JP5687018B2

JP5687018B2 - 自動製氷機

Info

Publication number: JP5687018B2
Application number: JP2010223344A
Authority: JP
Inventors: 門脇　静馬; 静馬門脇
Original assignee: Hoshizaki Electric Co Ltd
Current assignee: Hoshizaki Electric Co Ltd
Priority date: 2010-10-01
Filing date: 2010-10-01
Publication date: 2015-03-18
Anticipated expiration: 2030-10-01
Also published as: JP2012077999A

Description

この発明は、下向きに開口する複数の製氷小室を画成した製氷室と、該製氷室の直下に傾動自在に配置される水皿とを備えた自動製氷機に関し、更に詳細には、除氷運転において水皿の上面に付着した氷を融氷水を散水することで除去するようにした自動製氷機に関するものである。

従来、下向きに開口した製氷室に内部画成された多数の製氷小室の下方を水皿で閉成した状態で製氷水を噴射供給して多数の氷塊を生成する製氷運転と、水皿を下方に傾動して製氷小室を開放した状態で製氷室を加熱し、製氷小室から落下させた氷塊を水皿上を滑落させて貯氷庫に案内して貯留する除氷運転とを繰り返す所謂クローズドセルタイプの自動製氷機が知られている。このタイプの自動製氷機では、製氷運転時に製氷小室を水皿の上面で下方から塞いだ状態で製氷を行うため、水皿の上面や噴射口等に氷が付着してしまい、除氷運転時に製氷小室から落下した氷塊が水皿上の氷に引っ掛かってうまく滑落しないことがある。そこで、その問題を解決するため、特許文献１に示される自動製氷機では、製氷運転から除氷運転に切り替わって水皿が傾動して開放位置となったときに、水皿の上面に融氷水として給水機構から水道水を散水することで水皿上の氷を溶かすようにしている。また、特許文献２に示される自動製氷機では、水皿が開放位置のときに、製氷水タンク内の製氷水を融氷水とし、回転数を落としたポンプで噴射口から噴射することで水皿上の氷を溶かすようにしている。

特開２００８−１７５４６３号公報特開昭６２−１６９９７９号公報

しかしながら特許文献１の方法では、水皿上の氷を溶かすために多くの融氷水を必要とするためランニングコストが高くなってしまう。更に、全ての氷を溶かすためには水皿の上面全体に均一に融氷水を流す必要があるが、特に大型の製氷室の場合は水皿も大きく、均一に融氷水が流れ難く部分的に氷が残ってしまうことがある。また、特許文献２の方法では、回転数を変更するための特殊なポンプが必要となりコストアップとなってしまう。更に、水経路の管路抵抗や噴射口の口径を考慮に入れて噴射した融氷水が貯氷庫に落下しないような出力となるように回転数を決定し、融氷中はその出力を維持する必要があるが、製氷中に一部の噴射口を氷が塞いだり、水経路中に綿氷が発生して管路抵抗が変化する等、運転中にポンプの出力に影響を与える現象が発生することがあり、常に一定の出力とすることは難しかった。

そこで本発明では、前述した従来の技術に内在している課題に鑑み、これを好適に解決するべく提案されたものであって、融氷水の使用量を抑制し、水皿の上面全域に亘って融氷水を流して氷を確実に除去することができる自動製氷機を提供することを目的とする。

前記課題を克服し、所期の目的を好適に達成するため、本発明に係る自動製氷機は、
下向きに開口する複数の製氷小室を画成した製氷室と、該製氷室の直下に傾動自在に配置され、その下側に製氷水を貯留する製氷水タンクが一体に組み付けられた水皿と、前記製氷水タンク内の製氷水を水皿に設けられた複数の噴射口から前記各製氷小室へ噴射供給する供給ポンプとを備え、前記水皿の上面が前記製氷小室を下方から閉成する閉成位置にて前記供給ポンプを駆動して製氷水を製氷小室に噴射することで氷塊を生成する製氷運転と、水皿が下方に傾動して製氷小室を開放する開放位置にて製氷室を加熱して氷塊が落下するようにした除氷運転とを実行可能とし、
前記開放位置における水皿の噴射口を上方から覆う被覆姿勢と、前記閉成位置における水皿から退避した退避姿勢とに姿勢変位するガイド部材が設けられ、前記除氷運転中に供給ポンプを駆動させて製氷水タンク内の製氷水を噴射口から被覆姿勢のガイド部材に向けて噴射するようにしたことを特徴とする。

本発明に係る自動製氷機によれば、融氷水の使用量を抑制し、水皿の上面全域に亘って融氷水を流して氷を確実に除去することができる。

実施例に係る自動製氷機の製氷中の状態を一部破断して示す説明図である。実施例に係る自動製氷機の除氷中の状態を一部破断して示す説明図である。

次に、本発明に係る自動製氷機につき、好適な実施例を挙げて、図を参照しながら以下説明する。なお、以下の説明における上下左右の方向については、図１を正面から見たときの上下左右の方向とする。

図１は、本発明の実施例に係る自動製氷機の製氷中の状態を示す説明図であり、該自動製氷機には、図示しない筐体の内部に画成された貯氷室の内部上方に製氷機構１が配設されている。製氷機構１は、筐体の上部に架設した矩形板状の機構枠３を備えており、該機構枠３の下側には取付部材４を介して下方に開口した製氷室５が配設され、製氷室５内には縦横に配設した複数の仕切板によって多数の製氷小室５ａが画成されている。製氷室５の上面には、図示しない冷凍装置に接続された蒸発器７が、各製氷小室５ａの上部を通るように密着的に蛇行配置され、製氷運転に際して蒸発器７に供給される冷媒を気化させて各製氷小室５ａを強制冷却するようになっている。また、除氷運転に際しては冷凍装置から蒸発器７にホットガスが供給されて製氷小室５ａを加熱するようになっている。製氷室５の外側面には、図示しない制御手段に接続された温度センサ９が配設されており、製氷運転において製氷室５の温度が低下して温度センサ９が製氷完了温度を検知したときに、製氷完了と判断して製氷運転を終了させて除氷運転に切り替わるようになっている。また、除氷運転においては製氷室５の温度が上昇して温度センサ９が除氷完了温度を検知したときに、除氷完了と判断して除氷運転を終了させて製氷運転に切り替わるようになっている。

製氷室５の下方には、所定量の製氷水を貯留する製氷水タンク１０を下方に一体的に組み付けた水皿１２が配設され、該水皿１２は図示しない支持軸により機構枠３に傾動可能に枢支されている。水皿１２は、製氷運転時には製氷小室５aの下方に近接して水平に配置され、製氷運転中は製氷小室５aを閉成したこの閉成位置に保持される。そして、除氷運転時には図示しない水皿開閉機構により水皿１２が付勢されて、支持軸を中心に製氷室５から離間する方向に傾動し、製氷小室５aを開放する開放位置に保持されるようになっている（図２参照）。また、水皿１２の位置を検知するため、図示しない水皿位置検知手段が設けられており、水皿１２が閉成位置又は開放位置に到達したことが制御手段に送信されるようになっている。

水皿１２は、製氷室５と対向する位置に所要厚みの平板部１４が形成され、該平板部１４が製氷運転時に各製氷小室５aを閉成するようになっている。平板部１４の下面側には製氷水供給管１６が配設され、該製氷水供給管１６の上面には各製氷小室５ａに対応して配置された噴射口１８が設けられている。この噴射口１８は、平板部１４を貫通して製氷小室５aに製氷水を噴射可能に配置されており、該噴射口１８の周囲の平板部１４には、製氷小室５aで氷結に至らなかった製氷水を製氷水タンク１０に回収する戻り口２０が穿設されている。また、製氷水タンク１０の下部には供給ポンプ２２が接続されており、製氷運転に際しては、この供給ポンプ２２によって製氷水供給管１６に供給された製氷水を、各噴射口１８から対応する製氷小室５ａ内に噴射供給し、各製氷小室５ａ内に氷塊を生成するようになっている。なお、平板部１４の右端先端は下方に向けて折り曲げられており、製氷水タンク１０との間に隙間２３が設けられている。

製氷水タンク１０は、底部が右方向に向けて上方傾斜した立体形状とされ、製氷水タンク１０には、外部給水源（例えば水道）に接続された給水管２４により製氷水（水道水）が給水可能となっている。該給水管２４には給水弁２６が設けられており、該給水弁２６を開放することで製氷水タンク１０へ製氷水を給水して所定量の製氷水が貯留できるようになっている。また、製氷水タンク１０を画成する側壁における底部近傍には、製氷水タンク内の製氷水を排出する排出口３０が設けられており、該排出口３０には、製氷運転時において水平方向に所定長さで延在する排出パイプ３２の一端が接続され、他端３４は横向きに開口している。これにより、製氷運転において給水管２４から製氷水が供給されると、図１に示すように、排出口３０によって満水時の水位Ｈが規定され、余剰の製氷水は排出口３０から排出パイプ３２を介して下方に配置されたトレー状のドレンパン３６へ排出される。また、除氷運転においては、製氷水タンク１０が下方へ傾動を始めると、製氷運転で余った製氷水が排出口３０及び排出パイプ３２を介してドレンパン３６へ排出される。そして、図２に示すように製氷水タンク１０が開放位置に到達したときには、排出パイプ３２の他端３４が排出口３０よりも上方に位置するので、製氷水タンク１０内には他端３４の下端で規定される水位Ｌの量の製氷水が残存するようになっている。なお、ドレンパン３６で受けられた製氷水は、機外へ排水される。

製氷水タンク１０の右側には、支軸３８、ガイド板４０、及び当接片４２からなるガイド部材４４が配設されている。支軸３８は、図示しない取付部材によって貯氷室の内壁面に取り付けられており、図２に示すように開放位置にある製氷水タンク１０の右端近傍に位置している。該支軸３８には平板状に形成されたガイド板４０が回転可能に取り付けられており、ガイド板４０は図１に示すように起立状の退避姿勢と、図２に示すように各噴射口１８を上方から覆う傾斜状の被覆姿勢とに姿勢変位可能となっている。また、退避姿勢におけるガイド板４０の下端部には、製氷水タンク１０へ向けて所定長さ延在し、水皿１２が閉成位置から開放位置に傾動する途中で製氷水タンク１０の右側底部が当接可能な棒状の当接片４２が一体で設けられている。該当接片４２に製氷水タンク１０が上方から当接してそのまま傾動を続けることで、ガイド板４０が退避姿勢から被覆姿勢へ追従回転するよう構成されている。

ガイド板４０は、被覆姿勢において水皿１２に設けられた全ての噴射口１８を上方から覆う大きさに形成されており、退避姿勢における製氷水タンク１０側の面には、ガイド板４０と同じ奥行き幅を持たせた第１突起４６、第２突起４７、第３突起４８が設けられている。第１突起４６は支軸３８とは反対側の端部に設けられており、被覆姿勢においては図２に示すように、平板部１４の上面に当接し、平板部１４とガイド板４０とが並行となる長さに形成されている。第２突起４７は、ガイド板４０の中間に位置し、第１突起４６よりも短く形成されており、被覆姿勢において平板部１４の上面に当接しない長さとなっている。また、第３突起４８は、支軸３８側近傍に位置し、第１突起４６よりも僅かに短い長さとされ、被覆姿勢において平板部１４の上面に近接するようになっている。また、機構枠３の下面には、退避姿勢のガイド板４０に当接して支えることで、ガイド板４０を退避姿勢の位置で保持可能な保持部材５０が配設されている。

本実施例の自動製氷機には、製氷運転中に水皿１２の平板部１４上面に付着した氷を除去するための融氷制御が備えられている。この融氷制御は、製氷運転が終了して除氷運転に切り替わり、水皿１２が開放位置に到達したことを水皿位置検知手段が検知したタイミングで開始されるようになっている。このとき、水皿１２の各噴射口１８の上方には、図２に示すようにガイド板４０が覆いかぶさった状態となっている。融氷制御が開始されると、供給ポンプ２２が駆動され、製氷水タンク１０内に残存している製氷水（融氷水）が噴射口１８から噴射される。噴射口１８から噴射された融氷水は、ガイド板４０に当たった後、平板部１４上に落ち、平板部１４上を下流側へと流れ、戻り口２０から製氷水タンク１０へと戻り、再び供給ポンプ２２によって噴射口１８から噴射されるという循環を繰り返すことで平板部１４上面に付着した氷を除々に溶かしていく。そして、供給ポンプ２２の駆動開始から所定時間が経過したことを制御手段に接続された図示しないタイマーが計測すると、平板部１４上面に付着していた氷が全て溶かされて除去されたと判断し、供給ポンプ２２を停止して融氷制御が終了するようになっている。なお、除氷運転において製氷小室５ａから落下させた氷塊は、ガイド板４０で受けてガイド板４０上を滑落させて貯氷庫に案内されるようになっている。

（実施例の作用）
次に、以上のように構成された自動製氷機の作用について説明する。なお、製氷開始時は水皿１２は閉成位置にあるものとする。製氷工程を開始すると、冷凍装置から蒸発器７に冷媒が供給されて製氷室５が冷却される。製氷工程開始と同時に、給水弁２６が開放されて、給水管２４から製氷水タンク１０内に製氷水が給水される。そして、製氷水タンク１０内に水位Ｈまで製氷水が貯留されると、供給ポンプ２２が駆動され、製氷水タンク１０に貯留されている製氷水が供給ポンプ２２を介して製氷水供給管１６に供給され、各噴射口１８から噴射された製氷水は製氷小室５ａに供給される。製氷小室５ａは、蒸発器７に供給される冷媒により冷却されているので、噴射された製氷水は製氷小室５ａの内壁に接触して冷却され、製氷小室５ａの内壁と接触した後の製氷水は落下して戻り口２０から製氷水タンク１０に回収される。そして、製氷水は再び供給ポンプ２２により製氷小室５ａに噴射されるという循環を繰り返すことで次第に冷却されて０℃に近づいていき、除々に製氷小室５aの内壁に氷が生成されていく。

製氷工程が進んで製氷小室５ａ内に氷塊が生成され、製氷室５が製氷完了温度となったことが温度センサ９で検知されると、製氷運転が終了し除氷運転に切り替えられる。このとき、製氷小室５ａ内で成長した氷塊は、平板部１４の上面に接するまで成長しており、製氷小室５ａ内面と平板部１４の上面とで矩形状の氷塊が生成されている。除氷運転に切り替わると、冷凍装置からホットガスが蒸発器７へ供給されて製氷室５が加熱されると共に、水皿開閉機構により水皿１２が下方へ傾動されて氷塊の下面と平板部１４の上面とが引き剥がされるが、このとき平板部１４の上面には氷塊の一部が付着したままとなる。そして、水皿１２が傾動する途中で、当接片４２に製氷水タンク１０の底面が上方から当接し、水皿１２がそのまま傾動すると、当接片４２が押し下げられ、当接片４２に追従してガイド板４０が退避姿勢から被覆姿勢へ回転移動する。

水皿１２が開放位置に到達したことが水皿位置検知手段によって検知されると、融氷制御が開始されて供給ポンプ２２が駆動され、更にタイマーのカウントが始まる。なお、製氷終了時に製氷水タンク１０内に残っていた製氷水は、水皿１２が傾動した際にその一部が排出口３０からドレンパン３６へ排出され、水位Ｌの水量分だけ製氷水タンク１０内に融氷水として残される。供給ポンプ２２が駆動されると、融氷水が噴射口１８から噴射され、ガイド板４０の裏面に当たった後、平板部１４上を流れ、戻り口２０及び隙間２３から製氷水タンク１０へと戻り、再び供給ポンプ２２によって噴射口１８から噴射されるという循環を繰り返すことで平板部１４上に付着した氷を除々に溶かしていく。ガイド板４０の裏面に当たった融氷水の一部は、そのままガイド板４０の裏面を伝って流れるが、途中に第２突起４７及び第３突起４８が設けられているため、該突起により平板部１４上に落下する。第２突起４７は、平板部１４の上面との間に隙間を形成した長さに形成されているため、平板部１４上を流れる融氷水は第２突起４７にその流れを阻害されることはない。最下流側に位置する噴射口１８の更に下流側に位置する第３突起４８は、平板部１４の上面に近接する長さに形成されているため、平板部１４上を流れる融氷水の流れを阻害することで勢いを削ぎ、融氷水を戻り口２０及び隙間２３から製氷水タンク１０へと戻しやすくしている。なお、図２中の実線矢印は、融氷水の流れを示している。

タイマーが所定時間が経過したことをカウントすると、平板部１４上に付着していた氷が全て溶かされたと判断されて供給ポンプ２２を停止して融氷制御が終了する。このときの製氷水タンク１０内の融氷水水は、次回製氷運転時の製氷水として使用される。そして、除氷運転により製氷室５が加熱されて氷塊の製氷小室５ａとの氷結面が融解されると、氷塊は自重により製氷小室５ａから剥離落下し、ガイド板４０上を滑落してドレンパン３６の下方に位置する貯氷室に放出されて貯留される。その後、製氷室５の温度が上昇して温度センサ９が除氷完了温度を検知し、且つ融氷制御も終了していることを制御手段が検知すると、蒸発器７へのホットガスの供給が停止されると共に、水皿開閉機構により水皿１２が上方へ傾動される。ここで、温度センサ９が除氷完了温度を検知したときに融氷制御がまだ終了していなかった場合は、蒸発器７へのホットガスの供給は停止されるが、融氷制御が完了するまで水皿１２の上方への傾動はさせないようにしている。そして、水皿１２が上方へ傾動されると、ガイド板４０も水皿１２によって下から押し上げられることで被覆姿勢から退避姿勢へ回転移動する。支軸３８は、水皿１２の右端近傍に位置しているため、ガイド板４０は水皿１２を少し傾動させただけでも大きく回転するようになっており、水皿１２の傾動途中でガイド板４０の重心が垂直位置（支軸３８の直上）を越え、更に重力によって回動を続けて保持部材５０に当接し、図１に示す起立状の退避姿勢で保持される。そして、水皿１２が閉成位置に到達したことが水皿位置検知手段によって検知されると除氷完了と判断して除氷運転を終了させて製氷運転に切り替わる。このような製氷運転と除氷運転とが繰り返されることで、貯氷室に所定量の氷塊が貯留される。

以上のように、水皿１２の開放位置において、各噴射口１８を上方から覆うガイド板４０を設け、供給ポンプ２２を駆動するようにしたことにより、融氷水は、平板部１４上に均等に配置された各噴射口１８から平板部１４上に均等に噴射されるので、平板部１４の大きさに関係なく平板部１４上面のほぼ全域に亘って融氷水を流すことができ、付着していた氷を溶かすことができる。例え一部の噴射口１８が氷で塞がっていたとしても、近くに配置された他の噴射口１８から噴射された融氷水がガイド板４０で反射されて周囲に降り注ぐため、塞いでいた氷を溶かすことができる。また、ガイド板４０で各噴射口１８を上方から覆ったうえで供給ポンプ２２を駆動するようにしたので、融氷制御時の供給ポンプ２２の出力が製氷運転時と同じ出力であっても噴射された融氷水が貯氷室に落下することはないため、回転数が変更できない安価なポンプを使用できる。更に、融氷水として製氷後に製氷水タンクに残った残水を利用するようにしたので、外部から新たな水を補給する必要もなく、水の使用量を抑制できる。

(変更例)
本発明では、前述の実施例に限定されず、以下の如く変更することも可能である。
(１)ガイド板に第１〜３突起を設けたが、突起の本数は３本に限定されるものではなく、３本以上であってもよいし、突起を設けなくてもよい。
(２)製氷運転後の製氷水タンク内の製氷水を融氷水として利用しているが、製氷運転直後の製氷水は０℃近くまで温度が低下しているため、融氷水としては温度が低く氷を溶かすのに時間がかかる。そこで、水皿が開放位置に到達した直後に、給水弁を開放して給水管から製氷水タンク内に常温の水道水を給水することで融氷水の温度を上げてから融氷制御を行うようにしてもよい。これにより融氷制御の時間を短縮でき、氷を確実に溶かすことができる。
(３)排出口と排出パイプとを用いることで水皿が開放位置となったときに製氷水タンク内に製氷水が残るようにしたが、水皿が開放位置となったときに製氷水タンク内に製氷水が残るような構造であれば、他の構造としてもよい。
(４)第３突起は、ガイド板が被覆姿勢のときに平板部の右端側の上面に対応するような位置関係としたが、ガイド板が被覆姿勢となったときに平板部の右端先端と製氷水タンクとの間の隙間に嵌まり込むような位置関係としてもよい。これにより、融氷制御時に噴射口から噴射された融氷水を第３突起を伝わらせて確実に製氷水タンク内へ戻すことができる。

５製氷室、１０製氷水タンク、１２水皿、１８噴射口、２２供給ポンプ、４０ガイド板、４４ガイド部材、４６第１突起、４７第２突起、４８第３突起

Claims

下向きに開口する複数の製氷小室を画成した製氷室と、該製氷室の直下に傾動自在に配置され、その下側に製氷水を貯留する製氷水タンクが一体に組み付けられた水皿と、前記製氷水タンク内の製氷水を水皿に設けられた複数の噴射口から前記各製氷小室へ噴射供給する供給ポンプとを備え、
前記水皿の上面が前記製氷小室を下方から閉成する閉成位置にて前記供給ポンプを駆動して製氷水を製氷小室に噴射することで氷塊を生成する製氷運転と、水皿が下方に傾動して製氷小室を開放する開放位置にて製氷室を加熱して氷塊が落下するようにした除氷運転とを実行可能とした自動製氷機において、
前記開放位置における水皿の噴射口を上方から覆う被覆姿勢と、前記閉成位置における水皿から退避した退避姿勢とに姿勢変位するガイド部材が設けられ、前記除氷運転中に供給ポンプを駆動させて製氷水タンク内の製氷水を噴射口から被覆姿勢のガイド部材に向けて噴射するようにしたことを特徴とする自動製氷機。