JPH05288441A - 製氷機の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 周囲温度によって不安定であった過冷却の検
知（異常検知）を、正確に検知できることを目的とした
製氷機の制御装置を提供する。 【構成】 氷を作るため、冷却器３を備えた製氷部１
と、冷却器３の冷媒吐出温度を測定する冷媒温度センサ
−１１と、周囲の外気温を測定する周囲温度センサ−２
０とを備え、周囲温度に対応して過冷却と検知する温度
を変化させるよう制御する制御部を備えた製氷機の制御
装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、製氷機の制御装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の製氷機としては、特公昭５９−
５００３５号公報や特公昭６１−５７９８８号公報に開
示されているものが周知の技術であり、最新の技術とし
ては本願出願人より、特願平３−３１３４０１号として
出願されている。これは、製氷完了時に過冷却設定温度
を３０秒以上下回った時に、離氷工程に移行するよう制
御されており、この製氷工程から離氷工程への移行が３
回連続して行われた場合、異常が発生したことを報知す
るものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来、製氷終了時の吐
出側冷媒温度は周囲温度によって変化するにも関わら
ず、過冷却検知の設定温度は一定であった。このため、
低外気温時に通常の製氷状態にもかかわらず、過冷却検
知してしまうということがあったり、高外気温時には断
水時でも過冷却検知温度まで下がらず、過冷却検知しな
いことがあるなどの問題があった。

【０００４】この問題点を解決するため、今までは所定
回数過冷却検知したときに製氷サイクルを停止させたり
していたが、所定回数を多く設定すると機器の損傷を招
く恐れがあり、所定回数を少なく設定すれば誤検知を招
くという問題点があった。本発明は、以上のような問題
点に鑑みてなされたもので、周囲温度に影響されない制
御を目的とした製氷機の制御装置を提供する。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の手段として、凝縮器、圧縮機と共に冷凍サイクルを構
成する冷却器を備えた製氷部と、前記冷却器の冷媒温度
を検知する冷媒温度センサ−と、周囲の温度を検知する
周囲温度センサ−と、該周囲温度センサ−による検知温
度に対応して設定温度を変化させ、前記冷媒温度センサ
−による検知温度が設定温度に達した時に製氷サイクル
を停止する制御部とを備えてなる製氷機の制御装置を提
供する。

【０００６】また、凝縮器、圧縮機と共に冷凍サイクル
を構成する冷却器を備えた製氷部と、該冷却器の冷媒温
度を検知する冷媒温度センサ−と、該冷媒温度センサ−
にて検出された温度が製氷開始時の温度から所定温度ま
で到達する時間を計測するタイマ−と、該タイマ−の設
定時間を周囲温度に対応して変化させ、設定時間以内に
所定温度に到達した時に異常と判断する制御部とを備え
てなる製氷機の制御装置を提供する。

【０００７】更に、製氷及び離氷を交互に繰り返す製氷
サイクルを行い、凝縮器、圧縮機と共に冷凍サイクルを
構成する冷却器を備えた製氷部と、該冷却器の冷媒温度
を検知する冷媒温度センサ−と、該冷媒温度センサ−に
よる検知温度が設定温度に達した時に製氷サイクルを停
止する制御部とよりなり、製氷サイクル時に前記冷媒温
度センサ−にて検知した温度に基づき設定温度を決定
し、次の製氷サイクル時に該設定温度を異常検知温度と
して制御してなる製氷機の制御装置を提供する。

【０００８】

【作用】第１発明の作用としては、冷媒は周囲の温度に
よって、その到達温度が左右され易いため、異常と検知
する設定温度を、周囲温度センサ−が検知する温度に対
応して順次変更することにより、その時の周囲温度に対
応した異常検知温度の設定が可能となる。このため、周
囲温度に影響されずに正確な異常検知が可能となる。

【０００９】また、第２発明の作用としては、周囲温度
による影響が少ない所定温度に到達する時間を計測する
ことにより異常検知を行うもので、冷却器の冷媒出口到
達温度によって周囲温度を予測し、この周囲温度に対す
る所定温度までの到達時間を、実際の到達時間と比較す
ることで、確実に異常か否かを検知することができるも
のである。

【００１０】また、第３発明の作用としては、製氷サイ
クル中に冷媒温度センサ−にて検知した冷却器吐出側の
冷媒温度を基に、異常と検知する設定温度を制御部にて
設定し、この設定温度を次回の製氷サイクル時に異常設
定温度として用いるため、冷媒温度センサ−のみでよ
く、且つ周囲の温度変化にも対応することができる。

【００１１】

【実施例】以下、第１、第２、第３発明について図１及
び図２を参照して説明する。然し乍ら、本発明はこの実
施例のみに限定されることはない。製氷部１は凹凸状の
製氷面を有し、略垂直に対向配置した一対の製氷板２，
２と、この製氷板２，２の裏面間に配備した冷却器３
と、前記製氷面に製氷用水を散水流下する製氷用散水器
４と、給水或るいは離氷時に前記製氷板２，２の裏面に
離氷用水を流下する離氷用散水器５と、受水桶６で受け
た未凍結水を貯水タンク７に集水し、貯水タンク７内に
設けられたポンプＰにより、管路８を介して製氷用散水
器４に製氷用水として循環供給する水循環部９とより成
る。機械室２３内には、前記冷却器３と共に冷媒管１２
によって順次接続され冷凍サイクルを構成する圧縮機１
３、凝縮器１４、凝縮器冷却用ファン１５及びキャピラ
リ−チュ−ブ１６等より成る凝縮ユニット１７と、冷凍
サイクルの運転制御や製氷部１との給水制御等を行い、
タイマ−１８Ｂ機能も搭載した制御部１８Ａ（例えば、
ファジ−推論を行う制御部）を収納する電装箱１８と、
冷凍サイクルに付加的に設けられるホットガスバルブ１
９を有するホットガス回路と、給水バルブ２１を有する
給水管２２とが収納配置されている。また、前記冷却器
３の冷媒吐出側には冷媒温度を検知するための冷媒温度
センサ−１１が設けられており、ここで検知された情報
は前記制御部１８Ａに送られる。

【００１２】２４は断熱材で形成され、その平面壁部２
４Ａ上に凝縮ユニット１７等が設置され、平面壁部２４
Ａの端部に立設する垂直な仕切壁部２４Ｂに製氷部１が
支持金具にて装着されている断熱壁２４である。そし
て、この断熱壁２４に凝縮ユニット１７と製氷部１とを
共に装着し、一体化構成の製氷ユニット２５が製作され
る。また、２７は前記製氷部１を覆うように取り付けら
れる断熱材にて形成されたカバ−である。

【００１３】３１は貯氷庫で、樹脂製の内箱３２とステ
ンレス板の外箱３３との間に断熱材３４を発泡充填して
形成しており、前面側には開口が形成され、開閉自在に
扉５０が設けられている。尚、この扉５０の内側に設け
られている扉マスク５１は、氷取り出し時に氷が側面か
らこぼれないようにするため設けられており、前記扉５
０と連動して開閉するものである。

【００１４】そして、この貯氷庫３１の背面壁には貯氷
量を検知する貯氷センサ−４５の氷検知板４１が設けら
れており、この貯氷センサ−４５からの信号は前記制御
部８に入力され、製氷機の運転制御を行うものである。
ここで、本実施例において貯氷センサ−４５は、静電容
量式の貯氷センサ−を用いており、これは前記貯氷庫３
１の貯氷量が増えて前記氷検知板４１に氷が接触する
と、空気より誘電率が高い氷ｉによって静電容量ｃが増
大することにより検知するものである。

【００１５】以上が第１、第２、第３発明に共通する構
成であるが、第１発明においては、この他に周囲温度を
測定する周囲温度センサ−２０が必要となる。この周囲
温度センサ−２０は、機器周辺の温度を測定できる場所
であれば何処に装着してもよく、本実施例においては、
製氷機前面上部に取り付けられ、前記制御部１８Ａに接
続されている。

【００１６】次に製氷動作について説明する。製氷時に
は、圧縮機１３、凝縮器冷却用ファン１５、ポンプＰが
動作しており、圧縮機１３で圧縮された冷媒は凝縮器冷
却用ファン１５により冷却されて凝縮器１４で液化さ
れ、キャピラリ−チュ−ブ１６を経由して冷却器３に流
入し、ここで急激に体積膨張して温度が低下し周囲の熱
を奪う。一方、貯水タンク７に貯留された水がポンプＰ
により製氷用散水器４に供給され、ここから冷却器３に
て冷却されている製氷板２の表面に水を流して氷を成長
させることにより製氷が行われる。この製氷工程におい
て、冷媒温度センサ−１１が検知する冷媒温度情報を制
御部８Ａが所定の演算式にしたがって演算し、製氷時
間、給水時間、離氷完了検知温度などを決定する。

【００１７】製氷工程終了後、離氷工程が開始される。
この離氷工程においては、圧縮機１は作動しているが、
凝縮器却用ファン７、ポンプＰは停止し、ホットガスバ
ルブ１９が開き、冷却器３に温度の高い冷媒ガスを流し
て冷却器３の表面温度を上昇させ、表面に結氷した氷を
離氷させる。このとき、給水バルブ２１が一定時間開
き、次回の製氷用水が貯氷タンク７に供給される。製氷
用水は相対的に高温度であり、給水バルブ２１から貯水
タンク７に供給される際に冷却器３の内部に散水される
ため、冷却器３の表面に結氷した氷の離氷が促進され
る。離氷工程の終了後は製氷工程に戻り、製氷工程と離
氷工程とが繰り返し実行される。

【００１８】ここで、後述する過冷却、即ち異常状態に
ついての説明を行う。過冷却とは断水等により製氷用水
が製氷板に流下されないにもかかわらず、製氷サイクル
の運転は行っている状態である。この状態では、製氷板
は流下水無しに冷却されてしまうため、製氷部１の損傷
をきたす恐れがある。基本的に、正常の製氷サイクル時
において冷媒の到達温度は周囲温度により決まり、過冷
却とはこの製氷時における冷媒温度が正常の製氷サイク
ル時の到達温度より低下してしまった場合に過冷却とな
るわけである。そして、本発明はこの過冷却状態（異常
状態）を検知するための発明である。

【００１９】まず、第１発明を表１を参照して説明す
る。

【００２０】

【表１】

【００２１】この表１は冷却器３の冷媒吐出温度が到達
する温度と、周囲の温度との関係を示したもので、例え
ば正常な製氷サイクル時に、周囲温度が約４０℃では冷
却器３の冷媒吐出側到達温度は約−２２〜−２３℃であ
る。また、周囲温度が約１０℃である時、冷却器３の冷
媒吐出側到達温度は約−３２〜−３３℃である。このよ
うに、冷媒温度は周囲温度に比例して変化するため、周
囲温度を前記周囲温度センサ−２０にて検出し、これに
対応して過冷却と判断する温度を約−４℃程多く見積っ
て設定すれば、周囲温度に関係なく確実に過冷却状態を
検知することが可能となる。

【００２２】尚、過冷却検知の判断する温度を約−４℃
程多く設定した理由は、正常な製氷サイクルでの冷媒到
達温度との差が少なすぎると正常動作時にも検知してし
まう可能性があり、逆に多すぎると過冷却検知する前に
機器の損傷に至る危険があるためである。そして、これ
は実験の結果によって、最適と思われる数値であるが、
都合により温度差をもっと多く設定することも、また少
なく設定することも可能である。

【００２３】次に、第２発明を表２を参照して説明す
る。

【００２４】

【表２】

【００２５】この表２は冷却器の吐出側冷媒温度が、製
氷開始時点の温度から０℃に達する（低下する）までの
時間Ｔ１と、その時の周囲温度との関係を示した表であ
る。例えば、周囲温度が約４０℃のとき、冷凍サイクル
の運転を行っていない状態の冷媒温度は、やはり４０℃
まで上がらずとも４０℃に近い温度であり、正常の製氷
状態では４０℃付近から０℃まで達するのに約５分弱か
かるのに対して、断水時（過冷却と検知しなければなら
ない状態）では、約２分弱である。また、周囲温度が約
１０℃のとき、冷媒温度が１０℃から０℃まで達する時
間は、正常の製氷状態で約２分半以上かかるのに対し
て、断水時には約１分強で達してしまう。この結果か
ら、冷媒の温度が製氷開始時の温度から０℃まで到達す
る時間を計測し、実際には２分を過冷却検知の時間と設
定して判断する。但し、この２分という数値は、周囲温
度が５℃〜４０℃までの範囲で固定としてもよいが、こ
の温度範囲以外、即ち特殊な設置条件の場合は対応でき
ないことがあるため、次のような方法をとる。

【００２６】第２発明の要旨である特殊な設置条件の場
合の説明をする。実際の使用に際しては、地域及び設置
環境によって温度差が多くなる場合、例えば北海道やシ
ベリア等の寒冷地で、熱機器の使用により周囲温度が約
５０〜６０℃にもなる場所に設置される場合、、当然熱
機器の使用が終われば周囲温度は低下してしまい、５℃
以下になることもありうる。このような使用条件を考慮
して、冷媒温度せんさ−１１の検知による冷媒の到達温
度より周囲温度を予測し、この周囲温度に対応した過冷
却検知の設定時間を順次決める方法をとる。

【００２７】また、周囲温度の検知方法としては、周囲
温度センサ−２０を設けて周囲温度を検知する方法をと
ってもよい。この場合には、前述した冷媒温度センサ−
１１にて周囲温度を予測する方法よりも、確実な周囲温
度の検知が可能となり、より正確な過冷却の検知が可能
となる。更に、これら第１発明及び第２発明を組み合わ
せて、両方の条件を満たした時に過冷却と検知すれば、
誤検知の恐れは全くなくなると共に、確実に過冷却の検
知を行うことができる。

【００２８】次に第３発明を表１を参照して説明する。
第３発明は、周囲温度センサ−２０を装着せず、冷媒の
特性を利用し、冷却器３の冷媒吐出側到達温度にて周囲
温度を予測し、この予測した周囲温度を基に過冷却の検
知温度を決定し、次回の製氷サイクル時に決定した温度
を過冷却検知温度として用いる。製氷サイクルは１サイ
クル約３０分程であるため、周囲温度にあまり影響され
ることなく制御することができる。

【００２９】実際には、最初の製氷サイクル時に第２発
明を用いて過冷却の設定温度を決定するか、最初の製氷
サイクル時には過冷却の検知をしないかのどちらかの制
御を行わなければならない。そして、実験的には正常な
製氷サイクル時で、周囲温度が約４０℃の時、冷媒到達
温度は約−２２℃であり、周囲温度が約１０℃の時、冷
媒到達温度は約−３２℃である。この実験結果から、最
初の製氷サイクル時に検知した冷媒到達温度が約−２２
℃であったとすると、周囲温度は約４０℃であるため、
次の製氷サイクル時の過冷却検知の設定温度は−２６℃
（設定温度は−４℃多く設定）として制御する。

【００３０】そして、前述第２発明とこの第３発明とを
併用することによって、冷媒温度センサ−１１のみの検
知で制御することが可能となると共に、各発明を単独で
用いる場合よりも正確な過冷却の検知が可能となる。こ
れらの発明を使用する場合、過冷却と判断した後、機器
の運転を停止すると共に、警告手段（ブザ−、ランプ
等）により運転停止の状態を使用者に報知する。この報
知により使用者は過冷却検知された原因を究明し、何ら
かの処置を施すことができる。

【００３１】更に、寒冷地での使用において、過冷却検
知された場合、主な原因として考えられるのは、水道管
（図示せず）の凍結であるため、この水道管の凍結しそ
うな部分にヒータを巻き付け、過冷却検知との判断時に
は、警告手段にて報知すると共にヒータへの通電を開始
するよう制御してもよい。

【００３２】

【発明の効果】以上のように、第１発明では周囲温度を
測定して、周囲温度に対応した冷媒の到達温度を予測
し、この到達温度に基づいて過冷却検知温度を設定す
る。そして、その温度に達した時点で過冷却と判断する
よう制御するため、周囲温度の変化による誤検知を防止
することができるという格別な効果を奏するものであ
る。

【００３３】また、第２発明では周囲温度にあまり関係
しない冷媒の所定温度までの降下時間を測定し、この時
間により過冷却か否かを検知するため、冷媒温度センサ
−のみの検知で可能となり、周囲温度に影響されない過
冷却検知が可能となる。更に、第３発明でも、製氷サイ
クル時の冷媒到達温度から周囲温度を予測し、この周囲
温度から過冷却検知の適正な検知温度を設定し、次回の
製氷サイクル時に用いることにより、周囲温度に対応し
た過冷却の検知が可能となる。

【００３４】そして、これら第１、第２、第３発明は、
如何なる温度帯の地域に設置しても過冷却の誤検知を削
減することができ、製氷機の信頼性の向上が図れるとい
う顕著なる効果を発揮するものである。更に、第１及び
第２発明、或るいは第２及び第３発明を併用すること
で、より確実な過冷却検知が可能となって、製氷機の信
頼性を更に向上させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施している流下式製氷機の縦側断面
図である。

【図２】本発明の一実施例を示したブロック図である。

【符号の説明】

１ 製氷部 ３ 冷却器 １１ 冷媒温度センサ− １３ 圧縮機 １４ 凝縮器 １８Ａ 制御部 ２０ 周囲温度センサ−

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 凝縮器、圧縮機と共に冷凍サイクルを構
   成する冷却器を備えた製氷部と、前記冷却器の冷媒温度
   を検知する冷媒温度センサ−と、周囲の温度を検知する
   周囲温度センサ−と、該周囲温度センサ−による検知温
   度に対応して設定温度を変化させ、前記冷媒温度センサ
   −による検知温度が設定温度に達した時に製氷サイクル
   を停止する制御部とを備えたことを特徴とする製氷機の
   制御装置。
2. 【請求項２】 凝縮器、圧縮機と共に冷凍サイクルを構
   成する冷却器を備えた製氷部と、該冷却器の冷媒温度を
   検知する冷媒温度センサ−と、該冷媒温度センサ−にて
   検出された温度が製氷開始時の温度から所定温度まで到
   達する時間を計測するタイマ−と、該タイマ−の設定時
   間を周囲温度に対応して変化させ、設定時間以内に所定
   温度に到達した時に異常と判断する制御部とを備えたこ
   とを特徴とする製氷機の制御装置。
3. 【請求項３】 製氷及び離氷を交互に繰り返す製氷サイ
   クルを行い、凝縮器、圧縮機と共に冷凍サイクルを構成
   する冷却器を備えた製氷部と、該冷却器の冷媒温度を検
   知する冷媒温度センサ−と、該冷媒温度センサ−による
   検知温度が設定温度に達した時に製氷サイクルを停止す
   る制御部とよりなり、製氷サイクル時に前記冷媒温度セ
   ンサ−にて検知した温度に基づき設定温度を決定し、次
   の製氷サイクル時に該設定温度を異常検知温度として制
   御することを特徴とする製氷機の制御装置。