JP2020128830A - Flake ice manufacturing device and method of manufacturing spiral refrigerant channel - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、フレークアイス製造装置及び渦状の冷媒流路の製造方法に関する。 The present invention relates to a flake ice manufacturing device and a method for manufacturing a spiral refrigerant flow path.
食品等の鮮度を保持したり、蓄冷剤を冷却したりするために、氷を薄片状に加工したフレークアイスが使用されている。そのため、フレークアイスを製造するための装置が種々提案されている。 Flake ice, which is obtained by processing ice into flakes, is used to maintain the freshness of foods and to cool the regenerator. Therefore, various apparatuses for producing flake ice have been proposed.
例えば、特許文献1には、同軸に配置された竪型の内筒及び外筒と、この内筒の中心軸に配置されて回転するシャフトと、このシャフトに軸方向に間隔を空けて取り付けられた複数枚の板状のスクレーパとを備えたシャーベット氷製造装置が記載されている。このシャーベット氷製造装置は、内筒とシャフトとの間が原水流路とされている。このシャーベット氷製造装置は、内筒と外筒の間が冷媒流路とされている。 For example, in Patent Document 1, a vertical inner cylinder and an outer cylinder that are coaxially arranged, a shaft that is arranged around the central axis of the inner cylinder and that rotates, and a shaft that is attached to the shaft with a gap in the axial direction. A sherbet ice making device including a plurality of plate-shaped scrapers is described. In this sherbet ice making device, a raw water flow path is provided between the inner cylinder and the shaft. In this sherbet ice making device, a refrigerant flow path is provided between the inner cylinder and the outer cylinder.
このシャーベット氷製造装置は、原水流路に供給された原水が、冷媒流路に供給された冷媒によって冷却され、内筒の内面に氷を生成する。このシャーベット氷製造装置は、シャフトが回転することによって、スクレーパが回転する。このシャーベット氷製造装置は、内筒の内面に生成された氷を回転するスクレーパが掻き取ることで、フレークアイスを製造する。 In this sherbet ice making device, the raw water supplied to the raw water channel is cooled by the refrigerant supplied to the refrigerant channel to generate ice on the inner surface of the inner cylinder. In this sherbet ice making device, the scraper rotates as the shaft rotates. This sherbet ice manufacturing device manufactures flake ice by scraping the ice generated on the inner surface of the inner cylinder with a rotating scraper.
特許文献1に開示されたシャーベット氷製造装置は、内筒と板状のスクレーパとの間のクリアランスが一定の間隔とされることで、均一なフレークアイスを製造することができる。そのためには、内筒は真円に形成されていなければならない。しかし、真円の内筒を製造することは困難である。更に、内筒は、板状のスクレーパが回転するほどの内部空間を設けていることから、シャーベット氷製造装置が大型化する。 The sherbet ice production device disclosed in Patent Document 1 can produce uniform flake ice because the clearance between the inner cylinder and the plate-shaped scraper is constant. For that purpose, the inner cylinder must be formed in a perfect circle. However, it is difficult to manufacture a perfect circular inner cylinder. Further, since the inner cylinder has an internal space enough to rotate the plate-shaped scraper, the sherbet ice manufacturing apparatus becomes large in size.
本発明は、小型化が可能であり、容易に製造することができる構造のフレークアイス製造装置を提供することを目的とする。 It is an object of the present invention to provide a flake ice making device having a structure that can be downsized and can be easily manufactured.
本発明に係るフレークアイス製造装置は、
管状部材からなる渦状の冷媒流路を含む冷媒流路と、
前記冷媒流路の表面に触れることなく、前記冷媒流路の表面に沿って移動するワイパーと、
冷媒が前記冷媒流路を循環することによって冷却された前記冷媒流路の表面に向けてブラインを噴射するノズルと、
前記ワイパーに配置され、前記ノズルから前記冷媒流路の表面に向けて噴射されたブラインが前記冷媒流路の表面で凍結し生成された氷を剥離してフレークアイスを製造する剥離部と、
を備える。
The flake ice making device according to the present invention,
A refrigerant flow path including a spiral refrigerant flow path made of a tubular member,
A wiper that moves along the surface of the coolant channel without touching the surface of the coolant channel,
A nozzle that injects brine toward the surface of the coolant channel cooled by the coolant circulating through the coolant channel,
A peeling unit disposed on the wiper, and a brine sprayed from the nozzle toward the surface of the refrigerant flow channel to peel off ice generated by freezing on the surface of the refrigerant flow channel to produce flake ice,
Equipped with.
本発明に係るフレークアイス製造装置の一態様において、
管状部材からなる渦状の冷媒流路と、
前記冷媒流路の表面に設けられた金属板と、
前記金属板の表面に触れることなく、前記金属板の表面に沿って移動するワイパーと、
冷媒が前記冷媒流路を循環することによって冷却された前記金属板の表面に向けてブラインを噴射するノズルと、
前記ワイパーに配置され、前記ノズルから前記金属板の表面に向けて噴射されたブラインが前記金属板の表面で凍結し生成された氷を剥離してフレークアイスを製造する剥離部と、
を備えることもできる。
In one aspect of the flake ice manufacturing apparatus according to the present invention,
A spiral refrigerant flow path made of a tubular member,
A metal plate provided on the surface of the refrigerant channel,
A wiper that moves along the surface of the metal plate without touching the surface of the metal plate,
A nozzle that injects a brine toward the surface of the metal plate that is cooled by a refrigerant circulating in the refrigerant channel,
A peeling unit disposed on the wiper, and a brine sprayed from the nozzle toward the surface of the metal plate freezes on the surface of the metal plate to peel off the generated ice to produce flake ice,
Can also be provided.
本発明に係るフレークアイス製造装置の一態様は、
前記冷媒流路において、隣り合う前記管状部材の表面がお互いに接触するように固定されている。
One aspect of the flake ice manufacturing apparatus according to the present invention is
In the refrigerant channel, the surfaces of the tubular members adjacent to each other are fixed so as to come into contact with each other.
本発明に係るフレークアイス製造装置の一態様において、管状部材の断面形状は、略長方形、レーストラック形状、又は楕円形状である。 In one aspect of the flake ice manufacturing apparatus according to the present invention, the cross-sectional shape of the tubular member is substantially rectangular, racetrack-shaped, or elliptical.
本発明に係るフレークアイス製造装置の一態様において、前記剥離部は、エアースプレーであってもよい。 In one aspect of the flake ice manufacturing apparatus according to the present invention, the peeling section may be an air spray.
本発明に係るフレークアイス製造装置の一態様において、前記剥離部は、回転軸に固定されて回転するスクレーパであってもよい。 In one aspect of the flake ice manufacturing apparatus according to the present invention, the peeling unit may be a scraper fixed to a rotating shaft and rotating.
本発明に係るフレークアイス製造装置の前記冷媒流路は、銅製又は銅合金製であってよい。 The refrigerant flow path of the flake ice manufacturing apparatus according to the present invention may be made of copper or a copper alloy.
本発明に係るフレークアイス製造装置の渦状の冷媒流路の製造方法は、直線状の管状部材を用意する管状部材用意工程と、
一方の端部を固定し、一方の前記端部を中心として前記管状部材を渦状に巻く渦状巻き工程と、を備える。
A method for manufacturing a spiral refrigerant flow path of a flake ice manufacturing apparatus according to the present invention includes a tubular member preparing step of preparing a linear tubular member,
A step of fixing one end portion and spirally winding the tubular member around the one end portion.
本発明に係るフレークアイス製造装置の渦状の冷媒流路の製造方法は、前記管状部材の両端部を折り曲げる管状部材折り曲げ工程を更に加えてもよい。 The method for manufacturing the spiral refrigerant flow path of the flake ice manufacturing apparatus according to the present invention may further include a tubular member bending step of bending both ends of the tubular member.
本発明に係るフレークアイス製造装置の渦状の冷媒流路の製造方法は、前記管状部材の断面形状は円形であり、前記渦巻き工程において、前記管状部材の断面形状を略長方形、レーストラック形状、又は楕円形状に変形させる。 In the method for manufacturing a spiral refrigerant flow path of a flake ice manufacturing apparatus according to the present invention, the tubular member has a circular cross-sectional shape, and in the swirling step, the tubular member has a substantially rectangular cross-sectional shape, a racetrack shape, or Transform it into an elliptical shape.
本発明に係るフレークアイス製造装置の渦状の冷媒流路の製造方法は、渦状に巻かれた前記管状部材における隣り合う部分を固定する管状部材固定工程を更に備える。 The method for manufacturing the spiral refrigerant flow path of the flake ice manufacturing apparatus according to the present invention further comprises a tubular member fixing step of fixing adjacent portions of the spirally wound tubular member.
本発明によれば、容易に製造することができ、小型化されたフレークアイス製造装置及び渦状の冷媒流路の製造方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it can manufacture easily and can provide the miniaturized flake ice manufacturing apparatus and the manufacturing method of a spiral refrigerant flow path.
本実施形態のフレークアイス製造装置は、溶質を含有する水溶液(ブラインともいう)から生成した氷をフレーク(薄片)状に加工したフレークアイスを製造する装置である。ただし、ここで生成される氷は、ブラインに含有される溶質の濃度が略均一となるように凝固させた氷であって、少なくとも以下の(a)及び(b)の条件を満たす氷(以下「氷スラリー」とも呼ぶ)のことをいう。
(a)融解完了時の温度が0℃未満である。
(b)融解過程で氷が融解した水溶液(ブライン)の溶質濃度の変化率が30%以内である。
The flake ice production apparatus of the present embodiment is an apparatus for producing flake ice in which ice generated from an aqueous solution containing solute (also called brine) is processed into flakes (flakes). However, the ice produced here is ice solidified so that the concentration of the solute contained in the brine becomes substantially uniform, and the ice satisfying at least the following conditions (a) and (b) (hereinafter Also referred to as "ice slurry").
(A) The temperature at the completion of melting is less than 0°C.
(B) The change rate of the solute concentration of the aqueous solution (brine) in which the ice is melted in the melting process is within 30%.
ここで、「ブライン」とは、1種類又は2種類以上の溶質を含有する、凝固点の低い水溶液を意味する。ブラインの具体例としては、例えば、塩化ナトリウム水溶液(塩水)や塩化カルシウム水溶液、塩化マグネシウム水溶液、エチレングリコール水溶液等がある。 Here, "brine" means an aqueous solution containing one or more solutes and having a low freezing point. Specific examples of the brine include sodium chloride aqueous solution (salt water), calcium chloride aqueous solution, magnesium chloride aqueous solution, ethylene glycol aqueous solution, and the like.
食塩を溶質とするブライン(塩水)の熱伝導率は、約0.58W/mKであるが、食塩を溶質とするブラインが凍結したフレークアイスの熱伝導率は約2.2W/mKである。
即ち、熱伝導率は、ブライン(液体)よりもフレークアイス(固体)の方が高いため、フレークアイス(固体)の方が被冷却品を早く冷却することができることになる。
The thermal conductivity of brine (salt water) containing salt as a solute is about 0.58 W/mK, while the thermal conductivity of flake ice frozen with brine containing solute of salt is about 2.2 W/mK.
That is, since the flake ice (solid) has a higher thermal conductivity than the brine (liquid), the flake ice (solid) can cool the article to be cooled earlier.
このようなブラインを単に容器に溜めて外部から冷却しても、氷スラリーと同等の性質を有する氷を製造することはできない。これは、冷却速度が十分でないことに起因すると考えられる。 Even if such brine is simply stored in a container and externally cooled, it is not possible to produce ice having the same properties as ice slurry. This is considered to be due to insufficient cooling rate.
しかしながら、図1乃至図7に示す本実施形態に係るフレークアイス製造装置101では、溶質を含有するブラインを噴射することで霧状にし、これをブラインの凝固点以下の温度に予め冷却された冷媒流路の表面に接触させることによって凍結させ、そのまま冷媒流路の表面に付着させることができる。これにより、上記(a)及び(b)の条件を満たす冷却能の高い氷(氷スラリー)を生成することができる。
However, in the flake
図1は、フレークアイス製造装置101の一実施形態であって、図2のI−I線断面図である。図2は、フレークアイス製造装置101の一実施形態を示す側面図である。図3は、フレークアイス製造装置1の一実施形態であって、図2のIII−III線断面図である。
FIG. 1 is an embodiment of the flake
図1乃至図3に示すように、フレークアイス製造装置101は、回転軸110と、冷媒流路121と、ノズル130と、剥離部としてスクレーパ141とを備える。フレークアイス製造装置101は、更に、ポジショナ150とカバー160と、冷媒の冷却機170を備える。
As shown in FIGS. 1 to 3, the flake
回転軸110は、水平姿勢とされた駆動シャフト111と、この駆動シャフト111の一端部に固定されたモータ(例えばインバータモータ)112とを備え、任意の回転速度で回転する。モータ112及びモータ112を固定した駆動シャフト111の一端部を除いた駆動シャフト111と、冷媒流路121と、ノズル130と、スクレーパ141がカバー160によって覆われている。カバー160の下面側は開口し、フレークアイス排出口161とされている。カバー160は、断熱性を有するFRP製とされ、カバー160内が、外気の影響を受けないようにされている。フレークアイス排出口161の下方には、フレークアイス貯留タンク(図示せず)が置かれている。
The
冷媒流路121は、図1に示すように、円板形状の板状部材である。冷媒流路121は、冷媒流路側面121cを有する。冷媒流路121は、後述する製造方法で製造される。冷媒流路121は、直線状の管状部材(例えば、銅パイプ)を後述する製造方法により渦状の形状に変形させた板状部材である。冷媒は、加工された管状部材の中を流れるようになっている。冷媒流路121の中心部には、駆動シャフト111(以下、回転軸110として説明する)が貫通する貫通穴122が形成されている。冷媒流路121は、起立姿勢で複数枚(図1では2枚)、平行に向き合って並べられている。冷媒流路121は、回転軸110が回転しても、回転しないように固定されている。
As shown in FIG. 1, the
冷媒流路121を構成する部材としては、熱伝導率が高い銅や銅合金が採用される。ただし、冷媒流路121は、ステンレス鋼等を採用してもよい。冷媒流路121の表面は、耐摩耗性の金属、例えばクロムによってメッキされている。冷媒流路121は、円盤形状に限定されず、例えば、正方形等の多角形の形状であってもよい。いずれにしても、冷媒流路121は、表面と裏面が平行な板状体で(板厚は例えば25mm)、後述する製造方法によって形成される。
Copper or a copper alloy having a high thermal conductivity is adopted as a member forming the
図1に示すように、冷媒流路121は、例えば、中心にある貫通穴122(図2参照)を取り巻くような渦巻き状に形成されている。冷媒流路121は、一方から貫通穴122に向かう吸入口121aと、貫通穴122側から他方に向かう排出口121bとを備えている。
As shown in FIG. 1, the
冷媒流路121は、例えば、直線状の形状である管状部材180(例えば、銅製のパイプ)を直線状から渦状に加工することによって形成されるため、冷媒流路121を容易に製造することができる。なお、管状部材180加工方法については、後述する図7で詳細に説明する。
The
各冷媒流路121は、第1、第2の配管171、172によって冷却機170に接続されている。冷却機170によって冷却された冷媒は、一方の配管171→冷媒流路121→他方の配管172というように循環するように流れる。冷媒としては、沸騰温度が例えば−60℃のフロン(HCFC22)やハイドロフルオロカーボン(HFC)等が使用される。また、上述の冷媒以外にもブラインを氷に生成するための冷媒であれば、特に限定されない。
Each
図2に示すように、ノズル130は、ブラインを冷媒流路121の一方の冷媒流路側面121cに向けて噴射する。(図2において左面と右面)の片面に向けて噴射する。詳しくは後述するが、冷媒流路121は、冷媒が流れて冷却されているため、冷媒流路側面121cに付着したブラインは、急速に冷凍されて氷となる。即ち、冷媒流路側面121cは、製氷面として機能する。
As shown in FIG. 2, the
ノズル130は、冷媒流路121から少しの間隔をあけて配置されたパイプ131に多数形成される。また、パイプ131は、冷媒流路側面121cを向い合せた両冷媒流路121の冷媒流路側面121cに向けてブラインを噴射できるようにノズル130を2枚の冷媒流路121の間に配置して、二方向に形成するようにしてもよい。
A large number of
スクレーパ141は、冷媒流路121の冷媒流路側面121cに付着した氷を掻き取るための棒状の刃部であり、ワイパー140に配置されている。スクレーパ141は、冷媒流路121の冷媒流路側面121cとパイプ131との間で回転する。図1及び図3に示すように、スクレーパ141は、2本が反対方向に向けて直線状に配置されている。ワイパー140は、直線状に配置されたスクレーパ141の長さを直径とする円環状のリング142を備えている。リング142が冷媒流路121に固定されたポジショナ150(図4参照)によって、スクレーパ141が撓むことがないように保形される。スクレーパ141とリング142とを合わせてワイパー(採番せず)と呼ぶ。
The
図4は、ワイパー140の変形例を示す正面図である。図4に示すワイパー140は、中心から120°の等間隔で3本配置されている。ワイパー140は、図示しないが、90°の等間隔で4本配置されている等、等間隔で複数本配置されてもよい。
FIG. 4 is a front view showing a modified example of the
いずれにしても、スクレーパ141は、尖端部141aと凹曲部141bとを交互に形成した波形状の棒状とされる。尖端部141aが氷に割り込み、氷を凹曲部141bへ流すようにすることで、氷を掻き取りやすくされている。なお、図1に示したスクレーパ141は、波形状に描かれていないが、当然ながら、波形状に形成されていることが好ましい。
In any case, the
スクレーパ141は、冷媒流路121の冷媒流路側面121cに接触しない方がよい。スクレーパ141は、例えば、0.2mm程度のクリアランスをもって冷媒流路121の冷媒流路側面121cから離れている。フレークアイス製造装置101は、このクリアランスを維持するように、ポジショナ150を備えている。フレークアイス製造装置101は、スクレーパ141と冷媒流路121の冷媒流路側面121cが接触しないことで、スクレーパ141と冷媒流路121の冷媒流路側面121cを傷つけず、金属片等がフレークアイスに混在することがないので、安全で、品質の高いフレークアイスを生成することができる。
It is preferable that the
ここで、このフレークアイス製造装置101によってフレークアイスを製造する方法について説明する。
Here, a method of manufacturing flake ice by the flake
冷媒を冷媒流路121内に流すことで、起立姿勢の冷媒流路121の冷媒流路側面121cが冷却される。冷媒は、第1の配管171から冷媒流路121の吸入口121aを貫通穴122の方へ流れ、折返し部で進行方向が反転し、排出口121bから第2の配管172へ流れる。冷媒流路121が渦巻き状に形成されていることで、流動抵抗が小さく、冷媒がスムーズに流れる。冷媒が−60℃であると、冷媒流路121が熱伝導率の高い銅製又は銅合金製とされていることで、冷媒流路121冷媒流路側面121cも−60℃に冷却される。冷媒流路121は、カバー160で覆われていることから、外気の影響を受けることなく、−60℃を維持する。
By flowing the coolant into the
そして、ブラインがパイプ131内に供給され、ノズル130から冷媒流路121の冷媒流路側面121cに向けて噴射される。食塩水(飽和状態)の凝固点は−21℃であり、塩化マグネシウム水溶液(飽和状態)の凝固点は−26.7℃である。したがって、食塩水やマグネシウム水溶液をブラインとして使用した場合は、ブラインが冷媒流路121の冷媒流路側面121cに付着すると、急速冷凍され、氷の膜が冷媒流路121の冷媒流路側面121cに生成される。しかも、冷媒流路121の冷媒流路側面121cは、カバー160によって覆われ、外気の影響を受けないため、冷却された状態を維持する。
Then, the brine is supplied into the
ここで、スクレーパ141を備えたワイパー140(以下、「スクレーパ141」として説明する)の動作について説明する。スクレーパ141が図1及び図3に示した2本のタイプである場合は、図3に示すように、冷媒流路121の冷媒流路側面121cを座標面に見立てたときに、第1象限を第1領域A、第2象限を第2領域B、第3象限を第3の領域C、第4象限を第4領域Dと呼ぶ。
Here, the operation of the
スクレーパ141は、図1及び図3に示すような縦向きの姿勢になる直前に、第1領域Aと第3領域Cにノズル130から冷媒流路121の冷媒流路側面121cに向けてブラインが瞬間的に噴射される。このブラインが瞬間冷凍され、均一な厚さの氷が生成された状態で、スクレーパ141が一方向(図面では時計方向)に回転して第1領域Aと第3の領域Cに進入し、氷を掻き取る。このようにスクレーパ141が第1領域Aと第3の領域C内を回転している間に、第2領域Bと第4領域Dにノズル130から冷媒流路121の冷媒流路側面121cに向けてブラインが瞬間的に噴射される。このブラインが瞬間冷凍され、均一な厚さの氷が生成された状態で、スクレーパ141が一方向(図面では時計方向)に回転し、第2領域Bと第4領域Dに進入し、氷を掻き取る。
Immediately before the
このようにスクレーパ141が一方向に連続して回転し、冷媒流路121の冷媒流路側面121cに生成された氷を掻き取られた領域A,B,C,Dにノズル130からブラインが噴射され、瞬間冷凍されて生成された氷がスクレーパ141によって掻き取られる動作が繰り返される。ただし、スクレーパ141は、90°回転するたびに停止するようにしてもよい。
In this way, the
スクレーパ141が図4に示した3本のタイプである場合は、採番しない領域が6つ設けられる。3本のスクレーパ141であっても、2本のスクレーパ141と同様に停止と回転を繰り返し、スクレーパ141が冷媒流路側面121cに生成された氷を掻き取る。
When the
このようにしてスクレーパ141によって冷媒流路121の冷媒流路側面121cから掻き取られることで生成されたフレークアイスは、カバー160の下面側のフレークアイス排出口161から下方に落下し、フレークアイス貯留タンク内に溜められる。まとめると、スクレーパ141が停止している状態において、冷却されている起立姿勢の冷媒流路121にノズル130からブラインが噴射され、冷媒流路121の冷媒流路側面121cに氷の膜が均一な厚さで成形された後、スクレーパ141が回転し、氷を掻き取るという動作を繰り返すことで、フレークアイスが次々とフレークアイス貯留タンク内に溜められる。
The flake ice thus generated by being scraped off from the refrigerant flow
なお、スクレーパ141の代替として、エアースプレー(採番せず)が用いられてもよい。
図4では図示しないが、エアースプレーは、例えば、スクレーパ141と同様に、冷媒流路121の冷媒流路側面121cとパイプ131との間で回転するようにしてもよい。
具体的に例えば、スクレーパ141の代わりに、回転アームが備えられ、回転アームにエアースプレーの吹き出し口が設けられている。冷媒流路121の冷媒流路側面121cにブラインを吹き付け、急速冷凍させ、エアースプレーで順次掻き取って行くことができる。
As an alternative to the
Although not shown in FIG. 4, the air spray may rotate between the refrigerant flow
Specifically, for example, a rotating arm is provided instead of the
本発明に係るフレークアイス製造装置101に備えられた冷媒流路121の形状について詳細に説明する。
図5は、本発明に係るフレークアイス製造装置101に備えられた冷媒流路121を示す図である。
図5(A)で示す冷媒流路121は、平面視で、管状部材180が渦状になったものである。冷媒流路121は、中央に回転軸110を挿入させる貫通穴122が形成されている。
冷媒流路121は、図5(A)では、反時計回りに渦を巻いた渦状の形状をしているが、特に限定されない。即ち、渦状の形状として、冷媒流路121の形状は、時計回りに渦を巻いた形状としてもよい。
The shape of the
FIG. 5 is a diagram showing a
The
Although the
図5(B)で示す冷媒流路121は、側面視で直線状の管状部材180を渦状にしたものである。冷媒流路121は、冷媒流路側面121cと、他方の冷媒流路側面121dと、吸入口121aと、排出口121bと、を備える。
The
冷媒流路側面121cは、ブラインを噴射させ、ブラインを冷凍させて氷スラリーを生成するための面である。
他方の冷媒流路側面121dは、冷媒流路側面121cの背面に位置する。図2で示すように、他方の冷媒流路側面121dには、ブラインを噴射させていないが、ブラインを噴射させ、冷媒流路側面121dを製氷面として機能させて、ブラインを冷凍させて氷スラリーを生成してもよい。
冷媒流路121は、図5で示すように、渦状となった冷媒流路側面121cを備える。
The refrigerant flow
The other refrigerant flow
As shown in FIG. 5, the
図6は、本発明に係るフレークアイス製造装置101に備えられた冷媒流路121の断面図である。
冷媒流路121の断面において、管状部材180は、接触して存在している。
図6(A)で示すように、圧力を加えて加工することにより、管状部材180は、上下矢印方向に圧力が加わり、管状部材180の断面の形状が円から、略長方形、レーストラック形状、又は楕円形状になる。管状部材180の夫々は、上述の圧力により、隣接する管状部材180は、管状部材180同士の隙間がなくなり、凸凹が小さくなり、冷媒流路121の表面(冷媒流路側面121cと他方の冷媒流路側面121d)は、隙間にブラインが貯まらない程度の滑らかさとなる。
FIG. 6 is a cross-sectional view of the
In the cross section of the
As shown in FIG. 6(A), when the
ここで、本発明に係るフレークアイス製造装置101に備えられた冷媒流路121の製造方法について説明する。
図7は、本発明に係るフレークアイス製造装置101に備えられた冷媒流路121の製造方法を示す図である。
図7(A)乃至図7(D)は、管状部材180を加工して、冷媒流路121に加工するための工程を示している。
ここで、加工とは、例えば、金属加工のことであり、直線状の形状である管状部材180を、渦状の形状に変形させるための加工である。
Here, a method for manufacturing the
FIG. 7 is a diagram showing a method for manufacturing the
7(A) to 7(D) show steps for processing the
Here, the processing is, for example, metal processing, and is processing for deforming the
図7(A)及び図7(B)は、一方の端部181aが折り曲げられた折り曲げ部を有する直線状の管状部材を用意する管状部材用意工程を示している。即ち、図7(A)で示す直線状の管状部材180を、図7(B)で示すように、加工して一方の端部181aを曲げる。
管状部材180は、渦状の冷媒流路121の作成に使用する金属製のパイプである。管状部材180は、銅製又はそれに順ずる熱伝導率を有し、かつ柔軟性のある円形断面のパイプである。管状部材180は、特殊な断面形状のパイプを用いることなく、例えば、市販の金属管(銅管)を用いてよい。この点、製造費用削減の効果を奏する。
直線状の管状部材180の形状は、図7(A)で示すように、円筒の形状であり、断面が円の形状をしている。管状部材180は、一方の端部181aと、他方の端部181bと、側面部182とを備える。
端部181a及び端部181bは、図7(A)で示すように、管状部材180の一方の端であり、管状部材180の断面が円形の形状である。側面部182は、管状部材180の側面である。
端部181aは、図7(B)で示すように、側面部182に対して、垂直方向に折り曲がるように加工される。
7(A) and 7(B) show a tubular member preparing step of preparing a linear tubular member having a bent portion in which one
The
As shown in FIG. 7(A), the linear
As shown in FIG. 7A, the
As shown in FIG. 7B, the
図7(C)及び図7(D)は、前記折り曲げ部を固定し、前記折り曲げ部を中心として前記管状部材を渦状に巻く渦状巻き工程を示している。
即ち、図7(C)に示すように、管状部材180の曲げた端部181aを中心に渦状となるように加工を行う。具体的に例えば、上述の曲げた端部181aを円柱300に固定する。円柱300は、管状部材180を加工するための治具である。円柱300の直径は、回転軸110と同じ直径である。円柱300を回転させることで、直線状の管状部材180の形状を、渦状の形状に変形させる。即ち、円柱300が回転することで、管状部材180も回転し、渦状となった管状部材180の側面部182同士が接触するように、管状部材180は、渦を巻くように加工される。
また、図7(D)に示すように、管状部材180は、一定の大きさの渦状の形状となるまで、上述の工程が行われる。管状部材180が、一定の大きさの渦状の形状となると、端部181bを端部181aと同様に、側面部182に対して、垂直方向に折り曲がるように加工される。円柱300を冷媒流路121から引き抜くことで、冷媒流路121に回転軸110を備えるための貫通穴122が作成される。
図7(A)乃至図7(D)で示す工程を行うことで、直線状の管状部材180を渦状の冷媒流路121に加工することができる。
他の冷媒流路の製造方法として、鋳造による製造方が考えられる。
しかし、鋳造により作成された冷媒流路では、冷却機170からの冷媒が流れる冷媒流路121における流路の接合部のバリ又は鋭角(ほぼ直角)の屈曲部において生じる圧力損失が冷媒の循環を妨げ、冷凍効率を下げる原因となっていた。しかし、上述の製造方法により、製造された冷媒流路121では、この問題が解決される。
ここで、上述の端部181a及び端部181bの加工の角度については、特に限定はしない。
具体的に例えば、冷却機170からの冷媒が流れる通路の接合部の屈曲において、圧力損失が少ないように加工することが好適である。
7(C) and 7(D) show a spiral winding step of fixing the bent portion and spirally winding the tubular member around the bent portion.
That is, as shown in FIG. 7C, processing is performed so as to have a spiral shape around the
Further, as shown in FIG. 7D, the above-described process is performed until the
By performing the steps shown in FIGS. 7A to 7D, the linear
As another method of manufacturing the refrigerant flow channel, a manufacturing method by casting can be considered.
However, in the refrigerant flow path created by casting, pressure loss that occurs at a burr or an acute-angled (substantially right-angled) bent portion of the flow path junction in the
Here, there is no particular limitation on the processing angle of the
Specifically, for example, it is preferable that the joint portion of the passage through which the refrigerant from the cooler 170 is bent is processed so that the pressure loss is small.
図7(C)及び図7(D)に示すように、本発明に係るフレークアイス製造装置の渦状の冷媒流路の製造方法は、前記管状部材の断面形状は円形であり、前記渦巻き工程において、前記管状部材の断面形状を略長方形、レーストラック形状、又は楕円形状に変形させる。
即ち、上述の製造方法は、加工の圧力により、管状部材180の断面の形状を、円から略長方形、レーストラック形状、又は楕円形状とする工程を備えることができる。
これにより、直線状の管状部材180から渦状に形成された冷媒流路121は、接触する管状部材180の側面部182同士の隙間がつぶれ、凹凸は小さくなり、冷媒流路121の冷媒流路側面121cは隙間に塩氷が貯まらない程度の滑らかさとなる。
As shown in FIG. 7(C) and FIG. 7(D), in the method for producing a spiral refrigerant flow channel of the flake ice production apparatus according to the present invention, the tubular member has a circular cross-sectional shape, and The cross-sectional shape of the tubular member is transformed into a substantially rectangular shape, racetrack shape, or elliptical shape.
That is, the manufacturing method described above can include a step of changing the cross-sectional shape of the
As a result, in the
図7(C)及び図7(D)に示すように、本発明に係るフレークアイス製造装置の渦状の冷媒流路の製造方法は、渦状に巻かれた前記管状部材における隣り合う部分を固定する管状部材固定工程を更に備える。
即ち、上述の製造方法は、管状部材180の側面部182同士が接触する部分に、例えば、ロウ付け、溶接等、各種方法で固定する工程を備えることができる。
これにより、冷媒流路121を渦状の形状で固定できる。
As shown in FIG. 7(C) and FIG. 7(D), in the method for manufacturing the spiral refrigerant flow path of the flake ice manufacturing apparatus according to the present invention, adjacent portions of the spirally wound tubular member are fixed. The method further comprises a tubular member fixing step.
That is, the above-described manufacturing method can include a step of fixing to a portion where the
Thereby, the
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。また本発明の要旨を逸脱しない範囲内であれば種々の変更や上記実施の形態の組み合わせを施してもよい。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the configurations described in the above embodiments, and is considered within the scope of the matters described in the claims. It also includes other possible embodiments and modifications. Further, various modifications and combinations of the above-described embodiments may be made without departing from the scope of the present invention.
例えば、上述した実施形態では、ブラインは、上述した実施形態では塩水(塩化ナトリウム水溶液)や塩化マグネシウム水溶液を例示したが、特に限定されない。具体的には、例えば塩化カルシウム水溶液、エチレングリコール等を採用することができる。これにより、溶質又は濃度の違いに応じて凝固点の異なる複数種類のブラインを用意することも可能となる。 For example, in the above-described embodiments, brine is exemplified by salt water (sodium chloride aqueous solution) or magnesium chloride aqueous solution in the above-described embodiments, but is not particularly limited. Specifically, for example, a calcium chloride aqueous solution, ethylene glycol or the like can be adopted. This makes it possible to prepare a plurality of types of brine having different freezing points depending on the difference in solute or concentration.
更に、フレークアイス製造装置101は、ブラインを冷媒流路121の冷媒流路側面121cに噴射するためのノズル130をパイプ131に備えた。ノズル130が、パイプ131ではなく、スクレーパ141に追尾して回転するように設けられ、スクレーパ141と一体のワイパー(図示せず)を備えてもよい。ノズル130がスクレーパ141に追尾するように設けられることで、スクレーパ141が氷を掻き取った後にノズル130からブラインが噴射され、次のスクレーパ141が回転してくるまでの間に瞬間冷凍され、氷の膜が生成される。
Further, the flake
このようなノズル130は、スクレーパ141に追尾するのではなく、スクレーパ141に先行して回転し、ブラインがスクレーパ141の後方に向けて噴射されるようにしてもよい。
なお、スクレーパ141の代わりとして、エアースプレーであっても同様である。
また、上述のエアースプレーは、空気を断続的に高速噴出するものであってもよい。
Such a
The same applies to the case where an air spray is used instead of the
Further, the above-mentioned air spray may be one that ejects air intermittently at high speed.
上述した実施形態では、ワイパー140は、スクレーパ141が回転するように移動している、としたが、回転式だけに限られず、例えば、ワイパー140が並行移動、扇型移動等してもよい。即ち、上述した実施形態では、回転軸110を中心に領域A,B,C,Dの順にスクレーパ141が回転している、と説明したが、スクレーパ141が回転軸以外に回転するための軸を設けてもよい。上述の回転するための軸が、冷媒流路121の中心以外の、例えば、上述の回転するための軸が、ワイパー140を扇型移動させるため、冷媒流路121の外側であってもよい。また、上述の回転するための軸が、ワイパー140を並行移動させるため、軸自体がなくてもよい。
Although the
上述した実施形態では、冷媒流路121は、管状部材180を渦状に巻いて形成されているが、管状部材180を渦状に巻いて形成された冷媒流路121の表面に平滑板である金属板200を設けるものであってもよい。この場合、図6(B)で示すように、冷媒流路の表面に設けられた金属板200の表面が、製氷面として機能する。
In the above-described embodiment, the
上述した実施形態では、フレークアイス製造装置101は、ブラインを冷媒流路121の冷媒流路側面121cに噴射しているが、これに限定されない。フレークアイス製造装置101は、冷媒流路121の冷媒流路側面121cだけでなく、上述の金属板200を製氷面として、ブラインを金属板200に噴射して、フレークアイスを生成することができる。
In the above-described embodiment, the flake
上述した実施形態では、冷媒流路121は、貫通穴122を形成したが、貫通穴122でなく、切込みであってもよく、更に、上下2枚に分離したものであってもよい。冷媒流路121は、複数枚備えられるとしたが、1枚でもよい。冷媒流路121には、耐摩耗性の金属でメッキするとしたが、スクレーパ141が回転する範囲でメッキしてもよい。
また、冷媒流路121は、貫通穴122がなくてもよい。即ち、冷媒流路121は、回転軸110が貫通する穴がなく、別途方法で冷媒流路121を固定できればよい。この場合、貫通穴122がある冷媒流路121と比較して、冷媒流路側面121cの表面積が広く、より多くのフレークアイスを生成することができる。また、上述した金属板200についてもメッキしてもよい。
In the above-described embodiment, the
Further, the
上述した実施形態における冷媒流路121やパイプ131のレイアウトは、一例を図示しただけであり、そのレイアウトは、任意に変更できる。
The layout of the
上述した実施形態では、加工とは、金属加工のことであり、直線状の形状である管状部材180を、渦状の形状に変形させるための加工である、という説明を行ったが、特にこれに限定されない。
即ち、金属加工として、管状部材180を直線状の形状から渦状の形状に変形できれば、特に限定されない。具体的に例えば、金属加工として、塑性加工や曲げ加工等が含まれるのはもちろん、その他の金属加工として、管状部材180を任意の長さに調節するための切削加工が含まれてもよい。
In the above-described embodiment, the processing is the metal processing, and the processing for deforming the
That is, the metal processing is not particularly limited as long as the
上述した実施形態では、円柱を回転させることで、直線状の管状部材180の形状を、渦状の形状に変形させる、という説明を行ったが、特にこれに限定されない。
即ち、円柱を使用せず、直線状の管状部材180を渦状の冷媒流路121へと加工してもよい。
具体的に例えば、円柱に曲げた端部181aを固定せず、端部181aそのものを回転させることで、直線状の管状部材180を渦状の冷媒流路121へと加工することができる。また、この場合、冷媒流路121には、回転軸110を備えるための貫通穴122は作成されてもされなくてもよい。
In the above-described embodiment, it is described that the shape of the linear
That is, the linear
Specifically, for example, the linear
また、図7において、管状部材180が渦状に巻かれた後、表面を平坦にするための加工が施されてもよい。表面を平坦にするための加工は、平滑な硬質の金属板200(例えば、鉄製の定盤)を押し付ける加工、ヤスリによって表面を削り取る加工、ワイヤバフ等によって表面を磨く加工等であってよい。
Further, in FIG. 7, after the
上述した実施形態では、冷媒流路121の表面は、耐摩耗性の金属、例えばクロムによってメッキが施されている、という説明を行ったが、メッキを施す工程については、特に限定されない。
即ち、メッキを施す工程については、例えば、管状部材180に予めメッキを施してもよいし、管状部材180の形状を渦状の形状に加工した後にメッキを施してもよい。
In the above-described embodiment, the surface of the
That is, in the plating process, for example, the
以上まとめると、本発明が適用されるフレークアイス製造装置101は、次のような構成を取れば足り、各種各様な実施形態を取ることができる。
In summary, the flake
即ち、本発明が適用されるフレークアイス製造装置101は、
管状部材180からなる渦状の冷媒流路121と、
前記冷媒流路121の表面に触れることなく、前記冷媒流路121の表面に沿って移動するワイパー140と、
冷媒が前記冷媒流路121を循環することによって冷却された前記冷媒流路121の表面に向けてブラインを噴射するノズル130と、
前記ワイパー140に配置され、前記ノズル130から前記冷媒流路121の表面に向けて噴射されたブラインが前記冷媒流路121の表面で凍結し生成された氷を剥離してフレークアイスを製造する剥離部(例えば、スクレーパ141)と、
を備える。
That is, the flake
A vortex-shaped
A
A
Brine, which is disposed on the
Equipped with.
このフレークアイス製造装置101によれば、冷媒流路121が渦状の形状を有することにより、冷媒流路121内を流動抵抗が小さくなり、冷媒が冷媒流路121内をスムーズに流れ、冷媒流路121を効率的に冷却することができる。
According to this flake
本発明が適用されるフレークアイス製造装置101において、
管状部材180からなる渦状の冷媒流路121と、
前記冷媒流路121の表面に設けられた金属板200と、
前記金属板200の表面に触れることなく、前記金属板200の表面に沿って移動するワイパー140と、
冷媒が前記冷媒流路121を循環することによって冷却された前記金属板200の表面に向けてブラインを噴射するノズル130と、
前記ワイパー140に配置され、前記ノズル130から前記金属板200の表面に向けて噴射されたブラインが前記金属板200の表面で凍結し生成された氷を剥離してフレークアイスを製造する剥離部(例えば、スクレーパ141)と、
を備えることができる。
このフレークアイス製造装置101によれば金属板200の表面が冷媒流路121の表面となることができる。
In the flake
A vortex-shaped
A
A
A
A peeling unit disposed on the
Can be provided.
According to this flake
本発明が適用されるフレークアイス製造装置101において、
前記冷媒流路121において、隣り合う前記管状部材180の表面がお互いに接触するように固定されている。
このフレークアイス製造装置101によれば、管状部材180の側面部182同士が接触する部分を固定することで、冷媒流路121を渦状の形状で固定できる。
In the flake
In the
According to this flake
本発明が適用されるフレークアイス製造装置101において、
前記管状部材の断面形状は、略長方形、レーストラック形状、又は楕円形状である。
このフレークアイス製造装置101によれば、隣接する管状部材180が圧力で、冷媒流路121の断面の形状は、略長方形、レーストラック形状又は楕円の形状となる。そして、管状部材180は、隣接する管状部材180同士の隙間がなくなり、冷媒流路121の冷媒流路側面121cが平らになる。
In the flake
The cross-sectional shape of the tubular member is substantially rectangular, racetrack-shaped, or elliptical.
According to this flake
本発明が適用されるフレークアイス製造装置101において、
前記剥離部は、エアースプレーであってもよい。この場合、前記剥離部は、回転軸110に固定されて回転するスクレーパ141であってもよい。
これらのフレークアイス製造装置101によれば、冷媒流路121の冷媒流路側面121cに生成された氷を、エアスプレーにより剥ぎ取る、又はスクレーパ141により掻き取ることで、フレークアイスを生成することができる。
In the flake
The peeling portion may be an air spray. In this case, the peeling unit may be a
According to these flake
本発明が適用されるフレークアイス製造装置101において、
本発明に係るフレークアイス製造装置の前記冷媒流路121は、銅製又は銅合金製であってよい。
このフレークアイス製造装置101によれば、冷媒流路121の配管171、172を流れる冷媒が冷媒流路121を効率的に冷却することができる。
In the flake
The
According to this flake
本発明が適用されるフレークアイス製造装置101の渦状の冷媒流路121の製造方法は、
直線状の管状部材180を用意する管状部材用意工程と、
一方の端部181aを固定し、一方の前記端部181aを中心として前記管状部材180を渦状に巻く渦状巻き工程と、を備える。
この冷媒流路121の製造方法によれば、直線状の状部材の一端を折り曲げ、渦状に巻くことで、容易に冷媒流路121を製造することができる。
The method for manufacturing the spiral
A tubular member preparing step of preparing a linear
A spirally winding step of fixing one
According to the method for manufacturing the
本発明が適用されるフレークアイス製造装置101の渦状の冷媒流路121の製造方法は、
前記管状部材180の両端部181a(181b)を折り曲げる管状部材折り曲げ工程を更に加えてもよい。
この冷媒流路121の製造方法によれば、管状部材180の両端部181a、181bを折り曲げる工程を含むことができる。
The method for manufacturing the spiral
A tubular member bending step of bending both
According to the method of manufacturing the
本発明が適用されるフレークアイス製造装置101の渦状の冷媒流路の製造方法は、
前記管状部材180の断面形状は円形であり、前記渦巻き工程において、前記管状部材180の断面形状を略長方形、レーストラック形状、又は楕円形状に変形させる。
この冷媒流路121の製造方法によれば、管状部材180は、圧力が加わることで、側面部182同士が接触し、断面形状が容易に略長方形、レーストラック形状、又は楕円形状となる。
The method for manufacturing a spiral refrigerant flow path of the flake
The
According to the method of manufacturing the
本発明が適用されるフレークアイス製造装置101の渦状の冷媒流路121の製造方法は、
渦状に巻かれた前記管状部材180における隣り合う部分を固定する管状部材固定工程を更に備える。
この冷媒流路121の製造方法によれば、冷媒流路121を渦状に加工する製造過程において、隣り合う部分を固定することで、渦状の冷媒流路121を容易に渦状で固定させることができる工程を含むことができる。
The method for manufacturing the spiral
The method further comprises a tubular member fixing step of fixing adjacent portions of the spirally wound
According to the method for manufacturing the
101:フレークアイス製造装置、110:回転軸、121:冷媒流路、121a:吸入口、121b:排出口、121c:冷媒流路側面、121d:冷媒流路側面、130:ノズル、131:パイプ、140:ワイパー、141:スクレーパ、150:ポジショナ、160:カバー、170:冷却機、180:管状部材、200:金属板 Reference numeral 101: flake ice manufacturing apparatus, 110: rotating shaft, 121: refrigerant channel, 121a: inlet, 121b: outlet, 121c: refrigerant channel side surface, 121d: refrigerant channel side surface, 130: nozzle, 131: pipe, 140: wiper, 141: scraper, 150: positioner, 160: cover, 170: cooler, 180: tubular member, 200: metal plate
Claims (11)
前記冷媒流路の表面に触れることなく、前記冷媒流路の表面に沿って移動するワイパーと、
冷媒が前記冷媒流路を循環することによって冷却された前記冷媒流路の表面に向けてブラインを噴射するノズルと、
前記ワイパーに配置され、前記ノズルから前記冷媒流路の表面に向けて噴射されたブラインが前記冷媒流路の表面で凍結し生成された氷を剥離してフレークアイスを製造する剥離部と、
を備えたフレークアイス製造装置。 A spiral refrigerant flow path made of a tubular member,
A wiper that moves along the surface of the coolant channel without touching the surface of the coolant channel,
A nozzle that injects brine toward the surface of the coolant channel cooled by the coolant circulating through the coolant channel,
A peeling unit arranged on the wiper, and a brine sprayed from the nozzle toward the surface of the refrigerant flow path to peel off ice generated by freezing on the surface of the refrigerant flow path to produce flake ice,
Flake ice making device equipped with.
前記冷媒流路の表面に設けられた金属板と、
前記金属板の表面に触れることなく、前記金属板の表面に沿って移動するワイパーと、
冷媒が前記冷媒流路を循環することによって冷却された前記金属板の表面に向けてブラインを噴射するノズルと、
前記ワイパーに配置され、前記ノズルから前記金属板の表面に向けて噴射されたブラインが前記金属板の表面で凍結し生成された氷を剥離してフレークアイスを製造する剥離部と、
を備えたフレークアイス製造装置。 A spiral refrigerant flow path made of a tubular member,
A metal plate provided on the surface of the refrigerant channel,
A wiper that moves along the surface of the metal plate without touching the surface of the metal plate,
A nozzle that injects a brine toward the surface of the metal plate that is cooled by a refrigerant circulating in the refrigerant channel,
A peeling unit disposed on the wiper, and a brine sprayed from the nozzle toward the surface of the metal plate freezes on the surface of the metal plate to peel off the generated ice to produce flake ice,
Flake ice making device equipped with.
請求項1又は請求項2に記載のフレークアイス製造装置。 In the refrigerant channel, the surfaces of the tubular members adjacent to each other are fixed so as to contact each other,
The flake ice manufacturing apparatus according to claim 1 or 2.
請求項1乃至請求項3のうちいずれか1項に記載のフレークアイス製造装置。 The cross-sectional shape of the tubular member is substantially rectangular, racetrack-shaped, or elliptical.
The flake ice manufacturing apparatus according to any one of claims 1 to 3.
請求項1又は請求項2に記載のフレークアイス製造装置。 The peeling portion is an air spray,
The flake ice manufacturing apparatus according to claim 1 or 2.
請求項1又は請求項2に記載のフレークアイス製造装置。 The peeling section is a scraper that is fixed to a rotating shaft and rotates.
The flake ice manufacturing apparatus according to claim 1 or 2.
請求項1乃至請求項6のうちいずれか1項に記載のフレークアイス製造装置。 The refrigerant channel is made of copper or copper alloy,
The flake ice manufacturing apparatus according to any one of claims 1 to 6.
一方の端部を固定し、一方の前記端部を中心として前記管状部材を渦状に巻く渦状巻き工程と、
を備えた渦状の冷媒流路の製造方法。 A tubular member preparing step of preparing a linear tubular member,
With one end fixed, a spirally winding step of spirally winding the tubular member around the one end,
A method for manufacturing a spiral refrigerant flow path comprising:
請求項8に記載の渦状の冷媒流路の製造方法。 The tubular member bending step of bending both ends of the tubular member is added,
The method for manufacturing the spiral refrigerant passage according to claim 8.
前記渦巻き工程において、前記管状部材の断面形状を略長方形、レーストラック形状、又は楕円形状に変形させる、
請求項8又は請求項9に記載の渦状の冷媒流路の製造方法。 The tubular member has a circular cross-sectional shape,
In the swirling step, the cross-sectional shape of the tubular member is transformed into a substantially rectangular shape, a racetrack shape, or an elliptical shape,
The method for manufacturing the spiral refrigerant channel according to claim 8 or 9.
請求項8乃至請求項10の何れか1項に記載の渦状の冷媒流路の製造方法。 Further comprising a tubular member fixing step of fixing adjacent portions of the spirally wound tubular member.
The method for manufacturing a spiral refrigerant channel according to claim 8.
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