(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下向きに開口した多数の製氷室を有し、上壁外面に蒸発用冷媒通路が設けられた冷却器と、水平閉塞位置において前記冷却器の製氷室を下方から閉塞するよう傾復動可能に配設され、前記各製氷室に対向する位置に噴水孔を備えた水皿と、コンプレッサ、凝縮器、減圧手段、及び、前記蒸発用冷媒通路から冷媒回路が構成された冷凍装置とを備え、前記水皿を前記水平閉塞位置とし、前記コンプレッサから吐出され、前記凝縮器及び減圧手段を経た冷媒を前記蒸発用冷媒通路に流して前記冷却器を冷却し、前記水皿の噴水孔より水を噴出させて製氷工程を実行すると共に、前記水皿を傾斜開放位置として前記冷却器の製氷室を開放し、前記コンプレッサから吐出された高温冷媒を前記蒸発用冷媒通路に流して前記冷却器を加熱する離氷工程を実行する逆セル型製氷機において、
前記冷凍装置には、非共沸混合冷媒が充填されており、
前記水皿の水平閉塞位置において、当該水皿と前記冷却器は所定の間隔を存して対峙すると共に、これら水皿と冷却器との間隔は、前記蒸発用冷媒通路の冷媒出口側ほど小さくされていることを特徴とする逆セル型製氷機。
【請求項２】
下向きに開口した多数の製氷室を有し、上壁外面に蒸発用冷媒通路が設けられた冷却器と、水平閉塞位置において前記冷却器の製氷室を下方から閉塞するよう傾復動可能に配設され、前記各製氷室に対向する位置に噴水孔を備えた水皿と、コンプレッサ、凝縮器、減圧手段、及び、前記蒸発用冷媒通路から冷媒回路が構成された冷凍装置とを備え、前記水皿を前記水平閉塞位置とし、前記コンプレッサから吐出され、前記凝縮器及び減圧手段を経た冷媒を前記蒸発用冷媒通路に流して前記冷却器を冷却し、前記水皿の噴水孔より水を噴出させて製氷工程を実行すると共に、前記水皿を傾斜開放位置として前記冷却器の製氷室を開放し、前記コンプレッサから吐出された高温冷媒を前記蒸発用冷媒通路に流して前記冷却器を加熱する離氷工程を実行する逆セル型製氷機において、
前記冷凍装置には、非共沸混合冷媒が充填されていると共に、
前記水皿の噴水孔は、前記蒸発用冷媒通路の冷媒出口に近い前記製氷室に対向するものほど小さくされていることを特徴とする逆セル型製氷機。
【請求項３】
前記製氷室の容積の変更、前記冷却器の側壁の厚さ寸法の変更、前記蒸発用冷媒通路の扁平率の変更、前記蒸発用冷媒通路間の間隔の変更、前記水皿と冷却器との間隔の変更、又は、前記水皿の噴水孔の変更は、前記蒸発用冷媒通路の一部を除く領域で行われていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の逆セル型製氷機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、下向きに開口した複数の製氷室を有する冷却器と、冷却器を下方から閉塞するよう傾復動可能に配設され、各製氷室に対向する位置に噴水孔を有する水皿を備え、噴水孔から各製氷室内に噴水して製氷を行う所謂逆セル型製氷機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、この種逆セル型製氷機は、下向きに開口した複数の製氷室を有する冷却器と、傾復動可能に支持され、水平閉塞位置において製氷室を下方から閉塞するように配設される水皿と、この水皿と一体的に設けられて水皿上面からの水を戻り孔を介して貯留する水タンクとを備えている。
【０００３】
係る製氷機では、製氷工程において、水タンクに設けられる循環ポンプによって該水タンク内の水を吸い上げて水皿の製氷室に対応する位置に形成された噴水孔より噴出させて所定温度に冷却された各製氷室内に氷を成長させる。その後、離氷工程において、冷却器に高温の冷媒ガスを流通させることにより、各製氷室を加熱し、製氷室内の氷表面を融解することによって、離氷させると共に、前記水皿を傾斜開放位置とする。これにより、製氷室内から離脱した氷は、水皿上に落下した後、当該水皿に沿って下方に落下し、水皿下方に形成される貯氷部に蓄えられる。
【０００４】
上記において、下向きに開口した多数の製氷室を有する冷却器の上壁外面には、冷却装置の蒸発パイプが配設されている。この蒸発パイプは、他の機器と共に所謂冷凍サイクルを構成するものであり、当該冷凍サイクルの冷媒回路内には、冷媒として疑似共沸混合冷媒Ｒ４０４Ａや単一成分冷媒Ｒ１３４ａなどの温度グライドの小さい又は無い冷媒を使用した場合、蒸発パイプにおける冷媒の蒸発温度は一定であるため、蒸発パイプ出口側で蒸発が完了していなければ、冷媒入口側と冷媒出口側における温度差はほとんど無い。
【０００５】
他方、近年、多種類の非共沸混合冷媒が開発されており、性能的に優れた冷媒や、環境負荷の小さい冷媒がある（例えば特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−９４４１６号公報
【特許文献２】特開２０１０−６０１５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上述した如き非共沸混合冷媒は、蒸発や凝縮の過程において構成成分の露点・沸点が異なるため、蒸発パイプ出口側で蒸発が完了しないように制御しても、蒸発パイプの入口側の温度に比べて出口側の温度が５〜１５ｄｅｇ高くなる場合がある。
【０００８】
そのため、冷媒入口側が対応する製氷室の方が氷の成長が早く、冷媒出口側が対応する製氷室の方が氷の成長が遅くなり、生成される氷が不均質となる。具体的には、各製氷室に向けて製氷用の水が噴水孔より噴出されることで、製氷室内壁に沿って徐々に氷が生成されていくため、製氷室内に生成される氷の下面中央には、凹みが生じる。氷の成長が早く、この凹みが一定寸法より小さいと、氷と水皿の密着力が増し、その後に行われる離氷工程で、円滑な離氷が行われにくくなる。他方、氷の成長が遅く、この凹みが一定寸法より大きいと、氷自体のかたちが悪くなり、重量も低下する。
【０００９】
本発明は、従来の技術的課題を解決するためになされたものであり、温度グライドを有する冷媒を用いた場合であっても、各製氷室を均一に冷却し、安定した製氷を実現することができる逆セル型製氷機を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、請求項１の発明の逆セル型製氷機は、下向きに開口した多数の製氷室を有し、上壁外面に蒸発用冷媒通路が設けられた冷却器と、水平閉塞位置において冷却器の製氷室を下方から閉塞するよう傾復動可能に配設され、各製氷室に対向する位置に噴水孔を備えた水皿と、コンプレッサ、凝縮器、減圧手段、及び、蒸発用冷媒通路から冷媒回路が構成された冷凍装置とを備え、水皿を水平閉塞位置とし、コンプレッサから吐出され、凝縮器及び減圧手段を経た冷媒を蒸発用冷媒通路に流して冷却器を冷却し、水皿の噴水孔より水を噴出させて製氷工程を実行すると共に、水皿を傾斜開放位置として冷却器の製氷室を開放し、コンプレッサから吐出された高温冷媒を蒸発用冷媒通路に流して冷却器を加熱する離氷工程を実行するものであって、冷凍装置には、非共沸混合冷媒が充填されており、水皿の水平閉塞位置において、当該水皿と冷却器は所定の間隔を存して対峙すると共に、これら水皿と冷却器との間隔は、蒸発用冷媒通路の冷媒出口側ほど小さくされていることを特徴とする。
【００１１】
請求項２の発明の逆セル型製氷機は、下向きに開口した多数の製氷室を有し、上壁外面に蒸発用冷媒通路が設けられた冷却器と、水平閉塞位置において冷却器の製氷室を下方から閉塞するよう傾復動可能に配設され、各製氷室に対向する位置に噴水孔を備えた水皿と、コンプレッサ、凝縮器、減圧手段、及び、蒸発用冷媒通路から冷媒回路が構成された冷凍装置とを備え、水皿を水平閉塞位置とし、コンプレッサから吐出され、凝縮器及び減圧手段を経た冷媒を蒸発用冷媒通路に流して冷却器を冷却し、水皿の噴水孔より水を噴出させて製氷工程を実行すると共に、水皿を傾斜開放位置として冷却器の製氷室を開放し、コンプレッサから吐出された高温冷媒を蒸発用冷媒通路に流して冷却器を加熱する離氷工程を実行するものであって、冷凍装置には、非共沸混合冷媒が充填されていると共に、水皿の噴水孔は、蒸発用冷媒通路の冷媒出口に近い製氷室に対向するものほど小さくされていることを特徴とする。
【００１２】
請求項３の発明は、上記各発明において、製氷室の容積の変更、冷却器の側壁の厚さ寸法の変更、蒸発用冷媒通路の扁平率の変更、蒸発用冷媒通路間の間隔の変更、水皿と冷却器との間隔の変更、又は、水皿の噴水孔の変更は、蒸発用冷媒通路の一部を除く領域で行われていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、下向きに開口した多数の製氷室を有し、上壁外面に蒸発用冷媒通路が設けられた冷却器と、各製氷室に対向する位置に噴水孔を備えた水皿と、コンプレッサ、凝縮器、減圧手段、及び、蒸発用冷媒通路から冷媒回路が構成された冷凍装置とを備えた逆セル型製氷機において、冷凍装置には、非共沸混合冷媒が充填されているため、冷媒入口側では沸点の低い冷媒が先に蒸発し、徐々に冷媒が蒸発していき、冷媒出口側では、沸点の高い冷媒が蒸発することで、冷媒入口側から冷媒出口側にいくに従い温度が高くなる傾向がある。
【００１４】
請求項１の発明では、水皿の水平閉塞位置において、当該水皿と冷却器は所定の間隔を存して対峙すると共に、これら水皿と冷却器との間隔は、蒸発用冷媒通路の冷媒出口側ほど小さくされているので、各製氷室に対して一様に水が噴出されることで、氷の下面中央に生成される凹みを蒸発用冷媒通路の冷媒出口側と入口側とで均一とすることができる。これにより、外観上均質な氷を生成することができる。
【００１５】
請求項２の発明では、水皿の噴水孔は、蒸発用冷媒通路の冷媒出口に近い製氷室に対向するものほど小さくされているので、冷媒出口に近い製氷室ほど、噴水孔から噴出される水流による負荷を小さくすることができ、氷の生成効率を向上させることができる。これに対し、冷媒入口に近い製氷室ほど、噴水孔から噴出される水流による負荷が大きくなるため、氷の生成効率が冷媒出口側に比べ小さくなるが、これによって、各製氷室間における氷の成長を均一とすることができ、氷の下面中央に生成される凹みも均一とでき、均質な氷を生成することができる。
【００１６】
請求項３の発明によれば、上記各発明において、製氷室の容積の変更、冷却器の側壁の厚さ寸法の変更、蒸発用冷媒通路の扁平率の変更、蒸発用冷媒通路間の間隔の変更、水皿と冷却器との間隔の変更、又は、水皿の噴水孔の変更は、蒸発用冷媒通路の一部を除く領域で行われているので、冷媒の混合比によって温度グライドの影響の大きい箇所において係る変更を行うことで、より効果的に安定した製氷を実現することができる。また、温度グライドの影響の大きい箇所のみ変更を加えればよいため、構造の簡素化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明を適用した製氷機の概略構成図である。
【図２】水皿が水平閉塞位置にある状態の製氷ユニットの製氷部の側面図である。
【図３】水皿が傾斜開放位置にある状態の製氷ユニットの製氷部の側面図である。
【図４】冷却器の平面図である。
【図５】制御装置のブロック図である。
【図６】製氷工程における冷却器と水皿の部分拡大断面図である。
【図７】離氷工程における冷却器と水皿の部分拡大断面図である。
【図８】冷却器の概略断面図である。（実施例１）
【図９】冷却器の概略斜視図である。（実施例２）
【図１０】冷却器の概略断面図である。（実施例３）
【図１１】冷却器の概略断面図である。（実施例３）
【図１２】水皿の概略構成図である。（実施例５）
【図１３】冷却器の概略斜視図である。（実施例６）
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を詳述する。図１は本発明を適用した製氷機ＩＭの概略構成図、図２は水皿４が水平閉塞位置にある状態の製氷ユニットＩＵの製氷部の側面図、図３は水皿４が傾斜開放位置にある状態の製氷ユニットＩＵの製氷部の側面図、図４は冷却器１の平面図をそれぞれ示している。
【００１９】
本実施例における製氷機ＩＭは、所謂逆セル型製氷ユニットＩＵを備えた製氷機であり、断熱箱体にて構成される本体２９と、当該本体２９の上部に内蔵される逆セル型製氷ユニットＩＵとから構成される。本体２９内には、製氷ユニットＩＵの下方に位置して図示しない貯氷庫が形成されている。この貯氷庫内には、所定の満氷量（満氷レベル）を検出したときに接点を閉じる満氷スイッチＢＳＷ（図５参照）が取り付けられている。
【００２０】
製氷ユニットＩＵは、下向きに開口した多数の製氷室２を有する冷却器１と、所定の水平閉塞位置（図２）において各製氷室２を下方から余裕を持って閉塞するよう配設された水皿４とを備えている。
【００２１】
冷却器１は、図４に示すように上壁外面１Ａに冷凍装置Ｒを構成する蒸発パイプ３が配設されている。この蒸発パイプ３は、内部に蒸発用冷媒通路を構成すると共に、上壁外面１Ａに蛇行状に配設されている。尚、本実施例（後述する実施例１乃至実施例６）では、蒸発用冷媒通路を蒸発パイプ３にて構成しているが、これに限定されるものではなく、アルミニウム等の熱良導性材料にて構成される２枚の板材を張り合わせ、両板間に蛇行状に膨出形成することにより、蒸発用冷媒通路を構成した成形蒸発器を採用しても良い。
【００２２】
この冷却器１の各製氷室２と所定の間隔を存して対峙して設けられる水皿４の上面には、各製氷室２に対向する位置に噴水孔６及び戻り孔７（何れも図６に図示する）が形成されている。水皿４は、正逆回転可能な高速ギヤ比の減速モータ（ギヤモータ）１６を備えた駆動装置１５によって、図２の水平閉塞位置と、図３の傾斜開放位置とに傾動及び復動可能とされる。水皿４の水平閉塞位置は、通常の自己復帰型ボタンスイッチなどから構成された水皿位置検出スイッチＡＳＷの接点の開閉により検出される。
【００２３】
そして、この水皿４と一体的に、戻り孔７に連通する水タンク８が設けられている。この水タンク８には、該水タンク８内の水を吸い上げて、導水管１１、図示しない分配管を経て噴水孔６から各製氷室２内に噴出し、循環せしめる循環ポンプ１０が設けられている。また、水皿４には、給水電磁弁１２の開放時に水皿４の上面に散水する散水器１３が設けられている。
【００２４】
水タンク８内には給水された製氷用水の満水位を検出するためのフロート式の水位スイッチＷＬＳＷ、及び、内部に貯留される製氷用水の温度を検出するための温度センサ９が設けられている。
【００２５】
一方、本体２９の下部には、貯氷庫の下方に位置して機械室が形成されており、当該機械室内には、冷凍装置Ｒのコンプレッサ１７、凝縮器１８、凝縮器用送風機１９及び内部に制御装置Ｃを収容する電装箱２０等が配設されている。本実施例の冷凍装置Ｒは、コンプレッサ１７と、三方管２１、凝縮器１８と、受液器２２、乾燥器２３、減圧手段としての膨張弁２４、蒸発パイプ（蒸発用冷媒通路）３、アキュムレータ２５等を配管接続することにより冷媒回路１４が構成されている。
【００２６】
この冷媒回路１４内には、Ｒ４０７Ａ、Ｒ４０７Ｂ、Ｒ４０７Ｃ等の非共沸混合冷媒が充填されている。この非共沸混合冷媒は、一般に複数種類の冷媒から成り、蒸発や凝縮過程において構成成分の露点・沸点が異なるため温度グライドを有する。従って、蒸発パイプ３出口側で蒸発が完了しないように制御しても、蒸発パイプ３の冷媒出口側温度は、冷媒入口側の温度よりも高くなる。このようなＲ３２を多く含む冷媒では、吐出ガス温度が高くなる傾向があり、図１に示すように、コンプレッサ１７から一旦吐出された高温冷媒を、補助蒸発器１８Ａにて冷却し、再度コンプレッサ１７に帰還させる回路が有効である。
【００２７】
また、三方管２１の他方の出口にはホットガス管２６が接続され、当該ホットガス管２６にはホットガス電磁弁２７が介設される。当該ホットガス電磁弁２７はコンプレッサ１７にて圧縮された高温高圧の冷媒ガスの蒸発パイプ３への流入を制御するための電磁弁であり、当該ホットガス電磁弁２７が開いた状態でコンプレッサ１７から吐出された高温高圧の冷媒ガス（ホットガス）が蒸発パイプ３に直接（凝縮器１８、受液器２２、乾燥器２３及び膨張弁２４を経ることなく）供給される構成とされる。
【００２８】
尚、本実施例では、冷媒として非共沸混合冷媒を用いているため、膨張弁２４の開度制御をすることで、蒸発パイプ３にて全ての冷媒が蒸発を完了しないよう乾き度を制御することができる。これによって、蒸発パイプ３全体で冷媒を完全に蒸発させないため、蒸発パイプ３全体に渡って冷媒の蒸発による冷却作用を発揮できる。この際、一部の冷媒が液冷媒として冷媒出口から流出することとなるが、当該蒸発パイプ３の後段には、膨張弁２４に流入する以前の高温冷媒と熱交換する内部熱交換器２８が設けられているため、当該内部熱交換器２８によって、液冷媒を完全に蒸発させることができ、コンプレッサ１７への液バックを未然に回避することができる。
【００２９】
次に、図５を参照して本発明の製氷機ＩＭの制御装置Ｃについて説明する。本実施例における制御装置Ｃは、汎用のマイクロコンピュータにより構成されており、時限手段としてのタイマ３０を内蔵している。制御装置Ｃの入力側には、貯氷庫の満氷スイッチＢＳＷと、水タンク８の水位スイッチＷＬＳＷ、温度センサ９と、水皿位置検出スイッチＡＳＷ、冷却器１側面の温度を検出する冷却器温度センサ３１等が接続されている。他方、出力側には、冷凍装置Ｒを構成するコンプレッサ１７と、凝縮器用送風機１９と、ホットガス電磁弁２７と、水皿４に設けられる減速モータ１６と、循環ポンプ１０、給水電磁弁１２等が接続されている。
【００３０】
以上の構成により、本実施例の製氷機ＩＭの動作を説明する。製氷機ＩＭの電源が投入されると、水皿４が水平閉塞位置に初期設定され、制御装置Ｃは、給水電磁弁１２を開放し、製氷用水が散水器１３から水皿４の上面に散水されて、主に戻り孔７を通って水タンク８内に給水される。水タンク８が満水となって水位スイッチＷＬＳＷが接点を閉じると、制御装置Ｃは、給水電磁弁１２を閉じる。
【００３１】
次に、製氷工程において、制御装置Ｃは、冷凍装置Ｒのコンプレッサ１７を運転する。これにより、コンプレッサ１７から吐出された冷媒は、凝縮器１８にて凝縮液化され、膨張弁２４にて減圧された後、蒸発パイプ３に供給され、そこで蒸発して冷却器１を冷却する。このとき、制御装置Ｃは、凝縮器用送風機１９を運転すると共に、循環ポンプ１０を運転して水タンク８内の製氷用水を噴水孔６から各製氷室２内に循環させる（図６の状態）。
【００３２】
これにより、冷却器１の各製氷室２に供給される製氷用水が冷却されて、徐々に氷が生成されていく。一方、噴水孔６から噴出した製氷用水の内、氷に成らずに下方に流下された水は、戻り孔７から水タンク８内に回収される。そして、水タンク８内の製氷用水の温度は低下していき、水タンク８内に設けられる温度センサ９が検出した温度が、例えば＋３℃（設定温度）に低下すると、制御装置Ｃは、タイマ３０によりカウントを開始し、所定の製氷時間が経過するまで当該制御を継続する。
【００３３】
これにより、冷却器１の各製氷室２内には徐々に氷が成長していく。そして、所定の製氷時間が経過し、タイマ３０によるカウントが終了すると、制御装置Ｃは、製氷工程を終了し、凝縮器用送風機１９及び循環ポンプ１０を停止させる。
【００３４】
その後、制御装置Ｃは、離氷工程に移行する。この離氷工程では、制御装置Ｃは、減速モータ１６を正転させ、水皿４を現在の水平閉塞位置（図２）から傾斜開放位置（図３）に移行させる。当該水皿４の移動と共に、制御装置Ｃは、ホットガス電磁弁２７を開き、蒸発パイプ３にコンプレッサ１７から吐出された高温冷媒（ホットガス）を流す。
【００３５】
水皿４の傾動が開始されると、高温冷媒によって冷却器１は加熱され、製氷室２内の氷は、冷却器１と接している面が融解され、各製氷室２から氷が離脱し、自重により落下する。これに伴って、制御装置Ｃは、所定時間給水電磁弁１２を開いて散水器１３から製氷用水を水皿４の上面に散水する。かかる離氷工程を実行することにより、各製氷室２内の氷は、水皿４上に落下し、更に当該水皿４の前方から前記貯氷庫内に落下して、当該貯氷庫内に蓄えられる。
【００３６】
ここで、本実施例では、冷媒として温度グライドを有する非共沸混合冷媒が用いられているため、冷媒入口側における蒸発パイプ３内では沸点の低い冷媒が先に蒸発し、冷媒出口側における蒸発パイプ３内では沸点の高い冷媒が蒸発することとなる。そのため、各製氷室２は、蒸発パイプ３の冷媒入口から冷媒出口に近づくに従い温度が高くなるように冷却される。以下に、当該蒸発パイプ３が設けられた冷却器１の各製氷室２を均一に冷却する実施形態について実施例１乃至実施例６を例に挙げて詳述する。
【実施例１】
【００３７】
先ず初めに実施例１について図８を参照して説明する。図８は冷却器１の概略断面図を示している。冷却器１は、下面に開口した矩形状を呈していると共に、上述したように、その上壁外面１Ａには、内部に蒸発用冷媒通路を構成する蒸発パイプ３が蛇行状に配設されている。この冷却器１には、複数の仕切壁９が設けられ、これによって、各製氷室２が仕切られている。本実施例では当該仕切壁９・・は、蒸発パイプ３の延在方向（冷媒入口３Ａから冷媒出口３Ｂに延在する方向）に延在する複数の仕切壁と、これと略直交する方向に延在する複数の仕切壁によって構成され、各製氷室２は略賽の目に構成される。
【００３８】
実施例１では、蒸発パイプ３の延在方向と略直交する方向に延在する各仕切壁９は、膨張弁２４又はホットガス電磁弁２７から流出した冷媒が流入する蒸発パイプ３の冷媒入口３Ａ側における間隔（ＣＳ１）よりも、コンプレッサ１７に向けて冷媒が流出する蒸発パイプ３の冷媒出口３Ｂ側（ＣＳ２）に近づくほど小さくなるように構成されている。
【００３９】
これにより、各製氷室２の容積は、蒸発パイプ３の冷媒出口３Ｂに近づくほど小さくされる。この際、各仕切壁９の間隔（製氷室の容積）の変化は、冷媒入口３Ａ側と冷媒出口３Ｂ側とである箇所（時点）から異なることで、例えば二段階に変化させるもの、若しくは、三段階に変化させるもの、又は、更に細かく、即ち、段階的に徐々に変更するものとしても良い。
【００４０】
そして、係る実施例１では、間隔が変更された各仕切壁９の上方に蒸発パイプ３が対応するように、蒸発パイプ３が蛇行状に配設される。即ち、蒸発パイプ３の延在方向において隣接する蒸発パイプ３相互の間隔（ＰＳ）は、冷媒入口３Ａ側の間隔（ＰＳ１）よりも冷媒出口３Ｂ（ＰＳ２）に近づくほど小さくなるように配設されている。
【００４１】
これにより、上述した如き製氷工程では、蒸発パイプ３の冷媒入口３Ａ側では沸点の低い冷媒が先に蒸発し、徐々に冷媒が蒸発していき、冷媒出口３Ｂ側では、沸点の高い冷媒が蒸発することで、冷媒入口３Ａ側から冷媒出口３Ｂ側にいくに従い温度が高くなる傾向があるが、このように、蒸発パイプ３の冷媒出口３Ｂに近づくほど製氷室２の容積が小さくなるように構成されているため、冷媒出口３Ｂに近づくほど蒸発パイプ３による各製氷室２の冷却効率を高めることができる。
【００４２】
従って、蒸発パイプ３の冷媒入口３Ａ側に対応する製氷室２の冷却効率と、冷媒出口３Ｂ側に対応する製氷室２の冷却効率との差を均一とすることで、全製氷室２を均一に冷却することが可能となる。そのため、各製氷室２間における冷却ムラを解消することで、氷の成長を均一とすることができる。氷の下面中央に生成される凹み（図６、図７参照）も均一とでき、均質な氷を生成することができる。
【００４３】
また、上述した如き離氷工程において、高温冷媒を蒸発パイプ３の蒸発用冷媒通路に流す場合においても、冷媒入口３Ａ側から冷媒出口３Ｂ側にいくに従い温度が低くなる傾向がある（温度差として４Ｋ〜１５Ｋ程度）が、このように、蒸発パイプ３の冷媒出口３Ｂに近づくほど製氷室２の容積が小さくなるように構成されているため、冷媒出口３Ｂに近づくほど氷表面の融解効率を高めることができる。従って、当該離氷工程においても、各氷に対し、均質な離氷を実現することができる。
【００４４】
当該実施例１では、各製氷室２の容積変更は、各製氷室２を仕切る仕切壁９の間隔を、蒸発パイプ３の冷媒出口３Ｂに近づくほど小さくすることで変更しているため、容易に製氷室の容積変更を実現することができる。これ以外にも、各製氷室２の容積変更を行う手法として、仕切壁９の厚さを変更するものを採用しても良い。
【００４５】
尚、上述の場合において、蛇行状に配設される隣接する蒸発パイプ３相互の間隔（ＰＳ）は、変更される仕切壁９の間隔（ＣＳ）に対応して変更するものとしているが、これ以外にも、各仕切壁９の間隔（ＣＳ）は同等とした場合であっても、蛇行状に配設される隣接する蒸発パイプ３相互の間隔（ＰＳ）を、冷媒入口３Ａ側の間隔（ＰＳ１）よりも冷媒出口３Ｂ側（ＰＳ２）に近づくほど小さくなるように配設してもよい。この場合においても、蒸発パイプ３相互の間隔の変化は、冷媒入口３Ａ側と冷媒出口３Ｂ側とである箇所（時点）から異なることで、例えば二段階に変化させるもの、若しくは、三段階に変化させるもの、又は、更に細かく、即ち、段階的に徐々に変更するものとしても良い。
【００４６】
この場合、蒸発パイプ３の延在方向（冷媒入口側から冷媒出口側に延在する方向）と略直交して並設される各蒸発パイプ３は、これと略平行して配設される各仕切壁９の直上乃至これと近接した位置に対応する範囲で、当該間隔（ＰＳ）が変更されることが望ましい。
【００４７】
これによっても、蒸発パイプ３の冷媒出口３Ｂに近づくほど、各製氷室２を冷却する蒸発パイプ３間の間隔をより密なものとでき、これによって、製氷工程において冷媒の蒸発温度が高くなる傾向のある冷媒出口３Ｂ側に対応する製氷室２の冷却効率を高めることができる。同様に、離氷工程においても、冷媒出口３Ｂに近づくほど氷表面の融解効率を高めることができる。
【実施例２】
【００４８】
次に、実施例２について図９を参照して説明する。図９は冷却器１の概略斜視図を示している。冷却器１は、上記実施例１と同様に、下面に開口した矩形状を呈していると共に、その上壁外面１Ａには、内部に蒸発用冷媒通路を構成する蒸発パイプ３が蛇行状に配設されている。この冷却器１には、蒸発パイプ３の延在方向（冷媒入口３Ａから冷媒出口３Ｂに延在する方向）に延在する複数の仕切壁９Ａ・・と、これと略直交する方向に延在する複数の仕切壁９Ｂ・・が設けられ、各製氷室２は略賽の目に仕切られている。
【００４９】
実施例２では、冷却器１の側壁１Ｂ、１Ｃの厚さ寸法が、膨張弁２４又はホットガス電磁弁２７から流出した冷媒が流入する蒸発パイプ３の冷媒入口３Ａ側よりも、コンプレッサ１７に向けて冷媒が流出する蒸発パイプ３の冷媒出口３Ｂ側に近づくほど大きくなるように構成されている。
【００５０】
即ち、蒸発パイプ３の冷媒入口３Ａ側の側壁１Ｂと、当該側壁１Ｂと対向する冷媒出口３Ｂ側の側壁１Ｂとでは、冷媒出口３Ｂ側の側壁１Ｂの方が厚くなるように構成されており、冷媒入口３Ａから冷媒出口３Ｂに延在する方向に延在する側壁１Ｃ、１Ｃは、何れも、冷媒入口３Ａから冷媒出口３Ｂに近づくほど厚くなるように構成されている。この際、当該厚さ寸法の変化は、冷媒入口３Ａ側と冷媒出口３Ｂ側とである箇所（時点）から異なることで、例えば二段階に変化させるもの、若しくは、三段階に変化させるもの、又は、更に細かく、即ち、段階的に徐々に変更するものとしても良い。
【００５１】
同様に、冷却器１の天壁１Ａについても同様に、蒸発パイプ３の冷媒入口３Ａから冷媒出口３Ｂに近づくほど厚くなるように構成してもよい。また、各製氷室２を仕切る各仕切壁９Ａ、９Ｂについても同様にその厚さ寸法を変更して構成しても良い。
【００５２】
これにより、蒸発パイプ３の冷媒出口３Ｂ側に近づくほど、冷却器１の側壁１Ｂ、１Ｃ等を厚く構成することで、冷媒出口３Ｂ側に近づくほど各製氷室２の内壁が伝える熱流量を高めることができる。
【００５３】
そのため、製氷工程では、冷媒入口３Ａ側では沸点の低い冷媒が先に蒸発し、徐々に冷媒が蒸発していき、冷媒出口３Ｂ側では、沸点の高い冷媒が蒸発することで、冷媒入口３Ａ側から冷媒出口３Ｂ側にいくに従い温度が高くなる傾向があるが、このように製氷室２の側壁の厚さ寸法を変更することで、内部に生成される氷への伝熱量を高めることができ、冷却効率を向上させることができる。従って、全製氷室を均一に冷却することが可能となり、各製氷室間における冷却ムラを解消することで、氷の成長を均一とすることができる。氷の下面中央に生成される凹みも均一とでき、均質な氷を生成することができる。
【００５４】
同様に、離氷工程にて高温冷媒を蒸発用冷媒通路に流す場合においても、冷媒入口側から冷媒出口側にいくに従い温度が低くなる傾向があるが、蒸発パイプ３の冷媒出口３Ｂ側に近づくほど各製氷室２の内壁が伝える熱流量を高めることができ、これによって、内部に生成された氷への伝熱量が高まることで、氷表面の融解効率を向上させることができる。従って、均質な離氷を実現することができる。
【実施例３】
【００５５】
次に、実施例３について図１０を参照して説明する。図１０は冷却器１の概略断面図を示している。冷却器１は、上記実施例１と同様に、下面に開口した矩形状を呈していると共に、その上壁外面１Ａには、内部に蒸発用冷媒通路を構成する蒸発パイプ３が蛇行状に配設されている。この冷却器１には、蒸発パイプ３の延在方向（冷媒入口側から冷媒出口側に延在する方向）に延在する複数の仕切壁９・・と、これと略直交する方向に延在する複数の仕切壁９が設けられ、各製氷室２は略賽の目に仕切られている。
【００５６】
実施例３では、各仕切壁９の上方に蒸発パイプ３が対応するように蒸発パイプ３が蛇行状に配設される。このとき、蒸発パイプ３は、冷媒出口３Ｂに近づくほど大きな扁平率となるように、扁平した状態で冷却器１の上壁外面１Ａに設けられている。この際、当該蒸発パイプ３の扁平率の変化は、冷媒入口３Ａ側と冷媒出口３Ｂ側とである箇所（時点）から異なることで、例えば二段階に変化させるもの、若しくは、三段階に変化させるもの、又は、更に細かく、即ち、段階的に徐々に変更するものとしても良い。
【００５７】
これにより、製氷工程では、蒸発パイプ３の冷媒入口３Ａ側では沸点の低い冷媒が先に蒸発し、徐々に冷媒が蒸発していき、冷媒出口３Ｂ側では、沸点の高い冷媒が蒸発することで、冷媒入口３Ａ側から冷媒出口３Ｂ側にいくに従い温度が高くなる傾向があるが、このように、冷媒入口３Ａ側ではより円に近い断面とされていた蒸発パイプ３が、冷媒出口３Ｂに近づくほど扁平率が大きくなるように構成されているため、冷媒出口３Ｂに近づくほど、蒸発パイプ３と冷却器１との接触面積を大きくすることができる。
【００５８】
そのため、冷媒入口３Ａ側、即ち、より冷媒出口３Ｂから離れた箇所では、扁平による冷媒流の圧力損失を緩和することができると共に、冷媒出口３Ｂに近づくほど蒸発パイプ３内を流れる冷媒による冷却器１の製氷室２の冷却効率を高めることができる。
【００５９】
従って、蒸発温度の低い冷媒入口３Ａ側では、蒸発パイプ３と冷却器１との接触面積を制限し、蒸発温度が高まっていくほど、即ち、冷媒出口３Ｂに近づくほど、蒸発パイプ３と冷却器１との接触面積を増大させることで、冷却器１に形成された各製氷室２を均一に冷却することが可能となる。そのため、各製氷室間における冷却ムラを解消することで、氷の成長を均一とすることができる。氷の下面中央に生成される凹みも均一とでき、均質な氷を生成することができる。
【００６０】
同様に、離氷工程にて高温冷媒を蒸発用冷媒通路に流す場合においても、冷媒入口側から冷媒出口側にいくに従い温度が低くなる傾向があるが、蒸発パイプ３の冷媒出口３Ｂに近づくほど蒸発パイプ３と冷却器１との接触面積が増大するため、冷媒出口３Ｂに近づくほど氷表面の融解効率を高めることができる。従って、当該離氷工程においても、各氷に対し、均質な離氷を実現することができる。
【００６１】
尚、図１０では、蒸発パイプ３によって各製氷室２を冷却する蒸発用冷媒通路を構成した場合について示しているが、図１１に示すように、アルミニウム等の熱良導性材料にて構成される２枚の板材を張り合わせ、両板間に蛇行状に膨出形成することにより、蒸発用冷媒通路を構成した成形蒸発器を用いた場合においても同様である。
【実施例４】
【００６２】
次に、実施例４について説明する。実施例４における冷却器１は、上記実施例１と同様に、下面に開口した矩形状を呈していると共に、その上壁外面１Ａには、内部に蒸発用冷媒通路を構成する蒸発パイプ３が蛇行状に配設されている。そして、所定の水平閉塞位置（図２）において各製氷室２は、下方から所定の間隔を存して対峙するように水皿４にて閉塞される。
【００６３】
ここで、当該実施例４では、この水皿４の水平閉塞位置において、これら水皿４と冷却器１下面との間隔は、冷却器１の上壁外面１Ａに設けられる蒸発パイプ３の冷媒出口３Ｂ側ほど小さくなるように構成されている。この際、当該水皿４と冷却器１との間隔の変化は、冷媒入口３Ａ側と冷媒出口３Ｂ側とである箇所（時点）から異なることで、例えば二段階に変化させるもの、若しくは、三段階に変化させるもの、又は、更に細かく、即ち、段階的に徐々に変更するものとしても良い。
【００６４】
ここで、製氷工程では、本体２９に対し略水平に設置される冷却器１に対して、蒸発パイプ３の冷媒出口３Ｂ側ほどこれらの間隔が小さくなるように配置された水皿４の噴水孔６より冷却器１の各製氷室２に対して一様に水が噴出される。
【００６５】
このとき、蒸発パイプ３の冷媒入口３Ａ側では沸点の低い冷媒が先に蒸発し、徐々に冷媒が蒸発していき、冷媒出口３Ｂ側では、沸点の高い冷媒が蒸発することで、冷媒入口３Ａ側から冷媒出口３Ｂ側にいくに従い温度が高くなる傾向があるため、冷媒入口３Ａ側に対応する製氷室２内の氷は、冷媒出口３Ｂ側に対応する製氷室２内の氷よりも成長が早くなり、より下方に成長した氷が生成されることとなる。
【００６６】
この際、各製氷室２の冷却効率に応じ、冷却効率が低い冷媒出口側３Ｂに近づくほど冷却器１と水皿４との間隔が小さくなるように設けられているため、各氷の下面中央に生成される凹みを冷媒出口３Ｂ側と入口３Ａ側とで均一とすることができる。これにより、外観上均質な氷を生成することができる。
【実施例５】
【００６７】
次に、実施例５について図１２を参照して説明する。図１２は水皿４の概略構成図を示している。実施例５における冷却器１は、上記実施例１と同様に、下面に開口した矩形状を呈していると共に、その上壁外面１Ａには、内部に蒸発用冷媒通路を構成する蒸発パイプ３が蛇行状に配設されている。そして、所定の水平閉塞位置（図２）において各製氷室２は、下方から所定の間隔を存して対峙するように水皿４にて閉塞される。
【００６８】
ここで、水皿４に形成された噴水孔６は、冷却器１の各製氷室２にそれぞれ対向する位置に形成されている。当該実施例５では、この水皿４の噴水孔６は、対峙して設けられる冷却器１の蒸発パイプ３の冷媒出口３Ｂに近い製氷室２に対向するものほど小さく形成されている。一例として、冷媒入口３Ａ側に対応する製氷室２に対応する噴水孔６Ａは、約２．５ｍｍの径、冷媒出口３Ｂ側に対応する製氷室２に対応する噴水孔６Ｂは、約１．２ｍｍの径とする。この際、当該水皿４の噴水孔６の大きさの変化は、冷媒入口３Ａ側と冷媒出口３Ｂ側とである箇所（時点）から異なることで、例えば二段階に変化させるもの、若しくは、三段階に変化させるもの、又は、更に細かく、即ち、段階的に徐々に変更するものとしても良い。
【００６９】
これにより、製氷工程において、蒸発パイプ３の冷媒入口３Ａ側に位置する噴水孔６Ａからは、他に比べて大きな水流にて製氷用の水が噴出され、これに対応する製氷室２内壁に接触する水量が多いため、製氷室２への冷却負荷が大きくなる。これに対し、蒸発パイプ３の冷媒出口３Ｂ側に近づくほど、噴水孔６は小さく形成されているため、徐々に小さな水流が噴出されることとなり、これらに対応する１つの製氷室２当たりの内壁に接触する水量が少なくなる。従って、これに対応する製氷室２への冷却負荷が小さくなる。
【００７０】
そのため、冷媒出口３Ｂ側に近づくほど、噴水孔６からの水流による冷却負荷の影響が小さくなるため、氷の生成効率を向上させることができる。ここで、冷媒として温度グライドを有する非共沸混合冷媒を用いた場合には、冷媒入口側では沸点の低い冷媒が先に蒸発し、徐々に冷媒が蒸発していき、冷媒出口側では、沸点の高い冷媒が蒸発することで、冷媒入口側から冷媒出口側にいくに従い温度が高くなる傾向があるが、蒸発温度が高い傾向にある冷媒出口３Ｂ側に近いものほど、噴出孔６からの水流による冷却負荷を低減させることで、各製氷室２間における氷の成長を均一とすることができ、氷の下面中央に生成される凹みも均一とでき、均質な氷を生成することができる。
【００７１】
また、冷媒の蒸発温度が低い傾向にある冷媒入口３Ａ側に近いものほど、噴水孔６を大きく形成することで、水流による冷却負荷が大きくなって氷の成長効率が低下することとなるが、この場合、より多くの製氷用水を低温の製氷室２内壁と接触させることで、水タンク８を介して循環して用いられる製氷用水を効率的に冷却することが可能となり、全体の製氷効率を向上させることが可能となる。
【００７２】
尚、上記各実施例１乃至実施例５において、製氷室２の容積の変更、蒸発パイプ３間の間隔の変更、冷却器１の外壁や仕切壁９の厚さ寸法の変更、蒸発パイプ３の扁平率の変更、水皿４と冷却器１との間隔の変更、又は、水皿４の噴水孔６の変更は、蒸発パイプ３の冷媒入口３Ａ側と冷媒出口３Ｂ側との間で均一の割合で変更するものに限られず、蒸発パイプ３の一部を除く領域で行われるものとしても良い。
【００７３】
即ち、冷媒回路に封入される冷媒の混合比によっては、温度グライドの影響の大きい箇所が、冷媒入口側である場合や、冷媒出口側である場合、若しくは、それ以外の箇所など、異なってくる。そのため、温度グライドの影響の大きい箇所において、上述した如き各変更を行うことで、より効果的な製氷を行うことができるため、温度グライドの影響の小さい箇所などの一部を除く領域で当該変更を行うこととしても良い。このような構成とすることで、構造の簡素化を図ることができる。
【実施例６】
【００７４】
次に、実施例６について図１３を参照して説明する。図１３は冷却器１の概略斜視図を示している。実施例６における冷却器１は、上記実施例１と同様に、下面に開口した矩形状を呈していると共に、その上壁外面１Ａには、内部に蒸発用冷媒通路を構成する蒸発パイプ３が蛇行状に配設されている。
【００７５】
この蒸発パイプ３は、直管状の往路パイプ（往路）３１と、復路パイプ（復路）３２と、これらの端部を所定曲率を有するＵベンドパイプ３３にて連通させて略ヘアピン状に構成されている。往路パイプ３１は、一端が蒸発パイプ３の冷媒入口３Ａとされ、減圧手段としての膨張弁５を経た冷媒が流入するものであり、復路パイプ３２は、往路パイプ３１の他端にＵベンドパイプ３３を介して一端が連通して連結され、当該復路パイプ３２の他端が蒸発パイプ３の冷媒出口３Ｂとされる。
【００７６】
これら往路パイプ３１と復路パイプ３２は、抱き合わせたかたちで隣接した状態で、蛇行状に折曲されて、冷却器１の上壁外面１Ａに配設される。これにより、当該往路パイプ３１と復路パイプ３２は隣接した状態で、交互に、冷却器１の上壁外面１Ａに蛇行状に配設された状態とされる。
【００７７】
係る構成により、製氷工程では、膨張弁２４にて減圧された冷媒が冷媒入口３Ａから往路パイプ３１内に流入していくと、冷媒として温度グライドを有する非共沸混合冷媒を用いているため、冷媒入口３Ａ側に位置する往路パイプ３１内では、沸点の低い冷媒が先に蒸発し、Ｕベンドパイプ３３を経て復路パイプ３２に流れる過程で徐々に冷媒が蒸発していき、冷媒出口３Ｂ側に位置する復路パイプ３２内では、沸点の高い冷媒が蒸発することとなり、往路パイプ３１から復路パイプ３２にいくに従い温度が高くなる傾向となる。
【００７８】
しかし、本実施例では、上述したように各製氷室２が形成される冷却器１の上壁外面１Ａに往路パイプ３１と復路パイプ３２とが交互に蛇行状に配設されているため、当該往路パイプ３１内を流れる冷媒の温度と復路パイプ３２内を流れる冷媒の温度との差による各製氷室２の冷却効率の差を緩和し、全製氷室２を均一に冷却することが可能となる。
【００７９】
従って、各製氷室２毎の冷却ムラを解消することで、氷の下面中央に生成される凹みも均一とでき、均質な氷を生成することができる。また、離氷工程にて高温冷媒を蒸発パイプ３に流す場合においても、冷媒入口３Ａ側から冷媒出口３Ｂ側にいくに従い温度が低くなる傾向があるが、このように、往路パイプ３１と復路パイプ３２とが交互に蛇行状に配設されているため、冷却器１全体の温度差を緩和することができ、均質な離氷を実現することができる。
【符号の説明】
【００８０】
ＩＭ    製氷機
ＩＵ    逆セル型製氷ユニット（逆セル型製氷機）
１    冷却器
１Ａ  上壁外面
２    製氷室
３    蒸発パイプ（蒸発用冷媒通路）
４    水皿
６    噴水孔
７    戻り孔
９、９Ａ、９Ｂ  仕切壁
１０    循環ポンプ
１４    冷媒回路
１６    減速モータ（ギヤモータ）
１７    コンプレッサ
１８    凝縮器
２４    膨張弁（減圧手段）
２６    ホットガス管
２７    ホットガス電磁弁
２８    内部熱交換器
３０    タイマ（時限手段）
３１    往路パイプ（往路）
３２    復路パイプ（復路）
【図１】
0005716152.tif 000002
【図２】
0005716152.tif 000003
【図３】
0005716152.tif 000004
【図４】
0005716152.tif 000005
【図５】
0005716152.tif 000006
【図６】
0005716152.tif 000007
【図７】
0005716152.tif 000008
【図８】
0005716152.tif 000009
【図９】
0005716152.tif 000010
【図１０】
0005716152.tif 000011
【図１１】
0005716152.tif 000012
【図１２】
0005716152.tif 000013
【図１３】
0005716152.tif 000014