JP5139141B2

JP5139141B2 - 流下式製氷機の運転方法

Info

Publication number: JP5139141B2
Application number: JP2008103934A
Authority: JP
Inventors: 了司森本
Original assignee: Hoshizaki Electric Co Ltd
Current assignee: Hoshizaki Electric Co Ltd
Priority date: 2008-04-11
Filing date: 2008-04-11
Publication date: 2013-02-06
Anticipated expiration: 2028-04-11
Also published as: JP2009257607A

Description

この発明は、流下式製氷機の運転方法に関するものであって、更に詳細には、除氷運転に際し、蒸発器にホットガスを供給すると共に製氷部に除氷水を供給して、製氷部から氷を離脱させる流下式製氷機の運転方法に関するものである。

レストラン等の厨房に設置されて氷を連続的に製造する自動製氷機として、蒸発管(蒸発器)に供給される冷媒により製氷部を冷却して氷を製造する流下式の自動製氷機が知られている(例えば、特許文献１参照)。流下式製氷機は、圧縮機、凝縮器等から構成される冷凍系と、一対の製氷板および蒸発管からなる製氷部とを備え、冷凍系と蒸発管とは冷媒配管を介して接続されている。前記冷媒配管における圧縮機の下流には、凝縮器をバイパスするホットガス管が接続され、該ホットガス管の下流端は、該凝縮器の下流側で冷媒配管に接続している。このホットガス管の途中には、ホットガス弁が介挿され、該ホットガス弁を開閉することでホットガスの供給が制御される。前記製氷部の上方には、製氷水供給管および除氷水供給管を備えた二重管が配設され、両供給管を介して製氷水または除氷水を製氷部へ供給するようになっている。

製氷運転においては、前記製氷水供給管から製氷板の製氷面に製氷水が供給されると共に、前記冷凍系からの冷媒が冷媒配管を介して蒸発管に供給され、該蒸発管に接触する製氷板を冷却して製氷面に氷を製造するようになっている。また、除氷運転においては、前記ホットガス弁が開放されてホットガスが蒸発管へ供給され、該ホットガスにより前記製氷板を加熱する。また、前記除氷水供給管から常温の除氷水が製氷板の裏面に供給され、該除氷水およびホットガスによる加熱により、製氷板と氷との氷結が融解し、該氷が製氷板から離脱されるようになっている。なお、蒸発管の出口側に蒸発管サーモが設けられ、該サーモにより製氷板と熱交換したホットガスの温度を検知して除氷運転を終了させる際に参照される。

前記流下式製氷機において、除氷運転を終了させるタイミングの決定手順について簡単に説明する。図５は、除氷運転中における前記蒸発管サーモの検知値の時間変化を示しており、除氷運転の進行と共に蒸発管サーモの検知値(ホットガスの温度)は上昇する。そして、蒸発管サーモの検知値が所定の除氷完了参照温度に到達すると、図示しない制御手段がタイマーを作動させるようになっている。なお、除氷完了参照温度とは、各流下式製氷機の特性に合わせて経験的に定められるものである。そして、前記タイマーが所定の遅延時間をカウントアップしたときに(図５の除氷完了時刻)、制御手段は除氷運転を終了させるようになっている。なお、次回の製氷水として使用される除氷水の余剰水は排出されることから、除氷水の使用量を抑制するべく、前記除氷完了参照温度に到達した後、所定のタイミング(給水完了時刻)で制御手段は給水弁を閉成して除氷水の供給を停止し、ホットガスのみによる除氷を行なう。
特開２００６−７８０６８号公報

ところが、夏場等において除氷水の温度が除氷完了参照温度よりも高い場合、ホットガスの温度が実際には除氷完了参照温度に到達していないにも拘らず、蒸発管サーモが除氷完了参照温度を検知してしまうことがある。そうすると、除氷運転を終了するタイミングが早まって、除氷が完全に行なわれないまま製氷運転に移行し、多重製氷が発生することがあった。この多重製氷により大径の異形氷が発生して、流下式製氷機が故障する要因となる。すなわち、従来の流下式製氷機では、予め設定された除氷完了参照温度および遅延時間により、実際の除氷の進行度合に拘らず、一律的に除氷運転の終了タイミングを決定しているため、上記の問題を招来していた。

そこで、本発明は、前述した従来の技術に内在している前記課題に鑑み、これを好適に解決するべく提案されたものであって、適正なタイミングで除氷運転を終了させて多重製氷の発生を防止し得る流下式製氷機の運転方法を提供することを目的とする。

前述した課題を解決し、所期の目的を好適に達成するため、本願の請求項１に係る発明の流下式製氷機の運転方法は、
除氷運転に際し、製氷部に配設した蒸発器にホットガスを供給すると共に、該製氷部に除氷水を供給して、製氷部の製氷面から氷を離脱するようにした流下式製氷機において、
前記蒸発器の出口側に、前記製氷部と熱交換したホットガスの温度を検知する温度検知手段を設け、
除氷運転開始から給水時間を経過した給水完了時刻に、前記製氷部への除氷水の供給を停止し、
前記給水完了時刻から第１遅延時間を経過した基準時刻での前記温度検知手段の検知値を基準温度に設定し、
前記基準温度に予め設定された加算温度を加えて除氷完了参照温度を算出し、
前記温度検知手段の検知値が前記除氷完了参照温度に達したときの参照温度到達時刻から第２遅延時間を経過したときに除氷運転を終了させることを特徴とする。
請求項１の発明によれば、除氷完了参照温度を現実の除氷の進行度合に応じて変化させ、適正なタイミングで除氷運転を終了するようにしたので、多重製氷の発生を防止し得る。

請求項２に係る発明では、加算温度は、製氷部に供給される除氷水の温度と基準除氷水温度との温度差に応じて設定される。
請求項２の発明によれば、加算温度を除氷水の温度に応じて決定することで、より適正なタイミングで除氷運転を終了し得る。

本発明に係る流下式製氷機の運転方法によれば、適正なタイミングで除氷運転を終了して、多重製氷の発生を防止し得る。

次に、本発明に係る流下式製氷機の運転方法につき、好適な実施例を挙げて、添付図面を参照しながら以下説明する。

図１は、実施例に係る流下式製氷機１０の概略構成を示す。流下式製氷機１０は、所定間隔離間して垂直に対向配置した一対の製氷板１２,１２の間に、冷凍系から導出して水平方向に蛇行する蒸発管(蒸発器)１４が密着固定されて製氷部Ｍが構成されている。製氷部Ｍの直下には、除氷運転により製氷板１２,１２から離脱されて落下する氷を、下方に配設した図示しない貯氷庫に案内する案内板２０,２０が傾斜配置されている。各案内板２０には複数の通孔２２が穿設されており、製氷運転の際に製氷板１２の表面(製氷面３２)に供給された製氷水の未氷結水が、該通孔２２を介して下方の製氷水タンク２６に回収されるようにしてある。また、この製氷水タンク２６には、除氷運転に際して製氷板１２の裏面２８に供給された除氷水も回収され、該除氷水が次回の製氷運転時の製氷水として使用されるようになっている。

前記製氷部Ｍの上方には、製氷水を各製氷板１２の製氷面３２に供給可能な製氷水供給管３４および除氷水を前記裏面２８に供給可能な除氷水供給管３６を夫々有した二重管３８が配設されている。前記製氷水供給管３４は、循環ポンプ４０が途中に介挿された製氷水給水管４２を介して前記製氷水タンク２６に接続されている。そして、前記循環ポンプ４０により製氷水タンク２６内の製氷水が圧送され、製氷水供給管３４を介して各製氷板１２の製氷面３２に製氷水を供給するよう構成される。

前記除氷水供給管３６は、外部水道源(図示せず)に接続された除氷水給水管４８と連通接続され、該除氷水給水管４８には、後述する制御手段４４により開閉制御される給水弁４６が介挿されている。すなわち、除氷運転に際して、前記蒸発管１４にホットガスを循環させると共に、除氷水供給管３６から除氷水を製氷板１２,１２の裏面２８,２８に供給することで、製氷部Ｍを加熱するようになっている。前記除氷水給水管４８には、該給水管４８を流通する除氷水の温度を検知する給水管サーモ５０が設けられている。

前記蒸発管１４の出口側には、蒸発管サーモ(温度検知手段)５２が設けられ、蒸発管１４を流通する間に製氷部Ｍと熱交換したホットガスの温度を検知するようになっている。この蒸発管サーモ５２は、蒸発管１４の出口側であって除氷水が飛散しない位置に設けられ、除氷水の温度による影響を受けないようになっている。また、蒸発管サーモ５２は、後述するアキュムレータ６２から一定間隔離間しており、該アキュムレータ６２による温度の影響も受けることはない。前記制御手段４４には、図２に示すように、タイマー５３が内蔵され、該タイマー５３は、後述するように、所定のタイミングで予め設定された給水時間δｔおよび第１,第２遅延時間δｔ’,δｔ’’をカウントするようになっている。また、制御手段４４は演算部５５を備えており、該演算部５５は、除氷運転を終了させるタイミングを計る際に参照される除氷完了参照温度Ｔ_２および該参照温度Ｔ_２を決定するための加算温度ΔＴを算出するようになっている(図３参照)。制御手段４４には、入力側に前記給水管サーモ５０および蒸発管サーモ５２が接続されると共に、出力側に前記給水弁４６およびホットガス弁ＨＶ(後述)が接続され、両サーモ５０,５２での検知値に基づいて、給水弁４６およびホットガス弁ＨＶを開閉し、除氷運転の進行を統括的に制御する。

なお、流下式製氷機１０における冷凍系については、従来の構成と基本的に同一であって、圧縮機５４で圧縮された気化冷媒が、吐出管６８を経て凝縮器５６で凝縮液化し、ドライヤ５８で脱湿された後キャピラリーチューブ６０で減圧され、蒸発管１４に流入してここで一挙に膨張して蒸発し、製氷板１２,１２と熱交換を行なって、各製氷板１２を氷点下にまで冷却させる。この蒸発管１４で蒸発した気化冷媒と未蒸発の液化冷媒とは、気液混相状態でアキュムレータ６２に流入し、ここで気液分離がなされる。そして気相冷媒は、吸入管６４を経て圧縮機５４に帰還し、液相冷媒は当該アキュムレータ６２内に貯留される。

前記圧縮機５４の吐出管６８からホットガス管６６が分岐され、このホットガス管６６はホットガス弁ＨＶを経て、蒸発管１４の入口側に連通されている。このホットガス弁ＨＶは、除氷運転の際にのみ開放し、製氷運転時は閉成する制御がなされる。すなわち徐氷運転においては、前記圧縮機５４から吐出されたホットガスがホットガス管６６を介して蒸発管１４に流入し、製氷板１２,１２との間で熱交換した後に、該蒸発管１４から流出したホットガスは、アキュムレータ６２に流入し、このアキュムレータ６２中に滞留している液相冷媒を加熱して蒸発させ、気相冷媒として吸入管６４から圧縮機５４に再び帰還させる。

(実施例の作用)
次に、実施例に係る流下式製氷機１０の運転方法につき、図３および図４を参照して、除氷運転を適正なタイミングで終了させる方法を中心に説明する。なお、図３は、除氷運転中における蒸発管サーモ５２の検知値の時間変化を示すグラフであり、(ａ)は給水完了時(給水完了時刻ｔ_０)に氷が製氷板１２に残留している場合(以下、残留温度曲線という)を示し、(ｂ)は給水完了時刻ｔ_０に氷が製氷板１２に残留していない場合(以下、非残留温度曲線という)を示す。また、図４は、除氷運転での運転手順を示すフローチャートである。

除氷運転が開始(ステップＳ１)すると、前記制御手段４４は、前記給水弁４６を開放して、除氷水を製氷板１２,１２の裏面２８,２８に供給すると共に、前記ホットガス弁ＨＶを開放して、冷凍系から蒸発管１４にホットガスを供給する。また、除氷運転の開始と同時に、制御手段４４はタイマー５３を作動させて、所定の給水時間δｔをカウントさせる(ステップＳ２)。なお、この給水時間δｔは、流下式製氷機１０の冷却能力や製氷部Ｍの大きさ、設置環境等に応じて予め設定され、少なくとも、次回の製氷に必要な量の除氷水は供給される。

次いで、前記給水管サーモ５０が除氷水の温度を検知し(ステップＳ３)、該検知値に基づいて、演算部５５が加算温度ΔＴを算出する。この加算温度ΔＴとは、後述する除氷完了参照温度Ｔ_２を算出するための補正値として後のステップで使用される。前記演算部５５には、加算温度ΔＴを決定する際の基準となる基準除氷水温度が記憶されており、該基準除氷水温度と給水管サーモ５０での検知値との差に応じて、加算温度ΔＴの値を決定するようになっている(ステップＳ４)。すなわち、除氷水の温度が基準除氷水温度に対して高い場合(ステップＳ４のＹｅｓ)、演算部５５は加算温度ΔＴを小さく設定する(ステップＳ５)。一方、除氷水の温度が基準除氷水温度に対して低い場合(ステップＳ４のＮｏ)、演算部５５は加算温度ΔＴの値を大きく設定する(ステップＳ６)。具体的な加算温度ΔＴの値としては、例えば２±１[Ｋ]に設定される。

除氷運転が進行することで、次第に氷が製氷面３２から落下していき、ホットガスと製氷板１２との熱交換量が小さくなる。そのため、図３に示すように、蒸発管サーモ５２の検知値(蒸発管１４の出口側でのホットガスの温度)は、次第に上昇していく。なお、残留温度曲線および非残留温度曲線の変化率(温度上昇の割合)は、略同一である。そして、前記タイマー５３が給水時間δｔをカウントアップすると(ステップＳ７のＹｅｓ,図３の給水完了時刻ｔ_０)、制御手段４４は給水弁４６を閉成して除氷水の供給を停止させる(ステップＳ８)。このとき、除氷水の供給が停止されると、製氷部Ｍに対する加熱はホットガスのみとなる。すると、図３(ａ)に示すように、給水完了時刻ｔ_０において製氷板１２に氷が残留している場合、製氷板１２は残留する氷によって一時的に冷却され、ホットガスの温度(蒸発管サーモ５２の検知値)は一旦低下する。その後、ホットガスの温度は上昇に転じるので、残留温度曲線には、給水完了時刻ｔ_０において凸状の変曲点Ｐが形成される。一方、図３(ｂ)の非残留温度曲線に示すように、給水完了時刻ｔ_０において氷が製氷板１２に残留していない場合、ホットガスの温度上昇は緩やかになるものの、ホットガスの一時的な温度低下はみられず、線形的な増加は維持される。

また、前記制御手段４４は、除氷水の供給の停止と同時にタイマー５３をリセットして、該タイマー５３に第１遅延時間δｔ’をカウントさせる(ステップＳ８)。なお、この第１遅延時間δｔ’は、例えば、蒸発管サーモ５２の検知値が給水完了時刻ｔ_０から前記変曲点Ｐの頂部に至るまでの間の時間に設定される(例えば、５秒〜１０秒)。そして、タイマー５３が第１遅延時間δｔ’をカウントアップし、基準時刻ｔ_１に到達すると(ステップＳ９のＹｅｓ)、制御手段４４は、そのときの蒸発管サーモ５２の検知値を基準温度Ｔ_１に設定する(ステップＳ１０)。なお、図３に示すように、この基準温度Ｔ_１は、残留温度曲線および非残留温度曲線の何れにおいても略同一の値となる。すると、前記演算部５５は、この基準温度Ｔ_１に、前述した加算温度ΔＴを加えて、除氷完了参照温度Ｔ_２を算出する(Ｔ_２＝Ｔ_１＋ΔＴ,ステップＳ１１)。そして、制御手段４４は、蒸発管サーモ５２の検知値が、この算出した除氷完了参照温度Ｔ_２に到達するまで除氷運転を継続する。なお、前述の如く基準温度Ｔ_１は、残留温度曲線および非残留温度曲線の何れも略同一であるので、除氷完了参照温度Ｔ_２も略同一の値に設定される。

除氷運転が進行し、蒸発管サーモ５２の検知値が除氷完了参照温度Ｔ_２に到達すると(ステップＳ１２のＹｅｓ,図３の参照温度到達時刻ｔ_２)、前記制御手段４４は、再びタイマー５３を作動させて、第２遅延時間δｔ’’をカウントさせる(ステップＳ１３)。そして、前記タイマー５３が第２遅延時間δｔ’’をカウントアップしたときに(ステップＳ１４のＹｅｓ,図３の除氷完了時刻ｔ_３)、制御手段４４は除氷が完了したとみなして、除氷運転を終了させる(ステップＳ１５)。すなわち、前記ホットガス弁ＨＶを閉成して蒸発管１４へのホットガスの供給を停止させ、製氷運転へ移行させる(ステップＳ１６)。

ここで、図３に示すように、残留温度曲線においては、前記変曲点Ｐが生じることで除氷完了参照温度Ｔ_２に到達するのに要する時間は長くなる。一方、非残留温度曲線の場合、除氷水の停止後も単調増加を続けるので、除氷完了参照温度Ｔ_２に到達する時刻は短くなる。従って、実施例に係る運転方法によれば、除氷完了時刻ｔ_３は、残留温度曲線の方が非残留温度曲線の場合に比べて長く設定される。すなわち、従来例の如く、一律的なタイミングで除氷運転を終了させるのでなく、給水完了時刻ｔ_０における製氷板１２に残留する氷の有無によって、除氷運転を終了させるタイミングが前後されるので、適正なタイミングで除氷運転を終了させることができる。従って、製氷板１２に氷が残留しているのに拘らず除氷運転が終了し、製氷運転が実行されてしまう多重製氷を好適に防止することができる。

なお、実施例では、除氷水の温度と基準除氷水温度との温度差に応じて加算温度ΔＴを決定した。しかしながら、例えば、除氷水の温度が所定温度以上であれば、一定の加算温度ΔＴを用いると共に、また、実施例では、給水管サーモ５０により除氷水の温度を直接的に検知したが、除氷水供給中の蒸発管サーモ５２の検知値から間接的に除氷水の温度を推定するようにしてもよい。

実施例に係る流下式製氷機の概略構成図である。制御手段の制御構成を示すブロック図である。除氷運転中の蒸発管サーモの検知値の時間変化を示すグラフであって、(ａ)は給水完了時刻において製氷板に氷が残留している場合を示し、(ｂ)は給水完了時刻において製氷板に氷が残留していない場合を示す。流下式製氷機の除氷運転での運転方法を示すフローチャート図である。従来例に係る流下式製氷機における蒸発管サーモの検知値の時間変化を示すグラフである。

符号の説明

１４蒸発管(蒸発器)，３２製氷面，５２蒸発管サーモ(温度検知手段)
Ｍ製氷部，Ｔ_１基準温度，Ｔ_２除氷完了参照温度，ΔＴ加算温度
ｔ_０給水完了時刻，ｔ_１基準時刻，ｔ_２参照温度到達時刻，δｔ給水時間
δｔ’ 第１遅延時間，δｔ’’ 第２遅延時間

Claims

除氷運転に際し、製氷部(M)に配設した蒸発器(14)にホットガスを供給すると共に、該製氷部(M)に除氷水を供給して、製氷部(M)の製氷面(32)から氷を離脱するようにした流下式製氷機において、
前記蒸発器(14)の出口側に、前記製氷部(M)と熱交換したホットガスの温度を検知する温度検知手段(52)を設け、
除氷運転開始から給水時間(δt)を経過した給水完了時刻(t₀)に、前記製氷部(M)への除氷水の供給を停止し、
前記給水完了時刻(t₀)から第１遅延時間(δt’)を経過した基準時刻(t₁)での前記温度検知手段(52)の検知値を基準温度(T₁)に設定し、
前記基準温度(T₁)に予め設定された加算温度(ΔT)を加えて除氷完了参照温度(T₂)を算出し、
前記温度検知手段(52)の検知値が前記除氷完了参照温度(T₂)に達したときの参照温度到達時刻(t₂)から第２遅延時間(δt’’)を経過したときに除氷運転を終了させる
ことを特徴とする流下式製氷機の運転方法。
前記加算温度(ΔT)は、製氷部(M)に供給される除氷水の温度と基準除氷水温度との温度差に応じて設定される請求項１記載の流下式製氷機の運転方法。