JPH07109335B2 - 自動製氷装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は製氷装置にて製造された氷の貯氷状況及び氷の
送出状況を検知して製氷装置の運転を適正に制御するよ
うにした自動製氷装置に関する。

（ロ）従来の技術 自動製氷装置は、一般に生成した氷の量が規定量に達す
ると製氷運転を停止し、氷が消費され規定量以下になる
と製氷運転を再開すると言う具合に制御されている。こ
の氷の生成量を検知して、運転制御する具体的構成は例
えば実公昭58−5903号公報に示す如きである。すなわ
ち、氷片となって上方に押し上げられてくる氷が多数圧
縮状態となって貯氷槽内に一杯となると、頂部の作動板
が氷によって押し上げられ、マイクロスイッチを押して
製氷動作を停止するようになる。氷が放出され、少なく
なると作動板が下がり、マイクロスイッチの動作が解除
され、製氷動作が再開される構成である。このように貯
ってきた氷によって機械的に作動する貯氷検知スイッチ
にて運転制御している。また、上記従来技術と同等装置
を第３図乃至第５図に示す。今、それらの構成を説明す
ると、自動製氷装置１はその本体部1Aの下方を貯氷庫２
とし、上方に冷凍装置３と製氷装置４とを区画して設
け、貯氷庫２の一側は上方に延出して、製氷装置４から
の氷落下用空所５に形成している。前記冷凍装置３は、
オーガ装置６を構成する冷却筒７を冷却するためのもの
で、冷却筒７の外周に巻装した冷却コイル（図示せず）
に冷媒を、圧縮機８、凝縮器９、キャピラリーチューブ
10を介して流して蒸発させ、冷却する冷凍回路を形成し
ている。一方、製氷装置４は、前記オーガ装置６の他
に、このオーガ装置６の上部に設けられた氷圧縮機構11
と、圧縮された小片状の氷を送り出す回転自在な氷送出
部材12と、この氷送出部材12、及び氷圧縮機構11を覆う
縦状筒部13aとこの縦状筒部13aより側方へ一体に突出形
成され、氷送出部材12にて送り出される氷の送出部とな
る氷導出筒13bとから成る氷収容部13とを有する。

そして、オーガ装置６はその冷却筒７の中に、オーガモ
ータ15により回転駆動する螺旋状の削刃を有し、この削
刃により冷却筒７内壁の薄氷層を削り取り、この削り取
った削氷は氷圧縮機構11に送られる。氷圧縮機構11は複
数の溝状の氷圧縮通路を備え、この氷圧縮通路に氷が入
り上方へ移行する間に固く圧縮され、圧縮氷は適宜に折
断あるいは切削されて例えば角氷のようになる。従っ
て、角氷等は回転している氷送出部材12の羽根12aによ
って氷導出筒13b内を落下して氷落下用空所５を経て貯
氷庫２に貯る。ところで、貯氷庫２の氷落下用空所５と
の境界付近に、赤外線式の貯氷量検出センサ14が設置さ
れている。この貯氷量検出センサ14は赤外線の発光部14
aと受光部14bとを有し、貯氷庫２に氷が貯まり第２図の
ように、氷が赤外線を遮断すると受光部14bの出力値が
変化し、貯氷量検出センサ14は貯氷庫２に氷が十分貯ま
ったことを検出し、製氷装置４の停止、すなわちオーガ
モータ15の回転を停止させる。

ところで、製氷装置４の氷収容部13において、その縦状
筒部13aの頂部面には、上下に移動自在な挿通支持さ
れ、通常コイルスプリング16により下方へ附勢状態（第
４図参照）にあり、製氷運転動作の何らかの異常時によ
り氷が氷送出部材12の羽根12a上にのるようになり、そ
れが多くたまり橋絡してくると、これらの氷ｉによって
押し上げられる作動板17が設けられており、作動板17が
押し上るとその軸部17a端に取り付けたアクチュエータ1
8がマイクロスイッチ19を押し（第５図参照）、スイッ
チ19をOFFとして製氷装置４の運転を停止させる。すな
わち、前記貯氷量検出センサ14が正常に作動せず、製氷
が続行して氷が氷落下用空所５、氷導出筒13bを埋め縦
状筒部13a内へと至るような異常の時、又、氷導出筒13b
内で氷が詰まり、同様に縦状筒部13a内に氷が滞まる非
常時には、作動板17が氷によって押され、マイクロスイ
ッチ19を作動させて製氷装置４の運転を強制的に停止さ
せる安全保護スイッチの働きをするようになっている。

（ハ）発明が解決しようとする課題 而るに、上記公報に示される貯氷検知スイッチ及び第３
〜５図で説明した安全保護スイッチは、いずれも作動板
を押し上げる為には氷が圧縮される必要があり、それ故
この圧縮力を考慮して氷収容部等の材質の選定及び構造
自体の強度性を十分図る等の対応を要する。また、作動
板の上下動と言う可動部があるので動作不良も起こし易
く、安定なスイッチ動作を得られ難く信頼性に欠ける。
もし、正確な作動が得られない場合は、氷収容部等の破
損、モータ過熱、ロック等製氷装置の損傷に至る。ある
いは、スイッチの動作状態が元に戻らない場合には、何
時までも製氷復帰できず、用を足さないと言う不具合を
生じる。

そこで、本発明は上記点を解決すべく成されたもので、
機械的動作を伴なわない氷検知スイッチとして、正確な
スイッチ動作が期待でき、製氷装置の運転制御を確実に
成し得るような自動製氷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 本発明に係る自動製氷装置は、例えばオーガ装置および
その上部の氷圧縮機構等からなる製氷装置にて氷塊に形
成され、上方に出てくるこれら氷塊を相当量収容すると
共に、上方の氷塊のものから側方に送出していく導電性
の氷送出部材を内挿した氷収容部を設け、この氷収容部
の頂部に設けた電極板と前記氷送出部材の上部との間に
氷が介することにより変化する静電容量を検出して、製
氷装置の運転を制御せしめる制御手段を設けたものであ
る。

（ホ）作 用 通常、氷送出部材と電極板との間には氷塊は存在せず、
これらの間は空気であるから静電容量は小さく、この小
さい静電容量は検出している時は制御手段は製氷装置を
停止することはなく、運転を維持している。しかし、貯
氷庫側の貯氷検知スイッチが正常動作せず、製氷装置が
運転しっぱなしとなった時、あるいは貯氷庫に送られる
途中経路で氷詰まり等が起こった時は、氷塊が氷送出部
材の上に積み上り始めやがて、電極板と接し、電極板と
氷送出部材との間が氷で橋絡するようになる。このよう
に空気より誘電率の高い氷が両者間を埋めると静電容量
は大きくなる。この静電容量の増大は制御手段を製氷装
置の運転停止にと至らせる作動を行なわせ、結局、製氷
装置の異常運転を未然に防ぐよう安全作動する。氷が電
極板と氷送出部材との間を橋絡しなくても、氷がある程
度存することにより静電容量の変化を捉えて検出動作を
行なわすことにより、制御手段を働かせることも可能で
ある。

（ヘ）実施例 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。第１
図は本発明の静電容量の変化を検出して製氷装置の運転
を制御することを可能とした製氷装置の要部断面図、第
２図はその制御を実行する回路構成図である。なお、第
１図で従来と同等もしくは相当する構成部は同一番号で
示す。樹脂部材より成る氷収容体13の頂部13c内面に
は、円形をした金属製の氷検知を成す電極板20が固着さ
れており、この電極板20と氷送出部材12の上部面、すな
わち羽根12aとは対向することにより、その間の静電容
量Ｃを検出する静電容量検出部を構成する。氷送出部材
12は金属より成り、氷圧縮機構11、オーガ装置６を介し
て、これまた金属製の製氷装置全体フレーム（図示せ
ず）に電気的につながって接地状態にある。

従って、二つの導体、すなわち電極板20と氷送出部材12
との間が何も無い空間状態にある時は、その間の静電容
量Ｃは空気のため小さいが、空気より誘電率の高い氷が
その間に入り込み、氷が連なって電極板20と氷送出部材
12とを橋絡するようになると、その間の静電容量Ｃ′は
増大することとなる。通常、オーガ装置６により、冷却
筒７内壁の薄氷層を螺旋状削刃により削り取り、削氷を
上方へと押し上げ、氷圧縮機構11により圧縮して角氷等
に形成する。角氷i_aは氷収容体13内に積み上り、一方回
転している氷送出部材12の羽根12aにより、上部の角氷i
_aから順次氷導出筒13bを通り、貯氷庫２に貯まる。貯氷
庫２に所定量貯まると、貯氷量検出センサ14が作動して
オーガ装置６、氷送出部材12の回転停止と、冷凍装置３
を停止する。しかし、貯氷量検出スイッチ14が正常に作
動しないと、製氷が停止せず貯氷庫２内の角氷は氷収容
体13の氷導出筒13bを埋め、更に図の様に角氷i_bは電極
板20と氷送出部材12との間をアーチ状に継ぐこととな
る。又、同状態は氷導出筒13b内で角氷が詰まって後続
の角氷送出が不能となった時も起る。

21はこの静電容量Ｃ′の変化を入力信号として電極板20
から導線22を介して取り込み、スイッチ動作を行なう静
電容量式のスイッチ手段で、機械的動作はせず、例えば
発振回路の発振、停止と言う現象でスイッチ的なON,OFF
動作を行なわしめるものとなっている。従って、このス
イッチ手段21の発振、停止に基づく信号変化は、製氷装
置のコントロール回路とのコネクターを有する信号ケー
ブル23にてコントロール回路に伝達され、製氷装置の運
転停止を行なわすこととなる。よって、静電容量を検出
する電極板20と氷送出部材12、および静電容量式のスイ
ッチ手段21、そして前述のコントロール回路等により、
製氷装置の運転を制御する制御手段を形成している。

次に、第２図の制御ブロック回路図に付き説明すると、
Ｃは電極板20と、接地された氷送出部材12との間の静電
容量を示し、この静電容量Ｃを入力容量とする発振回路
24を設けている。この発振回路24は通常、電極板20と氷
送出部材12（対グランド）間が空気のため、入力容量Ｃ
が極端に小さく、発振しない。又は発振周波数が高くな
り、その結果振幅も小さくなり、発振回路24はその出力
ゼロと見做せる状態となっている。入力容量Ｃが増大す
ると発振回路24は発振動作し、その後段の整流出力回路
25にパルス状電圧を出力印加する。整流出力回路25はこ
のパルス電圧を整流し、直流出力電圧に変換し、次段の
コントロール回路26を動作させる。コントロール回路26
の出力端にはリレーRyを接続しており、そのリレー接点
Syを介して冷凍装置の圧縮機８およびオーガモータ15を
駆動、並びに停止の制御を行なう。27は交流電源であ
る。

よって、発振回路24の発振条件は、その入力容量Ｃが、
貯氷量検出センサ14の不具合により製氷が停止せず、電
極板20、氷送出部材12間が氷で接触状態となると、その
静電容量Ｃ′がＣ′＞＞Ｃとなる時、発振する。

よって、発振回路24が動作すると、整流出力回路25、コ
ントロール回路26を動作させて、製氷装置４を制御し、
圧縮機８、オーガモータ15等を停止させる。製氷装置４
の運転復帰は氷と電極板20の接触がなくなると入力容量
Ｃが小さくなり、発振条件が不成立となり、整流、出力
回路25からはコントロール回路26のリレーRyを作動させ
るほどの出力電圧は得られず、リレー接点Syは復帰し再
び圧縮機８、オーガモータ15が運転を再開する。

この場合、これらの動作は回路の感度をあげれば氷の接
近でも可能であるが、正確性を出すために接触としてい
る。従って非接触でも動作させるようにすることも勿論
可である。

すなわち、通常は入力容量Ｃが発振のための容量よりも
充分小さい（空気のため）ので、発振周波数が高くその
結果振幅が小さく、又は発振停止して出力ゼロにしてい
る。しかし電極板20に氷の接触が起ると電極板20と氷送
出部材12間の静電容量が増加し、その結果発振周波数は
低下（又は発振開始）するが振幅は増加し、整流後の電
圧を取り出すのが可能となり、後段の回路をコントロー
ルするように作用する。このようにして、静電容量の変
化を検出して、氷の介在状況を検知し、製氷運転を制御
するようになっている。この検出は従来のように氷の圧
縮状況を作らず、それ故氷収容部13の構造的強度を下げ
ることができ、樹脂製材で形成できるようになる。そし
て可動部の無い検知方式であるから、検知動作の不良は
発生せず、信頼性の高いスイッチ動作を確保できる。ま
た、前述したように氷が圧縮される前に動作するので、
その動作起因となる貯氷検知センサ（スイッチ）の故障
を取り除けば、この静電容量式のスイッチ手段21は正常
に復帰し易いものである。

（ト）発明の効果 以上のように、本発明によれば例えばオーガ装置及びそ
の上部の氷圧縮機構等から成る製氷装置を介して上方に
出てくる氷を収容する氷収容部の頂部に電極板を設け、
この電極板と、前記氷収容部に内挿され氷を送出する導
電性材質の氷送出部材の上部とでその間の静電容量を検
出する検出部を構成し、この検出部の検出出力に基づい
て製氷装置の運転を制御する制御手段を設けた自動製氷
装置であるから、正常の製氷、貯氷動作中は電極板には
氷が触れない、もしくは多く氷が介在しないが、貯氷庫
内の貯氷検知スイッチに何らかの不良が起きて、製氷が
停止しない場合、あるいは送り出される途中で氷が詰ま
ったりした場合には、氷が氷収容部の内部まで詰まり、
電極板に氷が触れるようになったり、多くの氷が存する
状況となって、静電容量が大きく変化する。この容量変
化を検出して制御手段を作動させて製氷装置の運転を適
確に制御している。よって、スイッチ作動は可動部の無
いものであるから、従来の機械的作動スイッチに比べ、
部品点数が少なく、かつ動作は安定して行なわれ、製氷
装置の運転制御を確実に成せる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る運転制御スイッチを具備せる自動
製氷装置の要部構成図、第２図は自動製氷装置の運転制
御回路ブロック図、第３図は従来の機械的運転制御スイ
ッチを用いている自動製氷装置の全体構成図、第４図は
その従来制御スイッチの動作前の状態断面図、第５図は
同スイッチの動作中の状態断面図である。 ４……製氷装置、６……オーガ装置、８……圧縮機、11
……氷圧縮機構、12……氷送出部材、13……氷収容部、
14……貯氷量検出センサ、15……オーガモータ、20……
電極板、21……静電容量式のスイッチ手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】下部に貯氷庫が形成され、この貯氷庫の上
   部に製氷装置を搭載し、該製氷装置に設けた氷収容部を
   経て製造された氷を前記貯氷庫に放出落下させると共
   に、前記貯氷庫内の所定高さ位置に貯氷検知スイッチを
   設け、該貯氷検知スイッチにより前記製氷装置を貯氷量
   に応じて運転停止制御する自動製氷装置において、前記
   氷収容部の頂部に電極板を設けると共に、この氷収容部
   から氷を送り出す導電性の氷送出部材を氷収容部内に設
   け、この氷送出部材の上部と前記電極板との間に氷が介
   することにより検出される静電容量の変化に基づいて、
   運転を停止せしめる制御手段を設けたことを特徴とする
   自動製氷装置。