JPH043868A - 製氷機の運転制御装置 - 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】 （イ）産業上の利用分野 本発明は製氷機の製氷運転制御装置に関する。

（ロ）従来の技術 多数の製氷小室を有した製氷部材（冷却器）を冷却する
と共に、この製氷部材に製氷用水を＠環し、製氷を行う
製氷機が広く使用されている。一般にこの種の製氷機は
製氷部材に製氷用水が氷結して製氷が行なわれる製氷サ
イクル（行程）と製氷後、この製氷部材をホットガス等
により温度上昇させて、できた氷を製氷部材から脱しさ
せる離氷サイクル（行程）とを１製氷部作サイクルとし
て繰り返し動作して製氷運転を続行している。この場合
、製氷能力は、製氷機の稼働する環境条件に大きく左右
される。その顕著たるものは製氷機外の外界温度である
。例えば夏季にあっては、一定の製氷時間内で形成され
る氷はその厚みが冬季の場合より薄くなってしまう。

そこで、外界の温度によって、パルス幅が変わるパルス
を所定パルス計数することで製氷時間が調整できるよう
にして、一定の形状、厚みの氷が作れるようにした製氷
機が実開昭５７−１９５０７９号公報に開示するごとく
提案されている。

（ハ）発明の解決しようとする課題 ところで、上記公報等に開示する製氷機において、製氷
行程の当初には、給水行程が含まれると共に、製氷部材
（冷却器）を循環する製氷用水が氷として成長するに十
分な冷却温度（０℃）に製氷部材（冷却器）がなるよう
に予冷行程が実施されている。

従って、予冷を終えて、本格的な製氷運転行程に入るよ
うな動作となる訳であるが、予冷運転の終了は、製氷部
材（冷却器）の温度を検出する冷却センサーで制御し、
所定の冷却温度（０℃）を検出すると予冷運転を終了さ
せ、その後前述した周囲温度等に応じて定まる製氷時間
に基く製氷行程が実行される。ここで、製氷時間は、冷
凍系の凝縮温度もしくは圧力を検出するセンサーを設け
、このセンサーからの検出々力を基にして、演算々出さ
れる。又製氷時間の制御はタイマー制御等の手段を用い
て行なわれる。

このように、冷却センサーあるいはタイマー制御により
予冷と製氷の行程をスムーズに遂行するが、これらの行
程の移行は、冷却センサーよりの出力発生、製氷時間の
経過時点を基とするので、冷却センサーが正常の前提の
もと、仮りに冷媒ガスのリーク等があり、冷凍系に異常
があってなかなか予冷温度（０℃）にまで製氷部材が下
がらず氷ができないような状況にあったとしても、冷却
センサーからの出力が無いので製氷運転を続けてしまう
不都合がある。

また、給水時に、フロートスイッチ等の誤作動等で製氷
用水を貯めている水タンクの水量不足や、製氷用水の循
環水路のゴミ詰り等で製氷部材への製氷用水の供給不足
を基因として、製氷行程中に過冷却状態が発生しても、
製氷時間を経過するまで製氷運転を続行し、冷凍系機器
に過負荷を強いる等の欠点がある。

上記のような問題点を回避する手段が、従来講じられて
いなかった。

本発明は以上のような問題点に鑑みて成されたもので異
常時にそれに適切に対応し、かつ全体として効率的な製
氷運転も確保できるように図った製氷機の運転制御装置
を提供することを目的とする。

（ニ）課題を解決するための手段 本発明は複数の製氷小室を有した冷凍系の冷却器に製氷
用水を循環させて氷結させる製氷行程と、製氷小室より
脱氷させる離氷行程とを１サイクルとして繰り返し、前
記製氷行程は、給水行程を経て前記冷却器を予冷する予
冷運転行程と、その後、冷凍系の凝縮温度もしくは圧力
に応じて定まる製氷時間に基づき、更に冷却を続行する
製氷運転行程とを含む製氷機において、 前記冷却器の温度を測定し、予冷運転行程の終了と判断
し得る予冷終了温度と、製氷運転行程の過程で過冷却状
態であると判断し得る過冷却設定温度とを検出可能な冷
却センサーと、該冷却センサーが、一定時間内に予冷終
了温度を検知しない時一切の運転を停止すると共に、そ
の異常状態を報知する異常処理手段と、前記冷却センサ
ーが過冷却設定温度を検知したのに基づいて前記離氷行
程に移行する運転処理を行なわす制御手段を備えたもの
である。

（ホ）作用 冷凍回路が正常であれば、一定時間内に製氷部材である
冷却器が予冷温度（０℃）となるのに、冷却センサーか
らの出力がその時間内に検出されず、予冷温度にまで下
がらない状況が発生した時は、異常と判断し、製氷機の
動作を完全に停止すると共に、異常を適宜な報知手段で
報知する。

また、過冷却設定温度を設定し、正常な製氷行程ならば
製氷時間中に、過冷却設定温度を下回る冷却器温度とは
ならないが、仮に冷却センサーが過冷却設定温度以下を
検出した時はこれに基づいて製氷行程を中断し、離水行
程に移り、再度、給水→製氷→離氷を行なわせる。

（へ）実施例 以下１本発明の実施例を図面に基づいて説明する。実施
例では第１図に示す逆セル型製氷機に本発明を適用した
場合に付き説明する。

先ず、第１図において、製氷機は下向きに開口した多数
の製氷室ＩＡを有し、土壁外面に冷凍系の蒸発パイプ２
を配設した冷却器１と、各製氷室ＩＡを下方から十分余
裕をもって閉塞し、表面には各製氷室ＩＡに対応する噴
水孔３及び戻り穴４を形成した水皿５と、該水皿５に固
定され戻り穴４に連通ずる水タンク６と、水タンク６内
の水を送水管７、更に分配管８を経て噴水孔３から各製
氷室ＩＡへ循環せしめる循環ポンプ９と、水皿５を傾動
及び復動せしめる正逆回転可能な減速モータ１０を含む
駆動袋Ｍ１１と、給水弁１２が開いたとき水皿５の表面
に散水する散水器１３と、水タンク５の底部に連通した
フロートタンク１４Ａ内のフロート１４Ｂによって水位
スイッチ１４Ｃを作動し、水タンク６の所定水位を検出
する水位検出装置１４等にて構成されている。而して支
持梁１５に固定した取付は板１６に支持した前記減速モ
ータ１０の出力軸に相互が逆方向に延出した第１及び第
２のアーム１７Ａ及び１７Ｂを有する即動カム１７を連
結し、該カム１７の第１のアーム１７Ａの端部に取付け
たコイル発条１８の他端を水皿５の側部に連結し、水皿
５の後部は回動軸１９に支持している。また、２０は減
速機構付の駆動モータ１０の正転により反時計方向に回
転する即動カム１７の第２のアーム１７Ｂによって切換
えられ、即動モータ１０への通電を断って水皿５を所定
の傾斜開放位置に停止せしめ、駆動モータ１０の逆転に
より時計方向に回転する駆動カム１７の第１のアーム１
７Ａによって切換えられ、能動モータ１０への通電を断
った水皿５を所定の水平閉塞位置に停止せしめるシーソ
ー式の切換スイッチである。３０は給水管３１に接続し
て散水温度を検出するサーモスタット方式の水温検出装
置である。また水タンク６が傾動した時に、その中に残
留する水の水位線をＸで示している。なお、製氷機には
上述した構成部の他に、図示しないが以下の装置部分を
具備している。すなわち、製氷室ＩＡを冷却するための
コンプレッサー（ＣＯＭＰ）やファンモータ（ＦＭ）、
および凝縮器等から成る冷凍ユニットと、脱氷時に製氷
室を温めるホットガス（ＨＧ）の供給、停止を成すホッ
トガス弁（ＨＧ弁）等である。

ところで、上記構成の製氷機の製氷動作は基本的に製氷
行程と離氷行程とを１サイクルとして繰り返すものとな
っている。厳密には製氷行程の前段に給水行程が実行さ
れ、又、製氷行程の初期には、製氷室ＩＡをＯ℃程度迄
に冷却する予冷行程が組み入れられている。

次に各行程に付き、第１図と関連させて説明する。水皿
５が製氷室ｌ＾の下方を閉塞した時点で、離氷行程が終
了する。次に、給水弁１２が通電開成され水タンク６へ
の給水が行なわれ給水行程が開始される。給水行程の途
中で循環ポンプ９が運転され、その後水タンク６が所定
水位（満水）になると水位検出装置１４が作動して給水
弁１２を閉じ、給水行程が完了する６次に、製氷行程が
開始する。

水タンク６内の水は噴水孔３→製氷室ＩＡ→戻り孔４→
水タンク６内の経路で循環送水されでおり、コンプレッ
サーモータも運転されているため、冷却器１の冷却を行
なっている。然し、製氷行程開始初期は冷却器１の温度
は高く、予冷終了温度（例えば０℃）に到っていない。

従って、冷却器１をＯ℃程度に下げる予冷が実行される
。ここで、冷却器１の温度を検知すべくその表面に冷却
器センサー３２が装着されていて、０℃を検出すると、
予冷行程を終える。この予冷行程は普通ＩＯ分程度であ
る。

しかし、１０分を経過しても、冷却センサー３２が０℃
を検出しない時は、正常な冷却動作が行なわれていない
ことが想定される。例えば、冷媒ガスのリーク等があっ
て冷却不足の異常事態等が考えられる。よって、この冷
却センサー３２を用いて、所定時間（１５分）内に、冷
却センサー３２よりの０℃検出の出力が有るか無いかで
、冷凍系回路の異常状態の判定を行なわせる。

こうして、所定時間（１５分）内に０℃が検出されれば
、予冷行程を終え、引き続き冷却運転は続行して、本格
的な製氷運転行程となり、０℃とされた冷却器１によっ
て、循環送水はその製氷室ＩＡに氷を除々に成長させて
行く。この場合、製氷室ＩＡに一様に氷ができるのに掛
る製氷時間は冷媒の凝縮能力に大きく関係する。すなわ
ち冷媒の凝縮温度もしくは凝縮圧力によって冷却能力が
変化し、その値に応じて製氷時間を長く或いは短く調整
する。

そこで、コンプレッサー、凝縮器、冷却器等から成る冷
媒回路において、前記凝縮器の冷媒出口側パイプの表面
に凝縮温度もしくは圧力を検出するセンサー（凝縮器セ
ンサーと便宜上称する）を設け、また、このセンサーの
検出出力に基づいて算出される製氷時間を計数する製氷
タイマーを設けることで、製氷時間の調整を行なって、
製氷室ＩＡには均一に製氷されるように制御する。この
間の行程は１５分程度、普通費やされる。

そして、製氷室ＩＡに噴水して、循環送給する製氷用水
が流量不足とならず製氷行程中続く正常時には、この製
氷行程時間（１５分）中に冷却器温度は一１８℃程度と
なっている。しかし、仮りに、水タンクに所定水量無く
、製氷用水が循環したり、循環水路にゴミ詰まり等があ
って製氷用水の循環流量不足なる時は、冷却器は前述の
一１８℃を下回る過冷却状態に陥り、冷凍機等を始め、
周辺装置に過負荷を強いて好ましくない。

従って、このような過冷却状態を検知し、異常な運転を
続行させないような対応手段を設ける。

そのため、過冷却設定温度（例えば−２５℃）を設定し
、この温度を冷却器センサー３２で検知させ、製氷運転
に係る正常な冷却か過冷却かの判定を行なわせる。

冷却センサー３２で、製氷時間（１５分程度）内に過冷
却温度（−２５℃）の事態が検出されず、正常な場合は
、製氷行程を終了させて離氷行程に移る。

離氷行程では、循環ポンプ９を停止し、即動モータ１０
を正転させて水皿５を下方へ傾動させ開かせる。これと
同時にホットガス弁を開いて製氷室ＩＡを加温し、角氷
を製氷室ＩＡより脱落させる。又、同時に給水弁１２を
開き、水皿５上に散水器１３より散水をさせて水皿５に
残氷しないようにする。水皿５が最大限に開いた後、前
記冷却器センサー３２にて冷却器１の温度が設定温度、
例えば９℃を検出した時点で、再び駆動モータ１０を逆
回転させて水皿５を閉じさせる。この水皿５の閉じた時
、離氷行程は終了する。離氷行程に掛る時間は、普通３
分〜４分程度となる。

以上のようにして、製氷室を有した冷却器に取り付けら
れて、その冷却温度を検出する冷却センサー３２にて、
予冷終了温度（０℃）を所定時間内に検出することを条
件として、予冷を終えて本格的な製氷行程へと移り、又
、製氷行程が過冷却設定温度（−２５℃）を冷却センサ
ー３２が検出しないうちに終了することを条件として、
離水行程へと移らせて、製氷機の運転制御を行っている
。

上記の如き制御を基本として次に本発明の特徴とする制
御に対いて説明する。

本発明の制御の特徴は製氷行程の当初行なわれる予冷行
程で、その所定時間に冷却センサー３２が予冷終了温度
（０℃）を検出しない事態が連続して複数回続く時、異
常と判断し、製氷機動作を完全停止し、またその異常を
報知する。一方、予冷行程以降の製氷行程に於いても、
冷却センサーにて過冷却が検出される事態が連続すると
、異常と判断して、完全停止する。しかし、所定回数に
達しない場合は、完全停止はさせず、離氷行程へと移り
、再度給水→製氷→離氷と行なわせて、運転効率を高め
る。

上記制御に関し、第２図のフローに従い説明する。給水
を開始し、水皿満水か否かの判断４０を行い、満水とな
るまで（Ｎｏ）給水を続行し、満水となると（ＹＥＳ）
冷却器センサーが予冷終了温度（０°Ｃ）を所定時間内
に検出するか否かの判断を判断４１と判断４２で行う。

判断４１と４２で、１５分以内に０°Ｃとなれば、製氷
タイマをスタートさせる処理４３を実行する。判断４１
での４２でＹＥＳとなると回数が所定数（４回）か否か
判断４４で判断する。換言すると１５分×４回＝６０分
の所定時間と判断された場合（ＹＥＳ）は、異常、即ち
冷凍系の故障と判断し、予冷行程が順調に進んでいない
から製氷運転を続けることは適切でないので、製氷停止
の処理４５をすると共に、異常状態を警告ブザー、ラン
プ等で表示する処理４６を行い、製氷機の運転を一部ス
トップする。

一方、製氷タイマーをスタートさせ、製氷タイマーがカ
ウントアツプするまでの時間、すなわち製氷時間（２０
〜３０分程度）程度、冷却器センサー３２が過冷却設定
温度（−２５℃程度）以下を検出することの事態が所定
回数（５回）を超えて発生するか否かの判断を判断４７
と判断４８で行う。

−回も過冷却を検出しないで、製氷タイマーがカウント
アツプする時は、判断４９がＹＥＳとなり、離氷行程の
処理５０と給水行程の処理５１とを順次実行して正常な
製氷運転を行う。

しかし、過冷却を５回連続で数える事態となると、製氷
用水の循環量不足と基因とする過冷却異常事態の発生で
あると判断４８は判断して、前述と同様に製氷停止の処
理５２と異常事態表示の処理５３を実行し、又、−切の
運転をストップする。なおこの時、警告ブザーの音色を
変えたり、警告ランプを別にする等の手段を構すると、
前述の冷凍系の異常との識別も可能となる。ところが、
判断４７．４８で過冷却が検出されても、５回までも続
くほど検出されない状況の時（この時は３０秒以下の過
冷却状況）は、突発的に起きた偶然現象であり、再び正
常に回復することもあり得るのでそのような時は判断４
８のＮｏにより、製氷行程を中断し、離氷行程を強制的
に実行させ、水皿５を開き、復動して閉じる離氷行程の
処理５０と再び最初から給水行程実行させる処理５１を
行なわせる。そして再び判断４０から始まるフローを実
行させる。

（ト）発明の効果 以上のように、水皿が満水になってから、製氷運転を開
始し、その当初において冷却器が製氷用水を氷結させる
に十分な予冷温度とした後、外的温度条件等をも加味し
た製氷時間に基づく製氷行程を実施して、その後、離水
行程を行う一連の行程を繰り返すよう成した製氷機に於
いて、予冷温度を感知する冷却センサーが一定時間内に
予冷温度を検出しない時は、冷凍系が異常であると判断
することを可能として、運転の停止とその報知をするよ
うに構成したので、従来、冷却器センサーの温度が何時
迄経っても下がらず、水ができないような状況でも製氷
運転は続いて、無駄な動作を行っていた不都合が防止で
きる。

また、製氷行程中においても、冷却センサーによって過
冷却設定温度を下回る状況が検出された時は偶然的事象
が考えられるので、Ｉｉ水行程に移行し、運転能率を高
める等のきめ細かい制御を可能とする等、その工業的価
値は大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施する製氷機の一部を破断した側面
図、第２図は本発明の運転制御に係る動作フロー図であ
る。 １・・・冷却器、ＩＡ・・・製氷室、５・・・水皿、６
・・・水タンク、３２・・・冷却器センサー 第２図 代理人　弁理士　　紋　１）　誠

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数の製氷小室を有した冷凍系の冷却器に製氷用
   水を循環させて氷結させる製氷行程と、製氷小室より脱
   氷させる離氷行程とを１サイクルとして繰り返し、前記
   製氷行程は、給水行程を経て前記冷却器を予冷する予冷
   運転行程と、その後、冷凍系の凝縮温度もしくは圧力に
   応じて定まる製氷時間に基づき、更に冷却を続行する製
   氷運転行程とを含む製氷機において、 前記冷却器の温度を測定し、予冷運転行程の終了と判断
   し得る予冷終了温度と、製氷運転行程の過程で過冷却状
   態であると判断し得る過冷却設定温度とを検出可能な冷
   却センサーと、該冷却センサーが、一定時間内に予冷終
   了温度を検知しない時一切の運転を停止すると共に、そ
   の異常状態を報知する異常処理手段と、前記冷却センサ
   ーが過冷却設定温度を検知したのに基づいて前記離氷行
   程に移行する運転処理を行なわす制御手段を備えたこと
   を特徴とする製氷機の運転制御装置。