以下に、本発明の製氷装置の一実施形態を、アイスディスペンス機能を備えた製氷装置により説明する。図1〜図3に示したように、アイスディスペンス機能を備えた製氷装置10(以下、製氷装置10と記載する)は、基台11と、基台11に設置して氷を製氷する製氷機構部20と、基台11に設置して製氷機構部20の下側にて氷を貯える貯氷槽60と、貯氷槽60内の氷を放出口62aに向けて搬出する搬出機構70と、搬出機構70により搬出された氷を定量して放出口62aから放出する定量機構80とを備えている。また、製氷装置10は、製氷機構部20と貯氷槽60とを囲うハウジング12を備えており、ハウジング12の上部には製氷機構部20と貯氷槽60の上面開口を開閉自在に覆う蓋体13が設けられている。
図2及び図3に示したように、製氷機構部20は、基台11の後側に立設させた支持フレーム14の上部に支持された製氷部21を備えている。図4に示したように、製氷部21は、鉛直に起立して前面を製氷面とした製氷板22と、製氷板22の製氷面側に多数の製氷小室(セル)を形成する格子状の仕切り部材23とを備えている。製氷板22及び仕切り部材23は熱伝導性の良い銅板またはアルミニウム板を用いたものである。製氷板22の上下及び左右の各々の端部には前側に折り曲げられた折曲部22aが設けられており、製氷板22の製氷面側はこれら折曲部22aによって前側に開いた浅い箱形となっている。製氷板22の製氷面側には浅い箱形内にて格子状の仕切り部材23が固着されており、製氷面側の仕切り部材23によって仕切られた空間が製氷小室となっている。製氷部21では、製氷板22の製氷面側を流下する製氷水は製氷小室内にてブロック形氷となるように凍結し、流下する製氷水は製氷小室内にて凍結したブロック形氷が仕切り部材23の製氷板22側と反対側の縁部にて互いに隣り合う上下及び左右で連結するように凍結し、ブロック形氷の縁部が上下及び左右で板状に連結した板形連結氷として製氷される(図2及び図5の製氷板22の製氷面側に板形連結氷を2点鎖線にて示した)。図5に示したように、製氷板22の上下及び左右方向の中央部には貫通孔22bが形成されており、貫通孔22bには後述する氷離脱装置56のスライドピン56aが挿通可能となっている。
図2及び図4に示したように、製氷板22の製氷面と反対側には冷凍装置30の蒸発管34と、温度センサ37が固定されている。図6に示したように、冷凍装置30は、冷媒を圧縮する圧縮機31と、圧縮した冷媒ガスを冷却して液化させる凝縮器32と、液化冷媒を膨張させるキャピラリチューブ33と、膨張させた液化冷媒を気化させて製氷板22を冷却する蒸発管(蒸発器)34とを備え、これら31〜34は冷媒管によって連結されて冷媒が循環する冷媒回路となっている。また、冷凍装置30は、圧縮機31と蒸発管34との間を接続するバイパス管35を備え、バイパス管35にはホットガス弁36が介装されている。
ホットガス弁36を閉止させた状態で圧縮機31を作動させて冷媒回路の冷媒を循環させると、液化冷媒は蒸発管34で気化して製氷板22と仕切り部材23を冷却し、製氷板22の製氷面側を流下する製氷水は冷却された製氷板22と仕切り部材23に熱交換により冷却される。また、ホットガス弁36を開放させた状態で圧縮機31を作動させると、圧縮機31から送られたホットガスは蒸発管34を通過するときに製氷板22及び仕切り部材23を加温し、製氷小室内の氷は加温された製氷板22及び仕切り部材23との接触面で融解される。
図2及び図3に示したように、製氷機構部20は、製氷部21の下側に貯水タンク40を備えており、貯水タンク40は製氷部21に送出する製氷水を貯えるものである。図7に示したように、貯水タンク40は第1貯水部41と第2貯水部42とを有しており、第1貯水部41は製氷部21の直ぐ下側位置に配置されており、第2貯水部42は第1貯水部41の左側にて第1貯水部41より前側に突出しており、貯水タンク40は上側から見た形状が略L形となっている。第1貯水部41の前壁上縁には切欠き部41aが形成されており、製氷部21を流下する製氷水はこの切欠き部41aから貯水タンク40内に戻るようになっている。
図7に示したように、貯水タンク40には製氷部21にて板形連結氷を製氷するのに必要は製氷水よりも過剰な水位の水を排出するオーバーフロー部43が設けられている。オーバーフロー部43は、第1貯水部41の後壁と右側壁の近傍となる底壁の隅部に形成した排水口43aと、第1貯水部41の後壁と右側壁とともに排水口43aを囲う隔壁43bとを備えている。オーバーフロー部43の隔壁43bの上縁の高さは製氷部21で板形連結氷を1回製氷するのに必要な製氷水を貯えるときの水位と同じ高さとなっている。
図8に示したように、貯水タンク40内には温度センサ44と、水位センサ45が設けられている。温度センサ44は貯水タンク40内の製氷水の温度を検出するものである。水位センサ45は貯水タンク40内の水位を検出するものであり、貯水タンク40内にて吊設された支持柱45aと、支持柱45aに上下に移動可能に支持されたフロート45bと、支持柱45aに設けられてフロート45bの位置を検知する近接スイッチ等の検知部45cを備えている。水位センサ45は、この実施形態では検知部45cによって第1水位と第1水位より高い水位の第2水位とを検出するようになっている。第1水位は製氷部21にて製氷が完了したときの貯水タンク40内の水位であり、第2水位はオーバーフロー部43よりも少し低い水位となっている。
図9に示したように、製氷機構部20は、貯水タンク40内の製氷水を製氷部21に送出する製氷水送出部50を備えている。製氷水送出部50は、貯水タンク40内に設けた送水ポンプ51と、送水ポンプ51から送出される製氷水を製氷部21の上側に送り出す送水管52と、製氷部21の上側にて送水管52に送られた製氷水を散水する散水器53とを備えている。散水器53は製氷部21の上側にて製氷部21の幅と略同じ長さの管部材を用いたものであり、散水器53の周面下部には長手方向に沿って多数の散水孔53aが穿設されている。送水ポンプ51を作動させると、貯水タンク40内の製氷水が送水管52を通って散水器53に送られ、散水器53に送られた製氷水は散水孔53aから製氷板22の製氷面側を流下するように散水される。
図9に示したように、貯水タンク40には外部の水道等の給水源に接続した給水管54が接続されている。給水管54には給水弁55が介装されており、給水弁55を開放することによって貯水タンク40内に製氷水が供給される。
図5及び図10に示したように、製氷板22の後側には製氷面側にて製氷した氷を製氷板22から離脱させる氷離脱装置56が設けられている。図11に示したように、氷離脱装置56は製氷板22の中央部に形成した貫通孔22bに挿通されるスライドピン56aを備え、スライドピン56aはギヤモータ56bの駆動によって回転するカム56cによって前後方向に移動可能に支持されている。ギヤモータ56bは回転軸56b1の回転角度を検出する角度検出センサ56b2を備えており、角度検出センサ56b2は回転軸56b1に取り付けたエンコーダにより回転軸56b1の回転角度を検出するようになっている。氷離脱装置56では、ギヤモータ56bを駆動させてスライドピン56aを製氷板22の製氷面を突き出るように前側に移動させると、板形連結氷の中央のブロック形氷が製氷面側から離間するように前側に押し出され、板形連結氷は中央のブロック形氷とともに製氷面から離間するように押し出される。
図2、図3及び図5に示したように、製氷板22の製氷面側となる前側にはガイド板57が設けられている。ガイド板57は散水器53から製氷板22の製氷面側を流下させた製氷水を貯水タンク40に戻すとともに、製氷板22の製氷面側を流下させた製氷水が周囲に飛散するのを防ぐ機能を有している。ガイド板57は製氷板22の製氷面側を覆っており、ガイド板57の下端部は後側に湾曲して貯水タンク40の第1貯水部41の前側上縁の切欠き部41aから第1貯水部41の内側に挿通されている。
ガイド板57は製氷部21にて製氷した氷が製氷部21から離脱したことを検知することで、貯氷槽60内が満氷状態であることを検知する検知板としての機能も有している。ガイド板57は上端部が支持フレーム14に水平軸線回りに回動可能に支持されており、ガイド板57は製氷板22に沿うように垂下する垂下姿勢(図2、図5にて実線で示した)と、下端部が製氷板22の製氷面と反対側となる前側に押し出された傾斜姿勢(図2、図5にて2点鎖線で示した)との間で回動可能となっている。ガイド板57の側部には磁石よりなる被検知部58が設けられており、支持フレーム14には垂下姿勢にあるガイド板57の被検知部58と対向する位置にリードスイッチ等の近接センサを用いた氷離脱検出センサ(満氷検知センサ)59が設けられている。
製氷運転の終了後に氷離脱装置56のスライドピン56aを前進させると、製氷部21の製氷した板形連結氷はスライドピン56aにより押し出される。ガイド板57は押し出された板形連結氷によって垂下姿勢から一時的に傾斜姿勢となり、板形連結氷が貯氷槽60内に落下すると、ガイド板57は傾斜姿勢から再び垂下姿勢に戻る。このとき、氷離脱検出センサ59はガイド板57の被検知部58が近接した状態から一時的に離間して再び近接した状態に戻ることを検出すると、製氷部21から板形連結氷が離脱して貯氷槽60に落下した、すなわち、貯氷槽60が満氷状態にないことを検知する。これに対し、製氷部21で製氷した板形連結氷を氷離脱装置56のスライドピン56aで押し出したときに、押し出された板形連結氷が貯氷槽60内で積み上がる氷によって落下しないことがある。このとき、ガイド板57は押し出された板形連結氷によって垂下姿勢から傾斜姿勢となり、垂下姿勢に戻らずに傾斜姿勢を維持するようになる。氷離脱検出センサ59はガイド板57の被検知部58が近接した状態から継続して離間していることを検出すると、製氷部21から板形連結氷が離脱せずに留まっている、すなわち、貯氷槽60が満氷状態にあることを検知する。
図2及び図12に示したように、貯氷槽60は、製氷機構部20にて製氷した氷を貯えるものであり、製氷機構部20の下側にて基台11に設けた支持フレーム14に支持されている。貯氷槽60は前後方向の中間部より後側を氷を貯える貯氷室61とし、前部を氷を定量するための円筒形定量室62としている。貯氷室61の底面は後端から少し前側が前方に進むに従って下側に傾斜する第1傾斜底面61aと、第1傾斜底面61aより前側にて前方に進むに従って上側に傾斜する第2傾斜底面61bとを有している。貯氷室61の第2傾斜底面61bの左右方向の中央部には斜め上側前部が開いたU字形の凹部61cが形成されており、この凹部61cには搬出機構70を構成する搬出羽根72が回転自在に取り付けられている。また、貯氷室61の左右方向の中央部前縁は円筒形定量室62の後縁と連続しており、貯氷室61の氷が円筒形定量室62に搬出されるようになっている。
図2及び図12に示したように、貯氷室61の底部には製氷機構部20により製氷した氷を円筒形定量室62に搬出する搬出機構70が設けられている。搬出機構70は、貯氷室61の底部に設けたギヤモータ71と搬出羽根72とを備えている。ギヤモータ71は主として搬出羽根72を回転させるものであり、貯氷室61の第2傾斜底面61bの下側に固定されている。ギヤモータ71の出力軸には駆動軸71aが固定されており、駆動軸71aはギヤモータ71の出力軸と同期回転する。駆動軸71aは貯氷室61内の第2傾斜底面61bの凹部61dの略中央部に突出しており、駆動軸71aには搬出羽根72がねじによって着脱可能に取り付けられている。また、ギヤモータ71は出力軸の回転角度を検出することで駆動軸71aの回転角度を検出する角度センサ71bを備えている。角度センサ71bはフォトセンサよりなり、出力軸に固定したロータリエンコーダ71cによって駆動軸71aの回転角度を検出する。
図2及び図12に示したように、貯氷室61内には製氷機構部20の製氷部21から落下した板形連結氷(氷の塊)をブロック形氷に崩すための撹拌アーム73が設けられている。撹拌アーム73は、搬出羽根72を介してギヤモータ71の駆動軸71aに着脱可能かつ回転可能に取り付けられている。撹拌アーム73は、駆動軸71aと搬出羽根72の上面とに固定された固定板部73aと、固定板部73aの長手方向の両端部から搬出羽根72の上面側となる貯氷室61の内部側に延びる1対の第1及び第2アーム部73b,73cとを備えている。これら第1及び第2アーム部73b,73cは貯氷室61内にて製氷機構部20によって製氷した板形連結氷が落下して積み上がる位置を通るように配置されている。
図2及び図12に示したように、円筒形定量室62は氷を所定の容量(重量)に定量して底部に形成した放出口62aから放出するための領域となっており、円筒形定量室62には氷を所定の容量に定量する定量機構80が設けられている。定量機構80は、円筒形定量室62の底部にギヤモータ81と氷定量器82とを備えている。ギヤモータ81は氷定量器82を回動させるものであり、円筒形定量室62の底壁下面に固定されている。ギヤモータ81の出力軸には駆動軸81aが固定されており、駆動軸81aはギヤモータ81の出力軸と同期回転する。駆動軸81aは円筒形定量室62の略中央部に突出しており、駆動軸81aには氷定量器82が着脱可能に取り付けられている。また、ギヤモータ81は出力軸の回転角度を検出することで駆動軸81aの回転角度を検出する角度センサ81bを備えている。角度センサ81bはフォトセンサよりなり、出力軸に固定したロータリエンコーダ81cにより駆動軸81aの回転角度を検出する。
氷定量器82は貯氷室61から送られる氷を所定の容量(重量)に定量するものである。図2及び図12に示したように、氷定量器82は、円筒形定量室62の内部に同心的かつ回動自在に支持された中心軸部82aと、中心軸部82aの周面にて周方向に等間隔の6カ所の位置から放射状に延びて中心軸部82aの周囲に6つの扇形定量空間82cを形成する6つのセパレータ部82bとを有している。また、氷定量器82の上側には扇形定量空間82cの上側からはみ出る氷を除く除去装置83が設けられている。氷定量器82を例えば60°回動させると、氷定量器82の1つ分の扇形定量空間82c内で定量された氷が放出口62aの上側に移動し、定量された氷が放出口62aから放出され、氷定量旗2を例えば180°回動させると、氷定量器82の3つ分の扇形定量空間82c内で定量された氷が放出口62aの上側に移動し、定量された氷が放出口62aから放出される。
製氷装置10は制御装置90を備えており、図13に示したように、この制御装置90は冷凍装置30の圧縮機31と、ホットガス弁36と、製氷板22の温度センサ37と、貯水タンク40内の温度センサ44と、水位センサ45(特に検知部45c)と、送水ポンプ51と、給水弁55と、氷離脱装置56のギヤモータ56bと、氷離脱検出センサ59と、搬出機構70のギヤモータ71と、定量機構80のギヤモータ81とに接続されている。制御装置90はマイクロコンピュータ(図示省略)を有しており、マイクロコンピュータは、バスを介してそれぞれ接続されたCPU、RAM、ROM及びタイマ(いずれも図示省略)を備えている。制御装置90は製氷機構部20の製氷部21にて板形連結氷を製氷する製氷プログラムと、搬出機構70により円筒形定量室62に搬出されたブロック形氷を定量機構80により定量して放出口62aから放出させる定量放出プログラムを有している。
製氷装置10の製氷プログラムをフローチャートを用いて説明する。図14に示したように、制御装置90は先ずステップ101にて初回給水運転の処理を実行する。この初回給水運転は、貯水タンク40に初回の給水をするときに、製氷板22の製氷面側の製氷小室内を予め濡らした状態とすることで、初回の製氷運転をするときに製氷運転を待機させずに連続して実行したときと同じ状態にすることを目的とする処理である。
図14に示したステップ101の初回給水運転では、図15に示したように、制御装置90は、ステップ201において、給水弁55を開放させる。貯水タンク40内には給水弁55の開放によって給水管54から製氷水が供給され、貯水タンク40内の製氷水の水位は徐々に上昇する。制御装置90は、ステップ202において、水位センサ45により第2水位が検知されたか否かを判定し、水位センサ45により第2水位が検知されるまで繰り返し「NO」と判断する。貯水タンク40内の製氷水の水位が第2水位となると、制御装置90はステップ202において「YES」と判断しステップ203に進める。制御装置90は、ステップ203において、送水ポンプ51を作動させる。貯水タンク40内には給水管54から製氷水が引き続き供給された状態で、貯水タンク40内の製氷水は送水ポンプ51の作動によって送水管52を通って散水器53に送出される。散水器53に送出された製氷水は散水孔53aから製氷板22の製氷面側を流下し、製氷板22の製氷面側を流下する製氷水は製氷小室内に流入しつつ再び貯水タンク40に戻る。
貯水タンク40内の製氷水は製氷板22の製氷面側を流下しつつ、給水管54から供給される製氷水により徐々に水位が上昇し、オーバーフロー部43から溢出するようになる。制御装置90は、ステップ204において、貯水タンク40内の製氷水が確実にオーバーフロー部43から溢出するようになる給水時間が経過したか否かを判定し、この給水時間が経過するまで繰り返し「NO」と判断する。給水時間が経過すると、制御装置90はステップ204にて「YES」と判断し、ステップ205に進めて給水弁55を閉止させ、数秒後にステップ206にて送水ポンプ51の作動を停止させる。制御装置90は、ステップ207にて給水後の貯水タンク40内の水位が安定するための時間(水位安定時間)が経過するのを待機し、(ステップ207にて「NO」の判断)、水位安定時間が経過すると(ステップ207にて「YES」の判断)、初回給水運転の処理を終了する。
このように、初回給水運転は、貯水タンク40内に初回の給水をするときに、製氷板22の製氷面側の製氷小室内を製氷水によって予め濡らして製氷室内に製氷水が残る状態とすることで、初回の製氷運転をするときであっても製氷運転を待機させずに連続して実行したときと同じ状態にすることができる。これにより、初回の製氷運転をしたときであっても、待機させずに連続して製氷運転を実行したときよりも製氷水が少ないようにならず、板形連結氷の板部の厚みが薄くなったり、板形連結氷の各ブロック形氷にディンプルと呼ばれる凹み生じるおそれがなくなった。
初回給水運転の処理が終了すると、制御装置90はステップ102において貯氷槽60が満氷状態であるか否かを判定する。貯氷槽60内が満氷状態にないときには、ガイド板57は垂下姿勢となっているので、氷離脱検出センサ59は制御装置90に継続的にオン信号を出力する。制御装置90はステップ102にて氷離脱検出センサ59から継続して入力されるオン信号に基づき「NO」と判断してステップ103に進める。
制御装置90はステップ103において、製氷板22が所定温度として2℃以下であるか否かを判定する。ステップ103の処理は製氷板22の製氷面側の製氷小室に氷が残っているか否かを判定するものであり、氷が残っている場合に後述する予備除氷運転をすることによって製氷小室内にて通常の製氷運転をしたときよりも大きな氷が製氷されないようにすることを目的としている。製氷板22の製氷面側に氷が残っていないときには、製氷板22の温度が2℃より高くなっているので、制御装置90はステップ103にて「NO」と判断してステップ104に進める。
次に、制御装置90は、ステップ104において、ステップ102にて「YES」と判断して製氷運転を待機させたか否かを判定することで、製氷板22の製氷小室に製氷水が残っている(製氷板22の製氷小室が濡れている)か否かを判定する。貯氷槽60が満氷状態でないか、初回給水運転の直後であるときには、ステップ102にて「YES」と判断することなく「NO」と判断されていて、製氷運転を待機させてない状態である。このときには、製氷板22の製氷小室に製氷水が残っているので、後述する製氷板濡らし給水運転を実行する必要がなく、制御装置90はステップ104にて「NO」と判断してステップ105の製氷運転の処理に進める。
図14に示したステップ105の製氷運転では、図16に示したように、制御装置90は、ステップ301において、冷凍装置30の圧縮機31と送水ポンプ51とを作動させる。製氷板22及び仕切り部材23は液化冷媒が蒸発管34を通過するときに気化することによって冷却される。また、貯水タンク40内の製氷水は送水ポンプ51の作動によって送水管52を通って散水器53に送出される。散水器53に送出された製氷水は散水孔53aから製氷板22の製氷面側を流下し、製氷板22の製氷面側を流下する製氷水は冷却された製氷板22及び仕切り部材23と熱交換することで冷却されながら再び貯水タンク40に戻り、貯水タンク40内の製氷水は徐々に温度が低下する。
制御装置90は、ステップ302において、貯水タンク40内の温度センサ44の検出温度に基づき、貯水タンク40内の製氷水の温度が2.5℃以下となったか否かを判定し、貯水タンク40内の製氷水の温度が2.5℃以下となるまで「NO」と繰り返し判断する。貯水タンク40内の製氷水の温度が製氷板22及び仕切り部材23との熱交換による冷却により2.5℃以下となると、制御装置90はステップ302にて「YES」と判断してステップ303に進める。制御装置90は、ステップ303において、送水ポンプ51の作動を一時的に所定時間停止させ、送水ポンプ51を再び作動させる。このステップ303の処理は、貯水タンク40内の製氷水が過冷却状態となることで綿氷(シャーベット状の氷)となるのを防ぐための処理である。送水ポンプ51を一時的に所定時間停止させたときには、製氷板22の製氷面側の製氷小室に残る製氷水が種氷として着氷するよう凍結する。送水ポンプ51を再び作動させたときに製氷板22の製氷面側を流下する製氷水は着氷した種氷を成長させるよう凍結し、貯水タンク40内の製氷水の水位は製氷小室内で凍結することによって徐々に減少する。
制御装置90は、ステップ304において、水位センサ45により第1水位が検出されたか否かを判定し、水位センサ45により第1水位が検出されるまで繰り返し「NO」と判断する。貯水タンク40内の製氷水が製氷板22の製氷面側にて板形連結氷となるように凍結して、貯水タンク40内の製氷水の水位が第1水位となると、制御装置90はステップ304において「YES」と判断してステップ305に進める。製氷運転の後期から終了するまでは、貯水タンク40内の製氷水の温度は製氷板22の製氷面側にて直ぐに凍結可能な温度として0℃まで低下している。このため、制御装置90は、ステップ305において、貯水タンク40の温度センサ44の検出温度を0℃(補正温度)となるように補正する。製氷運転のプログラムに温度センサ44の検出温度を補正温度に補正する処理を組み込むことで、製氷運転をする度に温度センサ44の補正の処理が実行されるようになり、温度センサ44の検出温度を製氷運転の度に常に正確な補正温度に補正できるようになり、温度センサ44によって製氷水の温度を常に正確に検出できるようになった。
また、製氷装置10の設置場所での各種条件により、製氷板22の製氷面側にて板部の厚みが薄い板形連結氷が製氷されたり、ディンプルと呼ばれる凹みのある板形連結氷が製氷されることがある。例えば、製氷装置10を50Hz(または60Hz)の電源周波数で使用するように設定した状態で、製氷装置10を60Hz(または50Hz)の電源周波数地域に設置したときには、送水ポンプ51の流速が変わることにより、板部の厚さが薄くてディンプルが大きな板形連結氷(または板部の厚さが厚い板形連結氷)が製氷されることになる。このため、制御装置90は水位センサ45により第1水位が検出されてから引き続き送水ポンプ51を追加作動時間で作動させる。板部の厚さが薄くてディンプルが大きな板形連結氷が製氷される条件では追加作動時間を長く設定し、板部の厚さが適切でディンプルが小さい(またはディンプルが形成されない)板形連結氷が製氷される条件では追加作動時間を短くまたは0に設定しておく。制御装置90は、ステップ306において、送水ポンプ51の追加作動時間が経過したか否かを判定し、送水ポンプ51の追加作動時間が経過するまで繰り返し「NO」と判断する。送水ポンプ51の追加作動時間が経過すると、制御装置90は、ステップ306にて「YES」と判断してステップ307に進め、ステップ307において送水ポンプ51の作動を停止させて製氷運転を終了する。なお、この製氷運転を実行してから所定時間経過しても、水位センサ45により第1水位を検出しないときには、給水弁55の故障等で給水管54から継続して給水されている可能性があるので、この場合には、製氷運転を中断してエラーを表示させる。制御装置90は、ステップ105(ステップ300)の製氷運転の終了後、ステップ106において除氷運転と給水運転の各処理を同時に実行する。
図14に示したステップ106の除氷運転では、図17に示したように、制御装置90は、ステップ401において、ホットガス弁36を開放する。冷凍装置の圧縮機31が製氷運転から引き続き作動した状態でホットガス弁36を開放すると、高温高圧のホットガスが蒸発管34に流入して製氷板22及び仕切り部材23を加温し、製氷板22の製氷面側に製氷された板形連結氷は製氷板22及び仕切り部材23との接触面が徐々に融ける。なお、ホットガス弁36を開放するときには、製氷板22の急激な温度上昇によって板形連結氷から割れ音が発生するのを抑制するために、ホットガス弁36を開放時に開閉を2,3回繰り返すことで、製氷板22の急激な温度上昇を抑制するのが好ましい。制御装置90は、ステップ402において、製氷板22の温度センサ37の検出温度に基づき、製氷板22の温度が5℃以上となったか否かを判定し、製氷板22の温度が5℃以上となるまで「NO」と繰り返し判断する。製氷板22の製氷面が5℃以上となれば、板形連結氷は製氷板22及び仕切り部材23との接触面が十分に融けて製氷板22の製氷面から離脱可能となる。製氷板22の温度が蒸発管34を通過するホットガスとの熱交換による加温により5℃以上となったことを温度センサ37により検出すると、制御装置90はステップ402にて「YES」と判断してステップ403に進める。
制御装置90は、ステップ403において、氷離脱装置56のギヤモータ56bを作動させることでスライドピン56aを前進させる。製氷板22の製氷面側に製氷された板形連結氷は中央部のブロック形氷が前進したスライドピン56aにより押し出され、板形連結氷は中央部のブロック形氷とともに製氷板22の製氷面から離脱して貯氷槽60に落下する。また、制御装置90は、氷離脱装置56の角度検出センサ56b2によるスライドピン56aが前進したことの検出後に、ステップ404において、ホットガス弁36を閉止させる。ホットガス弁36を閉止させることで、蒸発管34にはホットガスが送出されないようになり、製氷板22はホットガスによって加温されないようになる。なお、板形連結氷が製氷板22の製氷面側から押し出されたときには、ガイド板57が垂下姿勢から傾斜姿勢になる。氷離脱検出センサ59はガイド板57の被検知部58が近接した位置から離間したことを検知し、制御装置90は搬出機構70のギヤモータ71を作動させることで、撹拌アーム73を回動させる。貯氷槽60内の板形連結氷は撹拌アーム73によって1つごとのブロック形氷または数個が連結した状態のブロック形氷に崩されるとともに、貯氷槽60の貯氷室61にて製氷部21の直下の位置から左右の側部にも送られ、ブロック形氷は貯氷室61内にて製氷部21の直下に局部的に固まることなく全体的に均一に収容される。
図14に示したステップ106の給水運転では、図18に示したように、制御装置90は、ステップ501において、給水弁55を開放させる。貯水タンク40内には給水弁55の開放によって給水管54から製氷水が供給され、貯水タンク40内の製氷水の水位は徐々に上昇する。制御装置90は、ステップ502において、水位センサ45により第2水位が検出されたか否かを判定し、水位センサ45により第2水位が検出されるまで繰り返し「NO」と判断する。貯水タンク40内の製氷水の水位が第2水位となると、制御装置90はステップ502において「YES」と判断しステップ503に進める。制御装置90は、ステップ503において、水位センサ45により第1水位を検出したときから第2水位を検出したときに要した時間から、給水管54からの給水流量を算出する。
また、製氷運転の終了後に貯水タンク40内に残る製氷水は水道等の給水源から供給された水に含まれる不純物(ミネラル成分等)が濃縮された状態となっている。製氷運転を繰り返し実行すると、製氷水に含まれる不純物が繰り返し濃縮されることになるので、この給水運転では給水管54からの給水とともにオーバーフロー部43から製氷水を溢出させて排水することにより、貯水タンク40内の製氷水に含まれる不純物を希釈するようにしている。貯水タンク40内に残る不純物の濃度の高い製氷水を希釈する必要があるものの、製氷運転の終了後に貯水タンク40に残る製氷水は0℃まで冷却されているので、貯水タンク40内から製氷水を過剰に排水するのは製氷運転時に冷却した製氷水の冷熱を無駄に廃棄するため好ましくない。このため、オーバーフロー部43から排水する排水量は水道等の給水源に含まれ不純物の濃度(量)に応じて設定している。すなわち、水道等の給水源の硬度が高い地域では排水量を多くするように設定し、水道等の給水源の硬度が低い地域では排水量を少なくするように設定する。水位センサ45により第2水位を検出してからの給水時間は、第2水位からオーバーフロー部43の水位(第3水位)となるのに要する水量と上述した給水源の水質に応じた排水量との和を、ステップ503にて算出した給水流量で割ることによって算出した時間を予め設定しておく。なお、温度センサ44と水位センサ45と一対の電極として用い、これらの電極間の電気伝導度(電気抵抗)を検出することで、製氷水のミネラル等の不純物の濃度を検知するようにして、検知した不純物の濃度を表示することで給水時間を適切に設定可能としてもよい。制御装置90は、ステップ504において、ステップ502にて水位センサ45により第2水位を検出してから設定してある給水時間が経過したか否かを判定し、給水時間が経過するまで繰り返し「NO」と判断する。給水時間が経過すると、制御装置90はステップ504において「YES」と判断してステップ505に進める。制御装置90は、ステップ505にて給水弁55を閉止させて給水管54からの給水を停止して給水処理を終了する。
ステップ106による除氷運転と給水運転が終了すると、制御装置90は再びステップ102に戻して貯氷槽60が満氷であるか否かを判定する。製氷運転(ステップ105(ステップ300))、除氷運転(ステップ106(ステップ400))及び給水運転(ステップ106(ステップ500))を繰り返し実行して貯氷槽60内が満氷状態となったときには、製氷板22の製氷面側から押し出した板形連結氷が落下せずに製氷板22の製氷面側に残り、ガイド板57が傾斜姿勢を維持するようになり、氷離脱検出センサ59は制御装置90に継続的にオフ信号を出力する。制御装置90はステップ102にて氷離脱検出センサ59から継続して入力されるオフ信号に基づき「YES」と判断してステップ102の処理を繰り返し実行して製氷運転を待機させる。
ハウジング12の前面パネルの操作ボタン15をオン操作すると、制御装置90は定量放出プログラムを実行することになる。制御装置90は、定量放出プログラムを実行すると、定量機構80のギヤモータ81の作動を制御して、円筒形定量室62にて氷定量器82の扇形定量空間82c内に投入されたブロック形氷を放出口62aからカップ等の容器に放出させる。このとき、搬出機構70のギヤモータ71も作動することよって、貯氷室61内のブロック形氷が搬出羽根72によって円筒形定量室62に搬出され、貯氷槽60内のブロック形氷が減少する。貯氷槽60内のブロック形氷の減少によって、製氷板22の製氷面側から押し出された板形連結氷が貯氷槽60に落下すると、ガイド板57が傾斜姿勢から垂下姿勢に戻り、氷離脱検出センサ59は制御装置90にオン信号を出力するようになる。このように、ブロック形氷の放出によって貯氷槽60内が満氷状態でなくなると、制御装置90はステップ102にて氷離脱検出センサ59から継続して入力されるオン信号に基づき「NO」と判断して再びステップ103に進める。
制御装置90は上述したようにステップ103において、製氷板22が所定温度として2℃以上であるか否かを判定して、製氷板22の製氷面側の製氷小室に氷が残っているか否かを判定する。除氷運転をしたときに、製氷板22の製氷面側の製氷小室にブロック形氷が残った状態で製氷運転をしたり、製氷運転が停電等により一時的に停止した後で再び製氷運転をすると、板部の厚みがばらつきのある板形連結氷となる。また、上述した除氷運転を実行しても、製氷板22の製氷面側に板形連結氷が製氷されてなければスライドピン56aにより全ての製氷小室からブロック形氷を押し出すことができない。このため、製氷板22が所定温度として2℃より低いときには、製氷板22の製氷面側の製氷小室内に氷が残っているため、制御装置90はステップ103にて「YES」と判断してステップ107の予備除氷運転の処理に進める。予備除氷運転は、製氷板22の製氷小室内に残る氷をホットガスによって製氷板22及び仕切り部材23との接触面を融かした状態として、製氷小室内の氷を製氷板22の製氷面側を流下する製氷水によって流し落として除氷する処理である。
図14に示したステップ107の予備除氷運転では、図19に示したように、制御装置90は、ステップ601において、ホットガス弁36を開放する。冷凍装置の圧縮機31を作動させた状態でホットガス弁36を開放すると、高温高圧のホットガスが蒸発管34に流入して製氷板22及び仕切り部材23を加温する。製氷板22の製氷小室内に残る氷は製氷板22及び仕切り部材23との接触面が徐々に融ける。制御装置90は、ステップ602において、製氷板22の温度センサ37の検出温度に基づき、製氷板22の温度が10℃以上となったか否かを判定し、製氷板22の温度が10℃以上となるまで「NO」と繰り返し判断する。製氷板22の製氷面が10℃以上となれば、製氷小室内の氷は製氷板22及び仕切り部材23との接触面が十分に融けて製氷板22の製氷面から離脱可能となる。製氷板22の温度が蒸発管34を通過するホットガスとの熱交換による加温により10℃以上となったことを温度センサ37により検出すると、制御装置90はステップ602にて「YES」と判断してステップ603に進める。制御装置90は、ステップ603において、氷離脱装置56のギヤモータ56bを作動させることでスライドピン56aを前進させる。製氷板22の製氷面側に板形連結氷が残っていれば、板形連結氷は中央部のブロック形氷が前進したスライドピン56aにより押し出され、板形連結氷は中央部のブロック形氷とともに製氷板22の製氷面から離脱して貯氷槽60に落下する。また、制御装置90は、氷離脱装置56の角度検出センサ56b2によるスライドピン56aが前進したことの検出後に、ステップ604において、ホットガス弁36を閉止させる。ホットガス弁36を閉止させることで、蒸発管34にはホットガスが送出されないようになり、製氷板22のホットガスによる加温を終了させる。
制御装置90は、ステップ605において、給水弁55を開放させる。貯水タンク40内には給水弁55の開放によって給水管54から製氷水が供給され、貯水タンク40内の製氷水の水位は上昇する。制御装置90は、ステップ606において、水位センサ45により第2水位が検出されたか否かを繰り返し判定し、貯水タンク40内の製氷水の水位が第2水位となると、制御装置90はステップ606において「YES」と判断しステップ607に進める。なお、ステップ106による給水運転を実行した後であれば、貯水タンク40内の水位は第2水位より高くなっているので、制御装置90はステップ605による給水弁55の開放をした直後にステップ606にて「YES」と判断してステップ607に進める。制御装置90は、ステップ607において、送水ポンプ51を作動させる。貯水タンク40内には給水管54から製氷水が引き続き供給された状態で、貯水タンク40内の製氷水は送水ポンプ51の作動によって送水管52を通って散水器53に送出される。散水器53に送出された製氷水は散水孔53aから製氷板22の製氷面側を流下し、製氷板22の製氷面側を流下する製氷水は製氷小室内に流入しつつ再び貯水タンク40に戻る。制御装置90はステップ608において、ステップ606での第2水位を検出してから所定時間経過した後で給水弁55を閉止させ、さらに、数秒後にステップ609において、送水ポンプ51の作動を停止させる。このように、製氷小室内に残っていた氷はホットガスによって製氷板22と仕切り部材23との間の接触面が融かされた状態で、製氷板22の製氷面側を流下する製氷水によって流れ落ちる。
制御装置90は、ステップ610〜ステップ614において、ステップ605〜609と同様の処理を実行する。ステップ610〜ステップ614の処理により、貯水タンク40内に製氷水が再び供給された状態で、貯水タンク40内の製氷水は送水ポンプ51の作動によって製氷板22の製氷面側を再び流下しつつ貯水タンク40内に戻り、製氷小室内に残っていた氷は流下する製氷水によって流れ落ちるようになる。このように、製氷小室内に残る氷は製氷板22の製氷面側に製氷水を2回流下させることによって確実に製氷小室内から取り除かれるようになる。
また、貯氷槽60内が満氷状態となることで製氷運転を実行せずに待機状態となったときには(ステップ102にて「YES」と判断したとき)、除氷運転後に製氷板22の製氷小室内に残っていた製氷水が少しずつ流れ落ち、製氷小室内に製氷水が残らない状態となる。この状態で、ステップ105にて製氷運転を再開すると、製氷運転を待機させずに実行したときと比べて、製氷板22の製氷面側に製氷される板形連結氷の板部の厚みが薄くなったり、板形連結氷のブロック形氷にディンプルと呼ばれる凹みが生じるおそれがある。このため、貯氷槽60内が満氷状態となることで製氷運転を実行せずに待機状態となったときには、制御装置90はステップ105の製氷運転の処理前のステップ104にて上述したように製氷運転を待機させたか否かを判定したときに「YES」と判断してステップ108の製氷板濡らし給水運転(追加の給水運転)を実行する。製氷板濡らし給水運転は、製氷板22の製氷面側の製氷小室内を再び濡らして製氷小室内に製氷水が残る状態とすることで、製氷運転を再開するときに製氷運転を待機させずに実行したときと同じ状態にすることを目的とする処理である。また、この製氷板濡らし給水運転は、待機状態から製氷運転を再開するときに、貯水タンク40内の製氷水をオーバーフロー部43から追加で排水させることにより、貯水タンク40内にて通常の給水運転でも排出しきれなかったミネラル等の不純物を追加で排出させることも目的としたものでもある。
図14に示したステップ108の製氷板濡らし給水運転では、図20に示したように、制御装置90は、ステップ701において、給水弁55を開放させて給水管54からの給水を開始し、ステップ702において、水位センサ45により第2水位を検出したか否かを繰り返し判定する。貯水タンク40内の製氷水の水位が第2水位となると、制御装置90はステップ702にて「YES」と判定してステップ703に進める。なお、ステップ106による給水運転を実行した後であれば、貯水タンク40内の水位は第2水位より高くなっているので、制御装置90はステップ701による給水弁55の開放をした直後にステップ702にて「YES」と判断してステップ703に進める。制御装置90は、ステップ703において、送水ポンプ51を作動させると、貯水タンク40内には給水管54から製氷水が引き続き供給された状態で、貯水タンク40内の製氷水は送水ポンプ51の作動によって送水管52を通って散水器53に送出される。散水器53に送出された製氷水は散水孔53aから製氷板22の製氷面側を流下し、製氷板22の製氷面側を流下する製氷水は製氷小室内に流入しつつ再び貯水タンク40に戻る。
制御装置90は、ステップ704において、給水弁55を開放してから所定の給水時間が経過したか否かを判定し、所定の給水時間が経過するまで繰り返し「NO」と判断する。この給水時間は、製氷小室内に製氷水が残るようにするのに必要な水量と、貯水タンク40内の製氷水をオーバーフロー部43から溢出させるのに必要な水量を供給する時間に設定されている。なお、この時間は、オーバーフロー部43から溢出させるのに必要な水量に応じて変更可能としている。所定の給水時間が経過すると、制御装置90はステップ704にて「YES」と判断し、ステップ705に進めて給水弁55を閉止させ、数秒後にステップ706にて送水ポンプ51の作動を停止させる。制御装置90は、ステップ707にて給水後の貯水タンク40内の水位が安定するための時間(水位安定時間)が経過するのを待機し(ステップ707にて「NO」の判断)、水位安定時間が経過すると(ステップ707にて「YES」の判断)、上述した製氷板濡らし給水運転の処理を終了する。
このように、製氷板濡らし給水運転を実行することで、待機状態から製氷運転を再開するときに、製氷板22の製氷面側の製氷小室内を濡らして製氷小室内に製氷水が残る状態とすることによって、製氷運転を待機させずに実行したときと同じ状態とすることができる。これにより、待機状態から製氷運転を再開するときとであっても、製氷運転を待機させずに実行したときと同じように、製氷小室に製氷水が残った状態から製氷板22の製氷面側に製氷水を流下させることができ、製氷板22の製氷面側に製氷される板形連結氷の板部の厚みを適切な厚みとして、板形連結氷のブロック形氷にディンプルと呼ばれる凹みが生じないようにすることができる。また、製氷板濡らし給水運転を実行することで、製氷運転を待機させずに給水運転とともに連続して実行したときに排出しきれなかったミネラル等の不純物を追加で排出させて、製氷水に含まれるミネラル等の不純物を希釈することができるようになった。また、製氷運転を待機させたときには、製氷運転を待機させずに給水運転とともに連続して実行するときと異なり、貯水タンク40内の製氷水は待機時間の経過によって製氷運転による冷熱がある程度失われた状態となっているため、製氷運転の待機後に製氷板濡らし給水運転を実行して、貯水タンク内の製氷水をオーバーフロー部43から溢出させても、製氷水の冷熱に大きな影響を与えることがない。
上記のように構成した製氷装置10においては、製氷運転を終了したときに貯水タンク40内に残る製氷水は水道等の給水源から供給された水に含まれる不純物(ミネラル成分等)が濃縮された状態となる。製氷運転後に給水運転を実行したときに、貯水タンク40内の製氷水をオーバーフロー部43から溢出を伴うように給水することで、貯水タンク40内の製氷水に含まれる不純物を希釈するようにしている(ステップ501〜ステップ504)。しかし、給水運転を実行したときに、貯水タンク40内に過剰に供給した製氷水によって製氷水を過剰に溢出させると、製氷運転の終了後に貯水タンク40内に残る製氷水の冷熱を過剰に失うことになる。このため、製氷運転をエネルギーのロスをできるだけ少なく実行するために、貯水タンク40内から溢出させる製氷水を少なくすると、貯水タンク40内の製氷水に含まれる不純物が少しずつ濃縮されることになっていた。
これに対して、給水運転を実行後に製氷運転を待機させたときには(ステップ102にて「YES」と判断)、待機させた製氷運転を再び実行するする前に、給水弁55を開放することによって給水管54から貯水タンク40に給水を開始して、貯水タンク40内の製氷水をオーバーフロー部43からさらに溢出を伴うように給水する製氷板濡らし給水運転(追加の給水運転)を実行するように制御した(ステップ108(ステップ700))。待機させた製氷運転を実行する前は、貯水タンク40内の製氷水は待機時間の経過によって冷熱がある程度失われた状態となっている。このため、待機させた製氷運転の前に追加の給水運転を実行しても、製氷運転を待機させずに給水運転とともに連続して実行したときの製氷水の冷熱に影響を与えることはなく、貯水タンク40内の製氷水に含まれる不純物を十分に希釈できるようになり、製氷運転のエネルギーのロスをできるだけ少なくすることができた。
また、この製氷装置10では、給水運転(ステップ106(ステップ500))にて水位センサ55により第1水位を検出したときから第2水位を検出したときの時間から給水管54から供給される給水流量を算出し、算出した給水流量を用いてオーバーフロー部43から溢出させる製氷水の排水量を設定可能とした。このようにしたことによって、オーバーフロー部43から溢出させる貯水タンク40内の製氷水を給水流量を用いて正確な排水量で排水させることができ、貯水タンク40内の製氷水に含まれる不純物を適切な濃度に確実に希釈できるとともに、製氷水の冷熱の過剰な放出を防ぐことができた。
また、製氷運転後に貯水タンク40内にて濃縮された不純物の濃度をできるだけ給水源の水質に近づけるように希釈させるため、給水運転が給水源の水質によって長くなったり短くなったりする場合がある。初回給水運転の終了後または待機状態であっても、圧縮機31の最低停止時間(3分間)が経過すれば、製氷板濡らし給水運転を実行し、製氷板濡らし給水運転の終了後に製氷運転を開始させる。また、圧縮機31の最低停止時間(3分間)より短い場合には、製氷板濡らし給水運転の終了後に送水ポンプ51を作動させる。これらによって、製氷板22の製氷小室内に溜まった製氷水が時間経過とともに減っていくのを防止できる。