(57)【要約】【課題】シャーベット氷の撹拌が不十分な場合でも、ＩＰＦが均一なシャーベット氷を得ることが可能なシャーベット氷生成装置を提供する。【解決手段】このシャーベット氷生成装置は、貯氷タンク３内のシャーベット氷２を撹拌する撹拌機５と、シャーベット氷２に浮かぶフロート１０と、その一方端がフロート１０に接続され、液面から所定の深さの位置からシャーベット氷２を排出するためのフレキシブルホース１５と、ホース１５の他方端に接続され、シャーベット氷２をタンク３外に排出する排出ポンプ１４とを備える。したがって、排出の初期から後期までＩＰＦが均一なシャーベット氷２を排出できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タンク内の塩水を冷却してシャーベット氷を生成するシャーベット氷生成装置であって、
前記タンク内のシャーベット氷を撹拌する撹拌手段と、
前記タンク内のシャーベット氷に浮かぶフロートと、
その一方端が前記フロートに接続され、液面から予め定められた深さの位置から前記シャーベット氷を排出するためのホースと、
前記ホースの他方端に接続され、前記タンク内のシャーベット氷を前記ホースを介して前記タンク外に排出する排出ポンプとを備える、シャーベット氷生成装置。
【請求項２】
さらに、前記フロートを前記タンクの内壁に沿って上下動可能に保持する保持手段を備える、請求項１に記載のシャーベット氷生成装置。
【請求項３】
前記ホースの他方端と前記排出ポンプとは、前記タンクの下端部に設けられた排出管を介して互いに接続されている、請求項１または請求項２に記載のシャーベット氷生成装置。
【請求項４】
タンク内の塩水を冷却してシャーベット氷を生成するシャーベット氷生成装置であって、
前記タンク内のシャーベット氷を撹拌する撹拌手段と、
前記タンク内に立設された筒状の排出管とを備え、
前記排出管の表面には、前記排出管の長さ方向に延びるスリットが開口されており、
さらに、排出管内のシャーベット氷に浮かび、前記シャーベット氷の液面を閉蓋するためのフロートと、
前記排出管の下端部に接続され、前記タンク内のシャーベット氷を前記スリットを介して前記タンク外に排出する排出ポンプとを備える、シャーベット氷生成装置。
【請求項５】
前記スリットの幅は上方に向かって徐々に広がっている、請求項４に記載のシャーベット氷生成装置。
【請求項６】
タンク内の塩水を冷却してシャーベット氷を生成するシャーベット氷生成装置であって、
前記タンク内のシャーベット氷を撹拌する撹拌手段と、
前記タンク内に立設された筒状の排出管とを備え、
前記排出管の表面には、前記排出管の長さ方向に配列された複数の貫通孔が開口されており、
さらに、排出管内のシャーベット氷に浮かび、前記シャーベット氷の液面を閉蓋するためのフロートと、
前記排出管の下端部に接続され、前記タンク内のシャーベット氷を前記複数の貫通孔を介して前記タンク外に排出する排出ポンプとを備える、シャーベット氷生成装置。
【請求項７】
前記貫通孔の開口面積は上方に向かって徐々に増大している、請求項６に記載のシャーベット氷生成装置。
【請求項８】
前記排出管の単位長さ当たりの前記貫通孔の数は上方に向かって徐々に増大している、請求項６または請求項７に記載のシャーベット氷生成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明はシャーベット氷生成装置に関し、特に、タンク内の塩水を冷却してシャーベット氷を生成するシャーベット氷生成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、冷却用の塊状氷によって海水魚に傷が付いたり、塊状氷が溶けて発生した真水によって海水魚の鮮度が落ちるのを防止するため、塩水から生成されたシャーベット氷を用いて海水魚を冷やす方法が実用化されつつある。
【０００３】
シャーベット氷は、貯氷タンク内の塩水を冷却することにより生成される。すなわち、貯氷タンク内の塩水を冷却して行くと、その塩分濃度に応じた結氷開始温度で氷ができ始める。水が塩分を含んでいるので、氷の結晶は粗大化せず、塩水はシャーベット状となる。シャーベット氷の生成濃度、すなわちシャーベット氷における氷の全体に対する重量割合（ＩＰＦ：Ice Packing Factor）が増大すると、残余の塩水の塩分濃度が増大するとともに、その塩水の結氷開始温度も低下する。したがって、塩水が所定温度に到達したときに、塩水の冷却を停止すれば、所望のＩＰＦ（％）のシャーベット氷を生成することができる。貯氷タンク内のシャーベット氷は、貯氷タンクの下端部の排出口から排出ポンプによってタンク外に排出される。氷は塩水に浮くので、シャーベット氷の生成および排出は、シャーベット氷を撹拌しながら行なわれる（たとえば、特許文献１,２参照）。
【特許文献１】特開２００７−３０６４号公報
【特許文献２】特開２００６−１８９２２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来のシャーベット氷生成装置では、シャーベット氷を十分に撹拌したつもりでも、貯氷タンクの上部と下部でシャーベット氷のＩＰＦに差が出ていた。このため、貯氷タンクの下端部の排出口から排出ポンプによってシャーベット氷を排出すると、排出の初期にはＩＰＦの低いシャーベット氷が排出され、排出の後期にはＩＰＦの高いシャーベット氷が排出され、ＩＰＦが均一なシャーベット氷を得ることが困難であった。撹拌機の撹拌能力を高めることによってＩＰＦの均一化を図ることも考えられるが、撹拌機の規模やコストが過大になってしまう。
【０００５】
それゆえに、この発明の主たる目的は、シャーベット氷の撹拌が不十分な場合でも、ＩＰＦが均一なシャーベット氷を得ることが可能なシャーベット氷生成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係るシャーベット氷生成装置は、タンク内の塩水を冷却してシャーベット氷を生成するシャーベット氷生成装置であって、タンク内のシャーベット氷を撹拌する撹拌手段と、タンク内のシャーベット氷に浮かぶフロートと、その一方端がフロートに接続され、液面から予め定められた深さの位置からシャーベット氷を排出するためのホースと、ホースの他方端に接続され、タンク内のシャーベット氷をホースを介してタンク外に排出する排出ポンプとを備えたものである。したがって、シャーベット氷の液面から所定の深さの位置からシャーベット氷を排出するので、シャーベット氷の撹拌が不十分な場合でも、ＩＰＦが均一なＩＰＦのシャーベット氷を得ることができる。
【０００７】
また、この発明に係る他のシャーベット氷生成装置は、タンク内の塩水を冷却してシャーベット氷を生成するシャーベット氷生成装置であって、タンク内のシャーベット氷を撹拌する撹拌手段と、タンク内に立設された筒状の排出管とを備えたものである。排出管の表面には、排出管の長さ方向に延びるスリットが開口されている。また、このシャーベット氷生成装置は、さらに、排出管内のシャーベット氷に浮かび、シャーベット氷の液面を閉蓋するためのフロートと、排出管の下端部に接続され、タンク内のシャーベット氷をスリットを介してタンク外に排出する排出ポンプとを備える。したがって、シャーベット氷の深さ方向に延びるスリットからシャーベット氷を排出するので、シャーベット氷の撹拌が不十分な場合でも、ＩＰＦが均一なシャーベット氷を得ることができる。
【０００８】
また、この発明に係るさらに他のシャーベット氷生成装置は、タンク内の塩水を冷却してシャーベット氷を生成するシャーベット氷生成装置であって、タンク内のシャーベット氷を撹拌する撹拌手段と、タンク内に立設された筒状の排出管とを備えたものである。排出管の表面には、排出管の長さ方向に配列された複数の貫通孔が開口されている。このシャーベット氷生成装置は、さらに、排出管内のシャーベット氷に浮かび、シャーベット氷の液面を閉蓋するためのフロートと、排出管の下端部に接続され、タンク内のシャーベット氷を複数の貫通孔を介してタンク外に排出する排出ポンプとを備える。したがって、シャーベット氷の深さ方向に配列された複数の貫通孔からシャーベット氷を排出するので、シャーベット氷の撹拌が不十分な場合でも、ＩＰＦが均一なシャーベット氷を得ることができる。
【発明の効果】
【０００９】
以上のように、この発明に係るシャーベット氷生成装置では、シャーベット氷の撹拌が不十分な場合でも、ＩＰＦが均一なシャーベット氷を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
[実施の形態１]
図１は、この発明の実施の形態１によるシャーベット氷生成装置の構成を示すブロック図である。図１において、このシャーベット氷生成装置は、所定量の塩水（または海水）１が注入されるとともに、その塩水１から生成されるシャーベット氷２を貯える貯氷タンク３を備える。塩水１の塩分濃度は、たとえば２．５％に設定される。シャーベット氷２は、塩水１と微細氷４を含む。
【００１１】
貯氷タンク３内には、シャーベット氷２を撹拌するための撹拌機５が回転可能に設けられ、貯水タンク３の上には、撹拌機５を駆動するための駆動装置６が設けられている。シャーベット氷２を撹拌するのは、微細氷４が塩水１に浮いて、微細氷４と塩水１が上下に分離するのを抑制するためである。
【００１２】
また、貯氷タンク３内にはシャーベット氷２に浮かぶフロート１０が設けられ、貯氷タンク３の内壁に沿ってポール１１が立設されている。フロート１０は、保持部材１２によってポール１１に沿って上下動可能に保持されている。フロート１０の中央部には上下方向に貫通孔（図示せず）が形成されており、貫通孔の下端には吸入管１３が固定されている。フロート１０がシャーベット氷２に浮かぶと、吸入管１３の下端の吸込口は、シャーベット氷２の液面から所定の深さに位置するようになっている。
【００１３】
貯氷タンク３外には、生成されたシャーベット氷２をタンク３外に排出するための排出ポンプ１４が設けられている。フロート１０の貫通孔の上端と排出ポンプ１４の入口とは、貯氷タンク３の上蓋部を貫通するフレキシブルホース１５で接続されている。
【００１４】
また、このシャーベット氷生成装置は、貯氷タンク３内の塩水１を冷却する冷却装置２０を備える。この冷却装置２０には、塩水１の一部を凍らせて微細氷４を生成する製氷装置２１が設けられている。製氷装置２１は、外筒２２と、外筒２２の内側に設けられた内筒２３と、内筒２３の内側に設けられた回転円筒２４とを含む。回転円筒２４と内筒２３の間には塩水１を流すための塩水側通路２５が形成され、内筒２３と外筒２２の間には冷媒を流すための冷媒側通路２６が形成されている。回転円筒２４の外周面には、内筒２３の内周面に付着した微細氷４を塩水側通路２５に掻き落とすための複数のスクレーパ２７が設けられている。また、製氷装置２１の上部には、回転円筒２４を回転させるための駆動モータ２８が設けられている。
【００１５】
また、冷却装置２０は、貯氷タンク３と製氷装置２１の間で塩水１を循環させるための循環ポンプ２９を含む。循環ポンプ２９の入口は塩水配管３０を介して貯氷タンク３０の下端部に接続され、循環ポンプ２９の出口は塩水側通路２５の下端部に接続されている。また、塩水側通路２５の上端部と貯氷タンク３の上端部は塩水配管３１で接続されている。塩水配管３０，３１の途中には、それぞれ塩水配管バルブ３２，３３が設けられている。塩水配管バルブ３２，３３を開けて循環ポンプ２９を駆動させると、塩水１（あるいはシャーベット氷２）は、貯氷タンク３、塩水配管３０、塩水側通路２５、塩水配管３１、貯氷タンク３の経路で循環される。
【００１６】
さらに、冷却装置２０は、製氷装置２１の冷媒側通路２６に冷媒を供給する冷凍機３４を含む。冷媒側通路２６の上端部は冷媒配管３５を介して冷凍機３４の入口に接続され、冷凍機３５の出口は冷媒配管３６および膨張弁３７を介して冷媒側通路２６の下端部に接続されている。冷媒は、冷凍機３４で圧縮されて液化され、膨張弁３７を介して冷媒側通路２６内に噴出され、内筒２３から気化熱を奪って内筒２３をたとえば−１２℃に冷却する。冷却された内筒２３の内周面には、塩水１中の真水が凍って微細氷４が発生する。
【００１７】
次に、このシャーベット氷生成装置の使用方法および動作について説明する。まず、貯氷タンク３内に所定量の真水と所定量の塩を入れて撹拌機５で混合し、所定の塩分濃度（たとえば２．５％）の塩水１を生成する。また、塩水１の塩分濃度とシャーベット氷２のＩＰＦ（たとえば２５％）から決定される製氷完了温度（たとえば−２℃）を求めておく。
【００１８】
次いで、塩水配管バルブ３２，３３を開けるとともに循環ポンプ２９を駆動させ、貯氷タンク３と製氷装置２１に塩水１を循環させる。また、冷凍機３４を駆動させて製氷装置２１に低温の冷媒を供給させるとともに、回転円筒２４を回転させる。
【００１９】
これにより、冷媒によって内筒２３が冷却され、内筒２３の内周面に沿って流れる塩水１が冷却されるとともに、塩水１のうちの真水の一部が微細氷４となって内筒２３の内周面全体に付着する。内筒２３の内周面に付着した微細氷４は、回転円筒２４の外周面に設けられた複数のスクレーパ２７によって掻き落とされる。掻き落とされた微細氷４は、塩水側通路２５を流れる塩水１に混合され、塩水配管３１を介して貯氷タンク３内に流される。
【００２０】
このようにして、貯氷タンク３内の塩水１の温度が徐々に低下するとともに、シャーベット氷２のＩＰＦが徐々に上昇する。貯氷タンク３内の塩水１の温度をモニタしながら製氷を継続し、塩水１の温度が製氷完了温度に到達したら、冷凍機３４の駆動を停止させ、製氷を完了する。製氷を完了したら、撹拌機５によってシャーベット氷２を撹拌しながら排出用ポンプ１４を駆動させてシャーベット氷２を排出する。
【００２１】
微細氷４は塩水１に浮くので、撹拌機５によってシャーベット氷２を撹拌しても、シャーベット氷２のＩＰＦは液面からの深さに応じて変化する。具体的には、ＩＰＦは、シャーベット氷２の液面で最も高く、液面からの深さに応じて減少し、貯氷タンク３の底で最も低くなる。したがって、図２に示すように、貯氷タンク３の下端部からシャーベット氷２を排出すると、排出の初期ではＩＰＦが低いシャーベット氷２が排出され、排出の後期ではＩＰＦが高いシャーベット氷２が排出され、ＩＰＦが均一なシャーベット氷２を得ることができない。これに対して本願発明では、図１に示すように、液面から一定の深さの位置からシャーベット氷２を排出するので、ＩＰＦが均一なシャーベット氷２を得ることができる。
【００２２】
図３は、実施の形態１の変更例を示す図である。この変更例のシャーベット氷生成装置が図１のシャーベット氷生成装置と異なる点は、フレキシブルホース１５が貯氷タンク３内に収容されている点である。貯氷タンク３の外壁の下端部に排出管３８が設けられており、排出管３８の内側開口部とフロート１０の貫通孔の上側開口部との間にフレキシブルホース１５が接続されている。排出管３８の外側開口部は排出ポンプ１４の入口に接続される。この変更例でも、実施の形態１と同じ効果が得られる。
【００２３】
[実施の形態２]
図４は、この発明の実施の形態２によるシャーベット氷生成装置の要部を示す断面図であり、図５は図４のＶ−Ｖ線断面図である。図４および図５において、このシャーベット氷生成装置では、貯氷タンク３の内壁に沿って円筒状の排出管４０が立設されている。排出管４０の外周面には、排出管４０の長さ方向に延びるスリット４１が開口されている。スリット４１は、貯氷タンク３の底からシャーベット氷２の液面の上まで延びている。貯氷タンク３内のシャーベット氷２は、スリット４１を介して排出管４０内に流入する。
【００２４】
排出管４０内には、円柱状のフロート４２が上下動可能に設けられている。フロート４２の外径は、排出管４０の内径よりも若干小さく設定されている。フロート４２は、排出管４０内のシャーベット氷２に浮かび、シャーベット氷２の液面を閉蓋し、排出されるシャーベット氷２に空気の泡が混入するのを抑制する。
【００２５】
また、貯氷タンク３の外壁の下端部には、排出管４３が固定されている。排出管４３の一方端は、貯氷タンク３の外壁を貫通して排出管４０内に連通し、排出管４３の他方端は排出ポンプ４４の入口に接続されている。
【００２６】
実施の形態１と同じ方法で製氷を完了したら、撹拌機５によってシャーベット氷２を撹拌しながら排出用ポンプ４４を駆動させてシャーベット氷２を排出する。上述のように、シャーベット氷２のＩＰＦは、シャーベット氷２の液面で最も高く、液面からの深さに応じて減少し、貯氷タンク３の底で最も低くなる。この実施の形態２では、貯氷タンク３の底からシャーベット氷２の液面までのシャーベット氷２が均一にスリット４１を介して排出管４１内に流入するので、排出ポンプ４４によって排出されるシャーベット氷２のＩＰＦは、貯氷タンク３内の全シャーベット氷２のＩＰＦの平均値となる。したがって、排出の初期から後期まで、ＩＰＦが均一なシャーベット氷２を得ることができる。
【００２７】
図６は、実施の形態２の変更例を示す図である。スリット４１の幅を一定にして排出管４０の下端部からシャーベット氷２を排出すると、シャーベット氷２に対する抵抗がスリット４１の下端から上端に向かって徐々に大きくなり、下側の薄いシャーベット氷２が上側の濃いシャーベット氷２よりも多く排出される。そこで、この変更例では、図６に示すように、スリット４１の幅を下端から上端に向かって徐々に増大させ、スリット４１の上端の幅Ｗ１を下端の幅Ｗ２よりも大きくする。
【００２８】
Ｗ１，Ｗ２を適切な値に設定して、排出管４０の下端部からシャーベット氷２を排出すると、シャーベット氷２に対する抵抗がスリット４１の下端から上端まで均一になり、下側の薄いシャーベット氷２から上側の濃いシャーベット氷２までが均一に排出される。したがって、ＩＰＦがより均一なシャーベット氷２を得ることができる。
【００２９】
図７は、実施の形態２の他の変更例を示す図であって、図４と対比される図である。図７を参照して、このシャーベット氷生成装置が図４のシャーベット氷生成装置と異なる点は、排出管４０の外周面に、スリット４１の代わりに複数の貫通孔４５が開口されている点である。複数の貫通孔４５は、上下方向に配列されている。貯氷タンク３内のシャーベット氷２は、複数の貫通孔４５を介して排出管４０内に流入する。この変更例でも、実施の形態２と同じ効果が得られる。
【００３０】
なお、貫通孔４５の開口面積を下側から上側に向かって徐々に増大させたり、排出管４０の単位長さ当たりの貫通孔４５の数を下側から上側に向かって徐々に増大させれば、ＩＰＦがより均一なシャーベット氷２を得ることができる。
【００３１】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】この発明の実施の形態１によるシャーベット氷生成装置の構成を示すブロック図である。
【図２】実施の形態１の比較例を示す断面図である。
【図３】実施の形態１の変更例を示す断面図である。
【図４】この発明の実施の形態２によるシャーベット氷生成装置の要部を示す断面図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ線断面図である。
【図６】実施の形態２の変更例を示す断面図である。
【図７】実施の形態２の他の変更例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１  塩水、２  シャーベット氷、３  貯氷タンク、４  微細氷、５  撹拌機、６  駆動装置、１０,４２  フロート、１１  ポール、１２  保持部材、１３  吸込筒、１４,４４  排出用ポンプ、１５  フレキシブルホース、２０  冷却装置、２１  製氷装置、２２  外筒、２３  内筒、２４  回転円筒、２５  塩水側通路、２６  冷媒側通路、２７  スクレーパ、２８  駆動モータ、２９  循環ポンプ、３０，３１  塩水配管、３２，３３  塩水配管バルブ、３４  冷凍機、３５，３６  冷媒配管、３７  膨張弁、３８,４０，４３  排出管、４１  スリット、４５  貫通孔。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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