JP3350138B2 - 透明氷の製造方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、透明な氷、特に透明な
ブロックアイス（角氷）を製造するための製造方法及び
製造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、商業用の製氷原水は、水道水をそ
のまま使用して製氷している。この場合、水道水の中に
は空気、塩素、その他のガスが溶解しており、この為前
記水道水を製氷函内に入れて角氷を製造する工程では先
ず空気を水中に吹かし撹拌を行い、前記製氷函の内壁に
順次純粋な氷が凍結して行くに従い、中央の未結氷部分
の原料水（中芯水）側に前記溶解ガスが濃縮されそのま
ま更に製氷を継続すると、前記中芯水中にガスが混在し
た状態で、結氷化し、該中芯氷が白氷化し、完成した氷
の外観品質や清浄度が低下する。更に前記中芯水中にガ
スや不純物が濃縮した状態で、最後まで結氷を行なうと
製氷時間が無用に増大するという欠点が生じる。

【０００３】前記白氷化を防止する方法として、製氷函
内の未結氷部に空気を噴出させて原水を撹拌し、原水中
に微小物、金属片等を製氷函の中心部に汚濁水として溜
め、これを抜き取り新たに水を注入する方法が提供され
ている。

【０００４】即ち、図５に示すように製氷槽２内に複数
個浸漬された製氷函３内の中心部には空気管０４１の噴
出口が開口している。原水（水道水）は、原水導入管０
１７を経て製氷函３内に導入され、製氷槽２内にしゅう
ようされたブライン２２と熱交換して製氷函３内の外周
部から順に結氷して行く。

【０００５】この際において、製氷函３の中心部の未結
氷部に空気管０４１より空気を噴出せしめて、未結氷の
原水を撹拌し、原水中の微小物、金属片等を製氷函３の
中心部に汚濁水として溜める。次いで、吸水管により汚
濁水を抜き取り、空気管も抜き取る。これに代えて中心
部に新たに清浄水を注入する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら前記方法
では透明な氷を製造するために、前記清浄水の置換を繰
り返し行なわなければならず、製造工程が煩雑化し且つ
製氷時間が増大する。又、吸水管が結氷中に巻き込み抜
管できなくなったりする。而も、前記の工程を取ったと
しても又前記清浄水に濾過した水道水を用いたとしても
該清浄水中には必ず溶存ガスが存在し、図６に示すよう
に最終製品であるブロックアイス０４３の最後の芯部で
白氷部０４４が生成されるのが避けられない。

【０００７】本発明はかかる従来技術の欠点に鑑み、中
芯部が白氷化する事なく、透明な高品質の氷を製造し得
る透明氷製造方法とその装置を提供する事を目的とす
る。本発明の他の目的とするところは、製氷時間が無用
に増大する事なく、又製造氷が増大する事なく容易に透
明な高品質の氷を製造し得る透明氷製造方法とその装置
を提供する事を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点を解
決するために、窒素ガス等の吸引用気体を高速で流速さ
せながら製氷用原水を吸引し、この原水と吸引用気体と
の混合流体を密閉の原水槽内に噴出させながら、原水中
の含有ガスを吸引用気体とともに槽外に吸引、排出し
て、ガス抜き後の原水を製氷装置に送給するようにして
いる。 即ち本発明は、窒素ガスなどの吸引用気体を高速
で流動させながら製氷用原水を吸引し、該製氷用原水と
吸引用気体との混合流体を実質的に密閉された原水槽内
にノズル等の噴出手段により噴出させながら原水槽内の
気体をポンプなどの吸引手段により吸引して原水中の含
有ガスを前記吸引用気体とともに槽外に排出し、ガス抜
きの原水を製氷装置に送給することを特徴とし、特に窒
素ガス等の吸引用気体を高速で流動させながら製氷用原
水を吸引する手段としてエジェクターを 用いるのが好ま
しい。

【０００９】第２発明は、前記発明を実現するための製
造装置であって、その特徴とするところは、窒素ガス等
の吸引用気体を高速で流動させ製氷用原水を吸引して前
記吸引用気体とともに管内に送出するエジェクターと、
該エジェクターから送られた前記製氷用原水と吸引ガス
との混合流体を実質的に密閉された原水槽内に噴出せし
めるノズルと、前記原水槽内の気体を槽外に排出するポ
ンプとを備えてなる透明氷の製造装置である。

【００１０】第３発明は、製氷函内の中芯水の一部をポ
ンプが介装された循環路内を循環させ、製氷函内の未結
氷部に噴出させて原水を撹拌、揺動せしめ、原水の結氷
時における空気等のガスの氷への巻き込みを阻止して透
明氷を生成する事を特徴としている。

【００１１】さらに第４発明は、第３発明を実現するた
めの製造装置であって、その特徴とするところは、製氷
函内の中央部に開口する吸入管及び噴出管と、該吸入管
と噴出管とを接続する循環路と、該循環路内に介装さ
れ、前記製氷函内の原水の一部を前記吸入管内に吸入し
て前記噴出管から製氷函内の未結氷部に噴出せしめる循
環ポンプとを備えてなる透明氷の製造装置であって、 前
記循環ポンプを運転して製氷函内中央部の中芯水の一部
を吸入管に吸入して循環路及び循環ポンプを介して前記
噴出管から製氷函内の未結氷部に噴出せしめて原水を撹
拌、揺動せしめ、原水の結氷時における空気等のガスの
氷への巻き込みを阻止して透明氷を生成する事を特徴と
している。

【００１２】なお、前記発明は、負圧下においた原水槽
内の製氷原水に超音波振動を付与しながら前記原水中の
含有ガスを放出させ、該ガス抜き原水を製氷函内全部若
しくは所定部位に注入しながら透明氷を製造する第１の
技術事項を負荷してもよい。 この場合、前記ガス抜き原
水を製氷函内全部に注入して製氷を行なってもよいが、
好ましくは所定の原料水を用いて製氷函中心部に未結氷
部分を残して周縁部 のみ従来方法で製氷化した後、前記
未結氷部分を前記ガス抜き原水に置換させ第２の製氷を
行なう事により結氷を完成するのがよく、これにより水
道水とガス抜き原水を効率よく利用できる。 又、前記ガ
ス抜き原水を製氷函内に注入する前に０℃に近くに冷却
して製氷函内に注入して製氷化工程を行なう事により、
製氷時間が遅延化する事がない。

【００１３】

【作用】前記従来技術おいて、ブラインを満たした製氷
槽内に浸漬し、製氷函中心部の未結氷水中にドロップ管
を挿設して、製氷工程中に空気を噴出させて撹拌しなが
ら製氷を行なっているが、この際前記ドロップ管より高
周波に近い振動泡を付与しながら製氷を行なうことは可
能であるが、このように構成すると、結氷時抽出ガスの
巻き込みを防止することにはつながるが、外部空気の存
在により結氷時間は遅くなり、而もドロップ管を挿入す
る事は最終結氷段階でドロップ管が結氷するため抜けな
くなるので、最終結氷時まで空気による高周波振動の付
与は困難である。

【００１４】又前記製氷函に高周波発振器を付設して高
周波振動を付与する事も可能であるが、この様に構成す
ると全ての製氷函に高周波発振器を付与せねばならず、
装置が複雑化し、かつコストが大になるのみならず、装
置が複雑化し、その保持が困難である。又前記第１の技
術事項のように高周波振動を付与しても製氷槽内を負圧
下に維持しなければ円滑な抜気が困難であるが、製氷函
の浸漬及び取り出しを行なう製氷槽内を負圧に維持する
事は実質的に極めて困難である。

【００１５】そこで本技術事項は前もってガス抜きを施
こした原水を前記製氷函内に注入する事により、前記問
題点が生じる事なく、円滑な氷の透明化が可能にしてい
る。即ち本技術事項は、負圧下に維持した原水に超音波
振動を付与する事により、原水に含有中の空気（酸素、
窒素）、Ｃｌ₂、ＣＯ₂等のガスを容易に抜気する事が出
来、而もガス抜きを施した原水を製氷函内に注入するの
みで容易に透明氷が製造できるものである。この際にお
いて、該原水のみで製氷を行なっても、製氷函中心部の
未結氷部分を前記ガス抜き原水に置換させて製氷を行な
っても、高品質な透明氷が製造できる。而も、前記製氷
函内に注入するガス抜き原水を０℃に近くに冷却して製
氷函内に注入する事により、前記製氷を行なう際に製氷
時間が遅延化する事がない。

【００１６】そして、本発明は、窒素ガス等の吸引用ガ
スを高速で流通させて製氷用原水をエジェクタ効果によ
り吸引して原水槽内に噴出させながら、槽内の気体をポ
ンプで吸引させて原水のガス抜きを行なうことにより、
極めて簡単かつ低コストの装置で原水の中の含有ガスを
抜き取ることができ、製氷時間の短縮化の効果も奏し得
る。

【００１７】さらに本発明は、製氷函中に中芯水の一部
を循環させて製氷函内の未結氷部に噴出させることによ
り原水を撹拌、揺動せしめて結氷時における空気の氷へ
の巻き込みを阻止することにより、従来技術のように撹
拌用空気源及びその導入手段を必要とせず、かかる従来
技術に較べ格段に簡単な装置で原水の撹拌が可能とな
る。

【００１８】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を例示
的に詳しく説明する。但し、この実施例に記載されてい
る構造部品の寸法、材質、形状、その相対位置などは特
に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれの
みに限定する趣旨でなく単なる説明例に過ぎない。

【００１９】図１は本発明の第１技術事項に係わる透明
氷製造装置を示し、図において１は原水製造装置であ
り、実質的に密閉された原水槽１１、該原水槽１１の空
気を吸引して真空化する真空ポンプ１２、前記原水槽１
１の底部に配設され原水に超音波振動を与えてガス抜き
を行なう超音波発振器１３よりなる。１４は前記原水槽
１１内に水道水等の原水を導入するための原水導入管で
ある。

【００２０】２は製氷槽であり、内部にブライン２２が
収容されている。３は前記製氷槽２内に複数個（数百
本）浸漬された製氷函である。該製氷函３は、上方が開
放された縦長長方形状に形成され、前記ブライン駅２２
中に浸漬されており、上部内法Ｌ（２９０×５７０ｍ
ｍ）×底部内法（２６５×５４５ｍｍ）×高さＨ（１１
２０ｍｍ）程度の寸法が決められている。

【００２１】前記各製氷函３内には上方よりドロップ管
４１が設下されており、該ドロップ管４１は切換弁４３
を介してブロワ４４及び別に設けた給排水ポンプ４５を
備えている。４２は前記ドロップ管４１を製氷函３内に
挿入あるいは、該製氷函３から引上げるための引上げ装
置である。

【００２２】前記原水槽１１内の底部の液相部（原水）
は、熱交換器１５に接続され、上部の空間部は気体管路
１８に接続されている。原水槽１１内でガス抜きされた
原水は、前記熱交換器１５において冷媒と熱交換されほ
ぼ０℃の水に冷却されて、導出管１６及び分岐管１７を
経て各製氷函３内に導入されるように構成されている。
前記気体管路１８は開閉弁６２を介して液体管路１６に
合流している。また、６１は導出管路１６中に介装され
た開閉弁である。２１は、製氷槽２内のブラインと熱交
換して外ブライン２２を−１２℃程度まで冷却する熱交
換器である。

【００２３】次に、前記第１技術事項における原水のガ
ス抜き及び製氷動作に付き説明する。水道水等の原水
は、原水導入管１４を経て原水槽１１内に導入され貯溜
される。原水槽１１内の上部空間に留った空気は、真空
ポンプ１２により外部に抜き出され、原水槽１１内は実
質的に真空になる。原水槽１１の底部に配設された超音
波発信器１３が運転されると、原水槽１１内の原水に超
音波振動を附与することにより、原水内に微細気泡が抽
出し、この気泡が上部空間１１ａ内に上昇し、真空ポン
プ１２により水中の空気、ガスの抜き取りが容易に行わ
れる。

【００２４】原水槽１１内でガス抜きを施された原水
は、熱交換器１５において冷媒と熱交換されて、ほぼ０
℃の水となり、後述するタイミングの許で導出管１６分
岐管１７を経て各製氷函３内に供給されることとなる。

【００２５】次に、製氷槽２内における製氷動作につき
説明する。別に設けたポンプ４５により水道水を各製氷
函３内に注入した後、ブロワ４４よりドロップ管４１を
介して製氷函３内に空気を供給し、該空気により製氷函
３内を撹拌しながら製氷を行ない、中央部を残して製氷
函３周縁部の製氷を行なう。そして例えば約１３０Ｋｇ
の原水（水道水）が製氷函３内で結氷する間は空気によ
る撹拌を行なって凍らせることにより透明氷が出来る。
この製氷工程中に原水（水道）中の微小塵、金属物が濃
縮析出され、図２に示すように中央部の未結氷部３ａに
汚濁水として溜まる。

【００２６】次にブロワ４４を止めるとともに、別に設
けたポンプ４５により前記未結氷部３ａの汚濁水を抜取
った後、前記原水槽１１側より熱交換器１５を通して０
℃に冷却した原水を前記未結氷部に注入して第２の製氷
工程を実施する。この際前記ドロップ管４１は引き上げ
装置４２により製氷函３内より引き上げておき、又当然
にかかる第２の製氷工程ではブロワ４４による空気撹拌
は行なわない。これにより中芯部が白氷化する事なく、
透明な高品質の氷が形成できると共に、前記汚濁水の抜
取り作業は１回で済む為、製氷作業が煩雑化する事な
く、而も、原水槽１１から未結氷部に注入される原水は
予め０℃に冷却されているために、製氷時間は大幅に短
縮される。

【００２７】図３は本発明の実施例である原水のガス抜
き手段を示す。５２は原水槽１１内の上部に設けられた
ノズルであり、該ノズル５２は水管路５３を介してエジ
ェクター５１に接続されている。このエジェクター５１
には、窒素ガスを供給するためのガス管路５４及び原水
供給用の水管路５５が接続されている。

【００２８】前記エジェクター５１は、窒素ガスの噴出
エネルギーにより水槽５６内の原水を原水管路５５を経
て吸引し、混合管路５３を経てノズル５２から原水槽１
１内に噴出せしめる機能を備えたものである。５７は水
槽５６内に原水（水道水）を供給するための水管であ
る。

【００２９】図３に示す実施例において、エジェクター
５１内にガス管路５４を介してガスボンベ（図示せず）
から加圧された窒素ガスを供給すると、エジェクター５
１内では、該窒素ガスの速度エネルギーにより、水管路
５５を介して水槽５６内の原水を吸引し、この原水は窒
素ガスと共に混合管路５３内を高速で流過し、ノズル５
２より原水槽１１内の上部に噴出せしめられる。この原
水と窒素ガスとの混合流体を原水槽１１内に噴出せしめ
るとともに、真空ポンプ１２を運転して、原水槽１１内
の気体を吸引する。

【００３０】原水槽１１内においては、ノズル５２から
原水と窒素ガスとが噴出される際に原水中の含有ガス
（酸素など）が脱気され、真空ポンプ１２によりこの脱
気ガス及び窒素ガスが気体管路１２ａを介して外部に排
出される。これにより、完全にガス抜きされた原水が原
水槽１１内に貯溜され、これが管路５８を経て前記製氷
槽２に供給される。

【００３１】図４は本発明の第２実施例である、製氷手
段を示す。この実施例においては、図１に示すドロップ
管４１に代えて、同心の外管６１ａ、内管６１ｂよりな
る二重管６１を用いている。吸入管である前記外管６１
ａは、管路６２に設けた循環ポンプ６３に接続され、該
ポンプ６３出口の管路６４が予冷熱交換器６５を経て内
管６１ｂに接続されることにより、製氷函３内の水の循
環路を形成している。

【００３２】前記予冷熱交換器６５は、ポンプ６６によ
り送給された製氷槽２内のブライン２２と、循環ポンプ
６３により外管６１ａ内に吸入された製氷槽函３内中央
部に溜った中芯水とを熱交換して予冷却するものであ
る。

【００３３】図４に示す実施例において、循環ポンプ６
３を運転して製氷函３内中央部の中芯水７０の一部を外
管６１ａに吸入する。この中芯水は外筒６１ａから管路
６２、循環ポンプ６３、管路６４を経て予冷熱交換器６
５に送られ、ここでポンプ６６により送給されるブライ
ン２２と熱交換して冷却され、内管６１ｂから製氷函３
内に噴出される。

【００３４】この際において、中芯水の一部を外管６１
ａより吸入し、内管６１ｂから噴出せしめられ、水流の
脈流撹拌により結氷時における原水中の含有ガス（空
気）が氷に巻き込まれるのを阻止されることにより透明
氷が得られる。

【００３５】前記製氷工程中に、製氷函３内の中央部に
溜った中芯水の残部は汚濁水として残るが、これは、前
記第１技術事項と同様に、二重管６１を引き上げてこの
汚濁水を抜き、次いでこの未結氷部分に前記原水槽１１
から熱交換器１５により０℃に冷却された原水導出管１
６及び分岐管１７を介して注入して結氷させる。これに
より、製氷函３内に完全な透明氷が生成される。

【００３６】

【発明の効果】以上記載した如く本発明によれば、中芯
部が白氷化する事なく、透明な高品質の氷を製造し得る
とともに、原水の脱気を各製氷函毎に実施することは不
要になったために、設備費もかからず又製氷作業も煩雑
化する事なく、容易に脱気原水の取得が可能となる。又
特に氷の高品価値が上がり、飾氷や彫刻氷に白氷部がな
いため美的価値が向上する。さらに脱気が製氷前の原水
段階で可能なため、緩慢凍結によるガス析出等の手段は
不要になり、而も原水は予冷をして急速凍結ができるの
で短時間で高品質の透明氷を得ることができる。等の種
々の著効を有す。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１技術事項に係る製氷装置の系統
図である。

【図２】 図１に示す製氷函周りの斜視図である。

【図３】 本発明の実施例に係る製氷装置の系統図であ
る。

【図４】 本発明の第２実施例に係る製氷装置の系統図
である。

【図５】 従来例を示す原水槽周りの概略図である。

【図６】 ブロックアイスの一例を示す概略図である。

【符号の説明】

１ 原水槽製造装置 ２ 製氷槽 ３ 製氷函 １１ 原水槽 ４５ ポンプ ５１ エジェクター ５２ ノズル ５４ ガス管路 ５５ 水管路 ６１ 二重管 ６１ａ 外管 ６１ｂ 内管 ６２ 循環路 ６３ 循環用ポンプ

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 窒素ガスなどの吸引用気体を高速で流動
   させながら製氷用原水を吸引し、該製氷用原水と吸引用
   気体との混合流体を実質的に密閉された原水槽内にノズ
   ル等の噴出手段により噴出させながら原水槽内の気体を
   ポンプなどの吸引手段により吸引して原水中の含有ガス
   を前記吸引用気体とともに槽外に排出し、ガス抜きの原
   水を製氷装置に送給することを特徴とする透明氷の製造
   方法。
2. 【請求項２】 窒素ガス等の吸引用気体を高速で流動さ
   せながら製氷用原水を吸引する手段としてエジェクター
   を用いることを特徴とする請求項１記載の透明氷の製造
   方法。
3. 【請求項３】 窒素ガスなどの吸引用気体を高速で流動
   させ、製氷用原水を吸引して前記吸引用気体とともに管
   内に送出するエジェクターと、該エジェクターから送ら
   れた前記製氷用原水と吸引用ガスとの混合流体を実質的
   に密閉された原水槽内に噴出せしめるノズルと、前記原
   水槽内の気体を槽外に排出するポンプとを備えてなるこ
   とを特徴とする透明氷の製造装置。
4. 【請求項４】 製氷函の中央部に溜った中芯水の一部
   を、該製氷函から循環ポンプを有する循環路内を循環さ
   せ、製氷函内の未結水部に噴出させて原水を撹拌、揺動
   せしめ、原水の結氷時における空気等のガスを氷への巻
   き込みを阻止し、透明氷を生成することを特徴とする透
   明氷の製造方法。
5. 【請求項５】 製氷函内の中央部に開口する吸入管及び
   噴出管と、該吸入管と噴出管とを接続する循環路と、該
   循環路内に介装され、前記製氷函内の原水の一部を前記
   吸入管内に吸入して前記噴出管から製氷函内の未結氷部
   に噴出せしめる循環ポンプとを備えてなり、前記循環ポ
   ンプを運転して製氷函内中央部の中芯水の一部を吸入管
   に吸入して循環路及び循環ポンプを介して前記噴出管か
   ら製氷函内の未結氷部に噴出せしめて原水を撹拌、揺動
   せしめ、原水の結氷時における空気等のガスの氷への巻
   き込みを阻止して透明氷を生成することを特徴とする透
   明氷の製造装置。