JP3443508B2 - Ice storage device - Google Patents

Ice storage device

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JP3443508B2
JP3443508B2 JP31942496A JP31942496A JP3443508B2 JP 3443508 B2 JP3443508 B2 JP 3443508B2 JP 31942496 A JP31942496 A JP 31942496A JP 31942496 A JP31942496 A JP 31942496A JP 3443508 B2 JP3443508 B2 JP 3443508B2
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JP
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water
ice
heat storage
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nozzle
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敏浩 山本
秀敏 成清
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Toshiba Carrier Corp
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、空調用の熱源を氷
の潜熱で蓄える氷蓄熱装置に関する。 【0002】 【従来の技術】一般に、氷蓄熱装置は、安価な深夜の電
力を利用して氷を生成し、昼間にこの生成された氷の冷
熱を利用することにより冷房運転を行うシステムに用い
られている。 【0003】この氷蓄熱装置は、氷を生成する方法によ
り、伝熱管の周囲に固い氷を蓄熱するスタティック型
と、シャーベット状の氷を蓄熱するダイナミック型に大
別されている。 【0004】ダイナミック型の製氷方法を用いる氷蓄熱
装置は、スタティック型の氷蓄熱装置に比べて追加製氷
ができるため、氷を効率よく使用でき、さらに改良・開
発が進められている。 【0005】ダイナミック型の氷蓄熱装置のなかでも、
特に、氷を過冷却状態まで冷却し、槽内で過冷却状態を
解除することによりシャーベット状の氷を生成する方法
が、低コストで多量の氷を蓄熱できるところから多用さ
れる傾向にある。 【0006】 【発明が解決しようとする課題】しかるに、ダイナミッ
ク型の氷蓄熱装置おいて生成されるシャーベット状の氷
はかさ密度があり、スタテッィク型の蓄熱槽と比較して
蓄熱槽のコンパクト化を図り難く、氷の充填率(製氷
率)を大きくできないという欠点がある。 【0007】たとえば、実公平6−5535号公報には
ダイナミック型の氷蓄熱装置が開示されていて、蓄熱槽
の水面上方部位に過冷却解除装置を配置し、いわば空中
から生成氷を蓄熱装置内へ落下させている。 【0008】この場合、作用上は何らの問題もないが、
蓄熱槽の上方部位に過冷却解除装置のための大きなスペ
ースが必要となり、蓄熱槽を大型化しなければならない
という不具合がある。 【0009】実公平7−34267号公報にも、氷蓄熱
装置が開示されている。ここでは、取水部から水配管内
に過冷却器での凍結の原因となる氷片が混入しないよ
う、蓄熱槽の取水部と対向して1次フィルタを設けてい
る。 【0010】そして、取水部と接続される水配管の途中
に主フィルタが設けられるとともに、水配管内での復氷
を防ぐために2次フィルタとして、復氷防止用水捕獲フ
ィルタが設けられる。 【0011】しかるに、ゴミや不純物などによる目詰り
がなく所定の水流量を長期に亘り確保するためには、各
フィルタの流路面積を大きく確保する必要がある。する
と、凍結の原因となる氷の核は非常に小さいものである
から、フィルタを容易に通過してしまい、特に復氷防止
用水捕獲フィルタとして機能しない。 【0012】そこで、実公平6−41063号公報で
は、前記復氷防止用捕獲フィルタの代用として、水配管
の途中にヒータなどの加熱装置を設けて、過冷却器への
氷核混入による凍結防止を図っている。 【0013】しかるに、この場合でも氷片と氷核に対す
るフィルタは別途必要であって、目詰りの恐れは依然と
して存在するものである。本発明は、上記事情に鑑みな
されたものであり、その目的とするところは、氷充填ス
ペースの十分な拡大を図るとともに、高製氷率化が可能
で、コンパクトな氷蓄熱装置を提供しようとするもので
ある。 【0014】 【課題を解決するための手段】上記目的を満足するため
本発明の氷蓄熱装置は、上面が開口され、水または水
溶液を蓄えるとともに、底面壁に取水部を備えた蓄熱槽
と、この蓄熱槽の上記取水部から水または水溶液を取水
して送水するポンプと、このポンプから送水される水ま
たは水溶液を導入して冷凍サイクルの冷媒と熱交換さ
せ、凝固点以下に冷却された過冷却水に変える過冷却器
と、この過冷却器から導かれる過冷却水を噴出するノズ
ルと、このノズルから噴出される過冷却水を受けて過冷
却状態を解除し、生成された氷を上記蓄熱槽内へ供給す
る過冷却解除体とを具備し、上記過冷却解除体は、上記
ノズルから噴出される過冷却水を受けて過冷却状態を解
除し氷を生成する解除部と、蓄熱槽内において取水部を
仕切るとともに、水または水溶液のみ導通させるフィル
タ部とを一体に構成してなる。 【0015】 【0016】 【0017】以上のような課題を解決するための手段を
備えることにより、ノズルと過冷却解除体との間の蓄熱
槽上方部位の全てが氷充填スペースとなり、製氷率が向
上する。また、過冷却解除体のフィルタ部が蓄熱槽内を
氷充填スペースと水充填スペースとに分離し、ポンプは
確実に水または水溶液を取水できる。 【0018】なお、実施の形態によっては、ノズルと過
冷却解除体との間の蓄熱槽上方部位の全てが氷充填スペ
ースとなり、製氷率が向上する。また、過冷却解除体の
フィルタ部が、蓄熱槽内を氷充填スペースと水充填スペ
ースとに分離し、ポンプは確実に水または水溶液を取水
できる。そして、解除部を蓄熱槽側面壁と共用したの
で、さらに氷充填スペースが拡大することが可能とな
。 【0019】さらに、実施の形態によっては、蓄熱槽内
に供給される過冷却水が直状に拡開した噴流となり、蓄
熱槽の幅方向に対して幅広く過冷却水を供給することが
でき、より高製氷率化をなすことが可能となる。 【0020】 【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を、
図面を参照して説明する。図1に示すように、1は上面
が開口する蓄熱槽であり、水もしくは水溶液が収容され
る。蓄熱槽1内の一側部には、後述する過冷却解除体2
が配置される。この過冷却解除体2が配置される側の底
面壁1aには、取水部である取水口3が開口される。 【0021】上記取水口3には水配管4の一端部が接続
される。水配管4の他端部は、過冷却解除体2が配置さ
れる側部とは反対側の側部上端に設けられるノズル5に
接続される。 【0022】そして水配管4の中途部には、上記取水口
3側から、ポンプ6と、水加熱器7と、ストレーナ8お
よび過冷却器9が所定間隔を存して設けられる。上記ポ
ンプ6は、取水口3から蓄熱槽1内の水もしくは水溶液
を吸込んで水加熱器7側へ吐出するものであり、上記水
加熱器7はたとえばヒータからなっていて、ここに導通
される水もしくは水溶液を加熱できる。 【0023】上記ストレーナ8は、水加熱器7や過冷却
器9に入る不純物やゴミなどを捕獲できる程度の濾過能
力を有していればよい。上記過冷却器9は、後述する冷
凍機10を構成する蒸発器11と並設され、かつ一体化
される熱交換器であり、冷凍機の冷凍サイクル作用によ
ってここを導通する水もしくは水溶液が過冷却状態にな
るまで冷却されるようになっている。 【0024】上記ノズル5は、図面上では過冷却器9の
出口側に直接設けられているが、実際には蓄熱槽1側壁
に取付けて、水配管4を介して連通すればよい。一方、
上記冷凍機10は、冷凍機本体12内に、圧縮機13と
減圧装置14および凝縮器15が収容されている。冷凍
機本体12外部に上記蒸発器11が配置されていて、こ
れら圧縮機13と、蒸発器11と、減圧装置14および
凝縮器15は順次冷媒管16を介して冷凍サイクルを構
成するよう連通される。 【0025】つぎに、上記過冷却解除体2について詳述
する。過冷却解除体2は、単なる矩形状の板体20から
構成される。この板体20の幅寸法は上記蓄熱槽1の内
面相互間寸法とほぼ一致しており、槽1内に配置された
状態で板体20と槽内面とは少しの隙間も存在しない。 【0026】板体20の上端部は蓄熱槽1の一側壁1b
上端縁に沿って当接しているが、この下端部は上記側壁
とは離間した部位の底面壁1a上に載る。すなわち、板
体20は蓄熱槽側壁1bに対して斜めに傾斜した状態で
収容され、下端部と蓄熱槽一側壁1bとの間に上記取水
口3が位置している。 【0027】上記板体20は、蓄熱槽1に収容される水
もしくは水溶液中に浸漬される部分と、水面から突出す
る部分とに分かれる。水面から下方の浸漬部分はそのほ
とんど大部分の面積の開口部21が設けられ、この開口
部に網目状のフィルタであるフィルタ部22が設けられ
る。 【0028】したがって、過冷却解除体2を構成する板
体20は、蓄熱槽1内の取水口3側を断面三角状に仕切
るが、蓄熱槽内に収容される水もしくは水溶液はフィル
タ部22を介して自由に槽内を導通することになる。た
だし、フィルタ部22のオープニング径以上の直径の固
体(ここでは氷片を指す)は、フィルタ部22によって
仕切り相互間の流通を阻止される。 【0029】一方、水面よりも上方の常に水面から露出
する部分は板状のままであり、ここは過冷却水に対する
解除部23となる。この解除部23と上記フィルタ部2
2は一体化され、上記過冷却解除体2を構成することに
なる。 【0030】しかして、このようにして構成される氷蓄
熱装置において、製氷運転時の作用は以下に述べるよう
になる。製氷運転は、たとえば廉価な深夜電力を利用し
て行われる。ポンプ6および冷凍機10内の圧縮機13
が駆動され、ポンプ6は蓄熱槽1の取水口3から水もし
くは水溶液を取水して水加熱器7側へ送水する。水加熱
器7では、送られてきた水もしくは水溶液を加熱するの
で、混入する氷片を溶解する。 【0031】ついで、ストレーナ8に導かれて不純物や
ゴミが捕獲除去され、過冷却器9に導かれて冷凍機10
の蒸発器11と熱交換される。ついでノズル5に導かれ
て、先端部から蓄熱槽側壁1bに向かって噴出され、全
て槽内に集溜される。そして再び取水口3から取水され
て、上述の経路を循環する。 【0032】冷凍機10においては冷凍サイクル運転が
なされて、過冷却器9を導通する水または水溶液を冷却
する。水もしくは水溶液の水温が凝固点近くに低下した
状態で過冷却器9に導かれると、さらに冷却されて凝固
点以下になり、いわゆる過冷却状態になる。 【0033】この過冷却状態の水または水溶液、すなわ
ち過冷却水はノズル5に導かれ、大気中に噴出される。
ノズル5から噴出される水または水溶液は蓄熱槽1の上
面開口部を飛翔して、ノズル5の対向位置である過冷却
解除体2を構成する解除部23に衝突する。 【0034】過冷却水は、解除部23に衝突することに
よって過冷却状態が解除され、水とシャーベット状氷に
分離される。すなわち、蓄熱槽1内には、新たに生成さ
れた水とシャーベット状氷が集溜される。 【0035】蓄熱槽1内の水または水溶液は、上記解除
部23と一体構成されるフィルタ部22を介して自由に
槽内を導通し、再び取水口3から水配管4に導かれて上
述の経路を循環される。 【0036】解除部23で生成されたシャーベット状氷
は、そのまま解除部に固着するが、引き続いてノズル5
から過冷却水が噴出され氷が生成されるので、解除部に
固着するシャーベット状氷は肥大化する。ついには、そ
の自重で解除部23から板体20面に沿って降下し、蓄
熱槽1内の水面上に浮遊する。 【0037】さらに、蓄熱槽1内におけるシャーベット
状氷の生成過程を、図3から説明する。同図(A)で
は、製氷初期の段階であり、生成されたシャーベット状
氷が塊となって水もしくは水溶液水面上を浮遊する。そ
して、時間の経過とともに水面を全面的に覆うが、その
氷厚は比較的薄い。このときも引き続いて、解除部23
においてシャーベット状氷が生成される。 【0038】同図(B)では、水面を全面的に覆うシャ
ーベット状氷の氷厚が増す。そして、解除部23から板
体20に沿って流下するので、上記フィルタ部22に沿
った部分から生成氷が肥大化する。 【0039】ついには、解除部23で生成されるシャー
ベット状氷と、水面に浮遊する氷とが連結され、一体化
される。このときも、シャーベット状氷の氷粒相互間に
存在する水もしくは水溶液は、上記フィルタ部22を介
して自由に取水口3側に循環する。 【0040】同図(C)では、生成氷は水面より下部側
における蓄熱槽1のほとんど大部分に充満する。これ以
後は、水面上の生成氷の上部に、新たに生成されるシャ
ーベット状氷が滞積していく。 【0041】このときも、氷と分離した水もしくは水溶
液は、必ず解除部23下方の氷と接触しながらフィルタ
部22を介して取水されるため、万一、未解除の水(過
冷却状態)があっても水中で解除され、水配管4にて復
氷することを確実に回避できる。 【0042】同図(D)では、過冷却解除の位置が解除
部23から離れて、滞積した生成氷上部に移る。その間
にも新たな氷が生成されているので、徐々に解除位置が
ノズル5側へ移動していく。 【0043】この状態で、蓄熱槽1の上面部に何らの装
置も存在せず、氷の充填を妨げる部材が存在しないか
ら、この蓄熱槽上面部は氷の充填スペースとして有効に
用いられることになる。 【0044】そして、蓄熱槽1内においては、シャーベ
ット状氷の氷粒相互間に存在する水もしくは水溶液はフ
ィルタ部22を介して自由に取水口3側に循環するの
で、ポンプ6の取水にとって何らの不具合もない。 【0045】本出願人が先に出願(特願平7−5625
7号)したように、水に0.8重量%以下のエチレング
リコール、またはプロピレングリコールを添加した場合
には、生成される氷の流動性が高まるため、さらに氷の
充填効果が発揮することを確認できた。 【0046】特に、過冷却解除体2のフィルタ部22に
生成氷が滞積した状態でも生成氷は水中で円滑に移動す
るので、過冷却解除体側からノズル5側に亘る槽開口部
である水面上のスペースを、氷の充填スペースに割り当
てるのに有効である。 【0047】製氷率としては約60%あり、高製氷率を
実現できた。また、過冷却解除体2の両側では、氷充填
スペースと水もしくは水溶液のみの貯溜スペースが分離
されているため、少なくとも取水口3の直径よりも大き
な氷が取水口3に導かれることはない。フィルタ部22
の開口面積が大きくとれるため、60%程度の製氷率で
もポンプ6による水循環流量が低下することはなかっ
た。 【0048】たとえ微細氷がフィルタ部22を通過しポ
ンプ6によって送られるようなことがあっても、この吐
出側に設けられる水加熱器7によって加熱され溶解す
る。したがって、過冷却器9に微細氷が侵入して凍結す
ることを回避できる。 【0049】上記フィルタ部22のオープニング径は、
0.1mm程度に設定することにより、水加熱器7の加熱
作用のみで安定した過冷却水を供給できることを確認し
た。そして、フィルタ部22を過冷却解除体2に一体に
備えたので、水の流路面積を大きくとることができる。
すなわち、水配管4の途中に氷片や氷核のような微細な
物質を捕獲する微細なフィルタを不要にでき、その分ポ
ンプ6の搬送動力を低減できてランニングコストの低減
を得られるとともに、メンテナンス上も有利となる。 【0050】図4および図5は、他の実施の形態の氷蓄
熱装置を示す。後述する過冷却解除体2Aを除いて、蓄
熱槽1と、この蓄熱槽に設けられる取水口3およびノズ
ル5と、この取水口とノズルを連通する水配管4および
水配管の中途部に設けられるポンプ6、水加熱器7、ス
トレーナ8および過冷却器9の構成は何ら変更がない。
冷凍機10側の構成も全く同様である。 【0051】過冷却解除体2Aは、ノズル5と対向する
蓄熱槽側面部1bで、かつ水面上の部位23Aと、その
ほとんど大部分が水中に浸漬される板体20Aとから構
成される。この板体20Aには開口部21が開口され、
ここをフィルタ部22で覆われることは同一である。 【0052】すなわち、解除部23Aは蓄熱槽1の側面
壁1bと共用して形成されていて、この解除部23A
と、上記フィルタ部22とは互いに別体に形成されるこ
とになる。 【0053】この種の氷蓄熱装置において、ノズル5か
ら噴出される過冷却水は、解除部23Aである蓄熱槽側
面壁1bに衝突して過冷却状態が解除される。それ以外
の作用は先に説明したものと全く変わりがない。 【0054】この場合、解除部23Aとして蓄熱槽側面
壁1bを共用したから、先に説明した実施の形態よりも
解除部位置が後退する。換言すれば、その分、蓄熱槽1
内の水面上の氷充填スペースが拡大する。もしくは氷充
填スペースを一定にして蓄熱槽1のコンパクト化を得ら
れる。 【0055】また、上記ノズル5は解除部23,23A
に対して、いわばスポット的に過冷却水を供給するよう
にしたが、これに限定されるものではない。図6に示す
ようなノズル5Aを用いて横方向に偏平な直状になるよ
う供給するようにしてもよい。同図(A)は、ノズル5
Aの平面視、同図(B)は正面視、同図(C)は側面視
である。 【0056】なお説明すれば、ノズル5Aの水配管接続
側は当然、円形に形成されるけれども、先端縁Wは横方
向に偏平な開口部となっている。しかも、特に同図
(A)に示すように、先端縁Wの手前で一旦狭められ、
さらに先端縁Wで拡開状に形成されている。 【0057】したがって、この種のノズル5Aを用いる
と、図7に示すように、水もしくは水溶液はノズル5A
の先端から平面直状に拡開される。解除部23(23
A)において過冷却水の拡開幅寸法を、解除部23(2
3A)の幅寸法とほぼ同一になるよう設定しておけば、
蓄熱槽1内に均一な状態で生成氷が滞積することにな
り、より高い製氷率が得られる。 【0058】 【発明の効果】以上説明したように本発明は、過冷却解
除板とフィルタ部を一体化したから、蓄熱槽の開口部に
おける氷充填スペースが拡大する。もしくは、その分蓄
熱槽のコンパクト化を図れる。フィルタ部は氷充填スペ
ースと水または水溶液スペースを完全に仕切り、蓄熱槽
内のスペース有効化を図れるとともに、高製氷率化す
る。水配管の途中に氷核補修用の微細なフィルタが不要
でポンプの搬送動力を低減でき、メンテナンス上も有利
となるなどの効果を奏する。 【0059】 【0060】
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ice heat storage device for storing a heat source for air conditioning using latent heat of ice. 2. Description of the Related Art Generally, an ice heat storage device is used in a system for generating ice using inexpensive midnight power and performing cooling operation in the daytime by utilizing the cold heat of the generated ice. Have been. [0003] The ice heat storage devices are roughly classified into a static type in which hard ice is stored around a heat transfer tube and a dynamic type in which sherbet-shaped ice is stored according to a method of generating ice. [0004] An ice heat storage device using a dynamic type ice making method can perform additional ice making compared to a static type ice heat storage device, so that ice can be used efficiently, and further improvements and developments are underway. [0005] Among the dynamic ice storage devices,
In particular, a method of generating ice in the form of sherbet by cooling ice to a supercooled state and releasing the supercooled state in the tank tends to be frequently used because a large amount of ice can be stored at low cost. [0006] However, the sherbet-like ice generated in the dynamic type ice heat storage device has a bulk density, so that the size of the heat storage tank can be reduced in comparison with the static type heat storage tank. There is a drawback that it is difficult to achieve and the ice filling rate (ice making rate) cannot be increased. [0007] For example, Japanese Utility Model Publication No. 6-5535 discloses a dynamic type ice heat storage device, in which a supercooling release device is disposed above the water surface of a heat storage tank, so that the generated ice is stored in the heat storage device from the air. To fall. In this case, there is no problem in operation,
A large space for the supercooling release device is required above the heat storage tank, and there is a problem that the heat storage tank must be enlarged. Japanese Utility Model Publication No. 7-34267 also discloses an ice heat storage device. Here, a primary filter is provided opposite to the water intake of the heat storage tank so that ice chips that cause freezing in the supercooler do not enter the water pipe from the water intake. [0010] A main filter is provided in the middle of a water pipe connected to the water intake section, and a de-ice preventing water capture filter is provided as a secondary filter in order to prevent re-ice in the water pipe. However, in order to ensure a predetermined flow rate of water for a long period of time without clogging due to dust or impurities, it is necessary to ensure a large flow passage area for each filter. Then, since the nucleus of the ice that causes freezing is very small, the nucleus easily passes through the filter and does not particularly function as a water capture filter for preventing defrosting. Therefore, in Japanese Utility Model Publication No. Hei 6-41063, a heating device such as a heater is provided in the middle of a water pipe as a substitute for the above-mentioned trapping filter for preventing defrosting to prevent freezing due to mixing of ice nuclei into the supercooler. Is being planned. However, even in this case, a separate filter for ice chips and ice nuclei is required, and the risk of clogging still exists. The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a compact ice heat storage device capable of sufficiently increasing an ice filling space and capable of increasing an ice making rate. Things. According to the present invention , there is provided an ice heat storage device having an opening at an upper surface for storing water or an aqueous solution and having a water intake section on a bottom wall. A pump that takes in water or an aqueous solution from the water intake section of the heat storage tank and feeds the water or an aqueous solution that is sent from the pump to exchange heat with a refrigerant in a refrigeration cycle and cools the refrigerant to a temperature below the freezing point. A supercooler for changing to cooling water, a nozzle for jetting supercooled water guided from the supercooler, and receiving the supercooled water jetted from the nozzle, cancels the supercooled state, and removes the generated ice as described above. A supercooling canceling body for supplying into the heat storage tank, the supercooling canceling body receiving supercooling water jetted from the nozzle, canceling a supercooled state and generating ice, and a heat storage tank. Partition the intake section inside In addition, a filter unit for conducting only water or an aqueous solution is integrally formed . By providing means for solving the above-mentioned problems, all of the upper part of the heat storage tank between the nozzle and the supercooled release body becomes an ice filling space, and the ice making rate is reduced. improves. In addition, the filter portion of the supercooling release body separates the heat storage tank into an ice filling space and a water filling space, and the pump can reliably take up water or an aqueous solution. [0018] In some embodiments, the entire area above the heat storage tank between the nozzle and the supercooling canceling member is an ice filling space, and the ice making rate is improved. In addition, the filter portion of the supercool release unit separates the heat storage tank into an ice filling space and a water filling space, so that the pump can reliably take water or an aqueous solution. Since the release portion is shared with the heat storage tank side wall, it can be further ice filling space and expansion I
You . Further, in some embodiments, the supercooled water supplied into the heat storage tank becomes a jet that expands straight, and the supercooled water can be supplied widely in the width direction of the heat storage tank. It is possible to achieve a higher ice making rate. Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described.
This will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, reference numeral 1 denotes a heat storage tank having an open upper surface, which stores water or an aqueous solution. On one side of the heat storage tank 1, a subcooling release body 2 described later is provided.
Is arranged. A water intake 3 which is a water intake is opened in the bottom wall 1a on the side where the subcooling cancellation body 2 is arranged. One end of a water pipe 4 is connected to the water intake 3. The other end of the water pipe 4 is connected to a nozzle 5 provided at the upper end of the side opposite to the side where the subcooling canceling body 2 is arranged. A pump 6, a water heater 7, a strainer 8 and a supercooler 9 are provided at predetermined intervals in the middle of the water pipe 4 from the water intake 3 side. The pump 6 sucks water or an aqueous solution in the heat storage tank 1 from the water intake port 3 and discharges the water or the aqueous solution to the water heater 7. The water heater 7 is, for example, a heater and is connected to the heater. Water or aqueous solutions can be heated. The strainer 8 only needs to have a filtering ability enough to capture impurities, dust and the like entering the water heater 7 and the subcooler 9. The supercooler 9 is a heat exchanger that is provided side by side with and integrated with an evaporator 11 that constitutes a refrigerator 10 described later. It is designed to be cooled until it reaches a cooling state. Although the nozzle 5 is provided directly on the outlet side of the supercooler 9 in the drawing, it may actually be mounted on the side wall of the heat storage tank 1 and communicated with the water pipe 4. on the other hand,
In the refrigerator 10, a compressor 13, a decompression device 14, and a condenser 15 are accommodated in a refrigerator main body 12. The evaporator 11 is disposed outside the refrigerator main body 12, and the compressor 13, the evaporator 11, the decompression device 14, and the condenser 15 are sequentially connected via a refrigerant pipe 16 to form a refrigeration cycle. You. Next, the subcooling canceling member 2 will be described in detail. The subcooling canceling body 2 is constituted by a simple rectangular plate body 20. The width of the plate 20 is substantially the same as the distance between the inner surfaces of the heat storage tank 1, and there is no gap between the plate 20 and the inner surface of the tank when the plate 20 is disposed in the tank 1. The upper end of the plate 20 is formed on one side wall 1b of the heat storage tank 1.
Although it abuts along the upper edge, the lower end rests on the bottom wall 1a at a position separated from the side wall. That is, the plate body 20 is accommodated in a state of being inclined with respect to the heat storage tank side wall 1b, and the water intake port 3 is located between the lower end portion and the heat storage tank one side wall 1b. The plate 20 is divided into a part immersed in water or an aqueous solution contained in the heat storage tank 1 and a part protruding from the water surface. The immersion portion below the water surface is provided with an opening 21 having almost the entire area thereof, and a filter portion 22 which is a mesh filter is provided in this opening. Therefore, the plate body 20 constituting the supercooling canceling body 2 partitions the intake port 3 side of the heat storage tank 1 into a triangular cross section, but the water or aqueous solution contained in the heat storage tank is filtered by the filter section 22. It is possible to freely conduct the inside of the tank through this. However, solids (here, ice pieces) having a diameter equal to or larger than the opening diameter of the filter unit 22 are prevented from flowing between the partitions by the filter unit 22. On the other hand, the portion above the water surface that is always exposed from the water surface remains plate-like, and serves as a release portion 23 for the supercooled water. The release unit 23 and the filter unit 2
2 are integrated and constitute the above-mentioned supercooling release body 2. The operation of the thus constructed ice heat storage device during the ice making operation is as follows. The ice making operation is performed using, for example, inexpensive midnight power. Pump 6 and compressor 13 in refrigerator 10
Is driven, and the pump 6 takes in water or aqueous solution from the water intake 3 of the heat storage tank 1 and sends it to the water heater 7 side. The water heater 7 heats the sent water or aqueous solution, so that the mixed ice chips are melted. Then, it is led to the strainer 8 to capture and remove impurities and dust, and is led to the supercooler 9 to be cooled by the refrigerator 10.
Is exchanged with the evaporator 11. Next, it is guided to the nozzle 5 and is ejected from the tip toward the heat storage tank side wall 1b, and is all collected in the tank. Then, the water is again taken from the water intake port 3 and circulates in the above-mentioned route. In the refrigerator 10, a refrigeration cycle operation is performed to cool water or an aqueous solution flowing through the supercooler 9. When the water or the aqueous solution is guided to the supercooler 9 in a state where the temperature of the water or the aqueous solution has decreased near the freezing point, the water or the aqueous solution is further cooled to a temperature lower than the freezing point, that is, a so-called supercooled state. This supercooled water or aqueous solution, that is, supercooled water, is guided to the nozzle 5 and jetted into the atmosphere.
The water or the aqueous solution jetted from the nozzle 5 flies over the opening on the upper surface of the heat storage tank 1 and collides with the releasing portion 23 constituting the supercooling releasing body 2 which is a position facing the nozzle 5. The supercooled water is released from the supercooled state by colliding with the release section 23, and is separated into water and sherbet-like ice. That is, newly generated water and sherbet-like ice are collected in the heat storage tank 1. The water or the aqueous solution in the heat storage tank 1 is freely conducted in the tank via the filter section 22 integrated with the release section 23, and is again guided from the water intake port 3 to the water pipe 4 to be described above. The route is circulated. The sherbet-like ice generated in the releasing section 23 is fixed to the releasing section as it is, but subsequently, the nozzle 5
The supercooled water is blown out from the water and ice is generated, so that the sherbet-like ice sticking to the release portion is enlarged. Eventually, it descends from the release portion 23 along the surface of the plate 20 by its own weight, and floats on the water surface in the heat storage tank 1. The process of forming sherbet-like ice in the heat storage tank 1 will be described with reference to FIG. In FIG. 1A, this is an early stage of ice making, and the generated sherbet-like ice floats on the surface of water or an aqueous solution as a lump. Then, the water surface is entirely covered with the passage of time, but the ice thickness is relatively thin. Also at this time, the release unit 23
In this case, sherbet-like ice is generated. In FIG. 3B, the thickness of the sherbet-like ice covering the entire surface of the water increases. And since it flows down along the plate body 20 from the release part 23, the generated ice enlarges from the part along the said filter part 22. Finally, the sherbet-like ice generated by the release unit 23 and the ice floating on the water surface are connected and integrated. Also at this time, the water or the aqueous solution existing between the ice particles of the sherbet-like ice circulates freely to the water intake port 3 side through the filter unit 22. In FIG. 3 (C), the generated ice fills most of the heat storage tank 1 below the water surface. Thereafter, newly generated sherbet-like ice accumulates above the generated ice on the water surface. At this time, the water or the aqueous solution separated from the ice is always taken through the filter section 22 while being in contact with the ice below the release section 23, so that the unreleased water (supercooled state) Even if there is, it is released in the water, and it is possible to reliably prevent the ice from returning to the water pipe 4. In FIG. 4D, the position for releasing the supercooling is separated from the releasing section 23 and moves to the upper portion of the accumulated ice. During this time, since new ice is being generated, the release position gradually moves to the nozzle 5 side. In this state, since no device is present on the upper surface of the heat storage tank 1 and there is no member that prevents the filling of ice, the upper surface of the heat storage tank is effectively used as an ice filling space. Become. In the heat storage tank 1, the water or the aqueous solution existing between the ice particles of the sherbet-like ice freely circulates to the water inlet 3 through the filter part 22, so that the water or the water is not used for the water of the pump 6. There is no defect. The applicant has filed an application (Japanese Patent Application No. 7-5625).
As described in No. 7), when 0.8% by weight or less of ethylene glycol or propylene glycol is added to water, the fluidity of the generated ice increases, so that the ice filling effect is further exhibited. It could be confirmed. In particular, since the generated ice moves smoothly in the water even when the generated ice is accumulated on the filter portion 22 of the subcooling canceling body 2, the water surface which is the tank opening from the subcooling canceling body side to the nozzle 5 side is formed. This is useful for allocating the upper space to the ice filling space. The ice making rate was about 60%, and a high ice making rate could be realized. Further, on both sides of the subcooling canceling body 2, an ice filling space and a storage space for only water or an aqueous solution are separated, so that ice larger than at least the diameter of the water intake 3 is not guided to the water intake 3. Filter section 22
Therefore, the flow rate of water circulation by the pump 6 did not decrease even at an ice making rate of about 60%. Even if the fine ice passes through the filter section 22 and is sent by the pump 6, it is heated and melted by the water heater 7 provided on the discharge side. Therefore, it is possible to prevent the fine ice from entering the subcooler 9 and freezing. The opening diameter of the filter section 22 is:
It was confirmed that by setting the thickness to about 0.1 mm, stable supercooled water could be supplied only by the heating action of the water heater 7. And since the filter part 22 is integrally provided with the subcooling cancellation | release body 2, the flow path area of water can be enlarged.
That is, a fine filter that captures fine substances such as ice chips and ice nuclei in the middle of the water pipe 4 can be dispensed with, so that the transport power of the pump 6 can be reduced by that much, and the running cost can be reduced. This is also advantageous for maintenance. FIGS. 4 and 5 show an ice heat storage device according to another embodiment. Except for a supercooling canceling body 2A, which will be described later, the heat storage tank 1, the water intake port 3 and the nozzle 5 provided in the heat storage tank, and the water pipes 4 and the water pipes connecting the water intake ports and the nozzles are provided in the middle part. The configurations of the pump 6, the water heater 7, the strainer 8, and the subcooler 9 are not changed at all.
The configuration of the refrigerator 10 is exactly the same. The supercooling canceling body 2A is composed of a portion 23A on the water surface, which is the side surface portion 1b of the heat storage tank facing the nozzle 5, and a plate body 20A which is almost entirely immersed in water. An opening 21 is opened in this plate body 20A,
This is the same as being covered by the filter unit 22. That is, the release portion 23A is formed in common with the side wall 1b of the heat storage tank 1, and the release portion 23A
And the filter section 22 are formed separately from each other. In this type of ice heat storage device, the supercooled water jetted from the nozzle 5 collides with the heat storage tank side wall 1b, which is the release portion 23A, and the supercooled state is released. Other functions are the same as those described above. In this case, since the heat storage tank side wall 1b is shared as the release portion 23A, the position of the release portion is retracted more than in the above-described embodiment. In other words, the heat storage tank 1
The ice filling space on the surface of the water inside is expanded. Alternatively, the heat storage tank 1 can be made compact by keeping the ice filling space constant. Further, the nozzle 5 is provided with the release portions 23 and 23A.
However, the supercooled water is supplied in a spot-like manner, but the present invention is not limited to this. The supply may be performed by using a nozzle 5A as shown in FIG. FIG. 5A shows the nozzle 5.
FIG. 2A is a plan view, FIG. 2B is a front view, and FIG. 1C is a side view. To be more specific, although the water pipe connection side of the nozzle 5A is formed in a circular shape, the distal end edge W is an opening which is flat in the lateral direction. In addition, as shown in FIG.
Furthermore, it is formed in an expanded shape at the leading edge W. Therefore, when this type of nozzle 5A is used, as shown in FIG.
From the tip of the flat. Release unit 23 (23
In (A), the expansion width dimension of the supercooled water is set to the release portion 23 (2
If it is set to be almost the same as the width dimension of 3A),
The generated ice is accumulated in the heat storage tank 1 in a uniform state, and a higher ice making rate is obtained. As described above, in the present invention , since the subcooling release plate and the filter unit are integrated, the ice filling space at the opening of the heat storage tank is expanded. Alternatively, the size of the heat storage tank can be reduced. The filter section completely separates the ice filling space from the water or aqueous solution space, which makes it possible to make the space in the heat storage tank effective and increases the ice making rate. There is no need for a fine filter for repairing ice nuclei in the middle of the water pipe, so that it is possible to reduce the pumping power, which is advantageous for maintenance. [0060]

【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の一実施の形態を示す、氷蓄熱装置と冷
凍機の概略の構成図。 【図2】同実施の形態の、蓄熱槽内の状態を説明する
図。 【図3】(A)ないし(D)は、同実施の形態の、氷の
生成状態を順に説明する図。 【図4】他の実施の形態を示す、氷蓄熱装置と冷凍機の
概略の構成図。 【図5】同実施の形態の、蓄熱槽内の状態を説明する
図。 【図6】(A)は、さらに他の実施の形態の、ノズルの
平面図。(B)は、同ノズルの正面図。(C)は、同ノ
ズルの側面図。 【図7】同実施の形態の、ノズルの噴射状態を説明する
図。 【符号の説明】 3…取水口、 1…蓄熱槽、 6…ポンプ、 9…過冷却器、 5…ノズル 2…過冷却解除体、 23…解除部、 22…フィルタ部。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an ice heat storage device and a refrigerator, showing an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram illustrating a state in a heat storage tank according to the embodiment. FIGS. 3A to 3D are diagrams for sequentially explaining states of ice formation according to the embodiment; FIGS. FIG. 4 is a schematic configuration diagram of an ice heat storage device and a refrigerator according to another embodiment. FIG. 5 is a diagram illustrating a state in the heat storage tank according to the embodiment. FIG. 6A is a plan view of a nozzle according to still another embodiment. (B) is a front view of the nozzle. (C) is a side view of the nozzle. FIG. 7 is a view for explaining the ejection state of the nozzle according to the embodiment. [Description of Signs] 3 ... Water intake port, 1 ... Heat storage tank, 6 ... Pump, 9 ... Subcooler, 5 ... Nozzle 2 ... Subcooling release body, 23 ... Release section, 22 ... Filter section.

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−147561(JP,A) 特開 平7−190577(JP,A) 特開 平2−97872(JP,A) 実公 平6−41063(JP,Y2) 実公 平7−34267(JP,Y2) 実公 平6−5535(JP,Y2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F24F 5/00 102 F25C 1/00 Continuation of the front page (56) References JP-A-6-147561 (JP, A) JP-A-7-190577 (JP, A) JP-A-2-97872 (JP, A) JP-A-6-41063 (JP) , Y2) JP 7-34267 (JP, Y2) JP 6-5535 (JP, Y2) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) F24F 5/00 102 F25C 1/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 【請求項1】上面が開口され、水または水溶液を蓄える
とともに、底面壁に取水部を備えた蓄熱槽と、 この蓄熱槽の上記取水部から水または水溶液を取水して
送水するポンプと、 このポンプから送水される水または水溶液を導入して冷
凍サイクルの冷媒と熱交換させ、凝固点以下に冷却され
た過冷却水に変える過冷却器と、 この過冷却器から導かれる過冷却水を噴出するノズル
と、 このノズルから噴出される過冷却水を受けて過冷却状態
を解除し、生成された氷を上記蓄熱槽内へ供給する過冷
却解除体とを具備し、 上記過冷却解除体は、上記ノズルから噴出される過冷却
水を受けて過冷却状態を解除し氷を生成する解除部と、
蓄熱槽内において取水部を仕切るとともに、水または水
溶液のみ導通させるフィルタ部とを一体に構成してなる
ことを特徴とする氷蓄熱装置。
(57) [Claims 1] A heat storage tank having an open upper surface for storing water or an aqueous solution and having a water intake section on a bottom wall thereof, and water or an aqueous solution from the water intake section of the heat storage tank. A pump for taking water and sending water, a supercooler for introducing water or an aqueous solution sent from the pump to exchange heat with refrigerant in a refrigeration cycle and to change the supercooled water to a temperature below the freezing point; A nozzle for ejecting supercooled water guided from the nozzle, and a supercooled canceling body for canceling the supercooled state by receiving the supercooled water ejected from the nozzle and supplying the generated ice into the heat storage tank. The supercooling canceling unit receives a supercooling water jetted from the nozzle, cancels the supercooling state, and generates ice,
An ice heat storage device comprising: a water storage section in a heat storage tank; and a filter section configured to conduct only water or an aqueous solution.
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