(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
製氷水が満たされるタンクと、
圧縮機、凝縮器、膨張弁、及び蒸発器から構成される冷凍回路と、
前記タンク内に配置されると共に前記蒸発器を内部に有するドラムと、
前記ドラムを回転させる駆動手段と
を有するドラム式製氷機であって、
製氷動作を制御する制御手段と、
前記タンク内の製氷水を吸引する吸引手段と、
前記吸引手段によって吸引された製氷水を前記ドラムに散水する散水手段と
を備え、
前記制御手段は、製氷動作を開始する際に、
前記圧縮機を始動させて前記冷凍回路による前記ドラムの冷却を開始した後、所定の第１の遅延時間が経過すると、前記駆動手段を始動させて前記ドラムの回転を開始させ、さらに所定の散水遅延時間が経過すると、前記吸引手段を始動させて前記散水手段からの製氷水の散水を開始することを特徴とする、ドラム式製氷機。
【請求項２】
製氷水が満たされるタンクと、
圧縮機、凝縮器、膨張弁、及び蒸発器から構成される冷凍回路と、
前記タンク内に配置されると共に前記蒸発器を内部に有するドラムと、
前記ドラムを回転させる駆動手段と
を有するドラム式製氷機であって、
製氷動作を制御する制御手段と、
前記蒸発器の出口における冷媒温度を検知する温度検知手段と、
前記タンク内の製氷水を吸引する吸引手段と、
前記吸引手段によって吸引された製氷水を前記ドラムに散水する散水手段と
を備え、
前記制御手段は、製氷動作を開始する際に、
前記圧縮機を始動させて前記冷凍回路による前記ドラムの冷却を開始した後、前記温度検知手段によって検知される前記蒸発器の出口における冷媒温度が所定の第１の閾値温度以下になると、前記駆動手段を始動させて前記ドラムの回転を開始させ、さらに所定の散水遅延時間が経過すると、前記吸引手段を始動させて前記散水手段からの製氷水の散水を開始することを特徴とする、ドラム式製氷機。
【請求項３】
製氷水が満たされるタンクと、
圧縮機、凝縮器、膨張弁、及び蒸発器から構成される冷凍回路と、
前記タンク内に配置されると共に前記蒸発器を内部に有するドラムと、
前記ドラムを回転させる駆動手段と
を有するドラム式製氷機であって、
製氷動作を制御する制御手段と、
前記蒸発器の出口における冷媒温度を検知する温度検知手段と、
前記タンク内の製氷水を吸引する吸引手段と、
前記吸引手段によって吸引された製氷水を前記ドラムに散水する散水手段と
を備え、
前記制御手段は、製氷動作を開始する際に、
前記圧縮機を始動させて前記冷凍回路による前記ドラムの冷却を開始した後、前記温度検知手段によって検知される前記蒸発器の出口における冷媒温度が所定の第２の閾値温度以下になるか、又は所定の第２の遅延時間が経過すると、前記駆動手段を始動させて前記ドラムの回転を開始させ、さらに所定の散水遅延時間が経過すると、前記吸引手段を始動させて前記散水手段からの製氷水の散水を開始することを特徴とする、ドラム式製氷機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ドラム式製氷機に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、製氷水と冷却されたドラムとの間で熱交換を行わせることにより、製氷水をドラムの表面に着氷させるドラム式製氷機が記載されている。
特許文献１の図１を参照すると、このドラム式製氷機１０は、製氷水が満たされる製氷タンク１２と、製氷タンク１２内に配置されると共に冷凍装置２０における蒸発器を兼ねる製氷ドラム３０とを備えている。ドラム式製氷機１０が製氷動作（製氷水から氷片を生成する動作）を開始すると、製氷ドラム３０は、冷凍装置２０によって冷却されると共に駆動機構Ｍによって回転駆動させる。その結果、製氷タンク１２内の製氷水と冷却された製氷ドラム３０との間で熱交換が行われて製氷ドラム３０の表面に氷層が成長し、製氷ドラム３０が回転すると、この氷層がカッタ２９によって剥離されて氷片が生成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−９５９９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載のドラム式製氷機１０では、製氷ドラム３０の冷却と回転が同時に開始される。そのため、製氷動作の初期段階においては、製氷ドラム３０の冷却が不十分であるためにその表面に氷層が安定して成長することができず、これを剥離して生成される氷片の氷質が不安定になる。
【０００５】
この発明はこのような問題を解決するためになされたものであり、製氷動作の初期段階から安定した氷質の氷片を生成することができるドラム式製氷機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、この発明に係るドラム式製氷機は、製氷水が満たされるタンクと、圧縮機、凝縮器、膨張弁、及び蒸発器から構成される冷凍回路と、タンク内に配置されると共に蒸発器を内部に有するドラムと、ドラムを回転させる駆動手段とを有するドラム式製氷機であって、製氷動作を制御する制御手段と、タンク内の製氷水を吸引する吸引手段と、吸引手段によって吸引された製氷水をドラムに散水する散水手段とを備え、制御手段は、製氷動作を開始する際に、圧縮機を始動させて冷凍回路によるドラムの冷却を開始した後、所定の第１の遅延時間が経過すると、駆動手段を始動させてドラムの回転を開始させ、さらに所定の散水遅延時間が経過すると、吸引手段を始動させて散水手段からの製氷水の散水を開始する。
【０００７】
また、この発明に係るドラム式製氷機は、製氷水が満たされるタンクと、圧縮機、凝縮器、膨張弁、及び蒸発器から構成される冷凍回路と、タンク内に配置されると共に蒸発器を内部に有するドラムと、ドラムを回転させる駆動手段とを有するドラム式製氷機であって、製氷動作を制御する制御手段と、蒸発器の出口における冷媒温度を検知する温度検知手段と、タンク内の製氷水を吸引する吸引手段と、吸引手段によって吸引された製氷水をドラムに散水する散水手段とを備え、制御手段は、製氷動作を開始する際に、圧縮機を始動させて冷凍回路によるドラムの冷却を開始した後、温度検知手段によって検知される蒸発器の出口における冷媒温度が所定の第１の閾値温度以下になると、駆動手段を始動させてドラムの回転を開始させ、さらに所定の散水遅延時間が経過すると、吸引手段を始動させて散水手段からの製氷水の散水を開始する。
【０００８】
また、この発明に係るドラム式製氷機は、製氷水が満たされるタンクと、圧縮機、凝縮器、膨張弁、及び蒸発器から構成される冷凍回路と、タンク内に配置されると共に蒸発器を内部に有するドラムと、ドラムを回転させる駆動手段とを有するドラム式製氷機であって、製氷動作を制御する制御手段と、蒸発器の出口における冷媒温度を検知する温度検知手段と、タンク内の製氷水を吸引する吸引手段と、吸引手段によって吸引された製氷水をドラムに散水する散水手段とを備え、制御手段は、製氷動作を開始する際に、圧縮機を始動させて冷凍回路によるドラムの冷却を開始した後、温度検知手段によって検知される蒸発器の出口における冷媒温度が所定の第２の閾値温度以下になるか、又は所定の第２の遅延時間が経過すると、駆動手段を始動させてドラムの回転を開始させ、さらに所定の散水遅延時間が経過すると、吸引手段を始動させて散水手段からの製氷水の散水を開始する。
【発明の効果】
【００１０】
この発明に係るドラム式製氷機によれば、製氷動作の初期段階から安定した氷質の氷片を生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この発明の実施の形態１に係る製氷機の模式図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る製氷機のマイクロコンピュータ周辺の構成を示す図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る製氷機における製氷動作を開始する際の動作を示すフローチャートである。
【図４】この発明の実施の形態２に係る製氷機の模式図である。
【図５】この発明の実施の形態２に係る製氷機のマイクロコンピュータ周辺の構成を示す図である。
【図６】この発明の実施の形態２に係る製氷機における製氷動作を開始する際の動作を示すフローチャートである。
【図７】この発明の実施の形態２の変形例に係る製氷機における製氷動作を開始する際の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、この発明の実施の形態について添付図面に基づいて説明する。
実施の形態１．
この発明の実施の形態１に係るドラム式製氷機の模式図を図１に示す。
ドラム式製氷機１は、氷を作るための水である製氷水が満たされる製氷水タンク２と、製氷水タンク２内に配置される円筒ドラム３と、円筒ドラム３の表面に成長した氷層を剥離して氷片を生成するカッタ４とを備えている。また、このドラム式製氷機１における冷凍回路５は、気相冷媒を圧縮する圧縮機６と、気相冷媒を凝縮する凝縮器７と、液相冷媒を膨張させる膨張弁８と、液相冷媒を蒸発させる蒸発器９とから構成されている。ここで、蒸発器９は円筒ドラム３の内部に設けられており、円筒ドラム３は、蒸発器９において蒸発する冷媒によって冷却されると共に、駆動手段であるギヤドモータ１０によって回転駆動される。
【００１３】
また、製氷水タンク２の下部壁面には、製氷水タンク２内の製氷水を吸引するための吸引手段であるポンプモータ１１の吸引口１１ａが設けられており、ポンプモータ１１の吐出口１１ｂは、製氷水を円筒ドラム３上に散水するための散水手段である散水パイプ１２にホース１３を介して接続されている。
【００１４】
さらに、ドラム式製氷機１は、図２に示されるような製氷動作を制御するための制御手段であるマイクロコンピュータ１４を備えている。マイクロコンピュータ１４は、ＣＰＵ１４ａと、メモリ１４ｂと、ドラム回転遅延タイマＴＭ１と、散水遅延タイマＴＭ２とを備えており、圧縮機６、ギヤドモータ１０、及びポンプモータ１１の動作を制御する。
【００１５】
次に、この実施の形態１に係るドラム式製氷機における製氷動作を開始する際の動作について、図３のフローチャートを参照して説明する。
【００１６】
ドラム式製氷機１が製氷動作を開始する際には、マイクロコンピュータ１４は、まず圧縮機６を始動させて冷凍回路５による円筒ドラム３の冷却を開始する（Ｓ３０１）。その後、ドラム回転遅延タイマＴＭ１をスタートさせ（Ｓ３０２）、タイマＴＭ１が所定の第１の遅延時間ΔＴ１経過するのを待つ（Ｓ３０３）。ここで、第１の遅延時間ΔＴ１は、円筒ドラム３が十分に冷却されてその表面に氷層が安定して成長するようになるまでに要する時間であり、また短すぎると氷層が薄くその温度が高いためにカッタ４で剥離する際に刃が氷層の上に乗り上げて異音が発生してしまい、長すぎると氷層が厚くなりすぎてしまうために、３０〜１８０秒の間、特に１２０秒程度が好ましい。そして、タイマＴＭ１がΔＴ１経過すると（Ｓ３０３＝ＹＥＳ）、ギヤドモータ１０を始動させて円筒ドラム３の回転を開始させる（Ｓ３０４）。円筒ドラム３が回転を開始すると、カッタ４によってその表面に成長した氷層が剥離されて氷片が生成される。このとき、円筒ドラム３は既に十分に冷却されてその表面に氷層が安定して成長するようになっているため、製氷動作の初期段階から安定した氷質の氷片が生成される。
【００１７】
続いて、マイクロコンピュータ１４は、散水遅延タイマＴＭ２をスタートさせ（Ｓ３０５）、タイマＴＭ２が所定の散水遅延時間ΔＴｄ経過するのを待つ（Ｓ３０６）。ここで、散水遅延時間ΔＴｄは、製氷水タンク２内の製氷水の温度が散水に適した温度（円筒ドラム３上に散水してもその表面に成長した氷層を溶かさない温度）に下がるまでに要する時間であり、３０秒〜１８０秒の間、特に１２０秒程度が好ましい。そして、タイマＴＭ２がΔＴｄ経過すると（Ｓ３０６＝ＹＥＳ）、ポンプモータ１１を始動させて散水パイプ１２から円筒ドラム３上への散水を開始する（Ｓ７）。製氷水タンク２内の製氷水が円筒ドラム４上に散水されることにより、製氷水温度の均一化、製氷能力及び氷質の調整、屑氷発生の抑制等が行われる。
【００１８】
以上説明したように、この実施の形態１に係るドラム式製氷機１では、製氷動作を開始する際に、円筒ドラム３の冷却を開始した後、第１の遅延時間ΔＴ１が経過してから、円筒ドラム３の回転を開始させる。すなわち、円筒ドラム３は、十分に冷却されてその表面に氷層が安定して成長するようになってから回転が開始され、カッタ４によって氷層が剥離される。これにより、製氷動作の初期段階から安定した氷質の氷片を生成することができる。
また、特許文献１に記載のドラム式製氷機では、ドラムの冷却と回転が同時に開始されるため、製氷動作の初期段階において、氷層が薄すぎて剥離することができずに振動やノッキングが発生することや、薄い氷層の表面を削ることによって屑氷が発生する可能性があるが、この実施の形態１に係るドラム式製氷機１では、そのようなことも防止される。
【００１９】
さらに、仮に円筒ドラム３の冷却開始（Ｓ３０１）或いは回転開始（Ｓ３０４）と同時に散水を開始すると、製氷水タンク２内の製氷水の温度が十分に下がっていないために、円筒ドラム３の表面に成長した氷層を溶かしてしまうおそれがある。しかしながら、この実施の形態１に係るドラム式製氷機１では、円筒ドラム３の冷却を開始した後、第１の遅延時間ΔＴ１が経過してから、円筒ドラム３の回転を開始させ、さらに散水遅延時間ΔＴｄが経過してから、円筒ドラム３上への散水を開始する。すなわち、製氷水タンク２内の製氷水の温度が散水に適した温度に下がってから、円筒ドラム３上への散水を開始する。これにより、製氷動作の初期段階において円筒ドラム３上に成長した氷層を溶かすことなく、製氷水温度の均一化、製氷能力及び氷質の調整、屑氷発生の抑制等を行うことができる。
【００２０】
実施の形態２．
次に、この発明の実施の形態２に係るドラム式製氷機について、図４〜６を用いて説明する。尚、以降の説明において、図１〜３の参照符号と同一の符号は、同一又は同様な構成要素であるので、その詳細な説明は省略する。
【００２１】
実施の形態１では、円筒ドラム３の回転開始条件を、冷却を開始した後に所定の第１の遅延時間ΔＴ１が経過したこととしていたが、実施の形態２では、蒸発器９の出口における冷媒温度が所定の第１の閾値温度ＴＨ１以下になったことを、回転開始条件にする。
【００２２】
図４に示されるように、ドラム式製氷機２０１は、円筒ドラム３の冷媒出口３ｂに、蒸発器９の出口における冷媒温度を検知するための温度検知手段である温度センサ２１５が取り付けられている。そして、図５に示されるように、マイクロコンピュータ２１４は、温度センサ２１５からの出力信号を受け取り、圧縮機６、ギヤドモータ１０、及びポンプモータ１１の動作を制御する。
【００２３】
ドラム式製氷機２０１が製氷動作を開始する際には、図６に示されるように、マイクロコンピュータ２１４は、まず円筒ドラム３の冷却を開始し（Ｓ６０１）、温度センサ２１５によって検知される蒸発器９の出口における冷媒温度が所定の第１の閾値温度ＴＨ１以下になるのを待つ（Ｓ６０２）。ここで、第１の閾値温度ＴＨ１は、円筒ドラム３の表面に氷層が安定して成長するようになる温度であり、−５℃〜−１４℃の間、特に−７℃程度が好ましい。そして、蒸発器９の出口における冷媒温度がＴＨ１以下になると（Ｓ６０２＝ＹＥＳ）、ギヤドモータ１０を始動させて円筒ドラム３の回転を開始させる（Ｓ６０３）。以降のステップＳ６０４〜Ｓ６０７の動作は、実施の形態１におけるステップＳ３０５〜Ｓ３０７と同一である。
【００２４】
実施の形態１に係るドラム式製氷機１では、製氷動作を開始する際に、円筒ドラム３の冷却を開始した後、第１の遅延時間ΔＴ１が経過してから、円筒ドラム３の回転を開始させていた。そのため、季節変化等によって気温や製氷水温度が変化する環境では、円筒ドラム３の回転を開始させる際にその表面に成長している氷層の厚みに違いが生じる。すなわち、製氷動作の初期段階に生成される氷片の氷質が、周囲温度の影響を受ける。これに対して、この実施の形態２に係るドラム式製氷機２０１では、円筒ドラム３の冷却を開始した後、蒸発器９の出口における冷媒温度が第１の閾値温度ＴＨ１以下になってから、円筒ドラム３の回転を開始させる。そのため、円筒ドラム３の回転を開始させる際にその表面に成長している氷層の厚みがほぼ一定になる。これにより、周囲温度の影響を受けずに、製氷動作の初期段階から安定した氷質の氷片を生成することができる。
【００２５】
その他の実施の形態．
実施の形態１及び２において、円筒ドラム３が十分に冷却されてその表面に氷層が安定して成長するようになったと判断する基準としては、製氷水タンク２内の製氷水温度、凝縮器７の内部の温度と入口の温度、冷凍回路５の高圧側（圧縮機６の出口〜膨張弁８の入口）の圧力、冷凍回路５の低圧側（膨張弁８の出口〜圧縮機６の入口）の圧力等を用いることもできる。そして、これらに基づいて円筒ドラム３の回転開始条件を定めてもよい。
【００２６】
実施の形態１及び２において、製氷水タンク２内の製氷水の温度が散水に適した温度にまで下がったと判断する基準としては、蒸発器９の出口における冷媒温度、製氷水タンク２内の製氷水温度、凝縮器７の内部の温度と入口の温度、冷凍回路５の高圧側の圧力、冷凍回路５の低圧側の圧力、製氷水タンク２内への製氷水の給水回数、製氷水タンク２内の製氷水が無くなってからの経過時間等を用いることもできる。そして、これらに基づいて円筒ドラム３上への散水開始条件を定めてもよい。
【００２７】
実施の形態２において、仮に温度センサ２１５が故障して、その出力信号が本来の温度よりも高い値を示すようになった場合、蒸発器９の出口における冷媒温度が第１の閾値温度ＴＨ１よりもさらに低い温度まで下がらないと、円筒ドラム３の回転が開始されない。このとき、円筒ドラム３の表面に成長している氷層は厚くなりすぎているため、製氷動作の初期段階に生成される氷片の氷質が悪くなる。また、温度センサ２１５の出力信号がどれだけ時間が経過しても第１の閾値温度ＴＨ１以下の値を示さない場合には、円筒ドラム３の冷却だけが行われ続けるため、製氷水タンク２内の製氷水が凍結してしまう可能性がある。
これらの問題を回避するために、温度センサ２１５によって検知される蒸発器９の出口における冷媒温度が閾値温度以下になっていなくても、冷却を開始してから一定時間が経過すると強制的に円筒ドラム３の回転を開始させるようにしてもよい。すなわち、図７のフローチャートに示されるように、円筒ドラム３の回転開始条件を、蒸発器９の出口における冷媒温度が所定の第２の閾値温度ＴＨ２以下になるか、又は冷却を開始した後に所定の第２の遅延時間ΔＴ２が経過したこととしてもよい（Ｓ７０３）。ここで、ＴＨ２は−５℃〜−１４℃の間、特に−７℃程度が好ましく、ΔＴ２は３０〜１８０秒の間、特に１２０秒程度が好ましい。これにより、温度センサ２１５が故障した場合にも、製氷動作の初期段階から安定した氷質の氷片を生成することができる。
【符号の説明】
【００２８】
１，２０１  ドラム式製氷機、２  製氷水タンク（タンク）、３  円筒ドラム（ドラム）、５  冷凍回路、６  圧縮機、９  蒸発器、１０  ギヤドモータ（駆動手段）、１１  ポンプモータ（吸引手段）、１２  散水パイプ（散水手段）、１４，２１４  マイクロコンピュータ（制御手段）、２１５  温度センサ（温度検知手段）、ΔＴ１  第１の遅延時間、ΔＴ２  第２の遅延時間、ＴＨ１  第１の閾値温度、ＴＨ２  第２の閾値温度、ΔＴｄ  散水遅延時間。
【図１】
0005552324.tif 000002
【図２】
0005552324.tif 000003
【図３】
0005552324.tif 000004
【図４】
0005552324.tif 000005
【図５】
0005552324.tif 000006
【図６】
0005552324.tif 000007
【図７】
0005552324.tif 000008