JP2020128830A - フレークアイス製造装置及び渦状の冷媒流路の製造方法 - Google Patents
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Description
管状部材からなる渦状の冷媒流路を含む冷媒流路と、
前記冷媒流路の表面に触れることなく、前記冷媒流路の表面に沿って移動するワイパーと、
冷媒が前記冷媒流路を循環することによって冷却された前記冷媒流路の表面に向けてブラインを噴射するノズルと、
前記ワイパーに配置され、前記ノズルから前記冷媒流路の表面に向けて噴射されたブラインが前記冷媒流路の表面で凍結し生成された氷を剥離してフレークアイスを製造する剥離部と、
を備える。
管状部材からなる渦状の冷媒流路と、
前記冷媒流路の表面に設けられた金属板と、
前記金属板の表面に触れることなく、前記金属板の表面に沿って移動するワイパーと、
冷媒が前記冷媒流路を循環することによって冷却された前記金属板の表面に向けてブラインを噴射するノズルと、
前記ワイパーに配置され、前記ノズルから前記金属板の表面に向けて噴射されたブラインが前記金属板の表面で凍結し生成された氷を剥離してフレークアイスを製造する剥離部と、
を備えることもできる。
前記冷媒流路において、隣り合う前記管状部材の表面がお互いに接触するように固定されている。
一方の端部を固定し、一方の前記端部を中心として前記管状部材を渦状に巻く渦状巻き工程と、を備える。
(a)融解完了時の温度が0℃未満である。
(b)融解過程で氷が融解した水溶液(ブライン)の溶質濃度の変化率が30%以内である。
即ち、熱伝導率は、ブライン(液体)よりもフレークアイス(固体)の方が高いため、フレークアイス(固体)の方が被冷却品を早く冷却することができることになる。
図4では図示しないが、エアースプレーは、例えば、スクレーパ141と同様に、冷媒流路121の冷媒流路側面121cとパイプ131との間で回転するようにしてもよい。
具体的に例えば、スクレーパ141の代わりに、回転アームが備えられ、回転アームにエアースプレーの吹き出し口が設けられている。冷媒流路121の冷媒流路側面121cにブラインを吹き付け、急速冷凍させ、エアースプレーで順次掻き取って行くことができる。
図5は、本発明に係るフレークアイス製造装置101に備えられた冷媒流路121を示す図である。
図5(A)で示す冷媒流路121は、平面視で、管状部材180が渦状になったものである。冷媒流路121は、中央に回転軸110を挿入させる貫通穴122が形成されている。
冷媒流路121は、図5(A)では、反時計回りに渦を巻いた渦状の形状をしているが、特に限定されない。即ち、渦状の形状として、冷媒流路121の形状は、時計回りに渦を巻いた形状としてもよい。
他方の冷媒流路側面121dは、冷媒流路側面121cの背面に位置する。図2で示すように、他方の冷媒流路側面121dには、ブラインを噴射させていないが、ブラインを噴射させ、冷媒流路側面121dを製氷面として機能させて、ブラインを冷凍させて氷スラリーを生成してもよい。
冷媒流路121は、図5で示すように、渦状となった冷媒流路側面121cを備える。
冷媒流路121の断面において、管状部材180は、接触して存在している。
図6(A)で示すように、圧力を加えて加工することにより、管状部材180は、上下矢印方向に圧力が加わり、管状部材180の断面の形状が円から、略長方形、レーストラック形状、又は楕円形状になる。管状部材180の夫々は、上述の圧力により、隣接する管状部材180は、管状部材180同士の隙間がなくなり、凸凹が小さくなり、冷媒流路121の表面(冷媒流路側面121cと他方の冷媒流路側面121d)は、隙間にブラインが貯まらない程度の滑らかさとなる。
図7は、本発明に係るフレークアイス製造装置101に備えられた冷媒流路121の製造方法を示す図である。
図7(A)乃至図7(D)は、管状部材180を加工して、冷媒流路121に加工するための工程を示している。
ここで、加工とは、例えば、金属加工のことであり、直線状の形状である管状部材180を、渦状の形状に変形させるための加工である。
管状部材180は、渦状の冷媒流路121の作成に使用する金属製のパイプである。管状部材180は、銅製又はそれに順ずる熱伝導率を有し、かつ柔軟性のある円形断面のパイプである。管状部材180は、特殊な断面形状のパイプを用いることなく、例えば、市販の金属管(銅管)を用いてよい。この点、製造費用削減の効果を奏する。
直線状の管状部材180の形状は、図7(A)で示すように、円筒の形状であり、断面が円の形状をしている。管状部材180は、一方の端部181aと、他方の端部181bと、側面部182とを備える。
端部181a及び端部181bは、図7(A)で示すように、管状部材180の一方の端であり、管状部材180の断面が円形の形状である。側面部182は、管状部材180の側面である。
端部181aは、図7(B)で示すように、側面部182に対して、垂直方向に折り曲がるように加工される。
即ち、図7(C)に示すように、管状部材180の曲げた端部181aを中心に渦状となるように加工を行う。具体的に例えば、上述の曲げた端部181aを円柱300に固定する。円柱300は、管状部材180を加工するための治具である。円柱300の直径は、回転軸110と同じ直径である。円柱300を回転させることで、直線状の管状部材180の形状を、渦状の形状に変形させる。即ち、円柱300が回転することで、管状部材180も回転し、渦状となった管状部材180の側面部182同士が接触するように、管状部材180は、渦を巻くように加工される。
また、図7(D)に示すように、管状部材180は、一定の大きさの渦状の形状となるまで、上述の工程が行われる。管状部材180が、一定の大きさの渦状の形状となると、端部181bを端部181aと同様に、側面部182に対して、垂直方向に折り曲がるように加工される。円柱300を冷媒流路121から引き抜くことで、冷媒流路121に回転軸110を備えるための貫通穴122が作成される。
図7(A)乃至図7(D)で示す工程を行うことで、直線状の管状部材180を渦状の冷媒流路121に加工することができる。
他の冷媒流路の製造方法として、鋳造による製造方が考えられる。
しかし、鋳造により作成された冷媒流路では、冷却機170からの冷媒が流れる冷媒流路121における流路の接合部のバリ又は鋭角(ほぼ直角)の屈曲部において生じる圧力損失が冷媒の循環を妨げ、冷凍効率を下げる原因となっていた。しかし、上述の製造方法により、製造された冷媒流路121では、この問題が解決される。
ここで、上述の端部181a及び端部181bの加工の角度については、特に限定はしない。
具体的に例えば、冷却機170からの冷媒が流れる通路の接合部の屈曲において、圧力損失が少ないように加工することが好適である。
即ち、上述の製造方法は、加工の圧力により、管状部材180の断面の形状を、円から略長方形、レーストラック形状、又は楕円形状とする工程を備えることができる。
これにより、直線状の管状部材180から渦状に形成された冷媒流路121は、接触する管状部材180の側面部182同士の隙間がつぶれ、凹凸は小さくなり、冷媒流路121の冷媒流路側面121cは隙間に塩氷が貯まらない程度の滑らかさとなる。
即ち、上述の製造方法は、管状部材180の側面部182同士が接触する部分に、例えば、ロウ付け、溶接等、各種方法で固定する工程を備えることができる。
これにより、冷媒流路121を渦状の形状で固定できる。
なお、スクレーパ141の代わりとして、エアースプレーであっても同様である。
また、上述のエアースプレーは、空気を断続的に高速噴出するものであってもよい。
また、冷媒流路121は、貫通穴122がなくてもよい。即ち、冷媒流路121は、回転軸110が貫通する穴がなく、別途方法で冷媒流路121を固定できればよい。この場合、貫通穴122がある冷媒流路121と比較して、冷媒流路側面121cの表面積が広く、より多くのフレークアイスを生成することができる。また、上述した金属板200についてもメッキしてもよい。
即ち、金属加工として、管状部材180を直線状の形状から渦状の形状に変形できれば、特に限定されない。具体的に例えば、金属加工として、塑性加工や曲げ加工等が含まれるのはもちろん、その他の金属加工として、管状部材180を任意の長さに調節するための切削加工が含まれてもよい。
即ち、円柱を使用せず、直線状の管状部材180を渦状の冷媒流路121へと加工してもよい。
具体的に例えば、円柱に曲げた端部181aを固定せず、端部181aそのものを回転させることで、直線状の管状部材180を渦状の冷媒流路121へと加工することができる。また、この場合、冷媒流路121には、回転軸110を備えるための貫通穴122は作成されてもされなくてもよい。
即ち、メッキを施す工程については、例えば、管状部材180に予めメッキを施してもよいし、管状部材180の形状を渦状の形状に加工した後にメッキを施してもよい。
管状部材180からなる渦状の冷媒流路121と、
前記冷媒流路121の表面に触れることなく、前記冷媒流路121の表面に沿って移動するワイパー140と、
冷媒が前記冷媒流路121を循環することによって冷却された前記冷媒流路121の表面に向けてブラインを噴射するノズル130と、
前記ワイパー140に配置され、前記ノズル130から前記冷媒流路121の表面に向けて噴射されたブラインが前記冷媒流路121の表面で凍結し生成された氷を剥離してフレークアイスを製造する剥離部(例えば、スクレーパ141)と、
を備える。
管状部材180からなる渦状の冷媒流路121と、
前記冷媒流路121の表面に設けられた金属板200と、
前記金属板200の表面に触れることなく、前記金属板200の表面に沿って移動するワイパー140と、
冷媒が前記冷媒流路121を循環することによって冷却された前記金属板200の表面に向けてブラインを噴射するノズル130と、
前記ワイパー140に配置され、前記ノズル130から前記金属板200の表面に向けて噴射されたブラインが前記金属板200の表面で凍結し生成された氷を剥離してフレークアイスを製造する剥離部(例えば、スクレーパ141)と、
を備えることができる。
このフレークアイス製造装置101によれば金属板200の表面が冷媒流路121の表面となることができる。
前記冷媒流路121において、隣り合う前記管状部材180の表面がお互いに接触するように固定されている。
このフレークアイス製造装置101によれば、管状部材180の側面部182同士が接触する部分を固定することで、冷媒流路121を渦状の形状で固定できる。
前記管状部材の断面形状は、略長方形、レーストラック形状、又は楕円形状である。
このフレークアイス製造装置101によれば、隣接する管状部材180が圧力で、冷媒流路121の断面の形状は、略長方形、レーストラック形状又は楕円の形状となる。そして、管状部材180は、隣接する管状部材180同士の隙間がなくなり、冷媒流路121の冷媒流路側面121cが平らになる。
前記剥離部は、エアースプレーであってもよい。この場合、前記剥離部は、回転軸110に固定されて回転するスクレーパ141であってもよい。
これらのフレークアイス製造装置101によれば、冷媒流路121の冷媒流路側面121cに生成された氷を、エアスプレーにより剥ぎ取る、又はスクレーパ141により掻き取ることで、フレークアイスを生成することができる。
本発明に係るフレークアイス製造装置の前記冷媒流路121は、銅製又は銅合金製であってよい。
このフレークアイス製造装置101によれば、冷媒流路121の配管171、172を流れる冷媒が冷媒流路121を効率的に冷却することができる。
直線状の管状部材180を用意する管状部材用意工程と、
一方の端部181aを固定し、一方の前記端部181aを中心として前記管状部材180を渦状に巻く渦状巻き工程と、を備える。
この冷媒流路121の製造方法によれば、直線状の状部材の一端を折り曲げ、渦状に巻くことで、容易に冷媒流路121を製造することができる。
前記管状部材180の両端部181a(181b)を折り曲げる管状部材折り曲げ工程を更に加えてもよい。
この冷媒流路121の製造方法によれば、管状部材180の両端部181a、181bを折り曲げる工程を含むことができる。
前記管状部材180の断面形状は円形であり、前記渦巻き工程において、前記管状部材180の断面形状を略長方形、レーストラック形状、又は楕円形状に変形させる。
この冷媒流路121の製造方法によれば、管状部材180は、圧力が加わることで、側面部182同士が接触し、断面形状が容易に略長方形、レーストラック形状、又は楕円形状となる。
渦状に巻かれた前記管状部材180における隣り合う部分を固定する管状部材固定工程を更に備える。
この冷媒流路121の製造方法によれば、冷媒流路121を渦状に加工する製造過程において、隣り合う部分を固定することで、渦状の冷媒流路121を容易に渦状で固定させることができる工程を含むことができる。
Claims (11)
- 管状部材からなる渦状の冷媒流路と、
前記冷媒流路の表面に触れることなく、前記冷媒流路の表面に沿って移動するワイパーと、
冷媒が前記冷媒流路を循環することによって冷却された前記冷媒流路の表面に向けてブラインを噴射するノズルと、
前記ワイパーに配置され、前記ノズルから前記冷媒流路の表面に向けて噴射されたブラインが前記冷媒流路の表面で凍結し生成された氷を剥離してフレークアイスを製造する剥離部と、
を備えたフレークアイス製造装置。 - 管状部材からなる渦状の冷媒流路と、
前記冷媒流路の表面に設けられた金属板と、
前記金属板の表面に触れることなく、前記金属板の表面に沿って移動するワイパーと、
冷媒が前記冷媒流路を循環することによって冷却された前記金属板の表面に向けてブラインを噴射するノズルと、
前記ワイパーに配置され、前記ノズルから前記金属板の表面に向けて噴射されたブラインが前記金属板の表面で凍結し生成された氷を剥離してフレークアイスを製造する剥離部と、
を備えたフレークアイス製造装置。 - 前記冷媒流路において、隣り合う前記管状部材の表面がお互いに接触するように固定されている、
請求項1又は請求項2に記載のフレークアイス製造装置。 - 前記管状部材の断面形状は、略長方形、レーストラック形状、又は楕円形状である、
請求項1乃至請求項3のうちいずれか1項に記載のフレークアイス製造装置。 - 前記剥離部は、エアースプレーである、
請求項1又は請求項2に記載のフレークアイス製造装置。 - 前記剥離部は、回転軸に固定されて回転するスクレーパである、
請求項1又は請求項2に記載のフレークアイス製造装置。 - 前記冷媒流路は、銅製又は銅合金製である、
請求項1乃至請求項6のうちいずれか1項に記載のフレークアイス製造装置。 - 直線状の管状部材を用意する管状部材用意工程と、
一方の端部を固定し、一方の前記端部を中心として前記管状部材を渦状に巻く渦状巻き工程と、
を備えた渦状の冷媒流路の製造方法。 - 前記管状部材の両端部を折り曲げる管状部材折り曲げ工程を更に加えた、
請求項8に記載の渦状の冷媒流路の製造方法。 - 前記管状部材の断面形状は円形であり、
前記渦巻き工程において、前記管状部材の断面形状を略長方形、レーストラック形状、又は楕円形状に変形させる、
請求項8又は請求項9に記載の渦状の冷媒流路の製造方法。 - 渦状に巻かれた前記管状部材における隣り合う部分を固定する管状部材固定工程を更に備えた、
請求項8乃至請求項10の何れか1項に記載の渦状の冷媒流路の製造方法。
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