JP2000258004A - 製氷器 - Google Patents
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- Y02P60/85—Food storage or conservation, e.g. cooling or drying
Landscapes
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
を生成する溶液が通流される複数の液通路を設けた製氷
器において、前記複数の液通路のそれぞれを均一な速度
で溶液が流動するようにするとともに、従来技術のよう
なバブリングによる攪拌を不要として、外気の状態に影
響されることなく均一で高品質の評を多量に製造可能と
する。 【解決手段】 ケーシング内部の液通路を流れる溶液と
冷媒通路を流れる冷媒とを熱交換して、前記溶液から氷
を生成するように構成された製氷器において、前記液通
路は、前記ケーシングを区画して複数個の平行な通路に
形成されてなり、該複数の液通路を、上端部及び下端部
で変向させて連通して、前記ケーシングに設けられた液
入口から該複数の液通路を順に通って液出口に接続され
る単一の連続した連通路に構成し、さらに、前記ケーシ
ングの前記上部変向部の上方に前記液通路と氷取出部と
の間を開閉するふたを設ける。
Description
媒との熱交換により氷を生成する溶液が通流される複数
の液通路を、単一の連続した液通路に構成した製氷器に
関する。
により、水溶液から氷結晶を析出させる製氷器におい
て、冷媒の流速を早め、かつ冷媒の蒸発を迅速に行わせ
ることによって効率的に製氷を可能にし、ひいては凍結
濃縮工程の迅速かつ効率的な実施を可能とした製氷器と
して、本件出願人が特願平9−200769号にて提案
した発明がある。
つ上下端部の内側に前記中空部に通ずる凹部を設けた外
筒と、0.5〜2.0mm程度の間隙を介して前記中空
部に挿通され、かつ外周に凹凸面を有すると共に上下端
部が前記凹部より突出する内筒とを備え、前記外筒には
前記上方凹部に開口する冷媒導入口と、下方凹部に開口
する冷媒排出口とを設け、かつ前記外筒の上方に前記内
筒の内部に通ずる冷却用水導入口を設け、前記冷媒導入
口から前記上方の凹部を通じて冷媒を前記微小間隙に通
過させて前記冷媒排出口に導き、同時に冷却用水を上方
から前記内筒の内壁面に沿って降下させながら前記内筒
の内壁面に氷結晶を析出可能とし、さらに前記外筒には
複数の中空部を備え、各中空部に0.5〜2.0mm程
度の間隙を介して前記内筒を挿通している。
構成されたことにより、外筒の中空部と内筒との微小間
隙を介して冷媒が流れる。また、微小間隙では、冷媒の
蒸発が迅速に行われる。同時に内筒の外周の凹凸面で冷
媒が迅速に蒸発することにより伝熱効率を高める。外筒
の冷媒導入用の凹部を通じて微小間隙に冷媒を導くこと
によって、冷媒はこの凹部により適正に分配される。こ
れにより、効率的な冷凍濃縮が実現する。
ては、複数の内筒内に溶液を収容し、該溶液をエアによ
って攪拌(バブリング)しながら該内筒内を流下させ、
該内筒の外側の冷媒通路を流れる冷媒と熱交換すること
によって氷を生成しているため、氷の生成に外気の影響
を受け易く、気温の差が大きい夏季と冬季とでは氷の生
成量や品質に差異が生ずる傾向にある。
筒内に設けられた複数の溶液通路における溶液の流下速
度にばらつきが生じ易く、これによって、冷媒との熱交
換量も各通路でばらつきが生じることとなって、各通路
で生成される氷の量や品質が均一にならないという問題
点も有している。
ーシング内に、冷媒との熱交換により氷を生成する溶液
が通流される複数の液通路を設けた製氷器において、前
記複数の液通路のそれぞれを均一な速度で溶液が流動す
るようにするとともに、従来技術のようなバブリングに
よる攪拌を不要として、外気の状態に影響されることな
く均一で高品質の氷を多量に製造可能とした製氷器を提
供することを目的とする。
決するため、請求項1記載の発明として、ケーシングの
内部に形成された液通路を流れる溶液と該液通路と壁部
を隔てて形成された冷媒通路を流れる冷媒とを熱交換し
て、前記溶液から氷を生成するように構成された製氷器
において、前記液通路は、前記ケーシングを平面方向で
複数に区画してなる複数個の平行な通路に形成してな
り、該複数の液通路を上端部及び下端部で変向させて連
通して、前記ケーシングに設けられた液入口から該複数
の液通路を順に通って液出口に接続される単一の連続し
た連通路に構成し、さらに、前記ケーシングの前記上部
変向部の上方に前記液通路と氷取出部との間を開閉する
ふたを設けたことを特徴とする製氷器を提案する。
明におけるケーシングの具体的構成に係り、請求項1に
おいて、前記ケーシングは、前記複数の液通路が設けら
れるとともに、該液通路と壁部を隔てて冷媒を通流する
ための冷媒通路が設けられた本体ケーシングと、該本体
ケーシングの上部に固着され前記複数の液通路を流れる
溶液の上部側の変向部が設けられるとともに、前記ふた
との接脱部が上部に設けられた上部ケーシングと、該本
体ケーシングの下部に固着され前記複数の液通路を流れ
る溶液の下部側の変向部が設けられた下部ケーシングと
により構成されてなる。
記ケーシングを縦方向(鉛直方向)に該通路が形成され
るように分割して形成された中空部に、該中空部間の隔
壁面に対して一定の間隙を存して挿設された内筒の内部
に形成され、また、該内筒の外周面と前記中空部の隔壁
との間には冷媒通路を形成し、該冷媒を前記複数の内筒
内を流れる溶液の流動方向に対して冷媒が直交流の成分
をもって流れるように構成するのが好ましい。
て冷媒との熱交換のための伝熱面積を増加するのがよ
い。
設けられた複数の液通路は、前記ケーシング内におい
て、溶液の流動方向に直角な平面において、幅方向に2
列、奥行き方向に複数列になるように設け、該ケーシン
グの外壁よりの一方から溶液を導入して各連通路を直列
に流した後、2列の他方からこれを導出するように構成
するのが好ましい。
係り、請求項1または2において、前記ふたとケーシン
グとの接脱部に近接して、冷媒が通流する冷媒通路を設
けてなる。
いて、前記冷媒通路は、前記上部ケーシングの前記ふた
との接脱面に近接した内部及び前記ふたの内部に設けら
れてなる。
外壁に設けられた液入口から複数の液通路の1つに入
り、上部ケーシング及び下部ケーシングの変向部にて向
きを変えながら本体ケーシング内の複数の液通路、並び
に上部ケーシング及び下部ケーシングの複数の液通路を
直列にかつ一方向に流れる。
方向に流動しつつ、該液通路の壁部を隔てて形成された
冷媒通路を流れる冷媒と熱交換を行う。かかる熱交換時
において、冷媒によって過冷却温度に保持された前記各
液通路の内部で溶液中の水分が氷結晶として析出して板
状に積層していき、該通路の内壁に板氷が形成される。
一の連続した一方向流の連通路に形成しているので、該
液通路の全長において溶液の流速を均一に保持すること
ができて、全ての液通路において冷媒との熱交換が一様
になされ、各液通路に生成される氷が均一な品質でかつ
生成量も均一となる。
ば、各液通路を冷媒温度をコントロールすることによっ
て開閉可能なふたによって開閉するように構成したこと
により、前記のように製氷時にはふたを閉じることによ
ってケーシング内の液通路を外気と遮断して、前記のよ
うに、複数の液通路を単一の連続した一方向流の連通路
に構成することができ、これによって外気状態の影響を
受けることなく氷の製造を行うことができ、品質が安定
した氷を製造することができる。
し4記載のように、該ふたとケーシングとの接脱部近傍
及びふたの内部に冷媒通路を設けているので、製氷時に
はふたとケーシングとの接脱部は低温の冷媒によって凍
結されることにより固着されており、従って液通路と外
気とが遮断され上記のような製氷動作が外気の影響を受
けることなくなされる。
し、前記冷媒回路をヒートポンプ回路として冷媒温度を
上昇させると、前記のようにして凍結していたふたとケ
ーシングとの接脱部の氷が融解するとともに、液通路内
の氷も前記冷媒の昇温によって通路壁から剥離されて液
面上に浮上する。そして、この氷の浮力でふたが開か
れ、該氷は氷出口ダクト内に押出され、クラッシャによ
って粋断されて使用先に送られる。従って、冷媒回路を
冷凍サイクルとヒートポンプサイクルとに切り換えるこ
とによって、ふたの開閉を自動的に行うことができる。
液通路を単一の連続した連通路に構成し、ポンプを使用
して溶液を循環させるのみで製氷が可能となるため、従
来技術のようなバブリング用エアの供給のためのコンプ
レッサやエアタンク等の設備が一切不要となり、装置コ
ストが低減されるとともに、溶液を緩やかな速度で前記
液通路を循環させるためのポンプ駆動用のエネルギのみ
で済み、エネルギコストも低減される。
を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載され
る構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特
に特定的な記載が無い限り、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。
縦断面図(図4のA−A線断面図)、図2はふた装着部
の拡大断面図、図3は図2のC矢視図、図4は図1のB
−B線断面図、図5はケーシングの構造及び溶液の流れ
を示す分解斜視図である。
上部ケーシング、3は下部ケーシングであり、該上部ケ
ーシング2は本体ケーシング1の上部フランジ1aに複
数のボルト(不図示)によって固着され、また下部ケー
シング3は本体ケーシング1の下部フランジ1bに複数
のボルト(不図示)によって固着されている。
うに複数の(この実施形態では8個)の中空部32がそ
の長手方向(鉛直方向)に平行に形成されている。そし
て、各中空部32は通路32aによって互いに連通され
ている。また、各中空部32には外周が伝熱面積拡大用
の凹凸面とされた内筒15が該中空部32の内壁面16
と後述する冷媒通路20となる隙間を存して挿着されて
いる。さらに、前記各内筒15の内部には製氷用の溶液
が通流する液通路10a、10b、10c、10d、…
…10hが形成されている。
0b、……10hの配置は、図5に示すように、幅方向
に2列、奥行き方向に4列(必ずしも4列でなくてもよ
い)設けられ、各液通路10a、10b、……10hの
上部開口部及び下部開口部は、後述するように、上部ケ
ーシング2の液通路10及び下部ケーシングの液通路1
0に連通されている。
は、本体ケーシング1において、前記各中空部32に挿
設された内筒15の外周面(凹凸面16)と該中空部3
2の内壁面との間に、該本体ケーシング1の全長に亘っ
て設けられ、各中空部12が通路32aにて連通される
ことにより、それぞれの冷媒通路20も水平方向(図4
の紙面の方向)において連通されている。
シングの内筒15内の各液通路10a、10b、……1
0hから下方に延長された形で液通路10が設けられて
いる。この液通路10は、図5に示すように、前記本体
ケーシング1の各液通路10a、10b、……10hの
それぞれに連通し、その底面でかつ溶液が上下に変向で
きるように、該通路10bと10c、10dと10e、
及び10fと10gの3組が、それぞれ連通された形状
となっている。
本体ケーシング1の外壁よりの液通路10aに連通され
る液通路10の下部には液入口15aが設けられ、前記
本体ケーシング1の液通路10hに連通される液通路1
0の下部には液出口16aが設けられている。また、該
下部ケーシング3の前記各液通路10の周囲には壁部3
aを隔てて冷媒通路20が設けられ、該冷媒通路20は
前記本体ケーシングの冷媒通路20に連通されている。
したが、図5に示すような下部ケーシング3の液通路1
0と同様に、溶液流が該上部ケーシング2のふた8a、
8bの下面で変向するようにするため、本体ケーシング
1の10aと10b、10cと10d、10eと10
f、10gと10hとがそれぞれ連通するような4個の
液通路10が設けられている。また、該上部ケーシング
2の各液通路10の外側には、冷媒が通流する冷媒室2
1及び25が設けられ、外側の冷媒室21は本体ケーシ
ング1の外側の冷媒通路20に連通され、中央部の冷媒
室25は本体ケーシング1の中央部の冷媒通路20に連
通されている。
の上部に設けられ、上部ケーシング2の冷媒室25を介
して本体ケーシング1内の冷媒通路20に接続されてい
る。また18は冷媒出口で、前記下部ケーシング3の中
央の冷媒通路21に開口し、該冷媒通路21を介して本
体ケーシング1の冷媒通路20に接続されている。
bは、前記上部ケーシング2の上面に接脱して前記上部
ケーシング2の液通路10を開閉するようになってい
る。該ふた8a、8bは、図1〜図3に示すように、前
記上部ケーシング2の上部に取付けられた支軸9を介し
て該支軸9廻りに回動自在に支持されている。
〜図3に示すように、冷媒が通流する冷媒室19が形成
されている。図3において26aは該冷媒室19に冷媒
を導入するための冷媒管、26bは該冷媒室19の冷媒
を導出するための冷媒管である。
記ふた8a、8bとの接脱面27には水分を導入するた
めのV字状の溝26、26がその奥行き方向(支軸9の
軸心方向)に形成されている。また前記上部ケーシング
2の冷媒室25及びふた8a、8bの冷媒室19は、前
記接脱面27及びV字状の溝26に極力近接させて設
け、該接脱面27及び溝26を冷媒により効果的に冷却
あるいは加熱可能としている。
3の液入口15aに接続される液入口管、14は液出口
16aに接続される液排出管で、11は液タンク、12
は液ポンプであり、前記液ポンプ12によって溶液を液
入口管13から液入口15aに送出し、液出口16aか
ら液排出管14及び液タンク11を前記液通路10に循
環させる溶液の循環路を構成している。
前記液通路10にて生成された板氷を砕断するためのク
ラッシャ6が駆動軸7によって回転自在に設けられてい
る。5、5は前記ふた8a、8bの近傍に設けられたカ
バーである。
ケーシング2の冷媒入口17から導入された冷媒は該上
部ケーシング2内の冷媒室21及び25内に充満され
る。そしてこの冷媒は、該上部ケーシング2内の液通路
10の壁部を冷却して該液通路10を過冷却温度に保持
するとともに、該冷却室25の上部のふた8a、8bと
の接脱面27及びV字状の溝26の近傍を冷却する。
は冷媒管26a、26bを介して冷媒が循環されて前記
接脱面27近傍を冷却する。これにより、該溝26内に
溜められていた水分及び接脱面27に付着していた水分
が凍結され、ふた8a、8bは該接脱面27において、
上部ケーシング2に完全に固着される。
冷媒は、本体ケーシング1内の冷媒通路20に入る。そ
して、図4に示すように各中空部32内に設けられた内
筒15の外周を囲んで形成された冷媒通路20を流れ、
該内筒15の凹凸面16を介して内筒15を冷却し、該
内筒15内の液通路10a、10b、……10hを過冷
却温度に保持する。この際において、内筒15の外面は
凹凸面16に形成されているので、伝熱面積が大きくな
るとともに流速が増大して伝熱効率が上昇し、内筒15
は効率的に冷却される。
0を通った冷媒は、これを流下して下部ケーシング3の
冷媒通路21に入り、該下部ケーシング3の液通路10
の壁部を冷却して該液通路10を過冷却温度となした
後、冷媒出口18から排出される。
該下部ケーシング3の液通路10に入った溶液(この例
では、該溶液を粒氷形成器にて生成された粒氷を含む氷
スラリとして説明する。)は、前記冷媒によって過冷却
温度に保持されている該下部ケーシング3の液通路1
0、本体ケーシング1内の液通路10a、10b……1
0h、及び上部ケーシング2内の液通路10内を直列に
流れる。
液は、下部ケーシング3の液通路10から本体ケーシン
グ1の液通路10aに入って上昇し、上部ケーシング3
の液通路10においてふた8a、8bの内面によって下
方に変向され、本体ケーシング1の液通路10bに入
る。さらに該溶液は該液通路10bから下部ケーシング
3の液通路10に入り、該下部ケーシング3の底部内面
にて上方に変向されて本体ケーシング1の10Cに入
る。かかる溶液の流れは、本体ケーシングの液通路10
d、10e、10f、10g、10hをこの順に経る連
続した一方向流となって、後述するように氷を生成し、
高濃度となった溶液は下部ケーシング3の底部に設けら
れた液出口16aから液排出管14を経て、液タンク1
1に排出されて原溶液と混合され、ポンプ12によって
再び液入口15aに送り込まれる。
うに、該溶液は過冷却温度に保持された内筒15内の液
通路10a(液通路10aについて以下の説明をするが
液通路10b、10c、……10hについても同様)を
流れる際に該溶液に含まれる水分が氷結晶30として析
出し、これが次第に板状に積層していき、該溶液10a
の壁面、つまり内筒15の内壁面には板状の氷31が析
出される。さらに、微小粒の氷結晶30は、前記板氷3
1よりも凝固点が低いから液通路10aにおいて潜熱を
吐き出して融解して板氷31の表面に付着する。そして
前記融解時の潜熱は新たな氷の生成に供されるので、板
氷31の厚みが増大し、その生産性が向上する。
液通路10、10a10b、……10hにおいて冷媒と
の熱交換が一様になされるとともに、外気の影響を受け
ることなく板氷31の生産を行うことができ、均一な品
質の板氷31を製造できる。
を液通路10、10a、10b、……10hから取出す
際には、上記冷媒の回路を冷凍サイクルからヒートポン
プサイクルに切り換える。これによって昇温された冷媒
が各冷媒通路20、21、25等に送られ内筒15が適
温に加熱されて板氷31が該内筒15の内面から剥離さ
れて液面上に浮上する。
冷媒室25及びふた8a、8bの冷媒室19にも導入さ
れ、該ふた8a、8bの接脱面27及び溝26の氷を融
解せしめる。これによりふた8a、8bは支軸9廻りに
回動自在となり、前記液通路10、10a、10b……
10h内の板氷31は氷取出ダクト4内に押出され、ク
ラッシャ6により粋断されて蓄熱槽等の使用先に送られ
る。
には冷凍サイクルに氷の取出し時にはヒートポンプサイ
クルに切り換えることにより、ふた8a、8bの開閉を
自動的に行うことができ、前記のような外気の影響を受
けることのない一方向流の溶液の許での製氷が可能とな
る。
シング内に形成され板氷が生成される液通路を、ふたに
よって自動的に、製氷時には閉塞して外気と遮断し、氷
の取出し時には開放可能とするとともに、液通路を連続
した一方向流の連通路としたことによって溶液の流速が
均一となり冷媒との熱交換が全通路において均一になさ
れ、さらに外気の影響を受けることがなく氷の製造が可
能となる。これによって安定した品質の氷を多量に生産
することができ、製氷効率が向上するとともに、高品質
の氷を得ることができる。
リングが不要となり、ポンプによる溶液の循環用動力の
みであるので、エネルギコストが低減されるとともに、
前記エアを生産するための装置が不要となり、装置コス
トが低減される。
(図4のA―A線断面図)である。
図である。
溶液の流れを示す分解図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 ケーシングの内部に形成された液通路を
流れる溶液と、該液通路と壁部を隔てて形成された冷媒
通路を流れる冷媒とを熱交換して、前記溶液から氷を生
成するように構成された製氷器において、 前記液通路は、前記ケーシングを平面方向で複数に区画
してなる複数個の平行な通路に形成されてなり、該複数
の液通路を上端部及び下端部で変向させて連通して、前
記ケーシングに設けられた液入口から該複数の液通路を
順に通って液出口に接続される単一の連続した連通路に
構成し、さらに、前記ケーシングの前記上部変向部の上
方に前記液通路と氷取出部との間を開閉するふたを設け
たことを特徴とする製氷器。 - 【請求項2】 前記ケーシングは、前記複数の液通路が
設けられるとともに、該液通路と壁部を隔てて冷媒を通
流するための冷媒通路が設けられた本体ケーシングと、
該本体ケーシングの上部に固着され前記複数の液通路を
流れる溶液の上部側の変向部が設けられるとともに、前
記ふたとの接脱部が上部に設けられた上部ケーシング
と、該本体ケーシングの上部に固着され前記複数の液通
路を流れる溶液の下部側の変向部が設けられた下部ケー
シングとにより構成されてなる請求項1記載の製氷器。 - 【請求項3】 前記ふたとケーシングとの接脱部に近接
して、冷媒が通流する冷媒通路を設けてなる請求項1ま
たは2記載の製氷器。 - 【請求項4】 前記冷媒通路は、前記上部ケーシングの
前記ふたとの接脱面に近接した内部及び前記ふたの内部
に設けられてなる請求項3記載の製氷器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06541099A JP4262352B2 (ja) | 1999-03-11 | 1999-03-11 | 製氷器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06541099A JP4262352B2 (ja) | 1999-03-11 | 1999-03-11 | 製氷器 |
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Family Applications (1)
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| JP06541099A Expired - Fee Related JP4262352B2 (ja) | 1999-03-11 | 1999-03-11 | 製氷器 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002110614A (ja) * | 2000-09-26 | 2002-04-12 | Daikin Ind Ltd | 基板洗浄方法およびその装置 |
| JP2005315475A (ja) * | 2004-04-27 | 2005-11-10 | Mayekawa Mfg Co Ltd | 伝熱管式製氷方法とその装置 |
-
1999
- 1999-03-11 JP JP06541099A patent/JP4262352B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
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| JP2005315475A (ja) * | 2004-04-27 | 2005-11-10 | Mayekawa Mfg Co Ltd | 伝熱管式製氷方法とその装置 |
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