JP2002048457A - スラリー貯留装置及び過冷却水利用システム - Google Patents
スラリー貯留装置及び過冷却水利用システムInfo
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- JP2002048457A JP2002048457A JP2000236152A JP2000236152A JP2002048457A JP 2002048457 A JP2002048457 A JP 2002048457A JP 2000236152 A JP2000236152 A JP 2000236152A JP 2000236152 A JP2000236152 A JP 2000236152A JP 2002048457 A JP2002048457 A JP 2002048457A
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E60/14—Thermal energy storage
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- Air Conditioning Control Device (AREA)
- Devices That Are Associated With Refrigeration Equipment (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 食品保冷に適した過冷却解除された氷による
スラリ貯留槽の運転技術の発明を提供することにある。 【解決手段】 −１.０℃以下の過冷却水を解除部に衝
突させて得られた氷と給水された水との混合スラリーを
貯留する貯留槽と、前記貯留槽内の冷水を食品保冷に利
用させる過冷却水利用システムであって、前記貯留槽に
貯留するスラリー充填率を製氷運転時間に基づいて季節
モードに設定するとともに、該季節モードにより少なく
とも食品保冷プロセス側給水の自動及び手動による運転
モードの選択を行うことを特徴とし、特に本システム
は、前記過冷却水を供給する過冷却水循環経路の過冷却
器上流側経路に配した予熱器により前記貯留槽内の冷水
を０℃以上に予熱させて過冷却器に導入させるととも
に、前記過冷却器に導入される冷凍サイクルの蒸発圧力
を制御する制御弁を設けた事を特徴とする。
スラリ貯留槽の運転技術の発明を提供することにある。 【解決手段】 −１.０℃以下の過冷却水を解除部に衝
突させて得られた氷と給水された水との混合スラリーを
貯留する貯留槽と、前記貯留槽内の冷水を食品保冷に利
用させる過冷却水利用システムであって、前記貯留槽に
貯留するスラリー充填率を製氷運転時間に基づいて季節
モードに設定するとともに、該季節モードにより少なく
とも食品保冷プロセス側給水の自動及び手動による運転
モードの選択を行うことを特徴とし、特に本システム
は、前記過冷却水を供給する過冷却水循環経路の過冷却
器上流側経路に配した予熱器により前記貯留槽内の冷水
を０℃以上に予熱させて過冷却器に導入させるととも
に、前記過冷却器に導入される冷凍サイクルの蒸発圧力
を制御する制御弁を設けた事を特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、−１.０℃以下の
過冷却水を解除部に衝突させて得られた氷と給水された
水との混合スラリーを貯留する貯留槽を用いて食品など
を冷却保冷するための冷水を製造するシステム等に利用
するスラリー貯留装置及び過冷却水利用システムに関す
る。
過冷却水を解除部に衝突させて得られた氷と給水された
水との混合スラリーを貯留する貯留槽を用いて食品など
を冷却保冷するための冷水を製造するシステム等に利用
するスラリー貯留装置及び過冷却水利用システムに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来より、−１.０℃以下に冷却した過
冷却水の過冷却状態を瞬時に解除することにより、微細
な氷が分散したシャーベット状の氷を製造する技術は周
知であり、例えば実公平６−５５３５号及び実公平６−
５５３７号において、水冷却器で過冷却水を連続して作
り、この過冷却水の連続流れに衝突させて過冷却解除を
行う解除板を貯留槽上部に設けた技術が提案されてい
る。そしてかかる技術において、過冷却状態が良好に解
除されないまま過冷却水がスラリー貯留槽に投入される
と、スラリー状態の混合水が凍結したり、前記貯留槽内
の水を過冷却器に循環させたり、負荷の熱交換器に循環
したりする際に、その管路内で凍結を起こす原因とな
る。
冷却水の過冷却状態を瞬時に解除することにより、微細
な氷が分散したシャーベット状の氷を製造する技術は周
知であり、例えば実公平６−５５３５号及び実公平６−
５５３７号において、水冷却器で過冷却水を連続して作
り、この過冷却水の連続流れに衝突させて過冷却解除を
行う解除板を貯留槽上部に設けた技術が提案されてい
る。そしてかかる技術において、過冷却状態が良好に解
除されないまま過冷却水がスラリー貯留槽に投入される
と、スラリー状態の混合水が凍結したり、前記貯留槽内
の水を過冷却器に循環させたり、負荷の熱交換器に循環
したりする際に、その管路内で凍結を起こす原因とな
る。
【０００３】このため前記従来技術においては、スラリ
ー貯留槽の水面上方に位置する開口を側方に向けて配置
するとともに、該開口と対面する貯留槽外上方位置に水
冷却器を配設し、該冷却器の吐出口を横方向に向けて前
記開口内に過冷却吐出流が侵入可能に構成するととも
に、前記貯留槽内の吐出流途中位置に邪魔板を配設した
技術が提案されている。
ー貯留槽の水面上方に位置する開口を側方に向けて配置
するとともに、該開口と対面する貯留槽外上方位置に水
冷却器を配設し、該冷却器の吐出口を横方向に向けて前
記開口内に過冷却吐出流が侵入可能に構成するととも
に、前記貯留槽内の吐出流途中位置に邪魔板を配設した
技術が提案されている。
【０００４】そして実公平６−５５３５号においては、
前記邪魔板を水面上方の貯留槽内において横方向に移動
可能に構成し、又実公平６−５５３７号においては前記
邪魔板が回転可能に構成し、貯留槽内に均等に過冷却解
除氷が分配されるように構成している。
前記邪魔板を水面上方の貯留槽内において横方向に移動
可能に構成し、又実公平６−５５３７号においては前記
邪魔板が回転可能に構成し、貯留槽内に均等に過冷却解
除氷が分配されるように構成している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記邪
魔板を水面上方の貯留槽内において横方向に移動可能に
構成する場合は、貯留槽を幅広に形成しなければなら
ず、結果として縦長の貯留槽が形成できない。又前記邪
魔板が回転可能に構成した場合はその回転位置によって
貯留槽の壁面に過冷却解除された氷が付着し、貯留槽内
で氷塊に成長する恐れがある。
魔板を水面上方の貯留槽内において横方向に移動可能に
構成する場合は、貯留槽を幅広に形成しなければなら
ず、結果として縦長の貯留槽が形成できない。又前記邪
魔板が回転可能に構成した場合はその回転位置によって
貯留槽の壁面に過冷却解除された氷が付着し、貯留槽内
で氷塊に成長する恐れがある。
【０００６】又前記従来技術はいずれも−１.０℃以下
の過冷却水を解除部に衝突させて得られた氷と給水され
た水との混合スラリー（ダイナミックアイス）を貯留す
る貯留槽を用いて冷房の空調用冷熱源として用いる技術
は存在するが、食品保冷等に利用する技術は存在せず、
このため食品保冷に適したスラリ貯留槽の運転技術が未
だ開発されていない。
の過冷却水を解除部に衝突させて得られた氷と給水され
た水との混合スラリー（ダイナミックアイス）を貯留す
る貯留槽を用いて冷房の空調用冷熱源として用いる技術
は存在するが、食品保冷等に利用する技術は存在せず、
このため食品保冷に適したスラリ貯留槽の運転技術が未
だ開発されていない。
【０００７】本発明は、かかる従来技術の課題に鑑み、
食品保冷に適したスラリ貯留槽の運転技術の発明を提供
することにある。本発明の他の目的は、高濃度のＩＰＦ
を維持でき又前記貯留槽の壁面に過冷却解除された氷が
付着し、貯留槽内で氷塊に成長する恐れがなく円滑にス
ラリーの貯留が可能な過冷却解除氷のスラリー貯留槽を
提供することにある。
食品保冷に適したスラリ貯留槽の運転技術の発明を提供
することにある。本発明の他の目的は、高濃度のＩＰＦ
を維持でき又前記貯留槽の壁面に過冷却解除された氷が
付着し、貯留槽内で氷塊に成長する恐れがなく円滑にス
ラリーの貯留が可能な過冷却解除氷のスラリー貯留槽を
提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
−１.０℃以下の過冷却水を解除部に衝突させて得られ
た氷と給水された水との混合スラリーを貯留する貯留槽
と、前記貯留槽内の冷水を利用して食品等の製品を冷却
・保冷するチラー水を製造する過冷却水利用システムで
あって、前記貯留槽に貯留するスラリー充填率を夏、春
秋、冬の各季節などの負荷変動により異なるように製氷
時間に基づいて製氷モードを設定し、該製氷モードによ
り、少なくともプロセス側給水の自動及び手動による運
転モードの選択を行うことを特徴とする。
−１.０℃以下の過冷却水を解除部に衝突させて得られ
た氷と給水された水との混合スラリーを貯留する貯留槽
と、前記貯留槽内の冷水を利用して食品等の製品を冷却
・保冷するチラー水を製造する過冷却水利用システムで
あって、前記貯留槽に貯留するスラリー充填率を夏、春
秋、冬の各季節などの負荷変動により異なるように製氷
時間に基づいて製氷モードを設定し、該製氷モードによ
り、少なくともプロセス側給水の自動及び手動による運
転モードの選択を行うことを特徴とする。
【０００９】しかしながら食品等の製品、材料保冷の場
合夏期のみならず、食品品質保持のために春秋、冬の各
季節においても所定温度に保冷する必要がある。しかし
ながら夏、春秋、冬の順に保冷に使用する冷熱エネルギ
や負荷変動は小さくなるために、前記貯留槽に貯留する
スラリー充填率をこれに対応して設定するのがよい。し
かしながら貯留槽内に貯留したスラリのＩＰＦはこれを
直接図ることは出来ない。そこで製氷運転時間に基づい
て設定する製氷モードにより、例えば夏、春秋、冬の順
に、前記貯留槽に貯留するスラリー充填率を低くする。
具体的には冬はスラリー充填率を低くして外部環境によ
って貯留槽全体が凍結しないように凍結までの潜熱エネ
ルギ（温度降下バッファパワー）を大きく設定する。
合夏期のみならず、食品品質保持のために春秋、冬の各
季節においても所定温度に保冷する必要がある。しかし
ながら夏、春秋、冬の順に保冷に使用する冷熱エネルギ
や負荷変動は小さくなるために、前記貯留槽に貯留する
スラリー充填率をこれに対応して設定するのがよい。し
かしながら貯留槽内に貯留したスラリのＩＰＦはこれを
直接図ることは出来ない。そこで製氷運転時間に基づい
て設定する製氷モードにより、例えば夏、春秋、冬の順
に、前記貯留槽に貯留するスラリー充填率を低くする。
具体的には冬はスラリー充填率を低くして外部環境によ
って貯留槽全体が凍結しないように凍結までの潜熱エネ
ルギ（温度降下バッファパワー）を大きく設定する。
【００１０】一方夏はスラリー充填率を高くして食品プ
ロセス側に供給する融解までの潜熱エネルギ（温度上昇
バッファパワー）を大きく設定する。そして更に該季節
モードにより少なくとも夏の場合は、食品保冷プロセス
側給水の自動運転により負荷の平滑化を図り、又冬の場
合は手動による運転モードの選択を行うことにより断続
的な運転を可能にし、運転効率の向上を図る。
ロセス側に供給する融解までの潜熱エネルギ（温度上昇
バッファパワー）を大きく設定する。そして更に該季節
モードにより少なくとも夏の場合は、食品保冷プロセス
側給水の自動運転により負荷の平滑化を図り、又冬の場
合は手動による運転モードの選択を行うことにより断続
的な運転を可能にし、運転効率の向上を図る。
【００１１】請求項２記載の発明は、前記貯留槽内の冷
水を取り出し、過冷却器により再度−１.０℃以下に冷
却させて前記貯留槽内に過冷却水を供給する過冷却水循
環経路とよりなり、前記過冷却水循環経路の過冷却器上
流側経路に予熱器を配し、該予熱器により前記貯留槽内
の冷水を０℃以上に予熱させて過冷却器に導入させると
ともに、前記過冷却器の冷熱源に冷凍サイクルの蒸発冷
熱源を用い、該過冷却器に導入される冷凍サイクルの蒸
発圧力を制御する制御弁を設けた事を特徴とする。
水を取り出し、過冷却器により再度−１.０℃以下に冷
却させて前記貯留槽内に過冷却水を供給する過冷却水循
環経路とよりなり、前記過冷却水循環経路の過冷却器上
流側経路に予熱器を配し、該予熱器により前記貯留槽内
の冷水を０℃以上に予熱させて過冷却器に導入させると
ともに、前記過冷却器の冷熱源に冷凍サイクルの蒸発冷
熱源を用い、該過冷却器に導入される冷凍サイクルの蒸
発圧力を制御する制御弁を設けた事を特徴とする。
【００１２】かかる発明によれば、前記予熱器の設置に
より過冷却器内に氷核が投入されるのを防ぐとともに、
予熱熱源にクーリングタワーの冷却水を用いることがで
きるために、ヒータなどの熱源の節約が図れると共に、
蒸発圧力を制御する制御弁を設けたために、蒸発温度の
低下による熱交換器内の凍結を防ぎ、冷凍サイクルを安
定して制御することが可能となる。
より過冷却器内に氷核が投入されるのを防ぐとともに、
予熱熱源にクーリングタワーの冷却水を用いることがで
きるために、ヒータなどの熱源の節約が図れると共に、
蒸発圧力を制御する制御弁を設けたために、蒸発温度の
低下による熱交換器内の凍結を防ぎ、冷凍サイクルを安
定して制御することが可能となる。
【００１３】請求項３記載の発明は、前記発明に好適に
用いられる氷混合水からなるスラリー貯留槽と、該貯留
槽内に過冷却水を供給する過冷却水供給管路と、前記過
冷却水供給管路の放出開口と対面させて槽内に配置した
過冷却水解除部と、前記槽内へ給水する給水路からなる
スラリー貯留装置に関する発明で、前記過冷却水供給管
路の過冷却水放出開口を槽内上部に位置させるととも
に、該過冷却水放出開口が下向きに開口しており、前記
解除部を前記放出開口対面位置に、更にその解除部の直
下に貯留槽内への給水ノズルを配置し、必要に応じ過冷
却水解除氷とともに前記ノズルより散布された給水散布
水が一緒に貯留槽水面に散布可能に構成した事を特徴と
する。
用いられる氷混合水からなるスラリー貯留槽と、該貯留
槽内に過冷却水を供給する過冷却水供給管路と、前記過
冷却水供給管路の放出開口と対面させて槽内に配置した
過冷却水解除部と、前記槽内へ給水する給水路からなる
スラリー貯留装置に関する発明で、前記過冷却水供給管
路の過冷却水放出開口を槽内上部に位置させるととも
に、該過冷却水放出開口が下向きに開口しており、前記
解除部を前記放出開口対面位置に、更にその解除部の直
下に貯留槽内への給水ノズルを配置し、必要に応じ過冷
却水解除氷とともに前記ノズルより散布された給水散布
水が一緒に貯留槽水面に散布可能に構成した事を特徴と
する。
【００１４】かかる発明によれば、過冷却水放出開口と
過冷却解除部とをいずれも貯留槽内に配置したために、
夏期及び冬期でも温度変動がなく、効率よく過冷却水解
除氷が生成出来るとともに、必要に応じ（例えば未解除
の過冷却水が多い場合）過冷却水解除氷とともに噴霧状
給水が一緒に貯留槽水面に落下可能に構成した為に、未
解除の過冷却水は前記給水により０℃以上に温度上昇
し、貯留槽の壁面に過冷却解除された氷が付着し、貯留
槽内で氷塊に成長する恐れをなくすることも可能であ
る。
過冷却解除部とをいずれも貯留槽内に配置したために、
夏期及び冬期でも温度変動がなく、効率よく過冷却水解
除氷が生成出来るとともに、必要に応じ（例えば未解除
の過冷却水が多い場合）過冷却水解除氷とともに噴霧状
給水が一緒に貯留槽水面に落下可能に構成した為に、未
解除の過冷却水は前記給水により０℃以上に温度上昇
し、貯留槽の壁面に過冷却解除された氷が付着し、貯留
槽内で氷塊に成長する恐れをなくすることも可能であ
る。
【００１５】請求項４記載の発明は、前記スラリー貯留
槽の横断面方向の長さ（対角線若しくは直径）に比較し
て垂直方向高さが２倍以上の縦型貯留槽である事を特徴
とする。
槽の横断面方向の長さ（対角線若しくは直径）に比較し
て垂直方向高さが２倍以上の縦型貯留槽である事を特徴
とする。
【００１６】かかる発明によれば、貯氷するシャーベッ
ト状のスラリー氷の濃度（ＩＰＦ）を最大５０％程度ま
で高くすることが出来、夏の負荷変動の大きい場合でも
高密度蓄熱と装置の小型化が可能となるとともに、氷と
水の接触する効率が高く安定供給が可能となる。
ト状のスラリー氷の濃度（ＩＰＦ）を最大５０％程度ま
で高くすることが出来、夏の負荷変動の大きい場合でも
高密度蓄熱と装置の小型化が可能となるとともに、氷と
水の接触する効率が高く安定供給が可能となる。
【００１７】請求項５記載の発明は、前記過冷却水解除
部を槽内に揺動可能に吊下して前記過冷却水の衝突によ
りほぼ振り子状に揺動可能に構成した事を特徴とする。
かかる発明によれば、前記振り子状の揺動により解除部
に氷塊が残留しないために、製氷が安定するとともに、
前記振り子状の揺動により過冷却水の衝突角度は変動す
ることなく分散が図れるために、無用に貯留槽壁面に氷
が付着することなく貯留槽内への蓄氷が均一となる。又
これにより貯氷するシャーベット状のスラリー氷の濃度
（ＩＰＦ）を最大５０％程度まで高くすることが出来、
夏の負荷変動の大きい場合でも高密度蓄熱と装置の小型
化が可能となる。
部を槽内に揺動可能に吊下して前記過冷却水の衝突によ
りほぼ振り子状に揺動可能に構成した事を特徴とする。
かかる発明によれば、前記振り子状の揺動により解除部
に氷塊が残留しないために、製氷が安定するとともに、
前記振り子状の揺動により過冷却水の衝突角度は変動す
ることなく分散が図れるために、無用に貯留槽壁面に氷
が付着することなく貯留槽内への蓄氷が均一となる。又
これにより貯氷するシャーベット状のスラリー氷の濃度
（ＩＰＦ）を最大５０％程度まで高くすることが出来、
夏の負荷変動の大きい場合でも高密度蓄熱と装置の小型
化が可能となる。
【００１８】請求項６記載の発明は、前記過冷却水放出
開口が下向きに開口しており、前記過冷却水解除部が前
記放出開口対面位置より左右に拡がるほぼ屋根型形状を
なし、 その直下に給水ノズルが位置している事を特徴
とする。かかる発明によれば前記効果が一層円滑に達成
できる。
開口が下向きに開口しており、前記過冷却水解除部が前
記放出開口対面位置より左右に拡がるほぼ屋根型形状を
なし、 その直下に給水ノズルが位置している事を特徴
とする。かかる発明によれば前記効果が一層円滑に達成
できる。
【００１９】尚、本発明では、稼働時のプロセスの冷水
プロセスでの冷水使用がタンクの水量近くになった場
合、タンクの水を使いきる。これによりタンク内に蓄熱
した冷熱の有効利用及び残氷のタンク内凍結防止を図
る。例えば、工場において稼働終了が１６時であった場
合に、始業時の９時から１６時までの間の冷水使用量が
貯留槽の冷水保有量以下の１０ｍ３であった場合、給水
はさせずに貯留槽の冷水を使いきる。その後給水と夜間
電力を利用して製氷を行う。これは給水が稼働終了まで
される場合、貯留槽内に冷水が残っていても常温の給水
と混ざるために水温が上昇してしまい、追いかけ運転が
必要となり、蓄熱した冷熱の有効利用が図れない。（冬
期の場合は追いかけ運転をやっても水温の上昇が少ない
ために行っている。）また貯留槽内の水を一度追い出し
ておけば蓄熱運転前には常温の水が貯留槽内に供給され
るので、冷水使用量が少なかった場合に生じる残氷を溶
かすことが出来る。又同時に寝氷による貯留槽の氷結を
防ぐことが出来る。
プロセスでの冷水使用がタンクの水量近くになった場
合、タンクの水を使いきる。これによりタンク内に蓄熱
した冷熱の有効利用及び残氷のタンク内凍結防止を図
る。例えば、工場において稼働終了が１６時であった場
合に、始業時の９時から１６時までの間の冷水使用量が
貯留槽の冷水保有量以下の１０ｍ３であった場合、給水
はさせずに貯留槽の冷水を使いきる。その後給水と夜間
電力を利用して製氷を行う。これは給水が稼働終了まで
される場合、貯留槽内に冷水が残っていても常温の給水
と混ざるために水温が上昇してしまい、追いかけ運転が
必要となり、蓄熱した冷熱の有効利用が図れない。（冬
期の場合は追いかけ運転をやっても水温の上昇が少ない
ために行っている。）また貯留槽内の水を一度追い出し
ておけば蓄熱運転前には常温の水が貯留槽内に供給され
るので、冷水使用量が少なかった場合に生じる残氷を溶
かすことが出来る。又同時に寝氷による貯留槽の氷結を
防ぐことが出来る。
【００２０】
【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、形状、その相対配置などは特に特定
的な記載がない限り、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。
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、形状、その相対配置などは特に特定
的な記載がない限り、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。
【００２１】図１は本発明の過冷却水利用システムを示
す全体ブロック図で、図中２は、−１.０℃以下の過冷
却水を解除部に衝突させて得られた氷と給水された水と
の混合スラリーを貯留する貯留槽２、３は前記貯留槽２
内の冷水を食品保冷用のプロセス系に利用させる為に前
記貯留槽２より冷水を導き出し、一時貯留するプロセス
貯留タンク、４は、前記貯留槽２内の冷水を取り出し、
過冷却器５により再度−１.０℃以下に冷却させて前記
貯留槽２内に過冷却水を供給する過冷却水循環経路、６
は前記過冷却水循環経路４の過冷却器５上流側経路４に
配した予熱器である。又冷水を一時貯留するプロセス貯
留タンク３には水面レベル計１１が設けられ、水面レベ
ルが常に一定になるようにポンプ１２の駆動制御を行
う。
す全体ブロック図で、図中２は、−１.０℃以下の過冷
却水を解除部に衝突させて得られた氷と給水された水と
の混合スラリーを貯留する貯留槽２、３は前記貯留槽２
内の冷水を食品保冷用のプロセス系に利用させる為に前
記貯留槽２より冷水を導き出し、一時貯留するプロセス
貯留タンク、４は、前記貯留槽２内の冷水を取り出し、
過冷却器５により再度−１.０℃以下に冷却させて前記
貯留槽２内に過冷却水を供給する過冷却水循環経路、６
は前記過冷却水循環経路４の過冷却器５上流側経路４に
配した予熱器である。又冷水を一時貯留するプロセス貯
留タンク３には水面レベル計１１が設けられ、水面レベ
ルが常に一定になるようにポンプ１２の駆動制御を行
う。
【００２２】次に図２に基づいて前記記過冷却水循環経
路４と冷凍サイクルの構成について説明する。予熱器６
は、プレート式熱交換器で構成され、該予熱器６により
前記貯留槽２内の冷水を０℃以上の０．５℃に予熱させ
て過冷却器５に導入させる。又、前記予熱器６の熱源に
クーリングタワー９の冷却水を用いるとともに、予熱器
６に供給される冷却水の流量が、予熱器６出口側と過冷
却器５入口側間に設けた冷水温度検知センサ１４の検知
温度に基づいて０．５℃に維持されるように調整される
ようにサーボ電磁弁１５を設け、クーリングタワー９よ
り予熱器６に供給される冷却水の流量調整を行ってい
る。尚、１８は過冷却監視用の圧力センサである。又過
冷却器５も同様に前記過冷却器５の冷熱源に冷凍サイク
ル１の蒸発冷熱源を用い、該過冷却器５に導入される冷
凍サイクル１の蒸発圧力を制御する制御弁１６を設けて
いる。蒸発圧力制御弁１６は過冷却器５（蒸発器）出口
側の冷媒経路４に温度センサ１７と圧力センサ１８を夫
々配し、その検知信号に基づいて蒸発圧力を制御して
０．５℃で導入された予熱水を−１．０〜−１．５℃に
冷却されるように開度調整をしている。冷凍サイクル１
は、モータにより駆動される冷凍圧縮機２１と、凝縮器
２２と、膨張機として機能する蒸発圧力制御弁１６と、
蒸発器として機能する過冷却器５からなる。
路４と冷凍サイクルの構成について説明する。予熱器６
は、プレート式熱交換器で構成され、該予熱器６により
前記貯留槽２内の冷水を０℃以上の０．５℃に予熱させ
て過冷却器５に導入させる。又、前記予熱器６の熱源に
クーリングタワー９の冷却水を用いるとともに、予熱器
６に供給される冷却水の流量が、予熱器６出口側と過冷
却器５入口側間に設けた冷水温度検知センサ１４の検知
温度に基づいて０．５℃に維持されるように調整される
ようにサーボ電磁弁１５を設け、クーリングタワー９よ
り予熱器６に供給される冷却水の流量調整を行ってい
る。尚、１８は過冷却監視用の圧力センサである。又過
冷却器５も同様に前記過冷却器５の冷熱源に冷凍サイク
ル１の蒸発冷熱源を用い、該過冷却器５に導入される冷
凍サイクル１の蒸発圧力を制御する制御弁１６を設けて
いる。蒸発圧力制御弁１６は過冷却器５（蒸発器）出口
側の冷媒経路４に温度センサ１７と圧力センサ１８を夫
々配し、その検知信号に基づいて蒸発圧力を制御して
０．５℃で導入された予熱水を−１．０〜−１．５℃に
冷却されるように開度調整をしている。冷凍サイクル１
は、モータにより駆動される冷凍圧縮機２１と、凝縮器
２２と、膨張機として機能する蒸発圧力制御弁１６と、
蒸発器として機能する過冷却器５からなる。
【００２３】図３は前記システムに用いるスラリー貯留
器の全体図、図４はその各部構成図である。前記スラリ
ー貯留槽２は、円筒状をなしその直径に比較して垂直方
向高さが２〜３倍以上の縦型貯留槽２で、貯留槽２内に
過冷却水を供給する過冷却水循環経路４先側の供給管路
４０と、該過冷却水供給管路４０路び槽内に配置した過
冷却水解除板２５と、前記槽内へ給水する給水管２６、
貯留槽２底部に配した食品保冷のプロセス系へ冷水を取
り出す取り出し口２７と、貯留槽２内の冷水を過冷却水
循環経路４に取水する取水ノズル２８からなる。そして
スラリー貯留槽２の頂部の凸部空間２ａ頂面より、垂直
下向きに挿入した前記過冷却水循環管路４の過冷却水放
出開口４ａと対面させて解除板２５を槽内上部に位置さ
せるとともに、該過冷却水解除板２５を槽内にほぼ振り
子状に揺動可能に構成しており、更にその解除板２５の
直下に貯留槽２内への給水ノズル３０を下向きに配置し
ている。そして通常は、給水サイクルと製氷サイクルは
分けているが、給水管２６を介して前記ノズルに供給さ
れた２０℃前後の給水が過冷却解除板２５により解除さ
れた過冷却水解除氷とともに前記ノズル３０より散布さ
れた給水散布水が一緒に貯留槽２水面に落下させ、無用
な貯留槽壁面に凍結氷が付着する等の不具合を解消でき
る。
器の全体図、図４はその各部構成図である。前記スラリ
ー貯留槽２は、円筒状をなしその直径に比較して垂直方
向高さが２〜３倍以上の縦型貯留槽２で、貯留槽２内に
過冷却水を供給する過冷却水循環経路４先側の供給管路
４０と、該過冷却水供給管路４０路び槽内に配置した過
冷却水解除板２５と、前記槽内へ給水する給水管２６、
貯留槽２底部に配した食品保冷のプロセス系へ冷水を取
り出す取り出し口２７と、貯留槽２内の冷水を過冷却水
循環経路４に取水する取水ノズル２８からなる。そして
スラリー貯留槽２の頂部の凸部空間２ａ頂面より、垂直
下向きに挿入した前記過冷却水循環管路４の過冷却水放
出開口４ａと対面させて解除板２５を槽内上部に位置さ
せるとともに、該過冷却水解除板２５を槽内にほぼ振り
子状に揺動可能に構成しており、更にその解除板２５の
直下に貯留槽２内への給水ノズル３０を下向きに配置し
ている。そして通常は、給水サイクルと製氷サイクルは
分けているが、給水管２６を介して前記ノズルに供給さ
れた２０℃前後の給水が過冷却解除板２５により解除さ
れた過冷却水解除氷とともに前記ノズル３０より散布さ
れた給水散布水が一緒に貯留槽２水面に落下させ、無用
な貯留槽壁面に凍結氷が付着する等の不具合を解消でき
る。
【００２４】そして図４は前記屋根型の解除板２５の構
成を示し、下向きに開口している前記過冷却水放出開口
４ａと対面する位置を頂部として、前記解除板２５が前
記放出開口４ａ対面位置より左右に拡がるほぼ屋根型形
状をなし、該屋根部の長手方向両端に支持軸３３が貫設
されており、該支持軸３３の両端はワイヤ３４により揺
動自在に吊下されており、該ワイヤ３４は吊下棒３５を
介して貯留槽２の頂部内面に固定されている。
成を示し、下向きに開口している前記過冷却水放出開口
４ａと対面する位置を頂部として、前記解除板２５が前
記放出開口４ａ対面位置より左右に拡がるほぼ屋根型形
状をなし、該屋根部の長手方向両端に支持軸３３が貫設
されており、該支持軸３３の両端はワイヤ３４により揺
動自在に吊下されており、該ワイヤ３４は吊下棒３５を
介して貯留槽２の頂部内面に固定されている。
【００２５】そして前記屋根部からなる解除板２５の直
下には給水管２６が水平に貫設されているとともに、該
給水管２６の中央部に垂直下向きに散水ノズル３０を配
置している。
下には給水管２６が水平に貫設されているとともに、該
給水管２６の中央部に垂直下向きに散水ノズル３０を配
置している。
【００２６】図４（Ｂ）は貯留槽２底部に配置したＵ字
状の取水ノズル２８で、取水口２８ａ側を槽底部２ａ側
に向けて下向きに複数個配置している。
状の取水ノズル２８で、取水口２８ａ側を槽底部２ａ側
に向けて下向きに複数個配置している。
【００２７】次にかかるシステムの運転動作について、
説明する。先ず貯留槽２内への給水を給水ノズル３０よ
り散水させ、タンク３を満水にさせた後、水温が約２０
℃から予冷をスタートさせ、冷凍サイクルの運転により
タンク３内の水が予熱器６、過冷却器５を通って順次冷
却され、過冷却器５出口温度が、−１.０℃に低下した
時点で運転時間の積算が開始され、更に−１.５℃まで
低下した時点で、過冷却器５（蒸発器）出口側の冷媒経
路４に温度センサ１７と圧力センサ１８の検知信号に基
づいて蒸発圧力制御弁１６を開度制御し、過冷却器５内
の蒸発圧力を制御して０．５℃で導入された予熱水を−
１．０〜−１．５℃に冷却されるように調整をしてい
る。
説明する。先ず貯留槽２内への給水を給水ノズル３０よ
り散水させ、タンク３を満水にさせた後、水温が約２０
℃から予冷をスタートさせ、冷凍サイクルの運転により
タンク３内の水が予熱器６、過冷却器５を通って順次冷
却され、過冷却器５出口温度が、−１.０℃に低下した
時点で運転時間の積算が開始され、更に−１.５℃まで
低下した時点で、過冷却器５（蒸発器）出口側の冷媒経
路４に温度センサ１７と圧力センサ１８の検知信号に基
づいて蒸発圧力制御弁１６を開度制御し、過冷却器５内
の蒸発圧力を制御して０．５℃で導入された予熱水を−
１．０〜−１．５℃に冷却されるように調整をしてい
る。
【００２８】そして季節が夏の場合は、運転モードを１
に切り替え、前記運転時間を積算してスラリー濃度（Ｉ
ＰＦ）が３２．３％になるまで製氷運転を行った後、製
氷運転を停止する。そして前記運転は一般に夜間行わ
れ、食品工場が非稼働の状態で行われる。そして昼間の
食品工場が稼働時に３２．３％のスラリー濃度が蓄氷さ
れた貯留槽２より冷水を前記プロセス冷水を一時貯留す
るプロセス貯留タンク３に導き、該タンク３を介して所
定の食品保冷を行う。そして前記タンク３には水面レベ
ル計１１が設けられ、水面レベルが常に一定になるよう
にポンプ駆動制御を行って前記プロセス貯留タンク３の
冷水貯留量の一定化を図り、夏の負荷変動を吸収させて
いる。
に切り替え、前記運転時間を積算してスラリー濃度（Ｉ
ＰＦ）が３２．３％になるまで製氷運転を行った後、製
氷運転を停止する。そして前記運転は一般に夜間行わ
れ、食品工場が非稼働の状態で行われる。そして昼間の
食品工場が稼働時に３２．３％のスラリー濃度が蓄氷さ
れた貯留槽２より冷水を前記プロセス冷水を一時貯留す
るプロセス貯留タンク３に導き、該タンク３を介して所
定の食品保冷を行う。そして前記タンク３には水面レベ
ル計１１が設けられ、水面レベルが常に一定になるよう
にポンプ駆動制御を行って前記プロセス貯留タンク３の
冷水貯留量の一定化を図り、夏の負荷変動を吸収させて
いる。
【００２９】又季節が春秋の場合は、運転モードを２に
切り替え、前記運転時間を積算してスラリー濃度（ＩＰ
Ｆ）が２４．２％になるまで製氷運転を行った後、製氷
運転を停止する。そして前記運転は一般に夜間行われ、
食品工場が非稼働の状態で行われる。そして昼間の食品
工場が稼働時に２４．２％のスラリー濃度が蓄氷された
貯留槽２より冷水を前記プロセス冷水を一時貯留するプ
ロセス貯留タンク３に導き、該タンク３を介して所定の
食品保冷を行う。そして前記タンク３側での水面レベル
制御は特に行わずに、貯留槽２底部に設けた充填濃度計
（圧力計）に基づいてスラリー充填率が高くなった際に
自動的に給水し、充填率の一定化を図りながらポンプ駆
動制御を行って前記プロセス貯留タンク３の冷水を程良
く貯留させ、食品保冷プロセス側への給水を行ってい
る。
切り替え、前記運転時間を積算してスラリー濃度（ＩＰ
Ｆ）が２４．２％になるまで製氷運転を行った後、製氷
運転を停止する。そして前記運転は一般に夜間行われ、
食品工場が非稼働の状態で行われる。そして昼間の食品
工場が稼働時に２４．２％のスラリー濃度が蓄氷された
貯留槽２より冷水を前記プロセス冷水を一時貯留するプ
ロセス貯留タンク３に導き、該タンク３を介して所定の
食品保冷を行う。そして前記タンク３側での水面レベル
制御は特に行わずに、貯留槽２底部に設けた充填濃度計
（圧力計）に基づいてスラリー充填率が高くなった際に
自動的に給水し、充填率の一定化を図りながらポンプ駆
動制御を行って前記プロセス貯留タンク３の冷水を程良
く貯留させ、食品保冷プロセス側への給水を行ってい
る。
【００３０】更に季節が冬の場合は、運転モードを３に
切り替え、前記運転時間を積算してスラリー濃度（ＩＰ
Ｆ）が１２．１％になるまで製氷運転を行った後、製氷
運転を停止する。そして前記運転は一般に夜間行われ、
食品工場が非稼働の状態で行われる。そして昼間の食品
工場が稼働時に１２．１％のスラリー濃度が蓄氷された
貯留槽２より冷水を前記プロセス冷水を一時貯留するプ
ロセス貯留タンク３に導き、該タンク３を介して所定の
食品保冷を行う。そしてこの際冬の場合必要な保冷用冷
却水量は少ない為に、前記タンク３側での水面レベル制
御や貯留槽２への自動給水制御は行わずに、手動による
追っかけ運転を行う。
切り替え、前記運転時間を積算してスラリー濃度（ＩＰ
Ｆ）が１２．１％になるまで製氷運転を行った後、製氷
運転を停止する。そして前記運転は一般に夜間行われ、
食品工場が非稼働の状態で行われる。そして昼間の食品
工場が稼働時に１２．１％のスラリー濃度が蓄氷された
貯留槽２より冷水を前記プロセス冷水を一時貯留するプ
ロセス貯留タンク３に導き、該タンク３を介して所定の
食品保冷を行う。そしてこの際冬の場合必要な保冷用冷
却水量は少ない為に、前記タンク３側での水面レベル制
御や貯留槽２への自動給水制御は行わずに、手動による
追っかけ運転を行う。
【００３１】
【発明の効果】以上記載のごとく本発明によれば、食品
保冷に適した食品品質保持のために春秋、冬の各季節に
おいても運転効率の面より最も効率的な過冷却冷却シス
テムを提供できる。特に請求項２記載の発明によれば、
前記予熱器６の設置により過冷却器５内に氷核が投入さ
れるのを防ぐとともに、予熱熱源にクーリングタワー９
の冷却水を用いる事が出来るために、冷凍サイクルの凝
縮熱源の節約が図れるとともに、その蒸発圧力を制御す
る制御弁を設けたために、冷凍サイクルを安定して制御
することが可能となる。請求項３記載の発明によれば、
過冷却水放出開口と過冷却解除部とをいずれも貯留槽内
に配置したために、夏期及び冬期でも温度変動がなく、
効率よく過冷却水解除氷が生成出来るとともに、過冷却
水解除氷とともに噴霧状給水が一緒に貯留槽水面に落下
可能に構成した為に、未解除の過冷却氷は前記給水によ
り０℃以上に温度上昇し、貯留槽の壁面に過冷却解除さ
れた氷が付着し、貯留槽内で氷塊に成長する恐れがなく
なる。
保冷に適した食品品質保持のために春秋、冬の各季節に
おいても運転効率の面より最も効率的な過冷却冷却シス
テムを提供できる。特に請求項２記載の発明によれば、
前記予熱器６の設置により過冷却器５内に氷核が投入さ
れるのを防ぐとともに、予熱熱源にクーリングタワー９
の冷却水を用いる事が出来るために、冷凍サイクルの凝
縮熱源の節約が図れるとともに、その蒸発圧力を制御す
る制御弁を設けたために、冷凍サイクルを安定して制御
することが可能となる。請求項３記載の発明によれば、
過冷却水放出開口と過冷却解除部とをいずれも貯留槽内
に配置したために、夏期及び冬期でも温度変動がなく、
効率よく過冷却水解除氷が生成出来るとともに、過冷却
水解除氷とともに噴霧状給水が一緒に貯留槽水面に落下
可能に構成した為に、未解除の過冷却氷は前記給水によ
り０℃以上に温度上昇し、貯留槽の壁面に過冷却解除さ
れた氷が付着し、貯留槽内で氷塊に成長する恐れがなく
なる。
【００３２】請求項４記載発明によれば、貯氷するシャ
ーベット状のスラリー氷の濃度（ＩＰＦ）を最大５０％
程度まで高くすることが出来、夏の負荷変動の大きい場
合でも高密度蓄熱と装置の小型化が可能となるととも
に、氷と水の接触する効率が高く安定供給が可能とな
る。
ーベット状のスラリー氷の濃度（ＩＰＦ）を最大５０％
程度まで高くすることが出来、夏の負荷変動の大きい場
合でも高密度蓄熱と装置の小型化が可能となるととも
に、氷と水の接触する効率が高く安定供給が可能とな
る。
【００３３】請求項５記載の発明によれば、前記振り子
状の揺動により解除部に氷塊が残留しないために、製氷
が安定するとともに、前記振り子状の揺動により過冷却
水の衝突角度は変動することなく分散が図れるために、
無用に貯留槽壁面に氷が付着することなく貯留槽内への
蓄氷が均一となる。又これにより貯氷するシャーベット
状のスラリー氷の濃度（ＩＰＦ）を最大５０％程度まで
高くすることが出来、夏の負荷変動の大きい場合でも高
密度蓄熱と装置の小型化が可能となる。
状の揺動により解除部に氷塊が残留しないために、製氷
が安定するとともに、前記振り子状の揺動により過冷却
水の衝突角度は変動することなく分散が図れるために、
無用に貯留槽壁面に氷が付着することなく貯留槽内への
蓄氷が均一となる。又これにより貯氷するシャーベット
状のスラリー氷の濃度（ＩＰＦ）を最大５０％程度まで
高くすることが出来、夏の負荷変動の大きい場合でも高
密度蓄熱と装置の小型化が可能となる。
【００３４】請求項６記載の発明によれば前記効果が一
層円滑に達成できる。
層円滑に達成できる。
【図１】 本発明の実施形態の過冷却水利用システムを
示す全体ブロック図である。
示す全体ブロック図である。
【図２】 図１の過冷却水利用システムの予熱器と加熱
器周りを示す要部ブロック図である。
器周りを示す要部ブロック図である。
【図３】 図１の過冷却水利用システムのスラリー貯留
槽を示す断面図である。
槽を示す断面図である。
【図４】 図３のスラリー貯留槽に用いる過冷却解除板
と取水ノズルを示し、（Ａ）は解除板の正面図と側面
図、（Ｂ）は取水ノズルの平面図とＡ−Ａ断面図であ
る。
と取水ノズルを示し、（Ａ）は解除板の正面図と側面
図、（Ｂ）は取水ノズルの平面図とＡ−Ａ断面図であ
る。
【図５】 本発明の過冷却水利用システムにおける実施
形態の季節毎の運転状態を示す作用図である。
形態の季節毎の運転状態を示す作用図である。
１ 冷凍サイクル ２ スラリー貯留槽 ４ 過冷却水循環経路 ４ａ 過冷却水放出開口 ５ 過冷却器 ６ 予熱器 １６ 蒸発圧力制御弁 ２５ 過冷却水解除板 ３０ 給水ノズル ４０ 過冷却水供給管路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ２４Ｆ 11/02 １０２ Ｆ２４Ｆ 11/02 １０２Ｂ (72)発明者 深野 修司 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 Ｆターム(参考） 3L045 AA01 AA02 BA01 BA10 CA01 CA02 DA02 EA01 FA02 KA15 LA12 MA01 NA25 3L060 AA03 CC05 CC19 DD07 EE41
Claims (6)
- 【請求項１】 −１.０℃以下の過冷却水を解除部に衝
突させて得られた氷と給水された水との混合スラリーを
貯留する貯留槽と、前記貯留槽内の冷水を利用して食品
等の製品を冷却・保冷するチラー水を製造する過冷却水
利用システムであって、 前記貯留槽に貯留するスラリー充填率を夏、春秋、冬の
各季節などの負荷変動により異なるように製氷時間に基
づいて製氷モードを設定し、該製氷モードにより、少な
くともプロセス側給水の自動及び手動による運転モード
の選択を行うことを特徴とする過冷却水利用システム。 - 【請求項２】 前記貯留槽内の冷水を取り出し、過冷却
器により再度−１．０℃以下に冷却させて前記貯留槽内
に過冷却水を供給する過冷却水循環経路とよりなり、 前記過冷却水循環経路の過冷却器上流側経路に予熱器を
配し、該予熱器により前記貯留槽内の冷水を０℃以上に
予熱させて過冷却器に導入させるとともに、前記過冷却
器の冷熱源に冷凍サイクルの蒸発冷熱源を用い、該過冷
却器に導入される冷凍サイクルの蒸発圧力を制御する制
御弁を設けた事を特徴とする請求項２記載の過冷却水利
用システム。 - 【請求項３】 氷混合水からなるスラリー貯留槽と、該
貯留槽内に過冷却水を供給する過冷却水供給管路と、前
記過冷却水供給管路の放出開口と対面させて槽内に配置
した過冷却水解除部と、前記槽内へ給水する給水路から
なるスラリー貯留装置において、 前記過冷却水供給管路の過冷却水放出開口を槽内上部に
位置させるとともに、該過冷却水放出開口が下向きに開
口しており、前記解除部を前記放出開口対面位置に、更
にその解除部の直下に貯留槽内への給水ノズルを配置し
た事を特徴とするスラリー貯留装置。 - 【請求項４】 前記スラリー貯留槽の横断面方向の長さ
（対角線若しくは直径）に比較して垂直方向高さが２倍
以上の縦型貯留槽である事を特徴とする請求項３記載の
スラリー貯留装置。 - 【請求項５】 前記過冷却水解除部を槽内に揺動可能に
吊下して前記過冷却水の衝突によりほぼ振り子状に揺動
可能に構成した事を特徴とする請求項３記載のスラリー
貯留装置。 - 【請求項６】 前記過冷却水放出開口が下向きに開口し
ており、前記過冷却水解除部が前記放出開口対面位置よ
り左右に拡がるほぼ屋根型形状をなし、その直下に給水
ノズルが位置している事を特徴とする請求項３記載のス
ラリー貯留装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000236152A JP2002048457A (ja) | 2000-08-03 | 2000-08-03 | スラリー貯留装置及び過冷却水利用システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000236152A JP2002048457A (ja) | 2000-08-03 | 2000-08-03 | スラリー貯留装置及び過冷却水利用システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002048457A true JP2002048457A (ja) | 2002-02-15 |
Family
ID=18728254
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000236152A Pending JP2002048457A (ja) | 2000-08-03 | 2000-08-03 | スラリー貯留装置及び過冷却水利用システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002048457A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005300044A (ja) * | 2004-04-13 | 2005-10-27 | Kansai Electric Power Co Inc:The | ブラインの過冷却による製氷方法および同製氷装置 |
| JP2010071599A (ja) * | 2008-09-22 | 2010-04-02 | Sanyo Electric Co Ltd | 氷蓄熱システム |
| CN105180543A (zh) * | 2015-08-12 | 2015-12-23 | 广州高菱机电工程有限公司 | 一种具有冷量回收机构的过冷水式动态制冰系统 |
| JP6028248B1 (ja) * | 2015-05-22 | 2016-11-16 | 新菱冷熱工業株式会社 | 過冷却水を用いた製氷システム及び過冷却水を用いた製氷方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH048025U (ja) * | 1990-05-09 | 1992-01-24 | ||
| JPH04129038U (ja) * | 1991-05-17 | 1992-11-25 | 高砂熱学工業株式会社 | 空調用氷蓄熱装置 |
| JPH08210743A (ja) * | 1995-01-31 | 1996-08-20 | Miura Co Ltd | 過冷却水式製氷装置の過冷却解除装置 |
| JPH1047715A (ja) * | 1996-05-30 | 1998-02-20 | Daikin Ind Ltd | 氷蓄熱装置 |
-
2000
- 2000-08-03 JP JP2000236152A patent/JP2002048457A/ja active Pending
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| JP4623995B2 (ja) * | 2004-04-13 | 2011-02-02 | 関西電力株式会社 | ブラインの過冷却による製氷方法および同製氷装置 |
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| CN105180543A (zh) * | 2015-08-12 | 2015-12-23 | 广州高菱机电工程有限公司 | 一种具有冷量回收机构的过冷水式动态制冰系统 |
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