JP2761610B2 - 製氷装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、水流通路で水等を冷却
するための熱交換器又は製氷装置に係り、特に冷却能力
の向上対策に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば特開昭６３―１４０６
３号公報に開示される如く、蓄氷槽の水を水循環路に循
環させるとともに、水循環路に、ブライン配管を介して
接続される冷凍装置に熱交換器を配置し、この熱交換器
の伝熱管内に水を流通させる一方、伝熱管の外側にブラ
インを流通させ、伝熱管の壁面を介してブラインとの熱
交換を行わせることにより水を過冷却して、スラリ―状
の氷化物を生成し、蓄氷槽に貯溜するようにした製氷装
置は公知の技術である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の熱交換器の構造では、伝熱管の管壁を介して水とブ
ラインとの熱交換が行われるので、管壁付近では熱交換
が有効に行われるが、伝熱管の中心付近では熱交換率が
悪化するという問題がある。すなわち、水循環路におい
て、水は相当の速さで流通しているので、対流による管
壁付近の水と伝熱管中央付近の水との間の熱伝達は少な
く、したがって、熱交換器の冷却能力又は製氷能力を十
分確保できないからである。

【０００４】本発明の主たる目的は、斯かる点に鑑み、
熱交換器の伝熱管における水等と冷却用媒体等との熱交
換率を向上させる構造とすることにより、熱交換器の冷
却能力を向上させ、あるいは熱交換器による過冷却を利
用した製氷装置の製氷能力の向上を図ることにある。

【０００５】さらに、上記従来のものにおいて、熱交換
器の伝熱管内で水の過冷却度が過大になったりすること
で過冷却状態が解消してしまった場合、内部の水が凍結
し、その体積膨張による応力のためについには熱交換器
が破損する虞れがある。

【０００６】本発明のもう一つの目的は、斯かる点に鑑
み、熱交換器の伝熱管内部で水等が万一凍結した場合に
も、その体積膨張に起因する応力を吸収しうる手段を講
ずることにより、熱交換器の破損の虞れを有効に防止す
ることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、第１の解決手段は、図１に示すように、冷却装置に
接続され、冷水利用系の水流通路（５１）に流通する水
又は水溶液を冷却するための熱交換器を対象とする。

【０００８】そして、熱交換器を、上記水流通路（５
１）に介設され、水流通路（５１）の水又は水溶液と上
記冷却装置の冷却用媒体との熱交換を行う伝熱管（２２
ａ）と、該伝熱管（２２ａ）内のほぼ中心軸線上に配設
され、弾力性を有する芯棒部材（５４）とで構成したも
のである。

【０００９】第２の解決手段は、図４に示すように、上
記第１の解決手段における芯棒部材（５４）を、内部に
応力吸収用空間部を有する樹脂製棒で構成したものであ
る。

【００１０】第３の解決手段は、図６に示すように、上
記第１又は第２の解決手段における芯棒部材（５４）
に、外周部に伝熱管（２２ａ）内壁面との間に所定の間
隙を保持するスペ―サ部材（５５）を設けたものであ
る。

【００１１】第４の解決手段は、図１４に示すように、
上記第１，第２又は第３の解決手段における芯棒部材
（５４）に、外周部に水又は水溶液の流れを乱すための
突起部（５７）を設けたものである。

【００１２】第５の解決手段は、図１７に示すように、
上記第４の解決手段における突起部（５７）に、伝熱管
内壁面との間に所定の間隙を保持するスペ―サ部材とし
ての機能を持たせたものである。

【００１３】第６の解決手段は、図２２に示すように、
上記第１，第２，第３，第４又は第５の解決手段におけ
る芯棒部材（５４）を、上流側端部が閉鎖され、下流側
端部が開放されてなる底付筒状部材で構成したものであ
る。

【００１４】第７の解決手段は、図２４に示すように、
上記第６の解決手段における伝熱管（２２ａ）をその中
心軸がほぼ垂直方向に向くよう配設し、水流通路（５
１）からの入口配管を伝熱管（２２ａ）の下部に、水流
通路（５１）への出口配管を伝熱管（２２ａ）の上部に
接続する構成としたものである。

【００１５】第８の解決手段は、上記第６又は第７の解
決手段における芯棒部材（５４）の上流側に、壁部を貫
通する小孔を設けたものである。

【００１６】第９の解決手段は、図１に示すように、水
又は水溶液のスラリ―状の氷化物を貯溜するための蓄氷
槽（５）と、冷却装置に接続され、水又は水溶液を過冷
却するための熱交換器（２２）と、該熱交換器（２２）
と上記蓄氷槽（５）との間で水又は水溶液を強制循環さ
せるための水循環路（５１）とを備えた製氷装置を前提
とする。

【００１７】そして、上記熱交換器（２２）の伝熱管
（２２ａ）内のほぼ中心軸線上に、弾力性を有する芯棒
部材（５４）を配設する構成としたものである。

【００１８】第１０の解決手段は、図４に示すように、
上記第９の解決手段における芯棒部材（５４）を、内部
に応力吸収用空間部を有する樹脂製棒で形成したもので
ある。

【００１９】第１１の解決手段は、図６に示すように、
上記第９又は第１０の解決手段における芯棒部材（５
４）に、外周部に伝熱管（２２ａ）内壁面との間に所定
の間隙を保持するスペ―サ部材（５５）を設けたもので
ある。

【００２０】第１２の解決手段は、図１０に示すよう
に、上記第９，第１０又は第１１の解決手段における芯
棒部材（５４）の断面形状を多角形にしたものである。

【００２１】第１３の解決手段は、図１４に示すよう
に、上記第９，第１０，第１１又は第１２の解決手段に
おける芯棒部材（５４）に、外周部に水又は水溶液の流
れを乱すための突起部（５７）を設けたものである。

【００２２】第１４の解決手段は、図１７に示すよう
に、上記第１３の解決手段における突起部（５７）に、
伝熱管内壁面との間に所定の間隙を保持するスペ―サ部
材としての機能を持たせたものである。

【００２３】第１５の解決手段は、図２０に示すよう
に、上記第９，第１０，第１１，第１２，第１３又は第
１４の解決手段における芯棒部材（５４）を、上流側か
ら下流側に向かうにしたがって断面積が減少するように
形成したものである。

【００２４】第１６の解決手段は、図２２に示すよう
に、上記第９，第１０，第１１，第１ ２，第１３，第１
４又は第１５の解決手段において、芯棒部材（５４）を
上流側端部が閉鎖され、下流側端部が開放されてなる底
付筒状部材で構成したものである。

【００２５】第１７の解決手段は、図２４に示すよう
に、上記第１６の解決手段において、熱交換器（２２）
の伝熱管（２２ａ）をその中心軸がほぼ垂直方向に向く
よう配設し、水循環路（５１）からの入口配管を伝熱管
（２２ａ）の下部に、水循環路（５１）への出口配管を
伝熱管（２２ａ）の上部に接続したものである。

【００２６】第１８の解決手段は、図２４に示すよう
に、上記第１６又は第１７の解決手段において、芯棒部
材（５４）の上流側に、壁部を貫通する小孔を設けたも
のである。

【００２７】第１９の解決手段は、図２に示すように、
上記第１、第２，第３，第４，第５，第６、第７又は第
８の解決手段において、冷却装置を冷媒回路（１）を有
する冷凍装置とし、冷却用媒体を冷凍装置の冷媒とす
る。そして、所定時間ごとに一定時間の間冷媒温度を高
くする解凍運転をするよう冷凍装置を制御する解凍運転
制御手段を設ける構成としたものである。

【００２８】第２０の解決手段は、図２に示すように、
上記第９，第１０，第１１，第１２，第１３，第１４．
第１５，第１６，第１７又は第１８の解決手段におい
て、冷却装置を冷媒回路（１）を有する冷凍装置とす
る。

【００２９】そして、熱交換器（２２）を冷媒との熱交
換により水又は水溶液を過冷却するものとする。

【００３０】さらに、所定時間ごとに一定時間の間、冷
媒温度を高くする解凍運転をするよう冷凍装置を制御す
る解凍運転制御手段を設ける構成としたものである。

【００３１】

【作用】以上の構成により、請求項１の発明では、熱交
換器の伝熱管（２２ａ）において、水流通路（５１）に
循環する水又は水溶液と冷却装置の冷却用媒体との熱交
換が行われ、水等が冷却される。そのとき、熱交換器の
伝熱管（２２ａ）内のほぼ中心軸線上に、芯棒部材（５
４）が配設されているので、水又は水溶液が伝熱管（２
２ａ）の内壁面付近のみを流通することになり、水等の
冷却効率が向上する。また、特に０℃付近に水等を冷却
する場合、熱交換器の内部で水等が凍結することがあり
うるが、凍結が生じても、凍結による体積膨張に起因す
る応力が芯棒部材（５４）の弾力性により吸収されるの
で、伝熱管（２２ａ）に加わる応力が緩和され、熱交換
器の破損が防止されることになる。

【００３２】請求項２の発明では、上記請求項１の発明
において、熱交換器内部が凍結しても、体積膨張に起因
する応力が樹脂材料からなる芯棒部材（５４）の空間部
により吸収されるので、熱交換器（２２）の破損がより
確実に防止されることになる。

【００３３】請求項３の発明では、上記請求項１又は２
の発明において、芯棒部材（５４）の外周部に設けられ
たスペ―サ部材（５５）により、伝熱管（２２ａ）の内
壁面と芯棒部材（５４）外周部との間隙が円周方向でほ
ぼ一定に保持されるので、熱交換器（２２）による水等
の冷却度が円周方向で均一となる。

【００３４】請求項４の発明では、上記請求項１，２又
は３の発明において、芯棒部材（５４）の外周部に設け
られた突起部（５７）により、流れが乱されて水又は水
溶液同士の熱交換が盛んになり、熱交換器（２２）によ
る水等の冷却効率が向上することになる。

【００３５】請求項５の発明では、上記請求項４の発明
の作用において、突起部（５７）が芯棒部材（５４）と
伝熱管（２２ａ）内壁面とのスペ―サとして機能するこ
とに より、均一な冷却が行われることになる。

【００３６】請求項６の発明では、上記請求項１〜５の
発明において、芯棒部材（５４）内が凍結したときに
も、解凍運転等により氷化物が筒内壁から剥離すると容
易に芯棒部材（５４）から下流側に流出するので、解凍
に要する時間が短縮される。

【００３７】請求項７の発明では、上記請求項６の発明
の作用において、筒内壁から剥離した氷化物は比重が小
さいので、芯棒部材（５４）上方に浮上し、容易に開放
端から流出することになる。

【００３８】請求項８の発明では、芯棒部材（５４）の
筒内に水又は水溶液の一部が小孔（５８）を介しバイパ
スして流れるので、芯棒部材（５４）内部の温度低下が
抑制され、筒内部の凍結頻度が減少することになる。

【００３９】請求項９の発明では、蓄氷槽（５）の水等
が水循環路（５１）に強制循環され、熱交換器（２２）
で冷却装置を介して過冷却される。そして、その後過冷
却状態の解消によりスラリ―状の氷化物が生成され、蓄
氷槽（５）に送られて貯溜される。

【００４０】そのとき、熱交換器（２２）において、伝
熱管（２２ａ）内のほぼ中心軸線上に、芯棒部材（５
４）が配設されているので、水又は水溶液が伝熱管（２
２ａ）の内壁面付近のみを流通することになり、水等の
冷却効率が向上して製氷能力が向上する。また、熱交換
器（２２）の内部で水等の過冷却状態の解消により凍結
が生じても、凍結による体積膨張に起因する応力が芯棒
部材（５４）の弾力性により吸収されるので、伝熱管
（２２ａ）に加わる応力が緩和され、熱交換器（２２）
の破損が防止されることになる。

【００４１】請求項１０の発明では、上記請求項９の発
明において、水等の過冷却状態の解消により熱交換器
（２２）内部が凍結しても、体積膨張に起因する応力が
樹脂材料からなる芯棒部材（５４）の空間部により吸収
されるので、熱交換器（２２）の破損がより確実に防止
されることになる。

【００４２】請求項１１の発明では、上記請求項９又は
１０の発明において、芯棒部材（５４）の外周部に設け
られたスペ―サ部材（５５）により、伝熱管（２２ａ）
の内壁面と芯棒部材（５４）外周部との間隙が円周方向
でほぼ一定に保持されるので、熱交換器（２２）による
水等の過冷却度が円周方向で均一となり、均一な製氷が
行われる。

【００４３】請求項１２の発明では、上記請求項９，１
０又は１１の発明において、芯棒部材（５４）の断面形
状が多角形に形成されているので、熱交換器（２２）内
部が凍結しても、体積膨張に起因する応力の吸収効果が
さらに顕著になる。

【００４４】請求項１３の発明では、上記請求項９，１
０，１１又は１２の発明において、芯棒部材（５４）の
外周部に設けられた突起部（５５）により、流れが乱さ
れて水又は水溶液同士の熱交換が盛んになり、熱交換器
（２２）による水等の冷却効率が向上することになる。

【００４５】請求項１４の発明では、上記請求項１３の
発明の作用において、突起部（５５）が芯棒部材（５
４）と伝熱管（２２ａ）内壁面とのスペ―サとして機能
することにより、均一な過冷却度による均一な製氷が行
われることになる。

【００４６】請求項１５の発明では、上記請求項９，１
０，１１，１２，１３又は１４の発明の作用において、
芯棒部材（５４）の上流側から下流側に向かうにしたが
って、水等の流速が減少することで水等の過冷却状態が
自然に解消される温度が低下するので、下流側において
水等の過冷却度の過大による過冷却状態の解消が抑制さ
れることになる。

【００４７】請求項１６の発明では、上記請求項９，１
０，１１，１２，１３，１４又は１ ５の発明の作用にお
いて、芯棒部材（５４）内が凍結したときにも、解凍運
転等により氷化物が筒内壁から剥離すると容易に芯棒部
材（５４）から下流側に流出するので、解凍に要する時
間が短縮され、製氷効率が向上することになる。

【００４８】請求項１７の発明では、上記請求項１６の
発明の作用において、筒内壁から剥離した氷化物は比重
が小さいので、芯棒部材（５４）上方に浮上し、容易に
開放端から流出することになる。

【００４９】請求項１８の発明では、上記請求項１６又
は１７の発明の作用において、芯棒部材（５４）の筒内
に水又は水溶液の一部が小孔（５８）を介しバイパスし
て流れるので、芯棒部材（５４）内部の温度低下が抑制
され、筒内部の凍結頻度が減少することになる。

【００５０】請求項１９の発明では、上記請求項１，
２，３，４，５、６、７又は８の発明の作用において、
熱交換器（２２）で冷凍装置の冷媒との熱交換により水
流通路（５１）の水等が冷却されるとともに、解凍運転
制御手段により、所定時間毎に一定時間の間、冷媒温度
を高くする解凍運転が行われるので、熱交換器（２２）
で水等の凍結が生じても所定時間毎に解凍され、熱交換
器（２２）の破損がより確実に防止され、長時間の連続
運転が可能になる。

【００５１】請求項２０の発明では、上記請求項９，１
０，１１，１２，１３，１４，１５，１６，１７又は１
８の発明の作用において、熱交換器（２２）で冷凍装置
の冷媒との熱交換により水等が過冷却されるとともに、
解凍運転制御手段により、所定時間毎に一定時間の間、
冷媒温度を高くする解凍運転が行われるので、熱交換器
（２２）で水等の凍結が生じても所定時間毎に解凍さ
れ、熱交換器（２２）の破損がより確実に防止され、長
時間の連続運転が可能になる。

【００５２】

【実施例】以下、本発明の実施例について、図３以下の
図面に基づき説明する。

【００５３】図３は、請求項１及び９の発明に係る第１
実施例の空気調和装置の冷媒回路（１）の構成を示し、
（１１）は第１圧縮機、（１２）は該第１圧縮機（１
１）の吐出側に配置され、冷媒と室外空気との熱交換を
行う室外熱交換器、（１３）は該室外熱交換器（１２）
の冷媒流量を調節し、又は減圧を行う室外電動膨張弁で
あって、上記各機器（１１）〜（１３）は第１管路（１
４）中で直列に接続されている。

【００５４】また、（２１）は第２圧縮機、（２２）は
該第２圧縮機（２１）の吐出側に配置され、後述の蓄氷
槽（５）の水又は水溶液を過冷却するための主熱交換器
としての水熱交換器、（２３）は該水熱交換器（２２）
が凝縮器として機能するときには冷媒流量を調節し、蒸
発器として機能するときには冷媒の減圧を行う水側電動
膨張弁であって、上記各機器（２１）〜（２３）は第２
管路（２４）中で直列に接続されている。

【００５５】なお、（ＳＤ1 ），（ＳＤ2 ）はそれぞれ
各圧縮機（１１），（２１）の吐出管に設けられた油分
離器、（Ｃ1 ），（Ｃ2 ）は該各油分離器（ＳＤ1 ），
（ＳＤ2 ）から各圧縮機（１１），（２１）の吸入側に
それぞれ設けられた油戻し管（ＲＴ1 ），（ＲＴ2 ）に
それぞれ介設された減圧用キャピラリチュ―ブである。

【００５６】さらに、（３２），（３２）は各室内に配
置される室内熱交換器、（３３），（３３）は冷房運転
時には冷媒を減圧し、暖房運転時には冷媒流量を調節す
る室内電動膨張弁であって、上記各機器（３２），（３
３）は各々直列に接続され、かつその各組が第３管路
（３４）中で並列に接続されている。

【００５７】そして、上記第１管路（１４）及び第２管
路（２４）は第３管路（３４）に対して並列に接続さ
れ、冷媒が循環する閉回路に構成されている。なお、
（Ａｃ）は各圧縮機（１１），（２１）の吸入側となる
第３管路（３４）に設けられたアキュムレ―タである。

【００５８】また、（２）は室外熱交換器（１２）のガ
ス管と室内熱交換器（３２），（３２）のガス管とを各
圧縮機（１１），（２１）の吐出側又は吸入側に交互に
連通させるよう切換える四路切換弁（２）であって、該
四路切換弁（２）が図中実線側に切換わったときには室
外熱交換器（１２）が凝縮器、室内熱交換器（３２），
（３２）が蒸発器として機能して室内で冷房運転を行う
一方、四路切換弁（２）が図中破線側に切換わったとき
には室外熱交換器（１２）が蒸発器、室内熱交換器（３
２），（３２）が凝縮器として機能して室内で暖房運転
を行うようになされている。

【００５９】さらに、該水熱交換器（２２）のガス管と
各圧縮機（１１），（２１）の吸入管とをバイパス接続
する分岐路（２５）と、水熱交換器（２２）のガス管を
上記第２圧縮機（２１）の吐出管と分岐路（２５）とに
交互に連通させる水側切換弁（２６）とが設けられてい
る。該水側切換弁（２６）は四路切換弁のうちの３つの
ポ―トを利用しており、水側切換弁（２６）が図中実線
側に切換わったときには水熱交換器（２２）のガス管が
分岐路（２５）側つまり各圧縮機（１１），（２１）の
吸入側に連通し、水熱交換器（２２）が蒸発器として機
能する一方、水側切換弁（２６）が図中破線側に切換わ
ったときには水熱交換器（２２）のガス管が第２圧縮機
（２１）の吐出管に連通し、水熱交換器（２２）が凝縮
器として機能するようになされている。なお、（Ｃ3 ）
は水側切換弁（２６）のデッドポ―ト側の配管に介設さ
れたキャピラリチュ―ブである。

【００６０】さらに、第１圧縮機（１１）及び第２圧縮
機（２１）の吐出管同士を接続するバイパス路（３）が
設けられていて、該バイパス路（３）には第２圧縮機
（２１）の吐出管側から第１圧縮機（１１）の吐出管側
への冷媒流通のみを許容する逆止弁（４）が介設されて
いる。

【００６１】すなわち、室外熱交換器（１２）及び水熱
交換器（２２）が凝縮器として機能する際、水熱交換器
（２２）における凝縮温度が高く圧力が高くなった場
合、第２圧縮機（２１）の吐出ガスを室外熱交換器（１
２）側に逃がすことにより、放熱量を分配しうるように
なされている。

【００６２】ここで、空気調和装置には、蓄熱媒体とし
ての水又は水溶液のスラリ―状の氷化物を貯留するため
の蓄氷槽（５）が配置されていて、該蓄氷槽（５）と水
熱交換器（２２）との間は、水循環路（５１）により水
又は水溶液の循環可能に接続されている。該水循環路
（５１）は、蓄氷槽（５）の底部から水熱交換器（２
２）に水等を供給する往管路（５１Ａ）と、水熱交換器
（２２）から蓄氷槽（５）の上部に水等のスラリ―状の
氷化物を戻す復管路（５１Ｂ）とからなっており、往管
路（５１Ａ）に介設されたポンプ（５２）により、水循
環路（５１）内で蓄氷槽（５）の水又は水溶液を強制循
環させるようになされている。

【００６３】なお、水循環路（５１）の往管路（５１
Ａ）のポンプ（５２）の下流側には、水循環路（５１）
の水又は水溶液中の氷結物やゴミ等の固体物を除去する
ストレ―ナ（５３）が介設され、さらに、該ストレ―ナ
（５３）の下流側には、水熱交換器（２２）に供給され
る水等を予熱する予熱熱交換器（６）が介設されてい
る。一方、冷媒回路（１）の液ラインには、液冷媒の一
部を水側電動膨張弁（２３）をバイパスさせて予熱熱交
換器（６）に流通させる予熱バイパス路（６１）が設け
られいて、該予熱バイパス路（６１）の予熱熱交換器
（６）の下流側には、冷媒の減圧機能及び流量制御機能
を有する予熱電動膨張弁（６２）が介設されている。該
予熱電動膨張弁（６２）と水側電動膨張弁（２３）とに
より、予熱バイパス路（６１）の冷媒流量を調節すると
ともに、水熱交換器（２２）の製氷運転時における冷媒
の減圧をも行うようになされている。

【００６４】ここで、本発明の特徴として、図４及び図
５に示すように、上記水熱交換器（２２）は、水循環路
（５１）の往管路（５１Ａ）と復管路（５１Ｂ）とに両
端が接続され、内部を水等が流通する伝熱管（２２ａ）
と、該伝熱管（２２ａ）とは所定の間隙をもってその外
側に設けられた同心の外管（２２ｂ）とからなる二重管
構造をしていて、該外管（２２ｂ）と伝熱管（２２ａ）
との間隙には、冷媒回路（１）の冷媒が水等の流れ方向
とは逆向きに流通するようになされている。そして、上
記伝熱管（２２ａ）の内部には、合成樹脂製の弾性体で
ある芯棒部材（５４Ａ）が伝熱管（２２ａ）のほぼ中心
軸線上に配置されている。該芯棒部材（５４Ａ）は中空
円筒状でかつその両端部が中空の円錐状に形成されてい
て、この両端部で、一対の支持部材（５６），（５６）
により伝熱管（２２ａ）内のほぼ中心軸線上に位置する
よう固定されている。

【００６５】すなわち、上記水熱交換器（２２）におい
て、伝熱管（２２ａ）と外管（２２ｂ）との間には、上
記各電動膨張弁（２３），（６２）により減圧された低
温の冷媒を流通させる一方、伝熱管（２２ａ）の内部で
は、芯棒部材（５４Ａ）の周囲つまり伝熱管（２２ａ）
内壁面付近にのみ水等を流通させて、伝熱管（２２ａ）
内壁面付近で冷媒と水等との効率のよい熱交換を行わせ
るようになされている。

【００６６】なお、上記水循環路（５１）の復管路（５
１Ｂ）において、水熱交換器（２２）の下流側には、復
管路（５１Ｂ）の水等を冷却して水熱交換器（２２）で
過冷却された水等の過冷却状態を解消させる過冷却解消
部としての再冷却器（８）が設けられ、さらに、該再冷
却器（８）と水熱交換器（２２）との間には、復管路
（５１Ｂ）の凍結が水熱交換器（２２）まで進展するの
を阻止するための凍結進展防止部としての保温熱交換器
（７）が設けられている。

【００６７】また、上記冷媒回路（１）の液ラインから
保温熱交換器（７）に液冷媒をバイパスして流通させる
保温バイパス路（７１）が設けられる一方、水熱交換器
（２２）の製氷運転時に上記保温バイパス路（７１）の
下流側となる液ラインからは再冷却バイパス路（８１）
が延びていて、該再冷却バイパス路（８１）は、再冷却
キャピラリチュ―ブ（Ｃ4 ）を介して再冷却器（８）に
流通した後、圧縮機（１１），（２１）の吸入側となる
分岐路（２５）に接続されている。

【００６８】すなわち、再冷却器（８）において、再冷
却キャピラリチュ―ブ（Ｃ4 ）で減圧された冷媒との熱
交換により、水熱交換器（２２）で過冷却された水等を
再冷却し、その過冷却状態を解消させてスラリ―状に氷
化させ、復管路（５１Ｂ）を介してスラリ―状の氷化物
を蓄氷槽（５）まで循環させる一方、保温熱交換器
（７）において、液ラインの液冷媒との熱交換により加
熱して、上記再冷却器（８）や復管路（５１Ｂ）で水等
の過冷却解消により生じた氷化物が復管路（５１Ｂ）の
管壁に付着して凍結が水熱交換器（２２）まで進展する
のを防止するようになされている。

【００６９】空気調和装置の運転時、室内で冷房運転を
行うときには、四路切換弁（２）が図中実線側に切換え
られる。そして、水側切換弁（２６）が図中実線側に切
換えられているときには、各圧縮機（１１），（２１）
からの吐出冷媒がいずれも室外熱交換器（１２）で凝縮
された後、各室内熱交換器（３２），（３２）で蒸発す
ることにより、室内の冷房を行う。また、水側切換弁
（２６）が図中破線側に切換えられているときには、第
１圧縮機（１１）の吐出冷媒が室外熱交換器（１２）に
流れる一方、第２圧縮機（２１）の吐出冷媒は水熱交換
器（２２）に流れ、それぞれ凝縮された後各室内熱交換
器（３２），（３２）で蒸発するように循環する。

【００７０】また、夜間等の電力が安価なときには、蓄
氷槽（５）に冷熱を蓄える蓄冷熱運転が行われる。すな
わち、四路切換弁（２）及び水側切換弁（２６）を図中
実線側に切換え、各室内電動膨張弁（３３），（３３）
を閉じて、各圧縮機（１１），（２１）の吐出冷媒を室
外熱交換器（１２）で凝縮させた後水側電動膨張弁（２
３）（又は予熱電動膨張弁（６２））で減圧して水熱交
換器（２２）で蒸発させることにより、蓄氷槽（５）の
水又は水溶液を過冷却して蓄氷槽（５）の水等を氷化
し、冷熱を蓄えるようになされている。

【００７１】そのとき、上記請求項１又は９の発明に係
る第１実施例では、水熱交換器（２ ２）において、伝熱
管（２２ａ）内で、伝熱管（２２ａ）のほぼ中心軸線上
に芯棒部材（５４Ａ）が配置されているので、水等が伝
熱管（２２ａ）内壁面付近のみを流通することになり、
上記従来のもののような中心付近の熱交換効率の悪い部
分を生じることなく、水等と冷媒との効率のよい熱交換
が行われる。したがって、水熱交換器（２２）の冷却能
力の向上を図ることができるとともに、この水熱交換器
（２２）を製氷装置に使用した場合には、製氷能力の向
上を図ることができるのである。

【００７２】また、芯棒部材（５４Ａ）が弾力性のある
材料で構成されているので、伝熱管（２２ａ）の内部で
過冷却状態が解消して氷化物が生じ、伝熱管（２２ａ）
内部が凍結して流通通路の体積膨張が生じても、芯棒部
材（５４Ａ）によりその体積膨張分を吸収することがで
きる。よって、水熱交換器（２２）の破損を有効に防止
することができるのである。

【００７３】なお、上記第１実施例では、芯棒部材（５
４Ａ）を中空棒としたが、本発明は斯かる実施例に限定
されるものではなく、内部に全く空間部を有しないもの
であってもよい。

【００７４】さらに、上記第１実施例では、熱交換器
（２２）を製氷槽（５）の水等が循環する水循環路（５
１）に介設したが、本発明は製氷を行うものには限定さ
れず、製氷槽（５）の代わりに水槽を配置したり、冷水
栽培をする野菜等に冷水を供給する開放された流通路に
介設してもよい。

【００７５】また、請求項１０の発明では、上記第１実
施例のように、芯棒部材（５４Ａ）が内部に応力吸収用
空間部を有する材料で形成されているので、伝熱管（２
２ａ）内部で凍結が生じ、氷化物による流通通路の体積
膨張が生じた場合、その体積膨張による応力を吸収しう
る効果が顕著に得られる。さらに、請求項２の発明にお
いても、水等を０℃付近の低温状態に冷却する冷却装置
の場合、水循環路（５１）の熱交換器（２２）で水等が
凍結することがあり、斯かる場合に上記の応力 吸収効果
が得られることになる。

【００７６】なお、上記実施例では、芯棒部材（５４
Ａ）を中空状のものとしたが、請求項２又は１０の発明
は斯かる実施例に限定されるものではなく、例えば発泡
樹脂材料よりなる独立した多数の気泡を有するものでも
よい。

【００７７】次に、請求項３及び１１の発明に係る第２
実施例について説明する。図６及び図７は第２実施例に
おける芯棒部材（５４Ｂ1 ）及び伝熱管（２２ａ）の一
部を示し、本実施例では、上記第１実施例における芯棒
部材（５４Ａ）の代りに、小さな円錐状の突起であるス
ペ―サ部材（５５Ａ1 ），…を外周上の４箇所に等分配
置させてなる芯棒部材（５４Ｂ1 ）が設けられている。
この４個の突起部（５５Ａ1 ），…の高さはいずれも伝
熱管（２２ａ）内壁面に到達する高さに形成されてい
て、各４個の突起部（５５Ａ1 ），…を軸方向の２箇所
に設けることにより、芯棒部材（５４Ｂ1 ）を伝熱管
（２２ａ）のほぼ中心線軸上に固定するようになされて
いる。すなわち、上記第１実施例における支持部材（５
６），（５６）は不要な構造となっている。なお、芯棒
部材（５４Ｂ1 ）の全体的な形状は上記第１実施例と同
様である。また、本実施例から第６実施例までは、空気
調和装置の冷媒回路（１）及び水循環路（５１）の構成
は上記第２図に示す第１実施例と同様であり、説明を省
略する。

【００７８】したがって、請求項３又は１１の発明で
は、芯棒部材（５４Ｂ1 ）の外周部に設けられたスペ―
サ部材（５５Ａ1 ），…により、伝熱管（２２ａ）の内
壁面と芯棒部材（５４Ｂ1 ）外周部との間隙が円周方向
でほぼ一定に保たれ、流通路の面積が均一になるので、
上記請求項１又は９の発明の効果に加えて、芯棒部材
（５４Ｂ1 ）の周囲で水等を均一に冷却することができ
る。すなわち、水熱交換器（２２）の冷却効率の向上を
図ることができるとともに、水熱交換器（２２）を製氷
装置に使用した場合には、均一な製氷による製氷能力の
向上を図ることができる。

【００７９】なお、上記第２実施例では、円錐状の突起
からなるスペ―サ部材（５５Ａ1 ），…を設けたが、本
発明は斯かる実施例に限定されるものではない。図８及
び図９は上記第２実施例の変形例を示し、外周部４箇所
に軸方向に延びるリブ状のスペ―サ部材（５５Ａ2 ），
…を備えた芯棒部材（５４Ｂ2 ）が設けられている。本
変形例でも、上記第２実施例と同様の効果を発揮するこ
とができる。

【００８０】次に、請求項１２の発明に係る第３実施例
について説明する。図１０及び図１１は第３実施例にお
ける芯棒部材（５４Ｃ1 ）及び伝熱管（２２ａ）の一部
を示し、本実施例では、断面形状が略方形状の芯棒部材
（５４Ｃ1 ）が設けられ、その各コ―ナ―部で伝熱管
（２２ａ）と接するようになされている。

【００８１】したがって、請求項１２の発明では、芯棒
部材（５４Ｃ1 ）の断面が多角形に形成されているの
で、水等の凍結による流通通路の体積膨張時、その体積
膨張に起因する応力の吸収効果が円筒形状のものに比べ
てより大きいという効果がある。

【００８２】ただし、本発明では芯棒部材（５４Ｃ）の
断面形状は上記実施例のように方形のものには限定され
ず、矩形や５角形等でもよく、また、スペ―サ部材を設
けてもよい。図１２及び図１３は上記第３実施例の変形
例を示し、この場合、各コ―ナ―部４箇所に軸方向に延
びるリブ状のスペ―サ部材（５５Ｂ）を有する芯棒部材
（５４Ｃ2 ）が設けられている。この変形例において
も、上記第３実施例と同様の効果を得ることができる。

【００８３】次に、請求項４又は１３の発明に係る第４
実施例について説明する。図１４及び図１５は第４実施
例における芯棒部材（５４Ｄ1 ）及び伝熱管（２２ａ）
の一部を示し、本実施例では、外周部４箇所に軸方向に
対して所定の傾斜角で捩じれて延びるスクリュ―形突起
部（５７Ａ），…が設けられている。該各突起部（５７
Ａ），…はその高さが伝熱管（２２ａ）の内壁面に達し
ない程度に低く、ここでは図示しないが、上記図４に示
す支持部材（５６），（５６）がその両端部に設けられ
ている。そして、上記各リブ状突起部（５７Ａ），…に
より、水等の流れを乱すようになされている。

【００８４】したがって、請求項４又は１３の発明で
は、各突起部（５７Ａ），…により、水等の流れが乱さ
れるので、流通通路における水又は水溶液同士の間にお
ける熱交換が盛んになり、冷却効率がさらに向上するこ
とになる。

【００８５】次に、請求項５又は１４の発明に係る第５
実施例について説明する。図１６及び図１７は第５実施
例における芯棒部材（５４Ｄ2 ）及び伝熱管（２２ａ）
の一部を示し、本実施例では、形状は上記第４実施例と
同じでその高さが伝熱管（２２ａ）の壁面に達するよう
形成されたスクリュ―形突起部（５７Ｂ），…を外周部
４箇所に設けてなる芯棒部材（５４Ｄ2 ）が設けられて
いる。すなわち、各リブ状突起部（５７Ｂ），…は、芯
棒部材（５４Ｄ2 ）外周部と伝熱管（２２ａ）内壁面と
の間隙を一定に保持するスペ―サ部材としての機能をも
有するものである。

【００８６】したがって、請求項５又は１４の発明で
は、上記請求項４又は１３の発明に加えて、各突起部
（５７Ｂ），…により、芯棒部材（５４Ｄ2 ）が伝熱管
（２２ａ）のほぼ中心軸線上に固定され、均一な製氷を
行うことができることになる。

【００８７】なお、上記請求項１２の発明では、すべて
の突起部がスペ―サ部材としての機能を有する必要はな
い。図１８及び図１９は上記第５実施例の変形例を示
し、本変形例では、高さが伝熱管（２２ａ）の壁面まで
達しないスクリュ―形突起部（５７Ａ），（５７Ａ）
と、該各スクリュ―形突起部（５７Ａ），（５７Ａ）間
に配置され、高さが壁面まで達するスクリュ―形突起部
（５７Ｂ），（５７Ｂ）とを備えた芯棒部材（５４Ｄ3
）が設けられている。本変形例でも、上記第５実施例
と同様の効果を発揮することができる。

【００８８】次に、請求項１５の発明に係る第６実施例
について説明する。図２０は第６実施例における水熱交
換器（２２）の構成を示し、伝熱管（２２ａ）内には、
水等の流れの上流側から下流側に向かって断面積が減少
するように形成されたテ―パ付き円筒状の芯棒部材（５
４Ｅ）が配置されていて、該芯棒部材（５４Ｅ）は、軸
方向の２箇所で各々高さの異なる４個の小突起状スペ―
サ部材（５５Ｃ1 ），…及び（５５Ｃ2 ），…により、
伝熱管（２２ａ）内のほぼ中心軸線上に固定されてい
る。すなわち、テ―パ付き芯棒部材（５４Ｅ）により、
伝熱管（２２ａ）内部における水等の流通通路の面積を
上流側で狭く下流側で広くするようになされている。

【００８９】したがって、請求項１５の発明では、芯棒
部材（５４Ｅ）の下流に向かうに従い流通通路の面積が
増大して水等の流速が減少する。ところで、図２１に示
すように、水等の過冷却状態の解消が自然に始まる温度
（図中、「解消温度」とする）は、水等の流速が大きい
ほど高温側に、流速が小さいほど低温側に移行する特性
を有する。

【００９０】ここで、例えば上記第１実施例のように、
ストレ―ト円筒状の芯棒部材（５４Ａ）を伝熱管（２２
ａ）内に設けた場合、下流側に流れるにしたがって冷媒
との熱交換により水等の過冷却度が次第に大きくなり、
過冷却状態が水熱交換器（２２）で解消する確率も高く
なる。つまり、上述のような水熱交換器（２２）の破損
や熱交換効率の悪化が生じる虞れがあるが、本発明で
は、テ―パ付き芯棒部材（５４Ｅ）の下流で次第に流速
が減少するので、上記図２１に示すように、過冷却状態
の解消温度が上昇する。よって、氷化物の生成が抑制さ
れ、水熱交換器（２２）の凍結を抑制することができる
のである。

【００９１】なお、上記第２〜第６実施例において説明
を省略したが、冷媒回路（１）の構成は上記第１実施例
と同様である。ただし、上記請求項１〜９の発明におい
て、冷却装置は冷凍装置の冷媒回路（１）である必要は
なく、また、水熱交換器（２２）で必ずしも冷媒等の冷
却用媒体との熱交換を行うものに限定されるものではな
い。例えば、サ―モモジュ―ル等の冷却装置を直接利用
することも可能である。

【００９２】次に、請求項６及び１６の発明に係る第７
実施例について説明する。図２２は第７実施例における
伝熱管（２２ａ）の構成を示し、伝熱管（２２ａ）の内
部には、一端が閉鎖され、他端が開放されてなる底付円
筒状の芯棒部材（５４Ｆ1 ）が設けられている。該芯棒
部材（５４Ｆ1 ）は、その底部を上流側に開放端を下流
側に向けて設置されており、円筒内部が凍結した場合に
も、解凍され円筒内壁から剥離した氷化物を容易に流出
させるようになされている。

【００９３】すなわち、上記図４に示すような中空状の
芯棒部材（５４Ａ）の場合、中空内部に空気又はガスが
封入されるが、水等を０℃付近の低温に冷却するとき
に、凍結，解凍を繰り返すうちに破損して内部に水等が
侵入することがある。そして、その後凍結すると、芯棒
部材（５４Ａ）の内部も凍結することがあり、かかる場
合には解凍運転を行っても芯棒部材（５４Ａ）内部の氷
化物が流出しないので、完全に氷化物を融解するまで解
凍運転を行う必要があり、冷却効率や製氷効率が悪化す
る。一方、解凍運転時間を短縮すると氷化物の残留によ
り伝熱管（２２ａ）内部が凍結し易くなり、連続的な製
氷運転ができなくなる虞れがある。

【００９４】それに対し、請求項６又は１６の発明で
は、芯棒部材（５４Ｆ1 ）の内部が凍結した場合、解凍
運転で円筒内壁から剥離した氷化物が開放端から容易に
下流に流出する。すなわち、図２３に示すように、伝熱
管（２２ａ）の軸方向についての温度分布を見ると、下
流側の方が過冷却度が大きく、凍結は伝熱管（２２ａ）
の出口近くで生じることが多いので、解凍運転により芯
棒部材（５４Ｆ1 ）の開放端近くで剥離した氷化物が容
易に流出するのである。したがって、解凍運転に要する
時間は短くて済み、氷化物の残留の虞れもないので、冷
却装置の運転効率の向上を図ることができる。特に冷却
装置が製氷装置である場合には、連続的製氷を円滑に行
うことができ、製氷運転の効率の向上を図ることができ
る。

【００９５】なお、上記第７実施例では、芯棒部材（５
４Ｆ１）を円筒状としたが、本発明はかかる実施例に限
定されるものではなく、多角形の筒状であってもよい。

【００９６】次に、請求項７，８，１７及び１８の発明
に係る第８実施例について説明する。図２４は第８実施
例における伝熱管（２２ａ）の構成を示し、本実施例で
は、伝熱管（２２ａ）は中心軸をほぼ垂直に向けて配置
されており、水循環路（５１）の往管路（５１Ａ）の配
管（入口配管）は伝熱管（２２ａ）の下部に、水循環路
（５１）の復管路（５１Ｂ）の配管（出口配管）は伝熱
管（２２ａ）の上部にそれぞれ接続されており、底付円
筒状の芯棒部材（５４Ｆ2 ）は底部を下方に、開放端を
上方に向けて配設されている。さらに、芯棒部材（５４
Ｆ1 ）の側筒の上流側となる一部位には小孔（５８）が
穿設されていて、水等の一部が円筒内部にバイパスして
流れるようになされている。

【００９７】したがって、請求項７又は１７の発明で
は、上記請求項６又は１６の発明の作用において、芯棒
部材（５４Ｆ2 ）の内部が凍結した場合、解凍運転によ
り円筒内壁から剥離した氷化物が比重の差により浮上し
て、芯棒部材（５４Ｆ2 ）の開放端から上方の下流側に
流出することになり、その効果が顕著となる。

【００９８】請求項８又は１８の発明では、底付円筒状
の芯棒部材（５４Ｆ1 又は５４Ｆ2）の円筒内に小孔
（５８）を介し水等がバイパスして流れるので、円筒内
部の温度は水等が静止している場合ほど低下することが
なく、凍結の頻度が減少するとともに、過冷却度が小さ
いことにより、凍結時にも解凍に要する時間が短くて済
むことになる。

【００９９】次に、請求項１９及び２０の発明に係る第
９実施例について説明する。図２５は第９実施例におけ
る空気調和装置の構成を示し、本実施例では、上記図３
に示す冷媒回路（１）の構成に加えて、予熱バイパス路
（６１）下流側の液ラインと第２圧縮機（２１）の吐出
管とを接続するホットガスバイパス路（９１）が設けら
れていて、さらに、該ホットガスバイパス路（９１）に
は、通路を開閉するホットガス開閉弁（９２）が介設さ
れている。その他の冷媒配管等の構成は上記図３に示す
第１実施例と同様である。

【０１００】ここで、上記ホットガス開閉弁（９２）
は、図２６に示すように、常時閉じられているが、所定
時間ｔ1 （例えば６０分間程度の時間）毎に一定時間ｔ
2 （例えば３分間程度の時間）の間だけ開くようになさ
れている。すなわち、ホットガス開閉弁（９２）が閉じ
ている間は、水熱交換器（２２）に上記各電動膨張弁
（２３），（６２）で減圧された低温の冷媒を流通させ
て水循環路（５１）の水等を過冷却する一方、ホットガ
ス開閉弁（９２）が開いたときには、第２圧縮機（２
１）からの吐出ガス冷媒（ホットガス）を予熱熱交換器
（６）下流の液管にバイパスさせて水熱交換器（２２）
に流通させることにより、水熱交換器（２２）の伝熱管
（２２ａ）内の凍結を解除するようになされていて、こ
のホットガス開閉弁（９２）の開閉制御により、所定時
間ｔ1 毎に一定時間ｔ2 の間冷媒温度を高くする解凍運
転をするよう空気調和装置（冷凍装置）を制御する解凍
運転制御手段が構成されている。

【０１０１】したがって、請求項１９及び２０の発明で
は、水熱交換器（２２）は冷凍装置の冷媒回路（１）に
接続され、冷媒と水等との熱交換を行うものであって、
解凍運転制御手段により、冷媒の温度が所定時間ｔ1 毎
に一定時間ｔ2 の間高くするように冷凍装置が制御され
る。ここで、水熱交換器（２２）の伝熱管（２２ａ）の
内部で、冷却された水等が低温のときには、過冷却状態
が解消して氷化物が生じる確率が高くなり、このような
氷化物が多量に生じるとそれらが伝熱管（２２ａ）の壁
面に付着，堆積して水熱交換器（２２）の凍結に至る虞
れがあるが、本発明では、水熱交換器（２２）に流通す
る冷媒の温度が一定時間ｔ2 の間高くする解凍運転が行
われるので、そのような凍結を防止して、水熱交換器
（２２）の破損や熱交換効率の低下を防止することがで
きる。

【０１０２】また、一部にそのような凍結が生じても、
所定時間ｔ1 毎に解凍されるので、長時間の連続運転を
行うことができる利点がある。

【０１０３】なお、上記実施例では、冷媒の温度を高く
する手段として、ホットガスバイパス路（９１）を介し
て第２圧縮機（２１）の吐出ガス冷媒を導入するように
したが、他の手段により冷媒温度を高くすることも可能
であり、上記実施例に限定されるものではないことはい
うまでもない。

【０１０４】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、冷水系の水又は水溶液が循環する水流通路に介
設され、水等を冷却する熱交換器の構成として、伝熱管
内の中心軸線上に弾力性を有する芯棒部材を配設するよ
うにしたので、伝熱管内部で壁面付近にのみ水等が流通
して冷却効率が高くなるとともに、伝熱管内で凍結が生
じても、凍結による流通通路の体積膨張を吸収して、熱
交換器の破損を有効に防止することができる。

【０１０５】請求項２の発明によれば、上記請求項１の
発明において、芯棒部材を応力吸収用空間部を有する樹
脂材料で構成したので、凍結したときにも、凍結による
流通通路の膨張をより確実に吸収することができ、よっ
て、熱交換器の破損をより確実に防止することができ
る。

【０１０６】請求項３の発明によれば、上記請求項１又
は２の発明において、棒状部材の外周部に伝熱管内壁面
との間に所定の間隙を保持するスペ―サ部材を設けたの
で、水等の流通通路の面積が均一になり、熱交換器で均
一な冷却状態が得られ、よって、冷却能力の向上を図る
ことができる。

【０１０７】請求項４の発明によれば、上記請求項１，
２又は３の発明において、芯棒部材の外周部に水等の流
れを乱すための突起部を設けたので、熱交換効率の顕著
な向上を図ることができる。

【０１０８】請求項５の発明によれば、上記請求項４の
発明において、突起部にスペ―サ部材としての機能を持
たせたので、冷却の均一化を図ることができる。

【０１０９】請求項６の発明によれば、上記請求項１，
２，３，４又は５の発明において、芯棒部材を、上流側
端部が閉鎖され、下流側端部が開放された底付筒状部材
で構成したので、伝熱管の凍結時にも、解凍により円筒
内壁から剥離した氷化物を容易に流出させ、解凍時間を
短縮することができ、よって、運転効率の向上を図るこ
とができる。

【０１１０】請求項７の発明によれば、上記請求項６の
発明において、伝熱管の中心軸をほぼ垂直方向に向けて
配置し、水流通路からの入口配管を伝熱管の下部に、水
流通路への出口配管を伝熱管の上部に接続したので、解
凍により円筒内壁から剥離した氷化物を上方に浮上させ
て容易に下流側に流出させることができ、よって，請求
項６の発明の著効を発揮することができる。

【０１１１】請求項８の発明によれば、上記請求項６又
は７の発明において、芯棒部材の上流側に芯棒部材の壁
部を貫通する小孔を設けたので、水等の一部を芯棒部材
の内部にバイパスさせることにより、芯棒部材内部の温
度の低下を抑制することができ、よって、凍結の頻度の
減少による運転効率の向上を図ることができる。

【０１１２】請求項９の発明によれば、蓄氷槽の水又は
水溶液を水循環路に循環させて熱交換器で水等を過冷却
してスラリ―状の氷化物を生成するようにした製氷装置
において、熱交換器の伝熱管内の中心軸線上に弾力性を
有する芯棒部材を配設したので、伝熱管内部で壁面付近
にのみ水等が流通して冷却装置による熱交換効率が高く
なり、よって、製氷能力の向上を図ることができるとと
もに、過冷却状態の解消により伝熱管内で凍結が生じて
も、凍結による流通通路の体積膨張を吸収して、熱交換
器の破損を有効に防止することができる。

【０１１３】請求項１０の発明によれば、上記請求項９
の発明において、芯棒部材を応力吸収用空間部を有する
樹脂材料で構成したので、凍結による流通通路の膨張を
より確実に吸収することができ、よって、熱交換器の破
損をより確実に防止することができる。

【０１１４】請求項１１の発明によれば、上記請求項９
又は１０の発明において、棒状部材の外周部に伝熱管内
壁面との間に所定の間隙を保持するスペ―サ部材を設け
たので、水等の流通通路の面積が均一になり、熱交換器
で均一な過冷却状態が付与され、よって、製氷能力の向
上を図ることができる。

【０１１５】請求項１２の発明によれば、上記請求項
９，１０又は１１の発明において、芯棒部材の断面形状
を多角形としたので、応力吸収効果がさらに顕著に向上
し、よって、凍結に起因する熱交換器破損の虞れをより
有効に防止することができる。

【０１１６】請求項１３の発明によれば、上記請求項
９，１０，１１又は１２の発明において、芯棒部材の外
周部に水等の流れを乱すための突起部を設けたので、熱
交換効率の顕著な向上を図ることができる。

【０１１７】請求項１４の発明によれば、上記請求項１
３の発明において、突起部にスペ―サ部材としての機能
を持たせたので、製氷の均一化による製氷能力の向上を
図ることができる。

【０１１８】請求項１５の発明によれば、上記請求項
９，１０，１１，１２，１３又は１４の発明において、
芯棒部材を上流側から向かうにしたがって、断面積を減
少するように形成したので、下流側での流速の減少によ
り水等の凝固温度が低下し、よって、過冷却状態の解消
による熱交換器の凍結を抑制することができる。

【０１１９】請求項１６の発明によれば、上記請求項
９，１０，１１，１２，１３，１４又は１５の発明にお
いて、芯棒部材を、上流側端部が閉鎖され、下流側端部
が開放された底付筒状部材で構成したので、伝熱管の凍
結時にも、解凍により筒内壁から剥離した氷化物を容易
に流出させ、解凍時間を短縮することができ、よって、
製氷効率の向上を図ることができる。

【０１２０】請求項１７の発明によれば、上記請求項１
６の発明において、伝熱管の中心軸をほぼ垂直方向に向
けて配置し、水循環路からの入口配管を伝熱管の下部
に、水循環路への出口配管を伝熱管の上部に接続したの
で、解凍により筒内壁から剥離した氷化物を上方に浮上
させて容易に下流側に流出させることができ、よって，
請求項１４の発明の著効を発揮することができる。

【０１２１】請求項１８の発明によれば、上記請求項１
６又は１７の発明において、芯棒部材の上流側に芯棒部
材の壁部を貫通する小孔を設けたので、水等の一部を芯
棒部材の内部にバイパスさせることにより、芯棒部材内
部の温度の低下を抑制することができ、よって、凍結の
頻度の減少による製氷効率の向上を図ることができる。

【０１２２】請求項１９の発明によれば、上記請求項
１，２，３，４，５，６，７又は８の発明において、熱
交換器を冷凍装置の冷媒回路に接続し、冷媒との熱交換
により水等を冷却するものとしておき、所定時間毎に一
定時間の間冷媒温度を高くする解凍運転を行うようにし
たので、熱交換器の凍結を所定時間毎に解消することが
でき、よって、熱交換器破損の虞れをより確実に防止す
ることができる。

【０１２３】請求項２０の発明によれば、上記請求項
９，１０，１１，１２，１３，１４，１５，１６，１７
又は１８の発明において、熱交換器を冷凍装置の冷媒回
路に接続し、冷媒との熱交換により水等を冷却するもの
としておき、所定時間毎に一定時間の間冷媒温度を高く
する解凍運転を行うようにしたので、熱交換器の凍結を
所定時間毎に解消することができ、よって、熱交換器破
損の虞れをより確実に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項９〜１５の発明の基本的な構成を示す図
である。

【図２】請求項２０の発明の構成を示す図である。

【図３】第１実施例に係る空気調和装置の配管系統図で
ある。

【図４】第１実施例に係る水熱交換器の構造を示す断面
図である。

【図５】図４のV −V 線断面図である。

【図６】第２実施例に係る芯棒部材の形状を示す斜視図
である。

【図７】第２実施例に係る伝熱管の構造を示す断面図で
ある。

【図８】第２実施例の変形例に係る芯棒部材の形状を示
す斜視図である。

【図９】第２実施例の変形例に係る伝熱管の構造を示す
断面図である。

【図１０】第３実施例に係る芯棒部材の形状を示す斜視
図である。

【図１１】第３実施例に係る伝熱管の構造を示す断面図
である。

【図１２】第３実施例の変形例に係る芯棒部材の形状を
示す斜視図である。

【図１３】第３実施例の変形例に係る伝熱管の構造を示
す断面図である。

【図１４】第４実施例に係る芯棒部材の形状を示す斜視
図である。

【図１５】第４実施例に係る伝熱管の構造を示す断面図
である。

【図１６】第５実施例に係る芯棒部材の形状を示す斜視
図である。

【図１７】第５実施例に係る伝熱管の構造を示す断面図
である。

【図１８】第５実施例の変形例に係る芯棒部材の形状を
示す斜視図である。

【図１９】第５実施例の変形例に係る伝熱管の構造を示
す断面図である。

【図２０】第６実施例に係る水熱交換器の構造を示す断
面図である。

【図２１】水等の流速に対する過冷却状態の解消温度の
変化を示す特性図である。

【図２２】第７実施例に係る伝熱管の構造を示す断面図
である。

【図２３】伝熱管内の軸方向についての温度分布を示す
特性図である。

【図２４】第８実施例に係る伝熱管の構造を示す断面図
である。

【図２５】第９実施例に係る空気調和装置の配管系統図
である。

【図２６】第９実施例の解凍運転におけるホットガス開
閉弁の開閉状態を示すタイムチャ―ト図である。

【符号の説明】

５ 製氷槽 ２２ 水熱交換器 ２２ａ 伝熱管 ５１ 水循環路（水流通路） ５４ 芯棒部材 ５５ スペ―サ部材 ５７ 突起部 ５８ 小孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 米本 和生 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 (72)発明者 中田 春男 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 (72)発明者 仲沢 優司 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 平３−105184（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−288429（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F24F 5/00 F25C 1/00

Claims (20)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷却装置に接続され、冷水利用系の水流
   通路（５１）に流通する水又は水溶液を冷却するための
   熱交換器であって、 上記水流通路（５１）に介設され、水流通路（５１）の
   水又は水溶液と上記冷却装置の冷却用媒体との熱交換を
   行う伝熱管（２２ａ）と、該伝熱管（２２ａ）内のほぼ
   中心軸線上に配設され、弾力性を有する芯棒部材（５
   ４）とを備えたことを特徴とする熱交換器。
2. 【請求項２】 芯棒部材（５４）は、内部に応力吸収用
   空間部を有する樹脂製棒である請求項１記載の熱交換
   器。
3. 【請求項３】 芯棒部材（５４）は、外周部に伝熱管
   （２２ａ）内壁面との間に所定の間隙を保持するスペ―
   サ部材（５５）を備えたものである請求項１又は２記載
   の熱交換器。
4. 【請求項４】 芯棒部材（５４）は、外周部に水又は水
   溶液の流れを乱すための突起部（５７）を備えたもので
   ある請求項１，２又は３記載の熱交換器。
5. 【請求項５】 突起部（５７）は伝熱管（２２ａ）内壁
   面との間に所定の間隙を保持するスペ―サ部材を兼ねた
   ものである請求項４記載の熱交換器。
6. 【請求項６】 芯棒部材（５４）は上流側端部が閉鎖さ
   れ、下流側端部が開放されてなる底付筒状部材である請
   求項１，２，３，４又は５記載の熱交換器。
7. 【請求項７】 伝熱管（２２ａ）はその中心軸がほぼ垂
   直方向に向くよう配設され、水流通路（５１）からの入
   口配管は伝熱管（２２ａ）の下部に、水流通路（５１）
   への出口配管は伝熱管（２２ａ）の上部に接続されてい
   る請求項６記載の熱交換器。
8. 【請求項８】 芯棒部材（５４）の上流側には、壁部を
   貫通する小孔が設けられている請求項６又は７記載の熱
   交換器。
9. 【請求項９】 水又は水溶液のスラリ―状の氷化物を貯
   溜するための蓄氷槽（５）と、冷却装置に接続され、水
   又は水溶液を過冷却するための熱交換器（２２）と、該
   熱交換器（２２）と上記蓄氷槽（５）との間で水又は水
   溶液を強制循環させるための水循環路（５１）とを備え
   た製氷装置において、 上記熱交換器（２２）の伝熱管（２２ａ）内のほぼ中心
   軸線上に、弾力性を有する芯棒部材（５４）を配設した
   ことを特徴とする製氷装置。
10. 【請求項１０】 芯棒部材（５４）は、内部に応力吸収
    用空間部を有する樹脂製棒である請求項９記載の製氷装
    置。
11. 【請求項１１】 芯棒部材（５４）は、外周部に伝熱管
    （２２ａ）内壁面との間に所定の間隙を保持するスペ―
    サ部材（５５）を備えたものである請求項９又は１０記
    載の製氷装置。
12. 【請求項１２】 芯棒部材（５４）の断面形状は多角形
    である請求項９，１０又は１１記載の製氷装置。
13. 【請求項１３】 芯棒部材（５４）は、外周部に水又は
    水溶液の流れを乱すための突起部（５７）を備えたもの
    である請求項９，１０，１１又は１２記載の製氷装置。
14. 【請求項１４】 突起部（５７）は伝熱管（２２ａ）内
    壁面との間に所定の間隙を保持するスペ―サ部材を兼ね
    たものである請求項１３記載の製氷装置。
15. 【請求項１５】 芯棒部材（５４）は上流側から下流側
    に向かうにしたがって断面積が減少するように形成され
    ている請求項９，１０，１１，１２，１３又は１４記載
    の製氷装置。
16. 【請求項１６】 芯棒部材（５４）は上流側端部が閉鎖
    され、下流側端部が開放されてなる底付筒状部材である
    請求項９，１０，１１，１２，１３，１４又は１５記載
    の製氷装置。
17. 【請求項１７】 熱交換器（２２）の伝熱管（２２ａ）
    はその中心軸がほぼ垂直方向に向くよう配設され、水循
    環路（５１）からの入口配管は伝熱管（２２ａ）の下部
    に、水循環路（５１）への出口配管は伝熱管（２２ａ）
    の上部に接続されている請求項１６記載の製氷装置。
18. 【請求項１８】 芯棒部材（５４）の上流側には、壁部
    を貫通する小孔が設けられている請求項１６又は１７記
    載の製氷装置。
19. 【請求項１９】 冷却装置は冷媒回路（１）を有する冷
    凍装置であり、冷却用媒体は冷凍装置の冷媒であって、
    所定時間ごとに一定時間の間冷媒温度を高くする解凍運
    転をするよう冷凍装置を制御する解凍運転制御手段を備
    えた請求項１，２，３，４，５，６，７又は８記載の熱
    交換器。
20. 【請求項２０】 冷却装置は冷媒回路（１）を有する冷
    凍装置であり、熱交換器（２２）は冷媒との熱交換によ
    り水又は水溶液を過冷却するものであって、所定時間ご
    とに一定時間の間冷媒温度を高くする解凍運転をするよ
    う冷凍装置を制御する解凍運転制御手段を備えた請求項
    ９，１０，１１，１２，１３，１４，１５，１６，１７
    又は１８記載の製氷装置。