JP4855094B2 - 製氷機 - Google Patents

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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。
断水などによって給水タンク内に水が溜まっていない場合には、給水ポンプが無負荷になって、その給水ポンプを駆動するポンプ駆動モータの空運転が生じる。この場合、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。
この対策としては、特許文献1に示すごとく給水タンクに光センサを設けたり、給水タンク内にフロートスイッチを設けたりして、給水タンク内の水の有無を検出して、給水タンク内に水が溜まっていない場合には、ポンプ駆動モータの運転を行わなくすることが考えられる。ところが、光センサは汚れると誤検出するおそれがあり、フロートスイッチは長期間の使用に伴って故障するおそれがある。また、光センサやフロートスイッチは高価である。
これに対して、特許文献2には、給水ポンプによる製氷部(製氷皿)への給水が完了した後に製氷部の温度を温度センサ(サーミスタ)で検出し、このときの製氷部の温度が所定温度未満の場合は、給水タンクに水が溜まっていないために製氷部への給水が行われていないと判断するものが開示されている。かかる温度センサは、汚れの影響を受け難いうえに故障し難い利点がある。
特開2005−315472号公報(図2) 特開2003−329344号公報(段落番号0012−0013) 特開平7−43057号公報(段落番号0016)
例えば、下向きに開口する製氷室に対して給水タンク内の水を噴出させて供給するとともに、その製氷室を冷却して氷を生成する逆セルタイプの製氷機では、製氷が完了するまでは給水タンク内の水が製氷室に噴出し続けることになる。
つまり、逆セルタイプの製氷機は、製氷部への給水完了が製氷の完了でもあるために、特許文献2の技術を適用しようとしても、製氷部の温度を検出するタイミングを適正には設定できない。かかる製氷部の温度は、給水開始後に一時的に上昇したのち、製氷が完了するまで下降し続けるために、製氷部の温度を検出するタイミングを間違えると、給水が適正に行われても製氷部の温度が所定温度未満となって、製氷部への給水が行われていないと誤判断するおそれがある。
また、給水タンクには水道水などが供給されるが、水道水の温度は季節などによって変動する。このため、冬場などで水道水の温度が低いときには、給水が適正に行われても製氷部の温度が所定温度未満となって、やはり製氷部への給水が行われていないと誤判断するおそれがある。
これに対して、特許文献3には、製氷部への給水前と給水後との温度差が所定温度差未満の場合に、給水タンク内に水が溜まっていないと判断するものが開示されている。特許文献3では、前述の水道水の温度変動の影響を受け難いが、特許文献2と同様に製氷部への給水後、すなわち製氷部の温度を検出するタイミングを適正には設定できないところに問題がある。
そこで本発明の目的は、製氷部への給水状態に影響されることなくポンプ駆動モータが正常運転しているか否かを適正に判断して、正常運転の場合のみポンプ駆動モータの運転を製氷完了まで駆動する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3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。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。
本発明は、制御部22が、図2に示すごとく、氷の生成前の冷却状態の製氷部3の温度を温度センサ21で検出して基準温度として記憶しておき、製氷部3への給水開始後の製氷部3の現在の温度を温度センサ21で検出して、現在温度と基準温度との温度差が予め設定した所定温度差以上になると、現在温度が予め設定した製氷完了温度以下になるまでポンプ駆動モータ20の駆動を継続して氷の生成を行うことを特徴とする。
ここでの基準温度は、例えば製氷部3への給水開始直前の製氷部3の温度が該当する。所定温度差は、その値をあまり大きくし過ぎると、現在温度と基準温度との温度差が当該所定温度差に達するまでの時間が長くなるために、制御部22がポンプ駆動モータ20の駆動を継続するか否かを判断するのに要する時間が長くなり過ぎてしまい、一方、所定温度差の値を小さくし過ぎると、温度検出の誤差などの影響を受け易くなるために、これらを考慮した値に設定される。製氷完了温度は、0℃以下の温度が該当するが、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℃以下の温度が好ましい。
詳しく説明すると、制御部22は、ポンプ駆動モータ20の駆動開始から予め設定した所定時間の経過までの間に、現在温度と基準温度との温度差が一度も所定温度差以上にならない場合には、ポンプ駆動モータ20を強制停止することになる。この所定時間は、給水ポンプ6で製氷部3へ正常に給水された場合の製氷部3の温度上昇の時間に合わせて設定してある。前記所定時間は、前記製氷部3の温度上昇の時間にほぼ合致すればよく、前記温度上昇時間に対して若干長くなっても短くなってもよい。
本発明によれば、給水開始後の製氷部3の現在の温度と、基準温度との温度差が所定温度差以上になると、ポンプ駆動モータ20が正常運転であると判断してポンプ駆動モータ20の駆動を製氷完了まで継続するので、ポンプ駆動モータ20が正常運転か空運転かを判断するための製氷部3の温度検出のタイミングを設定する必要がなく、ポンプ駆動モータ20を製氷完了まで駆動するか否かの判断を正確に行うことができる。
また、ポンプ駆動モータ20が正常運転であるとの判断は、現在温度と基準温度との温度差が一度でも所定温度差以上になることであるので、ポンプ駆動モータ20が正常運転であるとの判断を迅速に行うことができる。さらに、温度差で判断するので、給水タンク2に供給される水の温度変動の影響を受け難いことになる。
しかも、製氷完了を判別するための温度センサ21を用いて基準温度と現在温度とを求めるので、センサの増設などを行わずにポンプ駆動モータ20の空運転時間を低減できる。つまり、製氷機のコストアップを抑えながら、空運転に起因するポンプ駆動モータの故障や寿命の低下などを低減することができる。
基準温度は氷の生成前、例えば製氷部3への給水開始直前に検出するので、外気温度などの影響によって製氷部3の温度が変動しても、その温度変動に応じた基準温度を得ることができる。つまり、冬場などで製氷部3へ給水される水の温度が低いときには基準温度も低くなり、その分だけ基準温度と現在温度との温度差を確実に得ることができる。
現在温度と基準温度との温度差が、ポンプ駆動モータ20の駆動開始から所定時間の経過までの間に一度も所定温度差以上にならない場合には、ポンプ駆動モータ20を強制停止するようにすると、ポンプ駆動モータ20の空運転時間を適正に短くでき、ポンプ駆動モータの故障や寿命の低下などをより確実に低減できる。
図面は、本発明が対象とする製氷機を示しており、図3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4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4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3に示す蒸発器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、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。
前記製氷機の製氷動作を図2のフローチャートを用いて説明すると、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)、ステップS2で温度センサ21によって氷の生成前の冷却状態の製氷部3の温度が検出されて、基準温度として制御部22に記憶される。つまり、前記給水タンク2への給水時には、製氷部3では氷を生成しておらず、製氷部3は蒸発器9によって、例えば−10℃まで冷却されている。このときの温度が前記基準温度に設定される。
そして、ステップS3で前記満水完了時間が経過すると(ステップS3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S4)。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、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4に示す水平姿勢になっている。
次に、ステップS5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るために、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、一時的に上昇して前記基準温度よりも高くなっている。
ステップS6では、制御部22が、前記ステップS5で検出した製氷部3の現在温度と、前記ステップS2で検出した基準温度との温度差が予め設定した所定温度差(例えば1℃)以上か否かを判断する。
前述のごとく製氷部3の温度が上昇したことで、前記現在温度と基準温度との温度差が所定温度差以上になると(ステップS6でYES)、制御部22は、給水タンク2内には水が溜まっていて、この水が給水ポンプ6で製氷部3へ供給されていると判断して、ステップS7で、製氷部3の現在温度が予め設定した製氷完了温度(例えば−18℃)以下か否かを判断する。
そして、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S7でNO)、制御部22は、製氷が未だ完了していないと判断し、ポンプ駆動モータ20の駆動を継続した状態のまま、ステップS8で温度センサ21によって製氷部3の現在温度を再び検出し、ステップS7に戻ってその現在温度が製氷完了温度以下になったか否かを判断する。
ステップS7で、氷の生成に伴って前記現在温度が製氷完了温度以下になると(ステップS7でYES)、制御部22は、製氷が完了したうえでその氷が十分に冷却されたと判断して、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S9)。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S6で前記温度差が所定温度差未満の場合には(ステップS6でNO)、ステップS10で、ポンプ駆動モータ20の駆動が開始してから予め設定した所定時間(例えば60秒)が経過したか否かが判断される。前記所定時間が経過していない場合には(ステップS10でNO)、ステップS4に戻ってポンプ駆動モータ20の駆動が継続され、ステップS5で製氷部3の現在温度が再び検出されて、ステップS6以降の処理が繰り返される。
前記温度差が、ポンプ駆動モータ20の駆動開始から前記所定時間の経過までの間に一度も前記所定温度差以上にならない場合には(ステップS10でYES)、制御部22は、断水などで給水ポンプ6によって製氷部3へ給水できずにポンプ駆動モータ20が空運転になっていると判断し、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S11・S12)。この後、断水などの異常から回復すると、ステップS1から再スタートする。
前記所定時間は、過度に長時間とならないために、給水ポンプ6で製氷部3へ正常に給水された場合の製氷部3の温度上昇の時間にほぼ合致させることが好ましく、したがって製氷の完了に要する時間(約30分)よりも極めて短い時間に設定される。
このように、製氷部3の現在温度と基準温度との温度差が、ポンプ駆動モータ20の駆動開始から前記所定時間の経過までの間に一度も所定温度差以上にならない場合のみ、ポンプ駆動モータ20が強制停止されるので、ポンプ駆動モータ20の空運転の長時間化を防止することができる。
なお、前記満水完了時間の経過直後に(ステップS3でYES)、前記基準温度の検出を行い、その後、ステップS4のポンプ駆動モータ20の駆動開始を行ってもよい。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4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 (3)

  1. 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、
    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)内へ噴出するようになっており、
    制御部(22)は、氷の生成前の冷却状態の製氷部(3)の温度を温度センサ(21)で検出して基準温度として記憶しておき、製氷部(3)への給水開始後の製氷部(3)の現在の温度を温度センサ(21)で検出して、前記現在温度と前記基準温度との温度差が予め設定した所定温度差以上になると、前記現在温度が予め設定した製氷完了温度以下になるまでポンプ駆動モータ(20)の駆動を継続して氷の生成を行うことを特徴とする製氷機。
  2. 制御部(22)は、ポンプ駆動モータ(20)の駆動開始から予め設定した所定時間の経過までの間に、前記現在温度と前記基準温度との温度差が一度も前記所定温度差以上にならない場合には、ポンプ駆動モータ(20)を強制停止する請求項1記載の製氷機。
  3. 前記所定時間は、給水ポンプ(6)で製氷部(3)へ正常に給水された場合の製氷部(3)の温度上昇の時間に合わせて設定してある請求項2記載の製氷機
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