JP4855099B2 - セル型製氷機 - Google Patents

Description

本発明は、下向きに開口するセルの周壁を冷媒で冷却し、セルに向かって製氷水を噴出供給しながら角氷を生成するセル型製氷機に関し、なかでもそのセルに向かって製氷水を噴出供給する給水トレー構造に関する。

給水トレーの給排水構造に関する本出願人の公知文献に、特許文献１がある。ただし、そこでの各給排水溝は給水トレーの傾斜に沿って縦一列に直線状に配置してある。本発明の課題に関する公知文献の一つに、特許文献２がある。

特開２００６−０１７４０１（段落番号００１５、００３２） 特開平６−２６５２４７号公報

特許文献１にも示されるように、セル型製氷機は、下向きに開口する一群のセル１４を備えた製氷ケース６を氷点以下に冷却し、その下面を塞ぐように対向配置した給水トレー８のノズル孔から各セル１４に向かって製氷水を噴射し、セル１４内に角氷を生成させる。その後、給水トレー８を傾けて製氷ケース６の下面側を開放する。製氷ケース６を加熱して生成した角氷を自重で落下させ、製氷室２内に収容するように構成されている。

このとき製氷ケース６で生成する各角氷は、下端面が薄氷で一連に連なった状態で生成される。ばらばらに生成するよりも一体に生成した方が、全角氷の重量が作用して製氷ケース６から角氷が剥離し易くなり、確実に離氷させることができるからである。そして製氷ケース６から剥離した一塊の角氷（角氷塊Ｋ）は、そのまま下向きに傾斜した給水トレー８の上に落下して給水トレー８の上壁面を滑り落ち、製氷室２内に落下する。その際の衝撃によって薄氷が粉砕し、角氷塊Ｋが個々の角氷にばらけるようになっている。

ところが、まれではあるが、剥離した角氷塊Ｋが給水トレー８の上面を滑り落ちる際、給水トレー８の上壁面に引っ掛かって製氷室２に落下しない場合がある。そこで、本出願人が原因を詳細に検討したところ、次のことが判明した。すなわち、図４に示すように、生成した角氷塊Ｋの下面には、各給排水溝ｍに対応して微小な突起ｔが形成され、角氷塊Ｋが給水トレー８上を滑り落ちる際に、これら突起ｔが給排水溝ｍに嵌り込んで引っ掛かるのである。

更に詳しく説明すると、そこでの給排水溝ｍは、図７に示すように一個のノズル孔１２５と、ノズル孔１２５を挟んで対向配置された一対の戻り孔１２６とで構成されており、ノズル孔１２５と戻り孔１２６との間には溝状の排水凹部１２７が形成されている。そして製氷時には、排水凹部１２７および戻り孔１２６が対向していた角氷塊Ｋの下面に突起ｔが形成される。なかでも戻り孔１２６側に大きな突起が形成されるのである。各排水凹部１２７は、その長手方向の中心軸が給水トレー８の傾斜に沿って直線状に配置されているため、角氷塊Ｋが製氷ケース６から剥離して給水トレー８上に落下すると、図７に示すように、角氷塊Ｋに形成された突起ｔと各排水凹部１２７とが給水トレー８の傾斜方向に沿って一部重なる。給水トレー８は傾いているため、角氷塊Ｋに形成された突起ｔが、その突起ｔが形成された排水凹部１２７の真上には位置しないが、傾動先端２３側の隣接する排水凹部１２７と重なるのである。その結果、落下して滑落速度に勢いがつく間もなく突起ｔが排水凹部１２７に嵌り込み、引っ掛かってしまうのである。

このように、給水トレー上に氷が引っ掛かることは、再度製氷姿勢に給水トレーが復帰する際に氷を噛み込んで機材の損傷を招くおそれがあるため、まれとはいえ放置できない問題であった。また、氷の引っ掛かりを予防するために、離氷時には離氷用の水を給水トレーの上面に供給しているが、供給した水はそのまま排水するだけであるため、多量の水が無駄になっていた。

この点、先の引用文献２では、突起が生じる凹みの角氷側の開口寸法を絞って、給水トレーが傾動する際に突起が折れるようにし、角氷塊の下面から突起を無くすことで角氷塊を円滑に滑落させるように工夫している。しかしながら、必ずしも突起が折れるとは限らないため、確実性に欠けるし、開口寸法を絞ることは、排水性にも影響する。

そこで本発明の目的は、比較的簡単な変更でもって、氷の噛み込みによる故障の発生を飛躍的に減少させることができ、経済性および耐久性が格段に向上するセル型製氷機を提供することにある。本発明の目的は、本来の製氷機能を損なうことなく、落下した角氷塊が給水トレーに引っ掛かるのをより効果的に防止できる給水トレーを備えたセル型製氷機を提供することにある。

本発明に係るセル型製氷機は、製氷室２の内部に、格子状に縦横に配列されて、下向きに開口する一群のセル１４を備えた製氷ケース６と、製氷ケース６の下面側に対向配置されて、片側の傾動軸２２を中心に上下に傾動可能に支持される給水トレー８と、製氷水を貯留する水タンク９と、水タンク９内の製氷水を給水トレー８に加圧送給するポンプ１２と、製氷ケース６の下面を塞ぐ製氷姿勢と、製氷ケース６の下面を開放して下り傾斜状に配置される離氷姿勢との間に、給水トレー８を傾動変位させる姿勢切り替え機構とを備えている。給水トレー８の上壁面には、セル１４に向かって製氷水を噴出供給するノズル孔２５と、氷結しなかった水を水タンク９内へ戻す戻り孔２６とを有する一群の給排水溝Ｍが設けられている。これら給排水溝Ｍは、各セル１４に一つの給排水溝Ｍが対応するように、給水トレー８の上壁面に配置されている。ノズル孔２５の開口中心と戻り孔２６の開口中心とで規定される一つの給排水溝Ｍの伸び方向と、該一つの給排水溝Ｍと給水トレー８の傾斜方向において隣接する他の給排水溝Ｍの伸び方向とが異なる方向となるように、給排水溝Ｍが形成されている。

給水トレー８の傾斜方向に伸びて、給排水溝Ｍのノズル孔２５の孔中心を通る仮想線を規定したとき、一つの給排水溝Ｍの仮想線と、該一つの給排水溝Ｍと給水トレー８の傾斜方向において隣接する他の給排水溝Ｍの仮想線とが、該給水トレー８の傾斜方向と直交する方向において異なる位置にあるように、給排水溝Ｍが配置されている。

図１に示すように、給水トレー８の上壁面に縦横に整列して配置された給排水溝Ｍのうち、給水トレー８の傾斜方向に沿う各列の給排水溝Ｍにおいて、少なくとも隣接する各給排水溝Ｍをずらして配置することで、角氷塊Ｋが給水トレー８に引っ掛かるのを効果的に防止することができる。すなわち、図５に示すように、かかる給水トレー８によれば、製氷時において角氷塊Ｋの下面に形成される突起Ｔの位置も、各給排水溝Ｍに対応して隣接する突起Ｔごとにずれた位置に形成される。そして、離氷時に傾斜した給水トレー８上に落下する角氷塊Ｋは、給水トレー８が傾斜した分だけ、傾動先端２３側に位置ずれして落下するが、このとき、隣接する給排水溝Ｍどうしをずらして配置してあるため、角氷塊Ｋの下面に形成された突起Ｔと給排水溝Ｍとが重なる確率は極めて小さくなる。しかも、落下後に角氷塊Ｋが給水トレー８を滑落する際にも、少なくとも隣接する一個のセル１４分の距離だけは、各突起Ｔと各給排水溝Ｍとがぴったりと重なり合うことがないため、滑落速度に勢いがついてよりいっそう突起Ｔが給排水溝Ｍに嵌り込み難くなる。

各列の給排水溝Ｍを、図１および図５に示すように、折れ線状に配列してあると、給水トレー８のトレー本体１７のみを変更するだけで済み、水路枠体１８などの関連部材をそのまま利用できるため、極めて簡単かつ低コストで実施できる。隣接する給排水溝Ｍが列基準線Ｌに対してそれぞれ逆向きになるため、突起Ｔと給排水溝Ｍの重なる確率を極めて小さくできる。

各給排水溝Ｍの列基準線Ｌに対する傾斜角度θを、１０度〜４５度の範囲に設定してあると、突起Ｔが給排水溝Ｍに嵌り込んでも接触抵抗が小さいため、滑落の勢いを妨げることがなく、それだけ引っ掛かりを防ぐことができる。

各列の給排水溝Ｍを千鳥状に配列してあると、少なくとも隣接する給排水溝Ｍの位置が異なるため、落下した角氷塊Ｋの突起Ｔと給排水溝Ｍとの重なりをなくすことができ、よりいっそう引っ掛かりを防止することができる。

（実施例） 図１ないし図６に本発明に係るセル型製氷機の一例を示す。図２は製氷機内部を正面から示したものであり、製氷機は断熱材で囲まれる角箱状の本体ケース１を有し、本体ケース１の内部は前面が開口する製氷室２と、機械室３とにそれぞれ上下に区分されている。製氷室２の前面開口にはドア（図示せず）が取り付けられており、上開きに開閉可能となっている。機械室３の内部に圧縮機や凝縮器などの冷凍機器が収容されている。そして製氷室２の上部に配置されているのが、氷をつくるための製氷ユニットＦである。

図２ないし図４に示すように、製氷ユニットＦは、製氷室２の上端寄りに固定したユニットベース５を基本構造体にして構成されており、ユニットベース５の下面に固定される製氷ケース６と、製氷ケース６の下面側に対向配置される給水トレー８と、給水トレー８の下側に給水トレー８と一体に固定されて製氷水を貯留する水タンク９と、給水トレー８および水タンク９の下方に配置されて余剰な製氷水や離氷時の洗浄水などを流下案内する排水パン１０と、水タンク９内の製氷水を給水トレー８に加圧送給するポンプ１２と、給水トレー８および水タンク９を上下方向に傾動操作する姿勢切り換え機構と、離氷水の供給等を行う給水管１３とで構成されている。

図４において製氷ケース６は、下向きに開口する熱伝導性に優れた金属製の四角皿状の容器からなり、その内部に下向きに開口する一群のセル１４が縦横格子状に区画されている。製氷ケース６の上面には、製氷過程では冷媒を循環送給して製氷ケース６を氷点以下にまで冷却し、離氷過程ではホットガスを循環送給して製氷ケース６を加熱する熱交配管１５が密着配置してある。ちなみにここでのセル１４の縦横寸法は３０mm角とした。

給水トレー８は、下向きに開口する四角トレー状のトレー本体１７と、トレー本体１７の上壁内面に一体に固定される水路枠体１８とで構成されている。トレー本体１７と水路枠体１８の樹形状の水路枠１９とで製氷水を循環送給する給水路２０が形成されている（図１参照）。トレー本体１７の下面には、水タンク９が一体に締結固定されており、図４において、トレー本体１７の左側端には、プレス金具からなる傾動アーム２１が固定されている。傾動アーム２１の上端は、傾動軸２２を介してユニットベース５に軸支されており、この傾動軸２２を中心に、給水トレー８および水タンク９は上下に傾動可能となっている。水タンク９は、傾動先端２３側へ向かって登り傾斜する角皿状のプラスチック成形品からなり、傾動先端２３側の周壁下面には水タンク９内の余剰水を排出する排水口２４が形成されている。

図１および図５においてトレー本体１７の上壁面には、各セル１４に対応する位置に、一群の給排水溝Ｍが縦横に整列した状態で設けられている。各給排水溝Ｍは、製氷水を噴出供給するノズル孔２５と、ノズル孔２５を挟んで対向配置される一対の戻り孔２６と、ノズル孔２５から戻り孔２６に向かって下り傾斜した断面コ字上の溝からなる排水凹部２７とで構成されている。ノズル孔２５は給水路２０に連通し、戻り孔２６は水路枠１９の枠外部分に連通している。具体的には、ノズル孔２５の開口径は1.５mm、戻り孔２６の開口径は３mmである。各排水凹部２７の長さ寸法は８mmで、幅寸法はノズル孔２５側が４mmであり、３mmの戻り孔２６側に向かって幅が狭くなっている。各給排水溝Ｍ間の距離はセル１４の縦横寸法と同じく３０mmである。かかる構成であれば、従来の製氷機に対してトレー本体１７の変更だけで実施できるため、極めて経済的である。

給水トレー８の傾斜方向に沿う各列の各給排水溝Ｍは、図１に示すように、列基準線Ｌに対してそれぞれ互い違いに逆向きに傾斜する折れ線状に配列してある。各給排水溝Ｍの傾斜角度θは１０度〜４５度の範囲に設定するのが好ましい。４５度を越えると、突起Ｔが給排水溝Ｍに嵌りこんだ際の接触抵抗が大きくなって、角氷塊Ｋが引っ掛かり易くなるため、４５度までに設定するのが好ましい。なお、下限は、給排水溝Ｍと突起Ｔとの重なり具合を考慮して設定すればよく、通常は１０度以上に設定すれば足りる。ここでは３０度に設定した。

傾動アーム２１側の水タンク９下面の片隅部には凹部が形成されており、この凹部内にポンプ１２が配設されている。ポンプ１２は、傾動アーム２１の下面に固定したブラケットに装着されていて、その吸込み口は水タンク９に連通し、吐出口は給水トレー８の給水路２０に連通している。水タンク９の下方の排水パン１０は、水タンク９内の余剰な製氷水と、給水トレー８から流下する洗浄水などを受け止めて機外へ排水し、製氷室２への水の滴下を防止して、製氷室２内に貯留した角氷がくっつき合うのを防いでいる。

給水トレー８が製氷ケース６の下面を塞ぐ製氷姿勢と、給水トレー８が製氷ケース６の下面を開放して下り傾斜状に配置される離氷姿勢とに、給水トレー８および水タンク９を傾動変位させるために、姿勢切り換え機構が設けられている。図２ないし図３に示すように、姿勢切り換え機構は、給水トレー８の傾動先端２３に臨む状態でユニットベース５に固定されるモータ（図示せず）と、一対の駆動アーム２８と、給水トレー８に固定した一対のばね受ピン３０と各駆動アーム２８との間に掛け止め装着された一対の引っ張りコイル形のばね３１などで構成されている。

図３において時計の文字盤を位置基準とするとき、駆動アーム２８の先端が１２時の位置にあるときは（実線状態）、給水トレー８および水タンク９は略水平の製氷姿勢に維持された状態にある。駆動アーム２８が反時計回転方向へ回動して、その先端が概ね７時の位置にあるとき（想像線で示す状態）、給水トレー８および水タンク９は傾動軸２２まわりに自重で下方に傾いて傾斜状態の離氷姿勢に切り換わる。この状態から、モータで駆動アーム２８を１２時の位置まで回動させることにより、給水トレー８および水タンク９は製氷姿勢に復帰する。

給水トレー８の上方の製氷ケース６と傾動アーム２１との間の空間には、管壁の一定間隔おきに散水口が開口する給水管１３が配置されている。給水管１３は電磁弁３２を介して水道配管に接続されており、電磁弁３２の開閉により、トレー本体１７の上壁上面に送水可能となっている。

製氷過程では、給水管１３から新規な製氷水が給水トレー８の上面に供給され、戻り孔２６を介して水タンク９内に必要量が貯留される。熱交配管１５に冷媒を循環送給して製氷ケース６を冷却しながら、ポンプ１２を起動して水タンク９内の製氷水を給水路２０へ加圧送給し、ノズル孔２５からセル１４内へ噴出して製氷する。氷結しなかった水は排水凹部２７および戻り孔２６を介して水タンク９内に戻る。製氷過程の給水トレー８は、図３に示すように製氷ケース６の下面を塞ぐ製氷姿勢にある。このとき、製氷ケース６の下面と給水トレー８の上壁面との間には僅かな隙間が設けてあるので、この隙間の存在によって各角氷は、薄氷によって一体に連なる。図４および図５に示すように、薄氷で連なった角氷塊Ｋの下面には突起Ｔが形成されるが、本発明の給水トレー８であれば、その突起Ｔも給排水溝Ｍに対応して隣接する突起Ｔごとそれぞれ互い違いに逆向きのずれた位置に形成される。

離氷過程では、熱交配管１５にホットガスを送給して製氷ケース６を加熱して角氷塊Ｋの剥離を促進する。製氷ケース６を加熱して所定時間が経過した状態で、姿勢切り換え機構を操作することにより、図４に示すように給水トレー８および水タンク９を下り傾斜状の離氷姿勢に切り換える。同時に、電磁弁３２を切り換えて給水管１３から離氷用の水を給水トレー８の上面に供給する。ただし、その供給量は僅かな量でよい。

これにより、図４に示すごとく、角氷塊Ｋは製氷ケース６から剥離して給水トレー８の上壁面の上に落下する。このとき、給水トレー８が傾斜した分だけ、角氷塊Ｋは傾斜下端側に落下するため、角氷塊Ｋの下面の突起Ｔが、同じ配置の給排水溝Ｍにぴったりと嵌り込むことはない。しかも隣接する給排水溝Ｍは逆向きにずらして配置してあるため、突起Ｔと給排水溝Ｍとが重なる確率は極めて小さい（図５参照）。したがって落下した角氷塊Ｋは、引っ掛かることなくそのまま給水トレー８上を滑落し始める。少なくとも一個のセル分の距離は引っ掛かるおそれがないため、滑落速度に勢いがつく。滑落速度に勢いがつく結果、傾動先端２３側のさらに下方に同じ配置の給排水溝Ｍが形成してあっても、嵌り込むことなく滑り落ち、安定して製氷室２に角氷塊Ｋを落下させることができる。最後は給水トレー８の上壁に付着した氷屑を給水管１３から供給する離氷水で洗い流し、排水パン１０を介して機外へ排出して離氷過程は終了する。一連の離氷動作が終了すると、給水トレー８および水タンク９は製氷姿勢に復帰する。以後は製氷過程と離氷過程とを交互に行って角氷塊Ｋを連続的に生成する。

（別実施例） 図６に、本発明に係る製氷機の給水トレー８の別実施例を示す。図６（ａ）〜（ｄ）は、いずれも、給水トレー８の傾斜方向に沿う各列中の一列の給排水溝Ｍを示したものである。対応する製氷ケース６のセル１４の配置と共に示した。図６の（ａ）は、給排水溝Ｍの長手方向が給水トレー８の傾斜方向と一致する従来の配置と、給排水溝Ｍの長手方向を交互に逆向きに傾ける折れ線状の配置とを一つ置きに形成した。図６の（ｂ）は、給排水溝Ｍの長手方向を傾斜方向に沿って形成するとともに、少なくとも隣接する各給排水溝Ｍの位置を傾動軸２２方向に任意にずらして形成した。図６の（ｃ）は、給排水溝Ｍの長手方向を傾斜方向に沿って形成するとともに、給排水溝Ｍを千鳥状にずらして配列した。図６の（ｄ）は、給排水溝Ｍを折れ線状かつ千鳥状にずらして配列した。

給水トレーの平面図である。 セル型製氷機を示す縦断正面図である。 製氷ユニットの正面図である。 製氷ユニットの縦断正面図である。 図４のＡ−Ａ方向から見た実施例の給排水溝と角氷塊の突起との関係を示す図である。 給排水溝の別実施例を示す平面図である。 図４のＡ−Ａ方向から見た従来の給排水溝と角氷塊の突起との関係を示す図である。

符号の説明

２ 製氷室
６ 製氷ケース
８ 給水トレー
９ 水タンク
１２ ポンプ
１４ セル
２５ ノズル孔
２６ 戻り孔
Ｍ 給排水溝
Ｌ 列基準線
θ 傾斜角度

Claims (2)

1. 製氷室（２）の内部に、
   格子状に縦横に配列されて、下向きに開口する一群のセル（１４）を備えた製氷ケース（６）と、
   製氷ケース（６）の下面側に対向配置されて、片側の傾動軸（２２）を中心に上下に傾動可能に支持される給水トレー（８）と、
   製氷水を貯留する水タンク（９）と、
   水タンク（９）内の製氷水を給水トレー（８）に加圧送給するポンプ（１２）と、
   製氷ケース（６）の下面を塞ぐ製氷姿勢と、製氷ケース（６）の下面を開放して下り傾斜状に配置される離氷姿勢との間で、給水トレー（８）を傾動変位させる姿勢切り替え機構とを備えており、
   給水トレー（８）の上壁面には、セル（１４）に向かって製氷水を噴出供給するノズル孔（２５）と、氷結しなかった水を水タンク（９）内へ戻す戻り孔（２６）とを有する一群の給排水溝（Ｍ）が設けられており、
   これら給排水溝（Ｍ）は、各セル（１４）に一つの給排水溝（Ｍ）が対応するように、給水トレー（８）の上壁面に配置されており、
   ノズル孔（２５）の開口中心と戻り孔（２６）の開口中心とで規定される一つの給排水溝（Ｍ）の伸び方向と、該一つの給排水溝（Ｍ）と給水トレー（８）の傾斜方向において隣接する他の給排水溝（Ｍ）の伸び方向とが異なる方向となるように、給排水溝（Ｍ）が形成されていることを特徴とするセル型製氷機。
2. 製氷室（２）の内部に、
   格子状に縦横に配列されて、下向きに開口する一群のセル（１４）を備えた製氷ケース（６）と、
   製氷ケース（６）の下面側に対向配置されて、片側の傾動軸（２２）を中心に上下に傾動可能に支持される給水トレー（８）と、
   製氷水を貯留する水タンク（９）と、
   水タンク（９）内の製氷水を給水トレー（８）に加圧送給するポンプ（１２）と、
   製氷ケース（６）の下面を塞ぐ製氷姿勢と、製氷ケース（６）の下面を開放して下り傾斜状に配置される離氷姿勢との間で、給水トレー（８）を傾動変位させる姿勢切り替え機構とを備えており、
   給水トレー（８）の上壁面には、セル（１４）に向かって製氷水を噴出供給するノズル孔（２５）と、氷結しなかった水を水タンク（９）内へ戻す戻り孔（２６）とを有する一群の給排水溝（Ｍ）が設けられており、
   これら給排水溝（Ｍ）は、各セル（１４）に一つの給排水溝（Ｍ）が対応するように、給水トレー（８）の上壁面に配置されており、
   給水トレー（８）の傾斜方向に伸びて、給排水溝（Ｍ）のノズル孔（２５）の孔中心を通る仮想線を規定したとき、一つの給排水溝（Ｍ）の仮想線と、該一つの給排水溝（Ｍ）と給水トレー（８）の傾斜方向において隣接する他の給排水溝（Ｍ）の仮想線とが、該給水トレー（８）の傾斜方向と直交する方向において異なる位置にあるように、給排水溝（Ｍ）が配置されていることを特徴とするセル型製氷機。

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