JPH02309165A - 略球形の粒状氷製造装置 - 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」 本発明はブラスト材、洗浄材、冷却材、研磨材等に利用
し得る略球形の粒状氷製造装置に関する。

「従来の技術」 水の潜熱は冷却水の場合に比して８０倍程度の大きな熱
エネルギーを有し又十分に冷却された氷はそれ自体所定
の硬度を有する為に、単なる冷却材としての利用のみな
らず、ブラスト材、洗浄材若しくは他の分野での利用も
可能である。

この場合該氷に安定した物理的作用を営ます為には形状
の一定化を図る必要があり、又搬送その他の自動化の容
易化とともに種々の用途拡大を図る為には前記氷の小径
化、好ましくは略球形化された粒状氷を用いるのがよい
場合がある。

この為前記小径の氷を得る為に従来は大きな角氷や板状
氷を粉砕若しくは切削する事により対処していたが、こ
のような機械的破壊手段では、氷が結晶面に沿って割れ
る性質のために大きさも形状も不均一となり球形の氷を
得る事は不可能である。

又前記氷粒をふるいで選出しても工数と損失が大となる
ので経済的な面で合わない。

かかる欠点を解消する為に氷点以下に冷却された不凍液
中に、スプレーノズルを利用して前記不凍液の充填域の
下方より水を注入するか若しくは上方より水を滴下させ
る事により該不凍液内で生じる表面張力を利用して略球
形の粒状氷を製造する方法が開示されている。（特開昭
５８−１３０９７８号、同５８−１２０７５号他） 「発明が解決しようとする課題」 しかしながら上方より水を滴下する方法では、該滴下時
の水の飛散により均一粒度の粒状氷の製造が困難である
のみならず、不凍液表面に粒状氷が堆積してしまうと、
該粒状氷を除去しなければ前記滴下を行う事が出来ず結
果として粒状氷を多量に且つ連続的に製造する事が不可
能である。

又前者のスプレーノズルを利用して下方より水を注入す
る方法では、水より不凍液の方が比重密度が大である為
にスプレーノズル開口より不凍液充填域側への水難れが
悪く均等形状の粒状氷を製造するのが困難であるという
欠点が生じる。かかる欠点を解消する為に、スプレーノ
ズルに印加する水圧を大にすると、今度は粒状氷自体が
大径化し、ブラスト材等に好適な粒状氷の製造が不可能
になる。

本発明はかかる従来技術の欠点に鑑み、多量且つ均等径
の粒状氷が容易に且つ連続的に製造可能な粒状氷製造装
置を提供する事を目的とする。

「課題を解決する為の手段」 本発明は上記の課題を解決するために、不凍液を氷点以
下に冷却可能な冷却手段を内装若しくは外装させた非親
水性不凍液充填域の下方に多数のノズル開口を有する噴
射部材若しくは仕切部材を介在させ、更に必要に応じて
形状及び大きさの均一な氷を得るために、各ノズルへの
水圧が均等になるように噴射部材の上流側に分流装置を
設けたことを第１の特徴とする。

この場合に前記不凍液充填域と対面する側のノズル開口
を噴射部材若しくは仕切部材表面と同一平面状に形成し
た場合は、いわゆる水滴離れが悪く必ずしも好ましい球
形状の粒状氷が生成出来なかったが、ノズル開口を不凍
液充填域側に隆起させて形成する事により水滴離れが大
幅に向上し好ましい直径の球形状の粒状氷の生成が可能
となった。この点を第２の特徴とするものである。

又前記ノズル開口は氷点以下の不凍液と常に対面してい
る為に、非運転時若しくは運転継続中でも該ノズル内の
水が凍結してノズル開口が閉塞してしまう場合がある。

前記仕切部材にヒーターを装着して前記ノズル内の水の
凍結を防上した点を第３の特徴とするものである。

尚、透明かつ適度の硬さを有する米粒を得るために、不
純物を除去、脱気した水を使用することにより氷粒生成
の歩留りを向上させることが出来る。

尚前記噴射部材若しくは仕切部材にヒーターを装着する
事は前記ノズル内の水の凍結のみならず、前記仕切部材
上に位置する不凍液に対流作用を生ぜしめ、言い換えれ
ばノズル開口より上方に向かって不凍液流が上昇する上
昇流を生ぜしめる為に、ノズル開口よりの水滴離れが一
層向上するという効果も併せ有す。

又、適度な熱を維持するために噴射部材若しくは仕切部
材表面に断熱材をコーティングするか又は断熱部材を用
いることが有利である。

又前記不凍液に水より比重の大きい非親水性不凍液、例
えばフロン液や四塩化炭素液等を用いる事により、該不
凍液との熱交換により生成された粒状氷を浮上ｉｔ積さ
せる事が出来、これにより前記不凍液と混在させる事な
く製造された粒状氷のみを効率よく排出させる事が出来
、製造の自動化等が円滑に達成し得る。

「実施例」 以下１図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に
詳しく説明する。ただしこの実施例に記載されている構
成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特
定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれのみに
限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。

第１図（Ａ）は本発明の実施例に係る粒状氷製造装置を
示す全体概略図で、熱伝導性の小さい樹脂により形成さ
れた縦型円筒状の密閉容器ｌかもなり、該容器１内の下
方鏡板部近傍に配置された、多数のノズル５を有する仕
切板４によって上方空間と下方空間に区分けし、上方空
間内に非親水性不凍液を所望量充填し不凍液充填域３と
なす。

そして前記不凍液充填域３には容器１内壁面に沿ってコ
イル状に周回する冷却管Ｂが内装されており、該冷却管
Ｂにより前記不凍液を氷点以下に冷却可能に構成する。

尚冷却管６°は第１図ＣＢ）に示すように容器ｌ外壁面
に沿ってコイル状に周回させてもよく、これにより容器
１内の不凍液３ａの対流が円滑に行われ、好ましい。

又前記不凍液充填域３上方の内部空所３０と対面する容
器１壁面には氷取り出し口３が形成されており、不凍液
上に浮上堆積した氷１０を逐次取り出し可能に構成して
いる。

一方下方空間２底側の鏡板底部には、ポンプ７及び開閉
弁８を介して水供給管２０が接続されており、ポンプ７
により圧送された水を下方空間２内に満たす事により仕
切板４のノズル５より均等に不凍液充填区域３に水を注
入する本が出来る。

仕切板４はその表面に断熱材軸を被覆するか若しくは該
仕切部材自体に断熱部材を用いて形成され、そして第２
図に示すように多数のノズル５を同心状若しくは螺旋状
に配設するとともに、該ノズル５を挟む毎く管状電気ヒ
ータ４０を螺旋状に周回させて埋設している。

本願は冷却コイルが容器内にある第２．３実施例が外部
間接型となることもある。又前記不凍液をフロン液とし
、該フロン液を容器から直接圧縮機（冷凍機）で吸入す
る方式もあり直接、間接式何れの方式も可能である。

次にかかる実施例に基づく粒状氷の製造手順について説
明する。

先ずノズル５径を０．１〜３■■前後とし、又不凍液充
填域３の長さを少なくとも５０ｃ膳位としつつ、該充填
域３内に充填した不凍液（フロン液若しくは四塩化炭素
液）を冷却管８により−２０〜−５０℃前後の温度に充
填維持しておく。

この状態でポンプ７により下方空間２内の水２ａの圧力
が約０．１〜１．０　ｋｇ／ｃｒｎ’になるように開閉
弁８の開閉調整を行いながらに加圧水を間歇的に供給す
る事によりノズル５を介してその上方の充填域３内に注
入された水がその表面張力により粒状に球形化し、そし
て該水球が冷却管６により冷却された不凍液中を浮上す
る間に氷結し、粒状氷１０となって不凍液の表面に堆積
し、これを氷取り出し口９より逐次取り出す事ができる
。

尚前記ノズル５Ａ形状は第３図（Ａ）に示すように、前
記不凍液充填域３と対面する側のノズル開口５ａ部分を
ラッパ状に隆起させた場合、又（Ｂ）に示すようにその
出ロ開ロ５ｂ部分を斜めに切断して非対称のノズル５Ｂ
を形成した場合はいずれも。

ノズル口径と同等か僅かに小なる約２ｍｍの球形氷１０
粒がほぼ均一径で形成出来たが、（Ｃ）に示すように仕
切板４のフラットな表面に単に孔を穿孔したノズル５Ｃ
では、その出口開口５Ｃより水滴が離れにくく、この為
該ノズル５Ｃを用いて形成した粒状氷１０では前記各ノ
ズル５Ａ、５Ｂの場合に比較して粒径が犬きく且つその
粒径間にもバラツキを有し、はぼ均一径の氷１０が形成
出来なかった。

又第３図（Ａ）に示すノズル５Ａを用いて電気ヒータ４
０を通電した場合と非通電の場合とで製造される粒状氷
ｌＯの形状について調査してみたが、前者は後者に比較
して粒径のバラツキが少なく、より好ましい粒状氷が製
造されている事が確認出来た。

この理由は第４図に示すように、ノズル５Ａ周囲に不凍
液３ａの上昇液流３ａ’が生じている為と思慮される。

尚木実施例で製造された粒状氷ｌＯは表面に薄膜の不凍
液が僅かに付着しているが、該不凍液り士蒸発により消
散し、この蒸発潜熱により更に互し＼にくっつきにくく
なり又該粒状氷１０は均等径で一４０℃前後に維持され
ている為に互いにくっつきにくく且つ使用する水が精製
脱気されているので透明な粒状氷１０を容易に得る事が
出来る。

第１図（Ｂ）は前記仕切部材の代わりに噴射部材を用い
た他の実施例で不凍液を氷点以下に冷却可能な冷却管を
外装させた非親水性不凍液充填域の下方に、多数のノズ
ル開口を有し且つヒータ４０を装着した噴射部材４゛を
配し、一方前記各ノズル５への水圧が均等になるように
噴射部材４゛の上流側にチューブ４２を介して分流器４
１を連結し、該分流器４１により噴射部材４°を介して
不凍液充填域３側に水を供給回部に構成している。

かかる実施例によればポンプ７により圧力が約０．１〜
１．０　ｋｇ／ａｍ″になるように開閉弁８の開閉調整
を行いながら分波器４１に加圧水を間けり的に供給する
事により、均等に加圧された水はチューブ４２を通って
ノズル５を介してその上方の充填域３内に注入された水
がその表面張力により粒状に球形化し、そして該水球が
冷却管８により冷却された不凍液中を浮上する間に氷結
し、粒状氷１０となって不凍液の表面に堆積し、これを
氷取り出し口９より逐次取り出す事ができる。

「発明の効果」 以上記載の加〈本発明によれば、非親水性の不凍液と直
接熱接触しながら粒状氷を製造する為に奪熱効率が高く
これにより均一の球形の氷が多量に製造することが出来
、ブラスト材、冷却材、洗浄材飲用氷の他に化学工業用
１食品工業用、医療用等に広く利用し得る。

又前記装置は比較的構成が簡単にして且つ小型化が可能
にして運転コストも低く抑える事が出来る為に、低価格
で粒状氷が製造される０等の種々の著効を有す。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）（Ｂ）は本発明の実施例に係る粒状氷製造
装置を示す全体概略図、第２図はかかる製造装置に使用
される仕切板の平面図、第３図（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は該
仕切板に穿孔したノズル形状を示す要部断面斜視図、第
４図は不凍液流の流れを示す作用図である。 特許出願人二株式会社　前川製作所 代理人：　弁理士　高欄　昌久、・・・く第１図（Ａ） 第２図 第３図 （Ｃ） 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）不凍液を氷点以下に冷却可能な冷却手段を内装若し
   くは外装させた非親水性不凍液充填域の下方に、多数の
   ノズル開口を有し且つヒーターを装着した噴射部材を配
   し、該噴射部材より不凍液充填域側に水を供給するとと
   もに、前記不凍液充填域と対面する側に位置するノズル
   開口を噴射部材表面より隆起させて形成した事を特徴と
   する略球形の粒状氷製造装置 ２）前記各ノズルへの水圧が均等になるように噴射部材
   の上流側に分流装置を設けた請求項１）記載の粒状氷製
   造装置 ３）不凍液を氷点以下に冷却可能な冷却手段を内装若し
   くは外装させた非親水性不凍液充填域の下方に、多数の
   ノズル開口を有し且つヒーターを装着した仕切部材を介
   して水供給域を配するとともに、前記不凍液充填域と対
   面する側に位置するノズル開口を仕切部材表面より隆起
   させて形成した事を特徴とする略球形の粒状氷製造装置 ４）ノズルの間にヒータが埋設されている請求項１）又
   は３）記載の粒状氷製造装置 ５）噴射部材若しくは仕切部材表面に断熱材を被覆する
   か若しくは該噴射部材若しくは仕切部材自体に断熱部材
   を用いて成る請求項１）又は３）記載の粒状氷製造装置