JPH0217373A - 製氷機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は製氷機の改良に関する。

（従来技術） 従来、この種の製氷機においては、例えば、特開昭６１
−１８０８６８号公報に示されているように、製氷能力
に影響を与える部分の温度、例えば外気温が高い場合に
は、製氷時間を長くし、−方、外気温が低い場合には、
製氷時間を短くして、製氷運転終了時の氷厚を、外気温
の影響にもかかわらず、一定にするように意図したもの
がある。

（発明が解決しようとする課題） しかし、このような構成においては、製氷機のコンプレ
ッサを駆動する電動機が商用電源により駆動されるため
、商用電源の周波数が５０　（Ｈｚ）のときと６０　（
Ｈｚ）のときでは、電動機の回転速度、即ちコンプレッ
サの回転速度が互いに相違して冷凍系における製氷能力
を異ならしめることとなり、その結果、単に、外気温に
応じて製氷時間を調整するのみでは、電源周波数の変化
に伴う製氷能力の変化を解消できず、水質、製氷量等の
良好な安定性の実現が困難であった。

そこで、第１の発明は、このようなことに対処すべく、
製氷機において、電源周波数の変化とはかかわりなく、
常に適正な製氷能力を確保するようにしようとするもの
である。

また、第２の発明は、第１の発明において、さらに外気
温の変動にもかかわらず、常に適正な製氷能力を確保す
るようにしようとするものである。

（課題を解決するための手段） かかる課題の解決にあたり、第１の発明の構成上の特徴
は、第１図にて実線により示すごとく、商用電源１から
の給電に応じ回転するモータ２ａにより駆動されて冷媒
を圧縮する圧縮手段２ｂからの吐出冷媒を蒸発手段２Ｃ
を通し循環させる冷凍サイクル２と、蒸発手段２Ｃの製
氷能力に応じ製氷用水を冷却して製氷する製氷手段３と
を備えた製氷機において、商用電源１の電源周波数を判
定する電源周波数判定手段４と、前記製氷用水の冷却温
度を検出する冷却温度検出手段５と、前記製氷用水の製
氷完了温度を前記判定電源周波数における適正製氷能力
に合致する値として決定する決定手段６とを設けて、製
氷手段３が、前記検出冷却温度を前記製氷完了温度の決
定値に低下させるように前記製氷用水を冷却するように
したことにある。

また、前記課題の解決にあたり、第２の発明の構成上の
特徴は、第１の発明に加え、第１図において一点鎖線に
より示すごとく、外気温を検出する外気温検出手段７を
設けて、決定手段６が、前記製氷完了温度の決定値の決
定を、前記検出外気温を考慮して行うようにしたことに
ある。

（作用効果） 上述のように第１の発明を構成したことにより、電源周
波数判定手段４が商用電源１の電源周波数を判定し、冷
却温度検出手段５が前記製氷用水の冷却温度を検出し、
決定手段６が前記製氷完了温度を前記判定電源周波数に
おける適正製氷能力に合致する値として決定し、かつ製
氷手段３が、前記検出冷却温度を前記製氷完了温度の決
定値に低下させるべく前記製氷用水を冷却する。従って
、電源周波数が例えば５０　（Ｈｚ）のときのモータ２
ａの回転数は、電源周波数例えば６０　（）ｌｚ）のと
きのモータ２ａの回転数に比べ低くなって、５０　（Ｈ
ｚ）ての圧縮手段２ｂの冷媒の吐出量の割合が６０（Ｈ
ｌ）のときよりも減少するが、前記製氷完了温度が、上
述のように、前記判定電源周波数における適正製氷能力
に合致する値、即ち５０　（Ｈｚ）或いは６０（ｔｌｚ
）での適正製氷能力に合致する値に決定される。

このため、電源周波数が５０　（Ｈｚ）或いは６０　（
Ｉ（ｚ）であっても、５０　（Ｈｚ）或いは６０　（Ｈ
ｚ）での圧縮手段２ｂの駆動状態に合わせて冷凍サイク
ル２の適正製氷能力を確保することができ、その結果、
電源周波数が相違しても、常に品質のよい製氷が可能と
なる。

また、上述のように第２の発明を構成したことにより、
前記製氷完了温度の決定値の決定が前記検出外気温をも
考慮してなされるので、第１の発明と同様の作用効果を
達成し得るのは勿論のこと、外気温の変動があっても、
適正な製氷能力が電源周波数に応じて確保され得る。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面により説明すると、第２
図及び第３図は、製氷機の製氷機構の概略断面を示して
いる。この製氷機構は、その製氷サイクル時に、第２図
に示すごとく、支持軸１０（図示しない静止部材に固定
しである）により図示状態（以下、製氷状態という）に
なり、また、その除氷サイクル時には、第３図に示すご
とく、支持軸１０を軸として下方へ傾動して、図示状態
（以下、除氷状態という）となるようになっている。

しかして、製氷機構の製氷状態においては、水平状に固
定した製氷室２０の下側に狭隙を介し水皿３０を支持軸
１０により水平に支持するとともに、製氷室２０の各氷
室２１〜２１を、製氷室２０の上面に設けたエバポレー
タ４０により冷却するようにした状態にて、タンク５０
内の製氷用水を配管５１を通しポンプＰにより汲出して
配管５２内に吐出し、水皿３０の下面に形成した圧力室
３０ａ、この圧力室３０ａと共に水皿３０の下面に形成
した各分配管３０ｂ〜３０ｂ（第２図にては一分配管の
みを示す）、及び水皿３０の各噴出孔３１〜３１を通し
製氷室２０の各小室２１〜２１内に配管５２からの製氷
用水を噴出させてエバポレータ４０により冷却し、この
冷却製氷用水を戻り孔（図示しない）を通しタンク５０
内に還流させる。また、このような還流作用は各小室２
１内における製氷用水の氷結誌で繰返えされる。

また、製氷機構の除氷状態においては、水皿３０が、圧
力室３０ａ、各分配管３０ｂ、タンク５０、両配管５１
．５２及びポンプＰと共に支持軸１０により第３図のよ
うに下方へ傾動されて製氷室２０の各小室２１〜２１の
開口部を開放し、各小室２１〜２１内で氷結した各角氷
２１ａ〜２１ａが下方へ落下して水皿３０に沿い放出さ
れる。

なお、エバボレー４０は、冷凍サイクルにおいてコンプ
レッサの駆動により循環される冷媒に応じ冷却作用を発
揮する。また、第２図及び第３図において、符号６０は
給水弁を示しており、この給水弁６０は、その選択的開
成により、外部水道源から給水管６１を通し水皿３０上
に給水する。

次に、製氷機の電気回路構成について説明すると、トラ
ンス７０は、第４図及び第７図に示すごとく、商用電源
Ｐｓからの交流電圧Ｖｓを変圧し変圧電圧Ｖｔを発生す
る。波形整形回路８０は、トランス７０からの変圧電圧
Ｖｔをブリッジ整流器８０ａにより整流電圧（第５図参
照）として整流し、この整流電圧を波形整形器８０ｂに
より矩形波パルス（第６図にて示すように周期τを有す
る）として波形整形する。温度検出回路９０は、製氷室
温センサ９０ａと抵抗９０ｂとの直列回路からなるもの
で、製氷室温センサ９０ａは、第２図及び第３図に示す
ごとく、製氷室２０の外周壁に固着されている。しかし
て、製氷室温センサ９０ａは、製氷室２ｏの外周壁の現
実の温度を検出し、抵抗９０ｂとの協働作用との関連に
て、同検出温度を、各小室２１内の冷却温度を表す冷却
渦検出信号として発生する。

温度検出回路１００は、外気温センサ１００ａと抵抗１
ｏｏｂとの直列回路からなるもので、外気温センサ１０
０ａは、製氷機の外側の現実の温度を検出し、抵抗１０
０ｂとの協働作用との関連にて、同検出温度を、外気温
を表わす外気温検出信号として発生する。Ａ−Ｄ変換器
１１０は、両温度検出回路９０，１００からの冷却渦検
出信号及び外気温検出信号を冷却温ディジタル信号及び
外気温ディジタル信号としてそれぞれディジタル変換す
る。マイクロコンピュータ１２０は、第８図に示すフロ
ーチャートに従い、波形整形器８゜ｂ及びＡ−Ｄ変換器
１１０との協働によりコンピュータプログラムを実行し
、この実行中において、リレーコイルＲｘに接続した駆
動回路１３０の駆動に必要な演算処理を行う。

駆動回路１３０は、抵抗１３０ａと、トランジスタ１３
０ｂとからなり、トランジスタ１３０ｂは、マイクロコ
ンピュータ１２０により抵抗１３０ａを介し制御されて
選択的に導通する。リレーコイルＲｘは、常閉型の各リ
レースイッチＸａ。

Ｘｃ、Ｘｅ及び常開型の各リレースイッチＸｂ。

Ｘｄ（第７図参照）と共にリレーを構成するもので、リ
レーコイルＲｘはトランジスタ１３０ｂの導通（又は非
導通）により励磁（又は消磁〉される。各リレースイッ
チＸａ、Ｘｃ、ＸｅはリレーコイルＲｘの励磁によって
開成し、一方、各、リレースイッチＸｂ、Ｘｄはリレー
コイルＲｘの励磁によって閉成する。

ポンプＰのモータＭｐは、切換スイッチＳ　Ｗの切換接
点の固定接点ａへの投入（以下、第１切換状態という）
及びリレースイッチＸａの開成のちとに商用電源Ｐｓか
ら交流電圧Ｖｓを受けて駆動される。このことは、モー
タＭｐがその駆動によりポンプＰを駆動することを意味
する。モータＭａは、支持軸１０を回動させるアクチュ
エータに設けられているもので、モータＭａは、切換ス
イッチＳＷの第１切換状態及びリレースイッチｘｂの閉
成下にて商用電源Ｐｓから交流電圧Ｖｓを受けて一方向
に回転する。また、モータＭａは、切換スイッチＳＷの
切換接点の固定接点すへの投入（以下、第２切換状態と
いう）及びリレースイッチＸｃの閉成下にて商用電源Ｐ
ｓから交流電圧ＶＳを受けて他方向に回転する。このこ
とは、前記アクチュエータがモータＭａの一方向くまた
は他方向）への回転に応じ支持軸１０を介し製氷機構を
除氷状Ｂ（又は製氷状態）にすることを意味する。但し
、切換スイッチＳＷは製氷機構の除氷状態から製氷状態
への切換完了時に第１切換状態になる。また、切換スイ
ッチＳＷは製氷機構の製氷状態から除氷状態への切換完
了時に第２切換状態となる。なお、第７図にて符号Ｃｍ
は、モータＭａをコンデンサモータとして機能させるた
めのコンデンサを示す。

給水弁６０は、切換スイッチＳＷの第２切換状態にて、
商用電源Ｐｓから交流電圧Ｖｓを受けて開成する。ホッ
トガス弁ｖｈは、冷凍サイクルのエバポレータ４０の冷
媒流入口とコンプレッサの吐出口との間に接続したバイ
パス管中に介装されて、リレースイッチＸｄの閉成下に
て商用電源ＰＳから交流電圧Ｖｓを受けて開成し、冷凍
サイクルにおいてコンプレッサの吐出冷媒をバイパス管
を通しエバポレータ４０に付与する。モータＭｆは凝縮
器の冷却用ファンの駆動源であって、このモータＭｆは
、リレースイッチＸｅの閉成下にて商用電源Ｐｓからの
交流電圧Ｖｓを受けて駆動されファンに冷却作用を発揮
させる。モータＭｃｐは、コンプレッサの駆動源であっ
て、このモータＭｃｐは、商用電源Ｐｓへの接続により
交流電圧Ｖｓを受けて駆動されコンプレッサに冷媒圧縮
作用を発揮させる。

以上のように構成した本実施例において、製氷機構が第
２図のように製氷状態にあるものとする。

かかる段階にて、第４図及び第７図に示すように商用電
源Ｐｓを各電気素子に接続すれば、マイクロコンピュー
タ１２０が第８図のフローチャートに従いステップ２０
０にてコンピュータプログラムの実行を開始し、ステッ
プ２１０にて、波形整形器８０ｂから順次生じる矩形波
パルスの周期τを演算する。しかして、この周期τが、
１９（＋ｓ）から２１（ｍｓ）までの所定周期範囲Δτ
ａに属すれば、マイクロコンピュータ１２０がコンピュ
ータプログラムをステップ２１０からステップ２２０を
介しステップ２２０ａに進め、商用電源ＰＳの交流電圧
Ｖｓの周波数ｆ（以下、電源周波数ｆという）を５０（
Ｈｚ）と判定する。一方周期でか、１５．５（ｍｓ）か
ら１７．５（ｍｓ）までの所定周期範囲Δτｂに属すれ
ば、マイクロコンピュータ１２０がコンピュータプログ
ラムをステップ２１０からステップ２２０を介しステッ
プ２２０ｂに進め、電源周波数ｆを６０（Ｈｚ）と判定
する。但し、Δτａ、Δτｂはマイクロコンピュータ１
２０のＲＯＭに予め記憶されている。

ついで、マイクロコンピュータ１２０が、ステップ２２
０ｃにて、Ａ−Ｄ変換器１１０からの外気温ディジタル
信号の値を外気温Ｔｒとして入力され、ステップ２２０
ｄにて、次の式（１）に基き外気温Ｔｒに応じ製氷完了
温度Ｔｘを決定する。

Ｔｘ＝Ｔｍ−Ｔｎ（Ｔｒｏ−Ｔｒ）　・　・　・　（１
）但し、式（１）において、各符号は次の意味を表わす
。

Ｔｍ：Ｔｒ＝３５（”Ｃ）及びｆ＝６０（Ｈｚ）での製
氷完了適正温度（例えば、−１５℃） Ｔｎ：Ｔｒの１（℃）の変化に対するＴｍの補正値（例
えば、０．１） Ｔｒｏ：Ｔｒの基準値例えば３５（”Ｃ）なお、式（１
）はマイクロコンピュータ１２０のＲＯＭに予め記憶さ
れている。

ステップ２２０ｄにおける決定後、マイクロコンピュー
タ１２０が、ステップ２２０ｅにて、ｆ＝５０（ｌｌｚ
）のときには次の式（２）に基づき製氷完了温度Ｔｘに
応じ目標製氷完了温度Ｔｘａを決定し、またｆ＝６０（
Ｈｚ）のときには、次の式（３）に基き製氷完了温度Ｔ
ｘに応じ目標製氷完了温度Ｔｘｂを決定する。

Ｔｘａ＝Ｔｘ＋Ｔｓ　　　・・・（２）Ｔｘｂ＝Ｔｘ　
　　　　・　・　・　（３）但し、式（２）においては
、符号Ｔｓは、ｆ＝６０（Ｈｚ）のときのＴｘをｆ＝５
０（Ｈｚ）のときの値に補正するための正の補正値（例
えば１℃）を表わす。なお、各式（２）、（３）はマイ
クロコンピュータ１２０のＲＯＭに予め記憶されている
。

ついで、マイクロコンピュータ１２０が、ステップ２２
０ｆにて、Ａ−Ｄ変換器１１０からの冷却温ディジタル
信号の値を冷却温Ｔｃとして入力され、ステップ２３０
にて、Ｔ　ｃ　）　Ｔ　ｘ　ａ又はＴｃ＞Ｔｘｂのもと
に、ｒＮＯＪと判別する。しかして、各ステップ２２０
Ｃ〜２３０における演算の繰返し中においては、冷凍サ
イクルにおいて、コンプレッサがモータＭｃｐの作動下
にて冷媒を凝縮し、凝縮器が、ファンのモータＭｆの作
動による冷却作用のもとに圧縮冷媒を凝縮しエバポレー
タ４０に付与する。このため、エバポレータ４０が各小
室２１〜２１を冷却する。

また、切換スイッチＳＷが第１切換状態にあるため、モ
ータＭｐが、リレースイッチＸａを介し商用電源Ｐｓか
ら交流電圧Ｖｓを受けて作動しポンプＰを駆動する。す
ると、タンク５０内の製氷用水がポンプＰにより汲上げ
られて圧力室３０ａ、各分配管３０ｂ〜３０ｂ及び噴出
孔３１〜３１を通り各小室２１〜２１内に噴出される。

ついで、このように噴出された製氷用水が各小室２１〜
２１内でエバポレータ４０により冷却されながら流下し
再びタンク５０内に還流する。以後、このような還流作
用を繰返す。

然る後、Ｔｃ≦Ｔｘａ又はＴｃ≦Ｔｘａが成立すると、
マイクロコンピュータ１２０が、ステップ２３０にてｒ
ＹＥＳｊと判別し、ステップ２３０ａにて駆動信号を発
生し、これに応答して駆動回路１３０のトランジスタ１
３０ｂが導通しリレーコイルＲｘを励磁する。すると、
このリレーコイルＲｘの励磁に応答して、リレースイッ
チＸａが開成してモータＭｐを停止してポンプＰを停止
させ、リレースイッチＸｅが開成してモータＭｆを停止
してファンを停止させる。これと同時に、リレースイッ
チｘｂがリレースイッチＸｃの開成と共に閉成してモー
タＭａに商用電源Ｐｓからの交流電圧Ｖｓを付与してこ
れを駆動する。すると、前記アクチュエータがモータＭ
ａの駆動に応じ製氷機構を除氷状態に切換える。なお、
リレースイッチＸｄはリレーコイルＲｘの励磁によりホ
ットガス弁ｖｈに通電し開成させる。

上述のように除氷状態になると、ステップ２３０におけ
るｒＹＥＳ、との判別時に各小室２１〜２１内に氷結済
みの各角氷２１ａ〜２１ａが解放されて水皿３０に沿い
放出される。また、これと同時に切換スイッチＳＷが第
２切換状態になり商用電源ＰＳからの交流電圧Ｖｓを給
水弁６０に付与してこれを開成する。このため、外部水
道源から給水管６１を通し水皿３０上に給水されて同水
皿３０を洗浄する。また、上述のような除氷状態への切
換に伴い、ステップ２３０ｂにてマイクロコンピュータ
１２０に入力される冷却温Ｔｃが除氷完了温度Ｔｄ（マ
イクロコンピュータ１２０のＲＯＭに記憶済み）よりも
高くなると、マイクロコンピュータ１２０がステップ２
４０にてｒＹＥＳ」と判別し、ステップ２４０ａにて駆
動信号の消滅によりトランジスタ１３０ｂを非導通にす
る。

このため、リレーコイルＲｘが消磁して各リレースイッ
チＸｂ、Ｘｄを閉成する。このとき、切換スイッチＳＷ
が上述のように第２切換状態にあるため、前記アクチュ
エータがモータＭａの駆動に応じ製氷機構を製氷状態に
復帰させる。

以上説明したように、電源周波数ｆに対応する周期τに
基き所定周期範囲Δτａ又はΔτｂとの関連にてｆ＝５
０（ｌ（Ｚ）又は６０　（Ｈｚ）と判定し、外気温Ｔｒ
を考慮して式（１）に基き製氷完了温度Ｔｘを決定し、
ｆ　＝　５０　（Ｈｚ）のときには式（２）に基きＴｘ
をＴｘａと補正し、一方ｆ＝６０（Ｈｚ）のときには式
（３）に基きＴｘｂ＝Ｔｘとし、Ｔｃ＞Ｔｘａ又はＴｃ
＞Ｔｘｂの間、製氷機構の製氷状態のもとに各小室２１
〜２１内にて製氷用水を順次冷却し、Ｔｃ≦Ｔｘａ又は
Ｔｃ≦Ｔｘｂの成立時に各角氷２１ａ〜２１ａの氷結を
完了させるようにした。

かかる場合、ｆ　＝　５０　（Ｈｚ）でのモータＭｃｐ
の回転数がｆ　＝　６０　（ｌｌｚ）のときに比べ低く
なって、ｆ・５０（Ｈｚ）でのコンプレッサの冷媒の吐
出量の割合がｆ　−６０（ｌｌｚ）のときより減少して
も、ｆ＝６０　（Ｈｚ）のときよりもｆ　＝　５０　（
Ｈｚ）のときの方がＴｘをＴ、ｓだけ高めるようにする
ので、ｆ＝５０（Ｈｚ）のときでも、ｆ　＝　６０　（
）Ｉｚ）のときと実質的に同様にステップ２３０におけ
るｒＹＥＳ、との判別を確保するに必要な製氷サイクル
の製氷能力を得ることができ、その結果、ｆ　＝　５０
　（Ｈｚ）のときでもｆ　＝　６０　（Ｈｚ）のときと
同様の品質のよい製氷が可能となる。また、Ｔｘａ、Ｔ
ｘｂの決定にあたり、ＴｘがＴｒ、の影響を考慮して決
定されるので、外気温の変動とはかかわりなく、適正な
製氷能力が電源周波数ｆに応じて確保され得る。

なお、本発明の実施にあたっては、Ｔｘ、Ｔｘａ　　Ｔ
ｘｂをｆ　＝　５０　（Ｈｚ）のときを基準に決定する
ようにしてもよい。かかる場合、例えば、式（１）での
Ｔｍをｆ　＝　５０　（Ｈｚ）における値に変更し、Ｔ
ｓを負の適正値に変更する。

また、本発明の実施にあたっては、電源周波数ｆを波形
整形器８０ｂからの矩形パルスの数に基き直接決定し、
この決定周波数を、Δτａ又はΔτｂに対応する周波数
範囲Δｆａ又はΔｆｂと比較判別してｆ　＝　５０　（
ｔｌｚ）又は６０（Ｉｌｚ）と判定するようにしてもよ
い。

また、本発明の実施にあたっては、ｆ　＝　５０　（ｌ
（２）或いは６０（Ｉｌｚ）に限ることなく、各種の電
源周波数に対し本発明を実施できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は特許請求の範囲の記載に対する対応図、第２図
及び第３図は製氷機構の作動説明図、第４図は製氷機構
のためのブロック図、第５図及び第６図は第４図の波形
整形器の入出力波形図、第７図は冷凍サイクルのための
ブロック図、並びに第８図は、第４図のマイクロコンピ
ュータの作用を示すフローチャートである。 符　　号　　の　　説　　明 １０・・・支持軸、２０・・・製氷室、３０・・水皿、
４０・・・エバポレータ、５０・・・タンク、８０・・
・波形整形回路、９０，１００・・温度検出回路、１２
０・・・マイクロコンピュータ、１３０・・・駆動回路
、Ｍ　ｃ　ｐ　、　Ｍ　ｆ　。 Ｍｐ、Ｍａ・・・モータ、Ｐ・・・ポンプ、Ｐｓ・商用
電源、Ｒｘ・・・リレーコイル、Ｘａ〜Ｘｅ・・・リレ
ースイッチ。 第１図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）商用電源からの給電に応じ回転するモータにより
   駆動されて冷媒を圧縮する圧縮手段からの吐出冷媒を蒸
   発手段を通し循環させる冷凍サイクルと、前記蒸発手段
   の製氷能力に応じ製氷用水を冷却して製氷する製氷手段
   とを備えた製氷機において、前記商用電源の電源周波数
   を判定する電源周波数判定手段と、前記製氷用水の冷却
   温度を検出する冷却温度検出手段と、前記製氷用水の製
   氷完了温度を前記判定電源周波数における適正製氷能力
   に合致する値として決定する決定手段とを設けて、前記
   製氷手段が、前記検出冷却温度を前記製氷完了温度の決
   定値に低下させるように前記製氷用水を冷却するように
   したことを特徴とする製氷機。
2. （２）外気温を検出する外気温検出手段を設けて、前記
   決定手段が、前記製氷完了温度の決定値の決定を、前記
   検出外気温を考慮して行うようにしたことを特徴とする
   特許請求の範囲第１項に記載の製氷機。