JP3251187B2 - 製氷機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内周面に氷生成面
を形成した第１の円筒体にそれより大径の第２の円筒体
を外嵌して環状空間を形成するとともに、環状空間の筒
軸芯方向の両端それぞれに封止部材を設け、環状空間内
に冷却用流体を供給する流入口と、環状空間内から冷却
用流体を排出する流出口とを設け、第１の円筒体内にそ
の筒中心に相当する水平方向の軸芯周りで回転可能に回
転軸を設けるとともに、回転軸に、氷生成面に生成され
た氷を掻き取る氷掻き取り部材を取り付け、かつ、被冷
却液を第１の円筒体内に供給する入口と、氷を含んだ氷
含有流体を第１の円筒体内から取り出す出口とを設けた
製氷機に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の製氷機では、環状空間内にフロ
ン冷媒などの冷却用流体を流動させて第１の円筒体の内
周面の氷生成面を冷却し、一方、入口から第１の円筒体
内にブライン溶液などの被冷却液を供給するとともに氷
生成面に氷を生成付着させ、その氷を氷掻き取り部材で
掻き取り、微細な氷を含んだ氷含有流体を出口を通じて
取り出すように構成されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
製氷機では、その出口を構成するのに、図７の要部の断
面図に示すように構成している。すなわち、内周面に氷
生成面Ｆを形成した第１の円筒体０１にそれより大径の
第２の円筒体０２を外嵌して環状空間Ｓが形成されると
ともに、環状空間Ｓの筒軸芯方向の両端それぞれに封止
部材０３が設けられている。封止部材０３にシール部材
０４を介してシールを施した状態で蓋部材０５が取り付
けられ、その蓋部材０５の周方向の所定箇所に氷含有流
体を取り出す出口０６が設けられている。また、図示し
ていないが、蓋部材０５に軸受部材が取り付けられ、そ
の軸受部材に、氷掻き取り部材を取り付けた回転軸が回
転可能に支持されている。

【０００４】ところが、環状空間Ｓ内を流れる冷却用流
体の熱が、第１の円筒体０１や封止部材０３を介して蓋
部材０５に伝わり、蓋部材０５が冷却されてその内周面
に氷が付着する。この氷が成長する結果、出口０６の流
路面積が減少し、被冷却液の流動抵抗が増大して被冷却
液供給用のポンプに過負荷がかかり、焼き付きを発生す
る問題があった。

【０００５】すなわち、上述従来例の製氷機を用いて運
転実験を行い、回転軸回転用のモータの圧損（単位:mA
q）と、出口側の蓋部材０５の表面温度（出口蓋温度）
等の経時的変化を測定したところ、図８のグラフに示す
結果が得られた。

【０００６】この運転実験では、冷却用流体としてフロ
ンガスを用い、この冷媒の環状空間Ｓからの流出口での
温度（冷媒出口温度）を測定し、更に、被冷却液として
ブライン溶液を用い、その溶液の第１の円筒体０１から
の出口０６での温度（溶液出口温度）、および、溶液の
第１の円筒体０１への入口での温度（溶液入口温度）も
測定した。

【０００７】この結果、冷媒の温度が１時間経過後一定
温度（−７℃）になるが、ブライン溶液の温度が徐々に
低下し、かつ、それらよりも低温の状態で出口側の蓋部
材０５の表面温度も徐々に低下し、１時間42分と２時間
の間から圧損が急激に増加していることがわかった。こ
れは、出口側の蓋部材０５の表面温度が、ブライン溶液
の凍結温度（− 3.2℃）よりも低温になり、蓋部材０５
の内周面に氷が生成付着し、出口０６の流路面積が減少
したためであることにほかならない。このような氷の付
着は、出口０６側で顕著であるが、被冷却液を供給する
入口側においても発生する。

【０００８】また、氷の付着は第１の円筒体０１の内周
面側にも波及し、氷掻き取り部材の出口側端部や入口側
端部が付着した氷に作用するときに、氷掻き取り部材の
端部に局部的に無理な力が加えられることになり、氷掻
き取り部材の破損やそれを駆動するモータの焼き付きを
発生する問題があった。

【０００９】そこで、上述のような問題発生を防止する
ために、従来では、例えば、６時間に一度、冷却用流体
の供給を25分間など停止して蓋部材０５の内周面に付着
した氷を融解除去するようにしていたが、製氷運転の中
断により、製氷効率が低下する欠点があった。

【００１０】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、請求項１および請求項３に係る発明の
製氷機は、冷却液の出口での氷の付着を防止し、製氷効
率を向上できるようにすることを目的とし、また、請求
項２および請求項４に係る発明の製氷機は、冷却液の入
口での氷の付着を防止し、製氷効率を一層向上できるよ
うにすることを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
上述のような目的を達成するために、内周面に氷生成面
を形成した第１の円筒体にそれより大径の第２の円筒体
を外嵌して環状空間を形成するとともに、環状空間の筒
軸芯方向の両端それぞれに封止部材を設け、環状空間内
に冷却用流体を供給する流入口と、環状空間内から冷却
用流体を排出する流出口とを設け、第１の円筒体内にそ
の筒中心に相当する水平方向の軸芯周りで回転可能に回
転軸を設けるとともに、回転軸に、氷生成面に生成され
た氷を掻き取る氷掻き取り部材を取り付け、かつ、被冷
却液を第１の円筒体内に供給する入口と、氷を含んだ氷
含有流体を第１の円筒体内から取り出す出口とを設けた
製氷機において、第１の円筒体の筒軸芯方向の一端を封
止部材よりも延出し、その延出部分に蓋部材を設けると
ともにその蓋部材に出口を設け、かつ、氷掻き取り部材
を延出部分の内周面まで作用させるように構成する。

【００１２】また、請求項２に係る発明の製氷機は、前
述のような目的を達成するために、請求項１に係る発明
の製氷機における第１の円筒体の筒軸芯方向の他端を封
止部材よりも延出し、その延出部分に蓋部材を設けると
ともにその蓋部材に入口を設け、かつ、氷掻き取り部材
を延出部分の内周面まで作用させるように構成する。

【００１３】そして、請求項３に係る発明は、前述のよ
うな目的を達成するために、内周面に氷生成面を形成し
た第１の円筒体にそれより大径の第２の円筒体を外嵌し
て環状空間を形成するとともに、環状空間の筒軸芯方向
の両端それぞれに封止部材を設け、環状空間内に冷却用
流体を供給する流入口と、環状空間内から冷却用流体を
排出する流出口とを設け、第１の円筒体内にその筒中心
に相当する水平方向の軸芯周りで回転可能に回転軸を設
けるとともに、回転軸に、氷生成面に生成された氷を掻
き取る氷掻き取り部材を取り付け、かつ、被冷却液を第
１の円筒体内に供給する入口と、氷を含んだ氷含有流体
を第１の円筒体内から取り出す出口とを設けた製氷機に
おいて、第１の円筒体の筒軸芯方向の一端に、第１の円
筒体および封止部材それぞれと断熱する状態で蓋部材を
設けるとともにその蓋部材に出口を設けて構成する。

【００１４】また、請求項４に係る発明の製氷機は、前
述のような目的を達成するために、請求項３に係る発明
の製氷機における第１の円筒体の筒軸芯方向の他端に、
第１の円筒体および封止部材それぞれと断熱する状態で
蓋部材を設けるとともにその蓋部材に入口を設けて構成
する。

【００１５】

【作用】請求項１に係る発明の製氷機の構成によれば、
内周面に氷生成面を形成した第１の円筒体の筒軸芯方向
の一端を封止部材よりも延出して、環状空間内を流動す
る冷却用流体からの熱が伝わりにくい部分を作り、その
延出部分に、出口を設けた蓋部材を設けて、冷却用流体
からの伝熱により蓋部材が冷却されることを防止するこ
とができる。また、延出部分の内周面に氷が生成付着し
たとしても、それを即座に氷掻き取り部材によって除去
することができる。

【００１６】また、請求項２に係る発明の製氷機の構成
によれば、内周面に氷生成面を形成した第１の円筒体の
筒軸芯方向の他端をも封止部材よりも延出して、環状空
間内を流動する冷却用流体からの熱が伝わりにくい部分
を作り、その延出部分に、入口を設けた蓋部材を設け
て、冷却用流体からの伝熱により入口側の蓋部材が冷却
されることを防止することができる。また、入口側の延
出部分の内周面に氷が生成付着したとしても、それを即
座に氷掻き取り部材によって除去することができる。

【００１７】そして、請求項３に係る発明の製氷機の構
成によれば、第１の円筒体および封止部材それぞれと断
熱する状態で、出口を設けた蓋部材を設け、環状空間内
を流動する冷却用流体からの熱が、出口側の蓋部材に伝
わることを遮断し、冷却用流体からの伝熱により出口側
の蓋部材が冷却されることを防止することができる。

【００１８】また、請求項４に係る発明の製氷機の構成
によれば、第１の円筒体および封止部材それぞれと断熱
する状態で、入口を設けた蓋部材を設け、環状空間内を
流動する冷却用流体からの熱が、入口側の蓋部材に伝わ
ることを遮断し、冷却用流体からの伝熱により入口側の
蓋部材が冷却されることを防止することができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施例を図面に基
づいて詳細に説明する。

【００２０】図１は、本発明に係る製氷機の第１実施例
の全体縦断面図であり、第１の円筒体１にそれよりも大
径の第２の円筒体２が外嵌され、第１の円筒体１の外周
面と第２の円筒体２の内周面との間に、冷却用流体とし
て、フロンガスなどの低温冷媒を流動する環状空間Ｓが
形成されるとともに、前記環状空間Ｓの筒軸芯方向の両
端それぞれに密封用の封止部材３が設けられている。第
１の円筒体１の内周面には、氷結のための粗度による氷
生成面Ｆが形成されている。図１において、４は冷媒を
環状空間Ｓ内に供給する流入口、５は冷媒を環状空間Ｓ
内から排出する流出口を示している。前記環状空間Ｓ内
には、冷却用流体として、気体と液体とに相変化しない
低温の液体あるいはガスを流すようにしても良い。

【００２１】第１の円筒体１の筒軸芯方向の一端側が、
図２の（ａ）の要部の拡大断面図に示すように、封止部
材３よりも外方に延出され、その延出部分１ａに蓋部材
６が設けられるとともに、その蓋部材６に、ブライン溶
液に氷が混じった氷含有流体を取り出す出口７が設けら
れている。

【００２２】また 第１の円筒体１の筒軸芯方向の他端
側が、図２の（ｂ）の要部の拡大断面図に示すように、
封止部材３よりも外方に延出され、その延出部分１ｂに
蓋部材８が設けられるとともに、その蓋部材８に、被冷
却液としてのブライン溶液を供給する入口９が設けられ
ている。

【００２３】第２の円筒体２の筒軸芯方向の両端それぞ
れが支持ブラケット１０に支持されている。出口側およ
び入口側の蓋部材６，８それぞれの外面の４箇所に、ネ
ジ止め用のボス部１１が設けられ（図３参照）、支持ブ
ラケット１０とボス部１１とにわたって、封止部材３を
共締めする状態でボルト１２が螺着され、両蓋部材６，
８それぞれが取り付けられている。

【００２４】出口側および入口側の蓋部材６，８それぞ
れには軸受部材１３が取り付けられ、両軸受部材１３そ
れぞれに、回転軸１４の両端に取り付けられた軸端部材
１５が回転可能に設けられ、回転軸１４が第１の円筒体
１の筒中心に相当する水平方向の軸芯周りで回転可能に
軸架されている。

【００２５】回転軸１４には、その長手方向に所定間隔
を隔てて、氷生成面Ｆに生成された氷を掻き取る氷掻き
取り部材１６が取り付けられている。回転軸１４の長手
方向両端それぞれに設けられた氷掻き取り部材１６は、
第１の円筒体１の筒軸芯方向両端の延出部分１ａ，１ｂ
の内周面にも作用するように構成されている。

【００２６】両蓋部材６，８それぞれは、同一構成の部
材が用いられ、その出口７および入口９それぞれが、第
１の円筒体１に連なる部分では、第１の円筒体１の筒軸
芯方向の流路幅が小さくされながらも、図３の側面図に
示すように、筒軸芯方向および流動方向それぞれに直交
する方向での流路幅が大きくされている。そして、筒状
部分が封止部材３側に位置するように構成され、その流
路面積が変わらない状態で、蓋部材６，８それぞれの第
１の円筒体１の筒軸芯方向での長さを極力短くし、製氷
機全長を極力短くできるように構成されている。

【００２７】以上の構成により、第１の円筒体１に対し
て冷媒が流動する環状空間Ｓから離れた位置で蓋部材
６，８それぞれを設け、蓋部材６，８が冷却されてその
内周面に氷が生成付着することを防止できるようになっ
ている。また、ボス部１１により、封止部材３との接触
面積を小さくするとともに接触位置を離し、同様に蓋部
材６，８が冷却されてその内周面に氷が生成付着するこ
とを防止できるようになっている。更に、延出部分１
ａ，１ｂに生成付着した氷は、氷掻き取り部材１６によ
り即座に除去し、出口７および入口９のいずれにおいて
も、氷の付着によって流路面積が減少することを回避で
きるようになっている。

【００２８】図４は、本発明に係る製氷機の第２実施例
の要部の縦断面図であり、第１実施例と異なるところは
次の通りである。すなわち、蓋部材２１が、第１の円筒
体１および封止部材３に断熱部材２２を介して取り付け
られ、蓋部材２１に出口２３が設けられている。他の構
成は、第１実施例と同じであり、同一図番を付してその
説明は省略する。図示しないが、入口側においても同様
に構成されている。

【００２９】この第２実施例によれば、環状空間Ｓ内を
流れる冷媒により、第１の円筒体１および封止部材３を
介して蓋部材２１が冷却されることを断熱部材２２で防
止し、蓋部材２１の内周面に氷が生成付着することを回
避できるようになっている。

【００３０】図５は、本発明に係る製氷機の第３実施例
の要部の縦断面図であり、第１実施例と異なるところは
次の通りである。すなわち、第１の円筒体１の筒軸芯方
向の延出部分１ａの端部に環状の取り付け部材３１が一
体的に取り付けられ、取り付け部材３１に蓋部材３２が
取り付けられ、その蓋部材３２に出口３３が設けられて
いる。更に、氷掻き取り部材３４が、延出部分１ａの内
周面から蓋部材３２の一部にまで作用するように設けら
れている。他の構成は、第１実施例と同じであり、同一
図番を付してその説明は省略する。図示しないが、入口
側においても同様に構成されている。

【００３１】この第３実施例によれば、第１の円筒体１
に対して冷媒が流動する環状空間Ｓから離れた位置で蓋
部材３２を設け、蓋部材３２が冷却されてその内周面に
氷が生成付着することを防止できるようになっている。
また、延出部分１ａに生成付着した氷は、氷掻き取り部
材３４により即座に除去し、出口３３および入口のいず
れにおいても、氷の付着によって流路面積が減少するこ
とを回避できるようになっている。

【００３２】次に、上述第１実施例の製氷機を用いて行
った実験結果について説明する。回転軸１４の回転用の
モータの圧損（単位:mAq）、出口側の蓋部材６の表面温
度（出口蓋温度）、冷媒の環状空間Ｓからの流出口での
温度（冷媒出口温度）、第１の円筒体１からの出口７で
のブライン溶液の温度（溶液出口温度）、および、第１
の円筒体１への入口９でのブライン溶液の温度（溶液入
口温度）それぞれの経時的変化を測定したところ、図６
のグラフに示す結果が得られた。

【００３３】この結果、ブライン溶液の温度が徐々に低
下しても、出口側の蓋部材６の表面温度がそれらよりも
低温にはならず、圧損もほとんど変化しないことがわか
った。これは、出口側の蓋部材６の表面温度が、ブライ
ン溶液の凍結温度（− 3.2℃）よりも低温にならないた
めに、蓋部材６の内周面に氷が生成付着せず、出口７の
流路面積を減少させることが無いことにほかならない。
このことはブライン溶液を供給する入口９側においても
同じである。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に係る発
明の製氷機によれば、内周面に氷生成面を形成した第１
の円筒体の筒軸芯方向の一端を封止部材よりも延出し
て、冷却用流体からの伝熱により出口側の蓋部材が冷却
されることを防止するから、蓋部材の内周面に氷が生成
付着することを回避できる。また、延出部分の内周面に
氷が生成付着しても、それを即座に氷掻き取り部材によ
って除去するから、氷の付着によって出口の流路面積が
減少することを良好に防止でき、運転の頻繁な中断をせ
ずに済み、製氷効率を向上できるようになった。

【００３５】また、請求項２に係る発明の製氷機によれ
ば、内周面に氷生成面を形成した第１の円筒体の筒軸芯
方向の他端をも封止部材よりも延出して、冷却用流体か
らの伝熱により入口側の蓋部材が冷却されることを防止
するから、蓋部材の内周面に氷が生成付着することを回
避できる。また、延出部分の内周面に氷が生成付着して
も、それを即座に氷掻き取り部材によって除去するか
ら、氷の付着によって入口の流路面積が減少することを
も良好に防止でき、運転の頻繁な中断をせずに済み、製
氷効率を一層向上できるようになった。

【００３６】そして、請求項３に係る発明の製氷機によ
れば、第１の円筒体および封止部材それぞれと断熱し
て、冷却用流体からの伝熱により出口側の蓋部材が冷却
されることを防止するから、蓋部材の内周面に氷が生成
付着することを回避できる。また、延出部分の内周面に
氷が生成付着しても、それを即座に氷掻き取り部材によ
って除去するから、氷の付着によって出口の流路面積が
減少することを良好に防止でき、運転の頻繁な中断をせ
ずに済み、製氷効率を向上できるようになった。

【００３７】また、請求項４に係る発明の製氷機によれ
ば、第１の円筒体および封止部材それぞれと断熱して、
冷却用流体からの伝熱により入口側の蓋部材が冷却され
ることを防止するから、蓋部材の内周面に氷が生成付着
することを回避できる。また、延出部分の内周面に氷が
生成付着しても、それを即座に氷掻き取り部材によって
除去するから、氷の付着によって入口の流路面積が減少
することをも良好に防止でき、運転の頻繁な中断をせず
に済み、製氷効率を一層向上できるようになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る製氷機の第１実施例の全体縦断面
図である。

【図２】（ａ）は出口側の要部の拡大断面図、（ｂ）は
入口側の要部の拡大断面図である。

【図３】側面図である。

【図４】本発明に係る製氷機の第２実施例の要部の拡大
縦断面図である。

【図５】本発明に係る製氷機の第３実施例の要部の拡大
縦断面図である。

【図６】第１実施例の実験結果を示すグラフである。

【図７】従来例の製氷機の要部の拡大縦断面図である。

【図８】従来例の実験結果を示すグラフである。

【符号の説明】

１…第１の円筒体 １ａ…出口側の延出部分 １ｂ…入口側の延出部分 ２…第２の円筒体 ３…封止部材 ４…流入口 ５…流出口 ６…出口側の蓋部材 ７…出口 ８…入口側の蓋部材 ９…入口 １４…回転軸 １６…氷掻き取り部材 ２１…出口側の蓋部材 ２２…断熱部材 ２３…出口 ３２…出口側の蓋部材 ３３…出口 ３４…氷掻き取り部材 Ｓ…環状空間 Ｆ…氷生成面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉竹 裕二 大阪市中央区本町四丁目１番13号 株式 会社 竹中工務店 大阪本店内 (72)発明者 徳永 研介 大阪市中央区本町四丁目１番13号 株式 会社 竹中工務店 大阪本店内 (72)発明者 井上 良則 大阪市中央区城見１丁目２番27号 株式 会社 サンウェル・ジャパン内 (72)発明者 宮村 博 大阪市西淀川区竹島４丁目７番32号 株 式会社 ササクラ内 (72)発明者 江島 新 大阪市西淀川区竹島４丁目７番32号 株 式会社 ササクラ内 (56)参考文献 特開 平１−210788（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F25C 1/14

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内周面に氷生成面を形成した第１の円筒
   体にそれより大径の第２の円筒体を外嵌して環状空間を
   形成するとともに、前記環状空間の筒軸芯方向の両端そ
   れぞれに封止部材を設け、前記環状空間内に冷却用流体
   を供給する流入口と、前記環状空間内から冷却用流体を
   排出する流出口とを設け、前記第１の円筒体内にその筒
   中心に相当する水平方向の軸芯周りで回転可能に回転軸
   を設けるとともに、前記回転軸に、前記氷生成面に生成
   された氷を掻き取る氷掻き取り部材を取り付け、かつ、
   被冷却液を前記第１の円筒体内に供給する入口と、氷を
   含んだ氷含有流体を前記第１の円筒体内から取り出す出
   口とを設けた製氷機において、 前記第１の円筒体の筒軸芯方向の一端を前記封止部材よ
   りも延出し、その延出部分に蓋部材を設けるとともに前
   記蓋部材に前記出口を設け、かつ、前記氷掻き取り部材
   を前記延出部分の内周面まで作用させるように構成した
   ことを特徴とする製氷機。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の第１の円筒体の筒軸芯
   方向の他端を封止部材よりも延出し、その延出部分に蓋
   部材を設けるとともに前記蓋部材に入口を設け、かつ、
   氷掻き取り部材を前記延出部分の内周面まで作用させる
   ように構成してある製氷機。
3. 【請求項３】 内周面に氷生成面を形成した第１の円筒
   体にそれより大径の第２の円筒体を外嵌して環状空間を
   形成するとともに、前記環状空間の筒軸芯方向の両端そ
   れぞれに封止部材を設け、前記環状空間内に冷却用流体
   を供給する流入口と、前記環状空間内から冷却用流体を
   排出する流出口とを設け、前記第１の円筒体内にその筒
   中心に相当する水平方向の軸芯周りで回転可能に回転軸
   を設けるとともに、前記回転軸に、前記氷生成面に生成
   された氷を掻き取る氷掻き取り部材を取り付け、かつ、
   被冷却液を前記第１の円筒体内に供給する入口と、氷を
   含んだ氷含有流体を前記第１の円筒体内から取り出す出
   口とを設けた製氷機において、 前記第１の円筒体の筒軸芯方向の一端に、前記第１の円
   筒体および前記封止部材それぞれと断熱する状態で蓋部
   材を設けるとともに前記蓋部材に前記出口を設けたこと
   を特徴とする製氷機。
4. 【請求項４】 請求項３に記載の第１の円筒体の筒軸芯
   方向の他端に、第１の円筒体および封止部材それぞれと
   断熱する状態で蓋部材を設けるとともに前記蓋部材に入
   口を設けてある製氷機。