(57)【要約】【課題】製氷シリンダの外周に巻着された冷却パイプの最上段でパイプ割れを引き起こすことのないオーガ式製氷機を提供する。【解決手段】オーガ式製氷機の製氷シリンダ２の外周面且つ冷媒蒸発管３の上端周に芯線１０を巻回して、冷媒蒸発管３、芯線１０及び製氷シリンダ２を接合する。接合部において、常に一定の形状のフィレットが形成されると共に、フィレットが構造材料により形成されるため、接合部の強度が増し、応力集中を防ぐことができる。【選択図】図２
2007057205.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周に冷媒蒸発管が巻装された製氷シリンダと、
該製氷シリンダ内に回転自在に配置されると共に外周面に螺旋刃が形成されたオーガと、
前記製氷シリンダの上端内部に固定され、氷圧縮通路が貫設されると共に前記オーガの上部回転軸を支持する固定刃とを備え、
前記製氷シリンダの内壁面に形成される薄氷を削氷しつつ上方へ搬送し、前記氷圧縮通路で圧縮することにより製氷するオーガ式製氷機において、
前記製氷シリンダの外周面且つ前記冷媒蒸発管の上端周に芯線を巻回して、前記冷媒蒸発管、前記芯線、及び前記製氷シリンダを接合することを特徴とするオーガ式製氷機。
【請求項２】
前記芯線は、断面が山形状に突出することを特徴とする請求項１に記載のオーガ式製氷機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オーガを備えるオーガ式製氷機に関し、特に、製氷シリンダと冷媒蒸発管との接合構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から所要形状の氷塊を製造する製氷機の一つとして、チップアイスやフレークアイスのような小片状の氷塊（圧縮氷）を連続的に製造し得るオーガ式製氷機が知られている。このオーガ式製氷機を簡単に説明すると、オーガ式製氷機は、冷凍ケーシングの内部に製氷シリンダを備えており、この製氷シリンダの外周に、冷凍機構から導出する蒸発器が巻回されている。製氷シリンダの内部には、外周に螺旋刃を備えるオーガが配置されており、このオーガは、カップリングを介してギヤモータで回転するように構成されている。冷凍ケーシング内部の製氷シリンダの上部内側には、フレーク状の氷を圧縮する固定刃が配設されている。また、冷凍ケーシングの下方には、製氷水タンクから製氷シリンダの内部に製氷水を供給するための供給管が配設されている。
【０００３】
このように構成されたオーガ式製氷機の製氷運転が開始されると、製氷水タンクから製氷シリンダに供給される製氷水が製氷シリンダの内壁面から徐々に氷結を始め、層状の薄氷が形成される。薄氷は、オーガの螺旋刃により剥ぎ取られつつ上方へ搬送される。搬送されたフレーク状の氷は、固定刃で圧縮されてチップアイスが形成され、適宜貯氷庫などに貯留されるようになっている。
【０００４】
このようなオーガ式製氷機の蒸発器は、例えば図４に示されるように、表面にはんだメッキが施された銅製の筒からなる製氷シリンダ２の外周面に、断面が山形状に突出するような芯線２０を巻回すると共にその上から蒸発管としての銅製の冷却パイプ３を巻回し、その後、ヒータにより製氷シリンダ２を内面から加熱した状態で隣り合う冷却パイプ３と製氷シリンダ２の外周面との間に形成される隙間に溶融状態のはんだ３０を芯線２０に伝わらせながら流入させて製氷シリンダ２の外周面に冷却パイプ３を接合することにより製造される（例えば、特許文献１、２参照）。このように、隣接する冷却パイプ２の空隙を埋めるように断面山形状に突出する芯線２０を用いてはんだ３０により接合することにより、冷却パイプ３を接合するはんだ３０内における空隙の形成を防止することができ、長寿命で特性の優れた蒸発器を実現することができる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３３２９５１号公報
【特許文献２】米国特許第４７３９６３０号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、図５に示すように、製氷シリンダ２に巻装され、はんだ３０により溶着された最上段の冷却パイプ３ａの内側に亀裂４０が発生する恐れがあった。その原因の一つとしては、冷却パイプ３を製氷シリンダ２に接合するはんだ３０が少なく、フィレット３１が適正に形成されない場合、図６に示すように、オーガ４の螺旋刃５により剥ぎ取られつつ上方へ搬送されたフレーク状の氷が固定刃７の氷圧縮通路を通過する際に圧縮されて発生する圧縮荷重Ｆ１と、冷却パイプ３の内部に流れる冷媒による熱収縮Ｆ２とによって応力集中が起き易くなることが考えられる。また、隣接する冷却パイプ３間には、空隙防止のために断面が山形状に突出する芯線２０が埋め込まれているが、最上段の冷却パイプ３ａの上端周は、はんだ３０のみにより接合されているため、構造材料ではないはんだ３０により形成されたフィレット３１は強度が低く、図５に示すように、はんだにより形成されたフィレット３１が割れた場合には、さらなる応力集中が発生し、冷却パイプ３の内側に亀裂４０が発生する可能性が増すことが考えられる。
【０００７】
以上の点を整理すると、製氷シリンダ２の外周に巻着された最上段の冷却パイプ３でパイプ割れを引き起こすには、以下の３条件を満たした場合であると考えられる。
ｉ）固定刃での圧縮力によるラジアル荷重
ｉｉ）銅製の冷却パイプの熱収縮
ｉｉｉ）はんだの形状による応力集中
ここで、ｉ）及びｉｉ）については、オーガ式製氷機の製氷能力の低下を招くため、ｉｉｉ）について対応策を考えることが最も効果があると思われる。
【０００８】
従って、本発明は、上述した従来の技術の問題を解決するためになされたもので、製氷シリンダの外周に巻着された最上段の冷却パイプでパイプ割れを引き起こすことのないオーガ式製氷機を提供することを主な目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述の目的を達成するため、請求項１に記載の本発明によれば、オーガ式製氷機は、外周に冷媒蒸発管が巻装された製氷シリンダと、該製氷シリンダ内に回転自在に配置されると共に外周面に螺旋刃が形成されたオーガと、前記製氷シリンダの上端内部に固定され、氷圧縮通路が貫設されると共に前記オーガの上部回転軸を支持する固定刃とを備え、前記製氷シリンダの内壁面に形成される薄氷を削氷しつつ上方へ搬送し、前記氷圧縮通路で圧縮するように構成されており、さらに、前記製氷シリンダの外周面且つ前記冷媒蒸発管の上端周に芯線を巻回して、前記冷媒蒸発管、前記芯線、及び前記製氷シリンダを接合することを特徴としている。
前記芯線は、断面が山形状に突出することが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
製氷シリンダの外周に巻着された最上段の冷却パイプの上端周に芯線を用いて、芯線と冷却パイプとを一緒に製氷シリンダに接合することにより、常に一定の形状のフィレットが形成されると共に、フィレットが構造材料により形成されるため、接合部の強度が増し、応力集中を防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
次に、本発明の好適な実施の形態を、添付図面を参照しながら説明するが、図中、同一符号は、同一又は対応部分を示すものとする。
【実施例】
【００１２】
図１は、本発明の好適な実施形態に係るオーガ式製氷機の概略を示す一部断面正面構成図である。この図において、オーガ式製氷機は、冷凍ケーシング１の内部に製氷シリンダ２を備えており、この製氷シリンダ２の外周には、圧縮機、凝縮器、ドライヤ及び膨張弁と共に冷凍回路（図示せず）を構成する蒸発器の冷媒蒸発管としての銅製の冷却パイプ３が巻回されている。製氷シリンダ２の内部には、外周に螺旋刃５を備えるオーガ４が配置されており、このオーガ４は、カップリング６を介してギヤモータ（図示せず）で回転するように構成されている。冷凍ケーシング１内部の製氷シリンダ２の上部内側には、フレーク状の氷を圧縮する固定刃７が配設されている。また、冷凍ケーシング１の下方には、製氷水タンク（図示せず）から製氷シリンダ２の内部に製氷水を供給するための供給管８が配設されている。なお、蒸発管３の外周部には、断熱材９が配設されている。
【００１３】
このように構成された製氷ユニットの製氷運転が開始されると、製氷水タンクから供給管８を介して製氷シリンダ２に供給される製氷水は、製氷シリンダ２も内壁面から徐々に氷結を始め、層状の薄氷が形成され、オーガ４の螺旋刃５によりその薄氷が削り取られつつ上方へ移送される。搬送されたフレーク状の氷は、固定刃７で圧縮されてチップアイスが形成され、適宜貯氷庫（図示せず）などに貯留されるようになっている。
【００１４】
以下に、図２及び図３を参照しながら、製氷シリンダ２の外周に巻装された冷却パイプ３の接合構造を詳述する。冷却パイプ３は、図２に示されるように、表面にはんだメッキが施された銅製の筒からなる製氷シリンダ２の外周面に巻回されているが、隣り合う冷却パイプ３と製氷シリンダ２の外周面との間に形成される隙間には、断面が山形状に突出する芯線２０が埋め込まれている。
【００１５】
一方、本発明に係る接合構造に関する最上段の冷却パイプ３ａの上端周には、製氷シリンダ２の外周面との間に、芯線２０と同様な構造の断面が山形状に突出する芯線１０が巻回されている。ここで、冷却パイプの「上端周」とは、上側に隣接する冷却パイプが存在しない開放されている最上段の冷却パイプ３ａの上側の周囲をいう。芯線１０は、図３に示されるような構造であり、詳述すると、その一側には、製氷シリンダ２の外周面に当接する平坦面１１が形成されている。また、芯線１０の他側には、山形状の横断面を有する突出部１２が形成されている。突出部１２は、２つの湾曲した凹面１３ａ、１３ｂを有しており、少なくとも最上段の冷却パイプ３ａの外周面に対向する凹面１３ａは、この冷却パイプ３ａの湾曲した外周面に対応した曲率を有するように形成されている。残りの凹面１３ｂは、冷却パイプ３と製氷シリンダ２とを接合した際に、最上段の冷却パイプ３ａの上端周においてフィレット３１（図２参照）を形成するように構成されている。
【００１６】
このように組み合わされた状態で、ヒータ等の加熱装置により製氷シリンダ２を内面から加熱した状態で冷却パイプ３の外側から溶融状態のはんだ３０を差し入れることにより、製氷シリンダ２の外周面に冷却パイプ３が接合される。隣接する冷却パイプ３間と製氷シリンダ２の外周面との間に形成される隙間は、芯線２０によりほとんど埋められているため、はんだ３０が製氷シリンダ２の外周面と芯線２０と冷却パイプ３との相互間のわずかな隙間で広範囲に均一に広がり、はんだ３０内に空隙が形成されずにしっかりと保持される。
【００１７】
一方、最上段の冷却パイプ３ａの上端周においては、はんだ３０により冷却パイプ３ａと、芯線１０と、製氷シリンダ２とを接合する場合、三角形状の芯線１０が存在するため、最上段の冷却パイプ３ａの上端周に常に一定のフィレット３１が形成される。すなわち、従来であれば、作業者によってバラツキの大きかった最上段の冷却パイプ３ａの上端周に、一定の且つ大きなフィレット３１を形成することができるため、強度が上がる。また、従前、はんだで形成されていたフィレット３１が構造材料により形成されるため、このような観点からも強度が上がる。最上段の冷却パイプ３ａの上端周における製氷シリンダ２との接合部の強度が上がることにより、この部分が割れにくくなり、割れによる応力集中を防ぐことができる。その結果、上述した最上段の冷却パイプでパイプ割れを引き起こすと考えられる３条件の内の一つである「はんだの形状による応力集中」を回避することができ、パイプ割れを引き起こすことがない。なお、最上段の冷却パイプ３ａの上端周におけるフィレット３１が大きく一定に保たれることにより、冷却パイプ３と製氷シリンダ２との間の熱交換面積が若干広くなり、製氷能力アップも望まれる。
【００１８】
上記の実施形態においては、隣接する冷却パイプ３間に埋め込んだ芯線２０と最上段の冷却パイプ３ａの上端周に配設した芯線１０とを別個のもととしたが、これらは、同一のものにすることもできる。これにより、例えば、冷却パイプ３間に埋め込まれた芯線を最上段の冷却パイプ３ａの上端周まで延長するだけで、本願の接合構造を容易に得ることができる。
【００１９】
また、図３の示した芯線１０の一側の平坦面１１に凸部を設け、製氷シリンダ２の外周面に、この凸部と係合する溝を画成しておけば、製氷シリンダ２の外周面の溝に芯線１０の凸部を嵌め込むだけで、所定の位置に芯線１０をしっかりと固定することができ、取り付けが容易になる。さらに、図４に示すように、最上段の冷却パイプ３ａの上端周に配設する芯線として、断面が円形の銅線１５を用いても、同様の効果を得ることができる。
【００２０】
なお、上記の実施形態においては、製氷シリンダの外周に巻回された蒸発器を構成する冷却パイプを、はんだを用いて接合する場合について説明したが、本願発明はこれに限定されるものではなく、例えば、ロウ材を用いてロウ付けをしても同様に固定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の好適な実施形態に係るオーガ式製氷機の概略を示す一部破断正面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る接合構造を示す部分拡大断面図である。
【図３】図２に用いる芯線の拡大断面図である。
【図４】本発明の他の実施形態に係る接合構造を示す部分拡大断面図である。
【図５】従来の接合構造を示す部分拡大断面図である。
【図６】従来の接合構造においてはんだ割れにより冷却パイプに亀裂が入った状態を示す部分拡大断面図である。
【図７】冷却パイプと製氷シリンダ周りに生じる荷重の作用方向を示す概要図である。
【符号の説明】
【００２２】
１    冷凍ケーシング
２    製氷シリンダ
３    冷却パイプ（冷媒蒸発管）
３ａ  最上段の冷却パイプ
４    オーガ
５    螺旋刃
６    カップリング
７    固定刃
８    供給管
９    断熱材
１０    芯線
１１    平坦面
１２    突出部
１３    凹面
１５    銅線
３０    はんだ
３１    フィレット
【図１】
2007057205.tif 000003
【図２】
2007057205.tif 000004
【図３】
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【図４】
2007057205.tif 000006
【図５】
2007057205.tif 000007
【図６】
2007057205.tif 000008
【図７】
2007057205.tif 000009