JP2002081699A - 氷蓄熱装置の過冷却器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 過冷却器内の管群を冷媒液により均一に冷却
し、熱交換効率を高めて安定した過冷却を達成する。 【解決手段】 シェル２２の下側に冷媒液入口２７を設
けると共に、シェル２２の上側に冷媒蒸気出口２８を設
け、シェル２２内の管群２３の下部位置にて冷媒液入口
２７に連通する入口ヘッダ３１を形成し且つ入口ヘッダ
３１を小径の噴出口３３により蒸発部３４に連通する冷
媒液分散板３２を設け、管群２３を長手方向所要間隔位
置にて支持し且つ噴出口３３から噴出する冷媒液２ａを
整流して上側に向かわせる複数のチューブサポート２９
を設け、冷媒液入口２７から供給した冷媒液２ａが、入
口ヘッダ３１によりシェル２２の長手方向に分散されて
冷媒液分散板３２の噴出口３３から蒸発部３４に噴出
し、各チューブサポート２９間を上昇して管群２３と熱
交換した後、冷媒蒸気出口２８に向かうようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、氷蓄熱装置の過冷
却器に関するものであり、より詳しくは、過冷却器のシ
ェル内に備えられる管群の各管の温度を均一化し、熱交
換効率を高めて安定した過冷却を達成できるようにした
氷蓄熱装置の過冷却器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】氷の持つ冷熱を利用して蓄冷を行わせる
ようにした種々の氷蓄熱装置が研究されている。

【０００３】図４は、従来から考えられている氷蓄熱装
置の一例を示している。図４の例では、過冷却器６と冷
凍機３との間に、供給側流路１ａと戻り側流路１ｂから
なる冷媒液循環流路１を設け、冷凍機３からの冷媒液２
ａを供給側流路１ａに設けたポンプ３ａにより過冷却器
６に供給して冷水４を摂氏零度以下の例えば−１℃〜−
２℃にまで過冷却することにより過冷却水５を得るよう
にしている。冷水４の冷却によって蒸発した冷媒蒸気２
ｂは、戻り側流路１ｂにより冷凍機３に戻される。

【０００４】過冷却器６から放出された過冷却水５は、
氷蓄熱槽８の内部に貯留した冷水４の水面や氷蓄熱槽８
の内部に設けられた図示しない衝突板等の過冷却解除器
に衝突させ、その衝撃力によって強制的に過冷却状態を
解除させてシャーベット状の氷７を生成するようにして
いる。

【０００５】氷蓄熱槽８には、氷蓄熱槽８内の冷水４を
循環ポンプ９を用いて循環させ、スプレーノズル１０か
ら噴射することにより氷７を融解させて冷熱を取出し易
くするためのスプレー用流路１１と、冷熱取出流路１２
を介して氷蓄熱槽８との間で熱交換媒体１３を循環させ
ることにより、氷蓄熱槽８内部の冷水４と熱交換を行っ
て、熱交換媒体１３に取出された冷熱を空調等に利用す
る空調設備等の熱利用設備１４と、氷蓄熱槽８の冷水４
を取出して再び過冷却器６に送る水ポンプ１６を有する
冷水供給流路１５とが備えられている。

【０００６】冷水供給流路１５の途中には、冷水４に存
在して過冷却状態に悪影響を及ぼすダストや氷７の粒等
を除去するためのストレーナ１７及びフィルタ１８等が
設けられている。又、冷水供給流路１５には、加熱器と
冷却器とを有する温度調節器２０が、熱交換器１９を介
して接続されている。温度調節器２０は、過冷却器６に
供給される冷水４に氷７が含有されないように融解し、
且つ冷水４の温度を例えば０．５℃のような一定の温度
に調節する働きを有している。

【０００７】そして、上記過冷却器６は、基本的に、過
冷却水５を流す管２１（過冷却水流路）と、該管２１に
接するように冷媒液２ａを流して管２１内を流れる冷水
４を冷却して過冷却水５を得るためのシェル２２（冷媒
液流路）とによって構成されている。図４の過冷却器６
では、１本の管２１を備えた場合を図示しているが、通
常は、例えば図５に示すように、複数の管２１からなる
管群２３をシェル２２内に設けるようにしたシェル・ア
ンド・チューブ式のものが用いられている。

【０００８】又、通常の氷蓄熱装置では、図５に示すよ
うに管群２３をシェル２２内に備えた過冷却器６を複数
個備え、各過冷却器６の管２１に冷水供給流路１５から
の冷水４を分岐して供給することにより、同時に多量の
冷水４の過冷却を行って、大容量の氷蓄熱が行えるよう
にしている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記した氷蓄熱装置に
おいては、冷凍機３の冷媒液２ａを過冷却器６のシェル
２２に供給することにより管群２３と接触させ、管群２
３内を流動する冷水４を冷却することによって過冷却水
５を生成するようにしているため、過冷却器６内部にお
ける熱交換の均一性を確保する必要がある。

【００１０】例えば、シェル２２内での冷媒液２ａの蒸
発温度の空間的均一性が悪いと、管群２３の各管２１ご
との熱交換量の差が大きくなり、平均的には冷水４が凍
結するような温度に達していなくても、一部の管２１に
過冷却度が大きなものが生じて、管２１内の冷水４が凍
結してしまうことが考えられる。管２１内で冷水４が凍
結すると、管２１が閉塞されることになり、このために
過冷却器６による氷７の生産量が低下するという問題が
ある。

【００１１】更に、管群２３の冷却にばらつきがあると
いうことは、すべての管２１にて過冷却を達成しようと
すると、その分冷凍機３の能力を高める必要があり、よ
って運転費も増加するという問題がある。

【００１２】又、上記したような管２１の凍結による閉
塞が発生した場合に、この閉塞を解除するためには、氷
蓄熱装置の運転を停止して凍結した氷７を除去する等の
面倒な作業が必要であり、又この閉塞解除の間は氷蓄熱
装置の運転を休止することになるために氷７の生産性が
大きく低下してしまう問題がある。

【００１３】従って、安定した氷蓄熱を実現するために
は、シェル２２内の管群２３を冷媒液２ａにて如何に均
一に冷却するかということが非常に重要な問題となる。

【００１４】本発明は、このような課題を解決すべくな
したもので、過冷却器において管群を冷媒液により均一
に冷却し、熱交換効率を高めて安定した過冷却を達成で
きるようにした氷蓄熱装置の過冷却器を提供することを
目的としている。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は、一端の水導入
口から冷水を導入して他端の放出口から放出する複数の
管からなる管群を包囲するシェルを設け、冷凍機からの
冷媒液を過冷却器のシェル内に供給し、シェル内の管群
の各管内を流動する冷水を冷却することにより過冷却水
を生成させ、生成した過冷却水を管から放出して過冷却
を解除することにより氷を生成するようにしている氷蓄
熱装置の過冷却器であって、シェルの下側に冷媒液入口
を設けると共に、シェルの上側に冷媒蒸気出口を設け、
シェル内の管群の下部位置にて前記冷媒液入口に連通す
る入口ヘッダを形成し且つ該入口ヘッダを小径の噴出口
により上部の蒸発部に連通させた冷媒液分散板を設け、
前記管群を長手方向所要間隔位置にて支持し且つ前記噴
出口から噴出する冷媒液を整流して上側に向かわせる複
数のチューブサポートを設け、前記冷媒液入口から供給
した冷媒液が、入口ヘッダ内でシェルの長手方向に分散
されて冷媒液分散板の噴出口から気泡が混入するように
蒸発部に噴出し、各チューブサポート間を上昇して管群
と熱交換した後、冷媒蒸気出口に向かうよう構成したこ
とを特徴とする氷蓄熱装置の過冷却器、に係るものであ
る。

【００１６】上記手段において、冷媒液分散板の噴出口
の直径が略１ｍｍ〜５ｍｍであってもよく、又、冷媒液
分散板に形成する噴出口の開口率を、該噴出口から噴出
する冷媒液の流出量が蒸発部における蒸発量に一致する
ように、管群の水導入口側を大きく、放出口側を小さく
してもよい。

【００１７】又、冷媒液分散板の上側に、細孔を有する
緩衝板を設けるようにしてもよい。

【００１８】更に、シェル内の管群上部位置にて冷媒蒸
気出口に連通する蒸気導出ヘッダを形成し且つ該蒸気導
出ヘッダを吸引口により蒸発部に連通させた蒸気吸引板
を備えていてもよく、又、蒸気吸引板に形成する吸引口
の開口率を、吸引口から吸引する冷媒蒸気の流出量が蒸
発部における蒸発量に一致するように、水導入口側を大
きく、放出口側を小さくしてもよい。

【００１９】更に、冷媒蒸気出口を、冷媒液入口に対し
て水導入口側に偏って設けてもよく、又、各チューブサ
ポートの相互間隔が、シェルの内径に略等しい大きさを
有していてもよく、又、各チューブサポートと管群の各
管との間に隙間が形成されていてもよい。

【００２０】上記手段は次のような作用を有する。

【００２１】シェルの下側に設けた冷媒液入口から冷媒
液を入口ヘッダに供給し、冷媒液分散板の小径の噴出口
から蒸発部に噴射するようにしているので、噴射の際に
気泡が混入し、この気泡による熱交換効率の上昇によっ
て、管群の下側の管と上側の管との温度差を小さく押え
ることができる。

【００２２】上記において、噴出口から勢いよく冷媒液
が噴出するために管の冷却が部分的に強くなって凍結す
ることが考えられるが、冷媒液分散板の上側に細孔を有
する緩衝板を配置しているので、噴出口から勢いよく噴
出する噴流の勢いが緩衝板によって平坦化され、従って
管群に向かう冷媒液の流速は平坦化し、管は気泡によっ
て均一に冷却されるようになる。よって凍結の問題も防
止できる。

【００２３】更に、冷媒液分散板の噴出口から噴出する
冷媒液の流出量が、蒸発部の蒸発量に一致するように、
噴出口の開口率を管群の水導入口側で大きく、放出口側
で小さくなるように設定しているので、シェル内の冷媒
液のレベルを略均一に保持することができる。

【００２４】又、管群に、シェルの内径に略等しい相互
間隔でチューブサポートを設けているので、噴出口から
噴射された冷媒液が安定して上側に向かうように整流す
ることができ、よって、冷媒液が流れ易い方向に流れて
しまうことによって管の冷却にばらつきが生じるという
問題を防止できる。更に、この時、各チューブサポート
と管群の各管との間に、所要の隙間を形成するようにし
ているので、チューブサポート間の相互で冷媒液のレベ
ルの違いが生じようとした場合にも、上記隙間を通して
冷媒液が流通することにより均一なレベルを保持するこ
とができる。

【００２５】更に、蒸発部の上部に吸引口が形成された
蒸気吸引板を設けており、且つ吸引口の開口率を、吸引
口から吸引される冷媒蒸気の流出量が蒸発部における蒸
発量に一致するように、水導入口側で大きく、放出口側
で小さくなるようにしているので、冷媒蒸気の圧力損失
が増加するようなことがなく、冷媒蒸気を安定して吸引
除去することができる。又、冷媒液入口に対して冷媒蒸
気出口を、水導入口側に偏って設けると、冷媒蒸気の流
出が更に行われ易くなってシェル内部の圧力損失を低減
できる。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しつつ説明する。

【００２７】図１及び図２は、例えば図４に示したよう
な氷蓄熱装置に適用する本発明の過冷却器の形態を示し
ている。

【００２８】図１、図２に示す過冷却器６は、シェル・
アンド・チューブ式であり、シェル２２の一端に設けた
管板２４に管群２３の各管２１の水導入口２１Ａ側を貫
通固定し、シェル２２の他端に設けた管板２５に管群２
３の各管２１の放出口２１Ｂ側を貫通固定している。前
記管群２３は、図２に示すようにシェル２２の上下中心
より下寄りの位置に扁平な形状で設けられている。

【００２９】更に、前記水導入口２１Ａ側の管板２４の
外側には、冷水導入室２６が形成されており、該冷水導
入室２６に冷水供給流路１５が接続されている。これに
より、冷水供給流路１５から冷水導入室２６に導入され
た冷水４は、管群２３の各管２１内に水導入口２１Ａか
ら流入して内部を流れ、放出口２１Ｂから外部に放出さ
れる。

【００３０】前記シェル２２の下部には、冷媒液入口２
７が設けられており、又、シェル２２の上部には冷媒蒸
気出口２８が設けられている。

【００３１】前記管群２３の長手方向所要間隔位置に
は、管群２３の各管２１が貫通する縦のチューブサポー
ト２９が複数設けてあり、各チューブサポート２９を固
定ロッド３０にて互いに固定し、これにより管群２３を
支持している。更に各チューブサポート２９はシェル２
２の下部内面における左右側壁に沿うように設けられて
いる。

【００３２】この時、チューブサポート２９の相互間隔
Ｌは、シェル２２の内径Ｄに略等しい大きさとしてお
り、各チューブサポート２９間にて冷媒液２ａの整流を
行うようになっている。又、各チューブサポート２９を
貫通している管群２３の各管２１の貫通部には、所定の
隙間が形成されるようにしている。

【００３３】シェル２２内の管群２３の下部位置には、
前記冷媒液入口２７に連通する入口ヘッダ３１を形成す
るようにした冷媒液分散板３２を固定している。この冷
媒液分散板３２は、図２に示すように断面略台形を有し
て冷媒液入口２７を跨ぐようにシェル２２底部に沿って
設けられている。冷媒液分散板３２には、小径の噴出口
３３が形成されている。この噴出口３３は、直径が略１
ｍｍ〜５ｍｍ程度の均一な大きさとしてあり、入口ヘッ
ダ３１内に導入された冷媒液２ａを噴出口３３から上側
に向けて噴射し、これにより管群２３が配置されている
蒸発部３４に向けて、図３に示すように気泡（蒸気）３
５が混入された噴流３６を吹出すようにしている。

【００３４】上記において、蒸発部３４における冷媒液
２ａの蒸発量は、管２１内の冷水４の温度が高い水導入
口２１Ａ側が大きく、管２１内の冷水４の温度が低い放
出口２１Ｂ側が小さい。

【００３５】このため、前記冷媒液分散板３２の噴出口
３３から噴出する冷媒液２ａの流出量が、蒸発部３４の
蒸発量に一致するように、噴出口３３の開口率を、管２
１の水導入口２１Ａ側で大きく、放出口２１Ｂ側で小さ
くなるように設定する。図１では、直径が均一の噴出口
３３を、水導入口２１Ａ側では相互間隔が狭く、放出口
２１Ｂ側では相互間隔が大きくなるように設けている。

【００３６】又、冷媒液分散板３２の上側には、細孔４
０を有するパンチングメタルや金網等からなる緩衝板４
１が配置されている。この緩衝板４１の細孔４０は直径
が例えば略２ｍｍ〜２０ｍｍ程度を有し、しかも前記噴
出口３３から勢いよく噴出する噴流の勢いを平坦化し、
しかも圧力損失をあまり増加させることなしに蒸発部３
４に向けて冷媒液２ａを流出させ得る開口率で設ける。
更に前記緩衝板４１は、冷媒液分散板３２に対して略５
ｍｍ〜５０ｍｍ程度の間隔で設ける。

【００３７】又、シェル２２内の管群２３上部位置に
は、冷媒蒸気出口２８に連通する蒸気導出ヘッダ３７を
形成するようにした蒸気吸引板３８を固定している。こ
の蒸気吸引板３８には吸引口３９が設けてある。この吸
引口３９も、該吸引口３９から吸引される冷媒蒸気２ｂ
の流出量が蒸発部３４における蒸発量に一致するよう
に、開口率を水導入口２１Ａ側で大きく、放出口２１Ｂ
側で小さくなるようにしている。この吸引口３９の開口
率は、吸引口３９の直径を変えるようにしても、或いは
同一直径の吸引口３９の設置数を変えるようにしてもよ
い。

【００３８】更に、図１において、冷媒液入口２７はシ
ェル２２の長手方向略中間位置に配置されており、これ
に対して冷媒蒸気出口２８は、冷媒液入口２７に対して
水導入口２１Ａ側に偏って設けられている。

【００３９】以下に、上記形態の作用を説明する。

【００４０】例えば、図４に示した冷水供給流路１５か
らの冷水４は、図１の冷水導入室２６に供給され、水導
入口２１Ａから管群２３の各管２１内に導入されて流動
し、放出口２１Ｂから外部に放出される。

【００４１】又、図４に示した冷凍機３からの冷媒液２
ａは、図１、図２のシェル２２の下部に設けた冷媒液入
口２７から入口ヘッダ３１に導入されて、長手方向に分
散され、冷媒液分散板３２の噴出口３３から蒸発部３４
に向けて噴射される。この時、シェル２２内は管群２３
の上部まで冷媒液２ａで満たされており、これにより管
群２３の各管２１は冷媒液２ａとの熱交換により冷却さ
れ、管２１内の冷水４は過冷却の状態となる。過冷却水
５は放出口２１Ｂから外部に放出され、図４の氷蓄熱槽
８の内部に貯留した冷水４の水面等に衝突し、その衝撃
力によって強制的に過冷却状態が解除されてシャーベッ
ト状の氷７が生成する。

【００４２】又、前記蒸発部３４内を上昇する冷媒液２
ａは、管群２３との熱交換によってて蒸発し、この冷媒
蒸気２ｂは、蒸気吸引板３８の吸引口３９を通って蒸気
導出ヘッダ３７に入り、冷媒蒸気出口２８から図４の戻
り側流路１ｂを経て冷凍機３に戻る。

【００４３】上記において、例えば図３の蒸発部３４内
に、冷媒液２ａを単にゆっくり導入して上昇させたので
は、蒸発部３４を上昇する冷媒液２ａ内に、管２１との
熱交換によって各管２１の外周面に沿うように気泡３５
（蒸気）が発生し、この気泡３５が冷媒液２ａ中を上昇
する。

【００４４】このため、図３において、管群２３の上側
に配置されている管２１は、下側に配置されている管２
１から上昇してくる気泡３５の接触を多く受けるため
に、下側に配置されている管２１に比して熱交換効率が
高くなり、このために、上側の管２１と下側の管２１と
の間に温度差ができることが判明した。

【００４５】このため、図１〜図３のように、冷媒液分
散板３２の小径の噴出口３３から冷媒液２ａを噴射する
と、気泡３５が混入した噴流３６が蒸発部３４に向けて
吹出されるようになる。このため、噴出口３３から噴射
される噴流３６による気泡３５によって下側の管２１の
熱交換効率が高まり、よって上側と下側の管２１の温度
差が小さく押えられるようになる。

【００４６】この時、噴出口３３から勢いよく冷媒液２
ａが噴出するために管２１の冷却が部分的に強くなって
凍結することが考えられるが、冷媒液分散板３２の上側
に細孔４０を有する緩衝板４１を配置しているので、噴
出口３３から勢いよく噴出する噴流の勢いが緩衝板４１
によって平坦化され、従って管群２３に向かう冷媒液２
ａの流速は平坦化し、管２１は気泡３５によって均一に
冷却されるようになる。よって凍結の問題は防止され
る。

【００４７】又、上記において、蒸発部３４における冷
媒液２ａの蒸発量は、管２１内の冷水４の温度が高い水
導入口２１Ａ側が大きく、管２１内の冷水４の温度が低
い放出口２１Ｂ側が小さい。しかし、前記冷媒液分散板
３２の噴出口３３から噴出する冷媒液２ａの流出量が、
蒸発部３４の蒸発量に一致するように、噴出口３３の開
口率を管群２３の水導入口２１Ａ側で大きく、放出口２
１Ｂ側で小さくなるように設定している（水導入口２１
Ａ側の噴出口３３相互間隔を狭くしている）ので、水導
入口２１Ａ側では放出口２１Ｂ側に比して多量の冷媒液
２ａが噴射供給されることになり、よって、シェル２２
内の冷媒液２ａのレベルは略均一に保持される。

【００４８】又、管群２３に、シェル２２の内径Ｄに略
等しい相互間隔Ｌでチューブサポート２９を設けている
ので、噴出口３３から噴射された冷媒液２ａを安定して
上側に向かうように整流することができるので、冷媒液
２ａが流れ易い方向に流れてしまうことによって管２１
の冷却にばらつきが生じるという問題を防止できる。

【００４９】更に、各チューブサポート２９と管群２３
の各管２１との間に、所要の隙間を形成するようにして
いるので、チューブサポート２９間の相互で冷媒液２ａ
のレベルの違いが生じようとした場合にも、上記隙間を
通して冷媒液２ａが流通することにより均一なレベルを
保持することができる。

【００５０】蒸発部３４で発生した冷媒蒸気２ｂは、蒸
気吸引板３８の吸引口３９から蒸気導出ヘッダ３７に吸
引され、更に冷媒蒸気出口２８から図４の戻り側流路１
ｂにより冷凍機３に戻される。この時、蒸気吸引板３８
の吸引口３９が、該吸引口３９から吸引される冷媒蒸気
２ｂの流出量が蒸発部３４における蒸発量に一致するよ
うに、開口率を水導入口２１Ａ側で大きく、放出口２１
Ｂ側で小さくなるようにしているので、蒸発部３４の蒸
発量が多い側は開口率が大きく流れ易くなっており、よ
ってシェル２２内の冷媒蒸気２ｂの圧力損失を低減する
ことができ、冷媒蒸気２ｂを安定して吸引除去すること
ができる。

【００５１】又、図１に示したように、冷媒液入口２７
に対して冷媒蒸気出口２８を、水導入口２１Ａ側に偏っ
て設けるようにすると、前記冷媒蒸気２ｂが更に流出し
易くなって圧力損失を減少させることができる。

【００５２】尚、本発明は上記形態のみに限定されるも
のではなく、図４の氷蓄熱装置以外の種々の過冷却器に
も適用できること、冷媒液分散板、チューブサポート、
蒸気吸引板等の形状は種々変更し得ること、その他本発
明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加える
こと等は勿論である。

【００５３】

【発明の効果】本発明によれば、シェルの下側に設けた
冷媒液入口から冷媒液を入口ヘッダに供給し、冷媒液分
散板の小径の噴出口から蒸発部に噴射するようにしてい
るので、噴射の際に気泡が混入し、この気泡による熱交
換効率の上昇によって、管群の下側の管と上側の管との
温度差を小さく押えられる効果がある。

【００５４】上記において、噴出口から勢いよく冷媒液
が噴出するために管の冷却が部分的に強くなって凍結す
ることが考えられるが、冷媒液分散板の上側に細孔を有
する緩衝板を配置しているので、噴出口から勢いよく噴
出する噴流の勢いが緩衝板によって平坦化され、従って
管群に向かう冷媒液の流速は平坦化し、管は気泡によっ
て均一に冷却されるようになる。よって凍結の問題も防
止できる効果がある。

【００５５】更に、冷媒液分散板の噴出口から噴出する
冷媒液の流出量が、蒸発部の蒸発量に一致するように、
噴出口の開口率を管群の水導入口側で大きく、放出口側
で小さくなるように設定しているので、シェル内の冷媒
液のレベルを略均一に保持できる効果がある。

【００５６】又、管群に、シェルの内径に略等しい相互
間隔でチューブサポートを設けているので、噴出口から
噴射された冷媒液が安定して上側に向かうように整流す
ることができ、よって、冷媒液が流れ易い方向に流れて
しまうことによって管の冷却にばらつきが生じるという
問題を防止できる効果がある。更に、この時、各チュー
ブサポートと管群の各管との間に、所要の隙間を形成す
るようにしているので、チューブサポート間の相互で冷
媒液のレベルの違いが生じようとした場合にも、上記隙
間を通して冷媒液が流通することにより均一なレベルを
保持できる効果がある。

【００５７】更に、蒸発部の上部に吸引口が形成された
蒸気吸引板を設けており、且つ吸引口の開口率を、吸引
口から吸引される冷媒蒸気の流出量が蒸発部における蒸
発量に一致するように、水導入口側で大きく、放出口側
で小さくなるようにしているので、冷媒蒸気の圧力損失
が増加するようなことがなく、冷媒蒸気を安定して吸引
除去することができる効果がある。又、冷媒液入口に対
して冷媒蒸気出口を、水導入口側に偏って設けると、冷
媒蒸気の流出が更に行われ易くなってシェル内部の圧力
損失を低減できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の一例を示す概略側方断面
図である。

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ方向拡大矢視図である。

【図３】冷媒液分散板の噴出口から噴射される冷媒液の
作用を示す断面図である。

【図４】従来の氷蓄熱装置の過冷却器の概略系統図であ
る。

【図５】従来のシェル・アンド・チューブ式過冷却器の
一例を示す概略側方断面図である。

【符号の説明】

２ａ 冷媒液 ２ｂ 冷媒蒸気 ３ 冷凍機 ４ 冷水 ５ 過冷却水 ６ 過冷却器 ７ 氷 ２１ 管 ２１Ａ 水導入口 ２１Ｂ 放出口 ２２ シェル ２３ 管群 ２７ 冷媒液入口 ２８ 冷媒蒸気出口 ２９ チューブサポート ３１ 入口ヘッダ ３２ 冷媒液分散板 ３３ 噴出口 ３４ 蒸発部 ３５ 気泡 ３７ 蒸気導出ヘッダ ３８ 蒸気吸引板 ３９ 吸引口 ４０ 細孔 ４１ 緩衝板 Ｄ 内径 Ｌ 相互間隔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 勝規 神奈川県横浜市磯子区新中原町１番地 石 川島播磨重工業株式会社機械・プラント開 発センター内 (72)発明者 佐藤 建樹 神奈川県横浜市磯子区新中原町１番地 石 川島播磨重工業株式会社機械・プラント開 発センター内 (72)発明者 堀 政義 神奈川県横浜市磯子区新中原町１番地 石 川島播磨重工業株式会社機械・プラント開 発センター内 Ｆターム(参考） 3L103 AA09 AA37 BB33 CC02 DD08

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一端の水導入口から冷水を導入して他端
   の放出口から放出する複数の管からなる管群を包囲する
   シェルを設け、冷凍機からの冷媒液を過冷却器のシェル
   内に供給し、シェル内の管群の各管内を流動する冷水を
   冷却することにより過冷却水を生成させ、生成した過冷
   却水を管から放出して過冷却を解除することにより氷を
   生成するようにしている氷蓄熱装置の過冷却器であっ
   て、シェルの下側に冷媒液入口を設けると共に、シェル
   の上側に冷媒蒸気出口を設け、シェル内の管群の下部位
   置にて前記冷媒液入口に連通する入口ヘッダを形成し且
   つ該入口ヘッダを小径の噴出口により上部の蒸発部に連
   通させた冷媒液分散板を設け、前記管群を長手方向所要
   間隔位置にて支持し且つ前記噴出口から噴出する冷媒液
   を整流して上側に向かわせる複数のチューブサポートを
   設け、前記冷媒液入口から供給した冷媒液が、入口ヘッ
   ダ内でシェルの長手方向に分散されて冷媒液分散板の噴
   出口から気泡が混入するように蒸発部に噴出し、各チュ
   ーブサポート間を上昇して管群と熱交換した後、冷媒蒸
   気出口に向かうよう構成したことを特徴とする氷蓄熱装
   置の過冷却器。
2. 【請求項２】 冷媒液分散板の噴出口の直径が略１ｍｍ
   〜５ｍｍであることを特徴とする請求項１記載の氷蓄熱
   装置の過冷却器。
3. 【請求項３】 冷媒液分散板に形成する噴出口の開口率
   を、該噴出口から噴出する冷媒液の流出量が蒸発部にお
   ける蒸発量に一致するように、管群の水導入口側を大き
   く、放出口側を小さくしたことを特徴とする請求項１又
   は２記載の氷蓄熱装置の過冷却器。
4. 【請求項４】 冷媒液分散板の上側に、細孔を有する緩
   衝板を備えたことを特徴とする請求項１〜３いずれかに
   記載の氷蓄熱装置の過冷却器。
5. 【請求項５】 シェル内の管群上部位置にて冷媒蒸気出
   口に連通する蒸気導出ヘッダを形成し且つ該蒸気導出ヘ
   ッダを吸引口により蒸発部に連通させた蒸気吸引板を備
   えていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記
   載の氷蓄熱装置の過冷却器。
6. 【請求項６】 蒸気吸引板に形成する吸引口の開口率
   を、該吸引口から吸引する冷媒蒸気の流出量が蒸発部に
   おける蒸発量に一致するように、水導入口側を大きく、
   放出口側を小さくしたことを特徴とする請求項５記載の
   氷蓄熱装置の過冷却器。
7. 【請求項７】 冷媒蒸気出口を、冷媒液入口に対して水
   導入口側に偏って設けたことを特徴とする請求項１〜６
   のいずれかに記載の氷蓄熱装置の過冷却器。
8. 【請求項８】 各チューブサポートの相互間隔が、シェ
   ルの内径に略等しい大きさを有していることを特徴とす
   る請求項１〜７いずれかに記載の氷蓄熱装置の過冷却
   器。
9. 【請求項９】 各チューブサポートと管群の各管との間
   に隙間が形成されていることを特徴とする請求項１〜８
   いずれかに記載の氷蓄熱装置の過冷却器。