JP2000356441A - オーガ式製氷機の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 製氷を中断させることなく部品にかかる負荷
を低減することができるオーガ式製氷機の制御装置を提
供することを課題とする。 【解決手段】 制御回路はインバータによりオーガモー
タのトルクを検出して（Ｓ７）トルクの基準値を決定し
（Ｓ８）、基準値に対する現在のトルクの変動率Ｄを算
出し（Ｓ９）、この変動率Ｄをしきい値Ｄｓと比較する
（Ｓ１０）。変動率Ｄがしきい値Ｄｓより大きければ、
補正の必要があると判断して変動率Ｄが小さくなるよう
にインバータを制御してオーガモータの回転数の調整を
行う（Ｓ１１）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、オーガ式製氷機
の制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】オーガ式製氷機は、縦長の筒状部材であ
る冷凍ケーシングを有しており、その外周面には冷凍回
路の蒸発器を構成する冷却パイプが巻装され、内部には
螺旋刃を有するオーガが設けられている。冷凍ケーシン
グの内部には製氷水が供給されるようになっており、冷
凍ケーシングの内周面において成長した氷は、螺旋刃の
回転によって掻き取られ、フレーク状の氷となって螺旋
作用により上方へ搬送される。冷凍ケーシングの上部に
は、氷を所望の形状、硬度に成形するための押圧頭が配
設されている。

【０００３】しかし、何らかの原因により押圧頭内部で
氷詰まりや給水不足及び冷凍回路の異常等が発生する
と、冷凍ケーシングが過冷却となる。この状態で製氷機
を駆動し続けると、冷凍ケーシング内部の製氷水は全て
凍結してしまい、オーガ、オーガを駆動するオーガモー
タ、冷凍ケーシング、上部軸受及びオーガモータと製氷
水とを仕切るシールに過大な負荷がかかり、ひいてはこ
れらオーガ、オーガモータ、冷凍ケーシング、上部軸受
及びシール等を破損する惧れがある。

【０００４】そこで、実公平４−２４６２５号公報に開
示されているように、保護装置によりオーガモータへの
過負荷電流を検出してオーガモータを停止させたり、特
公平３−３２７１６号公報に開示されているように、冷
凍ケーシングの過冷却温度を検出してコンプレッサ及び
オーガモータを停止させると共に製氷水を冷凍ケーシン
グ内へ供給することにより冷凍ケーシング内の氷を融解
する方法が考案されている。これらの方法において、過
負荷電流あるいは過冷却温度の設定値は、通常状態にお
ける製氷運転を確保するため、電流、外気温度、給水温
度あるいは保護装置を含む製品相互のバラツキを考慮
し、上部軸受やオーガモータの限界強度に相当する値と
されていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、保護装
置が繰り返しオーガモータを停止させたり、上部軸受や
オーガモータの限界強度直前の運転が長時間継続される
と、上部軸受やオーガモータの劣化が著しくなり、耐久
性が損なわれるため、各部品として必要以上に強固なも
のを準備しなければならなくなり、コストの高騰を引き
起こすという問題があった。また、保護装置が動作して
コンプレッサ及びオーガモータを停止させると、その間
製氷が中断されてしまうという問題もあった。

【０００６】また、特開平６−２０７７６８号公報に
は、製氷機の蒸発パイプの温度に基づいてコンプレッサ
の回転数を調節することにより、蒸発パイプの温度を所
定値に近づけ、冷凍ケーシングの過冷却の発生を防止し
ようとする制御装置が開示されている。しかしながら、
蒸発パイプの温度は水質、水温、雰囲気温度等の使用環
境に応じて許容範囲内で変動するので、この許容範囲よ
り低い温度に過冷却検出の所定値を設定する必要があ
り、このため多少の負荷が加わった状態は検出すること
ができなかった。この発明はこのような問題点を解消す
るためになされたもので、製氷を中断させることなく部
品にかかる負荷を低減することができるオーガ式製氷機
の制御装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明に係るオーガ式
製氷機の制御装置は、冷却パイプが巻回された冷凍ケー
シングの内周面に氷を成長させると共にこの氷をオーガ
モータで駆動されるオーガにより掻き取るオーガ式製氷
機の制御装置において、オーガモータを可変速駆動する
インバータと、オーガモータにかかる負荷を検出する検
出器と、検出器により検出された負荷の変動率を算出す
ると共にこの変動率に基づいてオーガモータの回転数を
変化させるようにインバータを制御する制御回路とを備
えたものである。なお、検出器は、負荷としてオーガモ
ータの回転数、トルクまたは電流を検出することができ
る。また、検出器としてインバータを用いることもでき
る。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を添
付図面に基づいて説明する。図１にこの発明の実施の形
態に係る制御装置を備えたオーガ式製氷機の構成を示
す。オーガ式製氷機は、冷凍ケーシング１を有してお
り、その外周面に冷却パイプ２が巻装されている。この
冷却パイプ２は、コンプレッサ３、コンデンサ４、ドラ
イヤ５及び膨張弁６と共に冷凍回路を構成している。な
お、膨張弁６には、冷却パイプ２の出口付近に設けられ
た感温筒７が接続されている。また、コンデンサ４の近
傍には、コンデンサ４を空冷するためのファンモータ８
が配置されている。冷凍ケーシング１には、製氷水を供
給するためのフロートタンク９が接続されており、フロ
ートタンク９内に給水バルブ１０を介して給水がなされ
るようになっている。

【０００９】図２に示されるように、冷凍ケーシング１
の内部には、螺旋刃を有する削氷用のオーガ１１が上部
軸受１２及び下部軸受１３により回転自在に支持されて
いる。上部軸受１２は固定用ボルト１４によって冷凍ケ
ーシング１の上端部に固定されている。オーガ１１は、
その下端においてＤＣブラシレス型のオーガモータ１５
に連結されており、冷凍ケーシング１の内周面に成長し
た氷を掻き取って上部軸受１２の外周部に形成された複
数の固定刃１６に移送する。図１において、オーガモー
タ１５にインバータ１７が接続され、さらにインバータ
１７に制御回路１８が接続されている。

【００１０】次に、この実施の形態に係るオーガ式製氷
機の制御装置の動作について図３のフローチャートを参
照して説明する。まず、ステップＳ１で電源が入力され
ると、制御回路１８はステップＳ２で給水バルブ１０を
開いてフロートタンク９内への給水を開始する。ステッ
プＳ３でフロートスイッチ１９により給水の完了を検知
すると、制御回路１８はステップＳ４でオーガモータ１
５を駆動すると共にステップＳ５でコンプレッサ３を駆
動し、ステップＳ６で製氷運転を開始する。これによ
り、フロートタンク９から製氷水が冷凍ケーシング１内
に供給され、冷却パイプ２により冷却されて冷凍ケーシ
ング１の内周面に氷が成長する。この氷は、オーガ１１
の回転によって掻き取られ、フレーク状の氷となって螺
旋作用により上方へ搬送され、固定刃１６で所望の形
状、硬度に成形される。

【００１１】このような製氷運転を行いつつ、制御回路
１８はステップＳ７でインバータ１７によりオーガモー
タ１５の負荷としてトルクを検出し、続くステップＳ８
でトルクの基準値を決定する。ここでは、製氷運転開始
時から所定時間にわたってトルクを測定し、その平均値
を基準値とする。あるいは、製氷運転開始時から所定時
間経過して製氷が安定した後に測定したトルクの値を基
準値とすることもできる。このような基準値で運転を行
い、その後所定時間毎のトルク平均値を算出して基準値
をこのトルク平均値に置き換える。ただし、トルクの上
限値は予め設定しておく。さらに、制御回路１８は、ス
テップＳ９で基準値に対する現在のトルクの変動率Ｄを
算出し、ステップＳ１０でこの変動率Ｄをしきい値Ｄｓ
と比較する。変動率Ｄがしきい値Ｄｓ以下であれば、補
正の必要はないと判断してステップＳ７に戻り、新たに
トルクを測定し、基準値の決定（ステップＳ８）及び変
動率Ｄの算出（ステップＳ９）を行った後、ステップＳ
１０で変動率Ｄとしきい値Ｄｓとの比較を行う。一方、
変動率Ｄがしきい値Ｄｓより大きければ、補正の必要が
あると判断してステップＳ１１で変動率Ｄが小さくなる
ようにインバータ１７を制御してオーガモータ１５の回
転数の調整を行う。

【００１２】その後、ステップＳ１２で変動率Ｄがしき
い値Ｄｓより大きい状態が所定時間継続したか否か判定
され、まだ所定時間経過していなければ、ステップＳ７
に戻って新たにトルクを測定し、基準値の決定（ステッ
プＳ８）及び変動率Ｄの算出（ステップＳ９）を行った
後、ステップＳ１０で変動率Ｄとしきい値Ｄｓとの比較
を行う。ここで、変動率Ｄがしきい値Ｄｓ以下になって
いれば、回転数調整の効果があったものと判断してステ
ップＳ７に戻り、まだ変動率Ｄがしきい値Ｄｓより大き
ければ、ステップＳ１１で再び変動率Ｄが小さくなるよ
うにインバータ１７を制御して回転数の調整を行う。こ
のようにして所定時間経過しても変動率Ｄがしきい値Ｄ
ｓ以下にならない場合には、何らかの異常と判断してス
テップＳ１３に進み、機械全体を停止させて処理を終了
する。

【００１３】図４に示されるように、トルクの基準値は
氷質、雰囲気温度等により変動するが、この実施の形態
では、トルクの基準値に応じてオーガモータ１５の回転
数の調整が行われるため、オーガモータ１５のトルクは
一定に保たれる。従って、製氷を中断することなく、部
品にかかる負荷を低減することができる。すなわち、従
来は図５（ａ）に示されるように時間と共にトルクが大
きく変動していたが、この発明によれば、図５（ｂ）に
示されるようにトルクの変動幅を大幅に低減することが
可能となる。

【００１４】なお、上記の実施の形態においては、制御
回路１８がオーガモータ１５の負荷としてステップＳ７
でインバータ１７によりトルクを検出し、ステップＳ８
でトルクの基準値を決定すると共にステップＳ９でトル
クの変動率Ｄを算出したが、これに限るものではない。
例えば、オーガモータ１５の負荷として、オーガモータ
１５の回転数を検出し、回転数の基準値を決定すると共
に回転数の変動率を算出するようにしてもよい。また、
オーガモータ１５の負荷として、オーガモータ１５に流
される電流を検出し、電流の基準値を決定すると共に電
流の変動率を算出するように構成することもできる。

【００１５】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、製氷運転時のオーガモータにかかる負荷を検出し、
その負荷の変動率に基づいてオーガモータの回転数を変
化させるようにインバータを制御するため、部品にかか
る負荷を低減することができ、部品の破損を防止するこ
とが可能となる。運転中の負荷変動幅を抑制することに
より、オーガモータの出力を小さくすることができると
共に電流値を低減することができる。また、正常運転時
においても発生しているトルク変動を抑えることができ
る。負荷の変動率に基づいてオーガモータの回転数を調
整するので、雰囲気温度や電圧変動等の外部要因による
影響を受けにくくなり、異常の検知も容易に行うことが
できる。さらに、負荷の変動率のしきい値を小さく設定
することにより、異常時の負荷の変動を早く検知するこ
とが可能となる。オーガモータとしてＤＣブラシレス型
モータを採用することにより、電圧による規制がなくな
り、またモータの小型化が達成される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態に係る制御装置を備え
たオーガ式製氷機の構成を示すブロック図である。

【図２】 オーガ式製氷機の製氷部の構成を示す一部破
断側面図である。

【図３】 実施の形態に係る制御装置の動作を示すフロ
ーチャートである。

【図４】 実施の形態におけるトルク基準値とオーガモ
ータ回転数の関係を示すタイミングチャートである。

【図５】 トルクの時間的変動を示すグラフであり、
（ａ）は従来の製氷機におけるトルク変動を示し、
（ｂ）は実施の形態におけるトルク変動を示す。

【符号の説明】

１…冷凍ケーシング、２…冷却パイプ、３…コンプレッ
サ、４…コンデンサ、５…ドライヤ、６…膨張弁、７…
感温筒、８…ファンモータ、９…フロートタンク、１０
…給水バルブ、１１…オーガ、１２…上部軸受、１３…
下部軸受、１４…固定用ボルト、１５…オーガモータ、
１６…固定刃、１７…インバータ、１８…制御回路。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷却パイプが巻回された冷凍ケーシング
   の内周面に氷を成長させると共にこの氷をオーガモータ
   で駆動されるオーガにより掻き取るオーガ式製氷機の制
   御装置において、 オーガモータを可変速駆動するインバータと、 オーガモータにかかる負荷を検出する検出器と、 前記検出器により検出された負荷の変動率を算出すると
   共にこの変動率に基づいてオーガモータの回転数を変化
   させるように前記インバータを制御する制御回路とを備
   えたことを特徴とするオーガ式製氷機の制御装置。
2. 【請求項２】 前記検出器は負荷としてオーガモータの
   トルクを検出する請求項１に記載のオーガ式製氷機の制
   御装置。
3. 【請求項３】 前記検出器は負荷としてオーガモータの
   回転数を検出する請求項１に記載のオーガ式製氷機の制
   御装置。
4. 【請求項４】 前記検出器は負荷としてオーガモータに
   流される電流を検出する請求項１に記載のオーガ式製氷
   機の制御装置。
5. 【請求項５】 前記検出器は前記インバータである請求
   項１に記載のオーガ式製氷機の制御装置。