JPS6339832B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は冷凍系を具備して傾斜設置した製氷部
材に製氷用水を流下して氷結を行なう所謂プレー
トタイプの製氷機に関し、特に製氷の完了を氷の
表面を流れる製氷用水の水温で検出する様にした
製氷機に関する。

従来、此の種の製氷機に於いて、製氷完了を検
出する方法としては製氷部材の製氷面上方の所定
の高さにサーモスタツトを配置し、これに氷上を
流れる水が触れたとき製氷を完了する様にしてい
るが、周囲温度が異常に低温のときはよく誤動作
することがある。故に、サーモスタツトにこれを
加熱するヒーターを配置し、このヒーターにより
サーモスタツトを周囲温度よりも高い温度にして
おき、製氷部材上に氷が成長し氷上を流れる水が
サーモスタツトに触れると空気と水との熱容量の
違いによりサーモスタツトの温度が低下し製氷完
了とする方法がとられてきた。しかし、これとて
温度依存を完全に除去することはできない。更に
この様な方法を基本としてサーミスタ、ダイオー
ド、トランジスタ等をセンサーとして用い第１図
の様な回路を構成したものもあるが、この場合に
はセンサーＡの個々のバラツキによりコンパレー
ターＢの入力を調整する必要があり作業上非常に
煩わしかつた。一方周囲温度が低温になつても動
作するためにはセンサーＡの感知温度ができるだ
け氷上を流れる水温に近づいた所で動作させる必
要がある。しかしこの様にすると周囲温度が高温
時にはセンサーＡが高温から動作点まで変化する
のに非常に長くなるという欠点があり、更により
高温時には動作点まで下がりきらないこともあつ
て正常な製氷運転を行なえなくなるという欠点を
有することになる。

而して、第２図に示す様に周囲温度の違いによ
り氷上を流れる水がセンサーＡに触れてから製氷
完了するまでの時間、即ち、周囲温度が低温の場
合のT₁と周囲温度が高温の場合のT₂ではかなり
時間差を生じ、特に製氷を完了するまでの時間が
長いとセンサーＡに対応する氷面に第３図に示す
様な窪みができて離氷に支障を期たすことが時々
おこり得る。

本発明は以上の点に鑑み、温度センサーが周囲
温度依存を受けることを十分に考慮して提供せる
製氷完了検出方法で、温度依存性を受けることな
く、しかも、センサーの特性上のバラツキに関係
なく一定の厚さの氷を作ることを目的とする。以
下に本発明の実施例を図面に基づき説明する。

第４図は本発明を実施せる所謂プレートタイプ
製氷機で、１は断熱壁にて形成せる製氷機本体
で、内部に冷凍系の蒸発パイプ２を接続した製氷
部材３が傾斜設置され、その下方には給水パイプ
４を介して水源に接続される給水管５から給水さ
れる製氷用水を貯溜する貯水タンク６及び該タン
ク６内に循環ポンプ７を装設して流水循環式製氷
系統が構成設置され、且つ、製氷部材３の低端縁
前方には貯水室８の上方に位置し、離水後の板氷
を受けて所定の大きさの氷塊に切断するカツテイ
ングヒーター９を配置している。１０はカツテイ
ングヒーター９上へ板氷が落下した事を検出して
脱氷運転を終了し、再び製氷運転に移行せしめる
復帰スイツチである。また機械室１１には冷凍系
のコンプレツサ１２、凝縮器１３、そして凝縮器
１３の空冷用フアン１４等が配設されている。更
に製氷部材３の製氷面上方の所定位置に温度セン
サー１５を配置する。該センサー１５は通常、周
囲温度より高温に自己発熱しており、一例として
第５図に示すな様トランジスタ１６を使用した一
般的な回路で構成されこれをモールドしたものを
使用し、コレクタ電圧を出力として取り出す様に
している。

そこで、本発明は従来の様に絶対電位で製氷完
了を検出した場合において生じる大きなバラツキ
をなくす様に考慮されるもので、以下に本発明の
具体的な製氷完了検出方法及び装置について詳細
する。

まず第７図は本発明装置の構成をブロツク図で
示したものであり、１７は制御装置CPUで、命
令を解読して実行し且つ結果を判定する装置であ
り製氷機のすべての装置の動作を統合、制御す
る。１８は読取り専用メモリーROMで、CPU１
７の演算処理及び制御に必要なプログラム１８ａ
を記憶し、後述する設定データ１８a₁はこの
ROM１８に記憶させておく。１９は読取り／書
込みメモリーRAMで、CPU１７による演算処理
結果を記憶するもので、上述したセンサー１５に
基づく検出データを記憶する温度検出データエリ
ア１９ａやCPU１７の割込み端子２０から規則
正しく入力されるクロツク、即ち割込み信号を
CPU１７が計数した値を記憶するカウンターエ
リア１９ｂを有している。２１は入力装置で、該
装置側には前記温度センサー１５がＡ／Ｄ変換器
２２を介して接続され、更に前記復帰スイツチ１
０が接続される。２３は出力装置で、該装置側に
は前記コンプレツサ１２、カツテイングヒーター
９、フアン１４、循環ポンプ７、給水バルブ４、
そして脱水運転時に前記凝縮器１３をバイパスし
て冷凍系のホツトガスを蒸発パイプ２に循環せし
めるホツトガスバルブ２４が各装置に対応する第
１から第６のリレー２５，２６，２７，２８，２
９，３０を介して接続される。而して、入力装置
２１、出力装置２３、ROM１８、そしてRAM
１９を各バス、即ち、アドレスバス３１、データ
バス３２、そしてコントロールバス３３を介して
CPU１７と接続することによりこれら各装置と
CPU１７との間の信号の授受が行なわれるよう
に動作してCPU１７はROM１８に記憶されてい
るプログラムに沿つて製氷機の運転を挙行する。

ところで、前記RAM１９における温度検出デ
ータエリア１９ａ内のデータは第８図に示す様に
D₀からD₁₀まで存在する。D₀はサンプリング毎に
新規のデータ、即ち、温度センサー１５が検出し
た最も新しい検出データであり、所定時間毎（本
発明の実施例で設定した所定時間は６秒）にD₉
はD₁₀へ、D₈はD₉へ………D₀はD₁へ順次シフト
されD₁₀は消滅していく。そして前記所定時間の
６秒は強制的な割込み信号によりメインルーチン
から割込みルーチンに移行し、RAM１９内のカ
ウンターエリア１９ｂの内容をインクリメント
し、再びメインルーチンに戻る。これを繰り返し
カウンターの内容が６秒になればCPU１７によ
つてカウンターエリア１９ｂの内容をクリアする
ことによつて作られるものである。なお本発明は
50Hzまたは60Hzのクロツク信号を割込み信号とし
ているため50Hzの場合は300回のインクリメント
で６秒を作り、60Hzの場合は360回のインクリメ
ントで６秒が作られる。

而して、D₀のデータがD₁₀へシフトされるまで
には１分間の時間を所要する。そして、D₀のデ
ータは温度センサー１５が検出する最新のデータ
であり、D₁₀のデータは１分前の検出データであ
ることになる。更に、この２つのデータを比較
（D₀−D₁₀）することにより、温度センサー１５
がどれだけの温度変化を検出したかを判定するこ
とができ、この判定結果が予めROM１８に設定
された設定データ以上であれば氷ができたとして
製氷を完了する。ところでD₀のサンプリング周
期がデータがシフトされる周期６秒と一致するも
のであればD₁₀はD₀のデータの丁度１分前のデー
タとなるが、本発明ではとりあえずD₀は所定時
間のシフト周期より短いタイミングでサンプリン
グされてRAM１９に記憶する様にしている。従
つてD₀はD₁₀に記憶されている54秒を過ぎた60秒
以下の時間前のデータとの比較となる。これは必
ず１分前のデータと比較できないという若干のデ
メリツトはあるがこの略６秒という時間的誤差は
ほとんど無視できる。一方、この様な比較方法を
とることによりD₁₀のデータが６秒たつてD₉のデ
ータに更新される間にD₀−D₁₀が設定データを超
えれば前記更新を待たずして速やかに製氷完了の
信号を発生できる大きなメリツトがある。

次に第９図のフローチヤートに基づいて本発明
の動作を明らかにしていく。プログラムをスター
トさせるとROM１８に格納されているプログラ
ム内のルーチン１を実行する。即ち、出力装置２
３のラツチ出力Ａをセツトすると第１リレー２５
が励磁してコンプレツサ１２がONする。次にル
ーチン２を実行することにより出力装置２３のラ
ツチ出力Ｂをセツトすると第２リレー２６が励磁
してカツテイングヒーター９がONする。次にル
ーチン３を実行することにより出力装置２３のラ
ツチ出力Ｃをセツトすると第３リレー２７が励磁
してフアンモータ１４がONする。続いてルーチ
ン４を実行することにより出力装置２３のラツチ
出力Ｄをセツトすると第４リレー２８が励磁して
循環ポンプ７がONする。ところで、前記及び下
記の各ルーチンの実行途中でCPU１７の割込み
端子２０から強制的な割込信号が入つてくるとそ
れまでに行なつていたメインルーチンから割込み
ルーチンに移行してRAM１９のカウンターエリ
ア１９ｂの内容をインクリメントするルーチン19
を行なう。これを終了すると割込み信号が入つて
きた時点で実行していたルーチンに戻りそこから
再びプログラムを実行していく。而して、コンプ
レツサ１２、カツテイングヒーター９、フアンモ
ーター１４、循環ポンプ７の動作によつて製氷運
転を開始する。

次にルーチン５ではデータの初期設定を行な
う。即ち、このルーチンではRAM１９に格納さ
れている温度検出データエリア１９ａのD₀から
D₁₀までにデータを記憶させる。つまり後述する
D₀−D₁₀が予めROM１８内に記憶されている設
定データを超えない様にD₀からD₁₀までのデータ
設定を行なう。なぜなら運転開始後、最初にD₀
に真のデータが書込まれてから１分を経過しない
とD₁₀のデータが温度センサー１５の検出する真
の１分前のデータにならないため、この初期設定
でデータエリア１９ａのD₀からD₁₀に誤動作しな
い様なデータを記憶させる必要がある。そしてル
ーチン６に移行し、ここではカウンターがクリア
される。即ち、この時点に於いて数回若しくは数
十回の割込み信号が入つてきていることが予想さ
れカウンターエリアの内容が不定のためこれをク
リアするのである。

而して、以下に説明するルーチン７からルーチ
ン12までの間で製氷の完了を検出する。即ち、ル
ーチン７では入力装置２１の入力ポートＧへＡ／
Ｄ変換器２２を介して温度センサー１５の検出デ
ータが入力され、これはRAM１９内の温度検出
データエリア１９ａ内のD₀に記憶される。なお
Ａ／Ｄ変換器２２の出力ビツト数は温度センサー
１５の検出データの変化量に応じて十分な出力変
化がとれる様な分解能に考慮する必要がある。次
にルーチン８でD₀−D₁₀の減算を演算論理ユニツ
トALU（図示せず）で行ない、この結果をCPU１
７内のアキユームレーターACC（図示せず）にス
トアする。そしてルーチン９ではACCにストア
されたD₀−D₁₀の演算結果とROM１８内に記憶
されている設定データをCPU１７内の演算論理
ユニツトALUで比較し、D₀−D₁₀が設定データ以
上であればルーチン13に移行し、超えていなけれ
ばルーチン10に移行する。しかし、この時点でル
ーチン13に移行する事はなくルーチン10を実行す
る。即ち、６秒経過したかの判断を行なう。これ
はRAM１９内のカウンターエリア１９ｂの内容
が６秒経過したかの判断で、６秒経過していれば
ルーチン11でカウンターをクリアし、ルーチン12
に移行する。また６秒を経過していない場合はル
ーチン７に移行し、温度センサー１５に基づく検
出データの取込みを行ないこれをD₀に記憶せし
める。続いてルーチン８ではD₀−D₁₀を行ない、
更にルーチン９でD₀−D₁₀と設定データの比較を
行ない、続いてルーチン10を実行する動作が繰り
返される。そして遂に６秒を経過したことを
CPU１７が判断するとルーチン１１に移行して
カウンターエリア１９ｂの内容をクリアする。次
に行なわれるルーチン12ではRAM１９の温度検
出データエリア１９ａのD₀からD₁₀のデータを順
次シフトしていく。即ち、D₉のデータをD₁₀へD₈
のデータをD₉へ、D₇のデータをD₈へ………D₁の
データをD₂へ、D₀のデータをD₁へ順次シフトす
る。このときD₁₀のデータは捨てられる。なおD₉
→D₁₀の処理を一番最初に行ない、D₀→D₁の処理
が一番最後に行なうことにより、この逆の場合と
違つてシフトすべき６秒前の検出データが消える
ことがなくプログラムの処理数が少なくて済むメ
リツトがある。この様にしてルーチン12が実行さ
れた後、再びルーチン７に移行し上述した動作の
繰り返しとなる。そして１分経過した後はRAM
１９に格納されている温度検出データエリア１９
ａ内のD₀からD₁₀までのデータは全て温度センサ
ー１５が感知した真のデータが記憶されることに
なる。

ところで、以上の如く各ルーチンを順次実行し
ている間にも製氷運転は進み、製氷部材３上には
徐々に板氷が生成されていく。而して温度センサ
ー１５が周囲温度を感知している間は著しい温度
変動がない限り、周囲温度が高温であろうと、低
温であろうと時間経過に対するトランジスタ１６
のコレクタ電圧の急激な変化はない。そして遂に
板氷の表面を流れる製氷用水が温度センサー１５
に接触するとコレクタ電圧は急激に上昇してい
く。即ちルーチン７で実行される検出データ取込
みにおいてD₀のデータは急激に大きくなつてい
くためルーチン８で実行されるD₀−D₁₀は設定デ
ータに近づいていく。そして、D₀−D₁₀の演算結
果がルーチン９で設定データ以上に判断されたと
き、ルーチン13に移行し、該ルーチンを実行す
る。即ち、出力装置２３のラツチ出力Ｆをセツト
するとき第６リレー３０が励磁してホツトガスバ
ルブ２４をONせしめ、この時点で製氷を完了し
て、脱氷運転を開始する。次にルーチン14で出力
装置２３のラツチ出力Ｃをリセツトすると第３リ
レー７の励磁が解除されて脱氷運転中動作不要な
フアンモーター１４をOFFせしめる。次にルー
チン１５を実行する。即ち、出力装置２３のラツ
チ出力Ｅをセツトすると第５リレー２９が励磁し
て給水バルブ4ONし、次サイクルの製氷運転の
ための製氷用水を貯水タンク６に給水する。次に
ルーチン16を実行するがここでは脱水運転を終了
したかの判断が行なわれる。即ち、上述した復帰
スイツチ１０がOFFしたか否かの判断が行なわ
れ、板氷がカツテイングヒーター９上に落下して
復帰スイツチ１０がOFFしたときはルーチン17
に移行するが製氷部材３上にまだ板氷が存在して
いるときはルーチン16を繰り返し実行する。而し
て板氷がカツテイングヒーター９上に落下したこ
とが検出されるとルーチン17を実行する。即ち、
出力装置２３のラツチ出力Ｆをリセツトすると第
６リレー３０の励磁が解除されてホツトガスバル
ブ２４をOFFし、脱水運転を終了する。そして
次のルーチン18では出力装置２３のラツチ出力Ｅ
をリセツトし第５リレー２９の励磁を解除して給
水バルブ４をOFFせしめる。

以上の動作が製氷運転の一サイクルで、ルーチ
ン18を実行した後はルーチン３から再び実行して
次の製氷運転を開始する。

なお本発明の実施例はRAM１９内に格納せる
温度検出データエリア１９ａに存在せるD₀から
D₁₀までの検出データを６秒周期でシフトしてお
り、検出データの取込みはこの６秒周期より短い
タイミングで行なわれD₀に記憶する様にしてい
るが本文中にも述べた様にD₀の取込みを６秒周
期と同期させて取込む様にしてもよい。

また本発明はD₀からD₁₀までのデータ数と６秒
のシフト周期の関係に於いて、D₀には最新のデ
ータを記憶しD₁₀には略１分前のデータを記憶さ
せている。即ち、温度センサーは略１分の間で製
氷用水接触時の十分な変化を感知することができ
ることからこの１分という時間を設定したもので
あるが、誤動作しない限りにおいてこの設定時間
は長短することが可能であり、D₀からD₁₀のデー
タ数もこの数に限定されるものではない。更に６
秒のシフト周期も極端に長短しない限りこの時間
に限定されるものでない。

以上の如く本発明の製氷完了検出方法及び装置
によると周囲温度に大巾な変動がない限り周囲温
度のいかなる条件下においても氷ができない状態
で製氷を完了する事がない。また温度センサーに
個々の特性上のバラツキを生じていてもこれを調
整することを必要としない。更に異常低温（製氷
用水より低い０℃以下）の場合でも製氷完了を確
実に検出できる。更にまた従来の様に温度センサ
ーに製氷用水が接触してから製氷完了までの大巾
な時間的誤差もなく、第３図に示した様な離氷時
に支障を期たす欠点も全くおこり得ない。即ち、
本発明ではこの時間的誤差がほとんどなく、いか
なる温度条件下においても温度センサーに製氷用
水が接触してから略一定時間で製氷を完了するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の製氷完了検出回路図、第２図は
第１の様な絶対電位で製氷完了を検出した場合の
時間経過に対するセンサーの出力側電圧の変化を
示す特性図、第３図は従来回路で製氷完了を検出
した場合に発生する欠点を説明する構成図、第４
図は本発明を実施する製氷機の構成図、第５図は
本発明で使用するセンサーの回路構成図、第６図
は温度センサーと製氷部材の位置関係及び板氷上
を流れる製氷用水との接触関係を示す拡大図、第
７図は本発明装置のブロツク図、第８図は第７図
のRAMに格納された温度検出データエリアにお
けるメモリーマツプ図、第９図は製氷完了検知フ
ローチヤート図である。 ３……製氷部材、１５……温度センサー、１７
……CPU、１８……ROM、１８a₁……設定デー
タ、１９……RAM、１９ａ……温度検出データ
エリア、１９ｂ……カウンターエリア、２１……
入力装置、２３……出力装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 冷凍系を具備する製氷部材に製氷用水を流下
   して氷結を行なうとともに製氷の完了を氷の表面
   を流れる製氷用水の水温で検出する製氷機に於い
   て、通常周囲温度より高温に自己発熱しており、
   ある時点で氷の表面を流れる水温を感知する温度
   センサーに基づく検出データを適当にサンプリン
   グしてメモリーに書き込むとともにサンプリング
   された検出データを所定時間毎にシフトして所定
   回数のシフトを終了した過去の検出データと、現
   時点でサンプリングされた検出データを比較し、
   更にこの比較データと予め設定された設定データ
   との比較に基づいて製氷を完了する様にした事を
   特徴とする製氷機の製氷完了検出方法。 ２ 前記検出データのサンプリング時間を前記所
   定時間より短いタイミングで取り込み前記所定回
   数のシフトを終了した検出データと比較する様に
   した事を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
   した製氷機の製氷完了検出方法。