JP2001012832A - 氷蓄熱・氷水搬送システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 貯蔵タンク内の氷水の氷塊化を防止し、攪拌
機の投入動力を小さく保持しつつ氷水取出ノズルから連
続して安定した高いＩＰＦ（氷充填率）で以って氷水を
取出すことができ、貯蔵タンクの氷水取出口から負荷側
へ搬送される氷水の搬送ＩＰＦを正確にかつ容易に所要
の値に調整可能とするとともに、氷水搬送ポンプの容量
を低減し得る氷蓄熱・氷水搬送システムを提供する。 【解決手段】 氷水貯蔵タンク内の上部に設けた攪拌機
により攪拌された氷水を前記貯蔵タンク上部の氷水取出
ノズルから取出して、氷水搬送管を経て負荷に冷熱を与
えて前記貯蔵タンクに戻すようにした氷蓄熱・氷水搬送
システムにおいて、前記貯蔵タンク内を仕切板により上
部側に位置し、液体と気体とが共存する膨張槽とこれの
下部に形成される氷水室とに仕切り、該氷水室の上部に
前記攪拌機の攪拌翼を該氷水内に浸漬させて配し、該攪
拌翼の外側に前記氷水取出ノズルを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は氷蓄熱・氷水搬送シ
ステムに関し、特にその貯蔵タンク及び搬送ＩＰＦ調整
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】住宅、ビル等の冷房システムや、食品そ
の他の産業用冷熱システムにおいては、電力の使用時期
を、電力需要ピーク時よりピークオフ時に移行させるた
め、電力を使用して発生した冷熱を蓄えるようにした冷
水又は氷蓄熱・氷水搬送システムが多く使用されてい
る。かかる氷蓄熱・氷水搬送システムは、冷凍機等の冷
熱発生装置と蓄熱槽とよりなり、夜間等における電力を
使用して冷熱を発生させ、この冷熱を冷水又は氷として
前記蓄熱槽に貯留しておき、これを昼間等の冷熱必要時
に取出して冷房等の需要に使用するようにして、冷熱の
発生と需要の時間的ずれを電力需要の昼夜のアンバラン
ス又は季節的アンバランスに対応させている。

【０００３】氷貯蔵タンク及び該貯蔵タンクからの氷水
取出装置に関する発明として特許第２７３６７９６号の
発明（以下先行技術という）が提供されている。

【０００４】この先行技術は、氷形成装置（製氷機）で
製造された氷と水との混合液を貯蔵する容器（貯蔵タン
ク）と、該容器に前記氷形成装置から前記混合液を導き
該混合液を前記容器内で氷床と液浴に分離するための混
合液の入路と、前記容器内の上部に配置されて前記氷床
を攪拌する攪拌器と、該攪拌機により、攪拌された氷を
前記容器から排出するための氷の出路と、前記容器の下
部に連通されて仕上げ液を導入する仕上げ液の入路と、
前記氷床の水位を監視するために容器に連結されたレベ
ル制御装置と、該レベル制御装置に応答し、かつ前記仕
上げ液の入路に連結されて該入路から前記容器内への液
体の流れを制御し、前記攪拌器に隣接した前記氷床を前
記容器内の所定位置に維持する弁装置とを備えたことを
特徴としている。

【０００５】又、氷水を貯蔵する貯蔵タンク１から取出
される氷水の搬送ＩＰＦ（氷充填率）は、従来図１０の
ような装置によって行っていた。即ち、図１０において
貯蔵タンク1内の氷水は攪拌機５１によって攪拌され、
氷水取出ノズル５６に導かれる。そして該氷水は搬送ポ
ンプ５２によって搬送ＩＰＦ調整器５３にて送入され、
該搬送ＩＰＦ調整器５３にて氷水中の水を分離し、戻し
管５７を介して貯蔵タンク１内に戻し、該水を戻した後
のＩＰＦを搬送ＩＰＦ計測器５４により計測し、負荷側
へ供給する搬送ＩＰＦを高める。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら前記従来
技術にあっては、次のような問題点を有している。即
ち、容器内の上部に設けられた攪拌機によって容器内の
氷水を混合攪拌し、あるいは移動させているため、かか
る攪拌機への投入動力が大きくなる。又、攪拌機が氷水
内と空間の間、つまり自由界面に出て氷の表面を引掻き
攪拌するようになっているので、氷水内の氷が氷塊化を
起こし易く、又該容器内の氷が一体となって回転するこ
とにより、氷の取出しが不可能となる事態が発生し易
い。

【０００７】又、貯蔵タンクから負荷側へ搬送される氷
水の搬送ＩＰＦを図１０に示される搬送ＩＰＦ計測装置
で計測する場合、搬送ＩＰＦ調整器５３により氷水中の
水を分離抽出するため、図１０（Ｂ）のように搬送ポン
プ５２の容量ポンプ吐出量を前記抽出水の分だけ大きく
する必要があり、搬送装置が大型化する。又、該搬送Ｉ
ＰＦ調整器５３は氷粒によって閉塞されやすい、という
問題点を有している。

【０００８】さらに、高ＩＰＦまで製氷する場合、貯蔵
タンク１内の底部まで氷水室２１内の氷粒の層が到達す
ると、図１１に示すように、該氷粒層６３内で流動路が
形成され、製氷機２４へ水を送る水送出口６２と製氷機
からの氷が流入する氷入口６１とが連通してしまって、
貯蔵タンク１内の氷が連通路を通って製氷機へ逆流して
しまうという問題点もある。

【０００９】本発明はかかる従来技術の課題に鑑み、貯
蔵タンク内の氷水の氷塊化を防止して、攪拌機の投入動
力を小さく保持しつつ氷水取出ノズルから連続して安定
した高いＩＰＦ（氷充填率）で以って氷水を取出すこと
ができる氷蓄熱・氷水搬送システムを提供することを第
１の目的とする。

【００１０】又、貯蔵タンクの氷水取出口から負荷側へ
搬送される氷水の搬送ＩＰＦを正確にかつ容易に所要の
値に調整可能とするとともに、氷水搬送ポンプの容量を
低減することを第２の目的とする。さらに、前記貯蔵タ
ンク内における氷水の流動を円滑になさしめ、貯蔵タン
ク底部に溜まった氷の製氷機への逆流を防止することを
第３の目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明はかかる課題を解
決するため、請求項１記載の発明として、製氷機にて製
造された氷を含む氷水が収容される貯蔵タンク内の上部
に攪拌機を設け、該攪拌機により攪拌された氷水を前記
貯蔵タンク上部の氷水取出ノズルから取出して、氷水搬
送管を経て負荷に送り、該負荷に冷熱を与えた後の水を
戻り管を通して前記貯蔵タンクに戻すようにした氷蓄熱
・氷水搬送システムであって、前記貯蔵タンク内を仕切
板により上部側に位置し、液体と気体とが共存する膨張
槽とこれの下部に形成される氷水室とに仕切り、該氷水
室の上部に前記攪拌機の攪拌翼を該氷水内に浸漬させて
配し、該攪拌翼の外側に前記氷水取出ノズルを設けたこ
とを特徴とする氷蓄熱・氷水搬送システムを提案する。

【００１２】かかる発明によれば、貯蔵タンク１の内部
に仕切板を設けて氷水室と上部の膨張槽とに仕切ってい
るため、氷水室内において浮力によって浮き上がってい
た氷を該仕切板によって強制的に沈めて液体が氷水室の
上部及び該膨張槽内において、氷水よりも上部に確実に
存在するようになり、これによって貯蔵タンク上部にお
ける氷塊の形成を阻止でき、さらには、攪拌機から送り
出された高ＩＰＦの氷水を確実に取出すことができる。

【００１３】又、攪拌機の攪拌翼が常時氷水内に浸漬さ
れて回転することにより、該攪拌機は翼中央部の氷を氷
水取出ノズルが開口している外周部に移動させるのみの
作用をなせばよく、氷水室内の氷は自身の浮力で攪拌翼
の部位まで移動することとなる。即ち、攪拌機は貯蔵タ
ンク内を攪拌することなく、必要最小限の氷水の流動を
なさしめればよいので、氷水取出しのための動力、つま
り該攪拌機の駆動動力が大幅に低減されるとともに、攪
拌機を小型化できる。

【００１４】請求項２記載の発明は、請求項１におい
て、前記貯蔵タンクの低部位環状のドーナツヘッダを設
け、前記製氷機からの氷導入管を前記ドーナツヘッダに
接続し、該ドーナツヘッダの上部に円周方向に沿って設
けられた開口部から前記氷水を前記氷水室内に送出する
ように構成されてなる。かかる発明によれば、製氷機か
ら貯蔵タンクの下部に導かれた氷は環状のドーナツヘッ
ダ内に入って円周方向に流動した後、上方に向けて開口
する開口部から氷水室内に送り込まれるので、貯蔵タン
ク底部における氷の引っかかりを生ずることなく氷を均
一に氷水室内に送り込むことができる。

【００１５】請求項３記載の発明は請求項２において、
前記氷水室内にはこれの外周に形成され負荷から戻った
氷水が導入される第２のドーナツヘッダが設けられると
ともに、該ドーナツヘッダの複数の開口部の上部位置に
邪魔板が設けられてなる。かかる発明によれば、負荷か
ら戻った低濃度の氷水は、貯蔵タンク下部の第２のドー
ナツヘッダに入り、その開口部から氷水室に流出する際
に該邪魔板近傍の氷濃度を薄める作用をなし、これによ
って氷水室の氷が浮上し易くなり、攪拌機の動力低減に
寄与する。

【００１６】請求項４記載の発明は、請求項１におい
て、前記貯蔵タンク内の底部に、前記氷水室と多孔板を
介して連通される氷水分離ヘッダを設け、該氷水分離ヘ
ッダの出口を前記製氷機に接続される液体管に接続して
なる。かかる発明によれば、氷水室底部の氷水は氷水分
離ヘッダの多孔板にて氷粒が捕捉された後製氷機に送ら
れることとなり、貯蔵タンクの底部前面から製氷に必要
とする水を分離抽出することができ、高ＩＰＦまで連続
して蓄氷ができる。

【００１７】請求項５記載の発明は請求項1において、
前記仕切板に、前記氷水室の上部と膨張槽とを複数の透
孔を介して連通し、該氷水室上部に溜まった空気を前記
膨張槽に逃出させる空気抜きピットを設けてなる。かか
る発明によれば、貯蔵タンクの上部に溜まった空気を透
孔を通して膨張槽内に逃出させることができ、貯蔵タン
ク内部か負荷側配管への空気の混入を防止できる。

【００１８】請求項６記載の発明は、請求項１におい
て、前記貯蔵タンク内の底部と膨張槽とを接続する揚水
循環ラインと、該貯蔵タンク底部近傍の氷水を該揚水循
環ラインを通して膨張槽に循環させる循環ポンプとを備
えてなる。かかる発明によれば、貯蔵タンク底部の液体
を揚水循環ラインを通して膨張槽に供給することによ
り、貯氷量が増大した際において攪拌機にかかる負荷の
増大を抑制することができる。

【００１９】請求項７ないし９記載の発明は氷水の搬送
ＩＰＦ（氷充填率）の調整手段に係り、請求項７記載の
発明は請求項１において、前記氷水搬送管から氷水を負
荷に送る搬送ポンプ及び該氷水の搬送ＩＰＦ（氷充填
率）を計測するＩＰＦ計測装置を設けるとともに、前記
貯蔵タンクの下部と前記氷水搬送管とを接続する希釈配
管を設け、さらに前記氷水取出ノズル及び前記希釈配管
にこれらの管路を開閉する開閉弁を設け、前記ＩＰＦ計
測装置における搬送ＩＰＦの計測値に基づき前記各開閉
弁の開度を制御して、前記希釈配管を通した水と前記氷
水取出ノズル出口の氷水との混合割合を変えて前記搬送
ＩＰＦを調整するようにしたことにある。

【００２０】請求項８記載の発明は請求項７において、
前記希釈配管は、前記貯蔵タンクの下部と前記氷水取出
ノズルの開閉弁下流部とを接続してなるとともに、該希
釈配管には2個の前記開閉弁を直列に設け、該希釈配管
の前記２個の開閉弁の間に前記負荷からの戻り管が接続
され、前記２個の開閉弁の開度を制御することにより搬
送ＩＰＦを調整するようにしたことにある。

【００２１】請求項９記載の発明は請求項７において、
前記希釈配管は前記貯蔵タンクの下部と前記氷水取出ノ
ズルの開閉弁下流部位とを接続する第２の希釈配管から
なり、該希釈配管には１個の開閉弁が設けられ、前記氷
水取出しノズル側の開閉弁と希釈配管の開閉弁との開度
を制御することにより搬送ＩＰＦを調整するようにした
ことにある。

【００２２】かかる発明によれば、従来技術のように搬
送ＩＰＦ調整器において氷水から水を分離することを必
要とせず、貯蔵タンク内と氷水搬送管とを接続する希釈
配管を設け、該希釈配管に複数直列に設けられた開閉弁
の開度を互いに関連させて開閉制御し、あるいは、貯蔵
タンクの下部と氷水取出ノズルとを接続する第２の希釈
配管に設けられた開閉弁により開閉制御することにより
搬送ＩＰＦを緻密に所要値に調整することができる。

【００２３】これにより、従来技術のように搬送ポンプ
の容量を分離水に相当する分を加えた容量とすることが
不要となり、搬送ポンプ容量を低減することができ、搬
送ポンプの小型化が実現できる。又、従来技術のように
氷粒によって閉塞されやすい搬送ＩＰＦ調整器が不要と
なり、搬送路の氷粒による閉塞の発生が防止される。

【００２４】請求項１０記載の発明は、請求項１におい
て、前記邪魔板により、前記攪拌翼の回転による前記氷
水室内の氷全体が一体化しての回転を阻止し、前記攪拌
翼下部において氷のせん断をなすようにしたことにあ
る。かかる発明によれば、氷水室内の氷全体が一体化す
ると、これを動かすために前記攪拌機に余計な力が加わ
ること、及び、前記攪拌翼周囲が攪拌されなくなって氷
水の取出しが不確実になることを回避することができ
る。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図に示した実施例
を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載され
る構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特
に特定的な記載が無い限り、この発明の範囲をそれのみ
に限定する趣旨ではなく単なる説明例に過ぎない。

【００２６】図１は本発明の実施形態にかかる氷蓄熱・
氷水搬送システムの貯蔵タンク及びＩＰＦ調整装置を示
す構成図である。図1において、１は円筒状の貯蔵タン
クで該タンク１内は内部の仕切板５によって下部側の氷
水室２１及び上部の膨張槽６とに区画されている。

【００２７】３は前記氷水室２１の上部の氷水内に浸漬
されて設けられた攪拌機である。該攪拌機３は羽根の枚
数が複数枚（この例では４枚）の攪拌翼３ａを回転軸３
ｂに固着してなる。該攪拌翼３ａは前記氷水室２１内の
上部に全体が浸漬されており、その外周直径Ｄ_１と前記
貯蔵タンク１の内径Ｄ_２との寸法比Ｄ_１／Ｄ_２≧０．９
６に構成され、該攪拌翼３ａ外周側の隙間を最小限に保
持している。攪拌翼３ａを設置する深さは、攪拌翼３ａ
上面と仕切板５下面との隙間が翼幅以内となるように設
置する。

【００２８】この理由は、攪拌翼３ａの運動による流動
領域が、氷を貯蔵した状態で翼上下の翼幅まで到達する
ためである。従って、仕切板５直下の氷は、タンク内全
部の氷の浮力により最も圧密されやすいが攪拌翼３ａに
よって流動しているため、圧密による氷のブロック化を
防止できる。２はモータ、２ａは該モータの出力軸に連
結された減速機で、該減速機２ａの出力端は前記攪拌機
３の回転軸３ｂに連結され、該モータ２の回転を減速機
２ａにより、攪拌翼３ａの外周における収束が０．８ｍ
／ｓ〜１．０ｍ／ｓとなる程度に減速している。

【００２９】７は前記仕切板５の下部に固着された空気
抜きピットである。図２〜図５は前記仕切板５及び空気
抜きピット７の詳細構造を示す。前記仕切板５及び空気
抜きピット７は図２あるいは図３のように構成されてい
る。即ち図２に示すものは、円板状の仕切板５の下部に
円周方向等間隔に平面形状が略矩形状の空気抜きピット
７が４個放射状に突設されている。又、図３に示すもの
は、前記仕切板５の下部に円周方向逃間隔に平面形状が
円形状の空気抜きピット７が４個突設されている。

【００３０】該空気抜きピット７は、図４〜図５に示す
ように前記仕切板５から氷水室２１の前記攪拌翼３ａの
上部に突設され、その側部に設けられた多孔板７ａによ
り前記氷水室２１と膨張槽６とが連通されるようになっ
ている。空気抜きピット７を前記流動領域に突設するこ
とにより、流動している氷水中に混じっている空気を抜
くことができる。４は前記貯蔵タンク１の内壁に、該タ
ンクの長手方向に固着された邪魔板である。該邪魔板４
は前記タンク１の円周方向等間隔に３枚（２枚以上であ
れば可）設けられている。該邪魔板４の幅Ｂは前記貯蔵
タンク１の内径Ｄ_２に対し、Ｂ／Ｄ_２≦１／１０程度に
構成されている。

【００３１】１０ａは内側ドーナツヘッダ、１０ｂは外
側ドーナツヘッダで、前記貯蔵タンク１内の下部外周に
環状に形成され、上部の開口部が後述するように前記氷
水室２１に開口している。図6は該内側ドーナツヘッダ
１０ａ及び外側ドーナツヘッダ１０ｂ平面配置図であ
り、図6において、前記内側ドーナツヘッダ１０ａの上
部には前記氷水室２１に開口する３個の内側開口部１０
ｄが円周方向等間隔に形成されており、又前記外側ドー
ナツヘッダ１０ｂの上部には前記氷水室２１内に開口す
る外側開口部１０ｃが円周方向等間隔に３個形成されて
いる。

【００３２】そして、図６に示すように前記邪魔板４
は、３個の該外側開口部１０ｃの上方位置になるように
３個設けられ、該開口部１０ｃを通った氷水を該邪魔板
４に当てることにより、邪魔板４に氷が引っかかって浮
上しない状況を回避し、氷水室２１内に均一に貯めるよ
うにしている。４２ａは負荷２３からの戻り管で、前記
外側ドーナツヘッダ１０ｂに開口している。又４１は製
氷機２４からの氷導入管で、前記内側ドーナツヘッダ１
０ａに開口している。

【００３３】１１は氷水分離ヘッダで、前記貯蔵タンク
１の最下部、即ち前記内側ドーナツヘッダ１０ａの下部
に形成され製氷機２４に液体ポンプ２５ａを介して接続
される液体取出ノズル２５が開口している。図７は該氷
水取出ヘッダ１１の平面配置図、図８は図７のＣ−Ｃ線
断面図であり、図７〜図８において、１１は氷水分離ヘ
ッダで、これの中央部に設けられた多孔板１１ａの略長
方形状通路にて前記氷水室２１の底部と連通されてい
る。１１ｂは該多孔板１１ａを貯蔵タンク１の底部に支
持するための支持板である。

【００３４】８は氷水取出ノズルである。該ノズル８は
前記貯蔵タンク１内の前記攪拌翼３ａの外周近傍に開口
され、該攪拌翼３ａの周辺の流動性を有する氷を効率的
に取出せるようにしている。３３は該氷水取出ノズル８
の出口を開閉する氷水取出バルブである。８ａは該氷水
取出ノズル８に接続される氷水搬送管で、該氷水搬送管
８ａには搬送ポンプ１９ａと平行して搬送ＩＰＦ計測装
置１９が設けられている。

【００３５】９は希釈配管で、前記氷水取出ノズル８の
前記氷水取出バルブ（Ｖ０）３３の下流部位から分岐し
て前記負荷２３からの戻り管４２に接続され、さらに前
記戻り管４２ａを介して前記外側ドーナツヘッダ１０ｂ
に接続されている。該希釈配管９には２個の希釈バルブ
１７（Ｖ２）及び１８（Ｖ３）が設けられ、該希釈バル
ブ１７と１８との間に前記負荷２３からの戻り管４２が
接続されている。５０は第２の希釈配管で、前記希釈配
管９から分岐されて前記氷水分離ヘッダ１１の底部に接
続されている。１６は該希釈配管５０の管路を開閉する
希釈バルブ（Ｖ１）である。

【００３６】１２は揚水循環配管で、前記氷水分離ヘッ
ダ１１の底部と前記膨張槽６とを接続し、途中に循環ポ
ンプ１２ａが設けられて該氷水分離ヘッダ１１内の水を
膨張槽６に循環させるようになっている。１３は外気結
露水混入防止管で、前記膨張槽６内の上部空間部に開口
するとともに、該膨張槽６内の冷水部分に浸漬させてか
ら外部に開口するようになっている。

【００３７】１４は第１の貯氷ＩＰＦ計測装置を構成す
る差圧計であり、貯氷ＩＰＦによって変化する膨張槽６
の液位を計測する。２０は、第２の貯氷ＩＰＦ計測装置
を構成する温度検出器である。即ちブライン水溶液を使
用している場合は循環ポンプ１２ａによってタンク１内
のブラインが膨張槽６へと連続して循環しているため、
貯氷ＩＰＦに対応して変化する凍結点を温度検出器２０
により検出して貯氷ＩＰＦを検知する。

【００３８】１９は前記氷水搬送管８ａに設けられた搬
送ＩＰＦ計測装置であり、貯蔵タンク１から負荷２３に
搬送される氷水の搬送ＩＰＦを検知するものである。１
５は前記貯蔵タンク１の底部に設けられた漏洩検出装置
で、該タンク１内の流れのない部位における内圧を検出
する圧力発振器からなり、該内圧の低下により、貯蔵タ
ンク１内の液体量の低下を検知する。

【００３９】かかる構成からなる氷水貯蔵タンク及び氷
水取出装置において、製氷機２４で製造された氷水は、
氷導入管４１を経て前記内側ドーナツヘッダ１０ａ内に
入り、該ドーナツヘッダ１０ａ内を周方向に移動して、
図６に示されるような３個所の内側開口部１０ｄから上
向きに貯蔵タンク１内の氷水室２１内に送り込まれる。
この際において、前記開口部１０ｄは図６に示すよう
に、円周方向において邪魔板４の間に設けられるととも
に、製氷機２４からの氷導入管４１の流入口は前記開口
部１０ｄの間に設けられているので、氷水を氷水室２１
内に均一に貯めるように送り込むことができ、かつ貯蔵
タンク１の底部における氷の引掛りが回避される。

【００４０】一方、モータ２及び減速機２ａを介して攪
拌機３の回転軸３ｂが回転駆動され、パドル４枚翼から
なる攪拌翼３ａが前記氷水室２１の上部で回転する。該
攪拌翼３ａは前記のように４５°以下の傾斜を持ったパ
ドル４枚翼を用いており、これを下向きに力が加わるよ
うに回転させる。かかる回転により、前記翼３ａの根本
近傍にある氷は中央部から外側へと移動する。又氷水室
２１内の前記攪拌翼３ａの下部から貯蔵タンク１の底部
までの氷は、邪魔板４によって攪拌翼周囲の氷と一体化
して回転することを抑えられながら、自身の浮力によっ
て上方向に移動し、該攪拌翼３ａの近傍に集まる。

【００４１】そしてこの氷は、攪拌翼３ａの回転によっ
て前記のように外側、つまり外周部へと移動し、該攪拌
翼３ａの外周近傍に開口している氷水取出ノズル８から
取出され、搬送ポンプ１９ａによって、氷水搬送管８ａ
を通って負荷２３へと送られる。又、前記氷水室２１内
の氷が浮き上がると、結露水の凍結や氷同士の合体を抑
制している水溶液の欠落により氷塊が形成される。この
氷塊の冷熱分は氷水搬送として有効に利用されず又氷塊
が砕かれて負荷２３側へ供給されると、ポンプや熱交換
器の流路隙間に引掛り氷水の搬送が不可能となる。そこ
でかかる実施形態位おいては、貯蔵タンク１の内部に仕
切板５を設けて、氷水室２１の上部と膨張槽６とを仕切
っているため、該仕切板５によって上部の氷を強制的に
沈め、液体２２が氷よりも上部に確実に存在するように
なる。

【００４２】かかる実施形態においては、攪拌翼３ａが
氷水室の上部に浸漬されて回転することにより、翼中央
部の氷を氷水取出ノズル８が開口している外周部に移動
させるのみの作用をなし、氷水室２１内の氷は自身の浮
力によって上部の前記攪拌翼３ａの部位まで移動するこ
ととなる。即ち前記攪拌翼３ａを氷水中で回転させるこ
とにより、氷水室２１内の氷水はピストン流的に上部に
ある攪拌翼３ａの方へと流動するので、攪拌機３は貯蔵
タンク１内を攪拌することなく、必要最小限の氷水の流
動をなさしめればよいので、氷水取出しのための動力、
つまり攪拌機３の駆動動力が大幅に低減される。

【００４３】又、前記氷水取出ノズル８は攪拌翼３ａの
外周部位に開口しているので、該攪拌翼３ａから送り出
された高ＩＰＦの氷水を確実に取出すことができる。前
記のようにして氷水搬送管８ａに取出された氷水は搬送
ＩＰＦ計測装置１９にて後述する計測調整がなされた
後、負荷２３に送られて所要の冷熱を出力する。そして
前記負荷２３から戻った氷水又は水（以下氷水とする）
は、戻り管４２及び４２ａを通って前記貯蔵タンク１下
部の外側ドーナツヘッダ１０ｂに流入する。

【００４４】そして氷濃度が低くなった氷水は、図６に
示すように該外側ドーナツヘッダ１０ｂを円周方向に流
動し３個所の外側開口部１０ｃから氷水室２１内に流出
する。この際において、前記外側開口部１０ｃが邪魔板
４と同位相でその下部に設けられているので、氷濃度が
低くなった氷水は氷水室２１の底部及び邪魔板４の近傍
の氷濃度を薄めることとなり、これによって氷水室２１
内の氷が浮上し易くなる。

【００４５】又、前記外側開口部１０ｃを円周方向等間
隔に３個所設けて、負荷２３からの戻り管４２ａの流入
口を前記開口部１０ｃの間に設けているので、外側ドー
ナツヘッダ１０ｂ内に円周方向全周に亘った流れが形成
されることとなって、該外側ドーナツヘッダ１０ｃ内で
の氷の停滞が閉塞を防止できる。

【００４６】前記貯蔵タンク１内（氷水室２１）底部の
氷水は多孔板（パンチングメタル）１１ａによって氷粒
が捕獲されて液体（水 ）のみが氷水分離ヘッダ１１内
に入り、液体ポンプ２５ａにより、液体取出ノズル２５
を通って製氷機２４に送られる。この際において、図７
に示すように氷水分離ヘッダ１１はドーナツ状に形成さ
れているため、同図に矢印で示す水の流れは、多孔板１
１ａから円周方向に均一化されて該氷水分離ヘッダ１１
内に流入する。

【００４７】又、前記液体取出ノズル２５に近い側の多
孔板１１ａに氷粒が詰まっても、円周方向の他の部位か
ら水を抽出して製氷機２４へ送ることができる。従っ
て、貯蔵タンク１の底部全面から製氷に必要とする水を
分離抽出することができ、高ＩＰＦまで連続して蓄氷が
できる。尚、前記多孔板１１ａに詰まった氷粒は製氷機
２４への液体（水）の供給を遮断すると、自然に氷水室
２１の上部へと浮上し、負荷２３側から温められて氷水
室２１の底部に戻ってくる液体によって除去される。

【００４８】又、前記氷水室２１内における貯氷量が多
くなって氷の浮力が大きくなると前記攪拌機３に掛かる
負荷（回転負荷）が増大するが、貯蔵タンク１内の液体
２２が循環ポンプ１２ａにより揚水循環配管１２を通っ
て膨張槽６内へ循環され、該攪拌機３の攪拌翼３ａの上
側から該液体を供給することにより、攪拌機３への負荷
の増大を防止する。

【００４９】又、前記貯蔵タンク１内の貯氷量の変化に
伴い膨張槽６内の液面が上下に変動するが、該膨張槽６
の冷水部分に埋没するように通気配管即ち外気結露水混
入防止管１３を設けているので、上記液面の上下動によ
り吸込んだ空気を配管中で結露させることができる。

【００５０】又、前記空気抜きピット７は、図５に示す
ようにその側部に多孔板７ａを設けているので、この多
孔板７ａの孔が膨張槽６と氷水室２１との間の液体２２
の通路となるとともに、該孔によって氷粒の漏洩が防止
される。さらに、該空気抜きピット７を前記攪拌翼３ａ
の周囲の氷の移動領域に設置することにより、貯蔵タン
ク１内の上部に溜まった空気や氷水室２１内の空気のみ
を前記多孔板７ａを通して、膨張槽６内へ逃出させるこ
とができ、これによって貯蔵タンク１内部の空気溜りや
負荷２３側の配管への空気の混入を防止できる。

【００５１】次に図１及び図９を参照して貯蔵タンク１
からの氷水の搬送ＩＰＦの調整方法について説明する。
先ず第１の調整方法について説明すると、この方法は、
負荷２３側からの戻り管４２を分岐して希釈配管９を通
して氷水取出ノズル８の直下流に接続する方法であり、
図１において、氷水取出バルブ（Ｖ０）３３を全開、希
釈バルブ（Ｖ１）１６を全閉にし、希釈バルブ（Ｖ２）
１７及び希釈バルブ（Ｖ３）１８を搬送ＩＰＦの制御に
用いる。

【００５２】氷水の搬送開始時は、バルブ（Ｖ２）１７
を全開、バルブ（Ｖ３）１８を全閉とする。氷水搬送開
始後所定の搬送ＩＰＦとなるようにバルブ（Ｖ２）１７
を徐々に閉め、バルブ（Ｖ３）１８を徐々に開けると、
負荷２３側からの戻り水は戻り管４２からバルブ（Ｖ
３）１８及び戻り管４２ａを通って貯蔵タンク１内に流
入する。これにより、バルブ（Ｖ２）１７及び希釈配管
９を通って氷水搬送管８ａに戻る水が減少又はゼロとな
り、該氷水搬送管８ａにおいてはＩＰＦの高い氷水が搬
送される。

【００５３】該氷水搬送管８ａを通り搬送ポンプ１９ａ
によって負荷２３に送られる前記氷水のＩＰＦは搬送Ｉ
ＰＦ計測装置１９によって計測され、この計測値に基づ
き、前記バルブ（Ｖ２）１７及びバルブ（Ｖ３）１８の
開度を調整することにより、負荷２３に送られる氷水の
搬送ＩＰＦを所定値に制御する。

【００５４】次に搬送ＩＰＦの第２の調整方法について
説明すると、この方法では希釈バルブ（Ｖ２）１７を全
閉、バルブ（Ｖ３）１８を全開として、希釈配管９には
水を流さず、負荷２３からの戻り水を戻り管４２、４２
ａを通して全量貯蔵タンク１に戻す。そして氷水の搬送
開始時には氷水取出バルブ（Ｖ０）３３を全閉、希釈配
管５０開閉用の希釈バルブ（Ｖ１）１６を全開とする。

【００５５】氷水搬送開始後、氷水取出バルブ３３を徐
々に開け、希釈バルブ１６を徐々に閉めると、氷水取出
ノズル８からＩＰＦの高い氷水が取出され、これが氷水
搬送管８ａにて希釈配管５０及びバルブ（Ｖ１）１６を
通ってきた貯蔵タンク１内の水と混合して、所要のＩＰ
Ｆに調整された氷水となって負荷２３に送られる。この
方法においては、搬送ＩＰＦ計測装置１９にて負荷２３
に送られる氷水のＩＰＦを計測し、この計測値に基づき
氷水取出バルブ３３及び希釈バルブ（Ｖ１）１６の開度
を制御することにより搬送ＩＰＦを所定値に調整する。

【００５６】従って、この実施形態における搬送ＩＰＦ
調整手段によれば、図１０に示す従来技術のような搬送
ＩＰＦ調整器５３を用いて氷水から水を分離することを
必要とせず、貯蔵タンク１内と氷水搬送管８ａとを接続
する希釈配管９、５０を設け、それぞれの配管に設けた
希釈バルブ（Ｖ２）１７、（Ｖ３）１８、（Ｖ１）１６
の開度及び氷水取出ノズル８に設けた氷水取出バルブ
（Ｖ０）３３の開度を搬送ＩＰＦ計測装置による搬送Ｉ
ＰＦの計測値に基づき制御して、搬送ＩＰＦを所定値に
調整している。

【００５７】従って、かかる実施形態によれば、搬送ポ
ンプ１９ａは負荷２３側に搬送される氷水の流量に対応
する容量であればよく、図８（Ｂ）に示すようにポンプ
吐出量は従来技術のような分離抽出水量に影響されるこ
となく一定となり、従来技術よりも小さいポンプ容量
（ポンプ吐出量）で足りる。又、バルブの開閉のみでＩ
ＰＦを調整できて、従来技術のような氷粒によって閉塞
され易い搬送ＩＰＦ調整器５３が不要となるため、氷水
の搬送路が氷粒によって閉塞されることも無い。

【００５８】

【発明の効果】以上記載のごとく、本発明によれば仕切
板によって氷水室と膨張槽とを仕切ることにより、液体
が氷水室の上部及び該膨張槽内において氷水よりも上部
に確実に存在するようになり、これによって貯蔵タンク
上部における氷塊の形成を阻止でき、さらには攪拌機か
ら送り出された高ＩＰＦの氷水を確実に取出すことがで
きる。又、攪拌機の攪拌翼が常時氷水内に浸漬されて回
転せしめられるので、攪拌機は貯蔵タンク内を攪拌する
ことなく、必要最小限の氷水の流動をなさしめればよい
ので、氷水取出しのための動力、つまり該攪拌機の駆動
動力が大幅に低減されるとともに、攪拌機を小型化でき
る。

【００５９】又、請求項２記載の発明によれば、製氷機
からの氷は環状のドーナツヘッダ内に入って円周方向に
流動した後、上方に向けて開口する開口部から氷水室内
に送り込まれるので、貯蔵タンク底部における氷の引掛
りを生ずることなく氷を均一に氷水室内に送り込むこと
ができる。又、請求項３記載の発明によれば、負荷から
の低濃度の氷水は、第２のドーナツヘッダの複数の開口
部から氷水室に流出する際に該邪魔板近傍の氷濃度を薄
める作用をなし、これによって氷水室の氷が浮上しやす
くなり、攪拌機の動力低減に寄与する。

【００６０】請求項４記載の発明によれば、貯蔵タンク
底部の氷水は氷水分離ヘッダの多孔板にて氷粒が捕捉さ
れた後、製氷機に送られることとなり、貯蔵タンクの底
部全面から製氷に必要とする水を分離抽出することがで
き、高ＩＰＦまで連続して蓄氷ができる。請求項５記載
の発明によれば、貯蔵タンクの上部に溜まった空気を透
孔を通して膨張槽内に逃出させることができ、貯蔵タン
ク内部か負荷側配管への空気の混入を防止できる。

【００６１】請求項６記載の発明によれば、貯蔵タンク
底部の液体を揚水循環ラインを通して膨張槽に供給する
ことにより、貯氷量が増大した際において攪拌機に掛か
る負荷の増大を抑制することができる。さらに請求項７
ないし９記載の発明によれば、貯蔵タンク内と氷水搬送
管とを接続する希釈配管の一方に設けられた複数の開閉
弁の開度を互いに関連させて開閉制御し、あるいは他方
の希釈配管及び氷水取出ノズルにそれぞれ設けた開閉弁
とを関連させて開閉制御することにより、搬送ＩＰＦを
緻密に所要値に調整することができる。

【００６２】これにより、従来技術にかかる搬送ＩＰＦ
調整器を設けたもののように搬送ポンプの容量を分離水
に相当する分を加えた容量とすることが不要となり、搬
送ポンプ容量を低減することができ、搬送ポンプの小型
化が実現できる。又、従来技術のように氷粒によって閉
塞されやすい搬送ＩＰＦ調整器が不要となり、搬送路の
氷粒による閉塞の発生が防止される。請求項１０記載の
発明によれば、邪魔板を設けることにより、攪拌翼の回
転により氷水室内の氷全体が一体化して回転することを
防止して攪拌機に余計な力が加わらないようにできるこ
とと、攪拌翼下部において氷がせん断されるため確実に
氷水の取出しができる。

【図面の簡単な説明】

【図1】 本発明の実施形態にかかる氷蓄熱・氷水搬
送システムの貯蔵タンク及びＩＰＦ調整装置の構成図で
ある。

【図2】 上記実施形態における空気抜きピットの第
１例を示す平面構成図である。

【図3】 上記空気抜きピットの第２例を示す平面構
成図である。

【図4】 図2及び図3のＡ−Ａ線断面図である。

【図5】 図4のＢ−Ｂ線断面図である。

【図6】 上記実施形態における内側ドーナツヘッダ
及び外側ドーナツヘッダの平面構成図である。

【図7】 上記実施形態における氷水分離ヘッダの平
面構成図である。

【図8】 図7のＣ−Ｃ線断面図である。

【図9】 上記実施形態における搬送ＩＰＦ調整装置
の構成図である。

【図１０】 従来技術における搬送ＩＰＦ調整装置の構
成図である。

【図１１】 従来技術にかかる貯蔵タンクの説明図であ
る。

【符号の説明】

１ 貯蔵タンク ２ モータ ３ 攪拌機 ３ａ 攪拌翼 ３ｂ 回転軸 ４ 邪魔板 ５ 仕切板 ６ 膨張槽 ７ 空気抜きピット ７ａ 多孔板 ８ 氷水取出ノズル ８ａ 氷水搬送管 ９、５０ 希釈配管 １０ａ 内側ドーナツヘッダ １０ｂ 外側ドーナツヘッダ １０ｃ 外側開口部 １０ｄ 内側開口部 １１ 氷水分離ヘッダ １１ａ 多孔板 １２ 揚水循環配管 １２ａ 循環ポンプ １３ 外気結露水混入防止管 １４ 差圧計 １５ 漏洩検出装置 １６、１７、１８ 希釈バルブ １９ 搬送ＩＰＦ計測装置 １９ａ 搬送ポンプ ２０ 温度検出器 ２１ 氷水室 ２３ 負荷 ２４ 製氷機 ２５ 液体取出ノズル ３３ 氷水取出バルブ ４１ 氷導入管 ４２、４２ａ 戻り管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 八下田 新一 東京都江東区牡丹２丁目13番１号 株式会 社前川製作所内 (72)発明者 小泉 進 東京都江東区牡丹２丁目13番１号 株式会 社前川製作所内 (72)発明者 福田 哲己 東京都江東区牡丹２丁目13番１号 株式会 社前川製作所内

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 製氷機にて製造された氷を含む氷水が収
   容される貯蔵タンク内の上部に攪拌機を設け、該攪拌機
   により攪拌された氷水を前記貯蔵タンク上部の氷水取出
   ノズルから取出して、氷水搬送管を経て負荷に送り、該
   負荷に冷熱を与えた後の水を戻り管を通して前記貯蔵タ
   ンクに戻すようにした氷蓄熱・氷水搬送システムにおい
   て、 前記貯蔵タンク内を仕切板により上部側に位置し、液体
   と気体とが共存する膨張槽とこれの下部に形成される氷
   水室とに仕切り、該氷水室の上部に前記攪拌機の攪拌翼
   を該氷水内に浸漬させて配し、該攪拌翼の外側に前記氷
   水取出ノズルを設けたことを特徴とする氷蓄熱・氷水搬
   送システム。
2. 【請求項２】 前記貯蔵タンクの底部に環状のドーナツ
   ヘッダを設け、前記製氷機からの氷導入管を前記ドーナ
   ツヘッダに接続し、該ドーナツヘッダの上部に円周方向
   に沿って設けられた開口部から前記氷水を前記氷水室内
   に送出するように構成されてなる請求項1記載の氷蓄熱
   ・氷水搬送システム。
3. 【請求項３】 前記氷水室内には、これの外周に形成さ
   れ負荷から戻った氷水が導入される第２のドーナツヘッ
   ダが設けられるとともに、該ドーナツヘッダの複数の開
   口部の上部位置に邪魔板が設けられてなる請求項２記載
   の氷蓄熱・氷水搬送システム。
4. 【請求項４】 前記貯蔵タンク内の底部に、前記氷水室
   と多孔板を介して連通される氷水分離ヘッダを設け、該
   氷水分離ヘッダの出口を前記製氷機に接続される液体管
   に接続してなる請求項１記載の氷蓄熱・氷水搬送システ
   ム。
5. 【請求項５】 前記仕切板に、前記氷水室の上部と膨張
   槽とを複数の透孔を介して連通し、該氷水室上部に溜っ
   た空気を前記膨張槽に逃出させる空気抜きピットを設け
   てなる請求項１記載の氷蓄熱・氷水搬送システム。
6. 【請求項６】 前記貯蔵タンク内の底部と膨張槽とを接
   続する揚水循環ラインと、該貯蔵タンク底部近傍の氷水
   を該揚水循環ラインを通して膨張槽に循環させる循環ポ
   ンプとを備えてなる請求項１記載の氷蓄熱・氷水搬送シ
   ステム。
7. 【請求項７】 前記氷水搬送管に氷水を負荷に送る搬送
   ポンプ及び該氷水の搬送ＩＰＦ（氷充填率）を計測する
   ＩＰＦ計測装置を設けるとともに、 前記貯蔵タンクの下部と前記氷水搬送管とを接続する希
   釈配管を設け、さらに前記氷水取出ノズル及び前記希釈
   配管にこれらの管路を開閉する開閉弁を設け、前記ＩＰ
   Ｆ計測装置における搬送ＩＰＦの計測値に基づき、前記
   各開閉弁の開度を制御して、前記希釈配管を通した水と
   前記氷水取出ノズル出口の氷水との混合割合を変えて前
   記搬送ＩＰＦを調整するようにした氷蓄熱・氷水搬送シ
   ステム。
8. 【請求項８】 前記希釈配管は、前記貯蔵タンクの下部
   と前記氷水取出ノズルの開閉弁下流部とを接続してなる
   とともに、該希釈配管には２個の前記開閉弁を直列に設
   け、該希釈配管の前記2個の開閉弁の間に前記負荷から
   の戻り管が接続され、前記2個の開閉弁の開度を制御す
   ることにより搬送ＩＰＦを調整するようにした請求項７
   記載の氷蓄熱・氷水搬送システム。
9. 【請求項９】 前記希釈配管は前記貯蔵タンクの下部と
   前記氷水取出ノズルの開閉弁下流部位とを接続する第２
   の希釈配管からなり、該希釈配管には１個の開閉弁が設
   けられ、前記氷水取出ノズル側の開閉弁と希釈配管の開
   閉弁との開度を制御することにより搬送ＩＰＦを調整す
   るようにした請求項７記載の氷蓄熱・氷水搬送システ
   ム。
10. 【請求項１０】 前記邪魔板により、前記攪拌翼の回転
    による前記氷水室内の氷全体が一体化しての回転を阻止
    し、前記攪拌翼下部において氷のせん断をなすように構
    成してなる請求項２記載の氷蓄熱・氷水搬送システム。