JP2003535296A - 氷を製造する機械に用いる蒸発器プレート・アセンブリ - Google Patents
氷を製造する機械に用いる蒸発器プレート・アセンブリInfo
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Abstract
Description
、氷を製造する装置と一緒に使用するための蒸発器プレート・アセンブリの独特
な構造に関する。
立、ホテル、モーテル、スポーツ・アリーナおよび大量の氷を連続的に必要とす
る他の種々の場所に見いだされる。これらの製氷機の或るものはフレーク状の氷
を製造するが、他のものはキューブと一般に呼ばれる種々の形態で形づくられる
氷を製造する。本発明は、これらのさまざまな形態またはキューブのうちの1つ
として形づくられる氷を製造する製氷機に関する。
と、ポケットと呼ばれることもある一連の個別の氷形成場所と、給水システムと
を包含する。代表的な製氷機においては、冷凍システムの蒸発器セクションは、
一連の個別の氷形成場所に接続し、これらの個別の氷形成場所が冷凍システムに
よって直接冷却されるようになっている。水は、一連のポケットの形をしている
場合にはこれらの氷形成場所を満たすように供給されてもよいし、あるいは、細
流状に水をこれらの氷形成場所に供給したり、個別の氷形成場所に噴霧したりし
てもよい。この細流水あるいは噴霧水のあまりは、通常、給水設備内を再循環す
る。水を細流あるいは噴霧で供給する方法は、透明な氷を製造するため、通常好
ましいが、静的ポケット充填法は、一般に、白い氷を製造する。
る。貯蔵部における氷の供給が不十分なときには、自動制御器が、氷製造、氷回
収モードを通して製氷機を循環させ、貯蔵部に氷を補充する。製造モードにおい
ては、冷凍システムが通常の方法で作動し、蒸発器の膨張冷媒が一連の氷形成場
所から熱を取り出し、水を凍結させて氷の層を成長させる。氷の厚みが所定の状
態に達するか、または、指定時間が経過したとき、製氷機は回収モードへ切り替
わる。代表的には、回収モードは、蒸発器に熱い冷媒ガスを送る弁変化を伴う。
氷形成場所は、蒸発器と接触している氷が解け始めるまで、熱い冷媒ガスによっ
て加熱される。通常、或る種の機構では、個々の氷片と蒸発器の間に真空が生じ
ないようにしている。真空が生じると、個々の氷片と蒸発器表面と間に空気が入
り込むことになる。ひとたび氷が最終的に蒸発器から落下すると、冷凍システム
上の弁配置が当初の構成(製造モード)へ戻され、サイクルは再び開始する。貯
蔵部に設けた或る種の検知システムが冷凍システムに停止信号を送るまで、製氷
機は、製造モードと回収モードのサイクルを繰り返し続ける。
て作られてきた。蒸発器チューブおよびベース壁は、通常、銅で作られ、これを
ニッケルでメッキし、氷を銅材から遮断する。銅チューブの形成では、材料に残
留応力を生じさせ、ひびが生じる可能性がある。さらに、氷を銅材から遮断する
ニッケル・メッキは、銅チューブから剥がれる可能性がある。これらのタイプの
蒸発器は、満足な性能を発揮してきたが、製造コストが比較的高い。
ハンダ法で組み立てられた蒸発器は、製氷モードにあるときに蒸発器の内面に水
が漏れた場合、分離しやすい。これらのタイプの蒸発器に関連する保守コストは
非常に高い。
れた蒸発器と関連した問題を解決するために、ステンレス鋼のシートから製造し
、さまざまな結合方法によって組み立てた種々設計の蒸発器が開発されてきた。
ステンレス鋼シートは、蒸発器を通じて冷媒流を可能にするさまざまな形態に打
ち抜き加工される。打ち抜き加工ステンレス鋼蒸発器は、コストを最低限に保ち
、蒸発器の性能を最大に保ちながら蒸発器の製造、組み立てを簡略化する設計を
目標として開発が続けられている。
ンブリを提供することにある。 本発明の関連目的は、ろう付け法を使用して組み立てた蒸発器プレート・アセ
ンブリを提供することにある。 本発明の別の目的は、銅チューブの形成中に生じる可能性のある残留応力を除
去すると共に、氷を銅材から遮断しているニッケル・メッキが銅チューブから剥
がれるのを防ぐ蒸発器プレート・アセンブリを提供することにある。 本発明のまたさらに別の目的は、水が蒸発器の内面に漏れた場合でも分離する
ことのない蒸発器プレート・アセンブリを提供することにある。 本発明の他の目的は、氷を銅チューブの両側で作ることができ、氷を独特の形
状に形成するのが容易になる蒸発器プレート・アセンブリを提供することにある
。
ス鋼蒸発器と、成形し、扁平化したまたは丸めた蛇行形状の銅チューブとを包含
する蒸発器プレート・アセンブリを提供する。これら2つの成形ステンレス鋼シ
ートは、蒸発器の外壁を形成する。多数の隔壁が、蒸発器の外壁を形成している
2枚のシートの一部として一体に形成される。多数の隔壁は、蒸発器の外面に一
体に形成されて多数の氷形成場所を隔離している。2枚の成形ステンレス鋼シー
トは、ろう付け法を使用して蛇行形状の銅チューブに結合される。
範囲および添付図面を検討することによって当業者ならば明らかとなろう。 図面には、本発明を実施するのに現在最良と考えられる実施形態を示している
。
図面を参照して、図1には、全体的に参照符号10で示す本発明による独特な蒸
発器プレート・アセンブリを組み込んだ自動製氷機が示してある。この自動製氷
機10は、冷凍セクション14および貯蔵セクション16を構成するハウジング
12を包含する。冷凍システム18が、冷凍セクション14内に配置されており
、これは、圧縮器(図示しないが、普通に知られている)、復水器(図示しない
が、普通に知られている)、給水システム(図示しないが、普通に知られている
)および蒸発器プレート・アセンブリ20を包含する。冷凍システム18は、製
造モードで作動し、従来技術において周知であるように、蒸発器プレート・アセ
ンブリ20内の冷媒を膨張させて蒸発器プレート・アセンブリ20の表面に供給
される水から熱を取りだし、水を凍結させて氷片を作る。氷片が所定のサイズに
達したときおよび/または所定時間経過後に、製氷機10は、上記の製造モード
から回収モードに切り替わり、蒸発器プレート・アセンブリ20から氷片を解放
し、貯蔵セクション16に格納する。回収モードの完了後、製氷機10は製造モ
ードに切り替わる。貯蔵セクション16が充分な量の氷を含んでいることをセン
サ(図示しないが、普通に知られている)が示すまで、このシーケンスは続く。
・プレート22、第2サイド・プレート24およびチューブ26を包含するもの
として示してある。第1サイド・プレート22は、好ましくは、ステンレス鋼で
形成してある。第1サイド・プレート22に一体に、多数の垂直隔壁28が形成
してある。第2サイド・プレート24もまた、好ましくは、ステンレス鋼で形成
する。同様に、多数の垂直隔壁30が、第2サイド・プレート24に一体に形成
してある。垂直隔壁28、30は、第1サイド・プレート22および第2サイド
・プレート24の全長および全幅以上に延びている。第1サイド・プレート22
および第2サイド・プレート24の形状寸法は、特有の形状での氷片の形成を促
進する。
銅で作られる。図2、5に示すように、蛇行形状のチューブ26は、第1サイド
・プレート22と第2サイド・プレート24との間に挟まれている。図示するよ
うに、チューブ26は、第1サイド・プレート22および第2サイド・プレート
24の全長、全幅以上に延びている。チューブ26は、冷媒入口部32および冷
媒放出口部34を包含する。冷媒入口部32は、入口36および延長部分38を
包含する。図2に示すように、冷媒入口部32の延長部分38は、チューブ26
の下部40で、チューブ26と流体連通している。冷媒放出口部34は、出口4
2および延長部分44を包含する。図2に示すように、冷媒放出口部34の延長
部分44は、チューブ26の上部46で、チューブ26と流体連通している。米
国衛生基金(NSF)は、食品ゾーンに銅が露出してはならないと要求している
。したがって、蛇行形状で、扁平あるいは丸くて、好ましくは銅で作ったチュー
ブ26は、組み立て前にニッケルあるいは同様の材料でメッキされる。
プレート22および第2サイド・プレート24を結合する。第1サイド・プレー
ト22および第2サイド・プレート24は、ろう付け法でチューブ26に結合し
てある。組立時に使用するろう付け合金は、約1,750°Fを上回る温度に達
し、自由に流れることができる。使用するろう付け合金の一例は、ニッケル・ベ
ース合金である。したがって、このろう付け温度で、チューブ26上のニッケル
・メッキは、チューブ26の銅との冶金結合部を形成することになり、それによ
って、ニッケル・メッキが銅チューブから剥がれることを防止する。さらに、こ
のろう付け温度では、銅チューブの形成と関連する残留応力が除去されることに
なる。
イド・プレート22、第2サイド・プレート24の垂直隔壁28、30間で、チ
ューブ26の一部、第1サイド・プレート22の一部および第2サイド・プレー
ト24の一部に見いだされる。第1サイド・プレート22および第2サイド・プ
レート24をろう付け法でチューブ26に結合した場合、ろう付けジョイント5
0が形成される。ろう付けジョイント50は、図3に斜線で示してある。ろう付
けジョイント50は、チューブ26と、第1サイド・プレート22、第2サイド
・プレート24の垂直隔壁28、30間の第1サイド・プレート22、第2サイ
ド・プレート24との間に形成されている。蒸発器プレート・アッセンブリ20
の片側あたり約110個のろう付けジョイント50があり、全部で約220個の
ろう付けジョイント50がある。さらに、蛇行状で、扁平あるいは丸くてもよい
チューブ26の両側に氷片が形状され得るように、第1サイド・プレート22、
第2サイド・プレート24およびチューブ26を組み立てる。
て多数のチャネル52を形成している。第2サイド・プレート24に一体に形成
した垂直隔壁30も同様に互いに隔たっていて多数のチャネル54を形成してい
る。第1サイド・プレート22上のチャネル52および第2サイド・プレート2
4上のチャネル54は、氷片形成のための特別の場所を構成する。図3〜5に示
すように、ろう付けジョイント50は、チャネル52、54内に形成される。
る。この向上した強度は、水が蒸発器の内面に漏れた場合に蒸発器プレート・ア
ッセンブリ20が分離するのを防ぐ。さらに、ろう付けジョイント50の結果と
して、蒸発器プレート・アッセンブリ20は、ハンダ方法または他の種々の結合
方法で組み立てた蒸発器よりも結合強度が大きい。 上記の詳細な説明では本発明の好ましい実施例を説明したが、本発明が添付特
許請求の範囲の適切な範囲および公平な意味から逸脱することなく修正、変更、
変形し得ることは了解できよう。
視図である。
Claims (18)
- 【請求項1】 製氷機であって、ハウジングと、このハウジング内に配置さ
れた冷凍システムとを包含し、この冷凍システムが、蒸発器プレート・アッセン
ブリを包含し、この蒸発器プレート・アッセンブリが、第1サイド・プレート、
この第1サイド・プレートに固着した蛇行チューブおよびこの蛇行チューブに固
着した第2サイド・プレートを包含し、前記第1サイド・プレートおよび前記第
2サイド・プレートが、ろう付け法で前記蛇行チューブに固着してあり、前記蛇
行チューブが、めっきした表面を有し、前記ろう付け法が、前記蛇行チューブの
形成中に生じる残留応力を軽減するろう付けジョイントを形成し、また、前記蛇
行チューブと前記めっき面との間に冶金結合部を形成することを特徴とする製氷
機。 - 【請求項2】 請求項1に記載の製氷機において、前記第1のプレートおよ
び前記第2のプレートが、ステンレス鋼シートで形成してあることを特徴とする
製氷機。 - 【請求項3】 請求項2に記載の製氷機において、前記蒸発器プレート・ア
ッセンブリが、さらに、前記第1サイド・プレートに接続している複数の第1隔
壁と、前記第2サイド・プレートに接続している複数の第2隔壁とを包含するこ
とを特徴とする製氷機。 - 【請求項4】 請求項3に記載の製氷機において、前記複数の第1隔壁が、
前記第1サイド・プレートに一体に形成してあり、前記複数の第2隔壁が、前記
第2サイド・プレートに一体に形成してあることを特徴とする製氷機。 - 【請求項5】 請求項1に記載の製氷機において、前記蛇行チューブが、銅
で形成してあることを特徴とする製氷機。 - 【請求項6】 請求項5に記載の製氷機において、前記蛇行チューブが、さ
らに、前記蛇行チューブの下部と流体連通する冷媒入口部と、前記蛇行チューブ
の上部と流体連通する冷媒放出口部とを包含することを特徴とする製氷機。 - 【請求項7】 請求項1に記載の製氷機において、前記ろう付け法が、さら
に、1,750°Fを超える溶融温度を有するろう付け合金を包含することを特
徴とする製氷機。 - 【請求項8】 請求項1に記載の製氷機において、前記蒸発器プレート・ア
ッセンブリが、全部で約220個のろう付けジョイントを包含することを特徴と
する製氷機。 - 【請求項9】 請求項1に記載の製氷機において、前記第1サイド・プレー
トの形状寸法および前記第2サイド・プレートの形状寸法が、独特な形状での氷
片の形成を促進することを特徴とする製氷機。 - 【請求項10】 第1サイド・プレートと、この第1サイド・プレートに固
着した蛇行チューブと、この蛇行チューブに固着した第2サイド・プレートとを
包含する蒸発器プレート・アセンブリであって、前記第1サイド・プレートおよ
び前記第2サイド・プレートが、ろう付け法で前記蛇行チューブに固着してあり
、前記蛇行チューブが、めっき面を有し、前記ろう付け法が、前記蛇行チューブ
の形成中に生じる残留応力を軽減するろう付けジョイントを形成し、また、前記
蛇行チューブと前記めっき面との間に冶金結合部を形成することを特徴とする蒸
発器プレート・アセンブリ。 - 【請求項11】 請求項10に記載の蒸発器プレート・アセンブリにおいて
、前記第1、第2のサイド・プレートが、ステンレス鋼シートで形成してあるこ
とを特徴とする蒸発器プレート・アセンブリ。 - 【請求項12】 請求項11に記載の蒸発器プレート・アセンブリにおいて
、さらに、前記第1サイド・プレートに接続している複数の第1隔壁と、前記第
2サイド・プレートに接続している複数の第2隔壁とを備えていることを特徴と
する蒸発器プレート・アセンブリ。 - 【請求項13】 請求項12に記載の蒸発器プレート・アセンブリにおいて
、前記複数の第1隔壁が前記第1サイド・プレートに一体に形成してあり、前記
複数の第2隔壁が前記第2サイド・プレートに一体に形成してあることを特徴と
する蒸発器プレート・アセンブリ。 - 【請求項14】 請求項10に記載の蒸発器プレート・アセンブリにおいて
、前記蛇行チューブが銅で形成してあることを特徴とする蒸発器プレート・アセ
ンブリ。 - 【請求項15】 請求項14に記載の蒸発器プレート・アセンブリにおいて
、前記蛇行チューブが、さらに、前記蛇行チューブの下部と流体連通する冷媒入
口部と、前記蛇行チューブの上部と流体連通する冷媒放出口部とを包含すること
を特徴とする蒸発器プレート・アセンブリ。 - 【請求項16】 請求項10に記載の蒸発器プレート・アセンブリにおいて
、前記ろう付け法が、さらに、華氏1,750度を超える溶融温度を有するろう
付け合金を包含することを特徴とする蒸発器プレート・アセンブリ。 - 【請求項17】 請求項10に記載の蒸発器プレート・アセンブリにおいて
、前記ろう付けジョイントが全部で約220個であることを特徴とする蒸発器プ
レート・アセンブリ。 - 【請求項18】 請求項10に記載の蒸発器プレート・アセンブリにおいて
、前記第1サイド・プレートの形状寸法および前記第2サイド・プレートの形状
寸法が、独特な形状での氷片の形成を促進することを特徴とする蒸発器プレート
・アセンブリ。
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