JP4540412B2 - 製氷機 - Google Patents

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本発明は、給水タンク内の水を給水ポンプで製氷部へ給水して製氷する製氷機に関し、特に断水時などに給水ポンプのポンプ駆動モータの空運転を防ぐ製氷機に関する。
特許文献1・2には、給水ポンプによって製氷部へ給水した後に製氷部の温度を検出し、製氷部が所定温度未満となるときには製氷部が給水で暖められていない断水状態であると判断して、給水ポンプのポンプ駆動モータを停止するものが開示されている。
特開2003−329344号公報(段落番号0002・0012−0013、図2) 特開平7−43057号公報(段落番号0004−0005・0037、図2−3) 特開平4−313666号公報(段落番号0009、図4) 特開平4−203870号公報(明細書第3頁)
特許文献1・2では、製氷部が給水で暖められる時間を待って温度検出することになるため、温度検出が行われるまでの間は給水ポンプが作動しており、この間のポンプ駆動モータの空運転によってポンプ駆動モータの故障や寿命の低下などを招くおそれがある。
そこで本発明の目的は、ポンプ駆動モータの空運転などの異常状態でのポンプ駆動モータの運転時間を短くして、ポンプ駆動モータの故障や寿命の低下などを抑えた製氷機を提供することにある。
本発明が対象とする製氷機は、図2に示すごとく、氷生成用の水を蓄える給水タンク2と、氷が生成される製氷部3と、給水タンク2内の水を製氷部3へ給水する給水ポンプ6と、給水ポンプ6を駆動する直流モータであるポンプ駆動モータ20とを含んでいる。
本発明は、ポンプ駆動モータ20の回転数を検出する回転数検出手段21と、ポンプ駆動モータ20を強制停止させる制御手段22とを含み、制御手段22は、回転数検出手段21で検出されたポンプ駆動モータ20の回転数が予め設定された制動回転数の範囲から外れた状態が予め設定された所定時間以上に継続した場合に、ポンプ駆動モータ20を強制停止させるものである。強制停止の基準となる制限回転数の上限回転数が、正常動作時の回転数の4倍以上5倍以下の値に設定されている。ここでは、ポンプ駆動モータ20の回転数が、制動回転数以上になる場合と制動回転数未満の場合とが含まれる。ポンプ駆動モータ20の停止には、ポンプ駆動モータ20を減速させる場合が含まれる。
本発明によれば、断水して給水タンク2への給水が行われなかった場合や給水ポンプ6内に空気が侵入した場合などにポンプ駆動モータ20が空運転したこと、また過負荷などでポンプ駆動モータ20が停止したり過度に減速したことなどをポンプ駆動モータ20の回転数で検出するので、ポンプ駆動モータ20の空運転などの異常状態での運転を短時間で判断できる。つまり、製氷部3などの温度が給水で上昇したか否かでポンプ駆動モータ20の空運転を検出する場合などに比べて検出までに時間がかからず、ポンプ駆動モータ20の空運転などを迅速に判断できる。
したがって、ポンプ駆動モータ20の空運転や過負荷などの際にはポンプ駆動モータ20を迅速に停止できて、ポンプ駆動モータ20の空運転などの異常状態での運転時間を短くすることができ、無負荷運転や過負荷運転などによるポンプ駆動モータ20の故障を確実に低減でき、ポンプ駆動モータ20の長寿命化を図ることができる。
また、回転数検出手段21で検出されたポンプ駆動モータ20の回転数を制御手段22に伝える信号線の断線や接続不良などによって、前記回転数の検出信号が制御手段22に伝わらないことが、ポンプ駆動モータ20の回転数の検出信号の低下、つまり前記回転数の検出信号が制動回転数未満になることで判別できる。例えば、製氷機の出荷前の検査において、ポンプ駆動モータ20が正常に回転しているにもかかわらず制御手段22での前記回転数の検出信号が制動回転数未満である場合には、それにより前記信号線の断線や接続不良などが生じていると判断できる。したがって、出荷前に前記信号線の断線や接続不良などを容易、かつ確実にチェックできることになる。
ポンプ駆動モータ20の回転数が制動回転数の範囲から外れた状態が所定時間以上に継続した場合にポンプ駆動モータ20を強制停止させると、ポンプ駆動モータ20の回転の一時的な乱れでポンプ駆動モータ20が停止することを防止できて、給水ポンプ6による製氷部3への給水と、ポンプ駆動モータ20の空運転などの防止とを適正に行うことができる。
ポンプ駆動モータ20が、空運転時の回転数の上昇が大きくてモータの焼き付けなどが生じ易い直流モータであっても、無負荷運転によるポンプ駆動モータ20の故障を適正に低減できて、ポンプ駆動モータ20の長寿命化を図ることができる。
図1ないし図5は本発明が対象とする製氷機を示しており、図3および図4に示すごとく、製氷機本体1内には、氷生成用の水を蓄える給水タンク2と、多数の立方体形状の氷を生成する製氷部3と、給水タンク2の上面開口を塞ぐ水受け皿5と、給水タンク2内の水を製氷部3へ給水する給水ポンプ6とを含んでいる。給水タンク2、製氷部3、水受け皿5および給水ポンプ6は製氷機本体1内の空間上部に配されており、製氷部3で生成された氷が製氷機本体1内の空間下部に貯蔵される。
製氷部3は、下向きに開口する多数の製氷室7を有しており、上壁外面側に冷却用の蒸発器9を配してある。水受け皿5は給水タンク2の上面開口に固定されており、この給水タンク2と水受け皿5とが、製氷機本体1内に支持された揺動軸10に支持フレーム11を介して連結されている。給水タンク2は、揺動軸10を中心に水受け皿5と共に水平姿勢と傾斜姿勢との間で揺動可能になっている。給水タンク2は、製氷機本体1に接続された水道管から水が供給される。
水受け皿5は、水平姿勢のときに製氷部3の各製氷室7の下面開口をほぼ塞ぐようになっており、各製氷室7の下面開口に臨む位置には、噴水口12と一対の戻り口13・13とをそれぞれ配してある。水受け皿5の下面側には分配管15が配されており、各噴水口12が分配管15に接続されている。
給水ポンプ6は、給水タンク2の下端に設けた凹部2a内に配された状態で前記支持フレーム11に固定されており、図4および図5に示すごとく、吸水部6aが給水タンク2の底部に接続されているとともに送水部6b側が前記分配管15の基端部に接続されている。
水受け皿5の揺動先端側には、図3に示すごとく、水受け皿5と給水タンク2とを揺動駆動する駆動カム16が連結されているとともに、水受け皿5を上方へ付勢するコイルバネ17が連結されている。駆動カム16は、揺動駆動モータ19の回転軸に減速機構を介して連結されており、揺動駆動モータ19は製氷機本体1に取り付けられている。駆動カム16が揺動駆動モータ19によって駆動されることで、水受け皿5の揺動先端側が給水タンク2と共にコイルバネ17の付勢力に抗して下方に押し下げられる。
給水ポンプ6は、ポンプ駆動用の駆動モータ20を内蔵しており、このポンプ駆動モータ20は、直流モータからなって、所定の定電流が供給されることでほぼ一定速度で回転する。ポンプ駆動モータ20は、その回転数を検出する図1の回転数検出センサ(回転数検出手段)21が配されており、回転数検出センサ21は、ポンプ駆動モータ20の回転軸に連結した円盤状のパルス板と、フォトカプラとからなる。フォトカプラは、パルス板の円周方向に等間隔に設けた2個の被検出孔を検出して、その検出に応じたパルス信号を出力する。つまり、パルス板が一回転する毎に、フォトカプラは2個のパルスが出力する。なお、回転数検出センサ21を、ポンプ駆動モータ20の回転軸に連結した円盤と、その円盤に配した磁石と、その磁石を検出するホール素子とで構成してもよい。
ポンプ駆動モータ20が駆動されることで、給水タンク2内の水が、給水ポンプ6に吸水されて分配管15を通って各噴水口12に送水され、各噴水口12から製氷部3の各製氷室7内へ噴出する。この際、製氷部3は蒸発器9によって冷却されており、各製氷室7内で氷が成長する。各製氷室7内で凍結せずに余った水は、水受け皿5上に落ちて戻り口13を通って給水タンク2内に還流する。
製氷機本体1には、図1に示すごとく、回転数検出センサ21の検出結果に基づいてポンプ駆動モータ20を強制停止させる制御部(制御手段)22を設けてある。制御部22は、前記回転数検出センサ21の他に、給水タンク2の揺動位置を検出するタンク位置検出センサ23や、製氷機本体1内の温度を検出する温度センサ25などの各種のセンサの出力信号などが入力されており、また蒸発器9への冷媒やホットガスの供給用の電磁弁26や、給水タンク2への水供給用の電磁弁27や、揺動駆動モータ19や、蒸発器9に接続された圧縮機29および凝縮器の冷却ファン30などへ制御信号を出力する。
製氷機本体1には、表示部31や警報アラーム32などが配されており、制御部22は、表示部31での表示や警報アラーム32による報知などを制御する。また、制御部22は、タイマを内蔵してある。
前記製氷機の動作を図2のフローチャートを用いて説明すると、まず、給水タンク2を満水にするのに必要な時間だけ給水タンク2へ水が供給されたのち(ステップS1)、ポンプ駆動モータ20が駆動されて、給水ポンプ6によって給水タンク2内の水が水受け皿5の各噴水口12から製氷部3の各製氷室7へ噴出し、各製氷室7内で氷が生成される(ステップS2)。なお、給水タンク2および水受け皿5は水平姿勢になっている。
ポンプ駆動モータ20の回転数は回転数検出センサ21で検出されており、ポンプ駆動モータ20の回転数が予め設定された制動回転数の範囲内の場合には(ステップS3でNO)、給水ポンプ6で適正に送水が行われているため、氷を生成するのに必要な時間(氷生成時間)が経過したか否かが制御部22によって判断される(ステップS4)。氷生成時間が経過していない場合には(ステップS4でNO)、ステップS2に戻って氷の生成が継続される。なお、制動回転数は、例えば、ポンプ駆動モータ20の正常動作時の回転数が1000rpmの場合には、4000〜5000rpmの範囲に設定される。
ステップS4で氷生成時間が経過すると(ステップS4でYES)、ポンプ駆動モータ20が停止して各噴水口12からの水の噴出が停止したのち、揺動駆動モータ19が駆動されて、給水タンク2および水受け皿5が揺動して傾斜姿勢になる。蒸発器9へホットガスが供給されて各製氷室7から氷が離れ、その氷が水受け皿5上を滑り落ちて、製氷機本体1内の空間下部に貯蔵される(ステップS5)。この後、製氷を行う場合にはステップS1から再スタートする。
一方、ステップS3でポンプ駆動モータ20の回転数が制動回転数の範囲から外れる場合には(ステップS3でYES)、その状態が予め設定された所定時間以上に継続していないか否かが制御部22によって判断され、所定時間が経過していない場合には(ステップS6でNO)、ステップS4に移行してステップS4以降の処理が繰り返される。所定時間としては、例えば5秒が設定される。
ステップS6で、ポンプ駆動モータ20の回転数が制動回転数の範囲から外れている状態が所定時間以上に継続されると(ステップS6でYES)、断水で給水タンク2内に水が無いなどによって給水ポンプ6が吸水できずにポンプ駆動モータ20が無負荷になり、ポンプ駆動モータ20の回転数が上昇した場合(空運転)や、過負荷などによってポンプ駆動モータ20の回転数が低下した場合などであるので、ポンプ駆動モータ20を強制停止するとともに、表示部31での警報表示および警報アラーム32での異常報知を行う(ステップS7〜S8)。この後、作業者によって修理などが行われて異常から回復すると、ステップS1から再スタートする。
このように、ポンプ駆動モータ20の回転数から断水などによって給水ポンプ6へ水が送られていないことや、過負荷などを判断するので、ポンプ駆動モータ20の空運転などの異常を迅速に判断できる。なお、ポンプ駆動モータ20が空運転する場合としては、給水ポンプ6内に空気が侵入した場合なども該当する。
製氷機の制御系のブロック構成図 製氷機の動作を示すフローチャート 製氷機の縦断側面図 給水タンクと製氷部と水受け皿と給水ポンプとの縦断側面図 図4のA−A線断面図
符号の説明
1 製氷機本体
2 給水タンク
3 製氷部
6 給水ポンプ
20 ポンプ駆動モータ
21 回転数検出センサ
22 制御部

Claims (1)

  1. 氷生成用の水を蓄える給水タンク(2)と、氷が生成される製氷部(3)と、給水タンク(2)内の水を製氷部(3)へ給水する給水ポンプ(6)と、給水ポンプ(6)を駆動する直流モータであるポンプ駆動モータ(20)とを含む製氷機において、
    ポンプ駆動モータ(20)の回転数を検出する回転数検出手段(21)と、ポンプ駆動モータ(20)を強制停止させる制御手段(22)とを含み、
    制御手段(22)は、回転数検出手段(21)で検出されたポンプ駆動モータ(20)の回転数が予め設定された制動回転数の範囲から外れた状態が予め設定された所定時間以上に継続した場合に、ポンプ駆動モータ(20)を強制停止させるものであり、
    強制停止の基準となる制限回転数の上限回転数が、正常動作時の回転数の4倍以上5倍以下の値に設定されていることを特徴とする製氷機
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