JPS5926209Y2 - 自動製氷機 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 考案の分野 この考案は、自動製氷機に関し、特に、冷却媒体の温度
に基づいて製氷時間が自動的に調節されることにより均
一な氷が得られるとともに、上記媒体の温度を検出する
検出器の出力の異常を判別して、その異常を表示せしめ
、かつ所定の固定製氷時間によって冷凍運転させるよう
にしたものである。

従来技術とその問題点 製氷機は、従来から飲食店等で盛んに利用されているが
、従来の製氷機においては、氷の出来具合が製氷時間に
よって手動調節されるように構成されている。

この場合、製氷時間が短かければ、氷結の進行が不十分
なために所定のサイズおよび形状の氷が得られず、また
製氷時間が長すぎると、サイズが大きくなりすぎたり、
異形状のものが出来たりし、最悪の場合は、氷が戊長し
すぎて製氷機を破損あるいは破壊することすらある。

従ってその製氷時間は常に適正に設定されなければなら
ない。

しかし、その適正な製氷時間は一定なものではなく、周
囲の環境、特に温度によって大きく変化するため、使用
者は季節の推移あるいは朝夕の温度の変化等に応じて、
度々、上記製氷時間の設定をし直さなけれは゛ならなか
った。

さもないと周囲温度の違いにより、氷の出来具合が異な
って、そのサイズおよび形状が不揃いになるばかりか、
場合によっては製氷機が毀れたりもする。

そこで、上記製氷時間設定の煩わしさを解消するために
、ＣＲ型積分回路の積分時間によって計時を行なうよう
にしたタイマを作り、このタイマの計時時間を製氷時間
とするとともに、その積分回路の定数の一部を感温素子
で構成することにより、周囲温度に応じて製氷時間が自
動的に変化するようにしたものが最近になって提案され
て来た。

又、面出願人も製氷時間が自動的に適正化されるよう周
囲温度特に冷却媒体の温度に対応する最適製氷時間をデ
ータとして記憶させておき、製氷開始の際に冷却媒体温
度を検出して、その検出温度に対応するデータを読み出
して製氷時間を決定することにより、上記欠点を解消で
きるようにした製氷機を提案した。

ところが、このような自動製氷機においては、予め冷却
媒体の予想される温度範囲に亙って製氷時間データを記
憶させておくため、例えば冷却媒体の温度検出器（サー
ミスタ）の断線、短絡等により検出器の出力が上記温度
範囲を越えてしまった場合には、製氷機が製氷不能に陥
いる不都合がある。

考案の目的 この考案の目的は、冷却媒体温度検出器の異常出力によ
る全面的な製氷不能を避けることができるようにした自
動製氷機を提供することにある。

考案の構成 第５図に、本考案のクレーム対応図を示す。

同図において、温度検出手段Ａは検温回路Ｂを介して冷
却媒体の温度を検出する。

判定手段Ｃは、前記温度検出手段Ａによる検出温度が前
記検温回路正常時または異常時の温度範囲の何れに該当
するかを判定する。

時間設定手段りは、前記正常時の温度範囲に該当すると
判定されたときには、当該検出温度に対応して予め求め
られた最適製氷時間に設定され、かつ異常時の温度範囲
に該当すると判定されたときには、当該検出温度には関
係なく一定の製氷時間に設定される。

タイマ手段Ｅは、前記設定時間にわたり計時動作を継続
する。

駆動手段Ｆは、前記タイマ手段の計時動作期間中に対応
して、製氷機を構成する冷凍回路を駆動する。

以下図面に基づいてこの考案の実施例を詳述する。

第１図は、この考案に係る自動製氷機の冷凍回路および
その周辺部分を示したもので、冷凍回路については従来
のものと同様、圧縮機ＣＭ、凝縮器１、膨張弁２および
蒸発器３等によって構成されている。

この場合、圧縮機ＣＭは電動機で駆動され、また、凝縮
器１は水冷式で、その冷却用水には水道水が利用される
。

蒸発器３には製氷器４が取付けられているが、この製氷
器４には、同図に示すように多数の製氷室４′がそれぞ
れ下向きに配列されている。

そして、各製氷室４′内には、貯水タンク６内に貯えら
れた水７が、ポンプＰＭによって水皿５の噴水孔を介し
て、それぞれ下方から噴射されるようになっている。

水皿５では、ポンプＰＭから送られてきた水を各通路５
′に分岐し、各通路５′の上記製氷室４′中心下方にそ
れぞれ設けである噴射用の小孔から噴射するようになっ
ている。

そして、各噴射用小孔の両側には製氷室４′で氷結しな
かった水を再び貯水タンク６に環流させるための戻り孔
が設けである。

また、水皿５の上面は平滑な平面に形成され、この面が
各製氷室４′の下方の開口部を塞いで、上記製氷室４′
内に噴射された水の一部が氷結することにより徐々に氷
が成長するようになっている。

また、上記貯水タンク６内には、ウォータ弁ＷＶを介し
て水道水が供給されるようになっている。

ここで、圧縮機ＣＭが起動させられると、この圧縮機Ｃ
Ｍによって冷媒ガスが圧縮されて上記凝縮器１へ送られ
るが、その圧縮された冷媒ガスの圧力で、凝縮器１の冷
却用水排出口側を塞いでいる圧力作動式自動給水弁ＰＶ
が開かれ、これにより、冷却用水は凝縮器１内を流通す
るようになって、冷凍回路が作動するようになる。

このとき、上記凝縮器１内に供給される冷却用水は、温
度検出器Ｓ１によって常時その温度が検出されるように
なっている。

また、冷凍回路の作動により各製氷室４′内で、それぞ
れ所定量の氷が出来上がると、一端を軸支されかつ製氷
室４′下端に圧接されていた水皿５が、モータ（図示せ
ず）により駆動される偏心カム（図示せず）によって、
製氷室４′の下端から引き離され、一定の角度迄傾動し
、停止した状態で除氷が行なわれる。

この除氷は、圧縮機ＣＭで圧縮されることにより発熱し
た冷媒ガスすなわちホットガスを、ホットガス弁ＨＶを
介して蒸発器３に直接導入することにより行なわれる。

蒸発器３にホットガスが導入されると、この蒸発器３と
ともに上記製氷器４が温められ、各製氷室４′内の氷は
それぞれの製氷室４′内壁面と接触する部分が融解する
ことにより、落下して氷貯蔵容器中に貯えられる。

各製氷室４′内から氷が除かれると、製氷器４の温度は
急上昇することになるが、この温度の上昇が除氷検出温
度計Ｓ２で検出されることにより、除氷の終了が検出さ
れるようになっている。

除氷が終ると、水皿５は再びモータ（図示せず）駆動に
よって製氷器４の下端に圧接されるもとの位置に戻され
、また、ホットガス弁ＨＶが閉じられて、再び製氷動作
が行なわれる。

そして、先に説明した除氷行程において水皿５が傾動す
るとき、水皿５には貯水タンク６が一体に固定されてい
るため、貯水タンク６内の製氷残水は水皿５の傾動とと
もに流出され、次に水皿５が元の位置に戻される時に、
次の製氷用水が新しく上記ウォータ弁ＷＶを介して水道
水から補給されるのである。

このとき、ウォータ弁ＷＶの開閉動作は貯水タンク６に
設けた水位スイッチＳ３の指示に応じて自動的に制御さ
れるようになっておを、これにより貯水タンク６内の水
位は常時一定範囲内に保たれるようになっている。

また、上記氷貯蔵容器には、出来上がった氷が逐時貯え
られて行くが、その貯蔵量が限界量に達すると、ストッ
カスイッチＳ４が作動して、上記圧縮機ＣＭの運転を自
動停止させるようになっている。

以上、冷凍回路およびその周辺部分について説明して来
たが、この種の冷凍回路を有する製氷機においては、そ
の源氷に要する時間が凝縮器を冷却する媒体の温度、す
なわちこの実施例では冷却用水の温度によって変化する
。

この場合、両者の間には、第２図に示すような一定の関
係が得られる。

この関係は、同図に示すように複雑で、単純な直線的関
係にはならず、当然製氷機の種類によって色々と異なっ
て来る。

しかし、同一に構成された機種においては、一定の特性
曲線を示すことが実験的に確認されている。

すなわち、製氷機においては、上述したようにその所要
製氷時間が温度、特に凝縮器を冷却する媒体の温度に大
きく依存している。

次に、第３図は、上記したごとき基本構成および特性を
有する製氷機の制御部分の構成を示したもので、その主
要部分は１個あるいは複数個のＬＳＩ（大規模集積回路
）によって構成される中央処理装置（ＣＰＵ）、いわゆ
るマイクロプロセッサ８から或っている。

このマイクロプロセッサ８には、メモリが付属するが、
その主メモリ９には、プロセッサ８の動作プログラムを
記憶するプログラムエリア９ａとともに、第２図に示し
た時間テ゛−夕を冷却用水温度の一定範囲（例えば５〜
３５℃）に亙って記憶するデータエリア９ｂと、プロセ
ッサ８が計数動作を行なうため使用されるカウンタエリ
ア９Ｃとが、それぞれ設定されている。

ここで、第２図の特性曲線で示されたデータを、第１表
のようにテーブル化して、すなわち個々の温度（℃）と
、それらに対応する製氷時間（分；秒）とを対照させて
記憶させる。

この場合、冷却水温度を検出する水温計Ｓ１の出力が、
上記データエリア９ｂに予め記憶させた温度範囲を越え
てしまうと、製氷時間テ゛−夕が抽出できなくなって製
氷機は運転不能になってしまう。

このような事態は、水温計Ｓ１を構成するサーミスタが
断線あるいは短絡したような場合に生ずる。

そこで、この考案では水温計の出力がデータエリア９ｂ
に記憶させた温度範囲を越えた場合には、例えば、その
温度範囲の中間の温度（上記表では２０℃）における製
氷時間に固定して、その時間だけ冷凍運転させて全面的
な製氷不能を避けようとするものである。

なおこの異常時の固定製氷時間データも上記データエリ
ア９ｂに記憶させておく。

ところで、第２図の特性曲線で示されたテ゛−タは、そ
の特性曲線を複数の温度区域に分けると、各区域毎に直
線近似式あるいは２次以上の関数で近似させることがで
きる。

そこで、各温度区域毎に求めた複数の直線近似式あるい
は２次以上の関数の係数データを第１表のテーブル化デ
ータに代えて、上記データエリア９ｂに記憶させてもよ
い。

さて、上記のように構成されたマイクロプロセッサ８は
、インターフェイス１０を介して各種入出力機器に接続
されている。

先ず、入力側機器としては、第３図に示すように、前記
水温計Ｓｌ、前記除氷検出温度計５２．前記水位スイッ
チＳ３．前記ストツカスイッチＳ４がそれぞれ接続させ
ている。

また、起動スイッチＳＳ、上記水温計Ｓｌ、の指示値を
テ゛ジタル符号化するＡ／Ｄ変換器１１．クロック信号
発生器１２およびこのクロック信号発生器１２からのク
ロック信号に基づいて時刻を計時する時計回路１３等も
接続されている。

次に、出力側機器としては、前記圧縮機ＣＭ、前記ポン
プＰＭ、前記ホットガス弁ＨＶ、前記ウォータ弁ＷＶ、
製氷機時間を表示することのできる時間表示器１４．製
氷中であることを示す製氷中ランプ１５および上記水温
計Ｓ１の出力が正常範囲を越えたときにこれを報知する
異常報知ランプ１６等が、それぞれ接続されている。

ここで、上記クロック信号発生器１２９時計回路１３お
よび主メモリ９のカウンタエリア９ｃは、蓄電池等の独
立電源によって停電時での動作が保障されている。

また、主メモリ９のプログラムエリア９ａおよびデータ
エリア９ｂについては、これらの部分をＲＯＭ等で構成
することにより、その記憶内容の揮発が防止されている
。

なお、この実施例では、前記凝縮器１が水冷式なので、
その冷却用水の温度を検出するために水温計Ｓ１が使用
されているが、水冷式以外の凝縮器、例えば空冷式の凝
縮器が使用される場合は、当然、上記水温計は冷却用空
気の温度を検出するものと置き代えられる。

第４図は、上記マイクロプロセッサ８の動作プログラム
構成を示したもので、マイクロプロセッサ（以下ＣＰＵ
と呼ぶ）８は、上記起動スイッチＳＳがセットされるこ
とによりスタートし、また上記時計回路１３からの時間
信号に基づいて１秒間隔で割込が発生するようになって
いる。

以下、その動作を各ルーチン毎に順を追って説明する。

先ず、上記製氷機に製氷を行なわせるために、上記起動
スイッチＳＳをＯＮに状態にセットすると、これにより
ルーチンＲ１が実行されて、製氷条件が整っているか否
かの判断が行なわれる。

すなわち、冷凍回路およびその周辺部分の各機構部が所
定の位置にあるか否か、あるいは除氷検出温度計Ｓ２の
検出出力に基づいて除氷が完了しているが否か、また上
記ストッカスイッチＳ４がＯＦＦになっているか否か、
さらに上記水位スイッチＳ３の検出出力に基づいて上記
貯水タンク６内に水が規定どおりに入っているか否かな
どか′判断される。

これらすべて条件のうち一つでも満足されていないと、
すなわちＮＯの判断が出ると、ＥＮＤ（終了）ルーチン
Ｒ１１ヘジヤンプして、ＣＰＵ８は待機状態となる。

しかしこの場合起動スイッチＳＳにより得られた割込要
求状態は継続しているので、再びルーチンＲ１が実行さ
れる。

従って、上記製氷条件がすべて満足されるまで各部の状
態が繰り返し検索される。

ここで、上記条件がすべて満たされると、すなわちＹＥ
Ｓの判断が出ると、次のルーチンＲ２へ進み、上記水温
計Ｓ１の検出温度を読み込み、ルーチンＲ３にて、その
読み込んだ検出温度が正常な温度範囲に人っているか否
かの判断が行なわれる。

そして、ＮＯすなわち正常範囲にないとの判断が出され
ると、ルーチンＲ４へ進み、上記異常報知器１０により
異常を報知せしめ、ルーチンＲ５にて、異常時の固定製
氷時間データを上記データエリア９ｂから取り出して、
ルーチンＲ７にて上記カウンタエリア９Ｃに記憶させる
。

一方、ルーチンＲ３でＹＥＳすなわち正常範囲にあると
の判断が出ると、ルーチンＲ６へ進み、上記ルーチンＲ
２で読み込んだ検出温度に対応する製氷時間テ゛−夕を
上記データエリア９ｂから抽出する。

すなわち、水温計Ｓ１の検出温度が正常範囲にあると、
この水温計Ｓ１によって検出された冷却水温度に基づい
て製氷時間が決定されるのである。

次に、ルーチンＲ７で、上記抽出された製氷時間データ
が上記カウンタエリア９Ｃに記憶されて、次のルーチン
Ｒ８へ進み、ここで現在製氷中である旨が登録され、か
つ製氷中ランプ１５が点灯されるとともに、上記゛カウ
ンタエリア９Ｃに記憶された製氷時間が時間表示器１４
に表示（分；秒）される。

この後、ルーチンＲ９にて、上記ポンプＰＭを駆動して
製氷室４′への噴水を開始させ、さらにルーチンＲ１０
にてホットガス弁ＨＶを閉じ、冷凍運転を行なわせる。

これにより、製氷動作が開始させられて、ＥＮＤルーチ
ンＲ１１へ進みＣＰＵ８は待機状態となる。

次に上記のごとくして開始された冷凍運転を、上記抽出
された製氷時間の間だけ連続させ、がっその間その時々
の製氷時間を表示させる動作について説明する。

すなわち、ＣＰＵ８にはこれに接続された上記時計回路
１３からのクロック信号に基づいて１秒間隔で割込が発
生するようになっており、この割込信号が発せられる度
にルーチンＲ１２が実行される。

このルーチンＲ１２では、製氷動作が行なわれているか
否かの判断が行なわれ、ＹＥＳすなわち製氷中ならば次
のルーチンＲ１３へ進み、ここでは、１０秒経過したか
否かが判断される。

そして、ＮＯすなわち１０秒が経過していなければ、ル
ーチンＲ２０ヘジヤンプし、ＣＰＵ８は次の割込が発生
するまで待機状態となるが、１０秒が経過していると、
すなわちＹＥＳの判断が出たとすると、ルーチンＲ１４
へ進む。

ここでは、上記カウンタエリア９Ｃに記憶させである製
氷時間から１０秒を差し引き、この差し引いた時間を新
たな製氷時間（製氷残時間）として、上記カウンタエリ
ア９Ｃに再書込みさせることを行なう。

つまり、製氷が開始されると１０秒ごとに、カウンタエ
リア９Ｃに記憶させである製氷残時間を１０秒ずつ減算
して行き、この減算された新たな残時間は、次のルーチ
ンＲ１５にて、逐次表示（分；秒）させられる。

そして、次のルーチンＲ１６では残時間がＯであるか否
がが判断され、ＮＯすなわち残時間が０でなければ、Ｅ
ＮＤルーチンＲ２０ヘジャンプしてＣＰＵ ８は待機状
態となり、冷凍運転が継続される。

しかして、残時間が１０秒ずつ減算されて、上記カウン
タエリア９Ｃに記憶されている残時間がＯになると、上
記ルーチンＲ１６においてＹＥＳの判断が出されて、ル
ーチンＲ１７が実行されるようになる。

このルーチンＲ１７では、上記ポンプＰＭの運転停止が
行なわれて次のルーチンＲ１８へ進み、ここで、上記ホ
ットガス弁ＨＶが開かれるとともに、製氷中であること
を表示していた製氷中ランプ１５が梢灯される。

これにより、製氷動作は一旦停止され、出来上がった氷
は除氷動作によって、前記氷貯蔵容器内に落下される。

そして、次のルーチンＲ１９では、上記起動スイッチＳ
ＳがＯＮ状態になっているか否か判断され、ＹＥＳすな
わち起動スイッチＳＳがＯＮ状態にあると、上記ルーチ
ンＲ１ヘジャンプする。

しかして、除氷動作中は製氷条件が整っていないため、
ルーチン１にてＮＯの判断がなされて、ルーチンＲ１１
ヘジヤンプしてＣＰＵは待機状態となるが、除氷動作が
終了してすべての製氷条件が整うと、再びルーチンＲ２
へ進み、上述した動作を繰返して製氷動作を開始する。

このようにして、製氷サイクルが繰返されて、上記氷貯
蔵容器が満杯になると、上記ストッカスイッチＳ４が作
動して製氷運転は休止される。

また、上記起動スイッチＳＳがＯＦＦされた場合にも、
製氷動作が終了した時点で、上記ルーチンＲ１９にてＮ
ｏと判断されてＥＮＤルーチンＲ２０へ進み、上記起動
スイッチＳＳが再びオン状態にセットされるまで、製氷
運転は休止される。

一方、製氷運転の休止中は、ＣＰＵ８に時間割込が発生
すると、上記ルーチンＲ１２において、ＮＯすなわち製
氷中でないと判断されて、ルーチンＲ２１が実行される
。

このルーチンＲ２１では、上記時計回路１３からのデー
タを読んで現在時刻（何時何分）のデータの作成および
その記憶が行なわれる。

次に、ルーチンＲ２２へ進んで、上記ルーチンＲ２１で
作成した時刻データが、上記時間表示器１４を使って表
示され、その後、ＥＮＤルーチンＲ２０ヘジャンプして
ＣＰＵは待機状態となる。

このようにして、上記水温計Ｓ１の検出温度即ち、凝縮
器の冷却媒体温度に基づいて、その温度に対応する製氷
時間データが上記データエリア９Ｃから抽出され、この
製氷時間の間上記冷凍回路が動作されて製氷が行なわれ
るとともに、水温計Ｓ１の出力が上記データエリア９Ｃ
に記憶された温度範囲から外れると、異常報知器１６に
よって異常が報知され、かつ製氷時間が異常時用に定め
られた固定製氷時間とされてその時間の間冷凍運転がさ
れるのである。

考案の効果 この考案によれば、冷却媒体温度検出器の異常出力によ
る全面的な製氷不能を避けることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案に係る自動製氷機の冷凍回路およびそ
の周辺部分の一実施例を示す配管系統図、第２図は冷却
媒体の温度と製氷時間との関係を示すグラフ、第３図は
処理装置および制御装置部分の一実施例を示すブロック
図、第４図は第３図に示した装置のプログラム構成を説
明するためのフローチャート、第５図は本考案のクレー
ム対応図である。 ＣＭ・・・・・・圧縮機、１・・・・・・凝縮器、３・
・・・・・蒸発器、４・・・・・・製氷器、４′・・・
・・・製氷室、５・・・・・・水皿、５′・・・・・・
通路、６・・・・・・貯水タンク、１６・・・・・・異
常報知器、Ｓｌ・・・・・・水温計、Ｓ２・・・・・・
除氷検出温度計、ＳＳ・・・・・・水位スイッチ、Ｓ４
・・・・・・ストッカスイッチ、ＷＶ・・・・・・ウォ
ータ弁、ＨＶ・・・・・・ホットガス弁、ＳＳ・・・・
・・起動スイッチ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 検温回路を介して冷却媒体の温度を検出する温度検出手
   段と、 前記温度検出手段による検出温度が、前記検温回路正常
   時または異常時の温度範囲の何れに該当するかを判定す
   る判定手段と、 前記正常時の温度範囲に該当すると判定されたときには
   、当該検出温度に対応して予め求められた最適製氷時間
   に設定され、かつ異常時の温度範囲に該当すると判定さ
   れたときには、当該検出温度には関係なく一定の製氷時
   間に設定される時間設定手段と、 前記設定時間にわたり計時動作を継続するタイマ手段と
   、 前記タイマ手段の計時動作期間中に対応して、製氷機を
   構成する冷凍回路を駆動する駆動手段とを具備すること
   を特徴とする自動製氷機。