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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024163435
(43)【公開日】2024-11-22
(54)【発明の名称】製氷機
(51)【国際特許分類】
F25C 1/147 20180101AFI20241115BHJP
【ＦＩ】
F25C1/147 B
F25C1/147 A
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023079025
(22)【出願日】2023-05-12
(71)【出願人】
【識別番号】000194893
【氏名又は名称】ホシザキ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100155099
【弁理士】
【氏名又は名称】永井 裕輔
(74)【代理人】
【識別番号】100147625
【弁理士】
【氏名又は名称】澤田 高志
(74)【代理人】
【識別番号】100190333
【弁理士】
【氏名又は名称】木村 群司
(72)【発明者】
【氏名】大谷 輝彦
(72)【発明者】
【氏名】荒井 伸幸
(72)【発明者】
【氏名】水谷 保起
(72)【発明者】
【氏名】山崎 拓也
(57)【要約】
【課題】軸線方向が鉛直方向となるように同心的に立設した内筒と外筒との間に仕切部材により周方向に延びる冷媒通路を形成するようにした製氷機において、冷媒の内筒に対する熱交換の効率を高めるようにした。
【解決手段】製氷機１０は、軸線方向が鉛直方向となるように立設する内筒２１と、内筒２１の外側に同心的に配設されて内筒２１との間に冷媒が通過可能な冷媒空間ＲＳを形成する外筒２２と、内筒２１と外筒２２との間に介装されて冷媒空間ＲＳ内に周方向に延びる冷媒通路を形成させる仕切部材２３とを備え、冷媒通路ＲＰを通過する冷媒を気化させることで内筒２１の内周面を冷却し、内筒２１の内周面で製氷水を凍結させて製氷するものであり、内筒２１の外周面には冷媒通路ＲＰの冷媒の流れる方向に対して傾斜して冷媒に乱流を付与するための乱流付与部２１ｃを設けた。
【選択図】図３
【解決手段】製氷機１０は、軸線方向が鉛直方向となるように立設する内筒２１と、内筒２１の外側に同心的に配設されて内筒２１との間に冷媒が通過可能な冷媒空間ＲＳを形成する外筒２２と、内筒２１と外筒２２との間に介装されて冷媒空間ＲＳ内に周方向に延びる冷媒通路を形成させる仕切部材２３とを備え、冷媒通路ＲＰを通過する冷媒を気化させることで内筒２１の内周面を冷却し、内筒２１の内周面で製氷水を凍結させて製氷するものであり、内筒２１の外周面には冷媒通路ＲＰの冷媒の流れる方向に対して傾斜して冷媒に乱流を付与するための乱流付与部２１ｃを設けた。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
軸線方向が鉛直方向となるように立設する内筒と、
前記内筒の外側に同心的に配設されて前記内筒との間に冷媒が通過可能な冷媒空間を形成する外筒と、
前記内筒と前記外筒との間に介装されて前記冷媒空間内に周方向に延びる冷媒通路を形成させる仕切部材とを備え、
前記冷媒通路を通過する冷媒を気化させることで前記内筒の内周面を冷却し、前記内筒の内周面で製氷水を凍結させて製氷する製氷機であって、
前記内筒の外周面と前記外筒の内周面と前記仕切部材との少なくとも１つには前記冷媒通路の冷媒の流れる方向に対して傾斜して冷媒に乱流を付与するための溝または突条よりなる乱流付与部を設けたことを特徴とする製氷機。
前記内筒の外側に同心的に配設されて前記内筒との間に冷媒が通過可能な冷媒空間を形成する外筒と、
前記内筒と前記外筒との間に介装されて前記冷媒空間内に周方向に延びる冷媒通路を形成させる仕切部材とを備え、
前記冷媒通路を通過する冷媒を気化させることで前記内筒の内周面を冷却し、前記内筒の内周面で製氷水を凍結させて製氷する製氷機であって、
前記内筒の外周面と前記外筒の内周面と前記仕切部材との少なくとも１つには前記冷媒通路の冷媒の流れる方向に対して傾斜して冷媒に乱流を付与するための溝または突条よりなる乱流付与部を設けたことを特徴とする製氷機。
【請求項2】
請求項１に記載の製氷機において、
前記乱流付与部は前記冷媒通路の冷媒の流れる方向に対して１５°～４５°の範囲で傾斜させたことを特徴とする製氷機。
前記乱流付与部は前記冷媒通路の冷媒の流れる方向に対して１５°～４５°の範囲で傾斜させたことを特徴とする製氷機。
【請求項3】
請求項１または２に記載の製氷機において、
前記内筒の外周面には周方向の一部に冷媒を通過させる冷媒通過口が形成された環状の前記仕切部材を上下に多段状に配置することで前記冷媒通路を上下に多層状に形成し、上下に配置された仕切部材の冷媒通過口を前記内筒の径方向にて互いに反対側となるように互い違いに配置することで、上下に多層状に形成される前記冷媒通路を前記冷媒通過口によって上下に連続するようにしたものであり、
前記冷媒通過口は前記仕切部材における前記内筒の径方向の中心側に形成されたことを特徴とする製氷機。
前記内筒の外周面には周方向の一部に冷媒を通過させる冷媒通過口が形成された環状の前記仕切部材を上下に多段状に配置することで前記冷媒通路を上下に多層状に形成し、上下に配置された仕切部材の冷媒通過口を前記内筒の径方向にて互いに反対側となるように互い違いに配置することで、上下に多層状に形成される前記冷媒通路を前記冷媒通過口によって上下に連続するようにしたものであり、
前記冷媒通過口は前記仕切部材における前記内筒の径方向の中心側に形成されたことを特徴とする製氷機。
【請求項4】
請求項１または２に記載の製氷機において、
前記内筒の外周面には周方向の一部に冷媒を通過させる冷媒通過口が形成された環状の前記仕切部材を上下に多段状に配置することで前記冷媒通路を上下に多層状に形成し、上下に配置された仕切部材の冷媒通過口を前記内筒の径方向にて互いに反対側となるように互い違いに配置することで、上下に多段状に配置された前記仕切部材の径方向の両側で鉛直方向に一段おきに前記冷媒通過口が配置される冷媒通過口列を形成するようにし、上下に多層状に形成される前記冷媒通路を前記冷媒通過口によって上下に連続するようにしたものであり、
前記仕切部材には径方向の両側の前記冷媒通過口列の間にて上側に配置される冷媒通路の冷媒が流れる方向と交差する方向に冷媒を流出させて前記上側に配置される冷媒通路を通過する冷媒に乱流を生じさせるための冷媒流出口を形成したことを特徴とする製氷機。
前記内筒の外周面には周方向の一部に冷媒を通過させる冷媒通過口が形成された環状の前記仕切部材を上下に多段状に配置することで前記冷媒通路を上下に多層状に形成し、上下に配置された仕切部材の冷媒通過口を前記内筒の径方向にて互いに反対側となるように互い違いに配置することで、上下に多段状に配置された前記仕切部材の径方向の両側で鉛直方向に一段おきに前記冷媒通過口が配置される冷媒通過口列を形成するようにし、上下に多層状に形成される前記冷媒通路を前記冷媒通過口によって上下に連続するようにしたものであり、
前記仕切部材には径方向の両側の前記冷媒通過口列の間にて上側に配置される冷媒通路の冷媒が流れる方向と交差する方向に冷媒を流出させて前記上側に配置される冷媒通路を通過する冷媒に乱流を生じさせるための冷媒流出口を形成したことを特徴とする製氷機。
【請求項5】
請求項１または２に記載の製氷機において、
前記内筒の外周面には螺旋状の前記仕切部材が配設されることにより、前記内筒と前記外筒との間に周方向に連続して延びる螺旋状の冷媒通路が鉛直方向に多層状に形成されていて、
前記仕切部材には上側の冷媒通路の冷媒が流れる方向と交差する方向に冷媒を流出させて上側の冷媒通路を通過する冷媒に乱流を生じさせるための冷媒流出口を形成したことを特徴とする製氷機。
前記内筒の外周面には螺旋状の前記仕切部材が配設されることにより、前記内筒と前記外筒との間に周方向に連続して延びる螺旋状の冷媒通路が鉛直方向に多層状に形成されていて、
前記仕切部材には上側の冷媒通路の冷媒が流れる方向と交差する方向に冷媒を流出させて上側の冷媒通路を通過する冷媒に乱流を生じさせるための冷媒流出口を形成したことを特徴とする製氷機。
【請求項6】
請求項４または５に記載の製氷機において、
前記冷媒流出口は前記仕切部材における径方向の外側位置に形成されたことを特徴とする製氷機。
前記冷媒流出口は前記仕切部材における径方向の外側位置に形成されたことを特徴とする製氷機。
【請求項7】
請求項１または２に記載の製氷機において、
前記仕切部材は鉛直方向となる厚みを前記外筒側よりも前記内筒側を薄く形成させたことを特徴とする製氷機。
前記仕切部材は鉛直方向となる厚みを前記外筒側よりも前記内筒側を薄く形成させたことを特徴とする製氷機。
【請求項8】
請求項７に記載の製氷機において、
前記仕切部材の前記内筒側の端部には鉛直方向に厚みを薄くした薄肉部を設けたことを特徴とする製氷機。
前記仕切部材の前記内筒側の端部には鉛直方向に厚みを薄くした薄肉部を設けたことを特徴とする製氷機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、軸線方向が鉛直方向となるように同心的に立設した内筒と外筒との間に形成される冷媒通路内に冷媒を通過させることで内筒の内周面を冷却し、内筒の内周面に製氷水を凍結させて製氷する製氷機に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１には、氷を製造する製氷装置の発明が開示されている。この製氷装置は、外筒内に内筒を同心的に内装して両筒間に蒸発空間を構成し、蒸発空間内に冷媒を供給して内筒の内壁を冷却するとともに、内筒の内壁に製氷水を供給して形成した氷層を回転刃により剥離してフレーク状の氷を製造するものである。内筒の外周面には螺旋状の高螺旋状フィンと低螺旋状フィンが設けられており、蒸発空間は上下に連続する螺旋状の通路が形成されている。また、特許文献１の他の構成として、内筒の外周面には環状の高フィン部材が上下に所定の間隔を存して配設され、高フィン部材の間に低フィン部材が上下に所定の間隔を存して配設されており、高フィン部材には冷媒を上側に通過させる切欠が形成されている。上下に配置されている高フィン部材の切欠は水平方向に相互にずれるように、内筒の中心に対して相互に対称の位置に配置されるように高フィン部材は内筒に取り付けられている。内筒と外筒の間の蒸発空間は切欠が水平方向に相互にずれるように配置された高フィン部材によって、上下に連続したジグザグの通路が形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開平６－１１７７４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献１の製氷装置（製氷機）においては、内筒と外筒との間に高螺旋状フィン（仕切部材）または高フィン部材（仕切部材）が設けられていて、内筒と外筒との間に周方向に延びる冷媒通路が形成されている。また、内筒の外周面には冷媒が流れる方向に延びる低螺旋状フィンまたは低フィン部材が設けられており、冷媒通路を流れる冷媒がこれらの低螺旋状フィンまたは低フィン部材によって整流効果が付与されている。冷媒通路を流れる冷媒は、内筒及び外筒の径方向外向きの遠心力が付与されて内筒と反対側の外筒の内周面に沿って流れやすくなっており、内筒と熱交換されにくくなって冷却効率が低下するおそれがある。本発明は、軸線方向が鉛直方向となるように同心的に立設した内筒と外筒との間に仕切部材により周方向に延びる冷媒通路を形成するようにした製氷機において、冷媒の内筒に対する熱交換の効率を高めることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明は上記課題を解決するため、軸線方向が鉛直方向となるように立設する内筒と、内筒の外側に同心的に配設されて内筒との間に冷媒が通過可能な冷媒空間を形成する外筒と、内筒と外筒との間に介装されて冷媒空間内に周方向に延びる冷媒通路を形成させる仕切部材とを備え、冷媒通路を通過する冷媒を気化させることで内筒の内周面を冷却し、内筒の内周面で製氷水を凍結させて製氷する製氷機であって、内筒の外周面と外筒の内周面と仕切部材との少なくとも１つには冷媒通路の冷媒の流れる方向に対して傾斜して冷媒に乱流を付与するための溝または突条よりなる乱流付与部を設けたことを特徴とする製氷機を提供するものである。
【0006】
上記のように構成した製氷機においては、内筒の外周面と外筒の内周面と仕切部材の上面との少なくとも１つには冷媒通路の冷媒の流れる方向に対して傾斜して冷媒に乱流を付与するための溝または突条よりなる乱流付与部が設けられている。内筒と外筒の間に周方向に沿って延びる冷媒通路を流れる冷媒は内筒の径方向の外向きの遠心力が付与されて内筒と反対側の外筒の内周面側に流れやすくなっているが、内筒の外周面と外筒の内周面と仕切部材との少なくとも１つには冷媒通路の冷媒の流れる方向に対して傾斜して冷媒に乱流を付与するための溝または突条よりなる乱流付与部が設けられているので、冷媒通路を流れる冷媒は乱流が付与されて内筒側にも流れやすくなり、冷媒通路を流れる冷媒の内筒に対する熱交換効率を高めることができる。
【0007】
上記のように構成した製氷機においては、乱流付与部は前記冷媒通路の冷媒の流れる方向に対して１５°～４５°の範囲で傾斜させるのが好ましい。このようにしたときには、冷媒通路を流れる冷媒は周方向に流れる流れが遮られない程度に乱流が付与されて内筒側にも流れやすくなり、冷媒通路を流れる冷媒の内筒に対する熱交換効率を高めることができる。
【0008】
上記のように構成した製氷機においては、内筒の外周面には周方向の一部に冷媒を通過させる冷媒通過口が形成された環状の仕切部材を上下に多段状に配置することで冷媒通路を上下に多層状に形成し、上下に配置された仕切部材の冷媒通過口を内筒の径方向にて互いに反対側となるように互い違いに配置することで、上下に多層状に形成される冷媒通路を冷媒通過口によって上下に連続するようにしたものであり、冷媒通過口は仕切部材における内筒の径方向の中心側に形成成されるのが好ましい。下側の冷媒通路から冷媒通過口を通って上側の冷媒通路を流れる冷媒は冷媒通過口を通る際に内筒側を通るようになり、冷媒通過口を通る冷媒の内筒に対する熱交換効率を高めることができる。
【0009】
上記のように構成した製氷機においては、内筒の外周面には周方向の一部に冷媒を通過させる冷媒通過口が形成された環状の仕切部材を上下に多段状に配置することで冷媒通路を上下に多層状に形成し、上下に配置された仕切部材の冷媒通過口を内筒の径方向にて互いに反対側となるように互い違いに配置することで、上下に多段状に配置された仕切部材の径方向の両側で鉛直方向に一段おきに冷媒通過口が配置される冷媒通過口列を形成するようにし、上下に多層状に形成される冷媒通路を冷媒通過口によって上下に連続するようにしたものであり、仕切部材には径方向の両側の冷媒通過口列の間にて上側に配置される冷媒通路の冷媒が流れる方向と交差する方向に冷媒を流出させて上側に配置される冷媒通路を通過する冷媒に乱流を生じさせるための冷媒流出口を形成するのが好ましい。冷媒通路を流れる冷媒には下側の冷媒通路から冷媒流出口を通って冷媒通路の冷媒が流れる方向と交差する方向に冷媒が流入するようになり、冷媒通路を流れる冷媒には冷媒流出口から流入する冷媒によって乱流が付与されて内筒側にも流れやすくなり、冷媒通路を流れる冷媒の内筒に対する熱交換効率をさらに高めることができる。
【0010】
上記のように構成した製氷機においては、内筒の外周面には螺旋状の仕切部材が配設されることにより、内筒と外筒との間に周方向に連続して延びる螺旋状の冷媒通路が鉛直方向に多層状に形成されていて、仕切部材には上側の冷媒通路の冷媒が流れる方向と交差する方向に冷媒を流出させて上側の冷媒通路を通過する冷媒に乱流を生じさせるための冷媒流出口を形成するのが好ましい。冷媒通路を流れる冷媒には冷媒流出口から流入する冷媒によって乱流が付与されて内筒側にも流れやすくなり、冷媒通路を流れる冷媒の内筒に対する熱交換効率をさらに高めることができる。
【0011】
前項及び前前項に記載の製氷機においては、冷媒流出口は仕切部材における径方向の外側位置に形成されるのが好ましい。このようにしたときには、冷媒通路内の冷媒は外筒の内周面側で乱流が付与されて内筒側にも流れやすくなり、冷媒通路を流れる冷媒の内筒に対する熱交換効率をさらに高めることができる。
【0012】
上記のように構成した製氷機においては、仕切部材は鉛直方向となる厚みを外筒側よりも内筒側を薄く形成させるのが好ましい。このようにしたときには、内筒の外周面の冷媒通路を通過する冷媒に対する接触面積を大きくすることができ、冷媒通路を流れる冷媒の内筒に対する熱交換効率をさらに高めることができる。この場合において、仕切部材の内筒側の端部には上下方向の厚みを薄くする薄肉部を設けるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】本発明の製氷機の製氷シリンダ内を断面とした概略図である。
【図2】外周面に仕切部材が取り付けられた内筒の斜視図である。
【図3】外筒を断面として内筒と仕切部材が見えるようにした製氷シリンダの側面図である。
【図5】仕切部材に乱流付与部を形成したときの平面図である。
【図6】仕切部材に乱流付与部を形成したときの他の実施形態の平面図である。
【図7】仕切部材の冷媒通過口を内筒側に配置したときの平面図である。
【図8】仕切部材に冷媒流出口を形成したときの平面図である。
【図10】螺旋状の仕切部材に冷媒流出口を形成したときの螺旋の進行方向と直交する方向で切断した断面図である。
【図11】仕切部材の内筒側の端部が内筒側に近づくに従って厚みを薄くしたときの断面図である。
【図12】仕切部材の内筒側の端部に薄肉部を形成したときの断面図である。
【図13】仕切部材の周方向と直交する方向の断面形状を内筒側の端部が頂点となる三角形状としたときの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下に、本発明の製氷機の一実施形態を図面を用いて説明する。図１に示したように、本実施形態の製氷機１０は、オーガ式の製氷機であり、製氷水を凍結させて氷を生成する製氷シリンダ２０と、製氷シリンダ２０を冷却する冷凍装置３０と、製氷シリンダ２０に製氷水を供給する給水装置４０とを備えている。製氷シリンダ２０は、内筒２１と、内筒２１の外側に同心的に配設されて内筒２１との間に冷媒が通過可能な冷媒空間ＲＳを形成する外筒２２と、内筒２１と外筒２２との間に介装されて冷媒空間ＲＳに周方向に延びる冷媒通路ＲＰを形成させる仕切部材２３とを備えている。
【0015】
図１～図３に示したように、内筒２１は、強度や耐食性の強い金属部材の一例としてステンレス鋼板を円筒状（筒状）に加工したものであり、軸線方向が鉛直方向となるように立設している。内筒２１内には製氷水が供給されるようになっており、内筒２１の内周面は製氷水を凍結させて製氷する製氷面となっている。内筒２１の下部には製氷水が導入される導入部２１ａが設けられており、導入部２１ａには後述する給水装置４０が接続されている。内筒２１内には削氷用オーガ２４が鉛直軸線回りに回転可能に設けられており、内筒２１の内周面で凍結する氷は削氷用オーガ２４によって削り取られながら上側に移動する。内筒２１の上部には押圧頭（固定刃）２５が設けられており、削氷用オーガ２４によって削り取られた氷は押圧頭２５の圧縮通路を通過する過程で棒状の氷となって上方に押し出される。棒状に押し出された氷は削氷用オーガ２４と一体的に回転するカッター２６によって切断されて適宜な大きさの氷片となる。
【0016】
図２及び図３に示したように、内筒２１の外周面には周方向に延びる複数の環状取付溝２１ｂが形成されており、複数の環状取付溝２１ｂは鉛直方向に等間隔となるように多段状に形成されている。各環状取付溝２１ｂには仕切部材２３が係合されており、仕切部材２３は内筒２１の外周面に上下に多段状に配置されている。仕切部材２３は、内筒２１と外筒２２との間に形成される冷媒空間ＲＳを周方向に延びる冷媒通路ＲＰが形成されるように仕切っており、冷媒空間ＲＳ内には仕切部材２３によって複数の冷媒通路ＲＰが上下方向に多層状に形成されている。
【0017】
冷媒通路ＲＰを流れる冷媒が気化するときの冷熱は仕切部材２３からも内筒２１に伝達されており、仕切部材２３には銅合金やアルミニウム合金等の熱伝導性の高い金属製部材が用いられている。なお、冷媒通路ＲＰを流れる冷媒は気化するときの冷熱が主として内筒２１の外周面に直接的に伝達されるので、仕切部材２３には熱伝導性が低くなるものの製造コストを低く抑えることができる鉄やステンレス等の他の金属材を用いるようにしてもよい。仕切部材２３は鉛直方向から見た形状が開いた環状（開環形状）となる略Ｃ字形をしており、仕切部材２３には内筒２１の周方向の一部に冷媒を上下に通過させる冷媒通過口２３ａが形成されている。上下に多段状に配置されている仕切部材２３の冷媒通過口２３ａは上下方向で隣接するものが互いに径方向の反対側となるように互い違いに配置されており、冷媒通過口２３ａは上下で互いに最も遠い位置に配置されている。上下に配置された仕切部材２３の冷媒通過口２３ａを内筒２１の径方向にて互いに反対側となるように互い違いに配置することで、上下に多段状に配置された仕切部材２３の径方向の両側で鉛直方向に一段おきに冷媒通過口２３ａが配置される冷媒通過口列２３Ａａが形成されている。冷媒空間ＲＳ内の冷媒は冷媒通路ＲＰによって内筒２１の周方向に流れ、冷媒通路ＲＰによって内筒２１の周方向に流れる冷媒は冷媒通過口２３ａから上側の冷媒通路ＲＰに流れる。このように、冷媒は下側の冷媒通路ＲＰから上側の冷媒通路ＲＰを順に流れることで、内筒２１の下部から上部にかけて周方向に流れながら上側に上昇する。
【0018】
図３に示したように、冷媒通路ＲＰは内筒２１と外筒２２の間にて周方向に延出しており、冷媒通路ＲＰを流れる冷媒には径方向外向きの遠心力が付与されて内筒２１の外周面と反対側の外筒２２の内周面に沿って流れやすくなっている。図２及び図３に示したように、内筒２１の外周面には冷媒通路ＲＰを流れる冷媒に乱流を付与する溝よりなる乱流付与部２１ｃが形成されている。乱流付与部２１ｃは冷媒通路ＲＰの冷媒が流れる方向（この実施形態では水平方向）に対して３０°で傾斜しており、冷媒通路ＲＰを流れる冷媒は乱流付与部２１ｃによって乱流が付与されて内筒２１の外周面側に流れやすくなっている。特に、乱流付与部２１ｃは冷媒通路ＲＰの冷媒が流れる方向（この実施形態では水平方向）に対して３０°で傾斜しており、冷媒通路ＲＰを流れる冷媒は周方向への流れが遮られない程度に乱流が付与されて内筒２１側に流れやすくなっている。
【0019】
図３に示したように、外筒２２は、内筒２１と同様に強度や耐食性の強い金属部材の一例としてステンレス鋼板を筒状に加工したものであり、内筒２１の外側に同心的に配設されている。上述したように、外筒２２の内側には内筒２１との間に冷媒空間ＲＳが形成されており、冷媒空間ＲＳは仕切部材２３によって周方向に延びる冷媒通路ＲＰが上下に多層状に形成されている。外筒２２の内周の径は常温状態で内筒２１の外周面に取り付けられた仕切部材２３の外周の径よりも僅かに小さく形成されており、外筒２２は内筒２１の外周面に取り付けられた仕切部材２３の外周部に対して固定されている。外筒２２は仕切部材２３の外周部に対して固定されているので、外筒２２が熱収縮することで仕切部材２３に密着するだけでなく、仕切部材２３が熱収縮する外筒２２によって内筒２１側に締め付けられて内筒２１に圧接されるようになる。図１に示したように、外筒２２の下部には冷媒通路ＲＰに冷媒を導入する冷媒導入部２２ａが設けられており、外筒２２の上部には冷媒通路ＲＰから冷媒を導出する冷媒導出部２２ｂが設けられており、冷媒導入部２２ａ及び冷媒導出部２２ｂには後述する冷凍装置３０が接続されている。
【0020】
図３に示したように、内筒２１と外筒２２の間には冷媒空間ＲＳの上下方向の端部を封止する封止部材２７が設けられており、冷媒空間ＲＳはこれらの封止部材２７によって上下で封止されている。上下の各封止部材２７は金属製の環状部材を用いたものであり、内筒２１と外筒２２との間に嵌め込まれる嵌合部２７ａと、嵌合部２７ａの上側または下側に設けられたフランジ部２７ｂとを備えている。これらの封止部材２７は嵌合部２７ａが内筒２１と外筒２２の間に嵌め込まれた状態で、フランジ部２７ｂが外筒２２の上端または下端に当接されている。封止部材２７は内筒２１と外筒２２との間に隙間が生じないように溶接によって固定されている。
【0021】
図１に示したように、製氷機１０は内筒２１の内周面の製氷面を冷却するための冷凍装置３０を備えており、冷凍装置３０は内筒２１と外筒２２の間に形成される冷媒空間ＲＳ内の冷媒通路ＲＰに冷媒を通過させるときに気化する気化熱によって内筒２１を冷却するものである。外筒２２の下部には冷媒通路ＲＰに冷媒を導入する冷媒導入部２２ａが設けられており、外筒２２の上部には冷媒通路ＲＰから冷媒を導出する冷媒導出部２２ｂが設けられており、冷凍装置３０により循環供給される冷媒は冷媒導入部２２ａから冷媒通路ＲＰ内に導入され、冷媒通路ＲＰ内に導入された冷媒は冷媒導出部２２ｂから導出される。冷凍装置３０は、冷媒を圧縮する圧縮機３１と、圧縮機３１から圧送された冷媒を冷却して液化させる凝縮器３２と、凝縮器３２にて液化させた液化冷媒を膨張させて低圧の液化冷媒とする膨張手段として膨張弁３３とを備え、この低圧の液化冷媒を冷媒通路ＲＰ内で気化させて冷却器（蒸発器）として機能する内筒２１を冷却するようにしている。冷凍装置３０は、圧縮機３１、凝縮器３２、膨張弁３３及び冷却器となる冷媒通路ＲＰを冷媒管によって環状に接続して冷凍回路が構成されている。
【0022】
冷凍装置３０においては、膨張弁３３により膨張させた液化冷媒は冷媒導入部２２ａから最も下側の冷媒通路ＲＰ内に導入され、冷媒通路ＲＰに導入された冷媒は内筒２１の周方向に沿って流れるとともに冷媒通過口２３ａを通って上側の冷媒通路ＲＰに順に送出される。冷媒通路ＲＰを通る液化冷媒は気化されながら冷媒通過口２３ａを通って上側の冷媒通路ＲＰに順に送出され、内筒２１の内周面よりなる製氷面は冷媒通路ＲＰを通過する液化冷媒が気化することによって冷媒通路ＲＰが形成された高さ位置で全体的に冷却される。冷媒通路ＲＰを通過する液化冷媒が気化するときの冷熱は内筒２１に直接伝達されるだけでなく仕切部材２３を介して内筒２１に伝達されている。
【0023】
図１に示したように、製氷機１０は内筒２１内に製氷水を供給する給水装置４０を備えており、給水装置４０は内筒２１の下部の導入部２１ａに接続されている。給水装置４０は、製氷水を貯える製氷水タンク４１と、製氷水タンク４１から導入部２１ａに接続される送水管４２と、製氷水タンク４１内に製氷水を供給する給水管４３と製氷水タンク４１内にて製氷水の水位を検出する水位センサ４４とを備えている。製氷水タンク４１は最上層の冷媒通路ＲＰより少し高い位置、すなわち、内筒２１の製氷面より少し高い位置に配置されている。製氷水タンク４１の底部には送水管４２が接続されており、送水管４２は内筒２１の下部の導入部２１ａに接続されている。製氷水タンク４１内の製氷水は送水管４２を通って内筒２１内に供給され、内筒２１内には製氷水タンク４１と同じ水位となるように製氷水が供給される。
【0024】
製氷水タンク４１の上部には水道等の給水源から水が供給される給水管４３が接続されており、給水管４３には給水弁４３ａが介装されている。給水弁４３ａを開放することにより、給水源の水は給水管４３を通って製氷水タンク４１内に供給される。製氷水タンク４１には水位センサ４４が設けられており、水位センサ４４は製氷水タンク４１内の製氷水の水位を検出している。この実施形態では、水位センサ４４は、内筒２１の製氷面で製氷水を凍結させるために、最上層の冷媒通路ＲＰと同じ高さの水位を検出可能としている。給水弁４３ａは水位センサ４４の検出水位に基づいて開閉されるように制御されており、製氷水タンク４１内の製氷水の水位は上述した最上層の冷媒通路ＲＰ、すなわち、内筒２１の製氷面と同じ高さ位置の水位となるように制御されている。
【0025】
この製氷機１０により製氷するときには、冷凍装置３０の圧縮機３１の作動により液化冷媒が冷媒空間ＲＳ内の冷媒通路ＲＰ内に送出され、液化冷媒は下側の冷媒通路ＲＰを通過しながら順に上側の冷媒通路ＲＰに上昇していく過程で気化し、内筒２１の内周面となる製氷面は液化冷媒が気化する気化熱によって冷却される。内筒２１内の製氷水は内筒２１の内周面で冷却されて凍結し、内筒２１の内周面で凍結した氷は回転する削氷用オーガ２４によって削り取られながら上昇する。削氷用オーガ２４によって削り取られた氷は押圧頭２５の圧縮通路を通って棒状の氷となって上方に押し出され、カッター２６によって適当な大きさの氷片に切断される。
【0026】
この製氷機１０は、軸線方向が鉛直方向となるように立設する内筒２１と、内筒２１の外側に同心的に配設されて内筒２１との間に冷媒が通過可能な冷媒空間ＲＳを形成する外筒２２と、内筒２１と外筒２２との間に介装されて冷媒空間ＲＳ内に周方向に延びる冷媒通路ＲＰを形成させる仕切部材２３とを備え、冷媒通路ＲＰを通過する冷媒を気化させることで内筒２１の内周面を冷却し、内筒２１の内周面で製氷水を凍結させて製氷するものである。
【0027】
この製氷機１０においては、内筒２１の外周面には冷媒通路ＲＰの冷媒の流れる方向に対して傾斜して冷媒に乱流を付与するための溝よりなる乱流付与部２１ｃが形成されている。内筒２１と外筒２２の間に周方向に沿って延びる冷媒通路ＲＰを流れる冷媒は内筒２１の径方向の外向きの遠心力が付与されて内筒２１と反対側の外筒２２の内周面側に流れやすくなっている。内筒２１の外周面には冷媒通路ＲＰの冷媒に乱流を付与するための溝よりなる乱流付与部２１ｃが設けられているので、冷媒通路ＲＰを流れる冷媒は乱流が付与されて内筒２１側にも流れやすくなり、冷媒通路ＲＰを流れる冷媒の内筒２１に対する熱交換効率を高めることができる。この実施形態では、乱流付与部２１ｃは、溝によって形成されているが、これに限られるものでなく、突条によって形成されるようにしてもよい。
【0028】
この実施形態の製氷機１０においては、冷媒通路ＲＰは内筒２１の周方向にて水平方向に延びており、溝よりなる乱流付与部２１ｃを冷媒通路ＲＰの冷媒の流れる方向に対して鉛直方向に３０°で傾斜させている。冷媒通路ＲＰを流れる冷媒は内筒２１の周方向に流れる流れが遮られない程度に乱流が付与されて内筒２１側にも流れやすくなり、冷媒通路ＲＰを流れる冷媒の内筒２１に対する熱交換効率を高めることができる。この実施形態では、溝よりなる乱流付与部２１ｃを冷媒通路ＲＰの冷媒の流れる方向に対して鉛直方向に３０°で傾斜させているが、これに限られるものでなく、溝よりなる乱流付与部２１ｃを冷媒通路ＲＰの冷媒の流れる方向に対して鉛直方向に１５°～４５°の範囲で傾斜させるようにしてもよく、このようにしたときに、冷媒通路ＲＰを流れる冷媒は内筒２１の周方向に流れる流れが遮られない程度に乱流が付与されて内筒２１側にも流れやすくなり、冷媒通路ＲＰを流れる冷媒の内筒２１に対する熱交換効率を高めることができる。なお、乱流付与部２１ｃを突条としたときであっても同様である。
【0029】
この実施形態の製氷機１０においては、内筒２１の外周面には冷媒通路ＲＰの冷媒の流れる方向に対して傾斜して冷媒に乱流を付与するための溝よりなる乱流付与部２１ｃが形成されているが、図４に示した実施形態では、外筒２２の内周面には冷媒通路ＲＰの冷媒の流れる方向に対して傾斜して冷媒に乱流を付与するための溝よりなる乱流付与部２２ｃが形成されている。外筒２２の内周面には冷媒通路ＲＰの冷媒に乱流を付与するための溝よりなる乱流付与部２２ｃが設けられているので、冷媒通路ＲＰを流れる冷媒は乱流が付与されて内筒２１側にも流れやすくなり、冷媒通路ＲＰを流れる冷媒の内筒２１に対する熱交換効率を高めることができる。この実施形態では、乱流付与部２２ｃは、溝によって形成されているが、これに限られるものでなく、突条によって形成されるようにしてもよい。
【0030】
外筒２２の内周面に形成した溝よりなる乱流付与部２２ｃは冷媒通路ＲＰの冷媒の流れる方向に対して鉛直方向に３０°で傾斜させており、冷媒通路ＲＰを流れる冷媒は内筒２１の周方向に流れる流れが遮られない程度に乱流が付与されて内筒２１側にも流れやすくなり、冷媒通路ＲＰを流れる冷媒の内筒２１に対する熱交換効率を高めることができる。この実施形態では、溝よりなる乱流付与部２２ｃを冷媒通路ＲＰの冷媒の流れる方向に対して鉛直方向に３０°で傾斜させているが、これに限られるものでなく、溝よりなる乱流付与部２２ｃを冷媒通路ＲＰの冷媒の流れる方向に対して鉛直方向に１５°～４５°の範囲で傾斜させるようにしてもよく、このようにしたときに、冷媒通路ＲＰを流れる冷媒は内筒２１の周方向に流れる流れが遮られない程度に乱流が付与されて内筒２１側にも流れやすくなり、冷媒通路ＲＰを流れる冷媒の内筒２１に対する熱交換効率を高めることができる。なお、乱流付与部２２ｃを突条としたときであっても同様である。
【0031】
上述した各実施形態の製氷機１０においては、内筒２１の外周面には冷媒通路ＲＰの冷媒の流れる方向に対して傾斜して冷媒に乱流を付与するための溝よりなる乱流付与部２１ｃが形成され、外筒２２の内周面には冷媒通路ＲＰの冷媒の流れる方向に対して傾斜して冷媒に乱流を付与するための溝よりなる乱流付与部２２ｃが形成されている。図５に示した実施形態では、仕切部材２３の上面と下面には冷媒通路ＲＰの冷媒の流れる方向に対して傾斜して冷媒に乱流を付与するための溝よりなる乱流付与部２３ｂが形成されている。冷媒通路ＲＰを流れる冷媒は乱流が付与されて内筒２１側にも流れやすくなり、冷媒通路ＲＰを流れる冷媒の内筒２１に対する熱交換効率を高めることができる。この実施形態では、乱流付与部２３ｂは、仕切部材２３の上面と下面の両方に形成されているが、これに限られるものでなく、仕切部材２３の上面または下面に形成されるようにしたものであってもよい。また、乱流付与部２３ｂは、溝によって形成されているが、これに限られるものでなく、突条によって形成されるようにしてもよい。
【0032】
仕切部材２３の上面と下面に形成した溝よりなる乱流付与部２３ｂは冷媒通路ＲＰの冷媒の流れる方向に対して水平方向で内筒２１側に３０°で傾斜させており（図５のθにより示した）、冷媒通路ＲＰを流れる冷媒は内筒２１の周方向に流れる流れが遮られない程度に乱流が付与されて内筒２１側にも流れやすくなり、冷媒通路ＲＰを流れる冷媒の内筒２１に対する熱交換効率を高めることができる。この実施形態では、溝よりなる乱流付与部２３ｂを冷媒通路ＲＰの冷媒の流れる方向に対して鉛直方向に３０°で傾斜させているが、これに限られるものでなく、溝よりなる乱流付与部２３ｂを冷媒通路ＲＰの冷媒の流れる方向に対して鉛直方向に１５°～４５°の範囲で傾斜させるようにしてもよく、このようにしたときに、冷媒通路ＲＰを流れる冷媒は内筒２１の周方向に流れる流れが遮られない程度に乱流が付与されて内筒２１側にも流れやすくなり、冷媒通路ＲＰを流れる冷媒の内筒２１に対する熱交換効率を高めることができる。
【0033】
図５では、冷媒通過口２３ａの左右両側で溝よりなる乱流付与部２３ｂを内筒２１側に傾斜させているが、これに限られるものでなく、図６（ａ），（ｂ）に示したように、冷媒通過口２３ａの左右の一方で内筒２１側に傾斜させ、冷媒通過口２３ａの左右の他方で外筒２２側に傾斜させるようにしてもよい。上記の各実施形態では、内筒２１、外筒２２及び仕切部材２３の各々に乱流付与部を形成するようにしているが、内筒２１、外筒２２及び仕切部材２３の各々の乱流付与部を適宜組み合わせたものであってもよい。すなわち、内筒２１、外筒２２及び仕切部材２３に少なくとも１つに乱流付与部を形成するようにしたものであれば、上述した作用効果を得ることができる。
【0034】
上記の実施形態では、仕切部材２３は鉛直方向から見た形状が開いた環状（開環形状）となる略Ｃ字形をしており、仕切部材２３には内筒２１の周方向の一部に冷媒を上下に通過させる冷媒通過口２３ａが形成されている。図７（ａ）に示す実施形態では、仕切部材２３は、鉛直方向から見た形状が僅かに開いた環状（開環形状）となる略Ｃ字形をしており、冷媒通過口２３ａは仕切部材２３の周方向の一部にて内筒２１の径方向の中心側に形成されている。冷媒通路ＲＰを流れる冷媒は冷媒通過口２３ａを通って上側の冷媒通路ＲＰに流れるときに内筒２１側を通るようになり、冷媒通過口２３ａを通る冷媒の内筒２１に対する熱交換効率を高めることができる。なお、図７（ｂ）に示したように、仕切部材２３は、鉛直方向から見た形状が閉じた環状（閉環形状）の内筒２１の径方向の中心側に切欠よりなる冷媒通過口２３ａを形成するようにしたものであってもよい。なお、図７（ａ），（ｂ）に示した実施形態においても、図５及び図６に示したように、乱流付与部２３ｂを形成するようにしてもよい。
【0035】
上記の実施形態では、内筒２１の外周面には周方向の一部に冷媒を通過させる冷媒通過口２３ａが形成された環状の仕切部材２３を上下に多段状に配置し、上下に配置された仕切部材２３の冷媒通過口２３ａを内筒２１の径方向にて互いに反対側となるように互い違いに配置することで、上下に多段状に配置された仕切部材２３の径方向の両側で鉛直方向に一段おきに冷媒通過口２３ａが配置される冷媒通過口列２３Ａａが形成されている。内筒２１と外筒２２との間で仕切部材２３により上下に多段状に形成される冷媒通路ＲＰは冷媒通過口２３ａによって上下に連続している。冷媒通路ＲＰを流れる冷媒は内筒２１の径方向の両側の冷媒通過口列２３Ａａの中間部（両側の冷媒通過口列２３Ａａの間）で内筒２１の外周面と熱交換効率が低下しやすくなっている。図８に示した実施形態では、仕切部材２３には内筒２１の径方向の両側の冷媒通過口列２３Ａａの間にて上側に配置される冷媒通路ＲＰの冷媒が流れる方向と交差する方向に冷媒を流出させて上側に配置される冷媒通路ＲＰを通過する冷媒に乱流を生じさせるための冷媒流出口２３ｃが形成されている。冷媒通路ＲＰを流れる冷媒には下側の冷媒通路ＲＰから冷媒流出口２３ｃを通って冷媒通路ＲＰの冷媒が流れる方向と交差する方向に冷媒が流入するようになり、冷媒通路ＲＰを流れる冷媒には冷媒流出口２３ｃから流入する冷媒によって乱流が付与されて内筒２１側にも流れやすくなり、冷媒通路ＲＰを流れる冷媒の内筒２１に対する熱交換効率をさらに高めることができる。
【0036】
また、冷媒流出口２３ｃは仕切部材２３における径方向の外側位置、すなわち、外筒２２側に形成されている。冷媒通路ＲＰ内の冷媒は外筒２２の内周面側で乱流が付与されて内筒２１側にも流れやすくなり、冷媒通路ＲＰを流れる冷媒の内筒２１に対する熱交換効率をさらに高めることができる。なお、冷媒流出口２３ｃは仕切部材２３における径方向の外側位置に形成されるものに限られるものでなく、冷媒通路ＲＰを流れる冷媒に乱流を付与することができる位置であれば、仕切部材２３における径方向の中間部または内側位置に形成されるようにしたものであってもよい。
【0037】
上述した各実施形態では、仕切部材２３は閉じたまたは開いた環状をし、仕切部材２３を上下に多段状に配置することで冷媒空間ＲＳ内に周方向に延びる冷媒通路ＲＰを多層状に形成するようにしたものである。図９に示したように、仕切部材２３は、内筒２１と外筒２２との間に螺旋状に形成されるようにして、内筒２１と外筒２２の間の冷媒空間ＲＳを周方向に連続して延出する螺旋状の冷媒通路ＲＰを形成するようにしたものであってもよい。この場合にも、上述したように、内筒２１、外筒２２及び仕切部材２３に少なくとも１つに乱流付与部を形成するようにしたものであれば、上述した作用効果を得ることができる。
【0038】
図１０に示したように、内筒２１の外周面に螺旋状の仕切部材２３を配設したときに、仕切部材２３には上側に配置される冷媒通路ＲＰの冷媒が流れる方向と交差する方向に冷媒を流出させて上側に配置される冷媒通路ＲＰを通過する冷媒に乱流を生じさせるための冷媒流出口２３ｃが形成されている。この場合にも、冷媒流出口２３ｃは仕切部材２３における径方向の外側位置、すなわち、外筒２２側に形成されている。冷媒通路ＲＰ内の冷媒は外筒２２の内周面側で乱流が付与されて内筒２１側にも流れやすくなり、冷媒通路ＲＰを流れる冷媒の内筒２１に対する熱交換効率をさらに高めることができる。なお、冷媒流出口２３ｃは仕切部材２３における径方向の外側位置に形成されるものに限られるものでなく、冷媒通路ＲＰを流れる冷媒に乱流を付与することができる位置であれば、仕切部材２３における径方向の中間部または内側位置に形成されるようにしたものであってもよい。
【0039】
上述した各実施形態では、仕切部材２３の鉛直方向となる厚みは外筒２２側から内筒２１側まで同じ厚みで均一としている。冷媒通路ＲＰを通過する冷媒が内筒２１の外周面と接触する面積が大きくなると、冷媒が蒸発するときの冷熱が内筒２１に伝達されやすい。図１１に示した実施形態では、仕切部材２３の径方向にて内筒２１側の端部を内筒２１に近づくに従って厚みを薄くするようにしている。このようにしたときには、冷媒が蒸発するときの冷熱が内筒２１に伝達されやすくなり、冷媒通路ＲＰを流れる冷媒の内筒２１に対する熱交換効率をさらに高めることができる。なお、図１２に示したように、仕切部材２３の径方向にて内筒２１側の端部には鉛直方向に厚みを薄くした薄肉部２３ｄを形成するようにしたものであってもよいし、図１３に示したように、仕切部材２３の周方向と直交する方向の断面形状（径方向の鉛直断面形状）を、外筒２２側が底辺となり内筒２１側が頂点となる略三角形としたものであってもよく、このようにしたときにも、冷媒が蒸発するときの冷熱が内筒２１に伝達されやすくなり、冷媒通路ＲＰを流れる冷媒の内筒２１に対する熱交換効率をさらに高めることができる。
【0040】
上述した実施形態の製氷機は、オーガ式の製氷機であるが、これに限られるものでなく、筒状の製氷シリンダ２０を備えたものであればよく、スラリー式の製氷機やドラム式の製氷機であってもよい。
【符号の説明】
【0041】
１０…製氷機、２１…内筒、２１ｃ…乱流付与部、２２…外筒、２２ｃ…乱流付与部、２３…仕切部材、２３ｂ…乱流付与部、２３ｄ…薄肉部、ＲＳ…冷媒空間、ＲＰ…冷媒通路。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】