(57)【要約】【課題】オーガ式製氷機の冷却シリンダに代表される液体容器における水の初期温度が高いままで圧縮機を起動すると、冷却負荷が大き過ぎるため冷凍回路の冷媒圧力がなかなか下がらず、圧縮機に対する負荷が大きい状態が続いてしまう。この状態が続くと、圧縮機に過電流が流れ、圧縮機の運転を停止させてしまう。【解決手段】冷媒を圧縮する圧縮機３２と、圧縮機３２からの冷媒を凝縮する凝縮器３４と、凝縮器３４からの冷媒を体積膨張させる膨張手段３６と、膨張手段３６からの冷媒により熱交換を行う蒸発器１８と、蒸発器１８により冷却されるべき液体を貯留する液体容器１４とからなる冷却系の運転方法において、圧縮機３２を起動させて冷却運転を開始し、冷却運転の開始から所要時間が経過した後に液体容器１４に液体を供給することで課題を解決した。【選択図】図１
2018071847.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を圧縮する圧縮機(32)と、前記圧縮機(32)からの冷媒を凝縮する凝縮器(34)と、前記凝縮器(34)からの冷媒を体積膨張させる膨張手段(36)と、前記膨張手段(36)からの冷媒により熱交換を行う蒸発器(18)と、前記蒸発器(18)により冷却されるべき液体を貯留する液体容器(14)とからなる冷却系の運転方法において、
前記圧縮機(32)を起動させて冷却運転を開始し、前記冷却運転の開始から所要時間が経過した後に前記液体容器(14)に液体を供給するようにした
ことを特徴とする冷却系の運転方法。
【請求項２】
前記液体容器(14)への液体の供給を徐々に増大させるようにした請求項１記載の冷却系の運転方法。
【請求項３】
前記液体容器(14)または該液体容器(14)中の液体の温度が予め設定した閾値以下になってから、該液体容器(14)への液体の供給を徐々に増大させるようにした請求項１または２に記載の冷却系の運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は冷却系の運転方法に関し、更に詳しくは、冷凍回路の一部をなす蒸発器により液体容器中の液体を冷却することで冷却液体や氷を得る冷却装置において、前記冷凍回路の起動負荷を軽減させて経済的に冷却をなし得るようにした冷却系の運転方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、オーガ式製氷機や冷却飲料ディスペンサは、液体容器中に貯留した液体を冷凍回路からの蒸発器により冷却して、該液体を凍らせたり、飲用に適する温度にまで冷却したりするようになっている。本発明は、前記液体容器の液体を冷却する装置に使用される冷却系運転方法の改良に関するので、先ず液体の冷却装置について、オーガ式製氷機を例に挙げて説明する。
【０００３】
図７は、オーガ式製氷機１０の概略構成を示すもので、断熱材１２で外周を囲われた円筒状の液体容器(以下「冷却シリンダ」ともいう)１４では、その底部に開設した開口２０に液体リザーバー２１からの水(液体)が供給管２２を介して供給される。前記円筒状の液体容器１４の外側には、後述する冷凍回路１６から導出した蒸発器１８が密着的に巻回されている。前記液体容器１４の内部には、螺旋状のオーガ刃２６が同心的に挿通され、該オーガ刃２６が下方に設けた回転軸２８は、減速機構を備えたモーター３０により一方向へ回転駆動されるようになっている。なお、前記オーガ刃２６は、その螺旋状の周縁に掻き取り刃が形成されている。
【０００４】
また、前記液体容器１４の上方には固定刃であるヘッド３１が配置され、前記オーガ刃２６により掻き取った氷片を圧縮した後に所定長に切断して細氷塊にするようになっている。前記液体容器１４におけるヘッド３１の上方は、得られた氷塊を放出して図示しない氷ストッカーに送る放出管３３に連通している。更に、図７の右側に配置される前記液体リザーバー２１には、貯留液体(本明細書では水)の水位を検出する水位センサ３５が配設されて、水位検知情報を図示しない制御回路へ出力している。
【０００５】
図７に示す冷凍回路１６は、冷媒を圧縮する圧縮機３２と、圧縮されて高温になっている冷媒を冷却して凝縮させる凝縮器３４と、凝縮された冷媒を体積膨張させる膨張手段３６と、前記蒸発器１８とからなり、これらの部材は前記の順序で管路３８により連続されて冷媒の循環系を構成している。なお、参照符号４０は、前記凝縮器３４を空冷するファンモーターを示している。また、前記膨張手段３６は、図示例ではキャピラリーチューブを使用しているが、開閉弁からなる膨張弁であってもよい。
【０００６】
前記冷凍回路１６における圧縮機３２を起動すると、該圧縮機３２で圧縮されて液化した高温の冷媒は前記管路３８を流れて前記凝縮器３４へ流入し、ここで冷却された後に前記膨張手段３６へ流入する。この膨張手段３６の出口で冷媒は体積膨張して気化冷媒となり、前記蒸発器１８で熱交換を行って前記液体容器１４中の液体を冷却する。また、前記モーター３０が起動して前記回転軸２８を回転させることにより、前記オーガ刃２６は冷却シリンダ１４の内壁に対し僅かな間隙を保持して回転する。また、前記液体リザーバー２１に貯留した水が前記供給管２２を介して前記液体容器１４へ底部から供給され、この水は該液体容器１４の内部を上昇して該液体リザーバー２１の水位まで充満する。前記液体容器１４の外壁は、冷凍回路１６の運転により蒸発器１８を介して０℃以下にまで冷却されるため、該液体容器１４の内壁に接触している水は凍結し氷層として成長する。また前記液体容器１４の内部に位置する前記オーガ刃２６は、その回転に伴い該液体容器１４の内壁に形成された氷層を掻き削って、該オーガ刃２６の回転に伴い上方へ搬送する。そして搬送された氷は、前記オーガ刃２６の上方に位置する前記ヘッド３１により圧縮されて氷塊となり、前記放出管３３へ送られて氷ストッカーや飲料コップ等へ放出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−３２２０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前述したオーガ式製氷機１０では、前記蒸発器１８により冷却される液体容器１４に存在する水の温度が、冷凍回路１６の冷却負荷になる。ところで、オーガ式製氷機１０を最初に運転するときに、前記液体リザーバー２１に貯留した水の初期温度は、夏場等にかなり高い場合がある。このことは、前記液体リザーバー２１からの水が供給される前記液体容器１４に対する冷凍回路１６の冷却負荷が大きいことを意味する。従って、水の初期温度が高いままで前記圧縮機３２を起動して冷凍回路１６の運転を開始すると、冷却負荷が大き過ぎるために、該冷凍回路１６における冷媒の圧力がなかなか下がらず、該圧縮機３２に対する負荷が大きい状態が続いてしまう。この状態が続くと、圧縮機３２を駆動するモーターに過電流が流れ、過電流検知器(何れも図示せず)が作動して該圧縮機３２の運転を停止させてしまうことがある。
【０００９】
前記の状態を、図２のタイムチャートを参照して説明する。なお、従来は前記圧縮機３２を駆動する際には、前記液体容器１４に冷却すべき水が既に存在している。圧縮機３２を起動すると、液体容器１４に貯留した水の温度は、図２に示すように次第に低下する。また、圧縮機３２を駆動するモーターの電流値は、水温低下に伴う冷却負荷の減少により次第に低下する。しかし、前述した如く液体容器１４における水の初期温度が高いと、水温は徐々にしか低下しないために、前記圧縮機３２にとっては冷却負荷の大きい状態が続くことになる。このため、圧縮機３２におけるモーターの過電流が一定時間以上継続することになり、図２に水平な一点破線で示す過電流値を一定時間でクリアできないことになり、遂に過電流が閾値を超えて該圧縮機３２が停止してしまう。このような事態を防ぐためには、水の初期温度が高い場合でも極力早く水温を低下させて、冷凍回路１６の冷媒圧力が速やかに下がるようにしてやる必要がある。この要請に応えるためには、容量のより大きい圧縮機を採用しなければならないが、これは圧縮機の費用と電気代との増大を意味し、極めて不経済であった。
【００１０】
このような冷却すべき液体の容器に付帯する冷却系に内在している前記課題を解決するために、冷凍回路における圧縮機を起動させた後に、所定時間が経過してから液体リザーバーからの水を液体容器に供給することで、冷凍回路の圧力低下を促進させる運転方法が提案される。すなわち、図２のタイムチャートに示すように、圧縮機３２の起動時に前記液体容器１４に水が存在していて、かつ当該水の初期温度が高い場合は、該液体容器１４の水温が前記冷凍回路１６の大きな冷却負荷になってしまう。このため、冷凍回路１６における圧縮機３２の過電流持続時間が長くなり、遂には一定時間を超えて運転停止になってしまう訳である。そこで発明者は、図１に示すように、圧縮機３２の起動に対し所定時間だけ遅れて前記液体容器１４へ水を供給するようにすれば、冷凍回路１６の冷媒圧力低下が促進されることを知見したものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記課題を解決し、所期の目的を達成するため請求項１に記載の発明は、
冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機からの冷媒を凝縮する凝縮器と、前記凝縮器からの冷媒を体積膨張させる膨張手段と、前記膨張手段からの冷媒により熱交換を行う蒸発器と、前記蒸発器により冷却されるべき液体を貯留する液体容器とからなる冷却系の運転方法において、
前記圧縮機を起動させて冷却運転を開始し、前記冷却運転の開始から所要時間が経過した後に前記液体容器に液体を供給するようにしたことを要旨とする。
請求項１に係る発明によれば、液体容器中の液体の初期温度が高い場合であっても、冷却回路の冷媒圧力が低下してから液体容器へ液体を供給するので、圧縮機のモーターに過電流が流れることがなく、該圧縮機の運転が停止してしまうことがない。
【００１２】
請求項２に記載の発明では、前記液体容器への液体の供給を徐々に増大させるようにしたことを要旨とする。
請求項２に係る発明によれば、液体容器中の液体の温度がかなり高い場合であっても、液体容器への液体の供給が徐々に増大されるので圧縮機のモーターに過電流が流れることがなく、該圧縮機の運転が停止してしまうことがない。
【００１３】
請求項３に記載の発明では、前記液体容器または該液体容器中の液体の温度が予め設定した閾値以下になってから、該液体容器への液体の供給を徐々に増大させるようにしたことを要旨とする。
請求項３に係る発明によれば、液体容器中の液体の温度が極めて高い場合であっても、液体容器または該液体容器中の液体の温度が所定値以下になってから、該液体容器へ液体を徐々に供給するので、圧縮機のモーターに過電流が流れることがなく、該圧縮機の運転が停止してしまうことがない。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、オーガ式製氷機の冷却シリンダのような液体容器に存在する液体の初期温度が高い場合であっても、冷凍回路の冷媒圧力が低下してから該液体容器へ液体を供給することにより、圧縮機に過負荷電流が流れて停止する不都合な事態を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施例１に係る冷却系の運転方法を実施した場合におけるオーガ式製氷機の運転状況を示すタイムチャートである。
【図２】図７に示すオーガ式製氷機における従来の運転状況を示すタイムチャートである。
【図３】本発明の実施例２に係る冷却系の運転方法を示すタイムチャートである。
【図４】本発明の実施例１に係る冷却系の運転方法に内在する欠点を示すタイムチャートである。
【図５】本発明の実施例３に係る冷却系の運転方法を示すタイムチャートである。
【図６】本発明の実施例２に係る冷却系の運転方法に内在する欠点を示すタイムチャートである。
【図７】冷却シリンダに液体が存在するオーガ式製氷機の概略構成を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
次に、本発明に係る冷却系の運転方法につき、好適な実施例を挙げて図面を参照して説明する。なお、冷却系の運転方法が適用される冷却装置としては、図７で説明したオーガ式製氷機を例示するが、製氷水を貯留するタンクを備えて、水皿から製氷室へ製氷水を供給する所謂クローズドセル式の製氷機や、前記水皿を有しない所謂オープンセル式の製氷機であってもよい。すなわち、本発明において冷却されるべき液体を貯留する液体容器は、オーガ式製氷機では冷却シリンダであり、またクローズドセル式やオープンセル式の製氷機では製氷水タンクがこれに該当する。更には、液体容器の外周(または内周)に蒸発管を密着させて該容器中の液体を冷却すると共に、この冷却液体に浸漬したコイル状の蛇管に飲料を通過させて冷却する冷却飲料ディスペンサにあっては、前記蛇管を収容している前記液体容器がそれに該当する。
【００１７】
〔実施例１〕
本発明の実施例１に係る冷却系の運転方法を、図１のタイムチャートを参照して説明する。先に図２に関して説明したように、従来は冷凍回路１６の圧縮機３２を起動するに際し、冷却シリンダ１４には既に水が存在している状態であった。しかし、実施例１に係る発明では、図１に示す如く、前記オーガ式製氷機１０の運転を立ち上げて圧縮機３２を始動する際には、前記冷却シリンダ１４に水は供給しないで空にしておく。すると、前記冷却シリンダ１４中には水がないので、前記圧縮機３２の始動により開始された冷却運転により、該冷却シリンダ１４は前記蒸発器１８により徐々に冷却されて行くが、冷却負荷は極めて軽い状態になる。そして、前記圧縮機３２の起動後に所要時間が経過し、前記冷凍回路１６の冷媒圧力が低下した段階で、図１に示す如く冷却シリンダ１４中へ液体リザーバー２１から水を供給する。なお、図７に示すように、前記冷却シリンダ１４の開口２０と前記液体リザーバー２１とを連通する供給管２２には、制御回路により開閉制御がなされる開閉弁４１が配設されている。
【００１８】
このように、冷凍回路１６の圧縮機３２を先に起動し、該冷凍回路１６における冷媒圧力が所定の値にまで下がるに必要な時間(所定時間)が過ぎた後に、前記開閉弁４１を開放して前記冷却シリンダ１４に水を供給する。すなわち、冷凍回路１６における冷媒の圧力を低下させておくことで、図１に示す如く、前記圧縮機３２を駆動するモーターの電流値は順調に低下し、該圧縮機３２を駆動してから所定時間を経過した時点でも、過電流の閾値に到達しないので該圧縮機３２が停止することはない。また、所定時間後に前記開閉弁４１が開放して冷却シリンダ１４へ水を供給し始めると、前記圧縮機３２の電流値は若干上昇する。しかし、冷却シリンダ１４は既に蒸発器１８により冷却されているために、該冷却シリンダ１４に供給された水は直ちに温度降下するため、冷凍回路１６の冷媒圧力も低くなり、従って圧縮機３２の電流値は再び下降し始める。すなわち、図１に示す冷却系の運転制御を行うことにより、冷却シリンダ１４に流入した水の初期温度が高くても、前記冷凍回路１６における冷媒圧力は順調に低くなるので、圧縮機３２の負荷が大きくなって過電流により該圧縮機３２の運転が停止してしまう、という不都合が好適に解消される。このため圧縮機３２として大容量のものを使用する必要がなくなり、製造コストおよび消費電力を節減できて経済的である。
【００１９】
〔実施例２〕
先に説明した実施例１の発明は優れた技術であるが、前記冷却シリンダ１４に供給される水の初期温度がかなり高い場合は、圧縮機３２の起動に対し所定時間を置いて水を供給する時間差制御を行っても、前記冷凍回路１６の冷媒圧力が充分低下せず、該圧縮機３２が過電流検知により停止してしまうことがある。すなわち、実施例１の発明を実施する際に、水温がかなり高めの場合は、図４に示すように、冷却シリンダ１４へ時間差をもって水を供給しても、冷凍回路１６における冷媒圧力は期待する程には低下せず、圧縮機３２のモーターに流れる過電流が閾値を超えて停止してしまう。
【００２０】
実施例２に係る発明は、このような場合に対処するべく提案されたものであって、実施例１と同じく圧縮機３２の起動に対し所定時間遅れて冷却シリンダ１４へ水を供給することは同じである。しかし、図３に示すように、前記圧縮機３２を起動した後に時間差をもって前記冷却シリンダ１４へ水を供給するが、その水の供給態様としては、決められた時間毎に前記冷却シリンダ１４への水の供給を段階的に増大させるようにする。この水量を徐々に多くする手段としては、前記開閉弁４１の開閉動作の頻度や、該開閉弁４１における開放時間の長短を制御回路(図示せず)により制御することが提案される。更に、供給水量の増大は段階的に行っても、線形または２次曲線的に推移させてもよい。
【００２１】
すなわち実施例２では、図３に示すように、圧縮機３２の起動後に所定の時間差をもって前記冷却シリンダ１４へ水を供給するが、これによる水の供給を一挙に立ち上げるのでなく、段階的に行うようにすることで、冷凍回路１６の冷却負荷が少しずつ大きくなる(一挙に大きくなるのでなく)ように制御する。これにより圧縮機３２におけるモーターの電流値は、図３に示すように前記水の段階的な供給に呼応して変動はするが、図中の水平な一点鎖線で示す過電流にまでは達することがない。従って、圧縮機３２のモーターが過電流検出により停止することがない。
【００２２】
〔実施例３〕
前述した実施例２の発明も優れた技術であるが、前記冷却シリンダ１４に流入する水の初期温度が極めて高い場合には、図３で説明した運転方法を行っても冷凍回路１６の冷媒圧力の低下が追い付かず圧縮機３２が過電流検出により停止してしまうことがあった。例えば、図６に示すように実施例２の運転方法を実施しても、冷却シリンダ１４における水の初期温度が極めて高い場合には、前記圧縮機３２の起動後に時間差をもって徐々に供給する度に冷却シリンダ１４内の水温が上がるため、全体として水温がなかなか低下せず、このため冷凍回路１６の冷媒圧力が充分に下がらないで前記圧縮機３２のモーターに過電流が流れ、該圧縮機３２が停止してしまう。
【００２３】
実施例３に係る発明は、このような場合に対処するべく提案されたものであって、前記蒸発器１８により冷却される冷却シリンダ１４の温度または該冷却シリンダ１４に貯留される水の温度を図示しない温度検知手段により検知し、当該検知温度が所定値にまで下がったら、図５に示すように、前記開閉弁４１を開閉制御して水の供給を徐々に増大させて、冷凍回路１６の冷却負荷が少しずつ大きくなるよう制御するものである。これにより、前記冷却シリンダ１４に流入する水の初期水温が極めて高い場合であっても、予め該冷却シリンダ１４または水の温度を温度検知手段により検出しているために、該冷却シリンダ１４は充分に冷却されているために段階的に流入する水は直ちに冷却されるため、前記圧縮機３２の容量を大きなものに換装する必要がなく経済的である。
【符号の説明】
【００２４】
１４  液体容器(冷却シリンダ)，１８  蒸発器，３２  圧縮機，３４  凝縮器，
３６  膨張手段
【図１】
2018071847.tif 000003
【図２】
2018071847.tif 000004
【図３】
2018071847.tif 000005
【図４】
2018071847.tif 000006
【図５】
2018071847.tif 000007
【図６】
2018071847.tif 000008
【図７】
2018071847.tif 000009