JP5329384B2 - ドラム式製氷機 - Google Patents
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Description
特許文献1には、ドラム式製氷機が記載されており、このドラム式製氷機は、所定量の製氷水を貯留した製氷水タンクと、製氷水タンクの内部において製氷水にその一部を浸した状態で水平軸回りに回転自在に配置された製氷ドラムとを備えている。さらに、ドラム式製氷機は、製氷ドラムの外表面に形成された氷を剥ぎ取るカッタを備えている。カッタは、その刃先を製氷ドラムの製氷水から出ている部分の外表面に向け、製氷ドラムの軸方向に沿って設けられている。そして、カッタの上面には下方に向かって傾斜したスロープが設けられており、カッタによって剥ぎ取られた氷片は、カッタの上面及びスロープを滑り、下方に向かって延びるシュートに案内され、シュートを介して貯氷庫に導入される。
また、カッタ全体の温度を上昇させるためにカッタをヒータによって直接的に加熱すると、ヒータで加熱した箇所において過剰に氷が融解し、発生した融解水が集まって溜まるため、溜まった融解水の表面張力によって氷片の流れが悪くなるという問題がある。
ドラム式製氷機は、氷を生成するための水を貯留する製氷水タンクをさらに備え、カッタマウントは、第二凹部を有し、第二凹部を製氷水タンクに係合させてもよい。
カッタマウントは、第二凹部の開口端部に、開口端部を切り欠いた面取り部を有し、面取り部と製氷水タンクとの間に、第二凹部と製氷水タンクとの間を密封するシール材を有してもよい。
ドラム式製氷機は、カッタマウントに、カッタマウントの温度を検出するための温度検出体を備え、温度検出体は、カッタマウントに取り付けられた熱伝導性を有するホルダによって、カッタマウントに接触して固定されてもよい。
支持部は、カッタマウントの第二表面の第一凹部より上方に設けられてもよい。
支持部は、下面を有し、下面は、カッタマウント側の端部がカッタマウントの第二表面の第一凹部より上方となり、凹むように湾曲してもよい。
複数の溝は、互いに間隔をあけて配置されてもよい。
実施の形態1.
図1〜8を用いて、この発明の実施の形態1に係るドラム式製氷機101の構成を説明する。
また、側壁10a及び10bは、ドラム式製氷機101の筐体100の一部を構成している。
さらに、ドラム式製氷機101は、製氷水タンク本体1a内に、回転軸3を中心に回転可能な円筒ドラム2を備えている。円筒ドラム2の回転軸3の両端部分3a及び3bはそれぞれ、側壁10a及び10bに設けられた軸受10c及び10dによって回転可能に支持されている。
また、円筒ドラム2の回転軸3の端部分3aは、側壁10aから突出して図示しないモータに連結されており、モータの駆動によって円筒ドラム2が回転する。
さらに、製氷水の所定の水位より上方に、金属刃を備えるカッタ4が設けられている。カッタ4は、その刃先を斜め上方に向け且つ円筒ドラム2の外周面2aにおける製氷水から出ている部分2a1に向けて設けられ、円筒ドラム2の回転軸3の方向に沿って延びている(図1及び2参照)。また、円筒ドラム2は、図3の破線矢印で示され、図面上で反時計回りである回転方向Rに回転駆動され、カッタ4は、円筒ドラム2の外周面2a上の氷を剥ぎ取る。
カッタマウント11は、略台形状の断面形状を有しており、円筒ドラム2の回転軸3の方向に沿って延びる無垢の角柱状の部材である。カッタマウント11は、その両端を側壁10a及び10b(図1参照)に係合させて支持・固定され、その底部を製氷水タンク本体1aの端部1a1に係合させて支持されている。そして、カッタマウント11は、熱伝導性に優れる材料により製作されており、例えば、アルミニウムを使用して製作されている。
図4を参照すると、カッタマウント11周辺部の詳細な構成が示されている。
カッタマウント11は、円筒ドラム2の外周面2aに対向し、且つ外周面2aに沿った形状を有する第一表面である側面11aを有している。すなわち、側面11aは、カッタ4によって氷が剥離された直後の円筒ドラム2の外周面2aに対向する。さらに、カッタマウント11は、その側面11aが円筒ドラム2の外周面2aと隙間Sa1をあけて位置するように、配置されている。そして、隙間Sa1の幅であるカッタマウント11の側面11aと円筒ドラム2の外周面2aとの間の距離は、一定となっている。さらに、カッタマウント11は、製氷水の所定の水位が側面11aに位置するように配置されている。
なお、スロープ5には、氷が常に密着することから、この氷が解けないように熱伝導性の低い樹脂材料が使用される。
カッタマウント11の第二表面である底面11bには、長手方向すなわち円筒ドラム2の回転軸3(図1参照)の方向に沿って、複数の第一溝11b1と1つの第二溝11b2とが直線状に形成されている。第一溝11b1及び第二溝11b2はそれぞれ、途中で分断されることなくカッタマウント11の両端まで延びている。さらに、第二溝11b2は、第一溝11b1より円筒ドラム2側に設けられている。ここで、第一溝11b1及び第二溝11b2はそれぞれ、第一凹部及び第二凹部を構成している。
そして、第一溝11b1の内部には、紐状の発熱体であるコードヒータ15が第一溝11b1に沿って設けられている。
ここで、カッタマウント11の第一溝11b1の断面形状は、コードヒータ15の断面形状と同様、すなわちコードヒータ15の外周の形状に沿った形状とすることが好ましい。これにより、コードヒータ15とカッタマウント11との接触面積が増大するため、コードヒータ15の発生する熱がカッタマウント11に効率よく伝達される。
また、カッタマウント11の底面11bには、第一溝11b1の下部全体を塞ぐようにして、コの字状の断面形状を有する板状のヒータ支持部材16が設けられている。ヒータ支持部材16は、例えば、締結具によってカッタマウント11に取り付け・固定されており、第一溝11b1内にコードヒータ15を固定し、コードヒータ15の落下を防止するものである。
コードヒータ15は、1つの連続した紐状の形状を有しており、コードヒータ15同士を接触させることなく、略S字状に曲げられてカッタマウント11の第一溝11b1内に埋め込まれている。コードヒータ15は、その両端部15b及び15cがそれぞれ、側壁10aの内側面10aa及び側壁10bの内側面10baに沿って下方に垂下されて、図示しない電源装置に接続されており、この電源装置の制御により電圧が印加されて発熱する。(図2参照)
さらに、図2及び6を参照すると、側壁10aの内側面10aaには、内側に向かって突出する突出部であるキー凸部10a1が側壁10aと一体に形成され、キー凸部10a1は、カッタマウント11のキー溝11gの内側に沿った形状を有している。また、側壁10bの内側面10baには、内側に突出するキー凸部10b1が側壁10bと一体に形成され、キー凸部10b1は、カッタマウント11のキー溝11hの内側に沿った形状を有している。
また、例えば、ねじ等の締結具のみを使用してカッタマウント11を側壁10a及び10bに固定する場合、カッタマウント11には、締結具自体の有するアソビによる移動、及び、経時の使用に伴い発生する締結具のゆるみによる移動が生じるのに対して、キー結合によるカッタマウント11の固定では、上述のカッタマウント11の移動が生じない。
側壁10aの内側面10aaには、内側面10aaから突出して台状の形状を有するマウント支持部10a2が側壁10aと一体に形成されている。マウント支持部10a2は、カッタマウント11が側壁10aに取り付けられる際に、その台状形状の天面となる支持面10a3をカッタマウント11の側面11eと当接させてカッタマウント11を支持する。また、マウント支持部10a2の支持面10a3上には、キー凸部10a1がマウント支持部10a2と一体に形成されている。
また、ヒータ支持部材16は、第一溝11b1を全て覆うようにして設けられ、カッタマウント11の側面11eの位置まで延びている。
そして、マウント支持部10a2の下端面10a4の下方には、側壁10aの内側面10aaと、カッタマウント11及びヒータ支持部材16との間に隙間Sb1が形成されている。
また、このとき、コードヒータ15は、カッタマウント11の側面11eにおける端部を含む第一溝11b1の全体においてカッタマウント11と接触している。これにより、コードヒータ15の熱がカッタマウント11に効率的に伝達される。
また、マウント支持部10a2の下端面10a4が、第一溝11b1の上端と同じ高さ位置にある又は第一溝11b1より上方にあるため、コードヒータ15がマウント支持部10a2の端部10a5に接触して損傷することがない。
なお、側壁10bに対するカッタマウント11の取付部分の構成は、側壁10aと同様である。
第二上面11d2及び第三上面11d3の境界部分には、ホルダ18によって固定された円柱状のサーミスタ17が設けられている。ここで、サーミスタ17は、温度検出体を構成している。さらに、サーミスタ17には、金属酸化物や半導体等の温度が変化すると電気抵抗が変化する材料が用いられている。そして、サーミスタ17には、電圧が印加されるようになっており、サーミスタ17を流れる電流値からサーミスタ17の電気抵抗値が検出され、この電気抵抗値からサーミスタ17の温度が算出される。
ホルダ18は、熱伝導性の高い材料によって形成されている。また、ホルダ18は、締結具19によって第二上面11d2に固定される固定部18aを有しており、さらに、サーミスタ17の上方を覆うようにして固定部18aから連続して延びる当接部18b及び18cを有している。当接部18b及び18cは、山型状の断面形状を形成し、それぞれがサーミスタ17の上方から接触してサーミスタ17を支持・固定している。
よって、サーミスタ17は、カッタマウント11の第二上面11d2及び第三上面11d3、並びに、ホルダ18の当接部18b及び18cの当接面からなる4つの面と接触し、この4つの面によって支持・固定されている。
また、第二上面11d2及び第三上面11d3には、氷の融解した水が流入すること、及び、結露により結露水が発生することがある。しかしながら、第三上面11d3が下方に傾斜しているため、第二上面11d2及び第三上面11d3の水は、サーミスタ17の周辺に溜まることなく、第三上面11d3から流出する。このため、サーミスタ17は、周囲の水の温度による受ける影響が少なくなっている。
さらに、サーミスタ17は、その上方がスロープ5によって覆われており、スロープ5は熱伝導性の低い材料から形成されているため、スロープ5を滑り落ちる氷片の冷熱の影響を受けることがない。
図3を参照すると、図示しない冷凍回路が作動して円筒ドラム2が冷却されると、製氷水タンク1に満たされた製氷水の水面下では、円筒ドラム2の外周面2aに層状の氷が時間と共に成長する。この氷は、円筒ドラム2の回転により水面上にあらわれ、過冷却されて水分を含まない乾いた氷となる。そして、この氷は、カッタ4で剥離されて薄い鱗状の氷片になり、スロープ5上を滑り降り、シュート8内を落下して図示しない貯氷庫に入る。このとき、スロープ5上には新たに剥離され氷片が次々に送られてくるため、既に剥離された氷片はこの新たに剥離された氷片によりスロープ5に沿ってシュート8の方向へ押し出され、強制的にスロープ5上を滑り落とされる。
カッタマウント11の第一上面11d1に伝導された熱は、第一上面11d1全体からカッタ4に伝達し、カッタ4を加熱してその温度を上昇させる。これにより、カッタ4によって剥離されたがスロープ5上を滑り落ちずにカッタ4の表面に残った微細な氷片が融解する。
よって、カッタ4の表面に氷が堆積して固着し、カッタ4及びスロープ5上における剥離された氷片の流れが妨げられるようなことがない。また、カッタ4には、カッタマウント11の第一上面11d1全体から熱が均一に与えられるため、カッタ4の表面における氷片の融解は局所に集中せず、氷片の融解水が局所に集中しない。このため、融解水の表面張力によって、剥離された氷片の流れが妨げられることがない。
なお、カッタマウント11の側面11aは、カッタ4によって表面の氷が剥離された直後の円筒ドラム2の外周面2aに対向する位置にあるため、側面11aの熱が円筒ドラム2の外周面2a上での氷の生成に与える影響は、ほとんどない。
これによって、コードヒータ15の熱は、カッタマウント11に伝達され、さらにカッタマウント11を伝導する過程で分散されて均一化された状態でカッタ4に伝達されるため、カッタ4を均一に加熱することができる。さらに、コードヒータ15を第一溝11b1内に設けることにより、コードヒータ15からカッタマウント11への伝熱面積が増大するため、コードヒータ15による加熱効率が向上する。
また、ドラム式製氷機101におけるカッタマウント11では、直線状の第一溝11b1を等間隔に複数形成し、コードヒータ15を複数の第一溝11b1に配置することにより、底面11bを均一に加熱することができる。
また、ドラム式製氷機101におけるカッタマウント11では、第一溝11b1の間隔を、コードヒータ15の曲がり部15aの曲げ半径がコードヒータ15の最小曲げ半径以上となるように設定することにより、コードヒータ15の屈折による断線や発熱不良を防止することができる。
また、ドラム式製氷機101におけるカッタマウント11では、コードヒータ15が第一溝11b1に埋め込まれ、第一溝11b1を覆うようにしてヒータ支持部材16が取り付けられているため、コードヒータ15がカッタマウント11から外れること及び剥がれることを防ぐことができる。
また、ドラム式製氷機101におけるカッタマウント11には、溝11b1及び11b2を有した押出材を用いてもよい。これにより、カッタマウント11への溝加工が不要になり、コストを低減することができる。
また、キー結合によりカッタマウント11を側壁10a及び10bに固定することによって、カッタ4及びカッタマウント11を円筒ドラム2に対して位置合わせを行なうことを必要とせずに所定の位置へ取り付けることが可能になる。これにより、ドラム式製氷機101の組立時間の短縮によるコストの低減と組立精度の向上による品質の向上とが可能になる。
また、キー結合によりカッタ4と円筒ドラム2との隙間Sa1が一定に保たれるため、カッタ4と円筒ドラム2とが接触して損傷が発生すること及び損傷の発生により異物が氷に混入することを防ぐことができる。
また、キー結合によりカッタ4と円筒ドラム2との隙間Sa1が一定に保たれるため、隙間Sa1が狭くなって氷が詰まることにより製氷が停止すること及び異音・振動が発生することを防止することができ、また、隙間Sa1が開くことにより氷の質が劣化すること及び製氷能力が低下することを防止することもできる。
また、ドラム式製氷機101では、サーミスタ17には、第二上面11d2及び第三上面11d3からカッタマウント11の熱が伝達され、さらに、ホルダ18における当接部18b及び18cから、ホルダ18を介してカッタマウント11の熱が伝達される。よって、サーミスタ17の検出温度の精度をさらに向上させ、温度検出の速度をさらに向上させることができる。さらに、第二上面11d2及び第三上面11d3、並びに、ホルダ18における当接部18b及び18cによってサーミスタ17が固定されるため、サーミスタ17の固定を強固にすることができる。
また、ドラム式製氷機101では、第二上面11d2及び第三上面11d3は下方に傾斜しているため、サーミスタ17及びその周囲に、剥離された氷が溶けた水及び結露によって生じた水が溜まることがない。よって、サーミスタ17は、これらの水によって影響を受けない温度検出を行なうことができる。
また、ドラム式製氷機101のカッタマウント11では、サーミスタ17を第二上面11d2及び第三上面11d3に当接する位置に設けることによって、サーミスタ17は、側面11aが受ける製氷水からの熱の影響と、底面11bがコードヒータ15から受ける熱の影響とを検出することができる。そして、1つのサーミスタ17によって、2つの位置の熱影響を検出することができるため、コストを低減することができる。
この発明の実施の形態2に係るドラム式製氷機は、実施の形態1におけるドラム式製氷機101のカッタマウント11の構成を変更したものである。
なお、以下の実施の形態において、前出した図における参照符号と同一の符号は、同一または同様な構成要素であるので、その詳細な説明は省略する。
また、製氷水タンク本体1aと面取り部21b4とによって形成される隙間には、シール材であるコーキング24が設けられている。コーキング24により、製氷水タンク本体1aの内部の製氷水が、製氷水タンク本体1aと第二溝21b2との間を通って外部に漏れることが防止される。
マウント支持部20a2は、凹むように湾曲した、すなわち上方に向かって凹んで円筒面状に湾曲した下端面20a4を有しており、下端面20a4は、下面を構成している。下端面20a4は、カッタマウント21を側壁20aに取り付けた際に、支持面20a3との境界をなす端部20a5が、カッタマウント21の第一溝21b1の上端と同じ高さ位置になる又は第一溝21b1より上方に位置するように、形成されている。そして、マウント支持部20a2の下端面20a4及び側壁20aの内側面20aaと、カッタマウント21及びヒータ支持部材16との間に隙間Sb2が形成される。
また、コードヒータ15の曲がり部15aは、マウント支持部20a2の下端面20a4及び側壁20aの内側面20aaに沿って延びるため、コードヒータ15の熱が側壁20aにも伝達される。
なお、カッタマウント21における側壁に対する他方の取付部分の構成は、側壁20aと同様である。
また、この発明の実施の形態2に係るドラム式製氷機のその他の構成及び動作は、実施の形態1と同様であるため、説明を省略する。
また、カッタマウント21の側面21aと円筒ドラム2の外周面2aとの隙間Sa2の間隔が、円筒ドラム2の回転方向Rに沿って広くなっている。これによって、隙間Sa2内に氷片が存在しても、氷片は隙間Sa2で滞留することなく、円筒ドラム2の回転によって隙間Sa1の下方となる外部へ掻き出される。また、隙間Sa2内の氷片が成長したとても、円筒ドラム2の回転によって隙間Sa1の下方となる外部へ掻き出される。よって、隙間Sa2において、氷が詰まることを防止することができる。
この発明の実施の形態3に係るドラム式製氷機は、実施の形態1の側壁10a及び10bに対するカッタマウント11の取付部分の構成を変更したものである。
図12を参照すると、側壁30aに対するカッタマウント11の取付部分の構成が示されている。側壁30aの内側面30aaには、実施の形態1における側壁10aのマウント支持部10a2と同様にして、マウント支持部30a2が一体に形成されている。さらに、マウント支持部30a2の支持面30a3上には、キー凸部30a1が一体に形成されている。
また、ヒータ支持部材16は、カッタマウント11の側面11eの位置から後退した位置まで延びている。このため、カッタマウント11の第一溝11b1は、側面11e付近の露出部11b4においてヒータ支持部材16に覆われずに外部に露出している。
なお、カッタマウント11における側壁に対する他方の取付部分の構成は、側壁30aと同様である。
また、この発明の実施の形態3に係るドラム式製氷機のその他の構成及び動作は、実施の形態1と同様であるため、説明を省略する。
この発明の実施の形態4に係るドラム式製氷機は、実施の形態1の側壁10a及び10bに対するカッタマウント11の取付部分の構成を変更したものである。
図13を参照すると、側壁40aに対するカッタマウント11の取付部分の構成が示されている。側壁40aの内側面40aaには、実施の形態1における側壁10aのマウント支持部10a2と同様にして、マウント支持部40a2が一体に形成されている。さらに、マウント支持部40a2の支持面40a3上には、キー凸部40a1が一体に形成されている。
さらに、側壁40aの内側面40aaにおいて、マウント支持部40a2の下方には、凹み40a6が形成されている。凹み40a6は、マウント支持部40a2の下端面40a4と一体に形成されている、すなわち、下端面40a4が凹み40a6の側面の一部を構成している。
なお、カッタマウント11における側壁に対する他方の取付部分の構成は、側壁40aと同様である。
また、この発明の実施の形態4に係るドラム式製氷機のその他の構成及び動作は、実施の形態1と同様であるため、説明を省略する。
また、実施の形態4では、凹み40a6は、マウント支持部40a2の下端面40a4と一体に形成されていたが、これに限定されるものではなく、マウント支持部40a2と間隔をあけて形成されてもよい。
また、実施の形態において、カッタマウント11及び21を加熱する発熱体としてコードヒータ15を使用していたが、これに限定されるものでなく、ベルトヒータであってもよい。さらに、このとき、第一溝11b1及び21b1は、カッタマウント11及び21の両端に亘って連続して延びるものでなくてもよく、途中で分断されていてもよい。
Claims (10)
- 回転駆動され、ドラム表面に水から生成された氷が成長するドラムと、
前記ドラムの前記ドラム表面の氷を剥離するカッタと、
前記カッタが取り付けられると共に、前記ドラムの回転軸方向に沿って延在する複数の溝によって形成される第一凹部を有し且つ熱伝導性を有するカッタマウントと、
前記カッタマウントの前記溝内に沿って設けられた紐状の発熱体と
を備え、
前記カッタマウントは、
前記カッタマウントの側部に、前記ドラムの前記ドラム表面に対向する第一表面を有すると共に、
前記カッタマウントの底部に、前記溝が設けられた第二表面を有し、
前記第一表面が氷を生成するための水と接触し、
前記溝は、前記発熱体の外周に沿った断面形状を有するドラム式製氷機。 - 前記カッタマウントの前記第一表面と前記ドラムの前記ドラム表面との間隔が、前記ドラムの回転方向に沿って広くなる請求項1に記載のドラム式製氷機。
- 前記ドラムを収容する筐体をさらに備え、
前記筐体は、突出部を含む側壁を有し、
前記カッタマウントは、前記突出部の形状に沿った形状をもつキー溝を有し、
前記カッタマウントは、前記キー溝に前記突出部を係合させて前記筐体の前記側壁に取り付けられる請求項1または2に記載のドラム式製氷機。 - 氷を生成するための水を貯留する製氷水タンクをさらに備え、
前記カッタマウントは、第二凹部を有し、前記第二凹部を前記製氷水タンクに係合させる請求項1〜3のいずれか一項に記載のドラム式製氷機。 - 前記カッタマウントは、
前記第二凹部の開口端部に、前記開口端部を切り欠いた面取り部を有し、
前記面取り部と前記製氷水タンクとの間に、前記第二凹部と前記製氷水タンクとの間を密封するシール材を有する請求項4に記載のドラム式製氷機。 - 前記カッタマウントに、前記カッタマウントの温度を検出するための温度検出体を備え、
前記温度検出体は、前記カッタマウントに取り付けられた熱伝導性を有するホルダによって、前記カッタマウントに接触して固定される請求項1〜5のいずれか一項に記載のドラム式製氷機。 - 前記側壁は、前記側壁から突出し且つ前記カッタマウントに当接して前記カッタマウントを支持する支持部を有する請求項3及び請求項3を引用する請求項4〜6のいずれか一項に記載のドラム式製氷機。
- 前記支持部は、前記カッタマウントの前記第二表面の前記第一凹部より上方に設けられる請求項7に記載のドラム式製氷機。
- 前記支持部は、下面を有し、
前記下面は、前記カッタマウント側の端部が前記カッタマウントの前記第二表面の前記第一凹部より上方となり、凹むように湾曲する請求項7に記載のドラム式製氷機。 - 複数の前記溝は、互いに間隔をあけて配置される請求項1〜9のいずれか一項に記載のドラム式製氷機。
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