JP2853439B2 - 吸収式製氷機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、吸収冷凍運転によって
製氷し、この製氷された氷の蓄冷熱を吸収冷凍運転の際
に利用して効率的な冷却を可能とする吸収式製氷機に関
する。

【０００２】

【従来の技術】工場、ビル等での大規模な空気調和シス
テムには、蓄熱利用の空気調和システムが最近になって
多く利用され、冷房負荷のピーク時における電力需要の
軽減ならびに全日を通じての電力需要の平均を図るよう
にしている。

【０００３】蓄熱利用空気調和システムの蓄熱方式とし
ては、顕熱を利用する冷・温水蓄熱方式と潜熱を利用い
る氷蓄熱方式とがあり、前者の冷・温水蓄熱方式は、圧
縮式冷凍機、吸収式冷凍機によって低温水、高温水を作
って蓄水槽内に備蓄するようにする蓄熱システムが公知
であり、後者の氷蓄熱方式としてはたとえば特開昭６０
−６２５３９号公報に開示されるように公知の技術であ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】冷熱を氷（潜熱）で備
蓄する場合、上記公報に示されるように、従来は圧縮式
冷凍機によって製氷し、備蓄して、この蓄氷をピーク負
荷時に利用するものに殆ど限られていて、水を冷媒とす
る吸収式冷凍機で氷を作り備蓄する方式のものは提供さ
れておらなく、またこのような考え方すら今なお提案さ
れていないのが現状である。

【０００５】吸収式冷凍システムによって製氷する考え
方がないのは以下述べる理由によるからである。すなわ
ち、氷を安定して作るためには、マイナス域温度の低温
で凍結しない冷却媒体であるブラインが必要であり、た
とえば−７℃の低温のブラインを吸収式冷凍機で作ろう
とすると、吸収式冷凍機における吸収器側での温度およ
び圧力を低くする必要があり、蒸発圧力が低くなって吸
収液が結晶析出曲線に近付く結果、吸収液循環回路中に
吸収剤たとえばＬｉＢｒの結晶が生じて冷凍運転が不安
定になるからである。

【０００６】本発明の目的は、冷媒として水など結氷可
能な液体を用いてなる吸収式冷凍システムにおいて、蒸
発した冷媒をただちに氷に生成して備蓄する新規な構成
とすることによって、低圧低温下で安定した吸収冷凍運
転を維持しながら氷を直接製造できるようにした吸収式
製氷機を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、吸収器１およ
び発生器２を含む吸収液循環回路ならびに凝縮器４およ
び蒸発器５を含む冷媒回路を備え、気密な１つの胴９内
に、吸収器１、蒸発器５および蓄氷槽６を形成するとと
もに、凝縮器４の凝縮冷媒液を結氷させて前記蓄氷槽６
に供給する冷媒結氷手段を設けることを特徴とする吸収
式製氷機である。

【０００８】本発明はまた、冷媒結氷手段は、凝縮器４
の凝縮冷媒液を蓄氷槽６の上方に導く冷媒供給手段と、
蓄氷槽６の直上方に配設され、冷媒供給手段からの凝縮
冷媒液を、蓄氷槽６内にミスト状で噴霧させるノズル７
とを含むことを特徴とする吸収式製氷機である。

【０００９】本発明はまた、冷媒結氷手段は、凝縮器４
の凝縮冷媒液を蓄氷槽６の上方に導く冷媒供給手段と、
蓄氷槽６の直上方に配設され、冷媒供給手段からの凝縮
冷媒液を、下方に滴状または膜状で流下させる冷媒液流
下ノズル４８と、この冷媒液流下ノズル４８の直下で下
方に延び、蓄氷槽６内に設けられる縦形結氷板４９とを
含むことを特徴とする吸収式製氷機である。

【００１０】本発明はまた、蓄氷槽６を形成する堰５７
を胴９内に設け、蓄氷槽６からの凝縮冷媒液を、前記堰
５７から溢流させて蒸発器５に導き、蒸発器５の伝熱管
１４に接触させることを特徴とする吸収式製氷機であ
る。

【００１１】本発明はまた、蓄氷槽６内に伝熱管５１を
設け、この伝熱管５１内に流す冷熱取出し用冷媒によっ
て、蓄氷の冷熱を取出すことを特徴とする吸収式製氷機
である。

【００１２】本発明はまた、ノズル１７は、粒径０．６
〜０．００３ｍｍφ、好ましくは０．３〜０．０５ｍｍ
φのミスト状冷媒を噴霧することを特徴とする吸収式製
氷機である。

【００１３】

【作用】本発明によれば、夜間等の冷却負荷が小さい時
期において、冷媒結氷手段によって凝縮器４の凝縮冷媒
液を蓄氷槽６に減圧下で直接供給することができる。し
たがって、胴９内で負温度域の低温が保持される蒸発器
５と等温等圧の雰囲気におかれる蓄氷槽６内に、凝縮冷
媒液（水）が直接供給されるために、ただちに氷に成長
して蓄氷することができる。一方、吸収器１は、胴９内
で蒸発器５および蓄氷槽６での冷媒液散布の直接的な影
響を受けないように設けて、濃縮溶液と冷媒蒸気とを接
触させる吸収運転が行われることによって、飽和蒸気温
度が負温度域の低温下であっても、吸収溶液の温度を結
晶析出曲線から隔てさせた温度域に維持することが可能
である。なお、この温度条件に関しては吸収サイクル線
図が示される図３に基づいて詳細に後述する。

【００１４】したがって、本発明によれば、蓄氷槽６の
直上部において冷媒（水）を急速冷却により直接氷に成
長させて、吸収器１での結晶析出が生じないようにした
吸収冷凍運転が可能である。このようにして備蓄される
蓄氷は、昼間時など冷却負荷が大きい時期に、吸収冷凍
運転に並行して、冷却負荷を冷却するための熱源に利用
することが可能である。

【００１５】蓄氷槽６内に蓄氷する場合、ノズル１７に
よって冷媒液をミスト状に蓄氷槽６に噴霧することによ
り、スラリー状の氷で備蓄させることができ、あるいは
縦形結氷板４９の表面に直接氷層を形成して効果的に備
蓄することができる。

【００１６】

【実施例】図１は、本発明の一実施例の概略構成の冷却
運転時を示す説明図、図２は、同じく製氷運転時を示す
説明図である。吸収器１、高温発生器で実現される発生
器２、低温発生器３、凝縮器４、蒸発器５、蓄氷槽６、
高温熱交換器７、低温熱交換器８および水タンク１０を
主要構成要素として２重効用吸収式製氷機が構成され
る。高温発生器２は単体で高位置に設けられ、器内に
は、高圧蒸気の駆動熱源が送り込まれる伝熱管１１が設
けられる。低温発生器３と凝縮器４とは単一の胴内に設
けられていて、低温発生器３が低位置、凝縮器４が高位
置に等圧下で配設され、それぞれ中間位置に伝熱管１
２、伝熱管１３が設けられる。吸収器１、蒸発器５およ
び蓄氷槽６は、気密な単一の胴９内に形成されていて、
胴９は、冷媒蒸気が流通可能に連通する上下に配置され
た２つの室に区画されており、上方室内には、蒸発器５
と蓄氷槽６とが左右に隣り合って形成され、下方室内に
は伝熱管１５を備えた吸収器１が形成されている。蒸発
器５には、伝熱管１４が中間位置に、その直上方位置に
ノズル１６がそれぞれ設けられる。蓄氷槽６は胴９の中
間部に設けられる仕切り底上に立設される堰５７，５８
などによって頂部が開口するタンクに形成されていて、
この開口部の直上位置の蒸発器５から離れた個所にはノ
ズル１７が設けられる。吸収器１には下部位置に伝熱管
１５が設けられ、この伝熱管１５の直上位置にノズル１
８が設けられる。

【００１７】高温熱交換器７は、希釈吸収液用コイル７
Ａと濃縮吸収液用コイル７Ｂとを備えていて、高温発生
器１の近くの下方に配設される。低温熱交換器８は希釈
吸収液用コイル８Ａと濃縮吸収液用コイル８Ｂとを備え
ていて、低温発生器３の近くの下方に配設される。

【００１８】高温発生器２の希釈溶液取入口と高温熱交
換器７の希釈吸収液用コイル７Ａの出口端部とは、管路
１９によって連絡され、高温発生器２の濃縮溶液取出口
と高温熱交換器７の濃縮吸収液用コイル７Ｂの入口端部
とは、管路２０によって連絡される。高温熱交換器７の
希釈吸収液用コイル７Ａの入口端部と低温熱交換器８の
希釈吸収液用コイル８Ａの出口端部とは、管路２１によ
って連絡され、高温熱交換器７の濃縮吸収液用コイル７
Ｂの出口端部と低温発生器３の吸収液用取入口とは、管
路２２によって連絡される。

【００１９】低温発生器３の伝熱管１２は、一端が管路
２３によって高温発生器２の蒸気取出口に接続され、他
端が管路２４によって凝縮器４の冷媒液取入口に接続さ
れる。低温発生器３の濃縮吸収液取出口は、管路２５に
よって低温熱交換器８の濃縮吸収液用コイル８Ｂの入口
端部に接続される。低温熱交換器８の濃縮吸収液用コイ
ル８Ｂの出口端部は、管路２６によって吸収器１内のノ
ズル１８に接続される。

【００２０】凝縮器４の冷媒液取出口は、管路２７によ
ってトラップ機構４１の入口端部に接続され、このトラ
ップ機構４１の出口端部は、管路２８が接続される。こ
の管路２８は、胴９内に延長していて、蓄氷槽６の直上
部に出口端部が臨んで開放している。凝縮器４の伝熱管
１３は、一端が管路３０によって吸収器１のコイル１６
出口端部に接続され、他端が管路３１によって、図示し
ない冷却塔の返水端に接続される。

【００２１】吸収器１の伝熱管１５の入口端部は管路２
９によって前記冷却塔の送水端に接続される。蒸発器５
の底部には冷媒液取出口が設けられ、この冷媒取出口
は、ポンプ３２を介して有する管路３５の一端が接続さ
れる。管路３５の他端は、蒸発器５のコイル１５上に設
けられるノズル１６に接続される。管路３５には、電磁
弁４２を介して有する管路３６が接続される。この管路
３６は、胴９内に延長して蓄氷槽６の直上部に出口端部
が臨んで開放している。

【００２２】蒸発器５の伝熱管１４は、冷水が流通する
管路３８，３９によって冷却負荷４０に接続され、この
冷却負荷４０との間に冷水の循環系が形成される。

【００２３】吸収器１は、底部に希釈吸収液取出口が設
けられ、この取出口は、ポンプ３３を介して有する管路
４３によって低温熱交換器８の希釈吸収液用コイル８Ａ
の入口端部に接続される。

【００２４】蓄氷槽６は、冷水取出口が底部に設けら
れ、この冷水取出口は、管路４４によって水タンク１０
の上部に設けられる冷水取入口に接続される。水タンク
１０は、底部に冷水取出口が設けられ、この冷水取出口
は、ポンプ３４を介して有する管路４５によって蓄氷槽
６直上部のノズル１７に接続され、また、電磁弁４７を
介して有する管路４６によって、トラップ機構４１の入
口端部に接続される。

【００２５】以上述べる構成を有する２重効用吸収式製
氷機において、管路２７と、電磁弁４７を介して有する
管路４６と、ポンプ３４を介して有する管路４５との直
列管路が、冷却負荷４０の小さい時期に凝縮器４の凝縮
冷媒液を蓄氷槽６の上部に導く冷媒供給手段を形成す
る。

【００２６】一方、ノズル１７は、前記冷媒供給手段に
よって送られてくる凝縮冷媒液を蓄熱氷槽６内にミスト
状で噴霧し結氷させるための部材であって、冷媒供給手
段とノズル１７とが、冷媒結氷手段を形成する。

【００２７】この２重効用吸収式製氷機の冷却運転と製
氷運転とを、吸収液をＬｉＢｒ、冷媒を水とした条件に
よって、図１、図２に基づき説明する。図１において、
高温発生器２内では、伝熱管１１内を流れる高温蒸気に
よって高温側希釈吸収液が加熱される結果、冷媒蒸気
（水蒸気）が希釈吸収液から発生する。この水蒸気は管
路２３を経て、伝熱管１２に流れ、管路２０、高温熱交
換器７の濃縮吸収液用コイル７Ｂおよび管路２２を介し
て高温発生器２から送り込まれる濃縮吸収液と熱交換し
て、殆どが凝縮する。すなわち、伝熱管１２は一次凝縮
器として働く。この殆ど凝縮した冷媒はフラッシュ流体
となって、管路２４を経て凝縮器４内に送り込まれる。

【００２８】凝縮器４内に送り込まれたフラッシュ流体
は伝熱管１３内を流れる冷却水（３５℃程度）と熱交換
し、凝縮液（ドレン水）となって底部に溜まる。この溜
まったドレン水は、管路２７、トラップ機構４１、管路
２８を経て蓄氷槽６内に流下し減圧され、蓄氷槽６内に
備蓄されているスラリー状の氷にふりかけ、該氷を融解
することによって、５℃程度の冷水となって蓄氷槽６の
堰５７からオーバーフローする。

【００２９】オーバーフローした冷水は、蒸発器５の底
部に溜まった後、ポンプ３２を介した管路３５によっ
て、過半量が管路３７を介してノズル１６から伝熱管１
４に散布され、伝熱管１４内を流れる冷却用の水を５℃
程度の散水によって冷却し、一方、残部量が電磁弁４２
を介した配管３６によって蓄氷槽６に戻される。

【００３０】このようにして、蓄氷の冷熱と蒸発器５内
の水（冷媒）の蒸発潜熱とによって、管路３８，３９を
介して冷却負荷４０が冷却される。蒸発器５および蓄氷
槽６が収納される胴９内の上方室で発生する水蒸気は、
胴９内の下方室に移動する。

【００３１】一方、低温発生器３内に管路２２から送り
込まれた濃縮吸収液は伝熱管１２内の水蒸気と熱交換し
て、水（冷媒）が蒸発して凝縮器４におくられドレン水
となることにより、さらに濃縮された吸収液となり、管
路２５、低温熱交換器８の濃縮吸収液用コイル８Ｂ、管
路２６を経て吸収器１に送られ、ノズル１８から伝熱管
１５に向け噴射される。

【００３２】この噴射された濃縮吸収液と、吸収器１内
の水蒸気とが接触する結果、水蒸気は濃縮吸収液に吸収
される。この吸収作用によって生じる希釈吸収液は、吸
収熱によって昇温され、伝熱管１５内を流れる冷却水
（３２℃）によって冷却される。冷却された希釈吸収液
はポンプ３３によって圧送され、管路４３を経て、低温
熱交換器８の希釈吸収液用コイル８Ａ、管路２１、高温
熱交換器７の希釈吸収液用コイル７Ａを流れる間に温度
上昇して、高温希釈吸収液となり、管路１９を経て高温
発生器２内に送り込まれる。

【００３３】高温発生器２内に送り込まれた高温希釈吸
収液は、前述したように伝熱管１１内の高温蒸気により
加熱されて水（冷媒）が蒸発する結果、高温側濃縮吸収
液となって管路２０を経て高温熱交換器７内にヘッド圧
で送り出され、ここで冷却されて管路２２を経て低温発
生器３内に導かれ、伝熱管１２内を流れる水蒸気と熱交
換して、さらに濃縮されて、ヘッド圧によって管路２５
から送り出される。このようにして冷媒（水）および吸
収液の循環回路が構成され、昼間時などの冷却負荷が大
きい時期における蓄氷熱利用の冷却運転が行われる。蓄
氷槽６は蒸発器５に対して側方に設ける一方、ノズル１
７を蒸発器５から離した位置に設けることによって、散
布した水が、蒸発器５の伝熱管５の伝熱管表面に付着し
氷結するのを防ぐことができる。図１において、冷媒
（水）および吸収液が循環流動する運転部分は、実線
で、冷媒が流動していない停止部分は破線でそれぞれ示
される。

【００３４】図２に基づいて夜間時、昼間の冷却負荷４
０が殆ど無いときなどにおける製氷運転を説明する。冷
媒および吸収液が流動する運転状態は図１と同様に実線
で示すとおりであって、吸収器１、高温発生器２、低温
発生器３、凝縮器４、高温熱交換器７、低温熱交換器８
の各機器における運転態様は、図１の冷却運転の場合と
同じであるので説明は省略する。

【００３５】蒸発器５に関しては、ポンプ３２による水
の圧送・循環は停止して、伝熱管１４と冷却負荷４０と
の間の冷水循環は行わせる。一方、電磁弁４７は開放
し、ポンプ３４は運転させる。凝縮器４内に溜まったド
レン水は、管路２７、電磁弁４７、管路４６を経てポン
プ３４の吸込側に送られる。この場合、管路２７内を流
れるドレン水は、トラップ機構４１が設けられることに
よって管路４６に全量が流れ、管路２８側に流れること
はない。一方、蓄氷槽６内に融けて溜まっている水は、
管路４４を経て、ヘッド圧によって水タンク１０内に送
り込まれる。この水タンク１０内の水は０℃近くの低温
であり、一方、管路４６内のドレン水は３５℃程度の温
度であり、それらが合流してポンプ３４内に流れ込むの
で、ポンプ３４は勿論、ノズル１７が氷結する問題は生
じない。ポンプ３４によって圧送された水は、管路４５
を経てノズル１７から減圧膨張されながらミスト状とな
って蓄氷槽６内に噴霧される。したがって、ミスト状で
噴霧された水は、ノズル１７近辺で低温冷却によって瞬
間的に粒状に結氷し、蓄氷槽６内に全部が溜まって槽外
に散乱するようなことはない。

【００３６】蓄氷槽６および蒸発器５が設けられる胴９
内の上方室に充満する水蒸気は、下方室に設けられる吸
収器１に流動して濃縮吸収液に吸収される。このように
して吸収冷凍システムにおいて使用される冷媒としての
水を、凝縮器４から蓄氷槽６に送って、蓄氷槽６上でた
だちに結氷させた後、備蓄する製氷運転が連続し、安定
して行われる。

【００３７】図３は、図１、図２に示される実施例の吸
収サイクルを示す。冷却負荷４０が空調装置であると
き、快適な空調のためには、一般に伝熱管１４からの冷
水出口温度は７℃であり、冷却負荷４０から伝熱管１４
の入口に戻る冷水の温度は１２℃であるとされる。ま
た、確実にしかも安定して氷を作るには、−５℃相当蒸
気圧力が適当とされる。これらの条件を前提とし、さら
に、吸収器１の冷却水の温度を３２℃程度に設定するこ
とによって、吸収冷凍機の設計を行う。昼間の冷却運転
の場合、吸収器１の底部に溜まっている希釈吸収液の温
度は３２℃の冷却によって冷却されて３７℃となり、こ
のときの希釈吸収液の飽和蒸気圧は約６ｍｍＨｇであっ
て、図３の状態Ａ２で示される。この希釈吸収液は、ポ
ンプ３３によって低温熱交換器８の希釈吸収液用コイル
８Ａに送り込まれる。低温熱交換器８には、低温発生器
３の底部に溜まっている濃縮吸収液が濃縮吸収液用コイ
ル８Ｂ内に送り込まれる。この濃縮吸収液の温度は９３
℃、飽和蒸気圧は約５８ｍｍＨｇであり、図３の状態Ｆ
２で示される。したがって希釈吸収液用コイル８Ａ内の
希釈吸収液は、９３℃の濃縮吸収液との熱交換によっ
て、約７７℃に温度上昇して低温熱交換器８を出る。こ
の７７℃の希釈吸収液は、図３の状態Ｂ２で示される。
低温熱交換器８を出た７７℃の希釈吸収液は、管路２１
を経て高温熱交換器７の希釈吸収液用コイル７Ａに送り
込まれる。高温熱交換器７には、高温発生器２の底部に
溜まっている濃縮吸収液が濃縮吸収液用コイル７Ｂ内に
送り込まれる。この濃縮吸収液の温度は約１５６℃、飽
和蒸気圧は約７７０ｍｍＨｇであり、図３の状態Ｄ２で
示される。したがって、希釈吸収液用コイル７Ａ内の希
釈吸収液は、状態Ｄ２の濃縮吸収液との熱交換によっ
て、約１４０℃に温度上昇して高温熱交換器７を出て、
管路１９を経て高温発生器２内に送り込まれ噴霧され
る。この１４０℃の高温側希釈吸収液は、図３の状態Ｃ
２で示される。

【００３８】１４０℃の高温側希釈吸収液は、高温発生
器２内で伝熱管１１内を流れる高温蒸気と熱交換して、
冷媒（水）が蒸発する結果、前述する状態Ｄ２の濃縮吸
収液となって底部に溜まる。一方、蒸発により生成した
水蒸気は、管路２３を経て低温発生器３内の伝熱管１２
内に流れ込み、高温熱交換器７の濃縮吸収液用コイル７
Ｂを経た飽和蒸気圧約７７ｍｍＨｇ、温度約９３℃の濃
縮吸収液と熱交換する。この９３℃の濃縮吸収液は図３
の状態Ｅ２で示される。伝熱管１２内に流れ込んだ水蒸
気は、９３℃の濃縮吸収液と熱交換してフラッシュ状態
となって、管路２５を経て凝縮器４に送り込まれ、伝熱
管１３内の冷却水と熱交換して凝縮しドレン水となる。
一方、９３℃の濃縮吸収液は、伝熱管１２内の水蒸気と
熱交換してさらに濃縮され、状態Ｆ２の濃縮吸収液とな
って底部に溜まった後、低温熱交換器８に送り込まれ
る。この状態Ｆ２の濃縮吸収液は、低温熱交換器８内で
冷却されて温度が約４８℃に低下し、管路２６を経て、
吸収器１内に送り込まれ、ノズル１８から噴出される。
この４８℃の濃縮吸収液は図３の状体Ｇ２で示され、吸
収器１内で水蒸気を吸収し、冷却水によって冷却されて
状態Ａ２の希釈吸収液となって底部に溜まる。

【００３９】以上説明する吸収サイクルが完成すること
によって、冷媒（水）の凝縮、減圧、蒸発による冷却運
転が行われ、蒸発器５での蒸発潜熱と蓄氷槽６内の蓄氷
の融解熱とによって、冷却負荷４０が冷却される。この
ときの吸収器１側に流れ込む冷却水の温度は３２℃であ
り、この３２℃の温度の冷却水は、吸収器１での吸収熱
の熱交換と、凝縮器４での凝縮熱の熱交換とが行われる
ことによって、約３７℃に温度上昇して、たとえば冷却
塔に送られ、冷却される。

【００４０】次に夜間の製氷運転について説明する。蒸
発器５および蓄氷槽６が設けられる胴９内上方室の飽和
蒸気圧が−５℃相当に保持され安定的に製氷できるため
には、この上方室と等圧条件になっている下方室内の吸
収器１における希釈吸収液は、温度が約３２℃、飽和蒸
気圧が約３．５ｍｍＨｇであることが結晶析出を生ぜさ
せないためには望ましい。したがって、吸収器１の伝熱
管１５内に送り込む冷却水は、温度２９℃程度であるこ
とが必要である。たとえば冷却塔を使用する場合、循環
水量あるいは冷却用ファン風量を大きくすることによっ
て、２９℃の冷却水が容易に得られる。

【００４１】このように設計して製氷運転を行うことに
より、吸収器１で水蒸気を吸収し底部に溜まっている希
釈吸収液は２９℃の冷却水によって冷却されて３２℃と
なり、図３の状態Ａ１で示される。この製氷運転におけ
る吸収サイクルは図３に破線で示され、各部での吸収液
は温度、圧力の条件が冷却運転時とは異なる値を示し、
図３において、冷却運転の場合の各状態Ａ２〜Ｇ２に対
して、各状態Ａ１〜Ｇ１で示す変化が生じる。特に、吸
収器１では、送り込まれる３８℃、３．５ｍｍＨｇの状
態Ｇ１の濃縮吸収液は、結晶析出曲線Ｌに対して結晶非
析出領域側の離隔した状態に保たれているので、冷媒吸
収の過程において結晶が析出する問題がなく、安定した
製氷運転が行われる。この吸収サイクルと同時に行われ
る冷媒（水）の凝縮、減圧、蒸発の冷媒サイクルによっ
て、前述するように、蓄氷槽６の直上方で瞬間的な粒状
の結氷による製氷が行われ、この結氷は蓄氷槽６内に落
下してスラリー状で蓄氷される。

【００４２】このように、蓄氷槽６において氷が安定し
て作られるためには、胴９内の圧力が−５℃相当飽和蒸
気圧力に保持されることの他に、ノズル１７からの噴霧
する水について次のような条件を定めることが重要であ
る。すなわち、ノズル１７から噴射する霧水の大きさ
が、０．００３ｍｍφないし０．６ｍｍφ、もっと好ま
しくは０．０５ｍｍφないし０．３ｍｍφの範囲であ
り、噴射する水量が所要製氷量に対して数倍ないし１０
倍の範囲であることである。これは、霧水の大きさが前
記範囲よりも小さいと、氷になって胴９内を漂遊する結
果、吸収器１に流れ込んだりして回収が難しく、蓄氷で
きないのが問題となり、反対に霧水の径が大きいと結氷
しないうちに蓄氷槽６内・外に落下して製氷ができなく
なるからであり、また、水量が多すぎると胴９内の蒸気
圧力が上昇して製氷できなくなり、少なすぎると吸収器
１での吸収作用が充分に行われなくて安定した吸収サイ
クルを保持できないからである。

【００４３】図４は、本発明の他実施例の概略構成の冷
却運転時を示す説明図、図５は図４に示される冷媒結氷
手段の要部の拡大図、図６は図４の他実施例の概略構成
の製氷運転時を示す図である。図４ないし図６に示す製
氷機において、図１，２の実施例に類似し、対応する部
分には同一の参照符を付している。この製氷機について
注目すべきは冷媒結氷手段における前記ノズル１７の代
わりに冷媒液流下ノズル４８と縦形結氷板４９との組合
わせになる給氷用部材が使用されていることである。冷
媒液流下ノズル４８は、たとえば四方形の浅いパンによ
って形成されて、底部には互いに平行なスリット状をな
す液流下口５０が数列設けられる。この冷媒液流下ノズ
ル４８は、蓄氷槽６の直上方に水平に配設され、管路２
８および管路３６の端部から送り出される水を受け容れ
た後、各液流下口５０から水膜状で水を流下し得るよう
に形成される。一方、縦形結氷板４９は、銅板、アルミ
ニウム板等熱伝導性の良好な金属板により方形板に形成
され、この複数の縦形結氷板４９，４９は、蓄氷槽６内
に収納されて前記各液流下口５０に対応させてその直下
方に垂直に延ばして配設される。

【００４４】冷媒液流下ノズル４８内に管路２８，３６
を経て流下される低温の水は、一旦貯留された後、液流
下口５０から薄い水膜となって自重落下し、−５℃に冷
却されている縦形結氷板４９に落ち、表面を流下する間
に瞬間的に結氷する。この結氷は順次成長して縦形結氷
板４９表面に氷の層を形成する。したがって、蓄氷槽６
内に氷が複数の板状となって蓄えられる。この実施例の
製氷機における冷却運転、製氷運転の態様は図１，２に
示される製氷機と同じであるので説明を省略する。

【００４５】図７は本発明の他実施例の製氷機における
冷媒結氷手段の要部構造を示す正面図である。この冷媒
結氷手段の要部は、図５に示される冷媒結氷手段の要部
に類似し、対応する部分には同一の参照符が付される。
図７に示される構造において注目すべきは、冷媒液流下
ノズル４８が、スリット状の液流下口５０に代えて小径
の孔を多数一直線に並べて数列設けられる構造を特徴と
している。この冷媒液流下ノズル４８は、冷媒液が多数
の孔から水滴状となって流下し、下部の縦形結氷板４９
に落下するために、瞬間的に結氷させることができる。

【００４６】図８は本発明の他実施例の概略構成の冷却
運転を示す説明図てある。図８に示される製氷機は図１
の製氷機に類似し、対応する部分には同一の参照符を付
している。図８の製氷機において注目すべきは、胴９内
の低圧域の構造と、蓄氷槽６に備蓄される蓄冷熱による
負荷冷却手段が、図１の製氷機と異なっている。胴９
は、内部が冷媒蒸気の流通可能に連通して左右方向に並
んだ３つの室に区画される。この区画される３室に対し
て、中間部の室には吸収器１が、右方部の室には蒸発器
５がそれぞれ形成され、左方部の室には、伝熱管５１を
蓄氷との熱交換可能に内蔵する蓄氷槽６が形成される。
蒸発器５では、ポンプ３２による冷水の散布、循環が行
われ、蓄氷槽６においてはポンプ３４による融氷水の散
布、循環が行われ、また、吸収器１では、ノズル１８か
ら散布される濃縮吸収液が水蒸気を吸収する吸収運転が
行われ、これらの運転状態は図１の実施例と同じであ
る。一方、蒸発器５と冷却負荷４０とを接続する戻り側
の管路３８には、コイル３７Ａ、３７Ｂを備える熱交換
器３７が介設され、コイル３７Ｂは管路３８の一部を形
成するように管路３８中に設けられる。この熱交換器３
７のコイル３７Ａは、前記伝熱管５１に対して、ポンプ
５４を介して有する送り側の管路５５と、戻り側の管路
５６とによって循環的に接続される。また、凝縮器４の
底部は、管路２７と、トラップ機構４１を介して有する
管路５３によって蒸発器５の底部に接続される。

【００４７】冷却運転に際しては、ノズル１７からの散
水によって蓄氷槽６内の蓄氷が融かされ、その際の氷の
融解潜熱が、伝熱管５１、熱交換器３７の間に形成され
る冷水の密封循環系によって、管路３８内の戻り水に伝
達される。したがって、冷却負荷４０は、蒸発器５の蒸
発潜熱と蓄氷槽６内の蓄氷の融解潜熱との両方によって
冷却され、蓄氷の有効利用が図れる。

【００４８】以上説明した各実施例の製氷機を使用する
ことによって、夜間において蓄氷させたものを、昼間の
たとえば午後２時から午後５時に生じるピーク負荷に充
分対応させることが可能であり、一例を挙げると、１０
０冷凍トンの能力の吸収式冷凍機に、５トンの蓄氷が可
能な蓄氷槽６を設けることによって、ピーク負荷時に１
５０冷凍トンの冷凍能力を取り出すことが可能であっ
て、その際の成績係数を普通の冷凍機のみの場合と同じ
値に保つことが可能である。

【００４９】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、冷媒
として水を用いる吸収冷凍システムにおいて、吸収器
１、蒸発器５に関連して蓄氷槽６を設けるとともに、凝
縮冷媒を蓄氷槽６に導き、直接結氷させることによっ
て、冷却負荷４０が小さい時期などに、冷媒液を氷で備
蓄することが可能であり、しかも低圧、低温下で吸収液
に結晶析出が生じないようにして、安定した製氷運転を
行わせることができる。この製氷運転によって備蓄され
る氷は、冷却運転のピーク時に冷凍能力を補強すること
ができ、従来不可能とされていた吸収冷凍システムによ
る製氷を安定性が高く、かつ、低コストを図って実現さ
せることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の製氷機の冷却運転を示す概
略構成図である。

【図２】図１に示す製氷機の製氷運転を示す概略構成図
である。

【図３】図１および図２に示される製氷機の吸収サイク
ル線図である。

【図４】本発明の他実施例の製氷機の冷却運転を示す概
略構成図である。

【図５】図４に示す製氷機の冷媒結氷手段の要部の拡大
図である。

【図６】図４に示す製氷機の製氷運転を示す概略構成図
である。

【図７】本発明の他実施例の製氷機における冷媒結氷手
段要部の正面図である。

【図８】本発明の他実施例の製氷機の冷却運転を示す概
略構成図である。

【符号の説明】 １ 吸収式器 ２ 発生器 ４ 凝縮器 ５ 蒸発器 ６ 蓄氷槽 ９ 胴 １４ 伝熱管 １７ ノズル ２７ 管路 ３４ ポンプ ４０ 冷却負荷 ４５ 管路 ４６ 管路 ４７ 電磁弁 ４８ 冷媒液流下ノズル ４９ 縦形結氷板 ５１ 伝熱管 ５７ 堰

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F25B 15/00 F25C 1/00

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 吸収器１および発生器２を含む吸収液循
   環回路ならびに凝縮器４および蒸発器５を含む冷媒回路
   を備え、 気密な１つの胴９内に、吸収器１、蒸発器５および蓄氷
   槽６を形成するとともに、凝縮器４の凝縮冷媒液を結氷
   させて前記蓄氷槽６に供給する冷媒結氷手段を設けるこ
   とを特徴とする吸収式製氷機。
2. 【請求項２】 冷媒結氷手段は、 凝縮器４の凝縮冷媒液を蓄氷槽６の上方に導く冷媒供給
   手段と、 蓄氷槽６の直上方に配設され、冷媒供給手段からの凝縮
   冷媒液を、蓄氷槽６内にミスト状で噴霧させるノズル７
   とを含むことを特徴とする請求項１記載の吸収式製氷
   機。
3. 【請求項３】 冷媒結氷手段は、 凝縮器４の凝縮冷媒液を蓄氷槽６の上方に導く冷媒供給
   手段と、 蓄氷槽６の直上方に配設され、冷媒供給手段からの凝縮
   冷媒液を、下方に滴状または膜状で流下させる冷媒液流
   下ノズル４８と、この冷媒液流下ノズル４８の直下で下
   方に延び、蓄氷槽６内に設けられる縦形結氷板４９とを
   含むことを特徴とする請求項１記載の吸収式製氷機。
4. 【請求項４】 蓄氷槽６を形成する堰５７を胴９内に設
   け、蓄氷槽６からの凝縮冷媒液を、前記堰５７から溢流
   させて蒸発器５に導き、蒸発器５の伝熱管１４に接触さ
   せることを特徴とする請求項１記載の吸収式製氷機。
5. 【請求項５】 蓄氷槽６内に伝熱管５１を設け、この伝
   熱管５１内に流す冷熱取出し用冷媒によって、蓄氷の冷
   熱を取出すことを特徴とする請求項１記載の吸収式製氷
   機。
6. 【請求項６】 ノズル１７は、 粒径０．６〜０．００３ｍｍφ、好ましくは０．３〜
   ０．０５ｍｍφのミスト状冷媒を噴霧することを特徴と
   する請求項２記載の吸収式製氷機。