(57)【要約】【課題】製氷用水製造に適した小型軟水化装置を提供する。【解決手段】冷却手段を備え製氷を行う製氷室１と、製氷用水を溜めておく貯水タンク５と、貯水タンク５内の水を製氷室１に送る循環ポンプ１０を備え、製氷室１と貯水タンク５と循環ポンプ１０とからなる循環給水経路内にミネラル分を除去する軟水手段１１が組み込まれることにより、製氷用水が繰り返し軟水手段１１を通過することにより徐々に硬度を下げることができるので、製氷中でも製氷用水の硬度を下げることができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却手段を備えて製氷を行う製氷室と、製氷用水を溜めておく貯水タンクと、前記貯水タンク内の水を製氷室に送る循環ポンプを備え、前記製氷室と前記貯水タンクと前記循環ポンプとからなる循環給水経路内にミネラル分を除去する軟水手段が組み込まれたことを特徴とする自動製氷装置。
【請求項２】
軟水手段が循環ポンプの吐出側に組み込まれたことを特徴とする請求項１に記載の自動製氷装置。
【請求項３】
循環給水経路内に硬度検知手段を組み込み、制御手段によって軟水手段は第二の硬度以上で動作し、第一の硬度以下で停止することを特徴とする請求項１または２に記載の自動製氷装置。
【請求項４】
第三の硬度以上になった場合は強制排水することを特徴とする請求項３のいずれか一項に記載の自動製氷装置。
【請求項５】
軟水手段をイオン交換樹脂としたことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の自動製氷装置。
【請求項６】
軟水手段を電気透析としたことを特徴とする請求項１から４に記載の自動製氷装置。
【請求項７】
硬度検知手段を電気透析の電流値とすることを特徴とする請求項６に記載の自動製氷装置。
【請求項８】
第二の硬度の検出を、電気透析への断続的な通電による電流値で行うことを特徴とする請求項７に記載の自動製氷装置。
【請求項９】
循環ポンプ停止時は電気透析への通電を停止することを特徴とする請求項６から８のいずれか一項に記載の自動製氷装置。
【請求項１０】
軟水手段の動作と停止を切り換える手動操作部を設けたことを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の自動製氷装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、軟水手段を備えた自動製氷装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、飲食店舗では、飲食用の透明氷が短時間で大量にできる業務用自動製氷機が普及している。
【０００３】
従来の軟水手段を備えた自動製氷装置としては、貯水タンクに製氷用水を供給する給水経路内に逆浸透膜を用いた純水製造装置を設けたものがある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
以下、図面を参照しながら上記従来の純水製造装置を備えた自動製氷装置を説明する。
【０００５】
図４は、従来の純水製造装置を備えた自動製氷装置のシステム構成図である。図４に示すように、従来の純水製造装置を備えた自動製氷装置は、給水経路内に設けられた逆浸透膜を用いた純水製造装置４１と、純水製造装置に送る水道水を加圧する加圧ポンプ４２と、純水製造装置４１により製造された製氷用水を貯える給水タンク４３と、給水タンク４３に貯えられた水を使用し氷片を連続的に生成するオーガ式製氷機４４とから構成されている。
【０００６】
以上のように構成された純水製造装置を備えた自動製氷装置について、以下その動作を説明する。
【０００７】
製氷に使用される水道水は、加圧ポンプ４２により加圧され、純水製造装置４１内の逆浸透膜を通過することにより不純物が除去され、純水のみが貯水タンク４３に貯えられる。ここで、逆浸透膜を通過せず純水製造装置４１内に残った不純物を多く含んだ水は、排水として純水製造装置外へ排出される。貯水タンクに貯えられた純水は製氷用水として氷片をオーガ式製氷機４４に供給され氷片を連続的に生成する。
【０００８】
【特許文献１】
特開平８−６１８１７号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の構成は、貯水タンクへ水道水を給水するための給水経路に軟水器を設けたため、一度の通水でミネラルを処理できる逆浸透膜方式の軟水手段が必要となるため、水道水を加圧するポンプが必要となり、また軟水手段からの排水が多くなるという欠点があった。
【００１０】
本発明は従来の課題を解決するもので、製氷用水製造に適した軟水化装置を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載の発明は、冷却手段を備え製氷を行う製氷室と、製氷用水を溜めておく貯水タンクと、前記貯水タンク内の水を製氷室に送る循環ポンプを備え、前記製氷室と前記貯水タンクと前記循環ポンプとからなる循環給水経路内にミネラル分を除去する軟水手段が組み込まれたものであり、製氷用水が繰り返し軟水手段を通過することにより徐々に水硬度を下げることができるという作用を有する。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明に、さらに軟水手段が循環ポンプの吐出側に組み込まれたものであり、軟水手段内を高圧で保つことができるという作用を有する。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明に、さらに循環給水経路内に硬度検知手段を組み込み、制御手段によって軟水手段は第二の硬度以上で動作し、第一の硬度以下で停止するものであり、所定硬度範囲内で動作するという作用を有する。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明に、さらに第三の硬度以上になった場合は強制排水するものであり、製氷用水の硬度が第三の硬度以上では製氷を行わないという作用を有する。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、請求項１から４に記載の発明に、さらに軟水手段をイオン交換樹脂としたものであり、水中のミネラルイオンを吸着するという作用を有する。
【００１６】
請求項６に記載の発明は、請求項１から４に記載の発明に、さらに軟水手段を電気透析としたものであり、軟水手段への通電・非通電によって軟水手段の動作・停止を制御できるという作用を有する。
【００１７】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の発明に、さらに硬度検知手段を電気透析の電流値としたものであり、製氷用水の硬度に対応して電流値が変化するという作用を有する。
【００１８】
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の発明に、さらに第二の硬度の検出を、電気透析への断続的な通電による電流値で行うものであり、製氷用水中の硬度を検出するという作用を有する。
【００１９】
請求項９に記載の発明は、請求項６から８に記載の発明に、さらに循環ポンプ停止時は電気透析への通電を停止するというものであり、通水時以外の軟水手段の通電をなくすという作用を有する。
【００２０】
請求項１０に記載の発明は、請求項１から９に記載の発明に、さらに軟水手段の動作と停止を切り換えることができるものであり、手動で軟水手段の動作と停止を切り換えることができるという作用を有する。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による軟水手段を備えた自動製氷装置の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２２】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１による軟水手段を備えた自動製氷装置の要部断面図であり、図２は軟水手段を流れる電流値と製氷用水硬度の関係を示した特性図である。
【００２３】
図１において、製氷室１は下方に向かって開口する複数のセル２と、セル２上面には接合された冷却パイプ３より構成され、セル外周には温度検知サーミスタ４が取り付けられている。貯水タンク５は製氷室１下方に配置され、上部の水皿部６と下部の貯水部７とから構成されている。水皿部６は製氷室１の各セル２内面に製氷用水を噴出するための噴出口８と、噴出口８近傍で未凍結水を貯水部７に戻す戻り口９が設けられている。循環ポンプ１０は、貯水部７の製氷用水を送液するように循環ポンプ１０吸入口が貯水部７に連結されるよう取り付けられている。軟水手段１１は、入水口と循環ポンプ１０の吐出部が連結され、軟水手段１１の出水口と水皿部６が連結するよう取り付けられている。軟水手段１１をＯＮ−ＯＦＦするための制御手段１２は、手動により軟水手段１１をＯＮ−ＯＦＦする手動スイッチと、軟水手段１１に流れる電流値により軟水手段１１をＯＮ−ＯＦＦする電流リレーと、循環ポンプ１０のＯＮ−ＯＦＦにより軟水手段１１をＯＮ−ＯＦＦする電磁接触器で構成されている。
【００２４】
ミネラル分を除去する軟水手段１１としては、電気透析式が適用できる。電気透析式の軟水手段１１は、電極板とイオン交換膜で構成されており、陽極と陰極の電極間に陰イオンのみを通す陰イオン交換膜と陽イオンのみを通す陽イオン交換膜が交互に配置されている（図示せず）。
【００２５】
図２は、軟水手段１１への直流電圧の印加により生じる電流値と硬度の関係であり、硬度の上昇により電流値が増加している。ここで、第一の硬度は透明製氷を行う際、障害のない硬度である５０相当とし、第二の硬度は実験により導かれた製氷用水に含まれるミネラル分が析出しはじめる硬度６００相当とし、第三の硬度は実験により導かれた氷が完全に白濁しはじめる硬度１５００相当とする。
【００２６】
以上のように構成された軟水手段を備えた自動製氷装置について、以下その動作を説明する。
【００２７】
貯水タンク５の貯水部７には製氷に使用される水道水が貯えられ、製氷を開始すると、循環ポンプ１０が駆動し、貯水部７の水が軟水手段１１を通過し、吐出口８よりセル２内面へ噴出される。ここで、循環ポンプ１０吐出側に軟水手段１１が配置されているので、軟水手段１１内の圧力を所定値以上に保つことができる。このとき、冷却パイプ３内を低温冷媒が流れることによりセル２全体が冷却され、セル２に供給された水はセル２内面より凍結しはじめ、未凍結水は戻り口９を通り貯水部７へ戻る。
【００２８】
ここで、氷は水中のミネラル等の不純物を排出しながら成長するため、未凍結水はミネラルが濃縮された状態で貯水部７に戻り、貯水部７内の製氷用水の硬度を上昇させていく。ここで、軟水手段１１を流れる電流と製氷用水の硬度は図２にような関係となることから、軟水手段１１に断続的に直流電圧を印加することで生じる電流値により硬度を検知することができる。ミネラル分を析出しはじめる第二の硬度に対応する電流値を越えると、制御手段１２により、軟水手段１１に直流電圧を連続印加する。軟水手段１１に直流電圧が印加されると、軟水手段１１内の水に含まれる陽イオンは陰極側に陰イオンは陽極側に引き寄せられ、陽極側に陰イオン膜、陰極側に陽イオン膜がある膜間では軟水（脱イオン水）が、陽極側に陽イオン膜、陰極側に陰イオン膜がある膜間ではイオン濃縮水が生成される。軟水手段１１によって、生成された軟水は、吐出口８よりセル２内面へ噴出され、未凍結水は戻り口９を通り貯水タンク５へ戻る。軟水手段１１へ繰り返し通水することにより徐々に硬度は下降しはじめ、第一の硬度に対応する電流値になると、制御手段１２により、軟水手段１１への通電は解除される。また、軟水手段１１運転中に、給水・離氷・満氷などにより循環ポンプ１０が停止した場合、制御手段１２により軟水手段１１を停止する。
【００２９】
ただし、制御手段１２は、確実に氷が白濁しはじめる第三の硬度対応する電流値以上の場合には、製氷を停止し、冷却パイプ３にホットガスを流しセル２内の氷を全て溶かし、温度検知サーミスタ４により完全に融解したことを確認した後、貯水部７の水を完全に排出する。制御手段１２には、軟水手段１１の通電・非通電を手動で切替できる手動操作部が設けられており、非通電の場合には貯水部７内の製氷用水は製氷毎に排水する。
【００３０】
以上のように実施の形態１の軟水手段１１を備えた自動製氷装置は、冷却手段を備え製氷を行う製氷室１と、製氷用水を溜めておく貯水タンク５と、貯水タンク５内の水を製氷室１に送る循環ポンプ１０を備え、製氷室１と貯水タンク５と循環ポンプ１０とからなる循環給水経路内にミネラル分を除去する軟水手段１１が組み込まれることにより、製氷用水が繰り返し軟水手段１１を通過することにより徐々に硬度を下げることができるので、一度の処理能力が小さい軟水手段でも製氷中に製氷用水硬度を下げていくことができる。
【００３１】
また、本実施の形態の自動製氷装置は、軟水手段１１が循環ポンプ１０の吐出側に組み込まれたものであり、軟水手段１１内を高圧で保つことができるので、軟水手段１１内キャビテーションを抑制し、軟水性能を安定させることができる。
【００３２】
また、本実施の形態の自動製氷装置は、循環給水経路内に硬度検知手段を組み込み、制御手段１２によって軟水手段は第二の硬度以上で動作し、第一の硬度以下で停止することにより、所定硬度範囲内で動作することができ、氷の品質を落とすことなく無駄な軟水手段１１の動作を防ぐことができる。
【００３３】
また、本実施の形態の自動製氷装置は、第三の硬度以上になった場合は強制排水することにより、製氷用水の硬度が第三の硬度以上では製氷を行わないので、製氷水が白濁硬度以上である異常事態の場合には製氷を止めることができる。
【００３４】
また、本実施の形態の自動製氷装置は、軟水手段１１を電気透析とすることにより、軟水手段１１への通電・非通電によって軟水手段１１の動作・停止を制御できるので、従来の逆浸透膜式軟水手段と比べ軟水手段１１からの排水が少なく、また小型で処理能力の小さい軟水手段１１で別経路を設けることなく動作・停止ができる。
【００３５】
また、本実施の形態の自動製氷装置は、硬度検知手段を電気透析の電流値とすることにより、硬度検知装置を使用することなく硬度検知ができるので、省スペースで検知装置コストを減らすことができる。
【００３６】
また、本実施の形態の自動製氷装置は、軟水手段１１停止時は、第二の硬度の検出を、電気透析への断続的な通電による電流値で行うことにより、製氷用水中の硬度を検出することができるので、軟水動作を連続的にすることなく硬度検知でき、無駄な電力の消費を防ぐことで軟水器の寿命を延ばすことができる。
【００３７】
また、本実施の形態の自動製氷装置は、循環ポンプ１０停止時は電気透析への通電を停止することにより、通水時以外の軟水手段１１の通電をなくすことができ、未通水時の無駄な電気透析の電力消費を防ぐことができる。
【００３８】
また、本実施の形態の自動製氷装置は、軟水手段１１の動作と停止を手動で切り換えることができることにより、手動で軟水手段１１の動作と停止を切り換えることができるので、用途に応じて手動で氷の品質や排水量を選択することができる。
【００３９】
（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２による軟水手段を備えバイパス経路を設けた自動製氷装置の要部断面図である。なお、実施の形態１と同一構成については同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【００４０】
図３において、硬度検知装置３１は、水を流れる電流値によって硬度を検知する装置で循環ポンプ１０吐出部に入水口に取り付けられ、出水口はバイパス配管３２と軟水配管３３に分岐されている。バイパス配管３２は、硬度検知装置３１の出水口と水皿部６をつなぐ配管で、バイパス配管３２にはバイパスバルブ３４が取り付けられている。軟水配管３３は、軟水バルブ３５が取り付けられており、硬度検知装置３１の出水口と軟水手段３６の入水口をつないでいる。軟水手段３６は、イオン交換基を有する樹脂で構成されており、水皿６と出水口が連結している。制御手段３７は、硬度検知装置３１の電流値によってバイパスバルブ３４と軟水バルブ３５の開閉を行う電流電磁接触器で構成されている。
【００４１】
以上のように構成された軟水手段を備えた自動製氷装置について、以下その動作を説明する。
【００４２】
貯水タンク５の貯水部７に貯えられた製氷用水は、製氷を開始すると循環ポンプ１０の駆動とともにバイパスバルブ３４が開くと同時に軟水バルブ３５が閉じ、バイパス配管３２を製氷用水が流れ、吐出口よりセル２内面に噴出される。氷の成長とともに、貯水部７の硬度は上昇し、硬度検知装置３１により第二の硬度に対応する電流値を越えると、制御手段３７によりバイパスバルブ３４を閉じると同時に軟水バルブ３５を開き、軟水手段３６へ通水する。軟水手段３６に通水されると、イオン交換樹脂のイオン交換基が水に含まれるイオン価の高いＣａ、Ｍｇイオンを吸着し、イオン交換基を放出しするため、軟水が生成され、製氷用水として使用される。軟水手段３６に繰り返し通水することにより硬度が下降しはじめ、硬度検知装置３１により第一の硬度以下に対応する電流値になると、制御手段３７によりバイパスバルブ３４を開くと同時に軟水バルブ３５が閉じ、バイパス配管３２へ通水する。ただし、制御手段３７が確実に氷が白濁しはじめる第三の硬度に対応する電流値を硬度検知装置３１が検知した場合には、製氷を停止し、冷却パイプ３にホットガスを流しセル２内の氷を全て溶かし、温度検知サーミスタ４により完全に融解したことを確認した後、貯水部７の水を完全に排出する。制御手段３７には、軟水手段３６の作動・停止を手動で切替できる手動操作部が設けられており、停止の場合にはバイパスバルブ３４を開き、軟水バルブ３５を閉じることにより通水をバイパス配管３２のみとし、貯水部７内の製氷用水は製氷毎に排水する。
【００４３】
以上のように本実施の形態の軟水手段を備えた自動製氷装置は、軟水手段３６をイオン交換樹脂としたものであり、水中のミネラルイオンを吸着することができるので、従来の逆浸透膜式軟水手段と比べ軟水手段３６からの排水がなく、加圧ポンプなしで製氷用水を軟水化することができる。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１に記載の発明は、冷却手段を備え製氷を行う製氷室と、製氷用水を溜めておく貯水タンクと、貯水タンク内の水を製氷室に送る循環ポンプを備え、製氷室と貯水タンクと循環ポンプとからなる循環給水経路内にミネラル分を除去する軟水手段が組み込まれることにより、製氷用水が繰り返し軟水手段を通過することにより徐々に硬度を下げることができるので、一度の処理能力が小さい軟水手段でも製氷中に製氷用水硬度を下げていくことができる。
【００４５】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明に加えて軟水手段が循環ポンプの吐出側に組み込まれたものであり、軟水手段内を高圧で保つことができるので、軟水手段内キャビテーションを抑制し、軟水性能を安定させることができる
また、請求項３に記載の発明は、請求項１から２に記載の発明に加えて循環給水経路内に硬度検知手段を組み込み、制御手段によって軟水手段は第二の硬度以上で動作し、第一の硬度以下で停止することにより、所定硬度範囲内で動作することができ、氷の品質を落とすことなく無駄な軟水手段の動作を防ぐことができる。
【００４６】
また、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明に加えて第３の硬度以上になった場合は強制排水することにより、製氷用水の硬度が第三の硬度以上では製氷を行わないので、製氷水が白濁硬度以上である異常事態の場合には製氷を止めることができる。
【００４７】
また、請求項５に記載の発明は、請求項１から４に記載の発明において軟水手段をイオン交換樹脂としたものであり、水中のミネラルイオンを吸着することができるので、従来の逆浸透膜式軟水手段と比べ軟水手段からの排水がなく、加圧ポンプなしで製氷用水を軟水化することができる。
【００４８】
また、請求項６に記載の発明は、請求項１から４に記載の発明において軟水手段を電気透析とすることにより、軟水手段への通電・非通電によって軟水手段の動作・停止を制御できるので、従来の逆浸透膜式軟水手段と比べ軟水手段からの排水が少なく、また小型で処理能力の小さい軟水手段で別経路を設けることなく動作・停止ができる。
【００４９】
また、請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の発明に加えて硬度検知手段を電気透析の電流値とすることにより、硬度検知装置を使用することなく硬度検知ができるので、省スペースで検知装置コストを減らすことができる。
【００５０】
また、請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の発明に加えて第二の硬度の検出を、電気透析への断続的な通電による電流値で行うことにより、製氷用水中の硬度を検出することができるので、軟水動作を連続的にすることなく硬度検知でき、無駄な電力の消費を防ぐことで軟水器の寿命を延ばすことができる。
【００５１】
また、請求項９に記載の発明は、請求項１から９に記載の発明において循環ポンプ停止時は電気透析への通電を停止することにより、通水時以外の軟水手段の通電をなくすことができ、未通水時の無駄な電気透析の電力消費を防ぐことができる。
【００５２】
また、請求項１０に記載の発明は、請求項１から９に記載の発明において軟水手段の動作と停止を手動で切り換えることができることにより、手動で軟水手段の動作と停止を切り換えることができるので、用途に応じて手動で氷の品質や排水量を選択することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】軟水手段を備えた自動製氷装置の要部断面図
【図２】軟水手段を流れる電流値と製氷用水硬度の関係を示した特性図
【図３】軟水手段を備えバイパス経路を設けた自動製氷装置の要部断図
【図４】従来の純水製造装置を備えた自動製氷装置のシステム構成図
【符号の説明】
１    製氷室
２    セル
３    冷却パイプ
４    温度検知サーミスタ
５    貯水タンク
６    水皿部
７    貯水部
８    吐出口
９    戻り口
１０  循環ポンプ
１１  軟水器
１２  制御手段
３１  硬度検知装置
３２  バイパス経路
３３  軟水経路
３４  バイパスバルブ
３５  軟水バルブ
３６  軟水手段
３７  制御手段
【図１】
2004271048.tif 000003
【図２】
2004271048.tif 000004
【図３】
2004271048.tif 000005
【図４】
2004271048.tif 000006