JP2008281294A - 塩水混合シャーベット状アイスの製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】塩水混合シャーベット状アイスの製造装置における補助的な小物製品の一つである循環ポンプの信頼性の向上を図る。
【解決手段】供給された塩水を冷却することにより生成された氷をスクレーパ１ｃで掻き取って微細氷とし当該微細氷と前記塩水との混合により塩水混合シャーベット状アイス１４３を作る製氷装置１、前記塩水混合シャーベット状アイスを貯める貯氷タンク１４、前記製氷装置で作られた塩水混合シャーベット状アイスを前記貯氷タンク内へ送給し前記貯氷タンク内の塩水混合シャーベット状アイスを前記製氷装置へ還流する循環ポンプ１１、及び前記貯氷タンクから前記製氷装置への塩水混合シャーベット状アイス還流経路の前記循環ポンプより上流側に設けられた微細氷分離部２７を備え、前記微細氷分離部で前記微細氷が分離された還流水が前記循環ポンプを経て前記製氷装置に還流される。
【選択図】図１

Description

この発明は、供給された海水その他のいわゆる塩水を冷却することにより生成された氷をスクレーパで掻きとって微細氷とし、当該微細氷と前記塩水とが混合した塩水混合のシャーベット状アイスを作る塩水混合シャーベット状アイスの製造装置に関するものである。

従来、一般的には海水魚の鮮度を保つために塊状氷で海水魚を冷やすけれども、通常の塊状氷では海上運送、陸上運送中の振動で塊状氷によって海水魚が損傷することことや、塊状氷が融ければ真水となり海水魚の鮮度が落ちること等から、近年では、例えば特許文献１に開示されているように、塩水を冷却することにより生成された氷をスクレーパ（掻き取り機あるいは掻き取り羽根とも言われる）で塩水混合のシャーベット状または粉雪状のアイス、つまり塩水混合シャーベット状アイスとし、当該塩水混合シャーベット状で海水魚を保冷することが行われつつある。

塩水混合シャーベット状アイスで海水魚を保冷する場合、海水魚の鮮度や旨味を維持する塩水混合シャーベット状アイスの温度は、魚種によって異なることが最近になって分かってきた。例えば、−３℃の塩水混合シャーベット状アイスで海水魚を保冷した場合、魚種や大きさによっては、魚体が凍る、目が白くなる、などの悪影響が出る場合がある。
例えば、一般的な海水（塩分濃度３．５％前後）で氷濃度（塩水混合シャーベット状アイスに対する微細氷の重量比率。IPFともいう）３０％の塩水混合シャーベット状アイスを製造して場合、その温度は−３．１℃となる。しかしながら、この温度の塩水混合シャーベット状アイスを魚の保冷に利用すると、ほとんどの魚は魚体が凍ってしまい、商品価値が失われてしまう。従って、塩分濃度を調整して、魚体が凍らない温度の塩水混合シャーベット状アイスが必要になってくる。例えば、１．７％の塩分濃度の塩水を準備して、−１．５℃、氷濃度３０％の塩水混合シャーベット状アイスを製造する必要がある。（氷濃度との関係は記載されていないが、塩分濃度と塩水混合シャーベット状アイスの温度との概略的な関係については特許文献２を参照。）

塩分濃度が低い例えば塩分濃度1.5％程度の塩水を使用した場合、製氷装置で生成される氷が硬くなるため、製氷装置のスクレーパの磨耗が激しく、さらにはスクレーパを駆動する動力が非常に大きくなる、等の問題が生じることから、海洋深層水（海面下２００ｍ以下の海水）を使用して過冷却、過冷却解除を行うことも試みられている。（特許文献３を参照）

特開２００３−４２６１１号公報（図１〜図３及びその説明） 特開２００２−１１５９４５号公報（図１、段落番号００３５） 特開２００６−１０１２９号公報（図１〜図３及びその説明）

塩水混合シャーベット状アイスで海水魚の保冷を行う技術は比較的新しいこともあり、特許文献１〜３他に見られるように、魚体の損傷防止や鮮度保持の工夫や、製氷装置自体の工夫などが主流である。
しかし、現実に塩水混合シャーベット状アイス製造装置が市場で使われ始めた場合、より適正な保冷や製氷装置自体の長寿命化は重要であるが、製氷装置や貯氷タンク周りの補助的な小物製品などについての信頼性向上も重要になってくる。しかし、このような補助的な小物製品の信頼性向上についての技術は文献では見当たらない。

この発明は、このような実情に鑑みてなされたもので、特に、塩水混合シャーベット状アイスの製造装置における補助的な小物製品の一つである循環ポンプの信頼性の向上を図ることを目的とするものである。

この発明に係る塩水混合シャーベット状アイスの製造装置は、供給された塩水を冷却することにより生成された氷をスクレーパで掻き取って微細氷とし当該微細氷と前記塩水との混合により塩水混合シャーベット状アイスを作る製氷装置、前記塩水混合シャーベット状アイスを貯める貯氷タンク、前記製氷装置で作られた塩水混合シャーベット状アイスを前記貯氷タンク内へ送給し前記貯氷タンク内の塩水混合シャーベット状アイスを前記製氷装置へ還流する循環ポンプ、及び前記貯氷タンクから前記製氷装置への塩水混合シャーベット状アイス還流経路の前記循環ポンプより上流側に設けられた微細氷分離部を備え、前記微細氷分離部で前記微細氷が分離された還流水が前記循環ポンプを経て前記製氷装置に還流されるものである。

この発明は、供給された塩水を冷却することにより生成された氷をスクレーパで掻きとって微細氷とし当該微細氷と前記塩水との混合により塩水混合シャーベット状アイスを作る製氷装置、前記塩水混合シャーベット状アイスを貯める貯氷タンク、前記製氷装置で作られた塩水混合シャーベット状アイスを前記貯氷タンク内へ送給し前記貯氷タンク内の塩水混合シャーベット状アイスを前記製氷装置へ還流する循環ポンプ、及び前記貯氷タンクから前記製氷装置への塩水混合シャーベット状アイス還流経路の前記循環ポンプより上流側に設けられた微細氷分離部を備え、前記微細氷分離部で前記微細氷が分離された還流水が前記循環ポンプを経て前記製氷装置に還流されるようにしたので前記循環ポンプの羽根あるいは歯への微細氷の衝突や接触による前記循環ポンプの羽根あるいは歯の損傷を防止でき循環ポンプの信頼性が向上する効果がある。

実施の形態１．
以下この発明の実施の形態１を図１〜図４により説明する。図１は塩水混合シャーベット状アイスの製造装置の全体のシステム構成の事例を示す図、図２は図１の塩水混合シャーベット状アイスの製造方法、塩水混合シャーベット状アイスの製造装置における塩水混合シャーベット状アイスの製造シーケンスの事例を示す図、図３は図１の塩水混合シャーベット状アイスの製造方法、塩水混合シャーベット状アイスの製造装置における塩水の状態、製氷曲線の事例を示す図、図４は要部を拡大して示す断面図である。

図１において、塩水混合シャーベット状アイスの製造装置は、製氷装置（アイスジェネレータとも言われる）１と、前記製氷装置１の駆動源（この実施の形態１では後述の回転円筒１ｆを駆動するモータ）２と、前記製氷装置１の負荷状態を検出する製氷装置負荷検出センサー（電流センサー、電流計、等）３と、冷凍機４と、圧縮機５と、凝縮機６と、冷媒配管７と、膨張弁８と、圧力センサー９と、温度センサー１０Ｔｓと、スクリューポンプ等の定容量形の主循環ポンプ１１と、インバータ等のポンプ制御装置１１ａと、還流路配管（製氷装置１←貯氷タンク１４（貯氷タンク１４から製氷装置１へ塩水あるいは塩水混合シャーベット状アイス１４３が主循環ポンプ１１により送給される））１２と、真水温度センサー１２Ｔｗと、往流路配管（製氷装置→貯氷タンク（製氷装置１から貯氷タンク１４へ塩水混合シャーベット状アイス１４３が主循環ポンプ１１により送給される））１３と、シャーベット状アイスと塩水との混合水（即ち塩水混合シャーベット状アイス）１４３を貯える貯氷タンク１４と、塩水混合シャーベット状アイス排出路１４１と、ドレン排出路１４２と、塩水混合シャーベット状アイス排出路開閉バルブ１４ａと、ドレン排出路開閉バルブ１４ｂと、貯氷タンク１４内の塩水混合シャーベット状アイスの貯蔵レベルを検出する塩水混合シャーベット状アイス貯蔵レベルセンサー１４ｃＬｓと、駆動源（モータ等）１５から駆動される攪拌機（アジテータとも言う）１６と、製氷装置１をバイパスして貯氷タンク１４との間で塩水混合シャーベット状アイス１４３が循環するバイパス循環路１７と、遠心ポンプ等の非定容量形のバイパス用ポンプ１７ａと、貯氷タンク１４用の第１のバルブ１９と、貯氷タンク１４用の第２のバルブ２１と、バイパス循環路１７を形成する配管２２と、海水などの塩水２３を塩水源（図示省略）から貯氷タンク１４へ注水する塩水注水管２３１と、真水２４を真水源（図示省略）から貯氷タンク１４へ注水する真水注水管２４１と、真水２４の貯氷タンク１４への注水量を制御する真水量調整バルブ２５と、貯氷タンク１４内の塩水混合シャーベット状アイス１４３の塩分濃度Ｃを検出する塩分濃度センサー２６ｃｌと、塩水混合シャーベット状アイス１４３から微細氷を分離する微細氷分離部２７と、冷塩水の貯氷タンク１４への注水量を制御する冷塩水供給制御バルブ２８と、設定部１１０を有するコントロ−ラ１００とを備えている。

前記製氷装置１は、蒸発器の機能を有する冷媒側通路１ａと、塩水側通路１ｂと、スクレーパ（掻き取り機あるいは掻き取り羽根とも言う）１ｃと、外筒１ｄと、内筒１ｅと、回転円筒１ｆとを備えている。前記外筒１ｄと前記内筒１ｅとの間に前記冷媒側通路１ａが形成され、該冷媒側通路１ａの形状は円筒状を成している。前記回転円筒１ｆと前記内筒１ｅとの間に前記塩水側通路１ｂが形成され、該塩水側通路１ｂの形状は円筒状を成している。前記回転円筒１ｆの外周に複数個の前記スクレーパ１ｃが周方向および中心線の延在方向に夫々所定間隔に取り付けられており、当該複数個のスクレーパ１ｃは前記塩水側通路１ｂ内に配設されている。

前記貯氷タンク１４の低部近傍の側壁に設けられた塩水混合シャーベット状アイス排出路１４１に、該塩水混合シャーベット状アイス排出路１４１を開閉する塩水混合シャーベット状アイス排出路開閉バルブ１４ａが設けられている。

前記貯氷タンク１４の低部に設けられたドレン排出路１４２に、該ドレン排出路１４２を開閉するドレン排出路開閉バルブ１４ｂが設けられている。

前記貯氷タンク１４には、該貯氷タンク１４内の塩水混合シャーベット状アイス１４３の貯蔵レベル１４Ｌｓを検出する塩水混合シャーベット状アイス貯蔵レベルセンサー１４ｃが設けられている。

前記コントロ−ラ１００は、前記各センサー３，９，１０Ｔｓ，１２Ｔｗ，１４ｃＬｓ，２６ｃｌの検出出力を入力すると共に前記各駆動源２，１５、冷凍機４、前記各バルブ１２，１４ａ，１４ｂ，１９，２１，２８、前記ポンプ制御装置１１ａ、バイパス用ポンプ１７ａを制御し、後述の図２に例示の塩水混合シャーベット状アイスの製造方法、塩水混合シャーベット状アイスの製造装置における塩水混合シャーベット状アイスの製造シーケンスを実行するものである。

コントロ−ラ１００よる制御によって、バイパス用ポンプ１７ａが起動した後に、循環ポンプ１１が起動する。
バイパス用のポンプ１７ａが起動すると、バイパス循環路１７と貯氷タンク１４との間で、起動初期は塩水が、塩水混合シャーベット状アイスが生成された後は塩水混合シャーベット状アイスが循環する。
循環ポンプ１１が起動すると、塩水混合シャーベット状アイスが生成された後は、微細氷分離部２７で塩水混合シャーベット状アイス中の微細氷が分離された還流水が循環ポンプ１１に吸引され、更に製氷装置１に供給される。

前記コントロ−ラ１００の設定部１１０は、後述の塩水混合シャーベット状アイスの目標温度、他を設定するためのものである。

前記塩水源（図示省略）、前記塩水注水管２３１、前記冷塩水供給制御バルブ２８から塩水供給装置が構成され、前記真水源（図示省略）、前記真水注水管２４１、前記真水量調整バルブ２５から真水供給装置が構成されている。

次に、図１により塩水混合シャーベット状アイスの製造方法、製造装置の全体の概略動作を説明する。

製造装置の電源が投入され、コントローラ１００が起動すると、例えば、ユーザによって選定された２％、３％、３.５％などの塩分濃度の塩水源の塩水が、冷塩水供給制御バルブ２８を介して貯氷タンク１４内に注水され貯氷タンク１４内に蓄えられる。

貯氷タンク１４に蓄えられた塩水は、循環ポンプ１１により製氷装置（アイスジェネレータ）１の塩水側通路１ｂ内に投入される。製氷装置１の冷媒側通路１ａに、冷凍機４から供給される−12℃程度の冷媒液が流れる。

製氷装置１の塩水側通路１ｂに前記所定塩分濃度且つ所定温度の塩水が流れ、該塩水は製氷装置１の内筒１ｅの内周面（伝熱面）に接触し、接触した当該塩水が冷媒側通路１ａの冷媒によって冷却され前記内筒１ｅの内周面に氷が生成される。

前記内筒１ｅの内周面に生成された氷は、製氷装置の駆動源（回転円筒駆動モータ）２で回転駆動されている回転円筒１ｆの外周のスクレーパ（掻き取り羽根）１ｃによって掻き取られる。

スクレーパ１ｃによって掻き取られた氷は、およそ0.1ｍｍの大きさの粒子であり、製氷装置１の塩水側通路１ｂ内の塩水中に浮遊し、塩水を含んだシャーベット状となる。つまり、塩水混合シャーベット状アイスとなる。

製氷装置１の塩水側通路１ｂ内に生成された塩水混合シャーベット状アイスは、定容量形の循環ポンプ１１により塩水側通路１ｂから押し出され、往流路配管１３を経て、貯氷タンク１４内へ送給され貯氷タンク１４内に蓄えられる。

貯氷タンク１４に蓄えられた塩水混合シャーベット状アイス１４３は、循環ポンプ１１により還流路配管１２を経て製氷装置１の塩水側通路１ｂ内へ還流され、前述と同様にして、内筒１ｅの内周面で氷が生成され、スクレーパ１ｃによって掻き取られ、氷の粒子の多い塩水混合シャーベット状アイスが塩水側通路１ｂ内に生成される。

氷の粒子量が増加した塩水混合シャーベット状アイスは、更に、前述と同様に、循環ポンプ１１により塩水側通路１ｂから押し出され、往流路配管１３を経て、貯氷タンク１４内へ送給され貯氷タンク１４内に蓄えられる。

前述の、塩水混合シャーベット状アイスの、貯氷タンク１４内から塩水側通路１ｂ内への還流、塩水側通路１ｂ内でのより氷粒子の多い塩水混合シャーベット状アイスの生成、塩水側通路１ｂ内のより氷粒子の多い塩水混合シャーベット状アイスの貯氷タンク１４への送給、の送給還流サイクルを何度も繰り返し行い、所定のシャーベット濃度ＩＰＦの塩水混合シャーベット状アイス１４３を貯氷タンク１４に所定量貯える。

このように、塩水が製氷装置１を１回通過しただけでは、所定のシャーベット濃度の塩水混合シャーベット状アイス１４３が得られるのではなく、前記送給還流サイクルを何度も繰り返して行うことにより所定シャーベット濃度、所定温度の塩水混合シャーベット状アイス１４３へと徐々に生成していく。

例えば、１０トンの所定シャーベット濃度３０％の塩水混合シャーベット状アイス１４３を生成する場合は、１０時間前後の時間をかけて前記還流を繰り返し徐々に生成する。従って、製氷装置１の塩水側通路１ｂ内に短時間で多量の氷が生成されないので、前述の従来の方法や装置に比べて、シャーベット状アイスの凝固による塊状化によって製氷装置が作動しなくなる（回転円筒１ｆが回転しなくなる）ロック状態に陥ることは殆ど無くなる。

なお、前記還流を何度も繰り返して行うことにより塩水混合シャーベット状アイスの前記シャーベット濃度は徐々に高くなっていき、その粘度も徐々に高くなっていく。塩水混合シャーベット状アイスのシャーベット濃度が徐々に高くなっていき、その粘度も徐々に高くなっていけば、製氷装置１の負荷が徐々に増加し、循環ポンプ１１に塩水混合シャーベット状アイスが通れば循環ポンプ１１の負荷も増加していく。

また、塩水混合シャーベット状アイスのシャーベット濃度が高くなり過ぎると、例えばシャーベット濃度が例えば５０％を超え、６０％、７０％、８０％と可成り高くなっていくと、塩水混合シャーベット状アイス１４３粘性が高くなり、循環ポンプ１１による製氷装置１の塩水側通路１ｂへの押し込み通水が困難となっていくばかりでなく、製氷装置の駆動源（回転円筒駆動モータ）２が高負荷、過負荷となっていき、遂には停止するに至る。従って、適正なシャーベット濃度の塩水混合シャーベット状アイス、例えばシャーベット濃度３０％の塩水混合シャーベット状アイス、が生成されたとき、コントローラ１００はそれ以上シャーベット状アイスができない様に、冷凍機４を停止し製氷をストップする。その場合、適正なシャーベット濃度となったことのコントローラ１００での判断は、例えば、温度センサー１０Ｔｓで測定した塩水混合シャーベット状アイスの温度とする。すなわち塩水混合シャーベット状アイスの温度が規定温度に達した場合、冷凍機４を停止する。このように、コントローラ１００で塩水混合シャーベット状アイスの温度を監視し、冷凍機４の運転を制御することにより、シャーベット濃度が高くなり過ぎることによる製氷装置１の過負荷、停止を未然に防止でき、従って循環ポンプ１１の過負荷も未然に防止でき。

なお、前記規定温度は海水の塩分濃度に依存する。たとえば、塩分濃度が３.５％のときは−３.１℃であり、２．５％のとき、−２．６℃である。−３.１℃＜−２．６℃である。ところで海水の塩分濃度は、環境により変化する。たとえば、大雨の直後や河口近くは塩分濃度が低くなる。したがって、塩分濃度が低くなると、塩分濃度センサー２６による検出値に応じて前記規定温度を上げ、適切なシャーベット濃度に達したとき、冷凍機４を速やかに停止しなければならない。しかし、塩分濃度が低くなって前記規定温度を上げた場合でも、実際には必ずしも理論通りにはならず、理論上予測したシャーベット濃度より高濃度の塩水混合シャーベット状アイスが生成され、塩水混合シャーベット状アイスの粘性が高くなり、製氷装置１の塩水側通路１ｂへの循環ポンプ１１による押し込み通水が困難となるばかりでなく、製氷装置の駆動源（回転円筒駆動モータ）２が高負荷により停止する場合があった。また、さらにシャーベット濃度が高まると、製氷装置１の塩水側通路１ｂにおける塩水混合シャーベット状アイス内の氷が成長し、その容積が増えるために、製氷装置１本体を破損することが懸念される。

そこで、駆動源２の負荷が上昇すれば、製氷装置１の回転円筒１ｆを駆動する駆動源２の負荷状態を検出する製氷装置負荷検出センサー（電流センサー）３の出力により、ポンプ制御装置（インバータ）１１ａを自動的に制御して循環ポンプ１１の出力を上げ、循環ポンプ１１の吐出圧力を高めて、シャーベット状アイスの凝固の初期段階で、塩水側通路１ｂから往流路配管１３へ強制的に押し出し、製氷装置１が過負荷状態、ロック状態に陥るのを未然に防止するようにしてある。

このように、前記送給還流サイクルを繰り返しながら塩水混合シャーベット状アイスを生成していく塩水混合シャーベット状アイス製造装置においては、循環ポンプ１１は製氷装置１や貯氷タンク１４の周りの小物製品ではあるがその役割は心臓的な役割であり極めて重要である。従って、循環ポンプ１１の信頼性の向上を図ることも極めて重要である。

また、コントローラ１００によって前記送給還流サイクルを何度も繰り返して行っている状態下では、冷塩水供給制御バルブ２８はコントローラ１００によって閉じられている。一方、前記送給還流サイクルを何度も繰り返して行っている状態下で、前記塩水混合シャーベット状アイスの氷濃度ＩＰＦの目標が例えば２５％の場合は、標準的には塩水側通路１ｂ内のシャーベット状アイスと塩水との混合水の温度は、例えば、塩分濃度２.５％であれば約−２℃に、塩分濃度３.５％であれば約−２.４℃に至る。

そこで、本実施の形態１では、前記製氷装置負荷検出センサー３の出力による循環ポンプ１１出力の自動制御に加え、前記温度センサー１０Ｔｓの出力を利用して、前記塩水混合シャーベット状アイスの氷濃度ＩＰＦの目標値以上の氷濃度ＩＰＦになるまで、例えば目標氷濃度ＩＰＦ２５％の場合は例えば氷濃度ＩＰＦ３５％になるまで製氷を継続し、例えば塩分濃度Ｃが２．５％の場合は温度センサー１０Ｔｓの検出温度が氷濃度ＩＰＦ３５％相当の−２．３℃となれば真水量調整バルブ２５を開いて真水２４が真水注水管２４１から貯氷タンク１４内に供給され、温度センサー１０Ｔｓの検出温度が目標温度、例えば−１．５℃となれば、真水量調整バルブ２５を閉じて真水２４の貯氷タンク１４内への供給が停止されるようにコントローラで自動制御することにより、塩分濃度の高い塩水から、容易に、比較的温度の高い（例えば−1.5℃）塩水混合シャーベット状アイスを製造することができる。

次いで、前述の製氷、真水注水による塩水混合シャーベット状アイスの製造工程であるコントローラ１００の動作シーケンスを図２により説明する。

図２において、先ず、コントローラ１００の設定部１１０に、塩水混合シャーベット状アイスの仕上がり温度（目標温度）Ｔｓ２及び仕上がりＩＰＦ（目標ＩＰＦ（氷濃度））を設定する。（ステップＳＴ２０１）

次いで、貯氷タンク１４へ塩水注水管２３１から塩水を注水する。また、塩分濃度センサー２６ｃｌで貯氷タンク１４内の塩水の塩分濃度Ｃを、塩水混合シャーベット状アイス貯蔵レベルセンサー１４ｃＬｓで貯氷タンク１４内の塩水のレベル（水位）を、それぞれ計測する。（ステップＳＴ２０２）

次いで、コントローラ１００の設定部１１０に、製氷完了温度Ｔｓ１を設定する。（ステップＳＴ２０３）

次いで、第１のバルブ１９、第２のバルブ２１を開き、主循環ポンプ１１を起動し、製氷装置１、冷凍機４を起動し、製氷が行われる。（ステップＳＴ２０４）

次いで、温度センサー１０Ｔｓの出力である塩水混合シャーベット状アイスの温度Ｔｓの測定情報から製氷完了温度Ｔｓ１（例えば塩分濃度Ｃが２．５％であればその設定温度は約−２．２℃）に達したかどうか判定する。（ステップＳＴ２０５）
ステップＳＴ２０５での判定結果だＮＯ（製氷完了温度Ｔｓ１に達していない）であれば、製氷を継続する。

次いで、ステップＳＴ２０５での判定結果だＹＥＳ（製氷完了温度Ｔｓ１に達している）であれば、製氷を停止する。（ステップＳＴ２０６）

前記ステップＳＴ２０１〜ステップＳＴ２０６までは、コントローラ１００の標準製氷機能部１０１での設定、動作シーケンスであり、塩水混合シャーベット状アイスの仕上がり温度（目標温度）Ｔｓ２の設定を除けば、従来の塩水混合シャーベット状アイスの製造方法の工程、動作シーケンスと同じであり、低温の塩水混合シャーベット状アイスができた状態である。

次いで、真水量調整バルブ２５が開かれ、真水注水管２４１から貯氷タンク１４内へ真水２４の注水が行われる。（ステップＳＴ２０７）

次いで、温度センサー１０Ｔｓの出力である塩水混合シャーベット状アイスの温度Ｔｓの測定情報から仕上がり温度Ｔｓ２（例えば塩分濃度Ｃが２．５％であればその設定温度は例えば−１．５℃）に達したかどうか判定する。（ステップＳＴ２０８）
ステップＳＴ２０８での判定結果だＮＯ（仕上がり温度Ｔｓ２に達していない）であれば、真水２４の注水を継続する。

次いで、ステップＳＴ２０８での判定結果だＹＥＳ（仕上がり温度Ｔｓ２に達している）であれば、真水量調整バルブ２５が閉じられ、真水２４の注水は停止する。（ステップＳＴ２０９）
ステップＳＴ２０９では、目標の例えば−１．５℃、ＩＰＦ２５％の比較的高温の塩水混合シャーベット状アイスが出来上がった状態であり、この出来上がった比較的高温の貯氷タンク１４内の塩水混合シャーベット状アイスは、この後、自動的に或いは任意に、塩水混合シャーベット状アイス排出路１４１から排出される。（ステップＳＴ２１０）

前記ステップＳＴ２０７〜ステップＳＴ２０９までは、コントローラ１００の真水注水機能部１０２での動作シーケンスであり、このステップＳＴ２０７〜ステップＳＴ２０９により、容易に、所望の比較的高温の塩水混合シャーベット状アイスを製造できる。

なお、前記真水注水は、前記塩水混合シャーベット状アイスの温度およびＩＰＦが前記貯氷タンク１４内の全領域で均一になるように、前記貯氷タンク１４内の前記塩水混合シャーベット状アイスを攪拌機１６で攪拌しながら行う。

図３は、前記ステップＳＴ２０４〜ステップＳＴ２０９の工程における塩水の状態、製氷曲線を、出来上り塩水混合シャーベット状アイスの目標ポイントが−1.5℃、ＩＰＦ25%の場合について示す図であり、縦軸に塩水混合シャーベット状アイスの温度℃を、横軸に比エンタルピー（エンタルピ×（−１）kcal/kg（製氷時間に相当））をとり、塩水の塩分濃度Ｃ＝1.0％，1.5％，2.0％，2.5％，3.0％，3.5％，4.0％，4.5％の各々場合について、氷濃度ＩＰＦ＝10％，20％，30％，40％，50％，60％，70％との関係を例示してある。

図３において、矢印で示すように、濃度2.5％の塩水を、ＩＰＦ＝35％になるまで製氷し、ＩＰＦ＝35％（塩水混合シャーベット状アイスの温度−2.2℃）に達した時点から製氷を停止し、真水注水を行うことにより、目標ポイント−1.5℃、ＩＰＦ25%の比較的高温の塩水混合シャーベット状アイスが得られることが分かる。

ここで、前記真水注水期間中に循環ポンプ１１の運転は停止することも考えられるが、循環ポンプ１１の停止により塩水混合シャーベット状アイスの流動が停止することにより製氷装置１内の塩水混合シャーベット状アイス中の微細氷が相互に融着結合し微細氷塊となって製氷装置１内のスクレーパ１ｃがロック状態になる可能性を排除することを考慮して前記真水注水期間中にも循環ポンプ１１の運転は継続した方が好ましい。

観点を変えれば、循環ポンプ１１に塩水混合シャーベット状アイスが流れる構成であれば、循環ポンプ１１の停止により循環ポンプ１１自体も前記微細氷の相互融着結合による微細氷塊によってロック状態になる可能性があるので、この可能性を払拭するためにも前記真水注水期間中にも循環ポンプ１１の運転は継続した方が好ましい。

更に観点を変えれば、前記真水注水期間中にも循環ポンプ１１の運転は継続するようにしたとしても、繰返し停電や、長時間停電が発生した場合は、同様に、循環ポンプ１１に塩水混合シャーベット状アイスが流れる構成であれば、循環ポンプ１１の停止により循環ポンプ１１が前記微細氷の相互融着結合による微細氷塊によってロック状態になる可能性が生じる。また、循環ポンプ１１に塩水混合シャーベット状アイスが流れる構成であれば、塩水混合シャーベット状アイス中の微細氷が循環ポンプ１１の羽根あるいは歯に接触したり衝突したりするので循環ポンプ１１の羽根あるいは歯が損傷していく。

前述のように、前記送給還流サイクルを繰り返しながら塩水混合シャーベット状アイスを生成していく塩水混合シャーベット状アイス製造装置においては、循環ポンプ１１は製氷装置１や貯氷タンク１４の周りの小物製品ではあるがその役割は心臓的な役割であり極めて重要であること、循環ポンプ１１に塩水混合シャーベット状アイスが流れる構成であれば、状況によっては循環ポンプ１１のロックの可能性が生じること、循環ポンプ１１に塩水混合シャーベット状アイスが流れる構成であれば、塩水混合シャーベット状アイス中の微細氷が循環ポンプ１１の羽根あるいは歯に接触したり衝突したりするので循環ポンプ１１の羽根あるいは歯が損傷していくこと、等から、循環ポンプ１１の信頼性、長寿命化、等を配慮することは重要であり、そのために、本実施の形態では、微細氷分離部２７を設けて、この微細氷分離部２７で塩水混合シャーベット状アイスから微細氷を分離し、この微細氷が分離された塩水を循環ポンプ１１への還流水とするものである。

以下、微細氷分離部２７で塩水混合シャーベット状アイスから微細氷を分離し、この微細氷が分離された塩水を循環ポンプ１１への還流水とする具体的な構成を詳細に説明する。

前述のように、製氷装置１、貯氷タンク１４、バイパス用ポンプ１７ａ、循環ポンプ１１が運転されると、図４に拡大して示してあるように、バイパス循環路１７を形成する配管２２内を流れる塩水混合シャーベット状アイス１４３中の微細氷１４３ｉは、塩水１４３の上部に浮遊した状態にあり、配管２２内の上側には微細氷１４３ｉが、配管２２内の下側には塩水が、略位置している。

従って、配管２２内の下側に開口している還流路配管１２には、微細氷１４３ｉが浮遊して分離された塩水が、つまり、微細氷１４３ｉを殆ど含まない塩水が還流水１４３ｗとなって循環ポンプ１１により吸引される。前述の塩水混合シャーベット状アイス仕上がり間近の氷濃度ＩＰＦが目標値近い状態においても、微細氷分離部２７において還流路配管１２から循環ポンプ１１へと還流する還流水には微細氷が殆ど含まれていない。従って、繰返し停電や、長時間停電が発生した場合の循環ポンプ１１の停止により循環ポンプ１１が前記微細氷の相互融着結合による微細氷塊によってロック状態になる可能性を排除あるいは低減でき、前記循環ポンプ１１の羽根への微細氷１４３ｉの衝突や接触による前記循環ポンプ羽根の損傷を防止できるので循環ポンプの信頼性が向上する。

実施の形態２．
前述の実施の形態１では、バイパス循環路１７を形成する配管２２の下側に還流路配管１２が接続されている場合を例示したが、図５に例示の本実施の形態２ように還流路配管１２を配管２２の上側に接続しても、還流路配管１２の吸い込み側が配管２２の底部の塩水領域に開口しておれば、実施の形態と同等の効果を奏する。

実施の形態３．
前述の実施の形態１及び実施の形態２では、還流路配管１２が、配管２２の真下あるいは真上に位置して配管２２に取り付けられているが、図６に例示の本実施の形態３ように、還流路配管１２を配管２２に対して傾斜して取り付けても、その吸い込み側が配管２２の底部の塩水領域に開口しておれば、実施の形態１，２と同等の効果を奏する。

実施の形態４．
本実施の形態４では、図７に例示のように、前記バイパス循環路に設けられた三方弁２９を備え、この三方弁２９により前記バイパス循環のモードと高氷濃度塩水混合シャーベット状アイス排出モードとに切り替えることができるようにした事例を示してある。

図７において、三方弁２９がバイパス循環路１７側に切替えられた場合は、バイパス循環のモードとなり、貯氷タンク１４内の塩水混合シャーベット状アイス１４３は循環用ポンプ１７ａにバイパス循環路１７と貯氷タンク１４との間で循環する。三方弁２９が塩水混合シャーベット状アイス排出口３０側に切替えられた場合は、高氷濃度塩水混合シャーベット状アイス排出モードとなり、微細氷分離部２７で分離された微細氷を含み高氷濃度となった塩水混合シャーベット状アイスが、循環用ポンプ１７ａの吐出圧により塩水混合シャーベット状アイス排出口３０から排出される。
微細氷分離部２７の構造および機能は前述の実施の形態１〜３と同じである。
なお、三方弁２９は循環用ポンプ１７ａの吸い込み側に設けてもよい。

実施の形態５．
本実施の形態５では、図８に例示のように、三方弁２９が微細氷分離部２７と循環ポンプ１１との間に設けられ、この三方弁２９により還流モードと塩水混合シャーベット状アイス排出モードとに切り替えることができるようにした事例を示してある。

図８において、循環用ポンプ１７ａの運転中に三方弁２９が循環ポンプ１１側に切替えられた場合は、還流モードとなり、微細氷分離部２７で微細氷が分離された還流水が循環ポンプ１１へ流れる。三方弁２９が塩水混合シャーベット状アイス排出口３０側に切替えられた場合は、塩水混合シャーベット状アイス排出モードとなり、微細氷分離部２７を経て塩水混合シャーベット状アイスが、循環用ポンプ１７ａの吐出圧により塩水混合シャーベット状アイス排出口３０から排出される。
還流モードの場合は、微細氷分離部２７の機能は前述の実施の形態１〜３と同じである。
なお、三方弁２９は循環用ポンプ１７ａの吸い込み側に設けてもよい。

実施の形態６．
本実施の形態６は、図９に例示するように、微細氷分離タンク２７１と微細氷分離タンク２７１に内蔵された邪魔板２７２とから構成されて微細氷分離部２７を、貯氷タンク１４と循環ポンプ１１との間に設けた事例である。
図９において、微細氷分離タンク２７１の上部にバイパス路１７が連通し、微細氷分離タンク２７１の下部に循環ポンプ１１に至る還流路１２が連通している。
貯氷タンク１４から微細氷分離タンク２７１内に一点鎖線の矢印で示すように流入してきた塩水混合シャーベット状アイスは、邪魔板２７２に衝突しながらその微細氷が分離され、微細氷が分離された塩水は実線矢印で示すように還流水として循環ポンプ１１へ流れ、分離された微細氷を含む氷濃度の高い塩水混合シャーベット状アイスは２点鎖線の矢印で示すようにバイパス用ポンプ１７ａによってバイパス路１７から貯氷タンク１４内へ戻される。

実施の形態７．
本実施の形態７は、図１０に例示するように、貯氷タンク１４から製氷装置１に至る還流路１２におけるタンク出口に微細氷分離部２７が設けられ、微細氷分離部２７で前記微細氷が分離された還流水が循環ポンプ１１を経て製氷装置１に還流される事例である。微細氷分離部２７は、貯氷タンク１４の下部に外方に突出して攪拌機１６による攪拌の影響の少ない脇部屋を形成し構成し、当該脇部屋間内において塩水混合シャーベット状アイス中の微細氷の浮力による微細氷の自然分離を利用して、微細氷が分離された塩水を当該脇部屋の下方から還流路１２を介して取り出す構成としてある。

実施の形態８．
本実施の形態８は、図１１に例示のように、貯氷タンク１４の下部にメッシュ状の微細氷フィルタ２７３を設けることにより微細氷分離部２７を構成した事例であり、微細氷フィルタ２７３を通過することによって微細氷が分離された還流水が貯氷タンク１４から還流路１２を介して循環ポンプ１１に至る構成としたものである。

実施の形態９．
本実施の形態９は、図１２及び図１３に例示のように、前記貯氷タンク内に設けられた仕切り壁２７２を備え、この仕切り壁２７２と貯氷タンク１４の内壁との間の、微細氷が分離された還流水が、貯氷タンク１４から還流路１２を介して循環ポンプに至る構成としたものである。

本構成の場合は、特に図１３に例示するように、攪拌機１６の攪拌羽根１６１による攪拌方向（実線の矢印で例示）の上流側で仕切り壁２７２の端部を貯氷タンク１４のタンク壁に固着した固着部2721とし、この固着部2721と反対の側の端部と貯氷タンク１４の内壁との間、即ち前記攪拌方向の下流側に開口部2722を形成し、仕切り壁２７２と貯氷タンク１４の内壁との間の部屋が前記攪拌の影響を受けにくいように構成してある。
仕切り壁２７２と貯氷タンク１４の内壁との間の部屋内における塩水混合シャーベット状アイス中の微細氷の浮力による微細氷の自然分離を利用して、微細氷が分離された塩水を当該部屋の下方から還流路１２を介して取り出す構成としてある。

なお、図１〜図１３において、同一又は相当部分には同一符号を付してある。

この発明の実施の形態１を示す図で、塩水混合シャーベット状アイスの製造装置の全体のシステム構成の事例を示す図である。 この発明の実施の形態１を示す図で、図１の塩水混合シャーベット状アイスの製造方法、塩水混合シャーベット状アイスの製造装置における塩水混合シャーベット状アイスの製造シーケンスの事例を示す図である。 この発明の実施の形態１を示す図で、図１の塩水混合シャーベット状アイスの製造方法、塩水混合シャーベット状アイスの製造装置における塩水の状態、製氷曲線の事例を示す図である。 この発明の実施の形態１を示す図で、要部を拡大して示す断面図である。 この発明の実施の形態２を示す図で、要部を拡大して示す断面図である。 この発明の実施の形態３を示す図で、要部を拡大して示す断面図である。 この発明の実施の形態４を示す図で、塩水混合シャーベット状アイスの製造装置の全体のシステム構成の他の事例を示す図である。 この発明の実施の形態５を示す図で、塩水混合シャーベット状アイスの製造装置の全体のシステム構成の更に他の事例を示す図である。 この発明の実施の形態６を示す図で、塩水混合シャーベット状アイスの製造装置の全体のシステム構成の更に他の事例を示す図である。 この発明の実施の形態７を示す図で、塩水混合シャーベット状アイスの製造装置の全体のシステム構成の更に他の事例を示す図である。 この発明の実施の形態８を示す図で、塩水混合シャーベット状アイスの製造装置の全体のシステム構成の更に他の事例を示す図である。 この発明の実施の形態９を示す図で、塩水混合シャーベット状アイスの製造装置の全体のシステム構成の更に他の事例を示す図である。 この発明の実施の形態９を示す図で、要部を拡大して断面で示す平面図である。

符号の説明

１ 製氷装置（アイスジェネレータ）、
１ａ 冷媒側通路、
１ｂ 塩水側通路、
１ｃ スクレーパ（掻き取り羽根）、
１ｄ 外筒、
１ｅ 内筒、
１ｆ 回転円筒、
２ 製氷装置の駆動源（回転円筒駆動モータ）、
３ 製氷装置負荷検出センサー（電流センサー、電流計）、
４ 冷凍機、
５ 圧縮機、
６ 凝縮機、
７ 冷媒配管、
８ 膨張弁、
９ 圧力センサー、
１０Ｔｓ 温度センサー、
１１ 主循環ポンプ、
１１ａ ポンプ制御装置（インバータ）、
１２ 還流路配管（製氷装置←貯氷タンク）、
１２Ｔｗ 真水温度センサー、
１３ 往流路配管（製氷装置→貯氷タンク）、
１４ 貯氷タンク、
１４１ 塩水混合シャーベット状アイス排出路、
１４２ ドレン排出路、
１４３ 塩水混合シャーベット状アイス、
１４３ｉ 微細氷、
１４３ｗ 還流水（塩水）、
１４ａ 塩水混合シャーベット状アイス排出路開閉バルブ、
１４ｂ ドレン排出路開閉バルブ、
１４ｃＬｓ 塩水混合シャーベット状アイス貯蔵レベルセンサー、
１５ 攪拌機（アジテータ）の駆動源（モータ）、
１６ 攪拌機（アジテータ）、
１６１ 攪拌羽根、
１７ バイパス循環路、
１７ａ バイパス用ポンプ、
２１ 貯氷タンク用の第２のバルブ、
２２ バイパス循環路を形成する配管、
２３ 塩水、
２３１ 塩水注水管、
２４ 真水、
２４１ 真水注水管、
２５ 真水量調整バルブ、
２６ｃｌ 塩分濃度センサー、
２７ 微細氷分離部、
２７１ 微細氷分離タンク、
２７２ 邪魔板、
２７２１ 固着部、
２７２２ 開口部、
２７３ メッシュ状の微細氷フィルタ、
２８ 冷塩水供給制御バルブ、
２９ 三方弁、
３０ 塩水混合シャーベット状アイス排出口、
１００ コントロ−ラ、
１０１ 標準製氷機能部、
１０２ 真水注水機能部、
１１０ 設定部。

Claims (8)

1. 供給された塩水を冷却することにより生成された氷をスクレーパで掻きとって微細氷とし当該微細氷と前記塩水とが混合した塩水混合シャーベット状アイスを作る製氷装置、前記塩水混合シャーベット状アイスを貯める貯氷タンク、前記製氷装置で作られた塩水混合シャーベット状アイスを前記貯氷タンク内へ送給し前記貯氷タンク内の塩水混合シャーベット状アイスを前記製氷装置へ還流する循環ポンプ、及び前記貯氷タンクから前記製氷装置への塩水混合シャーベット状アイス還流経路の前記循環ポンプより上流側に設けられた微細氷分離部を備え、前記微細氷分離部で前記微細氷が分離された還流水が前記循環ポンプを経て前記製氷装置に還流される塩水混合シャーベット状アイスの製造装置。
2. 請求項１に記載の塩水混合シャーベット状アイスの製造装置において、前記製氷装置をバイパスして前記貯氷タンクとの間で前記塩水混合シャーベット状アイスが循環するバイパス循環路を備え、このバイパス循環路に前記微細氷分離部が設けられていることを特徴とする塩水混合シャーベット状アイスの製造装置。
3. 請求項２に記載の塩水混合シャーベット状アイスの製造装置において、前記バイパス循環路に設けられた三方弁を備え、この三方弁により前記バイパス循環のモードと、前記微細氷分離部で分離された微細氷を含む高氷濃度塩水混合シャーベット状アイスの排出モードとに切り替わることを特徴とする塩水混合シャーベット状アイスの製造装置。
4. 請求項２に記載の塩水混合シャーベット状アイスの製造装置において、前記微細氷分離部と前記循環ポンプとの間に設けられた三方弁を備え、この三方弁により前記微細氷分離部から前記循環ポンプに至る還流モードと塩水混合シャーベット状アイス排出モードとに切り替わることを特徴とする塩水混合シャーベット状アイスの製造装置。
5. 請求項２に記載の塩水混合シャーベット状アイスの製造装置において、前記微細氷分離部が邪魔板を内蔵した微細氷分離タンクであり、この微細氷分離タンクの上部に前記バイパス循環路が連通し、前記微細氷分離タンクの下部に前記循環ポンプに至る還流路が連通していることを特徴とする塩水混合シャーベット状アイスの製造装置。
6. 請求項１に記載の塩水混合シャーベット状アイスの製造装置において、前記貯氷タンクから前記製氷装置に至る還流経路におけるタンク出口に前記微細氷分離部が設けられ、前記微細氷分離部で前記微細氷が分離された還流水が前記循環ポンプを経て前記製氷装置に還流されることを特徴とする塩水混合シャーベット状アイスの製造装置。
7. 請求項１に記載の塩水混合シャーベット状アイスの製造装置において、前記貯氷タンク内に設けられた微細氷フィルタを備え、この微細氷フィルタを通過することによって微細氷が分離された還流水が前記貯氷タンクから前記循環ポンプに至ることを特徴とする塩水混合シャーベット状アイスの製造装置。
8. 請求項１に記載の塩水混合シャーベット状アイスの製造装置において、前記貯氷タンク内に設けられた仕切り壁を備え、この仕切り壁と前記貯氷タンクの内壁との間の、微細氷が分離された還流水が前記貯氷タンクから前記循環ポンプに至ることを特徴とする塩水混合シャーベット状アイスの製造装置。

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