JP2634615B2 - 製氷装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、製氷用溶液でシャーベット状の氷を生成し
て蓄熱槽に蓄え、例えば冷房等の冷熱源を得るようにし
た製氷装置に関する。

（従来の技術） 従来、この種の製氷装置として、特開昭56−2567号公
報に開示され、又、第５図に示すように、内管（Ａ）内
に、外周部に羽根（Ｆ）を備えた回転ドラム（Ｄ）を内
装すると共に、内管（Ａ）と外管（Ｂ）との間に、圧縮
機を用いて構成される冷凍装置における蒸発器（Ｅ）を
コイル状にして内装し、蒸発器（Ｅ）による冷却作用
と、羽根（Ｆ）による氷の剥ぎ取り作用とにより、下方
に配設する蓄熱槽（Ｃ）にシャーベット状の氷を落下さ
せると共に、該蓄熱槽（Ｃ）の液域と内管（Ａ）の上部
との間を、循環ポンプ（Ｐ）を介して接続し、深夜電力
等を利用して、室内ユニット（Ｕ）‥‥へ昼間供給する
冷熱源を予め得ておき、省エネ等に貢献できるようにし
たものが知られている。

そして、シャーベット状の氷とされる製氷用溶液とし
ては、水の氷点（０℃）以下で凍結するように、水にエ
チレングリコール等を添加した水溶液が一般に用いられ
ている。

（発明が解決しようとする課題） 所で、こうして生成されるシャーベット状の氷自身
は、水のみの結晶であって、溶液自身の濃度は、氷の生
成とともに濃くなっていく。そして、氷と高濃度溶液と
の比重差により、第５図に示すように、蓄熱槽（Ｃ）の
上層部には氷が、下槽部には高濃度溶液が溜まることと
なる。

従って、製氷運転が終了した状態、すなわち循環ポン
プ（Ｐ）が停止した状態で、これを長時間放置すると、
氷は除々に溶けることになるが、蓄熱槽（Ｃ）の上層部
と下層部とは混ざりにくいことから、該下層部には高濃
度の溶液が、又、上層部には低濃度の溶液が溜まるとい
うように、蓄熱槽（Ｃ）の上下に濃度の高低差ができる
ことになる。

このような状況で、再び製氷運転、つまり循環ポンプ
（Ｐ）の運転と、蒸発器（Ｅ）に冷媒を供給する冷凍装
置側の圧縮機の運転とを同時に開始すると、高濃度の溶
液が、内管（Ａ）に供給される間はよいが、低濃度の溶
液が供給される場合には、水の氷点（０℃）近くで直ぐ
に凍ってしまうことになるから、回転ドラム（Ｄ）の回
転負荷が増大し、場合によっては、該回転ドラム（Ｄ）
凍結ロックされて強制的に回転が阻止されてしまう問題
も起こるのであった。

本発明の目的は、運転開始当初に、循環する溶液の濃
度を均一化してから、圧縮機の運転を開始するようにし
て、回転ドラムの凍結ロックという問題を確実に解消す
ることのできる製氷装置を提供する点にある。

（課題を解決するための手段） そこで、本発明では、回転ドラム（５）を内装し、製
氷用溶液を流通させる内管（２）と、前記溶液を冷却す
る溶媒を流通させる外管（３）とをもつ製氷用蒸発器
（１）と、前記内管（２）の溶液出入口に相互に接続さ
れる蓄熱槽（６）と、これら内管（２）及び蓄熱槽
（６）との間で前記溶液を循環させる循環ポンプ（７）
と、前記外管（３）に前記冷媒を供給するための圧縮機
（８）とを備えた製氷装置であって、製氷運転開始時、
前記循環ポンプ（７）を運転して循環する前記溶液の濃
度を均一化した後に、前記圧縮機（８）の運転を開始す
る起動制御手段（９）を備えていることを特徴とするも
のである。

（作用） 製氷運転開始時に、まず循環ポンプ（７）を、圧縮機
（８）の運転に先がけて運転することにより、蓄熱槽
（６）と内管（２）との間で循環する溶液の濃度を均一
化することができ、この後に、圧縮機（８）の運転によ
る外管（３）の供給冷媒により内管（２）内に濃度均一
にされた溶液が供給されるので、水の氷点（０℃）近く
で直ちに凍結が起こって回転ドラム（５）がロックして
しまうという弊が回避できるのである。

（実施例） 第３図及び第４図に示すものは、製氷用蒸発器（１）
であって、軸方向一端に製氷用溶液の流入口（21）を、
他端に前記溶液の流出口（22）を設けた内管（２）と、
冷媒の取入口（31）と取出口（32）とを設けた外管
（３）とを備え、前記内管（２）に、該内管（２）の内
周面（20）に摺接するブレード（４）を備えた回転ドラ
ム（５）を内装し、前記内周面（20）を伝熱面として前
記冷媒により溶液を冷却するようにしている。

前記ブレード（４）は、回転ドラム（５）の軸方向長
さに沿って４分割して４対（4a,4a）（4b,4b）（4c,4
c）（4d,4d）配設され、各一対は互いに回転ドラム
（５）の円周上180゜隔てて対向状に設けられ、又、各
対は該回転ドラム（５）の軸方向長さに沿って互いに45
℃づつ偏位させて設けている。

以上構成する蒸発器（１）は、第２図に示すように、
２台を一対にして、各回転ドラム（５）（５）の駆動軸
（50）（50）を１台のモータ（M2）で駆動している。
又、各内管（２）（２）は連絡管（63）で直列に接続さ
れ、初段側の流入口（21）と後段側の流出口（22）と
に、溶液の供給管（61）及び戻し管（62）を結合して蓄
熱槽（６）を接続し、供給管（61）に介装する循環ポン
プ（７）を介して蓄熱槽（６）と各内管（２）（２）と
の間で溶液を循環させるようにしている。一方、各外管
（３）（３）は互いに並列に接続されて、圧縮機（８）
を備える冷凍装置（10）に連結されている。

冷凍装置（10）は、圧縮機（８）の吐出側から、油分
離器（11）、水冷式凝縮器（12）を介装すると共に、分
流器（13）を介して２系統の分岐路（14）（14）を並列
に設け、該各分岐路に、凝縮した高圧液冷媒を膨張させ
るエジェクター（15）と、膨張後の低圧液冷媒の蒸発作
用を行わせる前記外管（３）とを介装して、その出口を
ヘッダ（16）で統合し、更にアキュムレータ（17）を介
して圧縮機（８）の吸入側に接続して成るものである。

尚、第２図中、（18）は、凝縮器（12）の出口管（12
0）と圧縮機（８）の吸入管（80）とを熱交換可能に付
設して成る吸入熱交換器、（19）（19）は各エジェクタ
ー（15）（15）の均圧管、又、（SV）は閉鎖弁、（BV）
は逆止弁、（RI）はリキッドアイ、（DF）はドライヤフ
ィルタ、（HPS）は高圧圧力検出器、（HG）は同高圧圧
力ゲージ、（LPS）は低圧圧力検出器、（LG）は同低圧
圧力ゲージである。又、製氷用溶液の出口側には、該溶
液温度を検出して結氷の状態等を知ることのできるサー
ミスタ（Th）を介装している。

そして、第１図に示すように、運転スイッチ（SW）に
より製氷運転を開始する時、遅延タイマ（TM）の作動に
より、圧縮機（８）のモータ（M3）（以下、圧縮機モー
タと云う）は停止したままで、循環ポンプ（７）のモー
タ（M1）（以下、ポンプモータと云う）の運転をまず起
動し、タイマ（TM）による遅延時間経過後に、圧縮機
（８）のモータ（M3）の運転を開始させる起動制御手段
（９）を構成して、蓄熱層（６）と各内管（２）（２）
との間で循環する溶液の濃度を均一化した後に外管
（３）（３）からの冷却を行わせるようにする。

尚、実施例では、運転スイッチ（SW）のオン操作でポ
ンプモータ（M1）を起動すると直ちに、回転ドラム
（５）の駆動用のモータ（M2）（以下、ドラムモータと
云う）を起動するようにしており、すなわち、スイッチ
（SW）によりポンプモータ（M1）の発停用電磁継電器
（52M1）が励磁されると、ドラムモータ（M2）の発停用
電磁継電器（52M2）に直列介装したメイク接点（52M1−
ａ）を閉じ、該ドラムモータ（M2）の継電器（52M2）を
励磁するようにしている。

遅延タイマ（TM）は、ドラムモータ（M2）の継電器
（52M2）におけるメイク接点（52M2−ａ）の成立で励磁
され、励磁開始から一定時間経過後に、その遅延接点
（TM−ｓ）を閉じ、圧縮機モータ（M3）の発停用電磁継
電器（52M3）を励磁するようにしている。

尚、各モータ（M1〜M3）の電源線路各相には、前記継
電器（52M1〜52M3）の接点（52M1−ｓ〜52M3−ｓ）と直
列に、過電流継電器（51M1〜51M3）を介装しており、前
記した各電磁継電器（52M1〜52M3）の励磁線路には、そ
のブレーク接点（51M1−ｂ〜51M3−ｂ）を介装してい
る。又、第１図中、（PG）は電源接続端子、（FU）はヒ
ューズ、（Tr）はトランスである。

以上のように、製氷運転開始時に、まず循環ポンプ
（７）を、圧縮機（８）の運転に先がけて起動し、蓄熱
槽（６）と各内管（２）（２）との間で循環する溶液の
濃度を均一化した後に、圧縮機（８）の運転を行うよう
にしたから、低濃度の溶液が内管（２）（２）に供給さ
れて、外管（３）（３）からの冷却により水の氷点（０
℃）近くで直ぐに凍ってしまう事態を回避し得て、運転
開始時に回転ドラム（５）が凍結ロックしてしまうとい
う問題を確実に防止でき、良好な起動が行えるのであ
る。

そして、製氷運転が進行していくと、各内管（２）内
の溶液は、その内周面（20）を伝熱面として外管（３）
に供給される冷媒により冷却され、水の氷点（０℃）以
下の過冷却状態にまで冷やされる。内周面（20）で過冷
却された溶液は、回転ドラム（５）の回転によるブレー
ド（４）の撹拌作用により内周側へ移流され、それにつ
れて流速が減少し、凍結して氷の結晶となる。内周面
（20）から離れた所で凍結するため、流動する氷すなわ
ちシャーベット状の氷が得られる。又、内周面（20）上
で発生した氷の結晶はブレード（４）で剥ぎ取られ、小
さな結晶のままの氷が得られる。こうして生成されるシ
ャッベット状の氷は、循環ポンプ（７）による圧送によ
り、次々と蓄熱槽（６）に蓄えられていくのである。

又、実施例では、運転スイッチ（SW）のオン操作で循
環ポンプ（７）の起動の他、回転ドラム（５）も起動す
るようにしたから、内管（２）内での撹拌作用により、
一層短時間で溶液濃度の均一化が図れる利点もある。

（発明の効果） 以上、本発明では、回転ドラム（５）を内装し、製氷
用溶液を流通させる内管（２）と、前記溶液を冷却する
冷媒を流通させる外管（３）とをもつ製氷用蒸発器
（１）と、前記内管（２）の溶液出入口に相互に接続さ
れる蓄熱槽（６）と、これら内管（２）及び蓄熱槽
（６）との間で前記溶液を循環させる循環ポンプ（７）
と、前記外管（３）に前記冷媒を供給するための圧縮機
（８）とを備えた製氷装置であって、製氷運転開始時、
前記循環管ポンプ（７）を運転して循環する前記溶液の
濃度を均一化した後に、前記圧縮機（８）の運転を開始
するようにしたから、運転開始当初に、内管（２）内の
溶液が直ちに凍結して、回転ドラム（５）がロックして
しまうという弊害が回避でき、良好な運転起動が行える
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明製氷装置の制御回路図、第２図は同配管
系統図、第３図は製氷用蒸発器の一部切欠側断面図、第
４図はその縦断面図、第５図は従来例の配管系統図であ
る。 （１）……製氷用蒸発器 （２）……内管 （３）……外管 （５）……回転ドラム （６）……蓄熱槽 （７）……循環ポンプ （８）……圧縮機 （９）……起動制御手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 倉多 明 大阪府堺市金岡町1304番地 ダイキン工 業株式会社堺製作所金岡工場内 (56)参考文献 特開 昭58−2567（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−297967（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転ドラム（５）を内装し、製氷用溶液を
   流通させる内管（２）と、前記溶液を冷却する冷媒を流
   通させる外管（３）とをもつ製氷用蒸発器（１）と、前
   記内管（２）の溶液出入口に相互に接続される蓄熱槽
   （６）と、これら内管（２）及び蓄熱槽（６）との間で
   前記溶液を循環させる循環ポンプ（７）と、前記外管
   （３）に前記冷媒を供給するための圧縮機（８）とを備
   えた製氷装置であって、製氷運転開始時、前記循環ポン
   プ（７）を運転して循環する前記溶液の濃度を均一化し
   た後に、前記圧縮機（８）の運転を開始する起動制御手
   段（９）を備えていることを特徴とする製氷装置。