JPH07151427A

JPH07151427A - 製氷機等の冷媒循環回路

Info

Publication number: JPH07151427A
Application number: JP32116493A
Authority: JP
Inventors: Akihiko Hirano; 明彦平野
Original assignee: Hoshizaki Electric Co Ltd
Current assignee: Hoshizaki Electric Co Ltd
Priority date: 1993-11-27
Filing date: 1993-11-27
Publication date: 1995-06-16
Anticipated expiration: 2016-10-02
Also published as: JP3213147B2

Abstract

(57)【要約】【目的】除氷運転に際して、圧縮機の能力低下や焼損
等の発生を未然に防止する。【構成】冷凍回路１２に配設した電磁弁４４は、製氷
運転時に開放されると共に除氷運転時に閉成される。ホ
ットガス回路４２に配設したホットガス弁４０は、製氷
運転時に閉成されると共に除氷運転時に開放される。圧
縮機３０と電磁弁４４との間に、圧力スイッチ４６が介
挿される。除氷運転に際して圧縮機３０の出口側の圧力
が所定圧力以上になったことを圧力スイッチ４６が検出
すると、電磁弁４４が開放される。これにより、圧縮機
３０から吐出されるホットガスの一部が冷凍回路１２に
流れ、圧縮機３０の出口側での圧力が低下する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、圧縮機からの高圧・
高温の気化冷媒を蒸発器に流して、製氷板等に成長した
氷を除去するに際し、圧縮機の冷媒出口側での圧力を必
要に応じて減ずることにより、該圧縮機の能力低下およ
び故障の発生を未然に防止し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】多数の氷塊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)を製氷板に付帯さ
せた蒸発器に供給することにより、該製氷板を加熱して
氷の離脱を促進させるようになっている。例えば図３
は、垂直に立設した製氷板に製氷水を散布供給して氷塊
を連続的に製造する流下式製氷機を示すものであって、
垂直に配置した２枚の製氷板１０,１０の間に、図４に
示す冷凍回路１２から導出して横方向に蛇行する蒸発器
１４が密着固定され、製氷運転時に冷媒を循環させて製
氷板１０,１０を強制冷却する。各製氷板１０の製氷面
側には、幅方向に複数の突条１０ａが形成され、隣り合
う突条１０ａ,１０ａの間における蒸発器１４と対応す
る位置に氷塊１６を生成するようになっている。また製
氷板１０,１０の直下には、複数の通孔１８ａを穿設し
た集水板１８が傾斜配設され、製氷運転に際し製氷板１
０,１０に供給されて氷結するに至らなかった製氷水
は、前記通孔１８ａを介して、下方に位置する製氷水タ
ンク２０に回収貯留される。なお集水板１８は、除氷運
転により剥離されて落下する氷塊１６を、該集水板１８
の斜め下方に配設した貯氷庫２２に案内する機能も兼ね
る。

【０００３】前記製氷水タンク２０から循環ポンプ２４
を介して導出した製氷水供給管２６は、前記製氷板１
０,１０の上方かつ製氷面側に設けた製氷水散布器２８
に接続している。この製氷水散布器２８には多数の散水
孔(図示せず)が穿設され、製氷運転時にタンク２０から
ポンプ圧送される製氷水を、前記散水孔から前記製氷板
１０,１０の氷結温度にまで冷却されている製氷面に散
布流下させ、該製氷面に所要形状の氷塊１６を生成する
ようになっている。

【０００４】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１２は、フロン等の冷媒を圧縮する圧縮機３０と、こ
の圧縮機３０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３２と、この凝縮器３２で凝縮された液
化冷媒が供給される膨張弁３４と、この膨張弁３４を経
て膨張気化した冷媒の供給を受ける蒸発器１４とを基本
的に備えている。また蒸発器１４では、膨張弁３４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
１４に付帯した製氷板１０,１０を氷点下にまで冷却
し、これにより製氷板１０,１０に流下された製氷水を
次第に氷結させる。そして、該蒸発器１４で熱交換され
温度上昇した気化冷媒は、前記圧縮機３０に帰還して高
圧・高温に圧縮された後、再循環に供される。なお符号
３６は、蒸発器１４の冷媒出口側における冷媒温度を検
出する検知手段を示し、この検知手段３６により前記膨
張弁３４の絞り制御を行なうようになっている。

【０００５】更に圧縮機３０の出口側の管体３７から分
岐した管体３８は、電磁弁等からなるホットガス弁４０
を介して前記蒸発器１４の入口側に接続して、所謂ホッ
トガス回路４２を形成している。そしてホットガス弁４
０は、製氷運転中には閉成してホットガス回路４２での
冷媒の循環を阻止して、前記冷凍回路１２にのみ冷媒を
循環させている。また製氷板１０,１０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、ホ
ットガス弁４０が開放してホットガス回路４２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１４
に付帯する製氷板１０,１０は加熱され、該製氷板１０,
１０に形成された氷塊１６の付着を解除して自重落下さ
せるに至る。

【０００６】

【発明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、ホットガス弁４０が閉成か
ら開放に切換わり、冷凍回路１２での冷媒循環が停止
されると共に、圧縮機３０の出口側から高圧・高温の
気化冷媒が蒸発器１４に供給される。しかし図４から判
るように、前記凝縮器３２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３
０から吐出されるホットガスは、全てがホットガス回路
４２に供給される訳ではなく、その内の大部分をなすホ
ットガスだけが該ホットガス回路４２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は、放
熱が良好な前記凝縮器３２に向けて流れ、ここで液化し
て停滞(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３２に接続する冷凍回
路１２中で寝込むことになると、前記ホットガス回路４
２におけるホットガスの循環量は、時間の経過と共に前
記寝込み量だけ減少する。従って蒸発器１４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、凝縮器３２の出口側にレシー
バを設ける形式の冷凍回路では、前記ホットガスの寝込
み量が多くなって、更に除氷能力が低下する。

【０００７】前記製氷機では、除氷運転により製氷板１
０,１０から氷塊１６が落下することにより生ずる該製
氷板１０,１０の温度上昇をサーモスタット(図示せず)
により検出して、除氷運転から製氷運転に切換えるよう
構成されている。前述した理由によりホットガス回路４
２におけるホットガスの循環量が減少すると、製氷板１
０,１０に形成されている氷塊１６が一様に落下しなく
なり、前記サーモスタットの配設位置近傍の氷塊１６が
早く落下することがある。この場合には、他の個所の氷
塊１６が落下していないにも拘らず、除氷運転から製氷
運転に切換わり、二重製氷を招く難点があった。

【０００８】前述した問題に対処する手段として、図５
に示す如く、前記圧縮機３０と凝縮器３２とを接続する
前記管体３７における管体３８との接続位置より冷媒の
流れ方向下流側(凝縮器３２側)に、製氷機が除氷運転に
移行した際に閉成する電磁弁４４を介挿することが提案
されている。すなわち、製氷運転中には電磁弁４４を開
放して前記冷凍回路１２に冷媒を循環させると共に、ホ
ットガス弁４０を閉成してホットガス回路４２での冷媒
の循環を阻止する。また製氷運転から除氷運転に移行す
ると、電磁弁４４を閉成して前記冷凍回路１２での冷媒
の循環を阻止すると共に、ホットガス弁４０を開放して
ホットガス回路４２に高温の冷媒(ホットガス)を循環さ
せる。これにより除氷運転時に圧縮機３０から吐出され
るホットガスは、その全てがホットガス回路４２に供給
され、除氷能力の低下を防止して、除氷運転に要する時
間を短縮し得る。

【０００９】しかし、前述したように製氷機が除氷運転
に移行した際に前記電磁弁４４を閉成し、そのままの状
態で除氷運転を継続すると、前記圧縮機３０の出口側で
の圧力が大きく増大することがある。この場合は、圧縮
機３０に負荷が加わって能力低下を招くと共に、焼損ま
たは破損等の事故が発生するおそれがあった。

【００１０】

【発明の目的】この発明は、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、製氷板等に成
長した氷を除去するに際し、圧縮機の能力低下や焼損等
の発生を未然に防止し得る手段を提供することを目的と
する。

【００１１】

【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、本発明に係る製
氷機等の冷媒循環回路は、圧縮機で圧縮された高圧・高
温の気化冷媒を電磁弁を介して凝縮器に供給し、この凝
縮器で凝縮された液化冷媒を膨張手段に供給し、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、ホットガス弁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、冷凍運転時には前記電磁弁を開放すると共に
ホットガス弁を閉成し、除氷等運転に移行した際にホッ
トガス弁を開放し電磁弁を閉成するようにした製氷機等
において、前記圧縮機と電磁弁との間に圧力検知手段を
介挿し、前記電磁弁の除氷等運転時の開閉制御を圧力検
知手段により行なうよう構成したことを特徴とする。

【００１２】

【実施例】次に、本発明に係る製氷機等の冷媒循環回路
につき、好適な実施例を挙げて、添付図面を参照しなが
ら以下説明する。なお、図５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
発明の好適例に係る冷媒循環回路を示すものであって、
図３に関して述べた流下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。

【００１３】図１に示す冷媒循環回路は、図５に関して
述べた冷媒循環回路と基本的に同一であって、圧縮機３
０と電磁弁４４との間に圧力スイッチ４６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、圧縮機３０の出口側の管体３７とホットガス回路４
２の管体３８との接続部Ｃより冷媒の流れ方向上流側
(圧縮機３０側)に、圧力スイッチ４６が介挿されてい
る。この圧力スイッチ４６は、製氷機が除氷運転に移行
して電磁弁４４を閉成することにより圧縮機３０から吐
出される高圧・高温の冷媒がホットガス回路４２に循環
している状態で、圧縮機３０の出口側の圧力が予め設定
された圧力以上となったことを検出すると、前記電磁弁
４４を開放する制御を行なうようになっている。なお圧
力スイッチ４６の設定圧力は、圧縮機３０での効率的な
運転に支障を来たすことがない値に設定される。

【００１４】すなわち前記冷媒循環回路では、製氷運転
から除氷運転に移行すると、ホットガス弁４０を開放し
電磁弁４４を閉成して前記冷凍回路１２での冷媒の循環
を阻止し、ホットガス回路４２にホットガスを循環させ
る。これにより前記蒸発器１４に付帯する製氷板１０,
１０は加熱され、該製氷板１０,１０に形成された氷塊
１６の付着を解除して自重落下させるに至る。なお、除
氷運転時に圧縮機３０から吐出されるホットガスは、そ
の全てがホットガス回路４２に供給されるので、前述し
た如き冷凍回路１２での「寝込み」を生ずることはない。
また除氷能力の低下を防止し、除氷運転に要する時間を
短縮すると共に確実な除氷を行ない得る。

【００１５】前述した除氷運転が開始された以後に、前
記圧力スイッチ４６が予め設定されている圧力を検出す
ると、前記電磁弁４４を開放する。これにより、圧縮機
３０から吐出されるホットガスの一部が冷凍回路１２に
流れ、圧縮機３０の出口側での圧力が低下する。この結
果、圧縮機３０の過負荷による能力低下や焼損および破
損等の事故の発生を未然に防止することができる。な
お、冷凍回路１２へのホットガスの流入により圧縮機３
０の出口側の圧力が低下すると、これを圧力スイッチ４
６が検出して電磁弁４４を閉成し、除氷能力が低下する
のを防止するようになっている。

【００１６】ここで、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。従って、周囲
温度が高い時(高温時)は、除氷運転中であっても電磁弁
４４は開放しておき、周囲温度が低い時(低温時)は、除
氷運転中に電磁弁４４を閉成する制御により、高温時お
よび低温時の何れの場合にも効率的な除氷を行なうこと
ができる。そこで、図２に示すように、凝縮器３２の出
口側にサーモスタットの如き感温手段４８を配設し、該
感温手段４８が低温を検出した場合にのみ、除氷運転に
移行した際に前記電磁弁４４を閉成する制御を行なうよ
うにすることが推奨される。なお、凝縮器３２の高圧圧
力を検出することにより、除氷運転に移行した際の電磁
弁４４の開閉を制御するようにしてもよい。

【００１７】また、除氷運転に際し、初期および中期に
はホットガスを多く循環させ、後期にはホットガスの循
環量を少なくすることにより、周囲温度が低温時におけ
る除氷を良好に行ない得ることが実験や経験から判明し
ている。そこで、例えば制御回路(図示せず)に設けたタ
イマにより、除氷運転に移行してから所定時間経過した
後に電磁弁４４を開放するよう制御し、ホットガスの一
部を冷凍回路１２に流してホットガス回路４２のホット
ガス循環量を減らすようにしてもよい。なお、圧縮機３
０の出口側での圧力の変化に伴って冷媒温度や管体３７
の温度が変化するので、前記管体３７に温度検知手段を
配設し、該検知手段により温度変化を検出して前記電磁
弁４４を開放制御することも可能である。

【００１８】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明に係る製
氷機等の冷媒循環回路は、圧縮機と電磁弁との間に介挿
した圧力検知手段により、圧縮機の出口側の圧力を検出
して電磁弁を開閉制御するよう構成したものである。す
なわち、除氷運転に際して圧縮機の出口側の圧力が所定
圧力以上になったときには、電磁弁を開放してホットガ
スの一部を冷凍回路に流して圧力を低減させることがで
きる。これにより、除氷運転中に生ずる圧縮機の能力低
下や焼損または破損等の事故の発生を未然に防止し得
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明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】本発明の別実施例に係る冷媒循環回路の概略
構成図である。

【図３】垂直に立設した製氷板に製氷水を散布供給し
て氷塊を製造する流下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。

【図５】従来技術に係る別の冷凍回路の概略構成図で
ある。

【符号の説明】

１２冷凍回路，１４蒸発器，３０圧縮器，３２凝縮
器，３４膨張弁４０ホットガス弁，４２ホットガス回路，４４電磁
弁，４６圧力スイッチ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】圧縮機(30)で圧縮された高圧・高温の気
化冷媒を電磁弁(44)を介して凝縮器(32)に供給し、この
凝縮器(32)で凝縮された液化冷媒を膨張手段(34)に供給
し、この膨張手段(34)を経て膨張気化した冷媒を蒸発器
(14)に供給し、この蒸発器(14)で熱交換して温度上昇し
た気化冷媒を前記圧縮機(30)に帰還させる冷凍回路(12)
と、前記圧縮機(30)からの高圧・高温の気化冷媒を、ホット
ガス弁(40)を介して前記蒸発器(14)に分岐供給して、該
蒸発器(14)での除氷等を行なうホットガス回路(42)とを
備え、冷凍運転時には前記電磁弁(44)を開放すると共にホット
ガス弁(40)を閉成し、除氷等運転に移行した際にホット
ガス弁(40)を開放し電磁弁(44)を閉成するようにした製
氷機等において、前記圧縮機(30)と電磁弁(44)との間に圧力検知手段(46)
を介挿し、前記電磁弁(44)の除氷等運転時の開閉制御を
圧力検知手段(46)により行なう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。