JP2009204297A

JP2009204297A - 自動製氷機

Info

Publication number: JP2009204297A
Application number: JP2008233866A
Authority: JP
Inventors: Masashi Inada; 雅司稲田; Terumichi Hara; 輝道原
Original assignee: Hoshizaki Electric Co Ltd
Current assignee: Hoshizaki Electric Co Ltd
Priority date: 2008-01-31
Filing date: 2008-09-11
Publication date: 2009-09-10
Anticipated expiration: 2028-09-11
Also published as: JP5253944B2

Abstract

【課題】アキュームレータに貯留される液化冷媒の冷熱を利用することで、製氷能力を向上する。
【解決手段】冷凍装置１２は、蒸発器１４と圧縮機３２との間に、蒸発器１４で蒸発した気化冷媒と未蒸発の液化冷媒とを分離するアキュームレータ４０を備える。自動製氷機は、外部水道系に接続する給水管２６が接続する給水タンク２８を備え、該給水タンク２８には外部水道系から水道水が供給されて貯留される。アキュームレータ４０に突設した伝熱板５０が、給水タンク２８内に貯留した製氷水に浸漬される。すなわち、製氷工程に際してアキュームレータ４０内の液化冷媒と、給水タンク２８内に貯留した製氷水とが伝熱板５０を介して熱交換されて、該製氷水が冷却される。
【選択図】図１

Description

この発明は、蒸発器に冷媒を循環供給することで冷却される製氷部に、製氷水タンクに貯留されている製氷水を供給して氷塊を製造する自動製氷機に関するものである。

下向きに開口させた多数の製氷小室内で製氷水の氷結を行なって、多数の氷塊(例えば角氷)を連続的に製造する噴射式の自動製氷機(例えば、特許文献１参照)が、喫茶店やレストラン等の施設その他の厨房で好適に使用されている。この自動製氷機は、下方に開口する多数の製氷小室が画成された製氷部の上面に、冷凍装置を構成する蒸発器が密着的に蛇行配置され、製氷工程に際しては蒸発器で冷媒を気化させることで製氷部を冷却し、除氷工程に際しては蒸発器にホットガスを供給することで製氷部を加熱するよう構成されている。

前記自動製氷機では、製氷工程においては前記製氷部の下方に配設された製氷水タンクに貯留されている製氷水を、各製氷小室に噴射供給すると共に、製氷小室で氷結しない未氷結水を製氷水タンクに回収して再び各製氷小室に噴射供給する循環が繰り返される。そして、前記製氷小室に所定の氷塊が生成したことを製氷完了検知手段が検知すると、製氷小室への製氷水の噴射供給を停止すると共に、前記冷凍装置の弁切換えにより蒸発器にホットガスを循環供給する除氷工程に移行する。除氷工程では、ホットガスにより製氷部が加熱されて温度が上昇し、前記氷塊における製氷小室の内壁面との氷結部が融解されると、該氷塊は自重で落下して貯氷室に貯留される。そして、製氷部からの氷塊の離脱を除氷完了検知手段が検知することで、除氷工程から製氷工程に移行し、再び製氷が開始されるようになっている。

前記自動製氷機の冷凍装置は、蒸発器と圧縮機との間に、蒸発器で蒸発した気化冷媒と未蒸発の液化冷媒とを分離するアキュームレータを備え、気化冷媒を圧縮機に吸入させると共に液化冷媒をアキュームレータ内に貯留することで、圧縮機に液化冷媒が吸入されることに起因する故障の防止を図っている。なお、アキュームレータ内に貯留された液化冷媒は、除氷工程において蒸発器からアキュームレータに流入するホットガスによって加温されて蒸発し、気化冷媒として圧縮機に吸入されるようになっている。
特開２００５−１６４１００号公報

前記冷凍装置では、圧縮機から吐出された冷媒を、蒸発器の冷却に供するために凝縮器によって凝縮して液化しているが、アキュームレータに貯留される液化冷媒は、蒸発器において製氷部(製氷水)と熱交換しておらず、このように蒸発器において何の仕事(熱交換)もすることなくアキュームレータに流入した液化冷媒を、ホットガスを用いて再度気体に戻すことは、エネルギーの無駄であった。

また前記自動製氷機では、製氷が完了すると、製氷水タンクに外部水道系から水道水が供給されて該タンクに貯留され、この水道水が次回製氷用の製氷水として使用される。この場合において、外部水道系から供給される水道水の温度は、外気温に影響され、特に夏季のように外気温が高い場合は、製氷水タンクに供給される水道水の温度も高くなる。このため、製氷工程に際して製氷小室に供給された製氷水が氷結する温度まで冷却されるのに時間が掛かり、消費電力も嵩む。また製氷工程が長くなるため、製氷能力が低下する問題を招いていた。

すなわちこの発明は、従来の技術に係る自動製氷機に内在している前記課題に鑑み、これを好適に解決するべく提案されたものであって、アキュームレータに貯留される液化冷媒が有する冷熱を利用して製氷能力を向上し得る自動製氷機を提供することを目的とする。

前記課題を解決し、所期の目的を達成するため、本発明に係る自動製氷機は、
製氷部と、製氷工程に際して製氷部に供給する製氷水が貯留される製氷水タンクと、前記製氷部を冷却する冷凍装置とを備え、該冷凍装置は、圧縮機と、圧縮機から吐出された気化冷媒を凝縮する凝縮器と、前記製氷部に配設され、前記凝縮器で液化された液化冷媒を蒸発させる蒸発器と、前記蒸発器に接続され、該蒸発器から流入する冷媒を気化冷媒および液化冷媒に分離するアキュームレータとを有する自動製氷機において、
前記製氷水タンクに供給する製氷水が貯留される給水タンクを備え、
前記アキュームレータに、該アキュームレータで分離される液化冷媒を前記給水タンクに貯留された製氷水との間で熱交換させる熱交換手段を設けたことを特徴とする。
請求項１の発明によれば、アキュームレータに貯留される液化冷媒と給水タンクに貯留される製氷水とを熱交換手段により熱交換して、アキュームレータに貯留された液化冷媒の冷熱を利用して次回製氷用の製氷水を冷却することができる。すなわち、アキュームレータの液化冷媒が有する冷熱を有効利用することができ、エネルギーの無駄を低減し得る。また、製氷水タンクには冷えた製氷水が供給されるから、製氷工程において製氷部に供給される製氷水を短時間で氷結温度(０℃)まで冷却でき、製氷工程を短縮して製氷能力を向上すると共に消費電力を低減し得る。

請求項２に係る発明では、アキュームレータには、除氷工程において前記蒸発器に供給されたホットガスが流入し、前記熱交換手段によるアキュームレータの液化冷媒と前記給水タンクに貯留された製氷水との熱交換は、除氷工程の間遮断される。
請求項２の発明によれば、除氷工程中、熱交換手段による熱交換は遮断されるので、ホットガスの熱が給水タンク内の製氷水に伝わるのを防止して、次回の製氷工程での製氷時間の短縮を図り得る。

請求項３に係る発明では、熱交換手段は、製氷工程において、前記給水タンクに貯留された製氷水が予め設定された下限温度より高い場合に、前記アキュームレータの液化冷媒と該製氷水との熱交換を許容すると共に、前記製氷水が前記下限温度以下の場合に、前記液化冷媒と前記製氷水との熱交換を遮断する切替部を備えている。
請求項３の発明によれば、製氷工程において、給水タンクに貯留された製氷水が下限温度以下の場合、アキュームレータの液化冷媒と製氷水との熱交換が遮断されるので、該製氷水が過冷却となるのを防止して凍り付き等の発生を抑制することができる。

請求項４に係る発明では、熱交換手段は、前記アキュームレータの液化冷媒に接触すると共に前記給水タンクに貯留された製氷水に非接触な第１伝熱部と、前記液化冷媒に非接触であると共に前記製氷水に接触する第２伝熱部と、両第１,第２伝熱部に接触する接触位置および両第１,第２伝熱部から離間する非接触位置の間で変位可能な前記切替部とを有する。
請求項４の発明によれば、切替部を接触位置から非接触位置まで変位可能に構成したので、アキュームレータの液化冷媒と給水タンク内の製氷水との熱交換を容易に制御し得る。

請求項５に係る発明では、熱交換手段は、前記給水タンクに貯留された製氷水に浸漬される。
請求項５の発明によれば、給水タンクに貯留されている製氷水と液化冷媒との熱交換を、該製氷水に浸漬する熱交換手段により効率的に行なうことができる。

本発明に係る自動製氷機によれば、アキュームレータに貯留される液化冷媒が有する冷熱を、次回製氷用の製氷水を冷却するのに利用することができ、エネルギーの無駄を抑制し得る。また、次回製氷用の製氷水を冷却しておくことで、製氷工程を短縮して製氷能力を向上すると共に、消費電力を低減し得る。

次に、本発明に係る自動製氷機につき、好適な実施例を挙げて、添付図面を参照して以下に説明する。

図１は、本発明の実施例１に係る自動製氷機を示す概略構成図であり、該自動製氷機は、図示しない筐体の内部に画成された貯氷室(図示せず)の内部上方に、下方に開口した多数の製氷小室１０ａを画成した製氷部１０が配設されている。また製氷部１０の上面には、冷凍装置１２を構成する蒸発器１４が、各製氷小室１０ａの上部に位置するよう密着的に蛇行配置され、製氷工程に際して蒸発器１４に供給される冷媒を気化させて各製氷小室１０ａの強制冷却を行なうよう構成される。

前記製氷部１０の下方には、所定間隔離間して所定量の製氷水が貯留される製氷水タンク１６が配設される。この製氷水タンク１６の上方に、前記製氷部１０の各製氷小室１０ａに対応する位置にノズル１８ａを夫々突設した噴射部材１８が配置される。また製氷水タンク１６には、製氷工程に際して製氷水を循環させるための循環ポンプ２０が、吸入パイプ２２を介して接続されると共に、この循環ポンプ２０に接続する吐出パイプ２４が、前記噴射部材１８に接続されている。そして製氷工程に際しては、循環ポンプ２０によって噴射部材１８に供給された製氷水を、各ノズル１８ａから対応する製氷小室１０ａ内に噴射供給して、各製氷小室１０ａ内に氷塊を形成するようになっている。なお、噴射部材１８には、上下に開放する戻し孔(図示せず)が多数形成されており、前記製氷部１０で氷結することなく噴射部材１８の上面に落下した未氷結水を、戻し孔を介して前記製氷水タンク１６に回収するようにしてある。

前記製氷部１０と噴射部材１８との間には、除氷工程により製氷部１０から離脱した氷塊を貯氷室に案内する氷案内板(何れも図示せず)が傾斜配置されている。この氷案内板には、前記噴射部材１８の各ノズル１８ａから噴射供給される製氷水の通過を許容する開口部が開設されており、該開口部を介して製氷水が製氷小室１０ａに供給されると共に、該製氷小室１０ａで氷結することなく落下した未氷結水は、該開口部を通過した後に前記戻し孔を介して製氷水タンク１６に回収される。

また前記自動製氷機は、図１に示す如く、外部水道系(外部水源)に接続する給水管２６が接続する給水タンク２８を備え、給水管２６に配設した給水弁ＷＶを開放することで、外部水道系からの水道水が給水タンク２８に供給されるよう構成してある。また、給水タンク２８には、製氷水タンク１６の上方で開口する供給管３０が接続されている。そして、給水タンク２８に貯留されている水道水(次回製氷用の製氷水)が、除氷工程に際して供給管３０を介して製氷水タンク１６に供給されて、次回の製氷工程における製氷水として用いられるよう構成される。なお、以後の説明において、給水タンク２８に供給される水道水についても、製氷水と指称するものとする。

前記供給管３０は、給水タンク２８の底部近傍に接続された入口部３０ａと、製氷水タンク１６の上部で開口する出口部３０ｂとの間の管部３０ｃが、給水タンク２８の上端より高い位置に臨むように配置される。これにより、前記給水弁ＷＶを開放することで供給される製氷水を給水タンク２８内に満杯状態で貯留し得ると共に、供給管３０の全体に製氷水が満たされて該供給管３０の出口部３０ｂから製氷水が吐出された以後は、給水弁ＷＶを閉成した状態で、サイホンの原理によって給水タンク２８内の製氷水を製氷水タンク１６に供給し得るようになっている。なお、供給管３０を介してサイホンの原理により製氷水タンク１６に供給される製氷水の量が、１回の製氷工程に必要充分な量となるように、給水タンク２８の内容積および供給管３０の接続位置等が設定されている。

前記給水タンク２８内には、下限フロートスイッチおよび上限フロートスイッチ(何れも図示せず)が配設される。前記供給管３０によるサイホンの原理によって製氷水が製氷水タンク１６に供給される際に、下限フロートスイッチは、給水タンク２８内における製氷水の水位が、供給管３０によるサイホンの原理が作用しなくなる下限水位まで減少したことを検知するよう設定される。また上限フロートスイッチは、給水タンク２８内に、１回の製氷工程で使用されるに必要充分な量の製氷水が貯留される上限水位を検知するよう設定される。そして、前記給水弁ＷＶは、下限フロートスイッチが下限水位を検知したときに開放すると共に、上限フロートスイッチが上限水位を検知したときに閉成するよう開閉制御される。また給水弁ＷＶは、製氷工程から除氷工程に移行した際にタイマ等によって所定時間だけ開放して、製氷水が上限水位まで貯留されている給水タンク２８に更に製氷水を供給することで、供給管３０の全体に製氷水を満たしてサイホンの原理を働かせるよう設定されている。

図１に示す如く、前記冷凍装置１２は、圧縮機３２の冷媒吐出側に、吐出管４２を介して凝縮器３４、ドライヤ３６、キャピラリーチューブ(減圧手段)３８が順に接続されると共に、該キャピラリーチューブ３８と蒸発器１４の冷媒入口とが吐出管４２で接続される。また、蒸発器１４の冷媒出口が帰還管４４を介してアキュームレータ４０に接続されると共に、該アキュームレータ４０は帰還管４４により圧縮機３２の冷媒入口に接続されている。すなわち、吐出管４２および帰還管４４で接続される圧縮機３２、凝縮器３４、ドライヤ３６、キャピラリーチューブ３８、蒸発器１４およびアキュームレータ４０によって、冷媒の循環回路が構成される。すなわち、圧縮機３２で圧縮された気化冷媒は、凝縮器３４に供給されて凝縮液化し、ドライヤ３６で脱湿された液化冷媒がキャピラリーチューブ３８で減圧された後、蒸発器１４に流入してここで一挙に膨張して蒸発し、前記製氷部１０と熱交換を行なって、該製氷部１０を氷点下にまで冷却させる。蒸発器１４で蒸発した気化冷媒と未蒸発の液化冷媒とは、気液混相状態でアキュームレータ４０に流入し、ここで気液分離がなされる。そして、アキュームレータ４０で分離された気化冷媒が圧縮機３２に吸入され、液化冷媒は当該アキュームレータ４０内に貯留される。なお、吐出管４２とは、圧縮機３２の冷媒吐出口から蒸発器１４の冷媒入口までの冷媒配管を総称し、帰還管４４とは、蒸発器１４の冷媒出口から圧縮機３２の冷媒入口までの冷媒配管を総称する。

前記圧縮機３２と凝縮器３４とを接続する吐出管４２に、ホットガス管４６が分岐接続されており、このホットガス管４６はホットガス弁ＨＶを経て、蒸発器１４とキャピラリーチューブ３８とを接続する吐出管４２に接続されている。このホットガス弁ＨＶは、除氷工程の際にのみ開放し、製氷工程時は閉成する制御がなされる。すなわち、除氷工程時にホットガス弁ＨＶが開放して、圧縮機３２から吐出されるホットガスを、前記ホットガス管４６を介して蒸発器１４にバイパスさせ、前記製氷部１０を加熱することにより、製氷小室１０ａ内に生成される氷塊の氷結面を融解させて、該氷塊を自重により落下させるようになっている。また蒸発器１４から流出したホットガスは、アキュームレータ４０に流入し、このアキュームレータ４０内に貯留されている液化冷媒を加熱して蒸発させ、気化冷媒として圧縮機３２に吸入させるようにしてある。なお、図中の符号ＦＭは、凝縮器３４を空冷するファンモータを示し、符号４７は、ホットガス管４６におけるホットガス弁ＨＶより上流側に配設されて、該ホットガス弁ＨＶに異物が流入するのを防止するストレーナを示す。また、ドライヤ３６とキャピラリーチューブ３８とを接続する吐出管４２と、アキュームレータ４０と圧縮機３２とを接続する帰還管４４とは所定長さに亘って接触するよう配設され、両管４２,４４が接触する熱交換部４８において、吐出管４２を流通する冷媒と帰還管４４を流通する冷媒とを熱交換し得るよう構成される。

前記アキュームレータ４０には、熱交換手段としての伝熱板５０が突設され、この伝熱板５０は、前記給水タンク２８内に所定長さで延在している。伝熱板５０は、前記上限水位より下方まで延在するように給水タンク２８内への延出長さが設定され、上限水位まで貯留した製氷水に伝熱板５０が浸漬されるよう構成される。すなわち、製氷工程に際してアキュームレータ４０内の液化冷媒と、給水タンク２８内に貯留された製氷水(次回製氷用の製氷水)との熱交換を伝熱板５０によって行ない、該製氷水を冷却するよう構成される。なお、伝熱板５０は、液化冷媒が貯留されるアキュームレータ４０の底面から突出すると共に、熱伝導の良好なステンレス等、その他各種の金属材料から形成される。

(実施例１の作用)
次に、実施例１に係る自動製氷機の作用につき、以下説明する。なお、前記給水タンク２８には、製氷水が上限水位まで貯留されているものとする。

自動製氷機の製氷工程を開始すると、前記冷凍装置１２においては、前記圧縮機３２で圧縮された気化冷媒は、吐出管４２を介して凝縮器３４に供給されて凝縮液化し、ドライヤ３６で脱湿された後キャピラリーチューブ３８で減圧され、蒸発器１４に流入してここで一挙に膨張して蒸発し、前記製氷部１０と熱交換を行なって、該製氷部１０が氷点下にまで冷却される。この蒸発器１４で蒸発した気化冷媒と未蒸発の液化冷媒とは、気液混相状態でアキュームレータ４０に流入し、ここで気液分離がなされる。そして、分離された気化冷媒が、帰還管４４を介して圧縮機３２に吸入され、分離された液化冷媒は当該アキュームレータ４０内に貯留される。なお、前記ドライヤ３６からキャピラリーチューブ３８に向けて流れる液化冷媒は、前記熱交換部４８においてアキュームレータ４０から圧縮機３２に向けて流れる低温の気化冷媒との間で熱交換して冷却され、蒸発器１４での冷却効率が向上する。

また、前記製氷水タンク１６に貯留されている製氷水が、前記循環ポンプ２０を介して噴射部材１８に供給され、各ノズル１８ａから噴射された製氷水は、前記氷案内板の開口部を介して対応する製氷小室１０ａに供給される。製氷小室１０ａは、前記冷凍装置１２の蒸発器１４に供給される冷媒により冷却されているので、製氷水が製氷小室１０ａの内壁に接触して次第に冷却されると共に、該製氷小室１０ａ内で氷結しない未氷結水は、氷案内板の開口部および噴射部材１８の戻り孔を介して製氷水タンク１６に帰還する。

前記アキュームレータ４０内に貯留される液化冷媒は、前記蒸発器１４において製氷部１０との熱交換を行なっておらず、充分な冷熱を有しており、該アキュームレータ４０自体および前記伝熱板５０と熱交換した液化冷媒が気化することで、アキュームレータ４０自体および伝熱板５０は冷却される。すなわち、前記給水タンク２８内に貯留されている製氷水は、該製氷水に浸漬している伝熱板５０を介して液化冷媒と熱交換することとなり、該製氷水も冷却される。アキュームレータ４０内に貯留されている液化冷媒と製氷水との熱交換により、該液化冷媒が温度上昇して蒸発し、気化冷媒として帰還管４４から圧縮機３２に吸入される。

前記製氷工程の進行に伴い、前記製氷小室１０ａの内壁面で製氷水の一部が氷結を開始し、最終的に密実な氷塊が形成されるに至る。そして、製氷完了検知手段が製氷完了を検知すると、製氷工程から除氷工程に移行する。すなわち、前記冷凍装置１２においてホットガス弁ＨＶが開放して、圧縮機３２から吐出されるホットガスを、前記ホットガス管４６を介して蒸発器１４にバイパスさせ、製氷部１０を加熱する。除氷工程が継続されて、氷塊の製氷小室１０ａとの氷結面が融解されると、該氷塊は自重により製氷小室１０ａから剥離落下する。この氷塊は、前記氷案内板上を滑落して貯氷室に放出されて貯留される。

また、製氷工程から除氷工程に移行したときに、前記給水弁ＷＶが、前記タイマに設定した時間の間だけ開放される。すなわち、前記給水タンク２８に新たな製氷水が供給されることで、給水タンク２８内に貯留されている製氷水は、供給管３０に押し出されて出口部３０ｂから流出して製氷水タンク１６に供給される。給水弁ＷＶが閉成された後も、サイホンの原理によって給水タンク２８内に貯留されている製氷水が引続き製氷水タンク１６に供給され、サイホンの原理が作用しなくなる下限水位まで給水タンク２８内の製氷水が減少することで給水タンク２８から製氷水タンク１６への製氷水の供給が停止する。また、下限フロートスイッチが下限水位を検知することで前記給水弁ＷＶが開放されて、外部水道系から次回製氷用の製氷水として、給水タンク２８に新たな水道水が供給される。そして、給水タンク２８に供給される製氷水が上限水位まで貯留されたことを上限フロートスイッチが検知したときに給水弁ＷＶが閉成される。これにより、１回の製氷工程で使用されるに必要充分な量の製氷水が給水タンク２８に貯留される。

また、前記蒸発器１４から流出したホットガスは、アキュームレータ４０に流入し、このアキュームレータ４０内の液化冷媒が加熱されて蒸発し、気化冷媒として帰還管４４を介して圧縮機３２に吸入される。この場合において、アキュームレータ４０内に貯留されている液化冷媒の量は、前記給水タンク２８内の製氷水との熱交換による蒸発によって少なくなっているので、除氷工程中において全ての液化冷媒を蒸発して、気化冷媒として圧縮機３２に帰還させることができる。すなわち、アキュームレータ４０内に液化冷媒が滞溜したまま、次回の製氷工程に移行するのを防ぐことができ、製氷工程に際して蒸発器１４に供給する充分な液化冷媒の量を確保して、効率的な冷却を達成し得る。

前記製氷部１０から全ての氷塊が離脱したことを除氷完了検知手段が検知すると、前記ホットガス弁ＨＶが閉成されて、前述した製氷工程が再開される。この製氷工程に際して前記製氷水タンク１６に貯留されている製氷水は、前記給水タンク２８に貯留されている間にアキュームレータ４０内の液化冷媒との熱交換により冷却されているから、製氷工程において製氷水を短時間で氷結する温度まで低下させることができ、製氷能力を向上することができる。また、製氷工程を短縮し得るから、消費電力も低減し得る。

前記給水タンク２８に貯留されている製氷水の冷却には、アキュームレータ４０内に貯留されている液化冷媒が有する冷熱を利用している。すなわち、従来は除氷工程においてホットガスとの熱交換により無駄に廃棄されていた冷熱を製氷水の冷却に用いることで、エネルギーの有効利用が図られる。しかも、前記伝熱板５０は、給水タンク２８に貯留されている製氷水に浸漬しているから、該製氷水と液化冷媒との熱交換を伝熱板５０を介して効率的に行なうことができる。

次に、実施例２に係る自動製氷機について以下説明する。なお、実施例２では、実施例１と相違する部分のみ説明することとし、実施例１と同一の部材については、同じ符号を付して説明を省略する。

図２は、実施例２に係る自動製氷機を示す概略構成図である。実施例２の自動製氷機は、熱交換手段６０が、第１伝熱部６２、第２伝熱部６４および切替部６６から構成されている。前記第１,第２伝熱部６２,６４および切替部６６は、熱伝導の良好なステンレス等で夫々形成されている。前記第１伝熱部６２は、アキュームレータ４０の底部から給水タンク２８へ向けて突出しており、該アキュームレータ４０内の液化冷媒と接触して該液化冷媒の冷熱を伝達可能に構成されている。第１伝熱部６２は、給水タンク２８の手前まで延出しており、該タンク２８内の製氷水には浸漬していない。前記第２伝熱部６４は、前記第１伝熱部６２と所定間隔離間すると共に、該第１伝熱部６２とは反対の部位が前記給水タンク２８内へ臨むよう設けられ、当該部位は、給水タンク２８内の製氷水に常に浸漬した状態にある。前記第１伝熱部６２および第２伝熱部６４の間には、空間部７０が形成されており、該空間部７０に前記切替部６６が臨むようになっている(図３(ｂ)参照)。

前記切替部６６は、駆動部７２により前記第１,第２伝熱部６２,６４に対し近接・離間するようになっており、前記空間部７０に臨んで第１,第２伝熱部６２,６４に接触する接触位置と、空間部７０から離間して第１,第２伝熱部６２,６４に非接触となる非接触位置との間を変位可能に構成される。すなわち、切替部６６が接触位置となることで、第１伝熱部６２および第２伝熱部６４が切替部６６を介して連結し、アキュームレータ４０の液化冷媒と給水タンク２８内の製氷水との熱交換が許容される。一方、切替部６６が非接触位置となることで、第１伝熱部６２および第２伝熱部６４は離間して、アキュームレータ４０の液化冷媒と給水タンク２８内の製氷水との熱交換は遮断される。

前記給水タンク２８の内部には、前記第２伝熱部６４に近接する部位(給水タンク２８の上部側)に該タンク２８内の製氷水の温度を測定する温度測定手段７４が設けられている。この温度測定手段７４は前記駆動部７２に接続されており、該温度測定手段７４で測定された測定温度Ｔが駆動部７２へ送られるようになっている。前記駆動部７２は、製氷工程において、予め設定された下限温度Ｔ_Ｕが記憶されており、前記温度測定手段７４の測定温度Ｔが下限温度Ｔ_Ｕより高い場合に、前記切替部６６を接触位置に維持すると共に、測定温度Ｔが下限温度Ｔ_Ｕ以下となったときに、切替部６６を接触位置から非接触位置まで移動させるようになっている。なお、下限温度Ｔ_Ｕは、例えば、給水タンク２８内の製氷水が凍結する虞のある０℃〜１℃に設定される。

更に、前記駆動部７２は、除氷工程中、前記切替部６６を非接触位置に維持するように設定されている(図３(ｃ)参照)。これは、除氷工程においてアキュームレータ４０に流入したホットガスにより液化冷媒が高温となり、熱交換手段６０を介して給水タンク２８内の製氷水が加熱されてしまうのを防ぐためである。

(実施例２の作用)
次に、実施例２に係る自動製氷機の作用について説明する。なお、初期段階において切替部６６は接触位置にあるものとする。

製氷工程において、アキュームレータ４０内に貯留される液化冷媒が第１伝熱部６２と熱交換することで、該第１伝熱部６２が冷却される。すると、第１伝熱部６２の冷熱は、前記切替部６６を介して給水タンク２８内の製氷水に浸漬した第２伝熱部６４へ伝達される。これにより、給水タンク２８内の製氷水が第２伝熱部６４により冷却され、低温の製氷水を製氷水タンク１６へ供給することが可能となる。なお、前記温度測定手段７４は、給水タンク２８内の製氷水の温度を測定し、該測定温度Ｔを前記駆動部７２へ送信する。

前記第２伝熱部６４により給水タンク２８の製氷水が冷却されていくと、温度測定手段７４による測定温度Ｔは次第に低くなる。そして、前記測定温度Ｔが下限温度Ｔ_Ｕ以下となると、前記駆動部７２が切替部６６を駆動させて該切替部６６を接触位置から非接触位置へ移動させる。すると、図３(ｂ)に示すように、第１,第２伝熱部６２,６４は空間部７０を介して離間した状態となり、第１伝熱部６２から第２伝熱部６４間へ冷熱の伝達が遮断される。すなわち、アキュームレータ４０の液化冷媒と給水タンク２８内の製氷水との熱交換が遮断されて、給水タンク２８の製氷水が過冷却となるのを防止し得る。これにより、給水タンク２８内で製氷水が氷結したり、前記供給管３０等に凍り付きが発生するのを回避することができる。

前記切替部６６が非接触位置となることで、給水タンク２８内の製氷水の温度は次第に上昇し、やがて前記下限温度Ｔ_Ｕより高温となる。すなわち、前記測定温度Ｔが下限温度Ｔ_Ｕより高くなるので、前記駆動部７２は切替部６６を非接触位置から接触位置まで移動させる(図３(ａ)参照)。これにより、切替部６６は前記空間部７０に臨んで第１,第２伝熱部６２,６４に接触し、再び第１伝熱部６２から第２伝熱部６４への熱伝導が許容される。すなわち、アキュームレータ４０の液化冷媒と給水タンク２８内の製氷水との熱交換が許容され、該製氷水は再び冷却される。このように、製氷工程においては、切替部６６が接触位置および非接触位置を往復移動することで、給水タンク２８内の製氷水の温度を常に下限温度Ｔ_Ｕ（約０℃）付近に維持することが可能となる。なお、給水タンク２８から製氷水タンク１６への製氷水の供給は、実施例１と同様に、サイホンの原理を利用して行なわれる。

前記製氷工程が終了して除氷工程へ移行すると、前記ホットガス弁ＨＶが開放され、圧縮機３２からホットガスが前記蒸発器１４へ供給される。前記蒸発器１４へ供給されたホットガスは前記アキュームレータ４０へ流入し、該アキュームレータ４０の液化冷媒がホットガスにより加熱される。一方、除氷工程へ移行した時点で前記切替部６６が接触位置にある場合、前記駆動部７２は切替部６６を非接触位置まで移動させる。そして、図３(ｃ)に示すように、前記駆動部７２は、除氷工程の間、前記切替部６６を非接触位置に維持する。このように、除氷工程の間、切替部６６を非接触位置に維持することで、高温のホットガスにより加熱されたアキュームレータ４０の液化冷媒の熱が給水タンク２８内の製氷水に伝わるのを防止し得る。従って、除氷工程中に給水タンク２８内の製氷水が高温となるのを防止して、次回の製氷工程での製氷時間の短縮を図り得る。

(変更例)
本願は前述した実施例１および２の構成に限定されるものではなく、その他の構成を適宜に採用することができる。
１．実施例１および２では、自動製氷機として、オープンセル式の製氷機構を採用した場合で説明したが、これに限定されるものではなく、製氷小室を下方から開閉自在に閉成する水皿を有する、所謂クロースドセル式の製氷機構、あるいは製氷板の製氷面に製氷水を流下供給する流下式の製氷機構等、各種の機構を採用し得る。
２．実施例１および２では、アキュームレータに突設した伝熱板を給水タンク内に臨ませて次回製氷用の製氷水に浸漬するよう構成したが、アキュームレータに貯留されている液化冷媒と給水タンク内に貯留されている次回製氷用の製氷水とを熱交換し得るものであれば、その他各種の形状や構成を採用し得る。例えば、熱伝導の良好なステンレス等、その他各種の金属材料からアキュームレータおよび給水タンクを形成し、該アキュームレータと給水タンクとを直接接触させることで、液化冷媒と次回製氷用の製氷水との熱交換を行なう構成を採用することができる。この場合は、アキュームレータおよび給水タンクが熱交換手段として機能する。
３．実施例１および２では、給水タンクから製氷水タンクへの製氷水の供給を、サイホンの原理を利用して行なうようにしたが、これに限定されるものではない。例えば、製氷水タンクの上方で開口する供給管を給水タンクの底面から垂下するように接続すると共に、該供給管に切換弁を配設し、給水弁を閉成した状態で、切換弁を開放することで、給水タンク内の製氷水を製氷水タンクに供給する等、その他各種の方式を採用し得る。
４．実施例１および２では、減圧手段としてキャピラリーチューブを用いた場合で説明したが、これに限定されるものでなく、膨張弁等、その他の手段を採用し得る。
５．実施例２の熱交換手段６０は、一例を示したものであり、前記測定温度Ｔが下限温度Ｔ_Ｕより高い場合は、アキュームレータ４０の液化冷媒と給水タンク２８内の製氷水との熱交換を許容すると共に、測定温度Ｔが下限温度Ｔ_Ｕ以下の場合は、前記液化冷媒と前記製氷水との熱交換を抑制するものであれば、他の構成を採用することが可能である。例えば、熱交換手段を給水タンク２８に対し進退自在に構成して、前記測定温度Ｔが下限温度Ｔ_Ｕより高い場合に該熱交換手段が給水タンク２８内の製氷水に接触すると共に、測定温度Ｔが下限温度Ｔ_Ｕ以下の場合に熱交換手段が給水タンク２８内の製氷水から離間する構成としてもよい。更に、実施例では、熱交換手段６０による熱交換を許容または遮断する判断基準として下限温度Ｔ_Ｕを用いたが、例えば、熱交換手段６０による熱交換の時間を計測するタイマーを設け、該タイマーによる計測時間が所定時間を越えた場合に熱交換を遮断する構成としてもよい。

実施例１に係る自動製氷機の概略構成図である。実施例２に係る自動製氷機の概略構成図である。実施例２に係る自動製氷機の要部拡大図であって、(ａ)は切替部が接触位置にある状態を示し、(ｂ)は切替部が非接触位置にある状態を示し、(ｃ)は除氷工程において切替部が非接触位置に維持された状態を示す。

符号の説明

１０製氷部，１２冷凍装置，１４蒸発器，１６製氷水タンク
２８給水タンク，３２圧縮機，３４凝縮器
３８キャピラリーチューブ(減圧手段)，４０アキュームレータ
５０伝熱板(熱交換手段)，６０熱交換手段，６２第１伝熱部
６４第２伝熱部，６６切替部，Ｔ_Ｕ下限温度

Claims

製氷部(10)と、製氷工程に際して製氷部(10)に供給する製氷水が貯留される製氷水タンク(16)と、前記製氷部(10)を冷却する冷凍装置(12)とを備え、該冷凍装置(12)は、圧縮機(32)と、圧縮機(32)から吐出された気化冷媒を凝縮する凝縮器(34)と、前記製氷部(10)に配設され、前記凝縮器(34)で液化された液化冷媒を蒸発させる蒸発器(14)と、前記蒸発器(14)に接続され、該蒸発器(14)から流入する冷媒を気化冷媒および液化冷媒に分離するアキュームレータ(40)とを有する自動製氷機において、
前記製氷水タンク(16)に供給する製氷水が貯留される給水タンク(28)を備え、
前記アキュームレータ(40)に、該アキュームレータ(40)で分離される液化冷媒を前記給水タンク(28)に貯留された製氷水との間で熱交換させる熱交換手段(40,60)を設けた
ことを特徴とする自動製氷機。
前記アキュームレータ(40)には、除氷工程において前記蒸発器(14)に供給されたホットガスが流入し、前記熱交換手段(60)によるアキュームレータ(40)の液化冷媒と前記給水タンク(28)に貯留された製氷水との熱交換は、除氷工程の間遮断される請求項１記載の自動製氷機。
前記熱交換手段(60)は、製氷工程において、前記給水タンク(28)に貯留された製氷水が予め設定された下限温度(T_U)より高い場合に、前記アキュームレータ(40)の液化冷媒と該製氷水との熱交換を許容すると共に、前記製氷水が前記下限温度(T_U)以下の場合に、前記液化冷媒と前記製氷水との熱交換を遮断する切替部(66)を備えている請求項１または２記載の自動製氷機。
前記熱交換手段(60)は、前記アキュームレータ(40)の液化冷媒に接触すると共に前記給水タンク(28)に貯留された製氷水に非接触な第１伝熱部(62)と、前記液化冷媒に非接触であると共に前記製氷水に接触する第２伝熱部(64)と、両第１,第２伝熱部(62,64)に接触する接触位置および両第１,第２伝熱部(62,64)から離間する非接触位置の間で変位可能な前記切替部(66)とを有する請求項３記載の自動製氷機。
前記熱交換手段(50,60)は、前記給水タンク(28)に貯留された製氷水に浸漬される請求項１〜４の何れか一項に記載の自動製氷機。