JPH03260571A - 製氷機の運転制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は製氷機の製氷運転制御装置に関する。

（ロ）従来の技術 多数の製氷小室を有した製氷部材を冷却すると共に、こ
の製氷部材に製氷用水を循環し、製氷を行う製氷機が広
く使用されている。一般にこの種の製氷機は製氷部材に
製氷用水が氷結して製氷が行なわれる製氷サイクル（行
程）と製氷後、この製氷部材をホットガス等により温度
上昇させて、できた氷を製氷部材から脱しさせる離氷サ
イクル（行程）とをｌ製氷動作サイクルとして繰り返し
動作して製氷運転を続行している。この場合、製氷能力
は、製氷機の稼動する環境条件に大きく左右される。そ
の顕著たるものは製氷機外の外界温度である１例えば夏
季にあっては、一定の製氷時間内で形成される氷はその
厚みが冬季の場合より薄くなってしまう、そこで、外界
の温度に基づいて製氷時間をタイマー装置により自動的
に可変できるようにして、一定の氷厚の製氷が威せるよ
うにした製氷機を本出願人において提案している。（特
公昭５９−３６１７５号公報）。

（ハ）発明が解決しようとする課題 ところで、上記公報に開示する制御装置において、製氷
機温度の変化を検出する感温素子が故障であったり、ｔ
いは正常な感温機能を果たさないような場合には、製氷
運転が全く行なわれなかったり、或いは行なわれても所
望とする正常な氷が得られなくなる欠点がある。

本発明は以上の点に鑑み成されたもので、マイクロコン
ピュータを用い、製氷行程で掛かった製氷時間と、離氷
行程で掛かった離氷時間とを記憶し、この時間データは
製氷動作が正常に行なわれる限りは、更新して記憶し、
常に最新のデータ値を保有するようにして、温度センサ
に異常が起こった時、このデータ値を利用して製氷運転
を継続できるようにした製氷機の製氷運転制御装置を提
供することを目的とする。

（ニ）課題を解決するための手段 複数の製氷小室を有した冷凍系の冷却器に、製氷用水を
循環して氷結させる製氷行程と、製氷小室より脱氷させ
る離氷行程とを１サイクルとして繰り返し製氷する製氷
機において、冷凍系の凝縮温度もしくは圧力を検出する
センサと、前記冷却器の温度を検出するセンサと、前者
のセンサ出力に基づいて製氷時間の調整をし、後者のセ
ンサ出力に基づいて離氷を終了させるよう製氷機の運転
を制御するマイクロコンピュータと、１サイクル運転毎
に製氷行程に用した製氷時間と、離氷行程に用した離氷
時間とを夫々計測するカウンタ部と。

１サイクル運転毎にその製氷時間の時間データと離氷時
間の時間データとが更新登録されるメモリー手袷蒼４→
モ製氷運転を行なわせる制御手段とを備えるものである
。

（ホ）作　用 製氷運転の１サイクル毎に製氷時間と離氷時間とがメモ
リ部に更新登録され、常にメモリ部には最新の各時間デ
ータが記憶されている。従って、製氷機が一旦稼動後に
、センサ異常が発生した場合には、このメモリ部に記憶
されている前回運転サイクル時の時間データを利用して
運転を続行することができる。

（へ）実施例 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。実施
例では第１図に示す逆セル型製氷機に本発明を適用した
場合に付き説明する。

先ず、第１図において、製氷機は下向きに開口した多数
の製氷室ＩＡを有し、土壁外面に冷凍系の蒸発パイプ２
を配設した冷却器１と、各製氷室ＩＡを下方から十分余
裕をもって閉塞し、表面には各製氷室ＩＡに対応する噴
水孔３及び戻り穴４を形成した水皿５と、該水皿５に固
定され戻り穴４に連通ずる水タンク６と、水タンク６内
の水を送水管７、更に分配管８を経て噴水孔３から各製
氷室ＩＡへ循環せしめる循環ポンプ９と、水皿５を傾動
及び復動せしめる正逆回転可能な減速モータ１０を含む
駆動装置１１と、給水弁１２が開いたとき水皿５の表面
に散水する散水器１３と、水タンク５の底部に連通した
フロートタンク１４Ａ内のフロート１４Ｂによって水位
スイッチ１４Ｃを作動し、水タンク６の所定水位を検出
する水位検出装置１４等にて構成されている。而して支
持梁１５に固定した取付は板１６に支持した前記減速モ
ータ１０の出力軸に相互が逆方向に延出した第１及び第
２のアーム１７Ａ及び１７Ｂを有する能動カム１７を連
結し、該カム１７の第１のアーム１７Ａの端部に取付け
たコイル発条１８の他端を水皿５の側部に連結し、水皿
５の後部は回動軸１９に支持している。また、２０は減
速機構付の駆動モータ１０の正転により反時計方向に回
転する駆動カム１７の第２のアーム１７Ｂによって切換
えられ、駆動モータ１０への通電を断って水皿５を所定
の傾斜開放位置に停止せしめ、駆動モータ１０の逆転に
より時計方向に回転する駆動カム１７の第１のアーム１
７Ａによって切換えられ、駆動モータ１０への通電を断
った水皿５を所定の水平閉塞位置に停止せしめるシーソ
ー式の切換スイッチである。３０は給水管３１に接続し
て散水温度を検出するサーモスタット方式の水温検出装
置である。また水タンク６が傾動した時に、その中に残
留する水の水位線をＸで示している。なお、製氷機には
上述した構成部の他に、図示しないが以下の装置部分を
具備している。すなわち、製氷室ＩＡを冷却するための
（ＣＯＭＰ）やファンモータ（Ｆｉｌｌ）。

および凝縮器等から威る冷凍ユニットと、脱氷時に製氷
室を温めるホットガス（ＨＧ）の供給、停止を威すホッ
トガス弁（ＨＧ弁）等である。

ところで、上記構成の製氷機の製氷動作は基本的に製氷
行程と離氷行程とを】サイクルとして繰り返すものとな
っている。厳密には製氷行程の前段に給水行程が実行さ
れ、又、製氷行程の初期には、製氷室ＩＡを０℃程度迄
に冷却する予冷行程が組み入れられている。

次に各行程に付き、第１図と関連させて説明する。水皿
５が製氷室ＩＡの下方を閉塞した時点で。

離氷行程が終了する。次に、給水弁１２が通電開成され
水タンク６への給水が行なわれ給水行程が開始される。

水タンク６が所定水位（満水）になると水位検出装置１
４が作動して給水弁１２を閉じ、給水行程が完了する。

次に、製氷行程が開始する。循環ポンプ９が駆動され、
水タンク６内の水が噴水孔３→製氷室ＩＡ→戻り孔４→
水タンク６と巡る循環送水が行なわれる。ここで、コン
プレッサーモータ等は水皿５の閉塞時点から運転されて
、冷却器１の冷却を行なっている。然し、製氷行程開始
初期は冷却器ｌの温度は高く、製氷室ＩＡに噴き上る水
を氷に成長させる温度（０℃以下）に到っていない。

従って、冷却器１を０℃程度に下げる予冷が実行される
。ここで、冷却器１の温度を検知すべくその表面に冷却
器センサ３２（第４図参照）が装着されていて、０℃を
検出すると、予冷行程を終える。この予冷行程は普通１
０分程度である。０℃以下とされた冷却器１によって、
循環送水はその製氷室ＩＡに氷を除々に成長させて行く
。この場合、製氷室ＩＡに一様に氷ができるのに掛る製
氷時間は冷媒の凝縮能力に大きく関係する。すなわち冷
媒の凝縮温度もしくは凝縮圧力によって冷却能力が変化
し。

その値に応じて製氷時間を長く或いは短かく調整する。

そこで、コンプレッサー、凝縮器、冷却器等から成る冷
媒回路において、前記凝縮器の冷媒出口側パイプの表面
に凝縮温度もしくは圧力を検出するセンサ３３（凝縮器
センサと便宜上称する）を設け、このセンサの検出出力
に基づいてコンプレッサーモータの運転を停止等する時
点を調整し、製氷時間の調整を行なって、製氷室１Ａに
は均一に製氷されるように制御する。この間の行程は１
５分程度、普通費やされる。よって、製氷行程全体とし
ては２０分〜３０分位となる。こうして製氷行程が終了
すると、離氷行程に移る。

離氷行程では、循環ポンプ９を停止し、駆動モータ１０
を逆転させて水皿５を下方へ傾動させ開かせる。これと
同時にホットガス弁を開いて製氷室１Ａを加温し、角氷
を製氷室ＩＡより脱落させる。又、同時に給水弁１２を
開き、水皿５上に離散器１３より散水をさせて水皿５に
残氷しないようにする。水皿５が最大限に開いた後、前
記冷却器センサにて冷却器ｌの温度が設定温度、例えば
９℃以上を検出した時点で、再び駆動モータ１０を正回
転させて水皿５を閉じさせる。この水皿５の閉じた時、
離氷行程は終了する。離氷行程に掛る時間は、普通３分
〜４分程度となる。

以上のようにして、冷媒回路の凝縮温度もしくは圧力を
検出するセンサ３３にて、製氷時間を調整し、また製氷
室を有した冷却器に取り付けられて、その冷却温度を検
出するセンサ３３にて離氷行程を終了させる製氷機の運
転制御が威されている。

上記の如き制御を基本として次に本発明の特徴とする制
御に付いて説明する。

先ず、製氷機が正常に動作している場合は第２図のフロ
ーに従う。判断４０で水皿が満水となるとＹＥＳ、給水
行程から製氷行程に移りタイマ１をスタートする（処理
４１）。ここでタイマ１は水皿が満水になってから冷却
センサが０℃以下を検出するまでの時間をカウントし、
冷却センサが０℃以下を感知するとクリアするタイマで
ある。従って、タイマ１のスタート後１判断４２によっ
て冷却センサが０℃以下になるのを待ち、０℃以下にな
ったＹＥＳ時点でタイマ１の時間データをメモリ１に移
しく処理４３）、タイマ１をクリアする（処理４４）、
すなわち、ここまでの給水行程を終り冷却センサが０℃
以下を検出するまでの期間は冷却器１が除々に冷却され
て行く予冷行程に相当し、この予冷行程に要した予冷時
間がタイマ１で計測されていることとなる。しかも、そ
の予冷時間データはメモリ１に記憶されている。

次にタイマ２と製氷タイマをスタートさせる（処理４５
、処理４６）。ここで製氷タイマは第４図の制御ブロッ
ク図に示す如く、凝縮器センサ３３の検出出力をインタ
ーフェース３４を介して、マイクロコンピュータ３５に
取り込まれると、そのセンサ値に基づきマイクロコンピ
ュータ３５がＣＰＵ３６により演算処理して適切な製氷
時間が決定されるので、その時間を実行するようにカウ
ント動作をするものとなっている。そして決定された製
氷時間を製氷タイマがカウントアツプするのを判断４７
で待ち、カウントアツプしたＹＥＳ時点で、タイマ２を
メモリ２に移しく処理４８）、タイマ２をクリアする。

ところで、前述したタイマ２は製氷タイマがスタートし
てからカウントアツプするまでの時間をカウントするタ
イマである。また前述のメモリ２は製氷タイマがスター
トしてからカウントアツプするまでの時間を記憶してお
くメモリである。従って、製氷時間はタイマ２で計測さ
れて、その製氷時間データはメモリ２に記憶されている
。

次にタイマ２がクリアした（処理４９）時点で、製氷行
程を終り、離氷行程に移りタイマ３をスタートしく処理
５０）、水皿５を開く（処理５１）、ここで、冷却器セ
ンサ３２が９℃以上（離氷のためにホットガス等が送ら
れ、冷却器１が温度上昇する）を検出するのを持つ。こ
の待っている時点で氷は落下する。

そして、９℃以上になった時点で判断５２はＹＥＳとな
り、タイマ３をメモリ２に移して（処理５３）、タイマ
３をクリアする（処理５４）。そして水皿５を閉じ（処
理５５）、給水行程に戻る。ここでタイマ３は水皿が開
いて冷却器センサ３２が９℃以上になり水皿が閉じるま
での時間をカウントするタイマである。またメモリ３は
水皿が開いて冷却センサ３２が９℃以上を検出し、水皿
が閉じるまでの時間を記憶しておくメモリである。よっ
て、離氷行程に要した離氷時間がタイマ３で計測され、
その時間データはメモリ３に記憶される。

次の製氷動作サイクルが実行されると、同様にタイマ１
、タイマ２、タイマ３により現行の予冷時間データ、製
氷時間データ、離氷時間データが前回の各時間データに
代わってメモリ１、メモリ２、メモリ３に書き換えられ
る。

以上を繰り返すことにより、周囲温度が変化し、タイマ
１、タイマ２、タイマ３のカウント時間が変化しても、
順次記憶データを更新することができる。このように、
最新の製氷運転に係る製氷時間データ、離氷時間データ
が記憶されている。本発明は、この各時間データを利用
して、冷却器センサ、凝縮器センサの異常時にも、製氷
動作が可能としたものとなっている。その異常時に対応
できるようにしたフローが第３図である。

例えば、給水行程の際中にセンサ異常が発生した場合、
給水行程が判断６１で終わり、タイマ１がスタートした
ら（処理６２）、点線の部分のフローＩに制御が移る。

又、製氷行程のうちの予冷行程で異常が発生した場合も
、その時点から同フローＩに制御が移る。点線の部分の
フロー■は冷却器センサの異常有るか否かを判断しく判
断６３）、異常であればＹＥＳ、既にスタートしている
タイマ１によりカウントされている現在までの経過時間
と、メモリ１で記憶されている前回正常時での予冷時間
データとの比較（タイマ≧メモリ１）を行い（判断６４
）、経過時間≧予冷時間データとなった時点でタイマ１
をクリアする処理６７へと戻す。このように、前回の製
氷運転での予冷時間データに従う予冷行程が自動的に威
されて、冷却器センサ異常時にも予冷行程はＭｔＡに進
行する。もし１判断６３がＮｏならば、前述の正常フロ
ーと同様に、判断６５によって処理６６を行う。同様に
凝縮器センサの異常が発生した場合も、タイマ２をスタ
ートさせ（処理６８）、製氷タイマをスタートさせて（
処理６９）１点線の部分のフロー■に制御が移る。すな
わち、判断７０で異常がある（ＹＥＳ）と判定されたな
ら、既にスタートしているタイマ２によりカウントされ
ている現在までの経過時間と正常に記憶したメモリ２で
の製氷時間データとの比較（タイマ２≧メモリ２）を行
い（判断７１）、経過時間≧製氷時間データとなったＹ
ＥＳ時点でタイマ２をクリアする（処理７４）。これに
より、製氷行程も前回の製氷時間データに従う製氷行程
が遂行され、はぼ正常に氷を形成できる。

判断７０がＮＯならば正常時のフロー、すなわち判断７
２と処理７３が実行される。同様に離氷行程における冷
却器センサ異常の場合の対応も同じである。

すなわち、点線部分のフロー■はタイマ３をスタートし
て水皿を開き（処理７５、処理７６）、冷却センサ異常
有るか否かの判断７７をし、異常ある（ＹＥＳ）場合に
は、判断７８で正常時に記憶したメモリ３と現在カウン
トしているタイマ３を比較し、タイマ３≧メモリ３とな
った時点でタイマ３をクリアしく処理８１）、水皿５を
閉じる（処理８２）、この場合にも、判断７７がＮＯな
らば、正常時と同じ判断７９、処理８０を実行する。

上記のように制御を行うことによって、センサ等に異常
が発生しても、正常時と同じ氷を作ることができる６な
お、この装置はセンサ等に異常が発生した場合、異常状
態をリセグメントＬＥＤの表示部９２（第４図参照）で
表示するように構成することでその修理等の対応を早急
に行える。

以上、説明したセンサ異常に対する制御フローは、製氷
機の稼動途中にセンサ異常が発生したケースである。し
かし、センサが電源ＯＮ時から故障している場合もある
。その時には、未だ１回の製氷運転も行われていないか
ら、各行程度の時間データは得られておらず、従ってメ
モリ１、メモリ２゜メモリ３には全く時間データが入っ
ていない。

そこで、電源ＯＮ時に既にセンサ異常が発生している場
合にも、前述したフローｉ、ｎ、ｍを作動し、製氷動作
を威すように施す必要がある。その為、実験結果等によ
る経験上得られている正常な氷を作るための製氷行程時
間、離氷行程時間等の標準的な時間データを電源ＯＮ時
にメモリに記憶する処理６０を行わせる。すなわち、実
施例では、ＩＯ分（予冷時間）、１５分（製氷時間）、
１５０秒（離氷時間）をそれぞれメモリ１、メモリ２、
メモリ３に設定する初期設定動作（６０）が電源ＯＮと
同時に実行されるようにしている。これにより、電源Ｏ
Ｎ時より異常があり、冷却温度と凝縮器温度が正常に検
出できなくても、ＩＯ分、１５分、１５０秒の初期設定
値により製氷運転が行われ、正常時と同じ氷ができる。

勿論、初期設定後、最初の運転が正常に行われるならば
、その正常時の時間データに初期設定値は更新されるこ
とは言うまでもない。

以上の制御フローを実行するブロック図の概略は第４図
に示している。同図において、３５はマイクロコンピュ
ータで、　ＣＰＵ３６と、メモリ３７と、カウンタ３８
と、プログラム３９と、データテーブル８３とを含む。

マイクロコンピュータ３５には外部から各種の情報がイ
ンターフェース３４を介して入力する。そして、これら
入力情報をマイクロコンピュータ３５は処理して、外部
の各種作動機器へ制御信号を出力する。製氷機の運転に
係る最も関連のある入力情報は冷却器センサ３２と凝縮
器センサ３３からの出力信号である。冷却器センサ３２
は冷却器温度を検出し、又、凝縮器センサ３３は凝縮温
度もしくは凝縮圧力を検出する。マイクロコンピュータ
３５はこの２つのセンサ出力をもとに製氷行程および離
氷行程の制御を行っている。そして、カウンタ３８には
前述したタイマ１、タイマ２．タイマ３があり、またメ
モリ３７にはメモリ１、メモリ２、メモリ３が含まれて
いる。更にデータテーブル８３には、制御に係わる基準
データ、例えば０℃、＋９℃等の温度データ、そして、
１０分、１５分、１５０秒等の初期設定データ等が記憶
されている。その他、８４は起動ＳＷ、８５は離氷ＳＷ
、８６は給水スイッチ、２０は水更開閉検出Ｓｖ、１４
は水位Ｓｗ、８７はアナログ−デジタル変換回路、モし
て８８はＯＳＣ（発振回路）８９で作動する時計回路で
、カウンタ３８、製氷タイマ等と係わっている。９０は
貯氷センサで貯氷庫に設けられている。一方、各部制御
機器としては、Ｉｌ氷中ランプ９１．異常表示器９１．
水皿駆動用モータ１０、コンプレッサーモータ９３、フ
ァンモータ９４、ポンプモータ９ａ、ホットガスバルブ
９５、給水弁１２等がある。

（ト）発明の効果 以上のように本発明によれば、凝縮温度もしくは圧力を
検出するセンサに基づいて製氷時間を調整し、また冷却
器温度を検出するセンサにて離氷動作を制御するように
した製氷機において、マイクロコンピュータを用い、製
氷時間、および離氷に要した時間を製氷運転が繰り返さ
れる毎に更新して記憶できるようにし、センサ故障時に
は、この記憶した時間データを使用して運転を継続する
ようにしたので、センサ異常時にもほぼ正常の氷を作る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の製氷運転制御装置が適用される逆セル
型製氷機の一部を破断した側面図、第２図は正常運転作
動時の制御フロー図、第３図はセンサ異常に対応できる
ようにした制御フロー図、第４図は制御ブロック図であ
る。 １・・・冷却器、ＬＡ・・・製氷小室、３２・・・冷却
器温度を検出するセンサ、３３・・・凝縮温度もしくは
圧力を検出するセンサ、３５・・・マイクロコンピュー
タ、３７・・・メモリ部、３８・・・カウンタ部、９２
・・・異常表示器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 複数の製氷小室を有した冷凍系の冷却器に、製氷用水を
   循環して氷結させる製氷行程と、製氷小室より脱氷させ
   る離氷行程とを１サイクルとして繰り返し製氷する製氷
   機において、 冷凍系の凝縮温度もしくは圧力を検出するセンサと、前
   記冷却器の温度を検出するセンサと、前者のセンサ出力
   に基づいて製氷時間の調整をし、後者のセンサ出力に基
   づいて離氷を終了させるよう製氷機の運転を制御するマ
   イクロコンピュータと、１サイクル運転毎に製氷行程に
   用した製氷時間と離氷行程に用した離氷時間とを夫々計
   測するカウンタ部と、１サイクル運転毎にその製氷時間
   の時間データと離氷時間の時間データとが更新登録され
   るメモリ部と、前記各センサの異常有無を検出するセン
   サ異常検出手段と、センサ異常時にこのメモリ部に記憶
   されている前回運転サイクル時の時間データを用いて製
   氷運転を行なわせる制御手段とを備えることを特徴とす
   る製氷機の運転制御装置。