JPH065150B2 - 製氷装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ａ．産業上の利用分野 本発明は、オーガ式ではないが氷を上方から回収可能な
新規な方式の製氷装置に関するものである。

ｂ．従来の技術 従来、種々の方式の製氷機構を内蔵した製氷機が知られ
ており、最も代表的なものとしては、例えば、特公昭46
-10265号公報に開示されているように、底部が開口した
立法体のセル中に製氷水を下方から噴水供給して角氷を
製造し、前記セルから下方に角氷を落下させて回収する
噴水式製氷機構や、実公昭47-2614号公報に開示されて
いるように、平らな板上で製氷水を流下させて板氷を生
成した後、該板氷を縦横にヒータでカットして角氷を製
造し、下方に落下させるカット式製氷機構が公知にされ
ている。

また、シリンダの内面に生成した氷層をオーガスクリュ
ーで剥離してフレーク状の氷片とし、該氷片を圧縮し固
い氷とするオーガ式製氷機構も例えば特公昭56-40259号
公報に開示されているように公知である。

ｃ．発明が解決しようとする問題点 しかし、上述した噴水式製氷機構及びカット式製氷機構
では、製造された氷は下方にしか取り出すことができ
ず、貯氷部が必然的に製氷機構の下方に配置されること
になる。そのため、貯氷部の氷取出口は取り出し作業に
不利な下方位置に設けられることになり、これは、貯氷
部の下部からの氷放出位置を少しでも高く設計したい自
動販売機用の場合、特に問題であった。

また、オーガ式製氷機構では、上述した方式の製氷機構
の問題を解決することはできるが、氷片の圧縮工程にお
いて大きな力を必要とし、そのため、オーガスクリュー
の軸受部に大きな負荷が掛かるので、また、軸受部は水
の通路中に設けられていることから水中に含まれたシリ
カ、カルシウム等の不純物が沈積して軸受部に侵入する
ので、軸受部の寿命が著しく短く、保守に高コストを要
するという問題があった。

従って、本発明の目的は、氷取出口を可及的に上方に配
置することが可能であるにも拘わらず、オーガ式製氷機
構における軸受部の短寿命、高保守コストといった問題
の生じない製氷装置を提供することである。

ｄ．問題点を解決するための手段 上述の目的を達成するため、本発明は、氷(20)を上方へ
案内する案内部(16a)を一方の周面(16c)に備え、製氷サ
イクル中に作動して製氷水を冷却する蒸発器(23)を他方
の周面(16d)に備えた、上端が開放した実質的に垂直の
製氷筒(16)と、該製氷筒(16)に設けられ除氷サイクル中
に作動して前記一方の周面(16c)に付着した氷の付着面
を融解するための融氷手段(6、23)と、該製氷筒(16)の前
記一方の周面(16a)に向かって放射状に延びる複数の実
質的に垂直の羽根(14)を備えると共に、該羽根(14)の両
側面及び前記製氷筒(16)の前記一方の周面(16a)と協働
して、環状に配列された複数の空間部(29)を画成する、
回転可能な駆動・仕切装置(12)と、該空間部(29)内に製
氷水を導入する手段(17c、18b)とを有する製氷装置を提
供するものである。

ｅ．作用 製氷時には、製氷水を導入する手段(17c、18b)によっ
て、製氷筒(16)と駆動・仕切装置(12)との間に画成され
た空間部(29)内に製氷水を入れる。この製氷水は、蒸発
器(23)を流れる冷媒によって冷却されるため、蒸発器(2
3)が設けられた周面とは反対側の周面(16c)において氷
結し、成長して氷層になる。氷が所定の程度まで成長す
ると、融氷手段である蒸発器(23)にはホットガスが流さ
れて加熱され、氷(20)は周面(16c)から離間する。この
段階で駆動・仕切装置(12)を作動し回転させると、環状
の空間部(29)を縦方向に仕切っていた羽根(14)も回転す
るため、隣接する羽根(14)間の氷(20)には水平方向の力
が働くが、周面(16c)には案内部(16a)が形成されている
ので、この案内部(16a)の作用で水平方向の力は垂直方
向に変換され、氷(20)は上方に押し出され、製氷筒(16)
の上端から放出される。

このように、オーガ式ではないにも拘わらず氷が製氷機
構の主要部を占める製氷筒(16)の上端から放出されるの
で、貯氷部を製氷機構と実質的に同一レベルに配置可能
となる。また、氷を上方に押し出す工程はあるが、圧縮
する工程はないので、しかも、空間部(29)内の環状の氷
は、垂直の羽根(14)によって縦方向に仕切られ、且つ製
氷筒(16)に設けられた案内部(16a)によってほぼ横方向
に溝が付けられているので、回転する駆動・仕切装置(1
2)に大きな負荷をかけることなく、個々の氷に難無く分
離させることが可能である。

ｆ．実施例 次に、本発明の好適な実施例について添付図面を参照し
て詳細に説明するが、図中、同一符号は同一又は対応部
分を示すものとする。

第１図は本発明による製氷装置１の縦断面図を示してお
り、製氷装置１は、後述するように内面（一方の周面）
16cに氷層が生成される円筒形の製氷筒16を備え、上部
に水平フランジ部16bを有する製氷筒16の外面（他方の
周面）16dには、周知の方法で冷媒を流通させる蒸発器
（融氷手段）23が巻装されている。また、蒸発器23は断
熱材19で囲繞されている。製氷筒16の開放した上端部に
は、好ましくは直径方向に対峙して対称的に、氷粒20a
（第５図）を放出するための適宜の大きさの矩形状の開
口部もしくは切欠き22が設けられており、採氷もしくは
除氷時には、２つの該開口部22より氷20a（第５図）が
放出され、２つの開口部22に連通するシュート21により
図示しない貯氷部に案内されるようになっている。製氷
筒16の内面16cには後述するように作用する案内部16aが
設けられている。好適な実施例においては、案内部16a
は所定のピッチ、刻み角及び半径方向高さを有する２条
の螺旋レールの形態であり、各螺旋レールの上端は対応
する開口部22の位置で終わっている。

製氷筒16の下部には、蓋体18で下方から気密に封止され
たヘッダー17がねじのような適宜の手段で液密に取着さ
れている。ヘッダー17の内部には環状の仕切板17fが設
けられており、該仕切板17fが蓋体18と協働して、製氷
水のための外側の環状入口室17aと内側の円形出口室17b
とを画成している。入口室17aは、後述する循環ポンプ
の吐き出し側に接続される吐出管（製氷水を導入する手
段）18bと、製氷筒16内に製氷水を吐き出す吐出口（製
氷水を導入する手段）17cとを有し、出口室17bは、前記
ポンプの吸い込み側に接続される吸込管18aと、製氷筒1
6内から製氷水を吸い込む吸込口17dとを有する。また、
ヘッダー17の頂部中央には凹状の軸受部17eが形成され
ている。

上述した製氷筒16内には、その案内部16aに接触しない
ように、駆動・仕切装置12がヘッダー17の軸受部17eに
よって位置決めされ配置される。第１図及び第３図から
諒解されるように、駆動・仕切装置12は主に、円筒形の
垂直胴部15と、該胴部15の上端に設けられた押出しヘッ
ド13と、該胴部15の外周面から放射状に延びる複数（実
施例では12枚）の垂直な羽根14とから構成されている。

押出しヘッド13は、胴部15から垂直上方に延びる実質的
に円筒形の案内部13bと、この案内部13bの上端から半径
方向外方に広がる逆切頭円錐形の押出し部13aと、案内
部13bの底から該案内部13b及び押出し部13aの内部を通
って上方に延びる軸部13cとから一体的に形成するのが
好適である。第１図から諒解されるように、軸部13cに
は減速モータ11が結合可能であり、駆動・仕切装置12は
減速モータ11により後述する態様で駆動される。

胴部15は中空に形成され、内部に空洞部15cを画成して
いる。この胴部15には、前述した羽根14の他に、吐出口
17cを経て製氷筒16内に供給されたが凍結しなかった製
氷水を空洞部15c内に導入するための複数の戻し穴15bが
胴部15の上部周縁に、また、このように空洞部15c内に
導入された製氷水を出口室17bに戻すための複数の戻し
穴15aが胴部15の底部に設けられている。また、胴部15
の底部下面からは凸部15dが下方に突出し、前述した凹
状の軸受部17eに嵌合している。凸部15dの軸方向寸法
は、吐出口17cから吸込口17dへ多量の水がショートサー
キットするのを防止すべく、胴部15の底部下面がヘッダ
ー17の上面に接触しない範囲で該上面に可及的に接近す
るように選択されている。

氷粒20aの寸法は、案内部、即ち螺旋レール16a及び羽根
14の相互のピッチ関係で決定され、螺旋レール16aの上
部終端と、該終端から上方に延びる仮想上の線が押出し
部13bの外面に当たる位置、即ち押出し部13bに氷20が上
昇して当接する位置との間の距離は、螺旋レール16aの
ピッチに近似的に等しく設計されている。従って、氷が
押しあげられて押出しヘッド13に当たり始めると、氷が
螺旋レール16aの跡の溝が付いている位置で折断され、
個々の氷粒20aとなる。この氷粒20aとなる位置に開口部
22が形成されており、シュート21から氷粒20aは図示し
ない貯氷部に回収される。

次に、以上のような構成を有する本発明の製氷装置の作
動について、第７図の冷媒及び製氷水の系統図も参照し
て説明する。

第７図において、製氷水タンク８内に設けられた例えば
フロートバルブ９のような水位制御装置は、給水管9aに
接続されていて、製氷水タンク８内の水位が所定レベル
以下に低下すると製氷水タンク８に製氷水を供給し、常
に所定水位を維持するように作動する。次に、電源を投
入すると、周知のように圧縮機２、ファンモータ４が運
転され、製氷装置の冷凍運転が開始される。これに伴っ
て製氷水循環ポンプＰのポンプモータ７も運転される。
ポンプモータ７の運転によって、製氷水タンク８内の製
氷水は、接続管10及び吐出管18bを介して入口室17aに送
られ、ヘッダー17に設けられた吐出口17cから出て、製
氷筒内面16c、羽根14の両側面及び胴部15の外面によっ
て画成された縦方向に延びる複数の柱状空間部29の各々
へ供給される。空間部29からオーバーフローした製氷水
は、胴部15の上部周縁に設けられた戻し穴15bから空洞
部15c内に落下し、底部の戻し穴15aとヘッダー17の吸込
口17dとを経て出口室17bに入り、ここから吸込管18aを
介して製氷水循環ポンプＰの吸い込み側に戻る。このよ
うにして製氷水は閉じた水回路を循環する。

一方、このように循環する製氷水の温度は、圧縮機２の
運転に伴って冷媒が凝縮器３及び膨脹弁５を介して蒸発
器23に送られ、該蒸発器23及び延いては製氷筒16が冷却
されることにより、徐々に低下する。そして、製氷筒16
の内面16cには氷層が形成されて徐々に成長し、各空間
部29内に純度の高い柱状の氷20が形成される。氷の成長
が所定の程度まで進むと、その状態が例えば感温式、タ
イマ式等のような公知の製氷完了検知手段（図示せず）
により製氷完了として検知され、ポンプモータ７及びフ
ァンモータ４が公知の態様で停止されると共に、ホット
ガス弁（融氷手段）６が開弁される。これにより、製氷
装置１は除氷工程に入り、圧縮機２からの高温高圧のホ
ットガスが蒸発器23に直送されるため、製氷筒16の加熱
が開始される。その結果、製氷筒16の内面16cに形成さ
れた氷20は、この内面16cとの接触部分が融解し、容易
に採氷可能な状態となる。

この状態は、図示しない除氷タイマ又は蒸発器23の冷媒
出口側に設けられた図示しない温度検知装置により検知
され、同検知によって減速モータ11が起動される。その
ため駆動・仕切装置12が回転し、その羽根14によって氷
20も回転方向もしくは水平方向の力を受ける。しかし、
製氷筒16の内面16cには案内部16aが形成されているた
め、しかも、案内部16aの高さまでは氷20が融解してい
ないため、水平方向の力は垂直方向上向きの力となり、
氷20は全体的に上方に押しあげられ、押出しヘッド13に
向かって進む。その結果、氷20の上端が押出しヘッド13
に当たり、同押出しヘッド13の形状に従って半径方向の
外方に押し出される。この時、氷20は、垂直方向に関し
ては大部分が羽根14によって仕切られ実質的に柱状にな
っているので、また、横方向に関しては案内部16aの跡
の溝が付いているため、この溝が柱状の氷の破断開始部
となるので、容易に個々の氷20a（第５図参照）に破断
することができる。このようにして氷20が全量採氷され
る所定時間を経過すると図示しない例えばタイマーによ
り減速モータ11の停止が行なわれ、再び製氷運転に入
る。

尚、本発明は一つの実施例についてのみ説明したが、当
業者にとって明らかなように、本発明の精神及び範囲か
ら逸脱することなく種々の改変が可能である。例えば、
製氷水の循環は必ずしも必要ないし、また、製氷筒が駆
動・仕切装置の内側に配置され、その外面を製氷面と
し、内面に蒸発器を設けてもよい。

ｇ．発明の効果 以上のように、本発明による製氷装置は、氷の圧縮工程
が不必要でありながら氷を製氷機構の上方から回収する
構成としたため、保守コストが低廉であり、貯氷部の設
置位置を製氷機構と同一レベルとすることができ、貯氷
部からの氷の取り出しが容易に設計可能であると共に、
特に、自動販売機用の製氷装置のようにコンパクト性が
要求されるものに実施するのに最適である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による製氷装置の縦断面図、第２図は、
第１図の製氷装置における駆動・仕切装置を取り出して
示す平面図、第３図は、第１図の製氷装置で使用されて
いる駆動・仕切装置を部分的に断面で示す側面図、第４
図は第３図の底面図、第５図は第１図の製氷装置の氷取
出口近傍を破断して示す拡大側面図、第６図は破断せず
に第５図の氷取出口近傍を示す側面図、第７図は製氷水
及び冷媒の回路を示す系統図である。 １…製氷装置、14…羽根 ６…ホットガス弁（融氷手段） 12…駆動・仕切装置 16…製氷筒、16a…案内部（螺旋レール） 16c…一方の周面（内面） 16d…他方の周面（外面） 17c…製氷水を導入する手段（吐出口） 18b…製氷水を導入する手段（吐出管） 20…氷、23…蒸発器（融氷手段） 29…空間部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】氷(20)を上方へ案内する案内部(16a)を一
   方の周面(16c)に備え、製氷サイクル中に作動して製氷
   水を冷却する蒸発器(23)を他方の周面(16d)に備えた、
   上端が開放した実質的に垂直の製氷筒(16)と、該製氷筒
   (16)に設けられ除氷サイクル中に作動して前記一方の周
   面(16c)に付着した氷の付着面を融解するための融氷手
   段(6、23)と、該製氷筒(16)の前記一方の周面(16a)に向
   かって放射状に延びる複数の実質的に垂直の羽根(14)を
   備えると共に、該羽根(14)の両側面及び前記製氷筒(16)
   の前記一方の周面(16a)と協働して、環状に配列された
   複数の空間部(29)を画成する、回転可能な駆動・仕切装
   置(12)と、該空間部(29)内に製氷水を導入する手段(17
   c、18b)とを有する製氷装置。