JP5254098B2

JP5254098B2 - 製氷機

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Publication number: JP5254098B2
Application number: JP2009070865A
Authority: JP
Inventors: 雅司稲田; 輝道原
Original assignee: Hoshizaki Electric Co Ltd
Current assignee: Hoshizaki Electric Co Ltd
Priority date: 2009-03-23
Filing date: 2009-03-23
Publication date: 2013-08-07
Anticipated expiration: 2029-03-23
Also published as: JP2010223491A

Description

この発明は、冷凍回路にアキュムレータを有する製氷機に関するものである。

例えば図５に示すように、製氷室１６に下向きに開口するよう多数設けた製氷小室１６ａに対して製氷水を水皿１８から噴射供給して、氷塊を連続的に製造する噴射式の製氷機構１４を備えた製氷機１１が広く実施に供されている。製氷機構１４は、貯氷室の上部に設置されており、製氷運転において製氷室１６を蒸発器ＥＰで冷却することで製氷室１６に氷塊を生成し、除氷運転において氷塊を製氷室１６から落下させて貯氷室に貯留するようになっている。蒸発器ＥＰを備える冷凍回路８０は、製氷運転において、圧縮機ＣＭで圧縮された気化冷媒が凝縮器ＣＤで熱を奪われて凝縮液化し、膨張弁ＥＶで圧力低下した液化冷媒が蒸発器ＥＰで膨張気化するのに伴い製氷室１６から熱を奪うことで、製氷室１６を冷却するようになっている。なお、冷凍回路８０では、蒸発器ＥＰから気化冷媒が圧縮機ＣＭに戻り、冷媒が該回路８０内を循環するようになっている。また、冷凍回路８０には、蒸発器ＥＰから圧縮機ＣＭへの帰還経路にアキュムレータ８２が設けられ、蒸発器ＥＰから圧縮機ＣＭへ戻る冷媒を気液分離することで、気化冷媒のみを圧縮機ＣＭに戻して圧縮機ＣＭでの冷媒の噛み込み等を防止している(例えば、特許文献１参照)。

特開平１０−１９７１２１号公報

前記製氷機１１では、製氷運転において、蒸発器ＥＰにより冷却された製氷室１６における製氷小室１６ａの壁面側から供給された製氷水の氷結が始まり、氷結部分に供給された製氷水が氷結部分の上で更に氷結することで、次第に成長する。すなわち、製氷機１１では、氷塊における製氷小室１６ａの壁面近傍が製氷運転開始当初から冷却されているので過度に冷却された状態にあり、水皿１８の噴射孔１８ａに臨む氷塊の中央下側が製氷運転終了直前に生成されるので、製氷小室１６ａに接する部分と中央下側部分とで温度差が生じている。また、製氷機１１では、製氷運転においてアキュムレータ８２に冷たい冷媒が流入するので、アキュムレータ８２自体が冷却されて、アキュムレータ８２と蒸発器ＥＰとを接続する銅等の熱伝導率に優れた金属からなる冷媒配管８４を介して蒸発器ＥＰが更に冷却される。すなわち、製氷室１６は、蒸発器ＥＰからの冷却だけでなく、冷却されたアキュムレータ８２の影響を受けて過度に冷却されることがある。このため、除氷運転において、蒸発器ＥＰにホットガスを流通して製氷室１６を加熱すると、製氷小室１６ａの壁面近傍部分と中央下側部分との大きな温度差に起因して氷塊にクラックが生じ易い。そして、氷塊にクラックが生じると、製氷室１６から離脱して貯氷室に落下した際に、氷塊が割れたり、クラックにより白濁する等、氷塊の商品価値を損なってしまう問題がある。

すなわち本発明は、従来の技術に係る製氷機に内在する前記問題に鑑み、これらを好適に解決するべく提案されたものであって、氷塊におけるクラックの発生を防止し得る製氷機を提供することを目的とする。

前記課題を克服し、所期の目的を達成するため、本願の請求項１に係る発明の製氷機は、
製氷運転において氷塊を製造する製氷機構の製氷部と、冷凍回路を構成し、製氷運転において製氷部を冷却する蒸発器と、前記冷凍回路における蒸発器から圧縮機への冷媒の帰還経路に設けられ、冷媒を気液分離するアキュムレータとを備えた製氷機において、
製氷運転において前記製氷部に配設された温度測定手段で測定した該製氷部の温度が設定温度以下の場合に、前記アキュムレータを加温する加温手段を設けたことを特徴とする。
請求項１に係る発明によれば、冷媒配管を介してアキュムレータによって蒸発器を冷却することを回避でき、製氷運転において、蒸発器とアキュムレータとが相乗して製氷部を冷却することによる製氷部の過度の冷却を防止することができる。すなわち、製氷部に生成される氷塊の部位による温度差を小さくできるので、除氷運転において製氷部の加熱により離氷する際に、氷塊にクラックが発生し難くなる。また、製氷部が設定温度以下になる過度の冷却が生じ易い段階においてのみに加温手段によってアキュムレータを加温することで、通常の冷却段階を阻害することを回避し得る。

請求項２に係る発明では、前記加温手段は、給水源から供給された水を貯留する貯水タンクと、該貯水タンクから導出して該貯水タンクに戻るように連通する循環配管に設けられ、前記アキュムレータに熱交換可能に接触する伝熱部と、貯水タンクの水を前記循環配管に循環させる供給ポンプとを備えたことを要旨とする。
請求項２に係る発明によれば、供給ポンプの駆動または停止により伝熱部からのアキュムレータの加温または加温停止を簡単に制御できるので、製氷運転の段階に合わせてアキュムレータを適切に加温し得る。

請求項３に係る発明では、前記貯水タンクには、給水源に連通する供給管が接続されると共に該貯水タンクから水を排出する配水管が接続されて、該供給管に介挿された供給弁を開閉して該給水源から水が供給または供給停止される一方、該配水管に介挿された配水弁を開閉して貯水タンクから水を排出または排出停止するよう構成され、
前記貯水タンクに設けた水温検知手段が、０℃より高く設定された設定水温まで該貯水タンクに貯留された水が低下したことを検知すると、前記配水弁を開放して貯水タンクから水を排出し、前記供給弁を開放して貯水タンクに給水源から水を供給するよう構成したことを要旨とする。
請求項３に係る発明によれば、貯水タンクに貯留した製氷水の温度を水温検知手段で監視して、貯水タンクから製氷水を排出する一方、製氷水を供給することで、貯水タンクでの製氷水の凍結を防止でき、伝熱部によりアキュムレータを効率よく加温できるように製氷水の温度を維持できる。

請求項４に係る発明では、前記冷凍回路における蒸発器からアキュムレータへの冷媒の流通経路には、他の冷媒の流通経路より熱伝導率が低い材質からなる伝熱抑制部が設けられることを要旨とする。
請求項４に係る発明によれば、伝熱抑制部によってアキュムレータおよび蒸発器間の熱伝導を抑制できるので、製氷部の過度の冷却をより適切に抑制できる。

本発明に係る製氷機によれば、氷塊におけるクラックの発生を防止し得る。

本発明の好適な実施例１に係る製氷機を示す概略説明図である。実施例１の製氷機において、アキュムレータを加温する制御の流れを示すフローチャート図である。実施例２の製氷機を示す概略説明図である。実施例２の製氷機において、アキュムレータを加温する制御の流れを示すフローチャート図である。従来の製氷機を示す概略説明図である。

次に、本発明に係る製氷機につき、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。なお、説明の便宜上、図５に示した製氷機１１の構成要素と同一の要素については、同一の符号を使用して詳細な説明は省略する。

実施例１に係る製氷機１０は、矩形状の箱体を本体とし、氷塊を製造する製氷機構１４と、この製氷機構１４を冷却または加温する冷凍回路３０とを備えている(図１参照)。製氷機１０には、箱体の内部を仕切り壁で区切って貯氷室と機械室とが設けられている。製氷機構１４は、貯氷室の上部に配置されて、下方に開口する製氷小室１６ａを多数備えた製氷室(製氷部)１６と、この製氷室１６の下側に配設され、製氷小室１６ａの開口に対応配置された噴射孔１８ａを有する水皿１８とを備えている。また、製氷機構１４は、水皿１８の下方に設けられ、製氷水を貯留する製氷水タンク２０と、この製氷水タンク２０から水皿１８に製氷水を圧送する製氷水ポンプＰＭとを備えている。製氷機１０は、製氷水を外部給水源(給水源)から製氷水タンク２０に供給する給水手段２２を備え、除氷運転において製氷水タンク２０に対して次回の製氷に用いる製氷水を所定量供給するようになっている。製氷機構１４では、製氷運転において、製氷水ポンプＰＭによって圧送した製氷水を水皿１８の噴射孔１８ａから製氷小室１６ａに噴射供給すると共に、製氷小室１６ａで氷結せずに流下した製氷水を製氷水タンク２０に回収して、製氷室１６に向けて再度供給される。更に、製氷室１６の上面には、冷凍回路３０の一部を構成する蒸発器ＥＰが蛇行配置され、製氷室１６は、蒸発器ＥＰによって製氷運転において冷却される一方、除氷運転において加熱される。

前記製氷機構１４は、製氷室１６にサーミスタ等の温度測定手段ＴＡが設けられ、この温度測定手段ＴＡによる製氷室１６の温度測定結果に基づいて製氷完了度が判定されて製氷運転から除氷運転に切り替えが行われ、製氷室１６の温度測定結果に基づいて離氷が判定されて除氷運転から製氷運転に切り替えられる。ここで、実施例１の製氷機１０では、温度測定手段ＴＡで製氷室１６の温度を所定時間毎に測定することで、製氷運転を開始してから製氷室１６に付与された累積冷却量を算出し、この累積冷却量を設定値と比較して、累積冷却量が設定値を越えると製氷運転を完了するようになっている。なお、設定値は、製氷小室１６ａに最適な大きさの氷塊を形成するのに必要な冷却総量であり、製氷機１０の冷却能力や設置環境等に応じて予め設定されている。

図１に示すように、前記冷凍回路３０は、圧縮機ＣＭ、冷却ファンＦＭにより冷却される凝縮器ＣＤ、膨張弁ＥＶ、蒸発器ＥＰおよびアキュムレータ４０等の機器を冷媒配管３２で接続して構成されている。冷凍回路３０では、圧縮機ＣＭで圧縮された気化冷媒を凝縮器ＣＤで凝縮液化した後、膨張弁ＥＶで減圧した冷媒を蒸発器ＥＰに流入してここで膨張して蒸発させ、蒸発器ＥＰからアキュムレータ４０を介して気液分離した気化冷媒が圧縮機ＣＭに戻るようになっている。なお、冷凍回路３０には、膨張弁ＥＶと蒸発器ＥＰとを接続する冷媒配管３２が、アキュムレータ４０と圧縮機ＣＭとを接続する冷媒配管３２と接触する配管接触部３０ａが設けられ、配管接触部３０ａで互いに熱交換することで、蒸発器ＥＰへ向かう冷媒を冷却すると共に圧縮機ＣＭに向かう冷媒を昇温している。また、実施例１の冷凍回路３０では、冷媒配管３２として銅管が用いられている。

前記冷凍回路３０は、除氷運転時に、凝縮器ＣＤおよび膨張弁ＥＶを介さず圧縮機ＣＭから冷媒(ホットガス)を蒸発器ＥＰに直接供給するバイパス回路を備えている。このバイパス回路は、圧縮機ＣＭの吐出側と蒸発器ＥＰの吸込み側とを連結するバイパス管３６と、このバイパス管３６の途中に配設され、制御手段(図示せず)により開閉制御されるホットガス弁ＨＶと、このホットガス弁ＨＶの上流側でバイパス管３６に介挿され、冷媒を乾燥するドライヤＤとから構成される。そして、製氷機１０は、製氷運転においてホットガス弁ＨＶを閉成して膨張弁ＥＶを介して蒸発器ＥＰに冷媒を導入することで、蒸発器ＥＰで気化する冷媒の気化熱により製氷室１６を冷却し、除氷運転においてホットガス弁ＨＶを開放して蒸発器ＥＰに圧縮機ＣＭからホットガスを直接導入することで、高温のホットガスにより製氷室１６を加熱するようになっている。

前記製氷機１０では、圧縮機ＣＭ、凝縮器ＣＤ、冷却ファンＦＭ、膨張弁ＥＶが機械室に設置される一方、蒸発器ＥＰおよびアキュムレータ４０が貯氷室に設置されている。すなわち、製氷機１０において、蒸発器ＥＰとアキュムレータ４０とが同一の区画の中で比較的近接して配置されており、蒸発器ＥＰから圧縮機ＣＭに向かう冷媒の帰還経路においてアキュムレータ４０が蒸発器ＥＰ側に偏倚して配置される。アキュムレータ４０は、蒸発器ＥＰに連通する冷媒配管３２(特に区別する場合には、流入側冷媒配管３２Ａ)に接続する端部(蒸発器ＥＰ側の接続端)から圧縮機ＣＭに連通する冷媒配管３２に接続する端部(圧縮機ＣＭ側の接続端)に向かうにつれて上方傾斜する傾斜姿勢で貯氷室に設置されている。アキュムレータ４０は、中空の筒状体４０ａを本体とし、流入側冷媒配管３２Ａが筒状体４０ａの傾斜下端から該筒状体４０ａの内部に挿入されて、流入側冷媒配管３２Ａの流入口が筒状体４０ａの内部に臨んでいる。また、アキュムレータ４０は、筒状体４０ａの傾斜上端に圧縮機ＣＭ側の冷媒配管３２が接続されている。なお、アキュムレータ４０の筒状体４０ａは、空気や合成樹脂等(不良導体)と比べて熱伝導率がよいステンレス等の金属(良導体)製である。

前記製氷機１０には、アキュムレータ４０を製氷運転において加温する加温手段５０が設けられている。実施例１の加温手段５０は、水道等の外部給水源から供給された製氷水(水)を貯留する貯水タンク５２と、この貯水タンク５２から導出して再び貯水タンク５２に戻るように連通する循環配管５４に設けられ、アキュムレータ４０に対して熱交換可能に接触する伝熱部５６と、貯水タンク５２の製氷水を循環配管５４に循環させる供給ポンプ５８とを備えている。貯水タンク５２には、外部給水源に連通する供給管６０が接続されており、この供給管６０に介挿された供給弁６１を開閉することで、貯水タンク５２に対して製氷水が外部給水源から供給または供給停止される。また、貯水タンク５２には、配水管６２が接続されており、この配水管６２に介挿された配水弁６３を開閉することで、貯水タンクから製氷水が外部に排出または排出停止される。

前記循環配管５４は、吸入端が貯水タンク５２の底または側面底側に接続すると共に、吐出端が貯水タンク５２の内方に臨ませて設けられている。実施例１の伝熱部５６は、アキュムレータ４０の外郭を構成している筒状体４０ａに接触するように延在させて設けた循環配管５４の一部分であって、少なくともアキュムレータ４０に接する部位が銅やステンレス等の良導体で構成されている。ここで、伝熱部５６は、アキュムレータ４０の筒状体４０ａの周面に螺旋状に周回させても、周面に蛇行状または直線状に延在させてもよく、伝熱部５６を流通する製氷水によってアキュムレータ４０を加温するようになっている。供給ポンプ５８は、循環配管５４の途中に介挿されており、供給ポンプ５８を駆動することで、貯水タンク５２から循環配管５４に製氷水を吸い込み、伝熱部５６を流通して貯水タンク５２に吐出された製氷水を貯水タンク５２から吸い込んで循環配管５４に再び流通させる。

実施例１の加温手段５０は、給水手段２２と構成部材を兼用している。循環配管５４には、図示しない制御手段の制御下に管路を切り替え可能な切替弁６４が供給ポンプ５８の吐出側に介挿されており、切替弁６４の吐出側の一方に循環配管５４における伝熱部５６側が接続される一方、切替弁６４の吐出側の他方に給水管２４が接続されている。製氷機１０では、製氷運転において切替弁６４を一方に切り替えることで、伝熱部５６を通って製氷水が循環配管５４および貯水タンク５２を循環するようになっている。また、製氷機１０では、除氷運転において切替弁６４を他方に切り替えることで、供給ポンプ５８によって貯水タンク５２から給水管２４に製氷水が送り込まれる。そして、製氷機１０では、製氷水タンク２０の上方に臨む給水管２４の吐出端から製氷水が製氷水タンク２０に供給されて、該製氷水が次回の製氷運転において用いられる製氷水として貯留される。このように、供給ポンプ５８は、貯水タンク５２から給水管２４を介して製氷水タンク２０に製氷水を圧送する手段としても兼用されている。また、貯水タンク５２は、給水手段２２において製氷水を一時貯留するリザーバタンクとして機能し、外部給水源の水圧が低い場合や製氷水タンク２０への製氷水の供給量が多い場合等に給水時間を短縮化できる。

実施例１の加温手段５０は、製氷運転が開始されてから製氷完了度の比較による製氷完了判定がなされる前に、製氷室１６が設定温度(例えば−２０℃)以下となった場合に、切替弁６４を伝熱部５６側に切り替えたもとで供給ポンプ５８を駆動して伝熱部５６によりアキュムレータ４０を加温するようになっている(図２参照)。加温手段５０は、伝熱部５６によってアキュムレータ４０を加温している際に、製氷室１６の温度が設定温度より高くなると、供給ポンプ５８を停止して伝熱部５６への製氷水の供給を停止してアキュムレータ４０に対する加温をやめる。そして、加温手段５０は、製氷完了判定がなされる前に、製氷室１６が設定温度以下に再びなると、供給ポンプ５８を駆動して伝熱部５６によるアキュムレータ４０の加温を再開するよう制御される。加温手段５０は、製氷完了判定により製氷運転を停止すると、供給ポンプ５８を停止して伝熱部５６からのアキュムレータ４０の加温を停止すると共に、切替弁６４を給水管２４側に切り替えて、貯水タンク５２から製氷水タンク２０に製氷水を供給する給水手段２２に切り替わる。なお、加温手段５０は、製氷運転が開始されてから製氷完了判定される前に、製氷室１６が設定温度を下回らないときは、伝熱部５６によりアキュムレータ４０を加温しない。

実施例の製氷機１０では、製氷運転の開始と同時に、供給弁６１が開放されて除氷運転で製氷水タンク２０に製氷水を供給して水位低下した貯水タンク５２に対して製氷水が供給される。また、製氷機１０は、製氷運転において配水弁６３を適宜タイミングで開放して製氷水を貯水タンク５２から排出する一方、供給弁６１を開放して製氷水を貯水タンクに供給するよう構成されて、貯水タンク５２での製氷水の凍結を防止したり、伝熱部５６によりアキュムレータ４０を効率よく加温できるように製氷水の温度を維持している。ここで、配水弁６３による排出のタイミングは、貯水タンク５２に設けた水温検知手段(図示せず)による製氷水の温度検知結果や加温手段５０によってアキュムレータ４０の加温を開始してからの経過時間等を指標にして決定される。

前記冷凍回路３０では、蒸発器ＥＰから圧縮機ＣＭへの冷媒の帰還経路においてアキュムレータ４０と蒸発器ＥＰとの間に位置させて、伝熱抑制部３４が設けられている。伝熱抑制部３４は、他の冷媒の流通経路(アキュムレータ４０から圧縮機ＣＭへの冷媒の帰還経路、圧縮機ＣＭから凝縮器ＣＤへの冷媒の流通経路、凝縮器ＣＤから膨張弁ＥＶへの冷媒の流通経路、膨張弁ＥＶから蒸発器ＥＰへの冷媒の流通経路等)を構成する冷媒配管３２より熱伝導率が低い材質から形成されている。また、伝熱抑制部３４は、アキュムレータ４０および蒸発器ＥＰ間の冷媒の流通経路の全部または一部(実施例１)を構成する管状体であって、冷媒配管３２、アキュムレータ４０または蒸発器ＥＰに接続されて、冷媒の流通経路を画成している。伝熱抑制部３４は、他の冷媒の流通経路を構成する銅製の冷媒配管３２に対して、銅より熱伝導率が低い例えばステンレスが採用されている。

〔実施例１の作用〕
次に、実施例１に係る製氷機１０の作用について説明する。製氷機１０では、製氷運転において、蒸発器ＥＰによって冷却された製氷室１６の各製氷小室１６ａに対して水皿１８の噴射孔１８ａから製氷水が供給されて、各製氷小室１６ａで製氷水が氷結して氷塊が徐々に成長する。また、製氷機１０では、製氷運転において、蒸発器ＥＰで膨張気化した冷媒が流入側冷媒配管３２Ａを介してアキュムレータ４０に流入し、流入した冷媒に含まれる液相部分が筒状体４０ａの傾斜下部に貯まり、気相部分だけが圧縮機ＣＭ側の冷媒配管３２を介して圧縮機ＣＭに返送される。ここで、アキュムレータ４０は、蒸発器ＥＰから流入した冷媒によって冷却されて次第に温度低下する。

前記製氷機１０は、蒸発器ＥＰによって冷却された製氷室１６の温度が設定温度以下になったことを温度測定手段ＴＡが検知すると、切替弁６４を伝熱部５６側に切り替えたもとで供給ポンプ５８を駆動することで、加温手段５０の伝熱部５６に貯水タンク５２から製氷水を流通させる(図２参照)。これにより、アキュムレータ４０は、伝熱部５６を流通する製氷水と熱交換して加温されると共に、アキュムレータ４０に熱を奪われた製氷水は冷却される。冷凍回路３０では、加温手段５０の伝熱部５６に加温されてアキュムレータ４０の冷却を阻むことができる。そして、冷凍回路３０では、流入側冷媒配管３２Ａを介してアキュムレータ４０によって蒸発器ＥＰを冷却することを回避でき、蒸発器ＥＰとアキュムレータ４０とが相乗して製氷室１６を冷却することを防止することができる。すなわち、製氷機１０では、製氷運転において、製氷室１６における過度の冷却を防止することができる。なお、製氷機１０は、製氷室１６の温度が設定温度以下になったことを温度測定手段ＴＡが検知するまで、加温手段５０によるアキュムレータ４０の加温が停止されたままである(図２の加温手段ＯＦＦ)。また、製氷機１０は、加温手段５０によるアキュムレータ４０の加温の最中に、製氷室１６の温度が設定温度より高くなったことを温度測定手段ＴＡが検知すると、加温手段５０によるアキュムレータ４０の加温を停止する。

前記加温手段５０は、製氷室１６の温度に応じて供給ポンプ５８を駆動または停止することで、アキュムレータ４０を加温または加温停止することができる。すなわち、製氷運転の初期段階においては、アキュムレータ４０が除氷運転で流通したホットガスで温められているので、アキュムレータ４０を温める必要性が低い。そして、製氷運転の終盤において、アキュムレータ４０が流通する冷媒により冷却されると共に、製氷室１６が蒸発器ＥＰによりある程度冷却された段階になると、アキュムレータ４０からの冷却が製氷室１６に加わることで過度の冷却に繋がるので、製氷室１６の温度を指標にして加温手段５０で加温開始することで、製氷室１６の過度の冷却を適切に抑制できる。このように、実施例１の加温手段５０によれば、製氷室１６の通常の冷却を阻害することなく、過度の冷却だけを抑制することができる。

前記冷凍回路３０では、アキュムレータ４０と蒸発器ＥＰとの間に冷媒配管３２より熱伝導率の低い伝熱抑制部３４が設けられているので、製氷運転においてアキュムレータ４０と蒸発器ＥＰとの間の熱の移動を伝熱抑制部３４で抑制することができる。従って、製氷運転において、アキュムレータ４０により蒸発器ＥＰを冷却することをより好適に回避でき、製氷室１６の過度の冷却を適切に防止し得る。

前記アキュムレータ４０は、加温手段５０の伝熱部５６によって昇温されることで、筒状体４０ａの傾斜下部に滞留した液化冷媒が揮発して、この気化冷媒が圧縮機ＣＭ側に接続した冷媒配管３２を介して圧縮機ＣＭに返送される。すなわち、製氷機１０では、アキュムレータ４０で分離した液化冷媒を、製氷運転において該アキュムレータ４０に留めることを最小限にして圧縮機ＣＭに返送できるので、冷凍回路３０の冷媒不足を回避し得る。

前記製氷機１０では、製氷完了度が設定値に達すると、加温手段５０によってアキュムレータ４０を加温していた場合には加温を停止して、製氷運転から除氷運転に切り替えられる。製氷機１０は、除氷運転においてホットガス弁ＨＶが開放されて蒸発器ＥＰにホットガスが供給されて製氷室１６が加熱される。なお、除氷運転において、加温手段５０は、供給ポンプ５８が停止されてアキュムレータ４０の加温が停止される。製氷機１０では、加温手段５０によるアキュムレータ４０の加温によって製氷室１６における過度の冷却が抑制されているので、製氷小室１６ａに生成された氷塊において製氷小室１６ａに接して製氷開始当初に氷結した部分と中央部の製氷終了間際に氷結した部分との温度差を小さくし得る。すなわち、氷塊の部位で氷結度合いの差が小さいので、除氷運転において氷塊の製氷小室１６ａに接する部分が加熱されても、氷塊に温度差に起因してクラック等の欠陥が生じ難い。このように、実施例の製氷機１０で製造される氷塊は、製氷室１６から離脱して貯氷室へ案内される際に割れたり、欠けたりする不都合を回避し得る。また欠陥に起因する氷塊の白濁も回避できる。従って、実施例の製氷機１０で得られる氷塊は、形状および大きさが揃っていて透明度が高いので、商品価値が高い。

前記製氷機１０では、除氷運転において、蒸発器ＥＰに圧縮機ＣＭから直接供給されたホットガスが流入側冷媒配管３２Ａを介してアキュムレータ４０に流入し、圧縮機ＣＭ側の冷媒配管３２を介して圧縮機ＣＭに返送される。そして、アキュムレータ４０では、筒状体４０ａ全体がホットガスで昇温されて、筒状体４０ａの傾斜下部に滞留した液化冷媒が揮発して、圧縮機ＣＭ側の冷媒配管３２を介して圧縮機ＣＭに返送される。これにより、冷凍回路３０では、アキュムレータ４０に冷媒が過剰に滞留することを抑制して、該回路３０における冷媒不足を回避している。

前記加温手段５０では、製氷運転において製氷水として用いる水を媒体としてアキュムレータ４０を加温している。このため、製氷水は、アキュムレータ４０との熱交換によって冷却されるので、製氷水タンク２０に供給する製氷水を予め冷却しておくことができる。予め冷却された製氷水を用いることで、製氷運転において製氷室１６に供給した製氷水の氷結の開始が早くなり、製氷運転にかかる時間を短縮化でき、製氷効率を向上することができる。

図３は、実施例２に係る製氷機１２を示す概略構成図である。実施例２の製氷機１２では、製氷水タンク２０へ製氷水を供給する給水手段４２の給水源側に実施例２の加温手段７０が設けられ、この加温手段７０は、実施例１の加温手段５０と同様にアキュムレータ４０を加温する媒体として製氷水が用いられている。なお、実施例２の製氷機１２の構成において、実施例１と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。

実施例２の加温手段７０は、アキュムレータ４０の外郭に熱交換可能に接触する第１伝熱部７２と、貯水タンク５２に貯留された製氷水に浸漬される第２伝熱部７４と、第１伝熱部７２および第２伝熱部７４の間に設けられて、第１伝熱部７２および第２伝熱部７４の間の熱伝導を橋渡しする第３伝熱部７６を備えている。実施例２の加温手段７０においても、貯水タンク５２がアキュムレータ４０の近傍に配置されている。なお、貯水タンク５２の配置としては、少なくともアキュムレータ４０が設置される区画(貯氷室)と同じ区画内が好ましい。

前記貯水タンク５２には、外部給水源に連通する供給管６０が接続されると共に、製氷水タンク２０に供給する製氷水を貯留する給水タンク４４に連通する配水管６２が接続されている。供給管６０には、図示しない制御手段の制御下に管路を開閉可能な供給弁６１が介挿されており、この供給弁６１を開放することで外部給水源から製氷水を貯水タンク５２に供給し得るようになっている。実施例では、貯水タンク５２より下方に給水タンク４４が配置されている。配水管６２には、制御手段の制御下に管路を開閉可能な配水弁６３が介挿されて、この配水弁６３を開放することで貯水タンク５２から給水タンク４４に製氷水を流下供給し得るようになっている。給水タンク４４には、吐出端を製氷水タンク２０に臨ませた給水管４６が連通接続され、この給水管４６に介挿された給水弁４７を開閉することで、製氷水タンク２０に対して給水タンク４４から製氷水を供給または供給停止するよう構成される。給水タンク４４は、オーバーフロー部４８を備え、該オーバーフロー部４８によって所定水位を越えて貯水タンク５２から供給された製氷水を排出するようになっている。

前記加温手段７０では、第１〜第３伝熱部７２,７４,７６が熱伝導率の良好なステンレス等の良導体で夫々形成されている。第１伝熱部７２は、アキュムレータ４０の外郭を構成する筒状部４０ａに一端が接続された板状体であって、アキュムレータ４０から貯水タンク５２へ向けて突出するよう設置されており、アキュムレータ４０と熱交換可能に構成されている。第２伝熱部７４は、一端が貯水タンク５２の内部に臨むように設置された板状体であって、当該一端部位が貯水タンク５２に貯留された製氷水に浸漬するよう構成されて、製氷水と熱交換可能になっている。また、第２伝熱部７４は、他端が貯水タンク５２からアキュムレータ４０に向けて突出しており、アキュムレータ４０側の他端が第１伝熱部７２に接触しないように所定間隔離間して配置されている。

前記第３伝熱部７６は、第１伝熱部７２における貯水タンク５２側の端部(他端)と第２伝熱部７４におけるアキュムレータ４０側の端部(他端)との間に設けられた板状体であって、第１伝熱部７２と第２伝熱部７４の間の空間部に対してモータや流体圧シリンダ等の駆動部７８によって進退移動可能に構成されている。第３伝熱部７６は、駆動部７８により空間部に位置して第１伝熱部７２および第２伝熱部７４の両方に接触する接触位置と、空間部から退避して第１伝熱部７２および第２伝熱部７４の少なくとも一方(実施例２では第１伝熱部７２および第２伝熱部７４の両方から離間)と離間する非接触位置との間を変位するよう構成される。すなわち、第３伝熱部７６が接触位置となることで、第１伝熱部７２および第２伝熱部７４が第３伝熱部７６を介して連結し、アキュムレータ４０と貯水タンク５２の製氷水との間でこれら伝熱部７２,７４,７６を介して熱交換が許容される。これに対して、第３伝熱部７６が非接触位置となることで、第１伝熱部７２および第２伝熱部７４は離間して、アキュムレータ４０と貯水タンク５２の製氷水との熱交換は遮断される。

実施例２の加温手段７０は、実施例１と同様に製氷室１６に設けた温度測定手段ＴＡで測定した製氷運転における製氷室１６の温度に応じてアキュムレータ４０を加温または加温停止するよう構成される(図４参照)。加温手段７０は、製氷運転が開始されてから製氷完了判定される前に、製氷室が設定温度(例えば−２０℃)以下になった場合に、駆動部７８によって第３伝熱部７６が接触位置に位置するよう移動される(加温手段：ＯＮ)。これにより、加温手段７０では、第３伝熱部７６により第１伝熱部７２および第２伝熱部７４を連結して、第１〜第３伝熱部７２,７４,７４を介して製氷水とアキュムレータ４０との間で熱交換可能として、アキュムレータ４０を加温する。加温手段７０は、製氷完了判定により製氷運転を停止すると、駆動部７８によって第３伝熱部７６を空間部から非接触位置に退避させて、第１伝熱部７２と第２伝熱部７４との間を空間部で遮断してアキュムレータ４０の加温を停止(加温手段：ＯＦＦ)するよう構成される。なお、加温手段７０は、互いに連なった伝熱部７２,７４,７６によってアキュムレータ４０を加温している際に、製氷室１６の温度が設定温度を越えると、駆動部７８によって第３伝熱部７６を非接触位置に退避させてアキュムレータ４０に対する加温をやめる。また、加温手段７０は、製氷運転が開始されてから製氷完了判定される前に、製氷室１６が設定温度以下とならないときはアキュムレータ４０を加温しない。更に、駆動部７８は、除氷運転において第３伝熱部７６を非接触位置に維持するように設定されており、除氷運転においてアキュムレータ４０に流入したホットガスにより液化冷媒が高温となり、伝熱部７２,７４,７６を介して貯水タンク５２の製氷水が加熱されてしまうのを防ぐためである。

前記加温手段７０は、貯水タンク５２に貯留された製氷水の温度を測定する水温検知手段ＴＢを有し、製氷運転において水温検知手段ＴＢの温度測定結果に基づいて配水弁６３および供給弁６１が開閉制御される。加温手段７０は、製氷運転において水温検知手段ＴＢが設定水温を検知するまで配水弁６３および供給弁６１の閉成状態を維持するようになっている(図４参照)。また、加温手段７０は、第３伝熱部７６が接触位置(加温手段７０：ＯＮ)にあって伝熱部７２,７４,７６を介するアキュムレータ４０との熱交換により製氷水が温度低下して水温検知手段ＴＢが設定水温を検知した際に、配水弁６３を開放して貯水タンク５２の製氷水を給水タンク４４に排出するよう構成される。この際、駆動部７８によって第３伝熱部７６が接触位置から非接触位置に移動されて、製氷水とアキュムレータ４０との熱交換が遮断される。更に、加温手段７０は、配水弁６３を開放してから所定時間の経過あるいは貯水タンク５２に設けたフロートスイッチ等の水位検知手段による製氷水の下限水位の検出(実施例２)などを契機にして、配水弁６３を閉成すると共に供給弁６１を開放して外部給水源から貯水タンク５２に製氷水を供給するようになっている。なお、供給弁６１は、該供給弁６１を開放してから所定時間の経過あるいは貯水タンク５２に設けたフロートスイッチ等の水位検知手段による製氷水の上限水位の検出(実施例２)などを契機にして閉成される。ここで、設定水温は、０℃より高く設定されて、例えば１℃〜３℃程度に設定される。

実施例２の製氷機１２では、外気温等の外的要因によって製氷運転における該運転を開始してから完了するまでの製氷時間が変動し、１回の製氷運転においてアキュムレータ４０に貯まる冷媒の量も変わる。すなわち、１回の製氷運転において、貯水タンク５２から給水タンク４４に流下する製氷水の総量が変動するが、給水タンク４４に設けたオーバーフロー部４８から余剰な製氷水を排出できるので、貯水タンク５２の温度低下した製氷水を排出できないことに起因するアキュムレータ４０の加温不足を回避し得る。

実施例２の製氷機１２によっても、加温手段７０によるアキュムレータ４０の加温によって、製氷運転において製氷室１６の過度の冷却を抑制でき、また実施例１で説明した加温手段５０と同様の作用効果が得られる。実施例２の製氷機１２は、貯水タンク５２に貯留した製氷水の温度を水温検知手段ＴＢで監視して、貯水タンク５２から製氷水を排出する一方、製氷水を供給することで、貯水タンク５２での製氷水の凍結を防止でき、伝熱部７２,７４,７６によりアキュムレータ４０を効率よく加温できるように製氷水の温度を維持できる。

(変更例)
本願は前述した実施例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)実施例では、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)実施例では、加温手段として、内部を流通する冷媒により冷却されるアキュムレータより高い温度を有する熱源(製氷水)と、アキュムレータと熱源との間で熱伝導を橋渡しする伝熱部とから構成する例を挙げたが、熱源自体をアキュムレータの外郭に直接接触させる構成も採用し得る。例えば、膨張弁から蒸発器に接続する冷媒配管をアキュムレータの外郭に接触するように設け、該冷媒配管に流通する比較的温度の高い冷媒を熱源として、アキュムレータを加温してもよい。また、加温手段として、アキュムレータにヒータを設け、ヒータによりアキュムレータを加温してもよい。更に、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アキュムレータおよび貯水タンクを形成し、該アキュムレータと貯水タンクとを直接接触させることで、アキュムレータ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、アキュムレータおよび貯水タンクが伝熱部として機能する。
(３)実施例１および２では、減圧手段として膨張弁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、キャピラリーチューブ等、その他の手段を採用し得る。
(４)実施例では、製氷室または貯水タンクの製氷水の温度を指標にして、加温手段によってアキュムレータを加温または加温停止する例を挙げたが、製氷運転の開始と同時あるいは開始から所定時間経過後に加温手段によるアキュムレータの加温を行うようにしてもよい。
(５)製氷機は、温度測定手段が製氷完了温度を検知したタイミングや、温度測定手段が製氷完了温度を検知してから所定時間経過したタイミングで製氷が完了したと判定してもよい。
(６)製氷機は、除氷運転において貯水タンクから製氷水を製氷水タンクに供給している最中または供給後に、貯水タンクの水量が減少した適宜タイミングで供給弁を開放して、外部給水源から貯水タンクに製氷水を供給してもよい。
(７)実施例２で説明した貯水タンクの水温に応じて水を貯水タンクから排出および貯水タンクに供給する構成を、実施例１の構成に適用することも可能である。
(８)実施例では、製氷水タンクに製氷水を供給する給水手段と加温手段の一部構成を兼用したが、給水手段と加温手段とを独立して設けてもよい。

１４製氷機構，１６製氷室(製氷部)，３０冷凍回路，３４伝熱抑制部，
４０アキュムレータ，５０加温手段，５２貯水タンク，５４循環配管，
５６伝熱部，５８供給ポンプ，６０供給管，６１供給弁，６２配水管，
６３配水弁，７０加温手段，ＣＭ圧縮機，ＥＰ蒸発器，ＴＡ温度測定手段，
ＴＢ水温検知手段

Claims

製氷運転において氷塊を製造する製氷機構(14)の製氷部(16)と、冷凍回路(30)を構成し、製氷運転において製氷部(16)を冷却する蒸発器(EP)と、前記冷凍回路(30)における蒸発器(EP)から圧縮機(CM)への冷媒の帰還経路に設けられ、冷媒を気液分離するアキュムレータ(40)とを備えた製氷機において、
製氷運転において前記製氷部(16)に配設された温度測定手段(TA)で測定した該製氷部(16)の温度が設定温度以下の場合に、前記アキュムレータ(40)を加温する加温手段(50,70)を設けた
ことを特徴とする製氷機。
前記加温手段(50)は、給水源から供給された水を貯留する貯水タンク(52)と、該貯水タンク(52)から導出して該貯水タンク(52)に戻るように連通する循環配管(54)に設けられ、前記アキュムレータ(40)に熱交換可能に接触する伝熱部(56)と、貯水タンク(52)の水を前記循環配管(54)に循環させる供給ポンプ(58)とを備えた請求項１記載の製氷機。
前記貯水タンク(52)には、給水源に連通する供給管(60)が接続されると共に該貯水タンク(52)から水を排出する配水管(62)が接続されて、該供給管(60)に介挿された供給弁(61)を開閉して該給水源から水が供給または供給停止される一方、該配水管(62)に介挿された配水弁(63)を開閉して貯水タンク(52)から水を排出または排出停止するよう構成され、
前記貯水タンク(52)に設けた水温検知手段(TB)が、０℃より高く設定された設定水温まで該貯水タンク(52)に貯留された水が低下したことを検知すると、前記配水弁(63)を開放して貯水タンク(52)から水を排出し、前記供給弁(61)を開放して貯水タンク(52)に給水源から水を供給するよう構成した請求項２記載の製氷機。
前記冷凍回路(20)における蒸発器(EP)からアキュムレータ(40)への冷媒の流通経路には、他の冷媒の流通経路より熱伝導率が低い材質からなる伝熱抑制部(34)が設けられる請求項１〜３の何れか一項に記載の製氷機。