JP4638393B2 - シャーベット氷製造機 - Google Patents
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Description
従来用いられている魚の鮮度保持の方法としては、例えば、漁船の船倉内の海水に塊状の真水氷を大量に投入し、魚を保存するというものがある。しかしながら、この氷は融けると真水であるため、時間の経過と共に船倉内における海水中の塩分濃度の変化や低下により、魚の鮮度が著しく落ちてしまうという問題がある。
また、塊氷によって魚体に傷が付くことも懸念される。
海水等のブラインを製氷する技術としては、スタティック氷製造方式とダイナミック氷製造方式とに大別することができる。
スタティック氷製造方式はブラインを容器に入れ、それを間接的に冷却して塊状の氷をつくる方式であるが、これはバッチ方式であり、しかも塊氷を粉砕する工程を別途必要とするため、経済的に不向きである。
ダイナミック氷製造方式はブラインを振動させながら凍結するもので、直接熱交換法と間接熱交換法が存在する。
また、間接熱交換法としては、掻き取り法、熱媒剥離法(ハーベスト法)、過冷却法を挙げることができる。
熱媒剥離法は、冷媒によって冷却された平面状の製氷板を縦向き、もしくは傾斜させて設置し、製氷板の上部からブラインを流し、製氷板上に氷を生成し、生成した氷を製氷板上から剥離させるために、冷媒と熱媒を交互に流す方法である。
過冷却法はブラインを氷点以下の温度領域まで過冷却し、過冷却状態にあるブラインを機械的、または氷結晶を投入することによって、人工的に過冷却状態を解消する方法である。
しかしながら、熱媒剥離法及び過冷却法は製氷操作の制御が複雑になるという問題があることから、装置の運転操作が容易であり、経済性もある掻き取り法が製氷機として好ましい。
しかしながら、このような製氷方式では、内管内面における氷結晶の剥離及び、シャーベット状の氷の排出を円滑に行わねばならないため、一定流量のブラインを送り込むための循環回路と、製氷機内で生成されたシャーベット氷とブラインとを順次入れ替えるための制御システムを必要とし、製氷装置全体の規模が大きくなり、制御が複雑になるという問題がある。
しかし、この製氷機において回転部材より突出する掻き取り刃は、内管内壁に当接するように構成されているため、氷掻き取り時において氷生成面に不均一に氷が発生する際、掻き取り刃が上下に振動してしまい、大きな音が発生すると共に、スクレーパの支持部位が早期に折損してしまうという問題がある。
また、上記した蓋の内側に生じる氷結塊は、このような低塩分濃度での製氷においては特に顕著に生じ、製氷機が過負荷状態となり停止することがあった。
また、スクレーパが、前記内管内面に対して所定量の間隙を有すると共に前記内管の接線に対して所定角度の傾斜角を有して設けられ、且つ所定角度の先端角を有してなることにより、従来の製氷機のように内管内面に対してスクレーパが接触しないため、内管内面に発生する氷の膜を全て掻き取ることなく、この氷の膜の表面部分のみを掻き取ることが可能となる。これにより内管内面とスクレーパとの摩擦力増大による電動機の容量不足を回避し、効率良い掻き取りを行うことができる。また、スクレーパは氷にのみ接触するので、部品の磨耗が少なく、メンテナンス性にも優れたものとなる。更に、製氷性能としては、塩分濃度2%以下の硬氷に加え、真水氷であっても掻き取ることができる。これにより、魚の保存に好適なシャーベット氷を生成することができ、加えて、真水シャーベット氷も生成可能であるため、水産物以外のもの、例えば、野菜や果物の鮮度保持にも好適に応用することが可能となる。
更に、前記蓋部材が断熱もしくは加熱されていることにより、当該蓋部材の内壁における氷結塊の発生を防ぐことが可能となる。
また、スクレーパの内管の接線に対する傾斜角が5〜60°及びスクレーパの先端角が鋭角であることにより、スクレーパの磨耗を抑えて、効率良く氷を掻き取ることが可能となる。
図1は、本発明に係るシャーベット氷製造機の一実施形態を示す断面図である。
尚、本明細書におけるブラインとは、広く不凍液のことを意味しており、海水はもちろん人工海水や希釈された海水も当然含まれる。
このシャーベット氷製造機(S)は、一方の蓋部材(6)端面にボルト等の固定部材(71)で固定された設置用部材(7)によって軸を縦向き(垂直方向)にして支持されている。
内管(1)の下端左部にはブライン又は清水を内部に供給するための供給部(1a)が、内管(1)の上端右部には生成されたシャーベット氷を排出するための排出部(1b)が、夫々蓋部材(6)を介して接続されている。
また、回転部材(4)は、内管(1)内部において内管の中心軸と略同軸に配設された所謂回転軸であり、その外周面には掻き取り部(5)が半径方向に突出するようにして配設されている。
回転部材(4)は、蓋部材(6)の内部においてベアリングによって支持され、且つ、その上端側にカップリング(81)を介してモータ等の電動機(8)が配設されて構成されており、円滑な回転動作を可能としている。
また、冷媒流路(3)には、邪魔板(9)が複数枚(図1においては2枚)配設されている。
以下、邪魔板(9)の構成について説明する。
尚、図2においては、後述する邪魔板(9)の位置関係を把握し易いように邪魔板(9)を3枚配設した例を図示している。このため、図1と図2とでは、冷媒入口(31)と冷媒出口(32)との位置関係が異なっている。
これにより、冷媒流路(3)において、冷媒入口(31)から冷媒出口(32)までの距離が延長され、伝熱面の熱交換効率を良くすることが可能となる。冷媒の噴射量は、例えば、冷媒液温を感知する感温筒(図示せず)によって制御されるので、効率良く熱交換することで、冷媒噴射制御を安定させることが可能となる。
また、冷媒流路(3)の断面積が極めて小さくなることで、冷媒流速が速くなり、後述する冷凍機油の油戻しに必要なだけの冷媒流速を得る事ができると共に、冷媒流れを均一にする効果も期待できる。
尚、本発明に係るシャーベット氷製造機(S)に使用する冷媒としては、公知のR22,R507A,R404A,R422A,R717等を例示することができる。
この蓋部材(6)において、断熱作用を持つ材質を適用することにより、蓋部材(6)内壁面に発生する氷結塊を防ぐことができる。ここで、前記材質としては、合成樹脂を使用することが好ましい。このことにより、ステンレス鋼等の金属材料からなる蓋に比べ、熱伝導率を低下させることができ、蓋部材(6)内壁面における氷結塊の発生を防止することが可能となる。
更に、ポリプロピレンは高結晶性樹脂であるゆえ、機械的強度に優れると共に、強酸、強アルカリに対して抵抗力が強いため、ブラインに接触しても硬度が低下することなく、変形を生じることがない。加えて、ポリプロピレンは汎用性樹脂であるため、コストの面から経済的でもある。
例えば、図3に示すように、内管(1)の一端と蓋部材(6)を覆い且つ、蓋部材(6)外壁面に密接するようにして、加熱ジャケット(10)を配設することにより(他端も同様に配設する)、冷媒により冷却された内管(1)から、蓋部材(6)への低温伝導を防ぐことが可能となる。即ち、蓋部材(6)内面における氷結塊の発生を防止することが可能となる。加熱ジャケット(10)に熱を加える方法としては、特に限定はないが、加熱ジャケット(10)内部に電熱線(ヒーター)を配設するか、もしくは、加熱ジャケット(10)内部に熱源流路(10a)となる空間を設け、温水またはホットガスを流すこと等が考えられる。
尚、図3においては、設置用部材(7)等の図示は省略している。
掻き取り部(5)は、回転部材(4)の外周面に固定配設されており、回転部材(4)の半径方向へ向けて突出している。
掻き取り部(5)の固定方法は、特に限定されるものではなく、溶接やボルト止めでも良いし、その他方法を用いても良い。
例えば、上記した掻き取り部(5)の構成を一組として、この組を回転部材(4)の中心軸方向に隣り合うようにして二組若しくは三組並べ、隣り合う組の掻き取り部(5)を回転部材(4)の回転方向に対し60°ずつ位相を変化させて、総計六つ若しくは九つの掻き取り部を有する構成を採用することができる(例えば、図5参照)。
尚、更にその他、回転部材(4)の回転方向及び中心軸方向に配設される掻き取り部(5)の配設数や配設方法を変更できることは言うまでもない。
この際、図1に示されるように、蓋部材(6)の内壁面には、環状に深さ数mm程度繰り抜かれた凹部(11)が形成されている。この環状の凹部(11)は、外径が内管(1)の内径と略等しく形成されており、また、外径と内径の幅は、スクレーパ(51)の長手方向に直交する方向の長さ(幅)よりも大きく形成されている。
このような凹部(11)を形成することにより、掻き取り部(5)を構成するスクレーパ(51)を確実に内管(1)両端部に至るまで配設することができる。
これにより、第一の蓋部材(61)内壁に生成される氷を確実に掻き取ると共に、供給部(1a)及び排出部(1b)における氷詰まりを防止することが可能となる。
ここで、スクレーパ(51)先端は、内管(1)内面に対して、所定量(例えば、0.1〜3mm)の間隙を有するように構成する。
以上の構成、即ち、スクレーパが、内管(1)内面に対して所定量の間隙を有すると共に内管(1)の接線に対して所定角度の傾斜角を有して設けられ、且つ所定角度の先端角を有してなることにより、従来の製氷機のように内管内面に対してスクレーパが接触しないため、内管内面に発生する氷の膜を全て掻き取ることなく、この氷の膜の表面部分のみを掻き取ることが可能となる。これにより内管内面とスクレーパとの摩擦力増大による電動機の容量不足を回避し、効率良い掻き取りを行うことができる。また、スクレーパは氷にのみ接触するので、部品の磨耗が少なく、メンテナンス性にも優れたものとなる。更に、製氷性能としては、塩分濃度2%以下の硬氷に加え、真水氷であっても掻き取ることができる。
これにより、魚の保存に好適なシャーベット氷を生成することができ、加えて、真水シャーベット氷も生成可能であるため、水産物以外のもの、例えば、野菜や果物の鮮度保持にも好適に応用することが可能となる。
更に、スクレーパ(51)の内管(1)の接線に対する傾斜角が5〜60°及びスクレーパ(51)の先端角が鋭角であることにより、スクレーパの磨耗を抑えて、効率良く氷を掻き取ることが可能となる。
本発明に係るシャーベット氷製造機(S)は、内管(1)と、外管(2)の二重管構造であると共に、内管(1)と外管(2)との間に冷媒流路(3)となる空間を有し、内管(1)内部に回転可能に設けられている回転部材(4)と、回転部材(4)の外周面から半径方向に突出すると共に内管(1)の内面より所定量の間隙を有して構成される掻き取り部(5)とを備えており、内管(1)の両端は蓋部材(6)によって閉塞されている。
尚、ブライン又は清水の供給は、上記した貯蔵タンクによるものに限定されるわけではなく、その他、例えば、海から直接取入れるような構成とすることも当然可能である。
この対策として、冷媒流路(3)には、半環形状の邪魔板(9)が回転部材(4)の中心軸に対して直交する方向に配設され、且つ該中心軸方向に沿って、所定の間隔をもって180°ずつ位相を変化させながら複数枚(図示例においては2枚)配設されている。
また、半環形状の邪魔板(9)頂部に半円形状の切欠き(91)が形成されていることにより、確実且つ円滑に油戻しを行うことができる。
図7は、本発明に係るシャーベット氷製造機の他の実施形態を示す断面図である。
尚、他の実施形態において、上記一実施形態と同様の構成を有する部位には、同一の符号を付し、説明は省略する。
この実施形態における蓋部材は、ブライン又は清水が供給される供給部(100a)を備える第一蓋部材(601)と、生成されたシャーベット氷が排出される排出部(100b)を備える第二蓋部材(602)と、両蓋部材(601,602)と内管(1)との間に介装される断熱フランジ(603)とから構成されている。
この構成を採用することにより、冷媒流路(3)と供給部(100a)との距離、及び冷媒流路(3)と排出部(100b)との距離を一定量設けることが可能となり、供給部(100a)及び排出部(100b)における氷詰まりを防止することが可能となる。
尚、他の実施形態の装置全体の構成としては、上記一実施形態と同様の構成を採用すれば良い。
また、従来の製氷機は、動力電源200/220Vを必要としていたが、本発明に係るシャーベット氷製造機(S)は小型化することにより、一般家庭用電源100Vでも駆動することが可能となる。これにより、電力消費の面でも経済的なものとなる。
1 内管
1a 供給部
1b 排出部
2 外管
3 冷媒流路
4 回転部材
5 掻き取り部
51 スクレーパ
6 蓋部材
9 邪魔板
91 切欠き
Claims (4)
- 海水等のブライン又は清水を内部に供給するための供給部及び生成された氷を排出するための排出部を備える内管と、
該内管の外周面との間に冷媒流路となる空間を有して前記内管の外周面を覆う外管と、
前記内管内部に回転可能に配設された回転部材と、
該回転部材の外周面から半径方向に突出する掻き取り部と、
前記内管の両端を閉塞する蓋部材を具備してなり、
前記蓋部材の内壁面には、環状の凹部が形成されており、
前記掻き取り部がスクレーパを備えると共に該スクレーパ端部が前記凹部内に位置することにより前記内管両端部に至るように配設されており、
ブライン又は清水を内部に供給するための供給部及び生成されたシャーベット氷を排出するための排出部は、前記蓋部材を介して前記凹部にて前記内管と接続されており、
前記スクレーパが、前記内管内面に対して内管内面に発生する氷の膜の表面部分のみを掻き取ることが可能な所定量の間隙を有すると共に前記内管の接線に対して所定角度の傾斜角を有して設けられ、且つ所定角度の先端角を有してなり、
前記蓋部材が断熱もしくは加熱されていることを特徴とするシャーベット氷製造機。 - 前記間隙が0.1〜3mmであり、
前記傾斜角が5〜60°であり、
前記先端角が鋭角であることを特徴とする請求項1記載のシャーベット氷製造機。 - 前記蓋部材がポリプロピレン等の合成樹脂からなることを特徴とする請求項1又は2記載のシャーベット氷製造機。
- 前記冷媒流路内において、半環形状の頂部に半円形状の切欠きを有する邪魔板が配設されており、
該邪魔板は、前記回転部材の中心軸に対して直交する方向に配設され、且つ該中心軸方向に沿って、所定の間隔をもって180°ずつ位相を変化させながら複数枚配設されてなることを特徴とする請求項1乃至3いずれかに記載のシャーベット氷製造機。
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