JPS5950034B2 - 製氷機の制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は冷凍系を具備する製氷部材に外部水源から貯水
タンクに給水された製氷用水を循環して氷結を行なう製
氷機に関し、特に給水時の水温のばらつき及び周囲温度
条件に関係なく均一な厚さく形状）の氷を製造する事を
目的とする。

従来、タイマーのスタートからタイムアツプまでの一定
時間をそのまま製氷時間とする製氷機においては、外部
水源から貯水タンクに給水される製氷用水の水温のばら
つき及び周囲温度条件によって氷厚が大きくばらつく。

本願出願人は先にこの点に鑑みた出願をしている。

即ち、水温が所定温度に定下したときタイマーをスター
トさせ、該タイマーのスタート後は周囲温度に依存する
例えば凝縮温度の変化に基づいてタイマ一時間を調整し
製氷運転時間を自動コントロールして氷厚の均一化を計
っている。

しかし、本願出願人はこの改良型においても若干の問題
点を発見した。

即ち、水温センサーをモールドして使用する必要がある
ことからセンサーの復帰遅れを生じることがあり、特に
タイマーのスタートが誤動作する事が間々ある。

本発明は斯かる点に鑑み、給水時の水温及び周囲温度条
件に関係なく氷厚の均一化を計れる事は勿論、誤動作を
発生しない製氷機の制御装置を提供する。

以下に本発明の一実施例を図面に基づき説明する。

１は断熱壁にて形成する本体内上部に設置された所謂逆
セルタイプの製氷装置で、下向きに開口する複数の区画
された製氷部２を有した冷凍室３と、該冷凍室３の土壁
上に設けた冷凍サイクルの蒸発器４と、冷凍室３を下方
から塞ぐ平板状の水皿５と、該水皿５に固定され水皿５
と共に傾動可能な前部開放の貯水タンク６と、各製氷部
２に対応して水皿５に穿設した噴水口（図示せず）と、
外部水源に接続して貯水タンク６への給水を適宜性なう
給水装置７と、貯水タンク６内に給水された製氷用水を
噴水口を通して各製氷部２に噴水せしめるための循環ポ
ンプ８等により構成される。

９は蒸発器４の蒸発温度を検出する第１の感温装置で、
サーモスタットを使用している。

１０は貯水タンク６に給水された製氷用水の水温を検出
する第２の感温装置で、モールドしたサーミスタを使用
している。

また製氷装置１の下方には貯水タンク６の傾動によって
流出する貯水タンク６内の残水を受けて排水管１１より
排水する受皿１２があり、水皿５の傾斜前方に貯水庫１
３が形成されている。

更に機械室１４には冷凍サイクルの電動圧縮機１５、凝
縮器１６そして凝縮器空冷用ファン１７が配設されてい
る。

１８は凝縮温度を検出する第３の感温装置で、ダイオー
ドを使用している。

次に本発明の電気回路について説明する。

１９は駆動装置（図示せず）に連動する水皿５及び貯水
タンク６の傾復動に基づいて接点を切り換えるトグルス
イッチで、第１図の実線で示す様に水皿５が冷凍室３を
塞いでいる状態では閉接点１９ａ１，１９ａ２に位置し
、点線で示す様に水皿５が所定の位置に傾動を終了した
状態では開接点１９ｂ１，１９１）２に位置する。

８と１７はトグルスイッチ１９の閉接点１９ａ１、更に
リレー２０の常閉接点２０ａ１を介して接続した前記循
環ポンプとファンである。

２１はトグルスイッチ１９の開接点１９ｂ１を介して接
続したホラＩ・ガスバルブである。

２２はトグルスイッチ１９の閉接点１９ａ２を介して正
転し、開接点１９ｂ１、更にリレー２０の常閉接点２０
ａ２を介して逆転する水皿５及び貯水タンク６を傾復動
するため駆動装置用の減速機付モーターであり、該モー
ター２２の正転で水皿５は傾動を開始し、逆転で水皿５
は復動を開始する。

７は貯水タンク６の水位を検出する水位スイッチ２３を
介して接続した前記給水装置である。

１５は前記電動圧縮機である。

更に９は前記第１の感温装置で、製氷運転による蒸発器
４の所定の低下温度を検出したときＨｉｇｈ接点９ａ
（以下はＨ接点と称する。

）からＬｏｗ接点９ｂ （以下はＬ接点と称する。

）に切り換わり、脱水運転による蒸発器４の所定の上昇
温度を検出したときＬ接点９ｂがらＨ接点９ａに切り換
わる。

２４は第１の感温装置９のＬ接点９ｂ側に接続された製
氷運転の制御回路で、整流器（図示せず）を用いて直流
で使用される。

３５ｂは制御回路２４に内蔵された後述する制御リレー
の常開接点である。

次に前記制御回路２４の詳細を第３図に基づいて説明す
る。

２５は第４図に内部ブロック図を示す様に主に発振器２
６、カウンター回路２７、出）力段２８で構成されたタ
イマー回路で、該タイマー回路２５はコンデンサ２９及
び抵抗３０による時定数と入力端子３１の電圧で条件づ
けられる周期パルスを発振器２６より発振し該パルスを
カウンター回路２７でカウントし所定回数カウントシた
後出力段２８より取り出す様になっている。

またタイマー回路２５は発振停止端子３２を有し、該端
子３２を高電位に保持することにより発振は停止状態に
ありＤＶで発振する。

而して発振停止端子３２を後述するスイッチング回路３
３の出力側に接続する事によってタイマー回路２５を適
宜スター１−させることができる。

また３４はタイマー回路２５の出力によってＯＮ動作す
る第１１〜ランジスタ、３５は該トランジスタ３４のコ
レクタに接続された制御リレーである。

更にタイマー回路２５における周期パルスはコンデンサ
２９及び抵抗３０による時定数と入力端子３１の電圧で
条件づけられるから周囲温度に依存する凝縮温度の変化
を検出する第３の感温装置１８のインピーダンス変化に
基づき入力端子３１の電圧を可変することによって周期
パルスを可変し、最終的にタイマー回路２５の出力段２
８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。

この具体的回路は第３の感温装置として使用せるダイオ
ード１８を抵抗３６を介して接続し、その接続点を演算
増幅器３７の出力端子３８と異極性の入力端子３９に接
続し、２個の抵抗４０．４１の接続点を出力端子３８と
同極性の入力端子４２に接続する。

而して増幅器３６の出力を前記タイマー回路２５の入力
端子３１に接続すれば出力端子３１に接続すれば出力端
子３８の電圧変化は入力端子３１に表われてくるため凝
縮温度の変化に応答してタイマー回路２５からの出力パ
ルス時間は可変にコントロールできる。

次にタイマー回路２５をスタートさせるためのスイッチ
ング回路について説明する。

前記第２の感温装置として使用せるサーミスタ１０と３
個の抵抗４３，４４．４５により構成したブリッジ回路
の前記サーミスタ１０と抵抗４５の接続点をスイッチン
グ回路３３のマイナス入力端子４６に接続し抵抗４３と
抵抗４４の接続点をスイッチング回路３３のプラス入力
端子４７に接続する。

更にスイッチング回路３３の出力端子４８側には第２ト
ランジスタ４９を接続し、該トランジスタ４９の状態に
よりタイマー回路２５の発振状態を制御する様第２１−
ランジスタ４９のコレクタラインをタイマー回路２５の
発振停止端子３２に接続する。

なおサーミスタ１０は貯水タンク６に給水された水温が
所定の低温（氷点より若干高い温度が適当）まで低下し
たことを検出したときスイッチング回路３３の出力が反
転する様にブリッジ回路の各固定抵抗値を設定しておく
必要がある。

次に本発明の詳細な説明する。

電源投入により給水装置７が動作して貯水タンク６に所
定量の給水動作を行なう。

一方、運転初期においてサーモスタット９は蒸発温度の
所定の低下温度を検出しないことからその接点はＨ接点
９ａに位置しており制御回路２４には電源が供給されず
タイマー回路２５は動作しない。

一方電動圧縮機１５が動作して冷凍室３を冷却すると共
に貯水タンク６内の製氷用水をトグルスイッチ１９の閉
接点１９ａ１、更にリレー２０の常閉接点２０ａ１を介
して通電する循環ポンプ８にて各噴水口から各製氷部２
に噴水する製氷運転を開始する。

またこのときファン１７も動作して凝縮器１６を強制空
冷する。

製氷運転を開始すると蒸発温度は徐々に低下し、所定の
低下温度をサーモスタット９が検出するとその接点がＨ
接点９ａからＬ接点９ｂに切り換わり制御回路２４に電
源を供給する。

またこの間製氷用水は製氷部２へ噴水され、該製氷部２
と熱交換し温度低下して再び貯水タンク６に戻される。

この様に製氷用水の循環が続くと製氷用水の温度は氷点
に近づいていきサーミスタ１０は遂に水温の所定の低下
温度を検出してスイッチング回路３３から出力を発生す
る。

これにより第２トランジスタ４９がＯＮするためタイマ
ー回路２５の発振停止端子３２にＯ■がかかりタイマー
回路２５は動作を開始する。

タイマー回路２５が動作を開始すると今度はダイオード
１８が検出する凝縮温度の状態によってタイマ一時間は
可変する様になる。

即ち、ン１に線温度が高い場合、ダイオード１８の端子
電圧は低下しインピーダンスは減少する。

すると入力端子３９と入力端子４２の電位差は大きくな
り増幅器３６の出力端子３８の電圧は上昇しタイマー回
路２５の入力端子３１の電圧は上昇する。

従って発振器２６より出る周期パルスは長くなり結果的
に出力段２８からの出力パルス時間は延び゛たことにな
る。

一方凝縮温度が低い場合、ダイオード１８の端子電圧は
上昇しインピーダンスは増大する。

これにより入力端子３９と入力端子４２の電位差は小さ
くなり増幅器３６の出力端子３８の電圧は低下し、タイ
マー回路２５０入力端子３１の電圧は低下する。

従って発振器２６より出る周期パルスは短くなり結果的
に出力段２８からの出力パルス時間は縮っなことになる
。

而していずれの場合でもタイマー回路２５から出力が取
り出されると第１トランジスタ３４はＯＮして制御リレ
ー３５が励磁されその常開接点３５ｂを閉路するためサ
ーモスタット９のＬ接点９ｂ、制御リレー３５の常開接
点３５ｂを介してリレー２０を励磁し、その接点を夫々
常開接点２０ｂ１，２０ｂ２に切り換える。

従って、循環ポンプ８及びファン１７を停止して製氷運
転を終了する。

一方、リレー２０の常開接点２０ｂ２を介してホットガ
スバルブ２１が動作し、蒸発器４にホットガスを流して
冷凍室３を加熱し各製氷部２に氷結した氷の脱水運転を
開始する。

同時にサーモスタット９のＬ接点９ｂ、制御リレー３５
の常開接点３５ｂ、更にトグルスイッチ１９の閉接点１
９ａ２を介して減速機付モーター２２に通電し水皿５は
傾動を開始し、所定の位置まで傾動するとトグルスイッ
チ１９の接点を開接点１９ｂ、、 １９ｂ２に切り換
えてモーター２２への通電を断ち水皿５は冷凍室３を開
いた位置で停止する。

しばらくして各製氷部２から離脱した氷は水皿５の表面
を滑って貯水庫１３に貯水されていく。

そして各製氷部２から完全に氷が離脱した事をサーモス
タット９が蒸発器４の所定の上昇温度で検出するとその
接点をＬ接点９ｂからＨ接点９ａに切り換え制御回路２
４への電源供給が断たれタイマー回路２５はリセットさ
れ制御リレー３５は非励磁となるからその接点３５ｂを
開路する。

更にリレー２０も非励磁となりその接点を再び常閉接点
２０ａ、、２０ａ２に切り換えるためホットガスバルブ
２１を不動作にして脱水運転を終了する。

そしてトグルスイッチ１９の開接点１９ｂ１更にリレー
２０の常閉接点２０ａ２を介してモーター２２に通電し
水皿５は復動を開始する。

また給水装置７が動作して貯水タンク６へ次サイクルの
製氷運転のための定量給水を行なう。

水皿５が完全に復動を終了するとトグルスイッチ１９の
接点は再び閉接点１９ａ、、１９ａ２に切り換わってモ
ーター２２の通電を断ち水皿５は冷凍室３を閉塞した位
置に停止して−サイクルを終了する。

以上の様に製氷運転を開始してサーモスタット９が蒸発
器４の所定の低下温度を検出し、しかもサーミスタ１０
が製氷用水の所定の低下温度を検出したときタイマー回
路２５をスタートさせ、該タイマー回路スター１〜後は
凝縮温度の状態によってタイマ一時間を可変にコントロ
ールしているため給水時の水温及び周囲温度のばらつき
に関係なく均一な厚さの氷を提供できることが明確とな
り、更に製氷用水の水温を検出するサーミスタ１０はモ
ールドされた状態で水中に配置されるためモールド材の
熱容量分だけ実際の水温を検出するまでに時間遅れを生
じる。

従って、給水時の水温が所定水温より高温であれば、サ
ーミスタ１０は当然法の製氷運転開始までにスイッチン
グ回路３３の出力を停止する様に復帰していなければい
けないにもかかわらず前述の如く時間遅れを生じること
から復帰が遅れる。

しかし本発明ではサーモスタット９が蒸発器４の所定の
低下温度を検出したときに制御回路２４に電源を供給す
る様にしているためサーミスタ１０はサーモスタツ１へ
９が゛蒸発器４の所定の低下温度を検出するまでの間に
正しい水温を検出する状態に復帰し、必ず水温が所定の
温度まで低下したときタイマー回路２５をスタートさせ
ることか゛できる様になり、本発明初期の目標を達成し
ている。

なお、本発明の実施例では第１の感温装置としてサーモ
スタットを使用し、第２の感温装置としてサーミスタを
使用し、第３の感温装置としてダイオードを使用してい
るが、必ずしもこれら特定の素子に限定されるものでな
い。

また第１及び第３の感温装置の検温場所は本発明を逸脱
しない範囲で適当に設定できる。

本発明は以上の様に給水時の水温のばらつき及び周囲温
度条件に関係なく常に一定した厚さの氷を製造できる点
に利点を奏する事は勿論、必ず水温が所定の低下温度に
なったときタイマーをスタートさせる事ができるため第
２の感温装置の復帰時間遅れによる誤動作を確実に防止
できる点に効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の装置を備えた製氷機の構成図、第２図
は電気回路図、第３図は第２図の制御回路図、第４図は
第３図のタイマー回路内部主構成を示すブロック図であ
る。 ３・・・冷凍室、４・・・蒸発器、ユ・・・第１の感温
装置（サーモスタット）、１０・・・第２の感温装置（
サーミスタ）、１８・・・第３の感温装置（ダイオード
）、２５・・・タイマー回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 冷凍系を具備せる製氷部材に貯水タンクに給水され
   た製氷用水を循環して氷結を行なう製氷機に於いて、前
   記製氷部材の温度若しくは冷凍系の蒸発温度を検出する
   第１の感温装置と、前記製氷用水の水温を検出する第２
   の感温装置と、冷凍系の高圧測成るいは低圧側の冷凍温
   度の変化に応答してインピーダンスが変化する第３の感
   温装置と、製氷運転終了を制御するタイマを設け、前記
   第１及び第２の感温装置が夫々所定の低下温度を検出し
   たとき前記タイマーをスタートせしめると共に前記第３
   の感温装置のインピーダンス変化に基づいて前記タイマ
   ーの入力電圧を可変して製氷運転時間を自動コンＩ・ロ
   ールする様にした事を特徴とする製氷機の制御装置。