JP2002013847A - 冷却ユニットおよび同冷却ユニットの製造方法 - Google Patents
冷却ユニットおよび同冷却ユニットの製造方法Info
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Abstract
12を有する冷却ユニットにおいて、これら両者11,
12間の隙間に起因する空間部の発生を防止して空間部
に起因する冷却パイプ12の損傷、腐食を防止し、冷却
パイプ12の冷却機能の低下を防止する。 【解決手段】冷却筒11の外周に、冷却パイプ12を埋
没させる金属層13を鋳込み成形により形成し、金属層
13の一部を冷却パイプ12と冷却筒11間の隙間に充
填して、隙間に起因する空間部の発生を防止する。
Description
ば、オーガ式製氷機の製氷機構部、、アイスクリームの
冷凍機構部、その他の冷却機器類の冷却機構部等に採用
される冷却ユニットに関する。
式として、水等の被冷却物を収容する冷却ケースと、同
冷却ケースの外周に巻回されて冷却媒体が流通する冷却
パイプを備え、同冷却パイプを流動する冷却媒体の冷却
作用により、冷却ケースに収容された被冷却物を冷却す
る冷却ユニットがある。当該形式の冷却ユニットは、例
えば、特開平11−132610号公報に提案されてお
り、同公報に示されている冷却ユニットは、オーガ式製
氷機の製氷機構部の冷凍ユニットとして採用されてい
る。
ては、冷却パイプ側から冷却ケース側への冷却効率を極
力高めるため、冷却パイプを冷却ケースの外周にできる
かぎり密接して巻回するとともに、巻回された冷却パイ
プと冷却ケース間の隙間に半田を充填して、隙間に起因
する空間部をできるかぎり無くし、かつ、冷却パイプを
冷却ケースの外周に固着させる手段を採っている。
の冷却ユニットにおいては、冷却パイプ側から冷却ケー
ス側への冷却効率を高めるべく配慮されており、かなり
の工数を割いて、冷却パイプと冷却ケース間の隙間に半
田を充填する手段を採っているが、半田を隙間に十分に
は充填し得ずに、隙間の一部が空間部として残存するこ
とは避けられない。隙間の半田充填部位に残存する空間
部では、冷却ユニットの運転・停止時には、封入されて
いる空気等の気体が収縮・膨張を繰り返し、また、空間
部内の水分は膨張・収縮や氷結・融解等を繰り返し、こ
れにより、空間部を区画する壁部が損傷して空間部が外
部に連通することになる。また、半田の充填部位に残存
する空間部の外部との連通は、空間部を区画する壁部の
腐食や機械的衝撃によっても発生する。
連通すると、当該空間部には外部から水分が侵入し、こ
の水分が収縮・膨張、氷結・融解を繰り返して冷却パイ
プを局部的に損傷させて、冷却パイプ内での冷却媒体の
円滑な流通を阻害し、かつ、冷却パイプから冷却媒体を
漏洩させることになる。これにより、冷却パイプの冷却
機能が低下し、冷却パイプ側から冷却ケース側への冷却
効率を低下させるとともに、冷却ユニットの耐用年数を
低減させることになる。
ユニットにおいて、冷却ケースと冷却パイプ間の隙間に
起因する空間部の発生を可能な限り低減させるととも
に、残存することが不可避の空間部にあっては、外部と
の連通が容易には生じないないようにして、冷却パイプ
側から冷却ケース側への冷却効率を向上させるととも
に、冷却パイプの損傷を防止して冷却ユニットの耐用年
数を向上させることにある。
却ユニットおよび同冷却ユニットの製造方法に関するも
のであり、被冷却物を収容する金属製の筒状の冷却ケー
スと、同冷却ケースの外周に巻回されて冷却媒体が流通
する金属製の冷却パイプを備え、同冷却パイプ内を流動
する冷却媒体の冷却作用により、前記冷却ケースに収容
された被冷却物を冷却する形成の冷却ユニットを適用対
象とするものである。
上記した形成の冷却ユニットであって、前記冷却ケース
は外周側に金属材料を溶融して形成された金属層を備
え、同金属層内に前記冷却パイプが埋没して前記冷却ケ
ースの外周に固着していることを特徴とするものであ
る。
係る冷却ユニットを製造する方法であって、金属製の筒
状の冷却ケースの外周に金属製の冷却パイプを巻回して
なる冷却ユニット構造体を鋳型内にセットし、前記金属
材料を鋳込み材料として鋳込み成形することにより、前
記冷却ケースの外周に前記冷却パイプを埋没させた金属
層を形成することを特徴とするものである。
方法においては、前記冷却パイプは、前記金属層により
前記冷却ケースの外周に密接して固着されているもの
で、前記金属層の鋳込み材料は軽合金であること、特
に、アルミニウム合金、錫合金、マグネシウム合金から
なる群から選択されることが好ましい。本発明に係る冷
却ユニットは、オーガ式製氷機の製氷機構部を構成して
製氷用水を氷結させる冷凍ユニットとして好適に採用さ
れる。
ては、冷却ケースに巻回されている冷却パイプは、冷却
ケースの外周に金属材料を溶融して形成された金属層内
に埋没されて冷却ケースの外周に固着されている、この
金属層の形成時には、溶融状態にある金属材料は冷却パ
イプと冷却ケースが形成する隙間に入り込んで当該隙間
に充満することから、金属層内では、当該隙間に起因す
る空間部の発生は皆無またはほとんど存在しない。ま
た、仮に、金属層内に空間部がわずかに存在していて
も、当該空間部は、外部とは厚くて高強度の金属層で遮
断されていることから、厚くて高強度の金属層が破壊さ
れて外部に連通するには長期間を要することになる。
ては、金属層内での冷却パイプと冷却ケースが形成する
隙間に起因する空間部の発生を極力低減させることがで
きるとともに、存在が不可避な空間部にあっても外部と
の連通が容易には生じない構成とすることができる。こ
れにより、当該冷却ユニットによれば、冷却パイプの冷
却能力を長期間十分に維持し得て、冷却パイプ側から冷
却ケース側への冷却効率を向上させることができるとと
もに、冷却ユニットの耐用年数を向上させることができ
る。
る製造方法、すなわち、冷却ケースの外周に冷却パイプ
を巻回してなる冷却ユニット構造体を鋳型内にセット
し、金属材料を鋳込み材料として鋳込み成形して前記冷
却ケースの外周に前記冷却パイプを埋没させた金属層を
形成する方法を採ることにより、容易に製造することが
できる。
において、金属層の鋳込み材料としては、冷却パイプを
構成する金属より融点が低い低融点合金、特に、アルミ
ニウム合金、錫合金、マグネシウム合金等を好適に採用
することができ、これらの低融点合金のいずれかを採用
すれば、成形される金属層は、通常使用される銅製の冷
却パイプに対して犠牲陽極として作用して冷却パイプの
腐食を抑制するべく機能し、冷却パイプの腐食を防止し
得て、冷却パイプからの冷却媒体の漏洩を防止すること
ができる。
明すると、図1には本発明の一例に係る冷却ユニットを
製氷機構部に採用したオーガ式製氷機が示されている。
部20を備え、製氷機構部10は、冷却ケースを構成す
る冷却筒11と、冷却筒11の外周に螺旋状に密に巻回
された冷却パイプ12と、金属層13からなる冷却ユニ
ット10aを備え、冷却筒11内にはオーガ14が同心
的に配置されている。
1、減速歯車列22、および減速歯車列22に連結する
出力軸23を備えている。オーガ14は、冷却筒11内
に同心的に配置された状態で、下端部にて出力軸23に
動力伝達可能に連結されている。また、オーガ14の上
端部は、冷却筒11の上端部に取付けた固定刃15の内
孔内を貫通していて、固定刃15に回転可能に支持され
ている。
は、製氷用水が水流入出パイプ16から冷却筒11内に
供給されて常に同一の水位に保持され、冷却媒体が冷却
パイプ12を通して循環供給される。冷却媒体が冷却パ
イプ12に循環供給される間、駆動モータ21が駆動さ
れてオーガ14を回転駆動する。これにより、冷却媒体
は冷却筒11を冷却して、冷却筒11内の製氷用水を冷
却筒11の内周面側から漸次氷結させる。回転駆動する
オーガ14は、その螺旋状刃14aにて、冷却筒11の
内周面に漸次付着する氷を掻き取って上端部側へ搬送
し、固定刃15の圧縮通路15a内に押込む。圧縮通路
15a内に押込まれた氷は、圧縮されつつ通過してオー
ガ14の先端に螺着したカッタ−14bに至り、カッタ
−14bにて所定の大きさに折られて角状となって外部
へ排出される。
は、製氷機構部10の冷却ユニット10aとして本発明
の一例に係る冷却ユニットが採用されている。冷却ユニ
ット10aにおいては、冷却筒11、冷却パイプ12、
および金属層13が本発明における冷却ケース、冷却パ
イプ、および金属層に該当する。冷却筒11はスレンレ
ス製の大径の円筒体にて形成され、冷却パイプ12は長
尺の銅製のパイプにて形成され、かつ、金属層13は銅
より融点が低い低融点合金を材料とした鋳込み成形にて
形成されている。
パイプ12が冷却筒11の外周に螺旋状に密に巻回され
ていて、図2に示すように、冷却パイプ12は冷却筒1
1の外周に所定厚みに形成されている金属層13内に完
全に埋没している。金属層13は軽合金を溶融した状態
で鋳込み成形で冷却筒11の外周に成形されているもの
で、金属層13の一部は、冷却筒11とその外周に巻回
している冷却パイプ12により必然的に形成される多数
の隙間に充填していて、各隙間に起因する空間部の形成
は皆無に近い状態になっている。なお、当該冷却ユニッ
ト10aは、オーガ製氷機を構成している状態では、そ
の略全外周を断熱材17にて被覆されている。
性や耐熱疲労性等の特性に優れ、かつ低融点であること
が好ましく、錫合金、アルミニウム合金、マグネシウム
合金等の合金を採用することができる。具体的には、錫
合金としては、Sn−Ag系(例えばSn96.5wt
%、Ag3.5wt%の組成、融点221℃)や、Sn
−Ag−Cu系(例えばSn95.5wt%、Ag3.
5wt%、Cu1wt%の組成、融点217℃)を挙げ
ることができ、アルミニウム合金としてはAl−Si−
Mg系(例えばAC4C、融点610℃)を挙げること
ができ、マグネシウム合金としてはMg−Al系、Mg
−Zn系、Mg希土類元素系等の鋳造用のものを挙げる
ことができる。
筒11に巻回されている冷却パイプ12は、冷却筒11
の外周に低融点合金を溶融して形成された金属層13内
に埋没されて冷却筒11の外周に固着されている、この
金属層13の成形時には、溶融状態にある低融点合金は
冷却パイプ12と冷却筒11が形成する隙間に入り込ん
で当該隙間に充満することから、金属層13内では、当
該隙間に起因する空間部の発生は皆無またはほとんど存
在しない。また、仮に、金属層13内に空間部がわずか
に存在していても、当該空間部は、外部とは厚くて高強
度で耐腐食性の金属層13にて遮断されていることか
ら、当該金属層13が破壊されて外部に連通するには長
期間を要することになる。
は、金属層13内での冷却パイプ12と冷却筒11が形
成する隙間に起因する空間部の発生を極力低減させるこ
とができるとともに、存在が不可避な空間部にあっても
外部との連通が容易には生じない構成とすることができ
る。これにより、当該冷却ユニット10aによれば、従
来の冷却ユニットの冷却パイプ12と冷却筒11間の隙
間に起因する、冷却パイプの損傷や腐食による冷却パイ
プ12の冷却能力の低下は防止され、冷却パイプ12の
冷却能力を長期間十分に維持し得て、冷却パイプ12側
から冷却筒11側への冷却効率を向上させることができ
るとともに、冷却ユニット10aの耐用年数を著しく向
上させることができる。
図3に示す方法を採ることができる。当該製造方法で
は、同図(a)に示す冷却ユニット構造体10bを採用
して、同冷却ユニット構造体10bを同図(b)に示す
鋳込み成形に付して、同図(c)に示す冷却ユニット1
0aを製造するものである。
の外周に冷却パイプ12を密に巻回してなるもので、当
該製造方法では、この冷却ユニット構造体10bの冷却
筒11の外周に軽合金からなる金属層13を鋳込み成形
により形成して、冷却パイプ12を金属層13内に完全
に埋没させるものである。図3(b)は、冷却ユニット
構造体10bを鋳込み成形に付す状態を模式的に示して
おり、鋳型としては半割りタイプの鋳型10cを採用し
ている。
造体10bを鋳型10c内にセットし、低融点合金を鋳
込み材料として鋳込み成形することにより、冷却筒11
の外周に冷却パイプ12を埋没させた金属層13を形成
する。この鋳込む成形時、軽合金が溶融した湯は、冷却
パイプ12と冷却筒11間の隙間に容易に進入して当該
隙間を充満し、当該隙間に起因する金属層13内での空
間部の発生を防止する。これにより、冷却ユニット10
aが形成される。
ーガ式製氷機の一部縦断側面図である。
ある。
却ユニット構造体、10c…鋳型、11…冷却筒、12
…冷却パイプ、13…金属層、14…オーガ、14a…
螺旋状刃、14b…カッター、15…固定刃、15a…
圧縮通路、16…水流入出パイプ、17…断熱材、20
…駆動機構部、21…駆動モータ、22…減速歯車列、
23…出力軸。
Claims (6)
- 【請求項1】被冷却物を収容する金属製の筒状の冷却ケ
ースと、同冷却ケースの外周に巻回されて冷却媒体が流
通する金属製の冷却パイプを備え、同冷却パイプ内を流
動する冷却媒体の冷却作用により前記冷却ケースに収容
された被冷却物を冷却する冷却ユニットであり、前記冷
却ケースは外周側に金属材料を溶融して形成された金属
層を備え、前記冷却パイプは前記金属層内に埋没して前
記冷却ケースの外周に固着していることを特徴とする冷
却ユニット。 - 【請求項2】請求項1に記載の冷却ユニットにおいて、
前記金属層は、前記冷却パイプを構成する金属より融点
が低い低融点合金を材料とした鋳込み成形により形成さ
れていることを特徴とする冷却ユニット。 - 【請求項3】請求項2に記載の冷却ユニットにおいて、
前記金属層を形成する低融点合金は、アルミニウム合
金、錫合金、マグネシウム合金からなる群から選択され
ることを特徴とする冷却ユニット。 - 【請求項4】請求項1,2または3に記載の冷却ユニッ
トは、オーガ式製氷機における製氷機構部に採用される
ものであることを特徴とする冷却ユニット。 - 【請求項5】請求項1,2,3または4に記載の冷却ユ
ニットを製造する方法であり、金属製の筒状の冷却ケー
スの外周に金属製の冷却パイプを巻回してなる冷却ユニ
ット構造体を鋳型内にセットし、前記金属材料を鋳込み
材料として鋳込み成形することにより、前記冷却ケース
の外周に前記冷却パイプを埋没させた金属層を形成する
ことを特徴とする冷却ユニットの製造方法。 - 【請求項6】請求項5に記載の冷却ユニットの製造方法
において、前記金属層の鋳込み成形は前記鋳型内を減圧
状態にして行うことを特徴とする冷却ユニットの製造方
法。
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JP2000192870A JP2002013847A (ja) | 2000-06-27 | 2000-06-27 | 冷却ユニットおよび同冷却ユニットの製造方法 |
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