JP2006023063A

JP2006023063A - 製氷装置

Info

Publication number: JP2006023063A
Application number: JP2004231712A
Authority: JP
Inventors: Taku Kawanami; 卓川波
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-07-10
Filing date: 2004-07-10
Publication date: 2006-01-26

Abstract

【課題】従来の製氷装置ではスクレッパーと称する回転羽根が軸心と平行に取り付けられ、生成された氷を機械的に掻き取るようになっているので、掻き取られたシャーベット氷は海水又は塩水の流速の力によって排出される筈が、回転羽根の周速が早くかつ羽根が軸心と平行のために、生成されたシャーベット氷は回転羽根の根元の方に滞留し易くなること、これが時間と伴に内円筒の内壁にまで増大すること、これにより熱交換が行われなくなりシャーベット氷が生成しなくなること、ひいては詰まったシャーベット氷により摩擦抵抗が大きくなりギャモーターがトリップする等の課題があった。
【解決手段】スクリュー式の回転羽根を採用することにより、スクリュー自身の回転により軸方向の流速が増分され、掻かれたシャーベット氷が排出し易くなる。これによりシャーベット氷が製氷機内に滞留することも無く、又ギャモーターのトリップも無くなり、信頼性向上とランニングコストが大幅に低減できた。
【選択図】図２

Description

本発明は農水産あるいはその加工分野で冷却や鮮度保持の用途に使用するシャーベット氷の製造方法に関するものである。

ここで、図５は従来一般に用いられるシャーベット氷製氷システムである。図において、１はシャーベット氷の製氷装置、２は氷タンク、７は配管内を流れる海水又は塩水、４は海水又は塩水を氷タンク２へ注入するための取水ポンプ、５は氷タンク２から製氷装置１に海水又は塩水７を循環させるポンプ、３はコンデンシングユニット、９は配管内を流れる冷媒である。

図３は従来の代表的なスクレッパー式回転羽根を持った回転体の概略図を示し、１０はスクレーパー式回転羽根、１１はスクレーパー回転羽根の支持棒、１２は回転本体、１３は支持棒をサポートするリブである。また、図４は従来のスクレッパー式の回転体の断面を示し、９は冷媒、６は生成されたシャーベット氷、１５は外円筒、１６は内円筒、１７は内円筒の内壁に生成された氷である。

次に、図５と図４により動作について説明する。海水又は塩水７が取水ポンプ４により氷タンク２に送られて蓄えられる。氷タンク２に蓄えられた海水又は塩水７は循環ポンプ５により製氷装置１に送られ内円筒１６の内側を流れる。海水又は塩水７は内円筒１６の外側で蒸発する冷媒９により冷却されてその一部は氷１７となり、製氷装置１の内部に設置されたスクレーパー式回転羽根１０により掻き取られシャーベット氷６となって氷タンク２へ吐き出される。こうして、氷タンク２の海水又は塩水７は循環冷却されて、次第に氷の割合を増やしていく。

従来の製氷装置において、氷を掻き取る方法について詳しく説明する。図４において、外円筒１５と内円筒１６の間にはコンデンシングユニット３から送られた冷媒９が膨張弁８にて減圧され、外円筒１５と内円筒１６の間に流れ込み、内円筒１６の内側を流れる海水又は塩水７より熱を奪って蒸発する。この海水又は塩水７の温度が概ね−２℃以下になると内円筒１６の内壁に氷１７が生成され、スクレッパー式回転羽根１０で掻き取られるようになる。掻き取られた氷は内円筒１６を流れる海水又は塩水７と混合しながら氷タンク２に送られ貯蔵される。こうして氷タンク２に蓄えられる氷はシャーベット状をしており、時間の経過とともにシャーベット氷６の割合が増えていく。

解決しようとする問題点は、従来の製氷装置ではスクレッパーと称する回転羽根が軸心と平行に取り付けられ、内円筒の内壁に生成された氷を回転しながら機械的に掻き取るようにしている。掻き取られたシャーベット氷は内円筒を流れる海水あるいは塩水の流速の力によってのみ氷タンクへ吐き出される構造になっている。このために、
（１）スクレッパーの周速が循環ポンプによって吐き出される海水又は塩水の流速より早いと、掻き取られたシャーベット氷はスクレッパーの根元の方に蓄積され易くなり、一度溜まりだすと内円筒の内壁にまで増大する。
概ね、シャーベット氷の粒子を０．１ｍｍに保つためには羽根枚数にもよるが、スクレッパーの周速は０．６〜２．０ｍ／ｓ、海水又は塩水の流速は０．１〜０．６ｍ／ｓ程であり、スクレッパー速度に比べて遅い。
（２）又、回転羽根を取り付けるための支持棒やリブの形状によっては、スクレッパーの根元部分で流れの滞留や乱流が生じて、なお更シャーベット氷が詰まり易くなる。
（３）しかも、粒度が０．１ｍｍのシャーベット氷は氷同士が引っ付き易い性質があり一度氷同士が付き出すと膨れ上がる傾向がある。
（４）これにより、氷が内円筒の内壁に詰まり出すと、熱伝達率が極端に悪くなり海水と冷媒の熱交換が出来なくなりシャーベット氷が生成しなくなる。
（５）この状態で更に運転を続けると回転体の全周に渡ってシャーベット氷が張付き、内円筒との摩擦抵抗が大きくなり、製氷装置を回転するギアモーターが過負荷になりトリップするというトラブルに発展する。
（６）シャーベット氷が詰まると、製氷装置を開放してシャーベット氷を取り除くか、又は定温の海水又は塩水を入れ替えてシャーベット氷を溶解した後に再度製氷することになる。
等の問題があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、軸心に平行な回転羽根に代り、スクリュー式の回転羽根によってシャーベット氷を掻き取るようにしたものである。
この狙いは
（１）スクリュー式回転羽根は自身が回転することにより、リード角に相応する分力により海水又は塩水に軸方向の流速が加えられる。
（２）スクリュー式はリードにより流路面積や氷を掻く角度を、又条数を増やすことによりピッチを自由に変化できるので、海水又は塩水の流速を早めたり、氷を切削する力を低減できる。
（３）従って、塩分濃度が２％以下になると急激に氷の硬度が高くなり切削力が必要になるが、スクリー式回転羽根は塩分濃度変化にも対応できる。
以上の事から、氷をスムーズに掻く事が可能となり、生成されたシャーベット氷も内円筒に滞留する事も無く氷タンクに排出できるようになった。

本発明の結果、次のような効果が得られる。
（１）生成されたシャーベット氷が製氷機の内円筒に滞留することを防止できた。
（２）常時、安定したシャーベット氷の生成が可能となった。
（３）シャーベット氷の滞留によるギャモーターのトリップも無くなった。
以上より、製氷装置の信頼性向上とランニングコストの低減につながった。

発明の実施するための最良の形態

以下、この発明の実施の形態例を図に基づいて説明する。
図１は本発明によるシャーベット氷製氷装置の断面構造と冷媒および海水又は塩水の流れを示す図である。図において２０は回転羽根１４を駆動するための減速装置付きギアモーター、１８ａ，１８ｂは回転羽根１４の両端に取り付けられたメカニカルシール、１５は製氷機の外円筒、１６は製氷機の内円筒、１７は内円筒１６の内壁表面に生成された氷である。
図２は本発明によるスクリュー式回転羽根の断面拡大図である。図において、１９はスクリュー先端で氷を掻いている状況を示し、２１は海水又は塩水７の流速がスクリューによって更に軸方向の流速が増分されている状況である。

次に動作について図１と図２で説明する。スクリュー式回転羽根１４は減速装置付きギアモーター２０によって駆動される。スクリュー式回転羽根１４の両端はメカニカルシール１８ａと１８ｂによって内部の海水又は塩水７がシールされている。内円筒１６の内側には氷タンク２から循環ポンプ５により海水又は塩水７が流れる。内円筒１６と外円筒１５の間にはコンデンシングユニットから膨張弁８を介して冷媒９が送られてくる。この冷媒９は製氷装置内で内円筒１６の内側を流れる海水又は塩水７を冷却することで蒸発し、内円筒の内壁面に氷１７を生成する。生成された氷１７はスクリュー式回転羽根１４により連続的に剥ぎ取られる。剥ぎ取られた氷１７はスクリューによって軸方向の流速が増分２１され、海水又は塩水７と混合しながらシャーベット状の氷６となり氷タンク２に搬送され貯蔵される。

本実施の形態ではスクリュー式回転羽の例を示したが、軸心に対して傾斜したスクレッパーなどにより回転エネルギーを軸方向に加え流速を増大する方法によっても同様の効果が得られる。

本発明によるシャーベット製氷装置の断面構造と冷媒および海水又は塩水の流を示した図である。本発明による製氷装置の断面拡大図を示した図である。従来の代表的なスクレッパー式回転羽根を持った回転体の概要図を示した図である。従来のシャーベット製氷装置の断面図を示した図である。従来のシャーベット氷製氷システムの概要図を示した図である。

符号の説明

１製氷装置
２氷タンク
３コンデンシングユニット（冷凍機）
４取水ポンプ
５循環ポンプ
６シャーベット氷
７海水又は塩水
８膨張弁
９冷媒
１０スクレッパー式回転羽根
１１支持棒
１２回転本体
１３リブ
１４スクリュー式回転羽根
１５外円筒
１６内円筒
１７氷
１８メカニカルシール
１９スクリュー先端の掻く部分
２０ギャモーター
２１スクリューにより流速が増加した状況

Claims

外円筒と内円筒で２重管を形成し、その内・外円筒の間にスペースを形成させ、そのスペースを冷媒の蒸発器として作用させ、内円筒の内側に海水又は塩水を循環流動させて、内壁面に氷を生成させるようにした製氷装置において、内円筒の内部に設置し内円筒と同じ軸心で回転するスクリュー式回転羽根により、内壁面に生成した氷を連続的に掻き取るようにしたことを特徴とした製氷装置。
スクリュー式の回転羽根に代わり、回転軸心に対して傾斜したスクレーパー式回転羽根を持つことを特徴とした製氷装置。