JPS5977277A - 製氷機の外気温検知方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、例えば製氷機にて氷厚を可変とする際のよう
に、より正確な氷厚制御を行なうために製氷機の外気温
を検出して製氷時間を制御するのに用いる外気温検知方
法に関する。

従来例の構成とその問題点 製氷機にて氷厚を可変とする際、通常氷厚設定装置によ
り氷厚設定され、これを演算回路等で製氷時間を増減す
る事により所望の氷厚を得る様にしている。しかし、製
氷能力は外気温により大きく影響をうけるため上記の様
に氷厚設定値を定めた際−義的に製氷時間を決定すると
所望の氷厚が得られない事が多い。つまり外気温補正を
行なう必要が生じて来る。このため従来の製氷機におけ
る外気温検知方法として、１つは外気温の直接検知方法
であシ、例えばサーミスタ等を機械室に設置し吸込まれ
る空気温度をつまりその雰囲気温度を外気温として検知
する方法である０この方法ではサーミスタ等の設置条件
により実際の外気温に対し温度補正が必要であり機構的
にも複雑になる。

父、他の方法として外気温の間接検知があり、例えば本
出願人かすでに出願しているように製氷部利の温度を検
出する温度検出器の検出温度によってヒステリシスをも
った反転出力を出力する演算増幅器からなる脱水検出装
置を有し、この装置の出力で動作し、演算増幅器の出力
が反転する寸での時間をカウントするカウンタと、外気
温と前記演算増幅器の反転時間との関係をあらかじめ記
憶さぜ／ζ記憶回路とを備え、カウンタの時間に対応し
た記憶回路の外気温を読み出すことにより外気温を判別
する方法がある。ところがこれでは脱水動作中、貯水タ
ンク内に給水された製氷水の水温のバラツキによりカウ
ンタのカウント数に誤差が生じる問題点があった。

発明の目的 そこで本発明は前記演算増幅器の反転時間により外気温
を検知する際、貯水タンク内に給水された製氷水の水温
のバラツキの影響をうけない様にし、外気温を検出する
方法を提供する事を目的としている。

発明の構成 この目的を構成するためにあらかじめ外気温度と水温検
出装置が製氷水の所定水温に降温したる後、脱水検出装
置として用いるヒステリシスをもった演算増幅器（コン
パレータ）の出力が反転する丑での反転時間、すなわち
製氷時間を記憶させた記憶回路を用い、脱水終了を脱水
検出装置の演算増幅器（コンパレータ）の出力により検
出し、製氷を開始し前記水温検出装置が製氷水の所定水
温に降温したことを検出してから前記演算増幅器の反転
した出力となるまでの時間をカウントして、そのカウン
ト数と上記記憶回路のテークとの比較により外気温を検
出するものである。

実施例の説明 以下に本発明の一実施例を図面に基づき説明する。第１
図は、本発明の製氷機の一例を示しており、１は断熱壁
にて形成されている製氷機本体であり、製氷室２と機械
室３から構成され、製氷室２内には蒸発器４を具備する
製氷部材５が傾斜設置され、又、製氷用水を貯留する貯
水タンク６及びこのタック６内に循環水ポンプ装置７を
装設して流水循環式製氷系統が構成されている。前記製
氷部材らの下方に貯水室８及び脱氷後の板氷を受は所定
の大きさの氷塊に切断する板氷切断用ヒータ装置９を設
けている。又、機械室３には蒸発器４と共に冷凍回路を
形成する電動圧縮機１０及び凝縮器１１を配置している
。１２は凝縮器１１の空冷用ファンである。又１３は前
記貯水室８内の所定水量を検出する感温部を持った貯水
量検出装置で、氷塊の接触温度を感知して全ての製氷運
転を停止する様に設けられている。

１４は水源に接続された給水管路１５を電気的に開閉し
貯水タンク６内に水道からの製氷水を導入する給水弁で
ある。貯水タンク６内には、所定水位を維持する排水パ
イプ１６と、水位１７を検出する上限設定スイッチ１８
と下限設定スイッチ１９で構成される水位検出装置２０
が配設されている。

２１は製氷部材６に生成した氷を脱水する際、蒸発器４
に電動圧縮機１ｏよシ流すホットガスを電気的に制御す
る電磁弁である。

２２は脱水終了を検出する脱水検出装置で、この装置は
製氷部材５に接着させてこの製氷部材５の温度を検出す
る脱水検出装置用サーミスタ２３（以下脱水用サーミス
タと称す）を有する。

２４は製氷水の水温を検出する水温検出装置で、この装
置は貯水タンク６内に設置し、製氷水の所定水温を検出
する水温検出用サーミスタ２５（以下水温用サーミスタ
と称す）を有する。

第２図は上記製氷機の制御装置を示すプＯツク線図であ
りその構成を動作とともに説明する０上記脱水検出装置
２２は脱水サーミスタ２３、抵抗２６，２７，２８，２
９，３０．コンパレータ３１からなり、脱水用サーミス
タ２３と抵抗２６により電源電圧Ｖ。０を分圧し、コン
パレータ３１の○個入力端子３２に入力されている。ま
た抵抗２７．２８により分圧された電源電圧ｖｃｏはコ
ンパレータ３１の■側端子３３に入力されている。

抵抗２９によりコンパレータ３１の出力端子３４がＯ側
端子３３に正帰環がかけられ、もって出力端子３４の出
力電圧は脱水用サーミスタ２３の検出温度にヒステリシ
スをもたせている。例えば３°（、より低温の温度から
３℃になると出方端子３４の出力電圧は°゛Ｌ″から′
Ｈ″になシー１５°Ｃより高昌の温度から一１５℃にな
ると出力端子３４の出力電圧ば°Ｈ″からｕ　Ｌ　＋＋
になる様にしである。

上記水温検出装置２４は水温用サーミスタ２５抵抗３５
．３６．３７．３Ｂコンパレータ３９からなり、水温用
サーミスタ２５と抵抗３６により電源電圧Ｖ。０を分圧
し、コンパレータ３９のｅ個入力端子４０に入力されて
いる。また抵抗３６゜３７により分圧された電源電圧■
　はコンパレータ３９の■個入力端子４１に入力されて
いる。従って水温用サーミスタ２６が設定水＠０℃を検
出した際コンパレータ３９のｅ個入力端子４ｏの入力電
圧より■個入力端子４１の入力電圧が高くなり出力端、
子４２の出力電圧は°“Ｌ　１１からＨ′″になる。

脱水検出装置２２の出力端子３４はマイクロコンピュー
タ４３の入力端子Ｄ１及びＡＮＤ回路４４の入力端子４
５及びＮＯＲ回路４６の入力端子４７に接続されている
。又、水温検出装置２４の出力端子４２はＡＮＤ回路４
８の入力端子４９に接続されている０ＡＮＤ回路４４の
入力端子５０は上限設定スイッチ１８と抵抗６１とで構
成される回路に接続されており、上限設定スイッチ１８
がｕ　Ｑ　Ｎ　＋＋すると入力端子５０はＩ　ＨＩ”で
あり’Ｏｆｆ”すると°“Ｌ　＋＋となる。入力端子５
ｏは、マイクロコンピュータ４３０入力端子Ｄ３に接続
されている。ＡＮＤ回路４４の出力端子６２はフリップ
フロップ６３のセット入力端子（Ｓ入力）に接続されて
おりフリップ７０ツブ５３のＱ出力はＡＮＤ回路４８の
入力端子５４に接続されている〇すなわち上記構成にお
ける動作は製氷開始直後は、脱水検出装置２２の出力端
子３４はＨ″であり、よって入力端子４６はＨ″となり
、一方上限設定スイッチ１８　ｎ’：”　ＯＮ　’“し
ているので、入力端子６０はＨ″となる。よって、Ａ　
Ｎ　Ｄ回路４４の出力端子５２はＨ″となりフリップフ
ロップ６３のセット入力（Ｓ入力）がＨ″となることが
らＱ出力は°゛Ｈ′となる。製氷が継続され貯水タンク
６の水温が降温し水温検出装置２４の水温用サーミスタ
２５が所定の水温（０℃）を検出すると出力端子４２は
Ｈ＋＋となりＡＮＤ回路４８０入力端子４９．６４とも
に′Ｈ″となる。

よって、ＡＮＤ回路４８の出力端子６５はＨ＋＋となる
。

出力端子５５はカウンタ５６のカウント開始入力端子Ｃ
１に接続されており、出力端子６５がＨ′″となればカ
ウンタ５６はクロックパルス発生器５７よりのクロック
パルスのカウントを開始する。

マイクロコンピュータ４３の入力端子Ｄ４及びＮＯＲ回
路４６の入力端子５８は下限設定スイッチ１９と抵抗５
９とで構成される回路に接続され、下限設定スイッチ１
９が”　ＯＮ　”すると入力端子５８は“Ｌ　＋＋であ
シ゛ＩＯｔ　ｔ　＋＋すると°゛Ｈ′′となる。

ＮＯＲ回路４６の出力端子６ｏはカウンタ５６のカウン
ト停止人力Ｃ２及びフリップフロッグ４３のリセット入
力（Ｒ入力）に接続されており、カウント停止人力Ｃ２
が’ＯＮ”するとカウンタ５６のカウント出力をマイク
ロコンピュータ４３０入力端子Ｄ２に入力する。

６１は氷厚設定装置であり、抵抗６２．可変ボリウム６
３．アナログ−デジタル変換（以下Ａρ変換という）回
路６４とで構成さり、電源電圧■ｃｏを抵抗６２と可変
ボリウム６３とで分圧し、Ａ／Ｄ変換回路６４でＡ／Ｄ
変換されマイクロコンピュータ４３の入力端子Ｄ５に入
力される。

尚上記氷厚設定では一定氷厚生成からさらに製氷運転を
継続することで任意の氷厚を得るものであるが、このた
めマイクロコンピュータ４３内には製氷運転を継続する
だめのタイマ６５が内蔵されている。ただし、このタイ
マ６５による製氷継続時間は単に上記氷厚設定装置６１
で調整するものでなく外気温によって製氷継続時間で生
成される氷厚が異なるため外気温に関連してタイマ６５
による製氷継続時間を決定しているものである。

また、６６．６γ、６８．６９は各リレーア０゜７１．
７２．７３を前記マイクロコンピュータ４３の出力信号
０４．ｏ２，０３，０４で動作させるためのドライブ回
路である。

各リレー７０〜７３の内、リレー７ｏは前記循環水ポン
プ装置７．電動圧縮機１０．空冷用ファン１２に接続さ
れ、リレー７１は給水弁１４に、リレー７２は電磁弁２
１にリレー７３は板氷切断用ヒータ９に接続されている
。

そして第３図は本実施例の製氷機が水温検出装置２４の
うち水温用サーミスタ２５が貯水タンク６内の製氷水の
水温がｏ’ｃを感知してから脱水検出装置２２のうち脱
水サーミスタ２３が例えば製氷途中の一１６℃を感知す
るまでの製氷時間と外気温度との関係を示している。

すなわちこのグラフの意味を説明すると、製氷機におい
ては貯水タンクらに水道水が製氷水として導入され、製
氷運転によって製氷水が製氷部材５上に循環されること
で徐々に低下する。そして製氷部材５表面上に氷が生成
され始めるのは製氷水が０℃にまで低下してからであり
、これより徐々に氷は成長し製氷部材５の温度も順次低
下して程度まで低下する。そして仮に製氷部材６の温度
が一１６℃になる温度を基準にとりｏ　”ｃから一１５
℃まで低下する時間（以下反転時間と称す）は製氷機１
の設置した外気温によって大きく左右されるものである
。例えば圧縮機１０の出力が１８０Ｗ１製氷部材５の面
積が７００ｃａのもので実測したところ第３図に示す如
く特性が得られる。つまり反転時間６分では外気温は６
°Ｃ１反転時間１６分では外気温は２５℃、反転時間２
６分では外気温は３５℃等の如くなる。マイクロコンピ
ュータ４３の記憶回路７４にはこの第３図の特性が記憶
されている。

上述の如き反転時間の課程を第２図の構成における動作
として説明する。貯水タンク６内の水温用サーミスタ２
５が製氷水の水温０°Ｃを検出すればコンパレータ３９
の出力端子４２の出力が“′Ｈ″を出力し、このＨ″″
を出力してから脱水用サーミスタ２３が製氷部材５の３
℃を検出して脱水終了信号つまりコンパレータ３１の出
力端子３４の出力゛Ｈ′”であったのが−１５℃を検出
して出力端子３４の出力か反転して′Ｌ″となるまでの
時間が反転時間として表わされる０ この反転時間は前述したようにカウンタ６６によってカ
ウントされこのカウンタ６６によるカウンタ出力がマイ
クロコンピュータ４３の入力端子Ｄ２に入力されるとこ
の出力に対応する外気温が記憶回路７４より読み出され
るものである０次に上記構成における動作を第４図のタ
イミングチャート及び第５図のフローチャートを基に説
明する。

まず運転スイッチ（図示せず）の投入によりマイクロコ
ンピュータ４３の出力信号０１　　がドライブ回路６６
を動作させ、これによりリレー７０を動作し、循環水ポ
ンプ装置７．電動圧縮機１０及び空冷用ファン１２を動
作し製氷が開始される０つま９循環ポンプ装置７によっ
て貯水タンク６内の製氷水を製氷部材５上に循環し、該
製氷部材５上に氷層を形成するものである。（第５図イ
）この時、脱水検出装置２２のコンパレータ３１の出力
端子３４における出力電圧は′Ｈ″であり出力端子３４
に接続しているＡＮＤ回路４４の入力端子４６も“Ｈｕ
となる。又上限設定スイッチ１８は°’ＯＮ”ｊ、てお
りＡＮＤ回路４４０入力端子５０は°゛Ｈ″となりＡＮ
Ｄ回路４４の出力端子６２はｎ　Ｈ”′となり、フリッ
プフロ、プロ３のセット入力（Ｓ入力）は“Ｉ　Ｈｌ″
となりＱ出力はＨＩＩとなる。よって、ＡＮＤ回路４８
の入力端子６４は１１　ＨＩＩとなる。製氷が継続され
ると貯水タンク６内の製氷水が減少し上限設定スイッチ
が作動する。

（第４図の上限設定スイッチ動作、第６図口）貯水タン
ク６内の製氷水の水温が下がり水温検出装置２４の水温
用サーミスタ２５が所定の水温（０℃）を検出するとく
第４図の水温検出装置動作、第５ｒノ・）コンパレータ
３９の出力端子４２が゛ＨパとなシＡＮＤ回路４８の入
力端子４９はＩＩ　Ｈ”となる。又この時フリップ７０
ノブ６３のＱ出力はＩ　Ｈｌ”であるため入力端子５４
はＩＩ　ＨＩＩとなりＡＮＤ回路４８の出力端子５５は
°゛Ｈ″となり出力端子６６ＩＣ接続されているカウン
タ６６のカウント開始入力端子Ｃ１は“Ｈ″となりカウ
ンタ６６はクロックパルスのカウントを開始する。

（第５図工）さらに製氷が継続され、製氷部材５に接着
させである脱水検出装置２２の脱水サーミスタ２３が製
氷部材６に氷層が形成され、所定温度−１６°Ｃまで降
温した際、コンパレータ３１の出力端子３４が°゛Ｈ″
から°゛Ｌ″になる。（第４図脱水検出装置２２の動作
、第６図示）出力端子３４に接続されたＮＯＲ回路４６
の入力端子４７がＩｆ　Ｌ　ＩＩとなり又、その時下限
設定スイッチ１９は°’ＯＮ″′しておりＮＯＲ回路４
６の入力端子６８はＬ　ＩＩとなり、ＮＯＲ回路４６の
出力端子６０はＩＩ　Ｈ１１からＬ′″となり出力端子
６ｏに接続されているフリップフロップ５３のリセット
入力（Ｒ入力）が°Ｈ″となる。又カウンタ５６のカウ
ント停止人力Ｃ２は”ＯＮ”しカウンタ５６はカウント
を停止しく第４図カウンタ５６のカウント時間、第６図
へ）カウンタ５６のカウント出力（第４図Ｔ１）をマイ
クロコンピュータ４３の入力端子Ｄ２に入力する。マイ
クロコンピュータ４３には前述した様に第３図に示す水
温用サーミスタ２５が所定の水温を検出し水温検出装置
２４のコンパレータ３９の出力端子４２が＋　Ｈｌ“と
なりてから、脱水用サーミスタ２３が一１５℃を検出し
て脱水検出装置２２のコンパレータ３１の出力端子３４
が脱水終了時つまり製氷開始時のＨ″から°Ｌ″に変化
するまでの製氷時間と外気温の特性が記憶されであるた
めマイクロコンピュータ４３は入力信号Ｄ２から外気温
を算出できる。（第５図トン上記外気温入力信号Ｄ２及
び氷厚設定装置６１よりの氷厚設定入力信号Ｄ５が入力
される。

（第５図チ）さらに製氷が継続されると下限設定スイッ
チ１９は°“ＯＮ　”　Ｌ　（第５図り）、ＮＯＲ回路
４６の入力端子５８の入力電圧はＬ″となり入力端子６
８に接続されているマイクロコンピュータ４３の入力信
号Ｄ４に入力される。上記カウンタ５６からのマイクロ
コンピュータ４３への外気温入力信号Ｄ２及び氷厚設定
装置６１よりの氷厚設定入力信号Ｄ５の２人力よりマイ
クロコンピュータ４３はタイマ設定時間（第４図Ｔ２）
を決定しく第５図ヌ）内蔵されたタイマ装置６６を作動
させて製氷を継続する。（第５図ル）その後、設定製氷
終了時間捷で製氷を続ける。（第６図ヲ）製氷が終了す
るとマイクロコンピュータ４３の出力信号０３がこの信
号に接続されたドライブ回路６８を動作させてリレー７
２を働かせ電磁弁２１を開き蒸発器４に電動圧縮機１ｏ
よりのホットガスを流し、製氷部材５に生成した氷を脱
水する。

（第６図ワ）又、同時にマイクロコンピュータ４３の出
力信号０２がこの信号に接続されたドライブ回路を動作
させリレー７１を働かし給水弁１４を開き、貯水タンク
６に給水管路１６より給水しこの給水された水位１７が
上限設定スイッチ１８を”　ＯＮ　”すると、（第４図
上限設定スイッチの動作）マイクロコンピュータ４３へ
入力信号Ｄ３が入り給水を終了する。（図示せず）次に
製氷部材６に取り付けた脱水用サーミスタ２３で脱水検
出装置２２より入力信号Ｄ１がマイクロコンピュータ４
３に入力され脱水を検出しく第４図脱水検出装置動作、
第５図力）脱水を完了する。（第５図ヨ）そして、マイ
クロコンピュータ４３の出力信号Ｑ４がこの信号に接続
さｈたドライブ回路６９を動作させリレー７３を働かせ
て、板氷切断用ヒータ９上に落下した板氷を切断するべ
く板氷切断用ヒータ９に通電をし、切望の角氷を得る。

尚、上記したＡＮＤ回路４４．４８、ＮＯＲ回路４６、
フリソゲ７０ツグ５２、カウンタ５６、クロックパルス
発生器５７の各部品は個別部品として示したがマイクロ
コンピュータ４３に内蔵し、プログラム上で処理し、個
別部品とする必要のない事は明らかである〇 発明の効果 以上の説明から明らかな様に本発明の製氷機は水温が所
定温度に下がったことを検出してからヒステリシスをも
った演算増幅器の出力が反転するまでの製氷時間を記憶
させた記憶回路を用い、脱水終了つまり製氷開始を脱水
検出装置の演算増幅器の出力により検出し前記水温検出
装置のが所定の水温を検出し前記脱水検出装置の演算増
幅器の反転した出力となるまでの時間をカウンタにてカ
ラントして、そのカウント数と上記記憶回路のデータと
の比較により外気温を検出することを可能とし／こため
、従来の様にサーミスタ等を用いた外気温直接検知にお
いて機械室に設置することによるサーミスタ雰囲気温度
と実際の外気温との補正を必要とせず、又−たん所定温
度まで停止してからの製氷時間のカウントであるため初
期導入時の水温のバラツキの影響を受けないのでより正
確な外気温検知が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明一実施例の製氷機の概略断面図第２図は
同製氷機の制御回路図、第３図は水温が所定の温度を検
出してから脱水検出装置の出力反転するまでの時間と外
気温の関係を示すグラフ、第４図は動作のタイミングチ
ャート図、第５図は動作のフローチャート図を示す。 ５・・・・・・製氷部材、７・・・・・・循環水ポンプ
、２２・・・・・脱水検出装置、２３・・・・・・脱氷
用サーミスタ（温度検出器）、２４・・・・・・水温検
出装置、３１・・・・・・コンパレータ（演算増幅器）
、４３・・・・・・マイクロコンピュータ、５６・・・
・・・カウンタ、７４・・・・・・記憶回路０ 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名菓　
１　図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 板状氷を生成する製氷部材と、この製氷部材に製氷水を
   循環する循環ポンプ装置と、製氷水を貯水する貯水タン
   クと、前記貯水タンク内の製氷水の水温を検出する水温
   検出装置と、前記製氷部材の温度を検出する温度検出器
   と、この温度検出器の検出温度によってヒステリシスを
   もった反転出力を出力する演算増幅器からなる脱水検出
   装置と、前記水温検出装置が所定の水温を検出してから
   前記脱水検出装置の出力で動作し、演算増幅器の出力が
   反転するまでの時間をカウントするカウンタと、外気温
   と前記カウンタによるカウンタ時間との関係をあらかじ
   め記憶させた記憶回路とを備え、前記カウンタの出力を
   前記記憶回路の入力に接続しカウンタの時間に対応した
   記憶回路の外気温を読み出すことにより外気温を判別す
   る製氷機の外気温検知方法。