JP2002206827A - 製氷装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】バッチ方式の製氷機で透明氷を製氷する際に生
じる製氷残水をリサイクルして外部に捨てる残水の排水
量の減量化を図りつつ、残水のリサイクルを適正管理し
て製氷する透明氷の品質維持が図れるようにする。 【解決手段】貯氷室１に給水皿２、製氷用のマンドレル
３、給水管４，および給水皿から排出する残水を回収す
る残水受皿５を装備し、製氷／給水皿の残水排出／マン
ドレルからの氷離脱の工程を経て透明氷を製氷するよう
にしたバッチ方式の製氷装置において、製氷工程で生じ
た残水を残水受皿から給水皿に戻して製氷用にリサイク
ルさせるために、残水受皿５と給水管４との間にポンプ
１１ａ，排水切換バルブ１１ｂ，給水切換バルブ１１ｃ
を備えた残水循環管路１１および残水の循環回数計数器
１５を設け、規定回数までは残水を製氷に再使用し、規
定回数に達すると回収した残水を排水バケツ８に排水す
るようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、バッチ方式の製氷
装置に関し、例えばカップ式自動販売機，飲料ディスペ
ンサなどに搭載して清涼飲料販売時にカップに供給する
透明氷を製造する製氷装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】頭記した透明氷の製氷装置として、図
４，図５に示すような製氷機が公知である（特開昭５２
−６９０４６号公報）。なお、透明氷とは、気泡や不純
物（固形物）を殆ど含まない氷を言い、一般に透明氷は
商品価値が高い氷とされており、最近のカップ式自動販
売機では、在来のオーガ式製氷機に代えて、マンドレル
式と呼ばれるバッチ方式の製氷機が多く採用されるよう
になっている。

【０００３】次に、カップ式自動販売機に搭載した場合
を例に、前記製氷機の構成，製氷動作を説明する。図
４，図５において、１は断熱筐体で作られた貯氷室、２
は貯氷室１の上部に配した製氷部の給水皿、２ａは給水
皿２に内装した氷放出ガイド、３は給水皿２の上方に組
合せた製氷用のマンドレル、４は給水皿２の上方に開口
する給水管、５は貯氷室１の中段位置に配して給水皿２
から排出した製氷残水を回収する残水受皿、５ａはその
上面に張った氷分離用のネット、５ｂは残水受皿５から
引出した排水管である。

【０００４】ここで、給水皿２はその一端を支点として
水平姿勢と図示の前傾姿勢との間で揺動させるように図
示されてない駆動機構に連結されている。また、マンド
レル３はその伝熱ベース３ａの下面側に複数本の金属棒
３ｂを分散配備した構成になり、伝熱ベース３ａには冷
凍機の蒸発コイル（図示せず）が伝熱的に配管されてい
る。また、給水管４は給水バルブ６を介して水道水を貯
留する水リザーバ７（自動販売機の飲料回路と兼用）に
接続されており、残水受皿５から引出した排水管５ｂは
機外に配した排水バケツ８などに配管されている。な
お、図示してないが、貯氷室１の底部側には扉付きの氷
出口，および氷供給指令に基づいて定量の氷を氷出口を
通じて搬出する氷搬出機構を装備している。

【０００５】なお、上記はカップ式自動販売機を例に説
明しているために水リザーバ７を装備しているが、飲料
ディスペンサに適用する場合には、水リザーバを介さず
に、水道管から製氷用水を直接供給するようにしてい
る。かかる構成で、製氷時には、給水皿２を水平姿勢に
保持した状態で給水管４を通じて給水した水９を張って
その中にマンドレル３の金属棒３ｂを浸漬させ、この状
態で冷凍機を運転して前記金属棒３ｂの回りに着氷した
氷１０を成長させる。そして、氷１０がが所定の大きさ
に成長すると、冷凍機を一旦停止して製氷を終了させと
ともに、給水皿２を図４のように前傾姿勢に傾動操作し
て皿内に残る残水９ａを下方の残水受皿５に向けて流下
排出する。その後、マンドレル３に配管した冷凍機の蒸
発コイルに冷凍機のホットガスを流すなどして金属棒３
ａを加熱する。これにより、マンドレル３に着氷してい
る氷１０が離脱して下方に自重落下し、氷放出ガイド２
ａを滑り落ちて貯氷室１に貯氷される。

【０００６】そして、前記した一連の製氷動作が終了す
ると給水皿２は再び元の水平位置に復帰し、引き続いて
貯氷室１に所定量の氷１０が溜まるまでは前記の製氷動
作を繰り返す。一方、残水受皿５で回収した残水は排水
管５ｂを通じて排水バケツ８に排水される。また、製氷
装置に対して自動販売機での飲料販売時に氷供給指令が
与えられると、貯氷室１の氷搬出扉が開いて定量の氷１
０が氷シュータを通じてベンドステージに搬出されたカ
ップに投入される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】前記したバッチ方式の
製氷機で良質な透明氷を製造するには、その運転管理面
で次記のような点の配慮が必要である。すなわち、一般
に氷は純粋な状態を保って凍ろうとする性質を持つた
め、製氷の進行過程で水中に溶解している不純物や空気
は水内に残留しようとするが、不純物や空気が溶解度を
超えるか、製氷時の氷の成長速度が不純物や空気の拡散
速度を上回ると、不純物や空気が析出して氷に取り込ま
れ、このために製氷される氷が濁った不透明氷となる。

【０００８】そこで、従来の製氷装置では、急速製氷さ
せずにゆっくりとした成長速度でマンドレル３の回りに
氷を生成させて不純物や空気を氷に取り込まないように
する。また製氷過程で凍らずに給水皿２に残った残水９
ａに含まれる不純物や空気の濃度が高まるようになるの
で、その残水９ａは残水受皿５に排出した後、残水受皿
５からそのまま排水バケツ８に排水し、次回の製氷サイ
クルでは給水皿２にリザーバ７から新たな水を給水して
製氷を行うようにしている。

【０００９】ところで、カップ式自動販売機をビル内な
どに設置する場合に、多くの場合に自動販売機の設置場
所には排水設備が存在せず、このために一般には自動販
売機の機内に排水バケツ８をセットして製氷により生じ
た前記の残水を全て排水バケツに溜めておき、ロケーシ
ョン先の自動販売機に定期巡回するメンテナンス時に排
水バケツを排水設備のある場所に運んで残水を捨てるよ
うにしているのが現状である。しかしながら、製氷機で
透明氷を製造する場合には、前記のように製氷に伴って
生じる残水の発生量が多く、このために自動販売機の機
内に大形の排水バケツをセットする必要があるほか、排
水処理をするメンテナンス回数も増加するなどのデメリ
ットがある。

【００１０】本発明は上記の点に鑑みなされたものであ
り、先記したバッチ方式の製氷機で透明氷を製氷する際
に、各製氷サイクルで生じた製氷残水をリサイクルして
外部に捨てる残水の排水量の減量化を図りつつ、残水の
リサイクルを適正管理して製氷する透明氷の品質維持が
図れるようにした製氷装置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】上記目的を達成するため
に、本発明によれば、先記したバッチ方式の製氷装置に
おいて、製氷工程で生じた残水を残水受皿から製氷部に
送水して製氷用に再使用させるようにする残水循環手段
と、排水指令を受けて残水受皿に回収した残水を外部に
排水する排水手段を設け、製氷する透明氷の品質維持を
図りながら製氷時に生じた残水を可能な限りリサイクル
して製氷用水に再使用して外部に捨てる残水の排水量を
減量させるようにし（請求項１）、具体的には次記のよ
うな手段を組合せて残水のリサイクル管理を行うものと
する。

【００１２】(1) 製氷により生じた残水を残水受皿から
製氷部に戻してリサイクルする回数をカウントする残水
の循環回数計数手段を備え、その回数があらかじめ残水
のリサイクル回数と水質劣化の関係を基に設定した規定
回数に達した際に、排水手段に指令を与えて残水受皿に
回収した残水をリサイクルせずに外部に排水するように
する（請求項２）。

【００１３】(2) 製氷により生じた残水の水質を監視す
る水質測定手段を備え、該水質測定手段の測定値を基
に、製氷残水の水質があらかじめ設定した規定水質以下
に劣化した際に排水手段に指令を与えて排水受皿に回収
した残水をリサイクルせずに外部に排水するようにする
（請求項３）。 (3) 前項(2) において、冷凍機の出力を調節して製氷時
間を可変する制御手段を追加装備し、水質測定手段の測
定値を基に残水の水質劣化に応じて製氷時間を延ばすよ
うに冷凍機を制御する（請求項４）。

【００１４】上記のように透明氷を製氷する際に生じた
残水をそのまま外部に排水せずに、残水受皿から循環路
を通じて給水皿に戻し、製氷用水として再利用するよう
リサイクルすることにより、残水の排水量を大幅に減量
できて排水処理に要するメンテナンスが楽になる。ま
た、この場合にリサイクルする残水の水質を循環回数，
もしくは水質測定値を指標として管理し、その水質が良
質な透明氷の製氷に不適な状態になったと判定した場合
には、残水受皿で回収した残水を給水皿に戻さずに排水
バケツに捨て、次回の製氷サイクルは新しい水のみを使
って製氷を行うようにしたことで、製氷する透明氷の品
質を維持できる。さらに、水質測定手段に追加して１回
の製氷時間を可変調節する冷凍機の制御手段を備え、残
水のリサイクルに伴う残水水質の劣化に応じて次回の製
氷時間を延ばすように制御することで、残水のリサイク
ル回数を増やして排水量のより一層の減量化が図れる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図示
実施例に基づいて説明する。なお、実施例の図中で図
４，図５に対応する部材には同一符号を付してその説明
は省略する。 〔実施例１〕図１は本発明の請求項１，２に対応する実
施例の構成図である。この実施例においては、残水受皿
５と給水管４との間を結んで残水循環管路１１を配管し
た上で、該管路１１に送水ポンプ１１ａ，排水切換バル
ブ（三方バルブ）１１ｂ，および給水切換バルブ（三方
バルブ）１１ｃを設け、また排水切換バルブ１１ｂから
排水管１２を引き出して排水バケツ８に配管し、製氷工
程で給水皿２から排出して残水受皿５に回収した残水９
ａを循環管路１１を経由して再び給水皿２に補給し、次
回の製氷サイクルで製氷用水として再使用させるように
している。さらにこの実施例では、残水の循環回数（リ
サイクル回数）を計数する循環回数計数器１３を備え、
該計数器１３でカウントした残水循環回数をコントロー
ラ１４に取り込み、あらかじめ設定した規定回数と対比
して、後記のように残水をリサイクルするか、排水する
かを選択制御するようにしている。なお、計数器１３で
カウントする残水循環回数は、冷棟機のＯＮ／ＯＦＦ信
号、あるいはマンドレル３から氷１０を離脱させる冷棟
機のホットガス切換信号，残水受皿５の水位変化，送水
ポンプ１１ａの運転信号などを利用してカウントするこ
とができる。また、あらかじめ規定しておく循環回数の
設定は、透明氷の品質が維持できるように残水のリサイ
クル回数とリサイクルに伴う水質の劣化進行との関係を
実験より求め、これに安全余裕度を持たせて標準的な規
定回数を設定するものとしまた、その規定回数は、自動
販売機のロケーション先における地域水道水の水質など
を勘案して補正するものとする。

【００１６】そして、この製氷装置を使って透明氷の製
氷を行う際には、前記した残水の循環回数があらかじめ
設定した規定回数以内であれば、給水皿２が水平姿勢の
位置に戻って製氷準備が整ったタイミングで、残水循環
管路１１の送水ポンプ１１ａを始動し、残水受皿５内で
回収した前回の製氷残水を残水循環管路１１，給水切換
バルブ１１ｃ，給水管４を通じて給水皿２に給水する。
なお、１回の製氷サイクルで給水皿２への給水量は給水
皿２の水位などから計測し、残水の給水量と水リザーバ
７から補給した新しい水とを合わせて給水皿２を満杯状
態にして製氷を開始する。

【００１７】一方、残水の循環回数が規定回数に達した
場合には、コントローラ１４からの指令で残水循環管路
の途中に接続した排水切換バルブ１１ｂを排水側に切換
え、残水受皿５に回収した残水を全て排水管１２を通じ
て排水バケツ８に排水し、次回の製氷サイクルでは給水
皿２に張る水を全て水リザーバ７から給水するようにす
る。

【００１８】〔実施例２〕図２は本発明の請求項３に対
応する実施例を示すものである。この実施例において
は、先記実施例１における循環回数計数器１３に代え
て、残水循環管路１１の途中（残水受皿５の後段位置）
に設けたバッファータンクに水質測定器１５として例え
ば電気伝導度計を設置し、この水質測定器１５により残
水受皿５で回収した製氷残水の水質を監視し、その測定
値をコントローラ１４に送って実施例１と同様な残水の
リサイクル管理を行うようにしている。すなわち、水の
電気伝導度は水中に溶解している不純物の量に応じて変
化するため、残水の水質を表す代替指標として使用でき
る。

【００１９】そして、製氷サイクルごとに残水受皿５に
回収した製氷残水の水質（電気伝導度）を測定し、その
水質があらかじめ設定した規定の水質に対応する電気伝
導度（例えば、透明氷を製氷する製氷時間が１２分であ
る場合には３００μＳ／ｃｍに規定する）に達するまで
は、製氷残水はポンプ１１ａの送液によ残水循環管路１
１を経由して給水皿２に給水され、製氷用水として再使
用される。

【００２０】一方、水質測定器１５で測定した残水の水
質値が前記の規定値を上回った場合は、残水循環管路１
１の排水切換バルブ１１ｂを排水側に切換え、残水受皿
５に回収した残水をポンプ送液により排水管１２を通じ
て排水バケツに８に排水する。なお、図示実施例では、
水質測定器１５を排水皿６の後段側に設置しているが、
その検出電極を残水受皿５に設け測定するようにするこ
ともできる。

【００２１】上記のように製氷残水の水質を、その循環
路の途中で直接測定することにより、その水質が透明氷
の品質が維持できる限界に達するまでは、製氷残水をリ
サイクルして次回の製氷用水として再使用することがで
き、これにより実施例１と同様に透明氷の品質を維持す
るように製氷を繰り返し行いつつ、排水バケツ８に排水
する製氷残水の排水量を大幅に減量できる。

【００２２】〔実施例３〕図３は本発明の請求項４に対
応る実施例を示すものである。この実施例においては、
実施例２で述べた水質測定器１５のほかに、該水質測定
器の信号を基にして製氷時間を可変する製氷時間調節器
１６を追加装備している。この製氷時間調節器１６は、
例えば冷凍機の冷媒回路に接続した電子膨張弁を調整し
て冷媒蒸発温度を変え、製氷開始から透明氷ができるま
での製氷時間を調節する。

【００２３】そして、先記の水質測定器１５と組合せて
使用し、製氷残水の水質劣化が進んでない製氷当初は、
透明氷の製氷を維持できる範囲で製氷時間を短めに制御
し、残水を繰り返し使用して水質が低下してきた場合に
は、その水質劣化の程度に応じて製氷時間を長く制御
し、製氷する透明氷の品質を維持させる。これにより、
製氷残水のリサイクル回数を増やすことができ、合わせ
て外部に排水する残水の排水量をより一層減量できる。

【００２４】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、次
記の効果を奏する。 (1) 請求項１の発明によれば、製氷工程で生じた残水を
残水受皿から製氷部に戻して製氷用に再使用させる残水
循環手段と、排水指令を受けて残水受皿に回収した残水
を外部に排水する排水手段を設け、製氷の際に生じた残
水をリサイクルして製氷用水として再使用し、また残水
のリサイクルの繰り返しに伴い水質が劣化して透明氷の
製氷に不適な状態になれば製氷残水を外部に排水して、
次回の製氷サイクルには新たな水を使って製氷を行うよ
うにしたことにより、外部に排水する残水排水量が大幅
に減量する。したがって、この製氷装置をカップ式自動
販売機に搭載することで、機内に装備する排水バケツが
小型化できるとともに、排水バケツに溜まったドレン水
を排水設備に運んで捨てる回数を低減できるなど、その
保守管理面での改善が図れる。

【００２５】(2) また、請求項２の循環回数計数手段，
あるいは請求項３の水質測定手段を併用することによ
り、製氷残水を製氷用水に再使用するか、排水するかを
自動的に判断して良質な透明氷の品質維持を図るように
残水のリサイクル管理を適正に行うことができ、さらに
請求項４の製氷運転調節手段を用いることにより、透明
氷を製氷する残水のリサイクル回数をさらに増やして残
水の排水量をより一層減量することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１に係る製氷装置の構成図

【図２】本発明の実施例２に係る製氷装置の構成図

【図３】本発明の実施例３に係る製氷装置の構成図

【図４】従来における製氷装置の構成図

【図５】図４における製氷部の詳細構造図

【符号の説明】

１ 貯水室 ２ 給水皿 ３ マンドレル ４ 給水管 ５ 残水受皿 ６ 排水皿 ８ 排水バケツ ７ 水リザーバ ９ 製氷用水 １０ 製氷残水 １１ 残水循環管路 １１ａ 送水ポンプ １１ｂ 排水切換バルブ １１ｃ 給水切換バルブ １２ 排水管 １３ 循環回数計数器 １４ コントローラ １５ 水質測定器 １６ 製氷時間調節器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野原 浩司 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 Ｆターム(参考） 3L110 AA03 AC01

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】バッチ方式の製氷装置において、製氷工程
   で生じた残水を残水受皿から製氷部に戻して製氷用に再
   使用させる残水循環手段と、排水指令を受けて残水受皿
   に回収した残水を外部に排水する排水手段を備えたこと
   を特徴とする製氷装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の製氷装置において、製氷工
   程で生じた残水を残水受皿から製氷部に戻す回数をカウ
   ントする残水の循環回数計数手段を備え、その回数があ
   らかじめ設定した規定回数に達した際に排水手段に指令
   を与えて残水受皿に回収した残水を外部に排水するよう
   にしたことを特徴とする製氷装置。
3. 【請求項３】請求項１記載の製氷装置において、製氷工
   程で生じた残水の水質を監視する水質測定手段を備え、
   該水質測定手段の測定値を基に、残水の水質があらかじ
   め設定した規定水質以下に劣化した際に排水手段に指令
   を与えて残水受皿に回収した残水を外部に排水するよう
   にしたことを特徴とする製氷装置。
4. 【請求項４】請求項３記載の製氷装置において、製氷時
   間を可変する制御手段を備え、水質測定手段の測定値を
   基に残水の水質低下の程度に応じて製氷時間を延ばすよ
   うに制御することを特徴とする製氷装置。