WO2019049407A1 - 炭酸氷の製造装置及び製造方法 - Google Patents
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- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25C—PRODUCING, WORKING OR HANDLING ICE
- F25C1/00—Producing ice
Definitions
- the present invention relates to an apparatus and method for freezing carbonated water to produce carbonated ice.
- carbonated water can be frozen to obtain carbonated ice
- carbonated ice can be divided into a suitable size and put in a drink, put in a carbonated drink so as not to lower the concentration of carbonated, eat as it is and have a new texture It can be expected that a large demand can be expected from obtaining carbon dioxide, but it is considered difficult to produce carbonated ice. This is because, when it is attempted to freeze carbonated water, carbonic acid contained in carbonated water is released to the atmosphere as crystallization of ice progresses.
- Patent Document 1 a pressure-resistant ice container into which raw carbon dioxide-containing ice-making water is injected, and a pressurized medium are supplied to expand so as to contact the ice-raw water surface injected into the pressure-resistant ice container.
- a hollow elastic pressurized capsule disposed in the pressure-resistant ice container, a brine covering portion for cooling the pressure-resistant ice container from the outside, and a cooling means comprising a central brine supply portion for cooling from the center side as well
- the invention of an apparatus for producing carbonated ice is disclosed.
- the present invention has been made in view of such circumstances, and it is an object of the present invention to provide a carbonized ice manufacturing apparatus and method capable of mass-producing carbonated ice by automation.
- a first invention is an apparatus for producing carbonated ice by freezing carbonated water, A pressure container for carbonated water, a pressure-resistant ice container for storing and freezing carbonated water supplied from the pressure container for carbonated water, a cooling means for cooling the pressure-resistant ice container, and heating for heating Means, a vacuum pump for evacuating the inside of the pressure-resistant ice-making vessel, a carbon dioxide gas feeding means for supplying carbon dioxide gas into the pressure-resistant ice-making container, and the pressure-resistant ice-making container into which carbonated water is injected to a set water level.
- An electric ball valve connected to an inert gas supply means for supplying an inert gas, and connected to a carbonated ice outlet provided on the lower surface of the pressure resistant ice making container and having a bore equal to or larger than that of the carbonated ice outlet And providing.
- a second invention is a method for producing carbonated ice using the apparatus for producing carbonated ice according to the first invention, and is characterized by including the following steps.
- (1) A step of operating the vacuum pump to evacuate the inside of the pressure-resistant ice making container (2)
- carbonated water is supplied from a pressure container for carbonated water to a pressure-resistant ice making container from a pressure container for carbonated water, the carbonated water in the pressure-resistant ice making container is pressurized with an inert gas, and the pressure forming ice container is cooled to obtain carbonated water.
- the pressure-resistant ice making container is heated to separate carbonated ice from the inner surface of the pressure-resistant ice forming container, a motorized ball valve is opened, and a series of operations for discharging carbonated ice from a carbonated ice outlet are automated.
- FIG. 1 It is a block diagram which shows the structure of the carbonated ice manufacturing apparatus based on one Example of this invention. It is a perspective view of the pressure-resistant ice making container which comprises the carbonic acid ice manufacturing apparatus.
- A is a plan view of the electric ball valve
- B is a side sectional view when the electric ball valve is opened
- C is a side sectional view when the electric ball valve is closed.
- the structure of the carbonic acid ice manufacturing apparatus 10 which concerns on one Example of this invention is shown in FIG.
- the carbonated ice manufacturing apparatus 10 is a pressure-resistant container 11 for carbonated water that is used for producing carbonated water and stores carbonated water after production, and a pressure-resistant ice that stores carbonated water supplied from the pressure-resistant container 11 for carbonated water and freezes it.
- a container 12 a vacuum pump 15 for evacuating the inside of the pressure container 11 for carbonated water and the inside of the pressure-resistant ice container 12, a carbon dioxide gas cylinder for feeding carbon dioxide gas into the pressure container 11 for carbonated water and the pressure-made ice container 12
- a gas feeding means 16 and an inert gas cylinder (inert gas feeding means) 17 for feeding an inert gas into the pressure-resistant ice making container 12 into which carbonated water is injected to a set water level are provided.
- the vacuum pump 15 is connected to the pressure resistant container 11 for carbonated water through the pipes 51 and 50, and is connected to the pressure-resistant ice-making container 12 through the pipes 51, 54 and 52.
- the motor-operated valve 23 is installed on the path of the pipe 51, and the motor-operated valve 25 is installed on the path of the pipe 54.
- Carbon dioxide gas is supplied from the carbon dioxide gas cylinder 16 to the pressure resistant container 11 for carbonated water via the pipes 52 and 50, and from the carbon dioxide gas cylinder 16 to the pressure-resistant ice making container 12 via the pipe 52.
- the motor-operated valve 26 and the check valve 36 are installed on the path of the pipe 50, and the motor-operated valve 27 and the check valve 37 are installed on the path of the pipe 52.
- An inert gas is fed from the inert gas cylinder 17 to the pressure-resistant ice making container 12 through a pipe 53.
- An electrically operated valve 28 is installed on the path of the pipe 53. Nitrogen, argon or the like can be used as the inert gas.
- the carbonated water pressure container 11 has a pipe 45 with a motorized valve 21 for injecting the raw material water into the carbonated water pressure container 11 and a level meter 39 which operates to stop the injection when the raw material water reaches the set water level. Is installed. Further, in order to carbonate the raw material water in the pressure container 11 for carbonated water, the pressure container 11 for carbonated water is provided with a facility for circulating the raw material water (carbonated water) in the pressure container 11 for carbonated water. .
- the pipes 46 and 47 connecting the circulation pump 18 and the spray nozzle 38 and the three-way valve 34 are provided.
- the three-way valve 34 is switched to operate the circulation pump 18 and carbonated water is supplied to the ice container 12 through the pipes 46 and 48. .
- the electrically operated valve 22 and the check valve 35 are installed on the path of the pipe 48.
- the pressure container 11 for carbonated water and the pressure-resistant ice container 12 are connected by a pipe 49 having a pressure equalizing valve 33. ing.
- the pressure-resistant ice making container 12 has a vertical cylindrical shape, and an electric ball valve 14 having a diameter equal to or larger than that of the carbonated ice outlet is connected to a carbonated ice outlet (not shown) provided on the lower surface See Figure 2).
- the electric ball valve 14 includes a tube 14a connected to the carbonated ice discharge port, and an actuator 14b for rotating the ball 14c fitted in the tube 14a via the pivot shaft 14d (see FIG. 3 (A) to (C)).
- a through hole having a diameter equal to or larger than that of the carbonated ice discharge port is formed in the central portion of the ball 14c, and the electric ball valve 14 is opened and closed by rotating the rotation shaft 14d by ⁇ 90 °.
- the upper surface of the pressure resistant ice making container 12 is sealed with a flange 12a, and carbon dioxide gas cylinders (carbon dioxide gas feeding means) 16 and inert gas cylinders (inert gas feeding (inert gas feeding) via pipes 52, 53, 55 penetrating the flange 12a.
- the feeding means 17 is connected to the motor-operated valve 24 for exhaust and the pressure sensor 40 respectively.
- the peripheral wall 13 of the pressure resistant ice making container 12 has a double pipe structure, and the brine circulates inside the double pipe.
- the cooling brine flows from the cooling brine tank (cooling means) 43 through the pipe 56 into the peripheral wall 13 of the pressure resistant ice making container 12.
- the cooling brine that has flowed out of the peripheral wall 13 of the pressure resistant ice making container 12 flows into the cooling brine tank 43 via the pipe 58.
- the circulation pump 19 and the motor-operated valve 31 are provided on the pipe 56, and the motor-operated valve 30 is provided on the pipe 58.
- the heating brine flows from the heating brine tank (heating means) 44 through the pipe 57 into the peripheral wall 13 of the pressure-resistant ice forming container 12.
- the heating brine that has flowed out of the peripheral wall 13 of the pressure resistant ice making container 12 flows into the heating brine tank 44 via the pipe 59.
- the circulation pump 20 and the motor-operated valve 32 are installed on the pipe 57, and the motor-operated valve 29 is installed on the pipe 59.
- PLC programmable logic controller
- the method of producing carbonated ice is roughly divided into three processes: production of carbonated water, injection of carbonated water into a pressure-resistant ice container, and production of carbonated ice. The following will be described in order.
- the motor operated valve 21 is opened, and the raw material water is injected into the carbonated water pressure container 11.
- the raw material water should be low temperature water as close to 0 ° C. as possible.
- the level meter 39 operates and the motor operated valve 21 closes.
- the motor operated valve 26 is opened, and carbon dioxide gas is fed from the carbon dioxide gas cylinder 16 to the pressure container 11 for carbonated water.
- the injection pressure is appropriately determined by presupposing the carbonic acid concentration of carbonic acid ice. In general, it is about 0.15 MPa to 1.0 MPa.
- the motor operated valve 26 is closed.
- the motor operated valve 27 is opened to feed carbon dioxide gas from the carbon dioxide gas cylinder 16 to the pressure-resistant ice making container 12.
- the injection pressure is about 0.15 MPa to about 1.0 MPa as described above.
- the motor operated valve 27 is closed.
- the present invention can be used to produce carbonated ice. At that time, according to the present invention, since a series of operations from production to discharge of carbonated ice are automated, it is possible to mass-produce carbonated ice without loss of working time.
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Abstract
炭酸氷の製造を自動化して大量生産することが可能な炭酸氷の製造装置及び製造方法を提供する。 炭酸水を氷結させて炭酸氷を製造する炭酸氷製造装置１０であって、炭酸水を貯留する炭酸水用耐圧容器１１と、炭酸水用耐圧容器１１から供給される炭酸水を貯留して氷結させる耐圧製氷容器１２と、耐圧製氷容器１２を冷却する冷却手段４３及び加温する加温手段４４と、耐圧製氷容器１２内を真空にする真空ポンプ１５と、耐圧製氷容器１２内に炭酸ガスを送給する炭酸ガス送給手段１６と、設定水位まで炭酸水が注水された耐圧製氷容器１２内に不活性ガスを送給する不活性ガス送給手段１７と、耐圧製氷容器１２の下面に設けられた炭酸氷排出口に接続され、炭酸氷排出口と同じ若しくはそれを超える口径を有する電動ボール弁１４とを備える。
Description
本発明は、炭酸水を氷結させて炭酸氷を製造する装置及び方法に関する。
炭酸水を氷結させて炭酸氷を得ることができれば、炭酸氷を適当な大きさに割って飲み物に入れたり、炭酸飲料に入れて炭酸の濃度を下げないようにしたり、そのまま食して新しい食感が得られることから大きな需要が期待できるが、炭酸氷の製造は困難とされている。なぜなら、炭酸水を氷結させようとすると、氷の結晶化が進むにつれて炭酸水に含まれている炭酸が大気中に放出されてしまうからである。
そこで、特許文献１では、炭酸ガス入りの製氷原水が注水される耐圧製氷容器と、加圧媒体が供給されることで膨脹し、耐圧製氷容器内に注水されている製氷原水面に接触するよう、耐圧製氷容器内に配装されている中空弾性加圧嚢と、耐圧製氷容器をその外部から冷却するブライン包覆部、同じく中心側から冷却する中央ブライン供給部からなる冷却手段とを備えたことを特徴とする炭酸入り氷の製造装置の発明が開示されている。
また、特許文献２では、製氷原水を耐圧容器に所定の位置まで注水し、前記製氷原水にアルコール類と炭酸ガスを溶解させて不溶性ガスにて加圧し、耐圧容器を冷却して前記製氷原水を凍結させることを特徴とする炭酸入り氷の製造方法の発明が開示されている。
また、特許文献２では、製氷原水を耐圧容器に所定の位置まで注水し、前記製氷原水にアルコール類と炭酸ガスを溶解させて不溶性ガスにて加圧し、耐圧容器を冷却して前記製氷原水を凍結させることを特徴とする炭酸入り氷の製造方法の発明が開示されている。
しかしながら、特許文献１及び２の発明は、耐圧（製氷）容器の上蓋を外して耐圧（製氷）容器内に製氷原水を注水し、製氷後に再び耐圧（製氷）容器の上蓋を外して耐圧（製氷）容器内の炭酸氷を取り出さなければならないため、炭酸氷を大量に自動生産することができない。
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、炭酸氷の製造を自動化して大量生産することが可能な炭酸氷の製造装置及び製造方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、第１の発明は、炭酸水を氷結させて炭酸氷を製造する装置であって、
炭酸水を貯留する炭酸水用耐圧容器と、前記炭酸水用耐圧容器から供給される炭酸水を貯留して氷結させる耐圧製氷容器と、前記耐圧製氷容器を冷却する冷却手段及び加温する加温手段と、前記耐圧製氷容器内を真空にする真空ポンプと、前記耐圧製氷容器内に炭酸ガスを送給する炭酸ガス送給手段と、設定水位まで炭酸水が注水された前記耐圧製氷容器内に不活性ガスを送給する不活性ガス送給手段と、前記耐圧製氷容器の下面に設けられた炭酸氷排出口に接続され、前記炭酸氷排出口と同じ若しくはそれを超える口径を有する電動ボール弁とを備えることを特徴としている。
炭酸水を貯留する炭酸水用耐圧容器と、前記炭酸水用耐圧容器から供給される炭酸水を貯留して氷結させる耐圧製氷容器と、前記耐圧製氷容器を冷却する冷却手段及び加温する加温手段と、前記耐圧製氷容器内を真空にする真空ポンプと、前記耐圧製氷容器内に炭酸ガスを送給する炭酸ガス送給手段と、設定水位まで炭酸水が注水された前記耐圧製氷容器内に不活性ガスを送給する不活性ガス送給手段と、前記耐圧製氷容器の下面に設けられた炭酸氷排出口に接続され、前記炭酸氷排出口と同じ若しくはそれを超える口径を有する電動ボール弁とを備えることを特徴としている。
また、第２の発明は、第１の発明に係る炭酸氷製造装置を用いた炭酸氷の製造方法であって、以下の工程を備えることを特徴としている。
（１）前記真空ポンプを作動して前記耐圧製氷容器内を真空にする工程
（２）真空にされた前記耐圧製氷容器内に、前記炭酸ガス送給手段により炭酸ガスを送給する工程
（３）炭酸ガス雰囲気の前記耐圧製氷容器内に、前記炭酸水用耐圧容器から炭酸水を設定水位まで注水する工程
（４）設定水位まで炭酸水が注水された前記耐圧製氷容器内に、前記不活性ガス送給手段により不活性ガスを送給して前記耐圧製氷容器内の炭酸水を加圧する工程
（５）前記冷却手段により前記耐圧製氷容器を冷却して該耐圧製氷容器内の炭酸水を氷結させる工程
（６）前記加温手段により前記耐圧製氷容器を加温して前記耐圧製氷容器の内面から炭酸氷を剥離させる工程
（７）前記電動ボール弁を開いて前記炭酸氷排出口から炭酸氷を排出する工程
（１）前記真空ポンプを作動して前記耐圧製氷容器内を真空にする工程
（２）真空にされた前記耐圧製氷容器内に、前記炭酸ガス送給手段により炭酸ガスを送給する工程
（３）炭酸ガス雰囲気の前記耐圧製氷容器内に、前記炭酸水用耐圧容器から炭酸水を設定水位まで注水する工程
（４）設定水位まで炭酸水が注水された前記耐圧製氷容器内に、前記不活性ガス送給手段により不活性ガスを送給して前記耐圧製氷容器内の炭酸水を加圧する工程
（５）前記冷却手段により前記耐圧製氷容器を冷却して該耐圧製氷容器内の炭酸水を氷結させる工程
（６）前記加温手段により前記耐圧製氷容器を加温して前記耐圧製氷容器の内面から炭酸氷を剥離させる工程
（７）前記電動ボール弁を開いて前記炭酸氷排出口から炭酸氷を排出する工程
本発明では、炭酸水を貯留する炭酸水用耐圧容器から耐圧製氷容器に炭酸水を供給して耐圧製氷容器内の炭酸水を不活性ガスで加圧し、耐圧製氷容器を冷却して炭酸水を氷結させた後、耐圧製氷容器を加温して耐圧製氷容器の内面から炭酸氷を剥離させ、電動ボール弁を開いて炭酸氷排出口から炭酸氷を排出する一連の作業が自動化されている。
本発明に係る炭酸氷の製造装置及び製造方法では、炭酸氷の製造から排出までの一連の作業が自動化されているので、作業時間のロスがなく、炭酸氷を大量生産することができる。
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施例について説明し、本発明の理解に供する。
本発明の一実施例に係る炭酸氷製造装置１０の構成を図１に示す。
炭酸氷製造装置１０は、炭酸水の製造に使用され製造後の炭酸水を貯留する炭酸水用耐圧容器１１と、炭酸水用耐圧容器１１から供給される炭酸水を貯留して氷結させる耐圧製氷容器１２と、炭酸水用耐圧容器１１内及び耐圧製氷容器１２内を真空にする真空ポンプ１５と、炭酸水用耐圧容器１１内及び耐圧製氷容器１２内に炭酸ガスを送給する炭酸ガスボンベ（炭酸ガス送給手段）１６と、設定水位まで炭酸水が注水された耐圧製氷容器１２内に不活性ガスを送給する不活性ガスボンベ（不活性ガス送給手段）１７とを備えている。
炭酸氷製造装置１０は、炭酸水の製造に使用され製造後の炭酸水を貯留する炭酸水用耐圧容器１１と、炭酸水用耐圧容器１１から供給される炭酸水を貯留して氷結させる耐圧製氷容器１２と、炭酸水用耐圧容器１１内及び耐圧製氷容器１２内を真空にする真空ポンプ１５と、炭酸水用耐圧容器１１内及び耐圧製氷容器１２内に炭酸ガスを送給する炭酸ガスボンベ（炭酸ガス送給手段）１６と、設定水位まで炭酸水が注水された耐圧製氷容器１２内に不活性ガスを送給する不活性ガスボンベ（不活性ガス送給手段）１７とを備えている。
真空ポンプ１５は、配管５１、５０を介して炭酸水用耐圧容器１１に接続され、配管５１、５４、５２を介して耐圧製氷容器１２に接続されている。配管５１の経路上には電動弁２３が、配管５４の経路上には電動弁２５がそれぞれ設置されている。
炭酸ガスボンベ１６から炭酸水用耐圧容器１１へは配管５２、５０を介して、炭酸ガスボンベ１６から耐圧製氷容器１２へは配管５２を介して、それぞれ炭酸ガスが送給される。配管５０の経路上には電動弁２６と逆止弁３６が、配管５２の経路上には電動弁２７と逆止弁３７がそれぞれ設置されている。
不活性ガスボンベ１７から耐圧製氷容器１２へは配管５３を介して不活性ガスが送給される。配管５３の経路上には電動弁２８が設置されている。
なお、不活性ガスには窒素やアルゴン等を使用することができる。
なお、不活性ガスには窒素やアルゴン等を使用することができる。
炭酸水用耐圧容器１１には、炭酸水用耐圧容器１１内に原料水を注水するための電動弁２１付きの配管４５と、原料水が設定水位になると作動して注水を停止させるレベル計３９が設置されている。
また、炭酸水用耐圧容器１１内の原料水を炭酸化させるため、炭酸水用耐圧容器１１には、炭酸水用耐圧容器１１内の原料水（炭酸水）を循環させる設備が設置されている。具体的には、炭酸水用耐圧容器１１内の原料水（炭酸水）を循環させる循環ポンプ１８と、循環させた原料水（炭酸水）を炭酸水用耐圧容器１１内に噴射するスプレーノズル３８と、循環ポンプ１８とスプレーノズル３８とを繋ぐ配管４６、４７及び三方弁３４が設置されている。
また、炭酸水用耐圧容器１１内の原料水を炭酸化させるため、炭酸水用耐圧容器１１には、炭酸水用耐圧容器１１内の原料水（炭酸水）を循環させる設備が設置されている。具体的には、炭酸水用耐圧容器１１内の原料水（炭酸水）を循環させる循環ポンプ１８と、循環させた原料水（炭酸水）を炭酸水用耐圧容器１１内に噴射するスプレーノズル３８と、循環ポンプ１８とスプレーノズル３８とを繋ぐ配管４６、４７及び三方弁３４が設置されている。
炭酸水用耐圧容器１１から耐圧製氷容器１２へ炭酸水を供給する際は、三方弁３４を切り替えて循環ポンプ１８を作動させ、配管４６、４８を介して耐圧製氷容器１２に炭酸水を供給する。配管４８の経路上には電動弁２２と逆止弁３５が設置されている。
その際、炭酸水用耐圧容器１１内の圧力と耐圧製氷容器１２内の圧力を同じレベルにするため、炭酸水用耐圧容器１１と耐圧製氷容器１２は、均圧弁３３を有する配管４９により接続されている。
その際、炭酸水用耐圧容器１１内の圧力と耐圧製氷容器１２内の圧力を同じレベルにするため、炭酸水用耐圧容器１１と耐圧製氷容器１２は、均圧弁３３を有する配管４９により接続されている。
耐圧製氷容器１２は竪型円筒状とされ、下面に設けられた炭酸氷排出口（図示省略）には炭酸氷排出口と同じ若しくはそれを超える口径を有する電動ボール弁１４が接続されている（図２参照）。
電動ボール弁１４は、炭酸氷排出口に接続される管体１４ａと、管体１４ａ内に嵌め込まれたボール１４ｃを回動軸１４ｄを介して回動させるアクチュエータ１４ｂとから構成されている（図３（Ａ）～（Ｃ）参照）。ボール１４ｃの中央部には、炭酸氷排出口と同じ若しくはそれを超える口径を有する貫通孔が形成されており、回動軸１４ｄを±９０°回動させることにより電動ボール弁１４が開閉する。
電動ボール弁１４は、炭酸氷排出口に接続される管体１４ａと、管体１４ａ内に嵌め込まれたボール１４ｃを回動軸１４ｄを介して回動させるアクチュエータ１４ｂとから構成されている（図３（Ａ）～（Ｃ）参照）。ボール１４ｃの中央部には、炭酸氷排出口と同じ若しくはそれを超える口径を有する貫通孔が形成されており、回動軸１４ｄを±９０°回動させることにより電動ボール弁１４が開閉する。
一方、耐圧製氷容器１２の上面はフランジ１２ａで封止され、フランジ１２ａを貫通する配管５２、５３、５５を介して、炭酸ガスボンベ（炭酸ガス送給手段）１６、不活性ガスボンベ（不活性ガス送給手段）１７、排気用の電動弁２４及び圧力センサー４０にそれぞれ接続されている。
耐圧製氷容器１２を冷却及び加温するため、耐圧製氷容器１２の周壁１３は二重管構造とされ、二重管の内部をブラインが循環する。
耐圧製氷容器１２を冷却する際は、冷却用ブラインタンク（冷却手段）４３から配管５６を介して冷却用ブラインが耐圧製氷容器１２の周壁１３に流入する。耐圧製氷容器１２の周壁１３から流出した冷却用ブラインは配管５８を介して冷却用ブラインタンク４３に流入する。配管５６上には循環ポンプ１９と電動弁３１が、配管５８上には電動弁３０が設置されている。
一方、耐圧製氷容器１２を加温する際は、加温用ブラインタンク（加温手段）４４から配管５７を介して加温用ブラインが耐圧製氷容器１２の周壁１３に流入する。耐圧製氷容器１２の周壁１３から流出した加温用ブラインは配管５９を介して加温用ブラインタンク４４に流入する。配管５７上には循環ポンプ２０と電動弁３２が、配管５９上には電動弁２９が設置されている。
耐圧製氷容器１２を冷却する際は、冷却用ブラインタンク（冷却手段）４３から配管５６を介して冷却用ブラインが耐圧製氷容器１２の周壁１３に流入する。耐圧製氷容器１２の周壁１３から流出した冷却用ブラインは配管５８を介して冷却用ブラインタンク４３に流入する。配管５６上には循環ポンプ１９と電動弁３１が、配管５８上には電動弁３０が設置されている。
一方、耐圧製氷容器１２を加温する際は、加温用ブラインタンク（加温手段）４４から配管５７を介して加温用ブラインが耐圧製氷容器１２の周壁１３に流入する。耐圧製氷容器１２の周壁１３から流出した加温用ブラインは配管５９を介して加温用ブラインタンク４４に流入する。配管５７上には循環ポンプ２０と電動弁３２が、配管５９上には電動弁２９が設置されている。
なお、上述した電動弁を含む各機器の制御には、図示していないＰＬＣ（プログラマブル・ロジック・コントローラ）が使用される。
次に、上記構成を有する炭酸氷製造装置１０を用いた炭酸氷の製造方法について説明する。
炭酸氷の製造方法は、大きく分けて、炭酸水の製造、炭酸水の耐圧製氷容器への注入、炭酸氷の製造の３つのプロセスから構成される。以下、順に説明する。
炭酸氷の製造方法は、大きく分けて、炭酸水の製造、炭酸水の耐圧製氷容器への注入、炭酸氷の製造の３つのプロセスから構成される。以下、順に説明する。
［炭酸水の製造］
（１）電動弁２３を開けて真空ポンプ１５を作動させ、炭酸水用耐圧容器１１内を真空にする。
（２）真空引きが完了した時点で電動弁２３を閉じ、真空ポンプ１５を停止する。
（１）電動弁２３を開けて真空ポンプ１５を作動させ、炭酸水用耐圧容器１１内を真空にする。
（２）真空引きが完了した時点で電動弁２３を閉じ、真空ポンプ１５を停止する。
（３）電動弁２１を開き、原料水を炭酸水用耐圧容器１１に注入する。炭酸の溶解度を上げるため、原料水は、できるだけ０℃近い低温水が良い。
（４）原料水が設定水位になるとレベル計３９が作動し、電動弁２１が閉じる。
（４）原料水が設定水位になるとレベル計３９が作動し、電動弁２１が閉じる。
（５）電動弁２６を開き、炭酸ガスボンベ１６から炭酸水用耐圧容器１１へ炭酸ガスを送給する。注入圧力は、炭酸氷の炭酸濃度を予め想定し適宜決定する。概ね０．１５ＭＰａ～１．０ＭＰａ程度である。
（６）炭酸ガスの送給が完了した時点で電動弁２６を閉じる。
（６）炭酸ガスの送給が完了した時点で電動弁２６を閉じる。
（７）三方弁３４のＢ弁を閉じてＡ弁を開き、循環ポンプ１８を作動させる。これにより、スプレーノズル３８から炭酸水用耐圧容器１１内に原料水（炭酸水）が噴射され、炭酸水用耐圧容器１１内の原料水（炭酸水）が循環混合される。水量にもよるが３分～３０分程度で炭酸水は最大濃度に達する。
（８）原料水の炭酸化作業が完了した時点で循環ポンプ１８を停止する。
（８）原料水の炭酸化作業が完了した時点で循環ポンプ１８を停止する。
［炭酸水の耐圧製氷容器への注入］
（１）電動弁２５を開け、電動ボール弁１４を閉じて真空ポンプ１５を作動させ、耐圧製氷容器１２内を真空にする。
（２）真空引きが完了した時点で電動弁２５を閉じ、真空ポンプ１５を停止する。
（１）電動弁２５を開け、電動ボール弁１４を閉じて真空ポンプ１５を作動させ、耐圧製氷容器１２内を真空にする。
（２）真空引きが完了した時点で電動弁２５を閉じ、真空ポンプ１５を停止する。
（３）電動弁２７を開き、炭酸ガスボンベ１６から耐圧製氷容器１２へ炭酸ガスを送給する。注入圧力は、前述したように、概ね０．１５ＭＰａ～１．０ＭＰａ程度である。
（４）炭酸ガスの送給が完了した時点で電動弁２７を閉じる。
（４）炭酸ガスの送給が完了した時点で電動弁２７を閉じる。
（５）電動弁２２と均圧弁３３を開くと共に、三方弁３４のＡ弁を閉じてＢ弁を開いて循環ポンプ１８を作動させ、炭酸水用耐圧容器１１から炭酸ガス雰囲気の耐圧製氷容器１２へ炭酸水を供給する。その際、炭酸水の凍結膨張による容器破壊を防止するため、炭酸水の体積の少なくとも２割以上の空間を耐圧製氷容器１２の上方に設ける。
（６）炭酸水用耐圧容器１１から耐圧製氷容器１２への炭酸水の供給が完了（設定水位まで注水）した時点で循環ポンプ１８を停止し、電動弁２２と均圧弁３３を閉じる。
（６）炭酸水用耐圧容器１１から耐圧製氷容器１２への炭酸水の供給が完了（設定水位まで注水）した時点で循環ポンプ１８を停止し、電動弁２２と均圧弁３３を閉じる。
［炭酸氷の製造］
（１）電動弁２８を開き、不活性ガスボンベ１７から耐圧製氷容器１２へ不活性ガスを送給して耐圧製氷容器１２内の炭酸水を加圧する。注入圧力は１．０ＭＰａ～１．５ＭＰａ程度である。
（２）不活性ガスの送給が完了した時点で電動弁２８を閉じる。
（１）電動弁２８を開き、不活性ガスボンベ１７から耐圧製氷容器１２へ不活性ガスを送給して耐圧製氷容器１２内の炭酸水を加圧する。注入圧力は１．０ＭＰａ～１．５ＭＰａ程度である。
（２）不活性ガスの送給が完了した時点で電動弁２８を閉じる。
（３）電動弁３１と電動弁３０を開き、循環ポンプ１９を作動させ、冷却用ブラインタンク４３からの冷却用ブラインにより耐圧製氷容器１２を冷却して製氷（炭酸水の氷結）を開始する。冷却用ブラインの温度は－２０℃程度である。
（４）製氷が完了した時点で、電動弁３１と電動弁３０を閉じ、循環ポンプ１９を停止する。
（４）製氷が完了した時点で、電動弁３１と電動弁３０を閉じ、循環ポンプ１９を停止する。
（５）電動ボール弁１４と電動弁２４を開く。
（６）電動弁３２と電動弁２９を開き、循環ポンプ２０を作動させ、加温用ブラインタンク４４からの加温用ブラインにより耐圧製氷容器１２を加温して脱氷を開始する。加温用ブラインの温度は１０℃～４０℃程度である。耐圧製氷容器１２の内面から炭酸氷が剥離すると、炭酸氷は自重により電動ボール弁１４から外部に排出される。
（７）脱氷が完了した時点で、電動弁３２と電動弁２９を閉じ、循環ポンプ２０を停止する。
（６）電動弁３２と電動弁２９を開き、循環ポンプ２０を作動させ、加温用ブラインタンク４４からの加温用ブラインにより耐圧製氷容器１２を加温して脱氷を開始する。加温用ブラインの温度は１０℃～４０℃程度である。耐圧製氷容器１２の内面から炭酸氷が剥離すると、炭酸氷は自重により電動ボール弁１４から外部に排出される。
（７）脱氷が完了した時点で、電動弁３２と電動弁２９を閉じ、循環ポンプ２０を停止する。
以上、本発明の一実施例について説明してきたが、本発明は何ら上記した実施例に記載の構成に限定されるものではなく、請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施例や変形例も含むものである。例えば、上記実施例では、炭酸水用耐圧容器及び耐圧製氷容器は各１個としているが、それぞれ複数個としてもよい。
本発明は、炭酸氷の製造に利用することができる。その際、本発明によれば、炭酸氷の製造から排出までの一連の作業が自動化されているので、作業時間のロスがなく、炭酸氷を大量生産することができる。
１０：炭酸氷製造装置、１１：炭酸水用耐圧容器、１２：耐圧製氷容器、１２ａ：フランジ、１３：周壁、１４：電動ボール弁、１４ａ：管体、１４ｂ：アクチュエータ、１４ｃ：ボール、１４ｄ：回動軸、１５：真空ポンプ、１６：炭酸ガスボンベ（炭酸ガス送給手段）、１７：不活性ガスボンベ（不活性ガス送給手段）、１８～２０：循環ポンプ、２１～３２：電動弁、３３：均圧弁、３４：三方弁、３５～３７：逆止弁、３８：スプレーノズル、３９：レベル計、４０：圧力センサー、４３：冷却用ブラインタンク（冷却手段）、４４：加温用ブラインタンク（加温手段）、４５～５９：配管
Claims (2)
- 炭酸水を氷結させて炭酸氷を製造する装置であって、
炭酸水を貯留する炭酸水用耐圧容器と、前記炭酸水用耐圧容器から供給される炭酸水を貯留して氷結させる耐圧製氷容器と、前記耐圧製氷容器を冷却する冷却手段及び加温する加温手段と、前記耐圧製氷容器内を真空にする真空ポンプと、前記耐圧製氷容器内に炭酸ガスを送給する炭酸ガス送給手段と、設定水位まで炭酸水が注水された前記耐圧製氷容器内に不活性ガスを送給する不活性ガス送給手段と、前記耐圧製氷容器の下面に設けられた炭酸氷排出口に接続され、前記炭酸氷排出口と同じ若しくはそれを超える口径を有する電動ボール弁とを備えることを特徴とする炭酸氷製造装置。 - 請求項１記載の炭酸氷製造装置を用いた炭酸氷の製造方法であって、
前記真空ポンプを作動して前記耐圧製氷容器内を真空にする第１工程と、
真空にされた前記耐圧製氷容器内に、前記炭酸ガス送給手段により炭酸ガスを送給する第２工程と、
炭酸ガス雰囲気の前記耐圧製氷容器内に、前記炭酸水用耐圧容器から炭酸水を設定水位まで注水する第３工程と、
設定水位まで炭酸水が注水された前記耐圧製氷容器内に、前記不活性ガス送給手段により不活性ガスを送給して前記耐圧製氷容器内の炭酸水を加圧する第４工程と、
前記冷却手段により前記耐圧製氷容器を冷却して該耐圧製氷容器内の炭酸水を氷結させる第５工程と、
前記加温手段により前記耐圧製氷容器を加温して前記耐圧製氷容器の内面から炭酸氷を剥離させる第６工程と、
前記電動ボール弁を開いて前記炭酸氷排出口から炭酸氷を排出する第７工程とを備えることを特徴とする炭酸氷製造方法。
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