JP2007198657A - 氷菓子製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】飲み物または果汁や野菜汁などの材料をお盆形態の蒸発皿で即座に凍結させて，蒸発皿を速かに加熱させて蒸発皿についていた氷菓子製品の残余物を簡単に溶かして除去する。
【解決手段】コンプレッサー１１と凝縮器１３を連結する冷媒配管および凝縮器１３と蒸発器１２を連結する冷媒配管の間には電子バルブ２４を備えるバイパス管１５が連結設置され，蒸発器１２はお盆の形態を有し，ケース２５の上部で露出する蒸発皿２１の底部に冷媒パイプ２２を形成して，冷媒パイプの下部と外側全体面には冷媒パイプをかばう断熱材２３が設置され，凝縮器１３と蒸発器１２を連結する冷媒配管には，バイパス管１５が冷媒配管と連結する連結部の移転位置に毛細管２６が冷媒配管にそって一体に連結設置されて，蒸発器１２とコンプレッサー１１を連結する冷媒配管にはコンプレッサー１１に流入する冷媒ガスの中の液粒を分離させる液分離器２７が設置される。
【選択図】図５

Description

本発明は，急速製氷および急速解氷による氷菓子製造装置に関し，より詳細には，製氷と解氷の切り替え操作を一つのバルブのみで容易に遂行できる急速製氷および急速解氷による氷菓子製造装置に関する。

一般的に，冷蔵庫のような各種製氷装置を使用する時には，市販のファンタ，サイダーまたはコーラやジュースのような各種飲み物はもちろん，牛乳，コーヒ，ココア，緑茶などの各種茶類と，りんご，梨，ミカンなどの各種果物の汁，人参，大根などの野菜汁などを材料として氷菓子を製造する。場合によって，コンビニなどでは氷菓子製品を製造することができる別途の製氷器が使われている。

しかし，このような各種製氷装置や製氷器は，シャーベット形態の製品を製造する機能に限定されているので，より高冷却を要求するアイスクリームやアイスケーキ形態の氷菓子を即時に製造するには問題があった。

また，一つの氷菓子製品を製造した直後に他種類の氷菓子製品を製造するためには，容器内の残余物を完全に除去して前の氷菓子製品の味が残らないように容器の表面に冷却された状態で付着している氷菓子残余物を完全に除去するためには相当時間と手間がかかるという問題があった。

従来の製氷装置や製氷器が持つ問題を解決して，即座に要求される氷菓子製品を製造できる急速製氷および急速解氷による氷菓子製造装置が公知となっている（例えば特許文献１）。図１に示されているように箱形ケース２５の内部には，コンプレッサー１１と凝縮器１３，電子バルブ２４ａと膨張バルブ１４および蒸発器１２が冷媒配管により順次連結設置されて，コンプレッサー１１と凝縮器１３を連結する冷媒配管および凝縮器１３と蒸発器１２を連結する冷媒配管の間には，電子バルブ２４を備えるバイパス管１５が連結設置されて，蒸発器１２はお盆の形態を有しながら，箱形ケース２５の上部で露出される蒸発皿２１の底部に平板形態の冷媒パイプ２２を形成する。冷媒パイプ２２の下部と外側全体面には冷媒パイプ２２をかばう断熱材２３を設置した。

また，図２に示されているように，上記氷菓子製造装置に使われる蒸発皿の他の実施形態として，蒸発皿３１の底部に設置される冷媒パイプ３２を蒸発皿３１と一体で形成して，その底部上に断熱材３３が設置されるように構成された。図３および図４に示されているように，蒸発皿２１，３１の底部に設置される冷媒パイプ２２，３２には，ジグザグ形態の冷媒流路または水平多管式の冷媒流路が形成され設置された。

従って，最初バイパス管１５に設置された電子バルブ２４を閉めると同時に膨張バルブ１４側の電子バルブ２４ａを開放させた状態でコンプレッサー１１を作動させると，コンプレッサー１１から凝縮器１３と電子バルブ２４ａおよび膨張バルブ１４を通った冷媒が蒸発器１２を成す蒸発皿２１，３１の冷媒パイプ２２，３２に供給され，各種飲み物または果汁や野菜汁などの材料を即座に凍結させて，シャーベットやアイスクリームまたはアイスケーキなどの氷菓子を製造することができて，氷菓子の製造に使われた冷媒はコンプレッサー１１に回収されて，次の氷菓子の製造に使用することができる。

また，このような氷菓子の製造過程で他の種類の氷菓子を連続して製造する場合，膨張バルブ１４側の電子バルブ２４ａを閉めると同時に，バイパス管１５に設置された電子バルブ２４を開放させて，高温の冷媒ガスが蒸発皿２１，３１の冷媒パイプ２２，３２を通って直接供給させると，高温の冷媒ガスにより，蒸発皿２１，３１の表面についていた氷菓子製品の残余物を迅速かつ簡単に溶かして，除去することができる。これによって他の種類の氷菓子製品を短時間内に連続的に製造することができると同時に各氷菓子製品の味が互いに混ざらないようにすることができる。

大韓民国特許第０４３０９２３号明細書

しかし，上述の氷菓子製造装置の場合は，製氷と解氷の操作を選択的に遂行できるようにするため，バイパス管１５および膨張バルブ１４が備わる冷媒配管上に各々１個の電子バルブ２４，２４ａを設置するとともに，膨張バルブ１４またその単価が比較的高価な電子式バルブを使用することになって，氷菓子製造装置の全体的な構造が多少複雑になり，同時に装置の製造単価を上昇させるという問題があった。これによって，多品種少量生産による小規模営業方式をする氷菓子製造業者に，より安い価格の氷菓子製造装置を供給することが難しくなるという問題があった。

また，箱形ケース２５の外部にそれぞれの電子バルブ２４，２４ａを個別的に作動させるスイッチ（ＯＮ ａｍｐ；ＯＦＦ Ｓｗｉｔｃｈ）等を設置する場合，該当スイッチが製氷と解氷中にどんな状況なのかを使用者が正確に把握して，装置を作動させる必要があって，氷菓子製造装置の操作に多少の混乱を招く問題があった。これを防止するために，該当スイッチの操作にともなう別途の案内表示や図案をケース２５上に示す必要があるが，そのためにはまた追加費用が発生し，装置の製造単価面では望ましくないという問題があった。

上記氷菓子製造装置の操作にともなう使用者の不便と混乱を防止するための他の手段として，それぞれの電子バルブ２４，２４ａを一つのスイッチで制御することもできるが，この場合にはスイッチと電子バルブ２４，２４ａの間にＰＣＢＰ（Ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ ｂｏａｒｄ；印刷回路基板）のような別途の電子制御部品が追加設置され，これもまた装置の製造価額の面から考えると，望ましくない。

特に，上記氷菓子製造装置を解氷状態で操作する場合，コンプレッサー１１から吐出された高温の冷媒ガスが蒸発皿２１，３１の冷媒パイプ２２，３２を流動する過程で蒸発皿２１，３１を加熱させると同時に高温の冷媒ガスの中にその一部が凝縮されて，冷媒ガス中に液粒すなわち，液冷媒が発生される。そして過度な量の液冷媒はコンプレッサー１１の作動オイルを希釈させて，ベアリングを損傷させてコンプレッサー１１の内部で液圧縮を誘発させるようになる。そのため，コンプレッサー１１に相当な負荷を与えて，氷菓子製造装置の作動中にコンプレッサー１１が損傷するという問題があった。

上記のようにコンプレッサー１１の内部で発生する液圧縮現象にともなうコンプレッサー１１の負荷の負担を減らすために，上記氷菓子製造装置の技術内容のようにコンプレッサー１１による解氷操作が形成される時間が一定時間を超過しないように別途のタイマーを設置して，コンプレッサー１１の作動を制御することもありうるが，これもまた菓子製造装置の製造単価を上昇させる一つの要因になる。

そこで，本発明はこのような問題に鑑みてなされたもので，その目的とするところは，飲み物または果汁や野菜汁などの材料をお盆形態の蒸発皿で即座に凍結させて，シャーベットやアイスクリームまたはアイスケーキなどの氷菓子を製造できる急速製氷および急速解氷による氷菓子製造装置を提供することにある。

また，他の種類の氷菓子を連続して製造する場合には，蒸発皿を速かに加熱させて，蒸発皿についた氷菓子製品の残余物を簡単に溶かして，除去する急速製氷および急速解氷による氷菓子製造装置を提供することにある。

また，製氷と解氷の切り替え操作を一つのバルブのみで容易に遂行できて，装置の構造を単純化させてその製造単価を低下させ，使用者としても装置を簡単に操作できるようになり，コンプレッサーに再流入される冷媒ガスの中の液粒を効果的に分離させて，コンプレッサーの故障を未然に防止することもできる急速製氷および急速解氷による氷菓子製造装置を提供することにある。

上記課題を解決するために，本発明の観点によれば，コンプレッサーと凝縮器と蒸発器が冷媒配管により連結された状態で箱形ケースの内部に設置されて，コンプレッサーと凝縮器を連結する冷媒配管と凝縮器と蒸発器を連結する冷媒配管の間には電子バルブを備えるバイパス管が連結設置されて，蒸発器はお盆の形態を有しながら，ケースの上部で露出される蒸発皿の底部に冷媒パイプを形成する。また，冷媒パイプの下部と外側の全体面には冷媒パイプをかばう断熱材が設置されたことにおいて，凝縮器と蒸発器を連結する冷媒配管にはバイパス管が冷媒配管と連結する連結部の移転位置に毛細管が冷媒配管に沿って一体に連結設置されて，蒸発器とコンプレッサーを連結する冷媒配管にはコンプレッサーに流入する冷媒ガス中の液粒を分離させるための液分離器が設置される急速製氷および急速解氷による氷菓子製造装置が提供される。

以上説明したように本発明によれば，飲み物または果汁や野菜汁などの材料をお盆形態の蒸発皿で即座に凍結させて，シャーベットやアイスクリームまたはアイスケーキなどの氷菓子を製造できる。また，他の種類の氷菓子を連続して製造する場合には，蒸発皿を速かに加熱させて，蒸発皿についていた氷菓子製品の残余物を簡単に溶かして除去できる。

さらに，製氷と解氷の切り替え操作を一つのバルブのみで容易に遂行でき，これによって装置の構造を単純化させて，その製造単価も低下させ，使用者としてはより簡単に操作できるようになる。また，解氷作業を遂行してコンプレッサーに再流入される冷媒ガス中の液粒を液分離器で除去して，コンプレッサーの故障を未然に防止して，装置の製造単価低下にも大きく寄与する。

以下に添付図面を参照しながら，本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書及び図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

図５は，本発明による氷菓子製造装置を示す配管図で，図６のＡおよびＢは毛細管の望ましい形態を示す部分拡大図である。

本発明による急速製氷および急速解氷による氷菓子製造装置は，図５に示されているように，コンプレッサー１１と凝縮器１３と蒸発器１２が冷媒配管により連結された状態で箱形ケース２５の内部に設置されて，コンプレッサー１１と凝縮器１３を連結する冷媒配管および凝縮器１３と蒸発器１２を連結する冷媒配管の間には電子バルブ２４を備えるバイパス管１５が連結設置されて，蒸発器１２はお盆の形態を有しながら，箱形ケース２５の上部で露出する蒸発皿２１の底部に平板形態の冷媒パイプ２２を形成され，冷媒パイプ２２の下部と外側全体面には冷媒パイプ２２をかばう断熱材２３が設置されている。

また，蒸発皿は，先出願された氷菓子製造装置と同様に（図２に示されているように）蒸発皿３１の底部に冷媒パイプ３２が蒸発皿３１と一体で形成され得るし，冷媒パイプ２２，３２からなる流路の構造も先出願された氷菓子製造装置と同様（図３，図４に示されているように）にジグザグ形態の流路や水平多管形態の流路を形成することもできる。

そして，本発明の要部に該当する構成要素として，凝縮器１３と蒸発器１２を連結する冷媒配管には，該当冷媒配管の直径より多少小さい直径を持つ毛細管２６が設置されるが，毛細管２６はコンプレッサー１１から凝縮器１３を通りながらその温度が低下した凝縮冷媒を，蒸発器１２を通して供給する前に，冷媒配管との直径差によって発生する圧力低下を利用して，凝縮冷媒を減圧された状態で供給する役割をする。そのために，電子式膨張バルブに比べて，その構造が非常に簡単で価格も下がると共に一つの配管形態で冷媒配管に沿って設置することが容易になる。

また，毛細管２６を通過した凝縮冷媒の減圧状態は，毛細管２６の直径とその形状により非常に複雑で多様に形成されるので，毛細管２６の直径はコンプレッサー１１の容量による冷媒の吐出圧力に合わせて適切な毛細管を選択して使用することが望ましいが，凝縮器１３と毛細管２６を連結する冷媒配管に過度な内圧がかからないようにすると同時に毛細管２６を通過した冷媒の質量流量が氷菓子の製造に十分な流量になるように，出来れば０．１ 〜 ０．６ｍｍ程度の毛細管を使用することが望ましい。

また，図６のＡおよびＢに示されているように，毛細管２６をスプリング形状や波形に屈曲させることにより冷媒の通過時間が掛かるようであれば，毛細管２６の直径を０．６ｍｍより多少大きくしても関係ない。しかし，毛細管２６を直線形態に設置する場合には，その直径が０．１ｍｍ未満の微細管を使用すべきであり，毛細管２６が設置される位置は，解氷操作時に毛細管２６と冷媒配管の間で発生する圧力差により，高温の冷媒が蒸発皿２１，３１の冷媒パイプ２２，３２を通して，自然に流入できるようにバイパス管１５が冷媒配管と連結される連結部の移転位置にしなければならない。

そして，コンプレッサー１１を蒸発器１２と連結する冷媒配管上には，コンプレッサー１１から流入される冷媒ガスの中の液粒を分離させるための液分離器２７が設置される。液分離器２７（Ａｃｃｕｍｕｌａｔｏｒ）は，オイルと液冷媒の混合物を臨時に受け入れる貯蔵タンクの役割をすると同時に，オイルと液冷媒の混合物がコンプレッサー１１を通して，器体状態の冷媒と安全な割合で流入するように計量してくれる役割をするため，できるだけコンプレッサー１１の吸入側の近い位置に垂直に設置することが望ましい。

以下，上記のような構成で形成される本発明の作用関係を，図５を参照して詳細に説明する。

まず，蒸発皿２１に氷菓子の材料，すなわち各種飲み物または果汁や野菜汁等を入れた後に，製氷する場合には，バイパス管１５に設置された電子バルブ２４を閉めると同時にコンプレッサー１１を稼動させて，コンプレッサー１１から凝縮器１３と毛細管２６および蒸発器１２で形成される冷凍サイクルの冷媒配管に沿って冷媒が流動されるようにすると，蒸発器１２を構成する蒸発皿２１の冷媒パイプ２２を通して，冷媒が流動されると同時に，冷媒が外部の熱を吸収しながら蒸発して，蒸発皿２１に含まれた材料を急速に製氷させる。

すなわち，冷媒がコンプレッサー１１と凝縮器１３および膨張バルブの役割をする毛細管２６を経て，蒸発皿２１の冷媒パイプ２２に供給された後，コンプレッサー１１に再流入される冷凍サイクルの循環過程で，凝縮器１３の凝縮効率およびコンプレッサー１１の圧縮効率が最大に維持され，蒸発皿２１での急速冷却が可能になり，これによって蒸発皿２１に入れられた各種氷菓子材料が即座に冷却されると同時に，冷媒パイプ２２をかばっている断熱材２３が熱損失を遮断して，シャーベットやアイスクリームまたはアイスケーキなどの氷菓子を速かに製造できるようにする。

上記のようにお盆形態で形成された蒸発皿２１に氷菓子用材料を投入して本発明のシステムを作動させると，各種氷菓子材料が急冷しながら，通常数秒内に結氷して，シャーベットやアイスクリームまたはアイスケーキなどが製造できる。蒸発皿２１に投入される材料の製氷温度，すなわち冷媒の蒸発温度を約−３０℃ 程度に維持すると，製氷完了までに必要な時間は，約１０秒程度である。薄氷形態のシャーベットはこれより短い製氷時間を要し，アイスクリームがその中間位に該当して，アイスケーキの場合が最も長い時間が要求される。

上記のように本発明による氷菓子製造装置を使用して，製氷作業を遂行する途中で，蒸発皿２１に投入された材料と違う種類の氷菓子を製造するためには，一次的に蒸発皿２１の表面に凍結付着された氷菓子製品の残余物を溶かして除去しなければならない。この場合には，バイパス管１５に設置された電子バルブ２４を開放させることで，コンプレッサー１１から吐出された高温の冷媒が蒸発皿２１の冷媒パイプ２２を通して，直接流入される。これは毛細管２６を通して自動的に達成できる。

すなわち，バイパス管１５に設置された電子バルブ２４を開放させると，コンプレッサー１１から吐出された冷媒の一部は凝縮器１３を経て，毛細管２６側に供給されて，その残りはバイパス管１５を経て，蒸発皿２１の冷媒パイプ２２側と，毛細管２６側に同時に供給されるが，凝縮器１３は冷媒の温度を低下させるだけで冷媒の圧力状態にはほとんど変化がないため，毛細管２６の両側にかかる冷媒の圧力は大きい差がない反面，蒸発器１２と連結された冷媒配管の直径が毛細管２６の直径より非常に大きくなり，毛細管２６を通過した冷媒の流入が相対的に大きい抵抗を受けるようになる。これによってコンプレッサー１１から吐出された冷媒が毛細管２６を通して流入できなくなって蒸発皿２１の冷媒パイプ２２を通して自動的に流入される。

また，これと共に蒸発皿２１の冷媒パイプ２２を通して流入される冷媒ガスは，凝縮器１３および膨張バルブの役割をする毛細管２６を経ない状態であるため，冷媒ガスが高温高圧の状態で維持されて，蒸発皿２１の温度を速かに上昇させられる。これによって蒸発皿２１に凍結付着された氷菓子製品の残余物を非常に早く溶かして除去できる。また，蒸発皿２１の加熱に使われた冷媒ガスは，その一部が凝縮された状態で蒸発器１２の外部に排出された後，コンプレッサー１１の吸入側に設置された液分離器２７を経て，冷媒ガス中の液粒が除去された状態でコンプレッサー１１を通して再流入される。

上記のように蒸発皿２１に付着した氷菓子製品の残余物を除去した後には，上記のように，バイパス管１５に設置された電子バルブ２４を閉めて，上記装置が最初の冷凍サイクルに戻ると同時に，他の種類の氷菓子を蒸発皿２１に新たに入れて製氷することができる。これによって新しく作られる氷菓子製品の味は前に製造した氷菓子製品の味と互いに混ざらないようなり，要求される風味の氷菓子製品を製造することができる。

上記のように本発明による氷菓子製造装置は，各種飲み物または果汁や野菜汁などの材料をお盆形態の蒸発皿２１に入れた状態でコンプレッサー１１と凝縮器１３および毛細管２６と蒸発器１２で形成される冷凍サイクルを利用して，即座に凍結させられることで，シャーベットやアイスクリームまたはアイスケーキなどの各種氷菓子が簡単に製造できるし，他の種類の氷菓子を連続して製造する場合には，バイパス管１５に設置された電子バルブ２４を開放させて，蒸発皿２１を速かに加熱させることで蒸発皿２１に付着していた氷菓子製品の残余物を簡単に溶かして除去できる。これによって以前に製造された氷菓子製品の味が新しく製造された氷菓子製品の味と互いに混ざらないようにできる。

また，本発明による氷菓子製造装置は，先出願された氷菓子製造装置とは違って，凝縮器１３と蒸発器１２を連結する冷媒配管に簡単な構造の毛細管２６を設置して，毛細管２６が膨張バルブと電子バルブの役割を同時に遂行できるようにすることで，氷菓子製造装置の全体的な構造を非常に単純化する。また，電子式バルブに該当する膨張バルブと電子バルブを使用しないことで，氷菓子製造装置の単価を低下させられる。これによって多品種少量生産による小規模営業方式をする氷菓子製造業者などに，より安価の氷菓子製造装置を供給することができる。

また，氷菓子製造装置による製氷および解氷操作を一つの電子バルブ２４のみで容易に成し遂げられる。これによって箱形ケース２５の外部に電子バルブ２４を作動させるための一つのスイッチだけを設置すると，使用者が装置の製氷状態スイッチＯＦＦ状態と解氷状態スイッチＯＮ状態に混乱しないで装置を簡便に操作することができる。また，該当スイッチの操作にともなう別途の案内表示や図案を箱形ケース２５上に示す必要がなく，スイッチと電子バルブ２４の間に別途の電子制御部品を設置する必要がないため，装置の製造単価の低下にも寄与する。

特に，装置による解氷操作時コンプレッサー１１から吐出された高温の冷媒ガスが蒸発皿２１を加熱させると同時に高温の冷媒ガス中その一部が凝縮されて，冷媒ガスの中に液粒，すなわち液冷媒が発生しても，コンプレッサー１１の吸入側に設置された液分離器２７により，液粒が除去された状態の器体冷媒，またはコンプレッサー１１に負荷がかからない適切な比率の液冷媒が混ざり合った器体冷媒をコンプレッサー１１に流入されて，コンプレッサー１１の故障を未然に防止することができる。これによって，先出願のようにコンプレッサー１１の作動時間を制御する別途のタイマーを設置する必要がなくなり，装置の製造単価の低下により一層大きく寄与できる。

上記説明した内容は箱形ケース２５に一つの蒸発皿２１が設置されたことを代表的な実施例としたが，先出願された氷菓子製造装置の技術内容と同じように，箱形ケース２５の対面に複数個の蒸発皿２１を設置した状態で，また他の毛細管２６と電子バルブ２４を使用して，それぞれの蒸発皿２１が一つのコンプレッサー１１と凝縮器１３を共有する並列式冷凍サイクルで設置されることは，本発明が属する技術分野で通常の知識を持った者には自明な技術的事項であることは明白である。

以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された範疇内において，各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明は，急速製氷および急速解氷による氷菓子製造装置に適用可能である。

従来の氷菓子製造装置を示す配管図である。 従来の氷菓子製造装置に使われる蒸発皿の他の実施例を示す断面図である。 図２の蒸発皿下部に設置された冷媒パイプの流路構造を示す図式図である。 図２の蒸発皿下部に設置された冷媒パイプの流路構造を示す図式図である。 本発明による氷菓子製造装置を示す配管図である。 図５の毛細管の形態を示す部分拡大図である。

符号の説明

１１ コンプレッサー
１２ 蒸発器
１３ 凝縮器
１４ 膨張バルブ
１５ バイパス管
２１，３１ 蒸発皿
２２，３２ 冷媒パイプ
２３，３３ 断熱材
２４，２４ａ 電子バルブ
２５ ケース
２６ 毛細管
２７ 液分離器

Claims (2)

1. コンプレッサーと凝縮器と蒸発器が冷媒配管により連結された状態で箱形ケースの内部に設置された急速製氷および急速解氷による氷菓子製造装置において：
   前記コンプレッサーと凝縮器を連結する冷媒配管と，凝縮器と蒸発器を連結する冷媒配管との間に連結設置された電子バルブを備えるバイパス管と；
   お盆の形態を有した蒸発器と；
   前記箱型ケースの上部に露出し，底部に冷媒パイプが設置された蒸発皿と；
   前記冷媒パイプの下部と外側全体面に設置された冷媒パイプを覆う断熱材と；
   を備えることを特徴とする，氷菓子製造装置。
2. 前記凝縮器と蒸発器を連結する冷媒配管には，前記バイパス管が前記冷媒配管と連結される連結部の移転位置に毛細管が一体に連結設置されて，
   前記蒸発器とコンプレッサーを連結する冷媒配管には，コンプレッサーに流入される冷媒ガスの中の液粒を分離させるための液分離器が設置されることを特徴とする，請求項１に記載の氷菓子製造装置。
   

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