JP4749886B2

JP4749886B2 - 製氷機

Info

Publication number: JP4749886B2
Application number: JP2006040393A
Authority: JP
Inventors: 睦典池田
Original assignee: 福島工業株式会社
Priority date: 2006-02-17
Filing date: 2006-02-17
Publication date: 2011-08-17
Anticipated expiration: 2026-02-17
Also published as: JP2007218514A

Description

給水タンク内に溜まっている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する。

特許文献１には、製氷部（製氷皿）に温度センサを配して、製氷部の温度を温度センサで検出し、製氷部の温度が予め設定した製氷完了温度以下になったときに製氷が完了したと判断して、製氷部から離氷させるものが開示されている。

特開平８−２６１６１３号公報（図２、段落番号００２７）特開平５−３０６８６１号公報（図６）特開平６−１３７７２７号公報（図３）

夏場などの場合や製氷機の設置環境が悪い場合などのために製氷機の周囲温度が高くなったときには、冷却性能が低下してしまって製氷部の温度を製氷完了温度以下に低下させることができないことがある。この場合、実際には製氷が完了していても、製氷完了の判断が行われないために離氷工程に移らないことになる。

これに対して、例えば特許文献１には、製氷部の温度が製氷完了温度（−１０℃未満）よりも高い温度（−１０〜−５℃）であっても、その温度が所定時間（１００分）以上経過したときには、製氷が完了するのに十分な時間が経過したと判断して、離氷工程に移ることが開示されている。

ところが、特許文献１では、製氷部の温度が−１０〜−５℃である状態が長時間（１００分）続かなければ離氷工程に移らないために、製氷機の周囲温度が高いときにおける氷の生産効率が悪いところに問題がある。

そこで本発明の目的は、周囲温度が高い場合でも適正かつ迅速に製氷を完了させて離氷を行う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１および図４に示すごとく、氷生成用の水を蓄える給水タンク２と、冷却手段９で冷却されて氷を生成する製氷部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を駆動するポンプ駆動モータ２０と、製氷部３の温度を検出する温度センサ２１と、ポンプ駆動モータ２０を制御する制御部２２とを有している。

本発明は、制御部２２が、図２および図３に示すごとく、予め設定した製氷完了温度の近傍の温度範囲を分割することで複数の分割温度範囲を設定してあって、温度センサ２１で検出された製氷部３の温度が各分割温度範囲内になる時間をそれぞれ計測し、製氷部３の温度が、いずれかの分割温度範囲内において、その分割温度範囲内になる時間が予め設定した所定時間以上となったときには、ポンプ駆動モータ２０を停止して離氷を行うことを特徴とする。

ここでの製氷完了温度は、製氷部３での製氷が完了したうえでその氷が容易には融けない、例えば−１０℃以下の温度が該当する。各分割温度範囲は、製氷完了温度以上の温度に設定される。各分割温度範囲に対応する各所定時間は、製氷が完了するのに十分な時間に設定され、それぞれ異なる値に設定してもよく、少なくとも２つの所定時間を等しい値に設定してもよい。

前記所定時間は、分割温度範囲が低い温度範囲になるに従って、短くなるよう設定してあるものとすることができる。

具体的には、製氷部３は、下向きに開口する製氷室７を有していて、製氷室７の上壁に冷却手段９を配してあり、製氷室７の下面開口に臨む位置に噴水口１２を配してあり、給水タンク２内の水は、給水ポンプ６によって噴水口１２に送水されることで、噴水口１２から製氷室７内へ噴出する。製氷室７および噴水口１２は、それぞれ１個のみの場合と、複数個の場合とが該当する。

本発明によれば、製氷部３の温度が、いずれかの分割温度範囲において、その分割温度範囲内になる時間が所定時間以上となったときには、製氷が完了するのに十分な時間が経過していると判断して離氷を行うので、製氷機の周囲温度が高いために製氷部３の温度が製氷完了温度まで低下できないときでも、確実に製氷を完了させて離氷を行うことができる。

しかも、各分割温度範囲が製氷完了温度の近傍の温度範囲を分割して設定してある分だけ、製氷部３の温度低下の度合いが大きくても小さくても、その温度低下の度合いに迅速に対応した製氷完了の判断を行うことができる。したがって、製氷機の周囲温度が高いときにおける製氷時間の短縮化が図れて、氷の生産効率を高めることができる。

特に、製氷部３の温度が製氷完了温度に近い分割温度範囲にあるほど、製氷部３での氷の生成が速く進むので、その分だけ前記所定時間を短くしても、製氷を完了させるのに十分な時間を経過させることができる。したがって、製氷時間の短縮化がより図れて、氷の生産効率をより高めることができる。

図面は、本発明が対象とする製氷機を示しており、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、図５に示すごとく、下向きに開口する多数の製氷室７を有しており、製氷室７の上壁外面側に冷却用の蒸発器（冷却手段）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道水が供給される。

水受け皿５は、図５に示す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５および図６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４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、ポンプ駆動用のポンプ駆動モータ２０を内蔵している。

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、製氷部３に配した温度センサ２１の検出結果などに基づいてポンプ駆動モータ２０を制御する制御部２２を設けてある。制御部２２は、前記温度センサ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、前記揺動駆動モータ１９や、図４に示す蒸発器９に接続された冷凍機の圧縮機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、給水タンク２を満水にするのに必要な時間（満水完了時間）などを計時するためのタイマや、温度センサ２１で検出した製氷部３の温度などを記憶するためのメモリなどを内蔵してある。

制御部２２は、予め設定した製氷完了温度（例えば−１８℃）の近傍の温度範囲（例えば−１８〜−１４℃）を分割することで複数の分割温度範囲（例えば−１８〜−１７℃、−１７〜−１６℃、−１６〜−１５℃および−１５〜−１４℃）を設定してあって、温度センサ２１で検出された製氷部３の温度が各分割温度範囲内になる時間をそれぞれ計測する。そして、制御部２２は、製氷部３の温度が、いずれかの分割温度範囲内において、その分割温度範囲内になる時間が予め設定した所定時間（例えば５分）以上となったときに、ポンプ駆動モータ２０を停止して離氷を行うようになっている。

前記製氷機の製氷動作を図２および図３のフローチャートを用いて説明する。まず、電磁弁２７が開いて給水タンク２への給水が開始し（ステップＳ１）、前記満水完了時間が経過したときに（ステップＳ２でＹＥＳ）、電磁弁２７が閉じられるとともにポンプ駆動モータ２０が駆動される（ステップＳ３）。

すると、給水タンク２内の水が、給水ポンプ６によって送水されて水受け皿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内での氷の生成が開始される。なお、前記給水タンク２への給水時には、製氷部３は蒸発器９によって、例えば−１０℃に冷却されている。この氷の生成時には、給水タンク２および水受け皿５は、図５に示す水平姿勢になっている。

次に、ステップＳ４で温度センサ２１によって製氷部３の現在の温度が検出される。つまり、前述のように給水タンク２には水道水が供給されており、給水タンク２内の水温は比較的高くなっている（例えば１５〜２０℃）。この給水タンク２内の水が製氷部３の各製氷室７へ給水されるので、製氷部３の温度は、一時的に上昇したのちに下降を始める。ステップＳ５では、制御部２２は、前記製氷部３の現在温度が低下して予め設定した第１温度（例えば−１４℃）以下になったか否かを判断する。

前記現在温度が第１温度よりも高い場合には（ステップＳ５でＮＯ）、ステップＳ４で製氷部３の現在温度が再び検出される。製氷部３の温度が下がって前記現在温度が第１温度以下になると（ステップＳ５でＹＥＳ）、制御部２２は、内蔵のタイマをリセットしたのちに計時を開始する（ステップＳ６）。次いで、ステップＳ７で温度センサ２１によって製氷部３の現在温度が検出され、ステップＳ８で前記現在温度が予め設定した第２温度（例えば−１５℃）以下か否かを判断する。第１温度は、氷点下であって製氷完了温度よりも高い温度値に設定され、第２温度は、製氷完了温度よりも高い温度値であって第１温度よりも低い温度値に設定される。

前記現在温度が第２温度よりも高い場合には（ステップＳ８でＮＯ）、ステップＳ７で製氷部３の現在温度が再び検出される。製氷部３の温度が下がって前記現在温度が第２温度以下になると（ステップＳ８でＹＥＳ）、制御部２２は、タイマでの計時時間が前記所定時間以下か否かを判断する（ステップＳ９）。

前記計時時間が所定時間以上の場合には（ステップＳ９でＹＥＳ）、制御部２２は、製氷部３の低温状態がある程度の時間継続したことで製氷が完了したと判断し、ポンプ駆動モータ２０を停止して各噴水口１２からの水の噴出を停止させたのち、揺動駆動モータ１９を駆動する。これによって給水タンク２および水受け皿５が揺動して傾斜姿勢になる。次に、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Ｓ１０）。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。

前記計時時間が所定時間より短い場合には（ステップＳ９でＮＯ）、制御部２２は、製氷部３の低温状態の時間が短くて氷の生成および冷却が不十分であると判断し、タイマをリセットしたのちにタイマでの時間の測定（計時）を開始する（ステップＳ１１）。次いで、ステップＳ１２で温度センサ２１によって製氷部３の現在温度が検出され、ステップＳ１３で前記現在温度が予め設定した第３温度（例えば−１６℃）以下か否かを判断する。第３温度は、製氷完了温度よりも高い温度値であって前記第２温度よりも低い温度値に設定される。

前記現在温度が第３温度よりも高い場合には（ステップＳ１３でＮＯ）、ステップＳ１２で製氷部３の現在温度が再び検出され、前記現在温度が第３温度以下になると（ステップＳ１３でＹＥＳ）、制御部２２は、タイマによって測定した計時時間が前記所定時間以下か否かを判断し、計時時間が所定時間以上の場合には（ステップＳ１４でＹＥＳ）、ステップＳ１０に移行して、製氷部３から氷を離れさせて製氷機本体１内の空間下部に貯蔵する。

ステップＳ１４で前記計時時間が所定時間よりも短い場合には（ステップＳ１４でＮＯ）、制御部２２は、タイマをリセットしたのちに計時を開始し（ステップＳ１５）、ステップＳ１６で温度センサ２１によって製氷部３の現在温度が検出され、ステップＳ１７で前記現在温度が予め設定した第４温度（例えば−１７℃）以下か否かを判断する。第４温度は、製氷完了温度よりも高い温度値であって前記第３温度よりも低い温度値に設定される。

前記現在温度が第４温度よりも高い場合には（ステップＳ１７でＮＯ）、ステップＳ１６で製氷部３の現在温度が再び検出され、前記現在温度が第４温度以下になると（ステップＳ１７でＹＥＳ）、制御部２２は、ステップＳ１８でタイマでの計時時間が前記所定時間以下か否かを判断し、計時時間が所定時間以上の場合には（ステップＳ１８でＹＥＳ）、ステップＳ１０に移行して、製氷部３から氷を離れさせて製氷機本体１内の空間下部に貯蔵する。

ステップＳ１８で前記計時時間が所定時間よりも短い場合には（ステップＳ１８でＮＯ）、制御部２２は、タイマをリセットしたのちに計時を開始し（ステップＳ１９）、ステップＳ２０で温度センサ２１によって製氷部３の現在温度が検出され、ステップＳ２１で前記現在温度が前記製氷完了温度以下か否かを判断する。

前記現在温度が製氷完了温度よりも高い場合には（ステップＳ２１でＮＯ）、制御部２２は、ステップＳ２２でタイマでの計時時間が前記所定時間以下か否かを判断し、前記計時時間が所定時間よりも短い場合には（ステップＳ２２でＮＯ）、制御部２２は、ステップＳ２０に戻って製氷部３の現在温度が再び検出される。

そして、ステップ２１で前記現在温度が製氷完了温度以下になると（ステップＳ２１でＹＥＳ）、ステップＳ１０に移行して、製氷部３から氷を離れさせて製氷機本体１内の空間下部に貯蔵する。また、ステップＳ２２で前記計時時間が所定時間以上となった場合にも（ステップＳ２２でＹＥＳ）、製氷部３の低温状態がある程度の時間継続したことで製氷が完了したと判断し、ステップＳ１０に移行する。

このように、製氷部３の温度が、いずれかの分割温度範囲内になる時間が所定時間以上となったときに製氷が完了したと判断して、ポンプ駆動モータ２０を停止して離氷を行うので、周囲温度が高くて製氷部３の温度が製氷完了温度まで低下できないときでも、適正かつ迅速に製氷を行うことができる。

前記ステップＳ９・Ｓ１４・Ｓ１８・Ｓ２２における各所定時間は、それぞれ異なる値に設定してもよく、少なくとも２つの所定時間を等しい値に設定してもよい。特に、ステップＳ９における所定時間、ステップＳ１４における所定時間、ステップＳ１８における所定時間、ステップＳ２２における所定時間の順に所定時間を短く設定することが好ましい。つまり、製氷部３の温度が製氷完了温度に近い分割温度範囲にあるほど、製氷部３での氷の生成が速く進むので、その分だけ前記所定時間を短くしても、製氷を完了させるのに十分な時間を経過させることができる。

前記ステップＳ３でのポンプ駆動モータ２０の駆動から所定時間（例えば６０分）が経過しても、ステップＳ５で製氷部３の現在温度が第１温度以下にならない場合には、製氷機の周囲温度が過度に高くなっていて、製氷部３の温度が低下できないと判断して、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ようにしてもよい。

同様に、ステップＳ３でのポンプ駆動モータ２０の駆動から所定時間が経過しても、製氷部３の現在温度が第２温度、第３温度、第４温度および製氷完了温度以下にならない場合には、ポンプ駆動モータ２０を強制停止や表示部３１での警報表示などを行うようにしてもよい。

製氷機の制御系のブロック構成図製氷機の製氷動作を示すフローチャート製氷機の製氷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５のＡ−Ａ線断面図

符号の説明

２給水タンク
３製氷部
６給水ポンプ
７製氷室
９蒸発器
１２噴水口
２０ポンプ駆動モータ
２１温度センサ
２２制御部

Claims

氷生成用の水を蓄える給水タンク（２）と、冷却手段（９）で冷却されて氷を生成する製氷部（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）を駆動するポンプ駆動モータ（２０）と、製氷部（３）の温度を検出する温度センサ（２１）と、ポンプ駆動モータ（２０）を制御する制御部（２２）とを有する製氷機において、
制御部（２２）は、予め設定した製氷完了温度の近傍の温度範囲を分割することで複数の分割温度範囲を設定してあって、温度センサ（２１）で検出された製氷部（３）の温度が各分割温度範囲内になる時間をそれぞれ計測し、製氷部（３）の温度が、いずれかの分割温度範囲内において、その分割温度範囲内になる時間が予め設定した所定時間以上となったときには、ポンプ駆動モータ（２０）を停止して離氷を行うことを特徴とする製氷機。
前記所定時間は、分割温度範囲が低い温度範囲になるに従って、短くなるよう設定してある請求項１記載の製氷機。
製氷部（３）は、下向きに開口する製氷室（７）を有していて、製氷室（７）の上壁に冷却手段（９）を配してあり、
製氷室（７）の下面開口に臨む位置に噴水口（１２）を配してあり、
給水タンク（２）内の水が、給水ポンプ（６）によって噴水口（１２）に送水されることで、噴水口（１２）から製氷室（７）内へ噴出する請求項１又は２記載の製氷機。