JP6719737B2 - スラリーアイス製造装置 - Google Patents

Description

本発明はスラリーアイス製造装置に関する。さらに詳しくは、氷粒子と原料水とが均一に混合されたスラリーアイスを連続的に製造することが可能なスラリーアイス製造装置に関する。

従来、魚などの鮮度が要求される食料などを氷結しない程度の低温（０〜−１．５℃程度）で保存するためにスラリーアイスが広く利用されている。スラリーアイスは、海水等の原料水から生成され、微小な氷粒子と残りの原料水とが混合された流動性を有するシャーベット状のものである。このようなスラリーアイスを製造するために従来では種々の製造装置が提案されている。

例えば、特許文献１記載のスラリーアイス製造装置は、内管の内部に海水等を導入し、当該海水を内管の内周面で凍らせて氷膜を発生させ、その氷膜上をスクレーパで掻き取ることにより、スラリーアイス（いいかえれば、シャーベット氷）を製造するものである。
このようなスラリーアイス製造装置は、具体的には、海水等を内部に供給するための供給部及び生成された氷を排出するための排出部を備える内管と、 該内管の外周面との間に冷媒流路となる空間を有して内管の外周面を覆う外管と、内管内部に回転可能に配設された回転部材と、 該回転部材の外周面から半径方向に突出する掻き取り部と、前記内管の上下の両端部を閉塞する蓋部材を具備している。掻き取り部は、スクレーパを備えている。
海水を内部に供給するための供給部は、内管の下部を閉じる蓋部材に接続されている。内管の内部で生成されたスラリーアイス（シャーベット氷）を排出するための排出部は、内管の上部を閉じる蓋部材に接続されている。

上記のように構成されたスラリーアイス製造装置では、つぎのようにしてスラリーアイスを製造する。まず、海水等の原料水を、内管の下部から供給部を通して、内管の内部に導入する。このとき、内管と外管との間の冷媒流路となる空間には、Ｒ２２などの冷媒が流され、内管は低温（具体的には、海水が凍る温度以下）に冷却されているので、海水は内管の内周面で凍結して氷膜が形成される。掻き取り部のスクレーパは、回転部材の回転に伴って回転することにより、内管の内周面に形成された氷膜上から氷粒子を掻き取る。掻き取られた氷粒子が内管の内部で海水と混合されることにより、スラリーアイスが生成される。生成されたスラリーアイスは、内管の上部の排出部から内管の外部へ排出される。これにより、スラリーアイスを排出部から取り出すことが可能であるが、スラリーアイスの経時的供給量にバラツキがあり、場合によってはスラリーアイスの氷充填率（氷／スラリーアイスの重量割合：ＩＰＦ（Ｉｃｅ Ｐａｃｋｉｎｇ Ｆａｃｔｏｒ））にバラツキが生じることがあった。

上記構成のスラリーアイス製造装置では、内管の内部における氷粒子と海水との分布が不均一になりやすい。その理由は以下の通りである。内管の内部のうち海水が導入される供給部に近い位置（具体的には、供給部の上方の位置）では、導入時の圧力によって海水が流れやすく、供給部から上方へ流れる海水は、氷の発生が少ないまま排出部から排出される。一方、供給部から遠い位置では、海水が流れにくいので、氷が多く発生して詰まりやすくなる。その結果、内管の内部では氷粒子と海水との分布が不均一になるので、上記のＩＰＦにバラツキが生じ、これら氷粒子と海水とが均一に混合されたスラリーアイスを安定して連続的に製造することが困難である。

特許第４６３８３９３号公報

本発明は、上記したような従来技術の問題点を解決すべく、氷粒子と原料水とが均一に混合されてＩＰＦの均一化したスラリーアイスを連続的に製造することが可能なスラリーアイス製造装置を提供することを目的とする。

本発明の請求項１に係るスラリーアイス製造装置は、水の凝固点を下げる成分を含む原料水を冷却して氷粒子を連続して製造する製氷部であって、金属円筒、前記金属円筒の内部に原料水を送る供給部、前記金属円筒を冷却して前記金属円筒の内周面において氷膜を生成する冷却部、前記金属円筒の内部に回転可能に配置されて前記金属円筒の内周面の前記氷膜上から氷粒子を掻き取る掻き取り部を有する製氷部と、前記製氷部の金属円筒の端部の開口に連通して配置された送出し部であって、前記製氷部から送り込まれた氷粒子と原料水とを混合してこれらの混合割合を均一化されたスラリーアイスを生成可能な混合空間、および前記スラリーアイスを混合空間から外部へ排出する排出口を有する送出し部とを備えることを特徴とするスラリーアイス製造装置に関する。

本発明の請求項２に係るスラリーアイス製造装置は、前記製氷部は、前記金属円筒の内部において、当該金属円筒の長手方向に延びる回転軸を回転中心として回転自在に設けられた柱状体であって、らせん状の外周突起を有する、回転可能なオーガをさらに備える請求項１に記載のスラリーアイス製造装置に関する。

本発明の請求項３に係るスラリーアイス製造装置は、前記製氷部は、前記金属円筒の内部において、当該金属円筒の長手方向に延びる柱状体をさらに備える、請求項１に記載のスラリーアイス製造装置に関する。

本発明の請求項４に係るスラリーアイス製造装置は、金属円筒と送出し部との間に介在し、当該金属円筒と送出し部との間の熱伝導を遮断する断熱部をさらに備える、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のスラリーアイス製造装置に関する。

本発明の請求項５に係るスラリーアイス製造装置は、前記送出し部内部で回転して前記スラリーアイスを撹拌する撹拌部をさらに備える、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のスラリーアイス製造装置に関する。

本発明の請求項６に係るスラリーアイス製造装置は、前記掻き取り部は、スクレーパを有し、前記スクレーパは、前記送出し部の内部に突出する突出部を有し、前記撹拌部は、前記突出部によって構成されている、請求項５に記載のスラリーアイス製造装置に関する。

本発明の請求項１に係るスラリーアイス製造装置によれば、製氷部では、水の凝固点を下げる成分を含む海水などの原料水が供給部によって金属円筒の内部に送られ、それとともに、金属円筒が冷却部によって冷却される。これにより、金属円筒の内周面に氷膜が生成される。金属円筒の内周面に生成された氷膜上から、金属円筒の内部で回転する掻き取り部によって氷粒子が掻き取られる。金属円筒の内部の氷粒子および残りの原料水は、供給部が原料水を金属円筒へ供給するときの圧力などによって、金属円筒の端部の開口に連通する送出し部へ送られる。氷粒子と原料水は、金属円筒の内部で掻き取り部の回転力によって回転している状態を維持したまま、送出し部の混合空間に送り込まれる。そのため、混合空間内部では、氷粒子および原料水は、それらの慣性力によって回転し続けることにより均一に混合される。これにより、氷粒子と原料水とが均一に混合されてこれらの混合割合が均一化され、氷充填率（ＩＰＦ）が調整されたスラリーアイスを生成することが可能である。その結果、氷粒子と原料水とが均一に混合されてＩＰＦの均一化したスラリーアイスを排出口から連続的に取り出すことが可能である。

本発明の請求項２に係るスラリーアイス製造装置によれば、製氷部において、掻き取り部によって金属円筒の内周面から掻き取られた氷粒子は、オーガが回転することによって、オーガのらせん状の突起によって氷粒子を送出し部へ強制的に送り込む。これにより、氷粒子を金属円筒から送出し部へより円滑に送り込むことが可能である。

また、金属円筒の内部に柱状体のオーガが設けられることにより、金属円筒の内部において原料水が流れることが可能な空間を狭くすることが可能になる。そのため、供給部から金属円筒の内部の原料水へ作用する圧力を高めることが可能である。その結果、金属円筒の内部において、原料水および氷粒子を金属円筒の端部開口に連通する送出し部へ円滑に送り出すことが可能である。

上記のように送出し部およびオーガを両方備えたスラリーアイス製造装置では、従来の製造装置では困難だった高いＩＰＦのスラリーアイスを連続的に取り出すことが可能になる。例えば、塩分濃度１％以上の塩水からＩＰＦが２０％以上に調整されたスラリーアイスを連続的に取り出すことが可能になる。

また、オーガによって金属円筒の内部の氷粒子が送出し部へ強制的に送られるので、金属円筒の内部に氷粒子が貯まって固まらないという利点を有する。

本発明の請求項３に係るスラリーアイス製造装置によれば、金属円筒の内部に柱状体が設けられることにより、金属円筒の内部において原料水が流れることが可能な空間を狭くすることが可能になり、供給部から金属円筒の内部の原料水へ作用する圧力を高めることが可能である。その結果、金属円筒の内部において、原料水および氷粒子を金属円筒の端部の開口に連通した送出し部へ円滑に送り出すことが可能である。

本発明の請求項４に係るスラリーアイス製造装置によれば、金属円筒と送出し部との間に介在する断熱部が金属円筒と送出し部との間の熱伝導を遮断することにより、送出し部は金属円筒を介した冷却部による冷却が抑制される。その結果、送出し部の混合空間および排出部に氷粒子が付着して詰まるおそれを低減することが可能である。

本発明の請求項５に係るスラリーアイス製造装置によれば、撹拌部が送出し部の内部で回転してスラリーアイスを撹拌することにより、氷粒子と原料水とがより均一化されたスラリーアイスを生成することが可能である。

本発明の請求項６に係るスラリーアイス製造装置によれば、掻き取り部は、スクレーパを有し、スクレーパは、金属円筒の外部へ延びて送出し部の内部に突出する突出部を有している。撹拌部は、突出部によって構成されている。したがって、撹拌部を構成する羽根などの専用の部材が必要なくなり、部品点数を削減することが可能になる。また、それにより、製造装置全体のメンテナンスも容易になる。

本発明の実施形態１に係るスラリーアイス製造装置の全体構成を示す断面説明図である。 図１のスラリーアイス製造装置のＡ−Ａ線断面図である。 図１の回転軸に取り付けられた掻き取り部の構成の一例を示す図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は斜視図である。 図１のスラリーアイス製造装置によって製造されるスラリーアイスの氷充填率（ＩＰＦ）の時間的変化を示すグラフである。 本発明の実施形態２〜３に係るスラリーアイス製造装置の全体構成を示す断面説明図である。 図５のスラリーアイス製造装置のＢ−Ｂ線断面図である。

つぎに図面を参照しながら本発明のスラリーアイス製造装置の実施形態についてさらに詳細に説明する。

［実施形態１］
図１〜２に示される本発明の実施形態１に係るスラリーアイス製造装置は、スラリーアイス（Ｓ）を連続的に製造する装置であり、製氷部（１０）と、製氷部（１０）の金属円筒（３）の上端部の開口に連通して配置された送出し部（２０）と、製氷部（１０）と送出し部（２０）との間を断熱する断熱部（１２）と、送出し部（２０）の内部でスラリーアイスを撹拌する撹拌部（１７）とを備えている。
ＩＰＦ＞２０％のスラリーアイスを１リットル／ｍｉｎで生成する能力の製氷部（１０）および送出し部（２０）を組み合わせた状態の高さは、５０〜６０ｃｍ程度である。

これら製氷部（１０）および送出し部（２０）の内部には、スラリーアイスの原料となる液体として、水の凝固点を下げる成分を含む原料水（Ｗ）が満たされている。ここで、水の凝固点を下げる成分を含む原料水（Ｗ）としては、代表的には、塩分を含む水、具体的には、海水または海水を水で希釈したものなどが用いられる。このような海水由来の原料水（Ｗ）は、安価かつ大量に入手できるので好ましい。その他にも、原料水（Ｗ）として、エチルアルコールや砂糖など水の凝固点を下げる成分を含む水などを採用してもよい。

製氷部（１０）は、原料水（Ｗ）を冷却して氷粒子（Ｑ）を連続して製造する装置である。製氷部（１０）は、具体的には、垂直方向に立てられた金属円筒（３）と、金属円筒（３）の内部に原料水（Ｗ）を送る供給部（６）と、金属円筒（３）を冷却して金属円筒（３）の内周面において氷膜を生成する冷却部（７）と、金属円筒（３）の内部に回転可能に配置され、金属円筒（３）の内周面の氷膜上から氷粒子（Ｑ）を掻き取る掻き取り部（５）と、金属円筒（３）の内部で回転して氷粒子（Ｑ）を上方へ移動させるオーガ（８）とを有する。

掻き取り部（５）およびオーガ（８）は、金属円筒（３）の中心を垂直方向に貫通する回転軸（４）に固定され、回転軸（４）とともに回転できるようになっている。回転軸（４）は、後述の底蓋（１１）および天蓋（１４）によって回転自在に上下両端で支持され、製氷部（１０）の下側に配置されたモータ（９）の駆動によって回転する。底蓋（１１）は、モータ（９）の上方に配置されるように、垂直方向に延びる複数の脚部材によって支持されている。

金属円筒（３）は、熱伝導性の良い金属からなる円筒である。冷却部（７）によって金属円筒（３）が外部から冷却されることにより、金属円筒（３）の内部の原料水（Ｗ）を冷却することが可能である。金属円筒（３）は、例えば、熱伝導性および耐久性の点などからステンレス、アルミニウム、銅、スチールなどの金属材料で製造されるのが好ましいが、ステンレスが熱伝導性および耐久性の点でとくにすぐれている。金属円筒（３）の内径は、例えば、ＩＰＦ＞２０％のスラリーアイスを１リットル／ｍｉｎで生成する能力の場合には２０ｃｍ程度（１５〜３０ｃｍ程度）であるが、本発明では金属円筒（３）の内径についてはとくに限定されない。

金属円筒（３）の下端側の開口部は、底蓋（１１）によって閉じられる。これにより、金属円筒（３）と底蓋（１１）によって、円形断面の製氷空間（３ａ）が形成される。一方、金属円筒（３）の上端側の開口部は、送出し部（２０）の混合空間（１５）に連通している。

底蓋（１１）は、当該底蓋（１１）の上面における氷の発生を防止するために、断熱性を有する材料、例えば、合成樹脂などで製造するのが好ましい。採用可能な合成樹脂としては、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、エチレン-プロピレン共重合体等を例示できる。合成樹脂にポリプロピレンを用いた場合の効果としては、熱伝導率はきわめて小さくなり、底蓋（１１）における氷結塊の発生を防止することが可能となるためである。（一般的なステンレス鋼の熱伝導率が１５Ｗ／（ｍ・Ｋ）であるのに対し、ポリプロピレンの熱伝導率は０．２９Ｗ／（ｍ・Ｋ）である）。更に、ポリプロピレンは高結晶性樹脂であるゆえ、機械的強度に優れると共に、強酸、強アルカリに対して抵抗力が強いため、強酸、強アルカリ性の原料水（Ｗ）に接触しても硬度が低下することなく、底蓋（１１）の変形を生じることがない。加えて、ポリプロピレンは汎用性樹脂であるため、コストの面から経済的でもある。

供給部（６）は、原料水（Ｗ）を金属円筒（３）の製氷空間（３ａ）に供給する構成を有する。供給部（６）は、例えば、海水などの原料水（Ｗ）に圧力をかけて金属円筒（３）の内部の製氷空間（３ａ）に送り込むポンプなどを備える。供給部（６）の供給口（６ａ）は、底蓋（１１）に設けられている。供給部（６）は、原料水（Ｗ）を所定の流量、例えば１リットル／分程度で製氷空間（３ａ）に供給する。

冷却部（７）は、金属円筒（３）を外部から冷却して金属円筒（３）の内周面において氷粒子（Ｑ）の元になる氷膜を生成する構成を有する。具体的には、冷却部（７）は、金属円筒（３）の外周を隙間をあけて覆う外管（７ａ）と、外管（７ａ）と金属円筒（３）との隙間によって形成された冷媒流路（７ｂ）と、冷媒を圧縮する圧縮機（７ｃ）と、圧縮された冷媒を凝縮する凝縮器（７ｄ）と、凝縮された冷媒を冷媒流路（７ｅ）の下部に送る冷媒供給口（７ｅ）と、冷媒流路（７ｂ）を通過した冷媒を冷媒流路（７ｅ）の上部から排出する冷媒排出口（７ｆ）とを有する。冷媒排出口（７ｆ）から冷媒流路（７ｂ）の外部に排出された冷媒は、再び、圧縮機（７ｃ）に送り込まれて、上記の経路に沿って循環する。

冷却部（７）において用いられる冷媒としては、海水などの原料水（Ｗ）を凍らせることが可能な温度まで低下させる冷却性能を有する冷媒が採用され、例えば、Ｒ２２、Ｒ５０７Ａ、Ｒ４０４Ａ、Ｒ４２２Ａ、Ｒ７１７等の冷媒が用いられる。

冷却部（７）によって金属円筒（３）を冷却する温度は、金属円筒（３）の内周面において海水などの原料水（Ｗ）が凍結する温度に設定され、例えば、−３０〜−５℃の範囲に設定される。

掻き取り部（５）は、金属円筒（３）の内部に回転可能に配置され、金属円筒（３）の内周面に生成された氷膜上から氷粒子（Ｑ）を掻き取る構成を有する。

図３（ａ）〜（ｃ）に示されるように、掻き取り部（５）は、回転軸（４）の外周面に固定されており、回転軸（４）の半径方向へ向けて突出している。
掻き取り部（５）の固定方法は、特に限定されるものではなく、溶接やボルト止めでも良いし、その他方法を用いても良い。

本実施形態では、３つの掻き取り部（５）が回転軸（４）の周囲に等間隔に配置され、それぞれ回転軸（４）の中心軸に対して平行に配設されている。より詳しくは、３つの掻き取り部（５）は、回転軸（４）の回転方向に対して１２０°で互いに離れて配設されている。
尚、掻き取り部（５）の配置は、上記構成に限られるものではなく、小型・大型等の用途等に応じて種々の配置であってもよい。さらに、回転軸（４）の回転方向及び中心軸方向に配設される掻き取り部（５）の配設数や配設方法を変更してもよい。

掻き取り部（５）は、金属円筒（３）内周面に生成される氷を掻き取るスクレーパ（５１）と、スクレーパ（５１）を支持すると共にスクレーパ（５１）の位置調整を可能とする受部材（５２）と、受部材（５２）に一体に取付けられ回転軸（４）に配設される支持部材（５３）とから構成されている。

スクレーパ（５１）は、長方形状の板状体であり、その長手方向の両端が金属円筒（３）の両端にそれぞれ至るような長さに設定されているのが好ましい。その場合、金属円筒（３）の内周面の全体にわたって生成された氷膜上から氷粒子（Ｑ）を掻き取ることが可能である。
また、スクレーパ（５１）は、氷粒子を掻き取る側の端部（以下、スクレーパ先端と称する）が傾斜しており、所定角度の先端角（鋭角）を有して形成されている。
ここで、スクレーパ（５１）先端は、金属円筒（３）内周面に対して、所定量（例えば、０．１〜３ｍｍ）の間隙を有するように構成する。

受部材（５２）は、スクレーパ（５１）をその幅方向及び厚み方向に対して所定量（数ｍｍ程度）調整可能に支持している。スクレーパ（５１）の調整方法としては、例えば、図３に示されるように、前記幅方向の調整には、第一ネジ部材（５２ａ）を、前記厚み方向の調整には、第二ネジ部材（５２ｂ）を使用する。これにより、スクレーパ（５１）先端と金属円筒（３）内周面との間隙を二軸構成にて調整することが可能となる。
支持部材（５３）は、受部材（５２）に支持されたスクレーパ（５１）先端の傾斜面が、金属円筒（３）の接線に対して所定角度（例えば、５〜６０°）傾斜するようにして、受部材（５２）と一体となっている。

上記のように、スクレーパ（５１）が金属円筒（３）の内周面に対して所定量の間隙を有すると共に金属円筒（３）の接線に対して所定角度の傾斜角を有して設けられ、且つ所定角度の先端角を有してなることにより、従来の製氷機のように金属円筒（３）の内周面に対してスクレーパが接触しないため、金属円筒（３）の内周面に発生する氷膜を全て掻き取ることなく、この氷膜の表面部分のみを掻き取ることが可能となる。これにより金属円筒（３）の内周面とスクレーパとの摩擦力増大によるモータ（９）の容量不足を回避し、効率良い掻き取りを行うことができる。また、スクレーパ（５１）は氷にのみ接触するので、部品の磨耗が少なく、メンテナンス性にも優れたものとなる。更に、製氷性能としては、塩分濃度２％以下の硬氷に加え、真水氷であっても掻き取ることができる。これにより、魚の保存に好適なシャーベット氷を生成することができ、加えて、真水シャーベット氷も生成可能であるため、水産物以外のもの、例えば、野菜や果物の鮮度保持にも好適に応用することが可能となる。
また、スクレーパ（５１）と金属円筒（３）の内周面との間隙を０．１〜３ｍｍとすることにより、シャーベット氷の生成をより効率良く行うことが可能となる。なお、この間隙を無くして、クレーパ（５１）を金属円筒（３）の内周面に接触してもよい。すなわち、掻き取り部（５）のスクレーパ（５１）は、金属円筒（３）の内周面に離れて配置してもよいし、接触して配置してもよい。
さらに、スクレーパ（５１）の金属円筒（３）の接線に対する傾斜角が５〜６０°及びスクレーパ（５１）の先端角が鋭角であることにより、スクレーパの磨耗を抑えて、効率良く氷を掻き取ることが可能となる。

スクレーパ（５１）の回転数は、製造されるスラリーアイスの粘度を水と同程度とした場合、撹拌レイノルズ数が３．２×１０^４〜２．０×１０^６の範囲である。

送出し部（２０）は、製氷部（１０）の金属円筒（３）の上端部の開口に連通して配置されている。送出し部（２０）は、円筒状の本体部（１３）と、天蓋（１４）と、排出管（１６）とを有する。円筒状の本体部（１３）の上部の開口部は、天蓋（１４）によって閉じられている。本体部（１３）の下部の開口部は、リング状の断熱部（１２）を介して、製氷部（１０）の金属円筒（３）の上部の開口部に連通している。円筒状の本体部（１３）および天蓋（１４）によって、円形断面の混合空間（１５）が形成されている。
送出し部（２０）の本体部（１３）および製氷部３の金属円筒（３）には、これら本体部（１３）および金属円筒（３）の半径方向に広がるリング状のフランジがそれぞれ形成されている。本体部（１３）のフランジと金属円筒（３）のフランジは、リング状の断熱部（１２）を挟んだ状態で、複数のボルトおよびナットによって連結されている。

混合空間（１５）は、製氷部（１０）の金属円筒（３）から送り込まれた氷粒子（Ｑ）と原料水（Ｗ）とを混合してＩＰＦが調整されたスラリーアイスを生成可能な空間である。具体的には、 混合空間（１５）は、スラリーアイスが垂直方向に延びる回転軸（４）を中心として旋回可能な円形断面の空間を有する。混合空間（１５）は、製氷空間（３ａ）に連通している。混合空間（１５）の円形断面の断面積は、製氷空間（３ａ）と同程度の大きさであるのが好ましい。その場合、製氷空間（３ａ）で発生するスラリーアイスの旋回流を混合空間（１５）へ円滑に移行することが可能である。

排出管（１６）は、スラリーアイスを混合空間（１５）から外部へ排出する排出口（１６ａ）を有する。具体的には、排出管（１６）は、一端が混合空間（１５）内部に連通し、他端には送出し部（２０）の外部に連通する排出口（１６ａ）が開口している。排出管（１６）は、送出し部（２０）の混合空間（１５）内部でスラリーアイスが旋回している運動を利用して、当該スラリーアイスの接線方向に延びるように排出管（１６）が設置されている。

上記のように構成されたスラリーアイス製造装置（１）を用いてスラリーアイスを製造する場合、まず、図１〜２に示されるように、製氷部（１０）では、水の凝固点を下げる成分を含む海水などの原料水（Ｗ）が供給部（６）によって金属円筒（３）の内部に送られ、それとともに、金属円筒（３）が冷却部（７）によって冷却される。これにより、金属円筒（３）の内周面に氷粒子（Ｑ）が生成される。金属円筒（３）の内周面に生成された氷粒子（Ｑ）は、金属円筒（３）の内部で回転する掻き取り部（５）によって掻き取られる。金属円筒（３）の内部の氷粒子（Ｑ）および残りの原料水（Ｗ）は、供給部（６）が原料水（Ｗ）を金属円筒（３）へ供給するときの圧力などによって、金属円筒（３）の上端部の開口に連通する送出し部（２０）のＰ混合空間（１５）へ送られる。

氷粒子（Ｑ）と原料水（Ｗ）は、金属円筒（３）の内部で掻き取り部（５）の回転力によって回転している状態を維持したまま、混合部の混合空間（１５）に送り込まれる。そのため、混合空間（１５）内部では、氷粒子（Ｑ）および原料水（Ｗ）は、それらの慣性力によって回転し続けることにより均一に混合される。

これにより、氷粒子（Ｑ）と原料水（Ｗ）とが均一に混合されて氷充填率（ＩＰＦ）が調整されたスラリーアイスを生成することが可能である。その結果、氷粒子（Ｑ）と原料水（Ｗ）とが均一に混合されてこれらの混合割合が均一化され、ＩＰＦの均一化したスラリーアイスを排出口（１６ａ）から連続的に取り出すことが可能である。

さらに、本実施形態のスラリー製造装置（１）では、図１〜２に示されるように、製氷部（１０）は、金属円筒（３）の内部に回転可能なオーガ（８）を有する。

オーガ（８）は、金属円筒（３）の内部において、当該金属円筒（３）の長手方向に延びる回転軸（４）を回転中心として回転自在に設けられた柱状体である。オーガ（８）は、らせん状の外周突起（８ａ）を有している。

本実施形態では、製氷部（１０）がオーガ（８）を具備した構成であるので、氷粒子（Ｑ）を製氷部（１０）から送出し部（２０）へより円滑に搬送することが可能になる。すなわち、製氷部（１０）において、掻き取り部（５）によって金属円筒（３）の内周面の氷膜上から掻き取られた氷粒子（Ｑ）は、オーガ（８）が回転することによって、オーガ（８）のらせん状の突起によって氷粒子（Ｑ）が上方へ強制的に押し上げられる。これにより、氷粒子（Ｑ）を金属円筒（３）から送出し部（２０）へより円滑に送り込むことが可能である。

また、金属円筒（３）の内部に柱状体のオーガ（８）が設けられることにより、金属円筒（３）の内部の製氷空間（３ａ）において原料水（Ｗ）が流れることが可能な空間を狭くすることが可能になる。そのため、供給部（６）から金属円筒（３）の内部の原料水（Ｗ）へ作用する圧力を高めることが可能である。その結果、金属円筒（３）の内部において、原料水（Ｗ）および氷粒子（Ｑ）を金属円筒（３）の上端部の開口に連通する送出し部（２０）へ円滑に送り出すことが可能である。

上記のように送出し部（２０）およびオーガ（８）を両方備えたスラリーアイス製造装置（１）では、従来の製造装置では困難だった高いＩＰＦのスラリーアイスを連続的に取り出すことが可能になる。例えば、塩分濃度１％以上の塩水（海水を真水で薄めたもの）からＩＰＦが２０％以上に調整されたスラリーアイスを連続的に取り出すことが可能になる。

具体的には、図４に示されるグラフのように、本実施形態のスラリーアイス製造装置（１）を用いて、塩分濃度１％の塩水（すなわち、海水を真水で薄めて塩分濃度を調整したもの）を製氷部（１０）の金属円筒（３）（内径２０ｃｍ、高さ３０〜４０ｃｍ程度）の内部に１リットル／分で連続的に供給しながら製氷動作を行った場合のＩＰＦの時間変化を調べた。
図４に示されるグラフでは、製氷開始から２７分を経過した後は、ＩＰＦが２５〜３０％の範囲内で安定していることを読み取ることができる。この図４のグラフの結果から、本実施形態のスラリーアイス製造装置（１）を用いることにより、塩分濃度１％以上であれば原料水（Ｗ）を用いてＩＰＦが２０％以上に調整されたスラリーアイスを連続的に取り出すことが可能であることが理解される。この結果は、従来のスラリーアイス製造装置（特許文献１記載の装置）の構造（すなわち、送出し部（２０）およびオーガ（８）を有しない構成）ではＩＰＦが１％以下であったことを鑑みれば、非常に高いＩＰＦのスラリーアイスを本実施形態のスラリーアイス製造装置（１）を用いて製造できることがわかる。

なお、原料水（Ｗ）の塩分濃度が２％未満では、製氷部（１０）で生成される氷が硬くなるので、スクレーパ（５１）によって掻き取りにくくなるともにスクレーパ（５１）の摩耗や損傷のおそれが高くなる。そのような問題を解消するためには、スクレーパと製氷部の間に隙間（クリアランス）を設け、製氷部の内面に氷膜を形成させ、その氷膜上面を掻き取る製氷構造にすることが好ましい。

また、オーガ（８）によって金属円筒（３）の内部の氷粒子（Ｑ）が上方へ押し上げられて送出し部（２０）へ強制的に送り込まれるので、金属円筒（３）の内部の底に氷粒子（Ｑ）が貯まって固まらないという利点を有する。

さらに、本実施形態のスラリー製造装置（１）は、金属円筒（３）と送出し部（２０）との間に介在し、当該金属円筒（３）と送出し部（２０）との間の熱伝導を遮断する断熱部（１２）を備えている。断熱部（１２）は、断熱性を有する材料で製造されたリング状の部材である。
断熱部（１２）は、断熱性とともにシール性を有することが要求され、そのような材料として合成樹脂が好ましく、具体的には、上記の底蓋（１１）と同様に、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル等の合成樹脂などで製造するのが好ましい。例えば、ポリプロピレンは、熱伝導率がきわめて小さく、かつ金属円筒（３）と送出し部（２０）の本体部（１３）との隙間からの液漏れを防ぐシール性を発揮できる点で好ましい。しかも、ポリプロピレンは、強酸や強アルカリに対する抵抗力が強く、製造コストの面から経済的でもある。

上記のように金属円筒（３）と送出し部（２０）との間に介在する断熱部（１２）が金属円筒（３）と送出し部（２０）との間の熱伝導を遮断することにより、送出し部（２０）は金属円筒（３）を介した冷却部（７）による冷却が抑制される。その結果、送出し部（２０）の混合空間（１５）および排出口（１６ａ）に氷粒子（Ｑ）が付着して詰まるおそれを低減することが可能である。

また、断熱部（１２）を有することにより、金属円筒（３）から送出し部（２０）への熱の伝導が遮断されるので、送出し部（２０）の本体部（１３）を安価な金属材料で製造することが可能になる。

なお、断熱部（１２）は、省略してもよい。その場合、送出し部（２０）の本体部（１３）および天蓋（１４）を断熱性を有する合成樹脂などで製造すれば、送出し部（２０）内部における氷粒子（Ｑ）の付着を防止することが可能である。

本実施形態のスラリー製造装置（１）は、送出し部（２０）内部で回転してスラリーアイスを撹拌する撹拌部（１７）を備える。

撹拌部（１７）は、送出し部（２０）内部で回転してスラリーアイスを撹拌する構造を有する。例えば、図１〜２に示される撹拌部（１７）は、回転軸（４）に固定されて水平方向に左右均等に延びる棒状のベース部（１７ａ）と、ベース部（１７ａ）に設けられた複数の羽根（１７ｂ）とを有する。回転軸（４）が回転することにより、回転軸（４）に固定された撹拌部（１７）のベース部（１７ａ）および羽根（１７ｂ）は、回転軸（４）を中心として送出し部（２０）の混合空間（１５）の内部で旋回する。このように撹拌部（１７）が送出し部（２０）の混合空間（１５）の内部で回転することにより、混合空間（１５）の内部のスラリーアイスを撹拌することが可能である。その結果、氷粒子（Ｑ）と原料水（Ｗ）とがより均一化されたスラリーアイスを生成することが可能である。
なお、撹拌部（１７）が無い場合であっても、氷粒子（Ｑ）と原料水（Ｗ）は、金属円筒（３）の内部で掻き取り部（５）の回転力によって回転している状態を維持したまま、混合部の混合空間（１５）に送り込まれ、それらの慣性力によって回転し続けることにより従来の製造装置よりも均一に混合される。しかし、上記の撹拌部（１７）が有ることにより、より均一化されたスラリーアイスを生成することが可能である。

撹拌部（１７）は、掻き取り部（５）およびオーガ（８）を回転するための回転軸（４）に固定されている。したがって、これら撹拌部（１７）、掻き取り部（５）およびオーガ（８）は、共通のモータ（９）によって回転されるので、駆動機構の共通化および簡素化を達成することが可能である。

なお、撹拌部（１７）は、送出し部（２０）内部で回転してスラリーアイスを撹拌する機能を有するものであれば、種々の形状および構成の撹拌部を採用してもよい。例えば、図１〜２のような回転軸（４）に固定されたベース部（１７ａ）および複数の羽根（１７ｂ）を有する撹拌部（１７）以外にも、ベース部（１７ａ）を省略して複数の羽根（１７ｂ）を回転軸（４）に直接固定した構成によって、撹拌部を構成してもよい。

［実施形態２］
また、撹拌部の他の例として、図５〜６に示される本発明の実施形態２にかかるスラリーアイス製造装置のように、掻き取り部（５）の複数のスクレーパ（５１）を上方へそれぞれ延長した複数の突出部５１ａによって撹拌部を構成してもよい。

図５〜６に示される構成では、掻き取り部（５）は、複数のスクレーパ（５１）を有している。スクレーパ（５１）は、金属円筒（３）の上方へ延びて送出し部（２０）の混合空間（１５）の内部に突出する突出部５１ａをそれぞれ有している。これら複数のスクレーパ（５１）の突出部５１ａによって、撹拌部が構成される。

したがって、モータ（９）の駆動力によって回転軸（４）および掻き取り部（５）が回転すれば、スクレーパ（５１）は、製氷部（１０）の金属円筒（３）の内部で旋回する。それとともに、スクレーパ（５１）の突出部５１ａは、送出し部（２０）の混合空間（１５）の内部に突出した状態で、混合空間（１５）の内部で旋回するので、混合空間（１５）の内部のスラリーアイスを撹拌することが可能である。これにより、撹拌部（１７）を構成する羽根などの専用の部材が必要なくなり、部品点数を削減することが可能になる。また、それにより、スラリーアイス製造装置（１）の全体のメンテナンスも容易になる。

［実施形態３］
上記の実施形態１〜２のスラリーアイス製造装置は、図１〜２および図５〜６に示されるように、らせん状の外周突起（８ａ）を有するオーガ（８）を備えているが、本発明はこれに限定されるものではなく、オーガ（８）を省略してもよい。その場合も、製氷部（１０）の金属円筒（３）の上端部の開口に連通する送出し部（２０）の内部の混合空間（１５）で氷粒子（Ｑ）と原料水（Ｗ）とが均一に混合されて、これらの混合割合が調整されたスラリーアイスを生成して連続的に取り出すことが可能である。

なお、オーガ（８）を省略する場合、オーガ（８）の代わりの部材として、図５の２点鎖線で示される柱状体２１のよう、製氷部（１０）は、金属円筒（３）の内部において、単に当該金属円筒（３）の長手方向に延びる柱状体２１を備えていてもよい。

その場合、金属円筒（３）の内部に柱状体２１が設けられることにより、金属円筒（３）の内部において原料水（Ｗ）が流れることが可能な空間を狭くすることが可能になり、供給部（６）から金属円筒（３）の内部の原料水（Ｗ）へ作用する圧力を高めることが可能である。その結果、金属円筒（３）の内部において、原料水（Ｗ）および氷粒子（Ｑ）を金属円筒（３）の上部の送出し部（２０）へ円滑に送り出すことが可能である。
［実施形態４］
上記の実施形態１〜２のスラリーアイス製造装置は、図１〜２および図５〜６に示されるように、製氷部１０の金属円筒３が垂直に立てられ、当該金属円筒３の上部に送出し部２０が配置されているので、設置スペースが小さくて済む。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明のスラリーアイス製造装置の他の実施例として、金属円筒が水平方向に延びるように配置され、その金属円筒の端部開口に送出し部が連通している構造でもよい。その場合も、上記の実施形態１〜２のように、氷粒子と原料水とが均一に混合されたスラリーアイスを排出口から連続的に取り出すことが可能である。

本発明は、氷粒子と原料水とが均一に混合されたスラリーアイスを連続的に製造することが可能なスラリーアイス製造装置に関する。製氷部では、海水などの原料水が供給部によって金属円筒の内部に送られ、それとともに、金属円筒が冷却部によって冷却される。これにより、金属円筒の内周面に氷膜が生成される。金属円筒の内周面に生成された氷膜上から、金属円筒の内部で回転する掻き取り部によって氷粒子が掻き取られる。金属円筒の内部の氷粒子および残りの原料水は、金属円筒の端部開口に連通する送出し部へ送られる。氷粒子と原料水は、金属円筒の内部で掻き取り部の回転力によって回転している状態を維持したまま、送出し部の混合空間に送り込まれる。そのため、混合空間内部では、氷粒子および原料水は、それらの慣性力によって回転し続けることにより均一に混合される。これにより、氷粒子と原料水とが均一に混合されてこれらの混合割合が調整されたスラリーアイスを生成することが可能である。その結果、氷粒子と原料水とが均一に混合されたスラリーアイスを排出口から連続的に取り出すことが可能である。

１ スラリーアイス製造装置
３ 金属円筒
３ａ 製氷空間
４ 回転軸
５ 掻き取り部
６ 供給部
７ 冷却部
７ａ 外筒
７ｂ 冷媒流路
７ｃ 圧縮機
７ｄ 凝縮器
７ｅ 導入口
７ｆ 排出口
８ オーガ
８ａ 外周突起
９ モータ
１０ 製氷部
１１ 底壁
１２ 断熱部
１３ 本体部
１４ 天蓋
１５ 混合空間
１６ 排出口
１７ 撹拌部
１７ａ 本体部
１７ｂ フィン
２０ 送出し部
５１スクレーパ
５２ 受部材
５３ 支持部材
Ｐ 氷粒子
Ｗ 塩水
Ｓ スラリーアイス

Claims (4)

1. 水の凝固点を下げる成分を含む原料水を冷却して氷粒子を連続して製造する製氷部であって、金属円筒、前記金属円筒の内部に原料水を送る供給部、前記金属円筒を冷却して前記金属円筒の内周面において氷膜を生成する冷却部、および前記金属円筒の内部に回転可能に配置されて前記金属円筒の内周面の前記氷膜上から氷粒子を掻き取る掻き取り部を有する製氷部と、
   前記製氷部の金属円筒の端部の開口に連通して配置された送出し部であって、前記製氷部から送り込まれた氷粒子と原料水とを混合してこれらの混合割合を均一化されたスラリーアイスを生成可能な混合空間、および前記スラリーアイスを混合空間から外部へ排出する排出口を有する送出し部と、
   前記送出し部内部で回転して前記スラリーアイスを撹拌する撹拌部をさらに備え、
   前記掻き取り部は、スクレーパを有し、
   前記スクレーパは、前記送出し部の内部に突出する突出部を有し、
   前記撹拌部は、前記突出部によって構成されている、
   ことを特徴とするスラリーアイス製造装置。
2. 前記製氷部は、前記金属円筒の内部において、当該金属円筒の長手方向に延びる回転軸を回転中心として回転自在に設けられた柱状体であって、らせん状の外周突起を有する、回転可能なオーガをさらに備える
   請求項１に記載のスラリーアイス製造装置。
3. 前記製氷部は、前記金属円筒の内部において、当該金属円筒の長手方向に延びる柱状体をさらに備える、
   請求項１に記載のスラリーアイス製造装置。
4. 金属円筒と送出し部との間に介在し、当該金属円筒と送出し部との間の熱伝導を遮断する断熱部をさらに備える、
   請求項１乃至３のいずれか１項に記載のスラリーアイス製造装置。

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