| 【発明の名称】 |
冷却装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】矢取 雅秀
【氏名】溝口 岳博
|
| 【要約】 |
【課題】能力の異なる複数の蒸発器に対して、その能力に応じた量の冷媒を供給し、各蒸発器の能力を最大限に発揮させる。
【解決手段】圧縮機１１の吐出管１２が凝縮器１３に接続される。凝縮器１３の冷媒管１４に、第１キャピラリーチューブ１５を介して第１蒸発器１６が接続されると共に第２キャピラリーチューブ１９を介して第２蒸発器２０が接続される。圧縮機１１の吸入管１８に、第１蒸発器１６の第１帰還管１７および第２蒸発器２０の第２帰還管２１が接続される。第１熱交換部３７で、第１キャピラリーチューブ１５を流通する液化冷媒と第２蒸発器２０の第２帰還管２１を流通する気化冷媒とを熱交換する。第２熱交換部３８で、第２キャピラリーチューブ１９を流通する液化冷媒と第１蒸発器１６の第１帰還管１７を流通する気化冷媒とを熱交換する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 圧縮機(11)で圧縮された高圧・高温の気化冷媒を凝縮器(13)に供給し、この凝縮器(13)で凝縮された液化冷媒を複数の減圧手段(15,19,47,49)に供給し、各減圧手段(15,19,47,49)を経て減圧された液化冷媒を対応する蒸発器(16,20)に夫々供給し、各蒸発器(16,20)で膨張気化することで熱交換して温度上昇した気化冷媒を前記圧縮機(11)に帰還させる冷却装置において、前記凝縮器(13)と各蒸発器(16,20)の冷媒入口側とを接続し、前記減圧手段(15,19,47,49)を備える複数の分岐管(15,19,46,48)と、前記各蒸発器(16,20)の冷媒出口側と圧縮機(11)とを接続する複数の帰還管(17,21)と、前記各蒸発器(16,20)の分岐管(15,19,46,48)を、能力の異なる別の蒸発器(16,20)の帰還管(17,21)に並列に沿うよう配置した熱交換部(37,38,53,54)とからなり、前記熱交換部(37,38,53,54)において、各蒸発器(16,20)の分岐管(15,19,46,48)を流通する液化冷媒と、能力の異なる別の蒸発器(16,20)の帰還管(17,21)を流通する気化冷媒との間で熱交換を行なわせるよう構成したことを特徴とする冷却装置。
【請求項２】 前記圧縮機(11)の冷媒吸入側に接続された吸入管(18)に、前記全ての帰還管(17,21)が接続されると共に、前記各分岐管(15,19,46,48)を吸入管(18)に並列に沿うよう配置した熱交換部(43,44)を設け、該熱交換部(43,44)において、前記各分岐管(15,19,46,48)を流通する液化冷媒と、前記吸入管(18)を流通する気化冷媒との間で熱交換を行なわせるようにした請求項１記載の冷却装置。
【請求項３】 前記減圧手段はキャピラリーチューブ(15,19)である請求項１記載の冷却装置。
|
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、製氷機等に使用される冷却装置に関し、更に詳細には、圧縮機および凝縮器を経た冷媒を、複数の蒸発器に分岐供給するようにした冷却装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】多数の氷塊を自動的に製造する製氷機では、複数の製氷部の夫々に付帯させた蒸発器に冷媒を夫々循環させる冷却装置を備えるものがある。図７は、２基の製氷部を備える製氷機に採用される冷却装置の一例を示すものであって、該冷却装置１０は、圧縮機１１の吐出側から導出した吐出管１２が、凝縮器１３の入口側に接続され、該凝縮器１３の出口側から導出した冷媒管１４から分岐した第１キャピラリーチューブ１５は、第１蒸発器１６の冷媒入口側に接続されている。そして第１蒸発器１６の冷媒出口側から導出した第１帰還管１７は、圧縮機１１の吸入側に接続されている吸入管１８に接続してある。また前記冷媒管１４から分岐した第２キャピラリーチューブ１９は、第２蒸発器２０の冷媒入口側に接続されると共に、該第２蒸発器２０の冷媒出口側から導出した第２帰還管２１は、前記吸入管１８に接続されている。
【０００３】すなわち、前記圧縮機１１で圧縮された高圧・高温の気化冷媒は、凝縮器１３に供給されて凝縮され、この凝縮された液化冷媒の一部が前記冷媒管１４から分岐した第１キャピラリーチューブ１５を介して第１蒸発器１６に供給される。この第１蒸発器１６では、第１キャピラリーチューブ１５を経て減圧された液化冷媒が膨張気化することにより熱交換がなされ、該蒸発器１６に付帯した製氷部を冷却する。そして、第１蒸発器１６で熱交換して温度上昇した気化冷媒は、第１帰還管１７および吸入管１８を介して前記圧縮機１１に帰還する。また、凝縮器１３で凝縮された液化冷媒の一部は、前記冷媒管１４から分岐した第２キャピラリーチューブ１９を介して第２蒸発器２０に供給され、該蒸発器２０では、第２キャピラリーチューブ１９を経て減圧された液化冷媒が膨張気化することにより熱交換がなされ、該蒸発器２０に付帯した製氷部を冷却する。そして、第２蒸発器２０で熱交換して温度上昇した気化冷媒は、第２帰還管２１および吸入管１８を介して前記圧縮機１１に帰還する。なお、圧縮機１１に帰還した冷媒は、高圧・高温に圧縮した後に再循環に供される。
【０００４】また前記冷却装置１０では、第１キャピラリーチューブ１５および第２キャピラリーチューブ１９を、夫々対応する第１帰還管１７および第２帰還管２１とハンダ等で接続し、両キャピラリーチューブ１５,１９を流通する液化冷媒と両帰還管１７,２１を流通する気化冷媒とを熱交換させることで、第１蒸発器１６および第２蒸発器２０に供給される液化冷媒を過冷却するよう構成している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前記２基の蒸発器１６,２０を用いる冷却装置１０では、両蒸発器１６,２０を精度よく加工しても、同一能力に設定することは極めて困難であった。従って、製氷機に配設した場合には、何れか一方の蒸発器の能力が他方の蒸発器の能力より大きくなってしまい、以下の如き問題を招いていた。
【０００６】例えば、前記第１蒸発器１６の能力が大きい場合で説明すると、該蒸発器１６の能力が大きいために、その冷媒出口側の冷媒温度は高く、第１キャピラリーチューブ１５を流通する液化冷媒と第１帰還管１７を流通する温度の高い気化冷媒との熱交換を行なっても、該液化冷媒の充分な過冷却がなされない。このため、第１蒸発器１６に流入する液化冷媒が減少し、更に冷媒出口側の冷媒温度が上昇する悪循環を繰返すこととなる。また逆に、第２蒸発器２０の能力は小さいから、その冷媒出口側の冷媒温度は低く、第２キャピラリーチューブ１９を流通する液化冷媒と第２帰還管２１を流通する温度の低い気化冷媒との熱交換により、該液化冷媒の過冷却が進行する。このため、第２蒸発器２０に流入する液化冷媒が増加し、更に冷媒出口側の冷媒温度が低下する悪循環を繰返すこととなる。
【０００７】すなわち、前記第１蒸発器１６および第２蒸発器２０への液化冷媒の供給量が、各蒸発器１６,２０の能力に応じた量から変動してバランスが崩れてしまい、両蒸発器１６,２０では能力を最大限に発揮することができなくなる問題がある。また製氷機での製氷完了が、製氷水の消費量で制御される場合では、各蒸発器１６,２０で冷却される各製氷部に形成される氷塊の寸法に大きなバラツキを生じてしまい、品質を低下させる欠点がある。更には、製氷部に形成される隣り同士の氷塊が必要以上に成長して氷結してしまう連結氷が発生し、これが除氷運転時に貯氷庫内に落下することなく次の製氷運転に移行してしまい、その結果として正常な製氷運転を行なうことができず、製氷機自体の信頼性を低下させる問題があった。
【０００８】
【発明の目的】本発明は、前述した従来の技術に内在している前記欠点に鑑み、これを好適に解決するべく提案されたものであって、能力の異なる複数の蒸発器に対して、その能力に応じた量の冷媒を供給し、各蒸発器の能力を最大限に発揮させ得るようにした冷却装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前述した課題を解決し、所期の目的を好適に達成するため、本発明に係る冷却装置は、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複数の減圧手段に供給し、各減圧手段を経て減圧された液化冷媒を対応する蒸発器に夫々供給し、各蒸発器で膨張気化すること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却装置において、前記凝縮器と各蒸発器の冷媒入口側とを接続し、前記減圧手段を備える複数の分岐管と、前記各蒸発器の冷媒出口側と圧縮機とを接続する複数の帰還管と、前記各蒸発器の分岐管を、能力の異なる別の蒸発器の帰還管に並列に沿うよう配置した熱交換部とからなり、前記熱交換部において、各蒸発器の分岐管を流通する液化冷媒と、能力の異なる別の蒸発器の帰還管を流通する気化冷媒との間で熱交換を行なわせるよう構成したことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】次に、本発明に係る冷却装置につき、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７を参照して説明した従来の技術に既出の同一部材については、同じ符号を付すものとする。
【００１１】
【第１実施例】図１は、第１実施例に係る冷却装置の概略構成を示し、図２は、第１実施例に係る冷却装置を備えた自動製氷機を示すものである。図に示す自動製氷機は、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２２,２２の間に、図１に示す冷却装置２３から導出して横方向に蛇行する第１蒸発器１６が密着固定された第１製氷部２４と、同じく２枚の製氷板２２,２２の間に、冷却装置２３から導出して横方向に蛇行する第２蒸発器２０が密着固定された第２製氷部２５とを備え、製氷運転時に両蒸発器１６,２０に冷媒を循環させて両製氷部２４,２５を強制冷却すると共に、除氷運転に際してホットガスを循環させて両製氷部２４,２５を加熱するよう構成されている。なお、実施例の第１蒸発器１６および第２蒸発器２０では、製氷部２４,２５の下部側が冷媒入口側で、上部側が冷媒出口側となるよう設定される。
【００１２】前記各製氷板２２の製氷面側には、幅方向に複数の突条(図示せず)が形成され、隣り合う突条の間における第１蒸発器１６または第２蒸発器２０と対応する位置に氷塊２６を生成するようになっている。また両製氷部２４,２５の直下には、複数の通孔(図示せず)を穿設した集水板２７が傾斜配置され、製氷運転に際し両製氷部２４,２５に供給されて氷結するに至らなかった製氷水は、集水板２７の通孔を介して、下方に位置する製氷水タンク２８に回収貯留される。なお集水板２７は、除氷運転により両製氷部２４,２５から剥離されて落下する氷塊２６を、該集水板２７の斜め下方に配設した貯氷庫２９に案内する機能も兼ねる。
【００１３】前記製氷水タンク２８から循環ポンプ３０を介して導出した製氷水供給管３１は、前記各製氷部２４,２５の上方に設けた製氷水散布器３２,３２に夫々接続している。各製氷水散布器３２には多数の散水孔(図示せず)が穿設され、製氷運転時に製氷水タンク２８からポンプ圧送される製氷水を、前記散水孔から各製氷板２２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２６を生成するようになっている。
【００１４】外部水道系に接続する除氷水供給管３３は、前記各製氷部２４,２５における両製氷板２２,２２の対向部における上部に設けた除氷水散水器(図示せず)に接続している。そして、除氷運転時に除氷水供給管３３に配設した給水弁３４を開放して外部水道系から供給された除氷水(水道水)を、除氷水散水器に穿設した多数の散水孔を介して製氷板２２,２２の各裏側に散布供給して流下させ、各製氷板２２と氷塊２６との氷結面を融解するよう構成される。また製氷板２２,２２の裏側を流下した除氷水は、製氷水と同様に前記集水板２７を介して製氷水タンク２８に回収され、これが次回の製氷水として使用される。
【００１５】前記製氷水タンク２８内にフロートスイッチ３５が配設され、該スイッチ３５は、製氷運転により両製氷部２４,２５に所要寸法の氷塊２６が形成されることにより水位が所定レべルまで低下したことを検出(消費量の検出)した際に、製氷運転から除氷運転に切換えるべく機能する。なお、製氷水タンク２８内には図示しないオーバーフロー管が配設され、該タンク２８に貯留される最高水位が該オーバーフロー管により規定されるようになっている。また、前記第１蒸発器１６の冷媒出口側の配管(後述する第１帰還管１７)に除氷完了センサ３６が配設され、該センサ３６は、第１製氷部２４からの氷塊２６の脱氷が完了することによる冷媒温度の上昇(除氷完了温度)を検出した際に、除氷運転から製氷運転に切換えるべく機能する。
【００１６】図１に示す第１実施例に係る冷却装置２３では、圧縮機１１の冷媒吐出側から導出した吐出管１２が凝縮器１３の冷媒入口側に接続され、圧縮機１１で圧縮された高圧・高温の気化冷媒を凝縮器１３に供給して凝縮するよう構成してある。この凝縮器１３の冷媒出口側から導出した冷媒管１４には、減圧手段としての第１キャピラリーチューブ１５および第２キャピラリーチューブ１９が分岐接続され、第１キャピラリーチューブ１５は前記第１蒸発器１６の冷媒入口側に接続されると共に、第２キャピラリーチューブ１９は前記第２蒸発器２０の冷媒入口側に接続されている。すなわち、凝縮器１３で凝縮された液化冷媒の一部が第１キャピラリーチューブ１５を介して第１蒸発器１６に分岐供給され、該蒸発器１６において第１キャピラリーチューブ１５を経て減圧された液化冷媒が膨張気化することで熱交換がなされ、該蒸発器１６に付帯した第１製氷部２４を冷却するようになっている。また凝縮器１３で凝縮された液化冷媒の一部が第２キャピラリーチューブ１９を介して第２蒸発器２０にも分岐供給され、該蒸発器２０において第２キャピラリーチューブ１９を経て減圧された液化冷媒が膨張気化することで熱交換がなされ、該蒸発器２０に付帯した第２製氷部２５を冷却するよう構成してある。なお第１実施例では、第１キャピラリーチューブ１５および第２キャピラリーチューブ１９自体が、凝縮器１３からの液化冷媒を蒸発器１６,２０に分岐供給するための分岐管として機能する。
【００１７】前記圧縮機１１の冷媒吸入側に吸入管１８が接続されており、該吸入管１８に、第１蒸発器１６の冷媒出口側から導出した第１帰還管１７および第２蒸発器２０の冷媒出口側から導出した第２帰還管２１が接続され、両蒸発器１５,２０で熱交換して温度上昇した気化冷媒は、対応する第１帰還管１７と第２帰還管２１および吸入管１８を介して圧縮機１１に帰還するよう構成される。そして、圧縮機１１に帰還した冷媒は、高圧・高温に圧縮した後に再循環に供される。
【００１８】ここで、前述したように複数の蒸発器を同一の能力に加工することは極めて困難であり、製氷機に配設した際にはその能力に差を生ずることは避けられず、第１実施例では第１蒸発器１６が第２蒸発器２０より大きな能力を有しているものとして説明する。
【００１９】前記冷却装置２３では、図１に示すように、第１キャピラリーチューブ１５の一部を、前記第２帰還管２１と並列に沿うようハンダ等で接続した第１熱交換部(熱交換部)３７を設け、該交換部３７において第１キャピラリーチューブ１５を流通する液化冷媒と、能力の小さな第２蒸発器２０から導出する第２帰還管２１を流通する気化冷媒とを熱交換して、該液化冷媒を過冷却するよう構成している。また、第２キャピラリーチューブ１９の一部を、前記第１帰還管１７と並列に沿うようハンダ等で接続した第２熱交換部(熱交換部)３８を設け、該交換部３８において第２キャピラリーチューブ１９を流通する液化冷媒と、能力の大きな第１蒸発器１６から導出する第１帰還管１７を流通する気化冷媒とを熱交換して、該液化冷媒を過冷却するよう構成している。
【００２０】図１に示す如く、前記吐出管１２から分岐したホットガス管３９は、ホットガス弁４０を介して前記第１蒸発器１６および第２蒸発器２０の冷媒入口側に接続され、除氷運転に際してホットガス弁４０を開放することで、前記圧縮機１１から吐出される高温冷媒(ホットガス)を両蒸発器１６,２０に循環供給して除氷を行なうよう構成されている。なお、図２において符号４１は、凝縮器１３を空冷する冷却ファンを示す。
【００２１】
【第１実施例の作用】次に、第１実施例に係る冷却装置を備えた自動製氷機の作用につき説明する。製氷運転が開始されると、前記第１蒸発器１６および第２蒸発器２０には冷媒が供給される。また前記循環ポンプ３０が回転し、前記製氷水タンク２８中の製氷水は、製氷水散布器３２,３２に圧送された後、各散水孔を介して両製氷部２４,２５の製氷面に散布供給される。第１製氷部２４および第２製氷部２５は、冷媒が循環される第１蒸発器１６および第２蒸発器２０により冷却されているので、製氷水は製氷面に接触して冷却された後、前記集水板２７の通孔を介して製氷水タンク２８に帰還する。このように製氷水が製氷水タンク２８と両製氷部２４,２５との間を循環するのに伴い、製氷水の温度は徐々に下がり、その温度が０℃近くに達すると、両製氷部２４,２５の製氷面に製氷水の一部が氷結を始める。このように各製氷部２４,２５での氷結が徐々に進行し、最終的に所要寸法の氷塊２６が生成されるに至る。
【００２２】前記冷却装置２３における冷媒の循環につき説明する。前記圧縮機１１で圧縮された気化冷媒は、図１に示す如く、吐出管１２を経て凝縮器１３で空冷されて凝縮し、この液化冷媒は前記冷媒管１４を介して第１キャピラリーチューブ１５および第２キャピラリーチューブ１９に分岐供給される。そして、第１キャピラリーチューブ１５を流通する液化冷媒は、前記第１熱交換部３７において前記第２蒸発器２０の第２帰還管２１を通流する気化冷媒との間で熱交換して過冷却された後に、第１蒸発器１６中で一挙に膨張して蒸発することにより、前記第１製氷部２４と熱交換を行なって氷点下にまで冷却させている。また第２キャピラリーチューブ１９を流通する液化冷媒は、前記第２熱交換部３８において前記第１蒸発器１６の第１帰還管１７との間で熱交換して過冷却された後に、第２蒸発器２０中で一挙に膨張して蒸発することにより、前記第２製氷部２５と熱交換を行なって氷点下にまで冷却させている。
【００２３】前述したように、前記第１蒸発器１６の能力が第２蒸発器２０の能力より大きいから、第１蒸発器１６の第１帰還管１７を流通する気化冷媒の温度は高いが、第２蒸発器２０は能力が小さいから、第２帰還管２１を流通する気化冷媒の温度は低い。従って、前記第１キャピラリーチューブ１５を流通する液化冷媒は、第２帰還管２１を流通する温度の低い気化冷媒との熱交換により充分に過冷却され、第１蒸発器１６への冷媒供給量が多めとなる。これに対し、前記第２キャピラリーチューブ１９を流通する液化冷媒は、第１帰還管１７を流通する温度の高い気化冷媒と熱交換されるために充分には過冷却されず、第２蒸発器２０への冷媒供給量が少なめとなる。
【００２４】すなわち、能力の大きな第１蒸発器１６には多めの液化冷媒が供給され、能力の小さな第２蒸発器２０には少なめの液化冷媒が供給されるから、第１帰還管１７および第２帰還管２１を流通する気化冷媒の温度が大きく変化することなく安定する。従って、第１蒸発器１６および第２蒸発器２０には、その能力に応じた量の液化冷媒が常に供給されるよう制御されることから、両蒸発器１６,２０は、その能力を最大限に発揮することができる。これにより、両蒸発器１６,２０で冷却される両製氷部２４,２５に形成される氷塊２６の寸法も略均一となり、寸法にバラツキが生ずる品質の低下は防止される。また、前記製氷板２２に形成される隣り合う氷塊２６,２６が必要以上に成長して氷結する連結氷が発生することはなく、製氷機自体の信頼性を高めることができる。なお、第１熱交換部３７および第２熱交換部３８では、第２帰還管２１または第１帰還管１７に対して第１キャピラリーチューブ１５または第２キャピラリーチューブ１９を巻付けることなく、並列に沿うよう配置してあるので、該キャピラリーチューブ１５,１９が配設作業に際して潰れることはなく、冷媒の循環は円滑に行なわれる。
【００２５】
【第１実施例の変更例】図３は、第１実施例の変更例に係る冷却装置４２を示すものであって、基本的な構成は第１実施例と同じであるので、異なる部分についてのみ説明する。前記冷媒管１４から分岐する第１キャピラリーチューブ１５については、前記吸入管１８および第２帰還管２１と夫々並列に沿うようハンダ等で接続した第１副熱交換部(熱交換部)４３および第１熱交換部３７が設けられる。そして、第１キャピラリーチューブ１５を流通する液化冷媒を、先ず第１副熱交換部４３において吸入管１８を流通する気化冷媒と熱交換した後に、第１熱交換部３７において能力の小さな第２蒸発器２０から導出する第２帰還管２１を流通する気化冷媒と熱交換して、該液化冷媒を過冷却するよう構成している。また、前記冷媒管１４から分岐する第２キャピラリーチューブ１９については、前記吸入管１８および第１帰還管１７と夫々並列に沿うようハンダ等で接続した第２副熱交換部(熱交換部)４４および第２熱交換部３８が設けられる。そして、第２キャピラリーチューブ１９を流通する液化冷媒を、先ず第２副熱交換部４３において吸入管１８を流通する気化冷媒と熱交換した後に、第２熱交換部３８において能力の大きな第１蒸発器１６から導出する第１帰還管１７を流通する気化冷媒と熱交換して、該液化冷媒を過冷却するよう構成している。
【００２６】すなわち変更例の場合は、両キャピラリーチューブ１５,１９を流通する液化冷媒を、次ず吸入管１８を流通する気化冷媒と熱交換させることで、両チューブ１５,１９を流通する液化冷媒の何れをも過冷却して冷媒自体の能力を確保する。そして、以後は、第１実施例と同様に能力の大きい第１蒸発器１６の第１帰還管１７を流通する気化冷媒と第２キャピラリーチューブ１９を流通する液化冷媒との熱交換、および能力の小さい第２蒸発器２０の第２帰還管２１を流通する気化冷媒と第１キャピラリーチューブ１５を流通する液化冷媒との熱交換により、第１蒸発器１６および第２蒸発器２０に夫々能力に応じた液化冷媒を供給することができる。従って、第１実施例と同様に両蒸発器１６,２０の能力を最大限に発揮し得ると共に、製氷機自体の信頼性を高めることができる。また、第１副熱交換部４３および第２副熱交換部４４では、吸入管１８に対して第１キャピラリーチューブ１５または第２キャピラリーチューブ１９を巻付けることなく、並列に沿うよう配置してあるので、該キャピラリーチューブ１５,１９が配設作業に際して潰れることはなく、冷媒の循環は円滑に行なわれる。
【００２７】ここで、図１に示す冷却装置における冷却回路内を流通する冷媒の状況は、図４のＡ→Ｂ→Ｃ→Ｄと変化するのに対し、変更例の場合は図５のＡ'→Ｂ'→Ｃ'→Ｄ'と変化することが実験から判明している。すなわち、第１キャピラリーチューブ１５および第２キャピラリーチューブ１９を流通する液化冷媒を、第１副熱交換部４３および第２副熱交換部４４において吸入管１８を流通する気化冷媒と熱交換することで、第１実施例に比べて変更例の構成では、図４における飽和液線との交点ＥからＣ点までの長さと、図５における飽和液線との交点Ｅ'からＣ'点までの長さとの差分だけ液化冷媒が過冷却されており、冷却能力が向上(図４におけるＤ点から飽和蒸気線との交点Ｆまでの長さに対する図５におけるＤ'から飽和蒸気線との交点Ｆ'までの長さの差分向上)することが確認された。また冷却能力の向上により、異なる能力の蒸発器１６,２０への液化冷媒の供給がバランスするのに要する時間、応答性も良くなる。なお、図４および図５は、モリエル線図に基づいて表したものである。
【００２８】
【第２実施例】図６は、第２実施例に係る冷却装置の概略構成を示すものである。なお、第１実施例で説明した同一の部材には同じ符号を付して示す。すなわち、第２実施例に係る冷却装置４５では、圧縮機１１の冷媒吐出側から導出した吐出管１２は、凝縮器１３の冷媒入口側に接続され、該凝縮器１３の冷媒出口側から導出した冷媒管１４から分岐した第１分岐管(分岐管)４６は、減圧手段としての第１膨張弁４７を介して第１蒸発器１６の冷媒入口側に接続されている。そして第１蒸発器１６の冷媒出口側から導出した第１帰還管１７は、圧縮機１１の冷媒吸入側に接続されている吸入管１８に接続される。また前記冷媒管１４から分岐した第２分岐管(分岐管)４８は、減圧手段としての第２膨張弁４９を介して第２蒸発器２０の冷媒入口側に接続されている。そして第２蒸発器２０の冷媒出口側から導出した第２帰還管２１は、前記吸入管１８に接続されるよう構成してある。
【００２９】前記第１蒸発器１６の第１帰還管１７には、冷媒出口側における冷媒温度を検出する第１感温部５１が配設され、この第１感温部５１により前記第１膨張弁４７の絞り制御を行なうようになっている。また同様に、第２蒸発器２０の第２帰還管２１には、冷媒出口側における冷媒温度を検出する第２感温部５２が配設され、この第２感温部５２により前記第２膨張弁４９の絞り制御を行なうようになっている。なお、第１膨張弁４７および第２膨張弁４９の絞り制御を行なう手段は、冷媒出口側における冷媒温度を検出する感温部に限らず、冷媒圧力を検出する手段であってもよい。
【００３０】前記第１分岐管４６の途中に、該第１分岐管４６を流通する液化冷媒と前記第２帰還管２１を流通する気化冷媒との熱交換を行なう第１熱交換部(熱交換部)５３が設けられると共に、第２分岐管４８の途中に、該第２分岐管４８を流通する液化冷媒と前記第１帰還管１７を流通する気化冷媒との熱交換を行なう第２熱交換部(熱交換部)５４が設けられる。そして、両熱交換部５３,５４での冷媒の熱交換により、冷媒温度を制御して能力の異なる第１蒸発器１６および第２蒸発器２０に、その能力に応じた冷媒を供給するよう構成される。なお、第２実施例においても第１蒸発器１６の能力が第２蒸発器２０の能力よりも大きいものとする。また第１熱交換部５３の構成は、第２帰還管２１と第１分岐管４６とを並列に沿うよう配置してハンダ等で接続したものであり、第２熱交換部５４の構成は、第１帰還管１７と第２分岐管４８とを並列に沿うよう配置してハンダ等で接続したものである。
【００３１】なお、図示しないが、第２実施例にも第１実施例と同様のホットガス回路が設けられ、除氷運転時には圧縮機１１から吐出される高温冷媒(ホットガス)を両蒸発器１６,２０に循環供給して除氷を行なうよう構成される。
【００３２】
【第２実施例の作用】次に、第２実施例に係る冷却装置の作用につき説明する。製氷機の製氷運転に際しては、前記圧縮機１１で圧縮された高圧・高温の気化冷媒は、凝縮器１３に供給されて凝縮され、この凝縮された液化冷媒の一部が前記冷媒管１４から分岐した第１分岐管４６を流通する。この第１分岐管４６を流通する液化冷媒は、前記第１熱交換部５３において第２蒸発器２０の第２帰還管２１を流通する気化冷媒との間で熱交換されて過冷却した後に、前記第１膨張弁４７で減圧されて第１蒸発器１６に供給される。そして、第１蒸発器１６では減圧された冷媒が一挙に膨張して蒸発することにより、前記第１製氷部２４を冷却する。第１蒸発器１６で熱交換して温度上昇した気化冷媒は、第１帰還管１７および吸入管１８を介して前記圧縮機１１に帰還する。また、凝縮器１３で凝縮された液化冷媒の一部は、前記冷媒管１４から分岐した第２分岐管４８を流通する。この第２分岐管４８を流通する液化冷媒は、前記第２熱交換部５４において第１蒸発器１６の第１帰還管１７を流通する気化冷媒との間で熱交換されて過冷却した後に、前記第２膨張弁４９で減圧されて第２蒸発器２０に供給される。そして、第２蒸発器２０では減圧された冷媒が一挙に膨張して蒸発することにより、前記第２製氷部２５を冷却する。第２蒸発器２０で熱交換して温度上昇した気化冷媒は、第２帰還管２１および吸入管１８を介して前記圧縮機１１に帰還する。
【００３３】前述したように、前記第１蒸発器１６の能力が第２蒸発器２０の能力より大きいから、第１蒸発器１６の第１帰還管１７を流通する気化冷媒の温度は高いが、第２蒸発器２０は能力が小さいから、第２帰還管２１を流通する気化冷媒の温度は低い。従って、前記第１分岐管４６を流通する液化冷媒は、第２帰還管２１を流通する温度の低い気化冷媒との熱交換により充分に過冷却され、第１蒸発器１６への冷媒供給量が多めとなる。これに対し、前記第２分岐管４８を流通する液化冷媒は、第１帰還管１７を流通する温度の高い気化冷媒と熱交換されるために充分には過冷却されず、第２蒸発器２０への冷媒供給量が少なめとなる。
【００３４】ここで、減圧手段として前記膨張弁４７,４９を用いる冷却装置２３では、該膨張弁４７,４９の開閉量を制御することで各蒸発器１６,２０への冷媒供給量を調節可能である。しかし、該膨張弁４７,４９では、前記蒸発器１６,２０の冷媒出口側の冷媒温度を前記感温部５１,５２により関接的に検出してその開閉量を制御しているので、そのタイミングが遅れるおそれがある。また膨張弁４７,４９だけでは、能力の異なる第１蒸発器１６と第２蒸発器２０への冷媒供給をバランス良く制御できない。
【００３５】しかるに、前述したように第１分岐管４６を流通する液化冷媒と第２帰還管２１を流通する気化冷媒との熱交換を行なわせる第１熱交換部５３および第２分岐管４８を流通する液化冷媒と第１帰還管１７を流通する気化冷媒との熱交換を行なわせる第２熱交換部５４を設けることにより、第１蒸発器１６および第２蒸発器２０には、その能力に応じた量の液化冷媒が供給される。従って、両蒸発器１６,２０は、その能力を最大限に発揮し得る。また両蒸発器１６,２０で冷却される製氷部２４,２５に形成される氷塊２６の寸法も略均一となり、連結氷等が発生するのは防止され、製氷機自体の信頼性を高めることができる。なお第２実施例においても、第１熱交換部５３および第２熱交換部５４では、第１分岐管４６または第２分岐管４８を第２帰還管２１または第１帰還管１７に巻付けることなく、並列に沿うよう配置してあるので、該分岐管４６,４８が配設作業に際して潰れることはなく、冷媒の循環は円滑に行なわれる。
【００３６】
【変更例】前述した第１および第２実施例では、２基の蒸発器を備える冷却装置につき説明したが、蒸発器の配設数は３基以上であってもよく、各蒸発器への冷媒供給量がバランスするように、各蒸発器の分岐管と能力の異なる別の蒸発器の帰還管との間に熱交換部を設ければよい。また、冷却装置が採用される自動製氷機は流下式に限らず、噴射式であってもよい。更に、第２実施例において、第１実施例の変更例に係る構成を採用することができる。
【００３７】
【発明の効果】以上に説明した如く、本発明に係る冷却装置によれば、各蒸発器の分岐管を流通する液化冷媒と、能力の異なる別の蒸発器の帰還管を流通する気化冷媒との間で熱交換を行なわせる熱交換部を設けたことで、複数の異なる能力の蒸発器に液化冷媒をバランスよく分岐供給することができる。すなわち、各蒸発器には、その能力に応じた量の液化冷媒が常に供給されるよう制御されるから、各蒸発器は、その能力を最大限に発揮することができる。従って、複数の製氷部を備える製氷機に当該冷却装置を採用した場合は、各蒸発器で冷却される製氷部に形成される氷塊の寸法を略均一化することができ、寸法にバラツキが生ずる品質の低下は防止される。また、製氷部に形成される隣り合う氷塊が必要以上に成長して氷結する連結氷が発生することはなく、製氷機自体の信頼性を高めることが可能となる。
【００３８】更に、圧縮機の冷媒吸入側に接続された吸入管に全ての帰還管を接続して、各分岐管を流通する液化冷媒と吸入管を流通する気化冷媒との間で熱交換を行なわせる熱交換部を設けたことで、冷却能力が向上し、これに伴い複数の異なる能力の蒸発器への液化冷媒の供給がバランスするのに要する時間を短縮し得ると共に応答性が向上する。
|
| 【出願人】 |
【識別番号】０００１９４８９３
【氏名又は名称】ホシザキ電機株式会社
|
| 【出願日】 |
平成１０年１２月２５日（１９９８．１２．２５） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００７６０４８
【弁理士】
【氏名又は名称】山本 喜幾
|
| 【公開番号】 |
特開２０００−１９３３２９（Ｐ２０００−１９３３２９Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年７月１４日（２０００．７．１４） |
| 【出願番号】 |
特願平１０−３７１５６８ |
|