(57)【要約】      （修正有）【課題】流下式製氷機の製氷板を縦に配置し、該製氷板の裏面に冷凍回路の一部をなす蒸発器を密着配置する。冷凍回路から送られた冷媒と蒸発器により製氷板は氷点下になっており、製氷板の上面から製氷水を流下供給すると、該製氷水が凍結して多数の氷塊が成長する際に、該蒸発器の入口側に対して該蒸発器の出口側の冷却能力が低下することなく、製氷板に成長する氷塊の大きさにバラツキを生じない製氷機を提供する。【解決手段】冷凍回路３０において、感温式膨張弁ＥＶの感温筒３４の配設個所よりも蒸発器ＥＰの出口側に、該膨張弁ＥＶへ流入する低温冷媒と蒸発器ＥＰから流出する高温冷媒とで熱交換を行わせるようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機(CM)と凝縮器(CD)と膨張弁(EV)と縦形製氷板(16)に配置した蒸発器(EP)とが冷媒循環管路(31)で接続され、前記縦形製氷板(16)に上から供給した製氷水を氷結させて氷塊(17)を製造する冷凍回路(30)と、
前記蒸発器(EP)の冷媒流出口と前記圧縮機(CM)の冷媒流入口とを結ぶ管路(31a)および前記凝縮器(CD)の冷媒流出口と前記膨張弁(EV)の冷媒流入口とを結ぶ管路(31b)を近接させてなる第１熱交換部(36)と、
前記蒸発器(EP)の冷媒流出口の近くで前記管路(31a)に密着配置されて、前記膨張弁(EV)を温度制御する感温筒(34)とからなる流下式製氷機において、
前記蒸発器(EP)の冷媒流出口に接続する前記管路(31a)および前記膨張弁(EV)の冷媒流入口に至る前記管路(31b)を近接させてなる第２熱交換部(38)を、前記感温筒(34)を挟んで前記第１熱交換部(36)の反対側に設けた
ことを特徴とする流下式製氷機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は流下式製氷機に関し、更に詳しくは、流下式製氷機の製氷板に複数の氷塊を均一な大きさに成長させ得る冷凍回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
大量の氷塊を自動的に製造する製氷機が、レストランや喫茶店等の各種施設で広く使用されている。この製氷機は、求められる氷塊に応じた製氷構造の差により、例えばクローズドセル式、オープンセル式、流下式等の機種が存在する。本発明は、製氷板の上方から製氷水を流下供給することで、冷却された製氷板の表面に多数の氷塊を成長させる流下式製氷機の改良に関するものである。そこで、流下式製氷機の概略構成を先に説明する。
【０００３】
図３に示す流下式製氷機１０は、氷を製造する製氷ユニット１４と、この製氷ユニット１４を冷却する冷凍回路３０とを備え、この製氷ユニット１４から離脱して落下した氷塊１７が貯氷庫１２に貯留されるようになっている。製氷ユニット１４は、垂直な縦形姿勢で対向配置した一対の縦形製氷板(製氷部)１６,１６と、両製氷板１６,１６の下方に設けられ、製氷水を貯留すると共に、両製氷板１６,１６から流下する製氷水(除氷水)を回収する製氷水タンク１８とを備えている。また、製氷ユニット１４には、冷凍回路３０の一部を構成する蒸発器ＥＰが両製氷板１６,１６間に配設されている。製氷ユニット１４は、各製氷板１６の表面(製氷面)１６ａに製氷水タンク１８から製氷水を供給する散水部(製氷水供給手段)２０と、製氷板１６における製氷面１６ａと反対側の面(裏面)に除氷水を供給する除氷水供給手段２４とを備えている。
【０００４】
図４に示すように、製氷板１６は、該製氷板１６の幅方向に間隔をあけて設けられ、上下方向に延在する複数の突条部１６ｂと、これら隣り合う突条部１６ｂ,１６ｂの間に画成される製氷面１６ａとから構成される。すなわち、製氷板１６は、平面視において山形をなす突条部１６ｂと平坦な製氷面１６ａとが連なっている。一対の製氷板１６,１６の夫々は同一の構成をなし、前記の如く製氷ユニット１４からの蒸発器ＥＰを挟んで対称になっている。
【０００５】
前記蒸発器ＥＰは蛇行状に延在する管体で構成され、図４に示すように、直線部が横方向に延在すると共に、Ｕ字状の曲部を製氷板の側部に位置させた状態になっている。そして蒸発器ＥＰの直線部が当接する部位に対応する製氷面１６ａが、前記氷塊１７の成長する製氷位置になる。
【０００６】
前記製氷水タンク１８は、図３に示すように、上部が開口する箱状に形成されている。製氷水タンク１８の上部開口は、両製氷板１６,１６の直下に位置し、両製氷板１６,１６から流下する未氷結の製氷水および除氷水を回収して、製氷運転で使用する製氷水として貯留する。また、製氷水タンク１８の上部には、除氷運転に際して両製氷板１６,１６から離脱した氷を貯氷庫１２に案内する氷案内部２８が配置されている。氷案内部２８の各傾斜面には、図４に示すようにスリット２８ａが開設されており、未氷結の製氷水および除氷水と氷とが前記氷案内部２８で分離されて、余剰の製氷水だけが製氷水タンク１８に回収される。
【０００７】
前記散水部２０は、製氷板１６,１６の上方に設けられ、製氷面１６ａに製氷水を散水し得る製氷水散水器２２と、供給管２１を介して該製氷水散水器２２に製氷水タンク１８から製氷水を圧送する製氷水ポンプＰＭとから構成される。散水部２０は、製氷運転において製氷水ポンプＰＭが駆動されると製氷水散水器２２から製氷板１６の製氷面１６ａに製氷水を供給する一方、除氷運転に際しては製氷水ポンプＰＭを停止して製氷板１６への製氷水の供給を停止する。除氷水供給手段２４は、製氷水散水器２２の下方に位置して両製氷板１６,１６の間における上部に設置され、製氷板１６の裏面に除氷水を散水し得る除氷水散水器２６と、水道等の外部水源に接続する給水管２５に介挿された給水弁ＷＶとから構成される。除氷水供給手段２４は、除氷運転において給水弁ＷＶを開放することで、除氷水散水器２６から除氷水を製氷板１６の裏面に供給する一方、製氷運転時は給水弁ＷＶが閉じられて製氷板１６への除氷水の供給が停止される。
【０００８】
図３に示す前記冷凍回路３０は、圧縮機ＣＭ、凝縮器ＣＤおよび減圧手段としての膨張弁ＥＶと、前記製氷板１６に配設された蒸発器ＥＰとからなり、圧縮機ＣＭ、凝縮器ＣＤ、膨張弁ＥＶおよび蒸発器ＥＰの順番で冷媒が循環するよう冷媒配管(冷媒循環管路)３１で連通接続されている。また、冷凍回路３０は、圧縮機ＣＭから蒸発器ＥＰに冷媒を直接導くバイパス管３２と、このバイパス管３２に介挿されたホットガス弁ＨＶとからなるバイパス回路を備えている。冷凍回路３０は、製氷運転において、ホットガス弁ＨＶを閉じると共にファンＦＭを駆動して凝縮器ＣＤを冷却したもとで圧縮機ＣＭを駆動することで、蒸発器ＥＰにより製氷板１６を冷却して流下供給される製氷水を凍結させて氷塊１７に成長させる。冷凍回路３０は、除氷運転において、圧縮機ＣＭを駆動したままファンＦＭを停止してホットガス弁ＨＶを開放することで、蒸発器ＥＰに供給されたホットガスにより製氷板１６を加熱する。
【０００９】
図３に示した冷凍回路３０に使用する前記膨張弁ＥＶには、いわゆる感温式自動膨張弁が使用されている。この感温式自動膨張弁は、蒸発器における冷媒流出口での冷媒の過熱を弁体の開度により調整するもので、該蒸発器から冷媒が液相状態で圧縮機へ戻るのを防止するためのものである。すなわち図５に示すように、蒸発器ＥＰの出口の温度が感温筒３４に伝達されることにより該感温筒３４の内部に封入されたガス圧が上昇もしくは減少する。このガス圧の変動に連動して、膨張弁ＥＶの開度を調整するようになっている。
【００１０】
図６において蒸発器ＥＰで熱交換の仕事を終えた冷媒は、該蒸発器ＥＰを流出する際に完全に気相状態になっていることが望まれるが、現実には蒸発器ＥＰから流出する冷媒が液相状態になっていることもある。このように蒸発器ＥＰからの冷媒が液相になっていると、図５に矢印で示すように、液相冷媒が圧縮機ＣＭに流入してしまい、いわゆる液戻り現象を呈する。すると圧縮機ＣＭは液相冷媒を圧縮するため異常高温・高圧状態になり、場合によっては圧縮機ＣＭを破損するに到る。これを防止するため、冷凍回路３０における前記膨張弁ＥＶには前述した感温式自動膨張弁が採用される。すなわち図６に示すように、蒸発器ＥＰの冷媒流出口に接続する管路３１ａに前記感温筒３４を密着配置して、該蒸発器ＥＰから流出したばかりの冷媒の温度を検出する。そして、蒸発器ＥＰを通過する冷媒の温度よりも３−５Ｋ(ケルビン温度)過熱された液化冷媒を該蒸発器ＥＰへ供給し得るように、前記感温式を採用した膨張弁ＥＶの弁開度を調節する。
【００１１】
更に図５は、図３の冷凍回路３０をより詳細に示す回路図であって、前記蒸発器ＥＰの冷媒流出口と前記圧縮機ＣＭの冷媒流入口とを結ぶ前記管路３１ａおよび前記凝縮器ＣＤの冷媒流出口と前記膨張弁ＥＶの冷媒流入口とを結ぶ管路３１ｂを近接させた熱交換部３６(後述する第２熱交換部３８との関係で、これを第１熱交換部ともいう)が前記冷凍回路３０に設けられている。すなわち管路３１ａおよび管路３１ｂを平行に近接させ、両管路に多数の冷却フィン４２を介在させることで低温の冷媒と高温の冷媒との熱交換を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００９−１６２４２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
例えば、図６に示す冷凍回路３０の一部において、膨張弁ＥＶを開放すると、液相状態の冷媒が蒸発器ＥＰの冷媒流入口から流入して、縦形に配置した前記製氷板１６に上方から流下供給される製氷水と熱交換を行い、製氷水を冷却して該製氷板１６の製氷面１６ａに凍結させ始める。このとき蒸発器ＥＰの中央付近では、液相状態の冷媒と気相状態の冷媒とが混合した気液混相状態になる。また、蒸発器ＥＰの冷媒流出口の付近では、気相状態の冷媒が大部分を占めるようになって冷却能力が低下しているので、この領域における製氷水との熱交換効率は低下する。すなわち、製氷板１６に配置した蒸発器ＥＰの上流側(冷媒流入口)は製氷水の冷却効率が高いが、冷媒が該蒸発器ＥＰの中を流れるに従って熱交換効率が低下し、蒸発器ＥＰの流出口付近での冷却効率がかなり低下してしまう。このため、前記製氷板１６に成長する複数の氷塊１７は、前記蒸発器ＥＰの冷媒流入口付近では大きく成長するが、該蒸発器ＥＰの冷媒流出口付近では小さくしか成長せず、収穫される多数の氷塊１７の大きさにバラツキを生じる。すなわち製氷板１６で成長する多数の氷塊１７には大きな寸法のものと、小さな寸法のものと、中間の寸法のものとが混在することになってバランスが悪く、均一な大きさの商品価値の高い氷塊が得られない難点がある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
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、
圧縮機と凝縮器と膨張弁と縦形製氷板に配置した蒸発器とが冷媒循環管路で接続され、前記縦形製氷板に上から供給した製氷水を氷結させて氷塊を製造する冷凍回路と、
前記蒸発器の冷媒流出口と前記圧縮機の冷媒流入口とを結ぶ管路および前記凝縮器の冷媒流出口と前記膨張弁の冷媒流入口とを結ぶ管路を近接させてなる第１熱交換部と、
前記蒸発器の冷媒流出口の近くで前記管路に密着配置されて、前記膨張弁を温度制御する感温筒とからなる流下式製氷機において、
前記蒸発器の冷媒流出口に接続する前記管路および前記膨張弁の冷媒流入口に至る前記管路を近接させてなる第２熱交換部を、前記感温筒を挟んで前記第１熱交換部の反対側に設けたことを要旨とする。
請求項１に係る発明によれば、蒸発器へ流入する低温の液相冷媒は、感温式膨張弁に指令を与える感温筒の上流側において、該蒸発器から流出する高温の気相冷媒と第２熱交換部で熱交換が行われる。このため、蒸発器へ流入する液相冷媒の絶対温度は上昇するので、該蒸発器の内部を通過する冷媒は冷却能力を最後まで保持する。すなわち、蒸発器により冷却される製氷板は該蒸発器の冷媒流入側と冷媒流出側とで温度差が少なくなり、成長する多数の氷塊の大きさはバランスがとれている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、流下式製氷機の縦形製氷板における蒸発器の冷媒流入側および冷媒流出側の冷却温度が均一になるため、該製氷板に成長する多数の氷塊の大きさにバラツキがなくなる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る流下式製氷機における冷凍回路の概略図である。
【図２】図１に示す冷凍回路における蒸発器周辺の概略拡大図である。
【図３】流下式製氷機の概略構造を示す説明図である。
【図４】図３に示す流下式製氷機における製氷板および関連部材の概略正面図である。
【図５】図３に示す冷凍回路の詳細を示す概略図である。
【図６】図３に示す冷凍回路における蒸発器周辺の概略拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
次に、本発明に係る流下式製氷機の好適な実施例を、図１および図２に示す冷凍回路を参照して説明する。なお、冷凍回路を構成する各部材については図３および図６に説明した通りであるので、同一部材には同じ参照符号を付して詳細な説明は省略する。
【００１８】
図１に示す冷凍回路３０には、前記蒸発器ＥＰの冷媒流出側に接続する管路３１ａと、前記膨張弁ＥＶの冷媒流入側に接続する管路３１ｂとを近接させた第２熱交換部３８が、前記感温筒３４を挟んで前記第１熱交換部３６の反対側に設けてある。すなわち、蒸発器ＥＰの冷媒流出側の管路３１ａであって、前記感温筒３４を配設してある部位よりも冷媒流通方向の上流側の該管路３１ａに、膨張弁ＥＶの冷媒流入側に接続する管路３１ｂを近接させて配置し、両管路３１ａ，３１ｂに共通する冷却フィン４４を取り付けることで第２熱交換部３８が構成されている。
【００１９】
このように第２熱交換部３８を設けることで、前記凝縮器ＣＤから流出して管路３１ｂを流れる低温高圧の液化冷媒は、先ず第１熱交換部３６で蒸発器ＥＰから流出して、管路３１ａを流れる高温低圧の冷媒と熱交換して昇温される。次いで、前記第２熱交換部３８において管路３１ｂを流れる液化冷媒は、更に絶対温度(Ｋ)を昇温させられて蒸発器ＥＰへ流入する。また蒸発器ＥＰから流出して管路３１ａを流れる高温の冷媒は、第２熱交換部３８において低温の液化冷媒と熱交換して所定の絶対温度(Ｋ)だけ降温させられるので、隣接して位置する前記感温筒３４は該管路３１ａを流れる冷媒の温度を検知して、前記膨張弁ＥＶの弁開度を制御する。このため、蒸発器ＥＰの冷媒流出口を通過する冷媒は、気相冷媒と液相冷媒とが混合した気液混相冷媒となり、従って該蒸発器ＥＰ内部の冷媒蒸発温度が略一定になる。これは、蒸発器ＥＰが密着配置された前記製氷板１６の製氷面１６ａが全体に亘り均一に冷却されていることを意味するため、該製氷板１６に成長する多数の氷塊１７は蒸発器ＥＰの入口側付近および出口側付近を問わず氷生成速度が同じになる。従って、収穫される多数の氷塊１７のバランスが安定して、優れた氷品質が確保される。
【符号の説明】
【００２０】
１６  縦形製氷板(製氷部)，１７  氷塊，３０  冷凍回路，
３１  冷媒循環管路(冷媒配管)，３１ａ、３１ｂ  管路，３４  感温筒，
３６  第１熱交換部，３８  第２熱交換部，ＣＤ  凝縮器，ＣＭ  圧縮機，
ＥＰ  蒸発器，ＥＶ  膨張弁
【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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