JPH0463307B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は製氷機の給水制御方法に関し、更に
詳しくは、製氷水タンクへの給水制御を行なうこ
とにより、自動製氷機の製氷開始初期に冷媒の凝
縮圧力が過剰に上昇するのを押え、もつて冷凍系
を構成する圧縮機の負荷を軽減させて、経済的な
製氷運転を達成し得るようにしたものである。

従来技術 水道等の外部水道系から電磁弁を介して水を製
氷水タンクに供給し、冷凍系に接続する蒸発管を
配設した製氷用冷却器に前記タンク中の製氷水を
循環的に圧送し、当該冷却器に所要の氷を生成す
るように構成した各種の自動製氷機が、用途に応
じて広く使用されるに至つている。

例えば第６図は、噴射式自動製氷機における製
氷機構の概略を示すものであつて、符号１０で示
す製氷室には、下向きに開口する多数の製氷小室
１２が碁盤目状に画成され、その上面に冷凍系に
接続する蒸発管１４が蛇行配置されている。製氷
運転に入ると、前記蒸発管１４に冷媒が循環供給
され、製氷室１０を氷点下にまで強制冷却する。

製氷室１０の直下には、各製氷小室１２に対応
する噴水孔１８を穿設した水皿２０およびこれに
一体成形した製氷タンク２２が傾動自在に枢支さ
れ、この水皿２０は製氷運転中は製氷小室１２を
下方から閉成すると共に、製氷が完了するとアク
チユエータモータAM（第１図に示す）により斜
め下方に傾動付勢されて、製氷小室１２を開放す
る（このように水皿は製氷小室を下方から閉成す
るので、噴射式自動製氷機はクローズドセル方式
ともいう）。

外部給水系（図示せず）に接続する給水管２４
は水皿２０の上方に開口し、給水弁WVの開放に
より水を当該水皿に散布し得るようになつてい
る。この散布された水は、水皿２０を介して製氷
水タンク２２に落下し、該タンク中に所定量貯留
される。タンク２２に貯留された製氷水はポンプ
２６により吸引され、導管２８を介して水皿２０
に向け圧送されて、前記噴水孔１８から対応の製
氷小室１２に噴射供給される。製氷室１０は前述
の如く冷却されているから、製氷小室１２に供給
された水は室内壁面に層状となつて氷結し、次第
に角氷に成長する。この製氷が完了すると、適宜
のセンサがこれを検出して除氷運転に移り、アク
チユエータモータAMを付勢して水皿２０を傾動
させ、また蒸発管１４にホツトガスを供給して製
氷室１０を加温し脱氷を促進する。

なおこの水皿２０傾動により、タンク２２中の
製氷水は殆んど排出されるので、該タンクへの製
氷水の補給は、除氷運転から製氷運転の開始初期
に亘る数分の間になされる。すなわち水皿２０が
傾動し除氷運転に移行したタイミングにおいて、
前記給水弁WVが開放し、外部給水系からの水を
当該水皿２０に連続的に散布して、この水皿２０
に氷結付着した氷を水温により融解し、氷滑落時
における障害をなくする。また散布後の水は、水
皿２０の元位置への復帰動作中に製法タンク２２
に回収され、１サイクルの製氷に必要な水量がタ
ンク中に確保されると、給水弁WVは再び閉成し
て給水を停止する。

発明が解決しようとする問題点 前述した構成に係る自動製氷機において、その
製氷運転の開始から、１サイクルの製氷を完了し
除氷運転を経て再び次の製氷を開始するまでの間
の、冷凍系における管路中での冷媒の凝縮圧力
は、第４図に示す線図として観察される。すなわ
ち凝縮圧力は、Ａ点の製氷開始後に急峻な立上が
りをもつて上昇し、数分でピークの最高圧力（Ｃ
点）に達する。次いでこの凝縮圧力は次第に緩や
かに降下し、そのまま製氷完了（Ｂ点）となる。
この製氷完了の時点（Ｂ点）から次の製氷開始点
（A₁点）までの期間は、製氷室１０（以下「製氷
用冷却器」ともいう）に生成された氷を取出すた
めの除氷サイルクに該当し、この期間の凝縮圧力
は製氷初期に比較すると充分低い値になつてい
る。

このように製氷の開始（Ａ点）から数分しか経
ない製氷初期の間に、凝縮圧力が最高圧力（Ｃ
点）にまで達する理由は、この種の自動製氷機で
は前述したように、常温の製氷水が除氷運転から
製氷初期の間までに連続的に一挙にタンク２２中
に供給され、しかもこの水はポンプ圧送されて前
記冷却器１０に接触して流下した後に、タンク２
２に帰還する循環ルートを採つているからであ
る。すなわちタンク２２からの常温の製氷水が、
製氷用冷却器１０に接触する結果として、該冷却
器の温度はその供給水温にまで上昇する。従つ
て、次の製氷運転に入つて、製氷に必要な温度に
まで該冷却器１０を冷却するには、第５図に示す
ように、或る程度の時間を要する。このため蒸発
管１４を流れる冷媒の凝縮圧力は、除氷運転から
製氷開始の初期までの間に急峻な立上がりとなつ
て上昇する訳である。

なお第４図に示すＣ点で凝縮圧力にも高低の差
があり、この差は供給される製氷水の温度と、冷
凍系における凝縮器の冷却風の温度（すなわち周
囲温度）とに影響される。そして周囲温度が高
く、また給水温度も高い夏季はＣ点は高くなり易
く、また凝縮器の放熱器が埃等により目詰りした
場合も同様の傾向を示す。

このように製氷運転および除氷運転のサイクル
が反復される自動製氷機において、製氷の開始初
期に凝縮圧力がピーク値にまで上昇するというこ
とは、圧縮機に過負荷が加わることを意味し、ま
たモータに過大電流が流れて電力損失を招く等の
弊害があり、機器の耐久寿命の点からも好ましく
ない。

発明の目的 この発明は、前述した自動製氷機に内在してい
る欠点に鑑み、これを解決するべく提案されたも
のであつて、製氷運転の開始初期に冷媒の凝縮圧
力がピーク値にまで上昇して圧縮機に過負荷が加
わるのを防止し、併せてモータでの電力損失を防
止して、機器の耐久寿命を損うことなく経済的な
製氷運転をなし得る手段を提供することを目的と
する。

問題点を解決するための手段 前述した問題点を克服し、所期の目的を達成す
るため本発明に係る製氷機の給水制御方法は、冷
凍系に接続する蒸発管により強制冷却される製氷
用冷却器に、製氷タンク中に貯留した製氷水を循
環供給して所要の氷を製造する自動製氷機におい
て、前記製氷タンクへの給水を製氷運転の開始後
に間欠的に行なうことを特徴とする。

実施例 次に本発明に係る製氷機の給水制御方法につ
き、好適な実施例を挙げて、添付図面を参照しな
がら説明する。既に述べた如く、製氷運転の初期
に凝縮圧力が最高値にまで短時間で到達する要因
として、外部水道系から供給される水の温度、
周囲温度および熱交換器の目詰りにより冷却
風の減少等が挙げられるが、前記およびの要
因は、製氷運転全体を通じての凝縮圧力の上昇に
影響を与えるものである。従つての要因、すな
わち供給される水の温度が、製氷運転の開始初期
の凝縮圧力の最高値に影響を与えていると云つて
よい。しかもこれは、除氷運転から製氷開始後の
数分の間に、必要量を外部給水系から連続的に一
挙に給水していることに起因している。そこで本
発明では、冷却器を介して行なわれるタンクへの
給水を、製氷開始に間欠的に行なうよう制御し、
最終的にタンクに必要水量が確保されるようにし
て、凝縮圧力の上昇を抑制することを内容として
いる。

第１図は、前述した噴射式製氷機に本発明に係
る給水制御方法を応用する場合の製氷機制御回路
の一例を示すものである。図示の製氷制御回路に
おいて、電源母線のＲ相およびＴ相に、冷凍系の
圧縮機COMおよびマイクロコンピユータ部３０
（以下「マイコン」という）が並列接続されてい
る。このマイコン３０は、後述する給水弁WVの
開閉を制御するリレーX₁および噴射式製氷機の
製氷完了動作を制御するリレーX₂を内蔵すると
共に、製氷用冷却器１０の温度を監視するサーミ
スタの如き感温素子Th₂が接続されている。

前記回路中において、Ｔ相および前記リレー
X₂に協働する常閉接点X₂−ｂに、凝縮器用のフ
アンモータFMおよびポンプ２６の駆動モータ
PMが並列接続されている。また水皿２０の開閉
付勢を行なうアクチユエータモータAMは、一方
の端子が前記Ｔ相に接続されると共に、他方の端
子は、リレーX₂に協働する常開接点X₂−ａおよ
び除氷検知サーモTh₁の端子ｂに夫々接続されて
いる。更にＴ相と除氷検知サーモTh₁の端子ａと
の間に、蒸発管１４へのホツトガス供給を行なう
ホツトガス弁HVの電磁駆動部が接続されてい
る。

またＲ相およびＴ相との間に、前記リレーX₁
の常開接点X₁−ａおよびタンク２２に製氷水を
供給する供給弁WVの電磁駆動部が直列に接続さ
れている。図示の切換スイツチSWは、前記アク
チユエータモータAMと共に回転するカムレバー
３２に接触して切換付勢されるものであつて、当
該スイツチSWの端子ｃはＲ相に接続し、また端
子ａはリレーX₂の常閉接点X₂−ｂおよび常開接
点X₂−ａに接続し、更に端子ｂは除氷検知サー
モTh₁の端子ａに接続している。

なおマイコン３０は、前記感温素子Th₂により
監視している製氷用冷却器１０の温度が、例えば
０℃付近にまで低下した際に、リレーX₁を所定
時間（例えば10秒）だけ励磁して給水弁WVを開
放するようになつている。しかもこの給水動作
は、冷却器１０の温度が０℃付近にまで低下する
毎に反復されると共に、各給水時間はマイコン３
０に累積加算され、その給水時間の合計が、１回
の製氷に必要な水量を製氷水タンク２２に確保す
るに要する給水時間と合致したところで、以後は
リレーX₁の励磁を停止するようなプログラムが
入力されている。

製氷運動を開始するべく主スイツチ（図示せ
ず）を投入すると、圧縮機COMが回転し、マイ
コン３０も通電されて立上がりがなされる。また
切換スイツチSWの接点はｃ−ａ側に切換わつて
おり、リレーX₂の常閉接点X₂−ｂを介して凝縮
器のフアンモータFMおよびポンプモータPMが
回転し、製氷運転が進行する。

製氷運転の進行により、製氷小室１２中に完全
な角氷が生成されると、適宜のセンサが製氷完了
を検出し、マイコン３０に内蔵したリレーX₂を
励磁する。これによりリレーX₂の常閉接点X₂−
ｂは開放して、凝縮器のフアンモータFMおよび
ポンプモータPMが回転を停止し、また常開接点
X₂−ａは閉成してアクチユエータモータAMを
始動させる。このモータAMの回転により水皿２
０は、斜め下方に傾動して製氷小室１２を開放
し、該水皿２０に下降しきつた時点でカムレバー
３２により切換スイツチSWが付勢されて、接点
はｃ−ａ側からｃ−ｂ側に切換わる。従つてホツ
トガス弁HVが通電され、蒸発管１４にホツトガ
スが供給されて除氷運転が開始される。これと同
時にマイコン３０は、水皿２０が下降している時
間（約30〜40秒）よりやや長い50秒を経過した
後、リレーX₂への通電を停止し待機状態に入る
（常閉接点X₂−ｂは閉成するが、切換スイツチ
SWの接点はｃ−ｂ側に切換わつたままなので、
フアンモータFM等は未だ回転を開始しない）。

製氷小室１２から角氷が落下し、製氷室１２の
温度が上昇すると、除氷検知サーモTh₁の接点ａ
−ｂが閉成し、アクチユエータモータAMに通電
される。従つて水皿は２０は再び上昇を開始し、
製氷小室１２を下方から閉成すると、前記カムレ
バー３２が切換スイツチSWを接点ｃ−ａ側に切
換える。このためアクチユエータモータAMおよ
びホツトガス弁HVへの通電が停止され、また常
閉接点X₂−ｂを介して凝縮器のフアンモータFM
およびポンプモータPMに通電され、次に製氷運
転が開始される。

この製氷運転が開始されると、蒸発管１４に再
び冷媒が循環供給されるため、製氷用冷却器１０
はその表面温度が次第に降下する。このときマイ
コン３０に接続した感温素子Th₂は、前述したよ
うに、製氷用冷却器１０の温度を常に監視してい
る。そして当該冷却器１０の温度が、例えば０℃
付近にまで低下すると、感温素子Th₂はこれを検
出して前記リレーX₁を所定の１０秒間だけ励磁
する。これにより給水弁WVは開放して、製氷水
をタンク２２に少量だけ供給する。この製氷水は
該タンク２２からポンプ２６により圧送され、冷
却器１０に接触して再びタンクに帰還する循環を
行なう。冷却器１０との接触により、該冷却器の
温度は僅かに上昇するが、タンク２２中の製氷水
の量は少量であるため保有熱量は小さく、短時間
でその温度は低下する。

このように冷却器１０の温度が低下して、０℃
付近に達すると、前記感温素子Th₂がこれを検出
してリレーX₂を所定の10秒間だけ励磁し、給水
弁WVを再び開放して、製氷水をタンク２２に少
量だけ供給する。この間欠的な給水動作は、前述
の如く、冷却器１０の温度が０℃付近にまで低下
する毎に反復され、各給水時間はマイコン３０に
累積加算される。そして給水時間の合計が、製氷
水タンク２２中での必要水量に達したならば、以
後はリレーX₁の励磁を停止して間欠給水を終了
する。なお製氷運転にはそのまま継続され、製氷
小室１２中に角氷の生成がなされる。

前述した製氷水の供給制御を行なうことによつ
て、冷却器１０の温度は、第３図に示す如く、製
氷開始後短時間で低温になる。従つて冷媒の凝縮
圧力も、第２図に示すように、製氷開始の初期に
おいて低く押えることができるものである。

なお、間欠的に給水を行なう手段としては、冷
却器の温度のみに依存し、冷却器が一定温度に低
下したところで給水を開始し、給水後一定温度ま
で上昇したところで給水を停止する制御を繰り返
して、必要時間だけ給水する方法や、製氷運転の
開始後一定時間給水し、その後一定時間停止させ
るタイマ制御方法等が提案される。また繰り返し
の周期および繰り返し回数は、自動製氷機の機種
によつて適宜決められる。

更に図示の実施例では、噴射式製氷機に本発明
に係る給水制御方法を応用した場合につき説明し
たが、その他の製氷方式を採用する製氷機にも応
用可能である。すなわち製氷用の冷却器を傾斜
配置した製氷板で構成し、この製氷板の表面また
は裏面に、タンク中の製氷水を流下させて氷結さ
せ、所定厚みの板氷を生成するようにした流下式
製氷機や、下方に開口する製氷小室にノズルか
ら製氷水を噴射する（水皿を備えない）所謂オー
プンセル式の製氷機であつても、好適に応用し得
るものである。

発明の効果 本発明に係る方法によれば、製氷の開始後に給
水が間欠的に行なわれるので、短時間で冷却器を
温度低下させることができ、これにより製氷運転
の開始初期における凝縮圧力の上昇を防止し、圧
縮機の負荷を軽減して平均化することができる。
従つて冷凍系の圧縮機等に無理が加わらず、機器
の耐久寿命を向上し得るものであつて、殊に周囲
温度の高い時に効果が大きい。また製氷初期に生
じていた圧縮機の過負荷を防止し得る結果とし
て、モータにおける電力の浪費が防げて、経済的
な製氷運転が達成される等の利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、噴射式製氷機に本発明に係る給水制
御方法を応用した場合の、製氷機制御回路の一例
を示す回路図、第２図は本発明に係る給水制御方
法を使用した場合の、製氷運転の開始から、１サ
イクルの製氷を完了し除氷運転を経て再び次の製
氷を開始するまでの間の、冷凍系における管路中
での冷媒の凝縮圧力の経時的な変化を示す線図、
第３図は第２図に対応して、冷却器の温度が製氷
開始後短時間で低温になることを示す線図、第４
図は、従来例において、製氷運転の開始から、１
サイクルの製氷を完了し除氷運転を経て再び次の
製氷を開始するまでの間の、冷凍系における管略
中での冷媒の凝縮圧力の経時的な変化を示す線
図、第５図は第４図に対応して、冷却器の温度が
低下するまで製氷開始後長時間を要することを示
す線図、第６図は噴射式自動製氷機における製氷
機構の概略を示す説明図である。 １０……製氷室（冷却器）、１２……製氷小室、
１４……蒸発管、１８……噴水孔、２０……水
皿、２２……製氷水タンク、２４……給水管、２
６……ポンプ、２８……導管、３０……マイクロ
コンピユータ部、３２……カムレバー、AM……
アクチユエータモータ、WV……給水弁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 冷凍系に接続する蒸発管により強制冷却され
   る製氷用冷却器に、製氷水タンク中に貯留した製
   氷水を循環供給して所要の氷を製造する自動製氷
   機において、 前記製氷水タンクへの給水を、製氷運転の開始
   後に間欠的に行なうことを特徴とする製氷機の給
   水制御方法。