JP4846547B2

JP4846547B2 - 自動製氷機の運転方法

Info

Publication number: JP4846547B2
Application number: JP2006331004A
Authority: JP
Inventors: 了司森本
Original assignee: Hoshizaki Electric Co Ltd
Current assignee: Hoshizaki Electric Co Ltd
Priority date: 2006-12-07
Filing date: 2006-12-07
Publication date: 2011-12-28
Anticipated expiration: 2026-12-07
Also published as: JP2008145015A

Description

この発明は、製氷運転において製氷水タンクから製氷水ポンプにより製氷部に製氷水を供給して氷塊を生成すると共に、製氷部で氷結するに至らなかった製氷水を製氷水タンクに回収して再び製氷部に供給し、除氷運転において除氷水供給手段からの除氷水が製氷水タンクに供給される自動製氷機の運転方法に関するものである。

垂直に立設した製氷部に冷凍系から導出した蒸発管を配設し、この蒸発管により冷却される製氷部に製氷水を散布供給して氷塊を生成し、製氷部から離氷して落下放出させる流下式自動製氷機が、簡単な構成で製氷コストも低廉になし得ることから広く使用されている。この自動製氷機は、製氷水を所要量貯留するための製氷水タンクを備え、製氷運転に際し製氷水タンクの製氷水を製氷水ポンプで圧送して製氷部に供給し、氷結するに至らなかった製氷水は製氷水タンクに回収した後に、再び製氷部に向けて送り出すよう構成される。また、製氷部での製氷が完了して製氷運転から除氷運転に移行すると、製氷部の裏面に除氷水を散布供給して氷塊との氷結面の融解を促進させると共に、除氷水を製氷水タンクに回収し、これが次の製氷運転の際の製氷水として使用される。

ところで、製氷水ポンプを駆動する電源周波数が異なると、電動機の回転数が変化することから、製氷水ポンプの吐出量が変化する。すなわち、製氷水が製氷水タンクから導出されて製氷水パイプを介して製氷部に供給され、製氷部を流下して製氷水タンクに回収されるまでの製氷水経路を循環する循環水量は、電源周波数が６０ヘルツの場合では５０ヘルツの場合より多くなる。このため、６０ヘルツの場合は、製氷水タンクの貯水量が減少するのが見かけ上早く、製氷水タンクに設けた水位検出手段が、５０ヘルツの場合より製氷完了水位を早く検出することとなる。従って、製氷運転の時間が短くなる６０ヘルツの場合では、５０ヘルツの場合と比較して製氷量が少なくなってしまう。

前述した問題は、電源周波数に合わせて、水位検出手段における製氷完了水位の位置を変更することで対処することはできるが、使用者に面倒な設定作業を強いる難点がある。そこで、製氷水ポンプの動作を制御する制御回路に、電源周波数が６０ヘルツの場合と５０ヘルツの場合とが同一の回転数となるように、製氷水ポンプの位相角を制御する位相制御回路を設けた自動製氷機が提案されている(例えば、特許文献１参照)。この自動製氷機は、切り替えスイッチの切替えにより、電源周波数が６０ヘルツの場合は、位相制御回路に製氷水ポンプを接続して、５０ヘルツの場合と同じ回転数で回転するように位相角を制御することで、６０ヘルツと５０ヘルツとで製氷水ポンプを同じ回転数で駆動させる構成である。
実開昭６３−１７８７６３号公報

特許文献１の自動製氷機では、製氷水ポンプの吐出量を同一にすることで、電源周波数の相違に起因する製氷運転における製氷量のばらつきを解消し得るものの、より簡易な構成で、前記問題に対処することが求められている。

すなわち本発明は、従来の技術に係る自動製氷機の運転方法に内在する前記問題に鑑み、これらを好適に解決するべく提案されたものであって、簡単な制御で、電源周波数の相違による製氷量のばらつきを補正し得る自動製氷機の運転方法を提供することを目的とする。

前記課題を克服し、所期の目的を達成するため、本願の請求項１に係る発明の自動製氷機の運転方法は、
製氷運転に際して、製氷水が製氷水タンクから製氷水ポンプにより製氷部に供給されて、該製氷部を流下して該製氷水タンクに回収されるまでの製氷水経路を循環し、該製氷水タンクに設けた水位検出手段が、製氷水タンクに貯留された製氷水の製氷完了水位を検出することで製氷運転から除氷運転に切替え、除氷運転に際して、除氷水供給手段により除氷水を製氷部に供給して、この製氷部から流下する除氷水を前記製氷水タンクで回収して次回の製氷運転における製氷水とするようにした自動製氷機であって、
前記製氷水ポンプを駆動する電源周波数に応じて、周波数切替手段により前記除氷水供給手段による除氷水の供給のタイミングを切替え、
電源周波数が５０ヘルツの場合は、除氷運転から製氷運転への切替時以前に、前記除氷水供給手段による除氷水の供給を終了し、
電源周波数が６０ヘルツの場合は、前記製氷水経路を循環する製氷水の循環水量について前記製氷水ポンプを駆動する電源周波数の相違により生じる差分量の除氷水を、製氷運転を開始してから前記除氷水供給手段により供給するようにしたことを特徴とする。
請求項１に係る発明によれば、周波数切替手段の切替えにより、電源周波数が６０ヘルツの場合は、５０ヘルツの場合との差分量の除氷水を、製氷運転を開始してから除氷水供給手段により供給することができる。すなわち、電源周波数が５０ヘルツの場合と比較して製氷水経路における製氷水の循環水量が多い６０ヘルツの場合であっても、差分量の製氷水を多く供給することで、製氷水タンクの見かけ上の水位変動を電源周波数によらず同一とすることができる。従って、製氷運転において水位検出手段による製氷完了水位の検出タイミングが、電源周波数の影響を受けることなく同一となり、製氷量を一定にすることができる。このように、製氷水ポンプを駆動する電源周波数に応じて、周波数切替手段により除氷水供給手段による除氷水の供給条件を切替えて、除氷水の供給タイミングを制御するだけで、簡単に電源周波数の違いに起因する製氷量の相違を補正することができる。

請求項２に係る発明は、前記製氷水タンクの上限水位まで除氷水が貯留された後に、除氷運転から製氷運転へ切替えると共に、前記除氷水供給手段から供給された上限水位を越える除氷水を、製氷水タンクから外部へ排出するように設定し、
前記除氷水供給手段を供給停止制御した後に、前記差分量の除氷水が設定時間をかけて前記製氷水タンクに供給されるように設定し、
電源周波数が５０ヘルツの場合は、除氷運転から製氷運転への切替時より設定時間以前に、前記除氷水供給手段の供給停止制御を行ない、
電源周波数が６０ヘルツの場合は、除氷運転から製氷運転への切替時より設定時間以前から該切替時に亘って除氷水供給手段の供給制御を少なくとも行ない、製氷運転を開始すると同時に前記除氷水供給手段の供給停止制御を行なうようにしたことを要旨とする。
請求項２に係る発明によれば、電源周波数が５０ヘルツの場合は、除氷水が製氷水タンクの上限水位まで貯留された後で、製氷運転への切替時より設定時間以前に除氷水供給手段を停止制御することで、製氷水タンクに上限水位の製氷水を貯留した状態で製氷運転が開始される。電源周波数が６０ヘルツの場合は、除氷水が製氷水タンクの上限水位まで貯留された後に、製氷運転を開始すると同時に除氷水供給手段を停止制御することで、除氷水供給手段から供給した差分量分の除氷水を、製氷水ポンプによる製氷水の循環に伴う水位低下により製氷水タンクに受容することができる。すなわち、電源周波数が５０ヘルツの場合と比較して製氷水経路における製氷水の循環水量が多い６０ヘルツの場合であっても、差分量の製氷水を多く貯留することで、製氷水タンクの見かけ上の水位変動を電源周波数によらず同一とすることができる。従って、製氷運転において水位検出手段による製氷完了水位の検出タイミングが、電源周波数の影響を受けることなく同一となり、製氷量を一定にすることができる。このように、製氷水ポンプを駆動する電源周波数に応じて、周波数切替手段により除氷水供給手段による除氷水の供給条件を選択的に切替えて、除氷水の供給タイミングを制御するだけで、簡単に電源周波数の違いに起因する製氷量の相違を補正することができる。

請求項３に係る発明は、前記除氷水供給手段における除氷水の給水停止位置から前記製氷水タンクに至るまでの除氷水経路の容量が、前記差分量と同一に設定されることを要旨とする。
請求項３に係る発明によれば、除氷水経路を差分量に相当する容量に設定することで、除氷水供給手段から供給する除氷水の量の規定が容易となり、除氷水供給手段における除氷水の供給タイミング制御をより簡単にすることができる。

本発明に係る自動製氷機の運転方法によれば、電源周波数に合わせて除氷水供給手段における除氷水の供給タイミングを制御するだけで、電源周波数の違いに起因する製氷量の相違を簡単に補正することができる。よって、何れの電源周波数の地域であっても、自動製氷機の性能を最大限に発揮することができる。

次に、本発明に係る自動製氷機の運転方法につき、当該運転方法を好適に実施し得る自動製氷機を挙げて、添付図面を参照して以下に説明する。

図１に示す如く、実施例の自動製氷機１０は流下式であって、氷塊を生成する製氷機構１４と、この製氷機構１４から得られた氷塊を貯蔵する貯氷室(図示せず)とを設けた製氷機本体１２を備えている。製氷機構１４は、所定間隔で並列に配設した複数の製氷部１６と、これら製氷部１６の下方に配置した製氷水タンク２２から各製氷部１６へ製氷水を製氷運転時に供給する製氷水供給手段２４と、除氷運転時に各製氷部１６に除氷水を供給する除氷水供給手段３２とから構成される。図２に示す如く、自動製氷機１０を構成する後述のポンプ３０,４０、フロートスイッチＦＬ１,ＦＬ２や除氷サーモＴＨ等の検出手段および除氷タイマＴＭや給水タイマＫＴ等の計時手段は、制御手段Ｃに接続され、検出手段および計時手段等に基づく制御手段Ｃの制御下に、ポンプ３０,４０等の機器が所定の運転動作を行なうようになっている。

各製氷部１６は、垂直に対向配置した２枚の製氷板１８,１８からなり、両製氷板１８,１８の対向面(裏面)に、図示しない冷凍系から導出して横方向に蛇行する蒸発管２０が夫々密着固定されている。製氷機構１４では、製氷運転に際して冷凍系から冷媒を蒸発管２０に循環させて両製氷板１８,１８が強制冷却される。一方、除氷運転に際して、図示しないホットガス弁を切替えて冷凍系からホットガスを蒸発管２０に循環させることで、両製氷板１８,１８を加熱するよう構成される。また、製氷部１６には、製氷板１８の温度を検出する除氷サーモＴＨが設けられ、除氷運転に際して除氷サーモＴＨによる除氷完了温度の検出に基づいて制御手段Ｃで製氷部１６における離氷完了が判定される。

前記製氷水タンク２２は、上方に開放する箱状の部材であって、製氷水を貯留すると共に、上方に配置した各製氷部１６から流下する製氷水または除氷水を回収するようになっている。また、製氷水タンク２２の内部には、所定高さで開口するオーバーフロー管２３が設けられ、オーバーフロー管２３を介して外部に製氷水を排出することで、オーバーフロー管２３の開口高さが、製氷水タンク２２に貯留した製氷水の上限水位ＨＷＬとして規定される。更に、製氷水タンク２２の内部には、製氷水の下限水位となる製氷完了水位ＬＷＬを検出する製氷フロートスイッチ(水位検出手段)ＦＬ１が設けられ、この製氷フロートスイッチＦＬ１の水位検出信号は制御手段Ｃに入力され、製氷フロートスイッチＦＬ１が製氷運転から除氷運転への運転切替手段として機能する(図２参照)。ここで、製氷水タンク２２における上限水位ＨＷＬと製氷完了水位ＬＷＬとの間の製氷水の量が、電源周波数が５０ヘルツの場合において製氷運転１回分で必要とされる製氷水の総量となるように設定される。

前記製氷水供給手段２４は、各製氷部１６の上方に配設した製氷散水器２６と、製氷水タンク２２および製氷散水器２６を接続する製氷水パイプ２８と、この製氷水パイプ２８に介挿した製氷水ポンプ３０とを備えている。製氷水ポンプ３０は、制御手段Ｃの制御下に駆動または停止され、製氷運転の開始から終了までに亘って駆動されると共に、除氷運転中は停止される。また、製氷水供給手段２４では、製氷運転において製氷水ポンプ３０の駆動下に、製氷水タンク２２から製氷水パイプ２８および製氷散水器２６を介して製氷水タンク２２から各製氷部１６に製氷水が供給される。そして、各製氷部１６から流下する製氷水を製氷水タンク２２に回収して、製氷水タンク２２から再び各製氷部１６へ向けて製氷水ポンプ３０により送出する循環サイクルが構成される。ここで、製氷水ポンプ３０は、電源周波数に応じて吐出量が異なり、電源周波数が６０ヘルツの場合における製氷水経路を循環する製氷水の循環水量Ｑ６０は、５０ヘルツの場合の循環水量Ｑ５０より多くなる。すなわち、電源周波数が異なると、製氷水経路に循環する製氷水に関し、循環水量Ｑ６０から循環水量Ｑ５０を差引いた差分量Ｑ１の違いが生じる。なお、製氷水経路とは、製氷水が製氷水タンク２２から導出されて製氷水パイプ２８を介して各製氷部１６に供給されて、各製氷部１６を流下して製氷水タンク２２に回収されるまでを云い、製氷水の循環サイクルにおいて製氷水タンク２２を除く経路である。

前記製氷機構１４は、除氷運転において蒸発管２０を流通するホットガスによる各製氷板１８の加熱を行なう構成に加えて、各製氷部１６の上部に配設した除氷散水器３４から除氷水を各製氷部１６に散布供給して除氷を行なう除氷水供給手段３２を備えている。除氷水供給手段３２は、除氷水が貯留される除氷水タンク３６と、この除氷水タンク３６から導出すると共に、各製氷部１６における両製氷板１８,１８の対向部間に設けた除氷散水器３４に接続する除氷水パイプ３８と、この除氷水パイプ３８に介挿した除氷水ポンプ４０とから構成される。除氷水タンク３６の内部には、除氷フロートスイッチＦＬ２が設けられ、この除氷フロートスイッチＦＬ２による水位検出に連動して、外部水源の供給管４２に介挿した給水弁ＷＶを開閉制御することで、常に一定量の除氷水を貯留するように水(除氷水)が供給される。また、除氷水ポンプ４０は、制御手段Ｃの制御下に、除氷運転を開始すると同時に駆動され、除氷水タンク３６に貯留されている除氷水を、除氷散水器３４を介して両製氷板１８,１８の各裏面に散布供給して流下させ、各製氷板１８と氷塊との氷結面を融解するよう構成される。また、各製氷板１８の裏面を流下した除氷水は、製氷水タンク２２に回収されて、これが次の製氷運転における製氷水として使用される。

前記除氷水供給手段３２は、除氷水ポンプ４０を停止制御すると、除氷水パイプ３８における所定位置(給水停止位置)で除氷水が停止するよう構成される。このとき当該給水停止位置から供給方向前側に存在する除氷水は、除氷散水器３４および各製氷部１６を介して製氷水タンク２２に供給されるようになっている。すなわち、除氷水供給手段３２では、除氷水ポンプ４０を停止制御しても、製氷水タンク２２に対する除氷水の供給が直ちに終了されるのではなく、除氷水ポンプ４０の停止制御のタイミングから予め設定した終了時間だけ遅延して終了するようになっている(図５または図６参照)。また、除氷水供給手段３２では、除氷水ポンプ４０を駆動制御しても、除氷水が給水停止位置から製氷水タンク２２に到来するまでに時間がかかり、製氷水タンク２２に対する除氷水の供給が直ちに開始されない。このように、除氷水供給手段３２は、除氷水ポンプ４０の駆動制御のタイミングから予め設定した開始時間だけ遅延して、除氷水が製氷水タンク２２に到達するよう構成される。そして、終了時間と開始時間のうち長い方の何れかが、除氷水供給手段３２による除氷水の供給タイミングを規定する給水調整時間(設定時間)として設定され、実施例では終了時間が給水調整時間Ｔ３として規定されている。

前記除氷水供給手段３２における給水停止位置から除氷散水器３４および製氷部１６を介して製氷水タンク２２に至る除氷水経路は、前述した差分量Ｑ１と略同一の容量となるように形成される。そして、除氷水供給手段３２は、除氷水ポンプ４０を停止制御した後に、差分量Ｑ１の除氷水を前述した給水調整時間Ｔ３で製氷水タンク２２に供給するよう構成される。なお、給水停止位置は、除氷水ポンプ４０、除氷水パイプ３８における立上がり部分の頂部または除氷水タンク３６との接続部等の適宜位置に設定される。

前記自動製氷機１０では、製氷運転において製氷フロートスイッチＦＬ１が、製氷完了水位ＬＷＬを検出すると、製氷水ポンプ３０を停止して製氷運転を終了して、除氷運転に移行するよう構成される。また、自動製氷機１０は、除氷運転から製氷運転への切替え制御を、製氷水タンク２２に上限水位ＨＷＬの除氷水が貯留されると共に、製氷板１８から全て離氷していることを条件として行なっている。具体的には、給水タイマＫＴが給水時間Ｔ１を計時完了すると共に、除氷サーモＴＨの除氷完了温度の検出に基づいて動作する除氷タイマＴＭで除氷遅延時間Ｔ２を計時完了することの２つの条件が成立した場合に、除氷運転を終了して製氷運転に移行される。給水時間Ｔ１は、製氷運転において消費した分の製氷水量を、除氷水供給手段３２から供給し得る充分な時間に設定され、除氷運転の開始と同時に給水タイマＫＴで計時が開始される。この給水タイマＫＴで計時している時間を、給水計時時間ｔ１と云う。そして、給水タイマＫＴによる給水計時時間ｔ１が給水時間Ｔ１に到達することで、除氷水ポンプ４０を基本的に停止するように制御される。ここで、除氷水が給水時間Ｔ１の途中において製氷水タンク２２の上限水位ＨＷＬに達した場合は、それ以上供給される除氷水はオーバーフロー管２３を介して外部に排出される。

前記除氷タイマＴＭには、予め除氷遅延時間Ｔ２が設定され、除氷サーモＴＨが除氷完了温度を検出したことを契機として、除氷タイマＴＭが計時を開始し、除氷遅延時間Ｔ２に至ると計時を完了するよう構成される。この除氷タイマＴＭで計時している時間を、除氷遅延計時時間ｔ２と云う。ここで、除氷遅延時間Ｔ２は、製氷板１８が除氷完了温度に到達してから該製氷板１８より全て離氷する時間で設定される。なお、除氷遅延時間Ｔ２は、給水調整時間Ｔ３より長くなる。

具体的には、外気温が通常の温度域にある場合は、除氷サーモＴＨが除氷完了温度を検出する前に給水タイマＫＴによる給水計時時間ｔ１が給水時間Ｔ１に至り、除氷タイマＴＭによる除氷遅延計時時間ｔ２が除氷遅延時間Ｔ２に至ることで除氷運転が終了される(図５(ａ)または図６(ａ)参照)。これに対し、外気温が高温域にある場合は、給水タイマＫＴによる給水計時時間ｔ１が給水時間Ｔ１に至る前に、除氷タイマＴＭによる除氷遅延計時時間ｔ２が除氷遅延時間Ｔ２に至ることがあり、このときは給水時間Ｔ１の計時完了により除氷運転が直ちにまたは給水調整時間Ｔ３だけ遅延して終了される(図５(ｂ)または図６(ｂ)参照)。実施例では、給水調整時間Ｔ３は給水タイマＫＴに設定され、給水タイマＫＴは、給水時間Ｔ１の計時完了後に、所定の条件下に給水量を調整するために再び計時を開始するようになっている。このとき、給水タイマＫＴで計時している時間を、給水調整計時時間ｔ３と云う。

前記自動製氷機１０は、電源周波数に合わせて、制御手段Ｃに設定された除氷水供給手段３２による除氷水の供給条件を選択的に切替える周波数切替手段４４を備えている。除氷水供給手段３２は、製氷水タンク２２に対する除氷水の供給タイミングが電源周波数に応じて調節され、電源周波数が５０ヘルツの場合に、除氷運転から製氷運転への切替時以前に、除氷水供給手段３２による除氷水の供給を終了するよう構成される。また、除氷水供給手段３２は、電源周波数が６０ヘルツの場合に、差分量Ｑ１の除氷水を、製氷運転を開始してから供給するようになっている。ここで、除氷水供給手段３２では、電源周波数が５０ヘルツの場合に、除氷運転から製氷運転への切替時より給水調整時間Ｔ３以前に、除氷水ポンプ４０の供給停止制御を行なって、製氷運転中に、除氷水が製氷水タンク２２に流入しないように設定される。一方、除氷水供給手段３２は、電源周波数が６０ヘルツの場合に、除氷運転から製氷運転への切替時より給水調整時間Ｔ３以前から該切替時に亘って除氷水ポンプ４０の駆動制御(供給制御)を少なくとも行なう構成である。そして、除氷水供給手段３２は、製氷運転を開始すると同時に除氷水ポンプ４０の供給停止制御を行なうようになっている。

このように、電源周波数が５０ヘルツの場合では、除氷運転から製氷運転への切替の直前に、少なくとも給水調整時間Ｔ３に亘る除氷水ポンプ４０が停止している時間帯が必ず設けられる。これに対して、６０ヘルツの場合では、除氷運転から製氷運転への切替の直前に、少なくとも給水調整時間Ｔ３に亘る除氷水ポンプ４０が駆動している時間帯が必ず設けられる。

具体的には、５０ヘルツの場合には、給水タイマＫＴによる給水時間Ｔ１の計時完了が、製氷運転への切替時から給水調整時間Ｔ３以前であれば(除氷遅延時間Ｔ２≧除氷遅延時間Ｔ２を計時開始した時の給水計時時間ｔ１＋給水調整時間Ｔ３)、除氷タイマＴＭによる除氷遅延時間Ｔ２の計時完了と同時に製氷運転に移行される(図５(ａ)参照)。また、５０ヘルツの場合に、除氷タイマＴＭによる除氷遅延時間Ｔ２の経過後に、給水タイマＫＴによる給水時間Ｔ１が経過するときは、給水時間Ｔ１の計時完了と同時に製氷運転に切替えると、当該切替時前に給水調整時間Ｔ３に亘る除氷水ポンプ４０の停止期間をとることができない。そこで、給水タイマＫＴによる給水時間Ｔ１の計時完了により製氷運転への切替制御が行なわれる時は(除氷遅延時間Ｔ２＜除氷遅延時間Ｔ２を計時開始した時の給水計時時間ｔ１＋給水調整時間Ｔ３)、給水時間Ｔ１が経過して除氷水ポンプ４０を停止制御した後に、自動製氷機１０は給水調整時間Ｔ３だけ遅延させて製氷運転に移行される(図５(ｂ)参照)。すなわち、５０ヘルツの場合は、制御手段Ｃの制御下に、除氷運転を終了する以前に、除氷水ポンプ４０を停止制御した際に除氷水経路に残っていた除氷水が、重力の作用下に製氷水タンク２２に自然流下すること(以下、遅延供給と云う)を終了するように設定される。

一方、電源周波数が６０ヘルツの場合は、給水タイマＫＴによる給水時間Ｔ１の計時完了が、除氷タイマＴＭによる除氷遅延時間Ｔ２の計時完了以後であれば(除氷遅延時間Ｔ２≦除氷遅延時間Ｔ２を計時開始した時の給水計時時間ｔ１)、給水時間Ｔ１の計時完了と同時に製氷運転に移行される。また、６０ヘルツの場合に、給水タイマＫＴによる給水時間Ｔ１が経過して除氷水ポンプ４０を停止制御した後に、除氷タイマＴＭによる除氷遅延時間Ｔ２が経過するときは、除氷遅延時間Ｔ２の計時完了と同時に製氷運転に切替えると、当該切替時前に給水調整時間Ｔ３に亘る除氷水ポンプ４０の動作期間をとることができない。

そこで、除氷タイマＴＭによる除氷遅延時間Ｔ２の計時完了により製氷運転への切替制御が行なわれる時は(除氷遅延時間Ｔ２＞除氷遅延時間Ｔ２を計時開始した時の給水計時時間ｔ１)、給水時間Ｔ１を経過した際に、除氷遅延時間Ｔ２の計時完了までが給水調整時間Ｔ３より長い時間である場合、除氷水ポンプ４０が停止制御される。そして、除氷水ポンプ４０は、除氷遅延時間Ｔ２の計時完了から給水調整時間Ｔ３前に再び駆動制御され、除氷遅延時間Ｔ２の経過により停止制御される(図６(ａ)参照)。給水時間Ｔ１を経過した際に、除氷遅延時間Ｔ２の計時完了まで給水調整時間Ｔ３以下の場合、除氷水ポンプ４０が停止制御されずに継続して駆動制御され、除氷水ポンプ４０は除氷遅延時間Ｔ２の経過により停止制御される(図６(ｂ)参照)。

すなわち、６０ヘルツの場合は、制御手段Ｃの制御下に、除氷運転から製氷運転への切替えと同時に除氷水ポンプ４０が停止制御され、製氷運転に移行した製氷水タンク２２に対して差分量Ｑ１の除氷水が遅延供給される。このとき、製氷運転が既に開始された製氷水タンク２２から製氷水ポンプ３０の駆動により製氷水を送出して上限水位ＨＷＬより水位が低下して、遅延供給された差分量Ｑ１の除氷水は、オーバーフロー管２３から排出されることはない(図６参照)。よって、電源周波数が６０ヘルツの場合は、５０ヘルツの場合と比べて差分量Ｑ１分だけ多い除氷水が、製氷運転を開始してから製氷水タンク２２に受容されて、製氷運転において循環するようになっている。なお、周波数切替手段４４は、電源周波数を識別して、識別した周波数に合わせて自動的に制御手段Ｃの設定を切替えるものであっても、使用者が手動で切替えるものであってもよい。

〔実施例の作用〕
次に、実施例に係る自動製氷機の運転方法の作用について、図３および図４のフローチャートまたは図５および図６のタイミングチャートを主に参照して説明する。電源を投入(ＯＮ)して周波数切替手段４４により電源周波数に合わせて５０ヘルツまたは６０ヘルツに制御手段Ｃの設定を自動または手動で変更した後(ステップＳ１)、除氷運転が開始される(ステップＳ１１)。

先ず、電源周波数が５０ヘルツである場合について説明すると、除氷運転が開始されると(ステップＳ１１)、冷凍系の図示しないホットガス弁が切替えられて、各製氷部１６の蒸発管２０にホットガスが供給される。また、除氷水ポンプ４０が駆動制御されることで、除氷水タンク３６から除氷水パイプ３８を介して除氷散水器３４に除氷水が供給されて、除氷散水器３４から対応の製氷部１６に散布供給された除氷水が製氷板１８を流下して、製氷水タンク２２に回収される。このように、各製氷部１６における各製氷板１８を加熱することで、各製氷板１８と氷塊との氷結面を融解し、各製氷板１８から離氷させて、落下した氷塊を貯氷室に貯留する。更に、除氷運転開始と同時に給水タイマＫＴが起動され、給水計時時間ｔ１がカウントされる。ここで、給水計時時間ｔ１が給水時間Ｔ１に到達する直前となると、除氷水供給手段３２から供給されて製氷水タンク２２に回収された除氷水の水位は、上限水位ＨＷＬまでに至り、それ以上の除氷水は上限水位ＨＷＬに合わせて開口したオーバーフロー管２３から外部に排出されるので、上限水位ＨＷＬを越えて除氷水は貯留されない。

除氷運転を開始してから所要時間を経過すると、除氷サーモＴＨが除氷完了温度を検出し(ステップＳ１２)、この検出結果に基づき、除氷タイマＴＭが起動され、除氷遅延計時時間ｔ２がカウントされる(ステップＳ１３)。次いで、給水タイマＫＴによる給水計時時間ｔ１が給水時間Ｔ１に到達しているか否か(ステップＳ１４)、および除氷タイマＴＭによる除氷遅延計時時間ｔ２が除氷遅延時間Ｔ２に到達しているか否かが判定される(ステップＳ１５)。外気温が常温域にある場合(図５(ａ)参照)、除氷遅延計時時間ｔ２が除氷遅延時間Ｔ２に到達する前に給水計時時間ｔ１が給水時間Ｔ１に到達するので、除氷運転を開始してから給水タイマＫＴによる給水計時時間ｔ１が給水時間Ｔ１に到達すると(ステップＳ１４：ＹＥＳ)、除氷水ポンプ４０が直ちに停止制御される。同時に、給水タイマＫＴの給水時間Ｔ１をリセットした後に、給水調整時間Ｔ３を設定して再び起動され、給水調整計時時間ｔ３がカウントされる(ステップＳ５０)。そして、除氷タイマＴＭでの除氷遅延計時時間ｔ２が除氷遅延時間Ｔ２に到達すると(ステップＳ５１：ＹＥＳ)、給水タイマＫＴによる給水調整計時時間ｔ３が給水調整時間Ｔ３に到達することを条件として(ステップＳ５２：ＹＥＳ)、除氷運転から製氷運転へ切替えられる(ステップＳ７０)。なお、図３に記載していないが、除氷サーモＴＨによる除氷完了温度の検出前に、給水時間Ｔ１が経過しているときも、給水時間Ｔ１の計時完了と同時に除氷水ポンプ４０が停止制御される。

外気温が高温域にある場合(図５(ｂ)参照)、製氷板１８からの離氷が早期に行なわれるから、給水時間Ｔ１が経過する前に除氷遅延時間Ｔ２を計時完了することがある(ステップＳ１４：ＮＯ,ステップＳ１５：ＹＥＳ)。この場合、除氷運転を開始してから給水タイマＫＴによる給水計時時間ｔ１が給水時間Ｔ１に到達すると(ステップＳ５３：ＹＥＳ)、除氷水ポンプ４０が直ちに停止制御される。同時に、給水タイマＫＴの給水時間Ｔ１をリセットした後に、給水調整時間Ｔ３を設定して再び起動され、給水調整計時時間ｔ３がカウントされる(ステップＳ５４)。そして、給水タイマＫＴによる給水調整計時時間ｔ３が給水調整時間Ｔ３に到達したことを条件として(ステップＳ５２：ＹＥＳ)、除氷運転から製氷運転へ切替えられる(ステップＳ７０)。すなわち、常温域または高温域のいずれの状態であっても、除氷水ポンプ４０が停止制御されてから除氷運転の終了までに亘って、給水調整時間Ｔ３以上の除氷水ポンプ４０が動作されない時間帯が設けられる。

除氷水ポンプ４０を停止制御することで、その後、除氷水経路に存在している差分量Ｑ１に相当する量の除氷水が、製氷水タンク２２に遅延供給される。しかし、５０ヘルツの場合では、除氷運転から製氷運転への切替時より給水調整時間Ｔ３以前に除氷水ポンプ４０が停止制御されるので、遅延供給は除氷運転中に全て行なわれる。すなわち、製氷水タンク２２の貯留量は、既に上限水位ＬＷＬに達しているから、遅延供給された除氷水はオーバーフロー管２３を介して外部に全て排出される(図５参照)。従って、５０ヘルツの場合は、製氷水タンク２２に上限水位ＨＷＬまでの除氷水を貯留した状態で製氷運転が開始される。

次に、電源周波数が６０ヘルツの場合について説明する。ここで、除氷運転を開始した際に、ホットガス弁が開放されて蒸発管２０にホットガスが供給されると共に、除氷水ポンプ４０を駆動して除氷水を各製氷部１６へ供給するのは、５０ヘルツの場合と同様である(ステップＳ１１)。また、除氷サーモＴＨによる除氷完了温度の検出(ステップＳ１２)、除氷遅延時間Ｔ２の計時(ステップＳ１３)、給水時間Ｔ１および除氷遅延時間Ｔ２の判定(ステップＳ１４,Ｓ１５)についても、５０ヘルツの場合と同様である。

外気温が常温域にある場合(図６(ａ)参照)、除氷運転を開始してから給水タイマＫＴによる給水計時時間ｔ１が給水時間Ｔ１に至ると(ステップＳ１４：ＹＥＳ)、給水時間Ｔ１を計時完了した際の除氷遅延計時時間ｔ２が除氷遅延時間Ｔ２に到達するまでの残り時間が、給水調整時間Ｔ３より長いか否かが判定される(ステップＳ６０)。除氷遅延時間Ｔ２の残り時間が給水調整時間Ｔ３より長い場合は(ステップＳ６０：ＹＥＳ)、除氷水ポンプ４０が直ちに停止制御される。除氷遅延時間Ｔ２の残り時間が給水調整時間Ｔ３と同一になったことを条件として(ステップＳ６１：ＹＥＳ)、除氷水ポンプ４０が再び駆動制御される。そして、除氷タイマＴＭによる除氷遅延計時時間ｔ２が除氷遅延時間Ｔ２に到達すると(ステップＳ６２：ＹＥＳ)、除氷水ポンプ４０を停止制御すると共に、除氷運転から製氷運転へ切替えられる(ステップＳ７０)。なお、図４に記載していないが、除氷サーモＴＨによる除氷完了温度の検出前に、給水時間Ｔ１が経過しているときも、給水時間Ｔ１の計時完了と同時に除氷水ポンプ４０が停止制御される。

ステップＳ６０において、除氷遅延時間Ｔ２の残り時間が給水調整時間Ｔ３以下の場合は(ステップＳ６０：ＮＯ)、除氷水ポンプ４０が停止制御されることなく、駆動状態を継続するように制御される。そして、除氷タイマＴＭによる除氷遅延計時時間ｔ２が除氷遅延時間Ｔ２に到達すると(ステップＳ６２：ＹＥＳ)、除氷水ポンプ４０を停止制御すると共に、除氷運転から製氷運転へ切替えられる(ステップＳ７０)。

外気温が高温域にある場合(図６(ｂ)参照)、給水タイマＫＴでの給水計時時間ｔ１が給水時間Ｔ１に到達する前に、除氷タイマＴＭによる除氷遅延計時時間ｔ２が除氷遅延時間Ｔ２に到達して計時完了する(ステップＳ１４：ＮＯ,ステップＳ１５：ＹＥＳ)。この場合、除氷運転を開始してから給水タイマＫＴでの給水計時時間ｔ１が給水時間Ｔ１に到達すると(ステップＳ６３：ＹＥＳ)、除氷水ポンプ４０が直ちに停止制御される。すなわち、常温域または高温域のいずれの状態であっても、除氷運転の終了前の給水調整時間Ｔ３に亘って、除氷水ポンプ４０が駆動制御される時間帯が設けられる。

前述した如く、除氷水ポンプ４０の停止制御後に、除氷水経路に存在している差分量Ｑ１に相当する量の除氷水が、製氷水タンク２２に遅延供給される。ここで、製氷水タンク２２の貯留量は、製氷運転開始時に上限水位ＨＷＬに達しているものの、製氷水ポンプ３０が製氷運転の開始(除氷運転の停止)と共に駆動されて、製氷水タンク２２から製氷水を製氷水経路に送出することで、上限水位ＨＷＬより低下する。すなわち、除氷水供給手段３２から除氷運転終了後に遅延供給された差分量Ｑ１の除氷水は、オーバーフロー管２３から排出されることはなく、製氷水タンク２２に受容される(図６参照)。従って、６０ヘルツの場合は、５０ヘルツの場合と比較して差分量Ｑ１だけ多くの製氷水が、製氷水タンク２２に貯留されることとなり、差分量Ｑ１だけ多く製氷水経路を循環する循環水量Ｑ６０と釣り合うようにバランスを取り得る。

製氷運転では、５０ヘルツの場合も６０ヘルツの場合も各機器の動作は同じであるので纏めて説明する。製氷運転が開始されると(ステップＳ７０)、冷凍系から各製氷部１６の蒸発管２０に冷媒が供給されて両製氷板１８,１８が冷却されると共に、製氷水ポンプ３０が駆動され、製氷水タンク２２に貯留されている製氷水が、製氷水パイプ２８を介して製氷散水器２６に供給される。製氷散水器２６の散水孔(図示せず)を介して各製氷部１６に散布供給された製氷水は、各製氷板１８の製氷面を流下する過程で、製氷板１８との熱交換により次第に冷却されて、一部が製氷面に氷結する。また未氷結水は、製氷部１６の下方に配置した製氷水タンク２２に回収され、該製氷水タンク２２に貯留された製氷水も次第に冷却される。そして、製氷水タンク２２に回収された製氷水は、製氷水ポンプ３０により再び各製氷部１６に供給され、製氷面における氷塊の生成に伴って製氷水タンク２２における製氷水の量が次第に減少する。ここで、製氷水経路の循環水量Ｑ６０が多い６０ヘルツでは、５０ヘルツとの循環水量Ｑ５０の差分量Ｑ１だけ製氷水タンク２２に製氷水を多く貯留してあるから、製氷水タンク２２における見かけ上の水位変動を５０ヘルツの場合と同様にすることができる。すなわち、製氷フロートスイッチＦＬ１が、製氷完了水位ＬＷＬを検出するタイミングが、５０ヘルツであっても６０ヘルツであっても同じとなるように補正され、製氷部１６における製氷量を電源周波数が相違しても同じにすることができる。

前記製氷フロートスイッチＦＬ１が製氷完了水位ＬＷＬを検出すると(ステップＳ７１)、製氷水ポンプ３０を停止して製氷運転が終了され(ステップＳ７２)、再び除氷運転に移行する(ステップＳ１１)。そして、貯氷室に設けた貯氷検出手段(図示せず)が満氷を検出するまで製氷運転と除氷運転とが交互に繰返される。

このように、実施例に係る自動製氷機１０の運転方法にあっては、電源周波数に応じて除氷水ポンプ３０の駆動および停止のタイミングを制御するだけで、簡単に電源周波数の違いに起因する製氷量の相違を補正することができる。よって、何れの電源周波数の地域であっても、自動製氷機１０の性能を最大限に発揮することができる。しかも、周波数切替手段４４を追加するだけで、除氷運転の切替え条件を規定している給水タイマＫＴにより給水調整時間Ｔ３を併せて計時する構成であるから、特別な機器や機構等を付加するものでなく、コストを低廉とすることができる。

冷凍系における図示しない圧縮機も電動機であるから、電源周波数の違いによりある程度影響を受ける。例えば、６０ヘルツの場合は、５０ヘルツの場合と比較して圧縮機の駆動回数が多くなるから、５０ヘルツの場合より製氷部１６における冷却能力が高くなる。しかし、６０ヘルツの場合は、５０ヘルツの場合より多くの製氷水が循環されるから、製氷水が多い分だけ高い冷却能力を必要とする。一方、５０ヘルツの場合は、６０ヘルツの場合と比較して製氷水の循環量が少ないので、６０ヘルツの場合との冷却能力の差異を解消することができる。

除氷水経路を差分量Ｑ１に相当する容量に設定することで、除氷水供給手段３２から遅延供給する除氷水の量の規定が容易となり、除氷水ポンプ４０の停止タイミング制御を更に簡単にすることができる。また、タイミング制御が簡単となることで、製氷水タンク２２において、オーバーフロー管２３から排出される除氷水を少なくすることができ、無駄な水の消費を抑制し得る。

(変更例)
本発明は、実施例の構成に限定されず、以下の如く変更することも可能である。
(１)実施例では、各タンクの貯留量を制御するための水位検出手段として、フロートスイッチを用いたが、これに限定されず、ボールタップや電極等、その他の手段を採用することができる。
(２)実施例では、除氷水経路の容量を差分量と同一に設定する構成であるが、給水調整時間を調節することで、除氷水経路の容量にかかわらず差分量の除氷水を遅延供給する構成も採用し得る。この場合、給水調整時間は、除氷水供給手段における除氷水の給水停止位置、除氷水パイプの管径や管路形状および製氷部等の各要素によって規定され、除氷水ポンプを停止したもとで、差分量の除氷水を除氷水供給手段から供給し得る時間に設定される。
(３)実施例の除氷水供給手段は、外部水源から供給される水道水を除氷水タンクに一旦受容して除氷水ポンプで供給する構成であるが、外部水源に連通するパイプを除氷散水器に接続し、当該パイプに介挿した開閉弁を開閉制御することで、除氷水を供給する外部水源直結方式であってもよい。この場合、除氷タイマによって開閉弁の閉止のタイミングを制御することで、電源周波数の違いによる製氷フロートスイッチの検出タイミングの差異を解消する。また、開閉弁の位置が給水停止位置となり、当該開閉弁より供給方向前側が除氷水経路となる。
(４)実施例では、除氷タイマおよび給水タイマに設定した除氷遅延時間および給水時間の経過によって除氷運転から製氷運転に移行したが、フロートスイッチ等の水位検出手段により製氷水タンクにおける除氷水の上限水位を検出することで、製氷運転に移行するようにしてもよい。このとき、５０ヘルツの場合は、水位検出手段が上限水位を検出すると、除氷水供給手段を停止制御して、給水調整時間だけ遅延させて製氷運転に移行する。また、６０ヘルツの場合は、水位検出手段が上限水位を検出すると、除氷水供給手段を停止制御すると同時に製氷運転に移行する。
(５)実施例では、給水調整時間を給水タイマに設定したが、他の計時手段や制御手段等に給水調整時間を設定してもよい。

本発明の好適な実施例に係る自動製氷機を示す概略図である。実施例の自動製氷機の制御ブロック図の一部を示す。実施例の自動製氷機において、運転の流れを概略で示すフローチャート図であって、電源周波数が５０ヘルツの場合である。実施例の自動製氷機において、運転の流れを概略で示すフローチャート図であって、電源周波数が６０ヘルツの場合である。実施例の自動製氷機における各ポンプと除氷水の関係を示すタイミングチャート図であって、電源周波数が５０ヘルツの場合である。(ａ)は、外気温が常温域にあるときを示し、(ｂ)は外気温が高温域にあるときを示す。実施例の自動製氷機における各ポンプと除氷水の関係を示すタイミングチャート図であって、電源周波数が６０ヘルツの場合である。(ａ)は、外気温が常温域にあるときを示し、(ｂ)は外気温が高温域にあるときを示す。

符号の説明

１６製氷部，２２製氷水タンク，３０製氷水ポンプ，３２除氷水供給手段，
４４周波数切替手段，ＦＬ１製氷フロートスイッチ(水位検出手段)，
ＨＷＬ上限水位，ＬＷＬ製氷完了水位，Ｑ５０,Ｑ６０循環水量，Ｑ１差分量，
Ｔ３給水調整時間(設定時間)

Claims

製氷運転に際して、製氷水が製氷水タンク(22)から製氷水ポンプ(30)により製氷部(16)に供給されて、該製氷部(16)を流下して該製氷水タンク(22)に回収されるまでの製氷水経路を循環し、該製氷水タンク(22)に設けた水位検出手段(FL1)が、製氷水タンク(22)に貯留された製氷水の製氷完了水位(LWL)を検出することで製氷運転から除氷運転に切替え、除氷運転に際して、除氷水供給手段(32)により除氷水を製氷部(16)に供給して、この製氷部(16)から流下する除氷水を前記製氷水タンク(22)で回収して次回の製氷運転における製氷水とするようにした自動製氷機であって、
前記製氷水ポンプ(30)を駆動する電源周波数に応じて、周波数切替手段(44)により前記除氷水供給手段(32)による除氷水の供給のタイミングを切替え、
電源周波数が５０ヘルツの場合は、除氷運転から製氷運転への切替時以前に、前記除氷水供給手段(32)による除氷水の供給を終了し、
電源周波数が６０ヘルツの場合は、前記製氷水経路を循環する製氷水の循環水量(Q50,Q60)について前記製氷水ポンプ(30)を駆動する電源周波数の相違により生じる差分量(Q1)の除氷水を、製氷運転を開始してから前記除氷水供給手段(32)により供給するようにした
ことを特徴とする自動製氷機の運転方法。
前記製氷水タンク(22)の上限水位(HWL)まで除氷水が貯留された後に、除氷運転から製氷運転へ切替えると共に、前記除氷水供給手段(32)から供給された上限水位(HWL)を越える除氷水を、製氷水タンク(22)から外部へ排出するように設定し、
前記除氷水供給手段(32)を供給停止制御した後に、前記差分量(Q1)の除氷水が設定時間(T3)をかけて前記製氷水タンク(22)に供給されるように設定し、
電源周波数が５０ヘルツの場合は、除氷運転から製氷運転への切替時より設定時間(T3)以前に、前記除氷水供給手段(32)の供給停止制御を行ない、
電源周波数が６０ヘルツの場合は、除氷運転から製氷運転への切替時より設定時間(T3)以前から該切替時に亘って除氷水供給手段(32)の供給制御を少なくとも行ない、製氷運転を開始すると同時に前記除氷水供給手段(32)の供給停止制御を行なうようにした
請求項１記載の自動製氷機の運転方法。
前記除氷水供給手段(32)における除氷水の給水停止位置から前記製氷水タンク(22)に至るまでの除氷水経路の容量が、前記差分量(Q1)と同一に設定される請求項２記載の自動製氷機の運転方法。