(57)【要約】【課題】二重製氷を防止し得るようにした自動製氷機およびその制御方法を提供する【解決手段】製氷運転に際しては、蒸発器２０に冷媒を循環供給して製氷板１８を冷却して該製氷板１８に氷を生成させ、除氷運転に際しては、前記製氷板１８を加温して該製氷板１８に生成した氷を除去する。前記蒸発器２０の出口側に製氷運転中の冷媒温度を検出するサーミスタ２４と、このサーミスタ２４によって検出される製氷運転中の冷媒温度が、予め設定した異常温度と一致したときに、前記製氷板１８に先の除氷運転で除去し得なかった氷が残留していると判定する制御手段とを備える。【選択図】図１
2009121768.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
製氷運転に際しては、蒸発器(20)への冷媒の循環供給により冷却した製氷板(18)に製氷水を供給して該製氷板(18)に氷を生成させ、除氷運転に際しては、前記製氷板(18)を加温して該製氷板(18)に生成した氷を除去させる自動製氷機において、
前記蒸発器(20)の出口側での製氷運転中の冷媒温度を検出する冷媒温度検出手段(24)と、
前記冷媒温度検出手段(24)によって検出される製氷運転中の冷媒温度が、予め設定した異常温度と一致したときに、前記製氷板(18)に先の除氷運転で除去し得なかった氷が残留していると判定する制御手段(C)とを備える
ことを特徴とする自動製氷機。
【請求項２】
前記制御手段(C)は、外気温を検出する外気温検出手段(28)の検出値に基づき、前記異常温度を補正する制御を行なう請求項１記載の自動製氷機。
【請求項３】
製氷運転に際しては、蒸発器(20)への冷媒の循環供給により製氷面が対向し合う各製氷板(18)を冷却すると共に、各製氷板(18)に製氷水を供給して該製氷板(18)に氷を生成させ、除氷運転に際しては、前記製氷板(18)を加温して該製氷板(18)に生成した氷を除去させる自動製氷機において、
前記製氷面が対向し合う複数の製氷板(18,18)の側方に配設され、該製氷板(18,18)の側方を流下する水を受容するドレンパン(72,72)と、
前記ドレンパン(72,72)に配設され、先の除氷運転で氷が前記製氷板(18)から完全に除去した通常状態時においては、該ドレンパン(72,72)が受容した水を多量に溜めることなく排出し得る内径寸法に設定したドレンホース(74,74)と、
前記ドレンパン(72,72)における水位を検出する水位検出手段(FS)と、
前記ドレンパン(72,72)における水位が、予め設定した異常水位に一致したことを前記水位検出手段(FS)が検出することで、前記製氷板(18)に先の除氷運転で除去し得なかった氷が残留していると判定する制御手段(C)とを備える
ことを特徴とする自動製氷機。
【請求項４】
前記制御手段(C)は、先の除氷運転で除去し得なかった氷が残留していると判定された直後に実施される除氷運転を、通常の除氷運転よりも長い時間実施する制御を行なう請求項１〜３の何れか一項に記載の自動製氷機。
【請求項５】
前記制御手段(C)は、先の除氷運転で除去し得なかった氷が残留していると判定された直後の除氷運転の終了後に、前記蒸発器(20)への冷媒供給を停止したもとで、製氷水を前記製氷板(18)に循環供給する洗浄運転を実施するように制御する請求項１〜４の何れか一項に記載の自動製氷機。
【請求項６】
蒸発器(20)への冷媒の循環供給により冷却した製氷板(18)に製氷水を供給して該製氷板(18)に氷を生成させる製氷運転と、前記製氷板(18)を加温して該製氷板(18)に生成した氷を除去させる除氷運転とを交互に繰り返すようにした自動製氷機の制御方法において、
前記蒸発器(20)の出口側に配設される冷媒温度検出手段(24)によって検出される製氷運転中の冷媒温度が、予め設定した異常温度と一致したときに、前記製氷板(18)に先の除氷運転で除去し得なかった氷が残留していると判定するようにした
ことを特徴とする自動製氷機の制御方法。
【請求項７】
外気温を検出する外気温検出手段(28)を備え、該外気温検出手段(28)の検出値に基づき、前記異常温度を補正するようにした請求項６記載の自動製氷機の制御方法。
【請求項８】
前記異常温度は、先の除氷運転で氷が前記製氷板(18)から完全に除去した通常状態時に前記蒸発器(20)を流通する冷媒の最低温度を下回る温度に設定される請求項６または７記載の自動製氷機の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動製氷機およびその制御方法に関し、更に詳細には、製氷部での二重製氷の発生を検出することで、該二重製氷による弊害を防止する自動製氷機およびその制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
氷を連続的に製造する自動製氷機として、垂直に立設した製氷板の裏面に冷凍装置(冷凍系)から導出した蒸発器を配設し、この蒸発器に循環供給される冷媒により冷却される前記製氷板の表面(製氷面)に製氷水を散布供給して氷を形成し、得られた氷を剥離して落下放出させる流下式製氷機が知られている。この製氷機では、製氷運転においては、前記蒸発器に冷媒が循環供給されると共に、製氷板の製氷面に製氷水が散布供給される。そして、製氷が完了すると、前記冷媒の循環供給および製氷水の供給が停止されて製氷運転が終了すると共に、ホットガスの循環供給および除氷水の供給が夫々なされて除氷運転が開始される。
【０００３】
前記蒸発器の出口側に除氷検出サーモが配設されており、除氷運転により氷が製氷板から剥離することで上昇するホットガスの温度が除氷完了温度になったことを除氷検出サーモが検出することにより、前記ホットガスの循環供給および除氷水の供給を停止して除氷運転を終了し、製氷運転に移行するよう構成されている。
【特許文献１】特開平１０−１７０１１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の流下式製氷機においては、前述したように、除氷検出サーモが除氷完了温度を検出することにより除氷運転から製氷運転に移行するが、その検出温度の設定は経験的に決定されるものであり、該サーモが除氷完了温度を検出した時点においても前記製氷面に氷が残留して、完全に製氷板から除去していない場合がある。このように製氷板に氷が残留したまま除氷運転が終了して製氷運転に移行すると、ホットガスの循環供給および除氷水の供給が停止されると同時に、冷媒および製氷水が供給されるので、残留している氷を核として重複して更に大きな氷が生成されることになる。すなわち、従来の流下式製氷機では、製造された氷が製氷面から除去されずに残留して再び製氷される、所謂二重製氷が行なわれる。そして、この二重製氷が繰り返されると、変形した氷や、通常より大きな氷が成形されてしまう問題があった。
【０００５】
本発明は、前述した従来の技術に内在している前記課題に鑑み、これを好適に解決するべく提案されたものであって、二重製氷を検出し得るようにした自動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】
前記課題を克服し、所期の目的を達成するため、本願の請求項１に係る発明の自動製氷機は、
製氷運転に際しては、蒸発器への冷媒の循環供給により冷却した製氷板に製氷水を供給して該製氷板に氷を生成させ、除氷運転に際しては、前記製氷板を加温して該製氷板に生成した氷を除去させる自動製氷機において、
前記蒸発器の出口側での製氷運転中の冷媒温度を検出する冷媒温度検出手段と、
前記冷媒温度検出手段によって検出される製氷運転中の冷媒温度が、予め設定した異常温度と一致したときに、前記製氷板に先の除氷運転で除去し得なかった氷が残留していると判定する制御手段とを備える
ことを特徴とする。
請求項１に係る発明によれば、製氷板に先の除氷運転で除去し得なかった氷が残留している状態を確実に検出して、該状態による弊害を防止し得る。
【０００７】
請求項２に係る発明は、前記制御手段は、外気温を検出する外気温検出手段の検出値に基づき、前記異常温度を補正する制御を行なうことを要旨とする。
請求項２に係る発明によれば、外気温によらず製氷板に先の除氷運転で除去し得なかった氷が残留している状態を正確に検出し得る。
【０００８】
前記課題を克服し、所期の目的を達成するため、本願の請求項３に係る発明の自動製氷機は、
製氷運転に際しては、蒸発器への冷媒の循環供給により製氷面が対向し合う各製氷板を冷却すると共に、各製氷板に製氷水を供給して該製氷板に氷を生成させ、除氷運転に際しては、前記製氷板を加温して該製氷板に生成した氷を除去させる自動製氷機において、
前記製氷面が対向し合う複数の製氷板の側方に配設され、該製氷板の側方を流下する水を受容するドレンパンと、
前記ドレンパンに配設され、先の除氷運転で氷が前記製氷板から完全に除去した通常状態時においては、該ドレンパンが受容した水を多量に溜めることなく排出し得る内径寸法に設定したドレンホースと、
前記ドレンパンにおける水位を検出する水位検出手段と、
前記ドレンパンにおける水位が、予め設定した異常水位に一致したことを前記水位検出手段が検出することで、前記製氷板に先の除氷運転で除去し得なかった氷が残留していると判定する制御手段とを備えることを特徴とする。
請求項３に係る発明によれば、請求項１に係る発明と同様に、製氷板に先の除氷運転で除去し得なかった氷が残留している状態を確実に検出して、該状態による弊害を防止し得る。
【０００９】
請求項４に係る発明は、前記制御手段は、先の除氷運転で除去し得なかった氷が残留していると判定された直後に実施される除氷運転を、通常の除氷運転よりも長い時間実施する制御を行なうことを要旨とする。 
請求項４に係る発明によれば、製氷板に先の除氷運転で除去し得なかった氷を確実に除去して、自動製氷機を通常状態に回復させ得る。
【００１０】
請求項５に係る発明は、前記制御手段は、先の除氷運転で除去し得なかった氷が残留していると判定された直後の除氷運転の終了後に、前記蒸発器への冷媒供給を停止したもとで、製氷水を前記製氷板に循環供給する洗浄運転を実施するように制御することを要旨とする。 
請求項５に係る発明によれば、請求項４に係る発明と同様に、製氷板に先の除氷運転で除去し得なかった氷を確実に除去して、自動製氷機を通常状態に回復させ得る。
【００１１】
前記課題を克服し、所期の目的を達成するため、本願の請求項６に係る発明の自動製氷機の製造方法は、
蒸発器への冷媒の循環供給により冷却した製氷板に製氷水を供給して該製氷板に氷を生成させる製氷運転と、前記製氷板を加温して該製氷板に生成した氷を除去させる除氷運転とを交互に繰り返すようにした自動製氷機の制御方法において、
前記蒸発器の出口側に配設される冷媒温度検出手段によって検出される製氷運転中の冷媒温度が、予め設定した異常温度と一致したときに、前記製氷板に先の除氷運転で除去し得なかった氷が残留していると判定するようにしたことを特徴とする。
請求項６に係る発明によれば、製氷板に先の除氷運転で除去し得なかった氷が残留している状態を確実に検出して、該状態による弊害を防止し得る制御が可能になる。
【００１２】
請求項７に係る発明は、外気温を検出する外気温検出手段を備え、該外気温検出手段の検出値に基づき、前記異常温度を補正するようにしたことを要旨とする。
請求項７に係る発明によれば、外気温によらず製氷板に先の除氷運転で除去し得なかった氷が残留している状態を正確に検出し得る。
【００１３】
請求項８に係る発明は、前記異常温度は、先の除氷運転で氷が前記製氷板から完全に除去した通常状態時に前記蒸発器を流通する冷媒の最低温度を下回る温度に設定されることを要旨とする。
請求項８に係る発明によれば、外気温によらず製氷板に先の除氷運転で除去し得なかった氷が残留している状態を正確に検出し得る。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る自動製氷機およびその制御方法によれば、製氷板に先の除氷運転で除去し得なかった氷が残留している状態を検出し得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
次に、本発明に係る自動製氷機およびその制御方法につき、好適な実施例を挙げて、添付図面を参照して以下に説明する。なお、以下の説明では、二重製氷が発生した状態を「異常状態」といい、それ以外の通常の状態を「通常状態」という。
【実施例】
【００１６】
図１に示す如く、実施例の自動製氷機１０は流下式であって、氷塊(氷)を生成する製氷機構１４と、この製氷機構１４から得られた氷塊を貯蔵する貯氷室(図示せず)とを設けた製氷機本体１２を備えている。前記製氷機構１４は、所定間隔離間して並列に配設した複数の製氷部１６と、これら製氷部１６の下方に配置した製氷水タンク３４から各製氷部１６へ製氷水を供給する製氷水供給系３０と、該製氷部１６を強制冷却する冷媒を循環供給する冷却系４０とを備えている。各製氷部１６は、後述する蒸発器２０を挟んで垂直に対向配置した２枚の製氷板１８,１８から構成される。そして、前記製氷機構１４で得られた氷塊は、前記製氷部１６の斜め下方に配設したアイスクラッシャー１５で破砕されて貯氷室に放出されるようになっている。
【００１７】
また、前記製氷機本体１２の正面であって、使用者の操作および視認が容易な場所には、自動製氷機１０の作動に係る各種スイッチ、該自動製氷機１０の作動状態等の表示装置および外気温を検出する外気温サーミスタ(外気温検出手段)２８が配置される操作表示部(図示せず)が設けられている。そして、前記各種スイッチの操作によって自動製氷機１０の電源投入や、各設定値の入力がなされ、前記表示装置によって自動製氷機１０の作動状態等が使用者に表示される。更に外気温サーミスタ２８によって自動製氷機１０の使用環境における外気温が常時検出されるように構成されている。この外気温サーミスタ２８は、自動製氷機１０の熱源となる圧縮機ＣＭや、冷却される製氷部１６から充分に離間し、外気温を正確に検出し得る部位であれば、何れの部位でも配置可能である。
【００１８】
前記各製氷部１６は、両製氷板１８,１８の対向面(裏面)に、前記冷却系４０から導出して横方向に蛇行する蒸発器２０が夫々密着固定され、製氷運転に際して冷媒を蒸発器２０に循環供給することで両製氷板１８,１８が強制冷却される。一方、除氷運転に際して、冷却系４０からホットガスを蒸発器２０に循環供給することで、両製氷板１８,１８を加熱するよう構成される。また、前記製氷部１６の直下には、得られた氷塊を貯氷室に導くと共に、該氷塊と水とを分離するように構成されたスロープ２２が配設されている。すなわち、製氷運転に際し製氷板１８,１８の各製氷面(表面)に供給された製氷水、および除氷運転に際し製氷板１８,１８の裏面に供給された除氷水は、スロープ２２を介して下方に位置する製氷水タンク３４に回収貯留されるようになっている。
【００１９】
前記製氷水供給系３０は、複数の製氷部１６の下方に配設した製氷水タンク３４と、各製氷部１６の上方に配設した製氷水散水ヘッダ３６と、製氷水タンク３４および製氷水散水ヘッダ３６を接続する製氷水パイプ３８と、この製氷水パイプ３８に介挿した製氷水ポンプ３２とを備え、製氷運転時に製氷水を循環供給するよう構成されている。前記製氷水散水ヘッダ３６には多数の散水孔(図示せず)が穿設され、製氷運転時に製氷水タンク３４から製氷水ポンプ３２によってポンプ圧送される製氷水を、散水孔から前記製氷板１８,１８の氷結温度にまで冷却されている製氷面に散布して流下させ、該製氷面に所要厚みの板状の氷塊を生成するようになっている。
【００２０】
また、前記冷却系４０に配設されるホットガス弁ＨＶの切り替えにより、前記蒸発器２０にホットガスを循環供給させて製氷板１８,１８を加熱し、各製氷面と氷塊との氷結面を融解させる除氷運転に際し、製氷板１８,１８の裏面に除氷水を散布して、その昇温による除氷促進を行なうための除氷水供給系５１が製氷水供給系３０とは別に設けられている。前記除氷水供給系５１は、前記圧縮機ＣＭの近傍に配設した除氷水タンク５４と、各製氷部１６の裏面上部に設けた除氷水散布器５６と、除氷水タンク５４および除氷水散布器５６を接続する除氷水パイプ５７と、この除氷水パイプ５７に介挿した除氷水ポンプ５２と、給水弁ＷＶを介して外部水源に接続する除氷水供給管５８とを備え、製氷運転中に除氷水タンク５４に外部水源から供給されて貯留されている除氷水を除氷運転時に製氷部１６の裏面に供給するよう構成されている(図１参照)。そして、除氷運転に際して除氷水ポンプ５２を作動することで、除氷水タンク５４に貯留された除氷水が除氷水散布器５６から製氷板１８の裏側に散布供給されて流下し、製氷板１８と氷塊との氷結面を融解するようになっている。なお、製氷板１８の裏側を流下した除氷水は、製氷水と同様に前記スロープ２２を介して製氷水タンク３４に回収され、これが次回の製氷水として使用される。また、図１における実線矢印は、冷却系４０における冷媒の流れを示し、破線矢印は除氷水の循環に係る流れを示している。
【００２１】
前記除氷水タンク５４には、該タンク５４内に連通する第１循環管６２と、該タンク５４の上方に開口する第２循環管６４とが循環ポンプ６６を介して連通接続されている。すなわち第１循環管６２は、その一端部が除氷水タンク５４の下面部に接続されると共に、その他端部が循環ポンプ６６の吸込側に接続される。また第２循環管６４は、その一端部が循環ポンプ６６の吐出側に接続されると共に、その他端部が除氷水タンク５４の上方から循環に供した除氷水を吐出するように接続される(図１参照)。そして、循環ポンプ６６を起動することにより、除氷水タンク５４内に貯留された除氷水が第１循環管６２を介して吸引されると共に、第２循環管６４を介して除氷水タンク５４に吐出され、これにより除氷水タンク５４内の除氷水を循環(撹拌)させるよう構成している。また、除氷水タンク５４内に貯留される除氷水の水面下となる部位に、該除氷水の温度を検出する除氷水温度検知手段としての除氷水用サーモスタット６８が配置されている。なお、第２循環管６４の吐出口は、吐出管４６(後述)を指向するよう設定され、該吐出口から吐出される循環中の除氷水が吐出管４６に当たるようになっている(図１参照)。
【００２２】
前記製氷水タンク３４には、図２に示す制御手段Ｃに接続する製氷水タンク水位検出手段としてのタンクフロートスイッチＴＳが配設され、該スイッチＴＳによりタンク３４内に貯留される製氷水の設定水位(貯留量)が検出されるようになっている。また、製氷水タンク３４には、内部に貯留された製氷水を必要に応じて、該タンク３４外に排出するための排水ポンプ３３が配設してある。
【００２３】
前記冷却系４０は、圧縮機ＣＭ、凝縮器４２(ファンモータＦＭ)、電磁弁４４、膨張弁(図示せず)および蒸発器２０を、この順で吐出管(冷媒管)４６,吸入管(冷媒管)４８により接続して構成される(図１参照)。電磁弁４４は、製氷運転の際に開放し、除氷運転に際して閉成するよう前記制御手段Ｃにより制御される。そして、製氷運転において、圧縮機ＣＭで圧縮された冷媒は、吐出管４６を経て凝縮器４２で凝縮液化し、該冷媒の循環供給を制御する電磁弁４４を経て膨張弁で減圧され、蒸発器２０に流入してここで一挙に膨張して蒸発し、前記製氷板１８と熱交換を行なって該製氷板１８を氷点下にまで冷却させるようになっている。この蒸発器２０で蒸発した冷媒は、吸入管４８を経て圧縮機ＣＭに帰還して再び凝縮器４２に供給される運転を反復する。なお、前記膨張弁は、蒸発器２０内の所要位置に配置されて、該蒸発器２０内を流通する冷媒の温度を検出する感温筒を備えており、該感温筒で検出される冷媒の温度によって弁の開度が自動的に制御されるように構成されている。具体的には、製氷板１８の温度が低く冷却負荷が小さいときには、冷媒の流量を減少させるように開度が小さくなり、製氷板１８の温度が高く冷却負荷が大きいときには、冷媒の流量を増大させるように開度が大きくなる。また、前記吐出管４６における前記第２循環管６４の真下に位置する部位は螺旋状とされ、該第２循環管６４の吐出口から吐出される除氷水が接触した際に、吐出管４６内を流通する冷媒と除氷水とが効率的に熱交換するように構成してある。
【００２４】
また冷却系４０は、圧縮機ＣＭから分岐するホットガス管５０を備え、このホットガス管５０はホットガス弁ＨＶを経た後、吐出管４６に合流して蒸発器２０の入口側に連通されている。ホットガス弁ＨＶは、製氷運転の際には閉成し、除氷運転に際して開放するよう制御手段Ｃにより制御される。そして、除氷運転において、圧縮機ＣＭから吐出されるホットガスを、開放したホットガス弁ＨＶおよびホットガス管５０を介して蒸発器２０にバイパスさせ、製氷板１８を加熱することにより、製氷面に生成される氷塊の氷結面を融解させて、該氷塊を自重により落下させるよう構成される。すなわち、圧縮機ＣＭを運転したもとで、電磁弁４４およびホットガス弁ＨＶを開閉制御することで、製氷運転と除氷運転とが交互に繰返されて氷塊が製造されるようになっている。
【００２５】
前記蒸発器２０の冷媒出口側には、製氷板１８と熱交換を行なった後の冷媒の温度(蒸発器出口温度)を検出する冷媒温度検出手段としてのサーミスタ２４と、冷媒の圧力を検出する冷媒圧力検出手段としての圧力センサ２６とが配設されている。具体的には、前記蒸発器２０の出口側に接続する前記吸入管４８の蒸発器２０の出口近傍に配設される。そして、このサーミスタ２４の検出温度および圧力センサ２６の検出圧力は、前記制御手段Ｃに入力されるようになっている。
【００２６】
前記自動製氷機１０は、その電気的制御の全般を統括する制御手段Ｃを備え、該制御手段Ｃとしては、ＭＰＵを含むプログラマブルコントローラが使用される。制御手段Ｃには、図２に示す如く、圧縮機ＣＭ、ファンモータＦＭ、電磁弁４４、ホットガス弁ＨＶ、給水弁ＷＶ，製氷水ポンプ３２、排水ポンプ３３、除氷水ポンプ５２、循環ポンプ６６、タンクフロートスイッチＴＳ、サーミスタ２４、圧力センサ２６、外気温サーミスタ２８、除氷水用サーモスタット６８、各種スイッチおよび表示装置が接続され、これら各構成要素に基づく制御手段Ｃの制御下に、ポンプ３２,３３および冷却系４０等の機器が所定の運転動作を行なうようになっている。また制御手段Ｃは、製氷運転および除氷運転や、該運転の切り替えに必要な各設定値等を記憶可能な記憶部Ｍを備える。
【００２７】
前記制御手段Ｃは、サーミスタ２４が予め設定された除氷完了温度(例えば４℃)を検出した後に、除氷完了を完全になし得るための除氷完了遅延時間を計時する通常状態時除氷用タイマＤＴＮを備える(図２参照)。この他、前記制御手段Ｃには、「異常状態」時にホットガスの循環供給時間を計時する異常状態時除氷用タイマＤＴＡ(後述)も備えられている。この異常状態時除氷用タイマＤＴＡは、「通常状態」においてサーミスタ２４による温度検出＋通常状態時除氷用タイマＤＴＮによって必要とされる時間より確実に長い時間(例えば２分)をカウントするように構成してある。前記通常状態時除氷用タイマＤＴＮは、除氷運転に際しては、サーミスタ２４が除氷完了温度を検出した時点から計時を開始し、予め設定された除氷完了遅延時間を計時後に停止するよう設定される。なお、通常状態時除氷用タイマＤＴＮは、計時が停止するとリセットされる。また、前記制御手段Ｃはプログラマブルコントローラから構成されるので、前述した各数値等を自在に変更し得る。
【００２８】
前記制御手段Ｃは、製氷運転が開始された後に、タンクフロートスイッチＴＳが前記製氷水タンク３４中の水位が規定水位まで低下して規定水位になったことを検出したときに、製氷運転を停止して除氷運転に切り替える制御を行なう。また、制御手段Ｃは、除氷運転開始後に、製氷板１８から氷塊が除去されることで急激に上昇するホットガスの温度を前記サーミスタ２４により検出し、該ホットガスの温度が予め設定された除氷完了温度に達したことを検出し、更に予め設定された除氷完了遅延時間の経過後に、除氷が完了したものと判定し、除氷運転を製氷運転に切り替えるように設定されている。更に、制御手段Ｃは、製氷運転が開始された後に、冷媒の温度が、予め設定された二重製氷検出温度(異常温度)にまで低下・一致したことをサーミスタ２４が検出した場合には、氷塊が製氷板１８から除去されておらず、前記製氷板１８に二重製氷となっている「異常状態」と判定し、自動製氷機１０の運転を停止すると共に、その旨を前記表示装置に表示して使用者に覚知させるようになっている。前記二重製氷検出温度とは、前記蒸発器２０を流通する冷媒が「通常状態」で最も低下する最低温度を下回る温度であり、製氷板１８に二重製氷が発生し、除氷運転完了後に該製氷板１８に氷塊が残ってしまった場合に検出される温度である。例えば「通常状態」で−２５℃まで低下する冷媒温度は、「異常状態」においては−３０℃を下回る。
【００２９】
また、前記二重製氷検知温度は、外気温に影響されて変動し、例えば夏場では上がり、一方冬場では下がるので、外気温サーミスタ２８で検出される外気温によって違う値に補正・設定されるようになっている。例えば、外気温サーミスタ２８で検出される外気温が２０℃を超える場合には、前記二重製氷検知温度は−２５℃に設定され、外気温が２０℃以下の場合には、前記二重製氷検知温度は−３０℃に設定される。
【００３０】
(実施例の作用)
次に、実施例に係る自動製氷機およびその制御方法の作用につき以下説明する。なお、製氷水タンク３４には、製氷部１６に所要の氷塊を生成するのに充分な製氷水が貯留され、除氷水タンク５４には次回の製氷水が貯留されると共に、該自動製氷機を正常に作動させる各種設定値が記憶部Ｍに入力されているものとする。そして、サーミスタ２４、圧力センサ２６、タンクフロートスイッチＴＳ、各種スイッチおよび外気温サーミスタ２８からの情報(信号)を基に、前記制御手段Ｃが製氷水供給系３０および冷却系４０等の各構成機器について作動制御することで、自動製氷機１０が運転される。
【００３１】
製氷運転が開始されると、冷却系４０から各製氷部１６の蒸発器２０に冷媒が循環供給されて両製氷板１８,１８が冷却されると共に、製氷水ポンプ３２が駆動され、製氷水タンク３４に貯留されている製氷水が、製氷水パイプ３８を介して製氷水散水ヘッダ３６に供給される。製氷水散水ヘッダ３６の散水孔を介して各製氷部１６に散布供給された製氷水は、各製氷板１８の製氷面を流下する過程で製氷板１８との熱交換により次第に冷却されて一部が製氷面に氷結する。また未氷結水は、製氷部１６の下方に配置した製氷水タンク３４に回収され、該製氷水タンク３４に貯留された製氷水も次第に冷却される。そして、製氷水タンク３４に回収された製氷水は、製氷水ポンプ３２により再び各製氷部１６に供給され、製氷面における氷塊の生成に伴って製氷水タンク３４における製氷水の量が次第に減少する。
【００３２】
前記各製氷板１８に完全な氷塊が生成すると、氷塊の生成分だけ製氷水タンク３４内の製氷水が減少する。そして、前記製氷水タンク３４内の製氷水の減少を、前記タンクフロートスイッチＴＳが検出することで、充分な厚さの氷塊が生成したと判定して圧縮機ＣＭの運転を継続しつつ電磁弁４４を閉成するポンプダウン運転を行なう。そしてポンプダウン運転によって、冷却系４０内を循環供給していた冷媒が回収され、該冷却系４０において電磁弁４４から圧縮機ＣＭに到る吸入管４８内の冷媒圧力が低下する。この冷媒圧力が一定値(例えば、０.０５ＭＰａ)以下になったことを前記圧力センサ２６が検出すると、除氷運転に移行して製氷水ポンプ３２が停止され、製氷水供給系３０における製氷水の循環供給が停止されると共に、前記ホットガス弁ＨＶが開放制御される。なお、この冷媒圧力の低下は、ポンプダウン運転の完了直前に最大となって最低値に到る。更に排水ポンプ３３がオン作動され、製氷水タンク３４内に残留している製氷に使用されなかった製氷水が自動製氷機１０外に排出される。この残留した製氷水の排出により、自動製氷機１０の作動による製氷水の蒸発に起因して該製氷水に含まれる例えはカルシウム塩等の不揮発性物質が濃縮した製氷水を、次回の製氷水に使用してしまう不都合を回避し得る。
【００３３】
前記ホットガス弁ＨＶの開放により、蒸発器２０にホットガスが循環供給され、また除氷水ポンプ５２によって圧送された除氷水が除氷水散布器５６を介して製氷板１８の裏側に散布供給されて流下し、製氷板１８と氷塊との氷結面を融解する。このように、ホットガスが循環供給されると共に、除氷水が供給されることで、各製氷板１８と氷塊との氷結面が融解され、各製氷板１８から除去された氷塊が貯氷室に放出貯留される。このとき前記除氷水の温度は、前記除氷水用サーモスタット６８により温度を検出され、一定温度以下になると、前記循環ポンプ６６を作動させて除氷水と吐出管４６とを接触させることによる熱交換により一定以上の温度に保持するようになっている。このため、除氷水の利用による製氷板１８の氷結面の融解が好適になされる。そして、製氷水タンク３４には、前記除氷水が流れ込み、次回の製氷運転に使用される製氷水として貯留され始める。なお、アイスクラッシャー１５は、除氷運転中は定速回転を継続する。また、前記サーミスタ２４が検出する冷媒温度は、前述した冷媒圧力が最低となった時点で最低となり、例えば自動製氷機１０の周囲温度が低い冬季期間中では−２５℃程度になる。
【００３４】
そして、各製氷板１８から氷塊が除去されると、蒸発器２０に循環供給されるホットガスの熱が氷結面の融解に使用されなくなるため、該蒸発器２０から出てくるホットガスの温度が上昇を始める。このホットガスの温度が、除氷完了温度になったことを前記サーミスタ２４が検出すると、氷塊は各製氷板１８から除去されたと判定する。そして、前記氷塊の製氷板１８からの除去を確実に達成するため、前記サーミスタ２４が温度上昇を検出した後、更に前記通常状態時除氷用タイマＤＴＮの計時完了を待って除氷運転を終了する。すなわち、ホットガス弁ＨＶは閉成制御され、ホットガスの循環供給が停止される。そして、製氷運転に移行し、同時に電磁弁４４が開放制御されて前記蒸発器２０に冷媒が循環供給され、かつ製氷水ポンプ３２が作動して製氷板１８に製氷水が散布供給される。また製氷運転開始と同時に給水弁ＷＶが開放制御されて、次回の除氷運転で使用される除氷水が除氷水タンク５４内に所定量供給される。
【００３５】
製氷運転に移行することで、前記蒸発器２０に循環供給される冷媒は、「通常状態」においては、先ず前述の除氷運転におけるホットガスの循環供給によって蓄積した熱を吸収するため、サーミスタ２４が配置される蒸発器２０の出口付近では温度は高くなる。前記膨張弁の自動開度制御をなす感温筒がこの高い温度を検出すると、蒸発器２０を流通する冷媒の温度に対応して該膨張弁の開度が大きくされて、蒸発器２０を流通する冷媒の量が増大する。従って、製氷板１８の熱を奪い取る熱交換能力が増大することになる。
【００３６】
これに対して、「異常状態」においては、蒸発器２０を流通する冷媒温度が除氷完了温度に至って、更に通常状態時除氷用タイマＤＴＮの計時が完了した後でも製氷板１８に氷塊が氷結して残留したままとなっている。従って、製氷板１８に氷が付着したままなので、蒸発器２０での熱交換効率が悪くなり冷媒が蒸発し難くなり、膨張弁が閉じる方向に作動して内部圧力が下がり温度も下がる。この冷媒温度の低下は、前述したポンプダウン運転中に最低となる冷媒温度(冬季期間中で−２５℃)をも下回り、冬季期間中にあっては−３０℃に達する。すなわち、「通常状態」において考えられない温度にまで冷媒温度が低下してしまう。そして、本実施例においては、この「通常状態」では考えられない温度(冬季期間中では−３０℃)を二重製氷検出温度として設定し、前記サーミスタ２４がこの温度を検出した場合に、前記制御手段Ｃが二重製氷が発生した「異常状態」であると判定する。
【００３７】
そして、前記サーミスタ２４が二重製氷検出温度を検出し、制御手段Ｃが「異常状態」と判定した場合、二重製氷を防止するため、圧縮機ＣＭおよび製氷水ポンプ３２が停止制御されて即座に製氷運転が中止される。すなわち、二重製氷が進行することがないので、該二重製氷に係る各種弊害は防止され、また該二重製氷を初期段階で確実に検出し得るので、「異常状態」から「通常状態」への回復も短時間で容易になし得る。一方、前記サーミスタ２４が「異常状態」を検出せず、「通常状態」と判定された場合には、製氷運転が続行され、以後、氷塊が貯氷室に充分に貯留されるまで製氷運転と除氷運転とが交互に繰り返される。
【００３８】
前記サーミスタ２４の検出によって「異常状態」と判定された場合を、図３を用いて説明すると、「製氷運転」−「除氷運転」を繰り返す「通常状態」のルーチンが、「異常状態」に係る制御ルーチンＲａに制御フローに移行する。具体的には、製氷運転を停止し(ステップＳ１)、直ぐに除氷運転に移行する(ステップＳ２)。このように直ぐに製氷運転から除氷運転に移行することで、二重製氷による弊害を最小限に抑え得る。また、「通常運転」時には除氷運転に移行すると共に作動を開始するアイスクラッシャー１５については、「異常状態」時には全く作動しないように制御される。このようにアイスクラッシャ−１５を制御することで、「異常状態」時の除氷運転において製氷部１６から放出される虞がある異常成長した氷塊の破砕による該アイスクラッシャー１５の破損を防止し得る。
【００３９】
「除氷運転」に移行すると、蒸発器２０にホットガスが循環供給され、製氷部１６に除氷水が供給され始める。「通常状態」において除氷運転の完了タイミングは、サーミスタ２４によって検出される吸入管４８内を流通する冷媒が除氷完了温度になったことと、該温度を検出した後の通常状態時除氷用タイマＤＴＮとによって決定されていたが、「異常状態」においては異常状態時除氷用タイマＤＴＡを使用したタイマカウントのみで制御される。すなわち、前記異常状態時除氷用タイマＤＴＡが一定時間のカウントを開始する(ステップＳ３)。そして、前記異常状態時除氷用タイマＤＴＡがカウントする時間は、「通常状態」においてサーミスタ２４による温度検出＋通常状態時除氷用タイマＤＴＮによって必要とされるカウント時間より一定時間だけ長い時間(例えば２分)に設定される。このように、前記吸入管４８を流通する冷媒の温度を用いずに時間のカウントだけで除氷を制御するので、製氷板１８から離氷できなかった氷塊を確実に除去し得る。
【００４０】
ステップＳ３での異常状態時除氷用タイマＤＴＡによるカウントが完了したら、自動製氷機１０の作動を停止する(ステップＳ４)。そして、この自動製氷機１０の作動停止に伴って、「異常状態」の発生により自動製氷機１０の運転が停止したことを、前記表示装置を介して使用者に覚知させるようになっている。この「異常状態」による自動製氷機１０の停止を使用者に覚知させることで、通常の機器停止とは異なることを使用者に明確に認識させ(ステップＳ５)、「異常状態」によって自動製氷機１０に発生することが予想される各種弊害を自動製氷機１０の運転再開に際して予め確認し得るようになっている。
【００４１】
このように本実施例に係る自動製氷機およびその制御方法によれば、製氷板１８からの氷塊の除去を検出し、製氷運転から除氷運転への移行を制御する情報(信号)を出力するべく、既に自動製氷機１０に組み込まれているサーミスタ２４を使用して二重製氷に係る「異常状態」を検出するので、専用の部材等を新たに設置する必要がない。すなわち、従来の製品に比較して、製造に係るコストが上昇することがない。なお、図３における「通常状態」時の製氷運転および除氷運転の詳細は省略している。
【００４２】
(別の実施例)
前述の実施例では、サーミスタ２４によって、除氷運転から製氷運転移行後の冷媒温度から「異常状態」を検出していたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図４に示す自動製氷機７０は、基本的に実施例に係る自動製氷機１０と同様の構造を備えており、更に各製氷板１８の両側下方にドレンパン７２,７２を配設すると共に、各ドレンパン７２の底部には該ドレンパン７２が受容した水を自動製氷機７０外へ排出するためのドレンホース７４が備えられている。具体的には、図５に示すように、各製氷部１６を構成する複数の製氷板１８,１８は、製氷面を対向するように所定間隔離間して配置されている(図５(ａ)参照)。このような構成においては、、対向する製氷板の夫々に二重製氷が発生することで氷塊が繋がって閉塞してしまう(図５(ｂ)参照)。すると、前記製氷板１８,１８間に入り込めない製氷水が、該製氷板１８,１８の両側に至ることになる。すなわち、各ドレンパン７２は、製氷板１８,１８間に入り込めない製氷水が、該製氷板１８,１８の両側に至って下方に流下する部位に配置されている。
【００４３】
すなわち、二重製氷が発生する「異常状態」となった場合に、製氷板１８に供給される製氷水が前記ドレンパン７２に流入するように構成されている。なお、前記各ドレンパン７２は、「通常状態」においては、製氷運転時に製氷板１８に発生する結露水や、除氷運転時に蒸発器２０の出入口付近に発生する除霜水が流れ込むように構成されている。また図４において、輪郭が実線の矢印は「異常状態」時の製氷水の流下経路を示し、輪郭が二点鎖線の矢印は「通常状態」時の製氷水の流下経路を示す。
【００４４】
そして前記各ドレンパン７２には、「異常状態」下に流入して溜まる製氷水によって水位が上昇して異常水位と一致した際に、該異常水位を検出するフロートスイッチ(水位検出手段)ＦＳが備えられている。そして、制御手段Ｃは、フロートスイッチＦＳが異常水位を検出しなければ、自動製氷機７０が「通常状態」と判定し、異常水位を検出した場合には「異常状態」と判定する。なお、前記自動製氷機７０の電気的制御の全般を統括する制御手段Ｃは、基本的に図２に示す自動製氷機１０の制御手段Ｃとほぼ同様であり、フロートスイッチＦＳが付加されている点が異なる。すなわち、自動製氷機７０に係る制御手段Ｃには、図６に示す如く、圧縮機ＣＭ、ファンモータＦＭ、電磁弁４４、ホットガス弁ＨＶ、給水弁ＷＶ，製氷水ポンプ３２、排水ポンプ３３、除氷水ポンプ５２、循環ポンプ６６、タンクフロートスイッチＴＳ、フロートスイッチＦＳ、サーミスタ２４、圧力センサ２６、外気温サーミスタ２８、除氷水用サーモスタット６８、各種スイッチおよび表示装置が接続され、これら各構成要素に基づく制御手段Ｃの制御下に、ポンプ３２,３３および冷却系４０等の機器が所定の運転動作を行なうようになっている。
【００４５】
前記ドレンホース７４は、図７に示す如く、自動製氷機７０が「通常状態」である場合には、ドレンパン７２が受容する水を多量に溜めることなく排出し得るように設定されている(図７(ａ)参照)。具体的には、「通常状態」において製氷板１８に発生してドレンパン７２が受容する結露水の量や、蒸発器２０の出入口付近に発生してドレンパン７２に流入する除霜水の量を許容排水量として、該許容排水量の排出を達成するように内径寸法が設定されている。すなわち、「通常状態」においてドレンパン７２が受容する水は、前記ドレンホース７４を介して全量が外部に速やかに排出されるため、前記ドレンパン７２内の水位が上昇することはない。一方、自動製氷機７０に二重製氷が発生して「異常状態」となった場合、前記ドレンパン７２にはドレンホース７４が排出し得る量を超えた水が流入することになる。
【００４６】
従って、「異常状態」に際しては、前記ドレンパン７２内の水位が徐々に上昇し、水位が異常水位まで上昇したことを前記フロートスイッチＦＳが検出する(図７(ｂ)参照)。そして、フロートスイッチＦＳの検出動作が一定時間(例えば２秒間)継続した場合は、前記製氷水ポンプ３２を停止すると共に、自動製氷機７０の冷却系４０の運転も停止される。これにより、「異常状態」が継続して二重製氷が進行し、該二重製氷の発生によって製氷部１６やアイスクラッシャー１５の破損や、貯氷室に水が流入するような事態を回避し得る。なお、前述の実施例と同様に、「異常状態」の発生により自動製氷機７０の運転が停止したことを前記表示装置を介して使用者に覚知させ、通常の機器停止とは異なることを使用者に明確に認識させている。
【００４７】
(変更例)
(１)前述の実施例では、二重製氷を検出して「異常状態」と判断されたときには、異常状態時除氷用タイマＤＴＡを用いて、「通常状態」においてサーミスタ２４による温度検出＋通常状態時除氷用タイマＤＴＮによって必要とされるカウント時間より一定時間長い時間となる除氷を行なうようにしていたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、「通常状態」における除氷運転の完了後、更に前記製氷水タンク３４に水を供給した後、圧縮機ＣＭを停止状態のままで、前記製氷水ポンプ３２を作動させて該製氷水タンク３４内に貯留される水を前記製氷板１８に供給する「洗浄運転」を実施するように制御手段Ｃで制御するようにしてもよい。この「洗浄運転」の実施によって、製氷板１８から離氷せずに残留している氷塊が非常に大きく、前述の「異常状態」時に実施される除氷運転でも除去できない場合であっても、該氷塊を確実に除去し得る。なお、ここで説明した「洗浄運転」は、冷却系４０を停止させたまま実施する「製氷運転」と変わりがないため、制御手段Ｃを構成するプログラマブルコントローラのリプログラムは非常に容易であり、また新たな構成を自動製氷機に付加する必要がないので、安価に実施可能な利点もある。
【００４８】
(２)前述の実施例では、サーミスタ２４で検出する製氷運転開始時の冷媒温度は、外気温が２０℃を超える場合と、２０℃以下の場合とで変更して制御していたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、外気温とサーミスタ２４で検出する温度との関係を関数化する等して、外気温によって「異常状態」を検出する温度を設定し、これらの温度によって自動製氷機を制御してもよい。この場合、「異常状態」の検出精度が正確になる。
(３)前述の実施例や、変更例(２)では、外気温サーミスタ２８によって検出される外気温によって、「異常状態」を検出する温度を自動的に補正・設定するようにしていたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、外気温の変動が年間を通して余りない地域における自動製氷機の使用を考え、「異常状態」を検出する温度を手動で補正・設定できるようにしてもよい。この場合、自動製氷機の製造コストを低減し得る。
(４)前述の実施例や、別の実施例では、冷媒温度検出手段および外気温検出手段としてサーミスタを使用し、製氷水タンク水位検出手段や、ドレンパンの水位検出手段としてフロートスイッチを使用しているが、本発明はこれに限定されるものではない。温度検出手段としては、例えば複数のサーモスタット等によって温度を検出してもよく、また水位検出手段としては、例えば非接触式の水位センサ等によって水位を検出してもよい。
(５)前述の実施例では、所謂流下式の自動製氷機を例に挙げているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばクローズドセル方式やオープンセル方式の密閉型の製氷機構、その他の製氷機構を備える自動製氷機について採用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の好適な実施例に係る自動製氷機を示す概略図である。
【図２】実施例に係る自動製氷機を制御する制御手段の一部を示すブロック図である。
【図３】実施例に係る「異常状態」時の制御を示すフロー図である。
【図４】別の実施例に係る自動製氷機を示す概略図である。
【図５】別の実施例に係る複数の製氷板の間が氷塊で閉塞した場合の製氷水の流れを示す説明図である。
【図６】別の実施例に係る自動製氷機を制御する制御手段のブロック図の一部である。
【図７】別の実施例に係るドレンパンの通常状態および異常状態におけるドレンパンフロートスイッチを示す説明図である。
【符号の説明】
【００５０】
１８  製氷板,  ２０  蒸発器,  ３４  製氷水タンク,  ３２  製氷水ポンプ
４８  吸入管,  ２４  サーミスタ(冷媒温度検出手段),  
２８  外気温サーミスタ(外気温検出手段),  ７２  ドレンパン,  ７４  ドレンホース
ＣＭ  圧縮機,  ＦＳ  フロートスイッチ(水位検出手段)
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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