JP6142185B1

JP6142185B1 - 微細氷の製造機

Info

Publication number: JP6142185B1
Application number: JP2014208148A
Authority: JP
Inventors: 亮介鈴木; 田口　秀典; 秀典田口
Original assignee: Ｎｉｔ株式会社
Priority date: 2014-10-09
Filing date: 2014-10-09
Publication date: 2017-06-07
Anticipated expiration: 2034-10-09
Also published as: WO2016056679A1; JP2017122512A

Abstract

【課題】製氷した微細氷を円滑排出して運転を安定させ、さらにオーガーで製氷した柔らかい氷に近い形で排出できる微細氷の製造機を提供する。【解決手段】オーガー5の回転軸の回転に合わせて回転し、且つ上ハウジング内壁に近接する先端部分から回転方向に向けて、平面視で、捕集面とこれに対向する上ハウジング内壁との間隔が徐々に広がる捕集部4bが設けられ、且つ該捕集部が排出口20の高さ領域に配設される微細氷の捕集手段4を具備し、オーガー5の回転により上動する微細氷がつくる集合体の上端部を、回転する捕集部4bが掻き取って、上ハウジング内壁とで捕集し、且つ回転に伴い、捕集したその微細氷を排出口20の地点で放出するようにした。【選択図】図２

Description

本発明は生鮮魚介類や高級果実等の鮮度維持に好適な粉雪状又はシャーベット状微細氷を製造する微細氷の製造機に関する。

例えば、生鮮魚介類の鮮度維持に、海水等の塩水で造られたシャーベット状微細氷が用いられる場合がある。単なる海水では長時間の鮮度維持が難しく、また塊氷は運送中での生鮮魚介類をキズつける問題や保冷能力が不十分であるのに対し、微細氷は、容器内に収納された生鮮魚介類との隙間を埋め且つ生鮮魚介類の表面に密着し、保冷が良好で鮮度維持に優れるとされる。
こうしたことから、微細氷の製造機の発明がいくつか提案されている（例えば特許文献１）。

特開２００３−４２６１１公報

しかるに、特許文献１は、その段落００１９で「この補給タンク（１０）から製氷部（１）内への海水の供給は、製氷部（１）内の水位及び濃度が一定に保たれるように制御される。」とし、段落００２７で「撹拌部（１４）において生成したさらさらのシャーベット状又は粉雪状の氷は、撹拌羽根（７）によって撹拌されながらその体積の増加によって徐々に上方へと押し上げられ、押し上げられた氷は移送部（１５）にてオーガースクリュー（１２）により更に上方へと移送されて取り出し部（１６）に開口された取り出し口（９）から取り出される。」とするが、断続運転なら可能でも、長期連続運転が難しくなっている。取り出し口（９）から微細氷を取り出そうとしても、うまく取り出すことは困難で、且つ時間経過とともに、取り出し部（１６）周りに該微細氷が溜まってしまう。そして、溜まった微細氷が詰まって製氷機が過負荷状態になり、さらに作動不可のロック状態になる虞もある。
特許文献１を含め、従来の製氷機は、一般に製氷した微細氷を押し上げて取り出し口から排出する構造であり、取り出し口（９）周りの取り出し部空間内が微細氷で埋められる状態に導いてしまう。取り出し部内が詰まる状態へと進行しやすく、オーガースクリュー（１２）の回転負荷を上げ、連続運転に支障をきたす。取り出し部に微細氷が停滞すると、取り出し部内壁に再氷結した氷が付着成長する問題もある。また、微細氷を押し上げて取り出し口から排出するので、圧し固められ、微細氷といっても固い氷の塊になり易かった。

本発明は、上記問題を解決するもので、製氷した微細氷を円滑排出して、断続運転のみならず連続運転を安定させ、さらにオーガーで製氷した柔らかい氷をその状態のまま又はそれに近い形で排出できる微細氷の製造機を提供することを目的とする。

上記目的を達成すべく、請求項１に記載の発明の要旨は、筒状シリンダ(1)に有蓋筒状の上ハウジング(2)を固着して起立配設し、且つ該シリンダ(1)の外周部(12)を冷却し、シリンダ内壁(13)に生成した氷(IC)をオーガー(5)で掻き取って微細氷(M)にして上方移動させ、前記上ハウジング(2)に設けた排出口(20)から該微細氷（M)を排出する微細氷の製造機であって、前記オーガー(5)の回転軸の回転に合わせて回転し、且つ上ハウジング内壁(23)に近接する先端部分(411)から回転方向に向けて、平面視で、捕集部(4b)がその捕集面(43)とこれに対向する上ハウジング内壁(23)との間隔(W)を徐々に広げるように設けられ、且つ該捕集部(4b)が前記排出口(20)の高さ領域に配設される微細氷の捕集手段(4)を具備し、且つ、前記捕集部(4b)を平面視で弧状部(41)に形成し、さらに前記捕集手段(4)に、前記弧状部(41)に加え、その上方に平面視同形の補助弧状部(42a)を延在させ、且つ該補助弧状部(42a)を平面視で円形又は楕円の一部にした環状体(42)が備わる捕集具(4a)を設けて、前記オーガー(5)の回転により上動する前記微細氷(M)がつくる集合体(G)の上端部(G1)を、回転する前記捕集部(4b)が掻き取って、前記上ハウジング内壁(23)とで捕集し、且つ該捕集部(4b)の回転に伴い、捕集したその微細氷(M)を前記排出口(20)の地点で放出するようにしたことを特徴とする微細氷の製造機にある。
請求項２の発明たる微細氷の製造機は、請求項１で、オーガー(5)の上方側シャフト(52)を軸支する軸受(61)が、前記排出口(20)よりも下方域の上ハウジング内(S)に設けられ、且つ該軸受(61)を保持するボス(62)が、その外周面(621)と上ハウジング内壁(23)とを複数の立片(63)で連結して上ハウジング(2)に固定され、さらに上ハウジング内(S)で、該軸受(61)から上方へ突出する前記上方側シャフト(52)の上端部に、前記捕集手段(4)が取付け固定されることを特徴とする。請求項３の発明たる微細氷の製造機は、請求項１又は２で、上ハウジング(2)の上板部(2b)に上ハウジング内(S)へ向かう突起(7)を固着し、該突起(7)の下端(76)が、正面視で、前記捕集具(4a)の上縁(45)近くまで下降突出するようにしたことを特徴とする。請求項４の発明たる微細氷の製造機は、請求項１〜３で、捕集具(4a)の上縁(45)を前記排出口(20)の上端(205)よりも低く設定し、且つ該捕集具(4a)の下縁(46)を該排出口(20)の下端(206)よりも低く設定したことを特徴とする。

本発明の微細氷の製造機は、製氷した微細氷を柔らかな状態で捕集し、さらにその捕集した微細氷を排出口へ特に圧力をかけずにスムーズに放出するので、製氷機本体が過負荷状態にならず、安定して連続運転ができ、且つ柔らかな微細氷が得られ、生産性向上,品質向上に多大な効を奏する。

本発明の微細氷の製造機の一形態で、一部断面表示したその全体概略説明図である。図１でジェネレータ上部の説明断面図である。図２の捕集部の高さで、上方側から見た横断面図である。図２で、塩水供給後の上ハウジング周りの拡大断面図である。図２の上ハウジングに係る主部の平面図である。図５の縦断面図である。（イ）が捕集手段の平面図、（ロ）が（イ）の捕集具の側面図、（ハ）が（イ）の捕集部の高さ域での横断面図である。（イ）が捕集部で微細氷を捕集していく説明断面図、（ロ）が（イ）から時間経過後の説明断面図、（ハ）が（ロ）の後、排出口へ放出する説明断面図である。図８（イ）の部分拡大図である。図９に代わる他態様図である。上板部を外して上ハウジングの主部上方から見たジェネレータの要部斜視図である。図２との対比用微細氷の製造機の縦断面図である。図１２のインペラの高さレベルにおける横断面図である。

以下、本発明に係る微細氷の製造機について詳述する。図１〜図１１は本発明の微細氷の製造機の一形態で、図１は一部断面表示したその全体説明図、図２は図１でジェネレータ上部の説明断面図、図３は図２の捕集部の高さでの横断面図、図４が図２の上ハウジング周りの拡大断面図、図５は図２の上ハウジングに係る主部の平面図、図６は図５の縦断面図、図７は（イ）が捕集手段の平面図、（ロ）が（イ）の捕集具の側面図、（ハ）が（イ）の捕集部の高さ域での断面図、図８は捕集部が微細氷を捕集し、排出口へ放出する説明図、図９は図８（イ）の部分拡大図、図１０は図９に代わる他態様図、図１１は上板部を外して上ハウジングの上方から見たジェネレータの要部斜視図を示す。尚、各図は本発明の構成要素を強調して描き、また図２以外は上フランジ１６,２７、下フランジ２６や上板部２ｂのフランジ結合用ボルト,ナットの図示を省く。

（１）微細氷の製造機
微細氷の製造機は、海水等の塩水ＳＷから微細氷Ｍを連続して製造する方法のうち、いわゆる掻き取り法による微細氷の連続製造機である。筒状シリンダ１が有蓋筒状の上ハウジング２を固着して起立配設される。そして、該シリンダ１の外周部１２を冷却し、シリンダ内壁１３に生成した氷ＩＣをオーガー５で掻き取って微細氷Ｍにして上方移動させ、上ハウジング２に設けた排出口２０から微細氷Ｍを排出する装置になっている。ここで、本発明でいう「筒状シリンダ１に有蓋筒状の上ハウジング２を固着して起立配設」とは、上ハウジング２が固着されたシリンダ１が、垂直起立する他、上ハウジング２に向け多少傾斜して立設する場合を含む。「上方」は図２でいえば紙面上方を指し、また「下方」は紙面下方を指し、鉛直方向になる。

微細氷の製造機は、製氷部(製氷機本体)たるジェネレータＡと、冷凍機Ｒと塩水供給手段Ｋとを備える(図１)。
冷凍機Ｒは、公知の圧縮機ＭＣと凝縮器ＣＮとを備える。圧縮機ＭＣと凝縮器ＣＮと膨張弁Ｖとシリンダ１の冷媒流路１９とを冷媒配管ＰＥで接続し、シリンダ内壁１３を冷やす冷媒ＲＦを循環させて冷凍サイクルを形成する。シリンダ１内に塩水ＳＷを満たすと、該冷凍機Ｒでシリンダ内壁１３の周面に数mm〜十数mm厚の円筒膜状氷ＩＣを付着形成できる(図４)。

塩水供給手段Ｋは、公知のポンプＰとフィルタＦと紫外線殺菌器ＵＶとを備える。所定濃度にした海水等の塩水ＳＷ(又は水)をシリンダ１内に送液する機器であり、ポンプＰに送り込まれた塩水ＳＷがフィルタＦを通り、紫外線殺菌器ＵＶを経由して下ハウジング３からシリンダ１内に注入される(図１)。尚、本発明でいう塩水ＳＷには塩分を含有しない水を含む。

ジェネレータＡは、微細氷Ｍを製造する製氷機の本体部分(製氷部)で、シリンダ１と上ハウジング２と下ハウジング３とオーガー５とギヤモータ８と捕集手段４とを具備する。
シリンダ１は円筒状で、その内壁１３よりも外側の外周部１２を冷却することによって該内壁１３に氷ＩＣを生成させる縦長筒体で、上下の筒口端面に上ハウジング２と下ハウジング３との接合用フランジを固着する。本実施形態のシリンダ１は、内筒主部１４の外周面と外筒副部１５の内周面との間に、図２ごとくの冷媒流路１９を形成した円筒状体である。
シリンダ１の下端筒口部には有底筒状の下ハウジング３が蓋をするよう取着固定され、該下ハウジング３にオーガー５の下部を軸支する軸受を設ける。また、シリンダ１の上端筒口部には有蓋筒状の上ハウジング２が蓋をするよう取着固定され、該上ハウジング２にオーガー５の上部を軸支する軸受６１(ここでは、すべり軸受)を設けて、オーガー５がシリンダ１内に起立配設される。

オーガー５は、掻刃５５が設けられた本体５１と、該本体５１から上方に延在する上方側シャフト５２と、該本体５１から下方に延在する下方側シャフト５３と、を備える。シリンダ１内に収まる本体５１の外周面に、氷ＩＣを掻き取る掻刃５５が図示のごとく螺旋状に突出形成される。オーガー５は下ハウジング３に設けた軸受を貫通して、該下ハウジング３から下方側シャフト５３が突き出す(図１)。
ギヤモータ８はこの突き出した下方側シャフト５３に接続する。該ギヤモータ８の回転により、塩水ＳＷが冷やされてシリンダ内周壁１３に生成した膜状氷ＩＣを、前記掻刃５５が掻き取って微細氷Ｍにする。掻刃５５で掻き取られた固形微細氷Ｍはオーガー５とシリンダ内周壁１３との間の塩水ＳＷ中に分散するが、オーガー５の回転より、螺旋状に設けられた掻刃５５によって該微細氷Ｍが上方へと向かう。

前記上ハウジング２は、図２〜図６のごとく、円筒状主部２ａの上筒口側に上板部２ｂがボルト,ナットで着脱自在に取付け固定された有蓋筒状体である。主部２ａのほぼ中間高さ部位にはその円筒内壁に排出口２０が設けられる。該排出口２０の周縁を囲って、パイプ内壁２１０が、排出口２０と上ハウジング内壁２３との接合地点から、円筒主部２ａに対し、図３〜図８のごとく接線状に外方へ突出するようにして、出パイプ２１が溶接固定される。
そして、オーガー５の上方側シャフト５２を軸支する前記軸受６１が、排出口２０よりも下方域の上ハウジング内Ｓに配され、且つ該軸受６１を保持するボス６２が、その外周面６２１と上ハウジング内壁２３とを複数の立片６３で連結して上ハウジング２に固定される。ここでは、図５,図６のごとく四枚の立片６３を平面視９０°間隔で起立させてボス６２とハウジング内壁２３とを接続固定する。立片６３の上縁はボス上面６２２よりも高く設定するのが好ましい。シリンダ１内で、塩水ＳＷの液面ＳＷ１がボス６２の上面６２２よりも通常高く設定され、オーガー５の回転スタート時等に波立ちが現れるが、これを抑制できるからである。また、ボス上面６２２に、軸受６１の部位からボス外周面６２１の部位までラジアル方向に走る凹溝６２２ａを設けるのが好ましい(図５,図１１)。液面変動により塩水ＳＷの液面ＳＷ１がボス上面６２２以下に下がっても、該塩水ＳＷが、凹溝６２２ａを通って、オーガー５回転下の軸受６１で発生する摩擦熱を冷やして取り除けるからである。
かくして、上ハウジング２に設けた軸受６１でオーガー５の上方側シャフト５２を支持するが、上ハウジング内Ｓで、該軸受６１から上方へ突出する上方側シャフト５２の上端部に、捕集手段４が取付け固定される。

捕集手段４は、オーガー５の回転軸の回転に合わせて回転させ、且つ円筒状主部２ａ内でその半径外方に配される捕集部４ｂを有する。該捕集部４ｂは上ハウジング内壁２３に近接する先端部分４１１からその回転方向に向けて、平面視で、捕集面４３とこれに対向する上ハウジング内壁２３との間隔Ｗが徐々に広がる構成であり、捕集手段４は該捕集部４ｂを設けた微細氷Ｍの捕集装置になっている。オーガー５とは別体の回転軸を設け、これに捕集手段４を取付けて回転させてもよいが、ここではオーガー５の上方側シャフト５２に捕集手段４を固定して捕集手段用回転駆動源を省いている。
上ハウジング内壁２３に近接する先端部分４１１は、1mm〜3mmの範囲で上ハウジング内壁２３に近接設定するのが好ましい。上ハウジング内壁２３と先端部分４１１とのクリアランスεが1mm未満だと(図４)、先端部分４１１がハウジング内壁を擦る虞があり、また寸法精度が厳しくなり、装置及び微細氷Ｍの製造が高コスト化するからである。また3mmを越えると、捕集部４ｂの微細氷Ｍを捕集する能力が急激に低下するからである。該捕集部４ｂは、排出口２０の高さ領域に配設されて、微細氷Ｍを捕集する役割を担うだけでなく、微細氷Ｍを放出する役割も担う装置になっている。本発明の「捕集部４ｂが排出口２０の高さ領域に配設されて」は、捕集部４ｂの高さ方向の一部が排出口２０の高さ範囲に含まれておれば足りる。捕集部４ｂで、微細氷Ｍを放出する役割を担えるからである。勿論、捕集部４ｂの高さ方向の全てが排出口２０の高さ範囲に含まれてもよい。

捕集部４ｂは、図９のごとく捕集手段４の回転軸心Ｏ(オーガー５の軸心)を中心にして、先端部分４１１から中心角θが少なくとも１５°の角度以上の平面視長さを有し、且つ垂直方向に所定長さを有して、上ハウジング内壁２３と対向する微細氷Ｍの捕集面４３を備える。捕集部４ｂは捕集具４ａの一部分になっている。中心角θが１５°の角度範囲の捕集部４ｂで足りるが、１５°の角度を越えて延在した部分を設けた捕集部４ｂにして、微細氷Ｍの捕集をより盤石にすることができる。但し、中心角θは１８０°以下（より好ましくは９０°以下）が好ましい。これ以上増やしても、微細氷Ｍの捕集率を上げることが期待できないからである。本発明でいう「回転方向に向けて、捕集面４３とこれに対向する上ハウジング内壁２３との間隔Ｗが徐々に広がる」には、文字通り徐々に広がる場合に限らず、回転方向に向けて、一区間で間隔Ｗが部分的に同じになっている場合も含む。本発明と同様の効果が得られるからである。「捕集面４３とこれに対向する上ハウジング内壁２３との間隔Ｗが徐々に広がる」は、例えば図９のような弧状捕集部４ｂ以外に、図１０ごとくの平板部４７や折曲げ端部分４８で構成した捕集部４ｂであってもその要件を満たす。

既述のごとく下ハウジング３からシリンダ１内に塩水ＳＷが注入されるが、その液面ＳＷ１は軸受６１(より好ましくはボス上面６２２)よりも高く、且つ捕集部４ｂよりも下方位置にレベル制御される。オーガー５の回転時、軸受６１の摩擦による温度上昇を塩水ＳＷで下げることができるからである。
その後、冷凍機Ｒを作動させてシリンダ内周壁１３に氷ＩＣを膜状形成すると共に、ギヤモータ８を駆動させ、該氷ＩＣを掻刃５５で掻き取ってできた微細氷Ｍを、オーガー５の外周面とシリンダ内壁１３との間の塩水ＳＷ中に分散させていく。オーガー５の回転で、該微細氷Ｍは上方へと進むが、上方部位の掻刃５５で掻き取られた微細氷Ｍと出合ってその量が増え、塩水ＳＷ中の微細氷Ｍの密度が高まりシャーベット状になる。オーガー５の回転により上動する微細氷Ｍが、やがてオーガー５の外周面とシリンダ内壁１３との間隔を筒厚みとした筒状集合体Ｇを形成していく。筒状集合体Ｇが上動し、オーガー本体５１を越えて、ボス外周面６２１とシリンダ内壁１３との空間に進むと、両者間の間隔を筒厚みとする筒状集合体Ｇに変化していく傾向にある。ただ、本実施形態はオーガー本体５１の外周面とボス外周面６２１との外径寸法が略同じであり、オーガー本体５１の上端面とボス上面６２２での円筒状集合体Ｇの筒厚みは略同じになる。さらに、オーガー５の回転により、該筒状集合体Ｇが液面ＳＷ１から図４のごとく持ち上げられ、その上端部Ｇ１が液面ＳＷ１よりも上方へ進む。液面ＳＷ１から上昇する微細氷Ｍは、そこに含まれる液が重力落下し取り除かれていく。
本発明は、このオーガー５の回転により上動する微細氷Ｍがつくる筒状集合体Ｇの上端部Ｇ１を、回転する前記捕集部４ｂが掻き取って、上ハウジング内壁２３とで捕集し、且つ回転に伴い、捕集したその微細氷Ｍを前記排出口２０の地点で放出するようにした微細氷の製造機になっている。シリンダ内壁１３に生成された氷ＩＣを、ギヤモータ８で回転させたオーガー５で掻き取り、その掻き取った微細氷Ｍを捕集手段４が集め、さらに該微細氷Ｍを上ハウジング２の排出口２０へ円滑放出する(詳細後述)。

本実施形態は、図７ごとくの曲板状捕集部４ｂを備える捕集手段４とする。捕集手段４は捕集具４ａと取付部４ｃとを具備する。ここでの捕集部４ｂは、上下方向に所定高さを確保して、平面視で図９のような外方に膨らむ弧状部４１に形成する。そして、弧状部４１の上方に平面視同形の補助弧状部４２ａを延在させ、且つ該補助弧状部４２ａが平面視で円形又は楕円の一部になっている環状体４２が前記弧状部４１と一体となった捕集具４ａにする。環状体４２が備わることによって、簡便構造にして捕集手段４の強度が増し、例えば微細氷Ｍの捕集時における弧状部４１の変形が抑えられる。尚、弧状部４１は環状体４２のように全周リングにしない方がよい。連続運転を長時間行うと、リング内に微細氷Ｍが集合して大きな塊が溜まり、捕集具４ａの回転に伴い、この大きな塊が同伴回転し、ボス上面６２２に在るはずの塩水ＳＷを掃き出してしまい、軸受６１の冷却を阻害するからである。

捕集手段４はオーガー５に固着する板状体の取付部４ｃが中央に設けられ、該取付部４ｃの両サイドに一対の捕集具４ａを一体化した図７ごとくの微細氷Ｍの捕集部材とする。オーガー５の上方側シャフト５２の上端面５２１に雌ねじ孔が穿設され、且つこれに対応する取付部４ｃの位置に透孔４９が設けられる。該雌ねじ孔に透孔４９を合わせ、図２,図４のごとく上方側シャフト上端面５２１に取付部４ｃを載置した後、透孔４９に、ボルトＢＴの軸部を通した後、該雌ねじ孔に螺着させることで、上方側シャフト５２の上部に捕集手段４を固定する。捕集手段４は、上ハウジング内Ｓで、取付部４ｃが上方側シャフト５２の上端面５２１にボルト固定され、該取付部４ｃと上面を面一にして環状体４２が上方側シャフト５２よりも水平外方へ張り出す(図１１)。該環状体４２からは平面視円弧状の弧状部４１が下方に延在する。ここでは、平面視角度θが約３０°で、１／４円弧形の弧状部４１にしている(図９)。斯かる状態下の捕集手段４は、オーガー５の中心軸に対して軸対象品になっている。捕集部４ｂは図７(ハ)ごとくの円弧状にして、上ハウジング内にセットされると、先端部分４１１が円筒状主部２ａ内で、最も外方に張り出す(図８)。捕集部４ｂは鉛直方向等断面形状にする。該捕集部４ｂを構成する弧状部４１は、上ハウジング内壁２３に近接する先端部分４１１から回転方向に向けて、平面視で、捕集面４３とこれに対向する上ハウジング内壁２３との間隔Ｗが徐々に広がるよう配設される(図９)。捕集部４ｂで、回転進行方向に向け最も間隔Ｗが大きくなる広がり端部分４１５におけるハウジング内壁２３との該間隔Ｗは、筒状集合体Ｇの筒厚み(ここでは約1cm)を越えるよう設定するのがより好ましい。捕集部４ｂの回転で、筒状集合体Ｇの上端部Ｇ１を取りこぼしなく捕集できるからである。本実施形態は角度θが１５°の地点で、既に間隔Ｗが筒状集合体Ｇの筒厚みを越えており、十分捕集可能となっている

本捕集部４ｂは、図３でいえば、オーガー５と一緒に反時計周りの矢印方向に回転するが、シリンダ１内にボス上面６２２付近まで塩水ＳＷを満たし、冷凍機Ｒを稼働させた運転状態下で、図８のような動きする。捕集部４ｂが排出口２０を過ぎて、（イ）の箇所までくると、その限られた短い時間帯であっても、図４の微細氷の筒状集合体Ｇは、オーガー５の回転によって、捕集部４ｂの下縁４１２(捕集具４ａの下縁４６)を越えて、その下縁よりも例えば図４に示す高さｈ１の分だけ上昇する。微細氷の筒状集合体Ｇの上端部Ｇ１のうちで、捕集部４ｂとぶつかるこの上昇分を、捕集手段４の回転で捕集部４ｂの下端部分が削りとって、削り取った上昇分の微細氷Ｍを捕集部４ｂと上ハウジング内壁２３でつくる囲いの中へ取り込み保持する。筒状集合体Ｇの上端部Ｇ１を削り取るといっても、集合体Ｇは無数の粒状微細氷Ｍが上昇する過程で単に寄せ集められているにすぎず、その上端部Ｇ１を回転する捕集部４ｂで簡単に掻き取ることができる。筒状集合体Ｇのうち、液面ＳＷ１よりも浮上して塩水の水切りが行われた上端部Ｇ１を捕集部４ｂの下端部分で削り取った微細氷Ｍであり、柔らかで細かな微細氷Ｍが囲い内に取り込まれる。捕集部４ｂの捕集面４３とこれに対向する上ハウジング内壁２３との間隔Ｗが徐々に広がり、口が捕集部４ｂの回転進行方向に向け大きく開いており、微細氷の筒状集合体Ｇの上端部Ｇ１を囲い内に楽に取り込むことができる。本実施形態の捕集部４ｂは、その回転方向に平面視角度θが１５°よりも延設して、間隔Ｗをさらに大きくした広がり端部分４１５を設けているので、微細氷の筒状集合体Ｇの上端部Ｇ１をより確実に囲い内に取り込むことができる。

続く図８の（イ）から（ロ）へと進む進行過程で、（イ）と同じように、その短い時間帯であっても、微細氷の筒状集合体Ｇが、オーガー５の回転によって、図４のごとく捕集部４ｂの下縁を越えて少しだけ上昇する。この上昇分の微細氷Ｍを捕集部４ｂで削り取り、捕集部４ｂとシリンダ内壁１３でつくる囲いの中へ取り込み、微細氷Ｍの量を増やしていく。このとき、囲いの中に取り込まれた微細氷Ｍには、捕集部４ｂの回転運動に対する相対移動で図８(ロ)の黒太矢印ごとくの力が働く。一旦、囲い内へ取り込んだ微細氷Ｍが囲い外へ出ることはない。捕集部４ｂの下縁部分で削り取った微細氷Ｍは、進行に対して後尾の先端部分４１１の方へ移動して、新たに削りとる微細氷Ｍを、捕集部４ｂと上ハウジング内壁２３とで囲い内へうまく受け入れていく。また、捕集部４ｂ,捕集具４ａと上ハウジング内壁２３は、図示のごとく鉛直方向に同形で所定高さを有している。捕集手段４の回転によって、捕集部４ｂの下縁部分で、上動する筒状集合体Ｇの上端部Ｇ１を削り取ったその微細氷Ｍが次々と囲い内に送り込まれると、該微細氷Ｍは捕集部４ｂと上ハウジング内壁２３との囲いの中で上方に移動して保持されていく。

そうして、捕集部４ｂの回転が進んで（ハ）の地点までくると、上ハウジング内壁２３が途絶え、排出口２０が現れる。捕集部４ｂの進行で、これと対向する上ハウジング内壁２３が排出口２０へと置き変わった段階で、それまで捕集部４ｂと上ハウジング内壁２３とでつくる囲いの中へ取り込まれていた微細氷Ｍは、微細氷Ｍの外周側を囲って保持していた上ハウジング内壁２３を失って、外方へ放り出される。しかも、捕集部４ｂと上ハウジング内壁２３の囲いの中の微細氷Ｍには、捕集部４ｂの回転による遠心力が働いていることから、該微細氷Ｍは図８（ハ）の黒太矢印のごとく、その遠心力で排出口２０から出パイプ２１外へとスムーズに放出される。尚、図８は捕集部４ｂの動きと作用の説明図で、二個在る捕集部４ｂ(捕集具４ａ)のうち一個のみ簡略図示する。実際は捕集部４ｂが二個在るので、一個の捕集部４ｂの役割負担は１／２で済み、より軽い負荷で、微細氷Ｍの捕集,放出ができている。

ところで、本発明者等は本発明に辿り着く前に、図１２,図１３のようなポンプＰ等に採用される放射線状の羽根部ｍｐ２をもった排出型インペラｍｐを用いて種々トライしたが、液体や微細氷Ｍに液体を多く含む混合液と違って、微細氷Ｍを円滑排出させることは不可能であった。本発明と同じように、冷凍機Ｒ,オーガー５を稼働させ、図１２の右半分に示す微細氷Ｍからなる筒状集合体Ｇを液面ＳＷ１から上昇させても、同図左半分に示すように、インペラの羽根部ｍｐ２間のポケット(空間)に微細氷Ｍが溜まる。溜まった微細氷Ｍが結合してできた塊が崩れるようにして断続排出される。排出が不安定になり、しばらくすると外に排出できないまま、上ハウジング２内で詰まる現象が発生する。軸部ｍｐ１と羽根部ｍｐ２とで囲まれたポケットが微細氷Ｍで埋め尽くされ、オーガー５の回転負荷を上げる。連続運転できない状態に陥った。尚、冷凍機Ｒ,オーガー５の稼働後、僅かな時間帯は微細氷Ｍを圧し出す格好で、排出口２０へと向かわせることができるものの、圧す力が加わっており、圧し固まった固い微細氷Ｍになる。インペラの回転する力は微細氷Ｍの排出に役立たず、微細氷の筒状集合体Ｇを持ち上げるオーガー５の力が、微細氷Ｍを圧し付け、排出口２０から外へ圧し出す力になっている。圧縮されてしまうため、元々は柔らかい微細氷Ｍが硬い塊になってしまっている。

本発明者等は、こうした問題を解決するために発想を転換し、鋭意研究を重ねて本発明に到達した。前記捕集手段４を有する本発明は、特許文献１や図１２,図１３等のように、微細氷Ｍが圧縮されることがなく、柔らかでキメの細やかな微細氷Ｍとなる。さらに、回転する捕集部４ｂがその下端部分で、オーガー５によって上昇移動してくる微細氷Ｍの円筒集合体Ｇのうち、その上端部Ｇ１の微細氷Ｍだけを削り取って捕集し、続いて、捕集手段４の回転力を利用して水平方向に放出する構成であるので、負荷が殆どかからない。連続運転が楽にできる微細氷の製造機になっている。

本実施形態は、さらに捕集具４ａの高さ方向の寸法のうち、図示のごとくその２／３以上が排出口２０の上下方向高さ範囲に配されるようにしている。捕集具４ａと上ハウジング内壁２３とで削り取った微細氷Ｍを排出口２０へ円滑放出できる。そして、捕集具４ａの上縁４５を排出口２０の上端２０５よりも低く設定し、且つその下縁４６を該排出口２０の下端２０６よりも低く設定している。捕集具４ａの上縁４５を排出口２０の上端２０５よりも低く設定しないと、捕集具４ａと上ハウジング内壁２３とで削り取った微細氷Ｍうちの一部が、オーガー５,捕集具４ａの回転で、捕集面４３を上り、捕集具４ａの上縁にまで辿り着き、且つここに残って微細氷Ｍの排出効率が悪くなる。捕集具４ａの下縁４６を該排出口２０の下端２０６よりも低く設定するのは、さもないと、筒状集合体Ｇが排出口２０の下部を塞ぐこととなり、微細氷を放出できる排出口２０の実質的開口面積が減って、微細氷Ｍの排出量を低下させてしまうからである。

また、上ハウジング２の上板部２ｂに、図２,図３のような上ハウジング内Ｓへ向かう突起７を固着し、該突起７の下端７６が、正面視で、捕集具４ａの上縁４５近くまで下降突出するようにしている。突起７の下端と捕集具４ａの上縁との距離が10mm程度に設定される。
捕集手段４の回転によって、捕集部４ｂの下縁部分で削り取られた微細氷Ｍが、捕集部４ｂと上ハウジング内壁２３の囲いの中を上方移動しつつ保持されるが、捕集具４ａの上縁４５が排出口２０よりも高い場合や長時間運転等で、該微細氷Ｍが捕集具４ａを上りきり、その上縁４５に付着する場合がある。捕集具４ａの上縁４５に付着した微細氷Ｍが氷結し、さらに成長して大きくなり、オーガー５の回転に負荷がかかり支障をきたす虞がある。これを防ぐべく、突起７を設けて捕集具４ａの上縁に付着した微細氷Ｍ等の氷結物を、捕集手段４の回転によって突起７に衝突させて取り除く。取り除かれ、落下した氷結物は、回転して続いて近づく捕集部４ｂが排出口２０へと誘導する。突起７は、図３のごとく上から見た平面視で排出口２０の中央で、上ハウジング内壁２３に近い上ハウジング筒内Ｓに設けるのが好ましい。捕集部４ｂの上方域に氷結部が発生し易いからである。
図中、符号１８は冷媒出ノズル、符号１６０,２６０,２７０はフランジ結合用ボルト,ナットのための孔を示す。

（２）微細氷の製造方法
次に、前記微細氷の製造機を用いた微細氷の一製造方法を述べる。図１のようなジェネレータＡと冷凍機Ｒと塩水供給手段Ｋを備えた本製造機を準備し、まず、塩水ＳＷをシリンダ１内へ供給する。ポンプＰから供給された塩水ＳＷをフィルタＦで異物除去し、紫外線殺菌器ＵＶで除菌した後、シリンダ１内へ注入する。塩水ＳＷは軸受６１の上面、ボス上面６２２を覆う液面ＳＷ１になるようにして、液面コントロールする。

続いて、圧縮機ＭＣと凝縮器ＣＮと膨張弁Ｖとシリンダ１の冷媒流路１９とを冷媒ＲＦ管で接続した冷凍機Ｒを作動し、膨張,圧縮の状態変化を連続的に繰り返し、冷凍作用を発揮させて、シリンダ内周壁１３に膜状の氷ＩＣを生成する。冷媒ＲＦの温度はシリンダ１に入る冷媒入ノズル１７の地点で−２０℃(夏場)〜−２５℃(冬場)程度にする。
冷凍機Ｒの作動と相前後してギヤモータ８を回転させる。冷凍機Ｒの運転継続で、シリンダ内周壁１３に生成、成長する固形の膜状氷ＩＣは、回転するオーガー５によって次々と掻き取られ、シリンダ内周壁１３とオーガー５との筒状隙間に在る塩水ＳＷ中へ分散し、しばらくすると、その筒状隙間に微細氷Ｍでつくる筒状集合体Ｇができる。そして、該微細氷の筒状集合体Ｇがオーガー５の回転で上方へと移動する。筒状集合体Ｇは液面ＳＷ１を浮上し、さらにその上端部Ｇ１が捕集手段４に近づく。
捕集手段４はオーガー５の回転軸に固着されており、その後、オーガー５の回転で図４のごとく捕集具４ａの下縁４６(詳しくは弧状部４１の下縁４１２)を越えて筒状集合体Ｇが押し上げられると、捕集具４ａの下縁部分を越えた集合体の上端部Ｇ１を、捕集具４ａの回転で掻き取る。掻き取った該上端部Ｇ１の微細氷Ｍは、捕集具４ａの回転が進行し、排出口２０の地点で放出される。
後は、捕集具４ａによる微細氷Ｍの掻き取りと、その掻き取った微細氷Ｍを排出口２０へ放出する動作を繰り返し、微細氷Ｍを連続製造する定常運転に入る。

掻き取った前記上端部Ｇ１の微細氷Ｍは、捕集部４ｂとこれと対向する上ハウジング内壁２３の部分でつくる囲いの中に取り込まれる。捕集部４ｂが回転し、その回転方向に向けて平面視Ｖ字状に口が開いた囲いであり、掻き取った上端部Ｇ１の微細氷Ｍに図８(ロ)の黒太矢印のような力が働くので、掻き取った微細氷Ｍが口からこぼれ出ることはない。また、冷凍機Ｒ,オーガー５の連続運転で筒状集合体Ｇが、捕集部４ｂの下縁４１２を越えて持続的に押し上げられ、且つ捕集部４ｂの下縁４１２で筒状集合体Ｇの上端部Ｇ１を順次掻き取りながら、捕集部４ｂが回転するので、掻き取られた上端部Ｇ１の微細氷Ｍは、オーガー５の押し上げる力を受けて、捕集部４ｂの捕集面４３を上方向に移動する。そのため、囲い内に連続して取り込まれる微細氷Ｍの受けスペースが生まれ、筒状集合体Ｇの上端部Ｇ１を順次掻き取った微細氷Ｍを、捕集部４ｂと上ハウジング内壁２３の部分でつくる囲いに円滑に取り込み、保持できる。ここでは、環状体４２の補助弧状部４２ａが捕集部４ｂの捕集面４３を上方に広げる格好になり、微細氷Ｍの保持量を増やすのに貢献している。

その後、捕集具４ａは回転しており、捕集具４ａと対向する上ハウジング内壁２３が排出口２０の地点に進むと、それまで微細氷Ｍを囲い内に取り込み、外側を囲っていた上ハウジング内壁２３の押えがないので、微細氷Ｍが排出口２０から外へ放出される。このとき、捕集具４ａの回転による遠心力が加わり、囲い内に取り込んでいた微細氷Ｍを図８(ハ)のごとく排出口２０へとスムーズに放出することになる。図６の排出口２０から延びる出パイプ２１は下降傾斜させれば、柔らかで且つ粒径が20〜30μm程の細やかな微細氷Ｍを自然落下で取り出すことができる。
捕集具４ａが一回転ごとに、シリンダ１から上ハウジング２へ連続的にせり上がってくる微細氷Ｍがつくる筒状集合体Ｇの上端部Ｇ１を、捕集具４ａの下縁部分で掻き取り、捕集具４ａの捕集面４３と対向する上ハウジング内壁２３とで上端部Ｇ１の微細氷Ｍを掻き集めつつ回転し、その後、排出口２０に到達した時に掻き集めた微細氷Ｍを放出するという、微細氷Ｍの掻き取りと放出を繰り返し、粉雪状又はシャーベット状の微細氷Ｍを連続的に製造していく。

（３）効果
このように構成した微細氷の製造機は、シリンダ内壁１３に生成した氷ＩＣがオーガー５で掻き取られて微細氷Ｍとなり、上方移動し、上ハウジング２内をせり上がっていくが、捕集部４ｂが先端部分４１１から回転方向に向けて、平面視で、捕集面４３とこれに対向する上ハウジング内壁２３との間隔Ｗが徐々に広がるように設けられるので、効率良くその微細氷Ｍを捕集できる。捕集面４３とこれに対向する上ハウジング内壁２３との間隔Ｗが徐々に広がるように設けられるので、図１２,図１３のインペラにみられるポケットができず、微細氷Ｍが上ハウジング内で停滞し、溜まることがない。特に図７〜図９のように対向する上ハウジング内壁２３に向けて一様に膨む弧状部４１を備えた捕集部４ｂを採用すると、捕集した微細氷Ｍが溜まるポケットが全くないので、極めて良好になる。

オーガー５で掻き取られた微細氷Ｍは微細氷の筒状集合体Ｇとなって上動するが、高さ方向に所定長さがある捕集面４３を有する捕集部４ｂがオーガー５の回転軸の回転に合わせて図８のように水平回転している。したがって、該捕集部４ｂの下縁４１２を越えてせり上がった筒状集合体Ｇの上端部Ｇ１の部分だけを掻き取って、その微細氷Ｍを捕集していくことになり、微細氷Ｍの捕集時にギヤモータ８に与える負荷が小さい。連続運転を安定させる。
実施形態のように捕集手段４に二つの捕集具４ａ,捕集部４ｂを設けると、微細氷の筒状集合体Ｇのせり上がりスピードが同じである場合、捕集手段４の一回転で、一の捕集具４ａが微細氷Ｍを掻き取る量が１／２に減り、負荷が殆どかからない。
また、捕集部４ｂの下縁４１２を越えてせり上がった微細氷Ｍが寄せ集まっただけの筒状集合体Ｇの上端部Ｇ１を、該捕集部４ｂと、これと対向する上ハウジング内壁２３とで捕集,保持していくので、オーガー５で掻き取られたままの、またはそれに近い柔らかな微細氷Ｍが得られる。

そして、捕集部４ｂが上ハウジング２に設けた排出口２０の高さ領域に配設されるので、捕集部４ｂと上ハウジング内壁２３とで捕集,保持した微細氷Ｍは、捕集部４ｂの回転で排出口２０の部位に入ると、捕集部４ｂの回転力の力を借りて排出口２０へスムーズに放出できる。本微細氷の製造機は、特許文献１や図１２,図１３のようにオーガー５の力で微細氷Ｍを圧しつけて排出口２０から押し出す構造と違って、オーガー５で垂直方向に上昇する微細氷の筒状集合体Ｇの動きに対し、オーガー５と一体の捕集部４ｂの回転運動を利用して、その微細氷Ｍを水平方向に方向転換させて排出口２０へうまく放出する極めて画期的な発明になっている。
筒状集合体Ｇの上端部Ｇ１を、回転する捕集部４ｂの下縁部分で掻き取り、オーガー５の回転に合わせて回転する該捕集部４ｂが掻き取った上端部Ｇ１の微細氷Ｍに水平方向の遠心力を与えて、排出口２０,出パイプ２１へと該微細氷Ｍを放出する。放出にあたって、微細氷Ｍを圧縮する外力が加わらないので、圧し固められた特許文献１や図１２等の微細氷Ｍにはならない。

こうして、オーガー５で製氷した柔らかい微細氷Ｍ又はそれに近い粒径が20〜30μm程度の良好な微細氷Ｍが得られる。これにとどまらず、本製造機を用いた場合、微細氷ＭをジェネレータＡ内に長く停滞させることがなく、回転する捕集部４ｂが微細氷Ｍの掻き取り及び放出を繰り返し迅速処理するので、気温や水温といった外的要因の変化による微細氷Ｍの製氷量に変動が起きても、製氷部内部での凍結や詰まりといった不具合が発生しない。供給塩水ＳＷの水温は、例えば５℃〜２５℃の範囲で対応できる。塩水中に微細氷Ｍが含まれる比率が低い場合は特に問題なくても、微細氷Ｍの比率が高い良品の微細氷を排出口２０から取り出す場合、従来の製氷機では圧し固められ易いため、運転停止の虞がある。しかし、本発明ではこうした運転停止を引き起こさない。

また、捕集部４ｂを平面視で弧状部４１に形成すると、その捕集面４３を一様で滑らかにできるので、捕集手段４による微細氷Ｍの捕集と排出口２０での微細氷Ｍの放出が円滑に進む。捕集手段４に、該弧状部４１の上方に平面視同形の補助弧状部４２ａを延在させ、且つ該補助弧状部４２ａが平面視で円形又は楕円の一部になっている環状体４２が弧状部４１と一体化した捕集具４ａを設けると、機械的強度が増すので、弧状部４１であっても頑強になる。筒状体をカットして捕集具４ａを簡単に作製できるので、作製容易にして低コスト化が図れる。

さらに、オーガー５の上方側シャフト５２を軸支する軸受６１が、排出口２０よりも下方域の上ハウジング内Ｓに設けられると、該軸受６１よりも高い位置に塩水ＳＷの液面ＳＷ１を維持させることで、オーガー５の回転で軸受６１に発生する摩擦熱を該塩水ＳＷで自律的に除去できる。そして、軸受６１を保持するボス６２が、その外周面６２１と上ハウジング内壁２３とを複数の立片６３で連結して上ハウジング２に固定され、さらに該軸受６１から上方へ突出する上方側シャフト５２の上端部Ｇ１に、捕集手段４が取付け固定されると、捕集手段４の回転用駆動源を別途要しない。加えて、立片６３を設けることで、軸受６１をボス６２で保持しつつ、該ボス６２とシリンダ内壁１３との間に微細氷Ｍを上昇させるに必要な筒状隙間が確保されるなど、理にかなった微細氷の製造機になっている。

さらにいえば、上板部２ｂに上ハウジング内Ｓへ向かう突起７を固着し、該突起７の下端７６が、正面視で、捕集具４ａの上縁４５近くまで下降突出すると、捕集具４ａの上縁に上った微細氷Ｍ等の氷結物は、捕集具４ａの回転に伴って衝突,落下するので、これを簡単に取り除くことができる。該氷結物の成長等によって運転停止に至らぬよう早めの対策を講じることができる。
加えて、捕集具４ａの上縁４５を排出口２０の上端２０５よりも低く設定することで、捕集具４ａの上縁に上る前記微細氷Ｍを減らして、微細氷Ｍの生産安定性を高める。また、捕集具４ａの下縁を排出口２０の下端２０６よりも低く設定することで、排出口２０を目一杯活用でき、生産性を上げることができる。
このように本微細氷の製造機は、上述した数々の優れた効果を発揮し極めて有益である。

尚、本発明においては前記実施形態に示すものに限られず、目的,用途に応じて本発明の範囲で種々変更できる。ジェネレータＡ,シリンダ１,上ハウジング２,捕集手段４,オーガー５,軸受６１,ボス６２,立片６３,突起７等の形状,大きさ,個数,材料,材質等は用途に合わせて適宜選択できる。例えば、実施形態は捕集手段４に二つの捕集具４ａを設けたが、一つ又は三つ以上の複数の捕集具４ａを設けた捕集手段４とすることもできる。

１シリンダ
１２外周部
１３内壁（内周壁）
２上ハウジング
２３上ハウジング内壁
４捕集手段
４ａ捕集具
４ｂ捕集部
４１弧状部
４１１先端部分
４２環状体
４２ａ補助弧状部
４３捕集面
５オーガー
５２上方側シャフト
６１軸受
６２ボス
６３立片
７突起
Ｇ集合体（筒状集合体）
Ｇ１上端部
ＩＣ氷
Ｍ微細氷

Claims

筒状シリンダ(1)に有蓋筒状の上ハウジング(2)を固着して起立配設し、且つ該シリンダ(1)の外周部(12)を冷却し、シリンダ内壁(13)に生成した氷(IC)をオーガー(5)で掻き取って微細氷(M)にして上方移動させ、前記上ハウジング(2)に設けた排出口(20)から該微細氷（M)を排出する微細氷の製造機であって、
前記オーガー(5)の回転軸の回転に合わせて回転し、且つ上ハウジング内壁(23)に近接する先端部分(411)から回転方向に向けて、平面視で、捕集部(4b)がその捕集面(43)とこれに対向する上ハウジング内壁(23)との間隔(W)を徐々に広げるように設けられ、且つ該捕集部(4b)が前記排出口(20)の高さ領域に配設される微細氷の捕集手段(4)を具備し、
且つ、前記捕集部(4b)を平面視で弧状部(41)に形成し、さらに前記捕集手段(4)に、前記弧状部(41)に加え、その上方に平面視同形の補助弧状部(42a)を延在させ、且つ該補助弧状部(42a)を平面視で円形又は楕円の一部にした環状体(42)が備わる捕集具(4a)を設けて、
前記オーガー(5)の回転により上動する前記微細氷(M)がつくる集合体(G)の上端部(G1)を、回転する前記捕集部(4b)が掻き取って、前記上ハウジング内壁(23)とで捕集し、且つ該捕集部(4b)の回転に伴い、捕集したその微細氷(M)を前記排出口(20)の地点で放出するようにしたことを特徴とする微細氷の製造機。
前記オーガー(5)の上方側シャフト(52)を軸支する軸受(61)が、前記排出口(20)よりも下方域の上ハウジング内(S)に設けられ、且つ該軸受(61)を保持するボス(62)が、その外周面(621)と上ハウジング内壁(23)とを複数の立片(63)で連結して上ハウジング(2)に固定され、さらに上ハウジング内(S)で、該軸受(61)から上方へ突出する前記上方側シャフト(52)の上端部に、前記捕集手段(4)が取付け固定される請求項１に記載の微細氷の製造機。
前記上ハウジング(2)の上板部(2b)に上ハウジング内(S)へ向かう突起(7)を固着し、該突起(7)の下端(76)が、正面視で、前記捕集具(4a)の上縁(45)近くまで下降突出するようにした請求項１又は２に記載の微細氷の製造機。
前記捕集具(4a)の上縁(45)を前記排出口(20)の上端(205)よりも低く設定し、且つ該捕集具(4a)の下縁(46)を該排出口(20)の下端(206)よりも低く設定した請求項１乃至３のいずれか１項に記載の微細氷の製造機。