JPH0230701Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ａ 産業上の利用分野 本考案は、自動製氷装置に関し、特にその製氷
完了の検知に関するものである。

ｂ 従来の技術 従来、この種の自動製氷機においては、タイマ
装置により所定の製氷時間が経過したことを検知
するか、または、例えば多数の製氷小室を備えた
製氷室に装着された製氷完了検知用の温度検知装
置により製氷室の温度が所定温度に降下したこと
を検知して、製氷完了検知を行なつている。そし
てこの製氷完了検知により、除氷運転が開始され
て製氷室が暖められ製氷小室から貯氷庫に氷が落
下する。それからサーモスタツト等により除氷完
了検知が行なわれて製氷運転が再び開始され、製
氷小室に製氷用水が散水供給されて製氷動作が再
び行なわれる。

このように構成した自動製氷機においては、製
氷完了検知用の装置として、タイマ装置、温度検
知装置のいずれを使用した場合でも、下記の理由
により、周囲温度の変動に対応して作動設定値を
頻繁に調整する必要がある。即ち、タイマ装置を
使用した場合にこの調整を怠つた時には、特に周
囲温度の低下時に製氷室内の氷塊が過冷却され
て、該製氷室内に完全に氷結し、さらに製氷室外
にも氷結が進行する。このため除氷の際に、製氷
室外に成長した氷の融解に長時間を要し、製氷室
内の氷の融解が必要以上に行なわれるので、得ら
れた氷塊が所定の大きさより小さくなつて製氷量
が減少したり、氷塊が変形しその品質が低下する
欠点があつた。また、温度検知装置を使用した場
合に上述の調整を怠つた場合には、特に周囲温度
の上昇時に、製氷室が所定温度まで低下したのを
温度検知装置が検知するまでに時間がかかり、最
悪の場合には、製氷完了検知信号を出さずに製氷
運転を長時間続けてしまうことになり、実質的に
日産製氷量が低下するという欠点があつた。

ｃ 考案が解決しようとする問題点 以上のように、従来の自動製氷機においては、
製氷完了検知のためのタイマ装置又は温度検知装
置を、周囲温度の変動に応じて、その作動設定値
を頻繁に調整しなければならず、もしこの調整を
怠つたならば、除氷時間が長くなつて出来た氷が
所定の大きさより小さかつたり変形しその品質が
低下するとか、製氷時間が長くなつて日産製氷量
が実質的に低下するといつた問題点があつた。

ｄ 問題点を解決するための手段 上述の問題点を解決するため、本考案は、製氷
部に製氷用水を供給する製氷水ポンプを含む製氷
運転回路と、該製氷部における製氷完了温度及び
除氷完了温度に応答して開閉する接点を有する温
度検知装置とを備え、該温度検知装置の前記接点
は、前記製氷運転回路を製氷完了温度の検知時に
開路し、除氷完了温度の検知時に閉路するべく該
製氷運転回路に接続されている自動製氷装置にお
いて、前記製氷運転回路の閉路時から所定時間後
に開成する接点を有するタイマ装置を備え、該接
点が前記製氷水ポンプに直列に接続されていて、
周囲温度が、前記温度検知装置の製氷完了温度検
知より前に前記タイマ装置が前記所定時間を計時
するような所定値以上の場合、前記所定時間後
に、前記温度検知装置の製氷完了温度の検知によ
る前記製氷運転回路の開路前に前記製氷運転回路
のうちの前記製氷水ポンプの運転を停止すること
を特徴とするものである。

ｅ 作用 上述の構成を有する自動製氷機において、周囲
温度が所定値より低いときには、タイマ装置の接
点開成前に温度検知装置が製氷完了温度を検知し
その接点を介して、製氷水ポンプを含む製氷運転
回路を開路して製氷サイクルが完了する。一方、
周囲温度が所定値より高いときには、温度検知装
置が製氷完了温度を検知する前にタイマ装置の常
閉接点が動作して製氷水ポンプの駆動を停止する
が、製氷運転回路は閉路し続けており、このた
め、製氷部への最も大きな熱負荷であつた製氷用
水の供給を停止した後も製氷部に形成された氷に
対する冷却が続けられるので、製氷部の温度は急
激に低下し、温度検知装置が製氷完了温度を検知
して製氷運転回路を開路する信号を出力する。

ｆ 実施例 次に本考案の自動製氷機の好適な実施例を図面
を参照しながら詳細に説明する。

第１図において符号１０で示されるものは全体
がほぼ箱型をなし各第１仕切板１１により多数の
製氷小室１２を有する製氷室、即ち製氷部であ
り、この製氷室１０の外面部１３上には蒸発器１
４が装着されている。前記製氷室１０の下部位置
には、製氷室１０の鍔部１０ａに各々断熱材１５
を介して鍔部１６がボルト１７で固定された熱良
導性のカツト枠１８が設けられており、このカツ
ト枠１８に形成された多数の第２仕切板１９は製
氷室１０の第１仕切板１１と互いに対峙して整列
して配設されている。このカツト枠１８はさらに
詳細には第２図に示されるように構成されてお
り、各第２仕切板１９で区画形成された角室２０
は上面および下面が貫通していると共に、各角室
２０は前記製氷室１０の各製氷室１０の各製氷小
室１２に対峙した位置に各々配設されている。
又、前記カツト枠１８は製氷室１０に対して前記
断熱材１５を各鍔部１０ａ，１６の間に介して装
着されているため、各第１仕切板１１の下端部１
１ａと各第２仕切板１９の上端部１９ａとは前記
断熱材１５の厚さ分に相当する間隙Ｄだけ離間し
た状態で配設されると共に、各断熱材１５の内側
部１５ａは各仕切板１１および１９の内側面と同
一面に構成されている。

次に、カツト枠１８の下方には多数の噴出孔２
３を有する噴出パイプ２４が固設され、各噴出孔
２３は各々製氷小室１２のほぼ中心部に向かつて
噴き上げるように構成されている。この噴出パイ
プ２４の一端に形成された分流室２５には製氷水
タンク２６に設けられた製氷水ポンプ２７によつ
て供給された製氷用水が図示しないパイプによつ
て二点鎖線の矢印で示される状態で供給されると
共に、製氷室１０から落下する製氷用水は氷案内
板２８を経て前記製氷水タンク２６に還元され
る。さらに、製氷室１０で作られた角氷３１は貯
氷部３２に貯蔵される構成である。

第３図で示されるものは冷凍回路であり、コン
プレツサ３３からの吐出管３３ａは凝縮器３５に
接続され、この凝縮器３５からの冷媒ガスはドラ
イヤ３６およびキヤピラリチユーブ３７を経て蒸
発器１４に送られ、この蒸発器１４を経た冷媒ガ
スはアキユームレータ３９を経て吸入管４０によ
つてコンプレツサ３３に還元される。前記吐出管
３３ａから分岐接続されたホツトガスパイプ６１
に設けたホツトガス弁３４からのホツトガスはカ
ツト枠１８の周側部に装着されたホツトガスパイ
プ４１に送られ、このホツトガスパイプ４１は蒸
発器１４に接続されている。前記カツト枠１８の
周側部に装着されたホツトガスパイプ４１の下部
には第４図に詳細に示すように、製氷完了温度及
び除氷完了温度を検出するための切換接点４２を
有する感温手段（温度検知装置）４３が装着され
ている。この感温手段４３は、カツト枠１８の温
度が一定温度以下に達したことを検出して製氷完
了信号を出力し、さらに製氷室から角氷が落下し
た後、カツト枠１８の温度が一定温度以上に達し
たことを検出して除氷完了信号を出力するもので
ある。

第５図には本考案による自動製氷機の電気回路
構成の実施例が示されており、感温手段４３の切
換接点４２のＡ端子は電源回路に接続され、Ｂ端
子は製氷運転回路５０に接続されている。該製氷
運転回路５０は、互いに整列に接続されたフアン
モータ２７ａ、タイマ装置Ｔ及び製氷水ポンプ２
７を有する。タイマ装置Ｔの常閉接点T₁は製氷
水ポンプ２７に直列に接続され、前記切換接点４
２のＣ端子はホツトガス弁３４に接続されてい
る。タイマ装置Ｔは、製氷運転回路５０への通電
後所定時間経過するとその常閉接点T₁が開くよ
うになつている。尚、タイマ装置Ｔはモータ式、
電子式、その他のタイマ機能を有するものでよ
い。

感温手段４３の切換接点４２のＡ，Ｂ端子が導
通している時は製氷サイクル状態にあり、Ａ，Ｃ
端子が導通している時は除氷サイクル状態にあ
る。

以上のような構成において、この考案による自
動製氷機を作動して製氷する場合について述べる
と、コンプレツサ３３により圧縮された冷媒ガス
は吐出管３３ａを経て凝縮器３５で凝縮され、キ
ヤピラリチユーブ３７で減圧されて蒸発器１４に
入り、製氷室１０から吸熱してアキユームレータ
３９で気液分離されて、冷媒ガスは吸入管４０を
経てコンプレツサ３３に還元し、この動作をくり
返すことにより製氷室１０が冷却される。さら
に、製氷用水は製氷水タンク２６の製氷水ポンプ
２７により噴水パイプ２４の噴水孔２３から各製
氷小室１２に噴水され、一部の製氷用水は冷媒と
の熱交換により氷結し、他の製氷用水は落下して
氷案内板２８に案内されて製氷水タンク２６に戻
る。このようにして製氷小室１２内に氷が成長し
始める。さらに、製氷が進行すると第１仕切板１
１の下端部１１ａに氷が成長し、第６図の製氷中
であるＡから製氷完了直前のＢの状態に進行す
る。この場合、カツト枠１８は製氷室１０との間
に間隙Ｄを有すると共に断熱材１５で断熱されて
おり、製氷小室１２で氷結しきれなかつた落下水
（戻り水）で冷却されるため、氷結が始まる程の
低温度にはならず前記落下水とほぼ同温度（約０
℃）に保持される。さらに、製氷サイクルが進行
して第６図のＣで示される製氷完了状態になる
と、製氷室１０の第１仕切板１１の下端部１１ａ
に氷結した氷の一部はカツト枠１８と製氷室１０
との間隙Ｄ以上に厚く成長し、カツト枠１８の第
２仕切板１９に到達し、第７図に示されるよう
に、第２仕切板１９の表面に薄氷３１ｂが形成さ
れ始める。このように、第２仕切板１９の表面に
薄氷３１ｂが形成され始めると、カツト枠１８が
熱良導性であるためカツト枠１８全体の温度が角
速に下がり始める。すでにこの状態では第６図の
Ｃで示す製氷完了状態にあり、具体的にはカツト
枠１８の温度は０℃から約−３〜−４℃位にな
り、この低温状態を直ちに前記感温手段４３が検
知し、その切換接点４２が作動して製氷サイクル
を終了し、その接点４２がＡ−ＢからＡ−Ｃに切
換わり、製氷水ポンプ２７およびフアンモータ２
７ａが停止し、ホツトガス弁３４が開弁して除氷
サイクルに移行する。

除氷サイクルに入ると、製氷室１０も除々に加
熱されて温度上昇するため、氷３１が融解を開始
し、カツト枠１８に氷３１の連結部３１ａが付着
している間はカツト枠１８の温度は低いが、第８
図のＡの状態のように連結部３１ａが融解すると
急速に温度が上昇し、蒸発器１４に入るホツトガ
スの温度も急速に上昇すると共に、製氷室１０の
加熱が促進された第８図のＢの状態のように氷３
１は製氷室１０との接触面がすべて融解し徐々に
自重で落下し始める。

尚、絶縁材１５の表面にも氷結しているが、ホ
ツトガスパイプ４１により加熱されたカツト枠１
８の熱により除氷サイクルにおいて容易に融解す
る。

氷３１（角氷）が自重で落下を開始すると、第
８図のＣで示される状態のように製氷室１０とカ
ツト枠１８との間に形成された氷の連結部３１ａ
が第２仕切板１９の上端部１９ａ上に位置する。
この状態で第２仕切板１９が高温となつているた
め、連結部３１ａは直ちに融解し、第８図のＤで
示されるように製氷小室１２から落下して各氷３
１（角氷）の側部は突部のない状態となると共
に、第８図のＥで示されるようにほぼ四角形の整
つた形状の角氷が次々と得られる。製氷室１０か
ら氷３１がカツト枠１８を経て落下し終わると、
カツト枠１８の温度が急上昇し、感温手段４３が
作動してその切換接点４２をＡ−ＣからＡ−Ｂに
切換え、ホツトガス弁３４を閉じ、製氷水ポンプ
２７及びフアンモータ２７ａを運転して製氷サイ
クルに再び入る。

第９図Ａは、製氷運転開始後のカツト枠の温度
が製氷時間をパラメータとしてどのように変化す
るかを示した曲線図であり、実線T_Lは周囲温度
が所定値以下のときの変化を示し、点線T_Hは周
囲温度が所定値以上のときの変化を示している。

タイマ装置Ｔの作動時間をｔ（分）に予め調整
しておくと、周囲温度が所定値以下のときには、
実線T_Lで示すように、カツト枠１８の温度は、
０℃より高い温度の状態から０℃を一定時間維持
した後カツト枠１８に成長した氷によつてカツト
枠１８が急速に冷却されてその温度がさらに下が
り、製氷完了検知温度（約−４℃）に到達して製
氷完了となる。従つて、この場合にはタイマ装置
Ｔの動作時間ｔ内に製氷運転が完了する。一方、
周囲温度が所定値以上のときには、点線T_Hで示
すように、カツト枠１８の温度は、比較的高い温
度の状態から０℃に下がるが、タイマ装置Ｔの作
動時間ｔ内にカツト枠１８に氷が十分に成長しな
いため、製氷完了検知温度に到達せず０℃のまま
である。このためタイマ装置Ｔの作動により作動
時間ｔの経過直後その常閉接点が開き、製氷水ポ
ンプ２７の運転を停止する（第５図参照）。製氷
水ポンプ２７が停止し、製氷室１０の製氷用水を
噴水供給しなくなると、製氷室１０の熱負荷が急
速に減少し、製氷室１０の温度が急速に低下す
る。それと同時に製氷小室１２内に形成された氷
塊の温度も急速に低下する。さらにカツト枠１８
についても、製氷用水が噴水供給されないため、
製氷室１０から降下する冷気及び製氷小室１２内
に形成された氷塊と繋がる水の膜の氷結に伴なう
熱伝達などにより、急速にその温度が下がり製氷
完了温度に到達して製氷完了となる。

第９図Ｂで示すものはタイマ装置Ｔの作動時間
ｔ内に製氷完了して得られた氷３１ａを示してお
り、第９図Ｃで示すものはタイマ装置Ｔにより製
氷完了が行なわれて得られた氷３１ｂを示してい
る。Ｂ及びＣの氷塊は、１個毎の重量の差異はあ
るが、カツト枠１８が同一の温度まで冷却されて
得られた氷塊である。一般に、タイマ装置Ｔの作
動時間経過後すぐに除氷サイクルに入ると、得ら
れた氷塊の形状は第９図Ｃで示されたものになる
が、この氷塊は第９図Ｂのものに比べて氷内部の
温度が高く割れ目の少ない氷塊であり溶け易いこ
とが知られている。割れ目が少ないのは、氷塊の
内部中心付近の温度と外面付近の温度との間の差
異が少ないことによる。本考案によると、周囲温
度が所定値以上のときには、タイマ装置Ｔの動作
時間ｔの経過後も引き続き氷塊の冷却を行なうの
で、氷塊内部の中心付近の温度が低くなり外面付
近との温度差により氷塊に割れ目が生ずる。これ
は、割れ目が多い氷塊ほどその中心付近と外面付
近との間の温度差が大きく、氷塊内部の中心付近
の温度が低いことを意味する。従つて、本考案の
自動製氷機においては、周囲温度に関係なく内部
中心付近の温度がほぼ一定の低温氷塊が得られ、
周囲温度が比較的高い場合でも十分に冷却された
冷却能力の高い溶けにくい氷塊が得られる。

以上の実施例では、第１図に示したような方式
で角氷を製造する自動製氷機に本考案を適用した
が、その他の方式による角氷の自動製氷機及び板
氷を製造するための公知の自動製氷機にも本考案
を適用できる。例えば、板氷用の自動製氷機に本
考案を実施した場合、第１０図に示されたような
電気回路を使用できる。この電気回路図におい
て、リレーX₁は並列接続された製氷完了検知用
の製氷サーモTh₁及び除氷完了検知用の除氷サー
モTh₂に直列接続されており、リレーX₁の常閉接
点X_1-1はタイマ装置Ｔと製氷水ポンプ２７とフ
アンモータ２７ａとの並列体に直列に接続されて
いる。タイマ装置Ｔの常閉接点T₁は製氷水ポン
プ２７に直列接続されており、リレーX₁、の前
記常閉接点X_1-1は、第５図に示された感温手段
の切換接点４２に対応する素子である。ホツトガ
ス弁３４はリレーX₁の常開接点X_1-2に接続され
る。除氷サーモTh₂にはリレーX₁の自己保持用の
常開接点X_1-3が直列接続される。製氷サーモ
Th₁、除氷サーモTh₂は温度検知装置を構成す
る。

以上のような電気回路構成を有する板氷用の自
動製氷機によれば、製氷運転中の間は、製氷サー
モTh₁の接点が開いておりリレーX₁に通電されな
いので、その常閉接点X_1-1を通じてタイマ装置
Ｔ、製氷水ポンプ２７、フアンモータ２７ａが作
動している。そして製氷サーモTh₁が製氷完了温
度を検知してオンすると、リレーX₁に通電され、
その常閉接点X_1-1が開いてタイマ装置Ｔ、製氷
水ポンプ２７、フアンモータ２７ａの作動が停止
し製氷完了となる。これと同時にリレーX₁の常
開接点X_1-2が閉じ、ホツトガス弁３４が開き除
氷運転が開始される。尚、除氷サーモTh₂は製氷
完了温度よりも高い温度でその接点を閉路してい
るので、製氷サーモTh₁が製氷完了温度を検知し
てオンすると、常開接点X_1-3が閉じてリレーX₁
は自己保持する。そして除氷サーモTh₂により除
氷完了温度を検知すると、閉成していた除氷サー
モTh₂が開き、リレーX₁が自己保持を解除されて
除氷運転が完了し、再び製氷運転が開始される。

以上の板氷用の自動製氷機において、周囲温度
が所定値より低いときにはタイマ装置Ｔの作動時
間内に製氷サーモTh₁により製氷完了検知が行な
われ、周囲温度が所定値より高いときにはタイマ
装置Ｔにより製氷完了検知が行なわれることは、
第５図の電気回路を用いた前の実施例の場合と同
様である。従つて、板氷用の自動製氷機において
も、得られた板氷の厚さは周囲温度が高いと薄く
なるが、氷内部の温度は低く所定の日産製氷量を
確保でき、前の実施例の氷塊（角氷）用の自動製
氷機と同様の効果を得ることができる。

ｇ 考案の効果 以上のように本考案の自動製氷機によれば、周
囲温度の変動に対応して逐次調整を行なうことな
く、周囲温度が所定値以下では温度検知装置が動
作し、所定値以上ではタイマ装置が動作して製氷
水ポンプの駆動を停止すると共に温度検知装置が
製氷完了温度を検知するまで氷の冷却が続けられ
る。従つて、製造された氷の温度が周囲温度に左
右されずほぼ一定範囲内で低く、周囲温度が高く
なつても所定の日産製氷量を確保できると共に、
溶けにくく、しかも冷却能力の高い氷を製造でき
る。即ち、周囲温度が高いときにはタイマ装置が
作動して製氷水ポンプを停止できるので、一定時
間で確実に製氷が完了し所定の日産製氷量を確保
できる。また、製氷水ポンプを停止した後から温
度検知装置が動作するまでの間氷を冷却するた
め、氷内部の温度が低くその表面の温度も低くな
り、従つて、製造された氷は溶けにくく冷却能力
も高い。このため氷が貯氷庫内に貯留されたとき
の氷の融解速度が遅くなり、製氷機の運転時間も
短縮し電力を節約できる。また、周囲温度が低い
場合に氷が過冷却されて除氷時間が長くなり製氷
量が減少したり氷塊が変形してその品質が低下す
ることもない。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案による自動製氷機の全体構成
を示す断面図、第２図はカツト枠を示す斜面図、
第３図は第１図の自動製氷機における冷凍系を示
す冷凍回路図、第４図は第１図の要部の拡大断面
図、第５図は第１図および第２図における要部の
電気回路図、第６図のＡ，Ｂ，Ｃは製氷工程を示
す断面図でＡは製氷中、Ｂは製氷完了直前、Ｃは
製氷完了の状態、第７図は製氷完了状態をさらに
詳細に示す断面図、第８図のＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ
は除氷工程を示す断面図、第９図Ａは周囲温度が
高い場合及び低い場合における製氷時間に対する
カツト枠の温度変化を示した曲線図、第９図Ｂは
本考案によるタイマ装置の作動時間内に氷結して
得られた氷塊を示す図、第９図Ｃは本考案による
タイマ装置が作動して得られた氷塊を示す図、第
１０図は本考案を板氷の自動製氷機に実施した場
合の要部の電気回路図である。 １０は製氷室（製氷部）、１１は第１仕切板、
１２は製氷小室、１３は外面部、１４は蒸発器、
１５は断熱材、１７はボルト、１８はカツト枠、
１９は第２仕切板、２０は角室、Ｄは間隙、２３
は噴出孔、２４は噴出パイプ、２５は分流室、２
６は製氷水タンク、２７は製氷水ポンプ、２７ａ
はフアンモータ、２８は氷案内板、３１は氷（角
氷）、３１ａは連結部、３１ｂは薄氷、３２は貯
氷部、３３はコンプレツサ、３３ａは吐出管、３
４はホツトガス弁、３５は凝縮器、３６はドライ
ヤ、３７はキヤピラリチユーブ、３９はアキユー
ムレータ、４０は吸入管、４１はホツトガスパイ
プ、４２は感温手段の切換接点、４３は感温手段
（温度検知装置）、５０は製氷運転回路、Ｔはタイ
マ装置、T₁はタイマ装置の接点、Th₁は製氷サー
モ、Th₂は除氷サーモ、X₁はリレーである。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 製氷部１０に製氷用水を供給する製氷水ポンプ
   ２７を含む製氷運転回路５０と、該製氷部におけ
   る製氷完了温度及び除氷完了温度に応答して開閉
   する接点を有する温度検知装置４３，Th₁，Th₂
   とを備え、該温度検知装置の前記接点は、前記製
   氷運転回路を製氷完了温度の検知時に開路し、除
   氷完了温度の検知時に閉路すべく該製氷運転回路
   に接続されている自動製氷装置において、前記製
   氷運転回路５０の閉路時から所定時間後に開成す
   る接点T₁を有するタイマ装置Ｔを備え、該接点
   T₁が前記製氷水ポンプ２７に直列に接続されて
   いて、周囲温度が、前記温度検知装置の製氷完了
   温度検知より前に前記タイマ装置が前記所定時間
   を計時するような所定値以上の場合、前記所定時
   間後に、前記温度検知装置の製氷完了温度の検知
   による前記製氷運転回路の開路前に前記製氷運転
   回路５０のうちの前記製氷水ポンプ２７の運転を
   停止することを特徴とする自動製氷装置。