JPS5934938B2 - 製氷機の製氷時間自動制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は温度によって制御される半導体時限素子を構成
し、これを製氷機の製氷時間制御に適用した製氷時間自
動制御装置に関し、特に冷凍系に接続した製氷部材に循
環される製氷用水の水温及び外気温の条件に関係なく常
時−サイクル終了時の氷厚を一定化せしめ、よって製氷
能力の安定を計る事を目的として提供される装置である
。

一般に製氷機の製氷能力は大きく分けて水温（製氷用水
）による影響と外気温による影響によって変化する。

即ち製氷とは氷を冷却して氷にするため水温の低い方が
当然製氷能力が大きくなるし、また凝縮器の熱交換能力
は外気温に影響するので外気温が低い方が製氷能力は良
くなる。

従来製氷機の製氷時間を制御する手段として機械的時限
素子を使用したものは所定時間の製氷運転を行なったに
も拘らず製氷能力が安定しないのは前記影響によるとこ
ろである。

夏季は外気温及び水温が高く製氷能力は低下し、一方冬
季は外気温及び水温が低く製氷能力は向上し、この結果
夏季は冬季に比較して氷厚がかなり薄くなってしまう事
が確認され年間を通じての氷厚のばらつきは著しく大き
い。

本発明は以上の点に鑑み、外気温及び水温の変化に基づ
いて製氷時間の修正を自動的に行ない夏は製氷時間を長
く、冬は製氷時間を短かくして外気温及び水温がいかな
る条件にあっても年間を通じて常時一定した厚さの氷を
製造するとともに一すイクル当りの製氷能力の安定化を
計った製氷機の製氷時間自動制御装置である。

以下に本発明の一実施例を図面に基づき説明す′る。

１は第２図に於いて内部ブロック図を示す様に主に発振
器２、カウンター回路３、出力段４等で構成される積算
装置で、その特性としてタイマー機能をもっている。

該積算装置１はコンデンサ５、抵抗６の時定数と入力端
子７の電圧で条件づけられる周期パルスを前記発振器２
より発振し、該パルスをカウンター回路３でカウントし
所定の積算値に達したとき出力段４より取り出す様にな
っている。

而して前記時定数又は入力端７の電圧を可変してやれば
積算装置１の所定の積算値に達するまでの時間を可変す
る事は容易に可能となる。

８は前記出力段４からの出力によってＯＮ動作するトラ
ンジスター、９は該トランジスター８のコレクタに接続
された遅延リレー、１０は該遅延リレー９の常開接点９
ｂを介して接続された切換えリレーで、該リレー１０の
常閉接点１０ａには冷凍系に接続した製氷部材（図示せ
ず）に水槽（図示せず〕に外部（水道）より給水された
製氷用水を循環せしめる循環ポンプ１１を接続して製氷
運転を行ない、常開接点１０ｂにはホットガスバルブ１
２と給水バルブ１３の並列回路を接続して脱水運転を行
なうとともに該脱水運転中に前記水槽へ次サイクルの製
氷用水の給水を行なう。

また１４は冷凍系の電動圧縮機、１５は脱水が終了した
事を検出する脱水終了検出スイッチ、１６は前記切換え
リレー１０の常開の自己保持接点、１７は−サイクルの
製氷運転終了と同時に積算装置１の機能をリセット状態
とする前記切換えリレー１０の常閉のリセット接点であ
る。

更に積算装置１における周期パルスは前記時定数と入力
端子７の電圧で条件づけられるから本発明に於いては製
氷用水の水温変化を感知する第１の感温素子と外気温の
温度変化を感知する第２の感温素子のインピーダンスの
和の変化に基づき前記積算装置１の入力端子７の電圧を
可変する事によって周期パルスを可変し、最終的に積算
装置１の出力段４より取り出される出力パルスの時間を
コントロールする。

この具体的回路は電源ライン１８．１９に抵抗２０を介
して接続される第１の感温素子と第２の感温素子で、第
１の感温素子には水温が低いと端子電圧が上昇し、高い
と低下する特性を有するモールドされた第１のダイオー
ド２１を使用し、該第１のダイオード２１は前記水槽に
沈めて製氷用水の水温変化を検出し、第２の感温素子に
は外気温が低いと端子電圧が上昇し、高いと低下する特
性を有する第２のダイオード２２を使用し、該第２のダ
イオード２２は外気温変化に基づく温度変化を検出する
。

前記抵抗２０と第１のダイオード２１及び第２のダイオ
ード２２の中点を演算増幅器２３の出力端子２４と異極
性の入力端子２５に接続し、該入力端子２５及び出力端
子２４と同極性の入力端子２６の電位差で出力端子２４
の電圧を決定している。

而して前記増幅器２３の出力を前記積算装置１の入力端
子７に接続すれば出力端子２４の電圧変化は積算装置１
の入力端子に表われてくる。

以上の様に回路構成された本発明の製氷時間自動制御装
置の動作を説明する。

まず電源投入によって電動圧縮機１４と循環ポンプ１１
の閉回路が形成され、製氷部材は冷却され循環ポンプ１
１は水槽内の製氷用水を製氷部材に循環せしめて製氷運
転を開始する。

今夏季で水槽に供給された製氷用水の温度が高い場合、
水温検出用の第１のダイオード２１の端子電圧は低下し
インピーダンスは減少する。

また外気温が高い場合外気温検出用の第２のダイオード
２２の端子電圧も低下しインピーダンスも減少する。

而して前記夫々のインピ・−ダンスの和の変化が入力端
子２５に表われてくるため、他の入力端子２６と入力端
子２５の電位差は大きくなり、この結果増幅器２３の出
力端子２４の電圧は上昇し、積算装置１の入力端子７の
電圧も上昇する。

したがって発振器２より出る周期パルスは長くなりその
結果出力段４からの出力パルス時間は伸びた事になる。

即ち製氷時間は長くなる。そして出力段４より取り出さ
れた出力によってトランジスター８はＯＮし更に遅延リ
レー９もＯＮする。

該遅延リレー９のＯＮ動作にてその接片は常開接点９ｂ
に切り換わり、切換えリレー１０をＯＮせしめる。

該切換えリレー１０はその自己保持点１６を介して自己
保持し、更に切換えリレー１０の常閉接点１０ａは常開
接点１０ｂに切換わり循環ポンプ１１を停止せしめて製
氷運転を終了するとともにホットガスバルブ１２と給水
バルブ１３の閉回路を形成する。

そして製氷部材に冷凍系のホットガスを流して製氷部材
に氷結した氷（板氷酸るいは角氷等）の脱水運転を行な
う。

またこのとき次すイクルの製氷運転に必要な水を水槽に
給水する。

更に前記切換えリレー１０がＯＮ動作した事によって、
該リレー１０のリセット接点１７は開路し、積算装置１
を次サイクルの待機状態としてやる。

そしである程度の時間経過にて製氷部材から氷が離氷し
た事を検出する脱水終了検出スイッチ１５が開路すると
切換えリレー１０への通電は断たれ次サイクルの製氷運
転の開始時点となる。

一方冬季で水槽に供給された製氷用水の温度が低い場合
、水温検出用の第１のダイオード２１の端子電圧は上昇
しインピーダンスは増大する。

また外気温が低い場合、外気温検出用の第２のダイオー
ド２２の端子電圧も上昇しインピーダンスも増大する。

而して前記夫々のインピーダンスの和の変化が入力端子
２５に表われてくるため他の入力端子２６と入力端子２
５の電位差は小さくなりこの結果増幅器２３の出力端子
２４の電圧は低下し、積算装置１の入力端子７の電圧も
低下する。

したがって発振器２より出る周期パルスは短くなり、そ
の結果出力段４からの出力パルス時間は縮まった事にな
る。

即ち製氷時間は短くなる。この後の動作は上述の夏季の
場合とまったく同様なので省略する。

以上の動作説明は夏季と冬季の一般的な例によって本発
明を説明しているが、更に具体的につき説明を加える。

外気温２５℃、水温２０°Ｃで２０朋の厚さの氷を作る
のに５０分かかるとして本発明電気回路図に５０分経過
すると積算装置１より出力される様に初期の時間設定が
成されているとする。

而して上記第１のダイオード２１が水温２０℃を常時検
出し、第２のダイオード２２が外気温２５℃を常時検出
しているならば積算装置１からの出力パルス時間は５０
分一定となり氷厚も２０闘一定となるはずである。

しかし年間を通じて外気温２５°Ｃ水温２０°Ｃを維持
する事は困難であり、前記電気回路に設定された標準値
に対して外気温が２５℃水温が２０°Ｃより僅かに高く
なれば増幅器２３の入力端子２５と入力端子２６の電位
差は前記標準値のときの電位差に比較して僅かに大きく
なり、出力端子２４の電圧は僅かに上昇する。

したがって積算装置１の入力端子７の電圧も僅かに上昇
し発振器２より出る周期パルスは僅かに長くなり、出力
段４からの出力パルス時間は前記標準値のときの製氷時
間５０分より僅かに長い製氷時間を行なう事になる。

更に外気温及び水温が基準値から高い方へ遠ざかれば遠
ざかるほど製氷時間は長くなっていく。

一方外気温が２５℃、水温が２０℃より僅かに低くなれ
ば増幅器２３の入力端子２５と入力端子２６の電位差は
前記標準値のときの電位差に比較して僅かに小さくなり
出力端子２４の電圧は僅かに低下する。

したがって積算装置１の入力端子７の電圧も僅かに低下
し発振器２より出る周期パルスは僅かに短くなり、出力
段４からの出力パルス時間は前記標準値のときの製氷時
間５０分より僅かに短い製氷時間を行なう事になる。

更に外気温及び水温が標準値から低い方へ遠ざかれば遠
ざかるほど製氷時間は短くなっていく。

以上の様に外気温及び水温変化に基づいて製氷時間を適
宜修正し、常時、初期に設定された標準値２０ｍｍ一定
の厚さの氷を作る事が出来る。

なお基準値の氷厚を可変したい場合、例えば２０ｍｍか
ら２５ｒＩＬｒ／Ｌへ、又は２０ｍｍから１５關へと氷
厚を変更したい場合は本発明回路図に於いて可変抵抗２
７を調整し、増幅器２３の入力端子２６の電圧を適当に
セットする事によって容易に達成する事が出来る。

なお本発明の上記実施例に於いて使用せる感温素子はダ
イオードであるがダイオードと同位置に水温を検出する
サーミスタ及び外気温を検出するサーミスタを接続して
もよい。

また抵抗２１又は抵抗２８の位置であれば正特性サーミ
スタを使用する事も可能である。

本発明は以上の様に製氷能力に影響を与える部分の温度
変化を感知する感温素子の感温動作に対応する周期パル
スを発振器から発振し、この周期パルスをカウンター回
路が所定数計数したとき出力回路からタイマー出力を発
生して製氷時間を自動調整したものであるから、水温及
び外気温がいかなる条件下においても年間を通じて常時
所定の厚さの氷が製造でき、−サイクル当りの製氷能力
も安定させる事は勿論、本発明の製氷機をいかなる地域
に設置しても氷厚は初期の設定値を満足し、−サイクル
当りの製氷能力も安定させる確実で信頼性の高い製氷機
である。

更に水温変化及び外気温変化に基づき変化する第１の感
温素子と第２の感温素子のインピーダンスの和の変化に
基づいて積算装置の入力を可変し該積算装置の所定の積
算値に達するまでの時間を可変する様に回路を構成して
いるので、動作に狂いがなく正確に製氷時間を修正し初
期の目的を確実に達成する優れｈ製氷機である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す電気回路図、第２図は
第１図で示す積算装置の内部基本動作部分を示すブロッ
ク図である。 １・・・・・・積算装置、１０・・・・・・切換えリレ
ー、２１・・・・・・水温検出用第１のダイオード、２
２・・・・・・外気温検出用第２のダイオード。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 製氷室に冷凍系の製氷部材を配設し、製氷部材に氷
   結を行なう製氷機において、製氷能力に影響を与える部
   分の温度変化を感知する感温素子と、該感温素子の感温
   動作に対応した電圧を発生する温度−電子変換回路と、
   該変換回路に基づいて変化する周期パルスを発振するパ
   ルス信号発振回路と、発振パルスの所定数を計数した際
   出力信号を発生するカウンター回路と、該カウンター回
   路の出力信号によりタイマー出力を発生すると共に前記
   発振回路の発振を停止させる信号を発生する出力回路を
   設け、製氷時間を自動調整する様にした事を特徴とする
   製氷機の製氷時間自動制御装置。 ２、特許請求の範囲第１項の記載において、前記感温素
   子は製氷用水の水温変化を感知する第１の感温素子と、
   外気温度変化を感知する第２の感温素子によって構成し
   た事を特徴とする製氷機の製氷時間自動制御装置。