JP5719996B2 - オーガ式製氷機 - Google Patents

Description

本発明は、コンプレッサ、凝縮器、減圧装置、及び、蒸発パイプを備え、非共沸混合冷媒が充填された冷凍装置を備えたオーガ式製氷機に関するものである。

従来よりこの種のオーガ式製氷機は、外周に冷却装置の蒸発器（蒸発パイプ）を取り付けた冷却円筒内にオーガを挿入し、冷却円筒内に下部から製氷用の水を供給して冷却円筒の内面に成長した氷を、回転するオーガの刃にて削り取りつつ上方に送り（掻き上げ）、冷却円筒の上部に取り付けた氷圧縮成型用の上部軸受けにて圧縮し、氷片を連続的に生成するものである。

蒸発パイプは、コンプレッサ、凝縮器、減圧装置等と共に冷凍サイクルを構成し、コンプレッサで圧縮された冷媒が凝縮器にて凝縮し、減圧装置にて減圧された後、蒸発パイプにて冷媒を蒸発させて、このときの冷媒の蒸発により冷却円筒内の水を冷却する。このとき、冷却円筒の外壁に巻回される蒸発パイプの下側を冷媒入口とし、上側を冷媒出口とする。そして、冷却円筒の下部から供給された製氷用の水を、蒸発パイプ内を流れる冷媒によって冷却し、下から上に移動する氷を徐々に冷やし固め、製氷を行う。

ここで、冷媒として擬似共沸混合冷媒Ｒ４０４Ａや単一成分冷媒Ｒ１３４ａなどの温度グライドの小さい又はな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小さい。

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１参照）。

特開２０１０−６０１５９号公報

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ていなくても、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。

そのため、冷却円筒内における下側の方が氷の成長が早く、上側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。成長の早い箇所において生成された氷は他に比べその硬度が高く、当該箇所における掻き取り負荷が増大し、オーガを回動させる回動軸の偏心を招来する問題があった。

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、冷却円筒全体を均一に冷却し、安定した製氷を実現することができるオーガ式製氷機を提供する。

請求項１の発明のオーガ式製氷機は、外壁に蒸発パイプが設けられた冷却円筒と、該冷却円筒内に同心的且つ回転可能に挿入されたオーガと、該オーガを回転駆動するオーガモータとを備え、冷却円筒の下部から供給された製氷用の水を蒸発パイプを流れる冷媒によって冷却し、冷却円筒の内壁に生じた氷をオーガにより削取し、上方に移送して圧縮することにより、連続的に氷片を生成するものであって、コンプレッサ、凝縮器、減圧手段、及び、蒸発パイプから冷媒回路が構成され、非共沸混合冷媒が充填された冷凍装置を備え、蒸発パイプは冷媒入口が冷却円筒の下部に、冷媒出口が冷却円筒の上部となるように冷却円筒の外壁に螺旋状に巻き付けられ、該冷却円筒の外側には冷却円筒及び冷却円筒に巻き付けられた冷却パイプを被覆する断熱材が設けられると共に、該断熱材の厚さ寸法は、蒸発パイプの冷媒出口に近づくほど大きくされていることを特徴とする。

請求項２の発明のオーガ式製氷機は、上記発明において蒸発パイプは、扁平した状態で冷却円筒の外壁に螺旋状に巻き付けられていると共に、該蒸発パイプの扁平率は、当該蒸発パイプの冷媒出口に近づくほど大きくされていることを特徴とする。

請求項３の発明のオーガ式製氷機は、請求項１の発明において冷却円筒と蒸発パイプとの隙間には半田が注入されると共に、該半田の注入量は、蒸発パイプの冷媒出口に近づくほど多くされていることを特徴とする。

請求項４の発明のオーガ式製氷機は、請求項１の発明において冷却円筒とオーガとの隙間は、蒸発パイプの冷媒出口に近づくほど小さくされていることを特徴とする。

請求項５の発明のオーガ式製氷機は、請求項１の発明においてオーガ外面に形成された螺旋状の刃のピッチは、蒸発パイプの冷媒出口に近づくほど小さくされていることを特徴とする。

請求項６の発明は、上記各発明において、断熱材の厚さ寸法の変更、蒸発パイプの扁平率の変更、半田の注入量の変更、冷却円筒とオーガとの隙間の変更、又は、オーガの刃のピッチの変更は、冷却円筒の下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の発明によれば、非共沸混合冷媒が充填された冷凍装置を備えたオーガ式製氷機において、冷却円筒の下部から供給された製氷用の水を蒸発パイプを流れる冷媒によって冷却し、冷凍装置を構成する蒸発パイプは、冷媒入口が冷却円筒の下部に、冷媒出口が冷却円筒の上部となるように冷却円筒の外壁に螺旋状に巻き付けられ、該冷却円筒の外側には冷却円筒及び冷却円筒に巻き付けられた冷却パイプを被覆する断熱材が設けられると共に、該断熱材の厚さ寸法は、蒸発パイプの冷媒出口に近づくほど大きくされているので、製氷用の水が供給される冷却円筒下部の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、オーガで氷が移送される冷却円筒上部の冷媒出口側では、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、このように、蒸発パイプの冷媒出口に近づくほど冷却円筒の外側を覆う断熱材の厚さ寸法が大きくされているため、冷媒出口に近づくほど断熱効率を高めることができ、これにより、冷却円筒全体を均一に冷却することが可能となる。

従って、冷却円筒全体を均一に冷却することが可能となり、生成される氷を均質なものとすることができる。特定の箇所における掻き取り負荷の増大を解消して、安定した製氷を実現することができる。

また、請求項２の発明によれば、上記発明において蒸発パイプは、扁平した状態で冷却円筒の外壁に螺旋状に巻き付けられていると共に、該蒸発パイプの扁平率は、当該蒸発パイプの冷媒出口に近づくほど大きくされているので、冷媒入口側における冷媒流の圧力損失を緩和しつつ、冷媒出口に近づくほど蒸発パイプの冷却円筒の冷却効率を高めることができ、冷却円筒全体を均一に冷却することが可能となる。

従って、冷却円筒内における冷却ムラを解消することで、生成される氷を均質なものとすることができる。特定の箇所における掻き取り負荷の増大を解消して、安定した製氷を実現することができる。

請求項３の発明によれば、請求項１の発明において冷却円筒と蒸発パイプとの隙間には半田が注入されると共に、該半田の注入量は、蒸発パイプの冷媒出口に近づくほど多くされているので、冷媒出口に近づくほど蒸発パイプと冷却円筒との結合とその熱伝導性能を高めることができ、冷却円筒全体を均一に冷却することが可能となる。

従って、冷却円筒内における冷却ムラを解消することで、生成される氷を均質なものとすることができる。特定の箇所における掻き取り負荷の増大を解消して、安定した製氷を実現することができる。

請求項４の発明によれば、請求項１の発明において冷却円筒とオーガとの隙間は、蒸発パイプの冷媒出口に近づくほど小さくされている、冷却円筒の全体における氷の掻き取り量を均一とすることができる。これにより、安定した製氷を実現することができる。

請求項５の発明によれば、請求項１の発明においてオーガ外面に形成された螺旋状の刃のピッチは、蒸発パイプの冷媒出口に近づくほど小さくされているので、冷却円筒の全体における氷の掻き取り量を均一とすることができる。これにより、安定した製氷を実現することができる。

請求項６の発明によれば、上記各発明において、断熱材の厚さ寸法の変更、蒸発パイプの扁平率の変更、半田の注入量の変更、冷却円筒とオーガとの隙間の変更、又は、オーガの刃のピッチの変更は、冷却円筒の下部を除く領域で行われているので、液体を多く含んだ氷が多い冷却円筒の下部を除き、液体が少ない氷の成長が生じる領域にて各変更を行うことで、より効果的に安定した製氷を実現することができる。

本発明の冷凍装置を適用したオーガ式製氷機の概略構成図である。（実施例１） 冷却円筒に蒸発パイプが巻付された状態の概略図である。（実施例１） 冷却円筒に蒸発パイプが巻付された状態の概略図である。（実施例２） 蒸発パイプが巻付された状態の冷却円筒の部分拡大断面図である。（実施例３） 蒸発パイプが巻付された状態の冷却円筒の部分拡大断面図である。（実施例４） 断熱材にて被覆された状態の冷却円筒の概略図である。（実施例５） 蒸発パイプが巻付された状態の冷却円筒の部分拡大断面図である。（実施例６） 蒸発パイプが巻付された状態の冷却円筒の部分拡大断面図である。（実施例７）

以下、本発明のオーガ式製氷機ＩＭについて図１の概略構成図を参照して説明する。オーガ式製氷機ＩＭは、製氷用水から氷を生成するための蒸発パイプ２と、この蒸発パイプ２と共に冷媒回路６を構成するコンプレッサ３、凝縮器４、減圧手段としての膨張弁５とを冷媒配管にて順次接続して冷凍装置Ｒを構成している。尚、７は前記凝縮器４を空冷するためのコンデンシングファンである。

当該冷媒回路６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るため、気化又は液化する温度が異なり、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、蒸発パイプ出口側で蒸発が完了していなくても、蒸発パイプ２の冷媒出口側温度は、冷媒入口側の温度よりも高くなる。

一方、蒸発パイプ２が設けられる冷却円筒１５は、内壁を平滑な円筒状内面とされたステンレス製の円筒により構成され、内部にこれもステンレス製の螺旋状のオーガ１４が同心的且つ回転可能に挿入される。そして、当該冷却円筒１５の外壁には、詳細は各実施例において詳述する如く蒸発パイプ２が扁平した状態で螺旋状に密着巻付される。尚、これら冷却円筒１５と蒸発パイプ２との隙間には両者の結合と熱伝導性能の向上を目的として半田が注入される。そして、この冷却円筒１５の外側には断熱材２４が設けられている。

一方、冷却円筒１５に蒸発パイプ２により冷却される媒体としての製氷用の水（水道水）を供給するために、製氷用の水を貯溜する水タンク９を有しており、水タンク９に貯溜された水は、給水管１２にて冷却円筒１５内の下部に導入され、不要な水は排水管１３にて排水される。給水管１２と排水管１３は冷却円筒１５の下部内においてそれぞれ連通して構成される。

また、オーガ１４は、外面に螺旋状の回転刃１６が形成されていると共に、下部は下部軸受け１７にて、上部は氷圧縮経路を構成する上部軸受け１８にて軸支されており、オーガモータ２０により回転駆動される。また、この上部軸受け１８にて圧縮された氷は、その上部に設けられているシューター１９に導出される。

他方、冷却円筒１５の外壁に巻回されたパイプ状の蒸発パイプ２の冷媒入口側端部には、一端が膨張弁５に接続された冷媒入口配管２１が接続され、冷媒出口側端部には、コンプレッサ３に至る低圧側配管２２が接続される。

以上の構成により、オーガ式製氷機ＩＭの動作について説明する。製氷運転が開始されると、オーガモータ２０へ通電されてオーガ１４が回転駆動する。コンプレッサ３が起動されると、コンプレッサ３にて圧縮された高温高圧冷媒は、凝縮器４にて凝縮された後、高圧側配管２３を介して膨張弁５に至る。尚、当該高圧側配管２３は、蒸発パイプ２から流出した冷媒が流れる低圧側配管２２と熱交換されることにより、当該高圧側配管２３内を流れる冷媒は低圧側配管２２を流れる冷媒によって更に冷却される。

そして、膨張弁５に至った冷媒は、膨張弁５にて減圧されて、冷媒入口配管２１を介して冷却円筒１５に巻回された蒸発パイプ２内に流入する。蒸発パイプ２内に流入した液冷媒は、順次蒸発気化し、そこで冷却作用を発揮して冷却円筒１５内部を氷点下に冷却する。

このとき、冷却円筒１５内に下部から製氷用の水が供給されるため、冷却円筒１５内において外面に回転刃１６が形成されたオーガ１４がゆっくりと回転することによって、冷却円筒１５の内壁に所定厚み以上に成長した氷層は、当該回転刃１６によって削り取られて、冷却円筒１５上部に移送され（掻き上げられ）、上部軸受け１８の氷圧縮経路にて圧縮することによって、連続的に氷片を生成する。生成された氷片はその上部に設けられているシューター１９に導出され、図示しない貯氷庫に蓄えられる。

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２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２内では沸点の高い冷媒が蒸発することとなる。そのため、冷却円筒１５内は、冷媒入口から冷媒出口にい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２が巻付された冷却円筒１５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７を例に挙げて詳述する。

先ず初めに実施例１について図２を参照して説明する。図２は冷却円筒１５に蒸発パイプ２が巻付された状態の概略図を示している。実施例１における蒸発パイプ２は、直管状の往路パイプ３０と、復路パイプ３１と、これらの端部を所定曲率を有するＵベンドパイプ３２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３０は、一端が蒸発パイプ２の冷媒入口２Ａ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３１は、往路パイプ３０の他端にＵベンドパイプ３２を介して一端が連通して連結され、当該復路パイプ３１の他端が蒸発パイプ２の冷媒出口２Ｂとされる。

これら往路パイプ３０と復路パイプ３１は、抱き合わせたかたちで隣接した状態で、且つ、扁平した状態で、螺旋状に巻回し、内部に冷却円筒１５を挿入し、半田付けによって固定される。これにより、当該往路パイプ３０と復路パイプ３１は隣接した状態で、交互に、冷却円筒１５の外壁に螺旋状に巻き付けられた状態とされる。

当該実施例１では、蒸発パイプ２を構成する往路パイプ３０と復路パイプ３１の端部に位置する冷媒入口２Ａ及び冷媒出口２Ｂを、冷却円筒１５の上部に、これら往路パイプ３０と復路パイプ３１を連結するＵベンドパイプ３２を冷却円筒１５の下部となるように螺旋状に巻き付けられた状態で配置する。

係る構成により、膨張弁５にて減圧された冷媒が冷媒入口２Ａから往路パイプ３０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２Ａ側に位置する往路パイプ３０内では、沸点の低い冷媒が先に蒸発し、Ｕベンドパイプ３２を経て復路パイプ３１に流れる過程で徐々に冷媒が蒸発していき、冷媒出口２Ｂ側に位置する復路パイプ３１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３０から復路パイプ３１にいくに従い温度が高くなる傾向となる。

しかし、本実施例では、上述したように冷却円筒１５の外壁に往路パイプ３０と復路パイプ３１とが交互に螺旋状に巻き付けられることで、当該往路パイプ３０内を流れる冷媒の温度と復路パイプ３１内を流れる冷媒の温度との差による冷却円筒１５の冷却効率の差を緩和し、冷却円筒１５全体を均一に冷却することが可能となる。

従って、冷却円筒１５内における冷却ムラを解消することで、生成される氷を均質なものとすることができる。特定の箇所におけるオーガ１４の回転刃１６による掻き取り負荷の増大を解消して、安定した製氷を実現することができる。

また、当該実施例において、往路パイプ３０と復路パイプ３１との連結部分は、所定曲率半径のＵベンドパイプ３２を用いているため、当該連結箇所における冷媒流の圧力損失を緩和することができる。

そして、当該実施例１では、制御装置によって膨張弁５を復路パイプ３１の冷媒出口２Ｂにて冷媒が気液混合状態又は過熱度が小さくなるように開度制御する。このようにすることで、蒸発パイプ２内を通過する冷媒は、冷媒入口２Ａ側では液冷媒の比率が高い状態で往路パイプ３０内を流れ、その過程で冷却作用を発揮していくことで徐々に蒸発していき、復路パイプ３１内を流れる際には、液冷媒よりもガス冷媒の比率が高くなることで、冷媒の流速が速くなっていく。

そのため、冷媒入口２Ａから往路パイプ３０内を流れる冷媒は、冷却円筒１５の外壁に沿って上部から下部に向かって流れることで、自重も加わりその流速を確保することができると共に、復路パイプ３１内を冷媒出口２Ｂに向かって流れる冷媒は、冷却円筒１５の外壁に沿って下部から上部方向とされるが、このように、液冷媒に対するガス冷媒の比率の上昇によって冷媒の流速を速めることができるため、冷媒と共に冷媒回路を循環するオイルを流速が速められた液冷媒と共に円滑にコンプレッサ３に向けて戻すことができる。オイル戻りの促進を図ることができる。

次に、実施例２について図３を参照して説明する。図３は冷却円筒１５に蒸発パイプ２が巻付された状態の概略図を示している。実施例２では、減圧手段としてキャピラリチューブを用いた場合について説明する。当該実施例２は、上記実施例１と同様に、蒸発パイプ２を往路パイプ３０と、復路パイプ３１と、Ｕベンドパイプ３２により構成し、当該往路パイプ３０と復路パイプ３１は隣接した状態で、交互に、且つ、扁平した状態で、冷却円筒１５の外壁に螺旋状に巻き付けられた状態とする。

この場合、蒸発パイプ２を構成する往路パイプ３０と復路パイプ３１の端部に位置する冷媒入口２Ａ及び冷媒出口２Ｂを、冷却円筒１５の下部に、これら往路パイプ３０と復路パイプ３１を連結するＵベンドパイプ３２を冷却円筒１５の上部となるように螺旋状に巻き付けられた状態で配置する。

係る構成においても、上記実施例１と同様に、冷却円筒１５の外壁に往路パイプ３０と復路パイプ３１とが交互に螺旋状に巻き付けられることで、当該往路パイプ３０内を流れる冷媒の温度と復路パイプ３１内を流れる冷媒の温度との差による冷却円筒１５の冷却効率の差を緩和し、冷却円筒１５全体を均一に冷却することが可能となる。

また、このとき、減圧手段としてキャピラリチューブを用いることで、蒸発パイプ２内を流通する過程で殆どの冷媒がガス冷媒となる場合がある。この場合であっても、復路パイプ３１は、冷却円筒１５の外壁に沿って上部から下部に向けて配設されているため、復路パイプ３１内に流入した冷媒は、殆どガス冷媒となっても、冷媒と共に冷媒回路を循環するオイルをその自重によって冷媒出口２Ｂに向けて流すことができる。そのため、オイル戻りの促進を図ることができる。

次に、実施例３について図４を参照して説明する。図４は蒸発パイプ２が巻付された状態の冷却円筒１５の部分拡大断面図を示している。実施例３では、冷却円筒１５内において氷（水）を重力方向に対して下から上に向けて搬送するのに対し、当該冷却円筒１５の外壁に蒸発パイプ２の冷媒入口２Ａを冷却円筒１５の下部、冷媒出口２Ｂを上部となるように螺旋状に巻き付け、当該蒸発パイプ２内の冷媒の流通方向を氷の搬送方向と同様とする。

このように、冷媒を重力方向に対して下から上に向けて流通させることにより、蒸発パイプ２の冷媒出口２Ｂから流出するガス冷媒を優先的に流出させ、液冷媒を蒸発パイプ２内に滞留させて蒸発気化を促進することができる。

ここで、本実施例では、蒸発パイプ２は、冷媒出口２Ｂ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円筒１５の外壁に螺旋状に巻き付けられている。

これにより、蒸発パイプ２の冷媒入口２Ａ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２Ｂ側では、沸点の高い冷媒が蒸発することで、冷媒入口２Ａ側から冷媒出口２Ｂ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２の冷媒出口２Ｂに近づくほど当該蒸発パイプ２の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２Ｂに近づくほど、蒸発パイプ２と冷却円筒１５との接触面積を大きくすることができる。

これにより、冷媒入口２Ａ側、即ち、より冷媒出口２Ｂ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２Ｂに近づくほど蒸発パイプ２内を流れる冷媒による冷却円筒１５の冷却効率を高めることができる。

従って、蒸発温度の低い冷媒入口２Ａ側では、蒸発パイプ２と冷却円筒１５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２Ｂに近づくほど、蒸発パイプ２と冷却円筒１５との接触面積を増大させることで、冷却円筒１５全体を均一に冷却することが可能となる。

これにより、冷却円筒１５内における冷却ムラを解消することで、生成される氷を均質なものとすることができる。特定の箇所における掻き取り負荷の増大を解消して、安定した製氷を実現することができる。

尚、冷却円筒１５の下部付近は、液体を多く含んだ氷が多いため、当該蒸発パイプ２の扁平率の変更は、係る冷却円筒１５の下部を除いた領域から行っても良い。これにより効果的に安定した製氷を実現することができる。

次に、実施例４について図５を参照して説明する。図５は蒸発パイプ２が巻付された状態の冷却円筒１５の部分拡大断面図を示している。実施例４では、上記実施例３と同様に冷却円筒１５の冷却効率を考慮し、蒸発パイプ２の冷媒入口２Ａを冷却円筒１５の下部、冷媒出口２Ｂを上部となるように螺旋状に巻き付ける。

そして、実施例４では、蒸発パイプ２と冷却円筒１５との隙間に注入される半田２５の注入量は、冷媒出口２Ｂに近づくほど多くなるように変更されている。尚、当該半田２５の注入量の変更は、半田付けする際、冷媒出口２Ｂに近づくほど高温とすることで注入量を多くしても良い。

これにより、蒸発パイプ２の冷媒入口２Ａ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２Ｂ側では、沸点の高い冷媒が蒸発することで、冷媒入口２Ａ側から冷媒出口２Ｂ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２の冷媒出口２Ｂに近づくほど冷却円筒１５と蒸発パイプ２との隙間の半田２５の注入量が多くされているため、冷媒出口２Ｂに近づくほど蒸発パイプ２と冷却円筒１５との結合とその熱伝導性能を高めることができ、冷却円筒１５全体を均一に冷却することが可能となる。

従って、冷却円筒１５内における冷却ムラを解消することで、生成される氷を均質なものとすることができる。特定の箇所における掻き取り負荷の増大を解消して、安定した製氷を実現することができる。

尚、冷却円筒１５の下部付近は、液体を多く含んだ氷が多いため、当該半田２５の注入量の変更は、係る冷却円筒１５の下部を除いた領域から行っても良い。これにより効果的に安定した製氷を実現することができる。

次に、実施例５について図６を参照して説明する。図６は断熱材２４にて被覆された状態の冷却円筒１５の概略図を示している。実施例５では、上記実施例３と同様に冷却円筒１５の冷却効率を考慮し、蒸発パイプ２の冷媒入口２Ａを冷却円筒１５の下部、冷媒出口２Ｂを上部となるように螺旋状に巻き付ける。

そして、実施例５では、冷却円筒１５の外側に設けられて当該冷却円筒１５及びこれに巻付された蒸発パイプ２を被覆する断熱材２４の厚さ寸法は、蒸発パイプ２の冷媒出口２Ｂに近づくほど大きくなるように変更されている。

これにより、蒸発パイプ２の冷媒入口２Ａ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２Ｂ側では、沸点の高い冷媒が蒸発することで、冷媒入口２Ａ側から冷媒出口２Ｂ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２の冷媒出口２Ｂに近づくほど冷却円筒１５の外側を覆う断熱材２４の厚さ寸法が大きくされているため、冷媒出口２Ｂに近づくほど断熱効率を高めることができ、これにより、冷却円筒１５全体を均一に冷却することが可能となる。

従って、冷却円筒１５全体を均一に冷却することが可能となり、生成される氷を均質なものとすることができる。特定の箇所における掻き取り負荷の増大を解消して、安定した製氷を実現することができる。

尚、冷却円筒１５の下部付近は、液体を多く含んだ氷が多いため、当該断熱材２４の厚さ寸法の変更は、係る冷却円筒１５の下部を除いた領域から行っても良い。これにより効果的に安定した製氷を実現することができる。

次に、実施例６について図７を参照して説明する。図７は蒸発パイプ２が巻付された状態の冷却円筒１５の部分拡大断面図を示している。実施例６では、上記実施例３と同様に冷却円筒１５の冷却効率を考慮し、蒸発パイプ２の冷媒入口２Ａを冷却円筒１５の下部、冷媒出口２Ｂを上部となるように螺旋状に巻き付ける。

そして、実施例６では、冷却円筒１５、当該冷却円筒１５内に上述したように挿入されているオーガ１４の外面に螺旋状に形成された回転刃１６との隙間２７は、蒸発パイプ２の冷媒出口２Ｂに近づくほど小さくなるように変更されている。

即ち、オーガ１４の回転刃１６と冷却円筒１５の内面との隙間２７は、冷媒出口２Ｂ側がより狭く（小さく）、冷媒出口２Ｂから離れるほど、冷媒入口２Ａに近づくほど広く（大きく）なるように設けられている。

そして、係る構成により、蒸発パイプ２の冷媒入口２Ａ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２Ｂ側では、沸点の高い冷媒が蒸発することで、冷媒入口２Ａ側から冷媒出口２Ｂ側にいくに従い温度が高くなる傾向があり、これによって、冷却円筒１５内には、冷媒入口２Ａに近いほど厚い氷が形成され、冷媒出口２Ｂに近いほど薄い氷が形成されることとなる。

これに対し、オーガ１４の回転刃１６は、冷媒入口２Ａに近づくほど、冷却円筒１５の内面との隙間２７が広く（大きく）、冷媒出口２Ｂに近づくほど、隙間２７が狭く（小さく）なるように構成されているため、当該オーガ１４の回転によって回転刃１６により掻き取られる氷の量を冷却円筒１５の全体において均一とすることができる。これにより、氷を冷却円筒１５の下部から上部に移送する過程において均等に掻き取りながら上部の氷圧縮経路に移送でき、安定した製氷を実現することができる。

尚、冷却円筒１５の下部付近は、液体を多く含んだ氷が多いため、当該冷却円筒１５とオーガ１４の回転刃１６との隙間２７寸法の変更は、係る冷却円筒１５の下部を除いた領域から行っても良い。これにより効果的に安定した製氷を実現することができる。

次に、実施例７について図８を参照して説明する。図８は蒸発パイプ２が巻付された状態の冷却円筒１５の部分拡大断面図を示している。実施例７では、上記実施例３と同様に冷却円筒１５の冷却効率を考慮し、蒸発パイプ２の冷媒入口２Ａを冷却円筒１５の下部、冷媒出口２Ｂを上部となるように螺旋状に巻き付ける。

そして、実施例７では、冷却円筒１５内に上述したように挿入されているオーガ１４の外面に螺旋状に形成された回転刃１６のピッチＰは、蒸発パイプ２の冷媒出口２Ｂに近づくほど小さくなるように変更されている。

即ち、オーガ１４に螺旋状に形成される回転刃１６のピッチＰは、冷媒出口２Ｂに近づくほど狭く（小さく）、冷媒入口２Ａに近づくほど広く（大きく）なるように設けられている。図８に示すように、冷媒出口２Ｂ側に位置するピッチＰ１は、冷媒入口２Ａ側に位置するピッチＰ２よりも小さい。

そして、係る構成により、蒸発パイプ２の冷媒入口２Ａ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２Ｂ側では、沸点の高い冷媒が蒸発することで、冷媒入口２Ａ側から冷媒出口２Ｂ側にいくに従い温度が高くなる傾向があり、これによって、冷却円筒１５内には、冷媒入口２Ａに近いほど厚い氷が形成され、冷媒出口２Ｂに近いほど薄い氷が形成されることとなる。

これに対し、オーガ１４の外面に形成された螺旋状の回転刃１６のピッチは、蒸発パイプ２の冷媒出口２Ｂに近づくほど、小さくなるように構成されているため、当該オーガ１４の１回転によって回転刃１６により掻き取られる氷の量は、ピッチが大きい冷媒出口２Ｂから離れた箇所では、回転刃１６の移送寸法が大きいため少なくなり、ピッチが小さい冷媒出口２Ｂに近い箇所では、回転刃１６の移送寸法が小さいため多くなる。

そのため、冷却円筒１５の全体において氷の掻き取り量を均一とすることができる。これにより、氷を冷却円筒１５の下部から上部に移送する過程において均等に掻き取りながら上部の氷圧縮経路に移送でき、安定した製氷を実現することができる。

尚、冷却円筒１５の下部付近は、液体を多く含んだ氷が多いため、当該冷却円筒１５とオーガ１４の回転刃１６ピッチの変更は、係る冷却円筒１５の下部を除いた領域から行っても良い。これにより効果的に安定した製氷を実現することができる。

Ｒ 冷凍装置
ＩＭ オーガ式製氷機
２ 蒸発パイプ
２Ａ 冷媒入口
２Ｂ 冷媒出口
３ コンプレッサ
４ 凝縮器
５ 膨張弁（減圧手段）
６ 冷媒回路
１２ 給水管
１４ オーガ
１５ 冷却円筒
１６ 回転刃
２１ 冷媒入口配管
２２ 低圧側配管
２３ 高圧側配管
２４ 断熱材
２５ 半田
２７ 隙間
３０ 往路パイプ
３１ 復路パイプ
３２ Ｕベンドパイプ

Claims (6)

1. 外壁に蒸発パイプが設けられた冷却円筒と、該冷却円筒内に同心的且つ回転可能に挿入されたオーガと、該オーガを回転駆動するオーガモータとを備え、前記冷却円筒の下部から供給された製氷用の水を前記蒸発パイプを流れる冷媒によって冷却し、前記冷却円筒の内壁に生じた氷を前記オーガにより削取し、上方に移送して圧縮することにより、連続的に氷片を生成するオーガ式製氷機において、
   コンプレッサ、凝縮器、減圧手段、及び、前記蒸発パイプから冷媒回路が構成され、非共沸混合冷媒が充填された冷凍装置を備え、
   前記蒸発パイプは冷媒入口が前記冷却円筒の下部に、冷媒出口が前記冷却円筒の上部となるように前記冷却円筒の外壁に螺旋状に巻き付けられ、該冷却円筒の外側には前記冷却円筒及び前記冷却円筒に巻き付けられた前記冷却パイプを被覆する断熱材が設けられると共に、該断熱材の厚さ寸法は、前記蒸発パイプの冷媒出口に近づくほど大きくされていることを特徴とするオーガ式製氷機。
2. 前記蒸発パイプは、扁平した状態で前記冷却円筒の外壁に螺旋状に巻き付けられていると共に、該蒸発パイプの扁平率は、当該蒸発パイプの冷媒出口に近づくほど大きくされていることを特徴とする請求項１に記載のオーガ式製氷機。
3. 前記冷却円筒と前記蒸発パイプとの隙間には半田が注入されると共に、該半田の注入量は、前記蒸発パイプの冷媒出口に近づくほど多くされていることを特徴とする請求項１に記載のオーガ式製氷機。
4. 前記冷却円筒と前記オーガとの隙間は、前記蒸発パイプの冷媒出口に近づくほど小さくされていることを特徴とする請求項１に記載のオーガ式製氷機。
5. 前記オーガ外面に形成された螺旋状の刃のピッチは、前記蒸発パイプの冷媒出口に近づくほど小さくされていることを特徴とする請求項１に記載のオーガ式製氷機。
6. 前記断熱材の厚さ寸法の変更、前記蒸発パイプの扁平率の変更、前記半田の注入量の変更、前記冷却円筒とオーガとの隙間の変更、又は、前記オーガの刃のピッチの変更は、前記冷却円筒の下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乃至請求項５のうちの何れかに記載のオーガ式製氷機。
   

Images