JP2007071422A

JP2007071422A - 製氷機

Info

Publication number: JP2007071422A
Application number: JP2005256668A
Authority: JP
Inventors: Yoichiro Shimizu; 陽一郎清水
Original assignee: Hoshizaki Electric Co Ltd
Current assignee: Hoshizaki Electric Co Ltd
Priority date: 2005-09-05
Filing date: 2005-09-05
Publication date: 2007-03-22

Abstract

【課題】冷却シリンダの外周に巻着された蒸発管を破損させることがなく、且つ熱交換効率の良い冷却ユニットを備える製氷機を提供する。
【解決手段】製氷機は、筒状の冷却シリンダ２の外周に螺旋状に巻装され内部に冷媒が循環供給される蒸発管３を有する冷却ユニットを備えており、蒸発管３を、ゴム弾性を有する軟質非金属性の熱伝導性材料２０を介して冷却シリンダ２に取り付ける。このような構成により、蒸発管３と冷却シリンダ２とが強固に接合しないため、冷却シリンダ内部の氷による圧縮力と蒸発管内部の冷媒による熱歪みとが作用しても、蒸発管３に大きな応力が発生することがなく、蒸発管が破損することがなくなる。
【選択図】図２

Description

本発明は、製氷機に関し、特に、製氷機の冷却ユニットを構成する蒸発管の冷却シリンダへの接合構造に関する。

従来から厨房などにおいて、所要形状の氷塊を製造する製氷機が、その用途や目的に応じて適宜使用されており、その一つに、チップアイスやフレークアイスのような小片状の氷塊（圧縮氷）を連続的に製造し得るオーガ式製氷機が知られている。このオーガ式製氷機を簡単に説明すると、オーガ式製氷機は、冷凍ケーシングの内部に冷却シリンダを備えており、この冷却シリンダの外周に、冷凍機構から導出する蒸発管が巻回されている。冷却シリンダの内部には、外周に螺旋刃を備えるオーガが配置されており、このオーガは、カップリングを介してギヤモータで回転するように構成されている。冷凍ケーシング内部の冷却シリンダの上部内側には、フレーク状の氷を圧縮する固定刃が配設されている。また、冷凍ケーシングの下方には、製氷水タンクから冷却シリンダの内部に製氷水を供給するための供給管が配設されている。

このように構成されたオーガ式製氷機の製氷運転が開始されると、製氷水タンクから冷却シリンダに供給される製氷水が冷却シリンダの内壁面から徐々に氷結を始め、層状の薄氷が形成される。薄氷は、オーガの螺旋刃により剥ぎ取られつつ上方へ搬送される。搬送されたフレーク状の氷は、固定刃で圧縮されてチップアイスが形成され、適宜貯氷庫などに貯留されるようになっている。

次に、オーガ式製氷機の冷却ユニットを構成する蒸発管の冷却シリンダへの取り付け構造を説明する。冷却シリンダは、通常ステンレス製の円筒状をしており、その外周に、蒸発器の通常銅管からなる蒸発管が巻回され、冷却シリンダの外周にろう付けやはんだ付けにより固定されている。このような接合構造を幾つか説明すると、例えば、図４に示すように、上下に隣接する蒸発管５０と冷却シリンダ５１との間に画成される隙間５２に空隙が形成されるのを回避するために、この隙間５２に線材５３を介在させて、線材５３に沿って隙間５２に溶融状態のはんだを充塞させて蒸発管５０を冷却シリンダ５１に接合することにより、蒸発管５０と冷却シリンダ５１との接着力の向上及び熱交換率の向上を図るものがある（例えば、特許文献１参照）。

また、はんだと銅製の蒸発管の界面の空隙から氷が成長して蒸発管を破壊する不具合を解決するために、図５に示すように、冷却シリンダ６０の外表面に施されるニッケル鍍金６１と、このニッケル鍍金６１の外表面に溶射で塗布またはペースト状の形態で塗布されるはんだ６２とを、冷却シリンダ６０と蒸発管６３との間に介在させた状態で、冷却シリンダ６０を内側からヒータで加熱し、蒸発管６３を冷却シリンダ６０に接合させるものがある（例えば、特許文献２参照）。

特開平１１−１３２６１０号公報特開２００４−６０９６７号公報

上述のように低融点合金であるはんだを用いて蒸発管を冷却シリンダに接合すると、両者間の熱伝導性は良くなることが知られているが、低融点金属の接着力を使用して接合するため、蒸発管と冷却シリンダとが強固に接合される。このように蒸発管と冷却シリンダとが強固に接合されている場合、冷却シリンダ内においてオーガの螺旋刃により剥ぎ取られつつ上方へ搬送されたフレーク状の氷が固定刃の氷圧縮通路を通過する際に圧縮されて発生する圧縮力と、蒸発管の内部を流れる冷媒による熱歪みとによって、はんだや蒸発管に大きな応力が発生してしまい、はんだと蒸発管との界面が剥離して隙間ができたり、あるいは、蒸発管が破損する等の問題が発生することが考えられる。

従って、本発明は、上述した従来の技術の問題を解決するためになされたもので、冷却シリンダの外周に巻着された蒸発管を破損させることがなく、且つ熱交換効率の良い冷却ユニットを備える製氷機を提供することを主な目的とするものである。

上述の目的を達成するため、請求項１に記載の本発明によれば、製氷機は、筒状の冷却シリンダの外周に螺旋状に巻装され内部に冷媒が循環供給される蒸発管を有する冷却ユニットを備えており、前記冷却ユニットの前記蒸発管を、軟質非金属性の熱伝導性材料を介して前記冷却シリンダに取り付けることを特徴としている。

前記軟質非金属性の熱伝導性材料は、弾性を有する熱伝導性材料であり、前記冷却シリンダと前記蒸発管との間で且つ前記冷却シリンダの外周に円筒状に取り付けることが好ましい。なお、前記熱伝導性材料は、前記蒸発管の外形に追従して形状を変えるができる。また、前記軟質非金属性の熱伝導性材料は、ゲル状の熱伝導性材料であり、前記冷却シリンダと、前記蒸発管と、該蒸発管の外周に配設された円筒状の保持ケースとにより画成される隙間に充填されることも望ましい。

冷却ユニットの蒸発管を、軟質非金属性の熱伝導性材料を介して冷却シリンダに取り付けるため、蒸発管と冷却シリンダとが強固に接合しないため、冷却シリンダ内部の氷による圧縮力と蒸発管内部の冷媒による熱歪みとが作用しても、蒸発管に大きな応力が発生することがない。

次に、本発明の好適な実施の形態を、添付図面を参照しながら説明するが、図中、同一符号は、同一又は対応部分を示すものとする。

以下に、本発明を、蒸発管が螺旋状に巻装された冷却シリンダの内部で連続して製氷を行うオーガスクリューを備えたオーガ式製氷機に適用した例を説明する。図１は、本発明の好適な実施形態に係るオーガ式製氷機の概略を示す一部断面正面構成図である。この図において、オーガ式製氷機は、冷凍ケーシング１の内部に冷却シリンダ２を備えており、この冷却シリンダ２の外周には、冷凍機構（図示せず）から導出する蒸発器の蒸発管３が巻回され、冷却ユニットを構成している。冷却シリンダ２の内部には、外周に螺旋刃５を備えるオーガ４が配置されており、このオーガ４は、カップリング６を介してギヤモータ（図示せず）で回転するように構成されている。冷凍ケーシング１内部の冷却シリンダ２の上部内側には、フレーク状の氷を圧縮する固定刃７が配設されている。また、冷凍ケーシング１の下方には、製氷水タンク８から冷却シリンダ２の内部に製氷水を供給するための供給管９が配設されている。なお、蒸発管３の外周部には、断熱材１４が配設されている。

このように構成された製氷ユニットの製氷運転が開始されると、製氷水タンク８から供給管９を介して冷却シリンダ２に供給される製氷水は、冷却シリンダ２の内壁面から徐々に氷結を始め、層状の薄氷が形成され、オーガ４の螺旋刃５によりその薄氷が削り取られつつ上方へ移送される。搬送されたフレーク状の氷は、固定刃７で圧縮されてチップアイスが形成され、適宜貯氷庫（図示せず）などに貯留されるようになっている。

以下に、図２を参照しながら、冷却シリンダの外周に巻装された蒸発管を有する冷却ユニットの第１の実施形態を詳述する。中空の円筒管であるステンレス製の冷却シリンダ２の外周には、軟質非金属製の熱伝導性材料が取り付けられている（図２（Ａ）参照）。熱伝導性材料は、ゴム弾性を有する熱伝導性シート２０であり、例えば、シリコーンゴムに金属フィラーを添加したもの等が使用される。ゴム弾性を有する熱伝導性シート２０は、円筒状に形成されており、その内径は、冷却シリンダ２の外径とほぼ同じか幾分小さく形成してある。ゴム弾性を有する円筒状の熱伝導性シート２０を広げて、冷却シリンダ２の外周に被せるようにして取り付けを行うことにより、熱伝導性シート２０は、冷却シリンダ２の外周に密着するように取り付けられ、ずれることがない。また、代替的に、熱伝導性シート２０の表面に粘着材を塗布して、冷却シリンダ２の外周に円筒状に巻き付けることにより取り付けることもできる。

次に、図２（Ｂ）のように、円筒状の熱伝導性シート２０の外側に、蒸発管３を螺旋状に巻き付ける。このように、冷却ユニットの蒸発管３を、熱伝導性シート２０を介して冷却シリンダ２に取り付けるため、蒸発管３と冷却シリンダ２とが強固に接合することがない。そのため、冷却シリンダ２の内部の氷による圧縮力と蒸発管３の内部の冷媒による熱歪みとが作用しても、蒸発管３に大きな応力が発生することがない。また、蒸発管３を巻き付ける際には、ゴム弾性を有する熱伝導性シート２０を押し潰すようにして巻き付ける。そうすると、熱伝導性シート２０は、ゴム弾性を有しているので、蒸発管３の外形に追従して、その形状を変えることができる。詳述すれば、蒸発管３の断面が平坦な平坦部３ａによって押し潰される熱伝導性シート２０ａは、その厚みが減じて、蒸発管３が冷却シリンダ２と接近して取り付けられるため、両者の間に熱伝導性シート２０ａが挟まっていても、蒸発管３、熱伝導性シート２０ａ、冷却シリンダ２とが密着するため、熱交換効率が良い。さらに、蒸発管３の平坦部３ａによって押し出された熱伝導性シート２０ｂは、蒸発管３の断面楕円形の湾曲部３ｂに追従して形状を変えるため、伝熱面積を確保することができる。また、熱伝導性シート２０ｂは、最終的に、隣接する蒸発管３の湾曲部３ｂと冷却シリンダ２とで画成される隙間２１に断面山形状に充填される。そのため、熱膨張率の差や、氷剥離にともなって生じる変形によって空隙を発生することがない。空隙が発生しなければ、その空隙で氷が成長することにより生じる不具合もなくなる。なお、蒸発管３は、蒸発管３の平坦部３ａを冷却シリンダ２の外周に押し付けた際に、蒸発管３によって山形状に押し出される熱伝導性シート２０ｂを収容できるような大きさの隙間２１を画成できるように、若干間隔を開けて巻き付けることが好ましい。

次に、図３を用いて、本発明の第２の実施形態を説明する。中空の円筒管であるステンレス製の冷却シリンダ２の外周には、軟質非金属製の熱伝導性材料が取り付けられている。この実施形態では、軟質非金属性の熱伝導性材料は、ゲル状の熱伝導ゲルであり、例えば、ゲル状のシリコーン樹脂に金属フィラーを添加したもの等が使用される。冷却シリンダ２の外周に直接巻装された蒸発管３の外側には、同芯状に円筒状の保持ケース３１が配設されており、冷却シリンダ２の外周と、隣接する蒸発管の湾曲部３ｂと、保持ケース３１の内壁とで画成される螺旋状の隙間に、熱伝導ゲル３０が充填される。このような構成により、蒸発管３と冷却シリンダ２とが強固に接合することがなく、そのため、冷却シリンダ２の内部の氷による圧縮力と蒸発管３の内部の冷媒による熱歪みとが作用しても、蒸発管３に大きな応力が発生することがない。また、蒸発管の平坦部３ａは、冷却シリンダ２の外周に直接巻装されるため、両者が密着するために熱交換効率が良い。さらに、螺旋状の隙間が流動性のある熱伝導ゲル３０により充填されるので、伝熱面積を確保することができると共に、熱膨張率の差や氷剥離に伴って生じる変形によって空隙を発生することがない。空隙が発生しなければ、その空隙で氷が成長することにより生じる不具合もなくなる。

以上のように、本発明の冷却ユニットを、蒸発管が螺旋状に巻装された冷却シリンダの内部で連続して製氷を行うオーガスクリューを備えたオーガ式製氷機の製氷機後部に実施した場合について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、蒸発管と冷却シリンダからなる製氷部とが接合しているものにも同様に適用することができる。

本発明の好適な実施形態に係るオーガ式製氷機の概略を示す一部破断正面図である。本発明の第１の実施形態に係る冷却ユニットの接合構造を示す部分拡大断面図である。本発明の第２の実施形態に係る冷却ユニットの接合構造を示す部分拡大断面図である。従来の冷却ユニットの接合構造を示す部分拡大断面図である。従来の他の冷却ユニットの接合構造を示す部分拡大断面図である。

符号の説明

１冷凍ケーシング
２冷却シリンダ
３蒸発管
３ａ平坦部
３ｂ湾曲部
４オーガ
５螺旋刃
６カップリング
７固定刃
８製氷水タンク
９供給管
１４断熱材
２０熱伝導性シート（軟質非金属性熱伝導性材料）
２１隙間
３０熱伝導ゲル（軟質非金属性熱伝導性材料）
３１保持ケース

Claims

筒状の冷却シリンダの外周に螺旋状に巻装され、内部に冷媒が循環供給される蒸発管を有する冷却ユニットを備える製氷機において、
前記冷却ユニットの前記蒸発管を、軟質非金属性の熱伝導性材料を介して前記冷却シリンダに取り付けることを特徴とする製氷機。
前記軟質非金属性の熱伝導性材料は、弾性を有する熱伝導性材料であり、前記冷却シリンダと前記蒸発管との間で且つ前記冷却シリンダの外周に円筒状に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の製氷機。
前記熱伝導性材料は、前記蒸発管の外形に追従して形状を変えることを特徴とする請求項２に記載の製氷機。
前記軟質非金属性の熱伝導性材料は、ゲル状の熱伝導性材料であり、前記冷却シリンダと、前記蒸発管と、該蒸発管の外周に配設された円筒状の保持ケースとにより画成される隙間に充填されることを特徴とする請求項１に記載の製氷機。