JPH043869A - 製氷機の運転方法 - 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】 （イ）産業上の利用分野 本発明は製氷機の製氷運転方法に関する。

（ロ）従来の技術 多数の製氷小室を有した製氷部材を冷却すると共に、こ
の製氷部材に製氷用水を循環し、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製氷サ
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の温度である。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
界の温度に基づいて製氷時間をタイマー装置により自動
的に可変できるようにして、一定の氷厚の製氷が成せる
ようにした製氷機を本出願人において提案している。

（特公昭５９−３４９３８号公報）。

（ハ）発明が解決しようとする課題 ところで、上記公報に開示する制御装置において、水皿
の開閉を検知する前記アクチエータスイッチ等に異常（
故障）があった場合には、減速機モータが一定方向に回
転し続け、水皿を支持しているバネがからみ付く等の異
常事態が発生し、その周辺装置を破壊する虞れがあった
。従って、このような事態を回避する対向手段の設置が
必要となる。従来では水皿の傾動状態を検知する位置検
出スイッチ等を別途に設け、その出力信号を処理する回
路等を付加する等して対応しており、構成要素の増加、
複雑性、コストアップを強いられていた。

また、使用地域の電源周波数が異なると、製氷能力が変
化する。すなわち、コンプレッサーの能力が電源周波数
に深く関わり、周波数が高いほど大きくなる。例えば５
０Ｈｚと６０Ｈｚ地域では後者の方が大となる。そこで
、コンプレッサーの製氷能力の変化に応じて当然製氷時
間の調整を行う必要となり、従来では製氷時間を管理し
ているタイマー装置をボリューム等の調整により設定変
更していた。

本発明は、上記のような問題点に鑑み成されたもので、
特に、減速機モータの回転スピードが電源周波数によっ
て違っても、その電源周波数を自動的に検出し、減速モ
ータのフェイルセーフタイムを算出し、確実なフェイル
セーフ機能を発揮できるようにした運転方法を得ること
を目的とするものである。

（ニ）課題を解決するための手段 本発明は下向きに開口する多数の区画された製氷室を有
する冷却器と、各製氷室を下方から閉塞する水皿と、水
皿を傾復動させるために設けられた正逆転可能な減速機
モータおよび水皿の閉じ切った状態、開き切った状態に
応じて切換作動し、減速機モータを反転動作させる切換
スイッチとを含む駆動装置と、製氷用の水を前記各製氷
室へ循環する循環ポンプとを備え、前記水皿が前記製氷
室を閉塞する水平状態となり、この製氷室に前記循環ポ
ンプによる循環送水をさせて、製氷運転を所定時間行う
製氷行程と、水皿が傾動して開き、脱水を行いその後復
動する製氷行程とを製氷動作の一サイクルとして繰り返
す製氷機の運転方法において、電源周波数を検出し、そ
の電源周波数に応じて自動的に前記減速機モータの過回
動を制止するのに必要となる減速機モータのフェイルセ
ーフ時間をそれぞれ設定し、このフェイルセーフ時間内
に前記アクチエータスイッチの反転動作が無い場合に、
前記減速機モータを停止し、その異常報知を行うように
制御するものである。

（ホ）作用 水皿を傾復動させるために、減速機モータの回転を停止
させるアクチエータスイッチが故障となっても、減速機
モータがそれぞれの電源周波数に応じて算出されるフェ
イルセーフ時間によって制御され、アクチエータスイッ
チが切換わらず、フェイルセーフ時間を超えるようであ
ると減速機モータは強制的に回転中止となる。

（へ）実施例 以下、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に連通する水タンク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機モータ１０およ
び減速機モータの切換タイミングを決める切換スイッチ
（後述する）等を含む即動装置１１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
する駆動カム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は減速機構付の減速機モータ１０の正
転により反時計方向に回転する駆動カム１７の第２のア
ーム１７Ｂによって切換えられ、減速機モータ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
、減速機モータ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１７Ａによって切換えられ、
減速機モータ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アクチエータスイ
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
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（ＩＩＧ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
行程と製氷行程とを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ＩＡの下方を閉塞した時点で、製氷行程が終
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。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の経路で循環送水されており、コン
プレッサー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、製氷室ＩＡに噴き上る水を氷に成長させる温度
（０℃以下）に到っていない。従って、冷却器１を０℃
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３２（第１図参
照）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１０分程度である。０℃以
下とされた冷却器１によって、循環送水はその製氷室Ｉ
Ａに氷を徐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（凝縮器セン
サと便宜上柱する）を設け、このセンサの検出出力に基
づいて製氷時間の調整を行なって、製氷室１Ａ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。而るに、製氷時間は、外的な温度
条件の他にコンプレッサー自身の出力にも大きく係る。

その出力は電源周波数に依って変化し、周波数が高いと
大きく、低いと小さいものとなる。よって電源周波数に
応じて製氷時間の調整も必要となる。

すなわち、凝縮温度、圧力が一定とするならば。

電源周波数の大小によって依存することとなる。

本実施例では、この電源周波数の違いも加味した、製氷
時間が自動的に選定されるように成して、より望ましい
製氷運転を実行するように構成している。その詳細は後
述する。こうして製氷行程が終了すると、製氷行程に移
る。

製氷行程では、循環ポンプ９を停止し、減速機モータ１
０を正転させて水皿５を下方へ傾動させ開かせる。これ
と同時にホラ１−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上に離散器１３よ
り散水をさせて水皿５に残氷しないようにする。

水皿を最大限開かせた時点でアクチエータスイッチ２０
は、第２のアーム１７Ｂによって、第１図に示す右端位
置から左端位置に押圧移動させられて減速機モータ１０
を停止するようスイッチ作動する。そして、水皿５が最
大限開いた状態で、前記冷却器センサ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
減速器モータ１０を逆回転させて水皿５を閉じる方向に
復動させ、この水皿５が水平となって冷却器１下面を閉
塞するようになると、第１のアーム１７Ａがアクチエー
タスイッチ２０を右端位置から図示する如く右端位置に
と抑圧移動させて、スイッチ作動し、減速機モータ】Ｏ
を停止させる。

こうして、この水皿５の閉じた時、製氷行程は終了する
。製氷行程に掛る時間は、普通３分〜４程度度となる。

以上のようにして、冷媒回路の凝縮温度もしくは圧力を
検出するセンサにて製氷時間を調整し、また製氷室を有
した冷却器に取り付けられて、その冷却温度を検出する
センサ３２にて離水行程を終了させる製氷機の運転制御
が成されている。而るにこの水皿５の開閉動作において
、アクチエータスイッチ２０が故障であると、減速機モ
ータ１０は回り続はコイル発条１８を不必要に伸び切ら
せたり、減速機モータ１０の回転軸にからみ付く等とな
り最悪の場合１周辺装置を破壊しかねない。

本発明は、このような異常事態を防止すべく、減速機モ
ータ１０の作動時間をタイマー制御し、成る設定時間内
にアクチエータスイッチ２０の切換り作動が無い場合は
、アクチエータスイッチ２０の故障と判断し、減速機モ
ータｌＯを回転中止とすると共に、その異常を報知させ
ることを特徴としている。この場合、減速機データ１０
の回転スピードは電源周波数によって異なるので（５０
Ｈｚの場合より６０Ｈｚの方が回転スピード早くなる）
、タイマー等で制御される設定時間を周波数に応じて変
更設定する。

一例として、５０Ｈｚの場合の回転スピードなら５０秒
で、６０１−１ｚの場合は４０秒でそれぞれアクチエー
タスイッチ２０を切り換えることとし、その回転時間（
５０秒、４０秒）に１０秒はど上乗せした安全保護時間
、すなわち減速機モータフェイルセーフタイムを６０秒
、５０秒と設定することで、同フェイルセーフタイム時
間以上回転を続けた場合、オーバーランした訳で、異常
と判断して停止させる。上記した水皿開閉用の減速機モ
ータの安全保護をする特徴ある制御を含んで製氷運転す
る全体の制御動作のフローを第２図に示す。

次に同フローに従い説明する。

電源周波数が５０１（ｚか否かを判断４０で判断し、５
０Ｈｚの場合（ＹＥＳ）、減速機モータのフェイルセー
フタイマに６０秒をセットする処理４１と、製氷タイマ
時間に５０Ｈｚ用を選択する処理４２を実行する。

一方、電源周波数が６０Ｈｚの場合（ＮＯ）、減速機モ
ータのフェイルセーフタイマに５０秒をセットする処理
４３と、製氷タイマ時間に６０Ｈｚ用を選択する処理４
４を実行する。

ここで、製氷タイマ時間は後述するように、凝縮温度に
応じてその都度定まる１パルス輻当りの製氷単位時間を
１０２４パルスカウントした合計時間として演算算出さ
れるものである。そして、この製氷単位時間データの中
には、電源周波数の差違によって変わるコンプレッサー
モータの製氷能力の違いが盛り込まれている。すなわち
、５０１１ｚ用と６０１（ｚ用とに正分され、そして、
凝縮温度に対応した多数の１パルス幅当りの製氷時間デ
ータを記憶した時間データ部があって、電源用周波数（
５０Ｈｚ。

６０Ｈｚ）に応じて５０１１ｚ用の時間データ部を採用
するか、６０Ｈｚ用の時間データ部を採用するかの操作
を行って、結果として製氷タイム時間を周波数に応じて
選択している。

このように、電源周波数を検出して、各周波数に応じた
減速機モータフェイルセーフタイムと製氷時間を設定さ
れると、製氷行程に入るへく減速機モータが回転を開始
し、水皿５が製氷行程を終了した開いた状況から閉じる
復動動作をする（処理４５）。そして、この閉動作と同
時にフェイルセーフタイマをクリアする。続いてこの閉
動作の過程でフェイルセーフタイムのカウントを行い、
このフェイルセーフタイムがカウントアツプされるまで
に、アクチエータスイッチ２０の反転動作が有るか否か
を判断４６と、判断４７で判定する。判断４６がＮＯで
、判断４７がＹＥＳとなる状況、すなわちフェイルセー
フタイマがカウントアツプする前にアクチエータスイッ
チ２０が反転すれば正常で、減速機モータを停止しく処
理４８）、給水行程（処理４９）を実行し、以降製氷行
程を実行する。

而るに、アクチエータスイッチが反転せずに、フェイル
セーフタイマがカウントアツプした場合、すなわち判断
４６がＹＥＳとなると、異常と判断し、減速機モータを
停止する（処理５０）と共に、減速機モータアクチエー
タスイッチ等の異常表示を行う（処理５１）。そして、
全体動作をストップする。

一方、正常で給水行程を終え製氷行程に入ると、先ず、
判断５２で冷却器センサが０℃になるのを待つ。０℃に
なると（ＹＥＳ）と予冷が十分に成されたと判断し、凝
縮器センサの温度をサンプリングする（処理５３）。こ
の処理５３は凝縮器の温度は冷凍系の製氷能力を示し、
製氷時間を決定する要素となるからである。よって、そ
の次に凝縮器センサの温度に応じた製氷時間の１／１０
２４のパルス幅を設定する（処理５４）。なお、このパ
ルス幅には、電源周波数の違いによる製氷能力の差違も
取り込まれている。判断５５は先の処理（５３）、（５
４）で算出した１パルス巾の時間経過を見て、１パルス
時間経過しないなら（ＮＯ）、経過するまで待ち、経過
したならば（ＹＥＳ）次の判断５６に移り、この１パル
ス時間が１０２４回カウントしたかどうか判断する。従
って、判断５６によって１０２４回カウントしないなら
、処理５３に戻り、再び繰り返し、　１０２４回カウン
トしたなら、判断５６はＹＥＳとなり製氷の１サイクル
を終了する（処理５７）。続いて、製氷するべく減速機
モータを回転開始させて水皿を開動させる（処理５８）
。この場合も同時にフェイルセーフタイマをクリアする
。

そしてこの開動作の過程で上記閉動作と同様に、判断５
９と判断６０でフェイルセーフタイマがカウントアツプ
する前にアクチエータスイッチが反転するか否かを見て
、アクチエータスイッチが反転せずにフェイルセーフタ
イマがカウントアツプした場合は、判断５９がＹＥＳと
なり、減速機モータを停止する処理５０に移る。以降そ
の異常表示の処理５１も行う。アクチエータスイッチが
フェイルセーフタイマがカウントアツプする前に反転す
る正常時ならば、判断５９がＮｏで判断６０のＹＥＳに
より、水皿が最大限間いた位置で減速機モータを停止さ
せ（処理６１）、次に冷却器センサが９℃を検出するか
どうかを判断６２で見て、９℃となれば（ＹＥＳ）、脱
水が終了したと判断し、処理４５の動作に移り、水皿５
を閉じさせる。以上の如き制御フローに従い、製氷運転
は遂行される。

また、電源周波数を検出することで、次のような利点も
得られる。すなわち、電源周波数が異なる地域で稼働さ
せた場合でも、その電源周波数が自動検出され、その周
波数に応じた製氷時間を自動的に選出し、設定させるこ
とができる。これによって、製氷タイマーをボリューム
調整する等の手間を介さずとも、一定の条件（氷厚形状
等）を満足する製氷が確実に行われる。これによって、
水皿の周辺装置を破壊から守り、また異常内容が報知さ
れて、その修理等に迅速に対応させられる。

（ト）発明の効果 以上のように、従来の製氷装置は、正常時にアクチエー
タスイッチ等で水皿の開閉を検知し、減速機モータを停
止するが、アクチエータスイッチ等に異常が発生した場
合、減速機モータが回転を続は周辺装置を破壊してしま
うが、本発明では、減速機モータの回転を時間で制御し
、成る安全範囲の制限時間を超えてもアクチエータスイ
ッチが作動しない場合には、減速機モータを停止し、そ
してその異常表示をするようにしたので、確実に安全保
護できる。また管理者にその異常状況の回復措置を早急
にとらせるよう示唆できる。更に。

電源周波数が違って、減速機モータの回転スピードが違
っても、自動的に減速機モータのフェイルセーフタイム
は、それぞれの周波数に応じて算出設定されるようにし
たので、使用地域の電源周波数に何ら影響をこうむるこ
となく、動作させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の製氷運転制御装置が適用される逆セル
型製氷機の一部を破断した側面図、第２図は本発明の製
氷運転の動作フローチャート図である。 １−冷却器、ＩＡ−製氷小室、３２−冷却器センサー代
理人　弁理士　　紋　１）　誠

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）下向きに開口する多数の区画された製氷室を有す
   る冷却器と、各製氷室を下方から閉塞する水皿と、水皿
   を傾復動させるために設けられた正逆転可能な減速機モ
   ータおよび水皿の閉じ切った状態、開き切った状態に応
   じて切換作動し、減速機モータを停止させるアクチエー
   タスイッチとを含む駆動装置と、製氷用の水を前記各製
   氷室へ循環する循環ポンプとを備え、前記水皿が前記製
   氷室を閉塞する水平状態となり、この製氷室に前記循環
   ポンプによる循環送水をさせて、製氷運転を行う製氷行
   程と、水皿が傾動して開き、その後復動する製氷行程と
   を製氷動作の一サイクルとして繰り返す製氷機の運転方
   法において、電源周波数を検出し、その電源周波数に応
   じて自動的に前記減速機モータの過回動を制止するのに
   必要となる減速機モータのフェイルセーフ時間をそれぞ
   れ設定し、このフェイルセーフ時間内に前記アクチエー
   タスイッチの反転動作が無い場合に、前記減速機モータ
   を停止し、その異常報知を行うように制御することを特
   徴とする製氷機の運転方法。