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JP2008064322A - 自動製氷機 - Google Patents

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Norikazu Morimoto
了司 森本
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Hoshizaki Electric Co Ltd
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Hoshizaki Electric Co Ltd
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Abstract

【課題】簡単な構成で製氷サイクルの残り時間を表示する。
【解決手段】制御手段32は、製氷サイクルに要する製氷時間を計時する製氷用タイマMTと、製氷用タイマMTで計時された製氷時間を記憶可能な記憶部46を備える。制御手段32は、製氷用タイマMTで計時した製氷時間を記憶部46に記憶させ、記憶部46に記憶した前回の製氷サイクルにおける製氷時間を基に、現在行なわれている製氷サイクルの開始から現在までの経過時間を減算した残り時間を表示手段48に表示する。
【選択図】図2

Description

本発明は、製氷サイクル中に、該製氷サイクルが終了するまでの残り時間を表示手段に表示し得るようにした自動製氷機に関するものである。
自動製氷機は、製氷部に配設した冷却器を、冷媒管を介して圧縮機や凝縮器等に接続した冷凍装置を備え、製氷サイクルにおいては、冷却器に循環供給される冷媒により冷却される製氷部に製氷水を供給して氷塊を生成する。そして、製氷部に完全な氷塊が生成されると、冷凍装置に介挿したホットガス弁を開放し、冷却器にホットガス(高温冷媒)を供給して製氷部を加熱する除氷サイクルに切換えることで、製氷部と氷塊との氷結面を融解して氷塊を離氷してストッカ内に落下放出させる。製氷部から氷塊が放出されるとホットガス弁を閉成して、再び製氷サイクルに切換える。このように、自動製氷機は、製氷サイクルと除氷サイクルとを交互に繰返すことで、多量の氷塊を自動的に製造するよう構成されている。
前記自動製氷機においては、現在行なわれている製氷サイクルまたは除氷サイクルの経過時間、あるいは終了までの時間を知りたいと云う要請がある。しかるに、従来の自動製氷機は、運転中に時間表示を行なう手段がないため、製氷サイクルにおいては製氷水の残水量、また除氷サイクルにおいては製氷部からの氷塊の離氷具合から、経過時間や残り時間を推定することが行なわれていた。しかしながら、残水量や離氷具合からは大まかな経過時間や残り時間しか推定できず、特にメンテナンス時等、所定のタイミングでの動作を確認したいときなどは、推定した時間が違っていた場合は見逃してしまい、次サイクルまで再度待たなければならず、メンテナンス性に劣る難点が指摘される。
そこで、製氷時間を算出して残り時間を表示手段に表示することで、作業者に製氷サイクルの終了時間を知らせる製氷装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
特開平5−248743号公報
前記特許文献1に開示の製氷装置では、製氷サイクル中において冷媒温度が所定温度まで低下する時間を計測し、得られた計測時間と、周囲温度や製氷水温等を考慮した演算式とに基づいて製氷時間を算出している。このため、複数の温度検出手段が必要になって構造が複雑になる。また、製氷装置の設置場所や製氷条件等に合った適正な演算式を求めるのに手間が掛かる。更に、特許文献1の装置は、あくまでも演算式を用いて残り時間を推定するものであるため、演算式が適正でない場合は、推定した残り時間と実際の残り時間とが大きく異なることも考えられる。
すなわちこの発明は、従来の技術に内在する前記課題に鑑み、これらを好適に解決するべく提案されたものであって、簡単な構成で製氷サイクルの残り時間を表示することができる自動製氷機を提供することを目的とする。
前記課題を克服し、所期の目的を好適に達成するため、本願の請求項1の発明に係る自動製氷機は、
製氷機構の製氷部を冷却して氷塊を生成する製氷サイクルと、該製氷部を加熱して氷塊を融解離氷する除氷サイクルとを交互に繰返す自動製氷機において、
前記製氷サイクルに要する製氷時間を計時する計時手段と、
製氷サイクル中に、前回の製氷サイクルで計時した製氷時間から、現在の製氷サイクルにおける経過時間を減算した製氷残り時間を表示手段に表示する制御手段とを備えたことを特徴とする。
請求項1の発明によれば、前回の製氷サイクルに要した製氷時間を基に、現在の製氷サイクルの終了までの製氷残り時間を表示するよう構成したから、各種温度検出手段を用いることなく簡単な構成で製氷残り時間を表示することができる。また、演算式等を用いて残り時間を推定するものではないので、算出した製氷残り時間と現在の製氷サイクルが実際に終了するまでの時間との誤差を小さく抑えることができる。なお、機械の運転が不安定になると、前回の製氷時間を基に算出した製氷残り時間と、現在の製氷サイクルが実際に終了する時間との誤差が大きくなるから、その誤差の大きさによって機械故障を早期に発見することが可能となる。
請求項2の発明は、前記除氷サイクルに要する除氷時間を計時する第2の計時手段を備え、前記制御手段は、除氷サイクル中に、前回の除氷サイクルで計時した除氷時間から、現在の除氷サイクルにおける経過時間を減算した除氷残り時間を前記表示手段に表示することを要旨とする。
請求項2の発明によれば、除氷サイクルが終了するまでの除氷残り時間を簡単に知ることができる。
本発明に係る自動製氷機によれば、現在行なわれている製氷サイクルが終了するまでの製氷残り時間を簡単な構成で表示することができる。また、実際に計時した前回の製氷時間を用いることで、算出した製氷残り時間と現在の製氷サイクルが実際に終了するまでの時間との誤差を小さく抑えることができる。
次に、本発明に係る自動製氷機につき、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。実施例では、流下式の製氷機構を備える自動製氷機を挙げて説明するが、製氷機構としては、オープンセルタイプ、クローズセルタイプ等の噴射式、その他各種の方式のものであってもよい。
図1は、実施例に係る自動製氷機の概略構成を示すものであって、該自動製氷機の製氷機構は、縦向き姿勢で配置された製氷板(製氷部)10の裏面に、冷凍装置12を構成する冷却器14が密着固定され、製氷サイクル時に該冷却器14に冷媒を循環させて製氷板10を強制冷却するよう構成される。この製氷板10の直下には、除氷サイクルにより該製氷板10から離氷されて落下する氷塊Mを、斜め下方に配設したストッカ16に案内する案内板18が傾斜姿勢で配設されている。この案内板18には多数の通孔が穿設されており、製氷サイクルに際し前記製氷板10の前面(以後「製氷面」と云う)に供給された製氷水、および除氷サイクルに際し製氷板10の裏面に供給された除氷水は、該案内板18の通孔を介して下方に位置する製氷水タンク20に回収されるようになっている。
前記製氷水タンク20から循環ポンプPMを介して導出した製氷水供給管22は、前記製氷板10の上方に設けた製氷水散布器24に接続している。この製氷水散布器24には多数の散水孔が穿設され、製氷サイクル時に製氷水タンク20からポンプ圧送される製氷水を、前記散水孔から前記製氷板10の氷結温度まで冷却されている製氷面に散布するよう構成される。そして、製氷面を流下する製氷水が氷結することで、該製氷面に所定形状の氷塊Mが生成されるようになっている。
図示の自動製氷機には、除氷サイクルに際して、前記製氷板10の裏面に常温の水(以下「除氷水」と云う)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が、前述した製氷水供給系とは別に設けられている。すなわち、外部水道系に接続する除氷水供給管26が、図1に示す如く、前記製氷板10の裏面上部に設けた除氷水散布器28に給水弁WVを介して接続されている。そして、除氷サイクルに際して給水弁WVを開放することで、外部水道系から供給された除氷水は、除氷水散布器28に穿設した多数の散水孔を介して製氷板10の裏側に散布供給されて流下し、製氷板10と氷塊Mとの氷結面を融解するようになっている。なお、製氷板10の裏側を流下した除氷水は、製氷水と同様に前記案内板18の通孔を介して製氷水タンク20に回収され、これが次回の製氷水として使用される。
前記製氷水タンク20にはオーバーフロー管30が配設され、該タンク20中に貯留される製氷水の貯留量を規制するようになっている。すなわち、除氷サイクルに際して製氷水タンク20に回収される除氷水により、所定水位を越えてオーバーフロー管30の上端開口から入った除氷水(製氷水)を機外に排出するよう構成されている。なお、前記給水弁WVは、除氷サイクルが開始されると同時に計時を開始する給水タイマWTに設定された給水時間だけ開放され、該給水タイマWTが給水時間を計時したときに閉成されるよう図2に示す制御手段32により制御される。また、除氷サイクルに際して外部水道系から製氷板10に供給される除氷水の量が、前記製氷水タンク20においてオーバーフロー管30で規定される貯留量よりも多くなるように給水タイマWTの給水時間が設定され、次回の製氷水が不足しないようにしてある。
前記製氷水タンク20には、図1に示すフロートスイッチFSが配設されている。このフロートスイッチFSは、製氷水タンク20中の水位を検出するもので、実際の水位が、予め設定された規定水位より高ければON状態となり、規定水位まで低下するとオフ状態となるよう設定される。実施例では、前記オーバーフロー管30で規定される上限の水位から製氷サイクルが開始されて、前記製氷板10に氷塊Mが生成されることで製氷水タンク20中の水位が低下し、氷塊Mが完全に生成されたときの下限の水位を、前記規定水位としている。
前記冷凍装置12は、図1に示す如く、圧縮機CM、凝縮器34、ラインバルブLV、膨張弁36および前記冷却器14を、この順で冷媒管38,40により接続して構成される。ラインバルブLVは、製氷サイクルの際に開放し、除氷サイクルに際して閉成するよう前記制御手段32により制御される。そして、製氷サイクルにおいて、圧縮機CMで圧縮された気化冷媒は、吐出管(冷媒管)38を経て凝縮器34で凝縮液化し、ラインバルブLVを経て膨張弁36で減圧され、冷却器14に流入してここで一挙に膨張して蒸発し、前記製氷板10と熱交換を行なって、該製氷板10を氷点下にまで冷却させるようになっている。この冷却器14で蒸発した気化冷媒は、吸入管(冷媒管)40を経て圧縮機CMに帰還して再度凝縮器34に供給されるサイクルを反復する。また冷凍装置12は、圧縮機CMの吐出管38から分岐するホットガス管42を備え、このホットガス管42は、ホットガスバルブHVを経て冷却器14の入口側に連通されている。ホットガスバルブHVは、製氷サイクルの際には閉成し、除氷サイクルに際して開放するよう制御手段32により制御される。そして、除氷サイクルにおいて、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バルブHVおよびホットガス管42を介して冷却器14にバイパスさせ、製氷板10を加熱することにより、製氷面に生成される氷塊Mの氷結面を融解させて、該氷塊M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、ラインバルブLVおよびホットガスバルブHVを開閉制御することで、製氷サイクルと除氷サイクルとが交互に繰返されて、氷塊Mが製造されるようになっている。なお、図中の符号FMは、製氷サイクル時に運転(ON)されて凝縮器34を空冷するファンモータを示す。
前記冷却器14の冷媒出口側に接続する前記吸入管40には、製氷板10と熱交換を行なった後の冷媒の出口温度を検出する温度検出手段としてのサーミスタ等の温度センサ44の感温部が密着的に配設されている。そして、この温度センサ44の検出温度は、制御手段32に入力されるようになっている。
自動製氷機は、その電気的制御の全般を統括するマイクロコンピュータ等からなる制御手段32を備える。制御手段32には、図2に示す如く、圧縮機CM、ファンモータFM、ラインバルブLV、ホットガスバルブHV、給水弁WV,循環ポンプPM、温度センサ44およびフロートスイッチFSが接続されている。制御手段32は、製氷サイクルが開始された後に、前記製氷水タンク20中の水位が規定水位まで低下して前記フロートスイッチFSがONからOFFに動作(規定水位の検出)したときに、製氷サイクルを停止して除氷サイクルに切換える制御を行なう。また制御手段32は、除氷サイクルが開始されて冷却器14に供給されるホットガスにより加熱された製氷板10から氷塊Mが離氷することにより急激に温度上昇する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温度センサ44が検出することで、除氷が完了したものと判断し、除氷サイクルを停止して製氷サイクルに切換える制御を行なうよう設定されている。
前記制御手段32は、図2に示す如く、前記給水タイマWT、製氷サイクルに要する製氷時間を計時する製氷用タイマ(計時手段)MTおよび除氷サイクルに要する除氷時間を計時する除氷用タイマ(第2の計時手段)DTを備える。また制御手段32は、製氷用タイマMTおよび除氷用タイマDTで計時された製氷時間および除氷時間を記憶可能な記憶部46を備える。製氷用タイマMTは、製氷サイクルの開始と同時に計時を開始し、製氷サイクルの終了により計時を停止するよう設定される。また除氷用タイマDTは、除氷サイクルの開始と同時に計時を開始し、除氷サイクルの終了により計時を停止するよう設定されている。具体的には、製氷用タイマMTについては、前記温度センサ44が除氷完了温度を検出したときから計時を開始し、前記フロートスイッチFSが規定水位を検出したときに計時を停止するようになっている。また除氷用タイマDTについては、フロートスイッチFSが規定水位を検出したときに計時を開始し、温度センサ44が除氷完了温度を検出したときに計時を停止するようになっている。なお、製氷用タイマMTおよび除氷用タイマDTの計時が停止すると、計時された製氷時間および除氷時間は記憶部46に記憶され、各タイマMT,DTはリセットされるよう設定してある。
前記制御手段32は、製氷用タイマMTで計時した製氷時間を記憶部46に記憶させ、該記憶部46に記憶した前回の製氷サイクルにおける製氷時間を基に、現在行なわれている製氷サイクルの開始から現在までの経過時間を減算した残り時間(以後、製氷残り時間と称す)を、該制御手段32に接続する表示手段48に表示するようになっている。また制御手段32は、除氷用タイマDTで計時した除氷時間を記憶部46に記憶させ、該記憶部46に記憶した前回の除氷サイクルにおける除氷時間を基に、現在行なわれている除氷サイクルの開始から現在までの経過時間を減算した残り時間(以後、除氷残り時間と称す)を、表示手段48に表示するようになっている。なお、前回の製氷時間および除氷時間から減算する製氷サイクルの開始からの経過時間および除氷サイクルの開始からの経過時間については、前記製氷用タイマMTおよび除氷用タイマDTで計時されている時間を利用している。
〔実施例の作用〕
次に、実施例に係る自動製氷機の作用について、図3および図4のフローチャートを参照して説明する。前記温度センサ44による除氷完了温度の検出により除氷サイクルが終了し、図3に示すように製氷サイクルが開始される(ステップS1)と、前記冷凍装置12の圧縮機CMは運転を継続(ON)したままファンモータFMが起動(ON)し、ラインバルブLVが開放(ON)すると共にホットガスバルブHVが閉成(OFF)する。また、循環ポンプPMが起動(ON)する。なお、このときには前記給水弁WVは閉成(OFF)しており、製氷板10に対する除氷水の供給は行なわれていない(ステップS2)。また、前記製氷水タンク20には、オーバーフロー管30で規定される上限の水位まで製氷水が貯留されており、前記フロートスイッチFSはON状態となっている。更に、前記製氷用タイマMTの計時が開始される(ステップS3)。
製氷サイクルの開始により、前記製氷板10は冷却器14内を循環する冷媒と熱交換を行なって強制冷却され、前記製氷水タンク20から循環ポンプPMを介して製氷板10の製氷面に供給される製氷水は徐々に氷結を始める。なお、氷結することなく製氷面から落下する製氷水は、前記案内板18の通孔を介して製氷水タンク20に回収され、再び製氷板10に供給される。また、製氷板10に製氷水が徐々に氷結することで、製氷水タンク20に回収される製氷水が少なくなり、該タンク20中における製氷水の水位は次第に下がる。
前記制御手段32は、前記記憶部46に記憶されている前回の製氷サイクルの製氷時間から、製氷用タイマMTで計時されている現在の製氷サイクルの経過時間を減算して製氷残り時間を算出する(ステップS4)。そして、制御手段32は、算出された製氷残り時間を前記表示手段48に表示する(ステップS5)。これにより、作業者は、あと何分で製氷サイクルが終了するのかを知ることができ、表示されている製氷残り時間に基づいて今後の作業予定を立てることができる。
図3のステップS6で、前記フロートスイッチFSが規定水位を検出したか否かを判定し、検出していなければ、ステップS6が否定(NO)されてステップS4に戻って前記フローを繰り返す。すなわち、ステップS6が肯定されるまでは、製氷サイクルの経過時間の経過に伴って減算された製氷残り時間が前記表示手段48に逐次表示される。前記製氷板10に完全な氷塊Mが生成され、製氷水タンク20中の製氷水の水位が規定水位まで下がることでフロートスイッチFSがOFF状態になるとステップS6が肯定され、制御手段32は、製氷サイクルを終了する(ステップS7)。また、前記製氷用タイマMTの計時が停止し(ステップS8)、計時された製氷時間は前記記憶部46に記憶される(ステップS9)。そして、製氷用タイマMTはリセットされて、除氷サイクルが開示される(ステップS10)。
前記フロートスイッチFSによる規定水位の検出により製氷サイクルが終了し、図4に示すように除氷サイクルが開始される(ステップS20)と、前記冷凍装置12の圧縮機CMは運転を継続したままファンモータFMが停止(OFF)し、ラインバルブLVが閉成(OFF)すると共にホットガスバルブHVが開放(ON)する。また、循環ポンプPMが停止(OFF)すると共に、給水弁WVは開放(ON)して、製氷板10に対する除氷水の供給が開始される(ステップS21)。更に、前記除氷用タイマDTの計時が開始される(ステップS22)。なお、前記給水タイマWTが計時を開始する。
除氷サイクルの開始により、前記冷却器14にホットガスが循環供給されると共に、除氷水が前記製氷板10の裏面に供給されることで、製氷板10が加熱されて、氷塊Mとの氷結面が融解する。製氷板10から氷塊Mが徐々に離氷して負荷が少なくなると、ホットガスの出口温度は上昇する。前記給水弁WVは、給水タイマWTが給水時間を計時した時点で閉成され、このときには前記製氷水タンク20中にはオーバーフロー管30で規定される上限水位まで製氷水が貯留されると共に、前記フロートスイッチFSはON状態となる。
前記制御手段32は、前記記憶部46に記憶されている前回の除氷サイクルの除氷時間から、除氷用タイマDTで計時されている現在の除氷サイクルの経過時間を減算して除氷残り時間を算出する(ステップS23)。そして、制御手段32は、算出された除氷残り時間を前記表示手段48に表示する(ステップS24)。これにより、作業者は、あと何分で除氷サイクルが終了するのかを知ることができ、表示されている除氷残り時間に基づいて今後の作業予定を立てることができる。
図4のステップS25で、前記温度センサ44が除氷完了温度を検出したか否かを判定し、検出していなければ、ステップS25が否定(NO)されてステップS23に戻って前記フローを繰り返す。すなわち、ステップS25が肯定されるまでは、除氷サイクルの経過に伴って減算された除氷残り時間が前記表示手段48に逐次表示される。前記製氷板10から氷塊Mが完全に離氷し、ホットガスの温度上昇により温度センサ44が除氷完了温度を検出するとステップS25が肯定され、制御手段32は、除氷サイクルを終了する(ステップS26)。また、前記除氷用タイマDTの計時が停止し(ステップS27)、計時された除氷時間は前記記憶部46に記憶される(ステップS28)。そして、除氷用タイマDTはリセットされて、製氷サイクルが開示される(ステップS29)。
実施例の自動製氷機では、前回行なわれた製氷サイクルに要した製氷時間、および前回行なわれた除氷サイクルに要した除氷時間を基に、現在行なわれている製氷サイクルおよび除氷サイクルの残り時間を算出して表示手段48に表示している。従って、残り時間を推定するために周囲温度や製氷水温を検出する温度検出手段を用いる必要はなく、構成は簡単で製造コストを低廉に抑えることができる。しかも、複残な演算式を用いるものではないので、制御手段32の負荷も低減する。また、自動製氷機が実際に設置されている状況および製氷条件によって実際に計時して製氷時間および除氷時間を基に残り時間を算出しているから、算出した残り時間と現在の製氷サイクルおよび除氷サイクルが実際に終了するまでの時間との誤差を小さく抑えることができる。
ここで、自動製氷機に不具合が発生すると、前回の製氷時間や除氷時間を基に算出した製氷残り時間や除氷残り時間と、現在の製氷サイクルや除氷サイクルが実際に終了する時間との誤差が大きくなる。従って、前記表示手段48に表示されている製氷残り時間や除氷残り時間に対し、実際に製氷サイクルや除氷サイクルが終了した時間が大きく違っている場合は、機械故障が発生していると判断することができる。すなわち、機械故障を早期に発見して対処することが可能となる。
〔変更例〕
本願は前述した実施例の構成に限定されるものでなく、その他の構成を適宜に採用することができる。
1. 実施例では、製氷サイクルの終了を検出する製氷完了検出手段としてフロートスイッチを挙げて説明したが、該製氷完了検出手段としては、除氷完了温度を検出する温度センサを用い、該温度センサが製氷完了温度を検出したときに製氷サイクルを停止して除氷サイクルに切換えるようにしたものであってもよい。この場合は、温度センサが製氷完了温度を検出したときに、製氷用タイマの計時を停止すると共に、除氷用タイマの計時を開始するようにする。
2. 実施例では、製氷時間を計時する製氷用タイマ(計時手段)と除氷時間を計時する除氷用タイマ(第2の計時手段)とを別々に設けた場合で説明したが、1つのタイマ(計時手段)で兼用するようにしてもよい。
3. 実施例では、記憶部に前回の製氷サイクルおよび除氷サイクルの製氷時間および除氷時間を記憶したが、過去の複数の製氷時間および除氷時間を記憶部に記憶させるようにしてもよい。この場合は、記憶部に記憶されている製氷時間や除氷時間を比較することで、製氷機の異常等の判定に役立てることができる。例えば、正常運転時の製氷時間や除氷時間を予め基準時間として設定し、該基準時間と各製氷時間や除氷時間とを比較して、所定以上の誤差があった場合に異常発生と判定して、ランプやブザー等の警報手段により報知するようにすることができる。
4. 実施例では、除氷サイクル中に除氷残り時間を表示手段に表示するようにしたが、除氷時間は製氷時間に比較して短かいので、経過時間を表示手段に表示するようにしてもよい。
5. 製氷サイクル中や除氷サイクル中において、製氷残り時間や除氷残り時間が、予め設定された時間になったときに制御信号を出力する信号出力手段を制御手段に設けるようにしてもよい。この構成によれば、製氷サイクルや除氷サイクルの終了前に、信号出力手段から出力する制御信号によって、氷塊撹拌装置、氷塊搬出装置等の外部機器を予め動作させておくことができる。
実施例に係る自動製氷機の概略構成図である。 実施例に係る自動製氷機の制御ブロック図である。 実施例に係る自動製氷機の製氷サイクル時のフローチャート図である。 実施例に係る自動製氷機の除氷サイクル時のフローチャート図である。
符号の説明
10 製氷板(製氷部),32 制御手段,48 表示手段,M 氷塊
MT 製氷用タイマ(計時手段),DT 除氷用タイマ(第2の計時手段)

Claims (2)

  1. 製氷機構の製氷部(10)を冷却して氷塊(M)を生成する製氷サイクルと、該製氷部(10)を加熱して氷塊(M)を融解離氷する除氷サイクルとを交互に繰返す自動製氷機において、
    前記製氷サイクルに要する製氷時間を計時する計時手段(MT)と、
    製氷サイクル中に、前回の製氷サイクルで計時した製氷時間から、現在の製氷サイクルにおける経過時間を減算した製氷残り時間を表示手段(48)に表示する制御手段(32)とを備えた
    ことを特徴とする自動製氷機。
  2. 前記除氷サイクルに要する除氷時間を計時する第2の計時手段(DT)を備え、前記制御手段(32)は、除氷サイクル中に、前回の除氷サイクルで計時した除氷時間から、現在の除氷サイクルにおける経過時間を減算した除氷残り時間を前記表示手段(48)に表示する請求項1記載の自動製氷機。
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