JPS601545B2 - 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】 本発明は冷凍系を具備する製氷部材に外部により貯水タ
ンク内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、給水された水温及び周囲温度に関係なく製
氷運転終了時の氷厚を均一にする事を目的とした製氷時
間の自動制御装置を提供するものである。

以下に本発明の一実施例を図面に基ずき説明する。

第１図の本発明の装置を具備した一つのタイプの製氷機
で、１は断熱壁にて形成する製氷機本体で、製氷室２と
貯水室３及び機械室４を有し、製氷室２には冷凍系の冷
煤蒸発管５を具備するステンレス製の製氷部材６が傾斜
設置され、その下方には脱水運転中に給水バルブ７を開
万して給水管８より給水される製氷用水を貯留する貯水
タンク９及び該タンク９底部にポンプ装置１０を配設し
て流水循環式製氷系統が構成され、また製氷部材６の低
端緑前方には貯氷室３の上方に位置し脱氷後の板氷を受
けて所定の大きさの氷塊に切断する板氷切断用ヒーター
装置１１を配置している。

また機械室４には冷煤蒸発管５と共に冷凍系を形成する
電動圧縮機１２及び凝縮器１３、更に凝縮器１３空冷用
ファン１４を配設している。１５は貯水タンク９の所定
水位を維持するオーバーフロー管である。１６は脱水運
転終了を製氷部材６からの板氷の落下によって検出する
脱氷終了検出スイッチである。

次に第２図の電気回路に基づき本発明を詳述する。

１７は第３図に内部ブ。

ック図を示す様に主に発振器１８、カウンター回路１９
、出力段２０で構成されたタイマ−回路で、該タイマー
回路１７はコンデンサ２１及び抵抗２２による時定数と
入力端２３の電圧で条件づけられる周期パルスを発振器
１８より発振し該パルスをカウ話夕一回路１９で所定回
数カウントした後出力段２０より取り出す様になってい
る。またタイマー回路１７は発振停止端子２４を有し、
該端子２４を高電位に保持することにより発振は停止状
態にありＯＶで発振する。而して発振停止端子２４を後
述するスイッチング回路２５の出力側に接続する事によ
ってタイマー回路１７を適宜スタートさせることができ
る。

また２６はタイマー回路１７の出力によってＯＮ動作す
る第１トランジスタ、２７は該トランジスタ２６のコレ
クタに接続された第１リレー、２８は該第１リレ−２７
の常開接点２７ｂを介して接続された第２リレーで、そ
の常閉接点２８ａには前記ポンプ装置１０及びファン１
４を接続して製氷運転を行ない、常開接点２８ｂにはホ
ットガスバルブ２９及び給水バルブ７を接続して脱水運
転を行なうと共に該脱氷運転中に貯水タンク９へ次サイ
クルの製氷用水の給水を行なう。１２は前記電動圧縮機
、１６は前記脱氷終了検出スイッチ、２８８は第２リレ
ー２８の常開の自己保持接点、２８Ａは−サイクルの製
氷運転終了と同時にタイマー回路１７の機能をリセット
状態とする第２リレー２８の常閉のりセット接点である
。

また１１はトランス３０二次側に接続された前記板氷切
断用ヒーター装置である。更にタイマー回路１７におけ
る周期パルスはコンデンサ２１及び抵抗２２による時定
数と入力端子２３の電圧で条件づけられるから周囲温度
変化を感知する周囲温度検出素子のインピーダンス変化
に基づき入力端子２３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１７の出力段２
０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。この具体的回路は周囲温度検出素子として温度が低
いと端子電圧が上昇し高いと低下する特性を子有したダ
イオード３１を抵抗３２を介して接続し、その中点を演
算増幅器３３の出力端子３４と異極性の入力端子３５に
接続し、該入力端子３５及び出力端子３４と同極性の入
力端子３６との霞位差で、出力端子３４の電圧を決定し
ている。而して増幅器３３の出力を前記タイマー回路１
７の入力端子２３に接続すれば出力端子３４の電圧変化
は入力端子２３に表われてくるため周囲温度変化に応動
してタイマー回路１７からの出力パルス時間は可変にコ
ントロールできる。次に前記タイマー回路１７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。

まず一辺を前記貯水タンク９内の水温変化を感知する水
０温検出素子、例えばサーミス夕３７により他の三辺を
抵抗３８，３９，４０，により構成したブリッジ回路の
前記サーミス夕３７と抵抗３８の出力端子をスイッチン
グ回路２５の入力端子４１に接続し抵抗３９と抵抗４０
の出力端子をスイッチンタグ回路２５の入力端子４２に
接続する。４３は正帰環抵抗で回路を瞬時ＯＮせしめる
ためのものである。

更にスイッチング回路２５の出力端子４４側には第２ト
ランジスタ４５を接続し、該第２トランジスタ４５の状
態により前記タイマー回路１０ ７の発振状態を制御す
る様該トランジスタ４５のコレクタラィンをタイマー回
路１７の発振停止端子２４に接続する。４６は製氷運転
中、貯水タンク９の水位が大幅に変動しサーミスタ３７
が水面から露出したときスイッチング回路２５からの出
力が断たれない様に作用するダイオードであり、サーミ
スタ３７及び抵抗３８の接続点とトランジスタ４５のコ
レクタ間に接続されて本発明の保持回路を構成している
。

なおサーミス夕３７は貯水タンク９内に給水された水温
が所定の低温（氷点より若干高い温度が適当）まで低下
したことを感知したときスイッチング回路２５の出力が
反転する様ブリッジ回路の各固定抵抗値を設定しておく
。次に動作を説明する。

電源投入により貯水タンク９内の水温が所定温度より高
い状態であれば第２トランジスタ４５はＯＦＦ状態にあ
りタイマー回路１７の発振停止端子２４は高電位を検出
しており発振停止状態にあるためタイマー回路１７は動
作しない。

一方、電動圧縮機１２が動作して製氷部材６の冷却を開
始すると共に第２リレー２８の常閉接点２８ａを介して
ポンプ装置１０及びファン１４に通電して貯水タンク９
内の製氷用水を製氷部材６に循環する製氷運転を開始す
る。製氷部材６上を流下した製氷用水は最初のうち製氷
部材６と熱交換し温度低下して再び貯水タンク９内に戻
される。この様に製氷用水の循環が続くと製氷用水の温
度は氷点に近づき遂に製氷部材６上で氷として徐々に生
長していく。この間、水温検出素子としてサーミスタ３
７は水温変化を確実に検出しており、製氷用水の所定の
低温を検出するとスイッチング回路２５を○Ｎしその出
力端子４４に電圧を発生させこれにより第２トランジス
タ４５がＯＮする。

したがってタＪィマー回路１７の発振停止端子２４はＯ
Ｖとなり、タイマー回路１７は動作を開始する。タイマ
ー回路１７が動作を開始すると今度は周囲温度検出素子
であるダイオード３１が検出する周囲温度の状態によっ
てタイマー時間は可変するＺ様になる。即ち周囲温度が
高い場合、ダイオード３１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３５と入力端子３６
の電位差は大きくなり増幅器３３の出力端子３４の電圧
は上昇しタイマー回路１７の入力端子２３の電圧は上昇
する。したがって発振器１８より出る周期パルスは長く
なり結果的に出力段２０からの出力パルス時間は延びた
ことになる。一方周囲温度が低い場合、ダイオード３１
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３５と入力端子３６の電位差は小さくなり
増幅器３３の出力端子３４の電圧は低下し、タイマー回
路１７の入力端子２３の電圧は低下する。したがって発
振器１８より出る周期パルスは短くなり結果的に出力段
２０からの出力パルス時間は縮つたことになる。そして
いずれの場合でも出力段２０から出力が取り出されると
第１トランジスタ２６は○Ｎして第１リレー２７が励磁
されその接点を常閉接点２７ａから常開接点２７ｂに切
り換え第２リレー２８を励磁せしめる。この励磁により
第２リレー２８は自己保持接点２８Ｂを介して自己保持
すると共にリセット俵点２８Ａを開路してタイマー回路
１７を次サイクルの待機状態にリセットしてやる。更に
第２利し−２８の常閉接点２８ａは常開接点２８ｂに切
り換わるためポンプ装置１０及びファン１４を停止して
製氷運転を終了すると共にホットガスバルブ２９及び給
水バルブ７を動作せしめ製氷部材６に冷凍系のホットガ
スを流して製氷部材６に氷結した板氷の脱氷運転を開始
する。またこのとき次サイクルの製氷運転に必要な水を
貯水タンク９に給水する。そして製氷部材６から板氷が
離氷した事を脱氷終了検出スイッチ１６が検出するとそ
の接点を関路して第２リレー２８の励磁を解きその接点
を再び常開接点２８ｂから常閉接点２８ａに切り換え次
サイクルの製氷運転を開始する。なお第２リレー２８の
自己保持接点２８Ｂ及びリセット接点２８Ａも通常に復
帰し上述した動作の繰り返しとなる。以上の動作説明を
まとめると貯水タンク９内の給水時の水温が高ければ高
い程スイッチング回路２５から出力が発生し第２トラン
ジスタ４５がＯＮするまでの時間が長くなり、製氷運転
開始からタイマー回路１７がスタートするまでの時間は
長くなり、逆に給水時の水温が低ければ低い程スイッチ
ング回路２５から出力が発生し第２トランジスタ４５が
ＯＮするまでの時間が短か〈なり製氷運転開始からタイ
マー回路１７がスタートするまでの時間は短くなる。

一方タイマー回路１７がスタートした後例えば周囲温度
が高ければタイマー時間は延びて製氷運転終了時間も延
長され、周囲温度が低ければタイマー時間は縮み、製氷
運転終了時間も短縮される。即ち、製氷運転の開始から
タイマー回路１７がスタートするまでの時間と、その時
のタイマー時間を加えた時間が実質的な製氷運転時間と
なる。

したがって給水時の水温が高く周囲温度も高いときは製
氷時間を長くし、給水時の水温が低く周囲温度も低いと
きは製氷時間を短くして給水時の水温及び周囲温度に関
係なく均一な厚さの氷を作る事ができる。なお周囲温度
検出素子であるダイオード３１によって周囲温度変化を
検出する場合、周囲温度を直接に感知してもよいが、例
えば凝縮器１３出口温度のように周囲温度変化に追随す
る変化を示す部分の温度を間接的に感知してもよい。

本発明は以上の様に貯水タンク内の水温変化を感知する
水温検出素子と、周囲温度変化を直接若しくは間接的に
感知する周囲温度検出素子と、前記水温検出素子が製氷
運転開始後徐々に低下する貯水タンク内の水温の所定の
低温を検出したときから動作を開始する製氷運転制御用
のタイマー回路を設け、該タイマー回路の動作後は周囲
温度変化に基づく前記周囲温度検出素子のィンピーダン
ス変化によって前記タイマー回路の入力電圧を可変して
製氷運転終了までの時間をコントロールする様にしたた
め、給水時の水温のばらつき及び周囲温度の変化に関係
なく氷厚を一定にする事ができる優れた効果を奏する。

また、本発明の保持回路は、水温が所定温度に低下して
タイマー回路が動作を開始した後、水温検出素子が所定
温度を検出してもスイッチング回路の出力を反転してタ
イマー回路を停止させる誤動作を確実に阻止する利点を
奏する。また、本発明は同期パルスを所定回数計数して
製氷時間としているため、１回の充電時間若しくは放電
時間を製氷時間とするものと比較してコンデンサや抵抗
の選定が容易となり、コンデンサの漏れ電流も少ないた
め、温度に対する製氷時間の誤差が小さく信頼性が極め
て向上する。更に、タイマー回路から出力された後は電
源供給を停止することによってスイッチング回路、増幅
器、そして発振器、カウンター回路及び出力段を有する
タイマー回路を次の製氷待機状態にするためリセット信
号や停止信号によって個々に機能を停止させる必要がな
く回路構成が極めて簡素化される利点を奏する。

なお本発明は所謂プレートタイプの製氷機を実施例に説
明しているがこの他所謂逆セルタィプの製氷機等各種製
氷機に広く実施でき、特に周囲温度依存性を受ける空冷
式の製氷機には一層効果を発揮するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置を備えた製氷機の構成図、第２図は
本発明装置の電気回路図、第３図は第２図中のタイマー
回路の主構成を示すブロック図である。 ６．．・製氷部材、９・・・貯水タンク、１７・・・タ
イマー回路、３１・・・周囲温度検出素子（ダィオ−ド
）、３７・・・水温検出素子（サーミス夕）。 第１図第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 貯水タンクに給水された製氷用水を冷凍系を具備せ
   る製氷部材に循環して氷結を行なう製氷機に於いて、製
   氷用水の温度を感知する水温検出素子と、前記製氷用水
   の所定の低下温度にて出力を発生するスイツチング回路
   と、周囲温度を直接若しくは間接的に感知する周囲温度
   検出素子と、該素子の感温動作に基づく出力電圧を発生
   する増幅器と、コンデンサと抵抗による時定数と前記増
   幅器の出力電圧で条件づけられる周期パルスを前記スイ
   ツチング回路の出力に基づき発振する発振器、前記周期
   パルスを計数するカウンター回路及び該回路による所定
   のパルス計数にて出量を発生する出力段を有するタイマ
   ー回路と、該タイマー回路の出力に基づいて製氷運転を
   終了し脱氷運転を開始せしめる制御装置と、前記スイツ
   チング回路が出力発生状態にある製氷運転中、前記水温
   検出素子の検出温度に拘わらず前記スイツチング回路の
   出力を該水温検出素子が所定の低下温度を検出したとき
   の出力状態に保持して発振を継続せしめる保持回路を設
   けた事を特徴とする製氷機の製氷時間自動制御装置。