JP3882010B2

JP3882010B2 - 製氷器用冷却装置とその運転方法

Info

Publication number: JP3882010B2
Application number: JP31424398A
Authority: JP
Inventors: 安雄池崎; 良則井上; 望楠本
Original assignee: 荏原冷熱システム株式会社
Priority date: 1998-11-05
Filing date: 1998-11-05
Publication date: 2007-02-14
Anticipated expiration: 2018-11-05
Also published as: JP2000146382A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷却装置に係り、特に、スラリー状の氷を生成することができる製氷器用冷却装置とその運転方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の圧縮機１と冷却器３と凝縮器２とを用いる冷却装置のフロー構成図を図４に示し、その冷凍サイクル図を図５に示す。
図４に示すように、従来の冷却装置は温度式膨張弁９を用いて、均圧管１６と感温筒１０でスプリング１７の圧力とのバランスにより、冷却器３出口冷媒ガスの過熱度を約４〜８℃に制御していた。
図６に公知の温度式膨張弁の説明図を示す。
過熱度が６℃の場合、冷却器の伝熱面積のうち、冷媒ガスと熱交換する伝熱面積の割合が約４０％となり、ガスは伝熱が悪いため、伝熱性能を大巾に低下させていた。
このため、蒸発温度、冷却能力、ＣＯＰを低下させると共に、冷却面の温度が不均一になり、さらに、蒸発温度が低下するために、水又は低濃度ブラインの氷結を起こし易いという問題があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来技術の問題点を解消し、冷却器の伝熱性能の向上を図り、伝熱面の冷却を均一にして、氷結を起こしにくい製氷器用冷却装置とその運転方法を提供することを課題とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明では、圧縮機と冷却器と凝縮器とを有する冷却装置において、前記冷却器の冷媒入口通路に、冷媒を湿り液で供給するための固定オリフィス又は差圧開閉弁を設け、冷却器の冷媒側出口には液分離器を設け、該液分離器で分離した冷媒液を重力で冷却器に戻すための液分離器の下部と冷却器の冷媒側とを連通させると共に、該冷却器には、水又は低濃度ブラインの導入口と、生成したスラリー状の氷の排出口とを設けたことを特徴とする製氷器用冷却装置としたものだある。
【０００５】
また、本発明では、圧縮機と冷却器と凝縮器と固定オリフィス又は差圧開閉弁とを有する冷却装置の運転方法において、前記冷却器の冷媒入口通路に設けた固定オリフィス又は差圧開閉弁で、冷媒を湿り液で冷媒通路に供給し、冷却器の冷媒側出口には液分離器を設けて、液分離器で分離した冷媒液を重力で冷却器の冷媒側に戻し、冷却器冷媒ガス出口を湿り又は過熱度を０℃近傍で運転し、冷却器で水又は低濃度ブラインを過冷却し、スラリー状の氷を生成することを特徴とする製氷器用冷却装置の運転方法としたものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
次に、図面を用いて本発明を説明する。
図１に、本発明の製氷器用冷却装置のフロー構成図を示し、図２に本発明の冷凍サイクル図を示す。
図１において、１は圧縮機、２は凝縮器、３は冷却器、４は冷媒室、５は水又はブライン通路、６は固定オリフィス又は差圧開閉弁、７は液分離器、８は連通管、１１は冷媒室の冷媒液面、１２は冷媒液、１３は水又は低濃度ブライン入口、１４はスラリー状氷出口、１５は冷却水であり、ａは圧縮機吸入口、ｂは圧縮機出口、ｃは凝縮器出口、ｄは冷却器入口、ｅは冷却器出口を示す。
【０００７】
図１の本発明の冷却装置の作用を、図２の冷凍サイクル図を参照にして説明すると、冷媒ガスは圧縮機１に吸入口ａから入り、エンタルピと圧力を増して、圧縮機出口ｂから出て、凝縮器２に入り、熱を放出しエンタルピを減少して凝縮器出口ｃから出て、固定オリフィス又は差圧開閉弁６を通りながら圧力を低下し冷却器の入口ｄに至る。冷却器３では、内部５を通る水又は低濃度ブラインから熱を奪いエンタルピを増加しながら、冷却器出口ｅから液分離器に入り、冷媒液１２が分離され連通管８から、冷却器３の冷媒室４に循環され、冷媒ガスはａから圧縮機１に入り循環される。
図２でＣは臨界点、ＳＶは飽和蒸気線、ＳＳは飽和液線を示す。
このように、本発明では、冷却器冷媒入口通路に、容量５０％以上でガスバイパスしない固定の円形オリフィス６を設け、冷媒を湿り液で冷却器冷媒室４に供給し、その際長手冷媒分布通路より伝熱面に噴射して伝熱の促進を図っている。
【０００８】
また、冷却器冷媒出口には液分離器７を設け、液分離器７の下部と冷却器３の冷媒室４とを連通させ、最大容量時、冷却器３の伝熱面が、冷媒沸騰液面１１に覆われるように冷媒を充填する。
この結果、冷却器冷媒ガス出口を湿り又は過熱度０℃近傍で運転できる。なお、冷却器よりキャリオーバした冷媒液は、液分離器で分離し、重力で冷却器の冷媒側に戻される。
図３に本発明に用いる差圧開閉弁の断面図を示す。この差圧開閉弁は、入口冷媒液の圧力をＰ₁とし、出口圧力をＰ₂とすると、例えば次のように開閉する。
Ｐ₁−Ｐ₂≦３ｋｇ／ｃｍ²で全閉
Ｐ₁−Ｐ₂ ≧７ｋｇ／ｃｍ²で全開
このように、円形オリフィスに代えて差圧開閉弁を用いても同様に運転できる。
【０００９】
【発明の効果】
本発明では、スラリー状の氷生成時に、蒸発温度状態がほぼ一定で、製氷負荷(=冷媒循環量)がほぼ一定であることに着目して、従来のチラーには適用が困難であった構成を実現することが出来、コストを低減すると共に伝熱性能の向上を図ることができた。
本発明によれば、前記のような構成としたことにより、冷却器の伝熱性能の向上が図られ、蒸発温度、冷却能力、ＣＯＰの改善が図られると共に、伝熱面の伝熱を均一にし、蒸発温度を高くできるため、冷却器内で内部を通る水又は低濃度ブラインの氷結を起こしにくくできるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の製氷器用冷却装置のフロー構成図。
【図２】図１の本発明の冷凍サイクル図。
【図３】本発明に用いる差圧開閉弁の断面図。
【図４】従来の製氷器用冷却装置のフロー構成図。
【図５】図４の従来の冷凍サイクル図。
【図６】図４の温度式膨張弁の拡大説明図。

Claims

圧縮機と冷却器と凝縮器とを有する冷却装置において、前記冷却器の冷媒入口通路に、冷媒を湿り液で供給するための固定オリフィス又は差圧開閉弁を設け、冷却器の冷媒側出口には液分離器を設け、該液分離器で分離した冷媒液を重力で冷却器に戻すための液分離器の下部と冷却器の冷媒側とを連通させると共に、該冷却器には、水又は低濃度ブラインの導入口と、生成したスラリー状の氷の排出口とを設けたことを特徴とする製氷器用冷却装置。
圧縮機と冷却器と凝縮器と固定オリフィス又は差圧開閉弁とを有する冷却装置の運転方法において、前記冷却器の冷媒入口通路に設けた固定オリフィス又は差圧開閉弁で、冷媒を湿り液で冷媒通路に供給し、冷却器の冷媒側出口には液分離器を設けて、液分離器で分離した冷媒液を重力で冷却器の冷媒側に戻し、冷却器冷媒ガス出口を湿り又は過熱度を０℃近傍で運転し、冷却器で水又は低濃度ブラインを過冷却し、スラリー状の氷を生成することを特徴とする製氷器用冷却装置の運転方法。