し、該案内ローラ６３の軸部は、常にはガイド部７４の自由端部側における前記長孔７４ｂを画成する第２係合部としての端縁部７４ｃ(図１７参照)と係合するようになっている。
【００６２】
ここで、製氷運転に際して、前記リンク機構６７は前述の如く前記スライド板７１が最上方に位置し、前記各ガイド部７４の端縁部７４ｃと前記各案内ローラ６３の軸部とが係合して前記各水皿１２がスライド板７１に近接する製氷位置に保持された第１位置(図１６参照)に変位される。また、除氷運転に際して、前記リンク機構６７は前述の如く前記スライド板７１が最下方に位置する。このとき、前記各製氷室６０と水皿１２との氷結により該水皿１２が製氷位置に保持されると共に、前記各ガイド部７４は前記各案内ローラ６３の軸部を支点に回動され、ガイド部７４の端縁部７４ｃと前記各案内ローラ６３の軸部との係合が解除されて当該水皿１２の自重による開放位置への移動を許容する第２位置(図１７または図１８参照)に変位されるよう構成されている。
【００６３】
そして、前記各製氷室６０と角氷Ｓとの間(氷結面)が融解すると、該水皿１２が自重により前記各フランジ部６４ａの上端面に沿って各案内ローラ６３が転動することで平行移動すると共に、該案内ローラ６３の軸部がガイド部７４の前記端縁部７４ｃに係合することで開放位置に保持されるようになる(図１８参照)。そして、後述の除氷完了検知装置８１が除氷完了を検知すると、リンク機構６７,６７が第２位置から第１位置に変位されると共に、前記各水皿１２の案内ローラ６３とガイド部７４の端縁部７４ｃとの係合作用下に、該案内ローラ６３が前記フランジ部６４ａに沿って製氷室６０に近接移動され、水皿１２が開放位置から製氷位置に復帰するようになっている。
【００６４】
(リミットスイッチ)
図１６〜図１８に示すように、前側に位置する前記製氷室ブラケット６４における前記カム７０の側方には、２基のリミットスイッチ７７,７８が上下方向に隣接的に配設されている。上側に位置する第１リミットスイッチ(検出手段)７７は、前記カム７０の軸部７０ａが回動軸３３の真上に位置する上死点(リンク機構６７が第１位置)に到来することで、該スイッチ７７の検出部７７ａに前記スライド板７１の突出部７２が接触したときに(ＯＮ状態)、前記モータ６９を停止制御するべく機能する。すなわち、第１リミットスイッチ７７は、前記リンク機構６７が第１位置に変移されて前記水皿１２,１２が製氷位置に臨み、製氷運転が可能となったことを検出する。また、下側に位置する第２リミットスイッチ７８は、前記カム７０の軸部７０ａが回動軸３３の真下に位置する下死点(リンク機構６７が第２位置)に到来することで、該スイッチ７８の検出部７８ａに前記スライド板７１の突出部７２が当接したときに(ＯＮ状態)、前記モータ６９を停止制御するべく機能する。
【００６５】
(除氷完了検知装置)
前記製氷室ブラケット６４,６４には、図１４に示すように、前記水皿１２からの除氷を検出する前記除氷完了検知装置８１が配設されている。前記除氷完了検知装置８１は、図１４に示すように、前記水皿１２,１２と対応的に配設されると共に前記製氷室ブラケット６４に回動可能に枢支される検出部材８２,８２と、該検出部材８２,８２の回動を検出する検出センサ８６,８６と、該検出センサ８６,８６の検出状態の変化により該水皿１２,１２からの角氷Ｓの除去を判定する除氷判定手段８７とから構成されている。前記各検出部材８２は、略へ字状に折り曲げられた本体部８３と、前記検出センサ８６に検出される略Ｌ字状の検出体８４とから形成されており、該本体部８３の突出部７２が上方に位置する状態で、当該本体部８３における対応の製氷室６０から離間する端部が、前記製氷室ブラケット６４に揺動可能に枢支される。
【００６６】
また、前記検出体８４は、前記本体部８３を枢支する軸部８２ａの近傍に形成されて上方に突出する支持片８４ａと、該支持片８４ａの上端縁から前記本体部８３と略平行に軸部８２ａに向けて延出する検出片８４ｂとから形成されている。すなわち、前記検出片８４ｂは、前記本体部８３から所要距離だけ離間して位置するようになっている。
【００６７】
ここで、前記水皿１２が製氷位置にある場合には、前記検出部材８２における前記製氷室６０に近接する端部が該水皿１２の上側の折曲部１２ｃに当接して回動規制された常態位置に、該検出部材８２が保持される(図１９(a)参照)。また、前記水皿１２が開放位置へ横移動すると、これに伴い前記検出部材８２が回動して、前記本体部８３が水皿１２に氷結した角氷群の最上方に位置する角氷Ｓに当接して回動規制された除氷開始位置に、検出部材８２が保持されるようになる(図１９(b)参照)。更に、前記水皿１２から角氷Ｓが落下剥離した場合には、前記検出部材８２は角氷Ｓによる位置規制が解除されて更に回動し、前記本体部８３が水皿１２の前記折曲部１２ｃに当接して回動規制された除氷完了位置に、検出部材８２が保持されるよう構成されている(図１９(c)参照)。
【００６８】
前記検出センサ８６としては、発光部の発光面と受光部の受光面とが対向する一般的な光学式センサが用いられ、前記検出部材８２が前記常態位置にある場合に、検出部材８２の本体部８３と検出片８４ｂとの間に位置するよう配設されて、検出片８４ｂが発光部の発する光を遮らないようになっている。また、前記検出部材８２が前記除氷開始位置に回動した場合には、前記発光部と受光部との間に前記検出片８４ｂが位置して発光部が発する光が遮られ、前記検出センサ８６により検出部材８２が除氷開始位置にあるのを検出する。更に、前記検出部材８２が前記除氷完了位置に回動した場合には、前記検出センサ８６が検出片８４ｂの上側に位置し、当該検出片８４ｂが発光部の発する光を遮らないよう構成される。
【００６９】
すなわち、前記検出センサ８６は、前記検出部材８２が前記常態位置または除氷完了位置にある場合にはＯＮ状態として検出し、該検出部材８２が前記除氷開始位置にある場合にはＯＦＦ状態として検出するようになっている。そして、前記水皿１２が開放位置に横移動した際には、前記検出センサ８６によりＯＦＦ状態が検出されると共に、該水皿１２の開放完了が検出される。なお、前記左右の検出センサ８６,８６が水皿１２,１２の開放完了を検出したときに、前記製氷室６０,６０の裏面側への除氷水の供給、および冷却管１１,１１へのホットガスの供給を停止し、水皿１２,１２の裏面への除氷水の供給を開始するよう制御されている。
【００７０】
前記除氷判定手段８７は、前記自動製氷機を制御する制御装置８８(図２０参照)の一部を構成するものであって、前記各検出センサ８６に対応的に配設されると共に、該検出センサ８６における検出状態の変化を識別し得るよう構成されている(図２０参照)。そして、各検出センサ８６による検出状態が、前記検出センサ８６がＯＮ状態からＯＦＦ状態へ変化したことを条件として、前記水皿１２が開放位置に移動したものと判定すると共に、次いでＯＦＦ状態からＯＮ状態に変化したことを条件として、各除氷判定手段８７は前記水皿１２から前記角氷Ｓが除去されたものと判定するようになっている。そして、前記除氷判定手段８７による判定に基づき、前記制御装置８８が、前記開閉装置６５やその他構成部品を制御するよう設定されて、該除氷判定手段８７により前記各水皿１２から前記角氷Ｓが除去されたものと判定されたときに、水皿１２,１２の裏面への除氷水の供給を停止して、除氷運転から製氷運転に移行するよう構成してある。
【００７１】
なお、除氷運転から製氷運転に移行するに際し、正常に角氷Ｓが脱氷された水皿１２,１２が、開放位置から製氷位置に復帰するまでに要する時間(正常時間)を設定したタイマ手段(図示せず)が、自動製氷機の制御装置８８に配設されている。そして、前記水皿１２,１２が開放位置から製氷位置に移動(リンク機構６７,６７が第２位置から第１位置に変位)するに際して、前記タイマ手段に設定された正常時間を経過しても前記第１リミットスイッチ７７がＯＮ状態とならない場合には、前記モータ６９を逆回転して該水皿１２,１２を開放位置(リンク機構６７,６７を第２位置)に復帰させ、前記冷却管１１,１１にホットガスを供給すると共に、製氷室６０,６０および水皿１２,１２の夫々の裏面に除氷水を散水する除氷運転を再開する異常対処運転を行なうよう設定されている。
【００７２】
また、前記異常対処運転に際しては、前記除氷完了検知装置８１による除氷完了(検出部材８２が除氷完了位置にある状態)に関係なく、前記製氷室６０,６０に配設した温度検出手段(図示せず)により製氷室６０,６０が予め設定された解除温度になったのを検出したときに、前記制御装置８８により除氷運転から製氷運転に切換えられて、再度水皿１２,１２を開放位置から製氷位置に移動するよう前記リンク機構６７,６７が第１位置に変位される。そして、再び前記タイマ手段に設定された正常時間を経過しても前記第１リミットスイッチ７７がＯＮ状態とならない場合には、再度異常処理運転に移行するよう設定されている。また、異常対処運転を所定回数繰り返すと、自動製氷機の運転を停止して、異常状態を警報音や表示等により操作者に報知するよう構成されている。なお、前記温度検出手段は、水皿１２の温度を検出するものであってもよい。
【００７３】
【第２実施例の作用】
次に、第２実施例に係る自動製氷機の作用につき説明する。
【００７４】
製氷運転に際し、図１６に示す如く、前記開閉装置６５におけるカム７０の軸部７０ａが上死点に臨み、前記各ガイド部７４の端縁部７４ｃと各水皿１２の対応する案内ローラ６３の軸部とが係合すると共に、前記リンク機構６７,６７が第１位置に保持されて、該水皿１２,１２の夫々が製氷室６０,６０の表面側に近接する製氷位置に保持されている。このとき前記第１リミットスイッチ７７がＯＮ状態となっている。この状態において、前記冷凍装置の運転(圧縮機ＯＮ)により、両製氷室６０,６０の裏面側に配設された２本の冷却管１１,１１に夫々冷媒が循環供給されると共に、前記製氷水タンク１６の製氷水が循環ポンプＰにより各分配管１８を介して各製氷室６０の各製氷小室６０ａ中に向けて噴射供給される。噴射された製氷水は、前述の第１実施例と同様に、製氷小室６０ａの内壁面に接触して冷却されて次第に氷層が形成され、最終的に該製氷小室６０ａの内部形状に対応する相互に連結した角氷Ｓが生成されて、各水皿１２の表面および製氷小室６０ａの内壁面に氷結付着する。
【００７５】
前記角氷Ｓの製造が完了し、製氷室６０,６０の温度が製氷完了温度となったことを製氷完了サーモが検知すると、製氷運転から除氷運転に移行し、製氷水の循環供給が停止される。そして、両冷却管１１,１１にホットガスが供給されると共に、第１除氷水散水管２４を介して除氷水(常温の水道水)が製氷室６０,６０の裏面側に散水され、製氷室６０,６０を加温して各製氷小室の内壁面と角氷Ｓとの氷結面の融解を開始する。従って、第１実施例と同様に、製氷室６０,６０における全ての角氷Ｓが平均的に融解し、部分的に角氷Ｓがやせて不揃いとなるのは防止される。
【００７６】
また、前記製氷完了サーモにより製氷完了が検知されると、前記開閉装置６５のモータ６９が回転駆動すると共に、そのカム７０が図１６において時計廻り方向への回動を開始し、これにより一対の前記リンク機構６７,６７が作動される。このとき、製氷小室６０ａの内壁面と角氷Ｓとの氷結により、前記各水皿１２は製氷位置に保持されたままとなる。すなわち、各リンク機構６７においては、カム７０における軸部７０ａの下方への変位に伴い、前記スライド板７１が下方に移動され、該スライド板７１に枢着されている前記各ガイド部７４が、前記水皿１２の案内ローラ６３を支点にして傾斜変位し、各案内ローラ６３の軸部はガイド部７４の端縁部７４ｃから離間する状態となる(図１７参照)。する。そして、前記スライド板７１の突出部７２が第２リミットスイッチ７８の検出部７８ａに接触することで、前記モータ６９が一旦停止され、前記リンク機構６７,６７は第２位置に保持される。
【００７７】
前述の如く、前記製氷室６０,６０を加温することで、各製氷小室６０ａに対する角氷Ｓの固着力が低下すると、前記水皿１２,１２に角氷群が氷結した状態で、該水皿１２,１２および角氷Ｓの自重により前記各案内ローラ６３が前記各フランジ部６４ａの傾斜に沿って転動して水皿１２,１２が平行に横移動し、前記案内ローラ６３の軸部とガイド部７４の端縁部７４ｃとが係合する。すなわち、各製氷小室６０ａから角氷Ｓが取出されると共に、図１８に示すように各水皿１２は開放位置に保持される。このように、製氷小室６０ａと角氷Ｓとの固着力が低下してから角氷Ｓを取出すから、製氷室６０,６０およびこれを支持する機構部の強度を低く設定することが可能で、製造コストを低廉に抑えることができる。また、前記水皿１２,１２と角氷Ｓの自重により当該水皿１２を開放位置に移動させるようにしたから、従来のように製氷室から角氷群を分離可能となったことを温度やタイマ等で検知して水皿を開放する制御を行なう必要はなく、制御系を簡略化し得ると共に、構造を簡素化して製氷機の小型化を図り得る。また、前記第１実施例の如く、前記水皿１２,１２を開放位置に移動する弾性部材を配設する必要がないので、製造コストを低廉に抑えることができる。
【００７８】
前記水皿１２が開放位置に到来すると、前記検出部材８２が回動して該検出部材８２は除氷開始位置に保持されて、前記検出センサ８６がＯＦＦ状態として検出する。これにより、前記水皿１２が開放位置に位置したことが検出され、前記製氷室６０,６０の裏面側への除氷水の供給および冷却管１１,１１へのホットガスの供給を停止したもとで、前記第２除氷水散水管２５を介して各水皿１２の裏面側に散水される。これにより各水皿１２が加熱されて、該水皿１２の表面側に氷結している角氷Ｓとの氷結力が低下し、該角氷Ｓは自重により落下し、前記氷通過口２８を介して貯氷庫に落下貯留される。
【００７９】
そして、前記水皿１２の表面から角氷Ｓが落下剥離すると、該角氷Ｓにより回動規制されていた前記検出部材８２が回動し、再度水皿１２に当接して回動規制された除氷完了位置に保持され、前記検出センサ８６がＯＮ状態として検出する。このとき、前記第２リミットスイッチ７８がＯＮ状態となっているので、前記検出部材８２が常態位置に保持されたものとして誤検出されることはない。更に、前記検出センサ８６による検出状態がＯＮ状態からＯＦＦ状態へ変化し、次いでＯＦＦ状態からＯＮ状態に変化したことになるため、前記除氷判定手段８７により前記水皿１２から角氷Ｓが除去されたものと判定される。このため、前記水皿１２からの角氷Ｓの落下剥離を確実に検出することが可能となる。また、第２実施例では、左右の除氷判定手段８７,８７の何れもが、前記水皿１２,１２から角氷Ｓが除去されたものと判定したときに、除氷運転から製氷運転に移行するよう設定してあるから、一方の水皿１２に角氷Ｓが氷結したまま製氷運転に移行することはない。また、角氷Ｓが落下剥離した際に前記検出部材８２が回動するので、該検出部材８２の回動位置を検出センサ８６により正確に検出することができると共に、角氷Ｓの落下剥離後に直ちに製氷運転に移行させ得る。
【００８０】
すなわち、従来の温度検知装置やタイマ等のように、安全を見込んで作動設定値を設定することで除氷運転が必要以上に長くなることはなく、製氷能力を向上することができる。また、水皿１２の開放完了と水皿１２からの角氷Ｓの落下剥離(除氷完了)とを、各水皿１２に対応して配設した１組の検出部材８２、検出センサ８６および除氷判定手段８７により検出することができるので、部品点数を減少させて製造コストを低減し得る。
【００８１】
また、第２実施例の自動製氷機では、前記除氷運転に際し、製氷室６０,６０の各製氷小室６０ａに生成された複数の角氷Ｓは、前記縦横の仕切板６１,６２と水皿１２との隙間に生成された氷層によって相互に連結され、これを水皿１２に氷結した状態で落下剥離させるようにしたので、各角氷Ｓがバラバラに落下することはない。すなわち、角氷Ｓがバラバラに落下することで、水皿１２の一部に角氷Ｓが残留固着した状態で前記検出部材８２が回動することにより、前記除氷判定手段８７が除氷完了を誤検出し、製氷室６０,６０と水皿１２との間に角氷Ｓが噛み込まれるのは防止される。
【００８２】
除氷完了が検出されると、前記開閉装置６５のモータ６９が回転駆動されて、前記カム７０が時計廻り方向へ回動し、該カム７０における軸部７０ａの上方変位に伴い前記スライド板７１が上方に移動される。そして、スライド板７１の突出部７２が第１リミットスイッチ７７の検出部７７ａに接触することで、前記モータ６９が一旦停止され、前記リンク機構６７,６７が第２位置から第１位置に変位される。このとき、前記水皿１２の案内ローラ６３の軸部とガイド部７４の端縁部７４ｃとが係合しているので、前記リンク機構６７,６７が第２位置から第１位置に変位するのに伴い該水皿１２が開放位置から製氷位置に復帰するようになる。従って、水皿１２が製氷位置に位置したことが正確に検出され、前述した製氷運転が開始される。
【００８３】
また、前記除氷運転から製氷運転に移行するに際し、前記タイマ手段に設定された正常時間を経過しても前記第１リミットスイッチ７７がＯＮ状態とならない場合には、前記モータ６９を逆回転して該水皿１２,１２を開放位置(リンク機構６７,６７を第２位置)に復帰させ、異常対処運転が行なわれるので、万が一製氷室６０,６０と水皿１２,１２の間に角氷Ｓが挟まった場合でも、モータ６９や製氷室６０,６０、水皿１２,１２等が損傷するのを防止できる。更に、前記異常対処運転を所定回数繰り返されると、自動製氷機の運転が停止されると共に、異常状態が操作者に報知されるので、製氷機に過度の負担が掛かることを防止することができる。なお、前記異常処理運転に際しては、前記温度検出手段により前記製氷室６０,６０が予め設定した解除温度となったのを検出した際に、前記開閉装置６５のモータ６９を回転駆動して、除氷運転から製氷運転に切換えるので、より確実な除氷の検出を行なうことが可能である。また、前記水皿１２,１２が製氷室６０,６０に近接する製氷位置に移動した後に、製氷運転が開始されるから、該水皿１２,１２を効率的に冷却し得ると共に、製氷運転の効率化を図り得る。
【００８４】
【発明の効果】
以上に説明した如く、本願の請求項１または２に係る発明の自動製氷機によれば、氷塊を氷結させた製氷水供給手段を製氷部に対して平行に横移動するよう構成したから、除氷運転に際して製氷水供給手段を移動させる量を短かくして製氷機自体を小型化することができ、しかも小さな設置面積で多くの氷塊を製造することが可能となる。また、製氷水供給手段における氷塊の氷結面を平坦に形成したから、氷塊を剥離させるのに要する熱量は少なくて済み、該供給手段からの氷塊の脱氷を短時間で行ない得る。請求項２に係る発明の自動製氷機では、製氷水供給手段が自重で製氷位置から開放位置に横移動するから、製氷機の構成を簡略化し得る。更に請求項３に係る自動製氷機では、製氷部の製氷小室から氷塊を容易に取出し得ると共に、立方体状の氷塊を製氷することができる。
【００８５】
請求項４に係る自動製氷機では、製氷水供給手段を開閉手段の弾性部材を利用して移動するよう構成したから、開閉手段に加わる機械的負荷を軽減することができる。また請求項５に係る自動製氷機では、開放位置まで移動した製氷水供給手段における氷塊の直下に氷通過口を設け、該供給手段から脱氷した氷塊を氷通過口に向けて真下に落下させるから、該氷通過口の開口寸法を小さく設定でき、製氷水タンクを小型化することができる。従って、製氷機自体の小型化も図り得る。更に請求項６に係る自動製氷機では、製氷運転に際して製氷小室に供給される製氷水および除氷運転に際して製氷水供給手段に供給される除氷水を、ガイド手段により製氷水タンクに案内すると共に、前記氷通過口を覆うカバー手段を備えるので、製氷水や除氷水が氷通過口に入るのを防止することができる。
【００８６】
請求項７に係る自動製氷機では、製氷水供給手段に氷結している氷塊との氷結を除氷手段により解除できる。また請求項８に係る自動製氷機では、一対の製氷部を冷却管を挟んで対向配置したことで、１サイクルで製造し得る製氷量をより多くすることができる。
【００８７】
請求項９に係る自動製氷機の運転方法では、除氷運転から製氷運転に移行するに際し、正常時間を経過しても製氷水供給手段が製氷位置に戻らない場合には異常対処運転を行なうよう構成したので、万が一製氷部と製氷水供給手段との間に氷塊が挟まった場合でも、該製氷部や製氷水供給手段等が損傷するのを防止し得る。また請求項１０に係る自動製氷機の運転方法では、異常処理運転に際して予め設定した解除温度になった際に、除氷運転から製氷運転に移行するので、より確実な除氷の検出を行なうことが可能である。すなわち、製氷部に製氷水供給手段を近接した状態で製氷運転を行なうから、製氷水供給手段を効率的に冷却して、製氷運転の効率化を図り得る。更に請求項１１に係る自動製氷機の運転方法では、異常対処運転が所定回数繰り返すと製氷機の運転が停止するようにしたので、製氷機に過度の負担が掛かることはない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施例に係る自動製氷機の概略構成を製氷状態で示す縦断正面図である。
【図２】 第１実施例に係る自動製氷機における製氷機構の概略構成を示す側面図である。
【図３】 第１実施例に係る製氷室を示す側面図である。
【図４】 第１実施例に係る水皿を示す側面図である。
【図５】 第１実施例に係る水皿の要部断面図である。
【図６】 第１実施例に係る製氷室に対して水皿を製氷位置に位置決めした状態で示す縦断正面図である。
【図７】 第１実施例に係る製氷室に対して水皿を開放位置に位置決めした状態で示す縦断正面図である。
【図８】 第１実施例に係る開閉装置を、水皿が製氷位置に位置決めされている状態で示す正面図である。
【図９】 第１実施例に係る開閉装置を、製氷位置の水皿を製氷室から離間する方向に付勢する状態で示す正面図である。
【図１０】 第１実施例に係る開閉装置を、水皿が開放位置に移動した状態で示す正面図である。
【図１１】 第１実施例に係る開閉装置における一方のリンク機構を示す側面図である。
【図１２】 第１実施例に係る自動製氷機の製氷−除氷運転のフローチャート図である。
【図１３】 製氷室の変更例を示す説明図である。
【図１４】 第２実施例に係る自動製氷機の概略構成を製氷状態で示す縦断正面図である。
【図１５】 第２実施例に係る製氷室に対して水皿を製氷位置に位置決めした状態で示す縦断正面図である。
【図１６】 第２実施例に係るリンク機構を第１位置に保持し、水皿を製氷位置に位置決めした状態を示す正面図である。
【図１７】 第２実施例に係るリンク機構を第２位置に変位させると共に、水皿が製氷位置に保持されている状態を示す正面図である。
【図１８】 第２実施例に係るリンク機構を第２位置に保持し、水皿が開放位置に移動した状態を示す正面図である。
【図１９】 第２実施例に係る自動製氷機における水皿と検出部材の動作を示す要部断面図であり、(a)は水皿が製氷位置に位置すると共に検出部材が常態位置に位置し、(b)は水皿が開放位置に位置すると共に検出部材が除氷開始位置に位置し、(c)は水皿が開放位置に位置すると共に検出部材が除氷完了位置に位置する状態を示す。
【図２０】 第２実施例に係る自動製氷機の制御系を概略で示すブロック図である。
【符号の説明】
１０ 製氷室(製氷部)，１０ａ 製氷小室，１１ 冷却管
１２ 水皿(製氷水供給手段)，１２ｃ 折曲部(ガイド手段)
１５ 開閉装置(開閉手段)，１６ 製氷水タンク
１７ 供給管(製氷水供給手段)，１８ 分配管(製氷水供給手段)
２５ 第２除氷水散水管(除氷手段)，２７ 樋部材(カバー手段)
２８ 氷通過口，５１ 第２引張りバネ(弾性部材） ５７ 横仕切板
６０ 製氷室(製氷部)，６０ａ 製氷小室，６３ 案内ローラ(第１係合部)
６５ 開閉装置(開閉手段)，７４ｃ 端縁部(第２係合部)
７７ 第１リミットスイッチ(検知手段)
【発明の属する技術分野】
この発明は自動製氷機およびその運転方法に関し、更に詳細には、製氷部と製氷水供給手段との間に生成された氷塊を、該製氷水供給手段に氷結させたまま製氷部から取出すよう構成した自動製氷機およびその運転方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
所要形状の氷塊を連続的に大量に製造する自動製氷機として、横方向に開口する複数の製氷小室を有する製氷室を、傾動可能な水皿により側方から開閉可能に閉成し、当該水皿から製氷水を各製氷小室に噴射供給して、該製氷小室中に氷塊を徐々に形成するようにした縦型製氷機が知られている(例えば、特許文献１参照)。
【０００３】
【特許文献１】
特開平８−１３６１０１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前述した縦型製氷機では、前記製氷室を開閉する水皿が傾動する構成であるため、その傾動支点側の製氷小室に生成された氷塊を支障なく脱氷させるには、該水皿を大きく傾動させなければならず、従って水皿を傾動させるための大きなスペースが必要となり、製氷機構部が大型化する難点が指摘される。また縦型製氷機では、水皿を傾動して製氷室を開放した状態で、該製氷室から氷塊を脱氷するよう構成されているため、前記製氷小室を画成する横仕切板を下向きに傾斜させ、製氷小室との氷結面が融解された氷塊が該横仕切板を滑って貯氷庫に放出されるようになっている。
【０００５】
前述したように製氷小室から斜め下方に氷塊を脱氷する構成では、その下方に配置される製氷水タンクに形成されて氷塊を貯氷庫に落下させるための氷落下口の開口寸法を大きくする必要がある。従って、製氷水タンクに必要量の製氷水を貯留するためには、開口寸法分だけ製氷水タンクが大型化し、製氷機自体も大型化する問題が指摘される。
【０００６】
【発明の目的】
この発明は、前述した欠点に鑑み、これを好適に解決するべく提案されたものであって、製氷機の小型化を図り得ると共に、小さな設置面積で多くの氷塊を製造し得る自動製氷機およびその運転方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を克服し、所期の目的を好適に達成するため、本発明に係る自動製氷機は、
横方向に開口する多数の製氷小室を有する縦向きに配置された製氷部と、
前記製氷部の裏面に密着的に配設され、製氷運転に際して冷媒が循環されると共に除氷運転に際して高温冷媒ガスが循環される冷却管と、
製氷運転に際して平坦な氷塊氷結面で前記製氷小室を閉成する製氷位置に位置決めされて、該製氷小室に製氷水を供給して氷塊を生成させると共に、除氷運転に際して開閉手段により製氷小室を開放する開放位置に平行に横移動される製氷水供給手段とからなり、
前記除氷運転に際して前記冷却管に循環される高温冷媒ガスによって加温される製氷部の各製氷小室に対する氷塊の固着力が低下した際に、前記製氷水供給手段の前記平坦な氷塊氷結面に氷塊を氷結させたまま前記開閉手段により該製氷水供給手段を開放位置に横移動することで前記製氷小室から氷塊を取出し、この開放位置で該製氷水供給手段から氷塊を脱氷するよう構成したことを特徴とする。
【０００８】
前記課題を克服し、所期の目的を好適に達成するため、本願の別の発明に係る自動製氷機は、
斜め下方向に開口する製氷小室を有し、製氷運転に際して冷却されると共に除氷運転に際して加熱される縦向きに配置された製氷部と、
前記製氷運転に際して平坦な氷塊氷結面で前記製氷小室を閉成する製氷位置に位置決めされて、該製氷小室に製氷水を供給して氷塊を生成させると共に、前記除氷運転に際して製氷部から離間して製氷小室を開放する開放位置に横移動可能な製氷水供給手段と、
前記製氷水供給手段の第１係合部に係脱可能な第２係合部を備え、製氷運転に際し前記第２係合部を前記第１係合部に係合させて製氷水供給手段を前記製氷位置に保持する第１位置および除氷運転に際し第２係合部を前記第１係合部から係合解除して該製氷水供給手段を自重により開放位置へ横移動させる第２位置の間を変位可能な開閉手段とからなり、
前記開閉手段により前記第２係合部を前記第１位置から第２位置に変位させた後、除氷運転により加熱される前記製氷部と氷塊との氷結面が融解したときには、前記製氷水供給手段の前記平坦な氷塊氷結面に氷塊を氷結させたまま該製氷水供給手段が自重により横移動して前記第１係合部が第２係合部に係合する開放位置に保持され、
前記開閉手段により前記第２係合部を第２位置から第１位置に変位させたときには、前記第１係合部と第２係合部との係合作用下に、前記製氷水供給手段を開放位置から製氷位置に横移動するよう構成したことを特徴とする。
【０００９】
前記課題を克服し、所期の目的を好適に達成するため、本願の更に別の発明に係る自動製氷機の運転方法は、
製氷運転に際して冷却されると共に除氷運転に際して加熱される縦向きに配置された製氷部と、製氷運転中は前記製氷部に近接する製氷位置に臨んで該製氷部との間に氷塊を生成させると共に、除氷運転への切換えにより該製氷部から離間する開放位置に横移動する複数の製氷水供給手段とを備える自動製氷機において、
前記除氷運転に際して前記製氷水供給手段に氷塊を氷結させたまま該製氷水供給手段を開放位置に移動し、この開放位置で該製氷水供給手段を加熱して氷塊の脱氷を行ない、
前記除氷運転から製氷運転に移行することで開放位置の製氷水供給手段が製氷位置に向けて移動を開始してから、正常に氷塊の脱氷が行なわれた製氷水供給手段が製氷位置に戻るまでに要する正常時間を経過しても、該製氷水供給手段の製氷位置への到来を検知する検出手段が検知状態とならなかった場合は、前記製氷水供給手段を開放位置に戻して除氷運転を再開する異常対処運転を行なうことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係る自動製氷機およびその運転方法につき、好適な実施例を挙げて添付図面を参照しながら以下説明する。
【００１１】
【第１実施例】
図１は、本発明の第１実施例に係る自動製氷機の主要製氷機構を、製氷状態で概略的に示すものである。図において、所要外径をなす多数の角氷(氷塊)を製造する製氷機構は、横方向に開口する複数の製氷小室１０ａを有し、その裏面側(製氷小室１０ａの開口側とは反対側)が対向するよう略垂直に配置した一対の製氷室(製氷部)１０,１０と、両製氷室１０,１０の裏面間に配設された複数(実施例では２本)の冷却管１１,１１と、各製氷室１０の表面側(製氷小室１０ａの開口側)に対して近接・離間可能な水皿１２とから基本的に構成される。
【００１２】
(製氷室)
自動製氷機の本体枠１３には、前後方向に離間して一対の製氷室ブラケット１４,１４が配設され、図２に示す如く、両ブラケット１４,１４間に前記製氷室１０,１０が、その幅方向を前後方向に揃えた姿勢で支持されている。各製氷室１０は、良好な熱伝導率を有する金属(例えば銅)を材質とする矩形箱状で、内部に複数の仕切板５６,５７を縦横に配設することで複数の製氷小室１０ａが画成されたものであって、該製氷室１０における幅方向の前後に位置する各側壁１０ｂの上下両端部が所定長さだけ延出しており、該延出部１０ｃ,１０ｃが、対応する前記製氷室ブラケット１４に断熱材(図示せず)を介して配設されることで、該製氷室１０は略垂直に配置されるようになっている。
【００１３】
なお、前記複数の縦仕切板５６および横仕切板５７は、相互に直交するように配設され、これら仕切板５６,５７により画成される製氷小室１０ａは立方体状に設定される。すなわち、前後方向に対向する縦仕切板５６,５６および上下方向に対向する横仕切板５７,５７は、何れも平行に臨むようになっている。また、両仕切板５６,５７における表面側の端部は、製氷室１０の表面端より所定長さだけ内側に位置し、各製氷小室１０ａ中に生成された角氷を表面側に生成される氷層によって相互に連結するよう設定してある。
【００１４】
(冷却管)
前記両製氷室１０,１０の裏面間には、図３に示す如く、図示しない冷凍装置の一部を構成する２本の冷却管１１,１１が密着固定され、製氷運転時に両冷却管１１,１１中に冷媒を循環させて前記製氷室１０,１０を強制冷却すると共に、除氷運転に際して高温冷媒ガス(以後「ホットガス」と云う)を循環させて製氷室１０,１０を加熱するよう構成されている。各冷却管１１は、直線部１１ａとＵ字状に折曲形成されたベンド部１１ｂとが反復する蛇行状に形成されて、そのベンド部１１ｂが上下に位置するよう製氷室１０の裏面側に配置される。また両冷却管１１,１１は、製氷室１０の幅方向に並列に配設されると共に、冷凍装置から供給される冷媒およびホットガスの入口が製氷室１０における幅方向の前あるいは後側の端部側に設定されている。すなわち、前側に位置する冷却管１１の入口は、製氷室１０の前面側に位置し、また後側に位置する冷却管１１の入口は、製氷室１０の後面側に位置し、両冷却管１１,１１に供給される冷媒およびホットガスは、製氷室１０の前後両端部側から幅方向の中央部に向けて流れるようになっている。
【００１５】
前記各冷却管１１における上下のベンド部１１ｂ,１１ｂは、図３に示す如く、製氷室１０の上下端部から外方に延出するよう設定され、各ベンド部１１ｂと製氷室端部との間に隙間を画成するよう構成してある。そして、下部のベンド部１１ｂと製氷室下端との間に画成される隙間は、製氷運転に際して製氷小室１０ａ中に供給される製氷水および除氷運転に際して製氷室裏面に供給される除氷水をベンド部１１ｂに溜まらせることなく下方に流すべく機能する。また、上部のベンド部１１ｂと製氷室上端との間に画成される隙間は、前記除氷水を製氷室１０の裏面全体に流下させるべく機能する。
【００１６】
(水皿)
前記両製氷室１０,１０の表面側には、後述する開閉装置１５に支持されて平行に横移動可能な水皿１２が夫々臨んでいる。各水皿１２は、氷が氷結し難い材料(例えば合成樹脂)を材質として、製氷室１０における全ての製氷小室１０ａを覆い得る寸法の平板状に形成されて、該製氷小室１０ａを閉成する表面(氷塊氷結面)は平坦に設定されている。そして、この水皿１２は、開閉装置１５により製氷室１０の表面側に近接する製氷位置(図６)と、表面側から離間する開放位置(図７)との間を、縦向き姿勢のまま平行に進退移動されるようになっている。なお、水皿１２における上下端部は、図６に示す如く、製氷室１０より外方に延出すると共に、その開放端に向かうにつれて製氷室１０から離間する方向に所定角度(例えば３０〜４５°)で傾斜するよう折曲され、水皿自体の強度を向上するよう構成される。また下側の折曲部１２ｃは、製氷運転に際して前記製氷小室１０ａに供給されて氷結することなく流下する未氷結水(後述)および除氷運転に際して前記水皿１２の裏面側を流下する除氷水を、後述する製氷水タンク１６に案内するガイド手段として機能する。
【００１７】
前記水皿１２における各製氷小室１０ａの中央と対応する位置に通孔１２ａが形成されると共に、該通孔１２ａには後述する分配管１８に突設された突部１９が同心的に挿入されて、該突部１９の周りに戻り孔２０を画成するよう構成される(図５参照)。
【００１８】
前記製氷機構の下方には、図１に示す如く、製氷水タンク１６が配設され、該タンク中に貯留されている所要量の製氷水は、循環ポンプＰを介して各水皿１２の裏面下部に配設されて幅方向に延在する供給管１７の中央部に供給されるよう構成される。なお、製氷水タンク１６と循環ポンプＰとの接続部は該タンク１６の最低部に設定されると共に、タンク底部は接続部に向けて下方傾斜するよう設定され、使用されることなくタンク中に残る製氷水の量を少なくするよう設定している。
【００１９】
図４に示すように、この供給管１７からは複数の分配管１８が並列に導出され、各分配管１８は水皿１２における縦列の通孔群に沿って上方に延在している。各分配管１８における夫々の通孔１２ａと対応する位置には、図５に示す如く、該通孔１２ａより小径の突部１９が突設されて、該突部１９が通孔１２ａ内に同心的に挿入されている。この突部１９には小径(例えば１.４ｍｍ)の噴水孔１９ａが穿設されており、前記製氷水タンク１６から循環ポンプＰを介して分配管１８に圧送される製氷水は、各噴水孔１９ａを介して対応の各製氷小室１０ａ中に噴射可能になっている。すなわち実施例では、前記水皿１２、供給管１７および分配管１８から製氷水供給手段が構成され、該供給手段が一体的に製氷室１０に対して平行に近接・離間移動するよう構成されている。
【００２０】
前記水皿１２の通孔１２ａに同心的に挿入された突部１９の外周囲に戻り孔２０が画成され、後述する製氷運転に際して、製氷室１０で氷結するに到らなかった製氷水(以下「未氷結水」という)を、この戻り孔２０から製氷水タンク１６に戻し得るようになっている。なお、突部１９の先端は、図５に示す如く、水皿１２の表面(製氷室１０と対向する面)より突出しないよう設定され、水皿１２に氷結した角氷群が脱氷落下する際に引掛かることがないよう構成される。
【００２１】
前記全ての分配管１８の上端部は接続管２１に接続されて、前記供給管１７と共に製氷水がエンドレスで流通し得るよう構成されている。供給管１７および接続管２１の長手方向の両端部は、蓋２２,２３により開閉可能に閉塞されるようになっており(図４参照)、該蓋２２,２３を取外すことで管内の掃除を行ない得るよう構成してある。
【００２２】
前記両製氷室１０,１０の間における上方位置に、給水管(図示せず)を介して外部水道系に接続する第１除氷水散水管２４が幅方向に延在すると共に、該散水管２４には縦方向に整列する製氷小室群に対応する位置の夫々に分岐管２４ａが接続してある。そして、給水管に介挿した第１給水弁ＷＶ1(図１２参照)を開放することにより、常温の水道水(除氷水)が第１除氷水散水管２４に供給され、この除氷水は各分岐管２４ａを介して製氷室１０,１０の裏面側を流下して前記製氷水タンク１６に供給され、これが次回の製氷運転時に製氷水として使用されるようになっている。なお、前述したように前記冷却管１１,１１の各ベンド部１１ｂは製氷室１０,１０の上下端部から外方に延出しているから、該除氷水の流下は円滑になされる。
【００２３】
前記各水皿１２の前後両側に側板１２ｂ,１２ｂが配設され、該側板１２ｂ,１２ｂ間における水皿１２の後面側上部に、給水管(図示せず)を介して外部水道系に接続する除氷手段としての第２除氷水散水管２５が接続管２１と平行に配設され(図４参照)、給水管に介挿した第２給水弁ＷＶ2(図１２参照)を開放することにより、常温の水道水(除氷水)が第２除氷水散水管２５に供給されるよう構成される。また第２除氷水散水管２５には複数の散水孔(図示せず)が穿設されており、第２除氷水散水管２５に供給された除氷水は、散水孔を介して水皿１２の裏面側を流下して前記製氷水タンク１６に供給され、これも次回の製氷運転時に製氷水として使用されるようになっている。なお、水皿１２における裏面には、図５に示す如く、前記各通孔１２ａを囲繞する堰部材２６が配設され、水皿裏面を流下する除氷水が通孔１２ａを介して表面側に流出し、角氷を融解するのを防止するよう構成してある。また堰部材２６は、前記戻り孔２０からの製氷水の裏側への流出は許容するようになっている。
【００２４】
前記水皿１２における前記折曲部１２ｃの下方には、図４および図６に示す如く、該水皿１２と一体的に移動するカバー手段としての樋部材２７が配設され、水皿１２の表面側や裏面側を流下して折曲部１２ｃで案内される製氷水や除氷水を、該樋部材２７で回収して前記製氷水タンク１６に案内するよう構成される。
【００２５】
前記水皿１２が開閉装置１５により開放位置に移動された状態で、該水皿１２の表面側に氷結している角氷群の下方に臨む製氷水タンク１６に、氷通過口２８が形成され、除氷運転により水皿１２から剥離落下する角氷群は、該氷通過口２８を介して図示しない貯氷室に放出されるようになっている。なお、水皿１２の製氷位置においては、氷通過口２８は前記樋部材２７で覆われて閉成され(図１参照)、製氷水が該氷通過口２８を介して貯氷室に流入するのは防止されている。また、樋部材２７における製氷室１０を向く端部は、前記水皿１２の表面より製氷室側に突出しないよう設定されており、該水皿１２から剥離した角氷群の円滑な落下を達成し得るようになっている。
【００２６】
(開閉装置)
前記各水皿１２の前後両側板１２ｂ,１２ｂに水皿ブラケット２９,２９が配設されると共に(図４参照)、各ブラケット２９の上下両端部には、図８に示す如く、左右方向(製氷室１０に対する近接・離間方向)に離間する一対の案内ローラ３０,３０が夫々回転可能に配設されている。また前記両製氷室ブラケット１４,１４には、各水皿１２と対応する位置に、左右方向に延在する一対の長孔１４ａ,１４ａが上下に離間して平行に形成され、この上下の長孔１４ａ,１４ａに対応する上下の案内ローラ３０,３０が移動可能に配設されている。すなわち、各水皿１２は、上下の長孔１４ａ,１４ａに沿って左右方向に平行移動可能に構成される。
【００２７】
前記水皿１２,１２の開閉装置(開閉手段)１５は、前記両製氷室ブラケット１４,１４に配設される一対のリンク機構３１,３１と、両リンク機構３１,３１を作動する作動機構３２とから構成され、両リンク機構３１,３１を作動機構３２により作動することで、２つの水皿１２,１２が製氷位置と開放位置との間を移動されるよう構成される。
【００２８】
(作動機構)
前記作動機構３２は、図２に示す如く、前記両製氷室ブラケット１４,１４の上端間に回動可能に架設された回動軸３３を備え、該回動軸３３における各製氷室ブラケット１４から外方に突出する軸端にカム３４が夫々一体回転可能に配設されている。また、回動軸３３における前側の製氷室ブラケット１４に近接する内側に、従動歯車３５が一体回転可能に配設される。更に、前記本体枠１３に配設されたモータ３６の出力軸に駆動歯車３７が一体回転可能に配設されており、該駆動歯車３７が前記従動歯車３５に噛合してある。すなわち、モータ３６を所定方向に回転駆動することで、回動軸３３と共にカム３４,３４を逆方向(実施例では図８における時計方向)に回転するよう構成される。
【００２９】
(リンク機構)
前記両カム３４,３４には、対応するリンク機構３１,３１を構成する作動レバー３８,３８が連結され、両カム３４,３４の回転によって作動レバー３８,３８を作動するよう構成される。なお、両リンク機構３１,３１の構成は対称であるので、前側に配設されるリンク機構３１の構成についてのみ説明し、後側のリンク機構３１の同一部材には同じ符号を付して示すのみとする。
【００３０】
すなわち、図１１に示す如く、前記カム３４の回転中心から偏位する部位に一端部が第１支点ピン３９を介して回動可能に枢支された作動レバー３８が所定長さで垂下すると共に、該レバー３８の下端部には長手方向(上下方向)に延在する長孔３８ａが形成されている。また、製氷室ブラケット１４におけるカム３４の回転中心から真下に所定長さだけ離間する位置に案内ピン４０が突設され、該案内ピン４０が作動レバー３８の長孔３８ａに摺動可能に挿通されている。すなわち、カム３４が回転した際には、作動レバー３８は、長孔３８ａが案内ピン４０に案内されつつ上下動するようになっている(図８,図９,図１０参照)。
【００３１】
前記作動レバー３８には、左右の水皿１２,１２を移動させるレバー組４１,４１が連設されているが、その構成は該レバー３８を挟んで対称であるので、図８において右側に配設されるレバー組４１の構成についてのみ説明し、左側のレバー組４１の同一部材には同じ符号を付して示すものとする。なお、以下の説明では、水皿１２を製氷位置に位置決めしている状態で説明する。
【００３２】
(レバー組)
前記作動レバー３８における長手方向の略中間位置に第２支点ピン４２が前後方向に突設され、その前側の端部に右用の中間レバー４３の一端が回動可能に枢支されている。なお、左用の中間レバー４３の一端は、第２支点ピン４２の作動レバー３８から後側に突出する端部に回動可能に枢支される。また、前記製氷室ブラケット１４における作動レバー３８より右側の位置には、略レ字状に折曲形成された右用のアーム４４が、その折曲部において第３支点ピン４５を介して回動可能に枢支されている。そして、アーム４４における枢支部から作動レバー３８に向けて延出する一方の第１アーム部４４ａに突設された第１支軸４６が、前記中間レバー４３の枢支点から離間する他端部に形成された長孔４３ａに摺動可能に挿通してある。更に、アーム４４における枢支部から第１アーム部４４ａより下方で作動レバー３８に向けて斜め下方に延出する第２アーム部４４ｂに、第２支軸４７が突設されている。
【００３３】
前記製氷室ブラケット１４における前記第３支点ピン４５の略真上の位置に第１バネ軸４８が配設され、該バネ軸４８に一端が掛止された第１引張りバネ４９の他端部が、前記アーム４４の第２支軸４７に掛止されている。また、前記水皿ブラケット２９における前記第３支点ピン４５の配設位置より下方で、かつ該支点ピン４５より作動レバー側に偏位した位置に第２バネ軸５０が配設され、該バネ軸５０に一端が掛止された弾性部材としての第２引張りバネ５１の他端部が、前記アーム４４の第２支軸４７に掛止されている。すなわち、図８に示すように水皿１２を製氷位置に位置決めしている状態で右側のレバー組４１は、アーム４４における第２アーム部４４ｂの第２支軸４７が第３支点ピン４５の真下の下死点より左側(作動レバー３８に近接する閉成側)に到来しており、このとき第１引張りバネ４９は、アーム４４を第３支点ピン４５を中心として時計方向(左側のレバー組４１では反時計方向)に付勢し、これにより第２バネ軸５０と第２支軸４７との間に張架されている第２引張りバネ５１の張力は、水皿１２を製氷室１０に向けて近接する方向に作用するよう設定される。
【００３４】
また後述する除氷運転に際してアーム４４における第２アーム部４４ｂの第２支軸４７が、第３支点ピン４５の真下の下死点より右側(作動レバー３８から離間する開放側)に到来した際には(図９参照)、第１引張りバネ４９は、アーム４４を第３支点ピン４５を中心として反時計方向(左側のレバー組４１では時計方向)に付勢し、これにより第２バネ軸５０と第２支軸４７との間に張架されている第２引張りバネ５１の張力は、水皿１２を製氷室１０から離間する方向に作用するよう設定される。
【００３５】
(リミットスイッチ)
前記一方のカム３４の外周に凹部３４ａが形成されると共に、該凹部３４ａを検知可能な２基のリミットスイッチ５２,５３が、前記対応する製氷室ブラケット１４に配設されている。図８において左側に位置する第１リミットスイッチ５２は、前記第１支点ピン３９が回動軸３３の真上の上死点に到来したときに凹部３４ａを検知し、このときに前記モータ３６を停止制御するべく機能する。そして、この状態で前記水皿１２は製氷位置に臨むよう設定される。また右側に位置する第２リミットスイッチ５３は、作動レバー３８および中間レバー４３により回転されるアーム４４の第２支軸４７が下死点より開放側に臨む位置に到来したときに凹部３４ａを検知し(図９参照)、このときに前記モータ３６を停止制御するべく機能する。
【００３６】
(製氷完了サーモ)
前記一方の製氷室１０には、製氷完了検知手段としての製氷完了サーモＴｈ(図１２参照)が配設され、前記製氷室１０に略完全な角氷が形成されることによって製氷室温度が製氷完了温度まで低下したことを該サーモＴｈが検知した際に、製氷運転を完了して除氷運転に移行するよう設定されている。すなわち、図１２に示すように、前記循環ポンプＰを停止したもとで、冷凍装置のホットガス弁ＨＶを開放して２つの冷却管１１,１１にホットガスを供給すると共に、前記モータ３６を回転し、更には前記第１給水弁ＷＶ1を開放して両製氷室１０,１０の裏面側への除氷水の供給を開始するよう構成される。なお、ホットガス弁ＨＶは、除氷運転が完了した後に前記第１リミットスイッチ５２が凹部３４ａを検知した際に閉成されるようになっている。
【００３７】
(水皿の開放完了スイッチ，除氷完了スイッチ)
前記製氷室ブラケット１４には、一方(実施例では右側)の水皿１２が開放位置に移動したことを検知する開放完了スイッチ５４が配設され、該スイッチ５４が水皿１２の開放完了を検知したときに、前記第１給水弁ＷＶ1を閉成して製氷室１０,１０の裏面側への除氷水の供給を停止すると共に、第２給水弁ＷＶ2を開放して水皿裏面への除氷水の供給を開始するよう構成されている。また製氷室ブラケット１４には、水皿１２が開放位置に到来した状態で、該水皿１２の表面側に角氷群が存在しているか否かを検知可能な光電センサ等の除氷完了スイッチ５５が配設され、水皿１２から角氷群が剥離落下したことを該スイッチ５５が検知した際に、第２給水弁ＷＶ2を閉成するよう設定されている。なお実施例では、図８において左側の水皿１２から氷塊群が剥離落下したことを除氷完了スイッチ５５で検知するよう構成してある。
【００３８】
また実施例では、除氷運転から製氷運転に移行して前記水皿１２が製氷位置に位置決めされた後、図示しないタイマにより設定された所定時間(例えば１５秒)だけ前記第２給水弁ＷＶ2を開放して、前記製氷水タンク１６に除氷水(製氷水)を追加供給するよう設定してある。
【００３９】
【第１実施例の作用】
次に、第１実施例に係る自動製氷機の作用につき、図１２のタイミングチャートを参照して説明する。製氷運転に際し、図６に示す如く両水皿１２,１２は、製氷室１０,１０の表面側に近接する製氷位置に臨み、各製氷小室１０ａが水皿１２,１２で閉成された状態となっている。このとき、図８に示す如く、前記開閉装置１５における各リンク機構３１の作動レバー３８の第１支点ピン３９は上死点に位置し、また各レバー組４１におけるアーム４４の第２支軸４７が下死点より閉成側に位置して、前記第２引張りバネ５１の張力によって水皿１２を夫々製氷位置に向けて付勢している。
【００４０】
前述した状態において、前記冷凍装置の運転(圧縮機ＯＮ)により、両製氷室１０,１０の裏面側に配設された２本の冷却管１１,１１に夫々冷媒が循環供給され、両製氷室１０,１０の冷却がなされる。この場合に、冷却管１１,１１を複数としたことで、各冷却管１１の長さを短かくすることができ、これにより管路抵抗が小さくなって冷却能力が向上する。また前記循環ポンプＰの運転により、前記製氷水タンク１６からの製氷水は各分配管１８にポンプ圧送され、該分配管１８の各噴水孔１９ａを介して各製氷室１０の各製氷小室１０ａ中に向けて噴射供給される。
【００４１】
噴射された製氷水は、製氷小室１０ａの内壁面に接触して冷却され、該製氷小室１０ａ中で氷結することなく開口から流出する未氷結水は、前記水皿１２の各戻り孔２０から該水皿１２の裏面側に流出して流下し、前記折曲部１２ｃおよび樋部材２７を介して製氷水タンク１６に戻されて再度の循環に供される。なお、製氷運転に際して前記氷通過口２８は対応する樋部材２７により閉成されているから(図１参照)、水皿裏面を流下する製氷水が氷通過口２８から貯氷室に入るのは防止される。すなわち、貯氷室に貯留されている角氷に製氷水が付着して再氷結するのは抑制される。そして製氷水の循環が反復される内に、製氷小室１０ａ中で製氷水の一部が氷結して氷層が形成され始め、最終的に該製氷小室１０ａの内部形状に対応する角氷が生成される。前述した如く、製氷小室１０ａを画成する仕切板５６,５７における表面側の端部は、製氷室１０の表面端より所定長さだけ内側に位置しているから、各製氷小室１０ａ中に生成された角氷は表面側に生成される氷層によって相互に連結すると共に、水皿表面に氷結付着する。
【００４２】
前記角氷の製造が完了し、製氷室１０の温度が製氷完了温度となったことを製氷完了サーモＴｈが検知すると、前記循環ポンプＰが停止されて、製氷水の循環供給を停止する。またホットガス弁ＨＶが開放して両冷却管１１,１１にホットガスが供給され、製氷室１０,１０の加温がなされて、各製氷小室１０ａの内壁面と角氷との氷結面の融解を開始する。このとき、各冷却管１１のホットガスの入口は製氷室１０における幅方向の両端部側に設定されているから、製氷室１０における全ての角氷が平均的に融解し、部分的に角氷がやせて不揃いとなるのは防止される。更に、前記第１給水弁ＷＶ1を開放し、外部水道系に接続する第１除氷水散水管２４への給水を開始する。第１除氷水散水管２４に供給された除氷水(常温の水道水)は、各分岐管２４ａを介して製氷室１０,１０の裏面側に散水され、これにより製氷室１０,１０が加熱されて各製氷小室１０ａと角氷との氷結力が低下する。この場合に、前記冷却管１１,１１の下側のベンド部１１ｂは製氷室１０,１０の下端部から外方に延出しているから、該除氷水の流下は円滑になされ、前記製氷水タンク１６に回収される。
【００４３】
前述した製氷完了検知により、前記開閉装置１５のモータ３６が回転駆動し、そのカム３４,３４が図８において時計方向への回動を開始し、これにより一対のリンク機構３１,３１が作動する。すなわち、各リンク機構３１においては、カム３４に第１支点ピン３９を介して枢支されている作動レバー３８が、長孔３８ａに係合する案内ピン４０に案内されつつ下方に移動する。この作動レバー３８の下動により両中間レバー４３,４３が下方に押され、各中間レバー４３における長孔４３ａの上端縁に第１支軸４６を介して係合しているアーム４４は、第３支点ピン４５を中心として第２アーム部４４ｂが作動レバー３８から離間する方向に夫々回動する。そして、カム３４の凹部３４ａを第２リミットスイッチ５３が検知したときに、前記モータ３６が一旦停止される。このとき、前記各アーム４４の第２支軸４７は、図９に示す如く、下死点より開放側に位置しているから、前記第２引張りバネ５１の張力は、対応する水皿１２を製氷室１０から離間する方向に作用することとなる。
【００４４】
前記冷却管１１,１１へのホットガスの供給および除氷水の製氷室裏面への供給により各製氷室１０が加温され、各製氷小室１０ａに対する角氷の固着力が低下すると、前記第１および第２引張りバネ４９,５１の張力により製氷室１０から離間する方向に付勢されている水皿１２に角氷群が氷結したまま製氷室１０から分離して各製氷小室１０ａから角氷が取出され、図１０に示すように該水皿１２は開放位置に到る。すなわち、製氷小室１０ａと角氷との固着力が低下してから角氷を取出すから、製氷室１０およびこれを支持する機構部の強度を低く設定することが可能で、製造コストを低廉に抑えることができる。また、角氷を製氷小室１０ａから取出す際の音も小さくなる。
【００４５】
前述したように両引張りバネ４９,５１の張力によって除氷を補助するよう構成してあるから、除氷時間を短縮することができる。また製氷室１０から角氷群を分離可能となったことを、温度やタイマ等で検知して制御する必要はなく、制御系を簡略化し得る。更には、リンク機構３１に加わる負荷を引張りバネ４９,５１の伸びの変移により軽減することが可能であるから、開閉装置１５の耐久性を向上することもできる。また、製氷室１０の除氷をホットガスと除氷水との両方を利用して行なうから、これによっても除氷に要する時間を短縮し得る。
【００４６】
前記水皿１２が開放位置に到来したことを前記開放完了スイッチ５４が検知すると、前記第１給水弁ＷＶ1を閉成して製氷室１０,１０の裏面側への除氷水の供給を停止したもとで、前記第２給水弁ＷＶ2を開放し、外部水道系に接続する各第２除氷水散水管２５への給水を開始する。第２除氷水散水管２５に供給された除氷水(常温の水道水)は、各散水孔を介して水皿１２の裏面側に散水され、これにより水皿１２が加熱されてその表面側に氷結している角氷群との氷結力が低下する。なお、水皿裏面を流下する除氷水は、前記堰部材２６により通孔１２ａを介して表面側に流出するのは阻止され、除氷水により角氷が融解するのは防止される。また水皿裏面を流下する除氷水は、前記折曲部１２ｃおよび樋部材２７を介して製氷水タンク１６に案内され、該除氷水が前記氷通過口２８から貯氷室に入ることはない。
【００４７】
前記各水皿１２と角氷群との氷結力が或る程度解除されると、該角氷群は自重落下し、前記氷通過口２８を介して貯氷室に落下貯留される。既に述べた如く、水皿１２は除氷水により加熱されて、水皿１２と角氷群との固着力は低下し、しかも水皿自体は氷が氷結し難い材料を材質としているから、当該水皿１２から角氷群は短時間で剥離落下する。また、水皿１２における角氷群が氷結している表面は平坦であるから、該角氷群を剥離させるのに要する熱量は少なくて済み、実施例のように第２除氷水散水管２５を介して水皿裏面に供給される除氷水のみでく脱氷し得る。しかも、水皿１２は縦向き姿勢であるから、その垂直な裏面に供給される除氷水は裏面全体を均一に流下して平均的に加温することができ、脱氷がより容易に行なわれる。そして、水皿１２から角氷群が剥離落下したことを、前記除氷完了スイッチ５５が検知すると、前記第２給水弁ＷＶ2を閉成すると共に、前記モータ３６の回転が再開される。なお、水皿１２の通孔１２ａに挿入されている前記突部１９の先端は、図５に示す如く、水皿１２の表面より突出していないから、水皿１２からの角氷群の脱氷落下が阻害されることはなく、円滑に落下する。同様に前記樋部材２７の端部も水皿１２の表面から突出していないから、角氷群の落下を阻害することはない。
【００４８】
前述したように、実施例では縦向きに配置した製氷室１０に対して製氷小室１０ａを開閉する水皿１２を、該水皿１２に角氷群を氷結させたまま平行に横移動させるよう構成したから、水皿１２の移動量は角氷群の左右寸法より僅かに大きければよく、製氷機構自体を小型化することができ、小さな設置スペースで多くの製氷量を稼ぐことができる。しかも、冷却管１１を挟んで２つの製氷板１０,１０を対向配置したから、小さなスペースでより多くの角氷を効率的に製造し得る。また水皿１２を平行移動させるから、製氷小室１０ａの形状を立方体とすることができ、整った形状の角氷を製造し得る。更に、水皿１２に氷結している角氷群を真下に落とすので、前記氷通過口２８の開口寸法を小さく設定することができ、これによって前記製氷水タンク１６の小型化を図り得る。
【００４９】
前記モータ３６が回転駆動することにより、そのカム３４,３４が図１０において時計方向への回動を開始する。これにより、各カム３４に第１支点ピン３９を介して枢支されている作動レバー３８が、案内ピン４０に案内されつつ上方に移動する。この作動レバー３８の上動により両中間レバー４３,４３が上方に引上げられ、各中間レバー４３における長孔４３ａの下端縁に第１支軸４６を介して係合しているアーム４４は、第３支点ピン４５を中心として第２アーム部４４ｂが作動レバー３８に近接する方向に夫々回動する。そして、カム３４の凹部３４ａを第１リミットスイッチ５２が検知したときに、前記モータ３６が停止される。このとき、前記各アーム４４の第２支軸４７は、下死点より閉成側に位置しているから、前記第２引張りバネ５１の張力は水皿１２を製氷室１０に近接する方向に作用し、水皿１２は開放位置から移動して製氷室１０の開口を塞ぐ製氷位置に保持される。前述したように水皿１２は引張りバネ４９,５１を介して移動されるよう構成してあるから、水皿１２と製氷室１０との間に仮に角氷等を噛み込んだ場合においても、両引張りバネ４９,５１の伸び量等が変移することで開閉装置１５に大きな負荷が加わるのは防止され、該装置１５が故障するのを防ぐことができる。また、開閉装置１５を構成する各部品の寸法精度や組付け誤差等も引張りバネ４９,５１で吸収し得るから、組付けが容易となる。
【００５０】
前記ホットガス弁ＨＶが閉成し、前記２本の冷却管１１,１１に夫々冷媒が循環供給されると共に、循環ポンプＰが運転されて各製氷小室１０ａへの製氷水の循環供給が開始されることで、製氷運転が再開される。なお、製氷運転が再開されたときに、前記第２給水弁ＷＶ2がタイマで設定された数秒間だけ開放され、前記水皿１２の裏面側を流下させた水道水が製氷水タンク１６に追加給水される。
【００５１】
実施例の自動製氷機では、前記除氷運転に際し、製氷室１０の各製氷小室１０ａに生成された複数の角氷は、前記仕切板と水皿１２との隙間に生成された氷層によって相互に連結され、これを水皿１２に氷結した状態で剥離落下させるので、各角氷がバラバラに落下することはない。すなわち、角氷がバラバラに落下することで、水皿１２の一部に角氷が残留固着している状態で、前記除氷完了スイッチ５５による除氷完了検知がなされ、製氷室１０と水皿１２との間に角氷が噛み込まれるのは防止される。
【００５２】
【第１実施例の変形例について】
前記製氷室の裏側に配設される冷却管の数は、実施例のように２本に限定されるものでなく、製氷室の大きさに応じて１本あるいは３本以上の適宜数に設定すればよい。また、実施例では２つの製氷室の間に冷却管を挟む構成としたが、１つの製氷室の裏側に冷却管を配設する構成を採用し得る。
【００５３】
実施例では、製氷小室を画成する上下に対向する横仕切板を平行に配置した場合で説明したが、図１３に示す如く、上下に対向する横仕切板５７,５７が、開口側に向かうにつれて拡開するよう構成してもよい。この場合は、製氷小室１０ａからの角氷の取出しが容易となる。
【００５４】
実施例では第１または第２給水弁による除氷水の供給停止は、開放完了スイッチまたは除氷完了スイッチで制御するようにしたが、前記製氷水タンクに配設したフロート式の水位スイッチを用い、該タンク中に対応する所定量の製氷水(供給された除氷水)が貯留されたことを水位スイッチが検知したときに、対応する第１または第２給水弁による除氷水の供給を停止するようにしてもよい。
【００５５】
【第２実施例】
次に、第２実施例に係る自動製氷機につき、図１４〜図２０を参照しながら以下説明する。なお、前述した第１実施例と同一の部材については同一の符号を付して、詳細な説明は省略する。
【００５６】
図１４は、第２実施例に係る自動製氷機の主要製氷機構を、製氷状態で概略的に示すものである。図１４において、所要寸法の多数の角氷(氷塊)Ｓを製造する製氷機構は、斜め下方向に開口する複数の製氷小室６０ａを有し、その裏面側(製氷小室６０ａの開口側とは反対側)が対向するよう製氷室ブラケット６４,６４に略垂直に配置した一対の製氷室 (製氷部)６０,６０と、両製氷室６０,６０の裏面間に配設された複数(実施例では２本)の冷却管１１,１１と、各製氷室６０の表面側(製氷小室６０ａの開口側)に対して近接・離間可能な製氷水供給手段としての水皿１２とから基本的に構成される。前記製氷室６０,６０は、前述した第１実施例と同様に、縦仕切板６１および横仕切板６２により前記製氷小室６０ａ,６０ａが画成されている。ここで前記横仕切板６２は、図１５に示す如く、奥側から開口側に向かうにつれて鉛直方向下向きに傾斜するよう形成されて、前記製氷小室６０ａが斜め下方に開口するようになっている。なお、前記両製氷室６０,６０を支持する製氷室ブラケット６４,６４には、上下に離間する位置に左右方向に延在するフランジ部６４ａ,６４ａが形成されると共に、両フランジ部６４ａ,６４ａの上端面が、製氷室６０,６０から離間するにつれて下方に傾斜するよう形成されている。なお、各フランジ部６４ａにおける上端面の傾斜角度と、前記横仕切板６２の傾斜角度とが略一致するよう構成される。
【００５７】
また、縦横の仕切板６１,６２における表面側の端部は、前述の第１実施例と同様に、製氷室６０,６０の表面端より所定長さだけ内側に位置すると共に、該製氷室６０,６０には、製氷完了検知手段としての製氷完了サーモ(図示せず)が配設されており、製氷小室６０ａに略完全な角氷Ｓが形成されて各製氷室６０温度が製氷完了温度まで低下したのを該サーモが検出すると、製氷運転を完了して除氷運転に移行するようになっている。更に、図１６〜図１８に示すように、前記水皿１２,１２の前後両側板１２ｂ,１２ｂに配設された水皿ブラケット２９,２９の上下に離間する位置に、一対の案内ローラ(第１係合部)６３,６３が夫々回転可能に配設されて、水皿１２が各案内ローラ６３を介して後述する開閉装置(開閉手段)６５における各フランジ部６４ａの上端面に沿って、縦向き姿勢のまま斜め下方に向けて平行に横移動するようになっている。
【００５８】
なお、前述の第１実施例と同様に、製氷運転に際しては前記冷却管１１,１１に夫々冷媒が循環供給されると共に、前記製氷水タンク１６の製氷水が分配管１８の各噴水孔１９ａを介して各製氷小室６０ａに噴射供給されるようになっている。また、除氷運転に移行すると、製氷小室６０ａへの製氷水の循環供給が停止されると共に、両冷却管１１,１１にホットガスが供給され、更に第１除氷水散水管２４を介して製氷室６０,６０の裏面側に除氷水(常温の水道水)が散水される。
【００５９】
(開閉装置)
前記開閉装置６５は、前記両製氷室ブラケット６４,６４に配設される一対のリンク機構６７,６７と、両リンク機構６７,６７を作動する作動機構６８とから構成され、両リンク機構６７,６７を作動機構６８により作動することで、前記各水皿１２が、対応する製氷室６０の表面側に近接する製氷位置(図１９(a)参照)と、表面側から離間する開放位置(図１９(b),(c)参照)との間を移動する。前記作動機構６８は、前述した第１実施例と同様に、前記両製氷室ブラケット６４,６４の上端間に、モータ６９と連繋して回動可能に架設された回動軸３３を備え、該回動軸３３における各製氷室ブラケット６４,６４から外方に突出する軸端に、円板状のカム７０が一体回転可能に配設されている。すなわち、モータ６９を回転駆動することで、回動軸３３と共にカム７０が所定方向(第２実施例では図１６〜図１８における時計廻り方向)に回転するよう構成される。なお、図１７または図１８に示すように、前記各カム７０には、該カム７０の回転中心(前記回転軸３３)から偏位した位置に前後方向に延在する軸部７０ａを設けてある。
【００６０】
(リンク機構)
前記作動機構６８により作動される前記リンク機構６７,６７の構成は対称であるので、前側に配設されるリンク機構６７の構成についてのみ説明する。図１６〜図１８に示すように、前記リンク機構６７は、上下方向に延在する長尺のスライド板７１と、該スライド板７１に揺動可能に枢着される４枚のガイド部７４,７４,７４,７４とから構成されている。また、前記スライド板７１の上端部に、左右方向に延出する突出部７２が突設され、該突出部７２に左右方向に延在する案内溝７２ａが形成されて、この案内溝７２ａに前記カム７０の軸部７０ａが挿通されている。すなわち、カム７０が回転した際には、前記軸部７０ａが前記スライド板７１の案内溝７２ａに沿って摺動すると共に、該軸部７０ａの上下方向の変位に伴い、スライド板７１が上下方向に往復移動される(図１６〜図１８参照)。そして、製氷運転に際しては、前記スライド板７１が最上方に位置し、除氷運転に際しては、該スライド板７１が最下方に位置するよう設定されている。
【００６１】
前記スライド板７１における左右両側部には、上下に所要距離だけ離間する位置に支持軸７３,７３,７３,７３が夫々設けられており、各支持軸７３に前記ガイド部７４の一端部が夫々枢着されている。従って、前記各ガイド部７４における前記支持軸７３から離間する自由端部７４ａは、自由回動可能となっている。また、前記各ガイド部７４における略中央部と前記自由端部７４ａとを結ぶ位置には、所要長さの前記長孔７４ｂが夫々形成されており、該長孔７４ｂに前記水皿１２に設けた案内ローラ６３の図示しない軸部が挿通されている。すなわち、前記ガイド部７４は前記水皿１２と各案内ローラ６３との間に位置し、該案内ローラ６３の軸部は、常にはガイド部７４の自由端部側における前記長孔７４ｂを画成する第２係合部としての端縁部７４ｃ(図１７参照)と係合するようになっている。
【００６２】
ここで、製氷運転に際して、前記リンク機構６７は前述の如く前記スライド板７１が最上方に位置し、前記各ガイド部７４の端縁部７４ｃと前記各案内ローラ６３の軸部とが係合して前記各水皿１２がスライド板７１に近接する製氷位置に保持された第１位置(図１６参照)に変位される。また、除氷運転に際して、前記リンク機構６７は前述の如く前記スライド板７１が最下方に位置する。このとき、前記各製氷室６０と水皿１２との氷結により該水皿１２が製氷位置に保持されると共に、前記各ガイド部７４は前記各案内ローラ６３の軸部を支点に回動され、ガイド部７４の端縁部７４ｃと前記各案内ローラ６３の軸部との係合が解除されて当該水皿１２の自重による開放位置への移動を許容する第２位置(図１７または図１８参照)に変位されるよう構成されている。
【００６３】
そして、前記各製氷室６０と角氷Ｓとの間(氷結面)が融解すると、該水皿１２が自重により前記各フランジ部６４ａの上端面に沿って各案内ローラ６３が転動することで平行移動すると共に、該案内ローラ６３の軸部がガイド部７４の前記端縁部７４ｃに係合することで開放位置に保持されるようになる(図１８参照)。そして、後述の除氷完了検知装置８１が除氷完了を検知すると、リンク機構６７,６７が第２位置から第１位置に変位されると共に、前記各水皿１２の案内ローラ６３とガイド部７４の端縁部７４ｃとの係合作用下に、該案内ローラ６３が前記フランジ部６４ａに沿って製氷室６０に近接移動され、水皿１２が開放位置から製氷位置に復帰するようになっている。
【００６４】
(リミットスイッチ)
図１６〜図１８に示すように、前側に位置する前記製氷室ブラケット６４における前記カム７０の側方には、２基のリミットスイッチ７７,７８が上下方向に隣接的に配設されている。上側に位置する第１リミットスイッチ(検出手段)７７は、前記カム７０の軸部７０ａが回動軸３３の真上に位置する上死点(リンク機構６７が第１位置)に到来することで、該スイッチ７７の検出部７７ａに前記スライド板７１の突出部７２が接触したときに(ＯＮ状態)、前記モータ６９を停止制御するべく機能する。すなわち、第１リミットスイッチ７７は、前記リンク機構６７が第１位置に変移されて前記水皿１２,１２が製氷位置に臨み、製氷運転が可能となったことを検出する。また、下側に位置する第２リミットスイッチ７８は、前記カム７０の軸部７０ａが回動軸３３の真下に位置する下死点(リンク機構６７が第２位置)に到来することで、該スイッチ７８の検出部７８ａに前記スライド板７１の突出部７２が当接したときに(ＯＮ状態)、前記モータ６９を停止制御するべく機能する。
【００６５】
(除氷完了検知装置)
前記製氷室ブラケット６４,６４には、図１４に示すように、前記水皿１２からの除氷を検出する前記除氷完了検知装置８１が配設されている。前記除氷完了検知装置８１は、図１４に示すように、前記水皿１２,１２と対応的に配設されると共に前記製氷室ブラケット６４に回動可能に枢支される検出部材８２,８２と、該検出部材８２,８２の回動を検出する検出センサ８６,８６と、該検出センサ８６,８６の検出状態の変化により該水皿１２,１２からの角氷Ｓの除去を判定する除氷判定手段８７とから構成されている。前記各検出部材８２は、略へ字状に折り曲げられた本体部８３と、前記検出センサ８６に検出される略Ｌ字状の検出体８４とから形成されており、該本体部８３の突出部７２が上方に位置する状態で、当該本体部８３における対応の製氷室６０から離間する端部が、前記製氷室ブラケット６４に揺動可能に枢支される。
【００６６】
また、前記検出体８４は、前記本体部８３を枢支する軸部８２ａの近傍に形成されて上方に突出する支持片８４ａと、該支持片８４ａの上端縁から前記本体部８３と略平行に軸部８２ａに向けて延出する検出片８４ｂとから形成されている。すなわち、前記検出片８４ｂは、前記本体部８３から所要距離だけ離間して位置するようになっている。
【００６７】
ここで、前記水皿１２が製氷位置にある場合には、前記検出部材８２における前記製氷室６０に近接する端部が該水皿１２の上側の折曲部１２ｃに当接して回動規制された常態位置に、該検出部材８２が保持される(図１９(a)参照)。また、前記水皿１２が開放位置へ横移動すると、これに伴い前記検出部材８２が回動して、前記本体部８３が水皿１２に氷結した角氷群の最上方に位置する角氷Ｓに当接して回動規制された除氷開始位置に、検出部材８２が保持されるようになる(図１９(b)参照)。更に、前記水皿１２から角氷Ｓが落下剥離した場合には、前記検出部材８２は角氷Ｓによる位置規制が解除されて更に回動し、前記本体部８３が水皿１２の前記折曲部１２ｃに当接して回動規制された除氷完了位置に、検出部材８２が保持されるよう構成されている(図１９(c)参照)。
【００６８】
前記検出センサ８６としては、発光部の発光面と受光部の受光面とが対向する一般的な光学式センサが用いられ、前記検出部材８２が前記常態位置にある場合に、検出部材８２の本体部８３と検出片８４ｂとの間に位置するよう配設されて、検出片８４ｂが発光部の発する光を遮らないようになっている。また、前記検出部材８２が前記除氷開始位置に回動した場合には、前記発光部と受光部との間に前記検出片８４ｂが位置して発光部が発する光が遮られ、前記検出センサ８６により検出部材８２が除氷開始位置にあるのを検出する。更に、前記検出部材８２が前記除氷完了位置に回動した場合には、前記検出センサ８６が検出片８４ｂの上側に位置し、当該検出片８４ｂが発光部の発する光を遮らないよう構成される。
【００６９】
すなわち、前記検出センサ８６は、前記検出部材８２が前記常態位置または除氷完了位置にある場合にはＯＮ状態として検出し、該検出部材８２が前記除氷開始位置にある場合にはＯＦＦ状態として検出するようになっている。そして、前記水皿１２が開放位置に横移動した際には、前記検出センサ８６によりＯＦＦ状態が検出されると共に、該水皿１２の開放完了が検出される。なお、前記左右の検出センサ８６,８６が水皿１２,１２の開放完了を検出したときに、前記製氷室６０,６０の裏面側への除氷水の供給、および冷却管１１,１１へのホットガスの供給を停止し、水皿１２,１２の裏面への除氷水の供給を開始するよう制御されている。
【００７０】
前記除氷判定手段８７は、前記自動製氷機を制御する制御装置８８(図２０参照)の一部を構成するものであって、前記各検出センサ８６に対応的に配設されると共に、該検出センサ８６における検出状態の変化を識別し得るよう構成されている(図２０参照)。そして、各検出センサ８６による検出状態が、前記検出センサ８６がＯＮ状態からＯＦＦ状態へ変化したことを条件として、前記水皿１２が開放位置に移動したものと判定すると共に、次いでＯＦＦ状態からＯＮ状態に変化したことを条件として、各除氷判定手段８７は前記水皿１２から前記角氷Ｓが除去されたものと判定するようになっている。そして、前記除氷判定手段８７による判定に基づき、前記制御装置８８が、前記開閉装置６５やその他構成部品を制御するよう設定されて、該除氷判定手段８７により前記各水皿１２から前記角氷Ｓが除去されたものと判定されたときに、水皿１２,１２の裏面への除氷水の供給を停止して、除氷運転から製氷運転に移行するよう構成してある。
【００７１】
なお、除氷運転から製氷運転に移行するに際し、正常に角氷Ｓが脱氷された水皿１２,１２が、開放位置から製氷位置に復帰するまでに要する時間(正常時間)を設定したタイマ手段(図示せず)が、自動製氷機の制御装置８８に配設されている。そして、前記水皿１２,１２が開放位置から製氷位置に移動(リンク機構６７,６７が第２位置から第１位置に変位)するに際して、前記タイマ手段に設定された正常時間を経過しても前記第１リミットスイッチ７７がＯＮ状態とならない場合には、前記モータ６９を逆回転して該水皿１２,１２を開放位置(リンク機構６７,６７を第２位置)に復帰させ、前記冷却管１１,１１にホットガスを供給すると共に、製氷室６０,６０および水皿１２,１２の夫々の裏面に除氷水を散水する除氷運転を再開する異常対処運転を行なうよう設定されている。
【００７２】
また、前記異常対処運転に際しては、前記除氷完了検知装置８１による除氷完了(検出部材８２が除氷完了位置にある状態)に関係なく、前記製氷室６０,６０に配設した温度検出手段(図示せず)により製氷室６０,６０が予め設定された解除温度になったのを検出したときに、前記制御装置８８により除氷運転から製氷運転に切換えられて、再度水皿１２,１２を開放位置から製氷位置に移動するよう前記リンク機構６７,６７が第１位置に変位される。そして、再び前記タイマ手段に設定された正常時間を経過しても前記第１リミットスイッチ７７がＯＮ状態とならない場合には、再度異常処理運転に移行するよう設定されている。また、異常対処運転を所定回数繰り返すと、自動製氷機の運転を停止して、異常状態を警報音や表示等により操作者に報知するよう構成されている。なお、前記温度検出手段は、水皿１２の温度を検出するものであってもよい。
【００７３】
【第２実施例の作用】
次に、第２実施例に係る自動製氷機の作用につき説明する。
【００７４】
製氷運転に際し、図１６に示す如く、前記開閉装置６５におけるカム７０の軸部７０ａが上死点に臨み、前記各ガイド部７４の端縁部７４ｃと各水皿１２の対応する案内ローラ６３の軸部とが係合すると共に、前記リンク機構６７,６７が第１位置に保持されて、該水皿１２,１２の夫々が製氷室６０,６０の表面側に近接する製氷位置に保持されている。このとき前記第１リミットスイッチ７７がＯＮ状態となっている。この状態において、前記冷凍装置の運転(圧縮機ＯＮ)により、両製氷室６０,６０の裏面側に配設された２本の冷却管１１,１１に夫々冷媒が循環供給されると共に、前記製氷水タンク１６の製氷水が循環ポンプＰにより各分配管１８を介して各製氷室６０の各製氷小室６０ａ中に向けて噴射供給される。噴射された製氷水は、前述の第１実施例と同様に、製氷小室６０ａの内壁面に接触して冷却されて次第に氷層が形成され、最終的に該製氷小室６０ａの内部形状に対応する相互に連結した角氷Ｓが生成されて、各水皿１２の表面および製氷小室６０ａの内壁面に氷結付着する。
【００７５】
前記角氷Ｓの製造が完了し、製氷室６０,６０の温度が製氷完了温度となったことを製氷完了サーモが検知すると、製氷運転から除氷運転に移行し、製氷水の循環供給が停止される。そして、両冷却管１１,１１にホットガスが供給されると共に、第１除氷水散水管２４を介して除氷水(常温の水道水)が製氷室６０,６０の裏面側に散水され、製氷室６０,６０を加温して各製氷小室の内壁面と角氷Ｓとの氷結面の融解を開始する。従って、第１実施例と同様に、製氷室６０,６０における全ての角氷Ｓが平均的に融解し、部分的に角氷Ｓがやせて不揃いとなるのは防止される。
【００７６】
また、前記製氷完了サーモにより製氷完了が検知されると、前記開閉装置６５のモータ６９が回転駆動すると共に、そのカム７０が図１６において時計廻り方向への回動を開始し、これにより一対の前記リンク機構６７,６７が作動される。このとき、製氷小室６０ａの内壁面と角氷Ｓとの氷結により、前記各水皿１２は製氷位置に保持されたままとなる。すなわち、各リンク機構６７においては、カム７０における軸部７０ａの下方への変位に伴い、前記スライド板７１が下方に移動され、該スライド板７１に枢着されている前記各ガイド部７４が、前記水皿１２の案内ローラ６３を支点にして傾斜変位し、各案内ローラ６３の軸部はガイド部７４の端縁部７４ｃから離間する状態となる(図１７参照)。する。そして、前記スライド板７１の突出部７２が第２リミットスイッチ７８の検出部７８ａに接触することで、前記モータ６９が一旦停止され、前記リンク機構６７,６７は第２位置に保持される。
【００７７】
前述の如く、前記製氷室６０,６０を加温することで、各製氷小室６０ａに対する角氷Ｓの固着力が低下すると、前記水皿１２,１２に角氷群が氷結した状態で、該水皿１２,１２および角氷Ｓの自重により前記各案内ローラ６３が前記各フランジ部６４ａの傾斜に沿って転動して水皿１２,１２が平行に横移動し、前記案内ローラ６３の軸部とガイド部７４の端縁部７４ｃとが係合する。すなわち、各製氷小室６０ａから角氷Ｓが取出されると共に、図１８に示すように各水皿１２は開放位置に保持される。このように、製氷小室６０ａと角氷Ｓとの固着力が低下してから角氷Ｓを取出すから、製氷室６０,６０およびこれを支持する機構部の強度を低く設定することが可能で、製造コストを低廉に抑えることができる。また、前記水皿１２,１２と角氷Ｓの自重により当該水皿１２を開放位置に移動させるようにしたから、従来のように製氷室から角氷群を分離可能となったことを温度やタイマ等で検知して水皿を開放する制御を行なう必要はなく、制御系を簡略化し得ると共に、構造を簡素化して製氷機の小型化を図り得る。また、前記第１実施例の如く、前記水皿１２,１２を開放位置に移動する弾性部材を配設する必要がないので、製造コストを低廉に抑えることができる。
【００７８】
前記水皿１２が開放位置に到来すると、前記検出部材８２が回動して該検出部材８２は除氷開始位置に保持されて、前記検出センサ８６がＯＦＦ状態として検出する。これにより、前記水皿１２が開放位置に位置したことが検出され、前記製氷室６０,６０の裏面側への除氷水の供給および冷却管１１,１１へのホットガスの供給を停止したもとで、前記第２除氷水散水管２５を介して各水皿１２の裏面側に散水される。これにより各水皿１２が加熱されて、該水皿１２の表面側に氷結している角氷Ｓとの氷結力が低下し、該角氷Ｓは自重により落下し、前記氷通過口２８を介して貯氷庫に落下貯留される。
【００７９】
そして、前記水皿１２の表面から角氷Ｓが落下剥離すると、該角氷Ｓにより回動規制されていた前記検出部材８２が回動し、再度水皿１２に当接して回動規制された除氷完了位置に保持され、前記検出センサ８６がＯＮ状態として検出する。このとき、前記第２リミットスイッチ７８がＯＮ状態となっているので、前記検出部材８２が常態位置に保持されたものとして誤検出されることはない。更に、前記検出センサ８６による検出状態がＯＮ状態からＯＦＦ状態へ変化し、次いでＯＦＦ状態からＯＮ状態に変化したことになるため、前記除氷判定手段８７により前記水皿１２から角氷Ｓが除去されたものと判定される。このため、前記水皿１２からの角氷Ｓの落下剥離を確実に検出することが可能となる。また、第２実施例では、左右の除氷判定手段８７,８７の何れもが、前記水皿１２,１２から角氷Ｓが除去されたものと判定したときに、除氷運転から製氷運転に移行するよう設定してあるから、一方の水皿１２に角氷Ｓが氷結したまま製氷運転に移行することはない。また、角氷Ｓが落下剥離した際に前記検出部材８２が回動するので、該検出部材８２の回動位置を検出センサ８６により正確に検出することができると共に、角氷Ｓの落下剥離後に直ちに製氷運転に移行させ得る。
【００８０】
すなわち、従来の温度検知装置やタイマ等のように、安全を見込んで作動設定値を設定することで除氷運転が必要以上に長くなることはなく、製氷能力を向上することができる。また、水皿１２の開放完了と水皿１２からの角氷Ｓの落下剥離(除氷完了)とを、各水皿１２に対応して配設した１組の検出部材８２、検出センサ８６および除氷判定手段８７により検出することができるので、部品点数を減少させて製造コストを低減し得る。
【００８１】
また、第２実施例の自動製氷機では、前記除氷運転に際し、製氷室６０,６０の各製氷小室６０ａに生成された複数の角氷Ｓは、前記縦横の仕切板６１,６２と水皿１２との隙間に生成された氷層によって相互に連結され、これを水皿１２に氷結した状態で落下剥離させるようにしたので、各角氷Ｓがバラバラに落下することはない。すなわち、角氷Ｓがバラバラに落下することで、水皿１２の一部に角氷Ｓが残留固着した状態で前記検出部材８２が回動することにより、前記除氷判定手段８７が除氷完了を誤検出し、製氷室６０,６０と水皿１２との間に角氷Ｓが噛み込まれるのは防止される。
【００８２】
除氷完了が検出されると、前記開閉装置６５のモータ６９が回転駆動されて、前記カム７０が時計廻り方向へ回動し、該カム７０における軸部７０ａの上方変位に伴い前記スライド板７１が上方に移動される。そして、スライド板７１の突出部７２が第１リミットスイッチ７７の検出部７７ａに接触することで、前記モータ６９が一旦停止され、前記リンク機構６７,６７が第２位置から第１位置に変位される。このとき、前記水皿１２の案内ローラ６３の軸部とガイド部７４の端縁部７４ｃとが係合しているので、前記リンク機構６７,６７が第２位置から第１位置に変位するのに伴い該水皿１２が開放位置から製氷位置に復帰するようになる。従って、水皿１２が製氷位置に位置したことが正確に検出され、前述した製氷運転が開始される。
【００８３】
また、前記除氷運転から製氷運転に移行するに際し、前記タイマ手段に設定された正常時間を経過しても前記第１リミットスイッチ７７がＯＮ状態とならない場合には、前記モータ６９を逆回転して該水皿１２,１２を開放位置(リンク機構６７,６７を第２位置)に復帰させ、異常対処運転が行なわれるので、万が一製氷室６０,６０と水皿１２,１２の間に角氷Ｓが挟まった場合でも、モータ６９や製氷室６０,６０、水皿１２,１２等が損傷するのを防止できる。更に、前記異常対処運転を所定回数繰り返されると、自動製氷機の運転が停止されると共に、異常状態が操作者に報知されるので、製氷機に過度の負担が掛かることを防止することができる。なお、前記異常処理運転に際しては、前記温度検出手段により前記製氷室６０,６０が予め設定した解除温度となったのを検出した際に、前記開閉装置６５のモータ６９を回転駆動して、除氷運転から製氷運転に切換えるので、より確実な除氷の検出を行なうことが可能である。また、前記水皿１２,１２が製氷室６０,６０に近接する製氷位置に移動した後に、製氷運転が開始されるから、該水皿１２,１２を効率的に冷却し得ると共に、製氷運転の効率化を図り得る。
【００８４】
【発明の効果】
以上に説明した如く、本願の請求項１または２に係る発明の自動製氷機によれば、氷塊を氷結させた製氷水供給手段を製氷部に対して平行に横移動するよう構成したから、除氷運転に際して製氷水供給手段を移動させる量を短かくして製氷機自体を小型化することができ、しかも小さな設置面積で多くの氷塊を製造することが可能となる。また、製氷水供給手段における氷塊の氷結面を平坦に形成したから、氷塊を剥離させるのに要する熱量は少なくて済み、該供給手段からの氷塊の脱氷を短時間で行ない得る。請求項２に係る発明の自動製氷機では、製氷水供給手段が自重で製氷位置から開放位置に横移動するから、製氷機の構成を簡略化し得る。更に請求項３に係る自動製氷機では、製氷部の製氷小室から氷塊を容易に取出し得ると共に、立方体状の氷塊を製氷することができる。
【００８５】
請求項４に係る自動製氷機では、製氷水供給手段を開閉手段の弾性部材を利用して移動するよう構成したから、開閉手段に加わる機械的負荷を軽減することができる。また請求項５に係る自動製氷機では、開放位置まで移動した製氷水供給手段における氷塊の直下に氷通過口を設け、該供給手段から脱氷した氷塊を氷通過口に向けて真下に落下させるから、該氷通過口の開口寸法を小さく設定でき、製氷水タンクを小型化することができる。従って、製氷機自体の小型化も図り得る。更に請求項６に係る自動製氷機では、製氷運転に際して製氷小室に供給される製氷水および除氷運転に際して製氷水供給手段に供給される除氷水を、ガイド手段により製氷水タンクに案内すると共に、前記氷通過口を覆うカバー手段を備えるので、製氷水や除氷水が氷通過口に入るのを防止することができる。
【００８６】
請求項７に係る自動製氷機では、製氷水供給手段に氷結している氷塊との氷結を除氷手段により解除できる。また請求項８に係る自動製氷機では、一対の製氷部を冷却管を挟んで対向配置したことで、１サイクルで製造し得る製氷量をより多くすることができる。
【００８７】
請求項９に係る自動製氷機の運転方法では、除氷運転から製氷運転に移行するに際し、正常時間を経過しても製氷水供給手段が製氷位置に戻らない場合には異常対処運転を行なうよう構成したので、万が一製氷部と製氷水供給手段との間に氷塊が挟まった場合でも、該製氷部や製氷水供給手段等が損傷するのを防止し得る。また請求項１０に係る自動製氷機の運転方法では、異常処理運転に際して予め設定した解除温度になった際に、除氷運転から製氷運転に移行するので、より確実な除氷の検出を行なうことが可能である。すなわち、製氷部に製氷水供給手段を近接した状態で製氷運転を行なうから、製氷水供給手段を効率的に冷却して、製氷運転の効率化を図り得る。更に請求項１１に係る自動製氷機の運転方法では、異常対処運転が所定回数繰り返すと製氷機の運転が停止するようにしたので、製氷機に過度の負担が掛かることはない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施例に係る自動製氷機の概略構成を製氷状態で示す縦断正面図である。
【図２】 第１実施例に係る自動製氷機における製氷機構の概略構成を示す側面図である。
【図３】 第１実施例に係る製氷室を示す側面図である。
【図４】 第１実施例に係る水皿を示す側面図である。
【図５】 第１実施例に係る水皿の要部断面図である。
【図６】 第１実施例に係る製氷室に対して水皿を製氷位置に位置決めした状態で示す縦断正面図である。
【図７】 第１実施例に係る製氷室に対して水皿を開放位置に位置決めした状態で示す縦断正面図である。
【図８】 第１実施例に係る開閉装置を、水皿が製氷位置に位置決めされている状態で示す正面図である。
【図９】 第１実施例に係る開閉装置を、製氷位置の水皿を製氷室から離間する方向に付勢する状態で示す正面図である。
【図１０】 第１実施例に係る開閉装置を、水皿が開放位置に移動した状態で示す正面図である。
【図１１】 第１実施例に係る開閉装置における一方のリンク機構を示す側面図である。
【図１２】 第１実施例に係る自動製氷機の製氷−除氷運転のフローチャート図である。
【図１３】 製氷室の変更例を示す説明図である。
【図１４】 第２実施例に係る自動製氷機の概略構成を製氷状態で示す縦断正面図である。
【図１５】 第２実施例に係る製氷室に対して水皿を製氷位置に位置決めした状態で示す縦断正面図である。
【図１６】 第２実施例に係るリンク機構を第１位置に保持し、水皿を製氷位置に位置決めした状態を示す正面図である。
【図１７】 第２実施例に係るリンク機構を第２位置に変位させると共に、水皿が製氷位置に保持されている状態を示す正面図である。
【図１８】 第２実施例に係るリンク機構を第２位置に保持し、水皿が開放位置に移動した状態を示す正面図である。
【図１９】 第２実施例に係る自動製氷機における水皿と検出部材の動作を示す要部断面図であり、(a)は水皿が製氷位置に位置すると共に検出部材が常態位置に位置し、(b)は水皿が開放位置に位置すると共に検出部材が除氷開始位置に位置し、(c)は水皿が開放位置に位置すると共に検出部材が除氷完了位置に位置する状態を示す。
【図２０】 第２実施例に係る自動製氷機の制御系を概略で示すブロック図である。
【符号の説明】
１０ 製氷室(製氷部)，１０ａ 製氷小室，１１ 冷却管
１２ 水皿(製氷水供給手段)，１２ｃ 折曲部(ガイド手段)
１５ 開閉装置(開閉手段)，１６ 製氷水タンク
１７ 供給管(製氷水供給手段)，１８ 分配管(製氷水供給手段)
２５ 第２除氷水散水管(除氷手段)，２７ 樋部材(カバー手段)
２８ 氷通過口，５１ 第２引張りバネ(弾性部材） ５７ 横仕切板
６０ 製氷室(製氷部)，６０ａ 製氷小室，６３ 案内ローラ(第１係合部)
６５ 開閉装置(開閉手段)，７４ｃ 端縁部(第２係合部)
７７ 第１リミットスイッチ(検知手段)
Claims (11)
- 横方向に開口する多数の製氷小室(10a)を有する縦向きに配置された製氷部(10)と、
前記製氷部(10)の裏面に密着的に配設され、製氷運転に際して冷媒が循環されると共に除氷運転に際して高温冷媒ガスが循環される冷却管(11)と、
製氷運転に際して平坦な氷塊氷結面で前記製氷小室(10a)を閉成する製氷位置に位置決めされて、該製氷小室(10a)に製氷水を供給して氷塊を生成させると共に、除氷運転に際して開閉手段(15)により製氷小室(10a)を開放する開放位置に平行に横移動される製氷水供給手段(12,17,18)とからなり、
前記除氷運転に際して前記冷却管 (11) に循環される高温冷媒ガスによって加温される製氷部 (10) の各製氷小室 (10a) に対する氷塊の固着力が低下した際に、前記製氷水供給手段(12,17,18)の前記平坦な氷塊氷結面に氷塊を氷結させたまま前記開閉手段 (15) により該製氷水供給手段 (12,17,18) を開放位置に横移動することで前記製氷小室(10a)から氷塊を取出し、この開放位置で該製氷水供給手段(12,17,18)から氷塊を脱氷するよう構成した
ことを特徴とする自動製氷機。 - 斜め下方向に開口する製氷小室(60a)を有し、製氷運転に際して冷却されると共に除氷運転に際して加熱される縦向きに配置された製氷部(60)と、
前記製氷運転に際して平坦な氷塊氷結面で前記製氷小室(60a)を閉成する製氷位置に位置決めされて、該製氷小室(60a)に製氷水を供給して氷塊(S)を生成させると共に、前記除氷運転に際して製氷部(60)から離間して製氷小室(60a)を開放する開放位置に横移動可能な製氷水供給手段(12)と、
前記製氷水供給手段(12)の第１係合部(63)に係脱可能な第２係合部(74c)を備え、製氷運転に際し前記第２係合部(74c)を前記第１係合部(63)に係合させて製氷水供給手段(12)を前記製氷位置に保持する第１位置および除氷運転に際し第２係合部(74c)を前記第１係合部(63)から係合解除して該製氷水供給手段(12)を自重により開放位置へ横移動させる第２位置の間を変位可能な開閉手段(65)とからなり、
前記開閉手段(65)により前記第２係合部(74c)を前記第１位置から第２位置に変位させた後、除氷運転により加熱される前記製氷部(60)と氷塊(S)との氷結面が融解したときには、前記製氷水供給手段(12)の前記平坦な氷塊氷結面に氷塊を氷結させたまま該製氷水供給手段 (12) が自重により横移動して前記第１係合部(63)が第２係合部(74c)に係合する開放位置に保持され、
前記開閉手段(65)により前記第２係合部(74c)を第２位置から第１位置に変位させたときには、前記第１係合部(63)と第２係合部(74c)との係合作用下に、前記製氷水供給手段(12)を開放位置から製氷位置に横移動するよう構成した
ことを特徴とする自動製氷機。 - 前記製氷部(10)に配設されて製氷小室(10a)を画成する上下に対向する横仕切板(57,57)は、平行かまたは開口側に向かうにつれて拡開するよう設定される請求項１記載の自動製氷機。
- 前記開閉手段(15)は、製氷運転に際して前記製氷水供給手段(12,17,18)を製氷部(10)に近接する方向に付勢すると共に、除氷運転に移行したときには該製氷水供給手段(12,17,18)を製氷部(10)から離間する方向に付勢する弾性部材(51)を備え、該弾性部材(51)を介して製氷水供給手段(12,17,18)を製氷位置と開放位置との間を移動するよう構成されている請求項１または３記載の自動製氷機。
- 前記製氷部(10,60)の下方に製氷水タンク(16)が配置されると共に、該製氷水タンク(16)には、前記開放位置に移動した前記製氷水供給手段(12,17,18)に氷結している氷塊(S)の直下位置に氷通過口(28)が設けられている請求項１〜４の何れかに記載の自動製氷機。
- 前記製氷運転に際して前記製氷小室(10a,60a)に供給されて氷結することなく流下する製氷水および除氷運転に際して前記製氷水供給手段(12,17,18)の裏側に供給されて流下する除氷水を、前記製氷水タンク(16)に案内するガイド手段(12c)を備えると共に、該ガイド手段(12c)の下方には前記氷通過口(28)を覆うカバー手段(27)を備える請求項５記載の自動製氷機。
- 前記製氷水供給手段(12,17,18) は、氷塊との氷結を解除する除氷手段(25)を備える請求項１〜６の何れかに記載の自動製氷機。
- 製氷運転に際して冷媒が循環されると共に除氷運転に際して高温冷媒ガスが循環される冷却管(11)を挟んで一対の製氷部(10,10,60,60)が対向配置される請求項１〜７の何れかに記載の自動製氷機。
- 製氷運転に際して冷却されると共に除氷運転に際して加熱される縦向きに配置された製氷部(10,60)と、製氷運転中は前記製氷部(10,60)に近接する製氷位置に臨んで該製氷部(10,60)との間に氷塊(S)を生成させると共に、除氷運転への切換えにより該製氷部(10,60)から離間する開放位置に横移動する複数の製氷水供給手段(12)とを備える自動製氷機において、
前記除氷運転に際して前記製氷水供給手段(12)に氷塊 (S) を氷結させたまま該製氷水供給手段 (12)を開放位置に移動し、この開放位置で該製氷水供給手段(12)を加熱して氷塊(S)の脱氷を行ない、
前記除氷運転から製氷運転に移行することで開放位置の製氷水供給手段(12)が製氷位置に向けて移動を開始してから、正常に氷塊(S)の脱氷が行なわれた製氷水供給手段(12)が製氷位置に戻るまでに要する正常時間を経過しても、該製氷水供給手段(12)の製氷位置への到来を検知する検出手段(77)が検知状態とならなかった場合は、前記製氷水供給手段(12)を開放位置に戻して除氷運転を再開する異常対処運転を行なう
ことを特徴とする自動製氷機の運転方法。 - 前記異常対処運転に際し、前記開放位置に戻って加熱される製氷水供給手段(12)が予め設定された解除温度となったことを温度検出手段が検出したときに、除氷運転から製氷運転に切換えられる請求項９記載の自動製氷機の運転方法。
- 前記異常対処運転が所定回数繰り返された場合は運転を停止する請求項９または１０記載の自動製氷機の運転方法。
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