JP2005069548A

JP2005069548A - 製氷機

Info

Publication number: JP2005069548A
Application number: JP2003298939A
Authority: JP
Inventors: Tomoaki Akiyama; 知昭秋山
Original assignee: Iceman Co Ltd
Current assignee: Iceman Co Ltd
Priority date: 2003-08-22
Filing date: 2003-08-22
Publication date: 2005-03-17

Abstract

【課題】製氷効率を向上させた製氷機を提供する。
【解決手段】一方向に伸延させた製氷筒の外周面に冷却手段を設け、製氷筒内に供給した水を冷却手段で冷却することにより氷を生成する製氷機であって、製氷筒内に供給する水に所定量の気体を含有させる気体含有手段を設けた製氷機とする。冷却手段は、製氷筒内に生成した氷を脱氷する場合に製氷筒を加熱することとする。製氷筒は上下方向に伸延させて設けるとともに、製氷筒には下方から水を供給し、製氷筒内に生成した氷を製氷筒に供給する水で上方に押出することにより脱氷する。または、製氷筒は上下方向に伸延させて設けるとともに、製氷筒の上端には気体加圧室を製氷筒に連通させて設け、製氷筒内への水の送給にともなって気体加圧室内の気圧を上昇させて製氷筒内の水への気体の溶解度を向上さる。
【選択図】図１

Description

本発明は製氷機に関するものである。

従来、漁港や魚市場では魚介類を低温保管するために大量の氷を必要としており、この氷を製造するために製氷機が用いられている。このような場合に用いられる製氷機は、冷媒によって冷却された製氷板に水を吹き付けることにより製氷板表面に氷を生成しているものであり、所要の厚みの氷が生成されたところで製氷板から氷を剥落させて氷を得るようにしていた（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００１−７４３４３５号公報

しかしながら、上記した製氷機は、製氷板に水を吹き付けて製氷しているために水が流動しており、水を効率よく冷却することが困難であって、効率の悪い製氷方法となっていた。

そこで、所要の容器に水を貯留して氷結させることにより氷を生成する方法もあるが、水の場合には氷結にともなって体積膨脹が生じるため、繰り返し氷結を行うことにより容器に塑性変形にともなって破損が生じやすくなり、大量の氷を製造する方法としては現実的な方法ではなかった。

本発明者は、このような現状に鑑み、製氷用の容器を用いて効率よく製氷するとともに、水の氷結時の体積膨脹の影響を小さくすることができる製氷機を開発するために研究を行い、本発明を成すに至ったものである。

本発明の製氷機では、一方向に伸延させた製氷筒の外周面に冷却手段を設け、製氷筒内に供給した水を冷却手段で冷却することにより氷を生成する製氷機であって、製氷筒内に供給する水に所定量の気体を含有させる気体含有手段を設けた。

また、以下の点にも特徴を有するものである。すなわち、
（１）冷却手段は、製氷筒内に生成した氷を脱氷する場合に製氷筒を加熱すること。
（２）製氷筒は上下方向に伸延させて設けるとともに、製氷筒には下方から水を供給し、製氷筒内に生成した氷を製氷筒に供給する水で上方に押出することにより脱氷すること。
（３）製氷筒を複数本並設するとともに、製氷筒に水を供給する供給路には流路切替手段を設け、この流路切替手段で流路を順次切替えることによりいずれか１つの製氷筒にのみ水を供給すること。
（４）流路切替手段は、給水配管と接続する円筒状の内側管と、この内側管を挿入可能とした外側管とから構成した二重管であって、外側管の周面壁には送水開口を設けるととともにこの送水開口と製氷筒とをそれぞれ連通させる分岐配管を接続し、内側管の周面壁には送水開口と連通する連通口を設け、外側管に対して内側管を回転させることとにより、いずれか１組の送水開口と連通口とを連通させていずれか１つの製氷筒にのみ水を供給すること。
（５）製氷筒は上下方向に伸延させて設けるとともに、製氷筒の上端には気体加圧室を製氷筒に連通させて設け、製氷筒内への水の送給にともなって気体加圧室内の気圧を上昇させることにより、製氷筒内の水への気体の溶解度を向上させたこと。
（６）製氷筒の下端は開閉自在とし、製氷筒の下端を開口して脱氷すること。
（７）製氷筒において脱氷を行う場合には、製氷筒の下端を開口するとともに気体加圧室に脱氷補助気体を送気すること。
（８）脱氷補助気体は、製氷筒内に供給した水に含有させた気体と同一の気体としたこと。

請求項１記載の発明によれば、一方向に伸延させた製氷筒の外周面に冷却手段を設け、製氷筒内に供給した水を冷却手段で冷却することにより氷を生成する製氷機であって、製氷筒内に供給する水に所定量の気体を含有させる気体含有手段を設けたことによって、製氷筒では所定量の気体を含有した水を氷結することとなり、氷結時は水に含有させた気体部分において体積収縮が生じることにより氷自体に体積膨脹が生じることを抑止できる。したがって、水の氷結時に製氷筒には塑性変形を生起するような応力が作用することを抑止でき、製氷筒が破損することを防止できる。

請求項２記載の発明によれば、冷却手段は製氷筒内に生成した氷を脱氷する場合に製氷筒を加熱することによって、製氷筒と当接した部分の氷を溶解させて製氷筒から氷を円滑に取り出すことができる。

請求項３記載の発明によれば、製氷筒は上下方向に伸延させて設けるとともに、製氷筒には下方から水を供給し、製氷筒内に生成した氷を製氷筒に供給する水で上方に押出することにより脱氷することによって、氷の押出に用いた水を次に氷結させる水として使用することができ、効率よく氷の製造を行うことができる。

請求項４記載の発明によれば、製氷筒を複数本並設するとともに、製氷筒に水を供給する供給路には流路切替手段を設け、この流路切替手段で流路を順次切替えることによりいずれか１つの製氷筒にのみ水を供給することによって、各製氷筒から氷を確実に押出することができる。すなわち、複数の製氷筒から同時に氷を押出するようにした場合には、水の送給にともなう氷の押出が最初に始まった製氷筒において抵抗が大きく減少することによって、氷を押出するために送給した水は全てその製氷筒に流入することとなり、他の製氷筒において氷を押出することが不可能となるが、流路切替手段によって氷押出用の水の供給を１つの製氷筒だけとすることにより、このようなことを防止して各製氷筒において確実な氷の押出を行うことができる。

請求項５記載の発明によれば、流路切替手段は、給水配管と接続する円筒状の内側管と、この内側管を挿入可能とした外側管とから構成した二重管であって、外側管の周面壁には送水開口を設けるととともにこの送水開口と製氷筒とをそれぞれ連通させる分岐配管を接続し、内側管の周面壁には送水開口と連通する連通口を設け、外側管に対して内側管を回転させることとにより、いずれか１組の送水開口と連通口とを連通させていずれか１つの製氷筒にのみ水を供給することによって、極めて簡便な構成で流路切替手段を構成することができるとともに流路切替手段を安定的に動作させることができる。しかも、水が送給される製氷筒を連続的に切替えることができるので、ほぼ連続的に脱氷を行うことができ、氷をあたかも連続的に製造しているようにすることができる。

請求項６記載の発明によれば、製氷筒は上下方向に伸延させて設けるとともに、製氷筒の上端には気体加圧室を製氷筒に連通させて設け、製氷筒内への水の送給にともなって気体加圧室内の気圧を上昇させることによって、ヘンリーの法則に基づいて製氷筒内の水への気体の溶解度を向上させることができ、たとえば、水に含有させた気体をオゾンとしていた場合には、高濃度にオゾンを含有した氷を製造することができる。したがって、含有させた気体によって高機能化させた氷を製造することができる。

請求項７記載の発明によれば、製氷筒の下端は開閉自在とし、製氷筒の下端を開口して脱氷することによって、製造した氷の自重を利用して脱氷を行うことができ、スムーズに脱氷を行うことができる。

請求項８記載の発明によれば、製氷筒において脱氷を行う場合には、製氷筒の下端を開口するとともに気体加圧室に脱氷補助気体を送気することによって、気体加圧室に送気された脱氷補助気体によって氷が下方に押下されることにより、さらにスムーズに脱氷を行うことができる。

請求項９記載の発明によれば、脱氷補助気体を、製氷筒内に供給した水に含有させた気体と同一の気体としたことによって、脱氷時に脱氷補助気体によって氷を押出するとともに、製氷筒内への外気の侵入を防止して、所要の気体による製氷筒内のパージを行うことができ、所要の気体を高濃度に含有した氷を製造することができる。

本発明の製氷機は、一方向に伸延させた製氷筒の外周面に冷却手段を設け、製氷筒内に供給した水を冷却手段で冷却することにより氷を生成する製氷機であって、製氷筒内に供給する水に所定量の気体を含有させる気体含有手段を設けているものである。

このように氷結させる水にあらかじめ気体を含有させておくことによって、水が氷結する場合には水に含有した気体の体積収縮によって氷の体積増大を吸収することができ、製氷筒に水の体積膨脹による応力を作用させることなく製氷することができる。

水に含有させる気体は、水に溶解しやすい気体でなければ何であってもよく、空気が最も利用しやすい。なお、氷の使用状況を考慮して、二酸化炭素や窒素等を含有させてもよい。また、氷とする水は単なる水だけでなく、所要の混合物を混合させた混合水であってもよい。

製氷筒で氷を生成した後に脱氷する場合には、冷却手段による冷却を停止するとともに製氷筒を加熱して製氷筒と当接した氷の当接面を溶解させている。したがって、製氷筒と氷との間に作用する摩擦の大きさを大きく低減させることができ、製氷筒からスムーズに脱氷を行うことができる。

特に、製氷筒の脱氷を行う場合に、製氷筒を上下方向に伸延させておいて製氷筒の下方から水を送給してこの水によって氷を製氷筒から押出させた場合には、脱氷に利用した水をそのまま製氷筒内に貯留させて製氷を再開することにより、効率よく氷の製造を行うことができる。

上記の製氷機では、製氷筒を必要な数だけ並設することにより所要の製造能力を有するようにすることができる。このように複数の製氷筒を並設する場合には、各製氷筒に水を供給する供給路を構成している配管の中途部に流路切替手段を設けており、この流路切替手段によって、いずれか１つの製氷筒にのみ水を供給するように流路を切替えている。

すなわち、上記の製氷機では、製氷筒への水の供給によって脱氷を行うようにしているために、複数の製氷筒に同時に水を供給した場合には、水の送給にともなって最初に脱氷が生じた製氷筒における送水の抵抗が大きく減少することにより、脱氷を行うために供給した水は全てその製氷筒に流入することとなって、他の製氷筒において脱氷を行うことが不可能となってしまうという不具合が発生する。

そこで、流路切替手段によっていずれか１つの製氷筒にのみ水を供給することにより、その製氷筒における脱氷を確実に行うことができ、流路切替手段によって水を供給する製氷筒を順次切替えることによって、全ての製氷筒において確実に脱氷を行うことができる。特に、流路切替手段によって水を供給する製氷筒を順次切替えることによって、製氷機ではあたかも連続的に氷を製造しているようにすることができる。

流路切替手段としては、各製氷筒に水を送給する給水配管に電磁弁を設けて、この電磁弁を制御することによっていずれか１つの製氷筒にのみ水を供給するように流路を切替えることができるが、次のように構成することもできる。

すなわち、流路切替手段は、給水配管と接続する円筒状の内側管と、この内側管を挿入可能とした外側管とから構成した二重管とし、外側管の周面壁には送水開口を設けるととともにこの送水開口と製氷筒とをそれぞれ連通させる分岐配管を接続し、内側管の周面壁には送水開口と連通する連通口を設け、外側管に対して内側管を回転させることとにより、いずれか１組の前記送水開口と前記連通口とを連通させている。

流路切替手段をこのように構成することによって、流路切替手段を電磁弁で構成した場合と比較して、流路切替手段のメンテナンスを容易に行うことができ、製氷機の維持管理コストを低減させることができる。

また、製氷筒を上下方向に伸延させて設けるとともに、製氷筒の上端には気体加圧室を製氷筒に連通させて設けた場合には、製氷筒内への水の送給にともなって気体加圧室内の気圧を上昇させることができる。この気圧の上昇にともなって製氷筒内の水にも大きな圧力が作用することとなり、ヘンリーの法則に基づいて製氷筒内の水への気体の溶解度を向上させることができる。したがって、水にオゾン等の機能的な気体を含有させてオゾン含有氷等を製造する場合には、高濃度にオゾンを含有した氷を製造することができ、氷の付加価値を向上させることができる。

このように製氷筒の上端には気体加圧室を設けた場合には、製氷筒の下端を開閉自在とし、製氷筒の下端を開口して脱氷するようにしている。したがって、脱氷作業を行いやすくすることができる。特に、気体加圧室内の圧力によって氷を下方に押下する作用を利用することができるので、脱氷をスムーズに行うことができる。

さらに、脱氷を行う際に、製氷筒の下端を開口するとともに気体加圧室に脱氷補助気体を送気した場合には、製氷筒内の氷は気体加圧室に送気された脱氷補助気体によっても下方に押下されることにより、気体加圧室内が大気圧よりも低くなることによる抵抗が発生することを防止して、スムーズに脱氷を行うことができる。

しかも、脱氷補助気体を、製氷筒内に供給した水に含有させた気体と同一の気体とした場合には、脱氷にともなって製氷筒内に外気が侵入することを防止でき、所要の気体による製氷筒内のパージを同時に行うことができ、製造効率を向上させることができる。

以下において、図面に基づいて本発明の実施形態を詳説する。図１は、本実施形態の製氷機Ａの構成概略図である。本実施形態の製氷機Ａでは、第１製氷筒1aと、第２製氷筒1bと、第３製氷筒1cと、第４製氷筒1dの４本の製氷筒1a,1b,1c,1dを上下方向に伸延させて並設しているが、製氷筒1a,1b,1c,1dは４本に限定するものではなく、３本以下であってもよいし、５本以上であってもよい。

第１〜４製氷筒1a,1b,1c,1dには、本実施形態では金属製の円筒管を用いており、この製氷筒1a,1b,1c,1dの所要の位置を製氷部とし、製氷部部分の製氷筒1a,1b,1c,1dの外周囲には円筒状の冷媒ガス収容壁２を設け、この冷媒ガス収容壁２の両端部にそれぞれ側壁3,3を設けて冷媒ガス収容空間4a,4b,4c,4dを形成している。第１〜４製氷筒1a,1b,1c,1dは金属製に限定するものではないが、熱伝導率の観点から金属製であることが望ましい。また、第１〜４製氷筒1a,1b,1c,1dは円筒管に限定するものではなく、角筒管であってもよいし、楕円筒管であってもよいが、製氷効率の観点から円筒管であることが望ましい。

本実施形態では、第１〜４製氷筒1a,1b,1c,1dは直状の円筒管としているが、後述するように脱氷方向である上方方向に向けて拡開状のテーパを設けていてもよい。ただし、本発明では、第１〜４製氷筒1a,1b,1c,1dにテーパを設けていなくても、第１〜４製氷筒1a,1b,1c,1dに破損を生じることなく製氷を行えることに顕著な特徴を有しているものである。

冷媒ガス収容空間4a,4b,4c,4dには、それぞれ冷媒ガス供給配管５を介して冷凍装置６から冷媒ガスを供給するようにしており、冷媒ガス収容空間4a,4b,4c,4dに送気された冷媒ガスは、冷媒ガス収容空間4a,4b,4c,4dに接続した冷媒ガス返戻配管７を介して冷媒ガス収容空間4a,4b,4c,4dから冷凍装置６に返戻して、冷媒ガスを循環させている。これが冷却手段である。

なお、冷凍装置６は、第１〜４製氷筒1a,1b,1c,1dを冷却する場合には、冷媒ガスを液体として冷媒ガス収容空間4a,4b,4c,4dに送給している。そして、後述するように、第１〜４製氷筒1a,1b,1c,1dを加熱する場合には、冷凍装置６は、冷媒ガス収容空間4a,4b,4c,4dに、冷媒ガスの熱サイクルの過程で生成される高温の気体となった冷媒ガスを送給している。

冷媒ガス収容空間4a,4b,4c,4dへの液体となった冷媒ガスの送給制御は、冷媒ガス供給配管５に設けた第１開閉弁8a、第２開閉弁8b、第３開閉弁8c、第４開閉弁8dを開閉制御することによって行っており、冷媒ガス収容空間4a,4b,4c,4dへの高温の気体となった冷媒ガスの送給制御は、冷媒ガス供給配管５に設けた第５開閉弁9a、第６開閉弁9b、第７開閉弁9c、第８開閉弁9dを開閉制御することによって行っている。

第１〜４製氷筒1a,1b,1c,1dの下端には、第１分岐配管10a、第２分岐配管10b、第３分岐配管10c、第４分岐配管10dをそれぞれ接続している。

第１〜４分岐配管10a,10b,10c,10dは流路切替装置11に接続しており、後述するように給水配管12によって供給された水を流路切替装置11で適宜分岐させて第１〜４分岐配管10a,10b,10c,10dに送給することにより、第１〜４製氷筒1a,1b,1c,1dへの送水を行っている。

図１中、13は給水配管12に介設した加圧ポンプであって、後述するように第１〜４製氷筒1a,1b,1c,1dからそれぞれ氷を押出可能とする所定の圧力で水を送給している。

給水配管12の中途部には、送気ポンプ14によって送気した空気を給水配管12内の水に含有させる空気混合器15を設け、第１〜４製氷筒1a,1b,1c,1dに供給する水には所定量の空気を含有させている。図１中、16は送気ポンプ14から空気混合器15に空気を送給する空気導入管である。この送気ポンプ14、空気混合器15、空気導入管16によって気体含有手段を構成している。

水が氷結した場合にはその体積が１割程度増大することから、本実施形態では、送気ポンプ14は空気混合器15において第１〜４製氷筒1a,1b,1c,1dに供給する水に１割程度の空気を混合して含有させるようにしている。なお、水に含有させる空気による気泡のサイズが大きくなると、浮力の影響が大きくなってその気泡が容易に水から抜けるため、空気混合器15ではできるだけ微細な気泡を生成して水に混合している。特に、本実施形態では、数ミクロンレベルの気泡を水に混合させることにより含有させている。

このように、氷結させる水にあらかじめ空気等の気体を含有させておくことにより、この水を氷結した場合には、氷結にともなって生じる氷の体積膨脹を、気体部分の体積収縮によって吸収することができ、体積膨脹をほとんど生起することなく氷を生成することができる。

したがって、第１〜４製氷筒1a,1b,1c,1dに水を送給して氷結させても、第１〜４製氷筒1a,1b,1c,1dに塑性変形を生じさせることなく氷を生成することができる。したがって、たとえば、第１〜４製氷筒1a,1b,1c,1dをガラス製としていても、第１〜４製氷筒1a,1b,1c,1dに破損を生じさせることない。

第１〜４製氷筒1a,1b,1c,1dにおいて氷を生成した後、第１〜４開閉弁8a,8b,8c,8dと第５〜８開閉弁9a,9b,9c,9dを適宜開閉制御して、冷媒ガス収容空間4a,4b,4c,4dに低温液体の冷媒ガスではなく、冷媒ガスの熱サイクルの過程で生成された高温ガスを送気して冷媒ガス収容空間4a,4b,4c,4dを高温状態とすることにより第１〜４製氷筒1a,1b,1c,1dを加熱している。

第１〜４製氷筒1a,1b,1c,1dを加熱することによって、第１〜４製氷筒1a,1b,1c,1d内の氷における第１〜４製氷筒1a,1b,1c,1dとの接触面を溶解して氷を第１〜４製氷筒1a,1b,1c,1dから分離させることができる。

このように第１〜４製氷筒1a,1b,1c,1dから氷を分離させた状態で第１〜４製氷筒1a,1b,1c,1dに水を供給することにより、送水圧によって第１〜４製氷筒1a,1b,1c,1dから氷を押出することによって脱氷している。

特に、第１〜４製氷筒1a,1b,1c,1dは上下方向に伸延させて設置することにより、氷の押出後、氷の押出に用いた水は第１〜４製氷筒1a,1b,1c,1d内に残留することとなり、第１〜４開閉弁8a,8b,8c,8dと第５〜８開閉弁9a,9b,9c,9dを適宜開閉制御して、冷媒ガス収容空間4a,4b,4c,4dに再び低温液体の冷媒ガスを送給することにより第１〜４製氷筒1a,1b,1c,1d内に残留した水を用いて氷を生成することができ、脱氷と原料となる水の送給とを同時に行うことができることによって、製造効率を向上させることができる。

また、第１〜４製氷筒1a,1b,1c,1dは鉛直方向に沿って伸延させて配置するのではなく、鉛直方向に対して若干傾倒させておくことによって、第１〜４製氷筒1a,1b,1c,1dから押出した氷を傾倒方向に移送することができるので、後工程への氷の受渡しを容易とすることができる。

上記した流路切替装置11を、第１〜４分岐配管10a,10b,10c,10dごとに介設した電磁弁とした場合には、この電磁弁の開閉操作を適宜制御することにより、第１〜４製氷筒1a,1b,1c,1dへの水の供給を切替えている。

このように、複数設けた製氷筒には流路切替装置11によって個別に送水可能とすることにより、各製氷筒における脱氷を確実に行うことができる。すなわち、たとえば複数の製氷筒において同時に脱氷を行うようにした場合には、製氷筒への送水にともなって最初に脱氷が生じた製氷筒において送水の抵抗が急激に低減することにより、その製氷筒にのみ給水されることとなって、他の製氷筒において脱氷を行うことができなくなるが、流路切替装置11によって個別に送水することによりそのおそれを解消して、各製氷筒から確実に脱氷を行うことができる。

ここで、流路切替装置11の各電磁弁の開閉制御と、第１〜４開閉弁8a,8b,8c,8dの開閉制御、及び第５〜８開閉弁9a,9b,9c,9dの開閉制御とは互いに連動させており、送水する製氷筒の冷媒ガス収容空間に高温の気体となった冷媒ガスを送気して脱氷を行っている。

なお、製氷筒内において氷がある程度形成されていた場合には、生成された氷が製氷筒内面に強固に接合することによって、その製氷筒に送水を行っても脱氷が生じないことを利用して、流路切替装置11による送水制御を行ってもよい。

すなわち、氷がある程度形成されている製氷筒では、その製氷筒を加熱しない限りは送水による脱氷が生じにくいことを利用して、流路切替装置11によって送水を行うものの脱氷しない製氷筒と、さらに製氷筒を加熱して脱氷する製氷筒とを設けるようにすることもできる。

また、流路切替装置11には電磁弁を用いるのではなく、次のように構成することもできる。すなわち、図２に示すように、流路切替装置11は、給水配管12の一端を接続したロータリジョイント21と、このロータリジョイント21から回転自在に伸延させた回転給水管22と、この回転給水管22に接続した分岐用二重管23と、回転給水管22を回転させる回転駆動モータ24とで構成している。

回転駆動モータ24の出力軸24aには駆動プーリ26を装着しており、この駆動プーリ26と回転給水管22に装着した従動プーリ26とに連結ベルト27を係回し、回転駆動モータ24によって回転給水管22を回転させるようにしている。

分岐用二重管23は、図２及び図３に示すように、回転給水管22と接続することにより給水配管12からの水が送給される円筒状の内側管23aと、この内側管23aを回転自在に挿入した外側管23bとから構成している。

外側管23bの周面壁には、所要の位置に第１〜４分岐配管10a,10b,10c,10dと連通する送水開口28をそれぞれ設けている。図２及び図３中、29は第１〜４分岐配管10a,10b,10c,10dの端部を外側管23bに連結するための連結用金具である。第１〜４分岐配管10a,10b,10c,10dを介して、各送水開口28と第１〜４製氷筒1a,1b,1c,1dとを連通連結している。

内側管23aの周面壁には、送水開口28とそれぞれ連通する連通口30を設けている。本実施形態では、４つの送水開口28は外側管23bの伸延方向に沿って並設しており、４つの連通口30は、全ての連通口30がそれぞれ内側管23aの周面に沿ってそれぞれ略９０度ずつ異なる向きを向くように設けており、外側管23bに対して内側管23aを回転させることにより、いずれか一組の送水開口28と連通口30とが連通して、その送水開口28に送水を行うようにしている。

なお、逆に、４つの送水開口28は外側管23bの周面に沿ってそれぞれ略９０度ずつ異なる向きを向くように設け、４つの連通口30は内側管23aの伸延方向に沿って並設してもよい。図２及び図３中、31はＯリングである。

このように流路切替装置11を構成することによって、回転駆動モータ24によって内側管23aを間欠回転させながらいずれか一組の送水開口28と連通口30とを連通させることにより、いずれか一つの製氷筒にのみ確実に送水することができ、その製氷筒を加熱することによって確実な脱氷を行うことができる。そして、内側管23aを間欠的に回転させて送水する製氷筒を切り替えて脱氷を行うことによりほぼ連続的に氷を取り出すことができ、あたかも連続的に製氷を行っているようにすることができる。

また、このように流路切替装置11を構成することによって、流路切替装置11を極めて安定的に動作させることができるとともに、流路切替装置11の維持管理の手間を大きく削減して保守管理コストを低減させることができる。

本実施形態では、連通口30を略円形の孔としているが、内側管23aの周方向に沿った長孔としてもよい。連通口30を長孔とした場合には、内側管23aを間欠的に回転させるのではなく、連続的に回転支えることができ、回転駆動モータ24の制御を簡単にすることができる。

また、本実施形態では、送水開口28と連通口30とを４つずつ設けているが、製氷筒の配設数に合わせてさらに多くの送水開口28及び連通口30を設けてもよい。

図４は、他の実施形態の製氷機Ｂの概略構成図である。この製氷機Ｂでは、製造する氷に所要の気体を高濃度に溶解可能としたことに特徴を有しているものである。

本実施形態の製氷機Ａでは、第１製氷筒41aと、第２製氷筒41bの２本の製氷筒41a,41bを上下方向に伸延させて並設しているが、製氷筒41a,41bは２本に限定するものではなく、１本であってもよいし、３本以上であってもよい。

第１製氷筒41a及び第２製氷筒41bは、上記した第１〜４製氷筒1a,1b,1c,1dと同様に、金属製の円筒管を用いており、この製氷筒41a,41bの所要の位置を製氷部とし、製氷部部分の製氷筒41a,41bの外周囲には円筒状の冷媒ガス収容壁42を設け、この冷媒ガス収容壁42の両端部にそれぞれ側壁43,43を設けて冷媒ガス収容空間44a,44bを形成している。

冷媒ガス収容空間44a,44bには、それぞれ冷媒ガス供給配管45を介して冷凍装置46から冷媒ガスを供給するようにしており、冷媒ガス収容空間44a,44bに送気された冷媒ガスは、冷媒ガス収容空間44a,44bに接続した冷媒ガス返戻配管47を介して冷媒ガス収容空間44a,44bから冷凍装置46に返戻して、冷媒ガスを循環させている。

冷凍装置46は、第１製氷筒41a及び第２製氷筒41bを冷却する場合には、冷媒ガスを液体として冷媒ガス収容空間44a,44bに送給している。そして、後述するように、第１製氷筒41a及び第２製氷筒41bを加熱する場合には、冷凍装置６は、冷媒ガス収容空間44a,44bに、冷媒ガスの熱サイクルの過程で生成される高温の気体となった冷媒ガスを送給している。

冷媒ガス収容空間44a,44bへの液体となった冷媒ガスの送給制御は、冷媒ガス供給配管５に設けた第１開閉弁48a、第２開閉弁48bを開閉制御することによって行っており、冷媒ガス収容空間44a,44bへの高温の気体となった冷媒ガスの送給制御は、冷媒ガス供給配管45に設けた第３開閉弁49a、第４開閉弁49bを開閉制御することによって行っている。

第１製氷筒41a及び第２製氷筒41bの下端には、開閉ゲート50を設けている。この開閉ゲート50は、互いに平行に位置させた第１支持板51と第２支持板52と、この第１支持板51と第２支持板52との間に摺動自在に介設したスライド板53と、スライド板53を摺動操作するスライド板制御部54とで構成している。

スライド板53には、所要の位置に第１製氷筒41a及び第２製氷筒41bとそれぞれ連通する連通孔55,55を設けており、スライド板制御部54によってスライド板53を摺動させて、連通孔55,55をそれぞれ第１製氷筒41a及び第２製氷筒41bと連通させた場合に、第１製氷筒41a及び第２製氷筒41bの下端を開口状態として第１製氷筒41a及び第２製氷筒41bの内部に形成した氷を排出可能としている。

一方、スライド板制御部54によってスライド板53を摺動させて、連通孔55,55と第１製氷筒41a及び第２製氷筒41bとをそれぞれ非連通の状態とすることにより、第１製氷筒41a及び第２製氷筒41bの下端をそれぞれ閉塞している。本実施形態では、第１製氷筒41aと第２製氷筒41bは同時に開口するようにスライド板53に連通孔55,55を設けているが、それぞれ別々に開口するようにしてもよい。

第１製氷筒41a及び第２製氷筒41bにおいて、冷媒ガス収容空間44a,44bと開閉ゲート50との間には、それぞれ第１分岐配管60a及び第２分岐配管60bを接続している。第１分岐配管60a及び第２分岐配管60bは流路切替装置61に接続しており、後述するように給水配管62によって供給された水を流路切替装置61で適宜分岐させて第１分岐配管60a及び第２分岐配管60bに送給することにより、第１製氷筒41a及び第２製氷筒41bへの送水を行っている。流路切替装置61は、上記した流路切替装置11と同様の構成となっていればよく、詳細な説明は省略する。

図４中、63は給水配管62に介設した加圧ポンプであって、後述するように第１製氷筒41a及び第２製氷筒41bに水を供給可能な所定圧力で送水するようにしている。

給水配管62の中途部には、送気ポンプ64によって送気した空気を給水配管62内の水に含有させる空気混合器65を設け、第１製氷筒41a及び第２製氷筒41bに供給する水には所定量の空気を含有させている。図４中、66は送気ポンプ64から空気混合器65に空気を送給する空気導入管である。

さらに、本実施形態では、空気混合器65と送気ポンプ64との間の空気導入管66には開閉弁67を介設しており、この開閉弁67と送気ポンプ64との間の空気導入管66に送気管68を接続している。図４中、69は送気管68の中途部に介設した開閉弁である。

送気管68の他端は、上端に気体加圧室70,70をそれぞれ設けた第１製氷筒41a及び第２製氷筒41bにそれぞれ接続し、送気ポンプ64によって送気された気体を第１製氷筒41a及び第２製氷筒41bにも直接的に送気可能としている。本実施形態では、送気管68は、気体加圧室70,70に接続しているが、送気ポンプ64によって送気した気体を第１製氷筒41a及び第２製氷筒41bに送給できればどのように接続してもよい。ただし、冷媒ガス収容空間44a,44bよりも上方部分において第１製氷筒41a及び第２製氷筒41bに接続することが望ましい。

気体加圧室70,70は、第１製氷筒41a及び第２製氷筒41bの上端をそれぞれ閉塞している。気体加圧室70,70は、所要の容積となるように形成すればよく、どのような形状としてもよい。必要であれば、気体加圧室70,70には、容積を適宜調整可能とする容積調整手段を設けてもよい。

上記のように構成した製氷機Ｂで製氷する場合には以下のようにして行っている。なお、ここで製造する氷は、オゾンを溶解させたオゾン含有氷であるものとする。すなわち、送気ポンプ64ではオゾン気体を送気しているものとする。

はじめに、スライド板制御部54によってスライド板53を摺動させて、連通孔55,55を第１製氷筒41a及び第２製氷筒41bにそれぞれ連通させ、送気ポンプ64によって送気管68を介してオゾン気体を第１製氷筒41a及び第２製氷筒41bに送気し、第１製氷筒41a及び第２製氷筒41bの空気を送気したオゾン気体によってパージする。このとき、開閉弁67は閉状態とし、開閉弁69は開状態としている。

パージの終了後、スライド板制御部54によってスライド板53を摺動させることにより第１製氷筒41a及び第２製氷筒41bの下端をそれぞれ閉塞し、第１製氷筒41a及び第２製氷筒41bへの給水を開始する。このとき、開閉弁67は開状態とし、開閉弁69は閉状態として、第１製氷筒41a及び第２製氷筒41bに送給する水にはオゾン気体を気泡状として含有させている。

開閉弁69を閉状態としていることによって、第１製氷筒41a及び第２製氷筒41bへの給水にともなう水面上昇にともなって、第１製氷筒41a及び第２製氷筒41b、さらには気体加圧室70,70の内部のオゾン気体は圧縮され、気圧の上昇が生じる。

圧縮されたオゾン気体によって第１製氷筒41a及び第２製氷筒41bの内部に送給された水に作用する圧力が上昇する。製氷機Ｂには、図示しない圧力センサを設けており、この圧力センサによって第１製氷筒41a及び第２製氷筒41bに送給した水の圧力を検出し、第１製氷筒41a及び第２製氷筒41bに送給した水の高さ、すなわち第１製氷筒41a及び第２製氷筒41bに送給した水の送給量を間接的に検出し、第１製氷筒41a及び第２製氷筒41bに送給した水が冷媒ガス収容空間44a,44bによる第１製氷筒41a及び第２製氷筒41bの冷却領域を大きく超えないようにしている。

上記した圧力センサが所定の値に達したところで第１製氷筒41a及び第２製氷筒41bへの給水を停止し、冷媒ガス収容空間44a,44bに低温液体の冷媒ガスを送給して製氷を開始する。

なお、このとき第１製氷筒41a及び第２製氷筒41bの内部に送給された水には大きな圧力が作用していることにより、ヘンリーの法則に基づいてオゾンの溶解度が向上しており、気体加圧室70,70部分のオゾン気体も水に溶解して、オゾン濃度を向上させることができる。

ここで、低温液体の冷媒ガス送給による冷媒ガス収容空間44a,44bの冷却開始は、第１製氷筒41a及び第２製氷筒41bへの給水完了後に限定するものではなく、第１製氷筒41a及び第２製氷筒41bへの給水時に開始してもよい。すなわち、第１製氷筒41a及び第２製氷筒41bへの給水にともなう第１製氷筒41a、第２製氷筒41b、気体加圧室70,70の内部の気体圧縮による温度上昇を、冷媒ガス収容空間44a,44bの冷却によって抑制して速やかに製氷を開始することができるようにしてもよい。ただし、第１製氷筒41a及び第２製氷筒41bへの給水完了前に第１製氷筒41a及び第２製氷筒41bの内部に氷が生成され始めると、上記した圧力センサの圧力検知に影響が出るおそれがあるので、第１製氷筒41a及び第２製氷筒41bへの給水完了前には、第１製氷筒41a及び第２製氷筒41bの内部において氷が生成されないタイミングとなるようにすることが望ましい。

製氷開始にともなって第１製氷筒41a及び第２製氷筒41bにおいて氷が生成される場合には、空気混合器65によって氷結させる水にオゾン気体を微細な気泡状としてあらかじめ含有させているので、この水を氷結した場合には、氷結にともなって生じる氷の体積膨脹を、気体部分の体積収縮によって吸収することができ、体積膨脹をほとんど生起することなくオゾン気体を含有した氷を生成することができる。

製氷を開始して所定時間が経過することにより第１製氷筒41a及び第２製氷筒41bの内部における氷の生成が完了すると、第１開閉弁48aと第２開閉弁48bとを閉状態とするとともに、第３開閉弁49aと第４開閉弁49bとを開状態とすることにより、冷媒ガス収容空間44a,44bに冷媒ガスの熱サイクルの過程で生成された高温ガスを送気して冷媒ガス収容空間44a,44bを高温状態とすることにより第１製氷筒41a及び第２製氷筒41bを加熱している。

第１製氷筒41a及び第２製氷筒41bを加熱することによって、第１製氷筒41a及び第２製氷筒41bの内部の氷における第１製氷筒41a及び第２製氷筒41bとの接触面を溶解して氷を第１製氷筒41a及び第２製氷筒41bから分離させることができる。

そして、スライド板制御部54によってスライド板53を摺動させることにより第１製氷筒41a及び第２製氷筒41bの下端をそれぞれ開口することによって、第１製氷筒41a及び第２製氷筒41b内の氷の自重、及び、気体加圧室70,70内において圧縮されたオゾン気体の膨脹作用を利用して脱氷している。したがって、氷の脱氷を極めて容易に行うことができる。

しかも、このとき開閉弁67は閉状態とし、開閉弁69は開状態として、気体加圧室70,70に送気管68を介してオゾン気体を送気することにより、このオゾン気体によって氷を下方に向けて押下する脱氷補助気体として利用することができ、さらにスムーズに脱氷を行うことができる。

特に、気体加圧室70,70内において圧縮されたオゾン気体は、製氷時の温度低下にともなう体積減少と、水への溶解にともなう体積減少との相乗効果によって第１製氷筒41a及び第２製氷筒41bへの給水開始前よりも体積減少が生じているので、脱氷にともなって気体加圧室70,70内が負圧となるおそれがあり、この負圧が脱氷の抵抗となってスムーズな脱氷を阻害するおそれがあるが、気体加圧室70,70への脱氷補助気体の送気によって気体加圧室70,70内が負圧となることを防止できるので、スムーズに脱氷を行うことができる。

しかも、脱氷補助気体をオゾン気体で行っていることによって、脱氷にともなって製氷筒内に外気が侵入することを防止でき、製氷筒内のパージを同時に行うことができるので、氷の製造効率を向上させることができる。

本発明にかかる製氷機の構成概略図である。流路切替装置の説明図である。流路切替装置の要部説明図である。本発明にかかる製氷機の構成概略図である。

符号の説明

Ａ製氷機
1a 第１製氷筒
1b 第２製氷筒
1c 第３製氷筒
1d 第４製氷筒
２冷媒ガス収容壁
３側壁
4a 冷媒ガス収容空間
4b 冷媒ガス収容空間
4c 冷媒ガス収容空間
4d 冷媒ガス収容空間
５冷媒ガス供給配管
６冷凍装置
７冷媒ガス返戻配管
8a 第１開閉弁
8b 第２開閉弁
8c 第３開閉弁
8d 第４開閉弁
9a 第５開閉弁
9b 第６開閉弁
9c 第７開閉弁
9d 第８開閉弁
10a 第１分岐配管
10b 第２分岐配管
10c 第３分岐配管
10d 第４分岐配管
11 流路切替装置
12 給水配管
13 加圧ポンプ
14 送気ポンプ
15 空気混合器
16 空気導入管

Claims

一方向に伸延させた製氷筒の外周面に冷却手段を設け、前記製氷筒内に供給した水を前記冷却手段で冷却することにより氷を生成する製氷機であって、
前記製氷筒内に供給する水に所定量の気体を含有させる気体含有手段を設けたことを特徴とする製氷機。
前記冷却手段は、前記製氷筒内に生成した氷を脱氷する場合に前記製氷筒を加熱することを特徴とする請求項１記載の製氷機。
前記製氷筒は上下方向に伸延させて設けるとともに、前記製氷筒には下方から水を供給し、前記製氷筒内に生成した氷を前記製氷筒に供給する水で上方に押出することにより脱氷することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の製氷機。
前記製氷筒を複数本並設するとともに、前記製氷筒に水を供給する供給路には流路切替手段を設け、この流路切替手段で流路を順次切替えることによりいずれか１つの前記製氷筒にのみ水を供給することを特徴とする請求項３記載の製氷機。
前記流路切替手段は、給水配管と接続する円筒状の内側管と、この内側管を挿入可能とした外側管とから構成した二重管であって、前記外側管の周面壁には送水開口を設けるととともにこの送水開口と前記製氷筒とをそれぞれ連通させる分岐配管を接続し、前記内側管の周面壁には前記送水開口と連通する連通口を設け、前記外側管に対して前記内側管を回転させることとにより、いずれか１組の前記送水開口と前記連通口とを連通させていずれか１つの前記製氷筒にのみ水を供給することを特徴とする請求項４記載の製氷機。
前記製氷筒は上下方向に伸延させて設けるとともに、前記製氷筒の上端には気体加圧室を前記製氷筒に連通させて設け、前記製氷筒内への水の送給にともなって前記気体加圧室内の気圧を上昇させることにより、前記製氷筒内の水への気体の溶解度を向上させたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の製氷機。
前記製氷筒の下端は開閉自在とし、前記製氷筒の下端を開口して脱氷することを特徴とする請求項６記載の製氷機。
前記製氷筒において脱氷を行う場合には、前記製氷筒の下端を開口するとともに前記気体加圧室に脱氷補助気体を送気することを特徴とする請求項７記載の製氷機。
前記脱氷補助気体は、前記製氷筒内に供給した水に含有させた気体と同一の気体としたことを特徴とする請求項８記載の製氷機。