JP4383824B2

JP4383824B2 - 製氷機

Info

Publication number: JP4383824B2
Application number: JP2003362227A
Authority: JP
Inventors: 保起水谷; 宏之杉江; 知仁野村; 一則松尾
Original assignee: Hoshizaki Electric Co Ltd
Current assignee: Hoshizaki Electric Co Ltd
Priority date: 2003-10-22
Filing date: 2003-10-22
Publication date: 2009-12-16
Anticipated expiration: 2023-10-22
Also published as: JP2005127572A

Description

本発明は、製氷機、特に、チップ状またはフレーク状の氷を連続的に生成する製氷機に関する。

この種の製氷機の一つとして、ケーシングに収容した製氷用水を冷却器にて冷却することにより前記ケーシングに設けた製氷面にて氷を生成し、この氷を前記ケーシング内に設けられて駆動手段にて回転駆動される回転刃体（オーガ）にて剥がして上方に搬送し、この搬送された氷を圧縮通路にて圧縮成形してチップ状またはフレーク状の氷を連続的に生成する製氷機（オーガ式製氷機）があり、例えば、下記特許文献１に記載されている。
特開平４−２７８１６１号公報

上記した特許文献１に記載されている製氷機においては、回転刃体（オーガ）を回転可能に収容するケーシングの外筒が、その内周面を製氷面とされるとともに搬送面とされていて、外筒の内周面（製氷面）にて生成された氷は回転刃体（オーガ）によって剥がされた後に外筒の内周面（搬送面）に押し付けられながら上方に搬送される。このため、外筒の内周面（搬送面）には、大きなラジアル荷重が作用することとなり、外筒の強度を確保するために外筒の肉厚を十分に薄くすることができなくて、外筒を介した製氷部での熱交換効率を十分に高めることが難しい。

本発明は、製氷部での熱交換効率を十分に高めるためになされたものであり、ケーシングに収容した製氷用水を冷却器にて冷却することにより前記ケーシングに設けた製氷面にて氷を生成し、この氷を前記ケーシング内に設けられて駆動手段にて回転駆動される回転刃体にて剥がして上方に搬送し、この搬送された氷を圧縮通路にて圧縮成形してチップ状またはフレーク状の氷を連続的に生成する製氷機であって、前記ケーシングとして、略垂直に配置されて内周面を製氷面とされた外筒と、この外筒内にて略垂直に配置されて外周面を氷の搬送面とされた内筒と、これら両筒の下端に連結されて前記製氷用水と前記回転刃体を収容する円筒状の収容部を形成する底壁を有したケーシングを採用し、前記回転刃体として、前記製氷面から剥がした氷を前記搬送面に向けて搬送する第１の傾斜面と、前記搬送面に搬送された氷を上方に向けて搬送する第２の傾斜面を有した回転刃体を採用したことに特徴がある。

この製氷機においては、ケーシングにおける外筒の内周面が製氷面とされ、ケーシングにおける内筒の外周面が搬送面とされていて、製氷部と搬送部が分離独立している。このため、搬送面を持つケーシングの内筒を厚肉として、大きなラジアル荷重に耐える強度を確保することが可能であるとともに、製氷面を持つケーシングの外筒を十分に薄肉として、外筒を介した製氷部での熱交換効率を十分に高めることが可能である。したがって、この製氷機では、外筒を介した製氷部での熱交換効率を十分に高めて製氷能力をアップさせることが可能である。

また、この製氷機においては、ケーシングにおける内筒の外周面が大きなラジアル荷重を受ける氷の搬送面とされているため、ケーシングにおける外筒の内周面が氷の搬送面とされている製氷機に比して、駆動手段による駆動トルクの低減が可能であり、駆動手段の小型化が可能である。

また、本発明は、ケーシングに収容した製氷用水を冷却器にて冷却することにより前記ケーシングに設けた製氷面にて氷を生成し、この氷を前記ケーシング内に設けられて駆動手段にて回転駆動される回転刃体にて剥がして上方に搬送し、この搬送された氷を圧縮通路にて圧縮成形してチップ状またはフレーク状の氷を連続的に生成する製氷機であって、前記ケーシングとして、略垂直に配置されて外周面を製氷面とされた内筒と、この内筒外にて略垂直に配置されて内周面を氷の搬送面とされた外筒と、これら両筒の下端に連結されて前記製氷用水と前記回転刃体を収容する円筒状の収容部を形成する底壁を有したケーシングを採用し、前記回転刃体として、前記製氷面から剥がした氷を前記搬送面に向けて搬送する第１の傾斜面と、前記搬送面に搬送された氷を上方に向けて搬送する第２の傾斜面を有した回転刃体を採用したことに特徴がある。

この製氷機においては、ケーシングにおける内筒の外周面が製氷面とされ、ケーシングにおける外筒の内周面が搬送面とされていて、製氷部と搬送部が分離独立している。このため、搬送面を持つケーシングの外筒を厚肉として、大きなラジアル荷重に耐える強度を確保することが可能であるとともに、製氷面を持つケーシングの内筒を十分に薄肉として、内筒を介した製氷部での熱交換効率を十分に高めることが可能である。したがって、この製氷機では、内筒を介した製氷部での熱交換効率を十分に高めて製氷能力をアップさせることが可能である。

以下に、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１〜図１０は本発明による製氷機であるインペラ式製氷機を示していて、このインペラ式製氷機は、ケーシング１１、冷却パイプ１２、ベアリング１３、インペラ１４、圧縮板１５、ホイール１６、ロータ１７、給水管１８および給水弁１９を備えるとともに、電気モータ２１およびベルト２２を備えている。インペラ１４、圧縮板１５、ホイール１６およびロータ１７は、６本の連結ボルト３１によって一体的に連結されている。

ケーシング１１は、氷の貯蔵庫４０（図３参照）の上方に６本の取付ボルト３２を用いて組付けられるものであって、図１〜図５に示したように、略垂直に配置された外筒１１ａと、この外筒１１ａ内にて略垂直に配置された内筒１１ｂと、これら両筒１１ａ，１１ｂの下端に一体的に連結された底壁１１ｃを有している。外筒１１ａは、その内周面を製氷面１１ａ１とされた薄肉の円筒であって、その外周には冷却パイプ１２が巻きつけられており、その上端には上方に向けて拡開するテーパ状の皿部１１ｄが一体的に設けられている。内筒１１ｂは、その外周面を氷の搬送面１１ｂ１とされた厚肉の円筒であって、その下端内周にはベアリング受１１ｅが一体的に設けられている。底壁１１ｃは、内周に向けて上昇するテーパ部を有していて、その外周部には環状フランジ１１ｆが一体的に設けられている。なお、環状フランジ１１ｆには各取付ボルト３２を挿通するための取付孔が形成されている。

冷却パイプ１２は、周知の冷凍サイクル（図示省略）によって冷却された冷媒が内部を循環する冷却器であり、図１〜図５に示したように、外筒１１ａの外周面に密着するようにして配置されている。このため、ケーシング１１に供給されて収容される製氷用水は、外筒１１ａを介して冷却パイプ１２内の冷媒と熱交換されて、外筒１１ａの内周面（製氷面１１ａ１）にて氷が生成されるようになっている。

ベアリング１３は、図３および図４に示したように、インペラ１４、圧縮板１５、ホイール１６およびロータ１７をケーシング１１に対して回転可能に支持するメタル軸受であり、ケーシング１１の内筒１１ｂ内周とホイール１６の筒部１６ｃ外周間に介装されていて、外筒１１ａの内周面とインペラ１４の外周間、および内筒１１ｂの外周面とインペラ１４および圧縮板１５の内周間に、それぞれ０．２〜０．４ｍｍ程度のクリアランスが常に保たれるように位置決めしている。

インペラ１４は、図６および図７に示したように、下部に６個の刃１４ａを周方向にて略等間隔に有するとともに、上部に連結ボルト３１が螺合される６個のネジ孔１４ｂを周方向にて略等間隔に有している。また、インペラ１４の内周には、６個の凹部１４ｃが周方向にて略等間隔に形成されている。各刃１４ａは、外周先端にて外筒１１ａの内周面すなわち製氷面１１ａ１に生成される氷を剥がすようになっていて、この剥がした氷を各凹部１４ｃおよび内筒１１ｂの外周面すなわち搬送面１１ｂ１に向けて径内方に搬送する周方向の傾斜面１４ａ１を有している。各凹部１４ｃは、ケーシング１１の内筒１１ｂに向けて開口していて、各刃１４ａの傾斜面１４ａ１によって搬送されてケーシング１１における内筒１１ｂの外周面すなわち搬送面１１ｂ１に押し付けられる氷を上方に向けて搬送する傾斜面１４ｃ１を有している。

圧縮板１５は、図８に示したように、連結ボルト３１が挿通される６個の通孔１５ａを周方向にて略等間隔に有するとともに、インペラ１４の各凹部１４ｃに重合する６対の凹部１５ｂを周方向にて略等間隔に有している。各凹部１５ｂは、ケーシング１１の内筒１１ｂとにより圧縮通路を形成するものであり、インペラ１４の各傾斜面１４ｃ１によって上方に向けて搬送される氷を更に上方に向けて搬送する傾斜面１５ｂ１を有するとともに、インペラ１４の各傾斜面１４ｃ１によって上方に向けて搬送される氷をケーシング１１における内筒１１ｂの外周面すなわち搬送面１１ｂ１に向けて押し付けて圧縮成形する傾斜面１５ｂ２を有している。

ホイール１６は、図９に示したように、連結ボルト３１が挿通される６個の通孔１６ａを周方向にて略等間隔に有するとともに、圧縮板１５の各凹部１５ｂに重合する６個の氷通孔１６ｂを周方向にて略等間隔に有している。また、ホイール１６の内周には、図３に示したように、ケーシング１１の内筒１１ｂ内にてケーシング１１，インペラ１４，圧縮板１５等を貫通して下方に延びる筒部１６ｃが形成されている。各氷通孔１６ｂは、圧縮板１５の各傾斜面１５ｂ１，１５ｂ２によって圧縮されながら上方に向けて搬送される氷を更に上方に向けて誘導する傾斜面１６ｂ１を有している。

ロータ１７は、図３および図１０に示したように、連結ボルト３１が挿通される６個の通孔１７ａを周方向にて略等間隔に有するとともに、ホイール１６の各氷通孔１６ｂを通して上方に向けて搬送される柱状の氷を回転中心方向に向けて折り倒してチップ状の氷としホイール１６の中央部上方に向けて誘導するテーパ部１７ｂを有している。また、ロータ１７の上端には、ベルト２２を装着するためのベルト装着部１７ｃが形成されている。

給水管１８は、図１〜図３に示したように、ケーシング１１の皿部１１ｄに製氷用水を供給するためのものであり、その先端はケーシング１１の皿部１１ｄに向けて開口している。また、給水管１８には、給水弁１９が設けられている。給水弁１９は、ケーシング１１に収容される製氷用水を所定量（インペラ１４の全体が常に水没する量）に維持するものであり、ケーシング１１の皿部１１ｄに供給されて収容される製氷用水中にて上下に浮動するフロート１９ａと、このフロート１９ａの上下動に応答して給水管路を開閉する開閉弁１９ｂを有している。

電気モータ２１は、氷の貯蔵庫４０の上方に４本の取付ボルト３３を用いて組付けられるものであって、図１〜図３に示したように、出力軸２１ａが上方に向けて突出していて、出力軸２１ａの先端にはベルト２２を装着するためのベルト装着部２１ｂが設けられている。電気モータ２１側のベルト装着部２１ｂは、ロータ１７側のベルト装着部１７ｃより小径に形成されていて、出力軸２１ａの回転は減速してロータ１７に伝達されるようになっている。

上記のように構成したこの実施形態の製氷機においては、給水管１８と給水弁１９を通してケーシング１１に所定量の製氷用水が供給収容され、冷凍サイクル（図示省略）によって冷却された冷媒が冷却パイプ１２に循環供給される状態にて、連結ボルト３１により一体的に連結されているインペラ１４、圧縮板１５、ホイール１６、ロータ１７等が、電気モータ２１によりベルト２２を介して回転駆動されることにより、チップ状の氷が連続的に生成されて氷の貯蔵庫４０に貯えられる。

このときには、ケーシング１１内の製氷用水が外筒１１ａの外周に設けた冷却パイプ１２にて冷却されることにより、外筒１１ａの内周面すなわち製氷面１１ａ１にて氷が生成されて成長し、この氷が外筒１１ａ内に設けられて回転するインペラ１４の刃１４ａにて剥がされる。また、刃１４ａにて剥がされた氷は、インペラ１４の刃１４ａに連続して形成した傾斜面１４ａ１によってインペラ１４の各凹部１４ｃに搬送されて溜められ、ケーシング１１における内筒１１ｂの外周面すなわち搬送面１１ｂ１に押し付けられる。また、氷がケーシング１１における内筒１１ｂの外周面すなわち搬送面１１ｂ１に押し付けられることによって得られる摩擦力とインペラ１４の各凹部１４ｃに形成した傾斜面１４ｃ１の作用により、各凹部１４ｃに溜められた氷は上方に搬送されて圧縮板１５の各凹部１５ｂに入る。

この圧縮板１５の各凹部１５ｂでは、氷が圧縮板１５の各傾斜面１５ｂ２にてケーシング１１における内筒１１ｂの外周面すなわち搬送面１１ｂ１に向けて押し付けられて圧縮成形され、ケーシング１１における内筒１１ｂの外周面すなわち搬送面１１ｂ１に押し付けられることによって得られる摩擦力と圧縮板１５の各凹部１５ｂに形成した各傾斜面１５ｂ１の作用により、各凹部１５ｂに搬送された氷は上方に搬送されてホイール１６の各氷通孔１６ｂを通してロータ１７内に誘導される。また、ロータ１７内に誘導された氷は、ロータ１７のテーパ部１７ｂ下面に当たってチップ状の氷とされるとともに、インペラ１４、圧縮板１５、ホイール１６等の中央部上方に向けて誘導され、インペラ１４、圧縮板１５、ホイール１６等の中央部に設けたホイール１６の筒部１６ｃ内を通して氷の貯蔵庫４０に向けて落下供給される。

ところで、この実施形態の製氷機においては、ケーシング１１における外筒１１ａの内周面が製氷面１１ａ１とされ、ケーシング１１における内筒１１ｂの外周面が搬送面１１ｂ１とされていて、製氷部と搬送部が分離独立している。このため、搬送面１１ｂ１を持つケーシング１１の内筒１１ｂを厚肉として、大きなラジアル荷重に耐える強度を確保することが可能であるとともに、製氷面１１ａ１を持つケーシング１１の外筒１１ａを十分に薄肉として、外筒１１ａを介した製氷部での熱交換効率を十分に高めることが可能である。したがって、この製氷機では、外筒１１ａを介した製氷部での熱交換効率を十分に高めて製氷能力をアップさせることが可能である。

また、この実施形態の製氷機においては、ケーシング１１における内筒１１ｂの外周面が大きなラジアル荷重を受ける氷の搬送面１１ｂ１とされているため、ケーシングにおける外筒の内周面が氷の搬送面とされている製氷機に比して、電気モータ２１、ベルト２２等からなる駆動手段による駆動トルクの低減が可能であり、駆動手段の小型化が可能である。

また、この実施形態の製氷機においては、上述したように、チップ状に圧縮成形された氷がロータ１７のテーパ部１７ｂによりインペラ１４、圧縮板１５、ホイール１６等の中央部上方に向けて誘導され、この誘導されたチップ状の氷がインペラ１４、圧縮板１５、ホイール１６等の中央部に設けたホイール１６の筒部１６ｃ内を通して氷の貯蔵庫４０に向けて落下供給される。このため、この製氷機においては、チップ状に圧縮成形された氷を氷の貯蔵庫４０に効率よく送り込むことが可能である。

また、この実施形態の製氷機においては、チップ状の氷を氷の貯蔵庫４０に向けて落下供給するための筒部１６ｃすなわち通路をインペラ１４、圧縮板１５、ホイール１６等の中央部に設けて実施するものであるため、インペラ１４、圧縮板１５、ホイール１６等の構成部材が中空状形状となって、当該製氷機の小型・軽量化を図ることが可能である。

上記実施形態においては、氷を上方に向けて搬送する傾斜面１５ｂ１を有するとともに、上方に向けて搬送される氷をケーシング１１における内筒１１ｂの外周面すなわち搬送面１１ｂ１に向けて押し付けて圧縮成形する傾斜面１５ｂ２を有する圧縮板１５を採用して、チップ状の氷が得られるように実施したが、図１１に示した圧縮板１１５を採用して実施することも可能である。

図１１に示した圧縮板１１５は、連結ボルト３１が挿通される６個の通孔１１５ａを周方向にて略等間隔に有するとともに、インペラ１４の各凹部１４ｃに重合する６個の凹部１１５ｂを周方向にて略等間隔に有している。各凹部１１５ｂは、ケーシング１１の内筒１１ｂとにより圧縮通路を形成するものであり、インペラ１４の各傾斜面１４ｃ１によって上方に向けて搬送される氷を更に上方に向けて搬送する傾斜面１１５ｂ１を有しているものの、氷をケーシング１１における内筒１１ｂの外周面すなわち搬送面１１ｂ１に向けて押し付ける傾斜面は有していない。このため、図１１に示した圧縮板１１５を採用した製氷機では、フレーク状の氷が得られる。

また、上記実施形態においては、略垂直に配置されて内周面を製氷面１１ａ１とされた外筒１１ａと、この外筒１１ａ内にて略垂直に配置されて外周面を氷の搬送面１１ｂ１とされた内筒１１ｂと、これら両筒１１ａ，１１ｂの下端に連結されて製氷用水とインペラ１４を収容する円筒状の収容部を形成する底壁１１ｃを有したケーシング１１を採用するとともに、これに合わせた冷却パイプ１２、ベアリング１３、インペラ１４、圧縮板１５、ホイール１６、ロータ１７等を採用して製氷機を構成したが、略垂直に配置されて外周面を製氷面とされた内筒と、この内筒外にて略垂直に配置されて内周面を氷の搬送面とされた外筒と、これら両筒の下端に連結されて製氷用水とインペラを収容する円筒状の収容部を形成する底壁を有したケーシングを採用するとともに、これに合わせた冷却パイプ、ベアリング、インペラ、圧縮板、ホイール、ロータ等を採用して製氷機を構成することも可能である。

この場合には、冷却パイプ、インペラ、圧縮板、ホイール等各構成部材の内外周の構成が逆となり、冷却パイプはケーシングの内筒内周に配置される。また、インペラは内周に刃を有し外周に凹部を有した構成とされ、前記製氷面から剥がした氷を前記搬送面に向けて径外方に搬送する第１の傾斜面と、前記搬送面に搬送された氷を上方に向けて搬送する第２の傾斜面を有する構成とされる。また、圧縮板は、外周部に氷の圧縮搬送部を有する構成とされ、ホイールは、外周部に氷の搬送部を有する構成とされる。

このように構成した製氷機においては、ケーシングにおける内筒の外周面が製氷面とされ、ケーシングにおける外筒の内周面が搬送面とされていて、製氷部と搬送部が分離独立している。このため、搬送面を持つケーシングの外筒を厚肉として、大きなラジアル荷重に耐える強度を確保することが可能であるとともに、製氷面を持つケーシングの内筒を十分に薄肉として、内筒を介した製氷部での熱交換効率を十分に高めることが可能である。したがって、この製氷機では、内筒を介した製氷部での熱交換効率を十分に高めて製氷能力をアップさせることが可能である。

本発明による製氷機の一実施形態を示す正面図である。図１に示した製氷機の平面図である。図１に示した製氷機の中央縦断正面図である。図１に示した製氷機におけるケーシング、冷却パイプ、ベアリング、インペラ、圧縮板、ホイール、ロータ等の分解斜視図である。図４に示したケーシングおよび冷却パイプの拡大斜視図である。図４に示したインペラの拡大斜視図である。図６に示したインペラの下方斜視図である。図４に示した圧縮板の拡大斜視図である。図４に示したホイールの拡大斜視図である。図４に示したロータの拡大斜視図である。圧縮板の変形例を示した斜視図である。

符号の説明

１１…ケーシング、１１ａ…外筒、１１ａ…製氷面、１１ｂ…内筒、１１ｂ１…搬送面、１１ｃ…底壁、１２…冷却パイプ（冷却器）、１３…ベアリング、１４…インペラ（回転刃体）、１４ａ…刃、１４ａ１…（第１の）傾斜面、１４ｃ…凹部、１４ｃ１…（第２の）傾斜面、１５…圧縮板、１６…ホイール、１７…ロータ、１７ｃ…テーパ部、２１…電気モータ、２２…ベルト、４０…貯蔵庫

Claims

ケーシングに収容した製氷用水を冷却器にて冷却することにより前記ケーシングに設けた製氷面にて氷を生成し、この氷を前記ケーシング内に設けられて駆動手段にて回転駆動される回転刃体にて剥がして上方に搬送し、この搬送された氷を圧縮通路にて圧縮成形してチップ状またはフレーク状の氷を連続的に生成する製氷機であって、前記ケーシングとして、略垂直に配置されて内周面を製氷面とされた外筒と、この外筒内にて略垂直に配置されて外周面を氷の搬送面とされた内筒と、これら両筒の下端に連結されて前記製氷用水と前記回転刃体を収容する円筒状の収容部を形成する底壁を有したケーシングを採用し、前記回転刃体として、前記製氷面から剥がした氷を前記搬送面に向けて搬送する第１の傾斜面と、前記搬送面に搬送された氷を上方に向けて搬送する第２の傾斜面を有した回転刃体を採用したことを特徴とする製氷機。
ケーシングに収容した製氷用水を冷却器にて冷却することにより前記ケーシングに設けた製氷面にて氷を生成し、この氷を前記ケーシング内に設けられて駆動手段にて回転駆動される回転刃体にて剥がして上方に搬送し、この搬送された氷を圧縮通路にて圧縮成形してチップ状またはフレーク状の氷を連続的に生成する製氷機であって、前記ケーシングとして、略垂直に配置されて外周面を製氷面とされた内筒と、この内筒外にて略垂直に配置されて内周面を氷の搬送面とされた外筒と、これら両筒の下端に連結されて前記製氷用水と前記回転刃体を収容する円筒状の収容部を形成する底壁を有したケーシングを採用し、前記回転刃体として、前記製氷面から剥がした氷を前記搬送面に向けて搬送する第１の傾斜面と、前記搬送面に搬送された氷を上方に向けて搬送する第２の傾斜面を有した回転刃体を採用したことを特徴とする製氷機。