JPH02287072A - 製氷機の製氷制御方法 - 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］ この発明は、製氷機の製氷制御Ｊｊ法に関するものであ
る。

〔従来の技術］ 近年、製氷機の製氷作用もマイクロコンピュータにより
自動制御されるようになった。この従来の制御方法は、
実験・経験則等により、予め、外気温（室温）と所望蒸
発器温度（製氷完了温度）の特性式を求めておき、外気
温検出用セン号により、外気温を検出するとともに、蒸
発器温度検出用センサにより、蒸発器温度を検出し、マ
イクロコンピュータでもって、前記検出外気温から、外
気温−所望蒸発器温度特性式に基づき、所望蒸発器温度
を算出し、前記検出蒸発器温度がその所望蒸発器温度以
下になると製氷完了とするものであリ、四季を通じて所
望の氷を得ることができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

し１、かじながら、この従来の制御方法は、センクーを
２個も必要とし、その回路が複雑となるため、高価とな
る欠点がある。

また、冷凍サイクル自体の原因（排気度合、経年等）に
よる凝縮温度の変化や電源周波数の変化による冷却能力
変化を加味しておらず、それらの変化に追随できない欠
点もある。

この発明は、以トの点に鑑み、外気温変化のみならず、
凝縮温度及び電源周波数変化に関係なく、四季を通じて
所望の氷を安定して得ることができるようにすることを
目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記１−１的を達成するため、この発明は、まず、製氷
機において、その冷凍サイクルの蒸発器の所定温度幅の
降下時間と周囲温度（外気温）との間に一定の関係があ
り、さらに、その外気温が変化した際、その陣Ｆ時間と
製氷完了温度（前記所望蒸発器温度）との間に一定の関
係があることに着目したのである。

すなわち、例えば、後述の第２図で示す冷凍４ノイクル
において、冷媒にフロン１２を使用して穴径：５麺φの
氷を製造する際、蒸発器３ｂの温度が一５°Ｃから一１
０゛Ｃになるまでの温度降下時間時間Ｅと周囲温度（外
気温、室ａ）Ｔ、の関係式ｌ、５°Ｃから一１５°Ｃに
なるまでの関係式■、−５°Ｃから一２０°Ｃになるま
での関係式■、−５゛Ｃから一２５°Ｃになるまでの関
係式■を、それぞれ実験・経験則によって求めると、第
３図に示すようになる。

また、その際、その降下時間【におい“ζ、製氷完了と
なる蒸発器温度（製氷完了温度）Ｔ、７は、第４図に示
すようになる。すなわち、例えば、蒸発器温度Ｔ、が一
５°Ｃ〜−１０°Ｃになるまでに、６００秒かかったと
すると、製氷完了温度Ｔ１．、は−１６，５℃となり、
また、４５０秒かかったとすると、Ｔ　ｓ　ｎは−２０
゜０“Ｃとなる。このように、降下時間ｔが短いと、製
氷完了温度Ｔ−が低いのは、製氷度合は、冷却温度とそ
の冷却時間の積によって決定されるからと考える。

以］二のことから、外気温Ｔ、が変化すれば、蒸発器の
所定温度幅（所定温度帯ＴＮ）の降下時間ｔが変化し、
その降下時間りは製氷完了温度Ｔ　ｓ　ｎに関係するこ
とが理解できる。

すなわち、降Ｆ時間ｔから製氷完了温度Ｔ　Ｓ　１１を
決定することは、外気温ＴＩＩから製氷完了温度Ｔ、７
を決定することと等価であり、降下時間ｔは製氷完了温
度］゛ｓ６と外気温′ｒ、とを媒介する変数であること
がわかる。このため、外気温”ｒ、に関係なく、所定温
度帯ＴＮ、の降下時間ｔを測定し、その、陣Ｆ時間【で
もって、製氷完了温度Ｔ−を決定し、その温度゛ｒ、７
に蒸発器温度１゛、が達した時に、製氷完了とすればよ
い。

したがって、この発明は、上記の点に着目し、圧縮機、
凝縮器、減圧器及び蒸発器からなる冷凍サイクルを備え
た製氷機を制御するに際し、前記冷凍サイクル作動中の
前記蒸発器の所定温度を基準とし、その基準温度Ｔ、。

から負方向に所定温度幅で所要数ｎの測定温度帯ＴＮを
測定し、前記基ｔｓｉ度Ｔ１゜から前記測定温度帯ＴＮ
の最低温度に至るまでの温度降下時間ｔと製氷完了の蒸
発器温度Ｔ。との関係式を予め導出しておき、製氷作用
において、前記蒸発器の温度Ｔ、を測定し、その温度Ｔ
１が前記基準温度′ｒ、。となった時から前記各測度温
度帯ＴＮまでの温度降下時間ｔを測定し、その各測定温
度帯ＴＮまでの前記関係式（１，Ｈ・・・・・）からそ
の温度降下時間りに対応する製氷完了蒸発器温度Ｔ、を
算出し、その算出温度Ｔ　％　１１が、その算出した関
係式の測定温度帯ＴＮ、のつぎの２つの測定温度帯ＴＮ
、、。１及び’Ｔ’Ｎ、、！内のどちらかに入るまで、
前記温度降下時間ｔによる製氷完了蒸発器温度Ｔ　ａｌ
ｌの算出を繰返し、１１１１記つぎの測定温度帯ＴＮ、
、、又はＴＮ、、、に入った時、その算出温度Ｔいをこ
の製氷作用における製氷完了蒸発器温度Ｔ、とし、その
温度Ｔ、に、前記蒸発器の測定温度Ｔ、がなったとき、
製氷完了とするようにしたのである。

蒸発器の所定（基準）温度１′、。は、水温に影響され
ずに蒸発器の降下時間ｔが安定する値とし、例えば、〜
５°Ｃとすれば、給水がどんな温度でも、５°Ｃのとき
には、０゛Ｃ近くになって一定し、その後は、外気温Ｔ
８、冷凍サイクルの凝縮温度、電源周波数変化に３１っ
て降下時間ｔ、が決定される。

所定温度ＩＴＮは、狭ｉ」れば、狭いほど精度が増すが
、温度検出センサー（温度計）の精度を考慮して適宜、
例えば、５°Ｃ間隔とする。また、その置数、は、蒸発
器の製氷時の降下温度及び前記温度帯幅によって決定さ
れるが、冷媒にフロン１２を使用した場合には、降下温
度は］２５°Ｃ位が適当のため、５“Ｃ間隔とすれば１
．、−４となる。

製氷完了の算出温度Ｔ　Ｉ　Ｍが、つぎの測定温度帯Ｔ
Ｎ、、、又はＴＮ、、オ内のどちらかに入るまで、算出
を繰返すのは、測定する温度幅を広く取れば取るほど神
々の外乱を吸収でき、正値な製氷完了温度Ｔ。を選択で
きるからである。

なお、製氷完了温度Ｔ、には、実施例のごとく氷の穴径
を決定する情報Ａ等を加味することができる。

（実施例］ 第２図は、この発明の方法によって制御ｉＩされる一般
的な水／冷媒回路で構成された上向噴流式製氷機の冷凍
サイクルの一例を示すもので、貯水庫（図示せず）の−
ｈ部に水皿１と一体に回動可能に構成された製氷水タン
ク２が設置されており、この製氷水タンク２は製氷運転
時には図示実線の上昇位置にあって製氷皿３に当接し、
脱水運転時には開示鎖線の下降位置にあって製氷皿３か
ら離れるように水皿駆動モータＲＭ（図示せず）によっ
て駆動される。この駆動は、水皿１の位置検出をする切
換スイッチ（図示せず）により行われる。

製氷皿３は、開口を下方に有する多数の製氷小室３ａお
よび蒸発器３ｂを有しており、製氷小室３ａの開口を水
皿１で閉じた後、循環ポンプ１２により、製氷水タンク
２の製氷用水を水皿１に揚水し、その製氷用水を水皿１
に設けられた小孔を通して、同図点線のごとく各製氷小
室３ａに噴水すると、製氷小室３ａの内壁に徐々に第５
図に示す氷ａ（図は製氷時と天地が逆）が成長する。

蒸発器３ｂによる製氷皿３の冷却は、圧縮機５で圧縮さ
れた高温高圧の冷媒ガス（フロン１２）が凝縮器６にお
いて凝縮ファンモータ７により冷却液化され、キャピラ
リチューブ８によって膨張した後、蒸発器３ｂに送られ
、その液化冷媒ガスは蒸発器３ｂを通る間に蒸発し、製
氷皿３から蒸発熱に相当する熱を奪って気化して、圧縮
機５に戻る冷凍サイクルによって行う。

蒸発器３ｂにはその温度検出用のセンサ４が付設されて
おり、この測定温度Ｔ１に基づき、後述の制御ｎ方法に
よって、製氷完了温度Ｔ、が決定され、その温度Ｔ、に
測定温度Ｔ１が達すると、脱氷運転に移行する。

この脱水運転は、まず、温度検出用センサ４の検出信号
により、水皿駆動モータＲＭが駆動して水皿１および製
氷水タンク２が下降し、下縫位置で前記水皿駆動モータ
ＲＭが切換スイッチを動作させて停止すると、バイパス
通路９に設けられたホットガス弁１０が開放し、圧縮機
５からの高温高圧の冷媒ガスがバイパス通路Ｓを経て蒸
発器３ｂに送られ、製氷皿３を加熱する。また、それと
同時に給水弁１１が開放し、給水弁１１から製氷皿３及
び水皿１に融氷水が導かれてへばりは氷の融解を行い、
この融氷水は、次の製氷運転のための製氷用水として製
氷水タンク２内に貯えられる。

この加熱及び給水により、製氷小室３ａ内の氷ａは、そ
の周囲が解けて製氷皿３から離れて貯水庫に落下収納さ
れる。

蒸発器温度検出用センサ４が脱水完了温度を検出すると
、前記水皿駆動モータＲＭが逆回転し、水皿１及び製氷
水タンク２が上昇し、ｍＷ位置で前記水皿駆動モータＲ
Ｍが切換スイッチを動作させて停止すると同時にホット
ガス弁ｆＩＯ及び給水弁１１を閉止し、次の製氷運転に
入る。

以上の作用は、製氷終了制ｊ１、すなわち製氷完了温度
Ｔ、の決定以外、実公昭６２−Ｑ４９１号公報等に記載
の公知技術と同一であり、つぎに、この発明の特徴であ
る製氷終了制御について説明する。

まず、第４図に示すように、温度帯ＴＮに対応する温度
降下時間ｔと製氷完了温度Ｔ　ｓ　ａの関係式を、実験
・経験則により決定する。この関係式ドｎ’、ｉｔ’、
ｒｖ’は、第５図に示す氷ａの穴すが５謔φの場合であ
り、各関係式から得られた製氷完了温度１゛１いを、所
要温度Δ高めれば（例えば、製氷完了温度Ｔいが一２３
°Ｃの場合、−２３°ＣからΔ：２°Ｃ高めて一２１°
Ｃとすれば）、氷ａの成長を早く止めることとなって、
穴すの径が大きくなり、逆に、所要温度Ａ低めれば、氷
ａの成長を長びかせることとなって、穴すの径が小さく
なる。

この所要温度Ａは、実験・経験則によって適宜に選定す
る。

したがって、製氷に際しては、制御器Ｃに、Ｅ記関係式
１′〜■′を記憶させるとともに、温度Ａ情報を入力し
たのち、製氷を開始する。製氷が開始され、蒸発器３ｂ
の温度が、−５℃になると、計時が開始され、−１０°
Ｃまでの降下時間ｔが測定される。この測定イ直に基づ
き、前述のようにして製氷完了温度Ｔ　ｓ　ｍを算出し
、その温度Ｔ、、かつぎの温度帯ＴＮ、、、、ＴＮ、、
□のどちらかに入るまで、その算出を繰り返して、製氷
完了温度Ｔ　ｓａを決定する。

この製氷完了温度”Ｉ”ｓ、、が決定すれば、その温度
Ｔｓｎに温度Ａ情報を加えた埴Ｔｓに、センサ４からの
測定値Ｔ、がなるまで冷却を続け、その温度Ｔｓになる
と、製氷作用を停止Ｌシて、１Ｎｆｆ述の脱水作用に移
行する。以」−のフ１．１−チャー］・金弟１し１に示
す。

〔発明の効果］ この発明は、以トのように構成し、外気温、凝縮温度及
び電源周波数の変化に対応する蒸発器降下温度時間によ
って、製氷完了温度を決定するようにしたので、外気温
、凝縮温度及び電源周波数が変化しても所望の氷が四季
を通じて得られ、年間無調整で安定した正確な製氷を行
うことができる。

また、外気温補正用センサが不要なため、回路も簡略化
され、安価な製品を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る製氷機の製氷制御方法の一実施
例のフローチャート、第２図は同実施例の」１間噴流式
製氷機の概略図、第３図及び第４図は、温度降下時間と
周囲温度及び製氷完了温度とのそれぞれ関係図、第５図
は実施例で製遺した氷の斜視図である。 １・・・・・・水皿、　　　　　　　２・・・・・・製
氷水タンク、３・・・・・・製氷皿、　　　　　　３ａ
・・・・・・製氷小室、３ｂ・・・・・・蒸発器、 ４・・・・・・蒸発器温度検出用センサ、５・・・・・
・圧縮機、　　　　　６・・・・・・凝縮器、７・・・
・・・凝縮ファンモータ、９・・・・・・バイパス通路
、１０・・・・・・ホントガス弁、　　１１・・・・・
・給水弁、Ｃ・・・・・・制御器、　　　　　　ａ・・
・・・・氷、ｂ・・・・・・穴、　　　　　　　Ｔ、・
・・・・・蒸発器温度、Ｔ１゜・・・・・・基準温度、 Ｔｓｎ、Ｔｓ・・・・・・製氷完了温度（’ｉ発器温度
）、Ｌ・・・・・・温度降下時間。 Ｔ宵 第３図 特許出願人　　大和冷機工業株式会社 ８００　９００　　＋０００　ＩＩυＩＩ　ｌ１ＩＪＬ
Ｉ　ＬＭυ＋１　＋４Ｕｕ温度陣下時間１ｓｅｅｌ 同　代理人　　　鎌　　　１）　文 第１図 第２図 １．１ 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）圧縮機、凝縮器、減圧器及び蒸発器からなる冷凍
   サイクルを備えた製氷機を制御するに際し、前記冷凍サ
   イクル作動中の前記蒸発器の所定温度を基準とし、その
   基準温度から負方向に所定温度幅で所要数の測定温度帯
   を決定し、前記基準温度から前記測定温度帯の最低温度
   に至るまでの温度降下時間と製氷完了の蒸発器温度との
   関係式を予め導出しておき、製氷作用において、前記蒸
   発器の温度を測定し、その温度が前記基準温度となった
   時から前記各測度温度帯までの温度降下時間を測定し、
   その各測定温度帯までの前記関係式からその温度降下時
   間に対応する製氷完了蒸発器温度を算出し、その算出温
   度が、その算出した関係式の測定温度のつぎの２つの測
   定温度帯内のどちらかに入るまで、前記温度降下時間に
   よる製氷完了蒸発器温度の算出を繰り返し、前記つぎの
   測定温度帯に入った時、その算出温度をこの製氷作用に
   おける製氷完了蒸発器温度とし、その温度に、前記蒸発
   器の測定温度がなったとき、製氷完了とする製氷機の製
   氷制御方法。