(57)【要約】【課題】  製氷システムの設備コストを抑制する。【解決手段】  本開示は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行う冷媒回路６０と、冷媒回路６０の冷却対象である溶液の循環回路７０とを備える製氷システム５０に関する。循環回路７０は、アイスジェネレータ１の溶液流路１２Ａと、溶液を貯める溶液タンク８と、溶液流路１２Ａに溶液を圧送するポンプ９とを含む。冷媒回路６０は、アイスジェネレータ１の満液式蒸発器２０Ａと、圧縮機２と、凝縮器３と、開度の調整が可能な膨張弁５とを含む。冷媒回路６０の冷媒は、満液式蒸発器２０Ａからの返油が可能な乾き度で圧縮機２に吸入されても、圧縮機２の吐出過熱度が１０deg以上となる冷媒よりなる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行う冷媒回路（６０）と、前記冷媒回路（６０）の冷却対象である溶液の循環回路（７０）とを備える製氷システム（５０）であって、
前記循環回路（７０）は、アイスジェネレータ（１）の溶液流路（１２Ａ）と、溶液を貯める溶液タンク（８）と、前記溶液流路（１２Ａ）に溶液を圧送するポンプ（９）とを含み、
前記冷媒回路（６０）は、前記アイスジェネレータ（１）の満液式蒸発器（２０Ａ）と、圧縮機（２）と、凝縮器（３）と、開度の調整が可能な膨張弁（５）とを含み、
前記冷媒回路（６０）の冷媒が、前記満液式蒸発器（２０Ａ）からの返油が可能な乾き度で前記圧縮機（２）に吸入されても、当該圧縮機（２）の吐出過熱度が１０deg以上となる冷媒よりなる製氷システム（５０）。
【請求項２】
前記冷媒回路（６０）の冷媒は、ポリトロープ指数が１．２５以上の冷媒よりなる請求項１に記載の製氷システム（５０）。
【請求項３】
前記圧縮機（２）の吐出過熱度が冷媒の種類に応じて予め定めた所定の目標範囲に収まるように、前記膨張弁（５）の開度を調整する膨張弁制御を実行する制御装置（８０）を、更に備える請求項１又は請求項２に記載の製氷システム。
【請求項４】
蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行う冷媒回路（６０）であって、
溶液を冷却するためのアイスジェネレータ（１）の満液式蒸発器（２０Ａ）と、圧縮機（２）と、凝縮器（３）と、開度の調整が可能な膨張弁（５）とを含み、
前記冷媒回路（６０）の冷媒が、前記満液式蒸発器（２０Ａ）からの返油が可能な乾き度で前記圧縮機（２）に吸入されても、当該圧縮機（２）の吐出過熱度が１０deg以上となる冷媒よりなる冷媒回路（６０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、氷スラリーの製造に適した製氷システムとこれに用いる冷媒回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、圧縮機、水熱交換器、製氷器、空気熱交換器、液分離器、膨張弁、切替弁、及びそれらを結ぶ配管を含む製氷用冷凍装置が記載されている。
特許文献１の製氷用冷凍装置では、圧縮機の吸入側には液分離器が設けられ、液分離器と製氷器は液戻り管により接続され、製氷器の冷媒出口が飽和又は湿り液となる状態で製氷運転するようなっている。また、製氷器は、満液式蒸発器を採用した二重管式のアイスジェネレータよりなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１８５２８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
満液式蒸発器は、蒸発器出口で過熱を付けると蒸発器に冷凍機油が滞留し、滞留した冷凍機油が圧縮機に戻らず、油切れが発生するという問題がある。従って、満液式蒸発器を採用するアイスジェネレータの場合には、蒸発器出口の冷媒を乾き度０．９程度の湿り状態にせねばならない。
【０００５】
しかし、アイスジェネレータの冷媒として多用されるＲ４０４Ａは、ポリトロープ指数が比較的小さいため、湿り状態のまま圧縮機に入れると吐出温度が低くなり、吐出過熱度が０になる。従って、冷媒希釈による圧縮機の潤滑不良を招く可能性がある。
この問題を解消するためには、例えば二重管熱交換器よりなる過熱手段を圧縮機の吸入配管に設けるなどの方策があるが、これでは設備コストの高騰化を招くことになる。
【０００６】
本開示は、製氷システムの設備コストを抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）  本開示の一態様に係る製氷システムは、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行う冷媒回路と、前記冷媒回路の冷却対象である溶液の循環回路とを備える製氷システムであって、前記循環回路は、アイスジェネレータの溶液流路と、溶液を貯める溶液タンクと、前記溶液流路に溶液を圧送するポンプとを含み、前記冷媒回路は、前記アイスジェネレータの満液式蒸発器と、圧縮機と、凝縮器と、開度の調整が可能な膨張弁とを含み、前記冷媒回路の冷媒が、前記満液式蒸発器からの返油が可能な乾き度で前記圧縮機に吸入されても、当該圧縮機の吐出過熱度が１０deg以上となる冷媒よりなる。
【０００８】
本開示の製氷システムによれば、冷媒回路の冷媒が、満液式蒸発器からの返油が可能な乾き度で圧縮機に吸入されても、当該圧縮機の吐出過熱度が１０deg以上となる冷媒よりなるので、圧縮機の吐出過熱度を所定範囲に保持する制御を実行することにより、吸入冷媒の過熱手段を設けなくても、圧縮機の潤滑不良を回避することができる。このため、製氷システムの設備コストを抑制することができる。
【０００９】
（２）  本開示の製氷システムにおいて、前記冷媒回路の冷媒は、ポリトロープ指数が１．２５以上の冷媒よりなることが好ましい。
その理由は、ポリトロープ指数が１．２５以上の冷媒は、満液式蒸発器からの返油が可能な乾き度（例えば０．９）で圧縮機に吸入されても、圧縮機の吐出過熱度が１０degになるからである。この冷媒の具体例としては、例えば、Ｒ４１０Ａ及びＲ３２などがある。
【００１０】
（３）  本開示の製氷システムにおいて、前記圧縮機の吐出過熱度が冷媒の種類に応じて予め定めた所定の目標範囲に収まるように、前記膨張弁の開度を調整する膨張弁制御を実行する制御装置を、更に備えることが好ましい。
本開示の製氷システムによれば、制御装置が上記の膨張弁制御を実行するので、満液式蒸発器の出口乾き度を圧縮機に返油可能な乾き度に保持することができる。
【００１１】
（４）  本開示の冷媒回路は、上述の（１）〜（３）に記載の製氷システムの構成要素となる冷媒回路である。
従って、本開示の冷媒回路は、上述の（１）〜（３）に記載の製氷システムと同様の作用効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本開示の実施形態に係る製氷システムの概略構成図である。
【図２】アイスジェネレータの構成例を示す側面図である。
【図３】満液式蒸発器を採用するアイスジェネレータの問題点を示す説明図である。図３（ａ）は、冷媒の出口が過熱状態である満液式蒸発器の内部を示す。図３（ｂ）は、冷媒の出口が湿り状態である満液式蒸発器の内部を示す。
【図４】３種類の冷媒の冷凍サイクルを示すモリエル線図である。図４（ａ）は、Ｒ４０４Ａの冷凍サイクルを示すモリエル線図である。図４（ｂ）は、Ｒ４１０Ａの冷凍サイクルを示すモリエル線図である。図４（ｃ）は、Ｒ３２の冷凍サイクルと示すモリエル線図である。
【図５】３種類の冷媒の吸入乾き度、吐出過熱度（乾き度）、及びポリトロープ指数の関係を示す対応表である。
【図６】制御装置が実行する吐出過熱度に基づく膨張弁制御の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照しつつ、本開示の実施形態の詳細を説明する。
〔製氷システムの全体構成〕
図１は、本開示の実施形態に係る製氷システム５０の概略構成図である。
本実施形態の製氷システム５０は、海水タンク８に貯めた海水を原料として製氷機１により氷スラリーを連続的に生成し、生成した氷スラリーを海水タンク８に戻すシステムである。本実施形態の製氷機（以下、「アイスジェネレータ」ともいう。）１は、例えば二重管式製氷機よりなる。
【００１４】
氷スラリーとは、水または水溶液に微細な氷が混濁したシャーベット状の氷のことをいう。氷スラリーは、アイススラリー、スラリーアイス、スラッシュアイス、リキッドアイスとも呼ばれる。
本実施形態の製氷システム５０は、海水をベースとした氷スラリーを連続的に生成可能である。このため、本実施形態の製氷システム５０は、例えば漁船や漁港などに設置され、海水タンク８に戻された氷スラリーは鮮魚の保冷などに利用される。
【００１５】
図１に示すように、製氷システム５０は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行う冷媒回路６０と、海水タンク８とアイスジェネレータ１との間で冷媒回路６０の冷却対象である海水を循環させる循環回路７０と、を備える。
製氷システム５０は、更に、当該製氷システム５０に含まれる各機器の動作を制御する制御装置（コントローラ）８０を備える。
【００１６】
冷媒回路６０は、アイスジェネレータ１の熱交換部２０（図２参照）、圧縮機２、熱源側熱交換器３、四路切換弁４、第１膨張弁５、第２膨張弁１１、及びレシーバ７などを備える。冷媒回路６０は、これらの各機器を図示の経路で配管することにより構成されている。
【００１７】
アイスジェネレータ１の熱交換部２０は、冷媒回路６０の利用側熱交換器として機能する。圧縮機２は、インバータ制御により容量が可変のインバータ圧縮機よりなる。
第１膨張弁５は、利用側の膨張弁であり、制御信号に応じて開度の調整が可能な電子膨張弁よりなる。第２膨張弁１１は、熱源側の膨張弁であり、制御信号に応じて開度の調整が可能な電子膨張弁よりなる。
【００１８】
循環回路７０は、アイスジェネレータ１の海水流路１２Ａ（図２参照）、海水タンク８、及びポンプ９などを備える。循環回路７０は、これらの各機器を図示の経路で配管することにより構成されている。
【００１９】
アイスジェネレータ１の海水流路１２Ａは、循環回路７０においてシャーベット状の氷スラリーの生成区間として機能する。
ポンプ９は、海水タンク８から海水を吸い込んでアイスジェネレータ１の海水流路１２Ａに海水を圧送する。海水流路１２Ａで生成された氷スラリーは、ポンプ圧によって海水とともに海水タンク８に戻される。
【００２０】
〔アイスジェネレータの構成〕
図２は、アイスジェネレータ１の構成例を示す側面図である。
図２に示すように、本実施形態のアイスジェネレータ１は、内管１２及び外管１３を含む横置き型の二重管式製氷機よりなる。
【００２１】
内管１２は、軸方向（図２では左右方向）の両端が封止された金属製の円筒部材よりなる。内管１２の内部スペースは、海水及び氷スラリーが通過する海水流路１２Ａを構成する。内管１２の海水流路１２Ａには、ブレード機構１５が設けられている。
ブレード機構１５は、内管１２の内周面に生成された氷粒子を内側に掻き取って内管１２の内部に分散させる。内管１２の軸方向一端側（図２の右端側）には、海水の流入口１６が設けられている。内管１２の軸方向他端側（図２の左端側）には、海水の流出口１７が設けられている。
【００２２】
外管１３は、内管１２よりも直径が大きくかつ長さが短い金属製の円筒部材よりなる。外管１３は、内管１２と同軸心の状態で内管１２の外周面を覆っている。外管１３の軸方向両端は、ドーナツ状の封止壁（図示せず）により、内管１２の外周面に対して封止されている。
【００２３】
内管１２の外周面と外管１３の内周面とで区画される、横断面形状がドーナツ状の環状スペースは、冷媒が通過する冷媒流路１３Ａを構成する。アイスジェネレータ１の熱交換部２０は、冷媒流路１３Ａを構成する内管１２及び外管１３の周壁部分よりなる。
外管１３の下部には、複数（図例では３つ）の冷媒の流入口１８が設けられている。外管１３の上部には、複数（図例では２つ）の冷媒の流出口１９が設けられている。
【００２４】
図２に示すように、氷粒子を掻き取るためのブレード機構１５は、回転軸２１、支持バー２２、及びブレード２３を備える。
回転軸２１は、内管１２と同軸心の状態で海水流路１２Ａに収容されている。回転軸２１の軸方向両端部は、内管１２の軸方向両端を封止する封止壁２４の中心部に回転自在に取り付けられている。
【００２５】
回転軸２１の軸方向一端部（図２の左端部）には、モータ２５が接続されている。モータ２５は、ブレード機構１５を所定方向に回転させる駆動部として機能する。
支持バー２２は、回転軸２１の外周面から径方向外側に突出する棒状部材よりなる。支持バー２２は、回転軸２１の軸方向に所定間隔おきに配置されている。ブレード２３は、各支持バー２２の先端に固定されている。ブレード２３は、例えば樹脂製の帯板部材よりなる。ブレード２３の回転方向の前側の端縁は鋭利な先細り形状となっている。
【００２６】
アイスジェネレータ１は、一対のブレード２３，２３よりなるスクレーパーアセンブリ（以下、「アセンブリ」と略記する。）を有する。
１つのアセンブリを構成する一対のブレード２３，２３は、軸方向位置が同じでかつ回転方向位置が１８０度ずれている。アセンブリは、回転軸２１の軸方向に沿って複数組（図例では６組）設けられている。
【００２７】
〔製氷システムの運転モード〕
本実施形態の製氷システム５０の運転モードには、通常時の製氷運転と、異常発生時に行われるデフロスト運転とが含まれる。
製氷運転では、四路切換弁４が図１の実線の状態に保持される。この場合、圧縮機２が吐出する高温高圧のガス冷媒は、製氷運転において凝縮器として機能する熱源側熱交換器３に流入する。
【００２８】
熱源側熱交換器３に流入したガス冷媒は、送風ファン１０が送風する空気と熱交換して凝縮・液化する。熱源側熱交換器３において液化した冷媒は、第２膨張弁１１（製氷運転では全開）及びレシーバ７を経由して第１膨張弁５に流入する。
液化した冷媒は、第１膨張弁５により所定の低圧に減圧され、アイスジェネレータ１の流入口１８（図２参照）から、製氷運転において蒸発器として機能するアイスジェネレータ１の熱交換部２０に流入する。
【００２９】
アイスジェネレータ１の熱交換部２０に流入した冷媒は、ポンプ９により内管１２の海水流路１２Ａに圧送された海水と熱交換して蒸発する。冷媒の蒸発により海水が冷却されると、内管１２の内面及びその近傍に氷粒子が生成される。
生成された氷粒子は、ブレード機構１５により掻き取られ、海水流路１２Ａの内部で海水と混合して氷スラリーとなる。氷スラリーは、内管１２の流出口１７から流出して海水タンク８に戻る。アイスジェネレータ１の熱交換部２０で蒸発して気化した冷媒は、四路切換弁４を経由して圧縮機２に戻される。
【００３０】
アイスジェネレータ１の内管１２内で氷が蓄積して海水の流れが悪化する現象（アイスアキュムレーション）が発生すると、製氷運転を継続できなくなる。そこで、海水流路１２Ａに滞留した氷を溶かすためのデフロスト運転が行われる。
デフロスト運転では、四路切換弁４が図１の破線の状態に保持される。この場合、圧縮機２が吐出する高温高圧のガス冷媒は、四路切換弁４を経由して、デフロスト運転において凝縮器として機能するアイスジェネレータ１の熱交換部２０に流入する。
【００３１】
熱交換部２０に流入したガス冷媒は、内管１２内の氷を含む海水と熱交換して凝縮・液化する。これにより、海水流路１２Ａに蓄積した氷が溶かされる。熱交換部２０において液化した冷媒は、第１膨張弁５（デフロスト運転では全開）及びレシーバ７を経由して第２膨張弁１１に流入する。
【００３２】
液化した冷媒は、第２膨張弁１１により所定の低圧に減圧され、減圧された冷媒は、デフロスト運転において蒸発器として機能する熱源側熱交換器３に流入する。熱源側熱交換器３に流入した冷媒は、送風ファン１０の作動により空気と熱交換して気化し、圧縮機２に吸入される。
【００３３】
〔制御装置の構成〕
図１に示すように、制御装置８０は、ＣＰＵ８１とメモリ８２とを備える。メモリ８２には、ＥＥＰＲＯＮ又はフラッシュメモリなどの揮発性メモリを有する。制御装置８０は、コンピュータプログラムを格納するＨＤＤ又はＳＳＤなどのストレージも備える。
制御装置８０は、メモリ８２に読み出したコンピュータプログラムをＣＰＵ８１が実行することにより、製氷システム５０の運転に関する各種の制御を実現する。
【００３４】
例えば、制御装置８０は、冷媒回路６０の随所に設けられた圧力センサ、温度センサ、及び電流センサなどの計測値に基づいて、四路切換弁４の切換操作、第１及び第２膨張弁５，１１の開度調整制御、及び圧縮機２の容量制御などを実行可能である。
本実施形態の制御装置８０は、圧縮機２の吐出過熱度に基づく膨張弁制御（図６）を実行可能である。この膨張弁制御に必要なセンサは、冷媒回路６０に設けられる以下のセンサ３１，３２である。なお、当該膨張弁制御の詳細は後述する。
【００３５】
吐出圧力センサ３１：圧縮機２の吐出配管に取り付けられ、吐出配管から吐出された冷媒の圧力を計測する圧力センサである。吐出圧力センサ３１の計測値は、冷媒回路６０で行われる冷凍サイクルの高圧と実質的に等しい。
吐出温度センサ３２：圧縮機２の吐出配管に取り付けられ、吐出配管の温度を計測する温度センサである。吐出温度センサ３２の計測値は、圧縮機２から吐出された冷媒の温度と実質的に等しい。
【００３６】
〔満液式蒸発器の場合の問題点とその解決策〕
以下においては、製氷運転の場合を想定して、アイスジェネレータ１の「熱交換部２０」を「蒸発器２０」という。
アイスジェネレータ１の蒸発器２０は、一般に満液式蒸発器２０Ａを採用することが多い。本実施形態の製氷システム５０においても、アイスジェネレータ１の蒸発器２０は満液式蒸発器２０Ａよりなる。
【００３７】
図３は、満液式蒸発器２０Ａを採用するアイスジェネレータ１の問題点を示す説明図である。図３（ａ）の「過熱状態」は、冷媒の出口が過熱状態である満液式蒸発器２０Ａの内部を示す。図３（ｂ）の「湿り状態」は、冷媒の出口が湿り状態である満液式蒸発器２０Ａの内部を示す。
【００３８】
図３（ａ）に示すように、満液式蒸発器２０Ａの出口（流出口１９）の冷媒が過熱状態であると（図例ではＳＨ＝５ｄｅｇ）、冷凍機油を含む液冷媒が満液式蒸発器２０Ａの内部に滞留し、冷凍機油が圧縮機２に戻り難くなり、圧縮機２の油切れが発生し得る。
これに対して、図３（ｂ）に示すように、満液式蒸発器２０Ａの出口の冷媒が、例えば乾き度が０．９程度の湿り状態の場合には、冷凍機油を含む液冷媒が出口までに到達するので、冷凍機油が圧縮機２に戻り易くなり、圧縮機２の油切れを防止ないし抑制できる。
【００３９】
従って、満液式蒸発器２０Ａを採用するアイスジェネレータ１では、圧縮機２の潤滑不良を防止するために、満液式蒸発器２０Ａの出口の冷媒の乾き度が０．９程度となる湿り状態に保持する必要がある。
一方、アイスジェネレータ１の冷媒は一般的に「Ｒ４０４Ａ」が使用される。アイスジェネレータ１などの低温機器では、空調機器と比べて蒸発温度が低い分だけ、吐出温度が空調機器よりも高いため、冷媒物性的に吐出温度が低いＲ４０４Ａがよく使用される。
【００４０】
しかし、Ｒ４０４Ａはポリトロープ指数が小さいため、湿り状態のまま圧縮機２に戻すと吐出温度が低くなり、圧縮機２での吐出過熱度が０degになる。このため、冷媒の希釈による潤滑不良を招く可能性がある。かかる問題点を回避する方策として、例えば次の方策１及び２の少なくとも１つを採用することが考えられる。
【００４１】
方策１）  満液式蒸発器２０Ａからの戻りの冷媒を過熱状態にする過熱手段（二重管熱交換器や電熱ヒータなど）を、圧縮機２の吸入配管に設ける。
方策２）  圧縮機２の吸入配管にアキュムレータ（気液分離器）を設置し、満液式蒸発器２０Ａから戻る冷媒から冷凍機油を回収して圧縮機２に戻す。
【００４２】
しかし、上記の方策１及び２では、過熱手段やアキュムレータを設置する分だけ製氷システム５０の設備コストが高騰するとともに、運転効率の低下を招く原因になり得る。
また、満液式蒸発器２０Ａの場合には、比較的大量の冷媒を使用するが、例えばアキュムレータを採用する場合には、冷媒回路６０に必要な冷媒量が更に増加し、この点でもコスト高になるという欠点もある。
【００４３】
そこで、本実施形態の製氷システム５０では、以下の選定条件を満たす冷媒を採用することにより、上記の方策１及び２を講じなくても、圧縮機２の潤滑不良を回避できるようにした。
選定条件）  満液式蒸発器２０Ａからの返油が可能な乾き度（例えば０．９）で圧縮機２が冷媒を吸入しても、冷媒の希釈による潤滑不良を招来しない吐出過熱度（例えば１０deg）以上で圧縮機２が冷媒を吐出可能であること。
【００４４】
〔選定条件を満たす冷媒の具体例〕
図４は、冷媒回路６０に一般的に使用される、３種類の冷媒の冷凍サイクルを示すモリエル線図である。
具体的には、図４（ａ）は、Ｒ４０４Ａの冷凍サイクルを示すモリエル線図である。図４（ｂ）は、Ｒ４１０Ａの冷凍サイクルを示すモリエル線図である。図４（ｃ）は、Ｒ３２の冷凍サイクルと示すモリエル線図である。
【００４５】
図４（ａ）に示すように、Ｒ４０４Ａでは、圧縮機２の吸入側の乾き度（以下、「吸入乾き度」という。）ｘが０．９である場合には、圧縮機２の吐出側の乾き度ｘが０．９５となる。すなわち、吐出側の過熱度（以下、「吐出過熱度」という。）ＳＨは０degとなる。このため、Ｒ４０４Ａは、上述の選定条件を満たす冷媒ではないので、本実施形態の製氷機システム５０には採用しない。
【００４６】
図４（ｂ）に示すように、Ｒ４１０Ａでは、吸入乾き度ｘが０．９である場合には、圧吐出過熱度ＳＨは１１degとなる。このため、Ｒ４１０Ａは、上述の選定条件を満たす冷媒であり、本実施形態の製氷システム５０に採用し得る。
図４（ｃ）に示すように、Ｒ３２では、吸入乾き度ｘが０．９である場合には、吐出過熱度ＳＨは２５degとなる。このため、Ｒ３２は、上述の選定条件を満たす冷媒であり、本実施形態の製氷システム５０に採用し得る。
【００４７】
従って、本実施形態の製氷システム５０において、冷媒回路６０の冷媒としてＲ４１０Ａ又はＲ３２を採用すれば、満液式蒸発器２０Ａから返油が可能な乾き度（例えば０．９）の冷媒を圧縮機２がそのまま吸入しても、圧縮機２は、潤滑不良を招来しない１０degの吐出過熱度にて冷媒を吐出することができ、圧縮機２の信頼性を確保できるようになる。
【００４８】
図５は、３種類の冷媒（Ｒ４０４Ａ、Ｒ４１０Ａ、及びＲ３２）の吸入乾き度、吐出過熱度（乾き度）、及びポリトロープ指数の関係を示す対応表である。
図５に示すように、圧縮機２の吐出過熱度ＳＨは、ポリトロープ指数が大きくなるほど高くなる。また、吐出過熱度ＳＨが１１degであるＲ４１０Ａのポリトロープ指数は１．２７であり、吐出過熱度ＳＨ＝１０degに対応するポリトロープ指数は概ね１．２５である。
【００４９】
このため、ポリトロープ指数が１．２５以上の冷媒は、吸入乾き度ｘ＝０．９である場合の吐出過熱度ＳＨが１０deg以上の冷媒であるということになる。
従って、ポリトロープ指数が１．２５以上の冷媒を採用すれば、上述の選定条件を満たすことになり、圧縮機２の信頼性を確保できる冷媒回路６０が得られる。
【００５０】
〔吐出過熱度に基づく膨張弁制御〕
上述の選定条件を満たす冷媒（例えば、Ｒ４１０Ａ又はＲ３２）を採用する場合、満液式蒸発器２０Ａの出口乾き度を概ね０．９に保持する制御が必要になる。
また、満液式蒸発器２０Ａと圧縮機２との間に過熱手段やアキュムレータを設置しない場合（方策１及び２を採用しない場合）には、満液式蒸発器２０Ａの出口乾き度ｘは圧縮機２の吸入乾き度とほぼ等しい。
【００５１】
従って、満液式蒸発器２０Ａの出口乾き度ｘを０．９に保持するためには、製氷運転において、吸入乾き度＝０．９の場合の圧縮機２の吐出過熱度が、使用する冷媒ごとに定まる所定値に維持されるように、第１膨張弁５の開度を調節する制御を実行すればよい。
そこで、本実施形態の制御装置８０は、圧縮機２の吐出過熱度の算出値ＳＨｄが、使用する冷媒に応じて予め設定された目標範囲（下限値ＳＨＬ〜上限値ＳＨＵ）に収束するように、第１膨張弁５の開度を調節する。
【００５２】
図６は、制御装置８０が実行する吐出過熱度に基づく膨張弁制御の一例を示すフローチャートである。
制御装置８０は、製氷運転中において、図６のフローチャートに示す膨張弁制御を所定の制御周期（例えば１〜１０秒）ごとに実行する。
図６に示すように、制御装置８０は、まず、吐出圧力センサ３１の計測値と吐出温度センサ３２の計測値とを読み込む（ステップＳ１０）。
【００５３】
次に、制御装置８０は、吐出圧力センサ３１の計測値と吐出温度センサ３２の計測値を用いて、圧縮機２の吐出過熱度ＳＨを算出する（ステップＳ１１）。
具体的には、制御装置８０は、吐出圧力センサ３１の計測値と冷媒（例えば、Ｒ４１０Ａ又はＲ３２）の物性とから、吐出圧力センサ３１の計測値における冷媒の飽和温度を算出し、算出した飽和温度を吐出温度センサ３２の計測値から差し引くことにより、圧縮機２の吐出過熱度を算出する。
【００５４】
次に、制御装置８０は、圧縮機２の吐出過熱度の算出値ＳＨｄを、予め記憶する吐出過熱度の目標範囲と比較する（ステップＳ１２）。
目標範囲は、所定の下限値ＳＨＬから所定の上限値ＳＨＵまでの範囲である。下限値ＳＬは、冷媒ごとに異なる吐出過熱度の目標値ＳＨ_tgtである。例えば、Ｒ４１０Ａの場合は目標値ＳＨ_tgt＝１１であり、Ｒ３２の場合は目標値ＳＨ_tgt＝２５degである。上限値ＳＨＵは、目標値ＳＨ_tgt＋マージン量（例えば１deg）である。
【００５５】
制御装置８０は、吐出過熱度の算出値ＳＨｄが目標範囲の下限値ＳＨＬよりも低い場合（ＳＨｄ＜ＳＨＬ）は、第１膨張弁５の開度を所定量だけ縮小する（ステップＳ１３）。
制御装置８０は、吐出過熱度の算出値ＳＨｄが目標範囲の上限値ＳＨＵよりも高い場合（ＳＨｄ＞ＳＨＵ）は、第１膨張弁５の開度を所定量だけ拡大する（ステップＳ１４）。
制御装置８０は、吐出過熱度の算出値ＳＨｄが目標範囲内である場合（ＳＨＬ≦ＳＨｄ≦ＳＨＵ）は、第１膨張弁５の開度を維持する（ステップＳ１５）。
【００５６】
このように、制御装置８０が、吐出過熱度の算出値ＳＨｄが冷媒の種類に応じた所定の目標範囲（下限値ＳＨＬ〜上限値ＳＨＵ）に収束するように、第１膨張弁５の開度を調整するので、満液式蒸発器２０Ａの出口乾き度をほぼ０．９（すなわち、方策１及び２を採用しなくても圧縮機２に返油可能な乾き度）に保持することができる。
【００５７】
〔その他の変形例〕
今回開示した実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではない。本開示の権利範囲は、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００５８】
上述の実施形態では、「横型」の二重管式製氷機よりなるアイスジェネレータ１を例示しているが、アイスジェネレータ１は「縦型」或いは「傾斜型」の二重管式製氷機であってもよい。
上述の実施形態では、アイスジェネレータ１を１台備えた製氷システム５０を例示したが、２台以上のアイスジェネレータ１の海水流路１２Ａを循環回路７０内で直列に接続してもよい。
【００５９】
上述の実施形態では、冷媒回路６０に用いる冷媒が、Ｒ４１０Ａ又はＲ３２である場合を例示したが、冷媒回路６０に用いる冷媒は、上述の選定条件を満たす限り、所定の混合比で複数種類の原料気体を混合した混合気体であってもよい。
【００６０】
上述の実施形態では、冷媒回路６０の冷却対象が「海水」である製氷システム５０を例示したが、冷媒回路６０の冷却対象は、海水に限定されるものではなく、エチレングリコール水溶液などを含む「溶液」に一般化することができる。
冷却対象を溶液に一般化する場合には、上述の実施形態に記載の「海水」を「溶液」と読み替えればよい。
【符号の説明】
【００６１】
１  二重管式製氷機（アイスジェネレータ）
２  圧縮機
３  熱源側熱交換器（凝縮器）
４  四路切換弁
５  第１膨張弁
７  レシーバ
８  海水タンク（溶液タンク）
９  ポンプ
１０  送風ファン
１１  第２膨張弁
１２Ａ  海水流路（溶液流路）
１２  内管
１３  外管
１３Ａ  冷媒流路
１５  ブレード機構
１６  流入口（海水用）
１７  流出口（海水用）
１８  流入口（冷媒用）
１９  流出口（冷媒用）
２０  熱交換部（蒸発器）
２０Ａ  満液式蒸発器
２１  回転軸
２２  支持バー
２３  ブレード
２４  封止壁
２５  モータ
３１  吐出圧力センサ
３２  吐出温度センサ
５０  製氷システム
６０  冷媒回路
７０  循環回路
８０  制御装置
８１  ＣＰＵ
８２  メモリ
【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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