JP7249798B2 - 製氷装置 - Google Patents

Description

本発明は、シャーベット氷を製造する製氷装置に関する。

従来、魚類の鮮度の維持や、魚類の表面の損傷防止のために、細かい氷粒子を有し、短時間で融解するシャーベット氷が用いられている。シャーベット氷は、特許文献１～３のような製氷装置で製造されている。

特許文献１～３の製氷装置は、回転体に掻取刃が外方に突出して設けられ、この回転体が内筒に軸方向を揃えて回転可能に内装されていると共に、内筒と外筒との間に冷媒を流通するようになっており、内筒の内部に供給される塩水を冷媒で冷却して内筒の内周面に氷を生成し、この氷を回動する回転体の掻取刃で掻き取ってシャーベット氷を製造している。

特許第４６３８３９３号公報 特開２０１０－２２３４７９号公報 特開２０１０－２２３４８０号公報

ところで、シャーベット氷を製造する製氷装置において内筒で製造したシャーベット氷を蓋材の排出口から排出する構造とする場合、蓋材と冷媒との熱伝導で蓋材の排出口の周辺に氷結塊が発生し、排出口に氷詰まりが発生してスムーズなシャーベット氷の排出が困難になるという問題がある。特許文献１では、この氷結塊の発生を防止すべく、平板状の蓋材を断熱性の合成樹脂で形成する構成や、蓋材を加熱手段で加熱する構成を用いている。

この断熱性の合成樹脂で形成された平板状の蓋材は、熱伝導率の低下である程度の氷結塊の発生を防止できるものの、排出口への氷詰まりの発生を確実に防止するものとしては未だ十分なものとは言えない。また、蓋材を加熱手段で加熱する場合には、加熱手段を別途に設置する必要があり、加熱手段の付加で装置構造が複雑化し、故障リスクが増加すると共に、製造コストや稼働によるランニングコストが増加してしまう。そのため、蓋材の排出口への氷詰まりの発生を確実に防止できると共に、故障リスクが低く、製造コストとランニングコストを低減することができる製氷装置が求められている。

本発明は上記課題に鑑み提案するものであり、蓋材の排出口への氷詰まりの発生を確実に防止できると共に、故障リスクが低く、製造コストとランニングコストを低減することができる製氷装置を提供することを目的とする。

本発明の製氷装置は、掻取刃が設けられた回転体が内筒に回転可能に内装され、前記内筒の内部に前記内筒の下側から圧送される液状素材を流入させ、前記内筒と外筒との間に流通する冷媒で前記液状素材を冷却して前記内筒の内周面に氷を付着させ、前記掻取刃による付着した氷の掻き取りで生成されたシャーベット氷を前記内筒の上側に配置された蓋材の排出口から排出させる製氷装置であって、前記回転体の回転軸の上側軸受部に開口が設けられていると共に、前記蓋材が上方に凸の形状で形成され且つ前記蓋材の頂部に前記排出口が設けられていることを特徴とする。また、本発明の製氷装置は、掻取刃が設けられた回転体が内筒に回転可能に内装され、前記内筒の内部に前記内筒の下側から圧送される液状素材を流入させ、前記内筒と外筒との間に流通する冷媒で前記液状素材を冷却して前記内筒の内周面に氷を付着させ、前記掻取刃による付着した氷の掻き取りで生成されたシャーベット氷を、前記内筒の上側で且つ前記回転体と前記掻取刃の上側に配置された蓋材の排出口から排出させる製氷装置であって、前記回転体の回転軸の上側軸受部に開口が設けられていると共に、前記掻取刃が設けられた回転体が内装されていない前記蓋材が上方に凸、下方に凹の形状で形成され且つ前記蓋材の頂部に前記排出口が設けられていることを特徴とする。更に、本発明の製氷装置は、加熱手段を有しないことを特徴とする。
これによれば、下方に凹の蓋材の頂部やその周辺に氷結塊を付着しにくく、付着した氷結塊も落下し易くし、蓋材の頂部の排出口に氷詰まりが発生することを確実に防止することができる。そして、蓋材の頂部に上側軸受部に開口から上方にシャーベット氷をスムーズに移送し、蓋材の頂部の排出口からスムーズにシャーベット氷を排出することができる。また、加熱手段等の装置構造を複雑化する手段が不要であるから、故障リスクを低くし、製造コストとランニングコストを低減することができる。

本発明の製氷装置は、前記蓋材が上方に凸のドーム状に形成されていることを特徴とする。
これによれば、蓋材を上方に凸のドーム状に形成することにより、蓋材の強度、耐衝撃性を高めることができ、例えば足場の不安定な船上等で製氷装置を使用する場合にも破損を防止することができる。

本発明の製氷装置は、前記上側軸受部が、前記回転軸を軸支するセンター部と、前記内筒の上端近傍に取り付けられる外周環状部と、放射状に延びて前記センター部と前記外周環状部を連結するスポーク部とから構成され、前記スポーク部相互の間に前記開口が設けられていることを特徴とする。
これによれば、シャーベット氷が流れる上側軸受部の開口を大きくし且つ内筒の周方向にバランス良く配置することができる。従って、シャーベット氷を内筒の周方向の全体でバランス良くスムーズに上方に移送することができ、一層スムーズなシャーベット氷の移送、排出を行うことができる。

本発明の製氷装置は、前記蓋材が金属で形成され、前記排出口と連通する排出管が前記蓋材に一体形成されていることを特徴とする。
これによれば、蓋材を金属製とすることにより、蓋材の強度を向上することができると共に、将来の装置廃棄時の合成樹脂製の蓋材による廃プラスチック等を削減し、環境保護に資することができる。また、排出管を蓋材に設けることにより、より下流でシャーベット氷が流れる接続管や接続チューブを排出管に接続して、接続の便宜性、シャーベット氷の流通、供給の便宜性を高めることができる。

本発明の製氷装置は、前記回転体が円柱形に形成され、前記掻取刃が前記回転体の外周面に沿って螺旋状に設けられると共に、前記内筒と前記回転体との間の間隙に前記液状素材が流入されることを特徴とする。
これによれば、内筒と回転体との間の間隙に圧力供給される液状素材を流入させることにより、よりスムーズに液状素材やシャーベット氷を上方に移送することができると共に、螺旋状の掻取刃により、シャーベット氷を螺旋状に移動させて上方に移送することができる。従って、一層スムーズなシャーベット氷の移送、排出を行うことができる。

本発明の製氷装置は、螺旋状の前記掻取刃の刃先が前記内筒の内周面に非接触で設けられることを特徴とする。
これによれば、螺旋状の掻取刃の刃先を内筒の内周面に非接触とすることにより、掻取刃の摩耗による劣化を抑制し、掻取刃や製氷装置の耐久性を高め、長寿命化を図ることができる。また、螺旋状の掻取刃の刃先を非接触とすることにより、回転体と掻取刃のより滑らかな回転動作を行うことができ、シャーベット氷の螺旋状の移動をよりスムーズに行うことができる。

本発明の製氷装置は、前記外筒の外側が断熱部で覆われると共に、少なくとも前記蓋材の頂部周辺が前記断熱部から露出して設けられていることを特徴とする。
これによれば、外筒の外側を断熱部で覆うことにより、より省エネルギーで必要なシャーベット氷を製造することができる。また、蓋材の頂部周辺を断熱部から露出させることにより、蓋材の頂部周辺への氷結塊の付着防止を確保し、省エネルギー化を図りつつ、蓋材の頂部の排出口に氷詰まりが発生することを確実に防止することができる。

本発明の製氷装置によれば、蓋材の排出口への氷詰まりの発生を確実に防止できると共に、故障リスクを低くし、製造コストとランニングコストを低減することができる。

本発明による実施形態の製氷装置の斜視図。 実施形態の製氷装置の縦断面図。 実施形態の製氷装置の別方向の縦断面図 実施形態の製氷装置の横断面図。 実施形態の製氷装置から蓋材を外した状態の斜視図。 実施形態の製氷装置における回転体の斜視図。 実施形態の製氷装置における液状素材の流れを説明する断面説明図。

〔実施形態の製氷装置〕
本発明による実施形態の製氷装置１は、図１～図５に示すように、内筒２と、内筒２の外側に離間して内筒２に外装される外筒３と、外筒３の外側に離間して外筒３に外装される断熱部を構成する断熱筒４を備える。内筒２の下側には環状の下側支持体５が設けられ、下側支持体５に内筒２の下端部と外筒３の下端部が固着されている。断熱筒４の下端部は、外筒３の下端部近傍で外筒３の外周面に固着されている。内筒２の上端部には環状の上側支持体６が外嵌され、内筒２の上端部は上側支持体６に固着されている。外筒３の上端と、断熱筒４の上端は、それぞれ上側支持体６の下面に嵌着されている。外筒３と断熱筒４との間の空間は減圧された真空断熱空間Ｓ１になっており、断熱筒４と真空断熱空間Ｓ１で外筒３の外側を覆う断熱部を構成している。

下側支持体５には、内筒２と外筒３との間の流通空間Ｓ２に連通する冷媒流入路５１が設けられ、又、上側支持体６には、内筒２と外筒３との間の流通空間Ｓ２に連通する冷媒流出路６１が設けられており、冷媒流入路５１から流入した冷媒Ｒが内筒２と外筒３との間の流通空間Ｓ２を流通し、冷媒流出路６１から流出するようになっている。この冷媒Ｒの流通は、シャーベット氷の製造時に持続的に行われる。

内筒２には、回転体７が回転可能に内装されている。回転体７は、円柱形に形成され、回転体７の外周面７１が内筒２の内周面２１と非接触となるように内筒２に内装されている。回転体７の外周面７１が内筒２の内周面２１との間隔は例えば２～３ｍｍ程度等とされる。回転体７の外周面７１には、図６に示すように、掻取刃７２が設けられている。掻取刃７２は、回転体７の外周面７１に沿い且つ回転体７の軸方向に延びるようにして螺旋状に形成されている。掻取刃７２は、上方に向かって漸次外側に拡がるように形成されたテーパ面７２１と、略水平の上面７２２とから構成される断面形状を有し、掻き取ったシャーベット氷を上方に向かって移送し易い形状になっている。螺旋状の掻取刃７２の刃先は、内筒２の内周面２１と非接触で設けられ、掻取刃７２の刃先と内筒２の内周面２１との間隔は例えば０．３～０．５ｍｍ程度等とされる。

回転体７の中心には、回転体７の軸方向に延設された回転軸７３が固定されている。回転軸７３の回転体７よりも下側に突出した部分は、下側支持体５に内装された下側軸受部８で軸支され、更に、回転軸７３の下側支持体５よりも下側に突出した部分は、回転軸７３を回動する駆動機構９に取り付けられ、駆動機構９の駆動制御によって回転軸７３及び回転体７が回動するようになっている。

回転軸７３の回転体７よりも上側に突出した部分は上側軸受部１０で軸支されている。上側軸受部１０は、図５に示すように、回転軸７３を軸支するセンター部１０１と、内筒２の上端近傍に取り付けられる外周環状部１０２と、放射状に延びてセンター部１０１と外周環状部１０２を連結するスポーク部１０３とから構成され、スポーク部１０３・１０３相互の間が上側軸受部１０に設けられた開口１０４になっている。本実施形態における外周環状部１０２は、上側支持体６の嵌合段差６２に嵌合するように配置されて固定されている。

内筒２の上側には蓋材１１が配設されている。蓋材１１は上方に凸の形状で形成され、本実施形態では上方に凸のドーム状或いは半球状で形成されている。蓋材１１の下端部には外側に突出するフランジ１１１が設けられ、フランジ１１１を上側支持体６の上面に載置するように設けられ、フランジ１１１が上側支持体６に溶接等で固定されている。上側軸受部１０の外周環状部１０２は、嵌合段差６２とフランジ１１１で挟持されるようにして設けられる。また、嵌合段差６２よりも外側の位置における上側支持体６の上面とフランジ１１１との間には、シャーベット氷の外側への流出を防止するリング状のシール材１２が設けられている。

蓋材１１の頂部には、シャーベット氷の排出口１１２が設けられ、排出口１１２からシャーベット氷を排出するようになっている。また、本実施形態における蓋材１１は、金属で形成されていると共に、排出口１１２と連通する排出管１１３が一体形成され、ドーム形状から外側或いは上方に突出する排出管１１３が蓋材１１に一体形成されている。尚、本発明における断熱部は、外筒３の外側だけに設ける構成の他、外筒３よりも上側まで設ける構成とすることも可能であるが、蓋材１１の頂部やその周辺への氷結塊の付着をより確実に防止或いは抑制すべく、少なくとも蓋材１１の頂部周辺は断熱部から露出させることが好ましい。

下側支持体５、回転軸７３の外側の位置で下側支持体５と回転体７との間に位置する介在板１３には、塩水又は真水等のシャーベット氷の素となる液状素材の液材流入路５２、１３１が連通して設けられている。液材流入路５２、１３１を通って流入する液状素材は、内筒２と回転体７との間の間隙に流入し、主に内筒２の内周面２１と回転体７の外周面７１との間の間隙に液状素材が流入する。

本実施形態の製氷装置１でシャーベット氷を製氷する際には、回転体７を回動させると共に、内筒２と外筒３との間の流通空間Ｓ２に冷媒Ｒを流通させながら、下側支持体５の液材流入路５２に塩水又は真水等の液状素材を圧力供給し、内筒２の内部に内筒２の下側から圧送される液状素材を流入させる。加圧供給された液状素材は、液材流入路５２、１３１を通って回転体７の下面と介在板１３との間を流れ、内筒２の内周面２１と回転体７の外周面７１との間の間隙に流入する（図７の太線矢印参照）。

内筒２の内周面２１と回転体７の外周面７１との間の間隙に流入した液状素材は、流通空間Ｓ２を流通する冷媒Ｒで冷却され、その一部が氷となって内筒２の内周面２１に付着する。生成、付着した氷は回転体７の掻取刃７２で掻き取られ、上方に圧送されている液状素材の流れと、螺旋運動を行う螺旋状の掻取刃７２による移送により、氷にならなかった液状素材と伴にシャーベット氷或いはスラリーアイスとして上方に移送される（図７の太線矢印参照）。生成されたシャーベット氷は上方に凸でドーム状の蓋材１１の排出口１１２、排出管１１３から製氷装置１の外部に排出される。

本実施形態の製氷装置１によれば、下方に凹の蓋材１１の頂部やその周辺に氷結塊を付着しにくく、付着した氷結塊の落下し易くし、蓋材１１の頂部の排出口１１２に氷詰まりが発生することを確実に防止することができる。そして、蓋材１１の頂部に上側軸受部１０に開口１０４から上方にシャーベット氷をスムーズに移送し、蓋材１１の頂部の排出口１１２からスムーズにシャーベット氷を排出することができる。また、加熱手段等の装置構造を複雑化する手段が不要であるから、故障リスクを低くし、製造コストとランニングコストを低減することができる。また、蓋材１１を上方に凸のドーム状に形成することにより、蓋材１１の強度、耐衝撃性を高めることができ、例えば足場の不安定な船上等で製氷装置を使用する場合にも破損を防止することができる。

また、上側軸受部１０のスポーク部１０３・１０３相互の間をシャーベット氷が流通する開口１０４とすることにより、シャーベット氷が流れる上側軸受部１０の開口１０４を大きくし且つ内筒２の周方向にバランス良く配置することができる。従って、シャーベット氷を内筒２の周方向の全体でバランス良くスムーズに上方に移送することができ、一層スムーズなシャーベット氷の移送、排出を行うことができる。

また、蓋材１１を金属製とすることにより、蓋材１１の強度を向上することができると共に、将来の装置廃棄時の合成樹脂製の蓋材による廃プラスチック等を削減し、環境保護に資することができる。また、排出管１１３を蓋材１１に設けることにより、より下流でシャーベット氷が流れる接続管や接続チューブを排出管１１３に接続して、接続の便宜性、シャーベット氷の流通、供給の便宜性を高めることができる。

また、内筒２と円柱形の回転体７との間の間隙に圧力供給される液状素材を流入させることにより、よりスムーズに液状素材やシャーベット氷を上方に移送することができると共に、螺旋状の掻取刃７２により、シャーベット氷を螺旋状に移動させて上方に移送することができる。従って、一層スムーズなシャーベット氷の移送、排出を行うことができる。

また、螺旋状の掻取刃７２の刃先を内筒２の内周面２１に非接触とすることにより、掻取刃７２の摩耗による劣化を抑制し、掻取刃７２や製氷装置１の耐久性を高め、長寿命化を図ることができる。更に、回転体７と掻取刃７２のより滑らかな回転動作を行うことができ、シャーベット氷の螺旋状の移動をよりスムーズに行うことができる。

また、外筒３の外側を断熱部で覆うことにより、より省エネルギーで必要なシャーベット氷を製造することができる。また、蓋材１１の頂部周辺を断熱部から露出させることにより、蓋材１１の頂部周辺への氷結塊の付着防止を確保し、省エネルギー化を図りつつ、蓋材１１の頂部の排出口に氷詰まりが発生することを確実に防止することができる。

〔本明細書開示発明の包含範囲〕
本明細書開示の発明は、発明として列記した各発明、実施形態及びその変形例の他に、適用可能な範囲で、これらの部分的な内容を本明細書開示の他の内容に変更して特定したもの、或いはこれらの内容に本明細書開示の他の内容を付加して特定したもの、或いはこれらの部分的な内容を部分的な作用効果が得られる限度で削除して上位概念化して特定したものを包含する。そして、本明細書開示の発明には下記変形例や追記した内容も含まれる。

例えば本発明における上方に凸の形状の蓋材は、上記実施形態のように上方に凸のドーム状に形成すると好適であるが、截頭円錐形等の他の形状で形成することも可能である。また、本発明における蓋材は金属で形成されるものに限定されず、合成樹脂等の他の材料で形成するものも含まれる。また、本発明における蓋材は、排出口と連通する排出管が一体形成されているものに限定されず、蓋材が排出口だけを備え、この排出口に別の排出管が溶接、ボルト締結等で固定して連通される構成も含まれる。また、本発明における断熱部の構成は、本発明の趣旨の範囲内で適宜であり、例えば断熱材を外筒の外周を巻回するように設ける構成も含まれる。

本発明は、シャーベット氷の製氷装置として利用することができる。

１…製氷装置 ２…内筒 ２１…内周面 ３…外筒 ４…断熱筒 ５…下側支持体 ５１…冷媒流入路 ５２…液材流入路 ６…上側支持体 ６１…冷媒流出路 ６２…嵌合段差 ７…回転体 ７１…外周面 ７２…掻取刃 ７２１…テーパ面 ７２２…上面 ７３…回転軸 ８…下側軸受部 ９…駆動機構 １０…上側軸受部 １０１…センター部 １０２…外周環状部 １０３…スポーク部 １０４…開口 １１…蓋材 １１１…フランジ １１２…排出口 １１３…排出管 １２…シール材 １３…介在板 １３１…液材流入路 Ｓ１…真空断熱空間 Ｓ２…流通空間 Ｒ…冷媒

Claims (7)

1. 掻取刃が設けられた回転体が内筒に回転可能に内装され、
   前記内筒の内部に前記内筒の下側から圧送される液状素材を流入させ、
   前記内筒と外筒との間に流通する冷媒で前記液状素材を冷却して前記内筒の内周面に氷を付着させ、
   前記掻取刃による付着した氷の掻き取りで生成されたシャーベット氷を、前記内筒の上側で且つ前記回転体と前記掻取刃の上側に配置された蓋材の排出口から排出させる製氷装置であって、
   前記回転体の回転軸の上側軸受部に開口が設けられていると共に、
   前記掻取刃が設けられた回転体が内装されていない前記蓋材が上方に凸、下方に凹の形状で形成され且つ前記蓋材の頂部に前記排出口が設けられていることを特徴とする製氷装置。
2. 前記蓋材が上方に凸のドーム状に形成されていることを特徴とする請求項１記載の製氷装置。
3. 前記上側軸受部が、前記回転軸を軸支するセンター部と、前記内筒の上端近傍に取り付けられる外周環状部と、放射状に延びて前記センター部と前記外周環状部を連結するスポーク部とから構成され、
   前記スポーク部相互の間に前記開口が設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の製氷装置。
4. 前記蓋材が金属で形成され、前記排出口と連通する排出管が前記蓋材に一体形成されていることを特徴とする請求項１～３の何れかに記載の製氷装置。
5. 前記回転体が円柱形に形成され、前記掻取刃が前記回転体の外周面に沿って螺旋状に設けられると共に、
   前記内筒と前記回転体との間の間隙に前記液状素材が流入されることを特徴とする請求項１～４の何れかに記載の製氷装置。
6. 加熱手段を有しないことを特徴とする請求項１～５の何れかに記載の製氷装置。
7. 前記外筒の外側が断熱部で覆われると共に、
   少なくとも前記蓋材の頂部周辺が前記断熱部から露出して設けられていることを特徴とする請求項１～６の何れかに記載の製氷装置。

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