JPH09203573A - 製氷器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】少ない消費電力で製氷することができ、製氷速
度を向上させ、機構を簡略化することができ、かつ、除
氷に要する水を節約することができる製氷器を提供す
る。 【解決手段】内部に密閉空間を有する中空の冷却部１
と、その冷却部１の外部に設けられた製氷部２と、冷却
部１の密閉空間内に配置され、冷媒を案内する冷媒通路
３と、冷却部１の密閉空間内に封入された作動流体４
と、を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、氷を生成する製氷
器に関し、特に、レストラン、ホテル等で主に使用され
る小型製氷器に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、レストランやホテル等で使用さ
れる小型の製氷器にはいくつかの製氷方式があるが、そ
の中で主流を占めるのがセル方式である。図９は、クロ
ーズドセル方式の従来の製氷器Ｃを示す説明図である。

【０００３】図９（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、従来
の製氷器Ｃは、格子状に配置された複数のセル５１を備
えた製氷容器５２と、その製氷容器５２の上部に設けら
れ、低温媒体が通過するパイプ状の蒸発器５３と、製氷
用の水Ｗを貯蔵するタンク５４と、タンク５４の上部に
設けられ、製氷容器５２の下部に配置される水皿５５
と、タンク５４内の水Ｗを水皿５５に送出するためのポ
ンプ５６と、ポンプ５６と水皿５５とを連結する送出パ
イプ５７と、セル５１の周囲に常温の水を供給する除氷
用の給水パイプ５８とを有する。

【０００４】水皿５５は、その端部に設けられた支軸５
９を中心に回動自在に支持されている。また、水皿５５
の上面には、各セル５１に対応した位置に、ポンプ５６
から送出された水をセル５１内に放出するための放出口
６０が形成されている。

【０００５】給水パイプ５８には、その給水パイプ５８
内を流れる水の出入と水量調整を行うためのウォータバ
ルブ６１が設けられている。

【０００６】従来の製氷器Ｃによって製氷を行う場合に
は、まず、ポンプ５６を作動させて、タンク５４内の水
Ｗを送出パイプ５７を介して水皿５５に送出し、水皿５
５の放出口６０から製氷容器５２の各セル５１内に所定
量供給する（図９（Ａ）参照）。次に、製氷容器５２の
上部に設けられた蒸発器５３に冷温の媒体を通過させ
る。それによって、その媒体からの冷熱が製氷容器５２
に伝導して、セル５１内で製氷が行われる。

【０００７】製氷終了後除氷を行う場合には、ウォータ
バルブ６１を開状態にして、給水パイプ５８から常温の
水を製氷容器５２のセル５１の周囲に供給する。それに
よって、セル５１内に生成された氷がセルから除去され
る。次に、図９（Ｂ）に示すように、水皿５５及びタン
ク５４を、支軸５９を中心にして矢印方向に回動させて
下り勾配に傾斜させると、生成された氷Ｉは水皿５５の
上面を滑って外部に排出される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来の製氷器には、次
のような問題点があった。 （１）蒸発器５３内に通過する低温媒体の冷熱は熱伝導
だけでセル５１内の水に伝導され、かつ、蒸発器５３
は、その全周の半分以下の部分しか各セル５１に接して
いないため、セル５１と蒸発器５３との接触面積が小さ
く、氷への熱の伝わりやすさ、いわゆる熱通過率が小さ
い。そのため、製氷能力を増大させるためには低温媒体
の温度をより低くする必要があり、より多くのエネルギ
ー（電力）が必要であった。 （２）低温媒体供給量の過不足に伴い、蒸発器５３の各
位置での温度が異なることがあるため、各セル５１での
氷の生成速度が異なり、その結果、全体としての製氷速
度が低下することがあった。 （３）除氷時では、ウォーターバルブ６１を開いてセル
５１の周囲に常温の水を供給して行うため、製氷運転と
除氷運転の動作切換に伴う制御が複雑になった。 （４）除氷時に、大量の水が必要であった。

【０００９】本発明は、上記問題点を鑑みてなされたも
のであり、少ない消費電力で製氷することができ、製氷
速度を向上させ、機構を簡略化することができ、かつ、
除氷に要する水を節約することができる製氷器を提供す
ることを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の製氷器は、上記
課題を解決するために、内部に密閉空間を有する冷却部
と、その冷却部の外部に設けられた製氷部と、前記冷却
部の密閉空間内に配置され、冷媒を案内する冷媒通路
と、前記冷却部の密閉空間内に封入された作動流体と、
を有することを特徴するものである。

【００１１】作動流体は、運転停止時にその液面が前記
冷媒通路に直接接触する位置まで封入されているのが好
ましい。

【００１２】冷媒通路と前記冷却部との接触部又は冷媒
通路の交差部で冷媒通路同士が、溶接やろう付け等で接
合されていてもよい。

【００１３】冷却部に補強用の梁が設けられていてもよ
い。

【００１４】製氷部は、格子状に配置された複数のセル
を有してもよく、また、冷却部の外部に氷を製氷するた
めの突起部を有してもよい。

【００１５】冷媒通路は、その外周面にフィン又はメッ
シュを有してもよい。

【００１６】本発明の製氷器は、冷却部と冷媒通路の接
触面での熱伝導の他に、作動流体の蒸発、凝縮あるいは
対流によって製氷部が冷却され、作動流体がヒートパイ
プとして機能するため、製氷部全体が伝熱面となり熱通
過率が大きくなる。このとき、冷媒通路のうち製氷部と
接していない部分は、作動流体を凝縮する凝縮部または
加熱部として機能するため、冷媒通路の実質有効伝熱面
積が従来の製氷器の２倍以上広くなり、熱通過率をさら
に大きくすることができる。したがって、冷媒の温度を
あまり低くしなくても製氷能力を向上させることが可能
となり、エネルギー消費の少ない製氷器を構成すること
が可能となる。

【００１７】また、本発明の製氷器では、冷却部内部の
作動流体がいわゆるヒートパイプとして機能するため、
製氷部分の温度が均一となり各セルの製氷速度を等しく
することが可能となる。

【００１８】さらに、製氷運転と除氷運転の切り換え
は、冷媒通路を蒸発器あるいは凝縮器のいずれかに選択
して行うだけでよいので、簡単な制御により運転するこ
とができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。図１及び図２は本発明の製
氷器を示す全体斜視図である。図１に示すように、本発
明の製氷器Ａは、箱状に形成され、内部に密閉空間を有
する中空の冷却部１と、その冷却部１の下面に設けられ
た製氷部２とを有する。冷却部１の内部には冷媒を案内
して熱交換を行うための冷媒通路３が網目状に蛇行して
上下２段に設置されている。冷媒通路３は、銅、アルミ
ニウム等の熱伝導性に優れた材料でパイプ状に形成され
ている。また、冷媒通路３は、図示しない冷凍サイクル
と接続されており、冷媒はその入口１ａから送り込ま
れ、出口１ｂから出て強制循環される。製氷部２は、図
２に示すように、側壁２ａによって格子状に仕切られて
形成された複数のセル２ｂを有する。

【００２０】図３は、本発明の内部構造を示す断面図で
ある。図３に示すように、冷却部１の内部は脱気され、
フロン等の作動流体４がその液面が下段の冷媒通路３ｂ
に接触する程度の高さまで封入されている。また、冷媒
通路３ａ，３ｂと冷却部１との接触部及び上段の冷媒通
路３ａと下段の冷媒通路３ｂとの交差部はそれぞれ溶接
又はロウ付け５ａ、５ｂによって接合されている。これ
によって冷却部１が補強され、冷却部１の肉厚を薄くし
ても、作動流体４の圧力上昇による冷却部１の膨張を抑
えることができる。

【００２１】本発明の製氷器Ａにより製氷を行う場合に
は、図示しないノズル等により製氷部２のセル２ｂ内に
水を供給すると同時に、冷凍サイクルを作動させて冷媒
通路３に十分に冷却された冷媒を供給する。冷媒通路３
は冷凍サイクルの蒸発器として機能し、冷媒通路３に接
している製氷部２では、熱伝導により冷媒に熱が伝導さ
れ、温度が低下して製氷部２のセル２ｂ内で氷が生成さ
れる。

【００２２】一方、冷却部１内の作動流体４は冷媒によ
り冷却されるため、製氷部２に面した作動流体４は製氷
部２から熱を奪って蒸発・気化し、冷媒通路３で凝縮・
液化する。このように、冷却部１内の作動流体４はヒー
トパイプとして機能する。従って、冷媒通路３近傍のみ
ならず、製氷部２全面がほぼ均一に冷却されるようにな
り、製氷部２全面に均一な厚さで氷が生成される。

【００２３】さらに、冷媒通路３では冷却部１と接して
いない部分がヒートパイプの凝縮部として機能するた
め、冷媒通路３全面が伝熱面として有効に利用される。
従って、系全体の熱通過率が大きく上昇し、従来の製氷
器に比べて、冷媒の温度を下げなくても製氷量が増加す
る。

【００２４】本発明の製氷器Ａにより除氷を行う場合に
は、製氷部２への水の供給を中止するとともに、冷凍サ
イクルの冷凍サイクルを切り換えて冷媒通路３に高温の
冷媒を供給する。冷媒通路３は冷凍サイクルの凝縮器と
して機能し、熱伝導により製氷部２に熱が伝えられると
同時に作動流体４も加熱される。そして、作動流体４の
対流により製氷部２全体が加熱され、それによって、セ
ル２ｂ内に生成された氷がセル２ｂから除去される。従
って、氷が製氷部２と接触する面がほぼ均一に暖めら
れ、除氷に要する運転時間を短縮することができる。

【００２５】以上述べたように、本発明の製氷器Ａによ
れば、製氷及び除氷の両方の過程で性能が向上するた
め、従来の製氷器に比べて単位時間当たりの製氷量を増
加させることができる。

【００２６】また、常温の水を供給しなくても除氷を行
うことができるため、除氷に要する水を節約することが
でき、ランニングコストを削減することができる。

【００２７】図４乃至図６に本発明の他の形態の製氷器
Ｂを示す。この製氷器Ｂは、箱状に形成され、内部に密
閉空間を有する中空の冷却部１１と、その冷却部１１の
下面に設けられた製氷部１２と、冷却部１１の内部に設
置され、冷媒を案内する冷媒通路１３とを有する。

【００２８】製氷部１２は、図５に示すように、冷却部
１１から下方向に突き出るように所定位置に取り付けら
れた複数の略円筒状の突起部１２ａからなる。冷媒通路
１３は、図４に示すように、蛇行して１段に設置されて
いる。また、冷媒通路１３は、図示しない冷凍サイクル
と接続されており、冷媒はその入口１３ａから送り込ま
れ、出口１３ｂから出て強制循環される。

【００２９】冷却部１１の内側の上面と下面には、冷媒
圧力による膨張を防止するための梁１５が略等間隔に配
置されている。この梁１５によって、冷却部１１が補強
され、冷却部１１の肉厚を薄くすることができ、装置全
体の軽量化を図ることができる。また、図６に示すよう
に、冷却部１１の内部にある梁１５と冷媒通路１３との
接触部は溶接又はロウ付け１６によって接合され、冷却
部１１が補強されている。さらに、冷却部１１の内部に
は、図６に示すように、作動流体１４がその液面が冷媒
通路１３に接触する程度の高さまで封入されている。

【００３０】この製氷器Ｂにより製氷を行う場合には、
図６に示すように、製氷用の水Ｗを入れた容器１７を円
筒状の突起部１２ａが水中に浸るように設置する。そし
て、図示しない冷凍サイクルを作動させて、冷媒通路１
３に冷媒が供給されると、作動流体１４が冷却され、突
起部１２ａがヒートパイプの蒸発部として、冷媒通路１
３がヒートパイプの凝縮部として機能し、容器１７内の
水Ｗが冷却する。その結果、突起部１２ａの外周に氷が
生成される。

【００３１】この製氷器Ｂにより除氷を行う場合には、
水を入れた容器１７を製氷器Ｂから他の場所に移し、冷
媒通路１３が冷凍サイクルの凝縮器となるように切り換
えて運転する。それによって、作動流体１４が冷媒によ
り加熱され、突起部１２ａの外周に生成された氷は、突
起部１２ａとの接触部が融解するので除去され、ストッ
カ（図示せず）に落下する。

【００３２】この製氷器Ｂによれば、製氷中に水をノズ
ルで噴射しなくても氷が生成されるため、大幅に水を節
約することができる。また、ポンプで水を循環させる必
要がないので、電力消費を削減できる。

【００３３】本発明は、上記実施の形態に限定されるこ
とはなく、特許請求の範囲に記載された技術的事項の範
囲内において、種々の変更が可能である。

【００３４】例えば、冷媒通路３（１３）の外周面にフ
ィン２０（図７参照）やメッシュ３０（図８参照）を設
けて、その表面積を増加させてもよい。それによって、
作動流体４（１４）の毛細管力により作動流体４（１
４）に浸されていない部分にも作動流体４（１４）を吸
い上げることができ、除氷時の作動流体４（１４）によ
る加熱に寄与する面積が増加して、除氷時間をさらに短
縮することができる。

【００３５】また、冷媒通路３（１３）は、１本の管を
蛇行させるものに限らず、冷却部１（１１）内で複数の
管に分岐して表面積を増加するように構成してもよい。

【００３６】さらに、補強用の梁１５は、冷却部１１の
外面に設けてもよい。

【００３７】

【発明の効果】本発明による製氷器では、次のような優
れた効果を奏する。 （１）冷媒通路からの熱伝導の作用の他に作動流体によ
るヒートパイプと同様な作用により製氷することができ
るので、製氷部全面で均一に氷が製氷し、冷媒通路全面
が伝熱面として有効に利用され、従来の製氷器に比べて
製氷能力及び製氷速度が向上し、少ない消費電力で製氷
することが可能となる。 （２）除氷時には、作動流体の対流により製氷部がほぼ
均一に加熱されるため、除氷時間を短縮することができ
る。 （３）冷媒通路を冷凍サイクルの蒸発器と凝縮器とに切
り換えることにより製氷運転と除氷運転とを切り換える
ことができるため、製氷器の機構を簡略化することがで
きる。 （４）常温の水を供給しなくても除氷を行うことができ
るため、除氷に要する水を節約することができ、ランニ
ングコストを削減することができる。 （５）冷媒通路と冷却部との接触部、冷媒通路同士の接
触部を溶接、ろう付け等で接合したり、冷却部内に梁を
設けることにより、冷却部の肉厚を薄くすることができ
るので、製氷器の軽量化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の製氷器を示す一部破断斜視図である。

【図２】本発明の製氷器の製氷部を示す斜視図である。

【図３】本発明の製氷器の内部構造を示す断面図であ
る。

【図４】本発明の他の形態の製氷器を示す一部破断斜視
図である。

【図５】他の形態の製氷器の突起部を示す斜視図であ
る。

【図６】他の形態の製氷器の内部構造を示す断面図であ
る。

【図７】フィン付の冷媒通路を示す側面図である。

【図８】メッシュ付の冷媒通路を示す断面図である。

【図９】従来の製氷器を示す説明図である（（Ａ）は製
氷時、（Ｂ）は除氷時の状態を示す）。

【符号の説明】

１、１１：冷却部 ２、１２：製氷部 ２ｂ：セル ３、１３：冷媒通路 ４、１４：作動流体 １２ａ：突出部 １５：梁 ２０：フィン ３０：メッシュ

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内部に密閉空間を有する冷却部と、その冷
   却部の外部に設けられた製氷部と、前記冷却部の密閉空
   間内に配置され、冷媒を案内する冷媒通路と、前記冷却
   部の密閉空間内に封入された作動流体と、を有すること
   を特徴する製氷器。
2. 【請求項２】前記作動流体は、運転停止時にその液面が
   前記冷媒通路に直接接触する位置まで封入されているこ
   とを特徴とする請求項１に記載の製氷器。
3. 【請求項３】前記冷媒通路と前記冷却部との接触部が接
   合されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の
   製氷器。
4. 【請求項４】前記冷媒通路の交差部で冷媒通路同士が接
   合されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれ
   か１つの請求項に記載の製氷器。
5. 【請求項５】前記冷却部に補強用の梁が設けられている
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つの請求
   項に記載の製氷器。
6. 【請求項６】前記製氷部は、格子状に配置された複数の
   セルを有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれ
   か１つの請求項に記載の製氷器。
7. 【請求項７】前記製氷部は、前記冷却部の外部に氷を製
   氷するための突起部を有することを特徴とする請求項１
   乃至５のいずれか１つの請求項に記載の製氷器
8. 【請求項８】前記冷媒通路は、その外周面にフィンを有
   することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１つの
   請求項に記載の製氷器。
9. 【請求項９】前記冷媒通路は、その外周面にメッシュを
   有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１つ
   の請求項に記載の製氷器