JP2006017401A - セル方式の製氷機 - Google Patents

Abstract

【課題】製氷過程の終段において、製氷水の戻り穴が氷で狭まることに起因する角氷の白濁を解消し、全体が透明で外観形状にばらつきのない良質の角氷を確実に生成できるセル方式の製氷機を提供する。
【解決手段】製氷ケース１０、給水トレー１１、水タンク１２、およびポンプ１４などで製氷ユニットを構成する。給水トレー１２の上面に、一群のノズル穴３７と戻り穴３８とを各セル１７に対応して形成する。ノズル穴３７の上面周縁と戻り穴３８との間には、排水凹部３９を形成して、氷結しなかった製氷水を排水凹部３９で戻り穴３８へ向かって確実に流下案内できるようにする。戻り穴３８の開口縁がセル１７内で成長した角氷の下面で塞がれたとしても、製氷過程が完全に終了するまで、氷結しなかった製氷水をノズル穴３７の周縁に臨む排水凹部３９で戻り穴３８へ確実に流下案内できるので、角氷の下面が白濁するのを一掃できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、下向きに開口するセルの周壁を冷媒で冷却し、セルに向かって製氷水を噴出供給しながら角氷を生成するセル方式の製氷機に関する。

セル方式の製氷機においては、一群のセルを形成してある製氷ケースの下面に、製氷水を噴出供給する給水トレーを対向状に配置して製氷する。給水トレーには、セルに向かって製氷水を噴出供給する一群のノズル穴が開口しており、ノズル穴に隣接して、氷結しなかった製氷水をタンクへ戻す戻り穴を有する。この種の製氷機は、例えば特許文献１に公知である。

製氷ケースの下面に給水トレーを接触させた状態で製氷を行うセル方式の製氷機においては、製氷過程の終了間際に、成長した氷の下面によって製氷水の戻り穴が狭められ、最悪の場合には穴全体が塞がれてしまう。このように戻り穴が狭められ、あるいは穴全体が塞がれてしまうと、氷結しなかった製氷水が給水トレーの上面に滞留し、その内部に含まれる不純物や空気が、角氷の下面側に閉じ込められて白濁する。こうした角氷の白濁を防ぐために、特許文献２では、給水トレーの上面に一群のノズル筒を突設し、給水トレーの上面全体を上面板で覆っている。上面板は、その上面がノズル筒の上端面と面一になる状態で配置してあり、板面にノズル筒まわりを囲むリング状の戻り穴が形成されている。

特開平５−３１２４４６号公報（段落番号０００７、図２） 実開平６−５１７６３号公報（段落番号０００８、図２）

特許文献２の製氷機においては、戻り穴がノズル筒を囲む状態でリング状に形成してあるので、氷結しなかった製氷水は確実にタンクへ戻すことができる。しかし、製氷過程の終段において、成長した氷の下面によって戻り穴が狭められるのを防止できるわけではなく、依然として氷の一部に白濁が生じるのを避けられなかった。因みに、水が氷結する過程では、水のみが凍って不純物を排除する特質があり、セル内の氷が流水と接触している限りは透明な氷を生成できる。しかし、氷結しなかった製氷水や、滞留水には、不純物や空気が含まれていることが多く、速やかにタンク側へ排出する必要があるにもかかわらず、上記のように、角氷で戻り穴が狭まる状況下では、その実現が困難であった。

本発明の目的は、製氷水の戻り穴が氷で狭まることに起因する角氷の白濁を解消し、全体が透明で外観形状にばらつきのない良質の角氷を確実に生成できるセル方式の製氷機を提供することにある。本発明の目的は、給水トレーのノズル穴と戻り穴とを含む給排水構造を改良するだけの比較的簡単な変更で、戻り穴が氷で狭まるのを解消でき、したがって構造変更に伴う製造コストの増加をみることなく角氷の白濁を解消できるセル方式の製氷機を提供することにある。

本発明の製氷機は、図３〜図５に示すごとく、製氷室２の内部に、下向きに開口する一群のセル１７を備えた製氷ケース１０と、製氷ケース１０の下面側に対向配置されて、各セル１７に向かって製氷水を噴出供給する給水トレー１１と、製氷水を貯留する水タンク１２と、水タンク１２内の製氷水を給水トレー１１に加圧送給するポンプ１４とを備えている。給水トレー１２の上面には、図１に示すごとく各セル１７に対応して、製氷水を噴出供給する一群のノズル穴３７と、氷結しなかった水をタンクへ戻す戻り穴３８とが隣接する状態で開口しており、ノズル穴３７の上面周縁と戻り穴３８との間に、氷結しなかった水を戻り穴３８へ向かって流下案内する排水凹部３９が形成してあることを特徴とする。

給水トレー１１は、下向きに開口するトレー本体２０と、トレー本体２０の上壁内面に固定されて、トレー本体２０と協同して通水路Ｒを形成する水路枠２１とを含み、トレー本体２０の上壁には、ノズル穴３７と、ノズル穴３７を挟んで対向配置される一対の戻り穴３８と、ノズル穴３７の上面開口縁から戻り穴３８の中途部へ向かって下り傾斜する一対の排水凹部３９とが各セル１７に対応して設けられている。

戻り穴３８の開口径は、ノズル穴３７の開口径より充分に大きく設定し、排水凹部３９は戻り穴３８の開口径と同じ幅の断面コ字状の溝で形成されている。その排水凹部３９は、その長手方向中心が給水トレー１１の上壁の傾斜に沿うように形成することができる。

本発明では、製氷ケース１０、給水トレー１１、水タンク１２、およびポンプ１４などで製氷ユニットを構成し、給水トレー１２の上面に、一群のノズル穴３７と戻り穴３８とを各セル１７に対応して形成した。そのうえで、ノズル穴３７の上面周縁と戻り穴３８との間に排水凹部３９を形成して、氷結しなかった製氷水を排水凹部３９で戻り穴３８へ向かって確実に流下案内できるようにしたので、氷結しなかった製氷水は速やかに水タンク１２へ還流できる。しかも、戻り穴３８の開口縁がセル１７内で成長した角氷の下面で塞がれたとしても、氷結しなかった製氷水を製氷過程が終了するまで、ノズル穴３７の周縁に臨む排水凹部３９で戻り穴３８へ確実に流下案内できる。

このように本発明の製氷機によれば、製氷過程が終了するまで、排水凹部３９によってノズル穴３７の周囲空間と戻り穴３８との連通状態を維持し続けて、ノズル穴３７から噴出された製氷水を、排水凹部３９を介して戻り穴３８へ確実に流下案内できるので、不純物や空気を含む滞留水が角氷の下面側に閉じ込められて白濁するのを解消し、全体が透明で、外観形状にばらつきのない良質の角氷を確実に生成できる。

下向きに開口するトレー本体２０と、トレー本体２０の上壁内面に固定される水路枠２１とで給水トレー１１を構成し、両者の接合面間に通水路Ｒが形成されていると、他の給水トレー構造を採用する場合に比べて、ノズル穴３７、一対の戻り穴３８、および一対の排水凹部３９をトレー本体２０の成形時に一括して形成できるので、これらの給排水構造を正確にしかも低コストで形成できる。給排水構造を一括してトレー本体２０側に形成するので、水路枠２１の構造と、トレー本体２０と水路枠２１との接合構造を簡素化でき、その分だけ給水トレー１１の信頼性が向上する。

ノズル穴３７の開口周縁から戻り穴３８の中途部へ向かって、下り傾斜する一対の排水凹部３９を形成してあると、排水凹部３９に臨むノズル穴３７の周囲壁の厚みが極端に小さくなるのを避けることができるので、排水凹部３９を形成することに伴うノズル穴３７の周囲壁の強度が低下するのを防止できる。ノズル穴３７の開口周縁を上側始端にして排水凹部３９が形成されていると、製氷過程が終了するまで、ノズル穴３７を排水凹部３９に連通させて、氷結しなかった製氷水を確実に戻り穴３８へ流下案内できる。ノズル穴３７と一対の戻り穴３８とを備えた従来のトレー本体２０の場合には、その成形用金型の一部を修正することで排水凹部３９を付加形成できるので、構造変更に伴う製造コストの増加を伴うことなく角氷の白濁を解消できる利点もある。

戻り穴３８の開口径をノズル穴３７の開口径より充分に大きく設定し、戻り穴３８の開口径と同じ幅の断面コ字状の溝で排水凹部３９を形成してあると、製氷過程において氷結しなかった製氷水は、排水凹部３９内へ効果的に流下させ、戻り穴３８を介して水タンク１２へ速やかに戻すことができるので、給水トレー１１の上面における製氷水の滞留をさらに確実に防止できる。断面コ字状の溝で排水凹部３９が形成されていると、例えば同じ深さの断面Ｕ字状の溝で排水凹部３９を形成する場合に比べて、排水凹部３９の容積を増加できる利点もある。

排水凹部３９の長手方向中心が、給水トレー１１の上壁の傾斜に沿うように形成されていると、離氷時に屑氷が引っ掛かる個所を、排水凹部３９の長手方向の溝端部に限ることができるので、戻り穴３８や排水凹部３９の開口縁に氷屑が氷着していたとしても、屑氷を効果的に融解し流下させることができ、屑氷の除去に要する離氷水も節約できる。

（実施例） 図１ないし図８は本発明に係るセル方式の製氷機の実施例を示す。図２および図３において製氷機は縦長角箱状の本体ケース１を有し、断熱壁で囲まれる本体ケース１の内部が、その大半を占める上側の製氷室２と、ケース下部の機械室３とに区分されていて、製氷室２の前面開口を上開き型のドア４で開閉できる。機械室３の内部には、圧縮機５、凝縮器６などの冷凍機器を収容してあり、製氷室２の上部には製氷ユニットを配置してある。

図３および図４において製氷ユニットは、製氷室２の上端寄りに固定したユニットベース９を基本構造体にして構成してあり、ユニットベース９の下面に固定される製氷ケース１０と、製氷ケース１０の下面側に対向配置されて、各セル１７に向かって製氷水を噴出供給する給水トレー１１と、製氷水を貯留する水タンク１２と、余剰製氷水や離氷時の洗浄水などを流下案内する排水パン１３と、水タンク１２内の製氷水を給水トレー１１に加圧送給するポンプ１４と、給水トレー１１および水タンク１２を上下に傾動操作する姿勢切り換え機構と、水タンク１２に製氷水を供給し、あるいは離氷水を供給する給水管１５とで構成されている。

図５において製氷ケース１０は、下向きに開口する四角皿状の容器からなり、その内部に下向きに開口する一群のセル１７を区画してある。各セル１７は、金属板材を格子状に組んで構成する。製氷ケース１０の上面には、製氷ケース１０を氷点以下にまで冷却する冷媒配管１８が密着配置してある。なお、離氷過程では冷媒配管１８にホットガスを送給して製氷ケース１０を加熱し、セル１７と角氷との分離を促進する。

各セル１７の天壁内面には、必要に応じて鋳型ブロックを一体に形成することができる。鋳型ブロックを備えたセル１７で角氷を形成すると、その周面に文字、マーク、模様などを凹み、または突起として形成できるので、角氷を添えることによって飲み物や冷温食品の興趣を増すことができる。

給水トレー１１は、下向きに開口するトレー本体２０と、トレー本体２０の上壁内面に接着固定されて、トレー本体２０と協同して通水路Ｒを形成する水路枠２１とで構成されており、トレー本体２０の下面に水タンク１２が一体に締結固定してある。図４および図５に示すように、トレー本体２０の側端には、プレス金具からなる揺動アーム２２を固定してあり、揺動アーム２２の上端をユニットベース９で一対のピン２３を介して軸支することにより、給水トレー１１と水タンク１２とが、製氷姿勢と離氷姿勢とに揺動変位できるようにしてある。

水タンク１２は、揺動先端へ向かって登り傾斜する角皿状のプラスチック成形品からなり、その内奥側の周壁下面に余剰水を排出する排水口２５が形成されている。排水口２５から排出された余剰水は、排水パン１３を介して機外へ流れ下ちる。

揺動アーム２２側のタンク下面の隅部には凹部２７を形成してあり、この凹部２７内にポンプ１４を配置する。ポンプ１４は、揺動アーム２２の下面に固定したブラケット２８に装着されていて、その吸込み口が水タンク１２に連通しており、吐出口が給水トレー１１の通水路Ｒに連通している。水タンク１２の下方に設けた排水パン１３は、余剰製氷水と、離氷時に主として給水トレー１１から流下する水を受け止めて排水する。これにより、製氷室２に貯留されている角氷どうしが、給水トレー１１から滴り落ちた水によって再氷結するのを防ぐ。

給水トレー１１および水タンク１２を製氷姿勢と離氷姿勢とに切り換え操作するために姿勢切り換え機構が設けられている。図４および図７において姿勢切り換え機構は、給水トレー１１の揺動先端に臨む状態でユニットベース９に固定されるモーター３０と、減速機３１と、減速機３１の出力軸に固定される一対の駆動アーム３２と、給水トレー１１に固定した一対のばね受ピン３３と各駆動アーム３２との間に掛け止め装着された一対の引っ張りコイル形のばね３４などで構成する。

図４において時計の文字盤を位置基準とするとき、駆動アーム３２の先端が１２時の位置にあるときは（実線状態）、給水トレー１１および水タンク１２は製氷姿勢に維持され、駆動アーム３２が半時計回転方向へ回動して、その先端が概ね７時の位置にあるとき（想像線で示す状態）、給水トレー１１および水タンク１２はピン２３まわりに自重で下降揺動して離氷姿勢に切り換わる。この状態から、駆動アーム３２を１２時の位置まで回動させると、給水トレー１１および水タンク１２はピン２３まわりに上昇揺動して製氷姿勢に復帰する。

給水管１５は、給水トレー１１の上方の、製氷ケース１０と揺動アーム２２との間の空間に配置されており、その管壁には一定間隔おきに散水口を開口してある。給水管１５は電磁弁３５と通水管とを介して水道に接続する。電磁弁３５を開閉することにより、トレー本体２０の上壁に向かって製氷水を供給し、あるいは離氷水を供給できる。

上記構成の製氷機において、トレー本体２０は以下のように構成することによって、製氷水の戻り穴３８が氷で狭まることに起因する角氷の白濁を解消する点に本発明の特長がある。

図１および図６においてトレー本体２０の上壁には、各セル１７に対応する位置に、給排水対を縦横に直線列状を形成する状態で配置する。給排水対は、製氷水を噴出供給するノズル穴３７と、ノズル穴３７を挟んで対向配置される一対の戻り穴３８とからなる。ノズル穴３７は水路枠２１で区画される通水路Ｒに連通しており、戻り穴３８は水路枠２１の枠外部分に貫通状に形成した。一対の戻り穴３８の中心を結ぶ線と、水路枠２１の長手方向中心線とは互いに直交している。

セル１７に向かってノズル穴３７から製氷水を噴出させたとき、氷結しなかった製氷水を戻り穴３８へ向かって流下案内するために、図１に示すように、ノズル穴３７の上面開口縁から戻り穴３８の中途部へ向かって下り傾斜する排水凹部３９を形成する。排水凹部３９は戻り穴３８の開口径と同じ幅の断面コ字上の溝で形成してあり、排水凹部３９と戻り穴３８の境界部分は、１mmの半径値で丸めてある。

先に説明したように、通水路Ｒを水路枠２１とトレー本体２０の上壁とで区画する関係で、ノズル穴３７と、戻り穴３８と、排水凹部３９とは、いずれもトレー本体２０の成形時に鋳抜き形成する。氷結しなかった製氷水を速やかに流下させるために、ノズル穴３７の開口径が1.５mmであるのに対し、戻り穴３８の開口径は４mmと充分に大きく設定した。

以上のようにノズル穴３７と戻り穴３８との間に排水凹部３９が形成されていると、セル１７内で成長した氷塊に衝突して氷結しなかった製氷水は、排水凹部３９に落とし込んで戻り穴３８へ速やかに流下排出できるので、トレー本体２０の上壁上面における製氷水の滞留を解消できる。さらに、製氷過程の終段において、セル１７内の氷塊が、トレー本体２０の上壁に接触するまで成長して、戻り穴３８の開口縁が氷塊の下面で塞がれたとしても、排水凹部３９によってノズル穴３７と戻り穴３８との連通状態を維持し続けるので、ノズル穴３７から噴出された製氷水の全てを排水凹部３９を介して戻り穴３８へ確実に流下案内できる。製氷過程が終了した時点では、氷塊の下面中央部分はノズル穴３７と僅かな隙間を介して対向している。

離氷過程では、冷媒配管１８にホットガスを送給して製氷ケース１０を加熱し、セル１７の周壁と角氷との界面を融解させることにより、角氷の分離を促進する。製氷ケース１０を加熱して所定時間が経過した状態で、姿勢切り換え機構のモーター３０を作動させて、駆動アーム３２を反時計回転方向へ回動変位させて、給水トレー１１および水タンク１２を、下り傾斜状の離氷姿勢に切り換える。同時に、電磁弁３５（図５参照）を切り換えて給水管１５から離氷用の水を給水トレー１１の上面に供給する。

これにより、角氷は各セル１７から抜け出し、給水トレー１１の上壁に案内されて滑り落ち、製氷室２に貯留される。給水トレー１１の上壁に付着した氷屑は、給水管１５から供給される離氷水で洗い流され、離氷水とともに排水パン２９を介して機外へ排出される。図６に示すように、全ての排水凹部３９は、その長手方向中心が給水トレー１１の上壁の傾斜に沿うように配置してある。そのため、戻り穴３８や排水凹部３９の開口縁に氷屑が氷着していたとしても、氷屑を効果的に融解し流下させることができる。因みに、排水凹部３９の長手方向中心が、給水トレー１１の揺動中心と平行である場合には、氷屑が戻り穴３８や排水凹部３９の開口縁に引っ掛かりやすく、その除去に多量の離氷水を供給する必要があり不経済である。

給水トレー１１および水タンク１２が離氷姿勢に切り換えられると、水タンク１２内に残る、不純物を多く含む製氷水が排水口２５から排水パン１３へ排出される。一連の離氷動作が終了すると、給水トレー１１および水タンク１２は製氷姿勢に復帰操作されて、トレー本体２０の上壁が製氷ケース１０の下面と対向する。

製氷過程では、給水管１５から新規な製氷水が給水トレー１１の上面に供給される。製氷水は、戻り穴３８を介して水タンク１２へ流下し、必要量がタンク内に貯留される。また、冷媒配管１８に冷媒を循環送給して製氷ケース１０を冷却しながら、ポンプ１４を起動して水タンク１２内の製氷水を通水路Ｒへ加圧送給し、ノズル穴３７からセル１７内へ噴出させる。以後は製氷過程と離氷過程とを交互に行って角氷を連続的に生成する。

定期的な保守作業、あるいは機器故障に応じて、機械室３の内部に設けた圧縮機５、凝縮器６などの冷凍機器の点検や、交換修理などを行う必要がある。従来の製氷機では、圧縮機や凝縮器などの機器類を架台に固定し、架台を本体ケースに締結固定していた。そのため、点検保守や交換修理などを行う場合には、本体ケースの側面に開口したサービス開口から作業するしかなく、作業がしにくいのはもちろんのこと、作業に多くの手間が掛かる不具合があった。

上記のような保守作業や修理作業が簡便に行えるようにするために、この実施例では、図８に示すように、圧縮機５や凝縮器６などが固定される架台７を、本体ケース１の前方へ抜き出せるようにした。さらに、冷凍機器と冷媒配管１８とを連通する冷媒用管路４２と、給水管１５に連通する水用管路４３とは、架台７の後部において螺旋ループ状に巻き込んで、架台７を出し入れするとき、冷媒用管路４２および水用管路４３のそれぞれが拡縮変形して、冷凍機器の出入れに伴う寸法変化を吸収できるようにした。

このように圧縮機５や凝縮器６などを、架台７とともに本体ケース１の前方へ抜き出せるようにすると、必要に応じて圧縮機５や凝縮器６などをケース外面に露出させて、より簡便に点検保守や交換修理などが行え、設置現場でのメンテナンス作業を短時間で行える。製氷機の左右に厨房機器が設置してある場合でも、支障なく点検作業などを行える。なお、一連の作業が終了したら、冷凍機器を架台７ごと機械室３に収納したのち、その前面を機器室カバー４４で覆う。

上記の実施例以外に、排水凹部３９は図９および図１０に示すように構成することができる。図９では、ノズル穴３７の開口周縁を頂点にして、その周囲に円錐状の排水凹部３９を形成し、通水路Ｒを挟む排水凹部３９の底側２箇所に戻り穴３８を形成した。このように、排水凹部３９が円錐状に形成されていると、セル１７内の氷塊に衝突して跳ね返った製氷水は、ノズル穴３７の全周領域において速やかに排水凹部３９へ流下し、製氷過程終段において、角氷の下面と対向するトレー本体２０の上壁における製氷水の滞留をよく防止できる。

図１０においては、戻り穴３８を弦月状に形成して、ノズル穴３７と戻り穴３８との間に、戻り穴３８へ向かって下り傾斜する排水凹部３９を設けるようにした。両排水凹部３９の周縁形状は半円状となり、ノズル穴３７の開口縁から伸びる分水縁４６によって区分される。このように、戻り穴３８が弦月状に形成されていると、戻り穴３８の断面積を増加して流下排水量を増やすことができる。また、跳ね返った製氷水をノズル穴３７の全周領域において速やかに排水凹部３９へ流下できるので、製氷過程終段において、角氷の下面と対向するトレー本体２０の上壁に製氷水が滞留するのをよく防止できる利点もある。

上記以外に、排水凹部３９は、ノズル穴３７から排水凹部３９へ向かって下拡がり状の溝で形成することができる。トレー本体２０と水路枠２１とは接着固定する以外に、例えば締結固定してあってもよい。排水凹部３９の底面は、凹弧面や突弧面で形成することができる。戻り穴３８は、各セル１７の内面四隅と対向する位置に設けることができ、その場合には、ノズル穴３７の周縁と４個の戻り穴３８とを、下り傾斜する排水凹部３９で連続させるとよい。

給水トレーにおける給排水構造を示す斜視図である。 製氷機の外観斜視図である。 製氷機の縦断正面図である。 製氷ユニットの正面図である。 製氷ユニットの縦断正面図である。 給水トレーにおける給排水構造を示す縦断正面図である。 姿勢切り換え機構を示す側面図である。 冷凍機器の出入れ構造を示す概略側面図である。 排水凹部の別の実施例を示す平面図と断面図である。 排水凹部のさらに別の実施例を示す平面図と断面図である。

符号の説明

２ 製氷室
１０ 製氷ケース
１１ 給水トレー
１２ 水タンク
１４ ポンプ
１７ セル
２０ トレー本体
２１ 水路枠
３７ ノズル穴
３８ 戻り穴
３９ 排水凹部

Claims (4)

1. 製氷室２の内部に、下向きに開口する一群のセル１７を備えた製氷ケース１０と、製氷ケース１０の下面側に対向配置されて、各セル１７に向かって製氷水を噴出供給する給水トレー１１と、製氷水を貯留する水タンク１２と、水タンク１２内の製氷水を給水トレー１１に加圧送給するポンプ１４とを備えており、
   給水トレー１２の上面には、各セル１７に対応して、製氷水を噴出供給する一群のノズル穴３７と、氷結しなかった水をタンクへ戻す戻り穴３８とが隣接する状態で開口しており、
   ノズル穴３７の上面周縁と戻り穴３８との間に、氷結しなかった水を戻り穴３８へ向かって流下案内する排水凹部３９が形成してあることを特徴とするセル方式の製氷機。
2. 給水トレー１１が、下向きに開口するトレー本体２０と、トレー本体２０の上壁内面に固定されてトレー本体２０と協同して通水路Ｒを形成する水路枠２１とを含み、
   トレー本体２０の上壁に、ノズル穴３７と、ノズル穴３７を挟んで対向配置される一対の戻り穴３８と、ノズル穴３７の上面開口縁から戻り穴３８の中途部へ向かって下り傾斜する一対の排水凹部３９とが、各セル１７に対応して設けられている請求項１記載のセル方式の製氷機。
3. 戻り穴３８の開口径が、ノズル穴３７の開口径より充分に大きく設定されており、
   排水凹部３９が、戻り穴３８の開口径と同じ幅の断面コ字状の溝で形成されている請求項１または２記載のセル方式の製氷機。
4. 排水凹部３９の長手方向中心が、給水トレー１１の上壁の傾斜に沿って形成されている請求項２または３記載のセル方式の製氷機。

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