JP2609511B2

JP2609511B2 - 氷片の製造方法

Info

Publication number: JP2609511B2
Application number: JP6206159A
Authority: JP
Inventors: 次雄坂居; 進小林
Original assignee: Seiken Co Ltd
Current assignee: Seiken Co Ltd
Priority date: 1994-08-31
Filing date: 1994-08-31
Publication date: 1997-05-14
Anticipated expiration: 2012-05-14
Also published as: JPH0868578A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、氷片を製造する方法に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ビルの冷暖房において、夜間電力を利用
して、夏季の冷房用には氷を作り、冬季の暖房用には温
水を作って蓄熱し、これを主熱源として昼間の空調に使
用する氷蓄熱式空調システムが実施されている。

【０００３】上記システムの製氷方法は、主に水槽に浸
けた金属チューブ、パネル等の製氷母体に低温冷媒を通
し、製氷母体の表面に氷層を形成するものである。とこ
ろが、上記製氷方法では、製氷母体から氷層を剥がすに
は、製氷母体を一旦加熱して製氷母体に接している氷層
の内面を溶かさねばならず、熱のロスが大きい。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】そこで出願人は、低温
冷媒を充満させた可撓性ホースを水槽に浸け、ホース表
面に接する水を層状に凍らせ、氷層が所定の厚みに成長
した時点でホース内の圧力を高めてホースを膨張変形さ
せ、この膨張変形力によって氷層を剥離することを試み
た。

【０００５】軸方向に起伏のない一般的な形状のホース
で実験したところ、ホース表面に氷層を形成することに
問題はなく、又、ホースを膨張させることによって氷層
にホースの長手方向にヒビ割れが生じた(以下、ホース
の軸方向を横方向とする)。しかし、ヒビ割れした氷層
はホースから自然には剥離せず、掻き落とさねばならな
かった。

【０００６】出願人は、氷層をホースから自然に剥離さ
せるには、氷層を長手方向に分断する様に縦方向に割れ
目を生じさせねばならないと考え、図４に示す如く、可
撓性ホース(1a)の外周に所定間隔に金属線(13)を巻い
て、前述の製氷実験を行なった。

【０００７】ホースを膨張させた時、ホース表面の氷層
(７)に、金属線(13)の巻付け位置で縦方向に割れ目(８)
が生じ、割れ目(８)と割れ目(８)の間に、横方向にヒビ
割れ(81)が生じた。しかし、氷層(７)は自然にはホース
(1a)から剥離しなかった。

【０００８】金属線を螺旋状に巻いて製氷実験を行なっ
たが、上記の場合と同様にして氷層に縦方向に割れ目、
横方向にヒビ割れが生じたが、やはり氷層はホースから
剥離しなかった。

【０００９】図５に示す如く、外周に略等間隔に円板(1
4)を嵌めた可撓性ホース(1b)を使用して前述の製氷実験
を行なった。円板(14)(14)間に氷層(７)が形成され、ホ
ース(1b)を膨張させると該氷層(７)には円板(14)(14)間
にヒビ割れが生じた。しかし、氷層はホースから剥離し
なかった。ホースをＵ字状に湾曲させた場合、円弧部の
外側部分の氷層のみ自然にホースから剥離した。

【００１０】図６に示す如く、外周に等間隔に短い樹脂
筒(15)を嵌めた可撓性ホース(1c)を使用して前述の実験
を行なった。ホース表面に氷層(７)を形成後、ホース内
の圧力を高めたところ、ホースの長手方向にヒビ割れ(8
1)が生じ、更にホース内の圧力が高まると、樹脂筒(15)
との対応部分に割れ目(８)が生じたが、氷層はホースか
ら剥離しなかった。

【００１１】本発明は、ホース表面に形成した氷層を、
ホース内の圧力を高めるだけで、自然にホースから剥離
させることのできる氷片の製法を明らかにするものであ
る。

【００１２】

【課題を解決する手段】外周面に螺旋状に突条(11)を一
体に突設した可撓性ホース(１)を水槽(２)に浸けた状態
で、該ホース(１)内にホース表面を氷点以下に冷却する
冷媒を流動させて、ホース表面に氷層(７)を形成し、氷
層(７)が所望の厚みに達すれば、可撓性ホース(１)の内
圧を高めて螺旋状突条(11)の捩れが戻る方向に捩れなが
ら伸び且つ径方向にも拡大変形する様に膨張変形させ
る。

【００１３】

【作用及び効果】可撓性ホース(１)中を循環する低温冷
媒によってホース表面が氷点以下の温度に冷却され、可
撓性ホース(１)の表面に接している水が凍って、氷層
(７)が形成される。氷層(７)が所望の厚みに成長すれ
ば、ホース(１)内の圧力を高める。可撓性ホース(１)
は、外周の螺旋状突条(11)の捩りが戻る方向に捩れなが
ら伸び、更に径が拡大する。ホースが捩れながら伸びる
とき、氷層(７)は、縦方向に割れ目(８)が生じる。

【００１４】ホースの径が拡大する際、氷層(７)の割れ
目(８)と割れ目(８)との間に、横方向にヒビ割れ(81)が
生じ、該氷層はホース表面から分断剥離する。前記の様
に、氷層(７)はホース表面から剥離しており、縦方向に
割れ目(８)、横方向にヒビ割れ(81)が生じると、氷層
(７)は氷片となってホース水面に浮上する。

【００１５】ホース表面から氷層(７)を剥離するのに、
ホースを加熱する必要はなく、熱のロスはない。又、氷
層(７)の剥離のために人手は全く不要である。可撓性ホ
ース(１)内の圧力を高めてから、氷片が水面へ浮上する
までに要する時間は短時間であって、上記作業を繰り返
すことにより、氷片を能率的に製造できる。

【００１６】

【実施例】図１は、製氷方法を説明するための実験装置
の一例を示している。水槽(２)にＵ字状に曲げた可撓性
ホース(１)を浸け、冷媒の循環管路(３)を接続してい
る。

【００１７】可撓性ホース(１)は、図２に示す如く、例
えば軟質塩化ビニルによって形成されて、硬質塩化ビニ
ル(12)が螺旋状に巻いて埋設され、硬質塩化ビニルに被
覆された樹脂層が螺旋状の突条(11)を形成している。循
環管路(３)は、循環ポンプ(33)が設けられ、循環ポンプ
(33)の吐出口（33a）から可撓性ホース(１)の流入口(1
3)までが流入管路(31)、可撓性ホース(１)の流出口(14)
から循環ポンプ(33)の吸込口（33b）までが、流出管路
(32)となっている。

【００１８】流入管路(31)の一部は冷凍機(４)の一部を
構成する冷却器(34)となっている。流入管路(31)には、
可撓性ホース(１)の流入口(13)に接近して該流入口側へ
の流れを許容する逆止弁(35)が設けられている。流出管
路(32)には、可撓性ホース(１)の流出口(14)に接近し
て、電磁弁(36)を設け、該電磁弁(36)よりも下流側には
管(38)を介して膨張タンク(37)が接続されている。

【００１９】流入管路(31)の逆止弁(35)よりも下流側
と、流出管路(32)の膨張タンク(37)よりも下流側との間
はバイパス管路(５)で繋がれ、該バイパス管路(５)には
加圧ポンプ(51)が設けられ、加圧ポンプ(51)と流入管路
(31)との間には流入管路(31)側への流れを許容する逆止
弁(52)が設けられている。上記可撓性ホース(１)、循環
管路(３)及びバイパス管路(５)には冷媒が充満してい
る。

【００２０】然して、循環管路(３)の電磁弁(36)を開い
た状態で循環ポンプ(33)及び冷凍機(４)を運転し、循環
管路(３)と可撓性ホース(１)の間に冷媒を循環させる。

【００２１】冷凍機(４)によって冷却された冷媒が可撓
性ホース(１)に流れることにより、可撓性ホース(１)の
表面で水が凍って、氷層(７)が形成される。

【００２２】氷層(７)が所望の厚さに成長すれば、循環
ポンプ(33)の運転を停止し、電磁弁(36)を閉じる。バイ
パス管路(５)の加圧ポンプ(51)を運転し、可撓性ホース
(１)に冷媒を圧送する。可撓性ホース(１)内で冷媒の逃
場は無く、内圧によってホース(１)が捩りが戻る方向に
捩れながら伸び、更に径が拡大する。

【００２３】可撓性ホース(１)は先ず外周の螺旋状突条
(11)の捩りが戻る方向に捩れながら伸び、更に径が拡大
する。ホースが捩れながら伸びるとき、氷層(７)にはホ
ース表面から剥離すると共に、縦方向に割れ目(８)が生
じる。ホースの径が拡大する際、氷層(７)の割れ目(８)
と割れ目(８)との間に、横方向にヒビ割れ(81)が生じ、
氷層(７)はホース表面から分断剥離する。

【００２４】前記の様に、氷層(７)はホース表面から剥
離しており、縦方向に割れ目(８)、横方向にヒビ割れ(8
1)が生じると、氷層(７)は氷片となって水面に浮上す
る。ホース表面から氷層(７)を剥離するのにホースを加
熱する必要はなく、熱のロスはない。又、氷層(７)の剥
離のために人手は全く不要である。

【００２５】可撓性ホース(１)内の圧力を高めてから、
氷片が水面へ浮上するまでに要する時間は短時間であっ
て、上記作業を繰り返すことにより、氷片を能率的に製
造できる。

【００２６】実験例可撓性ホース内径２５mm 外径(突条部分の最大径) ３１.６mm 製氷可撓性ホースを通る冷媒の温度 −２５℃ ２時間経過時の氷層の厚み平均１３．２５mm 可撓性ホースの膨張８kgf／cm2で冷媒を圧送５cm程度の間隔で縦方向に割れ目が生じ、半割の状態で
ホースから剥離し水面に浮上した

【００２７】製氷時間を短くし、氷層の厚みが平均６.
１５mmの時に、ホースの内圧を高めると、３kgf／cm2程
度で、氷片となってホースから剥離した。

【００２８】図３は、氷片の回収までを含めた製氷装置
の一例を示している。氷回収槽(６)の上に水槽(２)を設
けている。水槽(２)には、前記可撓性ホース(１)を略水
平面内で複数本設置し、各可撓性ホース(１)には前記冷
凍機(４)を含む循環管路(３)及びバイパス管路(５)が接
続されている。

【００２９】水槽(２)の中央に回収管(64)を垂直に立設
して、その下端を氷回収槽(６)に開口し、上端は外周部
が高く傾斜した受け皿(63)の中央低部に接続する。回収
管(64)の上端開口には、モータ(68)によって昇降し、該
開口を開閉する栓体(65)が配備されている。

【００３０】氷回収槽(６)は、前記回収管(64)側が高く
傾斜した網状シュート(62)によって、下部の水貯まり室
(60)と上部の氷貯まり室(61)とに区画されている。氷貯
まり室(61)には、蓋付きの取出し口(69)が設けられてい
る。氷回収槽(６)の水貯まり室(60)下部と水槽(２)の上
部の間を汲上げポンプ(67)を具えた汲上げ管(66)にて接
続している。

【００３１】前述の如く、可撓性ホース(１)の表面から
剥離して水面に浮き上った氷片は、栓体(65)が開かれる
と、水と一緒に受け皿(63)から回収管(64)を通って氷回
収槽(６)に落下する。

【００３２】水は網状シュート(62)を通過して水貯まり
室(60)に貯まり、氷片は、網状シュート(62)の低位側に
滑り落ちる。取出し口(69)から氷片だけを取り出すこと
ができる。

【００３３】上記製氷装置は、従来の様に、氷層を製氷
母体から剥離するための加熱装置は必要とせず、簡素に
構成でき、安価に製造できる。構成が簡素であるため、
故障も少なく、寿命も長い。

【００３４】尚、上記の様な特別な装置を用いずとも、
池やプールに可撓性ホース(１)を浸けて製氷することも
できる。本発明で製造した氷片は、空調用の蓄熱以外
に、人口スキー場に撒く人口雪の材料、鮮魚の冷却貯蔵
氷等、種々の用途に利用できるのは勿論である。

【００３５】本発明は、上記実施例の構成に限定される
ことはなく、特許請求の範囲に記載の範囲で種々の変形
が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】実験装置の説明図である。

【図２】一部を断面で表した可撓性ホースの正面図であ
る。

【図３】製氷装置の断面図である。

【図４】第１失敗例の可撓性ホースの説明図である。

【図５】第２失敗例の可撓性ホースの説明図である。

【図６】第３失敗例の可撓性ホースの説明図である。

【符号の説明】

(１) 可撓性ホース (11) 突条 (２) 水槽 (３) 循環管路 (４) 冷凍機 (５) バイパス管路 (６) 氷回収槽

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】外周面に螺旋状の突条(11)を一体に突設
した可撓性ホース(１)を水槽(２)に浸けた状態で、該ホ
ース(１)内にホース表面を氷点以下に冷却する冷媒を循
環させてホース表面に氷層(７)を形成し、氷層(７)が所
望の厚みに達すれば、可撓性ホース(１)の内圧を高めて
螺旋状突条(11)の捩れが戻る方向に捩れながら伸び且つ
径方向にも拡大変形する様に膨張変形させ、この膨張変
形によってホース表面の氷層(７)を割ってホース表面よ
り剥離分断し水面に浮上させて氷片を製造することを特
徴とする氷片の製造方法。