JP2010223480A - Ice-making machine - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、製氷装置、特にシャーベット氷を製造するための製氷装置に関するものである。 The present invention relates to an ice making device, and more particularly to an ice making device for producing sherbet ice.
魚類を運送する時、魚類の鮮度を維持するために魚類は氷で冷やされるが、魚類を冷やすための氷には、氷塊ではなく、シャーベット状の氷（以下、シャーベット氷と称する）がよく使用される。シャーベット氷は、氷の粒子が細かく、魚類に触れたときに短時間で融解する。従がって、シャーベット氷は、氷塊よりも魚類を素早く冷却できるため、魚類の鮮度の劣化をより抑えることができ、又、氷塊と異なり魚類の表面を傷つけることが殆どないため、魚類の見た目の良さを維持できる利点がある。 When transporting fish, the fish is chilled with ice to maintain the freshness of the fish, but sherbet-like ice (hereinafter referred to as sherbet ice) is often used instead of ice blocks to cool the fish. Is done. Sorbet ice is fine in ice particles and melts in a short time when it touches fish. Therefore, because sherbet ice can cool fish faster than ice blocks, it can suppress deterioration of freshness of fish more, and unlike ice blocks, it hardly damages the surface of fish, so the appearance of fish There is an advantage that can maintain the goodness of.
更に、シャーベット氷は、水道水のように配管によって搬送できる。又、ホースのような管でシャーベット氷を魚類を収容する容器に流し込むだけで、魚類と容器とのすき間にシャーベット氷を充填することができる。更に、シャーベット氷は、氷塊のように重い塊を運び粉砕する手間がかからず、取り扱いが容易であるという利点もある。 Furthermore, sherbet ice can be conveyed by piping like tap water. Moreover, the sherbet ice can be filled in the gap between the fish and the container simply by pouring the sherbet ice into the container containing the fish with a tube such as a hose. Furthermore, sherbet ice also has the advantage of being easy to handle, without the hassle of carrying and crushing a heavy lump like an ice lump.
シャーベット氷を製造するためには、冷媒で冷却された伝熱面に塩水を流し、その伝熱面に生成された氷を掻き取るようにした方式が良く用いられる。通常、この方式を用いた製氷装置は、外筒と内筒との間に冷媒を流し内筒の内部に流した塩水を冷却する二重管と、この二重管の内筒の内部に配置されモータで駆動されて回転する回転円筒と、この回転円筒の外周面に固定され回転円筒の回転に伴って内筒の内周面に生成された氷を掻き取るスクレーパとを備えている。 In order to produce sherbet ice, a system is often used in which salt water is poured onto a heat transfer surface cooled by a refrigerant and the ice generated on the heat transfer surface is scraped off. Usually, an ice making device using this method is arranged in a double pipe that cools salt water that flows through the inner cylinder by flowing a coolant between the outer cylinder and the inner cylinder, and inside the inner cylinder of the double pipe. And a rotating cylinder that is driven by a motor and rotates, and a scraper that is fixed to the outer peripheral surface of the rotating cylinder and scrapes off the ice generated on the inner peripheral surface of the inner cylinder as the rotating cylinder rotates.
伝熱面である内筒の内周面に生成された氷は、時間が経過すると厚さ寸法が大きくなりスクレーパによる掻き取りが困難となるため、できる限り氷が薄い状態のうちに掻き取る必要がある。そのため、スクレーパを所定の接触力により内筒の内周面に押し付けて内筒の内周面に生成された氷を掻き取ることが必要である。そこで、従来、スクレーパを樹脂により形成し、そのスクレーパの弾性力を利用してスクレーパに所定の接触力を付与するようにした製氷装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。 The ice generated on the inner peripheral surface of the inner cylinder, which is the heat transfer surface, becomes thicker over time and difficult to scrape with a scraper, so it is necessary to scrape the ice as thin as possible. There is. Therefore, it is necessary to scrape the ice generated on the inner peripheral surface of the inner cylinder by pressing the scraper against the inner peripheral surface of the inner cylinder with a predetermined contact force. Therefore, conventionally, an ice making device has been proposed in which a scraper is formed of a resin and a predetermined contact force is applied to the scraper by using the elastic force of the scraper (see, for example, Patent Document 1).
スクレーパの弾性力によりスクレーパと内筒の内周面との接触力を得るようにした場合、スクレーパは円筒の半径方向に自然長より少し押し縮めた状態で内筒の内部に挿入される。このように構成された従来の装置の場合、スクレーパが内筒の内周面に常に押し縮められた状態にあるので、二重管の内筒の内周面と回転円筒の外周面との対向間隔に変動がないとすれば、スクレーパは常に所定の接触力で内筒の内周面に接触して氷を掻き取ることができる。 When the contact force between the scraper and the inner peripheral surface of the inner cylinder is obtained by the elastic force of the scraper, the scraper is inserted into the inner cylinder in a state where the scraper is slightly compressed in the radial direction of the cylinder. In the case of the conventional apparatus configured as described above, the scraper is always pressed and contracted to the inner peripheral surface of the inner cylinder, so that the inner peripheral surface of the inner cylinder of the double tube and the outer peripheral surface of the rotating cylinder are opposed to each other. If there is no change in the interval, the scraper can always scrape ice by contacting the inner peripheral surface of the inner cylinder with a predetermined contact force.
前述のように構成された従来の製氷装置によれば、二重管の内筒が楕円形に変形したり、回転円筒が偏芯して回転すると、内筒の内周面と回転円筒の外周面との対向間隔に変動が生じ、スクレーパの押し縮め量に変動が生じる。従ってスクレーパと内筒の内周面との接触力が変動し、場合によっては、内筒の内周面とスクレーパとの間に隙間が生じ接触力が全く無くなることがある。その結果、充分な氷の掻き取りができなくなり、伝熱面である内筒の内周面に厚みの大きい氷が生成されることとなる。仮にこのような厚みの大きな氷を掻き取ればスクレーパを損傷させることになり、又、シャーベット氷ではなく大きな氷塊となり、魚類の冷却に用いることができないことがあった。 According to the conventional ice making device configured as described above, when the inner tube of the double tube is deformed into an elliptical shape or the rotating cylinder rotates eccentrically, the inner peripheral surface of the inner tube and the outer periphery of the rotating cylinder Variations occur in the facing distance from the surface, and variations in the amount of compression of the scraper. Accordingly, the contact force between the scraper and the inner peripheral surface of the inner cylinder fluctuates, and in some cases, a gap is generated between the inner peripheral surface of the inner cylinder and the scraper, and the contact force may be completely lost. As a result, sufficient ice scraping cannot be performed, and ice having a large thickness is generated on the inner peripheral surface of the inner cylinder, which is a heat transfer surface. If scraping off such a thick ice, the scraper is damaged, and it becomes a large ice block instead of sherbet ice, and cannot be used for cooling fish.
この発明は、従来の製氷装置に於ける前述のような課題を解決するためになされたものであり、スクレーパと伝熱面との間に常に所定範囲の接触力を与えることにより、氷の掻き取りむらをなくし、塊状の氷の生成を防止すると共に、スクレーパの破損を防止するようにした製氷装置を得ることを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems in the conventional ice making apparatus. By constantly applying a predetermined range of contact force between the scraper and the heat transfer surface, the ice scraping can be performed. An object of the present invention is to provide an ice making device that eliminates unevenness and prevents the formation of lump ice and prevents the scraper from being damaged.
この発明に係る製氷装置は、外筒と前記外筒の内部に収容された内筒とを有し前記外筒と前記内筒との間に冷媒を流通させる二重管と、前記内筒の内部に前記内筒と同心配置されて収容され駆動装置により駆動されて軸心の周りに所定方向に回転し得るように構成された回転円筒と、前記回転円筒の外周面部に固定され前記内筒の内周面部に摺動可能に接触する刃先部を有するスクレーパとを備え、前記内筒と前記回転円筒との間に流通させた塩水を前記内筒を介して前記冷媒により冷却して前記内筒の内周面部に氷を生成させ、前記生成された氷を前記スクレーパの刃先部により前記内周面部から掻き取ることによりシャーベット氷を製造するようにした製氷装置であって、前記スクレーパは、前記回転円筒の外周面部に固定される第１のスクレーパ部材と、前記第１のスクレーパ部材に回動自在に連結され前記刃先部を有する第２のスクレーパ部材と、前記刃先部が前記第１のスクレーパ部材から離反する方向に前記第２のスクレーパ部材を常時付勢するばね手段とを備え、
前記ばね手段は、前記第２のスクレーパ部材を形成する材料の弾性力に基づくばね定数より小さいばね定数を備えていることを特徴とする製氷装置である。
An ice making device according to the present invention includes an outer cylinder and an inner cylinder housed in the outer cylinder, a double pipe for circulating a refrigerant between the outer cylinder and the inner cylinder, and the inner cylinder A rotating cylinder configured to be accommodated concentrically with the inner cylinder and driven by a driving device to rotate in a predetermined direction around an axis, and the inner cylinder fixed to an outer peripheral surface portion of the rotating cylinder A scraper having a cutting edge portion that is slidably in contact with the inner peripheral surface portion, and the salt water circulated between the inner cylinder and the rotating cylinder is cooled by the refrigerant through the inner cylinder and the inner An ice making device that produces ice on an inner peripheral surface portion of a cylinder and scrapes the generated ice from the inner peripheral surface portion by a blade edge portion of the scraper to produce sherbet ice, the scraper, The first fixed to the outer peripheral surface of the rotating cylinder A scraper member, a second scraper member rotatably connected to the first scraper member and having the cutting edge portion, and the second scraper member in a direction in which the cutting edge portion is separated from the first scraper member. Spring means for constantly energizing the
The ice making device is characterized in that the spring means has a spring constant smaller than a spring constant based on an elastic force of a material forming the second scraper member.
この発明による製氷装置によれば、スクレーパは、回転円筒の外周面部に固定される第１のスクレーパ部材と、前記第１のスクレーパ部材に回動自在に連結され刃先部を有する第２のスクレーパ部材と、前記刃先部が前記第１のスクレーパ部材から離反する方向に前記第２のスクレーパ部材を常時付勢するばね手段とを備え、前記ばね手段は、前記第２のスクレーパ部材を形成する材料の弾性力に基づくばね定数より小さいばね定数を備えているので、内筒の内周面部と回転円筒の外周面部との間の距離に誤差や変動が生じた場合でも、常に所定範囲の接触圧をスクレーパの刃先部と内筒の内周面部との間に与えることができ、常に安定してシャーベット氷を製造することが出来る。 According to the ice making device of the present invention, the scraper includes a first scraper member that is fixed to the outer peripheral surface portion of the rotating cylinder, and a second scraper member that is rotatably connected to the first scraper member and has a cutting edge portion. And a spring means for constantly urging the second scraper member in a direction in which the blade edge part separates from the first scraper member, wherein the spring means is made of a material forming the second scraper member. Since the spring constant is smaller than the spring constant based on the elastic force, even when an error or fluctuation occurs in the distance between the inner peripheral surface portion of the inner cylinder and the outer peripheral surface portion of the rotating cylinder, a contact pressure within a predetermined range is always maintained. It can be applied between the scraper blade edge and the inner peripheral surface of the inner cylinder, so that sherbet ice can always be produced stably.
発明の基礎となる技術
先ず、この発明の製氷装置の基礎となる技術について説明する。図５は、この発明の基礎となる技術による製氷装置の説明図である。図５に於いて、円筒状に形成された内筒１４は、円筒状に形成された外筒１３の内部に配置されており、この内筒１４と外筒１３とにより二重管が構成されている。内筒１４の外周面部と外筒１３の内周面部との間には、冷凍機（図示せず）からの冷媒を流すための冷媒側通路１８が形成されている。
First, the technology that is the basis of the ice making device of the present invention will be described. FIG. 5 is an explanatory diagram of an ice making device according to the technology underlying the present invention. In FIG. 5, an inner cylinder 14 formed in a cylindrical shape is disposed inside an outer cylinder 13 formed in a cylindrical shape, and the inner tube 14 and the outer cylinder 13 constitute a double tube. ing. A refrigerant side passage 18 is formed between the outer peripheral surface portion of the inner cylinder 14 and the inner peripheral surface portion of the outer cylinder 13 for flowing a refrigerant from a refrigerator (not shown).
内筒１４の内部には回転円筒１６が配置されており、内筒１４の内周面部と回転円筒１６の外周面部との間には、貯氷タンク（図示せず）からの塩水を流すための塩水側通路１７が形成されている。内筒１４の内周面部は冷媒側通路１８内の冷媒により塩水側通路１７内の塩水を冷却するための伝熱面を構成する。 A rotating cylinder 16 is disposed inside the inner cylinder 14, and salt water from an ice storage tank (not shown) flows between the inner peripheral surface portion of the inner cylinder 14 and the outer peripheral surface portion of the rotating cylinder 16. A salt water side passage 17 is formed. The inner peripheral surface portion of the inner cylinder 14 constitutes a heat transfer surface for cooling the salt water in the salt water side passage 17 by the refrigerant in the refrigerant side passage 18.
回転円筒１６は、駆動手段としての駆動モータ（図示せず）により駆動されて時計方向（図の矢印方向）に回転する。この回転円筒１６の外周面部には、その周方向に所定の間隔で配置された複数個のスクレーパ１５が設けられており、これらのスクレーパ１５の刃先部が内筒１４の内周面部に所定の接触力で接触する。 The rotary cylinder 16 is driven by a drive motor (not shown) as drive means and rotates in the clockwise direction (the arrow direction in the figure). A plurality of scrapers 15 arranged at predetermined intervals in the circumferential direction are provided on the outer peripheral surface portion of the rotating cylinder 16, and the cutting edge portions of these scrapers 15 are provided on the inner peripheral surface portion of the inner cylinder 14 with a predetermined amount. Contact with contact force.
スクレーパ１５は、ロッド４１により回動自在に支持されている。ロッド４１は、回転円筒１６に固定されたロッド支持板４０により支持されている。図６は、この発明の基礎となる技術に於ける製氷装置の回転円筒とスクレーパを示す斜視図である。 The scraper 15 is rotatably supported by a rod 41. The rod 41 is supported by a rod support plate 40 fixed to the rotating cylinder 16. FIG. 6 is a perspective view showing a rotating cylinder and a scraper of an ice making device according to the technology underlying the present invention.
図６に示すように、回転円筒１６の外周面部に、その周方向に所定の間隔を介して８本のロッド４１が支持されており、これらのロッド４１に夫々スクレーパ１５が回動自在に支持されている。同一のロッド４１に配置された複数のスクレーパ１５間には所定の間隔が設けられているが、その間隔部分は他のロッド４１に配置されたスクレーパ１５によりカバーされ、内筒１４の内周面部はその軸方向の全域に於いてスクレーパ１５の刃先部と接触している。 As shown in FIG. 6, eight rods 41 are supported on the outer peripheral surface portion of the rotating cylinder 16 at predetermined intervals in the circumferential direction, and the scraper 15 is rotatably supported by these rods 41. Has been. A predetermined interval is provided between the plurality of scrapers 15 arranged on the same rod 41, but the interval portion is covered by the scraper 15 arranged on the other rod 41 and the inner peripheral surface portion of the inner cylinder 14. Is in contact with the cutting edge portion of the scraper 15 in the entire axial direction.
図７は、この発明の基礎となる技術に於ける製氷装置のスクレーパ１５の斜視図である。図７に於いて、スクレーパ１５は、樹脂により形成されており、ロッド４１に係合するロッド係合部１５１と刃先部１５２と、足部１５３とを備えている。このスクレーパ１５は、そのロッド係合部１５１がロッド４１に係合することにより、回動自在にロッド４１に支持される。スクレーパ１５の足部１５３は、回転円筒１６の外周面部に当接し、刃先部１５２は、スクレーパ１５を形成する樹脂の弾力性を利用して内筒１４の内周面部に所定の接触力で接触する。 FIG. 7 is a perspective view of the scraper 15 of the ice making device according to the technology underlying the present invention. In FIG. 7, the scraper 15 is made of resin and includes a rod engaging portion 151 that engages with the rod 41, a blade edge portion 152, and a foot portion 153. The scraper 15 is rotatably supported by the rod 41 when the rod engaging portion 151 is engaged with the rod 41. The foot portion 153 of the scraper 15 contacts the outer peripheral surface portion of the rotating cylinder 16, and the blade edge portion 152 contacts the inner peripheral surface portion of the inner cylinder 14 with a predetermined contact force using the elasticity of the resin forming the scraper 15. To do.
このように構成されたこの発明の基礎となる技術による製氷装置に於いて、外筒１３と内筒１４との間に形成された冷媒側通路１８には冷凍機からの冷媒が流され、内筒１４と回転円筒１６との間に形成された塩水側通路１７には塩水が流される。塩水側通路１７内の塩水は、冷媒側通路１８の冷媒により内筒１４の内周面部を介して冷却され、内筒１４の内周面部に氷５１が生成される。 In the ice making device according to the technology underlying the present invention configured as described above, the refrigerant from the refrigerator flows through the refrigerant side passage 18 formed between the outer cylinder 13 and the inner cylinder 14, Salt water flows through a salt water side passage 17 formed between the cylinder 14 and the rotating cylinder 16. The salt water in the salt water side passage 17 is cooled by the refrigerant in the refrigerant side passage 18 via the inner peripheral surface portion of the inner cylinder 14, and ice 51 is generated on the inner peripheral surface portion of the inner cylinder 14.
内筒１４の内周面部に生成された氷５１は、回転円筒１６と共に図６の矢印方向に回転するスクレーパ１５の刃先部１５２により内筒１４の内周面部から掻き取られて氷粒５２となり、塩水側通路１７内の塩水内に混入されてシャーベット氷となる。このようにして形成されたシャーベット氷は、配管を通じて貯氷タンク（図示せず）へ搬送され貯留され、必要に応じて貯氷タンクから取り出される。 The ice 51 generated on the inner peripheral surface portion of the inner cylinder 14 is scraped from the inner peripheral surface portion of the inner cylinder 14 by the blade edge portion 152 of the scraper 15 that rotates in the arrow direction of FIG. Then, it is mixed into the salt water in the salt water side passage 17 and becomes sherbet ice. The sherbet ice formed in this way is transported to and stored in an ice storage tank (not shown) through a pipe, and is taken out from the ice storage tank as necessary.
以上説明したこの発明の基礎となる技術による製氷装置に於いて、回転円筒１６の外周面部に装着されたスクレーパ１５は、自由状態に於ける足部１５３と刃先部１５２との間の距離から約１．０［mm］圧縮された状態で内筒１４の内部に挿入され、この圧縮量により生ずる樹脂の弾性力に基づく接触力で刃先部１５２が内筒１４の内周面部に接触する。 In the ice making device according to the technology that forms the basis of the present invention described above, the scraper 15 mounted on the outer peripheral surface portion of the rotary cylinder 16 is approximately about the distance between the foot portion 153 and the blade edge portion 152 in the free state. It is inserted into the inner cylinder 14 in a compressed state of 1.0 [mm], and the cutting edge portion 152 comes into contact with the inner peripheral surface portion of the inner cylinder 14 by a contact force based on the elastic force of the resin generated by the compression amount.
スクレーパ１５を形成している樹脂材料の種類、及びスクレーパ１５の大きさにもよるが、通常、スクレーパ１５の足部１５３と刃先部１５２との間の距離の最大圧縮可能量は、自由状態での距離から約４．０［mm］程度である。従って、内筒１４内に回転円筒１６が挿入された状態では、スクレーパ１５に於ける前述の距離は既に約１．０［ｍｍ］圧縮されているので、それから更に約３．０［ｍｍ］の圧縮が限度であり、それ以上に圧縮されるとスクレーパ１５が破壊される可能性がある。 Depending on the type of the resin material forming the scraper 15 and the size of the scraper 15, the maximum compressible amount of the distance between the foot 153 and the blade edge 152 of the scraper 15 is usually in a free state. From the distance of about 4.0 [mm]. Accordingly, in the state where the rotating cylinder 16 is inserted into the inner cylinder 14, the above-mentioned distance in the scraper 15 is already compressed by about 1.0 [mm], and then further about 3.0 [mm]. Compression is the limit, and if it is compressed beyond that, the scraper 15 may be destroyed.
図８は、スクレーパ１５の刃先部１５２と内筒１４の内周面部との接触圧力の時間的変動を示す説明図である。図８に於いて、Ｐｄは、スクレーパ１５が約１．０［ｍｍ］圧縮された状態で内筒１４の内周面部に接触しているときのスクレーパ１５の刃先部１５２と内筒１４の内面との設定接触力であり、スクレーパ１枚当たり約２０．０［ｋｇ］となるように設計されている。内筒１４及び回転円筒１６に歪みがなく、且つ回転円筒１６が偏りなく回転するとすれば、設定接触力Ｐｄは時間経過に関係なく約２０．０［ｋｇ］で一定となる。 FIG. 8 is an explanatory diagram showing temporal variation in contact pressure between the blade edge portion 152 of the scraper 15 and the inner peripheral surface portion of the inner cylinder 14. In FIG. 8, Pd represents the blade edge 152 of the scraper 15 and the inner surface of the inner cylinder 14 when the scraper 15 is in contact with the inner peripheral surface of the inner cylinder 14 in a compressed state of about 1.0 [mm]. It is designed to be about 20.0 [kg] per scraper. If the inner cylinder 14 and the rotating cylinder 16 are not distorted and the rotating cylinder 16 rotates without deviation, the set contact force Pd is constant at about 20.0 [kg] regardless of the passage of time.
樹脂で形成されたスクレーパ１５の場合、内筒１４の内周面部に押圧されて１．０［ｍｍ］圧縮された状態から±０．３［ｍｍ］程度の圧縮変動幅を見込んで設計されているので、その最大圧縮量約１．３［ｍｍ］に於いて最大接触力Ｐｍａｘ（＝約２６．０［ｋｇ］）となり、最小圧縮量約０．７［ｍｍ］に於いて最小接触力Ｐｍｉｎ（＝約１４．０［ｋｇ］）となる。内筒１４の内周面部と回転円筒１６の外周面部との間の距離の変動幅が、前述のスクレーパ１５の許容される圧縮変動幅以内であれば、スクレーパ１５の刃先部１５２と内筒１４の内周面との接触力は、最大接触力Ｐｍａｘと最小接触力Ｐｍｉｎとの間で時間経過と共に周期的に変動するが、装置の運転に支障はきたさない。 In the case of the scraper 15 made of resin, the scraper 15 is designed to allow a compression fluctuation range of about ± 0.3 [mm] from a state compressed by 1.0 [mm] by being pressed by the inner peripheral surface portion of the inner cylinder 14. Therefore, the maximum contact force Pmax (= about 26.0 [kg]) is obtained at the maximum compression amount of about 1.3 [mm], and the minimum contact force Pmin at the minimum compression amount of about 0.7 [mm]. (= About 14.0 [kg]). If the variation width of the distance between the inner peripheral surface portion of the inner cylinder 14 and the outer peripheral surface portion of the rotary cylinder 16 is within the allowable compression fluctuation width of the scraper 15, the blade edge portion 152 of the scraper 15 and the inner cylinder 14. Although the contact force with the inner peripheral surface of the inner surface of the device periodically varies with time between the maximum contact force Pmax and the minimum contact force Pmin, the operation of the apparatus is not hindered.
ここで、仮に、内筒１４の内周面部と回転円筒１６の外周面部との間の距離が、設計値より０．３［ｍｍ］を超えて大きくなったとすると、スクレーパ１５の刃先部１５２と内筒１４の内周面との接触力が最小接触力Ｐｍｉｎ未満となる。このような場合、氷の掻き取りが充分にできなくなり、伝熱面である内筒の内周面に厚みの大きい氷が生成されることとなる。仮にこのような厚みの大きな氷を掻き取ればスクレーパを損傷させることになり、又、シャーベット氷ではなく大きな氷塊となり、魚類の冷却に用いることができないことがある。 Here, if the distance between the inner peripheral surface portion of the inner cylinder 14 and the outer peripheral surface portion of the rotating cylinder 16 is larger than the design value by 0.3 [mm], the cutting edge portion 152 of the scraper 15 The contact force with the inner peripheral surface of the inner cylinder 14 is less than the minimum contact force Pmin. In such a case, the ice cannot be scraped sufficiently, and ice having a large thickness is generated on the inner peripheral surface of the inner cylinder, which is the heat transfer surface. If scraping off such a thick ice, the scraper may be damaged, and a large ice block may be formed instead of sherbet ice, which may not be used for cooling fish.
又、内筒１４の内周面部と回転円筒１６の外周面部との間の距離が、設計値より０．３［ｍｍ］を超えて小さくなったとすると、スクレーパ１５の刃先部１５２と内筒１４の内周面との接触力が最大接触力Ｐｍａｘを超えることとなる。この場合、スクレーパ１５の刃先部１５２若しくは内筒１４の内周面部に何らかの異常が発生する可能性がある。例えば、スクレーパ１５が１．０［ｍｍ］圧縮された状態から更に３．０［ｍｍ］以上圧縮されたとすると、前述のようにスクレーパ１５が破壊される恐れがある。 Further, if the distance between the inner peripheral surface portion of the inner cylinder 14 and the outer peripheral surface portion of the rotary cylinder 16 is smaller than the design value by 0.3 [mm], the cutting edge portion 152 of the scraper 15 and the inner cylinder 14 are reduced. The contact force with the inner peripheral surface exceeds the maximum contact force Pmax. In this case, some abnormality may occur in the blade edge portion 152 of the scraper 15 or the inner peripheral surface portion of the inner cylinder 14. For example, if the scraper 15 is further compressed by 3.0 [mm] or more after being compressed by 1.0 [mm], the scraper 15 may be broken as described above.
実施の形態１．
次に、この発明の実施の形態１による製氷装置について説明する。図１は、この発明の実施の形態１による製氷装置を用いた製氷システムの全体構成を示す説明図である。図１に於いて、製氷装置１２は、前述のこの発明の基礎となる技術による製氷装置と同様に構成された外筒１３と内筒１４と回転円筒１６とを備えている。回転円筒１６の外周面部には、後述するこの発明の特徴とするスクレーパ１５を備えている。
Embodiment 1 FIG.
Next, an ice making device according to Embodiment 1 of the present invention will be described. FIG. 1 is an explanatory diagram showing the overall configuration of an ice making system using an ice making device according to Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 1, an ice making device 12 includes an outer cylinder 13, an inner cylinder 14, and a rotating cylinder 16 that are configured in the same manner as the ice making device according to the technology that forms the basis of the present invention. A scraper 15, which is a feature of the present invention to be described later, is provided on the outer peripheral surface portion of the rotating cylinder 16.
又、内筒１４の外周面部と外筒１３の内周面部との間には、冷凍機３０からの冷媒を流すための冷媒側通路１８が形成され、内筒１４の内周面部と回転円筒１６の外周面部との間には、貯氷タンク３からの塩水を流すための塩水側通路１７が形成されている。冷媒側通路１８の上方部は、冷媒ガス配管３３を介して冷凍機３０の圧縮機３１に接続され、冷媒側通路１８の下方部は、冷媒液配管３４を介して冷凍機３０の凝縮器３２に接続されている。尚、冷媒液配管３４には膨張弁３５が設けられている。 Further, a refrigerant side passage 18 for flowing the refrigerant from the refrigerator 30 is formed between the outer peripheral surface portion of the inner cylinder 14 and the inner peripheral surface portion of the outer cylinder 13, and the inner peripheral surface portion of the inner cylinder 14 and the rotating cylinder are formed. A salt water side passage 17 for flowing salt water from the ice storage tank 3 is formed between the outer peripheral surface portion 16 and the outer periphery surface portion 16. The upper part of the refrigerant side passage 18 is connected to the compressor 31 of the refrigerator 30 via the refrigerant gas pipe 33, and the lower part of the refrigerant side passage 18 is connected to the condenser 32 of the refrigerator 30 via the refrigerant liquid pipe 34. It is connected to the. The refrigerant liquid pipe 34 is provided with an expansion valve 35.
凝縮器３２からの冷媒液は、膨張弁３５を介して製氷装置１２の冷媒側通路１８内に供給され、内筒１４を介して塩水側通路１７内の塩水と熱交換されてガス化する。このガス化した冷媒ガスは、冷媒液配管３３を介して圧縮機３１側に戻り、圧縮機３１により圧縮されて凝縮機３２により液化される。 The refrigerant liquid from the condenser 32 is supplied into the refrigerant side passage 18 of the ice making device 12 through the expansion valve 35, and is heat-exchanged with the salt water in the salt water side passage 17 through the inner cylinder 14 to be gasified. The gasified refrigerant gas returns to the compressor 31 side through the refrigerant liquid pipe 33, is compressed by the compressor 31, and is liquefied by the condenser 32.
一方、製氷装置１２の塩水側通路１７の上方部は、往流シャーベット配管２０を介して貯氷タンク３の上部に接続され、塩水側通路１７の下方部は、復流シャーベット配管２１を介して貯氷タンク３に接続されている。復流シャーベット配管２１には循流ポンプ２３が接続されている。又、貯氷タンク３の下部は、排出用ポンプ１１を有する排出用配管１０に接続されている。 On the other hand, the upper part of the salt water side passage 17 of the ice making device 12 is connected to the upper part of the ice storage tank 3 via the forward sherbet pipe 20, and the lower part of the salt water side passage 17 is stored via the return sherbet pipe 21. Connected to the tank 3. A circulation pump 23 is connected to the return sherbet pipe 21. The lower part of the ice storage tank 3 is connected to a discharge pipe 10 having a discharge pump 11.
貯氷タンク３内の塩水１は、循流ポンプ２３により復流シャーベット配管２１を介して製氷装置１２の塩水側通路１７内に供給され、塩水側通路１７内のシャーベット氷は、往流シャーベット配管２０を介して貯氷タンク３内に供給される。貯氷タンク３内に設けられた攪拌機４は、駆動装置５により駆動されて回転し、貯氷タンク３内の塩水１及びシャーベット氷２を、常時若しくは適宜、攪拌する。貯氷タンク３内のシャーベット氷２は、排出用ポンプ１１により排出用配管１０を介して適宜外部へ排出される。 The salt water 1 in the ice storage tank 3 is supplied to the salt water side passage 17 of the ice making device 12 via the return sherbet pipe 21 by the circulation pump 23, and the sherbet ice in the salt water side passage 17 is sent to the forward sherbet pipe 20. To the ice storage tank 3. The stirrer 4 provided in the ice storage tank 3 is driven and rotated by a driving device 5 to stir the salt water 1 and the sherbet ice 2 in the ice storage tank 3 constantly or appropriately. The sherbet ice 2 in the ice storage tank 3 is appropriately discharged to the outside by the discharge pump 11 through the discharge pipe 10.
図２は、製氷装置１２の回転円筒１６とスクレーパ１５を示す斜視図である。図２に於いて、回転円筒１６の外周面部には８個（図２には６個のみが表示されている）のスクレーパ１５が設置されている。これらのスクレーパ１５の配置について詳しく述べれば、回転円筒１６の軸方向に間隔を介して配列された２個のスクレーパ１５からなるスクレーパ列１５０を備え、このスクレーパ列１５０が、回転円筒１６の周方向に９０度間隔で４箇所に配置されている。 FIG. 2 is a perspective view showing the rotating cylinder 16 and the scraper 15 of the ice making device 12. In FIG. 2, eight scrapers 15 (only six are displayed in FIG. 2) are installed on the outer peripheral surface portion of the rotating cylinder 16. The arrangement of the scrapers 15 will be described in detail. A scraper row 150 including two scrapers 15 arranged in the axial direction of the rotating cylinder 16 with a space therebetween is provided, and the scraper row 150 is arranged in the circumferential direction of the rotating cylinder 16. Are arranged at four positions at intervals of 90 degrees.
夫々のスクレーパ列１５０に於ける２個のスクレーパ１５の軸方向の設置位置は、隣合うスクレーパ列１５０に於けるスクレーパ１５の存在しない部位の軸方向位置に対応するように設定されている。その結果、回転円筒１６の回転により、内筒１４の内周面部は、その全域に於いてスクレーパ１５の刃先部と接触することとなる。尚、図２に示すスクレーパ１５の配置は一例であって、製氷装置１２の製氷能力等に応じて変更することが可能である。 The installation positions of the two scrapers 15 in the respective scraper rows 150 in the axial direction are set so as to correspond to the axial positions of portions of the adjacent scraper rows 150 where the scraper 15 does not exist. As a result, due to the rotation of the rotating cylinder 16, the inner peripheral surface portion of the inner cylinder 14 comes into contact with the cutting edge portion of the scraper 15 over the entire area. The arrangement of the scraper 15 shown in FIG. 2 is an example, and can be changed according to the ice making capacity of the ice making device 12.
図３は、この発明の実施の形態１による製氷装置のスクレーパの構成を示す説明図、図４は、この発明の実施の形態１による製氷装置のスクレーパの斜視図である。図３及び図４に於いて、スクレーパ１５は、スクレーパ根元部６４と、スクレーパ根元部６４の一端に着脱自在に装着されたスクレーパ先端部６３と、ロッド４１によりスクレーパ根元部６４の他端に回動自在に連結されたスクレーパ支え部６５と、スクレーパ根元部６４とスクレーパ支え部６５との間に装着されたばね手段としての板ばね６２とから構成されている。スクレーパ支え部６５は第１のスクレーパ部材を構成し、スクレーパ根元部６４とスクレーパ先端部６３とは第２のスクレーパ部材を構成している。 FIG. 3 is an explanatory view showing the configuration of the scraper of the ice making device according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 4 is a perspective view of the scraper of the ice making device according to Embodiment 1 of the present invention. 3 and 4, the scraper 15 is rotated around the other end of the scraper root portion 64 by the scraper root portion 64, the scraper tip portion 63 detachably attached to one end of the scraper root portion 64, and the rod 41. It comprises a scraper support portion 65 that is movably connected, and a leaf spring 62 as a spring means mounted between the scraper root portion 64 and the scraper support portion 65. The scraper support portion 65 constitutes a first scraper member, and the scraper root portion 64 and the scraper tip portion 63 constitute a second scraper member.
スクレーパ根元部６４とスクレーパ支え部６５とは金属材料により形成され、スクレーパ先端部６３は樹脂材料により形成されている。板ばね６２の両端部は、夫々スクレーパ根元部６４とスクレーパ支え部６５とに固定され、スクレーパ根元部６４とスクレーパ支え部６５とを互いに離反する方向に付勢している。スクレーパ１５は、そのスクレーパ支え部６５が回転円筒１６の外周面部に溶接により固定されている。尚、スクレーパ支え部６５は、溶接以外の手段、例えばロウ付け、若しくは圧入等の等手段により回転円筒１６の外周面部に固定するようにしても良い。 The scraper root portion 64 and the scraper support portion 65 are formed of a metal material, and the scraper tip portion 63 is formed of a resin material. Both end portions of the leaf spring 62 are fixed to the scraper root portion 64 and the scraper support portion 65, respectively, and urge the scraper root portion 64 and the scraper support portion 65 in directions away from each other. The scraper 15 has a scraper support portion 65 fixed to the outer peripheral surface portion of the rotating cylinder 16 by welding. Note that the scraper support portion 65 may be fixed to the outer peripheral surface portion of the rotating cylinder 16 by means other than welding, such as brazing or press fitting.
回転円筒１６の外周面部に固定された夫々のスクレーパ１５は、自由状態に於けるスクレーパ支え部６５とスクレーパ先端部６３の刃先部６１との間の距離から、約４．０［mm］圧縮された状態で内筒１４の内部に挿入され、この圧縮量により生ずる板ばね６２の弾性力に基づき約２０［ｋｇ］の接触力で刃先部６１が内筒１４の内周面部に接触する。スクレーパ１５の足部１５３と刃先部１５２との間の距離の最大圧縮可能量は、自由状態での距離から約１２．０［mm］程度である。従って、内筒１４内に回転円筒１６が挿入された状態では、スクレーパ１５に於ける前述の距離は既に約４．０［ｍｍ］圧縮されているので、それから更に約８．０［ｍｍ］の圧縮が可能となるように設計されている。 Each scraper 15 fixed to the outer peripheral surface portion of the rotating cylinder 16 is compressed by about 4.0 [mm] from the distance between the scraper support portion 65 and the blade edge portion 61 of the scraper tip portion 63 in the free state. In this state, the blade tip 61 comes into contact with the inner peripheral surface of the inner cylinder 14 with a contact force of about 20 [kg] based on the elastic force of the leaf spring 62 generated by the compression amount. The maximum compressible amount of the distance between the foot part 153 and the blade edge part 152 of the scraper 15 is about 12.0 [mm] from the distance in the free state. Therefore, in the state where the rotating cylinder 16 is inserted into the inner cylinder 14, the aforementioned distance in the scraper 15 is already compressed by about 4.0 [mm], and then further about 8.0 [mm]. Designed to allow compression.
刃先部６１と内筒１４の内周面部との接触圧力について図８に基づいて説明すれば、この発明の実施の形態1の場合、スクレーパ１５が約４．０［ｍｍ］圧縮された状態で内筒１４の内周面部に接触しているときの、スクレーパ１５の刃先部６１と内筒１４の内周面部との設計接触力Ｐｄは約２０．０［ｋｇ］であり、内筒１４及び回転円筒１６に歪みがなく、且つ回転円筒１６が偏りなく回転するとすれば、設計接触力Ｐｄは時間経過に関係なく約２０．０［ｋｇ］で一定となる。 The contact pressure between the blade edge portion 61 and the inner peripheral surface portion of the inner cylinder 14 will be described with reference to FIG. 8. In the first embodiment of the present invention, the scraper 15 is compressed by about 4.0 [mm]. The design contact force Pd between the blade edge portion 61 of the scraper 15 and the inner peripheral surface portion of the inner cylinder 14 when contacting the inner peripheral surface portion of the inner cylinder 14 is about 20.0 [kg]. If the rotating cylinder 16 is not distorted and the rotating cylinder 16 rotates without deviation, the design contact force Pd becomes constant at about 20.0 [kg] regardless of the passage of time.
この発明の実施の形態１による製氷装置に於けるスクレーパ１５の場合、内筒１４の内周面部に押圧されて４．０［ｍｍ］圧縮された状態から、前述のこの発明の基礎となる技術に於ける±０．３［ｍｍ］程度の圧縮変動幅を考えた場合、その最大圧縮量約４．３［ｍｍ］に於いて最大接触力Ｐｍａｘ（＝約２１．４［ｋｇ］）となり、最小圧縮量約３．７［ｍｍ］に於いて最小接触力Ｐｍｉｎ（＝約１８．６［ｋｇ］）となる。 In the case of the scraper 15 in the ice making device according to Embodiment 1 of the present invention, from the state of being pressed by the inner peripheral surface portion of the inner cylinder 14 and being compressed by 4.0 [mm], the above-described technology serving as the basis of the present invention. When the compression fluctuation range of about ± 0.3 [mm] is considered, the maximum contact force Pmax (= about 21.4 [kg]) at the maximum compression amount of about 4.3 [mm] When the minimum compression amount is about 3.7 [mm], the minimum contact force Pmin (= about 18.6 [kg]) is obtained.
このように、この発明の実施の形態１による製氷装置に於けるスクレーパによれば、この発明の基礎となる技術に於ける製氷装置に於けるスクレーパに比較して、同一の圧縮変動幅であればスクレーパ１５の刃先部６１と内筒１４の内周面部との接触力の変動幅はきわめて小さくなる。このように、比較的弱い板ばね６２を使用して圧縮量を大きくすることにより、例えば内筒１４が楕円形に仕上がったとしても、その圧縮量が大きいため、スクレーパ１５の刃先部６１と内筒１４の内周面部との接触力の変動を少なくすることができ、安定したシャーベット氷の製造が可能となる。 As described above, according to the scraper in the ice making device according to Embodiment 1 of the present invention, the same fluctuation range of compression is required as compared with the scraper in the ice making device in the technology underlying the present invention. For example, the fluctuation range of the contact force between the blade edge portion 61 of the scraper 15 and the inner peripheral surface portion of the inner cylinder 14 is extremely small. In this way, by using the relatively weak leaf spring 62 to increase the amount of compression, for example, even if the inner cylinder 14 is finished in an elliptical shape, the amount of compression is large. The fluctuation of the contact force with the inner peripheral surface portion of the tube 14 can be reduced, and stable sherbet ice can be manufactured.
又、この発明の実施の形態１による製氷装置に於けるスクレーパ１５の場合、この発明の基礎となる技術に於ける製氷装置に於けるスクレーパの最大接触力Ｐｍａｘである約２６．０［ｋｇ］の接触力を許容するとすれば、４．０［ｍｍ］の圧縮量から更に１．２［ｍｍ］の圧縮が可能であり、又、この発明の基礎となる技術に於ける製氷装置に於けるスクレーパの最小接触力Ｐｍｉｎである約１４．０［ｋｇ］の接触力を許容するとすれば、４．０［ｍｍ］の圧縮量から更に１．２［ｍｍ］の伸張が可能であり、結局、通常時の４．０［ｍｍ］の圧縮量から±１．２［ｍｍ］の許容圧縮変動幅となる。 Further, in the case of the scraper 15 in the ice making device according to Embodiment 1 of the present invention, the maximum contact force Pmax of the scraper in the ice making device in the technology underlying the present invention is about 26.0 [kg]. If the contact force is allowed, the compression amount of 4.0 [mm] can be further reduced to 1.2 [mm], and the ice making apparatus according to the technology underlying the present invention can be used. If the contact force of about 14.0 [kg], which is the minimum contact force Pmin of the scraper, is allowed, it is possible to further expand 1.2 [mm] from the compression amount of 4.0 [mm]. The allowable compression fluctuation range is ± 1.2 [mm] from the normal 4.0 [mm] compression amount.
このように、この発明の実施の形態１による製氷装置によるスクレーパによれば、極めて大きな圧縮変動幅を持つものであり、内筒１４と回転円筒１６との間の距離に大きな変動があっても支障なくシャーベット氷を製造することができる。 Thus, according to the scraper by the ice making device according to Embodiment 1 of the present invention, it has an extremely large compression fluctuation range, and even if there is a great fluctuation in the distance between the inner cylinder 14 and the rotating cylinder 16. Sorbet ice can be produced without any problem.
又、前述したように、スクレーパ１５に於けるスクレーパ支え部６５とスクレーパ先端部６３の刃先部６１との間の距離は、内筒１４の内周面部に押圧されて約４．０［ｍｍ］圧縮された状態から更に約８．０［ｍｍ］の圧縮が可能となるように設計されているので、内筒１４の内周面部と回転円筒１６の外周面部との間の距離が通常時から８．０［ｍｍ］を超えて小さくならない限り、スクレーパ１５が破損することはない。 Further, as described above, the distance between the scraper support portion 65 and the blade edge portion 61 of the scraper tip 63 in the scraper 15 is about 4.0 [mm] when pressed by the inner peripheral surface portion of the inner cylinder 14. The distance between the inner peripheral surface portion of the inner cylinder 14 and the outer peripheral surface portion of the rotating cylinder 16 is set to a normal value since it is designed to further compress about 8.0 [mm] from the compressed state. The scraper 15 will not be damaged unless it becomes smaller than 8.0 [mm].
又、樹脂製のスクレーパ先端を着脱可能としているため、摩耗などにより交換が必要となったときも、その先端部のみを交換すればよい。 Further, since the tip of the resin scraper is detachable, when the replacement is necessary due to wear or the like, it is only necessary to replace the tip.
尚、この発明の実施の形態１による製氷装置に於けるスクレーパ１５は、ばね手段として板ばね６２を用いたが、これに代えて、コイルばね若しくはその他のばねを用いても良い。 Although the scraper 15 in the ice making device according to Embodiment 1 of the present invention uses the leaf spring 62 as the spring means, a coil spring or other springs may be used instead.
この発明に係る製氷装置は、シャーベット氷を製造する製氷システムに利用することができる。 The ice making device according to the present invention can be used in an ice making system for producing sherbet ice.
１ 塩水
２ シャーベット氷
３ 貯氷タンク
４ 攪拌機
５ 駆動装置
１０ 排出用配管
１１ 排出用ポンプ
１２ 製氷装置
１３ 外筒
１４ 内筒
１５ スクレーパ
１６ 回転円筒
１７ 塩水側通路
１８ 冷媒側通路
１９ 駆動モータ
２０ 往流シャーベット配管
２１ 復流シャーベット配管
２３ 循環ポンプ
３０ 冷凍機
３１ 圧縮機
３２ 凝縮器
３３ 冷媒ガス配管
３４ 冷媒液配管
３５ 膨張弁
４０ ロッド支持板
４１ ロッド
５１ 氷
５２ 氷粒
６１ 刃先部
６２ 板ばね
６３ スクレーパ先端部
６４ スクレーパ根元部 ６５ スクレーパ支え部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Salt water 2 Sherbet ice 3 Ice storage tank 4 Stirrer 5 Drive apparatus 10 Discharge piping 11 Discharge pump 12 Ice making apparatus 13 Outer cylinder 14 Inner cylinder 15 Scraper 16 Rotating cylinder 17 Salt water side path 18 Refrigerant side path 19 Drive motor 20 Outflow sherbet Piping 21 Return Sherbet Piping 23 Circulation Pump 30 Refrigerator 31 Compressor 32 Condenser 33 Refrigerant Gas Piping 34 Refrigerant Liquid Piping 35 Expansion Valve 40 Rod Support Plate 41 Rod 51 Ice 52 Ice Particle 61 Cutting Edge 62 Leaf Spring 63 Scraper Tip 64 Scraper base 65 Scraper support
Claims (4)
前記スクレーパは、前記回転円筒の外周面部に固定される第１のスクレーパ部材と、前記第１のスクレーパ部材に回動自在に連結され前記刃先部を有する第２のスクレーパ部材と、前記刃先部が前記第１のスクレーパ部材から離反する方向に前記第２のスクレーパ部材を常時付勢するばね手段とを備え、
前記ばね手段は、前記第２のスクレーパ部材を形成する材料の弾性力に基づくばね定数より小さいばね定数を備えている
ことを特徴とする製氷装置。 A double pipe having an outer cylinder and an inner cylinder housed in the outer cylinder, and a refrigerant flowing between the outer cylinder and the inner cylinder; and a concentric arrangement with the inner cylinder in the inner cylinder And a rotating cylinder configured to be rotated around a shaft center in a predetermined direction by being driven by a driving device, and fixed to the outer peripheral surface portion of the rotating cylinder and slidable on the inner peripheral surface portion of the inner cylinder A scraper having a cutting edge portion in contact with the inner cylinder, and the salt water circulated between the inner cylinder and the rotating cylinder is cooled by the refrigerant through the inner cylinder, and ice is added to the inner peripheral surface portion of the inner cylinder. An ice making device configured to produce sherbet ice by scraping the generated ice from the inner peripheral surface portion by a blade edge portion of the scraper;
The scraper includes a first scraper member fixed to an outer peripheral surface portion of the rotating cylinder, a second scraper member rotatably connected to the first scraper member and having the blade edge portion, and the blade edge portion. Spring means for constantly urging the second scraper member in a direction away from the first scraper member;
The ice making device, wherein the spring means has a spring constant smaller than a spring constant based on an elastic force of a material forming the second scraper member.
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