JP5512325B2

JP5512325B2 - 逆セル型製氷機

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Publication number: JP5512325B2
Application number: JP2010033367A
Authority: JP
Inventors: 直人北爪; 秀輔大江; 和広増田; 英一森尻; 英幸片柳
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2010-02-18
Filing date: 2010-02-18
Publication date: 2014-06-04
Anticipated expiration: 2030-02-18
Also published as: JP2011169511A

Description

本発明は、逆セル型製氷機に関するものである。

従来この種逆セル型製氷機は、下向きに開口する多数の製氷室を区画形成した冷却器の上面に冷却装置の蒸発パイプを設けると共に、その下側に傾復動可能な水皿を設け、水皿が製氷室を閉塞している状態において前記蒸発パイプに冷却装置のコンプレッサから減圧冷媒を流して蒸発させ、且つ、水皿表面に形成した噴水孔から各製氷室に噴水して製氷を行うと共に、水皿が製氷室を開放する状態において前記蒸発パイプにコンプレッサから高温冷媒を流して加熱し、離氷を行うよう構成されている。

ここで、製氷の初期段階においては、循環水が過冷却（氷点以下でも凍らない状態）になりやすく、製氷室及び水タンク内の循環水に綿状の氷（綿氷）が生成される。この綿氷がその後製氷室内に生成される角氷の表面に圧縮されて残存し、白濁層を形成する為、透明な氷の生成を阻害する問題がある。

また、水タンク内に生成された綿氷は循環ポンプを詰まらせ、一時的に水の噴水循環が停止する場合がある。この綿氷はやがて融解するため、循環ポンプは再び正常に動作するが、停止している時間に比例し、製氷室内面の氷の白濁は一層悪化することになる。

そこで、冷却器の上壁に離氷のための空気抜き孔（噴出孔）を穿設し、この空気抜き孔から冷却器の上壁外面に水を噴出させて冷却器の上壁外面において氷結させ、蒸発パイプによる冷却作用を緩和させることで過冷却の発生を解消する構成も提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開平６−３４１７４５号公報

しかしながら、従来では水タンクが満水となった時点で循環ポンプの運転を開始していたため、特に外気温度が高く、水温も高い環境では、循環ポンプの運転開始時点で蒸発パイプの温度が十分に下がっておらず、前記公報の如く冷却器の空気抜き孔から水を噴出させても、蒸発パイプの周囲への氷層の形成が遅れ、そのために水が過冷却状態となって、やはり綿氷が発生してしまう問題があった。

本発明は、係る従来の技術的課題を解決するために成されたものであり、製氷用水の過冷却による綿氷の発生を効果的に解消することができる逆セル型製氷機を提供することを目的とするものである。

上記課題を解決するために本発明の逆セル型製氷機は、下向きに開口した多数の製氷室を有し、上壁外面に冷却装置の蒸発パイプが配設された冷却器と、水平閉塞位置において冷却器の製氷室を下方から閉塞するよう傾復動可能に配設され、各製氷室に対応する噴水孔を有した水皿と、この水皿上面からの水を受けて貯留する水タンクと、この水タンク内の水を噴水孔から噴出して各製氷室に循環させる循環ポンプと、製氷室に対応して冷却器上壁に穿設された空気抜き孔と、水皿を水平閉塞位置として冷却器を冷却し、循環ポンプを運転する製氷工程を実行し、水皿を傾斜開放位置として冷却器の製氷室を開放し、冷却器を加熱する離氷工程を実行する制御手段とを備えたものであって、外気温度を検出する検出手段を有し、制御手段は、外気温度が所定の遅延制御下限温度より高い場合、水タンクに給水すると共に、当該水タンクが満水となったものと判断され、且つ、冷却器の温度が所定の循環ポンプ運転開始温度に低下した場合に、循環ポンプの運転を開始すると共に、外気温度が遅延制御下限温度以下である場合は、冷却器の温度に関わらず、水タンクが満水となったものと判断された時点で循環ポンプの運転を開始することを特徴とする。

請求項２の発明の逆セル型製氷機は、上記において水タンクの水位を検出する水位検出手段を備え、制御手段は、水位検出手段の出力に基づき、水タンクの満水を判断することを特徴とする。

請求項３の発明の逆セル型製氷機は、上記各発明において制御手段は、外気温度が遅延制御下限温度より高い場合、当該外気温度に基づいて循環ポンプ運転開始温度を変更することを特徴とする。

請求項４の発明の逆セル型製氷機は、上記において制御手段は、外気温度が高い程、循環ポンプ運転開始温度を低くすることを特徴とする。

請求項５の発明の逆セル型製氷機は、上記各発明において外気温度を検出する手段は、冷却装置の凝縮器の温度を検出する凝縮器温度検出手段であり、制御手段は、外気温度を判断するために当該凝縮器温度検出手段の出力を読み込んだ際、冷却装置のコンプレッサが運転中であった場合は、停止している場合に比して、遅延制御下限温度、及び、外気温度に基づいて循環ポンプ運転開始温度を変更するための設定温度を高くすることを特徴とする。

本発明によれば、下向きに開口した多数の製氷室を有し、上壁外面に冷却装置の蒸発パイプが配設された冷却器と、水平閉塞位置において冷却器の製氷室を下方から閉塞するよう傾復動可能に配設され、各製氷室に対応する噴水孔を有した水皿と、この水皿上面からの水を受けて貯留する水タンクと、この水タンク内の水を噴水孔から噴出して各製氷室に循環させる循環ポンプと、製氷室に対応して冷却器上壁に穿設された空気抜き孔と、水皿を水平閉塞位置として冷却器を冷却し、循環ポンプを運転する製氷工程を実行し、水皿を傾斜開放位置として冷却器の製氷室を開放し、冷却器を加熱する離氷工程を実行する制御手段とを備えたものであって、外気温度を検出する検出手段を有し、制御手段は、外気温度が所定の遅延制御下限温度より高い場合、水タンクに給水すると共に、当該水タンクが満水となったものと判断され、且つ、冷却器の温度が所定の循環ポンプ運転開始温度に低下した場合に、循環ポンプの運転を開始するようにしたので、循環ポンプ運転開始温度に冷却器の温度が低下するまで、蒸発パイプは殆ど無負荷で迅速に温度が低下することになる。

そして、循環ポンプ運転開始温度となって循環ポンプが運転を開始された時点では、冷却器の温度は十分低くなっているので、噴水孔から噴出されて空気抜き孔から冷却器上壁外面に出た水は、蒸発パイプの周囲で迅速に凍結し、これが核となって以後噴出された水は過冷却となること無く氷になっていくようになる。これにより、従来の如き綿氷の発生は効果的に解消され、白濁氷や循環ポンプの運転阻害等の不都合を未然に回避することができるようになるものである。

また、制御手段は、外気温度が遅延制御下限温度以下である場合は、冷却器の温度に関わらず、水タンクが満水となったものと判断された時点で循環ポンプの運転を開始するようにしたので、蒸発パイプの周囲に氷の核ができ易い低外気温時には、冷却器の温度低下を確認すること無く循環ポンプの運転を開始し、製氷に要する時間の短縮を図ることができるようになるものである。

請求項２の発明によれば、上記に加えて水タンクの水位を検出する水位検出手段を備え、制御手段は、水位検出手段の出力に基づき、水タンクの満水を判断するようにしたので、水タンクの満水を正確に判断し、的確な循環ポンプの運転開始制御を実現することが可能となるものである。

請求項３の発明によれば、上記各発明に加えて制御手段は、外気温度が遅延制御下限温度より高い場合、当該外気温度に基づいて循環ポンプ運転開始温度を変更するようにしたので、例えば、請求項４の発明の如く外気温度が高い程、循環ポンプ運転開始温度を低くすることにより、外気温度が高い環境下においても、循環ポンプの運転開始時に迅速に蒸発パイプ周囲に氷の核を作ることができるようになるものである。

また、請求項５の発明の如く、上記各発明における外気温度を検出する手段を、冷却装置の凝縮器の温度を検出する凝縮器温度検出手段で兼用すれば、格別な外気温度検出手段が不要となり、部品点数の削減を図ることができる。また、そのとき制御手段が、外気温度を判断するために当該凝縮器温度検出手段の出力を読み込んだ際、冷却装置のコンプレッサが運転中であった場合は、停止している場合に比して、遅延制御下限温度、及び、外気温度に基づいて循環ポンプ運転開始温度を変更するための設定温度を高くするようにすれば、コンプレッサの停止中よりも運転中に高くなる凝縮器の温度を用いた的確な循環ポンプの運転開始制御を実現することができるようになるものである。

本発明を適用した逆セル型製氷機の部分切欠斜視図である。逆セル型製氷ユニットの斜視図である。水皿が水平閉塞位置にある状態の製氷ユニットの製氷部部分の側面図である。水皿が傾斜開放位置にある状態の製氷ユニットの製氷部部分の側面図である。水皿部分を拡大した製氷ユニットの断面図である。制御装置のブロック図である。制御装置による循環ポンプの運転開始に関する制御を説明するためのフローチャートである。各機器のタイミングチャートである。

以下、図面に基づいて本発明の実施形態を詳述する。図１は本発明を適用した逆セル型製氷機ＩＭの部分切欠斜視図、図２は逆セル型製氷ユニットＩＵの斜視図、図３は水皿４が水平閉塞位置にある状態の製氷ユニットＩＵの製氷部部分の側面図、図４は水皿４が傾斜開放位置にある状態の製氷ユニットＩＵの製氷部部分の側面図、図５は水皿４部分を拡大した製氷ユニットＩＵの断面図をそれぞれ示している。

本実施例における逆セル型製氷機ＩＭは、所謂逆セル型製氷ユニットＩＵを備えた製氷機であり、断熱箱体３０にて構成される本体２９と、当該断熱箱体３０の上部に内蔵される逆セル型製氷ユニットＩＵとから構成される。断熱箱体３０の内方には、製氷ユニットＩＵの下方に位置して上面に開口を有する貯氷庫３２が形成されている。

この貯氷庫３２は、製氷ユニット（製氷部）ＩＵにて製造された氷を貯蔵するものであり、前面には開口が形成されている。この前面開口には、前方に回動自在に枢支された断熱扉３３が開閉自在に取り付けられている。また、この貯氷庫３２の内壁には、貯氷庫３２内の所定の満氷量（満氷レベル）を検出する貯氷スイッチＢＳが取り付けられている。

次に製氷ユニットＩＵについて説明する。製氷ユニットＩＵは、下向きに開口した多数の製氷室２を有し、上壁外面に冷却装置Ｒの蒸発パイプ３を配設した冷却器１と、図３の如き所定の水平閉塞位置において各製氷室２を下方から余裕を持って閉塞し、上面には各製氷室２に対応する噴水孔７と図示しない戻り孔を形成した水皿４と、この水皿４と一体的に設けられ、前記戻り孔に連通する水タンク８と、水タンク８内の水を吸い上げて、導水管１１、分配管５を経て噴水孔７から各製氷室２内に噴出し、循環せしめる循環ポンプ（図８のタイミングチャートではポンプモータ）１０と、水皿４を傾動及び復動せしめる正逆回転可能な高速ギヤ比のギアモータ１６を備えた駆動装置１５と、図６に示す給水弁１２の開放時に水皿４の上面に散水する散水器１３等にて構成されている。また、冷却器１の上壁には、各製氷室２に対応して空気抜き孔４６が穿設されている。

更に、水タンク８内には給水された製氷用水の満水位を検出するための水位検出手段としてのフロート式の水位スイッチＷＬＳＷが取り付けられている。同様に、水タンク８内には、水タンク８内に貯留される製氷用水の温度を検出するための温度センサ９が設けられている。

そして、ギアモータ１６は、取付板２３を介して支持梁２２に固定されている。このギアモータ１６の出力軸には、相互に出力軸の半径方向の逆方向に延出したアーム１７Ａを有する駆動カム１７が連結されている。この駆動カム１７のアーム１７Ａの端部には、コイルバネ１８の一端が取り付けられ、当該コイルバネ１８の他端は、水皿４の他端の側面に連結されている。これにより、水皿４の一端は、回動軸１４を介して支持梁２２に回動自在に枢支されている。

また、図３及び図４においてＡＳＷはその接点の開閉により水皿４の前記水平閉塞位置を検出するための通常の自己復帰型ボタンスイッチなどから構成された水皿位置検出スイッチ（アクチュエータスイッチ）である。この水皿位置検出スイッチＡＳＷは前記駆動カム１７のアーム１７Ａが当接する位置関係にあり、ギアモータ１６の逆転により駆動カム１７が図４に示す状態から時計回りに回転（復動）すると、水皿４が前記水平閉塞位置となったところで図３の如くアーム１７Ａが水皿位置検出スイッチＡＳＷに当接し、それによって水皿位置検出スイッチＡＳＷの接点は閉じる。この水皿位置検出スイッチＡＳＷが閉じたことでギアモータ１６の逆転は停止される。

そして、ギアモータ１６の正転により駆動カム１７が図３の状態から反時計回りに回転（傾動）すると、水皿位置検出スイッチＡＳＷの接点は自己復帰して開く。なお、水皿４は所定時間正転されて前記傾斜開放位置まで傾動された段階で停止される。

一方、水タンク８は、図５に示す如く水皿４が冷却器１の製氷室２を開放する傾斜開放位置において、内部に水が残留する構造を有している。即ち、水タンク８は、傾斜開放位置にて水平となる底面８Ａと、回動軸１４にて枢支される側とは反対側となる底面８Ａの端部が当該底面８Ａと所定角度を成して所定の高さ寸法起立する起立部８Ｂとを有しており、この起立部８Ｂの上縁部には排水口２７が形成されている。

これにより、水皿４が冷却器１の製氷室２を開放する傾斜開放位置において、水タンク８内の底部の水が当該起立部８Ｂにより堰き止められ、排水口２７から流出せずに、内部に残留する構成されている。

また、排水口２７の外面側、即ち、水タンク８内とは反対側となる前面側には、排水口２７から排出された水タンク８内の水を下側後方に誘導するための排水案内板１９が設けられている。そのため、水タンク８から排出される水は、排水口２７から下側前方に設けられた貯氷庫３２内に流れることなく、この排水案内板１９により、全て水タンク８の直下に配設されるドレンパン２６内に導出される。

更に、水タンク８の底面８Ａには、排水孔８Ｃが形成されており、当該排水孔８Ｃには、当該水タンク８内の水を排出するための排水管２４が排水弁２５を介して接続されている。本実施例において、この排水弁２５は、電磁開閉弁により構成されており、通電されることで弁を開放し、非通電とされることで弁を閉鎖する。なお、図中２８は上方から滴下する結露水などが直接排水弁２５にかかることを抑止するための排水弁カバーである。また、ドレンパン２６内底部には排水管２０が接続され、当該ドレンパン２６内に流下した水は、全て当該排水管２０から外部に排出される。

他方、本体２９の下部には、貯氷庫３２の下方に位置して機械室３６が形成されている。この機械室３６内には、冷却装置Ｒのコンプレッサ３７、凝縮器３８、凝縮器用送風機（図８のタイミングチャートではファンモータ）３９及び内部に制御装置Ｃを収容する電装箱４０等が配設されている。

次に、図６を参照して本発明の逆セル型製氷機ＩＭの制御装置Ｃについて説明する。本実施例における制御手段としての制御装置Ｃは、汎用のマイクロコンピュータにより構成されており、時限手段としての製氷タイマ４１を内蔵している。制御装置Ｃの入力側には、貯氷庫３２の貯氷スイッチＢＳと、水タンク８の水位スイッチＷＬＳＷ、温度センサ９と、水皿位置検出スイッチＡＳＷ、冷却器１の側面の温度を検出する冷却器温度検出手段としてのＥＴセンサ４５と、凝縮器３８の冷媒出口温度を検出する凝縮器温度検出手段としてのＣＴセンサ４３等が接続されている。

他方、出力側には、冷却装置Ｒを構成するコンプレッサ３７と凝縮器用送風機３９と、ホットガスバルブ４２と、水皿４に設けられるギアモータ１６と、循環ポンプ１０、給水弁１２及び排水弁２５等が接続されている。なお、ホットガスバルブ４２は、コンプレッサ３７から吐出された高温冷媒を冷却器１に直接流入させる図示しないホットガス管に介設される電磁弁である。

以上の構成により、本実施例の逆セル型製氷機ＩＭの動作を図７のフローチャートと図８のタイミングチャートに基づいて説明する。先ず、離氷工程における離氷完了時点から説明する。制御装置Ｃは、離氷が完了したか否かを冷却器１の側面に設けられた冷却器温度センサ４５の検出温度に基づき判断する。即ち、制御装置Ｃは、冷却器温度センサ４５により検出された温度が、予め設定された離氷完了温度に達したか否かにより判断する。そして、離氷が完了したものと判断した場合には、制御装置Ｃは、ホットガスバルブ４２を閉じると共に、ギアモータ１６を逆転させる。また、次の製氷工程のための冷却装置Ｒによる冷却運転を開始すべく凝縮器用送風機（ファンモータ）３９の運転を開始する。蒸発パイプ３には後述する如く減圧冷媒が供給され、冷却器１の冷却が開始されてＥＴセンサ４５が検出する冷却器１の温度は低下していく。

一方、ギアモータ１６の逆転により、水皿４が上方に復動されていく。また、制御装置Ｃは水皿４が水平閉塞位置に復帰する所定時間前から給水弁１２を開放し、給水を開始する。その後、水皿４が図３に示す如き所定の水平閉塞位置まで復帰すると、駆動カム１７のアーム１７Ａが水皿位置検出スイッチＡＳＷに当接して接点を閉じるので、制御装置Ｃは、ギアモータ１６を停止させて水皿４の復動を停止させる。これにより、制御装置Ｃは離氷工程を終了し、貯氷スイッチＢＳにより貯氷庫３２内が満氷レベルに達しているか否かを判断し、満氷レベルに達していない場合には、製氷工程に移行する。

製氷工程の開始時において、前述の如く給水弁１２は開放されているので、製氷用水が散水器１３に供給され、該散水器１３から水皿４の上面に散水されて、主に前記戻り孔を通って水タンク８内に給水される。そして、水タンク８が満水となると、水位スイッチＷＬＳＷが接点を閉じる。

制御装置Ｃは水位スイッチＷＬＳＷの出力（接点が閉じること）に基づいて水タンク８が満水となったものと判断すると、循環ポンプ１０の運転を許容することになるが、それに加えて外気温度に基づき、循環ポンプ１０の運転開始を遅延させる。この循環ポンプ１０の運転開始制御については後に詳述する。

ここでは、循環ポンプ１０が運転開始されたものとすると、水タンク８内の製氷用水が噴水孔７から各製氷室２内に噴射され、循環される。この噴射された水の一部は空気抜き孔４６から冷却器１の上壁外面にも出る。尚、当該循環ポンプ１０の運転により水タンク８内は一旦満水位よりも低下する。但し、この状態では、給水弁１２は開放されているため、継続して水タンク８への給水が行われている。再度水位スイッチＷＬＳＷが接点を閉じて満水を検出すると、制御装置Ｃは、給水弁１２を閉じる。

ここで、製氷工程では、冷却装置Ｒのコンプレッサ３７から吐出された冷媒は、凝縮器３８にて凝縮液化され、図示しない膨張弁にて減圧され後、蒸発パイプ３に供給され、そこで蒸発して冷却器１を冷却する。

これにより、冷却器１の各製氷室２に供給される製氷用水が冷却されて、徐々に氷が生成されていく。一方、噴水孔７から噴出した製氷用水の内、氷に成らずに下方に流下された水は、前記戻り孔から水タンク８内に回収される。

そして、水タンク８内の製氷用水の温度は低下していき、その温度が設定温度の例えば＋３℃以下に低下すると、制御装置Ｃは、製氷タイマ４１によりカウントを開始し、所定の製氷時間が経過するまで当該制御を継続する。

これにより、冷却器１の各製氷室２内には徐々に氷が生成されていく。そして、所定の製氷時間が経過し、製氷タイマ４１によるカウントが終了すると、制御装置Ｃは、凝縮器用送風機３９及び循環ポンプ１０を停止させて、製氷工程を終了する。尚、この際、制御装置Ｃは、図８に示すように製氷工程の終了時から所定時間前にホットガスの温度を確保するため、凝縮器用送風機３９の運転を停止する。

その後、制御装置Ｃは、離氷工程に移行し、ギアモータ１６を正転させ、水皿４を現在の水平閉塞位置から傾斜開放位置に移行させる。これにより、アーム１７Ａが水皿位置検出スイッチＡＳＷから離れた時点で接点が開く。当該水皿４の移動と共に、制御装置Ｃは、ホットガスバルブ４２を開き、蒸発パイプ３にコンプレッサ３７から吐出された高温ガス冷媒（ホットガス）を循環させる。そして、制御装置Ｃは、ホットガスバルブ４２の開放から（もしくは、ギアモータ１６を正転させてから）所定時間経過後に給水弁１２を所定時間、開いて散水器１３から製氷用水を水皿４の上面に散水する。

これにより、水皿４の上面に付着した氷は、散水器１３からの散水によって洗い流される。そして、水皿４を洗い流した洗浄水は水タンク８内に落下する。尚、水タンク８内の一部の水は、水皿４の開放により排水口２７から排水案内板１９を介して、ドレンパン２６上に排水される。

一方、水皿４の傾動が開始されると、高温ガス冷媒によって冷却器１は加熱され、各製氷室２内に凍結した氷が離脱される。このとき、冷却器１の上壁には各製氷室２に対応して空気抜き孔４６が穿設されているので、離氷は円滑に行われる。そして、制御装置Ｃは、ギアモータ１６の正転開始から所定の水皿開期間が経過したか判断し、経過したら、制御装置Ｃは、ギアモータ１６を停止させて水皿４の傾動を停止させる。このとき、水皿４は図４に示す如き所定の傾斜開放位置まで傾動している。

係る離氷工程を実行することにより、各製氷室２内の氷は、水皿４上に落下し、更に当該水皿４の前方から貯氷庫３２内に落下して、当該貯氷庫３２内に蓄えられる。

このとき、制御装置Ｃは、前述した如く離氷が完了したか否かを冷却器１の側面に設けられた冷却器温度センサ４５の検出温度に基づき判断する。即ち、制御装置Ｃは、冷却器温度センサ４５により検出された温度が、予め設定された離氷完了温度に達したか否かにより判断する。そして、離氷が完了したものと判断した場合には、制御装置Ｃは、ホットガスバルブ４２を閉じると共に、ギアモータ１６を逆転させる。

これにより、水皿４が上方に復動されていく。その後、水皿４が図３に示す如き所定の水平閉塞位置まで復帰すると、駆動カム１７のアーム１７Ａが水皿位置検出スイッチＡＳＷに当接して接点を閉じるので、制御装置Ｃは、ギアモータ１６を停止させて水皿４の復動を停止させる。

その後、制御装置Ｃは、上記離氷工程を終了すると、貯氷スイッチＢＳにより貯氷庫３２内が満氷レベルに達しているか否かを判断する。満氷レベルに達していない場合には、再び上述した如き製氷工程に移行する。係る製氷工程と離氷工程とを繰り返し実行することにより、貯氷スイッチＢＳにより貯氷庫３２内が満氷レベルに達したものと判断した場合には、制御装置Ｃは、貯氷工程に移行する。貯氷工程中に貯氷スイッチＢＳが満氷レベルを検知しなくなった場合、制御装置Ｃは再び製氷工程を開始することになる。

次に、前述した循環ポンプ１０の運転開始制御について図７のフローチャートを参照しながら説明する。製氷運転を行っている場合、制御装置Ｃは図７のステップＳ１でコンプレッサ３７が運転しているか否かを判断し、運転していない場合にはステップＳ２に進み、運転している場合にはステップＳ１６に進む。ここでは運転していないものとすると、制御装置ＣはステップＳ２で前回の製氷工程が終了する所定時間前の時点のＣＴセンサ４３の検出温度により外気温度を判断する。即ち、このＣＴセンサ４３が本発明における外気温度を検出する検出手段を構成する。凝縮器３８の冷媒出口温度が逆セル型製氷機ＩＭ周囲の外気温度を反映しているからである。

そして、外気温度が所定の低外気温であるか、即ち、ＣＴ１（遅延制御下限温度）以下であるか、中外気温であるか、即ち、ＣＴ２より高くＣＴ３より低いか否か（ＣＴ２＞ＣＴ１）、高外気温であるか、即ち、ＣＴ４以上であるか（ＣＴ４＞ＣＴ３）を判断する。尚、ＣＴ１〜ＣＴ４と後述するＣＴ５〜ＣＴ８は何れも循環ポンプ運転開始温度を変更するための設定温度である。そして、外気温度が前記遅延制御下限温度以下の低外気温である場合は、制御装置ＣはステップＳ３からステップＳ６に進み、水位スイッチＷＬＳＷの出力（接点が閉じること）に基づいて水タンク８が満水となったか判断し、満水である場合はステップＳ９に進んで循環ポンプ１０の運転を開始する（図８のタイミングチャートの通常の製氷運転サイクル）。

ここで、係る低外気温時には水タンク８が満水になる時点で蒸発パイプ３及び蒸発パイプ３により冷却される冷却器１の温度も十分低くなり、前回の製氷工程で冷却器１の上壁外面に残っていた水も蒸発パイプ３の周囲で既に凍結している。この氷は循環ポンプ１０の運転により噴水孔７から噴出されて空気抜き孔４６から冷却器１の上壁外面に出た水によって一旦融解するが、直ぐに蒸発パイプ３の周囲で凍結し出すので、これが核となって以後噴出された水は過冷却となること無く氷になっていく。これにより、水タンク８内で綿氷が発生する不都合が効果的に解消され、白濁氷や循環ポンプ１０の運転阻害（ロック）等を未然に回避することができるようになる。

特に、外気温度が遅延制御下限温度（ＣＴ１）以下である場合、冷却器１の温度に関わらず、水タンク８が満水となったものと判断された時点で循環ポンプ１０の運転を開始するので、蒸発パイプ３の周囲に氷の核ができ易い低外気温時には、冷却器１の温度低下を確認すること無く循環ポンプ１０の運転を開始し、製氷に要する時間の短縮を図ることができるようになる。

一方、外気温度が前記遅延制御下限温度より高い中外気温（ＣＴ２より高くＣＴ３より低い）である場合は、制御装置ＣはステップＳ４からステップＳ７に進み、水位スイッチＷＬＳＷの出力（接点が閉じること）に基づいて水タンク８が満水となったか判断し、満水である場合はステップＳ１０に進んで循環ポンプ１０の遅延制御を行うこととし、ステップＳ１２でＥＴセンサ４５が検出する冷却器１の温度が所定の循環ポンプ運転開始温度ＥＴ１まで低下しているか否か判断する。そして、冷却器１の温度がＥＴ１以下となっている場合、ステップＳ１４で循環ポンプ１０の運転を開始する（図８のポンプ遅延運転させる製氷サイクル）。

また、外気温度が上記中外気温より高い高外気温（ＣＴ４以上）である場合は、制御装置ＣはステップＳ５からステップＳ８に進み、同様に水位スイッチＷＬＳＷの出力（接点が閉じること）に基づいて水タンク８が満水となったか判断し、満水である場合はステップＳ１１に進んで循環ポンプ１０の遅延制御を行うこととし、ステップＳ１３でＥＴセンサ４５が検出する冷却器１の温度が所定の循環ポンプ運転開始温度ＥＴ２まで低下しているか否か判断する。この温度ＥＴ２は上記ＥＴ１よりも低い温度である。そして、冷却器１の温度がＥＴ２以下となっている場合、ステップＳ１５で循環ポンプ１０の運転を開始する（図８のポンプ遅延運転させる製氷サイクル）。

外気温度が高い環境下では、蒸発パイプ３による冷却が開始されてからの温度低下も遅くなるため、冷却器１上壁外面での氷の核もでき難くなる。そこで、上述の如く中外気温又は高外気温において冷却器１の温度が循環ポンプ運転開始温度ＥＴ１やＥＴ２に低下するまで、循環ポンプ１０の運転を遅延すれば、それまで蒸発パイプ３は殆ど無負荷で迅速に温度が低下することになる。

そして、循環ポンプ運転開始温度ＥＴ１或いはＥＴ２となって循環ポンプ１０が運転を開始された時点では、冷却器１の温度は十分低い過冷却状態となっているので、噴水孔７から噴出されて空気抜き孔４６から冷却器１上壁外面に出た水も、蒸発パイプ３の周囲で迅速に凍結する（噴射開始後、一旦融解した後、直ぐに凍結していく）。これが核となって以後噴出された水は過冷却となること無く氷になっていくので、係る外気温度が高い環境下でも綿氷の発生が効果的に解消され、白濁氷や循環ポンプの運転阻害等の不都合を未然に回避することができるようになる。

特に、制御装置Ｃは、外気温度が遅延制御下限温度（ＣＴ１）より高い場合、当該外気温度に基づいて循環ポンプ運転開始温度をＥＴ１やＥＴ２に変更すると共に、外気温度が高い程、循環ポンプ運転開始温度ＥＴ１（中外気温時）をＥＴ２（高外気温時）に低くするので、外気温度が高い環境下においても、循環ポンプ１０の運転開始時に迅速に蒸発パイプ３周囲に氷の核を作ることができるようになる。

ここで、実施例では凝縮器３８の冷媒出口温度を検出するＣＴセンサ４３が検出する温度に基づいて外気温度を把握するようにしているので、格別な外気温度センサ等が不要となり、部品点数の削減を図ることができる。しかしながら、この凝縮器３８の温度はコンプレッサ３７が運転中であるか否かによって異なり、運転中はより高い温度を示すようになる。

そこで、制御装置Ｃは、ステップＳ１でコンプレッサ３７が運転している場合、ステップＳ１６に進んで同様に前回の製氷工程が終了する所定時間前の時点のＣＴセンサ４３の検出温度により外気温度を判断するようになる。このステップＳ１６ではステップＳ２とは異なり、外気温度がＣＴ１より例えば１５ｄｅｇ程高い所定の低外気温であるか、即ち、ＣＴ５（遅延制御下限温度）以下であるか、中外気温であるか、即ち、ＣＴ６より高くＣＴ７より低いか否か（ＣＴ６＞ＣＴ５。ＣＴ６＞ＣＴ２）、高外気温であるか、即ち、ＣＴ８以上であるか（ＣＴ８＞ＣＴ７。ＣＴ８＞ＣＴ４）を判断する。

そして、ステップＳ１７からは前述のステップＳ６、ステップＳ９に進み、ステップＳ１８からは前述のステップＳ７、ステップＳ１０、ステップＳ１２、ステップＳ１４に進み、ステップＳ１９からは前述のステップＳ８、ステップＳ１１、ステップＳ１３、ステップＳ１５に進むようになる。

即ち、凝縮器３８の冷媒出口温度を検出する時点でコンプレッサ３７が運転中であった場合は、停止している場合に比して、遅延制御下限温度ＣＴ１をＣＴ５に上げ、循環ポンプ運転開始温度ＥＴ１をＥＴ２に変更するための設定温度であるＣＴ２〜ＣＴ４も、ＣＴ６〜ＣＴ８へと高くなるように変更する。これにより、コンプレッサ３７の停止中よりも運転中に高くなる凝縮器３８の温度を用いても、的確な循環ポンプ１０の運転開始制御を実現することができるようになる。

尚、実施例では水位スイッチＷＬＳＷを用いて水タンク８の満水位を判断したが、それに限らず、給水により水タンク８が十分に満水となる時間をカウントするタイマを用いて水タンク８を満水とし、タイマのカウントアップに基づいて水タンク８の満水と判断する方式でも本発明は有効である。但し、実施例のように水位スイッチＷＬＳＷを用いれば、水タンク８の満水を正確に判断し、的確な循環ポンプ１０の運転開始制御を実現することが可能となる。

また、上記説明では製氷運転中の制御について説明したが、逆セル型製氷機ＩＭの電源投入時（初回）や貯氷工程後の製氷工程では冷却開始前の時点で凝縮器３８の冷媒出口温度を検出し、それを外気温度として制御すればよい。或いは、電源投入時には各部の温度にバラツキが生じるので、外気温度にかかわらず必ず冷却器１の温度が循環ポンプ運転開始温度ＥＴ１或いはＥＴ２に低下してから循環ポンプ１０の運転を開始するようにしてもよい。

１冷却器
２製氷室
３蒸発パイプ
４水皿
７噴水孔
８水タンク
１０循環ポンプ
３７コンプレッサ
３８凝縮器
４３ＣＴセンサ
４５ＥＴセンサ
４６空気抜き孔
Ｃ制御装置
ＷＬＳＷ水位スイッチ

Claims

下向きに開口した多数の製氷室を有し、上壁外面に冷却装置の蒸発パイプが配設された冷却器と、水平閉塞位置において前記冷却器の製氷室を下方から閉塞するよう傾復動可能に配設され、前記各製氷室に対応する噴水孔を有した水皿と、該水皿上面からの水を受けて貯留する水タンクと、該水タンク内の水を前記噴水孔から噴出して前記各製氷室に循環させる循環ポンプと、前記製氷室に対応して前記冷却器上壁に穿設された空気抜き孔と、前記水皿を前記水平閉塞位置として前記冷却器を冷却し、前記循環ポンプを運転する製氷工程を実行し、前記水皿を傾斜開放位置として前記冷却器の製氷室を開放し、前記冷却器を加熱する離氷工程を実行する制御手段とを備えた逆セル型製氷機において、
外気温度を検出する検出手段を有し、
前記制御手段は、外気温度が所定の遅延制御下限温度より高い場合、前記水タンクに給水すると共に、当該水タンクが満水となったものと判断され、且つ、前記冷却器の温度が所定の循環ポンプ運転開始温度に低下した場合に、前記循環ポンプの運転を開始すると共に、
外気温度が前記遅延制御下限温度以下である場合は、前記冷却器の温度に関わらず、前記水タンクが満水となったものと判断された時点で前記循環ポンプの運転を開始することを特徴とする逆セル型製氷機。
前記水タンクの水位を検出する水位検出手段を備え、前記制御手段は、前記水位検出手段の出力に基づき、前記水タンクの満水を判断することを特徴とする請求項１に記載の逆セル型製氷機。
前記制御手段は、外気温度が前記遅延制御下限温度より高い場合、当該外気温度に基づいて前記循環ポンプ運転開始温度を変更することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の逆セル型製氷機。
前記制御手段は、外気温度が高い程、前記循環ポンプ運転開始温度を低くすることを特徴とする請求項３に記載の逆セル型製氷機。
前記外気温度を検出する手段は、前記冷却装置の凝縮器の温度を検出する凝縮器温度検出手段であり、前記制御手段は、外気温度を判断するために当該凝縮器温度検出手段の出力を読み込んだ際、前記冷却装置のコンプレッサが運転中であった場合は、停止している場合に比して、前記遅延制御下限温度、及び、前記外気温度に基づいて前記循環ポンプ運転開始温度を変更するための設定温度を高くすることを特徴とする請求項１乃至請求項４のうちの何れかに記載の逆セル型製氷機。