(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
微細な氷粒が処理液中に混在するシャーベット状の流動氷を生成するための過冷却槽と、その過冷却槽により生成された流動氷を貯留するための貯留タンクとを備えた流動氷製造装置であって、
前記過冷却槽は、
処理液が流通可能に形成された冷却通路と、
その冷却通路に隣接して設けられ冷媒が流通可能に形成された冷媒通路と、
その冷媒通路と前記冷却通路とを隔絶する隔壁とを備えており、
前記貯留タンクは、
前記過冷却槽により生成された流動氷と共に処理液を貯留する貯留空間と、
その貯留空間の上部に設けられ流動氷を噴出する噴出ノズルと、
その噴出ノズル及び前記冷却通路の下流側を連通させる接続部材と、
前記貯留空間の底部および前記冷却通路の上流側を連通させると共にその冷却通路へ前記貯留空間内に貯留される処理液を圧送する圧送装置と、
前記貯留空間の底部に開閉可能に設けられその貯留空間から流動氷を排出する排出口と、
前記貯留空間の底部に設けられ氷粒が混在する処理液や流動氷を吸い込む吸込口と、その吸込口により吸い込まれる処理液や流動氷に混在する氷粒を粉砕する粉砕部と、その粉砕部により粉砕された氷粒が混在する処理液や流動氷を圧出する吐出口とを有した粉砕圧送装置と、
その粉砕圧送装置の吐出口から吐き出される処理液や流動氷を前記貯留空間の上部へ移送する移送部材と、
その移送部材により移送される処理液や流動氷を前記貯留空間内の上部から噴出する補助噴出ノズルと、
前記貯留空間内で旋回される羽根部材を有すると共にその羽根部材の旋回によって前記貯留空間に貯留される流動氷を攪拌する攪拌装置とを備えていることを特徴とする流動氷製造装置。
【請求項２】
前記過冷却槽は、前記隔壁における前記冷却通路側の表面に付着する氷を掻き取る掻き取り部材を備えていることを特徴とする請求項１記載の流動氷製造装置。
【請求項３】
前記隔壁は略筒状に形成され、前記冷却通路はその隔壁の内周に設けられ、前記冷媒通路は前記隔壁の外周に螺旋状に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の流動氷製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、微細な氷粒が処理液中に混在するシャーベット状の流動氷を生成するための流動氷製造装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
魚などの魚介類は、その鮮度を維持するため、冷却（又は冷凍）した状態で保存されたり、或いは、輸送されたりしている。かかる場合の簡易な冷却手段として、一般に、魚体を保冷するためにカットアイス等の氷塊が用いられている。この氷塊を用いた冷却では、例えば、小石状の氷塊を充填した容器内に多数の魚体を収容し、各魚体間の隙間を氷塊で埋めることによって魚体が冷却されるのである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の氷塊による冷却では、各魚体間を埋める各氷塊間に隙間が生じてしまう。結果、氷塊と魚体とは部分的にしか接触しないため、魚体の温度を充分に低下させることができず、魚体の鮮度が低下してしまうという問題点があった。そこで、魚体を冷却する冷却媒体としてシャーベット状の流動性を有する流動氷を用いることが考えられる。
【０００４】
シャーベット状の流動氷によれば、魚介類を冷却保存する場合に各魚体間を隙間なく埋めて、個々の魚体が流動氷により包み込まれる。しかも、各魚体の全表面には流動氷が密着するので、魚体の温度を充分に低下させて、かかる魚体の鮮度が良好に維持されるのである。しかしながら、このようなシャーベット状の流動氷を製造する装置は、未だ、一般に普及していないという問題点があった。
【０００５】
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、微細な氷粒が処理液中に混在するシャーベット状の流動氷を生成すると共に、その流動氷を大量に貯留することができる流動氷製造装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために請求項１記載の流動氷製造装置は、微細な氷粒が処理液中に混在するシャーベット状の流動氷を生成するための過冷却槽と、その過冷却槽により生成された流動氷を貯留するための貯留タンクとを備えたものであって、前記過冷却槽は、処理液が流通可能に形成された冷却通路と、その冷却通路に隣接して設けられ冷媒が流通可能に形成された冷媒通路と、その冷媒通路と前記冷却通路とを隔絶する隔壁とを備えており、前記貯留タンクは、前記過冷却槽により生成された流動氷と共に処理液を貯留する貯留空間と、その貯留空間の上部に設けられ流動氷を噴出する噴出ノズルと、その噴出ノズル及び前記冷却通路の下流側を連通させる接続部材と、前記貯留空間の底部および前記冷却通路の上流側を連通させると共にその冷却通路へ前記貯留空間内に貯留される処理液を圧送する圧送装置と、前記貯留空間の底部に開閉可能に設けられその貯留空間から流動氷を排出する排出口と、前記貯留空間の底部に設けられ氷粒が混在する処理液や流動氷を吸い込む吸込口と、その吸込口により吸い込まれる処理液や流動氷に混在する氷粒を粉砕する粉砕部と、その粉砕部により粉砕された氷粒が混在する処理液や流動氷を圧出する吐出口とを有した粉砕圧送装置と、その粉砕圧送装置の吐出口から吐き出される処理液や流動氷を前記貯留空間の上部へ移送する移送部材と、その移送部材により移送される処理液や流動氷を前記貯留空間内の上部から噴出する補助噴出ノズルと、前記貯留空間内で旋回される羽根部材を有すると共にその羽根部材の旋回によって前記貯留空間に貯留される流動氷を攪拌する攪拌装置とを備えていることを特徴とする流動氷製造装置。
【０００７】
この請求項１記載の流動氷製造装置によれば、処理液は、圧送装置によって、貯留タンクの貯留空間における底部から過冷却槽の冷却通路へ供給され、その冷却通路の上流側から下流側へ流動させられる。冷却通路を流通する処理液は、冷媒通路を流通する冷媒によって隔壁越しに冷却され、凝固温度以下の過冷却状態とされる。ところが、過冷却状態とされた処理液は、冷却通路を流通する間に、その液中に含まれる不純物の作用により、過冷却状態が解除される。
【０００８】
処理液の過冷却状態が解除されると、不純物を氷核として処理水液中に微細氷粒が生じ、この微細氷粒が処理液に混入することにより、流動性を有するシャーベット状の流動氷が生成される。生成された流動氷は、その流動性を維持しつつ冷却通路を流動して、圧送装置の圧送によって冷却通路から接続部材へ押し出され、接続部材によって貯留タンクの噴出ノズルへ移送される。
【０００９】
この移送によって噴出ノズルに達した流動氷は、その噴出ノズルにより貯留空間内の上部から貯留空間内へ噴出され、その貯留空間に貯留される処理液の液面へ向けて落下して、その液面に浮遊して貯留される。この液面へ落下して貯留された流動氷は、撹拌装置の羽根部材が貯留空間内で旋回することによって攪拌され、この撹拌によって流動氷中の氷粒の成長が抑制され、且つ、流動氷の流動性の低下が抑制される。
【００１０】
その後、上記の一連の動作を継続すると、貯留タンクの貯留空間内に貯留される処理液は、過冷却槽によって流動氷に逐次変化されて、接続部材により貯留タンクへ送り戻されて、噴出ノズルにより貯留空間内へ噴出されて貯留される。その結果、噴出ノズルにより噴出された流動氷は貯留空間の上部から底部に達するまでの量が蓄積される。貯留空間の底部に達した流動氷は、排出口が開放されると、その排出口から貯留タンクの外へ排出されて、魚介類の冷却保存などの各種用途に使用される。
【００１１】
また、例えば、貯留空間に貯留される流動氷中の氷粒が成長して流動氷の流動性が低下した場合には、粉砕圧送装置の吸込口によって、氷粒が混在した処理液や流動氷が貯留空間の底部から粉砕圧送装置の粉砕部へ吸い込まれ、その粉砕部によって氷粒が微細に粉砕される。このように氷粒が粉砕された処理液や流動氷は、吐出口によって移送部材へ圧出された後、移送部材によって補助噴出ノズルへ移送され、その補助噴出ノズルによって貯留空間内の上部から貯留空間内へ噴出される。
【００１２】
請求項２記載の流動氷製造装置は、請求項１記載の流動氷製造装置において、前記過冷却槽は、前記隔壁における前記冷却通路側の表面に付着する氷を掻き取る掻き取り部材を備えている。
【００１３】
請求項３記載の流動氷製造装置は、請求項１又は２に記載の流動氷製造装置において、前記隔壁は略筒状に形成され、前記冷却通路はその隔壁の内周に設けられ、前記冷媒通路は前記隔壁の外周に螺旋状に形成されている。
【００１４】
この請求項３記載の流動氷製造装置によれば、請求項１又は２に記載の流動氷製造装置と同様に作用する上、冷却通路を流通する処理液は、隔壁の外周に螺旋状に形成された冷媒通路を流通する冷媒により冷却される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施例について、添付図面を参照して説明する。図１は、本発明の流動氷製造装置の一実施例である製氷装置１の概略図である。本実施例では、流動氷を生成するための原料となる処理液として、純水や淡水などの塩分の含有量が極めて低い水（以下、単に「処理水」と称す。）Ｗを用いて説明するが、当然のことながら、処理液として塩水や海水などの塩分を含んだ水を用いても良い。
【００１６】
図１に示すように、製氷装置１は、主に、過冷却器２と、貯留タンク３と、冷凍機４，５と、循環ポンプ６と、送水管７と、送氷管８と、冷媒管９，１１と、電磁膨張弁１０，１２とを備えている。過冷却器２は、貯留タンク３から供給される処理水Ｗを原料として、微細氷粒が混在したシャーベット状の流動氷Ｉを生成するためのものであり、貯留タンク３は、過冷却器２へ供給される処理水Ｗと共に、その過冷却器２により生成された流動氷Ｉを貯留するためのタンクである。なお、過冷却器２および貯留タンク３の詳細については後述する。
【００１７】
冷凍機４，５は、例えば、フレオンＲ−２２を冷媒として使用しており、気化した冷媒（以下、「冷媒ガス」と称す。）を液状の冷媒（以下、「冷媒液」と称す。）に相変化させて、その冷媒液により処理液Ｗを冷却する装置である。この冷凍機４，５は、冷媒ガスを高温高圧に圧縮する圧縮機（図示せず）と、その圧縮機によって圧縮された冷媒ガスを冷却水等により熱交換させて凝縮液化して冷媒液とする凝縮器（図示せず）とを備えている。
【００１８】
循環ポンプ６は、貯留タンク３に貯留される処理水Ｗを過冷却器２へ圧送するため、送水管７の中間部分に設けられるポンプ装置であり、送水管７は、処理水Ｗを移送するために過冷却器２と貯留タンク３とを連通させて接続する配管パイプである。また、送水管７には、貯留タンク３と循環ポンプ６との間部分に止め弁７ａが、循環ポンプ６と過冷却器２との間部分に止め弁７ｂが、それぞれ配設されている。送氷管８は、過冷却器２により生成された流動氷Ｉを貯留タンク３へ移送するために過冷却器２と貯留タンク３とを連通させて接続する配管パイプであり、その中間部分には止め弁８ａが配設されている。
【００１９】
冷媒管９は、過冷却器２と冷凍機４との間で冷媒を循環させるための配管パイプであって、供給管９ａ及び返送管９ｂを備えている。供給管９ａは、冷凍機４から過冷却器２へ冷媒液を供給するために過冷却器２と冷凍機４とを接続しており、返送管９ｂは、過冷却器２から冷凍機４へ冷媒ガスを送り返すために過冷却器２と冷凍機４とを接続している。電磁膨張弁１０は、冷凍機４により供給管９ａへ供給された冷媒液を膨張させて低圧化させる電磁弁であり、供給管９ａの中間部分に配設されている。また、冷媒管９の返送管９ｂには止め弁９ｃが配設されている。
【００２０】
冷媒管１１は、貯留タンク３と冷凍機５との間で冷媒を循環させるための配管パイプであって、供給管１１ａ及び返送管１１ｂを備えている。供給管１１ａは、冷凍機５から貯留タンク３へ冷媒液を供給するために貯留タンク３と冷凍機５とを接続しており、返送管１１ｂは、貯留タンク３から排出された冷媒ガスを冷凍機５へ送り返すために貯留タンク３と冷凍機５とを接続している。電磁膨張弁１２は、冷凍機５により供給管１１ａへ供給された冷媒液を膨張させて低圧化させる電磁弁であり、供給管１１ａの中間部分に配設されている。また、冷媒管１１の返送管１１ｂには止め弁１１ｃが配設されている。
【００２１】
図２及び図３を参照して、過冷却器２の詳細について説明する。図２は、過冷却器２の縦断面図であり、図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線における横断面図である。図２に示すように、過冷却器２は、略円筒状に形成された内筒体１３と、その内筒体１３の外周に周設される略円筒状の外筒体１４とを備えている。内筒体１３の内部には処理水Ｗが流通（通過）する処理水流路１３ａが形成されている。なお、図２では、送水管７、送氷間８及び冷媒管９の図示を省略している。
【００２２】
処理水流路１３ａは、内筒体１３内に形成される略円柱状の空洞であり、内筒体１３の下部から上部へ向けて縦長状に連通されている。内筒体１３の下部には処理水流路１３ａと連通した開口である処理水流入口１５が形成され、この処理水流入口１５は上記した送水管７の一端側と連通して接続されている。一方、内筒体１３の上部には処理水流路１３ａと連通した開口である流動氷流出口１６が形成され、この流動氷流出口１６は上記した送氷管８の一端側と連通して接続されている。
【００２３】
外筒体１４には、内筒体１３における処理水流入口１５側の端部から流動氷流出口１６側の端部へ向けて、内筒体１３の外周に螺旋状に連通した冷媒流路１４ａが形成されている。外筒体１４の下部には冷媒流路１４ａと連通した開口である冷媒流入口１７が形成され、この冷媒流入口１７には上記した冷媒管９の供給管９ａの一端側が接続されている。
【００２４】
また、外筒体１４の上部には冷媒流路１４ａと連通した開口である冷媒流出口１８が形成され、この冷媒流出口１８には上記した冷媒管９の返送管９ｂの一端側が接続されている。一方、冷媒管９の供給管９ａの他端側、及び、冷媒管９の返送管９ｂの他端側は冷凍機４とそれぞれ接続されており、これらの冷凍機４、冷媒管９及び冷媒流路１４ａによって、冷媒の循環経路が構成されている。
【００２５】
また、処理水流路１３ａ内には、内筒体１３の長手方向（図１上下方向）に長尺な軸体であるドラム軸１９が配設されており、このドラム軸１９は、内筒体１３の長手方向両端部（上下端部）に取着されたベアリング軸受け２０，２０を介して回動可能に支持されている。ドラム軸１９の外周には、そのドラム軸１９の軸方向に連続して形成された掻き爪２１が取着されており、この掻き爪２１によって、内筒体１３の内周面に付着する微細氷粒を内筒体１３の長手方向のほぼ全域にわたって掻き取ることができる。
【００２６】
図３に示すように、掻き爪２１は、ドラム軸１９の外周に略等角間隔で３つ取着されている。これらの掻き爪２１は、内筒体１３の内周面へ向けて突出されており、その突出端２１ａと内筒体１３の内周面との間には若干の隙間が設けられている。一方、図２に示すように、内筒体１３の上部には、ドラム軸１９の一端部（上端部）が連結される減速機２２と、その減速機２２に出力軸（図示せず）が連結される駆動モータ２３とが取り付けられている。
【００２７】
駆動モータ２３は、その出力軸を回転させることにより、回転力を減速機２２に伝達する駆動装置である。減速機２２は、図示しないギヤ機構により構成されており、駆動モータ２３の出力軸の回転力を増幅すると共に、その増幅された回転力によりドラム軸１９を回転させるものである。また、外筒体１４の外周は、断熱材２４によって包囲されており、冷媒流路１４ａ内を流通する冷媒と外気との熱交換を防止している。
【００２８】
図１に戻って説明する。貯留タンク３は、過冷却器２により生成される流動氷Ｉ、及び、過冷却器２へ供給される処理水Ｗを貯留するためのものであり、流動氷Ｉ及び処理水Ｗを貯留する空間である貯留空間２５が設けられている。貯留空間２５には処理液Ｗが貯留されており、この処理液Ｗの水面には流動氷Ｉが浮いている。また、貯留タンク３の上部には、貯留空間２５内へ処理水Ｗを補給するための開口である補給口３ａが設けられており、この補給口３ａは、製氷装置１の稼働する場合、蓋体により塞がれている。
【００２９】
貯留空間２５の上部には、その貯留空間２５内へ流動氷Ｉを噴出するノズル装置である噴出ノズル２６が配設されており、この噴出ノズル２６には、送氷管８の他端側が接続されている。一方、貯留空間２５の下部には、その貯留空間２５と連通した開口である処理水流出口２７が形成されており、この処理水流出口２７には上記した送水管７の他端側が接続されている。結果、上記した循環ポンプ６が配設された送水管７、処理水流路１３ａ、送氷管８及び貯留空間２５によって、処理水Ｗ及び流動氷Ｉの循環経路が構成されている。
【００３０】
ここで、噴出ノズル２６は、処理水流出口２７が形成される貯留空間２５の底部から充分に離れた貯留空間２５の上部に設けられるので、貯留空間２５に噴出された流動氷Ｉが循環ポンプ６により処理水Ｗと共に処理水流入口２７へ吸い込まれて過冷却器２へ送り戻されることを防止することができる。仮に、流動氷Ｉが過冷却器２へ送り戻されてしまうと、その流動氷Ｉが処理水流路１３ａ内で更に冷却されるために微細氷粒が急激に成長して、かかる流動氷Ｉを含んだ処理水Ｗの流動性が急激に低下して、ドラム軸１９の回転を阻害したり、或いは、処理水流路１３ａを閉塞してしまう恐れがあるのである。
【００３１】
貯留タンク３の上部中央には、駆動モータ２８が取り付けられており、この駆動モータ２８の出力軸には、貯留空間２５の上部から下部へ垂下される回転軸２９が連設されている。回転軸２９には、その軸方向（図１上下方向）に間隔を隔てて一対のプロペラ状の攪拌羽根３０，３０が取着されている。攪拌羽根３０，３０は、駆動モータ２８の回転駆動によって回転軸２９が回転されると、その回転に伴って貯留空間２５内で旋回され、この旋回により貯留空間２５内の処理水Ｗや流動氷Ｉを攪拌する。この攪拌によって、貯留空間２５に貯留される流動氷Ｉ中の氷粒の成長を抑制でき、且つ、流動氷Ｉの流動性の低下を抑制することができる。
【００３２】
また、貯留空間２５の下部には、その貯留空間２５とその外部とを連通させるための開口である流動氷排出口３１が形成されている。この流動氷排出口３１は、貯留空間２５に貯留された流動氷Ｉを貯留タンク３の外部へ排出するための開口であり、その流動氷排出口３１の開口量を調節して開閉する開閉弁３２を備えている。流動氷排出口３１は、後述する分岐管３６より大口径に形成されており、分岐管３６に比べて大量の流動氷Ｉを短時間に貯留タンク３の外へ排出させることができるものである。
【００３３】
更に、貯留空間２５の底部には、カッタポンプ３３が配設されている。カッタポンプ３３は、公知の水中粉砕ポンプであり、処理水Ｗや流動氷Ｉを吸い込む吸込口３３ａと、その吸込口３３ａにより吸い込まれた処理水Ｗや流動氷Ｉに混在する氷粒（或いは氷塊）を粉砕するカッタ羽根（図示せず）が搭載されたポンプ本体３３ｂと、そのポンプ本体３３ｂから処理水Ｗや流動氷Ｉを圧出する吐出口３３ｃとを備えている。このカッタポンプ３３によれば、処理水Ｗや流動氷Ｉが吸込口３３ａによりポンプ本体３３ｂへ吸い込まれ、カッタ羽根によって粒径が大きくなった氷粒を粉砕して再び微細化することができ、貯留タンク３内で長期間貯留された流動氷Ｉの流動性を回復させることができるのである。
【００３４】
また、カッタポンプ３３の吐出口３３ｃには、還流管３４の一端側が接続されている。この還流管３４は、カッタポンプ３３の吐出口３３ｃから吐き出された処理水Ｗや流動氷Ｉを補助噴出ノズル３５へ移送するための配管パイプであり、貯留空間２５の上部へ向けて配管されている。補助噴出ノズル３５は、還流管３４の他端側に接続されたノズル装置である。補助噴出ノズル３５は、カッタポンプ３３により氷粒が粉砕された処理水Ｗや流動氷Ｉを貯留空間２５内へ噴出するためのものであり、かかる貯留空間２５内の上部に配設されている。
【００３５】
ここで、補助噴出ノズル３５は、噴出ノズル２６と同様に、処理水流出口２７が形成される貯留空間２５の底部から充分に離れた貯留空間２５の上部に設けられるので、貯留空間２５に噴出された流動氷Ｉが循環ポンプ６により処理水Ｗと共に処理水流入口２７へ吸い込まれて過冷却器２へ送り戻されることを防止することができる。
【００３６】
また、還流管３４には、カッタポンプ３３と補助噴出ノズル３５との間部分に分岐管３６が接続されている。この分岐管３６は、カッタポンプ３３の吐出口３３ｃから吐き出された流動氷Ｉを貯留タンク３の外部へ排出するためのものであり、流動氷排出口３１の他、かかる分岐管３６からも流動氷Ｉを貯留タンク３の外へ排出して取り出すことができる。
【００３７】
還流管３４には補助噴出ノズル３５と分岐管３６の接続部分との間に止め弁３４ａが配設されており、分岐管３６にも止め弁３６ａが配設されている。これらの両止め弁３４ａ，３６ａによれば、止め弁３４ａを開放して止め弁３６ａを閉塞すれば、処理水Ｗや流動氷Ｉはカッタポンプ３３により補助噴出ノズル３５へ移送される。一方で、止め弁３４ａを閉塞して止め弁３６ａを開放すれば、処理水Ｗや流動氷Ｉはカッタポンプ３３により分岐管３６により貯留タンク３の外へ排出される。
【００３８】
このように、止め弁３４ａ，３６ａの開閉を調節することによって、カッタポンプ３３により補助噴出ノズル３５へ圧送される流動氷Ｉの流動経路を変更して、かかる流動氷Ｉを分岐管３６から貯留タンク３の外へ排出して取り出すことができる。即ち、カッタポンプ３３を、流動氷Ｉの排出用ポンプとして供用することができるのである。
【００３９】
また、貯留空間２５における貯留タンク３の壁面近傍（図１右側）には、冷却コイル３７が配設されている。この冷却コイル３７は、貯留空間２５内の流動氷Ｉや処理水Ｗを冷却するためのものであり、ステンレス等の耐腐蝕性を有する材料で形成されたコイル状の配管パイプである。冷却コイル３７は、図１の右方からの側面視形状が蛇行状に形成されており、その上端に冷媒管１１の供給管１１ａの一端側が接続され、その下端に冷媒管１１の返送管１１ｂの一端側が接続されている。一方、冷媒管１１の供給管１１ａの他端側、及び、冷媒管１１の返送管１１ｂの他端側は冷凍機５とそれぞれ接続されており、これらの冷凍機５、冷媒管１１及び冷却コイル３７によって、冷媒の循環経路が構成されている。
【００４０】
次に、製氷装置１の動作について説明する。まず、循環ポンプ６が稼動されると、その循環ポンプ６の吸引力によって、貯留タンク３の貯留空間２５における底部から処理水Ｗが吸引される。吸引された処理水Ｗは、処理水流出口２７から送水管７へ流出し、循環ポンプ６および送水管７を経て、過冷却器２の処理水流入口１５から処理水流路１３ａ内へ流入する。処理水流路１３ａへ流入した処理水Ｗは、処理水流路１３ａ内を上方へ向けて流動し、この流動中に冷凍機４が供給する冷媒によって冷却される。この冷却された処理水Ｗは、凝固温度以下に冷却されて過冷却状態となるが、内筒体１３の内周面や処理水Ｗ中に含まれる不純物と接触すると、過冷却状態が解除される。
【００４１】
水などの液体は、凝固温度（０℃）以下の温度条件下で凍結して氷となるが、所定の条件下においては凝固温度以下の状態でも凍結せずに流動性を有する液状を保持する場合がある。一般に、かかる状態を過冷却状態と称している。過冷却状態では液相である水と固相である氷とが平衡状態となっているが、この過冷却状態の水（過冷却水）に衝撃を加えたり、或いは、過冷却水中の不純物（氷核）が存在すると、過冷却状態が解除されて微細氷粒を含有したシャーベット状の流動氷が得られるのである。
【００４２】
さて、処理水Ｗの過冷却状態が解除されると、処理水Ｗ中に微細氷粒が生じると共に、内筒体１３の内周面に結晶氷が付着して析出される。内筒体１３の内周面に付着した結晶氷は、掻き爪２１により掻き取られて処理水Ｗに混入されて、処理水Ｗ中に生じた微細氷粒と混ざり合って、流動性を有するシャーベット状の流動氷Ｉが生成される。流動氷Ｉは、その流動性を維持しつつ、処理水流路１３ａを上方へ向けて流動し、循環ポンプ６の圧送によって処理水流路１３ａから流動氷流出口１６へ押し出され、流動氷流出口１６から送氷管８へ流出される。
【００４３】
送氷管８へ流出した流動氷Ｉは、送氷管８を経て噴出ノズル２６へ到達し、その噴出ノズル２６から貯留空間２５内へ噴出される。噴出された流動氷Ｉは、処理水Ｗの水面へ向けて落下して、その水面に浮遊して貯留される。その後、過冷却器２の稼動を継続すると、貯留タンク３内に貯留される処理水Ｗは、送水管７、過冷却器２及び送氷管８を経ることによって流動氷Ｉに逐次変化され、貯留タンク３へ送り戻されて貯留される。この処理を繰り返し継続すると、噴出ノズル２６から噴出された流動氷Ｉは、貯留空間２５の上部から底部に達するまでの量が蓄積される。
【００４４】
貯留空間２５の底部に達した流動氷Ｉは、開閉弁３２が開かれると、流動氷排出口３１から貯留タンク３の外へ排出されて、魚介類の冷却保存などの各種用途に使用される。以上説明したように、製氷装置１によれば、貯留タンク３は、過冷却器２により生成された流動氷Ｉの流動性を維持したまま大量に貯留することができる。
【００４５】
ここで、冷凍機４による処理水Ｗの冷却について説明する。冷凍機４により供給される高圧の冷媒液は、冷媒管９の供給管９ａへ供給され、電磁膨張弁１０により膨張されて低圧化されて、過冷却器２の冷媒流入口１７から冷媒流路１４ａ内へ流入される。冷媒流路１４ａへ流入した冷媒液は、内筒体１３の周囲を螺旋状に上方へ向けて流動し、処理水流路１３ａを通過する処理水Ｗを内筒体１３越しに冷却して、処理水Ｗを過冷却状態とする。
【００４６】
冷媒流路１４ａは内筒体１３の周囲に螺旋状に形成されるので、例えば、冷媒流路における冷媒流入口１７から冷媒流出口１８までの経路を直線状に形成する場合に比べて、冷媒流路１４ａの経路長さ大きくして冷媒の通過時間を長期化することができ、冷媒による処理水Ｗの冷却効率を向上させることができる。この冷媒流路１４ａを通過する冷媒液は、処理水流路１３ａ内の処理水Ｗとの間で熱交換して処理水Ｗを冷却することによって気化される。
【００４７】
気化された冷媒ガスは、冷媒流路１４ａを通過した後に冷媒流出口１８から返送管９ｂを経て、冷凍機４へ送り戻される。この冷凍機４は、圧縮機によって冷媒ガスを高温高圧に圧縮した後、その高温高圧の冷媒ガスを凝縮器により凝縮液化して冷媒液に戻して、再び、供給管９ａへ供給する。この一連の冷媒の循環によって、過冷却器２の処理水流路１３ａを通過する処理水Ｗは過冷却されるのである。なお、詳細な説明は省略したが、冷凍機５による冷却コイル３７を用いた冷却も、冷凍機４による処理水Ｗと同様に行われる。
【００４８】
以上、実施例に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることが容易に推察できるものである。
【００４９】
例えば、本実施例では、カッタポンプ３３自体を貯留空間２５内に配設（設置）したが、カッタポンプの設置箇所は、必ずしもこれに限られるものではなく、貯留空間２５内の底部から配管パイプを貯留タンク３の外部へ引き出して、その配管パイプを貯留タンク３の外部に設置したカッタポンプに接続するようにしても良い。このようにすれば、カッタポンプを貯留空間２５内に設置する必要がないので、カッタポンプの容積分、流動氷Ｉの貯留量を増加させることができる。更に、流動氷Ｉにより水温が低下した貯留空間２５内でカッタポンプを稼動させる必要がなく、カッタポンプの稼動効率を改善することもできる。
【００５０】
本実施例では、貯留タンク３の貯留空間２５内を冷却する冷却コイル３７の形状を蛇行状に形成したが、かかる冷却コイルの形状は必ずしもこれに限られるものではなく、例えば、貯留タンク３の内周面に沿って螺旋状に形成しても良い。
【００５１】
また、本実施例では、冷却コイル３７によって貯留空間２５内を強制的に冷却する構成としたが、例えば、貯留タンク３の外周を断熱材などで包囲することにより断熱して、貯留空間２５内の温度上昇を抑制すれば、必ずしも冷却コイル３７を配設する必要はない。即ち、冷却コイル３７、冷媒管１１、及び冷凍機５は、製氷装置１の稼動環境に応じて任意的に設置すれば良い。加えて、冷却コイル３７を使用しない場合には冷凍機５を稼動させる電力が不要なるので、その分、製氷装置１の稼動コストを低減することができるのである。
【００５２】
本実施例では、１個の貯留タンク３を用いて説明したが、貯留タンク３の個数は必ずしもこれに限られるものではなく、２個以上の貯留タンク３を並設しても良い。このようにすれば、貯留タンク３の個数を増減させることにより流動氷Ｉの貯留量を増減させることができるので、製氷装置１の設備規模を拡大する場合に大容量の貯留タンクを別途製造する必要がなく、その分、設備コストを低減することができる。
【００５３】
本実施例の過冷却器２は、処理水Ｗが通過する処理水流路１３ａを有する内筒体１３が設けられ、その内筒体１３の外周に冷媒が通過する冷媒流路１４ａが設けられて、掻き爪２１によって内筒体１３の内周面に付着する氷を掻き取るように構成された。しかしながら、過冷却器は必ずしもこれに限られるものではなく、例えば、外筒体の外周部分に処理水が通過する冷却通路を更に設けると共に、外筒体の外周面に付着する氷を掻き取るための掻き爪を更に設けても良い。これによれば、冷媒通路を通過する冷媒によって冷却される処理水は、内筒体の内周面および外筒体の外周面の双方に氷を析出することができる。この析出した氷が掻き爪によって掻き取られて流動氷が生成されれば、かかる流動氷の生成量を更に増加させることができるのである。
【００５４】
また、本実施例では、本発明の過冷却槽として掻き取り方式による過冷却器２を用いて説明したが、過冷却槽の形態は必ずしもこれに限られるものではなく、例えば、処理水が通過するチューブと、そのチューブの周囲に周設され冷媒が通過するシェルとを備えたシェルアンドチューブ方式の過冷却器を用いても良い。更に、本実施例では、冷凍機４，５に使用される冷媒としてフレオンＲ−２２を用いて説明したが、冷媒の種類は必ずしもこれに限られるものではなく、当然のことながら、他の冷媒を用いても良い。
【００５５】
加えて、本実施例の製氷装置１の設置場所は、例えば、陸上に限られるものではなく、
水上で使用される漁船などの船舶に搭載しても良い。かかる場合には、船舶の船倉に設けられる魚介類を貯蓄する船倉タンクとして貯留タンク３を適用すれば、貯留タンク３の貯留空間２５内に貯留される流動氷Ｉにより魚介類を冷却しつつ輸送することができる。しかも、船底部分に取水口を設け、かかる取水口からポンプ装置により海水等を取水すれば、冷凍機４，５の凝縮器に使用される冷却水として用いることもできる。
【００５６】
また、上記の船倉タンクが大型の場合には、その船倉タンク内を複数のブロックに区画することもできる。この場合、噴出ノズルによって過冷却器２で生成された流動氷Ｉを船倉タンクの各ブロックへそれぞれ噴出するように構成したり、或いは、補助噴出ノズルによって、カッタポンプ３３から吐き出される流動氷Ｉを船倉タンクの各部ロックへ噴出するように構成すれば、船倉タンクの各部ロックへ流動氷Ｉを個別に供給することができるのである。
【００５７】
【発明の効果】
本発明の流動氷製造装置によれば、貯留タンクは、過冷却槽の冷却通路で生成された流動氷の流動性を維持したまま貯留空間内で貯留でき、その貯留された流動氷を必要に応じて排出口から貯留空間外へ排出して利用者に提供することができるという効果がある。しかも、貯留タンクは流動氷と共にその原料となる処理液をまとめて貯留するので、処理水を流動氷と分離して貯留する設備が不要となり、その分、設備コストを低減することができるという効果がある。
【００５８】
また、流動氷を貯留タンク内へ噴出する噴出ノズルは、貯留空間内の上部に設けられており、圧送装置が連通される貯留空間の底部から充分に離れているので、貯留空間に噴出されたばかりの流動氷が処理液と共に過冷却槽へ送り戻されることを防止することができるという効果がある。よって、流動氷が過冷却槽へ送り戻されることにより更に冷却されて、その流動氷の微細氷粒が急激に成長することが防止されるので、かかる微細氷粒の成長によって冷却通路の閉塞されたりすることを防ぐことができるのである。
【００５９】
また、貯留空間に貯留される流動氷中の氷粒が成長して流動氷の流動性が低下した場合、粉砕圧送装置の粉砕部によって、その成長拡大した氷粒を粉砕して再び微細化することができるので、貯留空間内で長期間貯留された流動氷の流動性の低下を防止することができるという効果がある。しかも、補助噴出ノズルは、噴出ノズルと同様に、貯留空間内の上部に設けられており、圧送装置が連通される貯留空間内の底部から充分に離れているので、補助噴出ノズルにより貯留空間へ噴出された流動氷が過冷却槽へ圧送されることを防止することができるという効果がある。
【００６０】
更に、攪拌装置の羽根部材は、貯留空間内で旋回することによって、貯留空間に貯留される流動氷を攪拌することができるので、かかる流動氷中の氷粒の成長を抑制でき、且つ、流動氷の流動性の低下を抑制することができるという効果がある。
【００６１】
特に、請求項２記載の流動氷製造装置によれば、掻き取り部材は、隔壁における冷却通路側の表面に付着した結晶氷を掻き取って、流動氷に混在する微細氷粒を生成することができる。よって、単に、処理液中に含まれる不純物を氷核として微細氷粒を生成する場合に比べて、流動氷の生成量を増加させることができるという効果がある。
【００６２】
また特に、請求項３記載の流動氷製造装置によれば、理液が流通する冷却通路は略筒状の隔壁の内周に設けられ、冷媒が流通する冷媒通路は隔壁の外周に螺旋状に形成されている。よって、冷媒通路の経路を直線状に形成する場合に比べて、冷媒通路の経路長さを大きくして冷媒の通過時間を長期化することができ、冷媒による処理液の冷却効率を向上させることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である製氷装置の概略図である。
【図２】過冷却器の縦断面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線における横断面図である。
【符号の説明】
１                  製氷装置（流動氷製造装置）
２                  過冷却器（過冷却槽）
３                  貯留タンク
６                  循環ポンプ（圧送装置の一部）
７                  送水管（圧送装置の一部）
８                  送氷管（接続部材）
１３                内筒体（隔壁）
１３ａ              処理水流路（冷却通路）
１４ａ              冷媒流路（冷媒通路）
２１                掻き爪（掻き取り部材の一部）
２５                貯留空間
２６                噴出ノズル
２８                駆動モータ（攪拌装置の一部）
２９                回転軸（攪拌装置の一部）
３０                攪拌羽根（羽根部材、攪拌装置の一部）
３１                流動氷排出口（排出口の一部）
３２                開閉弁（排出口の一部）
３３                カッタポンプ（粉砕圧送装置）
３３ａ              吸込口
３３ｂ              ポンプ本体（粉砕部）
３３ｃ              吐出口
３４                還流管（移送部材）
３５                補助噴出ノズル
Ｉ                  流動氷
Ｗ                  処理水（処理液）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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