JPH0327267Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、製氷機の製氷制御装置に関し、特
に、製氷完了状態を検知して製氷機を製氷工程か
ら除氷工程に切り替える製氷制御装置に関するも
のである。

従来の代表的な製氷完了検知方式には、蒸発器
にサーミスタ等の感温素子を設けると共に凝縮器
にも感温素子を設けて、検知した製氷完了温度を
外気温に基づいて補正する温度補償方式と、蒸発
器に設けた感温素子による製氷完了温度の検知と
共に、製氷タイマを併用するタイマ併用方式とが
挙げられる。

しかしながら、前者の温度補償方式には、次の
欠点がある。

(1) 凝縮器の汚れ等により冷媒の冷却が十分行わ
れずにその圧力が高くなると、製氷完了時間が
必要以上に長くなり過ぎたり、或は蒸発器温度
がなかなか下がらず製氷完了検知が行われなか
つたりする。

(2) 膨張弁の調整によつては、製氷完了しなかつ
たり或は製氷時間が必要以上に長くなつたりす
る。

また、後者のタイマ併用方式には次の欠点があ
る。

(a) 外気温が低いとき温度制御が優先するので
蒸発器温度が低くなり過ぎるため、氷が十分
にできない内に感温素子が製氷完了として検
知してしまう、即ち必要な製氷時間に対し、
短くなり過ぎる。

(b) また、外気温が高いときタイマ制御が優先
するので、外気温が高く水温も高いため必要
な製氷時間が長くなるにも拘わらず、その前
にタイマが製氷完了として検知してしまい、
必要な製氷時間に対して短くなつてしまう。

更に、両者は次の共通した欠点を有している。

(イ) 膨張弁の調整をしたときは再びセツトし
直す必要がある。

(ロ) 綿氷（製氷部に製氷水が氷結する際には
製氷水が過冷却となつているため、製氷水
は、製氷水タンク等の製氷水回路において
綿状もしくは綿菓子状に氷結することがあ
り、このようにして発生した氷を綿氷と呼
んでいる）の発生によつて循環ポンプによ
る製氷部への送水が停止したとき、製氷部
は無負荷になり急激に蒸発器の温度が低下
するため、不必要な製氷完了を行うことが
ある。

その他、製氷水温度の所定の低温をセンサーに
より検知してタイマー回路を動作させ、このタイ
マーの設定時間を周囲温度により補正する方式
が、特開昭55−49672号公報及び同57−23770号公
報において既に提案されているが、いずれも蒸発
器に与えられた熱量を測定する方式でないため、
狭い温度変化範囲で製氷完了制御しなければなら
ず正確な制御ができず、更に、膨張弁の調整、凝
縮器の目詰まりや汚れ等に影響され易く、また、
センサーが複数個必要になる等、複雑な調整を必
要としていた。

特に特開昭57−23770号公報記載の発明の場合
には、製氷水の温度を検出して製氷運転終了を制
御するようになつているので、製氷水温度の変化
は０℃からほぼ平坦になつてしまい正確で鋭敏な
制御ができなかつた。

本考案は、かかる従来の欠点を克服することを
目的とするもので、この目的を達成するため、本
考案によると、製氷水が供給される製氷部と、該
製氷部に取り付けられ、気相もしくは液相の冷媒
が供給される蒸発器とからなる冷却部を備えた製
氷機の製氷制御装置は、前記冷却部の温度を検出
する感温素子と、該感温素子に接続され、同感温
素子が検出した前記温度をアナログ信号に変換し
出力する温度変換回路と、該温度変換回路に接続
され、同温度変換回路から出力された前記アナロ
グ信号を、同アナログ信号の大きさに対応する割
合で発生するデジタル信号に変換して出力する
AD変換回路と、該AD変換回路に接続され、同
AD変換回路から出力された前記デジタル信号の
数を計数積算して所定値と比較し、積算値が前記
所定値に達したとき製氷完了信号を発生する計
数・比較回路とを備えている。

また、計数・比較回路には、前記感温素子によ
り検出された前記温度が所定値以下の場合のみの
前記AD変換回路からの前記デジタル信号を前記
計数・比較回路に計数積算せしめる積算制限回路
が接続されていて、製氷が行われない所定値以上
の温度を表すデジタル信号を計数しないか、或は
計数しても温度が所定値に達したら積算値をリセ
ツトするようになつている。

感温素子としてはサーミスタが好適であり、該
サーミスタは冷却部の蒸発器又は製氷部に取り付
けられる。

製氷部及び蒸発器からなる冷却部を有する製氷
機の同製氷部に製氷水が供給され、同蒸発器に冷
媒が供給されて製氷機の製氷運転が開始される
と、冷却部の温度が低下する。

冷却部の温度はサーミスタのみにより監視され
ていて、同サーミスタは検出した温度をアナログ
信号の形態でAD変換回路に出力する。このアナ
ログ信号は、温度の変化に応じて発生割合が変化
するパルス状のデジタル信号に変換され、AD変
換回路から計数・比較回路に入力される。

計数・比較回路は、このデジタル信号を計数積
算して、同回路に記憶させておくことができる所
定値と積算値とを比較し、積算値が所定値に達す
ると製氷完了と判断する。

この場合、サーミスタにより検出される温度が
ほぼ０℃のような所定温度より高い場合には、製
氷は行われないので、精度を上げるために、積算
制限回路が設けられていて、所定温度に達するま
での温度データは制御に使用しない。

次に、本考案の実施例を説明する前に、本考案
を容易に理解しうるように、第１図及び第２図を
参照して本考案の関連技術について説明する。

第１図は、いわゆる噴水式製氷機の電気回路の
一例について説明する図であり、図中、PMはポ
ンプモータ、FMはフアンモータ、AMはアクチ
エータモータ、S₁は切替スイツチ、Ｔは除氷サー
モスタツト、HGVはホツトガス弁、WVは給水
弁、Ｘは出力リレー、及びThは蒸発器（図示せ
ず）等の冷却部に取り付けられた感温素子として
のサーミスタをそれぞれ示しており、また、鎖線
で囲まれた製氷制御回路１（製氷制御装置）は、
ポンプモータPM、凝縮器用のフアンモータFM
及びアクチエータモータAMに接続されている。

製氷制御回路１を説明する前に、噴水式製氷機
の構造について簡単に説明すると、これは、前述
した特開昭57−23770号公報の第１図に略示され
たような形式の製氷機と同様でよく、構造自体は
周知であるため図示はしないが、頂部に蒸発器が
取り付けられると共に、底部が開放した多数の製
氷セルを有する製氷部と、該製氷部の下方におい
て開位置及び閉位置間を回動自在に配設されると
共に、前記製氷セルの開放底部を塞ぐ閉位置にあ
るとき（製氷工程）各製氷セルに向かつて製氷水
を上方に噴射し、前記製氷セルの底部を開放する
開位置にあるとき（除氷工程）、前記製氷部から
受けた氷が下方に滑落するのを許容する水皿と、
該水皿と一体に回動する製氷水タンクとを有して
いる。

製氷工程においては、ポンプモータPMが駆動
されて、製氷水タンクに設けられたポンプが製氷
水を水皿に圧送して、各製氷セルに噴水し、同時
に製氷部の蒸発器にも圧縮機からの冷媒が供給さ
れて、各製氷セルを冷却し、製氷が行われる。

一方、除氷工程においては、ポンプモータPM
の駆動が停止されて、製氷セルへの製氷水の供給
は停止されると共に、アクチエータモータAMの
作動により水皿が開位置に回動し、ホツトガス弁
HGVが開弁して蒸発器にホツトガスが供給され
て、各製氷セルとその内部の氷との接触面を融解
し、融解により各製氷セルを離れた角氷は水皿上
を滑り落ちて、貯氷庫内に収容される。

従つて、第１図の電気回路においては、製氷制
御回路１は、製氷開始より製氷制御回路１中のカ
ウンタ（第２図）が計数動作を行い、所定カウン
ト値に達すると出力リレーＸを付勢してポンプモ
ータPM及びフアンモータFMを停止させ（製氷
工程停止）、アクチエータモータAMを駆動して
水皿を開位置へ回動させ、切替スイツチS₁もこの
回動に連動してホツトガス弁HGVを開弁するよ
うに切り替わり、除氷工程へ移行させるように動
作する。

尚、給水弁WVもこの時点で開弁するため、同
給水弁WVからの水は、開位置にある水皿の表面
に付着していた屑氷を洗浄すると共に、水皿を介
して製氷水タンク内に入り、次の製氷工程に使用
される。

第１図の製氷制御回路１は第２図に詳しく示さ
れている。

第２図において、前述した製氷部及び蒸発器を
含む冷却部に取り付けられたサーミスタThは、
抵抗器R₁〜R₅と図示の如く組み合わされてブリ
ツジ回路、即ち、サーミスタThにより検出した
温度をアナログ信号に変換する温度変換回路Ａを
構成している。このブリツジ回路は、その電位差
を増幅器IC₁の正負入力端子間に与えるように、
同増幅器IC₁に接続されている。抵抗器R₆は増幅
器IC₁の帰還用抵抗器である。抵抗器R₆の一端は
出力抵抗器R₇と共に増幅器IC₁の出力端子に接続
されている。

増幅器IC₁で増幅されたアナログ信号の形態の
電圧は、Ａ／Ｄ変換回路Ｂに入力される。即ち、
同電圧は抵抗器R₈を経てプログラマブルユニジ
ヤンクシヨントランジスタPUTのゲートに入力
される。トランジスタPUTのカソードは抵抗器
R₉を介して接地されており、また、アノードは、
可変抵抗器R₁₀及び抵抗器R₁₁の直列体とコンデ
ンサC₂との接続点に接続されている。可変抵抗
器R₁₀は製氷機種間の製氷時間のバラツキを調整
するものである。

トランジスタPUTは、そのゲートに入力され
ている増幅器IC₁の出力電圧に、コンデンサC₂の
両端間電圧が達したとき、カソード−アノード間
が導通してコンデンサC₂の充電電荷を放出する。
放電すると、トランジスタPUTのゲート電圧は
アノード電位よりも再び低くなるので、コンデン
サC₂は再度充電を行う。このようにしてトラン
ジスタPUTのアノード電圧はパルス状のデジタ
ル信号に変換されＡ／Ｄ変換が行われることとな
る。即ち、サーミスタThが負特性のものとすれ
ば、蒸発器の温度が低いとき増幅器IC₁の入力電
位差が小さくなつて、出力電圧が降下し、トラン
ジスタPUTの出力パルスのパルス幅は小さくな
り、所定時間内のパルス数は増える。蒸発器温度
が高ければ、逆にパルス幅は大きくなつて所定時
間内のパルス数は減る。トランジスタPUTから
出力されたパルスは、抵抗器R₁₂〜R₁₄並びにト
ランジスタT_r1及びT_r2を経て増幅・整形され、
計数・比較回路Ｃを構成するカウンタIC₂へ入力
される。カウンタIC₂は所定カウント値を有する
ものであり、パルス数が所定カウント値に達した
とき、抵抗器R₁₅、トランジスタT_r3及びT_r4、並
びにダイオードD₁より構成される出力回路によ
つて出力リレーＸを付勢し、第１図について説明
した所定の動作を行う。これと同時に、ダイオー
ドD₂を介してコンデンサC₂の両端の電位が共に
大地電位になるため、トランジスタPUTはパル
ス発振を停止する。尚、製氷制御回路１のリセツ
トは電源リセツト方式である。

次に、本考案の好適な実施例について第３図及
び第４図を参照して詳細に説明するが、図中、第
１図及び第２図に関連して使用したものと同一の
符号は同一又は対応部分を示すものとする。

第３図は、本考案に係る製氷制御装置もしくは
回路の実施例を組み込んだ製氷機の電気回路を示
しており、図中、本考案の製氷制御回路の実施例
はブロツク２で示されている。尚、製氷機自体は
第１図に関連して説明した噴水式のものでよい。

この実施例の製氷制御回路２が第１図の製氷制
御回路１と異なるところは、先ず、リレーX₁及
びX₂が含まれている点である。リレーX₁は製氷
完了制御を行い、リレーX₂は除氷完了制御を行
うもので、リレーX₁の常閉接点X₁₁がフアンモー
タFM及びポンプモータPMと直列に挿入され、
リレーX₁の常開接点X₁₂及びリレーX₂の常開接点
X₂₁が切替スイツチS₁の各端子とアクチエータモ
ータAMとの間に挿入されている。また、サーミ
スタThは、第１図及び第２図の場合と異なり、
蒸発器ではなく製氷部に取り付けられている。

第３図の電気回路においては、本考案に従つて
設けられている後述の積算制限回路Ｄ（第４図）
のため、製氷開始後、サーミスタThが取り付け
られている部分の温度がほぼ０℃に近い所定温度
に達してから、製氷制御回路２中のカウンタ（第
４図のIC₂）が計数動作を行い、所定カウント値
に達するとリレーX₁が付勢され、常閉接点X₁₁の
開成によりポンプモータPM及びフアンモータ
FMを停止すると共に常開接点X₁₂の閉成により
アクチエータモータAMを駆動して水皿（図示せ
ず）を開き、製氷工程から除氷工程に移る。水皿
が開き終わると切替スイツチS₁が切り替わり、水
皿が停止するとともにホツトガス弁HGV及び給
水弁WVが付勢されて、ホツトガスが蒸発器（図
示せず）に流れ、やがて氷が落下して製氷部の温
度が上昇する。

従つて、この温度上昇により、製氷部に取り付
けられたサーミスタThの抵抗が変化し、所定値
に達すると、リレーX₂が付勢されて常開接点X₂₁
を介してアクチエータモーAMが逆転するよう付
勢されて水皿が閉じ、スイツチS₁が切り替わつて
アクチエータモータAMは停止し、再び製氷工程
を開始するようになつている。

第３図の製氷制御回路２は第４図に詳しく示さ
れているが、第２図のものと同様の構成及び作用
効果については詳細な説明を省略する。

第４図の製氷制御回路２と、第２図の製氷制御
回路１との相違点は、前述の通り、製氷完了用リ
レーX₁と除氷完了用リレーX₂とが設けられてい
ることに加えて、前述した積算制限回路Ｄを構成
するように、抵抗器R₁₀及びR₁₁と直列に抵抗器
R₁₆が挿入されると共に、抵抗器R₁₆と抵抗器R₁₀
との接続点が抵抗器R₁₇を介して接地されている
こと、抵抗器R₇の代わりに抵抗器R₇′が、抵抗器
R₈とコンデンサC₁との接続点を正電源電位に接
続していること、そして下記の除氷ブリツジ回路
が設けられていること、である。

除氷ブリツジ回路においては、正電源電位と大
地電位との間に抵抗器R₁₈，R₁₉の直列体が接続
されると共に、可変抵抗器としての抵抗器R₁₉の
可変端子と、タイマーブリツジ回路を構成する抵
抗器R₂及びR₃の接続点とから、それぞれコンパ
レータIC₃の非反転及び反転入力端子へ入力信号
が送られ、また、コンパレータIC₃の非反転入力
端子と出力端子との間には、抵抗器R₂₁とダイオ
ードD₃とからなる帰還直列回路が接続されてい
る。コンパレータIC₃の出力端子は抵抗器R₂₂を介
してトランジスタT_r5のベース端子に接続されて
いる。トランジスタT_r5はPNP形トランジスタで
あり、そのエミツタ端子は正電源電位に接続され
ているとともに、コレクタ端子は除氷完了リレー
X₂を介して大地電位に接続されている。リレー
X₂にはダイオードD₄が並列接続されている。ま
た、トランジスタT_r5のコレクタ端子は、カウン
タIC₂のリセツト端子Ｒに接続されている。

第４図の電気回路における製氷工程は第２図に
ついて説明したのとほぼ同様である。即ち、簡略
に説明すると、製氷部に取り付けられた（蒸発器
でもよい）サーミスタThが負特性のものとすれ
ば、製氷部の温度が低いとき増幅器IC₁の入力電
位差が小さくなつてアナログ信号である出力電圧
が降下し、トランジスタPUTのデジタル出力信
号である出力パルスのパルス幅は小さくなつて所
定時間内のパルス数は増える。他方、製氷部温度
が高ければ、逆にパルス幅は大きくなつて所定時
間内のパルス数は減ることになる。計数・比較回
路ＣのカウンタIC₂は、トランジスタT_r1及びT_r2
を介してトランジスタPUTの発振パルスを入力
して計数し、所定カウント値に達したとき出力回
路の製氷完了リレーX₁を付勢して、第３図につ
いて述べたように製氷工程を完了する。

次に除氷工程に移り、製氷部の温度が上昇して
行くとサーミスタThの抵抗値は減少し、コンパ
レータIC₃の反転入力端子の電位が上がつて、非
反転入力端子の電位よりも高くなると、その出力
端子の電位が下降し、トランジスタT_r5が導通し
てリレーX₂が付勢され、第３図について述べた
ように除氷工程が完了する。これと同時に、トラ
ンジスタT_r5に接続されたカウンタIC₂のリセツト
端子Ｒが正電源電位レベルになるためカウンタ
IC₂はリセツトされ、リレーX₁は消勢されてアク
チエータモータAMは逆転し水皿を閉め、これに
よりスイツチS₁が切り替わつてアクチエータモー
タAMを停止し次の製氷工程に備えることとな
る。

第４図において抵抗器R₇′を用いた理由は、第
４図のカウンタ回路にパルス電位を安定して出力
するためであり、これは、冬期など冷凍能力が大
きいとき（製氷部の温度が一定値以下になると
き）はサーミスタThの抵抗値が急激に変化しカ
ウンタIC₂がタイムアツプする前にトランジスタ
PUTからのパルス電圧が小さくなり過ぎるため
発振停止と同じ状態になるのを防止する作用を行
う。

また、本考案に従つて積算制限回路Ｄを構成す
る抵抗器R₁₆及びR₁₇を組み入れた理由は、サー
ミスタThの検出温度が一定値以上のときは発振
しないようにするためであり、これは、低い電源
電圧で発振周波数の変化幅を大きくとることが難
しいことと、検出温度が０℃以上の場合には氷の
成長がないためカウンタIC₂で計数させる必要が
ないこととに由来している。これにより、製氷水
温の変化に対する製氷時間の変動の影響を排除で
きる。この考え方は、除氷完了検知後の製氷開始
によつてサーミスタThが温度低下し、それによ
りコンパレータIC₃が再反転する温度を抵抗器R₂₁
の抵抗値を変えて設定すると共に、再反転時の信
号をリセツト信号としてカウンタIC₂に入力する
ことにより、製氷室の温度が０℃位までの製氷初
期にカウンタIC₂が計数したカウントをリセツト
し、かくしてカウンタIC₂が計数しないように制
御する場合にも適用できる。

更に、第３図及び第４図におけるサーミスタ
Thを蒸発器でなく製氷部に取り付けたのは、ホ
ツトガスによる除氷動作開始とともに急速に蒸発
器が温度上昇するのに対し、製氷部は、氷が落下
するまでは氷との接触を続けており、その間は温
度上昇が遅いためであり、また、凝縮圧力の変動
による除氷時の温度変化も製氷部より蒸発器の方
が大きく安定した動作が得られないからである。

以上のように、本考案によれば、製氷水や凝縮
器の温度を複数の感温素子により検出するのでは
なく、低圧側に在る冷却部のみで単一の感温素子
により温度検出を行うので、且つ積算制限回路を
カウンタに付設して不要な積算を行わないので、
構成が簡単でありながら、製氷機の運転を正確に
制御でき、しかも、断水時のように製氷機が無負
荷運転状態に陥つても、短時間で製氷完了とする
ことができるので、高価な圧縮機等を損傷するこ
とがないという効果も得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案に係る製氷制御回路を容易に
の理解しうるように、製氷機の電気回路の一例に
ついて説明する電気系統図、第２図は、第１図の
電気回路に組み込まれた製氷制御回路を示す回路
図、第３図は、本考案に係る製氷制御回路の実施
例を組み込んだ製氷機の電気回路について説明す
る電気系統図、第４図は、第３図の電気回路に組
み込まれた製氷制御回路を示す回路図である。 ２……製氷制御回路（製氷制御装置）、Th……
サーミスタ（感温素子）、Ａ……温度変換回路、
Ｂ……Ａ／Ｄ変換回路、Ｃ……計数・比較回路、
Ｄ……積算制限回路、R₁，R₂，R₃……温度変換
回路Ａを構成する抵抗器、PUT……Ａ／Ｄ変換
回路を構成するプログラマブルユニジヤンクシヨ
ントランジスタ、IC₂……計数・比較回路Ｃを構
成するカウンタ、R₁₆，R₁₇……積算制限回路Ｄ
を構成する抵抗器。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 製氷水が供給される製氷部と、該製氷部に取
   り付けられ、気相もしくは液相の冷媒が供給さ
   れる蒸発器とからなる冷却部を備えた製氷機の
   製氷制御回路であつて、前記冷却部の温度を検
   出する感温素子と、該感温素子に接続され、同
   感温素子が検出した前記温度をアナログ信号に
   変換し出力する温度変換回路と、該温度変換回
   路に接続され、同温度変換回路から出力された
   前記アナログ信号を、同アナログ信号の大きさ
   に対応する割合で発生するデジタル信号に変換
   して出力するAD変換回路と、該AD変換回路
   に接続され、同AD変換回路から出力された前
   記デジタル信号の数を計数積算して所定値と比
   較し、積算値が前記所定値に達したとき製氷完
   了信号を発生する計数・比較回路とを備え、前
   記計数・比較回路には、前記感温素子により検
   出された前記温度が所定値以下の場合のみの前
   記AD変換回路からの前記デジタル信号を前記
   計数・比較回路に計数積算せしめる積算制限回
   路が接続されている、製氷機の製氷制御装置。 ２ 前記感温素子は前記蒸発器に取り付けられて
   いる実用新案登録請求の範囲第１項記載の製氷
   機の製氷制御装置。 ３ 前記感温素子は前記製氷部に取り付けられて
   いる実用新案登録請求の範囲第１項記載の製氷
   機の製氷制御装置。 ４ 前記感温素子はサーミスタである実用新案登
   録請求の範囲第１項記載の製氷機の製氷制御装
   置。