(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却媒体により冷却されて所定の範囲の温度に保持された製氷板の製氷面上に貯溜槽内の製氷用水を供給して同製氷面上を流下させ、流下する製氷用水を同製氷面上にて徐々に凍結させて氷を漸次成長させて高品質の氷を製造する製氷方法であり、製氷開始から所定の時間の間、前記製氷板の製氷面が保持温度の最高温度に達したとき、前記冷却媒体の冷却機能を規制して、前記製氷面の保持温度の最低温度までの冷却速度を前記冷却媒体の規制前に有する冷却速度より低減させることを特徴とする製氷方法。
【請求項２】
冷却媒体により冷却されて所定の範囲の温度に保持された製氷板の製氷面上に貯溜槽内の製氷用水を供給して同製氷面上を流下させ、流下する製氷用水を同製氷面上にて徐々に凍結させて氷を漸次成長させて高品質の氷を製造する製氷方法であり、製氷開始から所定の時間の間、前記冷却媒体の温度を漸次低下して、前記製氷面の保持温度の最低温度までの冷却速度を前記冷却媒体の温度低下前に有する冷却速度より低減させることを特徴とする高品質の氷を製造する製氷方法。
【請求項３】
請求項１に記載の製氷方法を実施するための製氷装置であり、前記冷却媒体の冷却機能を規制する加熱手段を備えていることを特徴とする製氷装置。
【請求項４】
請求項２に記載の製氷方法を実施するための製氷装置であり、前記冷却媒体の温度を漸次低下させる制御手段を備えていことを特徴とする製氷装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、結晶粒が大きくて、硬くて融解し難く、かつ透明性に優れた高品質の氷を製造する製氷方法、および高品質の氷を製造することができる製氷装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
製氷装置の一形式として、特開平５−２６４１３７号公報に示されているように、冷却媒体により冷却されて所定の範囲の温度に保持された製氷板の製氷面上に貯溜槽内の製氷用水を供給して同製氷面上を流下させ、流下する製氷用水を同製氷面上にて徐々に凍結させて氷を漸次成長させて高品質の氷を製造する製氷装置がある。
【０００３】
当該形式の製氷装置においては、流下する製氷用水が製氷面上にて徐々に凍結されて氷が成長することから、結晶粒が大きくて、硬くて融解し難く、かつ透明性に優れた高品質の氷を製造することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
当該製氷装置において、結晶粒の大きい氷を得るためには、製氷面上を流下する製氷用水が凍結を開始する時の製氷用水の冷却速度に依存し、水から氷へ相変化するための潜熱の単位時間当りの移動量がある微量の範囲にて安定していることが望ましい。本発明者等は、この熱量の収支関係が製氷板の製氷面を所定の範囲の温度に保持する際の冷却媒体による製氷面の冷却速度に大きく依存することを知得した。従って、本発明の目的は、かかる知得に基づき、上記した製氷方法および製氷装置を改良して、製氷板の製氷面の冷却速度を低減させることにより、一層高品質の氷を製造し得るようにすることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、冷却媒体により冷却されて所定の範囲の温度に保持された製氷板の製氷面上に貯溜槽内の製氷用水を供給して同製氷面上を流下させ、流下する製氷用水を同製氷面上にて徐々に凍結させて氷を漸次成長させて高品質の氷を製造する製氷方法であり、その第１の製氷方法は、製氷開始から所定の時間の間、前記製氷板が保持温度の最高温度に達したとき、前記冷却媒体の冷却機能を規制して、前記製氷面の保持温度の最低温度までの冷却速度を前記冷却媒体の規制前に有する冷却速度より低減させることを特徴とし、その第２の製氷方法は、製氷開始から所定の時間の間、前記冷却媒体の温度を漸次低下して、前記製氷面の保持温度の最低温度までの冷却速度を前記冷却媒体の温度低下前の有する冷却速度より低減させることを特徴とするものである。
【０００６】
また、本発明は上記した各製氷方法を実施するための製氷装置であり、その第１の製氷装置は、前記冷却媒体の冷却機能を規制する加熱手段を備えていることを特徴とし、その第２の製氷装置は、前記冷却媒体の温度を漸次低下させる制御手段を備えていことを特徴とするものである。
【０００７】
【発明の作用・効果】
本発明の第１の製氷方法および製氷装置によれば、製氷の開始から所定の時間の間に製氷板が所定の範囲の保持温度の最高温度に達した際には、冷却媒体の冷却機能を規制することにより製氷板の冷却速度を低減した状態で保持温度の最低温度にまで低下させることができる。このため、製氷板は製氷の開始から所定の時間の間急冷することがなくて、製氷用水の凍結開始時における氷の結晶核が短時間で発生することがなく、かつ結晶の短時間での多発に起因して結晶粒が小型化するようなことがなく、高品質の氷を生成することができる。
【０００８】
また、本発明の第２の製氷方法および第２の製氷装置によれば、製氷開始から所定の時間の間、冷却媒体を漸次低下させて製氷板を徐冷することができる。このため、製氷板は製氷の開始から所定の時間の間急冷されることがなくて、製氷用水の凍結開始時における氷の結晶核が短時間に発生することがなく、かつ結晶の短時間での多発に起因して結晶粒が小型化するようなことがなく、高品質の氷を生成することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に基づいて説明するに、図１には本発明の製氷方法を実施するための製氷装置が示されている。当該製氷装置は本願出願人が出願した特願平７−１３０５３９号出願に係る製氷装置を基本構造とするもので、冷凍機構部１０と、ブライン冷却機構部２０と、製氷部を構成する貯溜槽３０ａ、製氷機構部３０ｂ、および供給機構部３０ｃと、製氷制御装置４０を備えている。
【００１０】
冷凍機構部１０は、圧縮機１１、凝縮器１２、ドライヤ１３および膨張弁１４を循環管路１５を介して直列的に配設してなるもので、圧縮機１１から圧縮状態で送出された冷媒は循環管路１５を通して循環され、この循環途中で凝縮器１２で凝縮されてドライヤ１３を経て膨張弁１４にて膨張して蒸発し、後述するブライン冷却機構部２０を構成する熱交換器２１内にて循環中のブラインと熱交換して、同ブラインを冷却する。
【００１１】
ブライン冷却機構部２０は、熱交換器２１および循環ポンプ２２を循環管路２３を介して直列的に配設してなるもので、循環管路２３は後述する製氷機構部３０ｂを構成する冷却室に各管継手２４ａ，２４ｂを介して接続されている。ブライン冷却機構部２０においては、循環ポンプ２２の駆動によりブラインが冷却室を介して循環管路２３を循環し、この間にブラインは熱交換器２１において循環管路１５を循環する冷媒により冷却される。
【００１２】
製氷部は、貯溜槽３０ａ、製氷機構部３０ｂ、および供給機構部３０ｃからなるもので、製氷機構部３０ｂは貯溜槽３０ａの上方に配設されている。製氷機構部３０ｂを構成する冷却器３１は、周囲壁３１ａの下方に固定された製氷板３１ｂと冷却室３１ｃにて形成されている。周囲壁３１ａの起立部内面および製氷板３１ｂの上面には合成樹脂板３１ｄが貼着されていて、起立部内面に断熱層を形成し、かつ製氷板３１ｂの上面には製氷面３１ｅを形成している。冷却器３１においては、周囲壁３１ａの外周および冷却室３１ｃの下面に電気ヒータ３２ａ，３２ｂが配設されている。
【００１３】
供給機構部３０ｃは、循環ポンプ３３、供給パイプ３４、散水パイプ３５からなるもので、循環ポンプ３３は貯溜槽３０ａ内に配設されており、また散水パイプ３５は周囲壁３１ａの起立部の先端に固定されている。散水パイプ３５は周囲壁３１ａ上端部にてその上縁に沿って延びていて、長手方向に延びるスリット状の噴出孔を備えている。かかる散水パイプ３５は、供給パイプ３４を介して循環ポンプ３３に接続されている。
【００１４】
製氷制御装置４０は、マイクロコンピュータを主体とする制御装置４１、環境温度センサ４２、ブライン温度センサ４３、液面センサ４４等を備えている。制御装置４１は、貯溜槽３０ａ内への製氷用水の供給を制御するとともに装置の運転を制御し、各温度センサ４２，４３からの各温度の検出信号に基づいて圧縮器１１の運転状態を制御し、かつ液面センサ４４からの液面検出信号に基づいて各電気ヒータ３２ａ，３２ｂの動作を制御する。なお、符号４５は電源、符号４６は圧縮器の駆動回路を示している。
【００１５】
このように構成した製氷装置においては、冷凍機構部１０の圧縮機１１、ブライン冷却機構部２０の循環ポンプ２２、および製氷機構部３０ｃの循環ポンプ３３の駆動により運転が開始される。冷凍機構部１０においては、圧縮機１１から圧縮状態で送出された冷媒は循環管路１５を通して循環され、この循環途中で凝縮器１２で凝縮されてドライヤ１３を経て膨張弁１４にて膨張して蒸発し、ブライン冷却機構部２０の循環管路２３を循環するブラインを熱交換器２１内にて所定の温度に冷却する。また、ブライン冷却機構部２０においては、制御装置４１にて環境温度に応じて設定された温度に制御されたブラインを循環ポンプ２２により冷却器３１の冷却室３１ｃを通して循環させ、製氷板３１ｃおよび製氷面３１ｅを冷却する。
【００１６】
一方、製氷部においては、循環ポンプ３３の駆動により貯溜槽３０ａ内の製氷用水が冷却器３１の供給パイプ３４を経て散水パイプ３５に供給され、散水パイプ３５から製氷面３１ｅの上端部に流出して製氷面３１ｅ上を流下し、製氷面３１ｅの下端から貯溜槽３０ａ内に還流する。この間、製氷面３１ｅ上を流下する製氷用水は凍結開始点（凝固点）に達して氷の生成が開始されるとともに、順次流下する製氷用水により氷が漸次成長する。氷が所定の厚みの板状に成長すると、冷凍機構部１０の圧縮機１１、ブライン冷却機構部２０の循環ポンプ２２、および供給機構部３０ｃの循環ポンプ３３の駆動が停止されるとともに、各ヒータ３２ａ，３２ｂに通電されて冷却器３１を加熱して製氷面３１ｅ上の板状の氷を離脱させる。
【００１７】
このように、当該製氷装置においては、冷凍機構部１０における冷媒により環境温度に応じて予め設定された温度に冷却されて維持されるブラインにより製氷面３１ｅを冷却するものであるから、冷凍機構部１０の冷凍能力の変動の如何、および環境温度の如何に関わらずブラインの冷却温度が設定された温度に保持されて、製氷面３１ｅの冷却温度が所定の範囲の温度に保持される。
【００１８】
しかして、当該製氷装置においては、運転開始時点から製氷用水の製氷面３１ｅ上での凍結開始後所定時間の間、ヒータ３２ｂが圧縮機１１の駆動に応じて動作され、同ヒータ３２ｂの動作により冷却室３１ｃを循環するブラインの温度が制御される。図２は、製氷面３１ｅを所定の範囲の温度ｔ１〜ｔ２に保持するための、圧縮機１１のＯＮ、ＯＦＦ動作とブラインの温度変化との関係を示すグラフの一例である。同図の２点鎖線で示すグラフは、圧縮機１１を単にＯＮ、ＯＦＦ動作した場合のブラインの温度変化を示し、また実線で示すグラフは、圧縮機１１のＯＮ動作に対応してヒータ３２ｂを動作させた場合のブラインの温度変化を示している。
【００１９】
これらのグラフから明らかなように、圧縮機１１のＯＮ動作に対応してヒータ３２ｂを動作させた場合のブラインの温度変化、すなわちブラインの保持温度の最高温度ｔ１から最低温度ｔ２までの下降速度は、圧縮機１１を単にＯＮ、ＯＦＦ動作した場合のブラインの保持温度の最高温度ｔ１から最低温度ｔ２までの下降速度に比較して極めて遅い。
【００２０】
このため、当該製氷方法を採用すれば、製氷の開始から所定の時間の間に製氷面３１ｅが所定の範囲の保持温度の最高温度ｔ１に達した際には、ブラインの冷却機能を規制することにより製氷面３１ｅの冷却速度を低減して、製氷面３１ｅの保持温度の最低温度ｔ２まで徐々に低下させることができる。この結果、製氷面３１ｅは製氷の開始から所定の時間の間急冷されることがなくて、製氷用水の凍結開始時における氷の結晶核の短時間での発生、結晶の短時間での多発に起因する結晶粒の小型化を抑制し得て、高品質の氷を生成することができる。
【００２１】
なお、図３に示すグラフは、製氷面３１ｅの所定の範囲の保持温度を漸次低下させて制御する場合の、圧縮機１１のＯＮ、ＯＦＦ動作とブラインの温度変化との関係を示すグラフである。この場合にも、製氷面３１ｅの冷却速度は低減され、高品質の氷を生成することができる。
【００２２】
図４は、製氷開始時点から製氷完了までのブライン温度と製氷面３１ｅの温度との関係を示すグラフであり、実線は本発明の第２の製氷方法におけるグラフ、２点鎖線は従来の製氷方法におけるグラフである。従来では、製氷開始から凍結開始後所定時間の間はブライン温度を比較的高い一定温度に制御して、製氷用水を徐冷することにより大きな結晶粒を生成し、その後ブライン温度をこれより低い一定温度に急激に低下されて制御して、製氷用水を急速冷却して氷の生成を迅速にする手段が採られている。このため、第２の製氷方法によれば、製氷開始から所定の時間の間、ブラインを漸次低下させて製氷面３１ｅを徐冷しているため、圧縮機１１の駆動のＯＮ、ＯＦＦ制御により一定温度に制御する場合に比較して製氷面３１ｅに対する急冷による衝撃が解消される。
【００２３】
このため、製氷面３１ｅは製氷開始から凍結開始後の所定の時間の間、急冷による衝撃が発生することがなくて、製氷用水の凍結開始時における氷の結晶核の短時間での発生、結晶の短時間での多発に起因する結晶粒の小型化がなくて、高品質の氷を生成することができるとともに、急冷の衝撃に起因する氷中でのクラックの発生、歪の発生がなくて、一層高品質の氷を生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る製氷装置の一例を示す概略構成図である。
【図２】本発明の第１の製氷方法における製氷面を所定の範囲の温度に保持するための圧縮機のＯＮ、ＯＦＦ動作とブラインの温度変化との関係を示すグラフの一例である。
【図３】同製氷方法における製氷面を所定の範囲の温度に保持するための圧縮機のＯＮ、ＯＦＦ動作とブラインの温度変化との関係を示すグラフの他の一例である。
【図４】本発明の第２の製氷方法における製氷開始時点から製氷完了までのブライン温度と製氷面の温度との関係を示すグラフの一例である。
【符号の説明】
１０…冷凍機構部、２０…ブライン冷却機構部、３０ａ…貯溜槽、３０ｂ…製氷機構部、３０ｃ…供給機構部、３１…冷却器、３１ｂ…製氷板、３１ｃ…冷却室、３１ｅ…製氷面、３２ｂ…ヒータ（冷却媒体加熱手段）、３５…散水パイプ、４０…製氷制御装置、４１…制御装置。
【図１】
0003579525.tif 000002
【図２】
0003579525.tif 000003
【図３】
0003579525.tif 000004
【図４】
0003579525.tif 000005