(57)【要約】【課題】  オーガ回転時の氷圧縮ヘッドからの氷の円滑な排出を効率良く行い得ると共に、オーガの凍結を確実に防止し得るオーガ式製氷機を提供する。【解決手段】  オーガ式製氷機１では、オーガの回転時、氷圧縮ヘッドが固定された製氷シリンダの上端部がヒータ３５で加熱される。そのため、氷の表面が僅かに溶け、氷圧縮ヘッドから氷が円滑に排出される。しかも、ヒータ３５は、冷媒回路４０の圧縮機４２から吐出されたホットガスを熱源としている。従って、オーガ回転時の氷圧縮ヘッドからの氷の円滑な排出を効率良く行い得る。更に、オーガが凍結し始めたことを検出した場合に、ヒータ３５に流入するホットガスの流量が増加するように制御部４８が電磁弁４７を制御する。そのため、製氷シリンダの上端部がヒータ３５によって通常より高い温度に加熱される。従って、オーガの凍結を確実に防止し得る。【選択図】  図４
2005214594.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、凝縮器、膨張弁及び蒸発器が順次接続されてなる冷媒回路と、前記蒸発器により包囲された製氷シリンダと、前記製氷シリンダ内に回転自在に配置されたオーガと、前記製氷シリンダの一端部に設けられた氷圧縮ヘッドとを具備するオーガ式製氷機において、
前記オーガの回転時に、前記圧縮機から吐出されたホットガスを熱源として前記製氷シリンダの一端部を加熱する加熱手段と、
前記加熱手段に流入する前記ホットガスの流量を調整する流量調整手段と、
前記オーガが凍結し始めたことを検出した場合に、前記加熱手段に流入する前記ホットガスの流量が増加するように前記流量調整手段を制御する制御手段とを備えることを特徴とするオーガ式製氷機。
【請求項２】
前記加熱手段は、前記圧縮機と前記凝縮器とを結ぶ流路に対して並列に接続された第１のバイパス流路上に配置され、
前記流量調整手段は、前記加熱手段の上流側において前記第１のバイパス流路に並列に接続された第２のバイパス流路上に配置されていることを特徴とする請求項１記載のオーガ式製氷機。
【請求項３】
前記加熱手段は、前記圧縮機と前記凝縮器とを結ぶ流路に対して並列に接続された第１のバイパス流路上に配置され、
前記流量調整手段は、前記加熱手段から前記蒸発器と前記圧縮機とを結ぶ流路上へ通ずる第２のバイパス流路上に配置されていることを特徴とする請求項１記載のオーガ式製氷機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製氷シリンダ内でオーガを回転させてチップ状やフレーク状の氷を連続的に製造するオーガ式製氷機に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的なオーガ式製氷機として次のようなものがある。すなわち、オーガが内蔵された製氷シリンダ内に製氷水を供給してシャーベット状の氷を生成しつつ、製氷シリンダの上端部に固定された氷圧縮ヘッド（固定刃とも呼ばれる）にシャーベット状の氷をオーガの回転によって搬送し、氷圧縮ヘッドでシャーベット状の氷を圧縮して、チップ状やフレーク状の氷を連続的に製造するものである。
【０００３】
ところが、このようなオーガ式製氷機には、例えば外気温度や製氷水温度が低下した場合に、氷圧縮ヘッドが固定された製氷シリンダの上端部に氷が詰まり、オーガの正常な回転が阻害される（いわゆるオーガの凍結）という問題がある。
【０００４】
このような問題を解決し得るオーガ式製氷機として特許文献１に記載されたものがある。このオーガ式製氷機は、圧縮機、凝縮器、膨張弁及び蒸発器が順次接続されてなる冷媒回路を有しており、この冷媒回路の蒸発器によって製氷シリンダを冷却するように構成されている。そして、氷圧縮ヘッドが固定された製氷シリンダの上端部には、圧縮機の出口側から入口側へと通ずるホットガスバイパス回路上に配置された融氷加熱器が取り付けられている。これにより、温度検出器等でオーガの凍結を検出した場合には、ホットガスバイパス回路にホットガスを流通させ、融氷加熱器により製氷シリンダの上端部を加熱することで、オーガの凍結を解消することができる。
【特許文献１】特開平１１−３５１７１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述したようなオーガ式製氷機においては、オーガが正常に回転している場合にも、例えばオーガを回転駆動するギアードモータに掛かる負荷を軽減するために、氷圧縮ヘッドから氷を円滑に排出させる必要がある。そのため、氷圧縮ヘッドが固定された製氷シリンダの上端部にベルト状の電気ヒータを取り付け、氷圧縮ヘッドで圧縮された氷の表面を僅かに溶融させる場合がある。
【０００６】
しかしながら、このような電気ヒータを用いたオーガ式製氷機にあっては、オーガの回転中常に電気ヒータによって電力が消費されるため、ランニングコストが高くなってしまうという問題がある。
【０００７】
そこで、本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、オーガの回転時における氷圧縮ヘッドからの氷の円滑な排出を効率良く行うことができると共に、オーガの凍結を確実に防止することができるオーガ式製氷機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明に係るオーガ式製氷機は、圧縮機、凝縮器、膨張弁及び蒸発器が順次接続されてなる冷媒回路と、蒸発器により包囲された製氷シリンダと、製氷シリンダ内に回転自在に配置されたオーガと、製氷シリンダの一端部に設けられた氷圧縮ヘッドとを具備するオーガ式製氷機において、オーガの回転時に、圧縮機から吐出されたホットガスを熱源として製氷シリンダの一端部を加熱する加熱手段と、加熱手段に流入するホットガスの流量を調整する流量調整手段と、オーガが凍結し始めたことを検出した場合に、加熱手段に流入するホットガスの流量が増加するように流量調整手段を制御する制御手段とを備えることを特徴とする。
【０００９】
このオーガ式製氷機においては、オーガの回転時、製氷シリンダの一端部が加熱手段によって加熱される。そのため、氷圧縮ヘッドで圧縮された氷の表面が僅かに溶融し、氷圧縮ヘッドから氷が円滑に排出されることになる。しかも、この加熱手段は、冷媒回路の圧縮機から吐出されたホットガスを熱源としている。従って、このオーガ式製氷機によれば、オーガの回転時における氷圧縮ヘッドからの氷の円滑な排出を効率良く行うことができる。更に、このオーガ式製氷機においては、オーガが凍結し始めたことを検出した場合に、加熱手段に流入するホットガスの流量が増加するように制御手段が流量調整手段を制御する。そのため、製氷シリンダの一端部が加熱手段によって通常（オーガの正常な回転時）より高い温度に加熱されることになる。従って、このオーガ式製氷機によれば、オーガの凍結を確実に防止することができる。
【００１０】
また、加熱手段は、圧縮機と凝縮器とを結ぶ流路に対して並列に接続された第１のバイパス流路上に配置され、流量調整手段は、加熱手段の上流側において第１のバイパス流路に並列に接続された第２のバイパス流路上に配置されていてもよい。この構成によれば、オーガが凍結し始めた場合に流量調整手段を介して加熱手段に流入したホットガスは、再び凝縮器に流入することになる。これにより、蒸発器における冷媒の循環量が維持されることになるため、オーガの凍結を確実に防止しつつ、製氷能力を維持することができる。
【００１１】
また、加熱手段は、圧縮機と凝縮器とを結ぶ流路に対して並列に接続された第１のバイパス流路上に配置され、流量調整手段は、加熱手段から蒸発器と圧縮機とを結ぶ流路上へ通ずる第２のバイパス流路上に配置されていてもよい。この構成によれば、オーガが凍結し始めた場合に加熱手段に流入したホットガスは、流量調整手段を介して再び圧縮機に流入することになる。これにより、蒸発器における冷媒の循環量が減少し、製氷能力が低下することになるため、オーガの凍結を確実且つ早急に解消することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、オーガの回転時における氷圧縮ヘッドからの氷の円滑な排出を効率良く行うことができると共に、オーガの凍結を確実に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明に係るオーガ式製氷機の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、図面の説明において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１４】
［第１実施形態］
まず、第１実施形態におけるオーガ式製氷機の本体部の構成について説明する。図１はオーガ式製氷機の本体部の断面図（図中右方は側面図）であり、図２は氷圧縮ヘッド周辺の斜視図である。図１に示されるように、オーガ式製氷機１の本体部２の下部にはギアードモータ３が配設されている。このギアードモータ３の出力軸７は、スプライン継手８によってオーガ１５の下端部１５Ｂと連結され、スプライン継手８及びオーガ１５の下端部１５Ｂは、ハウジング１０によって回転自在に保持されている。このハウジング１０は、ギアードモータ３と冷凍ケーシング１８とを相互に接続固定する役割を負うものである。
【００１５】
オーガ１５はステンレス製であり、円柱状の中心部の周囲に螺旋状のオーガ歯１５Ａが形成された形態を有している。このオーガ歯１５Ａは、冷凍ケーシング１８内で成長したシャーベット状の氷を冷凍ケーシング１８の内壁から剥ぎ取りながら冷凍ケーシング１８の上方に向かって押し上げる。なお、オーガ１５の下端部１５Ｂの上方位置には、冷凍ケーシング１８内に供給された製氷水の漏出を防止するメカニカルシール１６が配置されている。
【００１６】
冷凍ケーシング１８は、その内部にステンレス製の製氷シリンダ１９を有しており、この製氷シリンダ１９の外方には断熱材（発泡ポリウレタン）が配設されている。製氷シリンダ１９の外周（断熱材の内部）には銅製の冷却パイプ２０Ａが螺旋状に巻かれており、これにより、製氷シリンダ１９を包囲する蒸発器２０が構成される。この蒸発器２０の冷却パイプ２０Ａ内に液化された冷媒が流入すると、その冷媒は冷却パイプ２０Ａ内を通過する間に多量の気化熱を奪って気化するため、製氷シリンダ１９内の温度が急激に低下する。その結果、製氷シリンダ１９の内面において製氷水がシャーベット状に氷結する。
【００１７】
図１及び図２に示されるように、冷凍ケーシング１８の上部位置において、製氷シリンダ１９の上端部内には、ステンレス製の氷圧縮ヘッド２１が固定されている。氷圧縮ヘッド２１と製氷シリンダ１９の上端部とは、六角穴付ボルト５によって複数箇所で締結固定されている。各六角穴付ボルト５は、フランジ３３の取付部３３Ａも共締めしている。そのため、取付部３３Ａは、六角穴付ボルト５の座金としても機能している。また、氷圧縮ヘッド２１の内部には樹脂製の軸受が内蔵されており、この軸受によって、製氷シリンダ１９内に挿通されたオーガ１５の上端部１５Ｃが回転自在に保持されている。
【００１８】
更に、オーガ１５における上端部１５Ｃの頂部にはカッタ２４が固定されている。カッタ２４はオーガ１５の回転に伴って回転する。氷圧縮ヘッド２１は固定刃として機能しており、上述したようにオーガ１５を介して製氷シリンダ１９の内壁から剥ぎ取られながら製氷シリンダ１９内を上方に押し上げられたシャーベット状の氷は、氷圧縮ヘッド２１により圧縮されて柱状の氷となる。圧縮された柱状の氷は更に押し上げられ、カッタ２４によって削られてチップ状やフレーク状の氷にされる。このように製造されたチップ状やフレーク状の氷は、氷排出部３１から矢印Ａ方向に排出される。
【００１９】
氷排出部３１には、カッタ２４によって細かくされた氷の排出方向を規制する樹脂製の氷排出管３２が取り付けられている。この氷排出管３２は、製氷シリンダ１９の上端部に取り付けられたフランジ３３を取付基部として製氷シリンダ１９の上部に取り付けられる。また、製氷シリンダ１９の上端部には、フランジ３３の複数の取付部３３Ａ及び製氷シリンダ１９の外周面と密着するように環状に形成されたヒータ（加熱手段）３５が配設されている。このヒータ３５は、図３に示されるように、銅製のＵ字状パイプ３６をアルミニウム製の環状部材３７内に鋳込んで形成したものである。Ｕ字状パイプ３６の一端部３６Ａ及び他端部３６Ｂは環状部材３７から外部に突出している。なお、環状部材３７には、六角穴付ボルト５の頭が収まる切欠き３７Ａが複数形成されている。
【００２０】
図１及び図２に戻り、冷凍ケーシング１８の上部には、排水パイプ２６が一体に形成された露受皿２７が配設されている。露受皿２７は、製氷シリンダ１９に固定されており、六角穴付ボルト５の付近に結露する結露水を捕集する。捕集された結露水は排水パイプ２６を介して排出される。また、冷凍ケーシング１８の下部には、製氷シリンダ１９の内部に連通する吸水口２８が形成されている。この吸水口２８には公知の製氷水供給タンクが連結されており、吸水口２８から矢印Ｂ方向に沿って製氷シリンダ１９内に供給された製氷水は製氷シリンダ１９内で製氷される。
【００２１】
次に、第１実施形態におけるオーガ式製氷機の全体構成について説明する。図４はオーガ式製氷機の全体構成を示すブロック図である。図４に示されるように、オーガ式製氷機１は、冷凍ケーシング１８内に設けられた蒸発器２０を有する冷媒回路４０を備えている。この冷媒回路４０においては、冷媒が循環する流路４１によって、圧縮機４２、凝縮器４３、膨張弁４４及び蒸発器２０が順次接続されている。
【００２２】
圧縮機４２と凝縮器４３とを結ぶ流路４１Ａに対しては、第１のバイパス流路４５が並列に接続されており、この第１のバイパス流路４５上には、本体部２のヒータ３５が配置されている。具体的には、第１のバイパス流路４５のうちヒータ３５に対して上流側の上流側流路４５Ａの下流側端部が、ヒータ３５のＵ字状パイプ３６の一端部３６Ａに接続され、ヒータ３５に対して下流側の下流側流路４５Ｂの上流側端部が、ヒータ３５のＵ字状パイプ３６の他端部３６Ｂに接続されている（図３参照）。更に、上流側流路４５Ａの中間部分４５Ｃに対しては、第２のバイパス流路４６が並列に接続されており、この第２のバイパス流路４６上には電磁弁（流量調整手段）４７が配置されている。
【００２３】
なお、上流側流路４５Ａの中間部分４５Ｃはキャピラリーチューブにより形成され、その断面積は、第１のバイパス流路４５の他の部分、及び第２のバイパス流路４６よりも小さくされている。従って、電磁弁４７が閉鎖されている場合には、圧縮機４２から吐出されて上流側流路４５Ａに流入したホットガスは、断面積が小さい中間部分４５Ｃを通るため、ヒータ３５には少量のホットガスが流入することになる。一方、電磁弁４７が開放されている場合には、上流側流路４５Ａに流入したホットガスは、断面積が大きい第２のバイパス流路４６を通るため、ヒータ３５には多量のホットガスが流入することになる。
【００２４】
電磁弁４７は、その開放及び閉鎖を制御部（制御手段）４８によって制御される。この制御部４８は、本体部２のギアードモータ３の回転数を検出し、検出した回転数が所定の回転数を超えている場合には電磁弁４７を閉鎖し、検出した回転数が所定の回転数以下となった場合には電磁弁４７を開放する。ここで、所定の回転数は次のように設定される。すなわち、オーガ１５が正常に回転している場合に比べ、オーガ１５が凍結し始めた場合には、ギアードモータ３の回転トルクが高くなるため、その回転数が低下する。このことから、オーガ１５が凍結し始めた場合の回転数が所定の回転数として設定される。なお、ギアードモータ３の回転トルクと電流値との間にも一義的な関係があるため、制御部４８は、ギアードモータ３の電流値に基づいて電磁弁４７の開放及び閉鎖を制御することもできる。
【００２５】
以上のように構成されたオーガ式製氷機１の動作について説明する。オーガ１５が正常に回転している場合には、ギアードモータ３の回転数が所定の回転数を超えているため、制御部４８は電磁弁４７を閉鎖しておく。これにより、ヒータ３５には、中間部分４５Ｃを介して少量のホットガスが流入し、この少量のホットガスを熱源として、氷圧縮ヘッド２１が固定された製氷シリンダ１９の上端部が加熱される。そのため、氷圧縮ヘッド２１で圧縮された氷の表面が僅かに溶融し、氷圧縮ヘッド２１から氷が円滑に排出されることになる。しかも、このヒータ３５は、冷媒回路４０の圧縮機４２から吐出されたホットガスを熱源としている。従って、オーガ１５の回転時における氷圧縮ヘッド２１からの氷の円滑な排出を効率良く行うことができ、ランニングコストを低減することが可能になる。
【００２６】
そして、例えば外気温度や製氷水温度の低下等を原因として、オーガ１５が凍結し始めた場合には、ギアードモータ３の回転数が所定の回転数以下となるため、制御部４８は電磁弁４７を開放する。これにより、ヒータ３５には、第２のバイパス流路４６を介して多量のホットガスが流入し、この多量のホットガスを熱源として、氷圧縮ヘッド２１が固定された製氷シリンダ１９の上端部が加熱される。つまり、制御部４８は、オーガ１５が凍結し始めたことを検出した場合に、ヒータ３５に流入するホットガスの流量が増加するように電磁弁４７を制御する。そのため、製氷シリンダ１９の上端部がヒータ３５によって通常（オーガ１５の正常な回転時）より高い温度に加熱されることになる。従って、オーガ１５の凍結を確実に防止することができ、ギアードモータ３に過負荷が掛かるのを回避することが可能になる。
【００２７】
なお、ヒータ３５は、圧縮機４２と凝縮器４３とを結ぶ流路４１Ａに対して並列に接続された第１のバイパス流路４５上に配置され、電磁弁４７は、ヒータ３５に対して上流側の上流側流路４５Ａに並列に接続された第２のバイパス流路４６上に配置されている。このような構成を採用することで、オーガ１５が凍結し始めた場合に電磁弁４７を介してヒータ３５に流入した多量のホットガスは、再び凝縮器４３に流入することになる。これにより、蒸発器２０における冷媒の循環量が維持されることになるため、オーガ１５の凍結を確実に防止しつつ、製氷能力を維持することができる。
【００２８】
［第２実施形態］
第２実施形態におけるオーガ式製氷機の全体構成について説明する。図５はオーガ式製氷機の全体構成を示すブロック図である。なお、第２の実施形態におけるオーガ式製氷機１の本体部２及び冷媒回路４０の構成は、第１の実施形態におけるオーガ式製氷機１と同様であるため、それらの説明を省略する。
【００２９】
図５に示されるように、圧縮機４２と凝縮器４３とを結ぶ流路４１Ａに対しては、第１のバイパス流路４５が並列に接続されており、この第１のバイパス流路４５上には、本体部２のヒータ３５が配置されている。更に、ヒータ３５から蒸発器２０と圧縮機４２とを結ぶ流路４１Ｂ上へは、第２のバイパス流路４９が延在しており、この第２のバイパス流路４９上には電磁弁４７が配置されている。
【００３０】
なお、第１のバイパス流路４５のうちヒータ３５に対して上流側の上流側流路４５Ａに比べ、ヒータ３５に対して下流側の下流側流路４５Ｂの断面積は小さくされている。また、第２のバイパス流路４９のうち電磁弁４７に対して上流側の上流側流路４９Ａに比べ、電磁弁４７に対して下流側の下流側流路４９Ｂの断面積は小さくされている。これらは、各下流側流路４５Ｂ，４９Ｂをキャピラリーチューブにより形成することで実現されている。従って、電磁弁４７が閉鎖されている場合には、断面積が小さい下流側流路４５Ｂがヒータ３５の下流側に開放されるため、圧縮機４２から吐出されて上流側流路４５Ａに流入したホットガスはヒータ３５に少量だけ流入することになる。一方、電磁弁４７が開放されている場合には、断面積が大きい上流側流路４９Ａがヒータ３５の下流側に開放されるため、上流側流路４５Ａに流入したホットガスはヒータ３５に多量に流入することになる。
【００３１】
また、電磁弁４７の下流側において蒸発器２０と圧縮機４２とを結ぶ流路４１Ｂ上には、アキュムレータ５１が配置されている。これにより、電磁弁４７が開放されている場合にヒータ３５に多量に流入したホットガスは、ヒータ３５で冷却されると共に、断面積が小さい下流側流路４９Ｂにより少しずつアキュムレータ５１に送られて気化される。従って、圧縮機４２の過熱を防止することができると共に、圧縮機４２への冷媒の液バックを防止することができる。
【００３２】
電磁弁４７は、その開放及び閉鎖を制御部４８によって制御される。この制御部４８は、本体部２のギアードモータ３の回転数を検出し、検出した回転数が所定の回転数を超えている場合には電磁弁４７を閉鎖し、検出した回転数が所定の回転数以下となった場合には電磁弁４７を開放する。ここで、所定の回転数の設定は、上述した第１実施形態と同様に行われる。
【００３３】
以上のように構成されたオーガ式製氷機１の動作について説明する。オーガ１５が正常に回転している場合には、ギアードモータ３の回転数が所定の回転数を超えているため、制御部４８は電磁弁４７を閉鎖しておく。これにより、ヒータ３５には少量のホットガスが流入し、この少量のホットガスを熱源として、氷圧縮ヘッド２１が固定された製氷シリンダ１９の上端部が加熱される。そのため、氷圧縮ヘッド２１で圧縮された氷の表面が僅かに溶融し、氷圧縮ヘッド２１から氷が円滑に排出されることになる。
【００３４】
そして、例えば外気温度や製氷水温度の低下等を原因として、オーガ１５が凍結し始めた場合には、ギアードモータ３の回転数が所定の回転数以下となるため、制御部４８は電磁弁４７を開放する。これにより、ヒータ３５には多量のホットガスが流入し、この多量のホットガスを熱源として、氷圧縮ヘッド２１が固定された製氷シリンダ１９の上端部が加熱される。そのため、製氷シリンダ１９の上端部がヒータ３５によって通常より高い温度に加熱されることになる。従って、オーガ１５の凍結を確実に防止することができる。
【００３５】
なお、ヒータ３５は、圧縮機４２と凝縮器４３とを結ぶ流路４１Ａに対して並列に接続された第１のバイパス流路４５上に配置され、電磁弁４７は、ヒータ３５から蒸発器２０と圧縮機４２とを結ぶ流路４１Ｂ上へ通ずる第２のバイパス流路４９上に配置されている。このような構成を採用することで、オーガ１５が凍結し始めた場合にヒータ３５に流入した多量のホットガスは、電磁弁４７を介して再び圧縮機４２に流入することになる。これにより、蒸発器２０における冷媒の循環量が減少し、製氷能力が低下することになるため、オーガ１５の凍結を確実且つ早急に解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】第１実施形態におけるオーガ式製氷機の本体部の断面図である。
【図２】第１実施形態におけるオーガ式製氷機の氷圧縮ヘッド周辺の斜視図である。
【図３】第１実施形態におけるオーガ式製氷機のヒータの斜視図である。
【図４】第１実施形態におけるオーガ式製氷機の全体構成を示すブロック図である。
【図５】第２実施形態におけるオーガ式製氷機の全体構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００３７】
１…オーガ式製氷機、１５…オーガ、１９…製氷シリンダ、２０…蒸発器、２１…氷圧縮ヘッド、３５…ヒータ（加熱手段）、４０…冷媒回路、４２…圧縮機、４３…凝縮器、４４…膨張弁、４５…第１のバイパス流路、４６，４９…第２のバイパス流路、４７…電磁弁（流量調整手段）、４８…制御部（制御手段）。
【図１】
2005214594.tif 000003
【図２】
2005214594.tif 000004
【図３】
2005214594.tif 000005
【図４】
2005214594.tif 000006
【図５】
2005214594.tif 000007