JPH02140575A - 自動製氷機の製氷構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、例えば球体状や多面体状をなす氷塊群を、
全自動で大量に製造し得る自動製氷機の製氷構造に関す
るものである。

従来技術 各種の産業分野で、サイコロ状の角氷や所要厚みの板氷
その他フレーク状の氷片等を大量に連続製造する自動製
氷機が、その用途に応じて好適に使い分けられている。

例えば、前記の角氷を製造する製氷機として、 ■製氷室に下向きに多数画成した立方体状の製氷小室を
、その下方から水皿により開閉自在に閉成し、当該水皿
から製氷水を各製氷小室に噴射供給して、該製氷小室中
に角氷を徐々に形成するようにした所謂クローズドセル
方式や、 ■下方に開放する多数の立方体状の製氷小室に製氷水を
直接供給し、角氷を該製氷小室中に形成するようにした
所謂オープンセル方式が知られている。また、板氷や細
粒状のクラッシュアイスを連続製造する製氷機、その他
フレーク状の氷片を連続製造するオーガ式製氷機等も実
施されている。

発明が解決しようとする課題 従来の各種製氷機により製造される氷は、前述した如く
、立方体状の角氷や板木、その他フレーク状の氷片やク
ラッシュアイスが殆どである。これらの氷で所要の定形
を備え、そのまま飲料に浮かせたり、各種食材の冷却ベ
ツドに供したり出来るのは、僅かに前記の角氷があるに
過ぎない（板氷も定形は備えているが１通常そのままの
寸法では使用し得ない）。

しかるに最近の喫茶店やレストランその他の飲食施設で
は、同種営業に対し種々の面で優位に立って顧客を吸引
するべく、他社との差別化を図る懸命な努力が払われて
いる。その−環として１例えば、従来より広く普及して
いる角氷に替えてボール状（球体状）の氷塊を使用し、
これにより顧客に目先の新しい変化を提供しようとする
傾向がみ受けられる。

しかしこの球状水は、広く飲食に供されることから、空
気混入による白濁がなく、清澄な透明氷塊でなければ商
品価値は低下する。また大量に製造可能であることを必
要とするが、従来この種の要請を満たす球状水の自動製
氷機は存在しなかつた。そこで本願の発明者は、透明で
清澄な球状水を大量に製造し得る製氷機の開発に従事し
、前記の要請を充分に満足する機構を得たので、その基
本概念につき昭和６３年１月２９日付けで１発明「自動
製氷機」として特許出願を行なった。

先の出願に係る製氷機は、■下方に開放する第１製氷小
室を多数画成し、背面に蒸発器を備えた第１Ｈ氷室と、
■上方に開放する第２３１氷小室を多数画成した第２製
氷室とを基本的に備え、製氷運転に際し両製氷小室が対
応的に閉成して、その内部に球体等の異形水を形成する
空間を画成するものである。この基本構造に係る製氷機
では、製氷運転に際して１両製氷小室に画成される空間
中での氷結時間を如何にして短縮し、また除氷時間を如
何にして短縮するか、が新たな解決ｓｙｎとして浮上し
ている。

発明の目的 この発明は、前述した課題に鑑み、これを好適に解決す
るべく提案されたものであって、下方に開放する第１製
氷小室を多数備える第１製氷室と、上方に開放する第２
製氷小室を多数備える第２製氷室とから構成される製氷
機において、両製氷小室で画成される空間中での氷結時
間を短縮し、また氷塊を前記空間中から短時間で除去す
ることができ、更には中空水の製造も可能にし得る新規
な製氷構造を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段 前述した課題を克服し、所期の目的を好適に達成するた
め、本発明に係る自動製氷機の製氷構造は、製氷水を製
氷室に噴射供給して該製氷室内に氷塊を形成し、氷結す
るに到らなかった製氷水は再循環に供するようにした自
動製氷機において、背面に蒸発器を備えて機内に固定配
置され、下方に開放する所要形状の第１製氷小室を多数
形成した第１製氷室と、 この第１製氷室に対して接離自在に配設され、前記第１
製氷小室の夫々を下方から対応的に閉成し得る所要形状
の第２製氷小室を多数形成した第２製氷室とからなり。

前記第２１１氷室を熱良導体で構成したことを特徴とす
る。

実施例 次に、本発明に係る自動製氷機の製氷構造につき、好適
な実施例を挙げて、添付図面を参照しながら以下説明す
る。なお、本発明の実施例では、第９図（ａ）に示す球
状水１を連続製造する自動製氷機につき説明するが、後
述する製氷小室の内部形状を変更するだけで、第９図（
ｂ）に示す如きダイヤカット状の多面体水２の製造にも
容易に対応し得る。

（第１および第２製氷室について） 第１図は、本発明に係る自動製氷機の主要製氷構造を製
氷状態で概略的に示し、所要直径をなす多数の球状水を
製造する製氷室１０は、水平に配設した第１製氷室１１
と、この第１製氷室１１を下方から開閉自在に閉成可能
な第２Ｉｌ！氷室１２とから基本的に構成される。すな
わち、製氷機筐体（図示せず）の内部上方に、熱伝導率
の良好な金属を材質とする矩形状の第１製氷室１１が水
平に配設固定され、所要の整列パターンで第１製氷小室
１３が、この第１製氷室１１に下向きで多数凹設されて
いる。各第１製氷小室１３は半球状の凹部として形成さ
れ、−例として直径３ＣＭ、深さ１．５１に設定されて
いる。第１製氷室１１の上面には、冷凍系（図示せず）
から導出した蒸発器１４が蛇行状に密着固定され、当該
冷凍系の運転により蒸発器１４における気化冷媒の熱交
換が促進されて、第１１１！氷室１１が氷点下にまで冷
却される。

第１製氷室１１の直下には、銅の如き熱良導性の金属を
材質とする第２製氷室１２が後述の如く傾動自在に配設
され、その製氷運転に際して、該第１製氷室１１を下方
から閉成すると共に、除氷運転に際して、該第１製氷室
１１を開放し得るようになっている。すなわち、第２製
氷室１２には、前記第１製氷室１１に凹設した第１製氷
小室１３と対応して、同じく半球状凹部からなる第２製
氷小室１５が上向きに所要の整列パターンで多数凹設さ
れている。この第２製氷小室１５の直径も、−例として
３１であり２凹部の深さは１．５１に設定されている。

従って、第１製氷室１１に対し第２製氷室１２を下方か
ら閉成すると５両製氷小室１３．１５が相互に対応して
各小室内に直径３備の球状空間が画成される。

第２製氷室１２は、前述の如く銅等の熱良導金属を材質
とするブロック体として構成され、各第２製氷小室１５
に製氷水を噴射供給するための水皿３８が、当該第２製
氷室１２の外底部にボルト６０を介して一体的に固定さ
れている。また水皿３８は、その後端部が直角に立上が
って後部６４が形成され、この後部６４の開放端におい
て製氷機筐体（図示せず）の固定部位に、枢軸１６によ
り傾動旋回可能に枢支され、後述のアクチュエータモー
タＡＭによって第２製氷室１２と共に回動付勢される。

すなわち、第６図に示す如く時計方向に回動すれば、水
皿３８に一体固定した第２！Ｊ５氷室１２は第１製氷小
室１３を開放し、また反時計方向に回動すれば、第１図
に示す如く第２製氷室１２は第１製氷小室１３を閉成す
る。

水皿３８の裏面には、各第２製氷小室１５と連通ずる噴
水孔２５が対応的に穿設され、これら噴水孔２５に製氷
水を供給する分配管２４が同じく水皿３８の裏面に蛇行
配置されている。また水皿３８の下方には、前記分配管
２４に製氷水を供給するための製氷水タンク１９が一体
的に設けられている。

図に示す如く、第２製氷室１２における各第２製氷小室
１５の底部に通孔１２ａが穿設され、前記水皿３８と第
２ｉ１氷室１２とを固定した際に、各噴水孔２５が前記
通孔１２ａと対応一致するよう寸法設定されている。そ
してこの通孔１２ａは。

後述する製氷運転に際し１両製氷小室１３．１５に画成
された氷形成用空間に製氷水を供給すると共に、該空間
中で氷結するに到らなかった製氷水（以下「未氷結水」
という）を好適に排出するべく機能する。なお、水皿３
８の各噴水孔２５に隣接して戻り孔２６が穿設され、前
記通孔１２ａから排出された未氷結水は、この戻り孔２
６を介して製氷水タンク１９に帰還される。

（水皿傾動機構と水循環系とについて）水皿３８を傾動
させるアク、チュエータモータＡＭは減速機を備え、そ
の回転軸にカムレバー１７およびレバー片３７が半径方
向に延出するよう固定され、前記カムレバー１７の先端
１７ａと水皿３８の前方端部との間に、コイルスプリン
グ１８が弾力的に係着されている。前記カムレバー１７
の基部に形成したカム面１７ｂは、水皿３８の側部６１
の上面にカム係合可能に寸法設定されている。また第１
製氷室１１を支持する固定部位に切換スイッチＳ２が配
設され、除氷運転に伴うモータＡＭの回転により前記レ
バー片３７が回動すると、前記切換スイッチＳ２が切換
えられて、モータＡＭを停止させ、前記水皿３８を傾動
状態で停止させる。また冷凍系の弁を切り換えて、前記
蒸発器１４にホットガスを流通させる機能も果す。

前記製氷水タンク１９の底部側面から導出した給水管２
１は、給水ポンプ２２を介してタンク側方に設けた圧力
室２３に連通し、更に圧力室２３から前記分配管２４に
連通している。従って、製氷水タンク１９からポンプ２
２を介して圧送される製氷水は１分配管２４に穿設した
前記各噴水孔２５および第２製氷小室１５の底部に穿設
した前記通孔１２ａを介して、各第２製氷小室１５中に
噴射供給されるものである。なお、前記の通孔１２ａを
充分大径に設定しておくことにより、後述する製氷運転
に際し両製氷小室１３．１５で氷結するに到らなかった
未氷結水を、この通孔１２ａおよび水皿３８に穿設した
前記戻り孔２６から製氷水タンク１９に戻し得るように
なっている。

更に、水皿３８の前方には、前述の側部６１より所定寸
法だけ低く設定した堰止め部６２が配設され、この堰止
め部６２の両端部は両側部６１゜６１に密着されている
。また水皿３８には、第２製氷室１２の前方側端部と堰
止め部６２との間に所要径の排水孔６３が穿設されてい
る。これにより水皿３８の内部表面には１両側部６１，
６１．堰止め部６２および前記後部６４で囲繞された水
溜部６５が形成される。そして該水溜部６５に貯溜され
た水の一部は、前記排水孔６３から製氷水タンク１９に
流下し、他の水は堰止め部６２の上端からオーバーフロ
ーして、水皿３８の前方側よりタンク１９に流入するよ
うにしである。なお、製氷水タンク１９への給水は、外
部水道系に接続している給水管２７の給水弁Ｗｖを開放
することにより行なわれる。

（感温機構について） 第１製氷室１１の上面における所定位置に、製氷完了検
知手段として機能する製氷検知サーモＴｈ、の感温部（
プローブ）が配設され、また同じ第１製氷室上面の別位
置に、除氷完了検知手段として機能する除氷検知サーモ
Ｔｈ、の感温部が配設されている。更に、第２１１氷室
１２における所要の側部にサーモＴｈ、の感温部が配設
され、該サーモＴｈ、の電気信号を発する本体は、水皿
３８の前記後部６４に取付けられている。

（水案内板について） 製氷水タンク１９の下方には、製氷残水等を受けて機外
へ排出するための排水皿６９が配設され。

該排水皿６９の上方に、軸６８に固定した水案内板６７
が臨んでいる。この水案内板６７は、その製氷運転中に
おいて、筐体の固定部から延出垂下する位置決め部材７
０に当接して位置決めされ。

第１図に示す如くタンク１９の開放先端部に近接した位
置で停止している。この状態において、タンク１９中の
製氷水がオーバーフローすると、第５図に示すように、
この水は前記水案内板６７の裏面に沿って流下した後、
前記排水皿６９から機外へ排出される。また除氷運転の
際には、第６図に示す如く、水案内板６７が固定されて
いる前記軸６８を、図示しない駆動手段により反時計方
向に駆動すれば、この水案内板６７は傾動状態にある（
後述）第２製氷室１２の上面に倒れ込み、各第２１！氷
小室１５を塞ぐに到る。そして第７図に示す如く、第１
製氷室１１から落下する疎水を、この水案内板６７にお
いて滑落させて貯水庫（図示せず）へ円滑に案内する６ なお、水皿３８（第２製氷室）が原位置に復帰する際に
は、水案内板６７は水平状態に復帰する水皿３８により
押圧されて時計方向に旋回し、第１図に示す如く、前記
位置決め部材７０に当接して停止する。この水案内板６
７は、軸６８を支点にして重心の移動で傾動させられる
。

実施例の作用 次に、実施例に係る製氷構造の作用につき説明する。Ｉ
Ｉ氷運転に際し、第１図に示す如く第２１１氷室１２は
、第１製氷室１１を下方から閉成して、各第１１１！氷
小室１３と各第２１１氷小室１５とを対応させ、内部に
氷形成空間を画成している。この状態で自動製氷機の電
源を投入すると、製氷運転が開始され、第１！ｌ氷室１
１に設けた蒸発器１４に冷媒が循環供給され、当該第１
製氷室１１の冷却がなされる。また製氷水タンク１９か
らの製氷水は分配管２４にポンプ圧送され、該分配管２
４の各噴水孔２５および第２製氷小室１５の通孔１２ａ
を介して、両製氷小室１３．１５に画成される球状空間
中に噴射される。

噴射された製氷水は、第１製氷小室１３の内面に接触し
て冷却され、下方の第２製氷小室１５を潤した後、前記
複数の通孔１２ａを介して前記球状空間から排出される
。この未氷結水は、水皿３８に穿設した前記戻り孔２６
を介して、製氷水タンク１９に戻されて再度の循環に供
される。そして製氷水の循環が反復される内に、タンク
１９中に貯留される製氷水全体の温度が次第に低下する
と共に、第２製氷小室１５の温度も同様に次第に低下す
る。　　　　　　１ そして、先ず第１製氷小室１３の内壁面で製氷水の一部
が凍結して氷層が形成され始め（第２図参照）、未氷結
水は通孔１２ａおよび戻り孔２６からタンク１９に帰還
する運転を重ねる間に、前記氷層の成長が更に進行して
、第３図および第４図に示す如く、最終的に両製氷小室
１３．１５に形成される球状空間中に球状氷１が生成さ
れる。

製氷進行状態を更に詳細に説明すると、第２製氷室１２
は、前述の如く銅等の金屑を材質とする熱良導体で構成
されているので、第１製氷室１１からの熱伝導が良好に
なされ、早期に第１製氷室１１と略同−の適正冷却温度
となる。このため、第１１！ｉ氷室１１で氷層が形成さ
れると同時に、第２製氷室１２でも氷層が形成されて、
第２図に示す状態となる。ここで、第２製氷室１２が熱
不良導体で形成されていると仮定すると、第１９氷室１
２から第２１１氷室１２への熱伝導は良好にはなされな
い。従って、第１製氷室１１および第２製氷室１２の各
温度は同一にならず、比較的に第２製氷室の温度が高く
なる。すると、第１製氷室１１で氷層が形成された後、
第１製氷室１１から氷柱状に垂下する氷が、第２製氷室
１２の形状に合せて成長することとなって、製氷に要す
る時間が長くなる欠点がある。従って、ここに、本発明
が提案される理由がある訳である。

第４図に示す如く球状氷の製造が完了し、第１製氷室１
１の温度が所要の温度域まで低下すると、この温度低下
を製氷検知サーモＴｈ１が検知し、製氷水の循環供給を
停止すると共に、蒸発器１４への冷媒の供給を続行する
。そして第５図に示す如く、給水弁Ｗ■を開放して、水
皿３８の表面に画成しである前記水溜部に給水を開始す
る。給水弁Ｗｖを介して供給される水道水は、排水孔６
３からタンク１９に流下する量に比べ多量であるので、
水溜部での水位は次第に上昇し、遂には水皿３８の堰止
め部６２からオーバーフローするに到る。

オーバーフローする際の水溜部の水面レベルは、第２製
氷室１２の上端近傍に到来するよう設定しておくことに
より、常温の水道水は第２製氷室１２を主として加熱す
ることができる。

前記堰止め部６２からのオーバーフロー水は、水皿３８
の先端からタンク１９内に流下する。この水皿先端部か
ら流入する水と、前記排水孔６３から流下する水とによ
りタンク１９内の水位は次第に上昇し、短時間でタンク
先端部から溢流して前記待機位置にある水案内板６７に
沿いつつ排水皿６９から機外へ排出される。

第２製氷室１２は、水溜部に流入する水道水で加熱され
て温度上昇し、第２製氷小室１５の壁面と原水との氷結
力が低下する。また、第１製氷室１１との近接面に形成
された氷の固着力も弱まる。

このように第２！Ｉｌｌ氷室１２の温度が上昇すると、
これを前記サーモＴｈ、が検出して、給水弁Ｗｖを閉成
すると共に、前記アクチュエータＡＭが付勢されて、第
１図において反時計方向への回動を開始する。これによ
り、第６図に示す如くカムレバー１７が回転し、その基
部に形成したカム而１７ｂが水皿３８の側部Ｅ面を強制
的に下方に押圧する。既に述べた如く、第２製氷室１２
は水道水により加熱されて、第１製氷室１１と球状氷１
との固着力は低下しているので、当該水皿３８および第
２製氷室１２は、第１ＩＩ！氷室１１から強制剥離され
て斜め下方に傾動し始める。この水皿３８およびタンク
１９の傾動により、当該タンク１９内の製氷水と水溜部
内の水とは外部に廃棄される。

水皿３８の傾動途中において、軸６８に一体的に配設さ
れた反転レバー（図示せず）を水皿組の一部で押すこと
により前記の水案内板６７が反転し、水皿３８に寄りか
かった状態で傾動する。水皿３８が最大限に傾動したタ
イミングをもって、前記レバー片３７が切換スイッチＳ
２を押圧付勢し。

これによりモータＡＭはその回転を停止して水皿３８の
傾動を停止させる。水案内板６７は、先に述べた如く、
第２製氷室１２の上面を覆って氷塊滑落用の円滑面を提
供している。

更に、前記スイッチＳ２の切換えにより、凝縮器用ファ
ンモータ（図示せず）が停止し、ホットガス弁（図示せ
ず）が開放して蒸発器１４にホットガスが供給され、第
１製氷室１１の加温がなされて、第１製氷小室１３の内
面と球状氷との氷結面の融解を開始する。なお第１製氷
室１１は、前述の如く、水皿３８が傾動開放するまで冷
却が続行されているので、球状氷と第１１１氷小室１３
の内面との氷結力（固着力）は強く、第２製氷室１２の
開放時に球状氷１は、第６図に示すように第１製氷小室
１３に固着している。しかるに、蒸発器１４には先程よ
りホットガスが循環しているから、第１製氷室１１は温
度上昇中である。そして、第１１３Ｉ氷小室１３が成る
程度加温されると、小室壁面と球状氷ｌとの氷結が解除
されて自重落下し、傾動待機している前記水案内板６７
の表面に落着し貯水庫（図示せず）に滑落回収される（
第７図参照）。

このように１球状氷が全て第１製氷小室１３から離脱す
ると、第８図に示す如く第１製氷室１１は蒸発器１４に
循環しているホットガスにより一挙に温度上昇する。こ
の温度上昇を除氷検知サーモＴｈ、が検知すると、除氷
運転を完了させると共に、前記モータＡＭが逆回転して
カムレバー１７を駆動する。従って該レバー１７と水皿
３８との間に弾力的に係着したコイルスプリング１８に
より、水皿３８および製氷水タンク１９を反時計方向に
回動付勢し、水平状態に復帰させることによって、第１
製氷室１１を再び下方から閉成する。

次いで、前記モータＡＭの逆回転によりカムレバー１７
も逆回転し、前記切換えスイッチＳ、を押圧付勢して前
記冷凍系の弁を切換え、前記蒸発器１４へのホットガス
の供給を停止する。また、給水弁Ｗｖを開放して、水位
の低下したタンク１９に新たな製氷水を供給する。そし
て、製氷運転が再開されて前述した動作を繰り返す。

発明の詳細 な説明した如く、本発明に係る製氷構造によれば、下方
に開放する第１製氷小室を備えた第１製氷室と、上方に
開放する第２製氷小室が画成された第２１ｍ氷室とを基
本的に備え、両製氷小室の閉成により内部画成される氷
形成用空間で氷塊を生成する製氷機に関連して、前記第
２製氷室を銅金属の如き熱良導性材質で構成することに
より、第１製氷室を蒸発器の冷媒により冷却するに際し
、第２製氷室も直ちに氷形成に必要な温度にまで冷却さ
れる。従って、製氷および除氷に要する時間が短縮でき
、製氷能力が向上すると共に、除氷用に供給される水道
水や電力の浪費を防いで、省エネルギーが有効に図られ
る。

また、第２図に示す製氷状態となったタイミングをもっ
て製氷運転を終了させると、第９図（ｃ）に示す如き中
空の球状氷が得られる。このようにして得た中空氷は、
その内部空間にチェリー等の食材や、ジュース等の飲料
および花びら等の観賞材を入れることによって、新たな
氷の需要を喚起させることができる。更に、この中空氷
の穴あき部（噴水孔２５と戻り孔２６とに対応する部分
）を下唇にあてて吹くことにより、笛（氷笛）としても
使用できて、独特の趣きが得られる。

なお第２製氷室を熱良導体で構成する点に関して、図示
側以外の他の製氷方式も好適に実施可能である。また球
状氷の製造につき説明したが、本発明はこれに限定され
るものではなく、他の形状を有する多面体氷の製造にも
実施できることは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第８図は、本発明の好適実施例に係る製氷機構
の概略構成を夫々示す縦断面図であって。 第１図は第１製氷室に対し第２製氷室を閉成して、製氷
運転を開始した初期の状態を示し、第２図は製氷が進行
して両製氷小室中に中空の球状氷が形成された状態を示
し、第３図は製氷完了に近づき始めた段階において１両
製氷小室中に略中実な球状氷が形成され、タンク中の製
氷水の水位が低下している状態を示し、第４図は略製氷
が完了して両製氷小室中に中実な球状氷が形成された状
態を示し、第５図は製氷が完了して給水弁が開放し、水
滴部での水位上昇により堰止め部からオーバーフローし
た水が、水案内板の裏面に沿って流下して排水皿から機
外へ排出される状態を示し、第６図はアクチュエータモ
ータが付勢されて第２製氷室を時計方向に傾動開放し、
水案内板を第２製氷室の上面に倒れ込ませて各第２製氷
小室を塞いだ状態を示し、第７図は第ｉ１１氷室から球
状水が落下して、その直下に傾斜位置する水案内板を滑
落する状態を示し、第８図は除氷が完了して、第２製氷
室が反時計方向に回動復帰し始めると共に、水案内板も
原位置に戻される状態を夫々示し、第９図（ａ）は球状
水を示す説明図、第９図（ｂ）は多面状水を示す説明図
、第９図（ｃ）は中空の球状水を示す説明図である。 １１・・・第１製氷室　　１２・・・第２！ＩＩ氷室１
３・・・第１製氷小室　１４・・・蒸発器１５・・・第
２製氷小室

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 製氷水を製氷室に噴射供給して該製氷室内に氷塊を形成
   し、氷結するに到らなかった製氷水は再循環に供するよ
   うにした自動製氷機において、背面に蒸発器（１４）を
   備えて機内に固定配置され、下方に開放する所要形状の
   第１製氷小室（１３）を多数形成した第１製氷室（１１
   ）と、 この第１製氷室（１１）に対して接離自在に配設され、
   前記第１製氷小室（１３）の夫々を下方から対応的に閉
   成し得る所要形状の第２製氷小室（１５）を多数形成し
   た第２製氷室（１２）とからなり、 前記第２製氷室（１２）を熱良導体で構成したことを特
   徴とする自動製氷機の製氷構造。