JP3429892B2 - 氷蓄熱装置 - Google Patents

氷蓄熱装置

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JP3429892B2 JP08068295A JP8068295A JP3429892B2 JP 3429892 B2 JP3429892 B2 JP 3429892B2 JP 08068295 A JP08068295 A JP 08068295A JP 8068295 A JP8068295 A JP 8068295A JP 3429892 B2 JP3429892 B2 JP 3429892B2
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明はスラリー氷を水槽内に溜
めて冷熱を蓄える氷蓄熱装置に関する。 【0002】 【従来の技術】従来の氷蓄熱装置は図5に示す構造のも
ので、水槽41よりも上位に設けられた水冷却器42に
水槽底部の水46をポンプ43で送り、この水を水冷却
器42内で冷ブラインと熱交換させて0℃以下に過冷却
し、この過冷却水47を水槽41内の上部に設けた過冷
却状態解除体たる分配板44上に落下させるようになっ
ていて、分配板44上に落下した過冷却水は分配板に衝
突する際の衝突エネルギーを得ることにより過冷却状態
が解除され、微細な氷粒を析出し、シャーベット状のス
ラリ氷48になる。 【0003】生成したスラリ氷は水槽内に蓄積し、この
スラリ氷が融解する際の冷熱を冷熱源として利用する。
この氷蓄熱装置は、例えば夏季において夜間に夜間電力
を利用してスラリ氷を水槽内に蓄積しておき、昼間はこ
のスラリ氷の冷熱を冷房等に利用するのに使用される。 【0004】従来の装置においては、分配板44に衝突
して生成したスラリ氷はそのまま水槽内に落下しても水
槽内の水46上に浮かぶので、ある程度は水槽の水面上
に拡がるが、スラリ氷の量が増えると分配板下方の水面
上に偏って堆積する。 【0005】スラリ氷が水槽内に偏って堆積すると水槽
内の水46の温度が一様でなくなり、一定の冷熱を利用
することができなくなる。また、堆積したスラリ氷の高
さが分配板まで達すると、スラリ氷中の微細な氷粒が成
長して分配板に凍り付き、スラリ氷の生成を妨げること
もある。 【0006】そこで、従来の装置においては分配板44
をモータの軸45に取り付けて分配板の角度を可変にな
し、モータを正逆駆動させてこの分配板を左右に傾斜さ
せることによりスラリ氷の落下位置を分配板の左右に振
り分けるようにしていた。 【0007】 【発明が解決しようとする課題】従来の装置では、スラ
リ氷は分配板44によって左右に振り分けられはする
が、これとても分配板左右の水面上に偏って堆積するの
で、スラリ氷を水槽内の水面上に均一に分散させること
はできなかった。 【0008】また、スラリ氷を左右に分配するために分
配板の傾斜角度を変えると、過冷却水が分配板に衝突す
る際の衝撃が変化し、過冷却水に過冷却状態を解除する
ための充分な衝突エネルギーが与えられない場合があ
る。過冷却水に充分な衝突エネルギーが与えられない
と、過冷却水が水槽の水面で凍結して氷粒が大になり、
スラリ中の氷粒を一様のものとすることができず、スラ
リ氷が融解しにくくなり、冷熱の供給が不安定になる。 【0009】一方、過冷却水に与える衝突エネルギーを
一定に保とうとすれば、分配板を最適な角度に調節する
制御機構が必要となり、構造が複雑で装置コストも高く
なるという問題がある。 【0010】本発明は、構造が簡単でしかも一様の氷粒
よりなるスラリ氷を生成でき、またスラリーを水槽内に
均一に蓄えることのできてスラリ氷の冷熱を有効に利用
することのできる氷蓄熱装置を提供することを目的とし
ている。 【0011】 【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ために、本発明に係る氷蓄熱装置は水槽内から供給さ
れる水を0℃以下に過冷却して水槽内に放出する水冷却
器を水槽よりも上位に設け、水冷却器から放出される過
冷却水が降り掛けられる過冷却状態解除体を水槽内の上
部に設け、この過冷却状態解除体を、長手方向を水平軸
としてこの軸まわりにフリーに回転できるよう支承され
た柱状の胴部の外周に多数の羽根やブラシ等の突出体を
放射状に設けたもので構成し、前記水冷却器から放出さ
れた過冷却水が前記過冷却状態解除体の胴部に衝突して
スラリ氷が生成されると、スラリ氷の荷重が前記突出体
に掛かって過冷却状態解除体が回転させられ、スラリ氷
の生成初期においてはスラリ氷が過冷却状態解除体の下
方に落下するが、スラリ氷が過冷却状態解除体の突出体
位置まで堆積すると、スラリ氷の荷重により回転させら
れている過冷却状態解除体の突出体によってスラリ氷が
水槽内の水面上に均一に分散させられるようにしたもの
としてある。 【0012】 【実施例】以下、本発明に係る氷蓄熱装置を添付図面に
示す図1、2の実施例に基づいて詳細に説明する。図1
中の符号1は、スラリ氷を蓄える水槽、2は水槽1より
も上位に設けられ、水槽内に過冷却水を放出する水冷却
器、3は水冷却器2から放出される過冷却水の流れを遮
る過冷却状態解除体を示している。 【0013】水槽1の底部側面には取水口4を設けてあ
って、この取水口4はポンプ5を備える取水管6を介し
て水冷却器2の入口2aに接続されている。水冷却器2
の内部は隔壁7によって導水室8と冷却室9に区分され
ていて、この水冷却器内には、一端が導水室8内に開口
し、冷却室9を貫通して他端が水冷却器2の外側に開口
する複数の冷却管10、10が設けられている。 【0014】この水冷却器2の冷却室出口9aは、図示
省略の冷凍機から供給される冷媒によってブラインを冷
却するブラインクーラ11へブライン戻り管12によっ
て接続されており、このブラインクーラ11はブライン
ポンプ13、流量調整弁14を備えるブライン送り管1
5によって冷却室入口9bに接続され、ブラインの閉ル
ープを形成している。 【0015】過冷却状態解除体3は図2に示すように、
外周面に突出体たる板状の羽根16、16を放射状に備
える円柱状の胴部17を水槽1内の上部に、その回転軸
18が水面と平行となるように、しかもフリーに回転で
きるよう回転軸18の両端を水槽の内側面で支承して設
けてある。 【0016】水槽1の底部には、空調用取水口19を設
けてあって、空調用取水ポンプ20を備える空調用取水
管21を介して、空調器22に接続されており、この空
調器22で冷房等に使用された水は戻水管23を介して
水槽1の上部に設けた戻水口24から水槽内に戻される
ようになっている。 【0017】次に上述した氷蓄熱装置の動作を説明す
る。水槽1内の水33は取水口4から水冷却器2に送ら
れ、導水室8から冷却管10、10内に入り、冷却室9
内の冷ブラインによって0℃以下に過冷却され、冷却管
出口10aから水槽1内の過冷却解除体3へ放出され
る。 【0018】この際、過冷却水31が過冷却解除体3の
水冷却器2側(図1上では左側)上部に降り掛かるよう
にするには過冷却水の流量(流速)をポンプ5で調整し
て行う。また、過冷却水の冷却温度はブライン送り管1
5に設けられた流量調整弁14の開度を調整することに
よって制御する。 【0019】水冷却器2から放出された過冷却水31は
水槽1内の上部に設けられた過冷却状態解除体3の胴部
17の水冷却器側(図1上では左側)に衝突し、この衝
突エネルギーにより微細氷が析出してスラリ氷32にな
る。衝突により生成したスラリ氷32は解除体3の水冷
却器側(図1上では左側)の羽根16、16上に流れ、
その重みで解除体3を回転させ、解除体の水冷却器側下
方の水槽水面に落下して水面上に堆積する。 【0020】スラリ氷の生成初期においては、スラリ氷
は解除体の水冷却器側下方に落下してある程度拡がる
が、スラリ氷が堆積して解除体の羽根位置にまで堆積す
ると、スラリ氷の重みによって回転させられている解除
体の羽根によって、水冷却器と反対側(矢印P方向)へ
かき動かされ、スラリ氷が水槽の水面上に均一に分散さ
せられる。 【0021】水槽内に均一に蓄積されたスラリ氷32に
より約0℃に保たれている水槽中の水33は空調用取水
口19からポンプ20により取水管21を介して空調器
22に送られ、冷房等に利用される。空調器22で冷熱
を奪われて昇温した水は戻水管23をにより戻水口24
から水槽1内へ戻され、再びスラリ氷によって約0℃に
冷却される。 【0022】なお、上述した実施例の装置では、過冷却
状態解除体3の胴部17を円柱状のものとしてあるが、
胴部は多角柱状のものであってもよい。また、過冷却状
態解除体3の羽根16、16は図2のように胴部17ま
わりの羽根の列を胴部の同一円周上に設けるようにして
もよいし、図3に示す解除体25のように胴部27まわ
りの羽根26、26の列を胴部の長手方向にずらして設
けるようにしてもよい。さらに、胴部のまわりに羽根で
はなく、図4に示す解除体28のように胴部30のまわ
りに突出体たるブラシ29、29を設けるようにしても
よい。 【0023】また、上記実施例においては水冷却器2の
冷却室9内にブラインクーラ11からの冷ブラインを供
給して冷却管10、10内の水を過冷却するようにして
いるが、水冷却器2の冷却室9内に冷凍機からの冷媒
を、膨張弁を介して供給するようにして、冷却室9を蒸
発器として冷凍サイクルを構成し、冷却管10、10内
の水を過冷却するようにしてもよい。 【0024】 【発明の効果】本発明に係る氷蓄熱装置は上述した構成
のものとしてあるので、次の効果を奏し得る。水冷却器
から放出される過冷却水は、過冷却状態解除体の胴部へ
常に一定の角度から降り掛けられて一定の衝突エネルギ
ーを受けるので、一様な微細氷片を含むスラリ氷を生成
することができる。 【0025】また、過冷却状態解除体は羽根等の突出体
に掛かるスラリ氷の流れで回転させられので、水面上に
堆積したスラリ氷は回転する羽根等の突出体によって水
面上をかき動かされて分散され、スラリ氷は水槽内の水
面上に均一に分散される。 【0026】したがって、一様な微細氷片を含むスラリ
氷を水槽内に均一に蓄積することができるので、冷熱の
利用時にはスラリ氷の融解がスムースで空調器等に一定
の冷熱を安定して供給することができる。 【0027】また、過冷却状態解除体はスラリ氷の流れ
により回転させられるようになっているので、モータ等
の駆動機構が不要であり、構造が簡単で装置コストを低
減できる。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明に係る氷蓄熱装置の実施例を示す構成
図。 【図2】回転体の一例を示す(a) 正面図および(b) 側面
図。 【図3】回転体の他の例を示す(a) 正面図および(b) 側
面図。 【図4】回転体のさらに他の例を示す(a) 正面図および
(b) 側面図。 【図5】従来の氷蓄熱装置を示す構成図。 【符号の説明】 1 水槽 2 水冷却器 3 過冷却状態解除体 4 取水口 5 ポンプ 6 取水管 7 隔壁 8 導水室 8a 導水室入口 9 冷却室 9a 冷却室出口 9b 冷却室入口 10 冷却管 10a 冷却管出口 11 ブラインクーラ 12 ブライン戻り管 13 ブラインポンプ 14 流量調整弁 15 ブライン送り管 16 羽根 17 胴部 18 回転軸 19 空調用取水口 20 空調用取水ポンプ 21 空調用取水管 22 空調器 23 戻水管 24 戻水口 25 過冷却状態解除体 26 羽根 27 胴部 28 過冷却状態解除体 29 ブラシ状突出体 30 胴部 31 過冷却水 32 スラリ氷 33 水
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F24F 5/00 102 F25C 1/00

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】水槽内から供給される水を0℃以下に過冷
    却して水槽内に放出する水冷却器を水槽よりも上位に設
    け、水冷却器から放出される過冷却水が降り掛けられる
    過冷却状態解除体を水槽内の上部に設け、この過冷却状
    態解除体を、長手方向を水平軸としてこの軸まわりにフ
    リーに回転できるよう支承された柱状の胴部の外周に多
    数の羽根やブラシ等の突出体を放射状に設けたもので構
    成し、前記水冷却器から放出された過冷却水が前記過冷
    却状態解除体の胴部に衝突してスラリ氷が生成される
    と、スラリ氷の荷重が前記突出体に掛かって過冷却状態
    解除体が回転させられ、スラリ氷の生成初期においては
    スラリ氷が過冷却状態解除体の下方に落下するが、スラ
    リ氷が過冷却状態解除体の突出体位置まで堆積すると、
    スラリ氷の荷重により回転させられている過冷却状態解
    除体の突出体によってスラリ氷が水槽内の水面上に均一
    に分散させられるようにした氷蓄熱装置。
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