| 【発明の名称】 |
製氷装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】小島 明
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| 【要約】 |
【課題】負荷の増減を正確に捉えることができる保護装置を備えた製氷装置を提供する。
【解決手段】過冷却した溶液から掻き板の回転により連続的に氷を生成する製氷装置において、掻き板１８の回転駆動に必要な有効電力又は有効電流を検出する装置２３，２４，２５と、該検出された有効電力又は有効電流に基づいて掻き板の過負荷を検出して保護動作を行う保護装置２２，２９とを備えた。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 過冷却した溶液から掻き板の回転により連続的に氷を生成する製氷装置において、前記掻き板の回転駆動に必要な有効電力又は有効電流を検出する装置と、該検出された有効電力又は有効電流に基づいて前記掻き板の過負荷を検出して保護動作を行う保護装置とを備えたことを特徴とする製氷装置。
【請求項２】 前記有効電力又は有効電流を検出する装置は、前記掻き板を回転駆動する電動機に供給する電圧と電流とから、その位相差を算定し、該位相差に基づいて力率を算定し、これにより有効電力又は有効電流を算定するものであることを特徴とする請求項１に記載の製氷装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は溶液から氷に変換することにより蓄熱する氷蓄熱用冷凍装置等に好適な、冷媒によって溶液を過冷却液にし、掻き板を過冷却液中で回転させることにより連続製氷を行う製氷装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図１は、上記氷蓄熱用製氷装置の要部を示す。外筒１１と内筒１２との間の冷却室１３には、液化された冷媒が供給孔１４から導入され、冷却室１３内にて気化し、排出孔１５からガス化した冷媒として排出される。従って、冷却室１３内では、液化した冷媒がガス化することにより気化熱を吸収し、これにより内筒１２の内部の製氷室１６が−１℃程度に冷却される。そして、製氷室１６内には、入口１７から０℃程度に冷却された溶液がポンプ（図示しない）により圧送される。製氷室１６内には、掻き板（ダッシャブレード）１８が回転自在に備えられ、図示しない電動機により回転駆動され、これにより過冷却された溶液が粒状の氷となり、更に塊状の氷となって、出口１９より連続的に排出される。即ち、製氷室１６内においては、冷媒によって過冷却化された溶液が、掻き板１８によって内筒１２の内壁をすくい取られ、製氷室１６の中心部に移動することで、過冷却状態が解除され、連続的な製氷が行なわれる。
【０００３】ところで、係る製氷装置においては、冷媒による冷却が過度であると、内筒１２の内壁面に氷がへばりついてしまい、掻き板１８の回転が困難となり、ついには製氷装置を破損に到らしめるという問題がある。このため、従来から掻き板１８を回転駆動する電動機の過負荷を検出して、これにより冷却温度を上げる、又、最悪の場合には運転を停止する等の保護装置が備えられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の保護装置は掻き板にかかる負荷、即ち回転力を誘導電動機に供給される電流値の変化により検出していた。ところが誘導電動機の電流値は、実際には皮相電流値を示しており、回転駆動力として有効な有効電流成分以外に、回転駆動力に寄与しない無効電流成分とのベクトル和を示しているものである。そして、無効電流成分は、負荷が増減しても殆んど変化せず、このため負荷の増減に伴ない有効電流成分が比例的に増減しても、これらのベクトル和である皮相電流は変化が少ないことになる。即ち、皮相電流は負荷の増減に対して比例的に変化せず、このため負荷の増減を正確に捉えることができないという問題があった。
【０００５】本発明は、上述した事情に鑑みて為されたもので、負荷の増減を正確に捉えることができる保護装置を備えた製氷装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の製氷装置は、過冷却した溶液から掻き板の回転により連続的に氷を生成する製氷装置において、前記掻き板の回転駆動に必要な有効電力又は有効電流を検出する装置と、該検出された有効電力又は有効電流に基づいて前記掻き板の過負荷を検出して保護動作を行う保護装置とを備えたことを特徴とする。
【０００７】上述した本発明によれば、製氷装置は掻き板の回転駆動に必要な有効電力又は有効電流を検出する装置を備えることから、掻き板の回転駆動に必要な力の増減を正確に捉えることができる。従って、冷却温度が低過ぎて掻き板の回転が困難となる場合などには、この状態を正確に検出して、冷却温度を上げるなどの保護措置を取ることが可能となり、これにより製氷装置の破損などを確実に未然防止できる。
【０００８】また、前記有効電力又は有効電流を検出する装置は、前記掻き板を回転駆動する電動機に供給する電圧と電流とから、その位相差を算定し、該位相差に基づいて力率を算定し、これにより有効電力又は有効電流を算定するものであることが好ましい。これにより、製氷装置の運転制御に用いられているマイクロコンピュータ等を利用して、容易に有効電力又は有効電流の計測を行うことができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しながら説明する。図２は、本発明の製氷装置の制御系の構成を示す。製氷装置本体１０の掻き板１８は、主軸２０を介して三相交流誘導電動機２１により回転駆動される。電動機２１は、電力制御回路２２を介して三相商用交流電源から電力の供給を受け、電力制御回路２２は例えば全負荷に対して９５％運転等の電力の供給制御及び電路の開閉制御等を行う。電路には、電流変換器（ＣＴ）２３及び電圧変換器（ＶＴ）２４が備えられ、電動機２１に供給される電流及び電圧を検出して、マイクロコンピュータ又はシーケンサ等からなる制御装置２５にそれぞれを取込む。
【００１０】制御装置２５には、取込まれた電圧及び電流から、その位相角を算定する手段２６、位相角から力率を算定する手段２７、及び力率から有効電力又は有効電流を算定する手段２８等を備えている。これらは、例えばマイクロコンピュータに備えられたＡ／Ｄ変換回路及びシステムプログラムを利用して、プログラムのルーチンとして作成することができる。制御装置２５には、同様に各種入出力回路及びこれらの信号を処理する制御回路２９を備え、算定された有効電力又は有効電流に基づいて各種の制御動作を行う。即ち、有効電力又は有効電流が大きくなり、製氷装置本体の掻き板の過負荷が検出された場合には、冷凍機３１に指令を出して製氷装置本体に供給される冷媒液の量を調整するなどして製氷装置本体の製氷室１６の温度を上げるようにする。また、過負荷により製氷装置の破損の恐れがある場合には、電力制御回路２２に指令を出して電路を遮断して、運転を停止する等の保護動作を行う。また、有効電力又は有効電流値を表示装置３２を介して表示することにより、製氷装置の運転状態を表示する。また、有効電力又は有効電流が所定値を越えて、安全運転上問題がある場合には、ブザー等により警報するようにしてもよい。
【００１１】次に、図３及び図４を参照して、本発明の効果について、従来例と対比して説明する。図３は、従来の電動機への供給電流のみを計測して、皮相電流ＩＡ又はＩＢのみを計測した場合を示している。ここで（Ａ）は定格負荷を、（Ｂ）は８０％負荷をそれぞれ示す。一例として、（Ａ）定格負荷時に有効電流 Ｉ1a＝１．７３Ａ無効電流 Ｉ2a＝１．００Ａであるとすると、皮相電流 ＩA＝２．００Ａとなる。
（Ｂ）８０％負荷時には、有効電流は定格負荷時の８０％となり、無効電流は殆んど変化しないので、有効電流 Ｉ1b＝１．３８Ａ無効電流 Ｉ2b＝１．００Ａとなる。従って、皮相電流 ＩB＝１．７０Ａとなる。尚、ここでθａ、θｂはそれぞれ位相角を示し、ｃｏｓθａ、ｃｏｓθｂは、それぞれ力率を表している。即ち、実際の負荷は、（Ａ）定格負荷時に対して、（Ｂ）８０％負荷時には、２０％減少しているにもかかわらず、皮相電流で比較すると、ＩB／ＩA＝１．７／２．０＝０．８５であり、１５％しか減少していないことが判る。
【００１２】これに対して、本発明においては電動機の皮相電流Ｉの他に、電圧Ｖをも取込み、有効電力又は有効電流を算出する。そして、マイクロコンピュータにより位相差θを算出し、位相差θから力率ｃｏｓθを算出する。力率ｃｏｓθが算出されると、有効電力Ｗは、Ｗ＝ＶＩｃｏｓθで表され、有効電流Ｉ1は、Ｉ1＝Ｉｃｏｓθで表される。
【００１３】ここで図４（Ａ）に示すように、全負荷時に有効電力Ｗ1a＝１．７３ｋＷ、無効電力Ｗ2a＝１ｋＷであるとすると、皮相電力ＷA＝２ｋＷである。図４（Ｂ）は８０％負荷時を示し、有効電力Ｗ1b＝１．３８ｋＷ、無効電力Ｗ2b＝１ｋＷであるとすると、皮相電力ＷB＝１．７ｋＷとなる。即ち、有効電力で比較すると、Ｗ1b／Ｗ1a＝１．３８ｋＷ／１．７３ｋＷ＝０．８であり、正確に負荷の増減に比例していることが判る。従って、掻き板を回転駆動する電動機の有効電力又は有効電流を計測することにより、掻き板に加えられる過負荷の状態を正確に検出することができ、適切な安全確保のための保護動作を行うことができる。
【００１４】尚、上述した実施の形態においては、有効電力又は有効電流の算定にマイクロコンピュータを用いる例について説明したが、力率計や電力計を用いて計測するようにしてもよい。また、氷蓄熱用の製氷装置について説明したが、掻き板を用いた各種の製氷装置についても同様に適用が可能である。
【００１５】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、製氷装置の掻き板に加わる過負荷の状態を正確に検出できるので、より安全性の高い製氷装置が提供される。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００１４０１１１
【氏名又は名称】株式会社荏原電産
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| 【出願日】 |
平成１１年１月１８日（１９９９．１．１８） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００９１４９８
【弁理士】
【氏名又は名称】渡邉 勇 （外２名）
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| 【公開番号】 |
特開２０００−２０５７１１（Ｐ２０００−２０５７１１Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年７月２８日（２０００．７．２８） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−９４７７ |
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