(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状の冷凍ケーシング(12)の外周に、冷凍系に接続する蒸発器(14)を螺旋状に密着的に巻回し、この蒸発器(14)における上下に密着して隣接し合う巻回部(40,40)と前記冷凍ケーシング(12)との間に画成される螺旋状の間隙(42)を、熱伝導率の良好な適宜の材料で充塞させるようにした冷却ユニットにおいて、
前記間隙(42)の断面積よりも適宜小さい断面積を有し、該間隙(42)内に所要の隙間(42A)を形成した状態で前記冷凍ケーシング(12)の外周に巻回された長尺の線材(50,52)と、
前記線材(50,52)を伝わらせながら前記隙間(42A)全体を充塞するよう流し込まれ、前記冷凍ケーシング(12)と蒸発器(14)とを密着状態で接着させる半田(44)とから構成した
ことを特徴とする冷却ユニットの接着構造。
【請求項２】
前記線材(52)の外表面には、半田メッキ(54)が施されている請求項１記載の冷却ユニットの接着構造。
【請求項３】
前記線材(50,52)は、熱伝導率の良好な銅またはアルミニウム等を材質としている請求項１または２記載の冷却ユニットの接着構造。
【請求項４】
円筒状の冷凍ケーシング(12)の外周に、冷凍系に接続する蒸発器(14)を螺旋状に密着的に巻回し、この蒸発器(14)における上下に密着して隣接し合う巻回部(40,40)と前記冷凍ケーシング(12)との間に画成される螺旋状の間隙(42)を、熱伝導率の良好な適宜の材料で充塞させるようにした冷却ユニットにおいて、
前記間隙(42)の断面積よりも適宜小さい断面積を有する長尺の線材(50,52)を、前記冷凍ケーシング(12)の外周に螺旋状に巻回し、
前記蒸発器(14)を冷凍ケーシング(12)の外周に、該蒸発器(14)の巻回部(40,40)と冷凍ケーシング(12)との間に画成される間隙(42)内に前記線材(50,52)が所要の間隙(42A)を形成した状態で臨むよう螺旋状に巻回し、
前記間隙(42)の上端開口部から流し込んだ溶融状態の半田(44)を、前記線材(50,52)を伝わらせながら注入して該半田(44)を隙間(42A)全体に充塞させることにより、前記冷凍ケーシング(12)と蒸発器(14)とを密着状態で接着させる
ことを特徴とする冷却ユニットの接着方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は冷却ユニットの接着構造および接着方法に関し、更に詳細には、オーガ式製氷機やアイスクリーム製造機等の冷却ユニットにおいて、ステンレス製の冷凍ケーシングと銅製の蒸発器との接着力の向上および熱交換率の向上を図った接着構造と、この接着構造を好適に実施するための接着方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えばオーガ式製氷機では、円筒状の冷凍ケーシングの外周に、冷凍系に接続する蒸発器を巻回してなる冷却ユニットを有している。この冷却ユニットでは、前記蒸発器に冷媒を循環させて冷凍ケーシングを冷却し、該ケーシング中に供給した製氷水をその内壁面に氷結させ、得られた氷層をオーガで削り取りつつ上方に移送し、薄片状の氷を貯氷庫中に放出貯留するよう構成されている。すなわち図５に示すように、オーガ式製氷機の製氷部となる製氷筒１０は、平滑な円筒状内壁面を形成する冷凍ケーシング１２と、図示しない冷凍系に接続されて該ケーシング１２の外周に螺旋状に巻回させた蒸発器１４とから構成され、製氷運転時に冷媒を該蒸発器１４に循環させることにより、冷凍ケーシング１２を強制冷却するよう構成されている。また、冷凍ケーシング１２の内部にはオーガ１６が内挿され、その回転軸１８が該ケーシング１２の上下両端に配設した軸受２０,２０(上方のみ図示する)に回転自在に枢支されている。このオーガ１６の外周には、冷凍ケーシング１２の内径より僅かに小さい外径を有する削切刃２２が螺旋状に形成されており、冷凍ケーシング１２の内壁面に氷結する薄氷を、該削切刃２２で削り取りつつ上方へ移送するように構成される。そして前記冷凍ケーシング１２の上部には、前記上の軸受２０を兼ねる押圧頭２４が配設され、この押圧頭２４の上方にはカッタ２６が配設されている。なお、このように構成された製氷筒１０の外周は、適宜の断熱材３２により被覆されている。
【０００３】
このように構成したオーガ式製氷機を製氷運転すると、冷凍ケーシング１２は蒸発器１４内を循環する冷媒と熱交換を行なって氷点下に冷却され、供給源３４から該冷凍ケーシング１２に供給される製氷水は、ケーシング内壁面から徐々に氷結を開始して層状の薄氷が形成される。そして、冷凍ケーシング１２中に内挿した前記オーガ１６が回転駆動されると、該オーガ１６の削切刃２２により薄氷が削り取られつつ上方に移送され、該冷凍ケーシング１２の上部に配設した前記押圧頭２４により圧縮されて連続的な圧縮氷が成形される。更に、この圧縮氷は前記カッタ２６により切断されて、所定寸法の圧縮氷となって氷放出路２８に押し出され、氷放出路２８から貯氷庫３０内へ放出されるようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前述したオーガ式製氷機の製氷筒１０に代表される冷却ユニットでは、冷凍ケーシング１２の全体を均一に冷却するために、前述したように、該ケーシング１２の外周全体を隙間なく前記蒸発器１４で覆っている。しかしながらこの蒸発器１４は、図６に示すように、断面形状が扁平な環状の管体を螺旋状に巻回して形成されたものであるため、上下に隣接して密着的に位置する夫々の巻回部４０,４０と冷凍ケーシング１２との間に、断面が略三角形状をなす間隙４２が画成されてしまう。すなわち、冷凍ケーシング１２の外周面に螺旋状の間隙４２が画成されると、蒸発器１４に冷媒を循環させて冷凍ケーシング１２を冷却しても、前記間隙４２が画成される部分では有効な熱伝達が行なわれず、全体として熱交換率が低下する問題があった。
【０００５】
そこで、均一的な熱交換率を得られる製氷筒１０を製造するために、冷凍ケーシング１２の外周に巻回する蒸発器１４を半田４４で接着固定する際に、前記間隙４２を該半田４４で充塞する方法が実施されている。しかしながら、半田４４によって間隙４２を充塞する作業は、煩雑で時間がかかって製造コストが嵩む欠点があるうえに、該半田４４がケーシング１２の外周面を流れ落ちてしまうので、間隙４２全体を完全に充塞することは一般的に困難であり、図６に示すように、部分的に空間４６が残存してしまうことが多かった。このような残存空間４６には結露水が溜り易く、この結露水が次第に凍結,成長して蒸発器１４の巻回部４０を押し上げるようになり、蒸発器１４が冷凍ケーシング１２から分離してしまったり、該蒸発器１４を変形乃至破損させてしまう重大な問題を内在していた。
【０００６】
またこれとは別に、前記間隙４２と略同一の断面形状(略三角形状)に形成された熱伝導率の良好な部材を、該間隙４２が延在する冷凍ケーシング１２の外周部位に沿って巻回させることにより、該間隙４２が形成されないようにする方法も実施されている。しかしながら、前記部材を所要の断面形状に成形するための製造コストが嵩むと共に、該部材と蒸発器１４とを隙間のない状態で前記冷凍ケーシング１２に巻回させることは、極めて難しく熟練を要する作業となっていた。また、蒸発器１４の各巻回部４０,４０と前記部材とが密着的に接触していても結露水の流入を完全に阻止することはできず、この結露水の凍結,成長による冷凍ケーシング１２と蒸発器１４の分離や、該蒸発器１４の変形乃至破損を防止することは依然として不可能であった。なお、前記部材と蒸発器１４との接触面を半田で接着させようとする場合には、むしろ密着的に接触していることが半田の流入を妨げる結果となってしまい、蒸発器１４と該部材の好適な接着は困難である。
【０００７】
【発明の目的】
この発明は、前述した欠点に鑑み、これを好適に解決するべく提案されたものであって、冷凍ケーシングと蒸発器との間に画成される間隙に長尺の線材を予め介在させ、半田をこの線材に伝わらせながら効率的に充塞させ得るようにすることで、該ケーシングと蒸発器の接着に係る作業性の向上を図ると共に、該ケーシングと蒸発器の接着力の向上および熱交換率の向上を図り得る冷却ユニットの接着構造および接着方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を克服し、所期の目的を好適に達成するため、本発明に係る冷却ユニットの接着構造は、
円筒状の冷凍ケーシングの外周に、冷凍系に接続する蒸発器を螺旋状に密着的に巻回し、この蒸発器における上下に密着して隣接し合う巻回部と前記冷凍ケーシングとの間に画成される螺旋状の間隙を、熱伝導率の良好な適宜の材料で充塞させるようにした冷却ユニットにおいて、
前記間隙の断面積よりも適宜小さい断面積を有し、該間隙内に所要の隙間を形成した状態で前記冷凍ケーシングの外周に巻回された長尺の線材と、
前記線材を伝わらせながら前記隙間全体を充塞するよう流し込まれ、前記冷凍ケーシングと蒸発器とを密着状態で接着させる半田とから構成したことを特徴とする。
【０００９】
同じく前記課題を克服し、所期の目的を好適に達成するため、本発明に係る冷却ユニットの接着方法は、
円筒状の冷凍ケーシングの外周に、冷凍系に接続する蒸発器を螺旋状に密着的に巻回し、この蒸発器における上下に密着して隣接し合う巻回部と前記冷凍ケーシングとの間に画成される螺旋状の間隙を、熱伝導率の良好な適宜の材料で充塞させるようにした冷却ユニットにおいて、
前記間隙の断面積よりも適宜小さい断面積を有する長尺の線材を、前記冷凍ケーシングの外周に螺旋状に巻回し、
前記蒸発器を冷凍ケーシングの外周に、該蒸発器の巻回部と冷凍ケーシングとの間に画成される間隙内に前記線材が所要の隙間を形成した状態で臨むよう螺旋状に巻回し、
前記間隙の上端開口部から流し込んだ溶融状態の半田を、前記線材を伝わらせながら注入して該半田を隙間全体に充塞させることにより、前記冷凍ケーシングと蒸発器とを密着状態で接着させることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係る冷却ユニットの接着構造および接着方法につき、好適な実施例を挙げて、添付図面を参照しながら以下説明する。なお本実施例においては、前記従来の技術に係るオーガ式製氷機の冷却ユニットを例示するものとし、その製氷機構部は図５に示すオーガ式製氷機と同一であるので、その構成の詳細な説明は省略する。
【００１１】
【第１実施例】
図１は、本発明の第１実施例に係る冷却ユニットの接着構造を示す要部縦断面図であり、製氷筒１０における冷凍ケーシング１２の外周には、上下の巻回部４０,４０を接触させた状態で、蒸発器１４が螺旋状に巻回されている。そして、これら巻回部４０,４０と冷凍ケーシング１２との間に画成される螺旋状の間隙４２(図２(ａ)参照)には、例えば熱伝導率が良好な銅またはアルミニウム製の線材５０が、該間隙４２に沿って延在している。この線材５０は、前記間隙４２の断面積よりも適宜小さい断面積を有する断面円形状とされており、該線材５０と巻回部４０,４０および冷凍ケーシング１２の間には適宜の隙間４２Ａが画成され(図２(ｂ)参照)、この隙間４２Ａに半田４４が充塞した状態となっている。すなわち、第１実施例の接着構造に係る製氷筒１０では、蒸発器１４における直線部３８が該冷凍ケーシング１２に直接的に接触していると共に、巻回部４０,４０の内向面４０ａ,４０ａが前記半田４４および線材５０を介して冷凍ケーシング１２に間接的に接触した状態で接着されている。なお半田４４は、蒸発器１４の直線部３８と冷凍ケーシング１２の外周面との間にも適宜流入しており、該直線部３８とケーシング１２とが直接的に接着される。
【００１２】
次に第１実施例に係る冷却ユニットの接着方法につき説明する。前記長尺の線材５０は、図２(ａ)に示す如く、前記蒸発器１４を冷凍ケーシング１２に巻回した際に螺旋状に画成される前記間隙４２のピッチの間隔で、前もって該ケーシング１２に巻回する。そして、この状態で巻回部４０が線材５０に整合するように、蒸発器１４を冷凍ケーシング１２の外周に巻回する(図２(ｂ)参照)。またはこれとは別に、蒸発器１４を冷凍ケーシング１２に巻回させた後に、前記線材５０を前記間隙４２の上端開口部または下端開口部から押し込み、螺旋状に延在する該間隙４２に沿って介在させるようにしてもよい。更には、蒸発器１４と線材５０の巻付け始端を位置決めした状態で、両者１４,５０を冷凍ケーシング１２に同時に巻回することもできる。そしてこの場合には、作業工数を低減し得る。
【００１３】
そして前述のように、間隙４２の全長に亘って線材５０を介在させた状態において、該間隙４２の上端開口部から溶融した半田４４を流し込む。これにより半田４４は前記線材５０を伝わりながら流下し、隙間４２Ａの下部から順次滞留して凝固するに至る。そして半田４４は、図２(ｃ)に示すように、最終的には前記隙間４２Ａ全体に隈無く充塞するようになり、冷凍ケーシング１２と蒸発器１４の巻回部４０,４０における内向面４０ａ,４０ａとが半田４４を介して全面的に接触するようになるから、該ケーシング１２と蒸発器１４の接着面積を最大とし得ると共に、これに伴ない接着力を好適に向上させることができる。
【００１４】
前述のように構成された第１実施例に係る冷却ユニットの接着構造では、冷凍ケーシング１２に接着した前記蒸発器１４に冷媒を循環させると、該蒸発器１４が冷却されるようになり、先ず直線部３８と直接的に接触する冷凍ケーシング１２の部位が冷却される。また、蒸発器１４の巻回部４０,４０は、半田４４を介して冷凍ケーシング１２と密着的に接着されているので、該半田４４が接触する冷凍ケーシング１２の部位も冷却される。すなわち、蒸発器１４と冷凍ケーシング１２との接触面積も最大となることから熱交換率を最大限に向上させることができ、該冷凍ケーシング１２は蒸発器１４が巻回された部位全体が略均一的に冷却され、熱交換率を好適に向上させることが可能となる。
【００１５】
【第２実施例】
図３は、本発明の第２実施例に係る冷却ユニットの接着構造を示す要部縦断面図であり、製氷筒１０における冷凍ケーシング１２の外周には、前記第１実施例と同様に、上下の巻回部４０,４０を接触させた状態で、蒸発器１４が螺旋状に巻回されている。そして、上下の巻回部４０,４０と冷凍ケーシング１２との間に画成される間隙４２(図４(ａ)参照)には、熱伝導率が良好な銅またはアルミニウム製でかつ半田メッキ５４を外表面に施した線材５２が、該間隙４２に沿って延在している。この線材５２は、前記間隙４２の断面積よりも適宜小さい断面積を有する断面円形状とされており、該線材５２と巻回部４０,４０および冷凍ケーシング１２で画成された残りの隙間４２Ａに(図４(ｂ)参照)、半田４４が充塞した状態となっている。すなわち、第２実施例に係る製氷筒１０では、前記第１実施例と同様に、蒸発器１４における直線部３８が冷凍ケーシング１２に直接的に接着していると共に、巻回部４０,４０の内向面４０ａ,４０ａが、前記半田４４および線材５２を介して冷凍ケーシング１２に間接的に接触した状態で接着されている。
【００１６】
また、第２実施例に係る冷却ユニットの接着方法は、前記第１実施例と基本的に同一である。すなわち、図４(ａ)および図４(ｂ)に示すように、蒸発器１４を冷凍ケーシング１２に巻回させた際に螺旋状に延在する該間隙４２に線材５２を介在させた状態において、間隙４２の上端開口部から溶融した半田４４を流し込む。これにより半田４４は、半田メッキ５４を施した線材５２を伝わりながら流下し、隙間４２Ａの下部から順次滞留して凝固するに至る。そして半田４４は、図４(ｃ)に示すように、最終的には前記隙間４２Ａ全体に隈無く充塞するようになり、冷凍ケーシング１２と蒸発器１４の巻回部４０,４０における内向面４０ａ,４０ａとが半田４４を介して全面的に接触するようになり、該ケーシング１２と蒸発器１４の接着面積を最大とし得ると共に、これに伴ない接着力を好適に向上させることができる。しかも、線材５２は半田メッキ５４を施してあるので、溶融した半田４４が該線材５２を伝わってスムーズに流下し得ると共に、該線材５２と蒸発器１４および冷凍ケーシング１２との接着力を更に高めることができる。
【００１７】
なお、前記各実施例では、図５に示すオーガ式製氷機における冷却ユニットの接着構造および接着方法に関して説明したが、円筒状の冷凍ケーシングの外周に冷凍系に接続する蒸発器を螺旋状に密着的に巻回してなる冷却ユニットを構成するものであるならば、この他にアイスクリーム製造機や冷水機等における冷却ユニットにも好適に実施し得るものである。
【００１８】
【発明の効果】
以上説明した如く、本発明に係る冷却ユニットの接着構造によれば、冷凍ケーシングと蒸発器との間に画成される螺旋状の間隙に半田を充塞するようにしたので、巻回部と冷凍ケーシングとが該半田で間接的に接着されるようになり、前記蒸発器と該冷凍ケーシングとの接着面積を最大とし得ると共に、これに伴ない接着力を好適に向上させることができる。また、蒸発器と冷凍ケーシングとの接触面積も最大となることから熱交換率を最大限に向上させることができ、該冷凍ケーシングは蒸発器が巻回された部位全体が略均一的に冷却され、ケーシング内壁面に薄氷を好適に形成し得る利点がある。
【００１９】
また、本願の別の発明に係る冷却ユニットの接着方法によれば、冷凍ケーシングと蒸発器との間に画成される間隙に長尺の線材を予め介在させ、溶融した半田をこの線材に伝わらせながら流入するようにしたので、該半田を効率的に充塞させることができ、該ケーシングと蒸発器の接着に係る作業性の向上を図り得る利点がある。また、半田を前記間隙全体に充塞することが可能となり、蒸発器と冷凍ケーシングの接着力の向上および熱交換率の向上を図り得る。そして、半田メッキを施した長尺の線材を使用することより、溶融した半田をスムーズに流入させることができると共に、蒸発器と冷凍ケーシングをより強固に接着することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１実施例に係る冷却ユニットの接着構造を示す要部縦断面図である。
【図２】  第１実施例に係る冷却ユニットの接着方法を経時的に示す要部拡大断面図である。
【図３】  本発明の第２実施例に係る冷却ユニットの接着構造を示す要部縦断面図である。
【図４】  第２実施例に係る冷却ユニットの接着方法を経時的に示す要部拡大断面図である。
【図５】  本発明が実施されるオーガ式製氷機の概略構成を示す縦面側面図である。
【図６】  従来の冷却ユニットの要部縦断面図である。
【符号の説明】
１２  冷凍ケーシング
１４  蒸発器
４０  巻回部
４２  間隙
４２Ａ  隙間
４４  半田
５０,５２  線材
５４  半田メッキ
【図１】
0003927301.tif 000002
【図２】
0003927301.tif 000003
【図３】
0003927301.tif 000004
【図４】
0003927301.tif 000005
【図５】
0003927301.tif 000006
【図６】
0003927301.tif 000007