JP3969610B2 - オゾン氷製造装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はオゾン氷製造装置に関し、更に詳しくは、青果類や鮮魚などの鮮度維持、輸送などの分野、ブロイラ、ビール、タンク、ジュース貯蔵タンク、弁当箱等食器、食物加工用機器、缶づめ、びんづめ用設備のような食品分野、養魚池、養殖池などの水産分野、下水、し尿処理送水、プール水、上水道処理などの水処理分野などの各分野における殺菌、脱色、脱臭などのほか土壌の殺菌、パルプの漂泊などに有利に適用することができるオゾンを高濃度で含むオゾン氷を容易に効率的に製造できるオゾン氷製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
オゾンは強力な殺菌作用と自己分解して酸素となるため、他の殺菌剤、例えば次亜塩素ソーダなどの塩素系、殺菌剤の代替として広く使用されるようになっている。しかしながら、オゾンは気体であり、その取扱いが不便であることから、オゾン氷としてその利用が広くなされるようになってきてはいない。
一方、食品を低温に保って、食品に付着している腐敗菌等の繁殖を低減することにより食品を保存する氷詰法が広く用いられているが、この氷詰法は保存期間が短いという問題がある。そこで食品分野では氷自体にオゾンを含有させ、冷熱の利用ならびに、食品と接触しているときは直接、食品と接触していない場合には融解水に含まれたオゾンまたは融解によって発生するオゾンが食品に作用し、腐敗菌等の繁殖を長期間に渡って低減できることを利用して、青果類や鮮魚の保存ならびに輸送などへの運用が試みられるようになっている。
【０００３】
従来、オゾン氷を製造する方法としては、▲１▼水にオゾンを溶解させ急速冷凍する方法（特開昭６３−３０２２７３号公報、特開平６−１７４３４６号公報）、▲２▼純酸素に紫外線や遠紫外線を照射して生成したオゾンを水中に溶解させて急速冷凍する方法（特開昭６１−２２８２７５号公報）、▲３▼植物酸中のオキシ酸や第二鉄化合物をオゾン氷中に共存させる方法（特開昭６０−２６０４０１号公報）、▲４▼あらかじめ炭酸あるいは炭酸化合物を溶解させた水にオゾンを吸収させたオゾン水を冷却してオゾン氷を作る方法（特開平３−２１７２９４号公報）、▲５▼降雪を収容体に入れ減圧してオゾンを送入して、圧縮してオゾン氷を作る装置（特開平３−１８６１７４号公報）などが提案されている。
【０００４】
しかし従来のオゾン氷の製造方法▲１▼や▲２▼のように単に水にオゾンを溶解させるだけでは、オゾンの水中への溶解度が低く、また製氷工程に至るまでに水の温度が上昇してオゾンが放出されてしまい、高濃度のオゾン氷が得られない欠点がある。
また、水中へのオゾンの溶解度が低いことを補充するために、純酸素を用いたり、高価な薬剤を利用する方法はコストアップになる欠点があり、前記▲３▼の方法における第二鉄化合物は氷解した際に、鉄イオンの着色や鉄が食品に混入するなど不都合な問題を引き起こす恐れがあり、前記▲４▼の方法によるオゾン氷はｐＨの低い酸性の氷になるので用途が限定される欠点があり、また、前記▲５▼の装置では天然の降雪を利用するので、必要に応じて清潔なオゾン氷を作れない欠点があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、前記のような問題を解決し、青果類や鮮魚の保存、輸送などの各分野における殺菌、脱色、脱臭などに有利に適用することができるオゾンを高濃度で含むオゾン氷を容易に効率的に製造できるオゾン氷製造装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は上記課題を解決するため鋭意研究を重ねた結果、食堂・喫茶・ホテル・レストラン・スナックなどの飲食・営業施設の厨房室に設置され、ジュース・コーラなど飲用冷却用として、使用される氷を製造する主として業務用に用いられるオーガー式製氷機（例えば、実開昭５８−８５１６７号公報や特公平５−１９６３３０号公報などに開示の製氷機）を使用して、オゾン水を冷凍してオゾン氷を製造する時、従来行われているように、冷凍シリンダの内壁に成長する氷を回転し続けるオーガーにより削取り、オーガーにより上方に移送されてくる削取氷を圧縮して氷とする方法によると、オゾン水のオゾン濃度に対する生成オゾン氷中のオゾン残存率が低下してしまうのに対して、逆にオーガーの回転を停止したままオゾン水を冷凍して製氷すると生成オゾン氷中のオゾン残存率が向上することを見いだした。そこで、オゾンを高濃度で含むオゾン氷を製造するためには製氷中は、オーガーの回転を停止しておき、そして製氷して氷塊とした後、好ましくは離氷してから、オーガーを回転させてこの氷塊を送出し、分割して氷片とすればよいことを見いだし、本発明を完成させた。
【０００７】
すなわち、本発明の請求項１の発明は、冷却器により周りから冷却され、内部にオーガーを回転自在に内挿した冷凍シリンダと、この冷凍シリンダの上部開口内に固設され、オーガーの軸支とオーガーの回転により送出される氷塊を分割して氷片とする上部軸受とを少なくとも備えるオーガー式製氷機を用いてオゾン氷を製造する時、オゾン水を冷凍して冷凍シリンダとオーガーとの間にオゾン氷塊を製造する間は前記オーガーの回転を止めておき、オゾン氷塊を製造した後に前記オーガーを回転させてオゾン氷塊を送出し、分割してオゾンを含む氷片を作ることを特徴とするオゾン氷製造装置である。
【０００８】
本発明の請求項２の発明は、冷却器により周りから冷却され、内部にオーガーを回転自在に内挿した冷凍シリンダと、この冷凍シリンダの上部開口内に固設され、オーガーの軸支とオーガーの回転により送出される氷塊を分割して氷片とする上部軸受とを少なくとも備えるオーガー式製氷機を用いてオゾン氷を製造する時、オゾン水を冷凍して冷凍シリンダとオーガーとの間にオゾン氷塊を製造する間は前記オーガーの回転を止めておき、オゾン氷塊を製造した後に前記冷凍シリンダを加熱して離氷した後、前記オーガーを回転させてオゾン氷塊を送出し、分割してオゾンを含む氷片を作ることを特徴とするオゾン氷製造装置である。
【０００９】
本発明の請求項３の発明は、請求項１または請求項２記載のオゾン氷製造装置において、前記上部軸受の外周にオーガーの回転軸にほぼ平行に複数の突起を設け、この突起の先端部がオーガーの方向に行くに従ってその高さおよび幅が減少する先細りの曲面形状としたことを特徴とする。
【００１０】
本発明の請求項４の発明は、請求項３記載のオゾン氷製造装置において、上記突起間に水および／または空気を抜くための溝を突起にほぼ平行に設けたことを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図１〜図６に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の一例のオゾン氷製造装置の正面断面図である。図２は、オゾン氷の製造工程を示す説明図、図３は、オゾン水を製氷部に供給した状態を示す説明図、図４は、オーガーの回転を停止したまま、製氷部に供給したオゾン水を急速に冷却して製氷する時の冷凍サイクルにおける冷媒の流れの状態を示す説明図、図５は、製氷部に形成された氷塊を離氷する時の冷媒ガスの流れの状態を示す説明図、図６は、上部軸受の好ましい態様を示す説明図である。
図１において、左側に貯氷庫１、右側にオゾン氷製造装置の主要部２と図示しない圧縮機、凝縮器等の冷凍系機構とを一緒に収納させているユニット室３とが設けられている。これら主要部２と冷凍機構とは謂る機械ユニットとなる。ユニット室３内の機械室ユニットはそのユニットベース４が両端の案内レール５，５によって、ユニット室３から前方へ引き出し自在とされ、前記主要部２および冷凍系機構の修理、点検等を容易にさせている。ユニットベース４上には次述するオーガーの動力源であるモータ６およびそれに減速動力を伝達する減速機７、そして円筒状をした冷却器８などが載っている。
【００１２】
冷却器８の内部には、冷凍シリンダ９が固設されており、冷凍シリンダ９はその外壁に設けられた冷凍系機構の蒸発器６１に冷媒入口６０から導入される冷媒の蒸発による冷熱により冷却される。６２は冷媒出口、６３は断熱材である。６４はオゾン水供給側配管であり、冷凍シリンダ９の下部のオゾン水入口６５から冷凍シリンダ９内の製氷部９Ａに供給されたオゾン水は急速に冷却されて氷塊となる。６７はオゾン水出口である。図３〜図５における６６は途中に強制排水弁３７を有した排水側配管、６８は排水口である。
【００１３】
オーガー１０は、前記冷凍シリンダ９内に回転自在に内挿されており、１１はこのオーガー１０の上部回転軸１０ａ上方を軸支する上部軸受で、前記冷凍シリンダ９の上部開口内に固設されている。オーガー１０は製氷中は回転を停止させる。製氷後、冷凍系機構の蒸発器６１に冷媒入口６０から高温度の冷媒ガスを導入して、前記冷凍シリンダ９内壁に固着した氷塊を離氷する。
離氷後、オーガー１０を回転すると、氷塊は冷凍シリンダ９の上部に設けた上部軸受１１の分割部１２へ送出され、高さ方向、幅方向、長さ方向にスムーズに分割されて、氷片ｉ（オゾン氷）となるようになっている。
【００１４】
オゾン水を製造するためのオゾン発生器やポンプなどを備えたオゾン水発生装置は本発明のオゾン氷製造装置内に一体的に組み込まれていてもよく、また、製氷装置外に置かれていても差し支えない。
本発明で用いるオゾン水発生装置は、散気筒方式、エジェクタ方式、ミキシング方式などいずれを使用してもよく特に限定されない。例えば市販のものを使用することもできる。
【００１５】
図１に示すように、これら氷片ｉは冷凍シリンダ９と防水的に結合装着された氷シューター１３内に誘導され、氷片ｉが溜ってくると、オーガー１０の回転軸１０ａ上端に結合されたアジデータ１４のインペラー１５によって氷放出筒１６を介して貯氷庫１に導入される。１７は貯氷庫１に設けられた貯氷センサーで、氷が所定量以上となると、それを検知して主要部２を不動作とする。１８はこの貯氷センサー１７が正常に作動しない時に、動作して主要部２の製氷動作を停止させる安全保護用のリミットセンサーである。なお、前記氷放出筒１６は氷シューター１３の氷出口部１３ａに対して斜めに結合、分離自在とされている。
【００１６】
図２に、本発明のオゾン氷製造装置を用いて、オゾン氷を製造する工程例を示す。
（１）オーガ式製氷装置の製氷部へのオゾン水供給工程
（２）供給されたオゾン水を製氷する製氷工程
（３）離氷工程
（４）氷片製造工程
そして次に上記（１）の工程に戻り、（１）〜（４）工程を順次繰り返す。
上記（１）〜（４）工程を図３〜５を用いて説明する。
【００１７】
（１）オーガ式製氷装置の製氷部へのオゾン水供給工程について
図３は、オゾン水を製氷部９Ａに供給した状態を示す説明図である。図３に示したように、図示しないオゾン水発生装置からのオゾン水をオゾン水供給側配管６４を経てオゾン水入口６５から製氷部９Ａに供給する。オーガー１０は回転させない。
本発明のオゾン氷製造装置には、図３に示すように冷媒を圧縮するための圧縮機３０、圧縮された冷媒を凝縮させる凝縮器３１、冷却用のファン３２、受液器３３、冷媒中の水分を除去するためのデハイドレータ３４、冷媒を気化させる膨張弁３５、冷媒の蒸発による冷熱により冷却される蒸発器６１などを冷媒管ａ、ｂ、ｃなどで連結して冷凍サイクルを形成した冷凍系機構が備えられている。オゾン水供給工程においては冷凍サイクルは運転を停止しておく。
ｄは冷媒管ａと膨張弁３５の出口側の管路をバイパスさせた管路であり、途中にホットガス弁３６を設けてある。上記（４）離氷工程において、ホットガス弁３６を開けると圧縮機３０で圧縮された高温の冷媒ガスを管路ｄを経て蒸発器６１に送ることができるようになっている。
【００１８】
（２）製氷工程について
図４は、オーガー１０の回転を停止したまま、製氷部９Ａに供給したオゾン水を急速に冷却して製氷する時の冷凍サイクルにおける冷媒の流れの状態を示す説明図である。
図４に示したように、圧縮機３０で圧縮された冷媒は冷媒管ａを経て冷却用のファン３２で冷却される凝縮器３１で凝縮し、受液器３３、デハイドレータ３４、冷媒管ｂを経て膨張弁３５で気化され、冷媒の蒸発による冷熱により蒸発器６１が冷却され、冷凍シリンダ９内の製氷部９Ａに供給されたオゾン水は急速に冷却されて冷凍シリンダ９の内壁から次第に成長して氷塊となる。気化した冷媒は冷媒管ｃを経て圧縮機３０に戻り、冷凍サイクルを形成している。矢印は冷媒の流れを示す。そして、製氷工程の終了時には製氷部９Ａは氷塊によって満たされている。
【００１９】
（３）離氷工程について
図５は、製氷部９Ａに形成された氷塊を離氷する時の冷媒ガスの流れの状態を示す説明図である。
図５に示したように、製氷後、ホットガス弁３６を開け、圧縮機３０で圧縮された高温の冷媒ガスを管路ｄを経て蒸発器６１に送り、冷凍シリンダ９内壁に固着した氷を解かし氷塊を離氷する。離氷工程においてもオーガー１０は回転させず、停止しておく。矢印は冷媒ガスの流れを示す。
【００２０】
（４）氷片製造工程
離氷後、オーガー１０を回転すると、製氷部９Ａに形成された氷塊は冷凍シリンダ９の上部に設けた上部軸受１１の分割部１２へ送出され、高さ方向、幅方向、長さ方向にスムーズに分割されて、氷片ｉ（オゾン氷）となる。
次いで上記（１）の工程に戻り、（１）〜（４）工程を順次繰り返すことにより連続的に効率的にオゾンを高濃度で含む氷片ｉを製造することができる。
【００２１】
上記（１）〜（４）工程において、オゾン水の供給スタート、停止、供給量などや、製氷および離氷のスタートや停止、またオーガーの回転のスタートや停止などの制御方法は特に限定されるものではなく、具体的には、例えば、３つの連動したタイマーを用いてこれらを制御する方法、あるいは、図示しない温度センサなどからの信号を図示しない制御装置に送り、この制御装置からの信号によりこれらを制御する方法などを挙げることができる。
【００２２】
通常の製造方式ではオゾン水のオゾン濃度に対する生成オゾン氷中のオゾン残存率が約２０％であるのに対して、本発明のオゾン氷製造装置を用いてオゾン氷を製造すると、前記オゾン残存率が７０％以上と高く、高濃度オゾンを含むオゾン氷が得られた。
【００２３】
図６は、上部軸受１１の好ましい１実施態様を示す説明図である。
上記上部軸受１１の外周の分割部１２にはオーガーの回転軸１０ａの中心線ｍにほぼ平行に長い主突起１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃと図示しない１個の長い主突起が合計４つ、短い副突起１１ａ、１１ｂと図示しない２個の短い副突起が合計４つそれぞれ交互に等間隔で設けてある。主突起１１Ｂと副突起１１ａの間などには合計４つの溝４０が設けられている。この溝４０は、製氷工程における氷塊膨張時に製氷部９Ａに残っていた水および／または空気を抜くためのものである。前記のように製氷工程によって製氷部９Ａは氷塊で満たされるが、上部軸受１１の各突起間も前の製氷工程による氷塊で満たされている。
【００２４】
これらの主突起の先端部Ａ、Ａ・・、および副突起の先端部Ｂ、Ｂ・・はいずれもオーガーの方向に行くに従ってその高さおよび幅が減少する先細りの曲面形状としてある。図６中の４１は、上部軸受１１を冷凍シリンダ９に固定するためのボルト孔である。
【００２５】
上記の構成の上部軸受１１を備えた本発明のオゾン氷製造装置を使用して、上記の（１）オゾン水供給工程、（２）製氷工程、（３）離氷工程を経て離氷後、（４）氷片製造工程においてオーガー１０を回転すると、冷凍シリンダ９とオーガー１０との間の製氷部９Ａに螺旋状に形成されたオゾンを高濃度で含む氷塊は固体の氷のまま上方に送られて前記上部軸受１１の主突起１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃの先端部Ａ、Ａ・・に当たって切られて先細りの曲面によって幅方向および高さ方向にスムーズに分割され、このようにして分割された氷はさらに副突起１１ａ、１１ｂの先端部Ｂ、Ｂ・・に当たって切られて先細りの曲面によって幅方向および高さ方向にスムーズに分割されて分割部１２内をさらに上方に進み、次に上部軸受１１の上部に設けた壁４２に当たって、長さ方向に均一な長さにスムーズに折損されて角の氷片ｉとなる。固体の氷とともに上方に送られた水や空気は前記溝４０から抜かれるようになっている。
【００２６】
【発明の効果】
本発明の請求項１に係わるオゾン氷製造装置によれば、青果類や鮮魚の保存、輸送などの各分野における殺菌、脱色、脱臭などに有利に適用することができるオゾンを高濃度で含むオゾン氷を容易に効率的に製造できる。
【００２７】
本発明の請求項２に係わるオゾン氷製造装置によれば、オゾンを高濃度で含むオゾン氷を容易に効率的に製造でき上、オーガー駆動時、動力源に過負荷がかかることを回避し、スムーズにオーガーによって氷塊を冷凍シリンダから送出することができる。
【００２８】
本発明の請求項３に係わる上部軸受を備えたオゾン氷製造装置を使用すればオゾンを高濃度で含む氷塊を幅方向および高さ方向にスムーズに分割することができる。
【００２９】
また、本発明の請求項４に係わるオゾン氷製造装置によれば、オーガーの回転を停止している製氷時に溝を利用して水や空気を抜くことができ、この結果、冷凍シリンダに氷塊の膨張による大きな圧力がかかることを極力回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の１例を示すオゾン氷製造装置の正面断面図である。
【図２】 オゾン氷の製造工程を示す説明図である。
【図３】 オゾン水を製氷部に供給した状態を示す説明図である。
【図４】 オーガーの回転を停止したまま、製氷部に供給したオゾン水を急速に冷却して製氷する時の冷凍サイクルにおける冷媒の流れの状態を示す説明図である。
【図５】 製氷部に形成された氷塊を離氷する時の冷媒ガスの流れの状態を示す説明図である。
【図６】 上部軸受の好ましい態様を示す説明図である。
【符号の説明】
ｉ 氷片（オゾン氷）
Ａ、Ｂ 先端部
１ 貯氷庫
２ オゾン氷製造装置の主要部
３ ユニット室
４ ユニットベース
５ 案内レール
６ モータ
７ 減速機
８ 冷却器
９ 冷凍シリンダ
９Ａ 製氷部
１０ オーガー
１０ａ 上部回転軸
１１ 上部軸受
１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ 主突起
１１ａ、１１ｂ 副突起
１２ 分割部
１３ 氷シューター
１４ アジテータ
１５ インペラー
１６ 氷放出筒
１７ 貯氷センサー
１８ リミットセンサー
３０ 圧縮機
３１ 凝縮器
３２ ファン
３３ 受液器
３４ デハイドレータ
３５ 膨張弁
３６ ホットガス弁
３７ 強制排水弁
４０ 溝
４１ ボルト孔
４２ 壁
６０ 冷媒入口
６１ 蒸発器
６２ 冷媒出口
６４ オゾン水供給側配管
６３ 断熱材
６５ オゾン水入口
６６ 排水側配管
６７ オゾン水出口
６８ 排水口
【発明の属する技術分野】
本発明はオゾン氷製造装置に関し、更に詳しくは、青果類や鮮魚などの鮮度維持、輸送などの分野、ブロイラ、ビール、タンク、ジュース貯蔵タンク、弁当箱等食器、食物加工用機器、缶づめ、びんづめ用設備のような食品分野、養魚池、養殖池などの水産分野、下水、し尿処理送水、プール水、上水道処理などの水処理分野などの各分野における殺菌、脱色、脱臭などのほか土壌の殺菌、パルプの漂泊などに有利に適用することができるオゾンを高濃度で含むオゾン氷を容易に効率的に製造できるオゾン氷製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
オゾンは強力な殺菌作用と自己分解して酸素となるため、他の殺菌剤、例えば次亜塩素ソーダなどの塩素系、殺菌剤の代替として広く使用されるようになっている。しかしながら、オゾンは気体であり、その取扱いが不便であることから、オゾン氷としてその利用が広くなされるようになってきてはいない。
一方、食品を低温に保って、食品に付着している腐敗菌等の繁殖を低減することにより食品を保存する氷詰法が広く用いられているが、この氷詰法は保存期間が短いという問題がある。そこで食品分野では氷自体にオゾンを含有させ、冷熱の利用ならびに、食品と接触しているときは直接、食品と接触していない場合には融解水に含まれたオゾンまたは融解によって発生するオゾンが食品に作用し、腐敗菌等の繁殖を長期間に渡って低減できることを利用して、青果類や鮮魚の保存ならびに輸送などへの運用が試みられるようになっている。
【０００３】
従来、オゾン氷を製造する方法としては、▲１▼水にオゾンを溶解させ急速冷凍する方法（特開昭６３−３０２２７３号公報、特開平６−１７４３４６号公報）、▲２▼純酸素に紫外線や遠紫外線を照射して生成したオゾンを水中に溶解させて急速冷凍する方法（特開昭６１−２２８２７５号公報）、▲３▼植物酸中のオキシ酸や第二鉄化合物をオゾン氷中に共存させる方法（特開昭６０−２６０４０１号公報）、▲４▼あらかじめ炭酸あるいは炭酸化合物を溶解させた水にオゾンを吸収させたオゾン水を冷却してオゾン氷を作る方法（特開平３−２１７２９４号公報）、▲５▼降雪を収容体に入れ減圧してオゾンを送入して、圧縮してオゾン氷を作る装置（特開平３−１８６１７４号公報）などが提案されている。
【０００４】
しかし従来のオゾン氷の製造方法▲１▼や▲２▼のように単に水にオゾンを溶解させるだけでは、オゾンの水中への溶解度が低く、また製氷工程に至るまでに水の温度が上昇してオゾンが放出されてしまい、高濃度のオゾン氷が得られない欠点がある。
また、水中へのオゾンの溶解度が低いことを補充するために、純酸素を用いたり、高価な薬剤を利用する方法はコストアップになる欠点があり、前記▲３▼の方法における第二鉄化合物は氷解した際に、鉄イオンの着色や鉄が食品に混入するなど不都合な問題を引き起こす恐れがあり、前記▲４▼の方法によるオゾン氷はｐＨの低い酸性の氷になるので用途が限定される欠点があり、また、前記▲５▼の装置では天然の降雪を利用するので、必要に応じて清潔なオゾン氷を作れない欠点があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、前記のような問題を解決し、青果類や鮮魚の保存、輸送などの各分野における殺菌、脱色、脱臭などに有利に適用することができるオゾンを高濃度で含むオゾン氷を容易に効率的に製造できるオゾン氷製造装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は上記課題を解決するため鋭意研究を重ねた結果、食堂・喫茶・ホテル・レストラン・スナックなどの飲食・営業施設の厨房室に設置され、ジュース・コーラなど飲用冷却用として、使用される氷を製造する主として業務用に用いられるオーガー式製氷機（例えば、実開昭５８−８５１６７号公報や特公平５−１９６３３０号公報などに開示の製氷機）を使用して、オゾン水を冷凍してオゾン氷を製造する時、従来行われているように、冷凍シリンダの内壁に成長する氷を回転し続けるオーガーにより削取り、オーガーにより上方に移送されてくる削取氷を圧縮して氷とする方法によると、オゾン水のオゾン濃度に対する生成オゾン氷中のオゾン残存率が低下してしまうのに対して、逆にオーガーの回転を停止したままオゾン水を冷凍して製氷すると生成オゾン氷中のオゾン残存率が向上することを見いだした。そこで、オゾンを高濃度で含むオゾン氷を製造するためには製氷中は、オーガーの回転を停止しておき、そして製氷して氷塊とした後、好ましくは離氷してから、オーガーを回転させてこの氷塊を送出し、分割して氷片とすればよいことを見いだし、本発明を完成させた。
【０００７】
すなわち、本発明の請求項１の発明は、冷却器により周りから冷却され、内部にオーガーを回転自在に内挿した冷凍シリンダと、この冷凍シリンダの上部開口内に固設され、オーガーの軸支とオーガーの回転により送出される氷塊を分割して氷片とする上部軸受とを少なくとも備えるオーガー式製氷機を用いてオゾン氷を製造する時、オゾン水を冷凍して冷凍シリンダとオーガーとの間にオゾン氷塊を製造する間は前記オーガーの回転を止めておき、オゾン氷塊を製造した後に前記オーガーを回転させてオゾン氷塊を送出し、分割してオゾンを含む氷片を作ることを特徴とするオゾン氷製造装置である。
【０００８】
本発明の請求項２の発明は、冷却器により周りから冷却され、内部にオーガーを回転自在に内挿した冷凍シリンダと、この冷凍シリンダの上部開口内に固設され、オーガーの軸支とオーガーの回転により送出される氷塊を分割して氷片とする上部軸受とを少なくとも備えるオーガー式製氷機を用いてオゾン氷を製造する時、オゾン水を冷凍して冷凍シリンダとオーガーとの間にオゾン氷塊を製造する間は前記オーガーの回転を止めておき、オゾン氷塊を製造した後に前記冷凍シリンダを加熱して離氷した後、前記オーガーを回転させてオゾン氷塊を送出し、分割してオゾンを含む氷片を作ることを特徴とするオゾン氷製造装置である。
【０００９】
本発明の請求項３の発明は、請求項１または請求項２記載のオゾン氷製造装置において、前記上部軸受の外周にオーガーの回転軸にほぼ平行に複数の突起を設け、この突起の先端部がオーガーの方向に行くに従ってその高さおよび幅が減少する先細りの曲面形状としたことを特徴とする。
【００１０】
本発明の請求項４の発明は、請求項３記載のオゾン氷製造装置において、上記突起間に水および／または空気を抜くための溝を突起にほぼ平行に設けたことを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図１〜図６に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の一例のオゾン氷製造装置の正面断面図である。図２は、オゾン氷の製造工程を示す説明図、図３は、オゾン水を製氷部に供給した状態を示す説明図、図４は、オーガーの回転を停止したまま、製氷部に供給したオゾン水を急速に冷却して製氷する時の冷凍サイクルにおける冷媒の流れの状態を示す説明図、図５は、製氷部に形成された氷塊を離氷する時の冷媒ガスの流れの状態を示す説明図、図６は、上部軸受の好ましい態様を示す説明図である。
図１において、左側に貯氷庫１、右側にオゾン氷製造装置の主要部２と図示しない圧縮機、凝縮器等の冷凍系機構とを一緒に収納させているユニット室３とが設けられている。これら主要部２と冷凍機構とは謂る機械ユニットとなる。ユニット室３内の機械室ユニットはそのユニットベース４が両端の案内レール５，５によって、ユニット室３から前方へ引き出し自在とされ、前記主要部２および冷凍系機構の修理、点検等を容易にさせている。ユニットベース４上には次述するオーガーの動力源であるモータ６およびそれに減速動力を伝達する減速機７、そして円筒状をした冷却器８などが載っている。
【００１２】
冷却器８の内部には、冷凍シリンダ９が固設されており、冷凍シリンダ９はその外壁に設けられた冷凍系機構の蒸発器６１に冷媒入口６０から導入される冷媒の蒸発による冷熱により冷却される。６２は冷媒出口、６３は断熱材である。６４はオゾン水供給側配管であり、冷凍シリンダ９の下部のオゾン水入口６５から冷凍シリンダ９内の製氷部９Ａに供給されたオゾン水は急速に冷却されて氷塊となる。６７はオゾン水出口である。図３〜図５における６６は途中に強制排水弁３７を有した排水側配管、６８は排水口である。
【００１３】
オーガー１０は、前記冷凍シリンダ９内に回転自在に内挿されており、１１はこのオーガー１０の上部回転軸１０ａ上方を軸支する上部軸受で、前記冷凍シリンダ９の上部開口内に固設されている。オーガー１０は製氷中は回転を停止させる。製氷後、冷凍系機構の蒸発器６１に冷媒入口６０から高温度の冷媒ガスを導入して、前記冷凍シリンダ９内壁に固着した氷塊を離氷する。
離氷後、オーガー１０を回転すると、氷塊は冷凍シリンダ９の上部に設けた上部軸受１１の分割部１２へ送出され、高さ方向、幅方向、長さ方向にスムーズに分割されて、氷片ｉ（オゾン氷）となるようになっている。
【００１４】
オゾン水を製造するためのオゾン発生器やポンプなどを備えたオゾン水発生装置は本発明のオゾン氷製造装置内に一体的に組み込まれていてもよく、また、製氷装置外に置かれていても差し支えない。
本発明で用いるオゾン水発生装置は、散気筒方式、エジェクタ方式、ミキシング方式などいずれを使用してもよく特に限定されない。例えば市販のものを使用することもできる。
【００１５】
図１に示すように、これら氷片ｉは冷凍シリンダ９と防水的に結合装着された氷シューター１３内に誘導され、氷片ｉが溜ってくると、オーガー１０の回転軸１０ａ上端に結合されたアジデータ１４のインペラー１５によって氷放出筒１６を介して貯氷庫１に導入される。１７は貯氷庫１に設けられた貯氷センサーで、氷が所定量以上となると、それを検知して主要部２を不動作とする。１８はこの貯氷センサー１７が正常に作動しない時に、動作して主要部２の製氷動作を停止させる安全保護用のリミットセンサーである。なお、前記氷放出筒１６は氷シューター１３の氷出口部１３ａに対して斜めに結合、分離自在とされている。
【００１６】
図２に、本発明のオゾン氷製造装置を用いて、オゾン氷を製造する工程例を示す。
（１）オーガ式製氷装置の製氷部へのオゾン水供給工程
（２）供給されたオゾン水を製氷する製氷工程
（３）離氷工程
（４）氷片製造工程
そして次に上記（１）の工程に戻り、（１）〜（４）工程を順次繰り返す。
上記（１）〜（４）工程を図３〜５を用いて説明する。
【００１７】
（１）オーガ式製氷装置の製氷部へのオゾン水供給工程について
図３は、オゾン水を製氷部９Ａに供給した状態を示す説明図である。図３に示したように、図示しないオゾン水発生装置からのオゾン水をオゾン水供給側配管６４を経てオゾン水入口６５から製氷部９Ａに供給する。オーガー１０は回転させない。
本発明のオゾン氷製造装置には、図３に示すように冷媒を圧縮するための圧縮機３０、圧縮された冷媒を凝縮させる凝縮器３１、冷却用のファン３２、受液器３３、冷媒中の水分を除去するためのデハイドレータ３４、冷媒を気化させる膨張弁３５、冷媒の蒸発による冷熱により冷却される蒸発器６１などを冷媒管ａ、ｂ、ｃなどで連結して冷凍サイクルを形成した冷凍系機構が備えられている。オゾン水供給工程においては冷凍サイクルは運転を停止しておく。
ｄは冷媒管ａと膨張弁３５の出口側の管路をバイパスさせた管路であり、途中にホットガス弁３６を設けてある。上記（４）離氷工程において、ホットガス弁３６を開けると圧縮機３０で圧縮された高温の冷媒ガスを管路ｄを経て蒸発器６１に送ることができるようになっている。
【００１８】
（２）製氷工程について
図４は、オーガー１０の回転を停止したまま、製氷部９Ａに供給したオゾン水を急速に冷却して製氷する時の冷凍サイクルにおける冷媒の流れの状態を示す説明図である。
図４に示したように、圧縮機３０で圧縮された冷媒は冷媒管ａを経て冷却用のファン３２で冷却される凝縮器３１で凝縮し、受液器３３、デハイドレータ３４、冷媒管ｂを経て膨張弁３５で気化され、冷媒の蒸発による冷熱により蒸発器６１が冷却され、冷凍シリンダ９内の製氷部９Ａに供給されたオゾン水は急速に冷却されて冷凍シリンダ９の内壁から次第に成長して氷塊となる。気化した冷媒は冷媒管ｃを経て圧縮機３０に戻り、冷凍サイクルを形成している。矢印は冷媒の流れを示す。そして、製氷工程の終了時には製氷部９Ａは氷塊によって満たされている。
【００１９】
（３）離氷工程について
図５は、製氷部９Ａに形成された氷塊を離氷する時の冷媒ガスの流れの状態を示す説明図である。
図５に示したように、製氷後、ホットガス弁３６を開け、圧縮機３０で圧縮された高温の冷媒ガスを管路ｄを経て蒸発器６１に送り、冷凍シリンダ９内壁に固着した氷を解かし氷塊を離氷する。離氷工程においてもオーガー１０は回転させず、停止しておく。矢印は冷媒ガスの流れを示す。
【００２０】
（４）氷片製造工程
離氷後、オーガー１０を回転すると、製氷部９Ａに形成された氷塊は冷凍シリンダ９の上部に設けた上部軸受１１の分割部１２へ送出され、高さ方向、幅方向、長さ方向にスムーズに分割されて、氷片ｉ（オゾン氷）となる。
次いで上記（１）の工程に戻り、（１）〜（４）工程を順次繰り返すことにより連続的に効率的にオゾンを高濃度で含む氷片ｉを製造することができる。
【００２１】
上記（１）〜（４）工程において、オゾン水の供給スタート、停止、供給量などや、製氷および離氷のスタートや停止、またオーガーの回転のスタートや停止などの制御方法は特に限定されるものではなく、具体的には、例えば、３つの連動したタイマーを用いてこれらを制御する方法、あるいは、図示しない温度センサなどからの信号を図示しない制御装置に送り、この制御装置からの信号によりこれらを制御する方法などを挙げることができる。
【００２２】
通常の製造方式ではオゾン水のオゾン濃度に対する生成オゾン氷中のオゾン残存率が約２０％であるのに対して、本発明のオゾン氷製造装置を用いてオゾン氷を製造すると、前記オゾン残存率が７０％以上と高く、高濃度オゾンを含むオゾン氷が得られた。
【００２３】
図６は、上部軸受１１の好ましい１実施態様を示す説明図である。
上記上部軸受１１の外周の分割部１２にはオーガーの回転軸１０ａの中心線ｍにほぼ平行に長い主突起１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃと図示しない１個の長い主突起が合計４つ、短い副突起１１ａ、１１ｂと図示しない２個の短い副突起が合計４つそれぞれ交互に等間隔で設けてある。主突起１１Ｂと副突起１１ａの間などには合計４つの溝４０が設けられている。この溝４０は、製氷工程における氷塊膨張時に製氷部９Ａに残っていた水および／または空気を抜くためのものである。前記のように製氷工程によって製氷部９Ａは氷塊で満たされるが、上部軸受１１の各突起間も前の製氷工程による氷塊で満たされている。
【００２４】
これらの主突起の先端部Ａ、Ａ・・、および副突起の先端部Ｂ、Ｂ・・はいずれもオーガーの方向に行くに従ってその高さおよび幅が減少する先細りの曲面形状としてある。図６中の４１は、上部軸受１１を冷凍シリンダ９に固定するためのボルト孔である。
【００２５】
上記の構成の上部軸受１１を備えた本発明のオゾン氷製造装置を使用して、上記の（１）オゾン水供給工程、（２）製氷工程、（３）離氷工程を経て離氷後、（４）氷片製造工程においてオーガー１０を回転すると、冷凍シリンダ９とオーガー１０との間の製氷部９Ａに螺旋状に形成されたオゾンを高濃度で含む氷塊は固体の氷のまま上方に送られて前記上部軸受１１の主突起１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃの先端部Ａ、Ａ・・に当たって切られて先細りの曲面によって幅方向および高さ方向にスムーズに分割され、このようにして分割された氷はさらに副突起１１ａ、１１ｂの先端部Ｂ、Ｂ・・に当たって切られて先細りの曲面によって幅方向および高さ方向にスムーズに分割されて分割部１２内をさらに上方に進み、次に上部軸受１１の上部に設けた壁４２に当たって、長さ方向に均一な長さにスムーズに折損されて角の氷片ｉとなる。固体の氷とともに上方に送られた水や空気は前記溝４０から抜かれるようになっている。
【００２６】
【発明の効果】
本発明の請求項１に係わるオゾン氷製造装置によれば、青果類や鮮魚の保存、輸送などの各分野における殺菌、脱色、脱臭などに有利に適用することができるオゾンを高濃度で含むオゾン氷を容易に効率的に製造できる。
【００２７】
本発明の請求項２に係わるオゾン氷製造装置によれば、オゾンを高濃度で含むオゾン氷を容易に効率的に製造でき上、オーガー駆動時、動力源に過負荷がかかることを回避し、スムーズにオーガーによって氷塊を冷凍シリンダから送出することができる。
【００２８】
本発明の請求項３に係わる上部軸受を備えたオゾン氷製造装置を使用すればオゾンを高濃度で含む氷塊を幅方向および高さ方向にスムーズに分割することができる。
【００２９】
また、本発明の請求項４に係わるオゾン氷製造装置によれば、オーガーの回転を停止している製氷時に溝を利用して水や空気を抜くことができ、この結果、冷凍シリンダに氷塊の膨張による大きな圧力がかかることを極力回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の１例を示すオゾン氷製造装置の正面断面図である。
【図２】 オゾン氷の製造工程を示す説明図である。
【図３】 オゾン水を製氷部に供給した状態を示す説明図である。
【図４】 オーガーの回転を停止したまま、製氷部に供給したオゾン水を急速に冷却して製氷する時の冷凍サイクルにおける冷媒の流れの状態を示す説明図である。
【図５】 製氷部に形成された氷塊を離氷する時の冷媒ガスの流れの状態を示す説明図である。
【図６】 上部軸受の好ましい態様を示す説明図である。
【符号の説明】
ｉ 氷片（オゾン氷）
Ａ、Ｂ 先端部
１ 貯氷庫
２ オゾン氷製造装置の主要部
３ ユニット室
４ ユニットベース
５ 案内レール
６ モータ
７ 減速機
８ 冷却器
９ 冷凍シリンダ
９Ａ 製氷部
１０ オーガー
１０ａ 上部回転軸
１１ 上部軸受
１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ 主突起
１１ａ、１１ｂ 副突起
１２ 分割部
１３ 氷シューター
１４ アジテータ
１５ インペラー
１６ 氷放出筒
１７ 貯氷センサー
１８ リミットセンサー
３０ 圧縮機
３１ 凝縮器
３２ ファン
３３ 受液器
３４ デハイドレータ
３５ 膨張弁
３６ ホットガス弁
３７ 強制排水弁
４０ 溝
４１ ボルト孔
４２ 壁
６０ 冷媒入口
６１ 蒸発器
６２ 冷媒出口
６４ オゾン水供給側配管
６３ 断熱材
６５ オゾン水入口
６６ 排水側配管
６７ オゾン水出口
６８ 排水口
Claims (4)
- 冷却器により周りから冷却され、内部にオーガーを回転自在に内挿した冷凍シリンダと、この冷凍シリンダの上部開口内に固設され、オーガーの軸支とオーガーの回転により送出される氷塊を分割して氷片とする上部軸受とを少なくとも備えるオーガー式製氷機を用いてオゾン氷を製造する時、オゾン水を冷凍して冷凍シリンダとオーガーとの間にオゾン氷塊を製造する間は前記オーガーの回転を止めておき、オゾン氷塊を製造した後に前記オーガーを回転させてオゾン氷塊を送出し、分割してオゾンを含む氷片を作ることを特徴とするオゾン氷製造装置。
- 冷却器により周りから冷却され、内部にオーガーを回転自在に内挿した冷凍シリンダと、この冷凍シリンダの上部開口内に固設され、オーガーの軸支とオーガーの回転により送出される氷塊を分割して氷片とする上部軸受とを少なくとも備えるオーガー式製氷機を用いてオゾン氷を製造する時、オゾン水を冷凍して冷凍シリンダとオーガーとの間にオゾン氷塊を製造する間は前記オーガーの回転を止めておき、オゾン氷塊を製造した後に前記冷凍シリンダを加熱して離氷した後、前記オーガーを回転させてオゾン氷塊を送出し、分割してオゾンを含む氷片を作ることを特徴とするオゾン氷製造装置。
- 前記上部軸受の外周にオーガーの回転軸にほぼ平行に複数の突起を設け、この突起の先端部がオーガーの方向に行くに従ってその高さおよび幅が減少する先細りの曲面形状としたことを特徴とする請求項１または請求項２記載のオゾン氷製造装置。
- 上記突起間に水および／または空気を抜くための溝を突起にほぼ平行に設けたことを特徴とする請求項３記載のオゾン氷製造装置。
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