JPH06207768A - オーガー式製氷機の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 機器の損傷の発生を防止しつつ、製氷不能状
態の発生を抑制することができるオーガー式製氷機の制
御装置を提供する。 【構成】 オーガー式製氷機の蒸発パイプの温度を検出
する温度検出装置２３と、温度検出装置２３の出力に基
づいて圧縮機２の回転数を調節するマイクロコンピュー
タ２５及びインバータ回路２２を設ける。マイクロコン
ピュータ２５は蒸発パイプの温度を所定の設定値に近付
ける方向にインバータ回路２２により圧縮機２の回転数
を調節する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、フレーク状の氷片を連
続的に製造する所謂オーガー式製氷機の制御装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】一般的に、この種オーガー式製氷機は、
冷却円筒内面に生成した氷をオーガーにより削り取ると
共に、削り取った氷を上部軸受に形成した圧縮通路に移
送して、そこで圧搾固化する方式であるため、何らかの
原因により圧縮通路の氷詰まりや給水不足が発生する
と、冷却円筒が過冷却となる。この様な状態で製氷機を
駆動し続けると、冷却円筒内部の製氷用水は全て凍結し
てしまい、オーガーを駆動するオーガーモーター及び上
部軸受には過大な負荷がかかって、遂にはモーター、或
いは上部軸受が破損してしまう危険性があった。

【０００３】そこで、従来では特公平４−２４６２５号
公報（Ｆ２５Ｃ１／１４）に示されるように、保護装置
によりオーガーモーターへの過負荷電流を検出してオー
ガーモーターを停止させたり、或いは特公平３−３２７
１６号公報（Ｆ２５Ｃ１／１４）の如く、冷却円筒の過
冷却を検出して圧縮機及びオーガーモーターを停止する
と共に、製氷用水を冷却円筒内に給水することにり、円
筒内の氷を融解する方法が採られていた。

【０００４】そして、以上の如き過負荷電流、或いは過
冷却温度の設定値は、通常状態における製氷運転を確保
するため、電源、外気温度、給水温度、或いは保護装置
を含む製品相互のバラツキを考慮して、上部軸受やオー
ガーモーターの限界強度に相当する値とされるのが一般
的であった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
如き保護装置が繰り返し動作したり、前記限界強度直前
の運転が長時間継続されると、上部軸受やオーガーモー
ターの劣化が著しくなり、耐久性が損なわれてしまう問
題があった。そのため、前記各部品として必要以上に強
固なものを準備しなければならなくなり、コストの高騰
を引き起こしていた。

【０００６】また、前述の如き保護動作では、圧縮機や
オーガーモーターが停止し、製氷運転が停止されてしま
うため、その間製氷が中断されてしまう問題もあった。
本発明は係る従来の技術的課題を解決するために成され
たものであり、機器の損傷の発生を防止しつつ、製氷不
能状態の発生を抑制することができるオーガー式製氷機
の制御装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明の制御装
置は、製氷用水が供給される冷却円筒と、この冷却円筒
の外側に設けられた蒸発器と、圧縮機及び蒸発器等から
構成された冷却装置と、冷却円筒内表面に形成された氷
を削り取るオーガーと、このオーガーを駆動するオーガ
ーモーターとを備えたオーガー式製氷機に適用され、蒸
発器の温度を検出する温度検出装置と、この温度検出装
置の出力に基づいて圧縮機の回転数を調節する回転数制
御装置とを具備しており、この回転数制御装置は蒸発器
の温度を所定の設定値に近付ける方向に圧縮機の回転数
を調節することを特徴とする。

【０００８】また、請求項２の発明のオーガー式製氷機
の制御装置は、上記において回転数制御装置は時限装置
を具備し、蒸発器の温度が所定の下限値に達した場合に
は、時限装置による所定期間、圧縮機を最低回転数、若
しくは停止状態に維持する制御を実行することを特徴と
する。請求項３の発明の制御装置は、製氷用水が供給さ
れる冷却円筒と、この冷却円筒の外側に設けられた蒸発
器と、圧縮機及び蒸発器等から構成された冷却装置と、
冷却円筒内表面に形成された氷を削り取るオーガーと、
このオーガーを駆動するオーガーモーターとを備えたオ
ーガー式製氷機に適用され、オーガーモーターへの通電
電流を検出する電流検出装置と、この電流検出装置の出
力に基づいて圧縮機の回転数を調節する回転数制御装置
とを具備しており、この回転数制御装置はオーガーモー
ターへの通電電流を所定の設定値に近付ける方向に圧縮
機の回転数を調節することを特徴とする。

【０００９】また、請求項４の発明のオーガー式製氷機
の制御装置は、請求項３において回転数制御装置は時限
装置を具備し、オーガーモーターへの通電電流が所定の
上限値に達した場合には、時限装置による所定期間、圧
縮機を最低回転数、若しくは停止状態に維持する制御を
実行することを特徴とする。

【００１０】

【作用】請求項１の発明のオーガー式製氷機の制御装置
によれば、回転数制御装置が蒸発器の温度に基づいて圧
縮機の回転数を調節し、蒸発器の温度を所定の設定値に
近付けるように動作するので、冷却円筒の過冷却の発生
を防止することができる。従って、冷却円筒内面に生成
される氷を適正な状態に維持することが可能となり、そ
れによって各機器への損傷の発生を未然に防止すること
ができるようになる。特に、従来に比較して製氷不能状
態に陥る以前に対処するものであるので、製氷能力の向
上にも寄与することができるものである。

【００１１】また、請求項２の発明のオーガー式製氷機
の制御装置では、蒸発器の温度が所定の下限値に達した
場合に、時限装置を具備する回転数制御装置が、当該時
限装置による所定期間、圧縮機を最低回転数、若しくは
停止状態に維持するので、冷却円筒が過冷却状態に陥っ
てしまった場合にも、早期に正常な状態に復帰させるこ
とができ、それによって各機器の損傷を確実に防止しつ
つ、製氷能力の低下を最小限に抑制することができる。

【００１２】請求項３の発明のオーガー式製氷機の制御
装置によれば、回転数制御装置がオーガーモーターへの
通電電流に基づいて圧縮機の回転数を調節し、オーガー
モーターへの通電電流を所定の設定値に近付けるように
動作するので、オーガーモーターに加わる過負荷の発生
を防止することができる。それによって結果的に冷却円
筒内面に生成される氷を適正な状態に維持することが可
能となり、オーガーモーターを含む各機器への損傷の発
生を未然に防止することができるようになる。特に、従
来に比較して製氷不能状態に陥る以前に対処するもので
あるので、製氷能力の向上にも寄与することができるも
のである。

【００１３】また、請求項４の発明のオーガー式製氷機
の制御装置では、オーガーモーターへの通電電流が所定
の上限値に達した場合に、時限装置を具備する回転数制
御装置が、当該時限装置による所定期間、圧縮機を最低
回転数、若しくは停止状態に維持するので、オーガーモ
ーターが過負荷状態に陥ってしまった場合にも、早期に
正常な状態に復帰させることができ、それによって各機
器の損傷の発生を確実に防止しつつ、製氷能力の低下を
最小限に抑制することができる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき詳述す
る。図１は本発明のオーガー式製氷機ＩＭの制御装置Ｃ
の電気回路図、図２はオーガー式製氷機ＩＭのシステム
構成図、図３はオーガー式製氷機ＩＭの上部軸受７部分
の拡大縦断側面図をそれぞれ示している。

【００１５】図２及び図３において、１は電動圧縮機２
及び送風機３によって強制空冷される凝縮器４等ととも
に冷却装置の冷媒回路を構成する蒸発器としての蒸発パ
イプ５を外面に巻回された冷却円筒であり、この冷却円
筒１の内部には削氷用のオーガー６が上部軸受７及び下
部軸受８によって回転可能に支持されている。そして前
記上部軸受７は図３の如く固定用ボルト２１によって冷
却円筒１の上端に固定されている。オーガー６は減速機
９を介してオーガーモーター１０に連結され、冷却円筒
１の内面に成長した氷を削り取って上部軸受７の外周に
複数形成した圧縮通路１１に移送するものである。ここ
で、圧縮されて硬質化した氷は、オーガー６と連動して
回転するアジテーター２０により、冷却円筒１の上部に
連結した放出筒１２から放出される。

【００１６】１３は冷却円筒１の給水レベルを決定する
貯水タンクで、該貯水タンク１３の底部と冷却円筒１の
下部は給水管１４によって常時連通状態に接続されてい
る。１５は貯水タンク１３に給水する水道管で、貯水タ
ンク１３の水位を検出する水位検出装置１６によって制
御される給水弁１７が介設されている。前記水位検出装
置１６は、例えば水位の変動によって浮沈する磁石内蔵
フロート１６Ａにより管内のリードスイッチを開閉する
フロート方式を採用しており、上位リードスイッチ１６
Ｂは給水弁１７の開閉を制御し、下位リードスイッチ１
６Ｃは断水検出用として利用される。１８は冷却円筒１
の下部に接続した排水管であり、排水管１８には管路を
開閉する排水弁１９が介設されている。

【００１７】次に図１の制御装置Ｃにおいて、２２は回
転数制御装置を構成する周知のインバータ回路であり、
その出力側にはリレースイッチＲ１を介して前記圧縮機
２が接続されている。インバータ回路２２は、印加され
た交流電源ＡＣを一旦整流し、そこから所定周波数（可
変）の出力を発生して圧縮機２の回転数を調節し、冷却
装置の冷却能力を制御するものである。また、オーガー
モーター１０はリレースイッチＲ２を介して前記交流電
源ＡＣに接続されている。２３は蒸発パイプ５の冷媒出
口側の温度Ｔｐを検出する例えばサーミスタから構成さ
れる温度検出装置であり、２４は蒸発パイプ５の前記検
出温度Ｔｐに対する設定温度Ｔｓ（−１０℃等）を設定
する温度設定装置である。２５は前記インバータ回路２
２と共に回転数制御装置を構成する汎用のマイクロコン
ピュータであり、前記温度検出装置２３及び温度設定装
置２４の出力はこのマイクロコンピュータ２５に入力さ
れている。

【００１８】マイクロコンピュータ２５は温度検出装置
２３及び温度設定装置２４の出力に基づき、或いは後述
する如きその機能として有する時限装置としての第１乃
至第３タイマに基づき、インバータ回路２２に対してＰ
ＩＤ制御による周波数信号、或いは強制的に設定した周
波数信号を出力する。インバータ回路２２は係るマイク
ロコンピュータ２５の周波数信号に基づき、周波数にし
て０ＨＺ〜１２０ＨＺの範囲で出力周波数を変化させ
る。

【００１９】ここで、ＰＩＤ制御とは、前記検出温度Ｔ
ｐの設定温度Ｔｓからの偏差と（比例制御Ｐ）、検出温
度Ｔｐの所定時間に渡る設定温度Ｔｓからの偏差と（積
分制御Ｉ）、検出温度Ｔｐの変化の傾き（微分制御Ｄ）
に基づいて周波数信号を修正し、検出温度Ｔｐを設定温
度Ｔｓに近付け、略一致するよう制御するものである。

【００２０】即ち、マイクロコンピュータ２５は所定時
間毎に設定温度Ｔｓと検出温度Ｔｐとの差ΔＴ（＝Ｔｐ
−Ｔｓ）を算出し、この値に基づいて所定の比例要素修
正量を決定し、例えば設定温度Ｔｓより検出温度Ｔｐが
高い場合には、インバータ回路２２の出力周波数を増加
する方向に、逆に低い場合にはインバータ回路２２の出
力周波数を減じる方向に周波数信号を修正する。

【００２１】また、マイクロコンピュータ２５は前記差
ΔＴを十分長い時間加算することにより、所定の積分要
素修正量を算出し、差ΔＴを減じる方向に前記比例要素
修正量に加算して、設定温度Ｔｓと検出温度Ｔｐとの定
常的な偏差を無くすようにする。更に、マイクロコンピ
ュータ２５は検出温度Ｔｐの所定時間毎の変化率によ
り、所定の微分要素修正量を算出し、前記変化率を減少
させる方向で前記修正量を前記比例要素修正量に加算す
ることによって、設定温度Ｔｓ付近での検出温度Ｔｐの
所謂オーバーシュートを小さくする。

【００２２】以上の如きマイクロコンピュータ２５の制
御によってインバータ回路２２の出力周波数は０ＨＺ〜
１２０ＨＺの範囲で可変制御され、それによって圧縮機
２の回転数が調節されて、冷却装置の冷却能力が制御さ
れるので、結果的に検出温度Ｔｐは設定温度Ｔｓに略一
致するように制御されることになる。また、マイクロコ
ンピュータ２５は前記リレースイッチＲ１及びＲ２の開
閉を制御することにより、圧縮機２及びオーガーモータ
ー１０を停止させる機能も具備している。

【００２３】以上の如き構成で、次に図４〜図６に示す
マイクロコンピュータ２５のフローチャート及び図７の
検出温度Ｔｐの時間推移を示すタイミングチャートを参
照しながら制御装置Ｃの動作を説明する。図４はマイク
ロコンピュータ２５からインバータ回路２２に送られる
周波数信号Ｈを決定するためのフローチャートであり、
図７の時刻ｔ０で電源ＡＣを投入したものとすると、ス
テップ３０で全てをリセットし、ステップ３１で後述す
るオーガーモーター起動完了フラグがセットされている
か否か判断して、セットされていなければステップ３２
で周波数信号Ｈを０とする。ステップ３１でオーガーモ
ーター起動完了フラグがセットされている場合は、ステ
ップ３３でＰＩＤフラグがセットされているか否か判断
し、セットされていなければステップ３４に進んで温度
検出装置２３から検出温度Ｔｐを読み込み、ステップ３
５で温度設定装置２４により予め設定された設定温度Ｔ
ｓと検出温度Ｔｐとの差ΔＴを算出する。

【００２４】ここで、設定温度Ｔｓとしては冷却円筒１
内面に生成される氷によりオーガーモーター１０及び上
部軸受７に作用する力が適正となる値、例えば前述の−
１０℃等を設定するものとする。次に、ステップ３６で
差ΔＴが例えば３℃等の温度Ｔ４以上か否か判断し、以
上であればステップ３７に進んでインバータ回路２２の
出力周波数の値を最大出力（１２０ＨＺ）とするよう周
波数信号Ｈを最大能力とする。以後はステップ３３から
ステップ３７を繰り返してインバータ回路２２の出力周
波数を最大出力に維持する。係る圧縮機２の最大能力に
よる冷却により、蒸発パイプ５出口の検出温度Ｔｐは急
速に低下して行くので、冷却円筒１の内面には急速に氷
が成長して行く。そして、差ΔＴが前記Ｔ４を下回る
と、マイクロコンピュータ２５はステップ３６からステ
ップ３８に進んで、今度は差ΔＴが例えば１℃等の温度
Ｔ１以上か否か判断する。以上であればステップ３９に
進んで周波数信号Ｈをインバータ回路２２の出力周波数
が例えば９０ＨＺとなる値Ｈ１とする 以後は差ΔＴがＴ１を下回るまでこの状態を維持し、時
刻ｔ１で差ΔＴがＴ１を下回るとステップ４０に進んで
ＰＩＤフラグをセットし、ステップ４１、４２で停止フ
ラグ及びＨ２フラグがセットされているか否かそれぞれ
次々に判断し、すべて否であればステップ４３に進んで
前述のＰＩＤ制御を実行し、周波数信号Ｈを決定する。
即ち、検出温度Ｔｐは設定温度Ｔｓ＋Ｔ１を下回った時
点でＰＩＤ制御の比例帯に入ったことになる。

【００２５】その後はステップ４３からステップ３３に
戻るが、ここではＰＩＤフラグがセットされているから
ステップ４１に進み、以後はステップ４１〜４３を実行
してＰＩＤ制御を継続する。係るＰＩＤ制御によって検
出温度Ｔｐは設定温度Ｔｓに近付けられ、それらが略一
致するように圧縮機２の回転数が制御されるので、冷却
円筒１内面に生成される氷の状態は、オーガーモーター
１０及び上部軸受７に過大な負荷がかからない範囲に維
持される。

【００２６】そして、後述する停止フラグがセットされ
たらステップ４１からステップ４４に進んで周波数信号
Ｈを、インバータ回路２２の出力周波数が０ＨＺとなる
値である０とする。更に、ステップ４５に進んでオール
リセットフラグがセットされているか否か判断し、セッ
トされていればステップ３０に戻り、否であればステッ
プ３３に進む。また、後述するＨ２フラグがセットされ
たらステップ４２からステップ４６に進んで、周波数信
号Ｈをインバータ回路２２の出力周波数が最低能力（３
０ＨＺ）となる値であるＨ２とする。

【００２７】次に、図５及び図６に示すオーガーモータ
ー１０及び圧縮機２の制御用フローチャートにおいて、
マイクロコンピュータ２５は電源投入からステップ５０
で全てをリセットし、ステップ５１で冷却装置運転指令
を発する。これによってマイクロコンピュータ２５は図
１のリレースイッチＲ１及びＲ２を閉じ、圧縮機２及び
オーガーモーター１０の運転を開始する。次に、ステッ
プ５２、５３でマイクロコンピュータ２５がその機能と
して有する例えば１秒間（オーガーモーター１０の起動
に要する十分な時間）等の第１タイマのカウント終了を
待ち、終了後にステップ５４で第１タイマをリセットし
てステップ５５でオーガーモーター１０が起動したか否
か判断する。この判断の方法はここでは図示しないが、
オーガーモーター１０への通電電流を測定して、その値
が始動電流と無負荷電流の間となれば起動完了と判断で
きる。

【００２８】そして、ステップ５５でオーガーモーター
１０が起動完了していない場合は、ステップ５６に進ん
で冷却装置停止指令を発し、リレースイッチＲ１及びＲ
２を開放して圧縮機２及びオーガーモーター１０を停止
させ、ステップ５７で警報指令を発して図示しない警報
装置により外部にオーガーモーター１０が運転出来ない
旨通報する。

【００２９】ステップ５５でオーガーモーター１０の起
動が完了していれば、ステップ６０に進んでオーガーモ
ーター起動完了フラグをセットする。次に、ステップ６
１、６２に進んで再び検出温度Ｔｐを読み込み、差ΔＴ
を算出してステップ６３で前記Ｔ１以下か否か判断し、
否であればステップ６１に戻る。前述の如き最大能力及
び周波数信号Ｈ１による圧縮機２の運転により冷却円筒
１の内面に生成された氷はオーガーモーター１０によっ
て削り取られ、上部軸受７の圧縮通路１１で圧縮されよ
うになる。

【００３０】そして、係る冷却が進行して差ΔＴがＴ１
以下となると、圧縮機２の制御は前述の如きＰＩＤ制御
に移行すると共に、ステップ６３からステップ６４に進
み、今度は差ΔＴが例えば−３℃等の温度Ｔ２以上か否
か判断し、以上であればステップ６１に戻り、これを繰
り返す。通常は冷却円筒１内面の氷の成長と削り取り、
及び圧縮とがバランスし、ＰＩＤ制御の範囲内で安定し
た製氷が行われることになる。

【００３１】しかしながら、何らかの原因によって冷却
円筒１内及び圧縮通路１１の軽微な氷詰まりや給水不足
が発生すると、蒸発パイプ５の出口温度（Ｔｐ）は低下
し始め、冷却円筒１は過冷却状態となる。そして、図７
の時刻ｔ３で差ΔＴが温度Ｔ２を下回ると、ステップ６
４から図６のステップ６５に進んでＨ２フラグをセット
し、前記ステップ４６でインバータ回路２２の出力周波
数の値を最低出力（３０ＨＺ）とするよう周波数信号Ｈ
を最低能力の値Ｈ２とし、圧縮機２を最低回転数で運転
する。

【００３２】そして、ステップ６６及び６７で同様に差
ΔＴを算出し、ステップ６８で算出した差ΔＴが例えば
−６℃等の温度Ｔ３以下か否か判断する。ステップ６８
で否であればステップ６９で差ΔＴが前記Ｔ１以下か否
か判断し、以下であればステップ６６に戻りこれを繰り
返す。係る最低回転数の圧縮機２の運転により、蒸発パ
イプ５の出口温度（Ｔｐ）も上昇し、氷の成長も抑制さ
れるので、冷却円筒１の過冷却が解消されて行く。そし
て、図７の時刻ｔ４で差ΔＴがＴ１を上回ると、ステッ
プ６９からステップ７０及び７１に進み、マイクロコン
ピュータ２５がその機能として有する例えば３分等の第
２タイマのカウント終了を待つ。この間に更に蒸発パイ
プ５の出口温度（Ｔｐ）は上昇するので、冷却円筒１内
は氷の無い初期に近い状態に戻る。

【００３３】そして、時刻ｔ６で第２タイマのカウント
が終了すると、ステップ７２に進んで第２タイマをリセ
ットし、ステップ７３及び７４でＨ２フラグ及びＰＩＤ
フラグのリセットを行い、ステップ６１に戻る。以後は
これを繰り返すが、このとき差ΔＴが前記Ｔ４よりも高
くなっていれば、前記ステップ３７で圧縮機２の回転数
を再び最大に上昇させる。このように、冷却円筒１の過
冷却が発生した場合には、圧縮機２を強制的に最低回転
数で運転するので、製氷機ＩＭは停止することなく正常
な運転状態に復帰される。特に、差ΔＴが温度Ｔ１を上
回った後は第２タイマによって３分間最低回転数を強制
的に維持するので、冷却円筒１内は迅速に初期状態に復
帰し、その後正常な製氷運転が行われるようになる。

【００３４】ここで、前述の如き最低回転数による圧縮
機２の運転によっても蒸発パイプ５の出口温度（Ｔｐ）
が低下せず、図７中破線で示す如く時刻ｔ３から尚も低
下して行くと、冷却円筒１内は異常凍結や完全な氷詰ま
りとなり、益々過冷却となる。係る異常状態となるとオ
ーガーモーター１０に過大な負荷がかかり、巻線の焼損
や駆動部品の破損、上部軸受７の破損が発生する。

【００３５】本発明は係る事故を防止するために、図７
の時刻ｔ５で差ΔＴが前記−６℃等の温度Ｔ３を下回る
と、ステップ６８からステップ７５に進んで停止フラグ
をセットし、ステップ７６で冷却装置及びオーガーモー
ター運転停止指令を発してリレースイッチＲ１及びＲ２
を開放し、圧縮機２及びオーガーモーター１０を停止さ
せる。マイクロコンピュータ２５は停止フラグのセット
によりステップ４４で周波数信号を０とし、圧縮機２を
停止させる。

【００３６】尚、周波数信号が０となっても、インバー
タ回路２２の出力周波数は直ぐには０ＨＺとならず、圧
縮機２も慣性で若干回転を維持する。圧縮機２が停止す
る以前にリレースイッチＲ１を開放すると、圧縮機２の
逆起電力によって開く瞬間にリレースイッチＲ１でアー
クが発生し、インバータ回路２２に設けられた保護装置
によってインバータ回路２２が動作不能に陥る危険性が
あるが、マイクロコンピュータ２５は所定期間遅延し、
圧縮機２が完全に停止してからリレースイッチＲ１を開
き、これを防止する。

【００３７】また、マイクロコンピュータ２５はステッ
プ７７、７８でこれもマイクロコンピュータ２５がその
機能として有する例えば１０分等の第３タイマをカウン
トし、その終了を待つ。係る１０分間の強制的な停止期
間中に冷却円筒１及び蒸発パイプ５の温度は上昇して行
き、異常凍結や氷詰まりは迅速に解消されて行く。従っ
て冷却円筒１内は迅速に初期状態に復帰し、その後正常
な製氷運転が行われるようになる。

【００３８】尚、この停止期間中には給水弁１７及び排
水弁１９を開放することにより、冷却円筒１内に新しい
水を供給する等すれば、水の顕熱によって冷却円筒１の
凍結や氷詰まりを更に迅速に解消することができる。そ
して、第３タイマの積算時間もこれらの操作による初期
状態への復帰時間に基づいて設定する。この第３タイマ
のカウントが終了したら、ステップ７９で第３タイマを
リセットし、ステップ８０で全てをリセットして図５の
ステップ５０に戻り、最初から運転を再開する。また、
リセットによって図４における周波数信号Ｈの制御も最
初から再開されることになる。

【００３９】以上のように、本発明によれば冷却円筒１
内の製氷状態を蒸発パイプ５の出口温度で捉え、圧縮機
２の回転数によって冷却装置の冷却能力を調節するの
で、製氷運転を出来るかぎり停止させること無く、オー
ガーモーター１０や上部軸受７等の過負荷を防止するこ
とができるようになる。従って、製氷機ＩＭの製氷不能
状態の発生を最小限に抑制しつつ、各機器の損傷の発生
を防止することができるものである。

【００４０】次に、図８は本発明のもう一つの制御装置
Ｃの電気回路図を示す。尚、製氷機ＩＭの構造としては
図２及び図３と同様であり、図中図１と同一符号のもの
は同様の機能を有するものとする。この場合、マイクロ
コンピュータ２５には前記温度検出装置２３及び温度設
定装置２４の代わりに、オーガーモーター１０への通電
電流を検出する電流検出装置１００と電流設定装置１０
１の出力が入力される。電流検出装置１００はオーガー
モーター１０の通電路に設けられたカレントトランス１
００Ｃを有しており、オーガーモーター１０への通電電
流Ｉｐを検出して電圧値としてマイクロコンピュータ２
５に出力する。電流設定装置１０１はこの通電電流Ｉｐ
の設定電流Ｉｓを設定し、電圧値としてマイクロコンピ
ュータ２５に出力する。

【００４１】マイクロコンピュータ２５は電流検出装置
１００及び電流設定装置１０１の出力に基づき、或いは
後述する如きその機能として有する時限装置としての第
１乃至第３タイマに基づき、インバータ回路２２に対し
てＰＩＤ制御による周波数信号、或いは強制的に設定し
た周波数信号を出力する。インバータ回路２２は係るマ
イクロコンピュータ２５の周波数信号に基づき、周波数
にして０ＨＺ〜１２０ＨＺの範囲で出力周波数を変化さ
せる。

【００４２】ここで、ＰＩＤ制御とは、前述と同じく通
電電流Ｉｐの設定電流Ｉｓからの偏差と（比例制御
Ｐ）、通電電流Ｉｐの所定時間に渡る設定電流Ｉｓから
の偏差と（積分制御Ｉ）、通電電流Ｉｐの変化の傾き
（微分制御Ｄ）に基づいて周波数信号を修正し、通電電
流Ｉｐを設定電流Ｉｓに近付け、略一致するよう制御す
るものである。

【００４３】即ち、この場合のマイクロコンピュータ２
５は所定時間毎に設定電流Ｉｓと通電電流Ｉｐとの差Δ
Ｉを算出し、この値に基づいて所定の比例要素修正量を
決定し、例えば設定電流Ｉｓより通電電流Ｉｐが高い場
合には、インバータ回路２２の出力周波数を減ずる方向
に、逆に低い場合にはインバータ回路２２の出力周波数
を増加する方向に周波数信号を修正する。

【００４４】また、マイクロコンピュータ２５は前記差
ΔＩを十分長い時間加算することにより、所定の積分要
素修正量を算出し、差ΔＩを減じる方向に前記比例要素
修正量に加算して、設定電流Ｉｓと通電電流Ｉｐとの定
常的な偏差を無くすようにする。更に、マイクロコンピ
ュータ２５は通電電流Ｉｐの所定時間毎の変化率によ
り、所定の微分要素修正量を算出し、前記変化率を減少
させる方向で前記修正量を前記比例要素修正量に加算す
ることによって、設定電流Ｉｓ付近での通電電流Ｉｐの
所謂オーバーシュートを小さくする。

【００４５】以上の如きマイクロコンピュータ２５の制
御によってインバータ回路２２の出力周波数は０ＨＺ〜
１２０ＨＺの範囲で可変制御され、それによって圧縮機
２の回転数が調節されて、冷却装置の冷却能力が制御さ
れるので、冷却円筒１内面の氷によるオーガーモーター
１０への負荷が増減され、結果的に通電電流Ｉｐは設定
電流Ｉｓに略一致するように制御されることになる。ま
た、マイクロコンピュータ２５は同様に前記リレースイ
ッチＲ１及びＲ２の開閉を制御することにより、圧縮機
２及びオーガーモーター１０を停止させる機能も具備し
ている。

【００４６】以上の如き構成で、次に図９〜図１１に示
す図８のマイクロコンピュータ２５のフローチャート及
び図１２の通電電流Ｉｐの時間推移を示すタイミングチ
ャートを参照しながら図８の制御装置Ｃの動作を説明す
る。図９はマイクロコンピュータ２５からインバータ回
路２２に送られる周波数信号Ｈを決定するためのフロー
チャートであり、図１２の時刻ｔ０で電源ＡＣを投入し
たものとすると、ステップ１３０で全てをリセットし、
ステップ１３１で後述するオーガーモーター起動完了フ
ラグがセットされているか否か判断して、セットされて
いなければステップ１３２で周波数信号Ｈを０とする。
ステップ１３１でオーガーモーター起動完了フラグがセ
ットされている場合は、ステップ１３３でＰＩＤフラグ
がセットされているか否か判断し、セットされていなけ
ればステップ１３４に進んで電流検出装置１００から通
電電流Ｉｐを読み込み、ステップ１３５で電流設定装置
１０１により予め設定された設定電流Ｉｓと通電電流Ｉ
ｐとの差ΔＩ（＝Ｉｓ−Ｉｐ）を算出する。

【００４７】ここで、設定電流Ｉｓとしては冷却円筒１
内面に生成される氷によりオーガーモーター１０及び上
部軸受７に作用する力が適正となる値を設定するものと
する。次に、ステップ１３６で差ΔＩが例えば１．７Ａ
等の電流Ｉ４以上か否か判断し、以上であればステップ
１３７に進んでインバータ回路２２の出力周波数の値を
最大出力（１２０ＨＺ）とするよう周波数信号Ｈを最大
能力とする。以後はステップ１３３からステップ１３７
を繰り返してインバータ回路２２の出力周波数を最大出
力に維持する。係る圧縮機２の最大能力による冷却によ
り、冷却円筒１の内面には急速に氷が成長して行くの
で、オーガーモーター１０に加わる負荷も大きくなり、
通電電流Ｉｐも増加して行く。そして、差ΔＩが前記Ｉ
４を下回ると、マイクロコンピュータ２５はステップ１
３６からステップ１３８に進んで、今度は差ΔＩが例え
ば１Ａ等の電流Ｉ１以上か否か判断する。以上であれば
ステップ１３９に進んで周波数信号Ｈをインバータ回路
２２の出力周波数が例えば９０ＨＺとなる値Ｈ１とする 以後は差ΔＩがＩ１を下回るまでこの状態を維持し、時
刻ｔ１で差ΔＩがＩ１を下回るとステップ１４０に進ん
でＰＩＤフラグをセットし、ステップ１４１、１４２で
停止フラグ及びＨ２フラグがセットされているか否かそ
れぞれ次々に判断し、すべて否であればステップ１４３
に進んで前述のＰＩＤ制御を実行し、周波数信号Ｈを決
定する。即ち、通電電流Ｉｐは設定電流Ｉｓ−Ｉ１を上
回った時点でＰＩＤ制御の比例帯に入ったことになる。

【００４８】その後はステップ１４３からステップ１３
３に戻るが、ここではＰＩＤフラグがセットされている
からステップ１４１に進み、以後はステップ１４１〜１
４３を実行してＰＩＤ制御を継続する。係るＰＩＤ制御
によって通電電流Ｉｐは設定電流Ｉｓに近付けられ、そ
れらが略一致するように圧縮機２の回転数が制御される
ので、冷却円筒１内面に生成される氷の状態は、オーガ
ーモーター１０及び上部軸受７に過大な負荷がかからな
い範囲に維持される。

【００４９】そして、後述する停止フラグがセットされ
たらステップ１４１からステップ１４４に進んで周波数
信号Ｈを、インバータ回路２２の出力周波数が０ＨＺと
なる値である０とする。更に、ステップ１４５に進んで
オールリセットフラグがセットされているか否か判断
し、セットされていればステップ１３０に戻り、否であ
ればステップ１３３に進む。また、後述するＨ２フラグ
がセットされたらステップ１４２からステップ１４６に
進んで、周波数信号Ｈをインバータ回路２２の出力周波
数が最低能力（３０ＨＺ）となる値であるＨ２とする。

【００５０】次に、図１０及び図１１に示すこの場合の
オーガーモーター１０及び圧縮機２の制御用フローチャ
ートにおいて、マイクロコンピュータ２５は電源投入か
らステップ１５０で全てをリセットし、ステップ１５１
で冷却装置運転指令を発する。これによってマイクロコ
ンピュータ２５は図８のリレースイッチＲ１及びＲ２を
閉じ、圧縮機２及びオーガーモーター１０の運転を開始
する。次に、ステップ１５２、１５３でマイクロコンピ
ュータ２５がその機能として有する例えば１秒間（オー
ガーモーター１０の起動に要する十分な時間）等の同様
の第１タイマのカウント終了を待ち、終了後にステップ
１５４で第１タイマをリセットしてステップ２００でオ
ーガーモーター１０の通電電流Ｉｐを読み込み、ステッ
プ２０１でオーガーモーター１０の始動電流Ｉｓｔを下
回っているか否か判断する。ステップ２０１で下回って
いなければオーガーモーター１０が拘束されて起動でき
ない状態にあると判断し、ステップ１５６に進んで冷却
装置停止指令を発し、リレースイッチＲ１及びＲ２を開
放して圧縮機２及びオーガーモーター１０を停止させ、
ステップ１５７で警報指令を発して図示しない警報装置
により外部にオーガーモーター１０が起動出来ない旨通
報する。

【００５１】ステップ２０１で通電電流Ｉｐが始動電流
Ｉｓｔを下回っていればステップ２０２に進んでＩｐが
オーガーモーター１０の無負荷電流ＩＬＮ以上か否か判
断し、下回っていれば正規の起動ができていないと判断
して前述同様にステップ１５６、１５７に進む。以上で
あれば正常に起動できたものと判断してステップ１６０
に進んでオーガーモーター起動完了フラグをセットす
る。次に、ステップ１６１、１６２に進んで再び通電電
流Ｉｐを読み込み、差ΔＩを算出してステップ１６３で
前記Ｉ１以下か否か判断し、否であればステップ１６１
に戻る。前述の如き最大能力及び周波数信号Ｈ１による
圧縮機２の運転により冷却円筒１の内面に生成された氷
はオーガーモーター１０によって削り取られ、上部軸受
７の圧縮通路１１で圧縮されようになる。また、それに
よってオーガーモーター１０への通電電流Ｉｐも徐々に
増加して行く。

【００５２】そして、係る冷却が進行して差ΔＩがＩ１
以下となると、圧縮機２の制御は前述の如きＰＩＤ制御
に移行すると共に、ステップ１６３からステップ１６４
に進み、今度は差ΔＩが例えば−１Ａ等の電流Ｉ２以上
か否か判断し、以上であればステップ１６１に戻り、こ
れを繰り返す。通常は冷却円筒１内面の氷の成長と削り
取り、及び圧縮とがバランスし、ＰＩＤ制御の範囲内で
安定した製氷が行われることになる。

【００５３】しかしながら、何らかの原因によって冷却
円筒１内及び圧縮通路１１の軽微な氷詰まりや給水不足
が発生すると、冷却円筒１は過冷却状態となり、氷の抵
抗によってオーガーモーター１０に加わる負荷が増大
し、オーガーモーター１０への通電電流Ｉｐも増大す
る。そして、図１２の時刻ｔ３で差ΔＩがＩ２を下回る
と、ステップ１６４から図１１のステップ１６５に進ん
でＨ２フラグをセットし、前記ステップ１４６でインバ
ータ回路２２の出力周波数の値を最低出力（３０ＨＺ）
とするよう周波数信号Ｈを最低能力の値Ｈ２とし、圧縮
機２を最低回転数で運転する。

【００５４】そして、ステップ１６６及び１６７で同様
に差ΔＩを算出し、ステップ１６８で算出した差ΔＩが
例えば−２Ａ等の電流Ｉ３以下か否か判断する。ステッ
プ１６８で否であればステップ１６９で差ΔＩが前記Ｉ
１以下か否か判断し、以下であればステップ１６６に戻
りこれを繰り返す。係る最低回転数の圧縮機２の運転に
より、氷の成長も抑制されるので、オーガーモーター１
０に加わる負荷も低下し、通電電流Ｉｐも低下して行
く。そして、図１２の時刻ｔ４で差ΔＩがＩ１を上回る
と、ステップ１６９からステップ１７０及び１７１に進
み、マイクロコンピュータ２５がその機能として有する
例えば３分等の同様の第２タイマのカウント終了を待
つ。この間に更に冷却円筒１内の氷の状態は無負荷に近
い状態に戻すので、通電電流Ｉｐは低下して行く。

【００５５】そして、時刻ｔ５で第２タイマのカウント
が終了すると、ステップ１７２に進んで第２タイマをリ
セットし、ステップ１７３及び１７４でＨ２フラグ及び
ＰＩＤフラグのリセットを行い、ステップ１６１に戻
る。以後はこれを繰り返すが、このとき差ΔＩが前記Ｉ
４よりも高くなっていれば、前記ステップ１３７で圧縮
機２の回転数を再び最大に上昇させる。このように、冷
却円筒１の過冷却が発生してオーガーモーター１０に過
負荷が加わった場合には、圧縮機２を強制的に最低回転
数で運転するので、製氷機ＩＭは停止することなく正常
な運転状態に復帰される。特に、差ΔＩがＩ１を上回っ
た後は第２タイマによって３分間最低回転数を強制的に
維持するので、オーガーモーター１０の負荷は迅速に初
期状態に復帰し、その後正常な製氷運転が行われるよう
になる。

【００５６】ここで、前述の如き最低回転数による圧縮
機２の運転によってもオーガーモーター１０への負荷が
減らず（通電電流Ｉｐが減少せず）、図１２中破線で示
す如く時刻ｔ３から通電電流Ｉｐが尚も上昇して行く
と、オーガーモーター１０は益々過負荷となる。係る異
常状態となると、オーガーモーター１０の巻線の焼損や
駆動部品の破損、上部軸受７の破損が発生する。

【００５７】本発明は係る事故を防止するために、図１
２の時刻ｔ６で差ΔＩが前記例えば−２Ａ等のＩ３を下
回ると、ステップ１６８からステップ１７５に進んで停
止フラグをセットし、ステップ１７６で冷却装置及びオ
ーガーモーター運転停止指令を発してリレースイッチＲ
１及びＲ２を開放し、圧縮機２及びオーガーモーター１
０を停止させる。マイクロコンピュータ２５は停止フラ
グのセットによりステップ１４４で周波数信号を０と
し、圧縮機２を停止させる。

【００５８】尚、前述同様に周波数信号が０となって
も、インバータ回路２２の出力周波数は直ぐには０ＨＺ
とならず、圧縮機２も慣性で若干回転を維持する。圧縮
機２が停止する以前にリレースイッチＲ１を開放する
と、圧縮機２の逆起電力によって開く瞬間にリレースイ
ッチＲ１でアークが発生し、インバータ回路２２に設け
られた保護装置によってインバータ回路２２が動作不能
に陥る危険性があるが、マイクロコンピュータ２５は所
定期間遅延し、圧縮機２が完全に停止してからリレース
イッチＲ１を開き、これを防止する。

【００５９】また、マイクロコンピュータ２５はステッ
プ１７７、１７８でこれもマイクロコンピュータ２５が
その機能として有する例えば１０分等の同様の第３タイ
マをカウントし、その終了を待つ。係る１０分間の強制
的な停止期間中に冷却円筒１の温度は上昇して行き、異
常凍結や氷詰まりは迅速に解消されて行く。従って冷却
円筒１内の氷の状態は迅速に初期状態に復帰し、オーガ
ーモーター１０に加わる負荷も初期状態に戻るので、そ
の後正常な製氷運転が行われるようになる。

【００６０】尚、同様にこの停止期間中には給水弁１７
及び排水弁１９を開放することにより、冷却円筒１内に
新しい水を供給する等すれば、水の顕熱によって冷却円
筒１の凍結や氷詰まりを更に迅速に解消することができ
る。そして、第３タイマの積算時間もこれらの操作によ
る初期状態への復帰時間に基づいて設定する。この第３
タイマのカウントが終了したら、ステップ１７９で第３
タイマをリセットし、ステップ１８０で全てをリセット
して図１０のステップ１５０に戻り、最初から運転を再
開する。また、リセットによって図９における周波数信
号Ｈの制御も最初から再開されることになる。以上のよ
うに、この場合の発明によれば冷却円筒１内の製氷状態
をオーガーモーター１０への通電電流で捉え、圧縮機２
の回転数によって冷却装置の冷却能力を調節するので、
製氷運転を出来るかぎり停止させること無く、オーガー
モーター１０や上部軸受７等の過負荷を防止することが
できるようになる。従って、製氷機ＩＭの製氷不能状態
の発生を最小限に抑制しつつ、各機器の損傷の発生を防
止することができるものである。

【００６１】

【発明の効果】以上詳述した如く請求項１の発明によれ
ば、回転数制御装置が蒸発器の温度に基づいて圧縮機の
回転数を調節し、蒸発器の温度を所定の設定値に近付け
るように動作するので、冷却円筒の過冷却の発生を防止
することができる。従って、冷却円筒内面に生成される
氷を適正な状態に維持することが可能となり、それによ
って各機器への損傷の発生を未然に防止することができ
るようになる。特に、従来に比較して製氷不能状態に陥
る以前に対処するものであるので、製氷能力の向上にも
寄与することができるものである。

【００６２】また、請求項２の発明では、蒸発器の温度
が所定の下限値に達した場合に、時限装置を具備する回
転数制御装置が、当該時限装置による所定期間、圧縮機
を最低回転数、若しくは停止状態に維持する制御を実行
するので、冷却円筒が過冷却状態に陥ってしまった場合
にも、迅速に正常な状態に復帰させることができ、それ
によって各機器の損傷を確実に防止しつつ、製氷能力の
低下を最小限に抑制することができる。

【００６３】請求項３の発明によれば、回転数制御装置
がオーガーモーターへの通電電流に基づいて圧縮機の回
転数を調節し、オーガーモーターへの通電電流を所定の
設定値に近付けるように動作するので、オーガーモータ
ーに加わる過負荷の発生を防止することができる。それ
によって結果的に冷却円筒内面に生成される氷を適正な
状態に維持することが可能となり、オーガーモーターを
含む各機器への損傷の発生を未然に防止することができ
るようになる。特に、従来に比較して製氷不能状態に陥
る以前に対処するものであるので、製氷能力の向上にも
寄与することができるものである。

【００６４】また、請求項４の発明では、オーガーモー
ターへの通電電流が所定の上限値に達した場合に、時限
装置を具備する回転数制御装置が、当該時限装置による
所定期間、圧縮機を最低回転数、若しくは停止状態に維
持する制御を実行するので、オーガーモーターが過負荷
状態に陥ってしまった場合にも、迅速に正常な状態に復
帰させることができ、それによって各機器の損傷の発生
を確実に防止しつつ、製氷能力の低下を最小限に抑制す
ることができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のオーガー式製氷機の制御装置の電気回
路図である。

【図２】オーガー式製氷機のシステム構成図である。

【図３】オーガー式製氷機の上部軸受部分の拡大縦断側
面図である。

【図４】図１のマイクロコンピュータのプログラムを示
すフローチャートである。

【図５】図１のマイクロコンピュータのプログラムを示
すフローチャートである。

【図６】図１のマイクロコンピュータのプログラムを示
すフローチャートである。

【図７】図１の制御装置の制御による検出温度の時間推
移と周波数信号を示す図である。

【図８】もう一つの本発明のオーガー式製氷機の制御装
置の電気回路図である。

【図９】図８のマイクロコンピュータのプログラムを示
すフローチャートである。

【図１０】図８のマイクロコンピュータのプログラムを
示すフローチャートである。

【図１１】図８のマイクロコンピュータのプログラムを
示すフローチャートである。

【図１２】図８の制御装置の制御による通電電流の時間
推移と周波数信号を示す図である。

【符号の説明】

１ 冷却円筒 ２ 圧縮機 ５ 蒸発パイプ ６ オーガー ７ 上部軸受 １０ オーガーモーター １１ 圧縮通路 ２２ インバータ回路 ２３ 温度検出装置 ２４ 温度設定装置 ２５ マイクロコンピュータ １００ 電流検出装置 １０１ 電流設定装置 Ｃ 制御装置 ＩＭ オーガー式製氷機

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 製氷用水が供給される冷却円筒と、該冷
   却円筒の外側に設けられた蒸発器と、圧縮機及び前記蒸
   発器等から構成された冷却装置と、前記冷却円筒内表面
   に形成された氷を削り取るオーガーと、該オーガーを駆
   動するオーガーモーターとを備えたオーガー式製氷機に
   おいて、前記蒸発器の温度を検出する温度検出装置と、
   該温度検出装置の出力に基づいて前記圧縮機の回転数を
   調節する回転数制御装置とを具備して成り、該回転数制
   御装置は前記蒸発器の温度を所定の設定値に近付ける方
   向に前記圧縮機の回転数を調節することを特徴とするオ
   ーガー式製氷機の制御装置。
2. 【請求項２】 回転数制御装置は時限装置を具備し、蒸
   発器の温度が所定の下限値に達した場合には、前記時限
   装置による所定期間、圧縮機を最低回転数、若しくは停
   止状態に維持する制御を実行することを特徴とする請求
   項１のオーガー式製氷機の制御装置。
3. 【請求項３】 製氷用水が供給される冷却円筒と、該冷
   却円筒の外側に設けられた蒸発器と、圧縮機及び前記蒸
   発器等から構成された冷却装置と、前記冷却円筒内表面
   に形成された氷を削り取るオーガーと、該オーガーを駆
   動するオーガーモーターとを備えたオーガー式製氷機に
   おいて、前記オーガーモーターへの通電電流を検出する
   電流検出装置と、該電流検出装置の出力に基づいて前記
   圧縮機の回転数を調節する回転数制御装置とを具備して
   成り、該回転数制御装置は前記オーガーモーターへの通
   電電流を所定の設定値に近付ける方向に前記圧縮機の回
   転数を調節することを特徴とするオーガー式製氷機の制
   御装置。
4. 【請求項４】 回転数制御装置は時限装置を具備し、オ
   ーガーモーターへの通電電流が所定の上限値に達した場
   合には、前記時限装置による所定期間、圧縮機を最低回
   転数、若しくは停止状態に維持する制御を実行すること
   を特徴とする請求項３のオーガー式製氷機の制御装置。