JP4540412B2 - 製氷機 - Google Patents

Description

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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