JPS645732Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ａ 産業上の利用分野 この考案は、補助冷凍回路を備えた、ホツトガ
スを用いて除氷する自動製氷機に関するものであ
る。

ｂ 従来の技術 従来、除氷時にホツトガスを蒸発器に流して除
氷を行う自動製氷機においては、圧縮機からの吐
出ガス冷媒がホツトガス弁を介して直接蒸発器に
送られ、そのガス冷媒の凝縮潜熱により除氷を行
い、蒸発器で凝縮した液冷媒は、直接圧縮機に吸
入されていた。そのため、圧縮機内で液圧縮を起
したり、潤滑不良によつて圧縮機の破損等が生じ
ていた。また、圧縮機に吸入された液冷媒が圧縮
機内に寝込み、冷媒不足を生じることにより循環
する冷媒量が減少し、そのため除氷に長時間を要
していた。

ｃ 考案が解決しようとする問題点 上述のように従来の自動製氷機には、圧縮機が
破損したり、除氷時間に長時間を要するといつた
問題点があつた。

ｄ 問題点を解決するための手段 この考案の自動製氷機は、氷を生成する冷凍回
路Ａに、冷媒の凝縮潜熱を蓄熱媒体に蓄熱させる
媒体加熱用熱交換器１０と冷媒の蒸発潜熱により
製氷水を予冷する製氷水冷却用熱交換器１３とが
組み込まれている補助冷凍回路Ｂを設け、さら
に、除氷時に蒸発器１内で凝縮した冷媒を蓄熱媒
体からの熱で蒸発させる冷媒加熱用熱交換器１６
を蒸発器１と第１の圧縮機２との間に設けたもの
である。

ｅ 作用 製氷時には、冷凍回路Ａを循環する冷媒の蒸発
潜熱により蒸発器１は冷却され、蒸発器１が取り
付けられている製氷部には、補助冷凍回路Ｂで予
冷された製氷水が氷結される。また、製氷時に
は、補助冷凍回路Ｂに組み込まれた媒体加熱用熱
交換器１０により蓄熱タンク１１内の蓄熱媒体
に、補助冷凍回路Ｂ内の冷媒の凝縮潜熱が吸収蓄
熱される。除氷時には、冷凍回路Ａ内の冷媒は、
第１の圧縮機２からバイパス配管８を通つて蒸発
器１に送られ、その冷媒の凝縮潜熱により製氷部
に生成された氷は除去される。蒸発器１内で液状
に相変化した冷媒は、冷媒加熱用熱交換器１６に
送られ、そこで蓄熱媒体から蒸発潜熱を奪つて再
びガス状に相変化し、その状態で第１の圧縮機２
に戻される。

ｆ 実施例 以下、この考案の一実施例を図について説明す
る。図はこの考案の一実施例を示す冷凍回路図で
あつて、この自動製氷機は、製氷部に冷熱を供給
する冷凍回路Ａと、製氷部に供給される製氷水を
予冷し蓄熱媒体を加熱する補助冷凍回路Ｂとを備
えている。冷凍回路Ａには、例えばカツプ状に形
成された製氷部（図示せず）に取り付けられた蒸
発器１が組み込まれている。蒸発器１は低圧・低
温ガス冷媒を高圧・高温ガスにする第１の圧縮機
２と除氷用三方弁３を介して接続されている。第
１の圧縮機２は凝縮器４と冷媒配管を介して接続
されており、この凝縮器４により高圧・高温ガス
冷媒の熱量は高温熱源側に放出され、冷媒は高
圧・高温液状に相変化する。凝縮器４は、後述す
る気液熱交換器５を介して冷媒を低圧・低温にす
る第１の膨張弁６と接続されている。この第１の
膨張弁６は蒸発器１と冷媒配管を介して接続され
ており、低圧・低温の冷媒は、蒸発器１内で一定
の低圧下で低温熱源側に相当する製氷部から蒸発
潜熱を吸収して、低圧・低温ガスに変化するよう
になつている。また、第１の圧縮機２と凝縮器４
との間と、第１の膨張弁６と蒸発器１との間のそ
れぞれの冷媒配管は、ホツトガス二方弁７付きの
バイパス配管８で直結されている。

補助冷凍回路Ｂには、第１の圧縮機２と同じ作
用をする第２の圧縮機９が組み込まれている。第
２の圧縮機９は冷媒を高圧・高温ガスから高圧・
高温液に相変化させる媒体加熱用熱交換器１０
（以下媒体熱交換器と略称する。）と接続されてい
る。この媒体熱交換器１０は、蓄熱作用をする例
えば水等の蓄熱媒体が入つた蓄熱タンク１１の内
側に設けられている。冷媒は、媒体熱交換器１０
を通過することにより、その凝縮潜熱が蓄熱媒体
に吸収されて、液状に相変化するようになつてい
る。この媒体熱交換器１０の作用は前記凝縮器４
と同じである。媒体熱交換器１０は第１の膨張弁
６と同じ作用をする第２の膨張弁１２を介して製
氷水冷却用熱交換器１３（以下製氷水熱交換器と
略称する。）と接続されている。この製氷水熱交
換器１３は、製氷水タンク１４の内側に設けられ
ており、前記蒸発器１と同じ作用をするようにな
つている。冷媒はその製氷水熱交換器１３内を通
過するときに蒸発し、そのときの蒸発潜熱は製氷
水から奪われるので、製氷水は冷却されることに
なる。この予冷された製氷水は、次のサイクルの
製氷水として製氷水配管１５を介して、前記蒸発
器１によつて冷却される図示しない製氷部に送ら
れるようになつている。製氷水熱交換器１３は気
液熱交換器５を介して第２の圧縮機９と接続され
ている。

冷凍回路Ａと補助冷凍回路Ｂとの両回路に渡つ
て設けられている気液熱交換器５は、その内で冷
凍回路Ａ内の高圧・高温液冷媒と、補助冷凍回路
Ｂ内の低圧・低温ガス冷媒とを互いに熱交換する
ようになつている。熱交換の結果、冷凍回路Ａ内
の液冷媒のエンタルピは低下し、補助冷凍回路Ｂ
内のガス冷媒のエンタルピは増大する。

除氷用三方弁３の一方の出口は冷媒加熱用熱交
換器１６（以下冷媒熱交換器と略称する。）の一
端部と接続されている。冷媒熱交換器１６は蓄熱
タンク１１の内側に設けられており、除氷時にこ
の冷媒熱交換器１６内を蒸発器１内で凝縮液化し
た冷媒が通過するときには、その冷媒は、蓄熱タ
ンク１１内の蓄熱媒体から熱を奪い、蒸発してガ
ス冷媒となつている。冷媒熱交換器１６の他端部
は第１の圧縮機２に続く冷媒配管と接続されてい
る。なお、図中、符号１７は蓄熱媒体温度セン
サ、符号１８は製氷水温度センサをそれぞれ示し
ており、それ等の信号は、第２の圧縮機９に送ら
れるようになつている。そして、蓄熱媒体の異常
過熱、製氷水の凍結は、それ等の信号により制御
される第２の圧縮機９の断続運転で防止されてい
る。

上記のように構成された自動製氷機において、
製氷時には、冷凍回路Ａ内の冷媒は、矢印Ｃに示
すように、第１の圧縮機２、凝縮器４、気液熱交
換器５、第１の膨張弁６、蒸発器１、第１の圧縮
機２の順で循環して流れる。そして、冷媒が蒸発
器１内を流れるときに、冷媒は低圧下で蒸発し、
そのときの蒸発潜熱が、製氷部に循環散布されて
いる製氷水を氷結する。製氷時において、補助冷
凍回路Ｂ内の冷媒は、矢印Ｄに示すように、第２
の圧縮機９、媒体熱交換器１０、第２の膨張弁１
２、製氷水熱交換器１３、気液熱交換器５、第２
の圧縮機９の順で循環して流れる。この冷媒は、
媒体熱交換器１０で高圧・高温ガスから高圧・高
温液に相変化し、そのときの凝縮潜熱は蓄熱タン
ク１１内の蓄熱媒体を蓄熱・加温する。さらに、
この冷媒が第２の膨張弁１２を介して製氷水熱交
換器１３内に入ると、冷媒は低圧下で蒸発し、そ
のときの蒸発潜熱で次の製氷サイクルで使用され
る製氷水が予冷される。引き続き、冷媒は、気液
熱交換器５に送られるが、この気液熱交換器５内
では、冷凍回路Ａ内の高圧・高温液冷媒と熱交換
される。その結果、補助冷凍回路Ｂ内のガス冷媒
のエンタルピが上がることになり、それは媒体熱
交換器１０内での冷媒の放熱能力を高めることに
なり、蓄熱媒体の温度上昇に寄与することにな
る。一方、冷凍回路Ａ内の液冷媒のエンタルピが
下がることになるが、それは蒸発器１での吸熱能
力を高めることになり、製氷部での氷結時間の短
縮に寄与することになる。

冷凍回路Ａ内の冷媒の循環により、周知の方法
に従つて製氷部に氷が十分生成した後、今度はホ
ツトガス二方弁７を開き、かつ除氷用三方弁３を
冷媒熱交換器１６側に開くことにより、製氷部の
氷は剥離して除氷される。ホツトガス二方弁７を
開くことにより、冷凍回路Ａ内の冷媒は、矢印Ｅ
に示すように、第１の圧縮機２、蒸発器１、冷媒
熱交換器１６、第１の圧縮機２の順で循環して流
れる。除氷時には、第１の圧縮機２からの高圧・
高温ガス冷媒は、相変化せずそのままの状態で蒸
発器１に流入し、その蒸発器１内で、凝縮潜熱を
放出し、液状に相変化する。その熱は製氷部に生
成されている氷の接触面を融解する。こうして、
液化した冷媒は、引き続き除氷用三方弁３を通つ
て冷媒熱交換器１６に送られる。冷媒熱交換器１
６内では、冷媒は、製氷時に蓄熱された蓄熱媒体
により加熱され、蒸発してガス状に相変化し、こ
のガス状の冷媒が第１の圧縮機２に戻される。そ
して、上記の冷媒の循環は、氷が製氷部から完全
に剥離し、貯氷部（図示せず）に落下するまで続
けられる。

なお、上記実施例では媒体熱交換器１０、製氷
水熱交換器１３ともタンク１１，１４の内側に設
けたが、タンク１１，１４の外側に設けてもよ
い。また、蓄熱媒体として水を用いた場合につい
て説明したが、ブラインであつてもよく、蓄熱で
きるものであればあえて限定するものではない。

ｇ 考案の効果 以上説明したようにこの考案によれば、冷凍回
路Ａを有する自動製氷機に、製氷水を予冷する補
助冷凍回路Ｂを設けたことにより、氷結時間の短
縮が図られ、製氷能力は増大する。また、補助冷
凍回路Ｂ内の冷媒の凝縮潜熱を蓄熱タンク１１内
の蓄熱媒体に蓄熱させ、この熱を、除氷時におけ
る蒸発器１内で凝縮した冷媒の蒸発潜熱に利用し
たことにより、除氷時における第１の圧縮機２へ
の液バツクは防止され、第１の圧縮機２の破損の
発生、循環する冷媒量の減少に伴なう除氷の長時
間化等を防ぐことができる。

また、上記実施例のように冷凍回路Ａと補助冷
凍回路Ｂとの両回路に渡つて、冷凍回路Ａ内の液
冷媒のエンタルピが低下し、補助冷凍回路Ｂ内の
ガス冷媒のエンタルピが増大する位置に気液熱交
換器５を設けたことにより、蒸発器１での吸熱能
力が高くなり、製氷部での氷結時間はさらに短縮
される。一方、媒体加熱用熱交換器１０での放熱
能力も高くなり、この熱量は除氷時における蒸発
器１で凝縮した冷媒の蒸発に有効利用される。

【図面の簡単な説明】

図はこの考案の一実施例を示す冷凍回路図であ
る。 １……蒸発器、２……第１の圧縮機、３……除
氷用三方弁、４……凝縮器、５……気液熱交換
器、６……第１の膨張弁、７……ホツトガス二方
弁、９……第２の圧縮機、１０……媒体加熱用熱
交換器、１１……蓄熱タンク、１２……第２の膨
張弁、１３……製氷水冷却用熱交換器、１４……
製氷水タンク、１６……冷媒加熱用熱交換器。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 第１の圧縮機２と凝縮器４と第１の膨張弁６
   と蒸発器１とが順次冷媒配管を介して接続され
   て構成されている冷凍回路Ａと、 前記第１の圧縮機２と前記凝縮器４との間
   と、前記第１の膨張弁６と前記蒸発器１との間
   とを弁７を介して接続しており、除氷時に高
   圧・高温ガス冷媒が流れるバイパス配管８と、 前記蒸発器１の出口より除氷用三方弁３を介
   して接続され、熱が蓄熱される蓄熱媒体が入つ
   ている蓄熱タンク１１に設けられており、除氷
   時に前記蒸発器１内で凝縮した冷媒を蒸発させ
   る冷媒加熱用熱交換器１６と、 前記蓄熱タンク１１に設けられており、製氷
   時に冷媒の凝縮潜熱により前記蓄熱媒体を加熱
   する媒体加熱用熱交換器１０と第２の膨張弁１
   ２と製氷水タンク１４に設けられており、冷媒
   の蒸発潜熱により製氷水を冷却する製氷水冷却
   用熱交換器１３と第２の圧縮機９とが順次冷媒
   配管を介して接続されて構成されている補助冷
   凍回路Ｂとを備えていることを特徴とする自動
   製氷機。 ２ 冷凍回路Ａの高圧・高温液冷媒と補助冷凍回
   路Ｂ内の低圧・低温ガス冷媒との熱交換を可能
   にする気液熱交換器５を、冷凍回路Ａ内では凝
   縮器４と第１の膨張弁６との間に、補助冷凍回
   路Ｂでは製氷水冷却用熱交換器１３と第２の圧
   縮機９との間に位置させて設けた実用新案登録
   請求の範囲第１項記載の自動製氷機。