JP2010121802A - 自動製氷機の運転方法 - Google Patents

Abstract

【課題】製氷運転中に氷塊が過度に冷却されるのを抑制して、クラックの発生を防止する。
【解決手段】噴射式製氷機１０は、冷凍機構１４により冷却された製氷室１８に製氷水を供給して氷塊を生成する製氷運転を行なる。また、氷塊が生成したら製氷運転を完了して冷凍機構１４の大型バルブ３２および小型バルブ３３を開放制御し、製氷室１８をホットガスで加熱して除氷運転を行なう。製氷運転中において、制御手段４０は、小型バルブ３３のみを開放させて、製氷室１８の温度は加減温度より低下しないよう制御する。更に、製氷が完了する間際の製氷完了前段階においては、製氷室１８の温度が第２の下限温度より低下しないよう制御手段４０は小型バルブ３３のみを開放させる。
【選択図】図１

Description

この発明は、自動製氷機の運転方法に関し、更に詳細には、製氷運転で製氷部に生成された氷塊を、加熱手段により加熱して除氷を行なう自動製氷機の運転方法に関するものである。

下向きに開口する多数の製氷小室に製氷水を下方から噴射供給して、氷塊を連続的に製造する噴射式製氷機が、喫茶店やレストラン等の施設その他の厨房において好適に使用されている。噴射式製氷機の基本構成は、例えば特許文献１に開示されるように、多数の製氷小室を画成した製氷室(製氷部)の上面に、冷凍機構を構成する蒸発器が密着的に蛇行配置された製氷機構を備えている。製氷室の直下には、製氷水を貯留する製氷水タンクを下方に一体的に備えた水皿が傾動軸により片持式に傾動自在に枢支され、該水皿は、製氷室を下方から閉成する閉成位置と、製氷室から下方に傾動して製氷室を開放する開放位置との間を傾動するよう構成される。

前記冷凍機構は、圧縮機、凝縮器、膨張手段および蒸発器を冷媒配管により連結して構成され、製氷運転において、圧縮機の運転により蒸発器に冷媒を循環供給して製氷小室を強制的に冷却すると共に、製氷水タンク内の製氷水を、水皿を介して製氷小室に噴射供給することで、該小室内に氷塊を形成する。そして、製氷室に所要サイズの氷塊が形成されると、製氷運転から除氷運転へ移行し、前記冷凍機構のバイパス管に設けたホットガス弁を開放させる。すると、前記バイパス管を介してホットガス(加熱手段)が蒸発器に供給され、該ホットガスにより製氷室を加熱することで氷塊の除氷を行なうようになっている。
特開２００６−５２８７９号公報

ところで、製氷運転中に氷塊が過度に冷却されると(例えば、−２５°程度)、氷塊における製氷小室に接触する部位と製氷水が噴射される部位とで、温度差が大きくなる。また、除氷運転においても、過度に冷却された氷塊がホットガスで加熱されると、氷塊の製氷小室に接触する部位と氷塊の中央部とで、大きな温度差が生じることとなる。このような温度差が生じると、氷塊が急激に収縮または膨張して内部応力が加わり、氷塊にクラック(ひび割れ)が発生することがある。このクラックは、氷塊の見た目を悪くして、品質が低下する要因となる。

そこで本発明は、従来の自動製氷機の運転方法に内在する前記問題に鑑み、これを好適に解決するべく提案されたものであって、製氷運転中に氷塊が過度に冷却されるのを抑制して、氷塊にクラックが発生するのを防止することを目的とする。

前記課題を克服し、所期の目的を達成するため、請求項１に係る発明の自動製氷機の運転方法は、
冷凍機構により冷却された製氷部に製氷水を供給して氷塊を生成する製氷運転を行ない、前記氷塊が生成したら製氷運転を完了して前記製氷部を加熱手段で加熱して除氷運転を行なう自動製氷機の運転方法において、
前記製氷運転中に、前記製氷部の温度が下限温度より低下しないよう制御することを特徴とする。
請求項１の発明によれば、製氷部の温度が下限温度より低下しないよう制御するので、氷塊が過度に冷却されるのを抑制して、クラックの発生を防止し得る。

請求項２に係る発明の自動製氷機の運転方法では、前記製氷運転が完了する間際の製氷完了前段階において、前記製氷部の温度が前記下限温度より高い第２の下限温度より低下しないよう制御する。
請求項２の発明によれば、製氷完了前段階において製氷部が第２の下限温度より低下しないよう制御するので、氷塊の温度を第２の下限温度より高い状態で除氷運転に移行させることができる。従って、ホットガスによる除氷が開始されても、氷塊の製氷部に接触する部位が急激に温度上昇することはなく、氷塊にクラックが発生するのを防止し得る。

請求項３に係る発明の自動製氷機の運転方法では、製氷部は、製氷運転中において加熱手段としてのホットガスにより加熱される。
請求項３の発明によれば、製氷運転中の製氷部への加熱は、加熱手段としてのホットガスにより加熱するようにしたので、他の加熱手段を別途設ける必要がなく、製品コストを抑制し得る。

請求項４に係る発明の自動製氷機の運転方法では、冷凍機構は、異なる流量のホットガスの流通を制御可能な供給手段を備え、製氷運転中における製氷部は、少量のホットガスにより加熱される。
請求項４の発明によれば、製氷運転中の氷塊の加熱は、少量のホットガスにより行なわれるので、氷塊をゆっくりと加熱して緩やかに温度上昇させることが可能となる。

本発明に係る自動製氷機の運転方法によれば、製氷運転中に氷塊が過度に冷却されるのを抑制して、該氷塊にクラックが発生するのを防止し得る。

次に、本発明に係る自動製氷機の運転方法につき、好適な実施例を挙げて、添付図面を参照して以下に説明する。なお、実施例では、自動製氷機として噴射式製氷機を例示するが、本発明に係る運転方法は、例えば流下式製氷機等、他の自動製氷機に実施することが可能である。

図１は、実施例に係る噴射式製氷機１０の製氷機構１２および冷凍機構１４を示す概略図である。製氷機構１２は、所謂クローズドセルタイプと云われるものであって、噴射式製氷機１０の本体内部に水平に配置され、下方に開口する多数の製氷小室１６を備えた製氷室(製氷部)１８と、該製氷小室１６を開閉自在に閉成し、製氷水を貯留する製氷水タンク２０を下方に一体的に備えた水皿２２とから基本的に構成されている。前記製氷室１８の上面には、冷凍機構１４を構成する蒸発器２６が密着的に蛇行配置され、製氷運転時に該蒸発器２６に冷媒を循環させて前記製氷小室１６を強制冷却すると共に、除氷運転時にはホットガスが蒸発器２６に供給されて製氷小室１６からの氷塊の離脱を促すようになっている。また、製氷室１８の外面には、該製氷室１８の温度を測定する温度計測手段２４が設けられており、製氷室１８の温度を測定することで間接的に製氷小室１６に生成された氷塊の温度を測定するようになっている。

前記水皿２２は、支軸２２ａにより傾動可能に枢支され、この水皿２２および製氷水タンク２０は、製氷運転時には水平に位置して前記製氷室１８を閉成する閉成位置に保持されると共に、除氷運転時には水皿開閉機構２８により付勢されて、前記支軸２２ａを中心として下方へ傾動して前記製氷小室１６を開放した開放位置まで姿勢変化するよう構成されている。なお、製氷水タンク２０には、ポンプモータ３４が設けられ、該ポンプモータ３４により製氷水タンク２０内の製氷水が製氷室１８へ供給される。

前記水皿２２の上方には、図示しない水道源に連通する給水管３０が設けられ、該給水管３０に給水弁ＷＶが介挿されている。そして、製氷運転中の所定のタイミングで給水弁ＷＶが開放され、給水管３０から常温の水が水皿２２の表面へ供給される。給水管３０から供給された水は、水皿２２に設けた戻り孔(図示せず)等を介して製氷水タンク２０に貯留され、製氷水として使用されるようになっている。

前記冷凍機構１４は、圧縮機ＣＭ、凝縮器ＣＤ、膨張手段ＥＶおよび蒸発器２６の順で冷媒が循環するよう設定され、各機器は冷媒配管３６で連通接続されている。すなわち、前記圧縮機ＣＭで圧縮された気化冷媒は、冷媒配管３６を経て前記凝縮器ＣＤで凝縮液化された後、前記膨張手段ＥＶで減圧され、前記蒸発器２６に流入してここで一挙に膨張して蒸発し、前記製氷室１８と熱交換を行なって該製氷室１８を氷点下にまで強制冷却させる。そして前記蒸発器２６で蒸発し熱交換した気化冷媒は、冷媒配管３６を経て圧縮機ＣＭに帰還するサイクルを反復するようになっている。なお、前記凝縮器ＣＤに対向して設けられたファンモータＦＭは、前記凝縮器ＣＤを冷却するべく機能している。

前記冷凍機構１４には、大型バルブ３２(供給手段)または小型バルブ３３(供給手段)が介挿された一対のバイパス管３８,３８が平行に配設されている。各バイパス管３８は、その始端が前記圧縮機ＣＭの吐出側から凝縮器ＣＤの吸込み側を連通する冷媒配管３６に接続され、終端は前記膨張手段ＥＶから蒸発器２６の吸込み側を連通する冷媒配管３６に接続されている。前記大型バルブ３２および小型バルブ３３としては、電磁弁や電動弁等が好適に採用される。大型バルブ３２および小型バルブ３３は、後述する制御手段４０により開閉されて、対応のバイパス管３８内のホットガス(加熱手段)の流通を制御する。小型バルブ３３は、大型バルブ３２に比べて相対的にホットガスの流通量が少なく設定されている(例えば、大型バルブ３２の半分程度)。すなわち、大型バルブ３２を開放すれば、多量のホットガスを蒸発器２６へ供給することができ、小型バルブ３３を開放すれば、少量のホットガスを蒸発器２６へ供給することが可能となっている。

前記制御手段４０は、大型バルブ３２および小型バルブ３３に電気的に接続され、両バルブ３２,３３の開閉制御を行なう。また、制御手段４０には、前記温度計測手段２４が接続されており、該計測手段２４で測定された製氷室１８の温度が制御手段４０へ送られるようになっている。制御手段４０には、氷塊にクラックが生ずると予想される下限温度(例えば、−２５℃)より高温な第１基準温度(例えば、−２０℃)が記憶されており、製氷運転中において温度計測手段２４の測定値が第１基準温度より低くなった場合に、制御手段４０は小型バルブ３３を所定時間だけ開放させて製氷室１８(氷塊)を加熱する制御を行なう。一方、製氷運転中において温度計測手段２４の測定値が第１基準温度より高い場合には、制御手段４０は小型バルブ３３を開放させることはない。すなわち、制御手段４０は、製氷室１８の温度が氷塊にクラックが生ずる虞のある下限温度より低下しないよう小型バルブ３３を開放制御するようになっている。なお、第１基準温度を下回った場合に小型バルブ３３を開放させる時間は、例えば、約５秒に設定されている。

更に、制御手段４０には、第２の下限温度より高い第２基準温度が記憶されている。この第２の下限温度は、除氷運転へ移行して製氷室１８がホットガスにより加熱された際に、氷塊にクラックが発生する虞のある製氷室１８の温度であって、第２の下限温度は、前記下限温度より高い、例えば−８℃に設定される。また、第２基準温度は、０℃に近い氷点下以下の温度であればよく、例えば、−５℃に設定される。そして、製氷運転が完了間際となった場合において(以後、製氷完了前段階という)、温度計測手段２４の測定値が第２基準温度より低下すると、制御手段４０は小型バルブ３３を開放して製氷室１８を加熱する制御を行なう。一方、製氷完了前段階において温度計測手段２４の測定値が第２基準温度より高い場合には、制御手段４０は小型バルブ３３を開放させることはない。すなわち、制御手段４０は、製氷完了前段階においては、製氷室１８の温度が第２の下限温度より低下しないよう小型バルブ３３を開放制御する。

なお、前記製氷完了前段階とは、製氷運転が完了する直前の段階、例えば、製氷完了率が所定値(８５％〜９５％)に到達した段階を指している。前記製氷完了率とは、製氷運転の完了時を１００％とする製氷運転の進行度合(氷塊の成長度合)を示す概念である。具体的には、全ての製氷小室１６に完全な氷塊が生成されるのに必要な冷却量(製氷室１８の温度カーブを時間積分した量)が予め設定されており、この冷却量に対する実際の製氷運転での冷却量の割合が製氷完了率となる。但し、製氷運転の進行度合を判定する方法としては、必ずしも製氷完了率に基づいて行なう必要はなく、例えば、製氷開始からの経過時間や、製氷室１８の温度等に基づいて判定してもよい。

制御手段４０は、除氷運転の移行直後は小型バルブ３３を開放して、製氷室１８をゆっくりと加熱するよう設定されている。そして、除氷運転が所定時間経過して、製氷室１８が一定温度(以後、本除氷開始温度という)まで加熱されると、制御手段４０は小型バルブ３３に加えて大型バルブ３２を開放させる。すなわち、本除氷開始温度まで製氷室１８を加熱した後は、両バルブ３２,３３により製氷室１８を一気に加熱する本除氷運転を開始させるようになっている。なお、本除氷開始温度に到達した後は、小型バルブ３３を閉成して大型バルブ３２のみを開放させるようにしてもよい。

(実施例の作用)
次に、実施例に係る噴射式製氷機１０の運転方法について、図２のフローチャートを参照して以下説明する。製氷運転に際しては、冷凍機構１４が作動して冷媒を蒸発器２６に循環供給する。これと同時に、ポンプモータ３４を作動させて、製氷水タンク２０内の製氷水を各製氷小室１６へ噴射する。このとき、大型バルブ３２および小型バルブ３３は閉成され、両バイパス管３８,３８は閉じられている。そして、製氷運転が進行すると、各製氷小室１６に氷塊が形成され始める。

製氷運転の進行に伴ない製氷室１８の温度が次第に低下を始める。そして、製氷完了率が所定値(８５％〜９５％)以下となっている場合において(ステップＳ１のＮｏ)、制御手段４０は、温度計測手段２４の測定値が第１基準温度より低いか否か判定する(ステップＳ２)。温度計測手段２４の測定値が第１基準温度より高い場合(ステップＳ２のＮｏ)、制御手段４０は、このまま製氷運転を続行する。一方、温度計測手段２４での測定値が第１基準温度より低い場合には(ステップＳ２のＹｅｓ)、制御手段４０は小型バルブ３３を開放させて、少量のホットガスを所定時間(例えば、約５秒)製氷室１８へ供給する(ステップＳ３)。すなわち、製氷室１８は、下限温度より低下しないよう制御されるので、過度の冷却により氷塊にクラックが発生するのを防止し得る。

次に、制御手段４０は小型バルブ３３を閉成させて、通常の製氷運転へと復帰する。そして、製氷完了率が所定値に到達するまでに、再び温度計測手段２４での測定値が第１基準温度より低下すると(ステップＳ２のＹｅｓ)、制御手段４０は小型バルブ３３を開放する(ステップＳ３)。このように、製氷運転中に製氷室１８の温度を常に監視して、該製氷室１８が過冷却となる前に小型バルブ３３を開放して製氷室１８を加熱するので、クラックのない透明な氷塊を生成し得る。なお、製氷運転中において温度計測手段２４での測定値が第１基準温度を下回らなかった場合(常に下限温度より高い場合)には、製氷室１８を加熱する必要はない。

製氷運転が進行し、製氷完了率が所定値以上となって製氷完了前段階となると(ステップＳ１のＹｅｓ)、制御手段４０は、温度計測手段２４での測定値が第２基準温度より低いか否か判定する(ステップＳ４)。そして、温度計測手段２４の測定値が第２基準温度より低い場合(ステップＳ４のＹｅｓ)、制御手段４０は小型バルブ３３を開放して製氷室１８を加熱する(ステップＳ５)。そして、温度計測手段２４での測定値が第２基準温度を超えると(ステップＳ４のＮｏ)、制御手段４０は、製氷運転を終了して除氷運転を開始させる(ステップＳ６)。すなわち、製氷運転の終了間際において、製氷室１８は第２の下限温度より高温となるよう制御されるので、除氷運転移行後に大きな温度差で製氷室１８が加熱されるのを防止して、当該温度差により氷塊にクラックが発生するのを防止し得る。しかも、製氷運転中は少量のホットガスが供給されるので、蒸発器２６の入口側と出口側とで温度差が生じ難く、氷塊のサイズにバラツキが生ずるのを抑制し得る。

除氷運転へ移行すると、制御手段４０は、水皿開閉機構２８を作動させて、水皿２２を下降させると共に、小型バルブ３３のみを開放させて製氷室１８の加熱を開始する(ステップＳ７)。なお、製氷完了前段階で小型バルブ３３が開放された場合には、該小型バルブ３３は開放したまま除氷運転へ移行するので、ステップＳ７は省略される。これにより、小型バルブ３３を介して蒸発器２６に供給されたホットガスにより製氷室１８がゆっくりと加熱される。すなわち、除氷運転の開始直後は、少量のホットガスにより製氷室１８を加熱するので、製氷室１８とホットガスとの温度差が小さく、急激な加熱により氷塊にクラックが生ずるのを抑制し得る。所定時間経過して、温度計測手段２４での測定値が本除氷開始温度を超えると(ステップＳ８のＹｅｓ)、制御手段４０は大型バルブ３２も開放して(ステップＳ９)、製氷室１８を一気に加熱する本除氷運転を開始する(ステップＳ１０)。すなわち、製氷室１８が、多量のホットガスを供給してもクラックが生じない程度まで加熱された後に、大型バルブ３２を開放させるので、氷塊にクラックが生じることなく迅速な除氷が可能となる。除氷運転が進行すると、製氷小室１６から氷塊が剥離落下し、該氷塊は、水皿２２の表面を滑落した後に図示しない貯氷庫へ放出される。このとき、貯氷庫には、クラックのない透明な氷塊が貯留される。

なお、実施例では、加熱手段としてホットガスを採用したが、製氷室１８を加熱し得るのであれば、例えば、常温の水やヒーター、誘導加熱等、他の方法を適宜採用し得る。また、実施例では、供給手段として、ホットガスの流量が異なる２つのバルブ(大型バルブ３２および小型バルブ３３)を採用したが、例えば、供給手段としてホットガスの流量調節が可能な１つのバルブを採用することも可能である。このような単一のバルブを採用する場合の具体的なホットガスの流量調節としては、バルブの開閉時間をマイコン制御して、単位時間当たりのホットガスの流量を可変とするものや、バイパス管の開口量(開口面積)を調節する構成が採用される。また、製氷運転中に製氷室１８が下限温度より低下しないようにするために、必ずしも加熱手段で加熱する必要はなく、例えば、製氷室１８への冷却を一定時間停止(冷媒の供給停止)するようにしてもよい。

実施例に係る噴射式製氷機の製氷機構および冷凍機構を概略的に示す全体構成図である。 実施例に係る噴射式製氷機の運転方法を示すフローチャート図である。

符号の説明

１４ 冷凍機構，１８ 製氷室(製氷部)，３２ 大型バルブ(供給手段)
３３ 小型バルブ(供給手段)

Claims (4)

1. 冷凍機構(14)により冷却された製氷部(18)に製氷水を供給して氷塊を生成する製氷運転を行ない、前記氷塊が生成したら製氷運転を完了して前記製氷部(18)を加熱手段で加熱して除氷運転を行なう自動製氷機の運転方法において、
   前記製氷運転中に、前記製氷部(18)の温度が下限温度より低下しないよう制御する
   ことを特徴とする自動製氷機の運転方法。
2. 前記製氷運転が完了する間際の製氷完了前段階において、前記製氷部(18)の温度が前記下限温度より高い第２の下限温度より低下しないよう制御する請求項１記載の自動製氷機の運転方法。
3. 前記製氷部(18)は、製氷運転中において加熱手段としてのホットガスにより加熱される請求項１または２記載の自動製氷機の運転方法。
4. 前記冷凍機構(14)は、異なる流量のホットガスの流通を制御可能な供給手段(32,33)を備え、製氷運転中における製氷部(18)は、少量のホットガスにより加熱される請求項３記載の自動製氷機の運転方法。

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