JPH0638299Y2

JPH0638299Y2 - 自動製氷機

Info

Publication number: JPH0638299Y2
Application number: JP1987155652U
Authority: JP
Inventors: 安夫原
Original assignee: Hoshizaki Electric Co Ltd
Current assignee: Hoshizaki Electric Co Ltd
Priority date: 1987-10-12
Filing date: 1987-10-12
Publication date: 1994-10-05
Anticipated expiration: 2002-10-12
Also published as: JPH0160166U

Description

【考案の詳細な説明】産業上の利用分野この考案は自動製氷機に関し、更に詳細には、その製氷
運転中において、圧縮機の焼損防止や消費電力の浪費防
止を有効に図り得る保護装置を備える自動製氷機に関す
るものである。

従来技術角氷や板氷その他各種形状の氷を多数連続的に製造する
ための自動製氷機がその用途に応じて好適に使い分けら
れている。例えば、製氷室に画成されて下方に開放す
る多数の製氷小室を、水皿により開閉自在に閉成し、こ
の水皿から製氷水を噴射供給して当該製氷小室中に角氷
を徐々に形成するようにした所謂クローズドセル方式の
製氷機や、下方に開放する多数の製氷小室に、水皿を
介することなく製氷水を直接供給し、角氷を該小室中に
形成するようにした所謂オープンセル方式の製氷機や、
製氷板を傾斜配置し、この製氷板の表面または裏面に
製氷水を流下供給し、当該製氷板面上に板氷を形成する
流下式製氷機等が広く普及している。

これらの自動製氷機は一般に、その機体上方に製氷機構
を備えると共に、機体下部に前記製氷機構を冷却するた
めの冷凍系を備え、前記冷凍系は、圧縮機凝縮器、キャ
ピラリーチューブ、蒸発器等の諸部材から構成されてい
る。この冷凍系から導出した蒸発器は、製氷機構におけ
る製氷部に配設されて該製氷部を冷却する。他方製氷水
をこの冷却保持した製氷部に循環供給することによって
氷を生成し、当該水が所定の大きさに成長したことを製
氷完了検知装置により検知して製氷水の供給を停止す
る。次いで弁体の切換えにより、圧縮機からの高温冷媒
ガスを、バイパス管を介して蒸発器に供給して製氷部を
加熱し、該製氷部で生成された氷を自重落下させて、下
方に配置したストッカーに回収貯留するようになってい
る。なお冷凍系の凝縮器は、一般にフィンアンドチュー
ブ形が用いられ、、冷却ファンにより該凝縮器を強制冷
却する。

前述した如く、除氷運転時に蒸発器には、高温の冷媒ガ
スが直接供給されるが、このときに凝縮器に液冷媒が滞
留するのを抑制すると共に、冷凍回路内の内部圧力を高
めるために、凝縮器の凝縮能力を低下させることが一般
に行なわれる。また、冷媒ガスの循環量を増大させるこ
とにより、蒸発器の加熱を促進させている。

この凝縮器の凝縮能力を低下させる方法としては、通
常、空冷凝縮器にあっては、その空冷用ファンモータの
運転を停止し、また水冷凝縮器にあっては、冷却水の供
給を停止させるので一般的である。

また除氷運転の完了を検知するには、一般に次の如き方
法が採用されている。すなわち、製氷室に生成された
氷塊が落下（除氷）すると、その製氷室の温度が急上昇
する。この製氷室の温度上昇を、当該製氷室の側壁等に
配設したサーミスタ等の感温素子からなる温度検知装置
により監視し、所定温度にまで上昇したことを検知した
際に、除氷終了を判断する。あるいは、氷塊が製氷室
から放出され貯氷庫等へ滑落する途中で、棒等の検出部
材に氷塊を当接させ、この部材の位置移動によりマイク
ロスイッチを押圧作動させることで、除氷運転の完了を
検知する。

考案が解決しようとする問題点先に述べた従来技術に係る自動製氷機では、その製氷運
転中に除氷完了検知手段が故障したり、何等かの原因に
より除氷完了を検知し得なくなると、実際には除氷が完
了したにも拘らず、除氷運転が継続されて、以下の如き
問題を生ずる。すなわち、除氷運転が続行すると、氷を放出した製氷室の温度は
急上昇を続け、製氷室の蒸発器から吸入管を経て圧縮機
に吸入される冷媒は高温ガス状態のままとなる。このた
め、冷凍系における圧縮機の内部温度が急上昇すると共
に、該圧縮機から吐出される冷媒ガスの温度も更に上昇
する。従って圧縮機は、冷凍回路内の内部圧力の上昇お
よび圧縮機内部温度の上昇により過負荷運転となり、モ
ータ電流が増加し圧縮機ケース温度が異常高温を来す。

圧縮機には、過負荷保護装置が通常設けられており、圧
縮機ケース温度が所定温度以上になると、この過負荷保
護装置が作動して圧縮機への通電を遮断し、その動作を
停止させるようになっている。しかし、圧縮機が停止す
ると、冷凍回路内の冷媒圧力は徐々に低下し、また圧縮
機本体の温度も自然放熱によって徐々に低下するので、
前記過負荷保護装置が自動復帰して圧縮機への通電が再
開され、従って圧縮機の過負荷運転が再開されることに
なる。そして過負荷保護装置が再作動し、圧縮機が停止
するサイクルを反復する。

すなわち、除氷完了が検知されないで、除氷運転が続行
されると、これをユーザーが気付いて対処しない限り、
圧縮機は過負荷運転状態と停止状態とを反復することに
なる。これは、消費電力の浪費を招来するだけでなく、
圧縮機の過負荷運転により回転部における潤滑油の劣化
を引き起こす原因となる。このように油が劣化すると、
摺動部の円滑な作動を阻害して磨耗を進行させ、圧縮機
自体が焼き付いてロック状態となったり、モータの焼損
を招くことになる。更に、製氷室の異常高温によって貯
氷庫内の氷が融解したり、冷凍系の異常高温により、冷
凍系に近接配置した部材が変形したり焼損したりする問
題もある。更にまた、除氷運転の続行により、製氷水が
外部水道系から製氷水供給系に供給され続け、多量の製
氷水が無駄となってしまう問題もある。

また、バイパス管の開閉制御を行なう電磁弁が、コイル
焼損等の原因により開弁しなくなると、次のような問題
を生じる。すなわち、除氷運転に入っても電磁弁が開弁
不能になっていると、高温の冷媒ガスは、バイパス管か
らは蒸発器に流入することができず、キャピラリーチュ
ーブを介してのみ蒸発器に流入する。従って蒸発器で
は、製氷運転時と同様に、冷媒の低温蒸発が行なわれ
て、製氷室を冷却することになってしまう。このため、
製氷室から氷塊を落下させることができないまま除氷運
転が継続され、電力の浪費や水の浪費を生ずる。

考案の目的本考案は、前述した従来の自動製氷機が内在している各
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、圧縮機の焼損防止と、消費電力の浪費防止
と、節水とを図ることができ、且つ安価な保護装置を備
える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前述の課題を克服し、所期の目的を達成するため本考案
は、冷凍系に接続する蒸発器を配設した製氷室と、該製
氷室に製氷水を供給する製氷水供給系と、前記製氷室に
生成された氷を除去する装置と、除氷運転の完了を検知
する手段とを備え、除氷開始から所定時間経過したにも
拘らず、前記除氷完了検知手段が除氷完了を検知しない
場合に、その除氷運転を停止させる制御回路を設けてな
る自動製氷機において、前記制御回路は、除氷運転の開始によりオン作動し、そ
の除氷運転に通常要する時間より長くなるよう設定した
時間がタイムアップしたときに、閉成される常開接点を
有するタイマ装置と、製氷機に接続される電源供給ラインの一方に挿入された
常閉接点および前記タイマ装置の常開接点に並列に接続
された常開接点を有するリレーとを備え、前記リレーは、前記タイマ装置の常開接点の閉成により
２本の電源供給ラインと接続して通電付勢され、自己の
常閉接点を開放することにより前記冷凍系の圧縮機用モ
ータや凝縮器用ファンモータ、製氷水供給系のポンプモ
ータ、氷除去装置におけるアクチュエータモータや給水
弁等への通電を遮断すると共に、常開接点を閉成して自
己保持するよう構成したことを特徴とする。

作用除氷運転にどの位の時間を要するかは、製氷機の容量等
により経験的に分かっている。本考案では、除氷を開始
して所定時間を経過しても、何等かのトラブルにより、
除氷完了検知手段から除氷完了信号が出力されない場合
には、保護装置が動作する。

実施例次に、本考案に係る自動製氷機につき、好適な実施例を
挙げて、添付図面を参照しながら以下説明する。

第１図は、本考案が好適に実施される自動製氷機の一例
を示す。この自動製氷機は、下向きに開口する多数の製
氷小室２を画成した製氷室１を備え、この製氷室１の外
側上面には冷凍系に接続する蒸発器３が配設されてい
る。また製氷室１の下方には、水皿４が傾動自在に配設
されて、常には製氷小室２を下方から水平に閉成してい
る。この水皿４は、その一端部において図示しない枢軸
に枢支され、除氷運転時には、アクチュエータにより強
制的に傾動されて、製氷小室２を開放するようになって
いる。水皿４の下面には、製氷水を各製氷小室２に供給
するための分配管６が配設され、更に水皿４の下方に製
氷水タンク５が設けられている。このタンク５には、一
回の製氷サイクルに必要な所要量の製氷水が、外部水道
系10から給水弁WVを介して供給される。

製氷水タンク５内の水は、底部より送水パイプ11および
ポンプPMを介して分配管６に送られ、水皿４に各製氷小
室２と対応的に穿設した多数の噴水孔７から、各製氷小
室２内へ噴射される。この製氷水の一部は、各製氷小室
２の内壁面に氷結し、氷結するに至らなかった水は、水
皿４に前記噴水孔７と隣接して穿設した排水孔９を介し
て、製氷水タンク５へ還流される。この構成に係る製氷
水供給系８に製氷水を循環させることにより、製氷室１
内に漸次氷を層状に成長させる。

製氷室１の外側面には、例えばサーモスタットやサーミ
スタ等の感温素子からなる温度検知装置Th₂が密着配設
されている。この温度検知装置Th₂は製氷室１の温度を
検知するものであって、製氷小室２内に氷が充分に成長
して製氷室１の温度が低下すると、温度検知装置Th₂が
作動して製氷運転を終了させ、除氷運転に移行させるよ
うになっている。

なお本実施例では、製氷の完了を温度検知装置Th₂で知
るものであるが、それ以外に、例えば氷の成長に伴う分
配管６内の水圧変化をトランスジューサで検出して製氷
完了を検知する方法や、製氷水タンク５内の水位変化か
ら製氷完了を検知する方法、その他、成長した氷の長さ
を検知することにより製氷完了を検知する方法等を採用
してもよい。

第１図に示す自動製氷機は、除氷運転に移行すると、ポ
ンプPMを停止させて製氷水の供給を停止し、図示しない
アクチュエータの作用下に水皿４および製氷水タンク５
を一定角度まで傾動させ、製氷水供給系８内の製氷残水
を全て排出する。また弁体の切換えを行なって、冷凍系
に接続する蒸発器３にホットガスを供給して製氷室１を
加温し、製氷小室２中の氷を自重で落下させ、貯氷庫13
内へ案内放出する。

貯氷庫13内への氷の落下完了は、製氷室１の側面に密着
配置した、例えばサーミスタ等の感温素子からなる温度
検知装置Th₃が、当該製氷室１の温度上昇を検知するこ
とにより検出する。氷の落下検知後に、前記アクチュエ
ータを逆転させ、水皿４および製氷水タンク５を元の水
平位置に復帰させて製氷小室２を下方から閉成し、外部
水道系10から給水弁WVを介して製氷水をタンク５に供給
する。またポンプPMにより製氷水を製氷室１に供給し
て、再び製氷を開始する。

なお、第１図における符号Th₁は、貯氷庫13内に配置さ
れた貯氷検知スイッチを示し、貯氷庫13内の氷がなくな
ると、該スイッチTh₁が閉成して製氷動作を開始させ、
貯氷庫13内に氷が所定量貯留されると開放して製氷機を
停止させるものである。

第２図は、冷凍系統の概略構成を示すものである。圧縮
機20で圧縮された冷媒ガスは、凝縮器21で凝縮されて液
化し、ドライヤ22で脱湿された後、キャピラリーチュー
ブ23で減圧され、前記製氷室１の外側上面に配設した蒸
発器３で蒸発し、各製氷小室２内に噴水供給される製氷
水と熱交換することによって、各製氷小室２内での氷結
を行なわせる。蒸発器３で蒸発気化した冷媒と蒸発しき
れなかった液冷媒とが、気化混相状態でアキュムレータ
24に流入し、ここで気相冷媒と液相冷媒とが分離され、
気相冷媒は吸入管25を経て圧縮機20に帰還し、液相冷媒
はアキュムレータ24内に貯留される。なお、第２図中の
符号FMは、凝縮器21用のファンモータを示している。

更に、圧縮機20の吐出側から分岐したホットガス管26
は、ホットガス弁HVを経て蒸発器３の入口側に連通さ
れ、除氷時に圧縮機20から吐出された高温冷媒は、前記
ホットガス管26からホットガス弁HVを経て蒸発器３に流
入し、製氷室１を暖めて各製氷小室２内に生成された氷
塊の周面を加熱し、各氷塊を自重により落下させる。蒸
発器３から流出した高温冷媒は、アキュムレータ24に流
入し、アキュムレータ24内に滞留している液相冷媒を加
熱して蒸発させ、気相冷媒として吸入管25から圧縮機20
に帰還させる。

第３図は、本実施例に係る自動製氷機の電気制御回路の
一例を示すものであって、この図において、電源供給ラ
インＡと接続点Ｄとの間にはヒューズＦが設けられ、接
続点Ｄと電源供給ラインＢとの間には、後述するタイマ
装置Ｔの常開接点T₁，リレーX,復帰用押しボタンPBが直
列に接続されている。また前記常開接点T₁とリレーＸと
の接続点Ｅは、リレーＸの常開接点X₁を介して接続点Ｄ
に接続されている。更にリレーＸには、破線で示すよう
に、警報ランプＬが並列に接続され、これらのタイマ装
置T,警報ランプL,リレーＸにより保護装置が構成されて
いる。

接続点Ｄと接続点Ｈとの間には、リレーＸの常閉接点X₂
と貯氷検知スイッチTh₁とが直列に接続され、接続点Ｈ
と電源供給ラインＢの間に圧縮機CMが接続されている。
また除氷運転に際して、水皿４の傾動により付勢される
切換スイッチS₁の接点ａは接続点Ｈに接続され、該スイ
ッチS₁の接点ｂは温度検知装置Th₂の接点ｅに接続され
ている。この温度検知装置Th₂の接点ｆと電源供給ライ
ンＢとの間には、凝縮器21の冷却用ファンモータFMと製
氷水循環用ポンプモータPMとが並列接続されている。更
に温度検知装置Th₂の接点ｇは、水皿４を傾動・復帰さ
せるアクチュエータモータAMの傾動方向駆動用電源端子
ｍに接続され、該モータAMの他方の電源端子ｋは電源供
給ラインＢに接続されている。

切換スイッチS₁の接点ｃと、アクチュエータモータAMの
復帰方向駆動用電源端子ｎとは、温度検知装置Th₃を介
して接続され、該接点ｃと電源供給ラインＢとの間に、
ホットガス弁HVと給水弁WVとタイマ装置Ｔとが並列に接
続されている。このタイマ装置Ｔの設定時間は、正常な
除氷動作が行なわれる際の除氷時間より長目に設定され
ており、通電開始からこの設定時間をタイムアップした
ときに、前記常開接点T₁を所要時間閉成するようになっ
ている。

次に、前述した構成に係る自動製氷機の動作について説
明する。先ず、自動製氷機に電源（電源スイッチは図示
せず）を投入する。このとき貯氷庫13には氷は貯留され
ていないので、温度検知装置Th₁は閉成されている。切
換スイッチS₁の接点ａは接点ｂ側に接続されており、製
氷室１の温度は室温近傍になっているため、温度検知装
置Th₂の接点ｅは接点ｆ側に接続されている。従って電
源投入と同時に圧縮機（CM）20と、ファンモータFMと、
ポンプモータPMとに通電が開始されて製氷運転に入る。
これにより、第１図と第２図とに関して説明した冷媒の
循環と製氷水の循環とがなされ、製氷水および製氷室１
の温度は徐々に低下する。そして製氷動作が正常の場合
は、製氷開始から所要時間経過後に、製氷水の温度は０
℃となり、製氷室１中で氷が成長し始める。

製氷が完了すると、製氷室１の所定温度への降下を温度
検知装置Th₂が検知し、その接点ｅを接点ｇ側に切換え
る。これによりファンモータFM,ポンプモータPMへの通
電が停止され、アクチュエータAMに通電がなされて除氷
運転に入る。このアクチュエータAMの回転により、水皿
４および製氷水タンク５が傾動し、その傾動が終期に達
すると、切換スイッチS₁の接点ａが接点ｃ側に切換えら
れる。このとき、温度検知装置Th₃は開放状態となって
いる。このスイッチS₁の切換えにより給水弁WVが開弁
し、常温の水が外部水道系からタンク５に新たに供給さ
れ、またホットガス弁HVの開弁により蒸発器３が暖めら
れて除氷が促進され、前記タイマ装置Ｔがその時間を積
算し始める。

前述したように、製氷小室２内の氷が自重により落下
し、製氷室１の温度が上昇して除氷完了を温度検知装置
Th₃が検知すると、該装置Th₃はその接点を閉成する。温
度検知装置Th₃の閉成によりアクチュエータモータAMに
通電がなされると、該モータAMは逆回転して水皿４を水
平状態に復帰させ、該復帰動作終了により切換スイッチ
S₁の接点ａは、接点ｂ側に切換えられる。これにより再
び製氷運転に入り、前述した動作を繰り返し、タイマ装
置Ｔは通電が遮断させた時点でクリアされる。この製氷
運転と除氷運転との繰り返しにより、貯氷庫13に所定量
の氷が滞留されると、貯氷検知スイッチTh₁が開放され
て製氷機は停止される。

仮に除氷運転に際してホットガス弁HVの開弁不良，アク
チュエータモータAMの故障による水皿４の復帰不能，温
度検知装置Th₃の故障による接点不良，冷凍回路内のガ
ス洩れによるホットガス供給不良，圧縮機の故障による
冷媒圧縮不良等のトラブルを生じたとする。このような
不良が生じた場合、切換スイッチS₁の接点ａは接点ｃ側
に接続されたままとなり、ホットガス弁HVや給水弁WVに
通電され続け、除氷運転が継続されて前述した圧縮機の
故障や電力・水等の浪費を生ずる。しかし本実施例で
は、切換スイッチS₁の接点ａが接点ｃ側に接続されたま
まになると、タイマ装置Ｔにも通電され続け、該タイマ
装置Ｔは時間係数を継続することになる。

そして、前記タイマ装置Ｔがタイムアップして、その接
点T₁を閉成した瞬間に、電源供給ラインＡ→ヒューズＦ
→接続点Ｄ→接点T₁→リレーＸおよび警報ランプＬ→復
帰用押しボタンPB→電源供給ラインＢに至る回路が閉成
され、リレーＸおよび警報ランプＬを付勢する。これに
よりリレーＸの常開接点X₁が閉成されると共に、常閉接
点X₂が開放される。常開接点X₁の閉成により、リレーＸ
は自己保持され、また常閉接点X₂の開放により、圧縮機
CM,ファンモータFM,ポンプモータPM,ホットガス弁HV,給
水弁WVへの通電が遮断されて、製氷機は停止状態とな
る。

従って、本実施例に係る自動製氷機では、従来技術の問
題点であった圧縮機の過負荷運転−停止の繰り返しを防
止して、該圧縮機の故障を回避でき、更に電力の浪費防
止や節水を有効に図ることができる。なお、第３図に破
線で示したように、リレーＸと並列に警報ランプＬを接
続しておくと、ユーザーにトラブルの発生を視覚により
知らせることができる。またこれと並列的に、ブザーの
如き警報手段を設け、前記警報ランプＬと同時に動作さ
せて、ユーザーに聴覚でもトラブルを覚知させるように
してもよい。

前述した各種のトラブルを修理した後に、再び製氷動作
を行なわせる場合は、復帰用押しボタンPBを押してその
接点を開放することによって、リレーＸの自己保持を解
除する。

以上、本考案の好適な実施例に係る自動製氷機につき説
明したが、本考案は、実施例の製氷方式に限定されるも
のではなく、オープンセル方式や流下式等の製氷方式を
採用した製氷機にも適用できる。また、除氷完了の検知
手段として、温度検知式（温度検知装置Th₃）を例に挙
げて説明したが、その他にタイマ式、水位検知式、圧力
検知式、氷厚検知式、温度＋タイマ式、水位＋タイマ式
等の何れの方式を採用した製氷機にも本考案を適用でき
る。

考案の効果以上説明したように、本考案に係る自動製氷機によれ
ば、除氷開始後の所定時間内に除氷動作が終了しない場
合は製氷機を停止させ、あるいは警報装置を作動させる
保護装置を設けたので、ホットガス弁の開弁不良、アク
チュエータモータの故障で復帰方向に回転しなくなる不
良，温度検知装置の故障でその接点が閉成しなくなる不
良，冷凍回路内のガス洩れによるホットガス供給不良，
圧縮機の故障による冷媒圧縮不良等を生じた場合でも、
製氷機が確実に停止する。また、各々の異常状態に対応
するための専用の保護装置を夫々設ける必要がないの
で、安価に製造できると共に、メンテナンスも容易とな
る効果がある。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案に係る自動製氷機の好適な実施例を示すも
のであって、第１図は実施例に係る自動製氷機の製氷部
および製氷水タンク部分の概略構成図、第２図は実施例
に係る自動製氷機の冷凍系統図、第３図は実施例に係る
自動製氷機の電気制御回路図である。１…製氷室、２…製氷小室３…蒸発器、４…水皿５…製氷水タンク、20…圧縮機（CM） 21…凝縮器 23…キャピラリーチューブ 24…アキュムレータ、26…ホットガス管 Th₁,Th₂,Th₃…温度検知装置Ｘ…リレー X₁…リレーＸの常開接点 X₂…リレーＸの常閉接点Ｔ…タイマ装置 T₁…タイマ装置の開閉接点 FM…ファンモータ、PM…ポンプモータ WV…給水弁、HV…ホットガス弁

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】冷凍系（20,21）に接続する蒸発器（３）
を配設した製氷室（１）と、該製氷室（１）に製氷水を
供給する製氷水供給系（5,PM）と、前記製氷室（１）に
生成された氷を除去する装置（AM,WV）と、除氷運転の
完了を検知する手段（Th₃）とを備え、除氷開始から所
定時間経過したにも拘らず、前記除氷完了検知手段（Th
₃）が除氷完了を検知しない場合に、その除氷運転を停
止させる制御回路を設けてなる自動製氷機において、前記制御回路は、除氷運転の開始によりオン作動し、そ
の除氷運転に通常要する時間より長くなるよう設定した
時間がタイムアップしたときに、閉成される常開接点
（T₁）を有するタイマ装置（Ｔ）と、製氷機に接続される電源供給ライン（A,B）の一方に挿
入された常閉接点（X₂）および前記タイマ装置（Ｔ）の
常開接点（T₁）に並列に接続された常開接点（X₁）を有
するリレー（Ｘ）とを備え、前記リレー（Ｘ）は、前記タイマ装置（Ｔ）の常開接点
（T₁）の閉成により２本の電源供給ライン（A,B）と接
続して通電付勢され、自己の常閉接点（X₂）を開放する
ことにより前記冷凍系（20,21）の圧縮機用モータ（C
M）や凝縮器用ファンモータ（FM）、製氷水供給系のポ
ンプモータ（PM）、氷除去装置におけるアクチュエータ
モータ（AM）や給水弁（WV）等への通電を遮断すると共
に、常開接点（X₁）を閉成して自己保持するよう構成したことを特徴とする自動製氷機。