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

Abstract

【課題】容易に製造することができ、小型化されたフレークアイス製造装置及びフレークアイス製造方法を提供する。【解決手段】フレークアイス製造装置１０１は、管状部材１８０からなる渦状の冷媒流路１２１と、冷媒流路１２１の表面に触れることなく、冷媒流路１２１の表面に沿って移動するワイパー１４０と、冷媒が冷媒流路１２１を循環することによって冷却された冷媒流路１２１の表面に向けてブラインを噴射するノズル１３０と、ワイパー１４０に配置され、ノズル１３０から冷媒流路１２１の表面に向けて噴射されたブラインが冷媒流路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）を備えており、ノズル１３０から冷媒流路１２１の表面に向けて噴射されたブラインが冷媒流路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。【選択図】図１

Description

本発明は、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に関する。

食品等の鮮度を保持したり、蓄冷剤を冷却したりするために、氷を薄片状に加工したフレークアイスが使用されている。そのため、フレークアイスを製造するための装置が種々提案されている。

例えば、特許文献１には、同軸に配置された竪型の内筒及び外筒と、この内筒の中心軸に配置されて回転するシャフトと、このシャフトに軸方向に間隔を空けて取り付けられた複数枚の板状のスクレーパとを備えたシャーベット氷製造装置が記載されている。このシャーベット氷製造装置は、内筒とシャフトとの間が原水流路とされている。このシャーベット氷製造装置は、内筒と外筒の間が冷媒流路とされている。

このシャーベット氷製造装置は、原水流路に供給された原水が、冷媒流路に供給された冷媒によって冷却され、内筒の内面に氷を生成する。このシャーベット氷製造装置は、シャフトが回転することによって、スクレーパが回転する。このシャーベット氷製造装置は、内筒の内面に生成された氷を回転するスクレーパが掻き取ることで、フレークアイスを製造する。

登録実用新案第３２０８２９６号公報

特許文献１に開示されたシャーベット氷製造装置は、内筒と板状のスクレーパとの間のクリアランスが一定の間隔とされることで、均一なフレークアイスを製造することができる。そのためには、内筒は真円に形成されていなければならない。しかし、真円の内筒を製造することは困難である。更に、内筒は、板状のスクレーパが回転するほどの内部空間を設けていることから、シャーベット氷製造装置が大型化する。

本発明は、小型化が可能であり、容易に製造することができる構造のフレークアイス製造装置を提供することを目的とする。

本発明に係るフレークアイス製造装置は、
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。

本発明に係るフレークアイス製造装置の一態様において、
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。

本発明に係るフレークアイス製造装置の一態様は、
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。

本発明に係るフレークアイス製造装置の一態様において、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。

本発明に係るフレークアイス製造装置の一態様において、前記剥離部は、エアースプレーであってもよい。

本発明に係るフレークアイス製造装置の一態様において、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ってもよい。

本発明に係るフレークアイス製造装置の前記冷媒流路は、銅製又は銅合金製であってよい。

本発明に係るフレークアイス製造装置の渦状の冷媒流路の製造方法は、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、を備える。

本発明に係るフレークアイス製造装置の渦状の冷媒流路の製造方法は、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てもよい。

本発明に係るフレークアイス製造装置の渦状の冷媒流路の製造方法は、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。

本発明に係るフレークアイス製造装置の渦状の冷媒流路の製造方法は、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る。

本発明によれば、容易に製造することができ、小型化された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を提供することができる。

本発明に係るフレークアイス製造装置の一実施形態であって、図２のＩ−Ｉ線断面図である。 本発明に係るフレークアイス製造装置の一実施形態を示す側面図である。 本発明に係るフレークアイス製造装置の一実施形態であって、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。 本発明に係るフレークアイス製造装置に備えられたスクレーパを含む一実施形態を示す正面図である。 本発明に係るフレークアイス製造装置に備えられた冷媒流路を示す図である。 本発明に係るフレークアイス製造装置に備えられた冷媒流路の断面図である。 本発明に係るフレークアイス製造装置に備えられた冷媒流路の製造方法を示す図である。

本実施形態のフレークアイス製造装置は、溶質を含有する水溶液（ブラインともいう）から生成した氷をフレーク（薄片）状に加工したフレークアイスを製造する装置である。ただし、ここで生成される氷は、ブラインに含有される溶質の濃度が略均一となるように凝固させた氷であって、少なくとも以下の（ａ）及び（ｂ）の条件を満たす氷（以下「氷スラリー」とも呼ぶ）のことをいう。
（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。

ここで、「ブライン」とは、１種類又は２種類以上の溶質を含有する、凝固点の低い水溶液を意味する。ブラインの具体例としては、例えば、塩化ナトリウム水溶液（塩水）や塩化カルシウム水溶液、塩化マグネシウム水溶液、エチレングリコール水溶液等がある。

食塩を溶質とするブライン（塩水）の熱伝導率は、約０．５８Ｗ／ｍＫであるが、食塩を溶質とするブラインが凍結したフレークアイスの熱伝導率は約２．２Ｗ／ｍＫ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。

このようなブラインを単に容器に溜めて外部から冷却しても、氷スラリーと同等の性質を有する氷を製造することはできない。これは、冷却速度が十分でないことに起因すると考えられる。

しかしながら、図１乃至図７に示す本実施形態に係るフレークアイス製造装置１０１では、溶質を含有するブラインを噴射することで霧状にし、これをブラインの凝固点以下の温度に予め冷却された冷媒流路の表面に接触させることによって凍結させ、そのまま冷媒流路の表面に付着させることができる。これにより、上記（ａ）及び（ｂ）の条件を満たす冷却能の高い氷（氷スラリー）を生成することができる。

図１は、フレークアイス製造装置１０１の一実施形態であって、図２のＩ−Ｉ線断面図である。図２は、フレークアイス製造装置１０１の一実施形態を示す側面図である。図３は、フレークアイス製造装置１の一実施形態であって、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。

図１乃至図３に示すように、フレークアイス製造装置１０１は、回転軸１１０と、冷媒流路１２１と、ノズル１３０と、剥離部としてスクレーパ１４１とを備える。フレークアイス製造装置１０１は、更に、ポジショナ１５０とカバー１６０と、冷媒の冷却機１７０を備える。

回転軸１１０は、水平姿勢とされた駆動シャフト１１１と、この駆動シャフト１１１の一端部に固定されたモータ（例えばインバータモータ）１１２とを備え、任意の回転速度で回転する。モータ１１２及びモータ１１２を固定した駆動シャフト１１１の一端部を除いた駆動シャフト１１１と、冷媒流路１２１と、ノズル１３０と、スクレーパ１４１がカバー１６０によって覆われている。カバー１６０の下面側は開口し、フレークアイス排出口１６１とされている。カバー１６０は、断熱性を有するＦＲＰ製とされ、カバー１６０内が、外気の影響を受けないようにされている。フレークアイス排出口１６１の下方には、フレークアイス貯留タンク（図示せず）が置かれている。

冷媒流路１２１は、図１に示すように、円板形状の板状部材である。冷媒流路１２１は、冷媒流路側面１２１ｃを有する。冷媒流路１２１は、後述する製造方法で製造される。冷媒流路１２１は、直線状の管状部材（例えば、銅パイプ）を後述する製造方法により渦状の形状に変形させた板状部材である。冷媒は、加工された管状部材の中を流れるようになっている。冷媒流路１２１の中心部には、駆動シャフト１１１（以下、回転軸１１０として説明する）が貫通する貫通穴１２２が形成されている。冷媒流路１２１は、起立姿勢で複数枚（図１では２枚）、平行に向き合って並べられている。冷媒流路１２１は、回転軸１１０が回転しても、回転しないように固定されている。

冷媒流路１２１を構成する部材としては、熱伝導率が高い銅や銅合金が採用される。ただし、冷媒流路１２１は、ステンレス鋼等を採用してもよい。冷媒流路１２１の表面は、耐摩耗性の金属、例えばクロムによってメッキされている。冷媒流路１２１は、円盤形状に限定されず、例えば、正方形等の多角形の形状であってもよい。いずれにしても、冷媒流路１２１は、表面と裏面が平行な板状体で（板厚は例えば２５ｍｍ）、後述する製造方法によって形成される。

図１に示すように、冷媒流路１２１は、例えば、中心にある貫通穴１２２（図２参照）を取り巻くような渦巻き状に形成されている。冷媒流路１２１は、一方から貫通穴１２２に向かう吸入口１２１ａと、貫通穴１２２側から他方に向かう排出口１２１ｂとを備えている。

冷媒流路１２１は、例えば、直線状の形状である管状部材１８０（例えば、銅製のパイプ）を直線状から渦状に加工することによって形成されるため、冷媒流路１２１を容易に製造することができる。なお、管状部材１８０加工方法については、後述する図７で詳細に説明する。

各冷媒流路１２１は、第１、第２の配管１７１、１７２によって冷却機１７０に接続されている。冷却機１７０によって冷却された冷媒は、一方の配管１７１→冷媒流路１２１→他方の配管１７２というように循環するように流れる。冷媒としては、沸騰温度が例えば−６０℃のフロン（ＨＣＦＣ２２）やハイドロフルオロカーボン（ＨＦＣ）等が使用される。また、上述の冷媒以外にもブラインを氷に生成するための冷媒であれば、特に限定されない。

図２に示すように、ノズル１３０は、ブラインを冷媒流路１２１の一方の冷媒流路側面１２１ｃに向けて噴射する。（図２において左面と右面）の片面に向けて噴射する。詳しくは後述するが、冷媒流路１２１は、冷媒が流れて冷却されているため、冷媒流路側面１２１ｃに付着したブラインは、急速に冷凍されて氷となる。即ち、冷媒流路側面１２１ｃは、製氷面として機能する。

ノズル１３０は、冷媒流路１２１から少しの間隔をあけて配置されたパイプ１３１に多数形成される。また、パイプ１３１は、冷媒流路側面１２１ｃを向い合せた両冷媒流路１２１の冷媒流路側面１２１ｃに向けてブラインを噴射できるようにノズル１３０を２枚の冷媒流路１２１の間に配置して、二方向に形成するようにしてもよい。

スクレーパ１４１は、冷媒流路１２１の冷媒流路側面１２１ｃに付着した氷を掻き取るための棒状の刃部であり、ワイパー１４０に配置されている。スクレーパ１４１は、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。図１及び図３に示すように、スクレーパ１４１は、２本が反対方向に向けて直線状に配置されている。ワイパー１４０は、直線状に配置されたスクレーパ１４１の長さを直径とする円環状のリング１４２を備えている。リング１４２が冷媒流路１２１に固定されたポジショナ１５０（図４参照）によって、スクレーパ１４１が撓むことがないように保形される。スクレーパ１４１とリング１４２とを合わせてワイパー（採番せず）と呼ぶ。

図４は、ワイパー１４０の変形例を示す正面図である。図４に示すワイパー１４０は、中心から１２０°の等間隔で３本配置されている。ワイパー１４０は、図示しないが、９０°の等間隔で４本配置されている等、等間隔で複数本配置されてもよい。

いずれにしても、スクレーパ１４１は、尖端部１４１ａと凹曲部１４１ｂとを交互に形成した波形状の棒状とされる。尖端部１４１ａが氷に割り込み、氷を凹曲部１４１ｂへ流すようにすることで、氷を掻き取りやすくされている。なお、図１に示したスクレーパ１４１は、波形状に描かれていないが、当然ながら、波形状に形成されていることが好ましい。

スクレーパ１４１は、冷媒流路１２１の冷媒流路側面１２１ｃに接触しない方がよい。スクレーパ１４１は、例えば、０．２ｍｍ程度のクリアランスをもって冷媒流路１２１の冷媒流路側面１２１ｃから離れている。フレークアイス製造装置１０１は、このクリアランスを維持するように、ポジショナ１５０を備えている。フレークアイス製造装置１０１は、スクレーパ１４１と冷媒流路１２１の冷媒流路側面１２１ｃが接触しないことで、スクレーパ１４１と冷媒流路１２１の冷媒流路側面１２１ｃを傷つけず、金属片等がフレークアイスに混在することがないので、安全で、品質の高いフレークアイスを生成することができる。

ここで、このフレークアイス製造装置１０１によってフレークアイスを製造する方法について説明する。

冷媒を冷媒流路１２１内に流すことで、起立姿勢の冷媒流路１２１の冷媒流路側面１２１ｃが冷却される。冷媒は、第１の配管１７１から冷媒流路１２１の吸入口１２１ａを貫通穴１２２の方へ流れ、折返し部で進行方向が反転し、排出口１２１ｂから第２の配管１７２へ流れる。冷媒流路１２１が渦巻き状に形成されていることで、流動抵抗が小さく、冷媒がスムーズに流れる。冷媒が−６０℃であると、冷媒流路１２１が熱伝導率の高い銅製又は銅合金製とされていることで、冷媒流路１２１冷媒流路側面１２１ｃも−６０℃に冷却される。冷媒流路１２１は、カバー１６０で覆われていることから、外気の影響を受けることなく、−６０℃を維持する。

そして、ブラインがパイプ１３１内に供給され、ノズル１３０から冷媒流路１２１の冷媒流路側面１２１ｃに向けて噴射される。食塩水（飽和状態）の凝固点は−２１℃であり、塩化マグネシウム水溶液（飽和状態）の凝固点は−２６．７℃である。したがって、食塩水やマグネシウム水溶液をブラインとして使用した場合は、ブラインが冷媒流路１２１の冷媒流路側面１２１ｃに付着すると、急速冷凍され、氷の膜が冷媒流路１２１の冷媒流路側面１２１ｃに生成される。しかも、冷媒流路１２１の冷媒流路側面１２１ｃは、カバー１６０によって覆われ、外気の影響を受けないため、冷却された状態を維持する。

ここで、スクレーパ１４１を備えたワイパー１４０（以下、「スクレーパ１４１」として説明する）の動作について説明する。スクレーパ１４１が図１及び図３に示した２本のタイプである場合は、図３に示すように、冷媒流路１２１の冷媒流路側面１２１ｃを座標面に見立てたときに、第１象限を第１領域Ａ、第２象限を第２領域Ｂ、第３象限を第３の領域Ｃ、第４象限を第４領域Ｄと呼ぶ。

スクレーパ１４１は、図１及び図３に示すような縦向きの姿勢になる直前に、第１領域Ａと第３領域Ｃにノズル１３０から冷媒流路１２１の冷媒流路側面１２１ｃに向けてブラインが瞬間的に噴射される。このブラインが瞬間冷凍され、均一な厚さの氷が生成された状態で、スクレーパ１４１が一方向（図面では時計方向）に回転して第１領域Ａと第３の領域Ｃに進入し、氷を掻き取る。このようにスクレーパ１４１が第１領域Ａと第３の領域Ｃ内を回転している間に、第２領域Ｂと第４領域Ｄにノズル１３０から冷媒流路１２１の冷媒流路側面１２１ｃに向けてブラインが瞬間的に噴射される。このブラインが瞬間冷凍され、均一な厚さの氷が生成された状態で、スクレーパ１４１が一方向（図面では時計方向）に回転し、第２領域Ｂと第４領域Ｄに進入し、氷を掻き取る。

このようにスクレーパ１４１が一方向に連続して回転し、冷媒流路１２１の冷媒流路側面１２１ｃに生成された氷を掻き取られた領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄにノズル１３０からブラインが噴射され、瞬間冷凍されて生成された氷がスクレーパ１４１によって掻き取られる動作が繰り返される。ただし、スクレーパ１４１は、９０°回転するたびに停止するようにしてもよい。

スクレーパ１４１が図４に示した３本のタイプである場合は、採番しない領域が６つ設けられる。３本のスクレーパ１４１であっても、２本のスクレーパ１４１と同様に停止と回転を繰り返し、スクレーパ１４１が冷媒流路側面１２１ｃに生成された氷を掻き取る。

このようにしてスクレーパ１４１によって冷媒流路１２１の冷媒流路側面１２１ｃから掻き取られることで生成されたフレークアイスは、カバー１６０の下面側のフレークアイス排出口１６１から下方に落下し、フレークアイス貯留タンク内に溜められる。まとめると、スクレーパ１４１が停止している状態において、冷却されている起立姿勢の冷媒流路１２１にノズル１３０からブラインが噴射され、冷媒流路１２１の冷媒流路側面１２１ｃに氷の膜が均一な厚さで成形された後、スクレーパ１４１が回転し、氷を掻き取るという動作を繰り返すことで、フレークアイスが次々とフレークアイス貯留タンク内に溜められる。

なお、スクレーパ１４１の代替として、エアースプレー（採番せず）が用いられてもよい。
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。

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の形状について詳細に説明する。
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。

図５（Ｂ）で示す冷媒流路１２１は、側面視で直線状の管状部材１８０を渦状にしたものである。冷媒流路１２１は、冷媒流路側面１２１ｃと、他方の冷媒流路側面１２１ｄと、吸入口１２１ａと、排出口１２１ｂと、を備える。

冷媒流路側面１２１ｃは、ブラインを噴射させ、ブラインを冷凍させて氷スラリーを生成するための面である。
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。

図６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の断面図である。
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。

ここで、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の製造方法について説明する。
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。

図７（Ａ）及び図７（Ｂ）は、一方の端部１８１ａが折り曲げられた折り曲げ部を有する直線状の管状部材を用意する管状部材用意工程を示している。即ち、図７（Ａ）で示す直線状の管状部材１８０を、図７（Ｂ）で示すように、加工して一方の端部１８１ａを曲げる。
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。

図７（Ｃ）及び図７（Ｄ）は、前記折り曲げ部を固定し、前記折り曲げ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を示している。
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。

図７（Ｃ）及び図７（Ｄ）に示すように、本発明に係るフレークアイス製造装置の渦状の冷媒流路の製造方法は、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。
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。

図７（Ｃ）及び図７（Ｄ）に示すように、本発明に係るフレークアイス製造装置の渦状の冷媒流路の製造方法は、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。

以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。また本発明の要旨を逸脱しない範囲内であれば種々の変更や上記実施の形態の組み合わせを施してもよい。

例えば、上述した実施形態では、ブラインは、上述した実施形態では塩水（塩化ナトリウム水溶液）や塩化マグネシウム水溶液を例示したが、特に限定されない。具体的には、例えば塩化カルシウム水溶液、エチレングリコール等を採用することができる。これにより、溶質又は濃度の違いに応じて凝固点の異なる複数種類のブラインを用意することも可能となる。

更に、フレークアイス製造装置１０１は、ブラインを冷媒流路１２１の冷媒流路側面１２１ｃに噴射するためのノズル１３０をパイプ１３１に備えた。ノズル１３０が、パイプ１３１ではなく、スクレーパ１４１に追尾して回転するように設けられ、スクレーパ１４１と一体のワイパー（図示せず）を備えてもよい。ノズル１３０がスクレーパ１４１に追尾するように設けられることで、スクレーパ１４１が氷を掻き取った後にノズル１３０からブラインが噴射され、次のスクレーパ１４１が回転してくるまでの間に瞬間冷凍され、氷の膜が生成される。

このようなノズル１３０は、スクレーパ１４１に追尾するのではなく、スクレーパ１４１に先行して回転し、ブラインがスクレーパ１４１の後方に向けて噴射されるようにしてもよい。
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。

上述した実施形態では、ワイパー１４０は、スクレーパ１４１が回転するように移動している、としたが、回転式だけに限られず、例えば、ワイパー１４０が並行移動、扇型移動等してもよい。即ち、上述した実施形態では、回転軸１１０を中心に領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの順にスクレーパ１４１が回転している、と説明したが、スクレーパ１４１が回転軸以外に回転するための軸を設けてもよい。上述の回転するための軸が、冷媒流路１２１の中心以外の、例えば、上述の回転するための軸が、ワイパー１４０を扇型移動させるため、冷媒流路１２１の外側であってもよい。また、上述の回転するための軸が、ワイパー１４０を並行移動させるため、軸自体がなくてもよい。

上述した実施形態では、冷媒流路１２１は、管状部材１８０を渦状に巻いて形成されているが、管状部材１８０を渦状に巻いて形成された冷媒流路１２１の表面に平滑板である金属板２００を設けるものであってもよい。この場合、図６（Ｂ）で示すように、冷媒流路の表面に設けられた金属板２００の表面が、製氷面として機能する。

上述した実施形態では、フレークアイス製造装置１０１は、ブラインを冷媒流路１２１の冷媒流路側面１２１ｃに噴射しているが、これに限定されない。フレークアイス製造装置１０１は、冷媒流路１２１の冷媒流路側面１２１ｃだけでなく、上述の金属板２００を製氷面として、ブラインを金属板２００に噴射して、フレークアイスを生成することができる。

上述した実施形態では、冷媒流路１２１は、貫通穴１２２を形成したが、貫通穴１２２でなく、切込みであってもよく、更に、上下２枚に分離したものであってもよい。冷媒流路１２１は、複数枚備えられるとしたが、１枚でもよい。冷媒流路１２１には、耐摩耗性の金属でメッキするとしたが、スクレーパ１４１が回転する範囲でメッキしてもよい。
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。

上述した実施形態における冷媒流路１２１やパイプ１３１のレイアウトは、一例を図示しただけであり、そのレイアウトは、任意に変更できる。

上述した実施形態では、加工とは、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、という説明を行ったが、特にこれに限定されない。
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。

上述した実施形態では、円柱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、という説明を行ったが、特にこれに限定されない。
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。

また、図７において、管状部材１８０が渦状に巻かれた後、表面を平坦にするための加工が施されてもよい。表面を平坦にするための加工は、平滑な硬質の金属板２００（例えば、鉄製の定盤）を押し付ける加工、ヤスリによって表面を削り取る加工、ワイヤバフ等によって表面を磨く加工等であってよい。

上述した実施形態では、冷媒流路１２１の表面は、耐摩耗性の金属、例えばクロムによってメッキが施されている、という説明を行ったが、メッキを施す工程については、特に限定されない。
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。

以上まとめると、本発明が適用されるフレークアイス製造装置１０１は、次のような構成を取れば足り、各種各様な実施形態を取ることができる。

即ち、本発明が適用されるフレークアイス製造装置１０１は、
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。

このフレークアイス製造装置１０１によれば、冷媒流路１２１が渦状の形状を有することにより、冷媒流路１２１内を流動抵抗が小さくなり、冷媒が冷媒流路１２１内をスムーズに流れ、冷媒流路１２１を効率的に冷却することができる。

本発明が適用されるフレークアイス製造装置１０１において、
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。

本発明が適用されるフレークアイス製造装置１０１において、
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。

本発明が適用されるフレークアイス製造装置１０１において、
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。

本発明が適用されるフレークアイス製造装置１０１において、
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。

本発明が適用されるフレークアイス製造装置１０１において、
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。

本発明が適用されるフレークアイス製造装置１０１の渦状の冷媒流路１２１の製造方法は、
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。

本発明が適用されるフレークアイス製造装置１０１の渦状の冷媒流路１２１の製造方法は、
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。

本発明が適用されるフレークアイス製造装置１０１の渦状の冷媒流路の製造方法は、
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。

本発明が適用されるフレークアイス製造装置１０１の渦状の冷媒流路１２１の製造方法は、
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。

１０１：フレークアイス製造装置、１１０：回転軸、１２１：冷媒流路、１２１ａ：吸入口、１２１ｂ：排出口、１２１ｃ：冷媒流路側面、１２１ｄ：冷媒流路側面、１３０：ノズル、１３１：パイプ、１４０：ワイパー、１４１：スクレーパ、１５０：ポジショナ、１６０：カバー、１７０：冷却機、１８０：管状部材、２００：金属板

Claims (11)

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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。
5. 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。
6. 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。
7. 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。
8. 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。
9. 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。
10. 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。
11. 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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