JP2011149590A - 製氷機 - Google Patents

Abstract

【課題】蒸発管からの冷媒の漏れを確実に防止できるとともに製氷効率も向上できる製氷機を提供する。
【解決手段】冷媒が循環する冷却回路の蒸発管18をシームレス構造とし、蒸発管18からの冷媒の漏れを防止する。蒸発管18を螺旋形に曲げ形成して複数の製氷管部23を形成し、各製氷管部23を容器15の製氷水ｗ中に直接浸漬させて製氷する。
【選択図】図１

Description

本発明は、氷を製造する製氷機に関する。

従来、氷を製造する製氷機においては、冷媒が循環される冷凍サイクルによって構成される冷却回路と、上面に冷却回路の蒸発管が配置されるプレート本体およびこのプレート本体の下面から突出された複数の製氷突起（マンドレル）を有する製氷プレートと、この製氷プレートの下方に配置されて製氷水を貯留する容器を備えた、いわゆるバッチ式と呼ばれる製氷機がある（例えば、特許文献１参照。）。

この製氷機の製氷プレートは、一般に、アルミダイキャスト製で、プレート本体および複数の製氷突起が一体に形成されている。

そして、この製氷機では、製氷時において、冷却回路の運転により冷媒を蒸発器に循環させて製氷プレート全体つまりプレート本体および各製氷突起を冷却し、製氷プレートの下方に配置された容器の製氷水中に浸漬されている各製氷突起の周りに氷を成長させ、また、氷が一定の大きさまで成長したら製氷を中止し、製氷プレートの下方から容器を移動させ、冷却回路のサイクル切り換えによって冷却回路から冷媒のホットガスを蒸発管に供給して製氷プレート全体つまりプレート本体および各製氷突起を加熱し、各製氷突起に接触している氷の表面を溶かし、各製氷突起から氷を離脱させて下方へ排出するようにしている。したがって、製氷と離氷とを交互に繰り返しながら、氷を製造している。

また、蒸発管の長手方向に沿って複数の孔をあけ、この蒸発管の各孔に各製氷突起を直接接続し、蒸発管内の冷媒が製氷突起内を流れるようにすることにより、製氷効率を向上させるようにした製氷機がある（例えば、特許文献２参照。）。

特開２００４−３０９１０５号公報（第２−５頁、図１−７） 特開２００８−６４４５０号公報（第５−７頁、図１−７）

しかしながら、製氷プレートを用いた製氷機では、蒸発管と各製氷突起との間に熱容量の大きなプレート本体が介在するため、蒸発管から製氷突起への熱伝導性が低下し、単位時間当たりの製氷量が比較的少なくなり、製氷効率が悪かった。

さらに、製氷効率が悪い理由として、製氷プレートがプレート本体と複数の製氷突起とを一体成形するためにアルミダイキャスト製であることもあり、そこで、アルミダイキャストに比べて熱伝導性がよい例えば銅などで製氷プレートを形成することも考えられるが、この場合、製氷プレートのコストが高く製造性も低下することになり、しかも、上述のように蒸発管と各製氷突起との間に熱容量の大きなプレート本体が介在することから、十分な製氷効率の向上が得られない。

また、蒸発管に孔をあけて製氷突起を直接接続し、冷媒が製氷突起内を流れるようにした製氷機では、製氷効率が向上するものの、蒸発管と各製氷突起との接続部分における接続不良や劣化によって冷媒が外部に漏れるおそれがある。特に、ノンフロン化に伴う代替冷媒として、例えばイソブタンなどの可燃性ガスを使用する場合があるが、このような可燃性ガスの漏れは確実に防止しなければならない。

本発明は、このような点に鑑みなされたもので、蒸発管からの冷媒の漏れを確実に防止できるとともに製氷効率も向上できる製氷機を提供することを目的とする。

請求項１記載の製氷機は、製氷水を貯留する容器と、この容器の製氷水中に直接浸漬されて製氷する複数の製氷管部が曲げ加工によって形成されたシームレス構造の蒸発管を有し、冷媒が循環する冷却回路とを具備しているものである。

請求項２記載の製氷機は、請求項１記載の製氷機において、前記蒸発管は、螺旋形、波形および鋸形のいずれか１つの形状に曲げ加工されているものである。

請求項３記載の製氷機は、請求項１または２記載の製氷機において、前記蒸発管の製氷管部は、その製氷管部の下部側が前記容器の製氷水中に直接浸漬されるとともに製氷管部の上部側が前記容器の製氷水の水面より上方に配置されるものである。

請求項１記載の製氷機によれば、シームレス構造の蒸発管を曲げ加工して、容器の製氷水中に直接浸漬されて製氷する複数の製氷管部を形成した構造であるため、蒸発管からの冷媒の漏れを確実に防止できるとともに、蒸発管と製氷水とが直接熱伝導できて製氷効率も向上できる。

請求項２記載の製氷機によれば、請求項１記載の製氷機の効果に加えて、蒸発管を螺旋形、波形および鋸形のいずれか１つの形状に曲げ加工するだけで、複数の製氷管部を簡単に形成することができる。

請求項３記載の製氷機によれば、請求項１または２記載の製氷機の効果に加えて、蒸発管の製氷管部を、その製氷管部の下部側が容器の製氷水中に直接浸漬されるとともに製氷管部の上部側が容器の製氷水の水面より上方に配置されるようにすることで、離氷時において、蒸発管の製氷管部から氷を離脱させる離氷時間を短くでき、製氷効率を向上できる。

本発明の第１の実施の形態を示す製氷機の断面図である。 同上製氷機の斜視図である。 同上製氷機の冷却回路の回路図である。 本発明の第２の実施の形態を示す製氷機の断面図である。 同上製氷機の斜視図である。

以下、本発明の一実施の形態を、図面を参照して説明する。

図１ないし図３に第１の実施の形態を示す。

図３に示すように、製氷機11は、製氷を行う製氷部12、およびこの製氷部12を冷却または加熱する冷却回路（冷凍回路）13を備えている。

図１および図２に製氷部12の構成を示す。製氷部12は、製氷水ｗ（図２には図示を省略している）を貯留する容器（トレイ）15、この容器15に貯留された製氷水ｗを冷却して製氷する製氷ユニット16、容器15を製氷ユニット16の下側に組み合わせる製氷位置と製氷ユニット16の下側から退避させる退避位置とに移動させる図示しない移動ユニット、および容器15に製氷水ｗを供給する図示しない製氷水供給ユニットなどを備えている。

容器15は、上面を開放した長方形のトレイ状に形成され、製氷水ｗを貯留可能とされている。

また、製氷ユニット16は、冷却回路13の蒸発器を構成するものであり、冷却回路13の冷媒が循環する蒸発管18を備えている。この蒸発管18は、熱伝導性に優れた材料である例えば銅によって孔やつなぎ目がない円筒状に形成されたシームレス管が用いられ、両端部19が容器15の一辺よりも外側に突出され、両端部19間の中間部に容器15の上面外形部より内側の範囲内に収まるように全体として略Ｕ字形に曲げ加工されている容器配置部20が形成されている。なお、蒸発管18は、図示しない支持部材によって、容器配置部20が全体として水平に配置されるように支持されている。

蒸発管18の容器配置部20には、管長手方向（水平方向）の軸を中心として螺旋形に曲げ加工された一対の螺旋形管部21、これら螺旋形管部21の先端間を接続するように曲げ加工された折返し管部22を備えている。螺旋形管部21の１つの螺旋毎に下部側に位置する管部分が、容器15の製氷水ｗ中に直接浸漬されて製氷可能とする製氷管部23として構成されている。

蒸発管18の製氷管部23は、製氷時において、その製氷管部23の下部側が容器15の製氷水ｗ中に直接浸漬されるとともに製氷管部23の上部側が容器15の製氷水ｗの水面より上方に配置されるように構成されている。ここで、離氷の容易さを考慮すれば、製氷管部23の下部側半分が容器15の製氷水ｗ中に直接浸漬されるとともに製氷管部23の上部側半分が容器15の製氷水ｗの水面より上方に配置されることがこのましい。

次に、図３に示すように、冷却回路13は、圧縮機31、凝縮機32、製氷部12の製氷ユニット16に配置された蒸発管18である蒸発器33、およびアキュムレータ34を含む冷凍サイクルによって構成されている。

凝縮機32と蒸発器33との間に第１のバルブ35が配置され、圧縮機31と凝縮機32との間と第１のバルブ35と蒸発器33との間とが配管36で接続されているとともに、この配管36に第２のバルブ37が配置されている。そして、製氷時には、第１のバルブ35が開、第２のバルブ37が閉とされて、図３に実線矢印で示すように、圧縮機31で圧縮されて凝縮機32で凝縮された高圧の冷媒が蒸発器33に流れて蒸発することにより冷却し、また、離氷時には、第１のバルブ35が閉、第２のバルブ37が開とされて、図３に破線矢印で示すように、圧縮機31で圧縮された高温の冷媒つまりホットガスが蒸発器33に流れて加熱する。したがって、各バルブ35，37および配管36が、製氷時と離氷時とに応じて冷媒の流れを切り換える切換部38として構成されている。

次に、製氷機11の動作について説明する。

製氷時には、製氷水供給ユニットにより、容器15に予め設定された所定量の製氷水ｗを供給し、また、移動ユニットにより、容器15を製氷ユニット16の下側に組み合わせ、製氷ユニット16の蒸発管18の各製氷管部23を容器15の製氷水ｗ中に浸漬させる。このとき、例えば、製氷管部23の下部側半分を容器15の製氷水ｗ中に直接浸漬させる。

冷却回路13の第１のバルブ35を開、第２のバルブ37を閉として、圧縮機31を運転することにより、圧縮機31で圧縮されて凝縮機32で凝縮された高圧の冷媒が蒸発器33の蒸発管18に流れて蒸発し、蒸発管18を冷却する。

蒸発管18の各製氷管部23を通じて製氷水ｗが冷却され、各製氷管部23の表面に氷ｉが着氷されていく。

このとき、蒸発管18の製氷管部23の外面が製氷水ｗに直接浸漬されているため、製氷水ｗが効率よく冷却される。そのため、各製氷管部23の表面に所定量あるいは所定厚の氷ｉを製氷するのに要する製氷時間を短縮できる。

また、各製氷管部23の表面に所定量あるいは所定厚の氷ｉが着氷して製氷が完了したら、離氷に切り換えて実施する。

この離氷時には、まず、移動ユニットにより、容器15を製氷ユニット16の下側から退避させる。

続いて、冷却回路13の第１のバルブ35を閉、第２のバルブ37を開として、図３に破線矢印で示すように、圧縮機31で圧縮された高温の冷媒つまりホットガスを蒸発器33の蒸発管18に送り込み、蒸発管18を加熱する。

蒸発管18の各製氷管部23が温度上昇することにより、各製氷管部23の表面に接している氷ｉの表面が溶け、各製氷管部23から氷ｉが離氷して落下し、図示しない氷貯留部に貯留される。

このとき、蒸発管18の製氷管部23の外面が氷ｉに直接、接触されているため、氷ｉの表面が効率よく溶かされる。そのため、各製氷管部23から氷ｉを離氷させるのに要する離氷時間を短縮できる。

したがって、製氷機11全体としては、製氷から離氷までの１サイクルの時間を短縮して、単位時間当たりの製氷量を増加でき、製氷機11の能力を向上できる。

しかも、シームレス構造の蒸発管18を用いるため、蒸発管18からの冷媒の漏れを確実に防止できる。特に、ノンフロン化に伴う代替冷媒として、例えばイソブタンなどの可燃性ガスを使用する場合があるが、このような可燃性ガスの漏れは確実に防止できる。

さらに、蒸発管18がシームレス構造であっても、この蒸発管18を螺旋形に曲げ加工して複数の製氷管部23を形成し、これら各製氷管部23を製氷水ｗ中に直接浸漬させて製氷する構造としたため、製氷水ｗを効率よく冷却できて製氷効率を向上できる。

しかも、従来のように製氷プレートを用いたり蒸発管に孔をあけて製氷突起を結合するるのに比べて、製造を容易にでき、部品点数も削減でき、コスト低減を図れる。

また、製氷時において、製氷管部23の下部側半分が容器15の製氷水ｗ中に直接浸漬されるようにすれば、製氷後の離氷時に、各製氷管部23から氷ｉを容易に離氷でき、離氷時間を短縮し、製氷機11の能力を向上できる。

次に、図４および図５に第２の実施の形態を示す。

蒸発管18の容器配置部20には、上下方向に波形に曲げ加工された一対の波形管部21a、これら波形管部21aの先端間を接続するように曲げ加工された折返し管部22を備えている。波形管部21aの１つの波形毎に下部側に位置する管部分が、容器15の製氷水ｗ中に直接浸漬されて製氷可能とする製氷管部23として構成されている。

この場合にも、上述した第１の実施の形態と同様の作用効果が得られる。

なお、蒸発管18に複数の製氷管部23を形成するための曲げ加工は、螺旋形および波形以外に限られず、例えば鋸形など、複数の製氷管部23が形成されればどのように曲げ加工してもよい。

また、離氷の容易さを考慮すれば、製氷管部23の下部側半分を容器15の製氷水ｗ中に直接浸漬することが好ましいが、例えば氷ｉの大きさを大きくしたい場合などには、離氷時間が多くかかることになるとしても、製氷管部23の下部側半分より上側まで容器15の製氷水ｗ中に直接浸漬させてもよい。

また、容器15には、製氷水ｗを貯留する複数の凹部を設け、これら各凹部内の製氷水ｗ中に各製氷管部23を直接浸漬させて製氷するようにしてもよい。

11 製氷機
13 冷却回路
15 容器
18 蒸発管
23 製氷管部
ｗ 製氷水

Claims (3)

1. 製氷水を貯留する容器と、
   この容器の製氷水中に直接浸漬されて製氷する複数の製氷管部が曲げ加工によって形成されたシームレス構造の蒸発管を有し、冷媒が循環する冷却回路と
   を具備していることを特徴とする製氷機。
2. 前記蒸発管は、螺旋形、波形および鋸形のいずれか１つの形状に曲げ加工されている
   ことを特徴とする請求項１記載の製氷機。
3. 前記蒸発管の製氷管部は、その製氷管部の下部側が前記容器の製氷水中に直接浸漬されるとともに製氷管部の上部側が前記容器の製氷水の水面より上方に配置される
   ことを特徴とする請求項１または２記載の製氷機。

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