JPH087319Y2 - 自動製氷機の製氷構造 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 この考案は、自動製氷機の製氷構造に関し、更に詳し
くは、自動製氷機で製造される氷塊の中心部への熱伝導
を良好なものとして、冷凍系での冷媒循環量を増大さ
せ、もって氷塊の生成時間を短縮して生産効率を向上さ
せ得る製氷構造に関するものである。

従来技術 ブロック状の氷、角氷その他球状等の異形氷を連続的
に製造する手段として、種々の構成に係る自動製氷機が
提案されている。例えば、 下方に開放する多数の製氷小室を製氷室に画成すると
共に、この製氷室を下方から水皿で開閉自在に閉成し、
各製氷小室に該水皿を介して製氷水を噴射供給すること
により、各製氷小室中に角氷を徐々に形成する所謂クロ
ーズドセル方式の製氷機が広く採用されている。また、 下方に開放する多数の製氷小室に製氷水を直接供給し
て、該小室中に角氷を形成する所謂オープンセル方式の
製氷機や、 斜め下方に開放する製氷小室を多数画成した製氷室を
垂直に配置し、頂部から供給される製氷水を各製氷小室
に潤流させて、角氷を形成する流下式製氷機等も広く商
品化されている。更には、 開閉自在に突合わせた第１製氷室と第２製氷室とから
球形等の異形空間を画成し、該空間中に製氷水を供給し
て異形氷等を製造する製氷機も実施されている。

本考案は、前述した如く、製氷室に画成される空間に
製氷水を供給し、該空間中に所要形状の氷塊を連続的に
製造する自動製氷機の製氷構造に関するので、考案の詳
細説明に先立ち、製氷機構の概略につき説明する。

第９図は、クローズドセル式製氷機の製氷機構を概略
的に示し、製氷機筐体（図示せず）の内部上方に、製氷
室10が水平に配設固定されている。該製氷室10の下面
は、複数の仕切板12で基盤目状に区画されて、下方に開
口する多数の製氷小室14を画成している。また製氷室10
の上面には、図示しない冷凍系に接続する蒸発器16が密
着的に蛇行配置され、製氷運転時に製氷小室14を冷却し
て、後述の機構により噴射供給される製氷水を、該製氷
小室14中で氷結させ得るようになっている。

また製氷室10の直下には、製氷水タンク28を一体的に
備えた水皿20が、枢軸18を介して傾動可能に枢支されて
いる。この水皿20は、製氷運転時は水平に位置して前記
製氷小室14の開口部を下方より閉成し、除氷運転時に
は、アクチュエータ（図示せず）の付勢により傾動し
て、前記小室14の開口部を開放する。

前記水皿20には、製氷小室14の夫々に対応して噴水孔
22が穿設され、これら噴水孔22に製氷水を供給する分配
管26が水皿20の裏面に配置されている。なお、水皿20の
噴水孔22に隣接して戻り孔（第３図に符号44で示す）が
穿設され、製氷小室14で氷結するに到らなかった製氷水
（以下「未氷結水」という）を製氷水タンク28に帰還さ
せる。

製氷水タンク28には所要量の製氷水が貯留され、該タ
ンク28の底部から導出した吸入管34は、ポンプ32を介し
て図示の圧力室36に連通する吐出管38に接続している。
この圧力室36は、前記分配管26に連通接続している。ま
た図示しない外部水道系に連通する給水管40が、前記水
皿20の上方に位置している。

この構成において製氷運転を開始すると、製氷水タン
ク28中に貯留された製氷水は、ポンプ32により吸入管34
および吐出管38を介して圧力室36に圧送された後、圧力
室36から各分配管26に分配され、前記噴水孔22を介して
製氷小室14に噴射供給される。このとき製氷小室14は、
製氷運転により蒸発器16内を循環する冷媒と熱交換を行
なって冷却されているので、該小室中に供給された製氷
水はその温度を低下させられた後、各戻り孔から製氷水
タンク28へ帰還し、再びポンプ32により製氷小室14に循
環供給される。この繰返しにより、製氷水の温度が０℃
近くまで冷却されると、第10図に示す如く、製氷水の一
部は製氷小室14の内部頂面および内側壁面から徐々に氷
結を始める。氷結しなかった未氷結水は、第３図に示す
水皿20の戻り孔44から落下し、製氷水タンク28に回収さ
れる。

氷結が進行して完全な角氷が形成されると、これを適
宜のセンサが検知し、製氷完了信号を出して製氷運転を
停止する。次いで除氷運転が開始され、冷凍系における
弁切換えにより前記蒸発器16にホットガスが供給されて
製氷室10を加温し、この製氷小室14の内壁面と角氷との
氷結を融解させる。また前記給水管40から常温の水道水
を水皿20に供給し、該水皿20と製氷室10との氷結を融解
させる。そして前記ホットガスの供給下に、前記アクチ
ュエータが作動して水皿20を傾動させ、製氷小室14の下
方開口部を強制的に開放する。そして、製氷室内壁との
氷結を解除された角氷は、自重で製氷小室14から剥離し
て水皿20上に落下した後、該水皿20を斜め下方に滑落し
て、図示の貯氷庫45に堆積貯留される。

考案が解決しようとする課題 前述の如く、クローズドセル式製氷機における製氷過
程では、第10図に示す如く、製氷小室14の内壁面から中
心部に向け徐々に氷結し、最後に氷塊の中心部が氷結す
ることによって製氷が完了する。この場合に、製氷小室
14の壁面付近では、該壁面から製氷水への熱伝導が良好
なために、その部分での氷塊の成長は速くなされる。し
かるに氷塊の成長に伴い、氷の中心部分は製氷室壁面か
ら次第に離れるので、壁面からの熱伝導は次第に不良と
なる。従って、完全な角氷となるのに長時間を要して生
産効率の低下を招き、これが製氷運転の経済性を阻害し
ている。

そこで、冷凍系における低圧側の圧力を氷塊の成長に
反比例して低下させ、冷媒の蒸発温度を下げることによ
り、製氷室10の冷却温度を低下させて、氷塊の中心に近
い部分での成長を促進させる制御が一般に採られてい
る。しかし、冷凍系における低圧側の圧力を低下させる
と、冷媒の蒸発温度は低下するものの、冷媒の循環量が
少なくなるために冷却能力は低下する。しかも氷塊の中
心部付近では、製氷室10の内壁面と氷成長部との温度差
は約20℃〜25℃程度必要とされるので、このように低下
した冷却能力では依然として氷塊生成に長時間を要し、
従って消費電力量が嵩んで生産能力は向上しないのが実
状であった。なお、製氷時間を短縮させる手段として、
冷凍系の容量を増大させて、蒸発器16による冷却能力を
向上させることも提案されるが、これは必然的に製造コ
ストおよびランニングコストの上昇を招く、等の別の問
題が指摘される。

またこれに関して、実公昭45−1484号の考案「氷塊製
造装置」に示す如く、製氷缶における室12の内部に天井
中心から芯筒13を挿入し、蒸発器14から分岐した気化冷
媒誘導管15を前記芯筒13に臨ませて、室12の外周と同中
心とを冷却する構成が提案されている。これによれば、
噴射口18から各室12毎に噴射される製氷水は、同室12の
内壁面と芯筒13の外面とに凍結し、速やかに氷塊を生成
し得るというものである。

しかしこの構成では、冷媒誘導管15を内含した大き目
の芯筒13が室12の内部に臨むものであるので、得られる
氷塊の中心には大径の筒状空間が形成されてしまう。従
って、氷削用途の如く、充分に大きな氷塊を製造するに
は問題はないが、飲料に浮かしたり食品を冷却したりす
るのに使用される通常の角氷その他の異形氷では、前述
の如く中心に大径空間が形成されてしまうので、この方
式は通常サイズの氷塊製造には使用し得ない。

考案の目的 本考案は、前記欠点に鑑み、これを好適に解決するべ
く提案されたものであって、自動製氷機で製造される氷
塊の中心部への熱伝導を良好なものとすることにより、
冷凍系における冷媒循環量を増大させ、もって氷塊の生
成時間を短縮して生産効率を向上させると共に、得られ
る氷塊の表面に大きな凹部は形成されて商品価値を損な
ったりすることのない手段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 前述の課題を克服し、所期の目的を達成するため本考
案は、製氷室に画成される製氷空間に製氷水を供給し、
この製氷水を次第に氷結させて該空間中に所要形状の氷
塊を形成し、氷結するに到らなかった製氷水は再循環に
供するよう構成した自動製氷機において、 前記製氷室の内部壁面に、製氷空間の中心部に向けて
延出する熱良導性の突出部を設け、 この突出部における突出寸法は、前記空間から剥離さ
れた氷塊の表面に該突出部と対応して形成される凹部
を、該氷塊に付着した水分の再氷結により塞ぎ得る程度
に設定したことを特徴とする。

実施例 次に、本考案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。なお実施例では、本考案に係る製氷構造をクロー
ズドセル式の自動製氷機に採用した場合につき説明する
が、本考案はこれに限定されるものではなく、前述した
オープンセル式や流下式の自動製氷機等にも好適に採用
可能である。また、クローズドセル式製氷機における製
氷機構の基本構造は、第９図に関連して説明した通りで
あるので、既出の同一部材については、同一符号で指示
して詳細説明は省略する。

第１図は、本考案に係る製氷構造が好適に実施される
製氷機構を、製氷状態で概略的に示すものである。図面
に示す如く、製氷室10の各製氷小室14の内部頂面には、
小室14の中心部に向けて僅かに突出する突出部42が形成
されている。例えば、製氷小室14の高さが32mmで、平面
における縦横寸法が各28mmとした場合、前記の突出部42
は幅1.5mm〜3mmで、突出寸法約10mm程度とするのが好ま
しい。なお、突出部42は銅やアルミニウム等の熱良導材
料を材質として構成され、実施例では製氷室10と一体に
形成される。但しこれ以外に、突出部42を製氷室10とは
別体に形成し、この突出部42を適宜の手段で製氷小室14
の内部頂面に熱伝導可能に取付けてもよい。

第２図〜第４図に示す如く、前記突出部42は、製氷小
室14の内部頂面において、対向し合う仕切板12,12間に
亘って延在する突条として形成するのが好ましい。これ
により、製氷小室14の内部表面積を大きく設定すること
ができ、該小室14に噴射供給される製氷水の温度を速や
かに低下させることができる。すなわち、製氷運転が開
始され前記蒸発器16での熱交換により製氷室10が冷却さ
れると、これに一体的に設けた突出部42も熱伝導により
冷却されるに到る。このため製氷小室14内に噴射供給さ
れる製氷水は、該製氷小室14の内部頂面や内側壁面によ
り冷却されると共に、突出部42の部分でも冷却される。
しかも突出部42は、製氷小室14の中心部に向けて突出し
ているので、該小室14に氷塊が生成される過程におい
て、その中心部への熱伝導が良好になされ、完全な氷塊
を短時間で製造することができる。

このように突出部42は、氷塊の生成を促進する機能を
果すが、製氷小室14で製造された角氷46の上面には、第
５図（ａ）に示す如く、該突出部42と対応的に凹部46a
が形成される。そこで、除氷された角氷46において、そ
の表面に付着する水分が再氷結して前記凹部46aが塞が
れるように、前記突出部42の寸法を適宜に設定しておく
のが好適である。この寸法が、先に述べた如く、一例と
して幅1.5mm〜3mmで、突出高さ約10mm程度であり、これ
によって外表面が略平坦となった角氷46が得られる。

なお図示例に掛かる突出部42は、製氷小室14の内部頂
面にだけ突設されるようになっている。しかし角氷46の
剥離に支障を来さない限り、第８図に示すように、この
突出部42を、製氷小室14の内部壁面を構成する対向し合
う両仕切板12,12にも突設して状に一体化させるよう
にしてもよい。このように構成すると、蒸発器16による
冷却は、小室14の内部頂面および両仕切板12,12を介し
て、効率良く状をなす前記突出部42に伝熱される。

第６図は、本考案に係る製氷構造の変形例を示すもの
であって、前記製氷小室14における内部頂面の略中央
に、熱良導材料を材質とする突出部42が突設されてい
る。この突出部42は、図面に示す如く、逆裁頭円錐台形
に形成され、その下端は製氷小室14の中心部を指向して
いる。この場合も、製氷小室14に生成される氷塊の中心
部への熱伝導が良好に達成され、氷塊の製氷時間を短縮
することができる。第７図は、第６図に示す製氷小室14
中で製造された角氷46を示し、上面に突出部42と対応す
る凹部46aが形成される。なお、突出部42の寸法は、角
氷表面に付着する水分が再氷結した際に、凹部46aが塞
がれる程度に設定されている。

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。
製氷運転が開始されると、前記製氷室10に設けた蒸発器
16を冷媒が循環し、熱交換により製氷室10が氷点下にま
で冷却される。このとき、各製氷小室14に一体的に突設
した熱良導材料からなる突出部42も熱伝達により冷却さ
れる。また製氷水タンク28中の製氷水は、第１図に示す
如く、ポンプ32により圧力室36および分配管26を圧送さ
れて、水皿20の噴水孔22から対応の製氷小室14に噴射さ
れる。

噴射された製氷水は、製氷小室14の内部頂面および内
部側壁面に接触して冷却された後、水皿20の戻り孔44か
ら流下して製氷水タンク28に帰還する（第３図参照）。
該製氷水は、更に前記突出部42に接触して、これによっ
ても冷却されるので、水温は速やかに低下させられるこ
とになる。

そして製氷水が製氷水タンク28と製氷小室14との間を
循環するに伴い、製氷水の温度は徐々に低下し、その温
度が氷結点に達すると、第２図に示すように、製氷小室
14の内部頂面、内側壁面および突出部42の部分で製氷水
が一部氷結を始める。そして各製氷小室14内での氷結
が、小室14の中心部に向けて徐々に進行し、最終的に密
実な角氷46が生成される。ここで、前記突出部42は、製
氷小室14の中心部に向けて突出しているので、該小室14
の中心部付近における製氷水の氷結面との離間距離は短
かくなっており、良好な熱伝導がなされて製氷水の氷結
を促進することができる。従って、製氷小室14中に完全
な角氷46を生成させるのに要する時間を短縮して、生産
能力を向上させ得るものである。

このように完全な角氷46が形成されると、製氷室10の
温度は降下するので、これを適宜の検知手段により検知
して製氷運転を停止し、製氷を完了する。製氷を完了す
ると同時にホットガス弁が切換えられ、蒸発器16にホッ
トガスが流れて製氷室10を加温する（除氷運転の開
始）。また、前述の如くアクチュエータが付勢されて、
水皿20を傾動させて、製氷室10を開放する。

前記のように、蒸発器16を循環するホットガスにより
製氷小室14の内壁面と角氷46との氷結面が融解され、該
角氷46が自重により傾動開放している水皿20上に落下
し、図示の貯氷庫45に放出貯留される。なお放出された
角氷46の表面には、第５図（ａ）に示す如く、突出部42
と接していた部分に凹部46aが形成されている。しか
し、断熱材で被覆された貯氷庫45に貯留されている間
に、該角氷46の表面に付着する水分が毛細管現象でこの
凹部46aを略塞いだ後、第５図（ｂ）に示すように再氷
結する。従って、角氷46には前記凹部46aが残留するこ
とがなく、良好な状態での氷塊が得られることになる。

なお実施例では、製氷室10に多数の製氷小室14を画成
し、一度に多量の角氷46を製造する自動製氷機を例に挙
げて説明したが、本考案はこれに限られるものではな
く、例えば球状等の異形氷を製造する製氷機や、大型の
氷塊を製造する製氷機等にも好適に採用し得る。また、
突出部42の数は、製造する氷塊の寸法に応じて複数突設
するようにしてもよい。

考案の効果 以上説明した如く、本考案によれば、製氷空間に供給
される製氷水は、該空間の内壁面で徐々に氷結すると共
に、前記内壁面から製氷空間の中心部に向け延出する突
出部の部分でも冷却が促進される。従って、冷媒の蒸発
温度を高めに設定して冷凍系での冷媒循環量を増大させ
ることができ、冷却能力を向上させることができる。ま
た製氷時間を短縮して、製氷機の生産効率を向上させ得
ると共に、製氷水との接触面積を大きく稼げるので、供
給された製氷水の温度を速やかに低下させ得る利点もあ
る。

しかも除氷運転により剥離された氷塊には、前記突出
部に対応する凹部が形成されるが、この凹部は、貯氷庫
に貯留されている間に、該氷塊に付着した水分が再氷結
することにより塞がれるので、氷表面に大きな凹部が残
留して商品価値を損うこともない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案が好適に採用されるクローズドセル式
製氷機の製氷機構を、製氷状態で示す概略縦断面図、第
２図は、第１図に示す製氷室および水皿を拡大して示す
要部縦断面図、第３図は、第２図のIII−III線断面図、
第４図は、製氷室を切欠いて示す要部概略斜視図、第５
図（ａ）は、実施例に係る製氷室で製造される角氷を示
す外観斜視図、第５図（ｂ）は、第５図（ａ）に示す角
氷が貯氷庫に貯留されている間に、該角氷の凹部が付着
水分の再氷結により塞がれた状態を概略的に示す説明
図、第６図は、突出部の変形例を示す製氷室の要部切欠
斜視図、第７図は、第６図に示す製氷室により製造した
氷塊を示す外観斜視図、第８図は、別例に係る製氷室の
要部切欠き斜視図、第９図は、従来技術に係るクローズ
ドセル式製氷機の製氷機構を製氷状態で示す概略縦断面
図、第10図は、第９図に示す製氷室および水皿の要部を
拡大して示す縦断面図である。 10…製氷室、14…製氷小室（製氷空間） 42…突出部、46…角氷 46a…凹部

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】製氷室（10）に画成される製氷空間（14）
   に製氷水を供給し、この製氷水を次第に氷結させて該空
   間（14）中に所要形状の氷塊（46）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構成した自
   動製氷機において、 前記製氷室（10）の内部壁面に、製氷空間（14）の中心
   部に向けて延出する熱良導性の突出部（42）を設け、 この突出部（42）における突出寸法は、前記空間（14）
   から剥離された氷塊（46）の表面に該突出部（42）と対
   応して形成される凹部（46a）を、該氷塊（46）に付着
   した水分の再氷結により塞ぎ得る程度に設定した ことを特徴とする自動製氷機の製氷構造。
2. 【請求項２】前記突出部（42）は、製氷室（10）の一部
   を構成する内部頂面および対向し合う内部両壁面（12,1
   2）に一体的に形成されて、開口部にまで延出している
   請求項１記載の自動製氷機の製氷構造。