JPH0632974U - 製氷機等の冷媒循環回路 - Google Patents

製氷機等の冷媒循環回路

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 蒸発器にホットガスを流して製氷室の氷等を
除去するに際し、殊に低温条件下での除霜・除氷能力を
向上させる。 【構成】 圧縮機１０で圧縮されたホットガスを凝縮器
１２に供給し、該凝縮器で凝縮された液化冷媒を第１電
磁弁Ｖ1を介して膨張手段１６に供給し、該膨張手段を
経て膨張気化した冷媒を蒸発器１８に供給し、該蒸発器
で熱交換して温度上昇した気化冷媒を圧縮機に帰還させ
る冷凍回路２２と、前記圧縮機からのホットガスを、第
２電磁弁Ｖ2と絞り手段２０とを介して前記蒸発器に分
岐供給して、該蒸発器での除氷等を行なうホットガス回
路とを備え、第１電磁弁と第２電磁弁とは冷凍運転およ
び除氷等運転に際し同期的に切換えられて、相互に逆方
向の動作を行なう製氷機等において、前記凝縮器からの
冷媒を第３電磁弁Ｖ3を介して圧縮機に分岐供給させる
よう構成したことを特徴とする。

Description

【考案の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この考案は、蒸発器に高温の気化冷媒を流して、該蒸発器に付着した霜や製氷 室に成長した氷を除去するに際し、殊に低温条件下での除霜・除氷能力を向上さ せ得るよう構成した製氷機等の冷媒循環回路に関するものである。
【０００２】
【従来技術】
多数の角氷を自動的に製造する製氷機では、冷媒を循環させる冷凍回路を備え 、製氷運転から除氷運転に切換わると、圧縮機から得られる高圧・高温の気化冷 媒(以下「ホットガス」ともいう)を製氷室に付帯させた蒸発器に供給することによ り、該製氷室を加熱して氷の離脱を促進させるようになっている。例えば図３は 、下向きに開口する多数の製氷小室に製氷水を下方から噴射供給して、角氷を連 続的に製造する噴射式自動製氷機を示すものであって、機内に水平に配置した製 氷室３０の下面に仕切板３２が縦横に配設され、下方に開口する製氷小室３４が 碁盤目状に多数画成されている。製氷室３０の上面には、図４に示す冷凍回路２ ２に連通する蒸発器１８が密着的に蛇行配置され、製氷運転時に冷媒を循環させ て製氷小室３４を強制冷却する。また製氷室３０の直下に、製氷水の貯留タンク ３６を備えた水皿３８が、支軸４０により傾動可能に枢支されている。この水皿 ３８とタンク３６とは、製氷運転時には前記製氷室３０と平行に保持され、除氷 運転時には前記支軸４０を中心として時計方向に傾動し、前記製氷小室３４を開 放するようになっている。前記水皿３８の表面には、製氷小室３４の夫々と対応 的に、噴水孔４２および戻り孔４４が多数穿設されている。また水皿３８の裏面 には、圧力室４６に接続する分配管４８が設けられ、この分配管４８は前記噴水 孔４２と連通している。タンク３６の側部に設けたポンプ５０は、製氷水を前記 分配管４８および各噴水孔４２を介して、対応の製氷小室３４に噴射し得るよう になっている。そして製氷小室３４で氷結するに至らなかった未氷結水は、前記 戻り孔４４を介してタンク３６に回収される。
【０００３】 図４は、先に述べた自動製氷機に好適に使用される冷凍回路の概略構成を示す もので、この冷凍回路２２は、フロン等の冷媒を圧縮する圧縮機１０と、この圧 縮機１０で圧縮された高圧高温の気化冷媒の供給を受ける凝縮器１２と、この凝 縮器１２で凝縮された液化冷媒が第１電磁弁Ｖ1を介して供給される膨張弁１６ と、この膨張弁１６を経て膨張気化した冷媒の供給を受ける蒸発器１８とを基本 的に備えている。なお凝縮器１２と第１電磁弁Ｖ1との間にドライヤ１４が介装 され、これにより冷媒中の水分を除去するようになっている。また蒸発器１８で は、膨張弁１６を経て膨張した気化冷媒との間で熱交換がなされ、該蒸発器１８ に付帯した製氷室３０を氷点下にまで冷却し、これにより各製氷小室３４に噴射 された製氷水を次第に氷結させる。そして、該蒸発器１８で熱交換され温度上昇 した気化冷媒は、前記圧縮機１０に帰還して高圧高温に圧縮された後、再循環に 供される。
【０００４】 更に圧縮機１０の出口側から分岐した管体２８は、第２電磁弁Ｖ2と絞り手段 ２０とを介して、前記蒸発器１８の入口側に接続して、所謂ホットガス回路２４ を形成している。そして前記第１電磁弁Ｖ1と第２電磁弁Ｖ2とは、同期的に切換 えられて相互に逆方向の動作を行ない、製氷運転中には第１電磁弁Ｖ1が開放(ON )して前記冷凍回路２２に冷媒を循環させている。このとき前記第２電磁弁Ｖ2は 閉成(OFF)して、ホットガス回路２４での冷媒の循環を阻止している。また製氷 室３０での製氷運転が終了し、氷を落下除去させる除氷運転に移行すると、第１ 電磁弁Ｖ1と第２電磁弁Ｖ2も同期的に切換わる。すなわち第１電磁弁Ｖ1が閉成( OFF)して、前記冷凍回路２２での冷媒の循環を阻止すると共に、第２電磁弁Ｖ2 は開放(ON)して、ホットガス回路２４に高温の冷媒(ホットガス)を循環させる。 これにより蒸発器１８に付帯する製氷室３０は加熱され、各製氷小室３４に形成 された氷の付着を解除して自重落下させるに至る。
【０００５】
【考案が解決しようとする課題】
先に述べた如く、製氷機が除氷運転に移行すると、第１電磁弁Ｖ1および第２ 電磁弁Ｖ2が同期的に切換わり、冷凍回路２２での冷媒循環が停止されると共 に、圧縮機１０の出口側から高圧・高温の気化冷媒が蒸発器１８に供給される 。しかし図４から判るように、凝縮器１２の出口側は第１電磁弁Ｖ1が閉成して いるが、該凝縮器１２の入口側には弁体等の閉成手段は介在していない。このた め、除氷運転時に圧縮機１０から吐出されるホットガスＡは、全てがホットガス 回路２４に供給される訳ではなく、その内の大部分をなすホットガスＢだけが該 ホットガス回路２４を循環するものである。そして、小量ではあるが一部のホッ トガスＣは、放熱が良好な前記凝縮器１２に向けて流れ、ここで停滞(これを「寝 込み」という)することになる。このようにホットガスの一部が、凝縮器１２に接 続する冷凍回路２２中で寝込むことになると、前記ホットガス回路２４における ホットガスの循環量は、時間の経過と共に前記寝込み量Ｃだけ減少する。従って 蒸発器１８での除氷能力は次第に低下し、除氷運転に長時間を要する欠点が指摘 される。殊にこのような欠点は、周囲温度が低い場合に顕著に発現する。なお、 自動製氷機における除氷運転に派生する課題として述べたが、この課題は、ホッ トガスを使用して蒸発器での除霜を行なう冷凍庫等の冷凍機にも普遍的に当ては まるものである。
【０００６】
【考案の目的】
この考案は、前述した従来技術に係る製氷機等の冷媒循環回路に内在している 各種の欠点に鑑み、これを好適に解決するべく提案されたものであって、蒸発器 に高温の気化冷媒(ホットガス)を流して、該蒸発器に付着した霜や製氷室に成長 した氷を除去するに際し、殊に低温条件下での除霜・除氷能力を向上させ得る手 段を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前述した問題点を解決し、所期の目的を好適に達成するため、本考案に係る製 氷機等の冷媒循環回路は、圧縮機で圧縮された高圧高温の気化冷媒を凝縮器に供 給し、この凝縮器で凝縮された液化冷媒を第１電磁弁を介して膨張手段に供給し 、この膨張手段を経て膨張気化した冷媒を蒸発器に供給し、この蒸発器で熱交換 して温度上昇した気化冷媒を前記圧縮機に帰還させる冷凍回路と、前記圧縮機か らの高圧高温の気化冷媒を、第２電磁弁と絞り手段とを介して前記蒸発器に分岐 供給して、該蒸発器での除氷等を行なうホットガス回路とを備え、前記第１電磁 弁と第２電磁弁とは、冷凍運転および除氷等運転に際し同期的に切換えられて、 相互に逆方向の動作を行なう製氷機等において、 前記凝縮器からの冷媒を、第３電磁弁を介して前記圧縮機に分岐供給させ得る よう構成したことを特徴とする。
【０００８】
【実施例】
次に、本考案に係る製氷機等の冷媒循環回路につき、好適な一実施例を挙げて 、添付図面を参照しながら以下説明する。なお、図４に関する冷凍回路およびホ ットガス回路で、既に説明した部材と同一の部材に関しては、同じ符号で指示だ けするものとする。図１は、本考案の好適例に係る冷媒循環回路を示すものであ って、図３に関して述べた噴射式製氷機に使用されるが、ホットガスを使用して 蒸発器での除霜を行なう冷凍機一般にも使用し得る。
【０００９】 図１に示す冷媒循環回路は、図４に関して述べた冷媒循環回路と基本的に同一 であって、凝縮器１２からの冷媒を、第３電磁弁Ｖ3を介して圧縮機１０に分岐 供給するバイパス回路２１を設けた点で相違している。すなわち実施例に係る冷 媒循環回路では、凝縮器１２に接続する前記ドライヤ１４の出口側から管体１５ が分岐導出され、この管体は第３電磁弁Ｖ3およびキャピラリーチューブ２６を 介して、前記圧縮機１０の吸込側(蒸発器１８の出口側でもある)に連通接続され ている。このようにドライヤ１４の出口側に第３電磁弁Ｖ3を配設したのは、該 ドライヤ１４により冷媒中の不純物を予め除去するためである。ここで第３電磁 弁Ｖ3は、凝縮器１２からの冷媒を前記圧縮機１０に向けて流すタイミングを制 御するものであり、またキャピラリーチューブ２６は、該冷媒の流量を調節する ためのものである。従って該キャピラリーチューブ２６の径寸法や長さは、冷凍 回路２２の冷凍容量や、ホットガス回路２４での絞り量によって変化する。なお 第３電磁弁Ｖ3が、弁開閉機能だけでなく、通過流体の流量調節機能も備えるも のであれば、前記キャピラリーチューブを介挿する必要はない。但しキャピラリ ーチューブは、その出口で液化冷媒を気化させる膨張手段として機能するもので あるから、このキャピラリーチューブを省略するときは、前記第３電磁弁Ｖ3に 膨張弁の機能も具備させる必要がある。
【００１０】 このように第３電磁弁Ｖ3を有するバイパス回路２１を配設し、この第３電磁 弁Ｖ3の開閉タイミングを適宜に制御することによって、前述した冷凍回路２２ におけるホットガスの「寝込み」をなくし、効率的に蒸発器１８での除氷作業を行 ない得るものである。第３電磁弁Ｖ3の開閉タイミングは、以下の４つの類型に 分類することができる。なお、第１電磁弁Ｖ1、第２電磁弁Ｖ2および第３電磁弁 Ｖ3の開閉タイミングを、図２にチャート図として示す。 Ｉ：除氷運転中は、常に第３電磁弁Ｖ3を開放(ON)して、凝縮器１２からの液化 冷媒を圧縮機１０に流す場合。このときは、図２に示す如く、第２電磁弁Ｖ2と 開閉タイミングが常に同期している。すなわち除氷運転中に、従来はホットガス が冷凍回路２２で「寝込み」を生じて、蒸発器１８での除氷効率を低下させていた が、本実施例によれば、除氷運転中における前記ホットガスの「寝込み」が解消さ れ、除氷能力が大きく向上するものである。 II：除氷運転が開始されてから、Ｔ時間遅延した後に、第３電磁弁Ｖ3を開放(ON )して液化冷媒を圧縮機１０に流す場合。これは、前述したホットガスの「寝込み」 による影響が、時間の経過と共に次第に現われるためである。このＴ時間の遅 延は、例えば制御回路(図示せず)に設けたタイマにより好適に設定することがで きる。 III：周囲温度が高い時(高温時)は、除氷運転中であっても第３電磁弁Ｖ3は閉 成(OFF)しておき、周囲温度が低い時(低温時)は、除氷運転中に第３電磁弁Ｖ3 を開放(ON)する場合。これは、例えば夏季の如く外気温が高い場合は、余り大き い除氷能力は必要とせず、逆に外気温が低い場合は、除氷能力に不足を来すこと が多いからである。なお、高温時の制御と低温時の制御との切換えは、例えばサ ーモスタットの如き感温手段による検出信号に基づいてなされる。 IV：前記Ｉ、II、IIIの各場合に加えて、製氷運転中にも第３電磁弁Ｖ3を開放(O N)し、凝縮器１２からの冷媒を圧縮機１０に流す(蒸発器１８を通過させないで) 場合。すなわち製氷運転中は、第２電磁弁Ｖ2が閉成(OFF)すると共に、第１電磁 弁Ｖ1が開放(ON)して凝縮器１２からの液化冷媒を蒸発器１８に供給する。そし て前記蒸発器１８を経由した気化冷媒が、前記圧縮機１０に帰還することになる が、この気化冷媒は該蒸発器１８での熱交換によりかなり温度が上昇している。 このため圧縮機１０は運転中に過熱する畏れがある。しかるに本例の如く、製氷 運転中に第３電磁弁Ｖ3を開放(ON)し、凝縮器１２からの冷媒(これはキャピラリ ーチューブ２６から出る際に膨張し気化している)を、蒸発器１８に通過させる ことなく圧縮機１０に直接供給すれば、この気化冷媒は温度上昇していないので 、圧縮機１０の過熱を有効に抑制し得るものである。
【００１１】 また前記バイパス回路２１を設けたことにより、除氷運転中における冷媒の降 下圧力(Ｐｄ)／飽和圧力(Ｐｓ)は、該回路を設けない場合に比べて高い圧力を維 持する。このため除氷運転中にホットガス回路２４を循環するホットガスの威力 も保持され、結果的に除氷能力も向上するものである。
【００１２】
【考案の効果】
以上に説明したように、本考案に係る製氷機等の冷媒循環回路は、凝縮器から の冷媒を、第３の電磁弁を介して圧縮機に分岐供給させるよう構成したものであ る。これにより除霜・除氷運転中に生ずるホットガスの「寝込み」を防止して、蒸 発器に供給される充分量のホットガスを確保し、殊に低温条件下での除霜・除氷 能力を向上させ得る利点を有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本考案の好適な実施例に係る冷媒循環回路の
概略構成図である。
【図２】 本考案の実施例に係る冷媒循環回路におい
て、第１電磁弁、第２電磁弁および第３電磁弁の開閉タ
イミングを示すチャート図である。
【図３】 下向きに開口する製氷小室に製氷水を噴射し
て角氷を製造する噴射式自動製氷機の概略構成図であ
る。
【図４】 図３に示す自動製氷機に好適に使用される従
来技術に係る冷凍回路の概略構成図である。
【符号の説明】
１０ 圧縮機， 凝縮器１２， 膨張手段１６， 蒸発
器１８，２０ 絞り手段， ２２ 冷凍回路， ２４
ホットガス回路，２６ キャピラリーチューブ， Ｖ
1 第１電磁弁， Ｖ2 第２電磁弁，Ｖ3 第３電磁弁

Claims (7)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項１】 圧縮機(10)で圧縮された高圧高温の気化
    冷媒を凝縮器(12)に供給し、この凝縮器(12)で凝縮され
    た液化冷媒を第１電磁弁(V1)を介して膨張手段(16)に供
    給し、この膨張手段(16)を経て膨張気化した冷媒を蒸発
    器(18)に供給し、この蒸発器(18)で熱交換して温度上昇
    した気化冷媒を前記圧縮機(10)に帰還させる冷凍回路(2
    2)と、 前記圧縮機(10)からの高圧高温の気化冷媒を、第２電磁
    弁(V2)と絞り手段(20)とを介して前記蒸発器(18)に分岐
    供給して、該蒸発器(18)での除氷等を行なうホットガス
    回路(24)とを備え、 前記第１電磁弁(V1)と第２電磁弁(V2)とは、冷凍運転お
    よび除氷等運転に際し同期的に切換えられて、相互に逆
    方向の動作を行なう製氷機等において、 前記凝縮器(12)からの冷媒を、第３電磁弁(V3)を介して
    前記圧縮機(10)に分岐供給させ得るよう構成したことを
    特徴とする製氷機等の冷媒循環回路。
  2. 【請求項２】 前記第３電磁弁(V3)と圧縮機(10)との間
    にキャピラリーチューブ(26)を介挿し、このキャピラリ
    ーチューブ(26)によって、前記凝縮器(12)からの液化冷
    媒の流量調節を行なうようにした請求項１記載の製氷機
    等の冷媒循環回路。
  3. 【請求項３】 前記第３電磁弁(V3)に流量調節機能を持
    たせ、これにより前記凝縮器(12)からの冷媒の流量調節
    を行なうようにした請求項１記載の製氷機等の冷媒循環
    回路。
  4. 【請求項４】 前記第３電磁弁(V3)は、製氷機等の除氷
    等運転中に開放して、前記凝縮器(12)からの冷媒を前記
    圧縮機(10)に供給するよう制御される請求項１〜３の何
    れかに記載の製氷機等の冷媒循環回路。
  5. 【請求項５】 前記第３電磁弁(V3)は、製氷機等の除氷
    等運転が開始された後に、所要の時間遅れ(T)を持って
    開放するよう制御される請求項１〜３の何れかに記載の
    製氷機等の冷媒循環回路。
  6. 【請求項６】 前記第３電磁弁(V3)の開閉を周囲温度に
    依存させ、除氷等運転中でかつ周囲温度が設定温度より
    低い場合に該第３電磁弁(V3)を開放し、また除氷等運転
    中でかつ周囲温度が設定温度より高い場合に該第３電磁
    弁(V3)を閉成する制御が行なわれる請求項１〜３の何れ
    かに記載の製氷機等の冷媒循環回路。
  7. 【請求項７】 前記第３電磁弁(V3)は、製氷機等の製氷
    運転中にも開放して、前記凝縮器(12)からの冷媒を前記
    圧縮機(10)に供給するよう制御される請求項１〜３の何
    れかに記載の製氷機等の冷媒循環回路。
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