JPH0240463Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、例えばアイススケートリンク等の
氷面を形成し維持するためのアイスリンク冷凍装
置の冷却器に関する。

従来、アイスリンクの冷凍装置は、いわゆる間
接冷凍方式、即ち冷凍機で冷却したブラインをリ
ンクの床下に配設した冷却管内を循環させ、リン
クを冷凍する方式が行なわれており、このブライ
ンとしては、塩化カルシウム溶液またはこれにエ
チレングリコールを混合した溶液などが通常使わ
れている。しかし、このようなブラインを用いた
間接冷凍方式の冷凍装置は、まず冷凍機によつて
ブラインそのものを冷却させ、ついでこの冷却さ
れたブラインをリンクに配設された冷却管を含む
冷却器に導いてリンクを冷凍するものであるの
で、上記冷却管は、必然的にある程度大径で、肉
厚もかなり厚いものを用いることが必要となる。
何故なら、ブラインは冷却管にマイナス10℃前後
で送られても、リンクを冷凍して冷凍機に送り戻
されるときには、リンク内の熱を吸収してマイナ
ス３ないし４℃程度に温度が上昇するので、所望
の冷凍効果を発揮させるためには、かなり早い速
度で一時に大量のブラインを冷却管に導く必要が
あるからである。そのため、間接冷凍方式の場
合、上記冷却管としては、内径20mm前後以上、外
径25mm以上、肉厚５mm前後以上の鋼、銅などの金
属製または合成樹脂製のパイプが用いられてい
る。これらのパイプのうち、合成樹脂製パイプや
鋼以外の金属製パイプは軽量で持運びに便利であ
る反面、冷却速度が早過ぎて得られる氷の品質を
均一かつ良好な状態に維持することが困難である
うえ、持運びを容易にするためパイプに可撓性を
付与すると、パイプ全長に亘つて肉厚を均一に形
成することができず、その結果均質な冷凍効果を
得がたく、クラツクの生じ易い氷になるという問
題がある。これに対し、鋼製のパイプは冷却速度
および冷却作用が良好で均質かつスケートに適し
た強い氷を得ることができ、また丈夫で長時間の
使用に堪え得るなどの長所があるので、国際規格
に適合するような広いアイスリンクの場合には、
通常鋼製のパイプを用いることが多い。しかし、
鋼製の冷却管の場合、上記のように内径が大きく
肉厚も厚いと、あまり長いものであると持運び等
に不便となるので、比較的短かいものを現場で加
工しして冷却管として使用せざるを得なくなる。
そのため、従来の冷却管は、内径が20mm前後以
上、肉厚が５mm前後以上、長さが50cm前後の鋼製
のパイプを素材として用い、これを現場で熔接し
順次継ぎ合わせて冷却管として使用していた。そ
の結果、現場での熔接作業が大変であり、施工経
費もかかる上、熔接部分と非熔接部分とでブライ
ンに温度差を生じ、均一な冷凍効果を得ることが
困難となり、さらには熔接部分からブラインが洩
出するおそれがあるなどの問題があつた。

また最近では、ブラインのような２次冷媒を用
いることなく、例えばアンモニアやフロンのよう
な冷媒で直接リンクを冷凍する方式すなわち所謂
直接膨張方式ないし直接冷凍方式も提案されてい
る。この直接膨張方式は、間接冷凍方式とは異な
り、ブラインの如き２次冷媒を用いず、１次冷媒
のアンモニアやフロンを一定の低温低圧状態で、
リンクに配設された冷却器に直接流通させ、潜熱
利用により、直接リンクを冷凍して氷をつくるも
のであるため、冷却管はその全長に亘つて冷媒を
所定の低温低圧状態に保持できる材質および構造
のものを用いることが要請される。そして、この
ような要請に最も適合するのは、均一な肉厚に形
成された管面に凹凸のない鋼製のパイプよりなる
冷却管である。しかし、従来は、直接膨張方式に
おいても、間接冷凍方式の場合と同様にもつぱら
内径が20mm前後以上、肉厚５mm前後以上の大径の
鋼管を冷却管として用いているが、このような鋼
管であるとあまり長くすると運搬等に不便となる
ので、結局、長さが50cm程度の比較的短いものを
現場で熔接等により継ぎ合わせて使用せざるを得
ず、その結果、前記間接冷凍方式について述べた
のと同様の不都合があるうえ、大径の冷却管中に
冷媒所定の低温圧状態で流通させるためには大量
の冷媒を使用する必要が生じ、冷凍コストが嵩む
という事情があつた。

この考案は上記事情に着目してなされたもの
で、その目的とするところは、例えばフロンのよ
うな冷媒を直接リンク部分に配設された冷却器に
導入し、冷媒が蒸発するときの熱吸収作用を利用
して冷凍作用を行う所謂直接膨張方式のアイスリ
ンク冷凍装置の冷却器として、リンクの一端に冷
媒導入口を有する送液ヘツダを設け、またリンク
の他端に冷媒流出口を有する帰還ヘツダを設ける
とともに、上記送液ヘツダと上記帰還ヘツダとの
間に小径の継ぎ目のない鋼管よりなる多数の冷却
管を配設し、これにより、現場での冷却管熔接作
業を必要とせず、組立て施工が容易で、かつリン
クを均一に冷凍することができる冷却器を提供す
ることにある。即ち、この考案の冷却器は、冷却
管が小径の鋼管よりなるので、例えばドラム状の
ものに捲回して持運び、現場で機械的に伸張させ
て用いることができるため、現場での熔接作業を
する必要がないうえ、大径のパイプに比して冷媒
の使用量を少くすることができるため冷凍コスト
の節減をはかることができ、さらに冷却管が継ぎ
目のない鋼管により構成されていて熔接部分がな
いので、リンク全体に均一な冷凍作用を及ぼすこ
とができる。

以下、この考案の一実施例を図面に基づいて説
明する。図は直接冷凍方式のアイスリンク冷凍装
置を示し、この図において符号１，２は並列的に
連結された２台のコンプレツサで、これらコンプ
レツサ１，２には冷媒たとえばフロンガスを吸入
する吸入口１ａ，２ａおよび圧縮した高温高圧の
ガス状の冷媒を吐出する吐出口１ｂ，２ｂが設け
られている。これらコンプレツサ１，２の吐出口
１ｂ，２ｂは冷媒管３を介してガス状の冷媒を凝
縮液化するコンデンサ４に接続されている。この
コンデンサ４は中途部に調整バルブ５を有する冷
媒管６を介して受液槽７に接続されていて、この
受液槽７には第１の出口管８と第２の出口管９が
導出されている。そして、第１の出口管８はメイ
ン回路１０とバイパス回路１１とに分岐されたの
ち合流して後述する貯蔵槽１２に接続されてお
り、上記メイン回路１０には絞り弁からなる流量
制御装置１０ａおよびこの前後にバルブ１２ａ，
１２ｂが設けられている。さらに、バイパス回路
１１の中途部にはバルブ１２ｃが設けられ、これ
ら流量制御装置１０ａおよびバルブ１２ａ，１２
ｂ，１２ｃの切換えによつて液状の冷媒をメイン
回路１０もしくはバイパス回路１１に導入して冷
媒圧力を制御できるようになつている。

上記貯蔵槽１２は密閉された円筒状タンクによ
つて構成され、上記受液槽７から導びかれた液状
の冷媒を、より低い一定の低圧状態で保持して貯
蔵するようになつている。すなわち、貯蔵槽１２
内では一部気化したガス状の冷媒は上層に、液状
の冷媒は下層に貯溜されることになり、温度が上
昇して気化したガス状の冷媒は上層に溜るため液
状の冷媒は常に一定の温度、圧力に維持されるこ
とになる。このように構成された貯蔵槽１２の底
部には液状の冷媒を自重によつて排出させる排出
口１３が設けられ、この排出口１３はサービスバ
ルブ１４を有する排出管１５および途中から分岐
された排出管１６を介して第１、第２の一時貯溜
タンク１７，１８に接続されている。

そして、上記貯蔵槽１２内の液状の冷媒を第
１、第２の一時貯溜タンク１７，１８に貯溜する
ようになつており、その排出管１５，１６にはチ
エツクバルブ１９，２０が設けられている。さら
に、これら第１、第２の一時貯溜タンク１７，１
８の底部には中途部にチエツクバルブ２１，２２
を有する冷媒供給管２３，２４が接続され、これ
は途中から合流して後述する冷却器２５に配管さ
れている。また、上記第１、第２の一時貯溜タン
ク１７，１８の上部には加圧管２６，２７のそれ
ぞれ一端が接続されている。そして、これら加圧
管２６，２７の他端は合流点２８を介して上記受
液槽７の第２の出口管９に接続されており、この
第２の出口管９はバルブ２９を有したバイパス管
３０を介して冷媒管６に接続されている。さら
に、上記一方の加圧管２６の合流点２８までの間
にはソレノイドバルブ３１およびチエツクバルブ
３２が設けられ、他方の加圧管２７の合流点２８
までの間にはソレノイドバルブ３３およびチエツ
クバルブ３４が設けられている。また、加圧管２
６，２７はそれぞれ分岐点３５，３６から加圧分
岐管３７，３８を介して上記貯蔵槽１２の上面す
なわちガス状の冷媒層と連通しており、これら加
圧分岐管３７，３８の中途部にはソレノイドバル
ブ３９，４０およびチエツクバルブ４１，４２が
設けられている。さらに、上記第１、第２の一時
貯溜タンク１７，１８にはレベルセンサ４３，４
４が設けられており、これらタンク１７，１８に
液状の冷媒が充満したときには上部のレベルセン
サ４３が作動してソレノイドバルブ３１と３３が
開放して３９と４０が閉止し、液状の冷媒が吐出
されたときには下部のレベルセンサ４４が作動し
てソレノイドバルブ３１と３３が閉止して３９と
４０が開放するようになつている。

他方、アイスリンクの床下には、総体的に２５
の符号で示される冷却器が配設されている。この
冷却器２５について説明すると、４６は送液ヘツ
ダ、４７は帰還ヘツダで、これらはアイスリンク
の相対する両端に配置されている。そして、この
送液ヘツダ４６には、サブヘツダ４８……が連結
されており、このサブヘツダ４８……と帰還ヘツ
ダ４７との間には、多数本の冷却管４９……が並
列的に配管されている。また、上記サブヘツダ４
８……には夫々多数の冷却管連結口５０……が設
けられており、この連結口５０……に冷却管４９
……の一端が、たとえば第２図に示すように取り
付けられている。即ち、この取付手段は、上記連
結口５０と上記冷却管４９の各口縁にスリーブ５
１，５１を介して袋状ナツト５２，５２をそれぞ
れ取り付け、このナツト５２，５２にニツプル５
３を螺合することにより、連結口５０に冷却管４
９を取り付けるようになつている。そして、上記
冷却管４９は、内径が７mmないし15mm、外径が８
mmないし18mmの小径の継目のない鋼管であつて管
の内外表面が平滑に形成された凹凸のない鋼管に
よつて構成されており、この継目のない鋼管は、
例えばASTMA−53規格（American Society
for Testing ＆ Material）の鋼管を利用する
ことができる。

さらに、上記冷却器２５の送液ヘツダ４６には
冷媒を導入する冷媒導入口５４が設けられてお
り、この冷媒導入口５４に上記冷媒供給管２３，
２４と接続する冷媒導入管５５が接続されてい
る。また、帰還ヘツダ４７には冷媒を流出する冷
媒流出口５６が設けられており、この冷媒流出口
５６にバルブ５７を有する返り管５８が接続され
ている。この返り管５８は上記貯蔵槽１２に接続
されている。従つて、上記冷却器２５は、冷媒導
入口５４から冷媒が送液ヘツダ４６に導入し、こ
の冷媒がサブヘツダ４８……及び冷却管４９……
を介して帰還ヘツダ４７に送られ、冷媒流出口５
６から返り管５８に送り出されて貯蔵槽１２に送
られるようになつており、また、上記貯蔵槽１２
の上部には吸入管５９の一端が接続され、この他
端が上記コンプレツサ１，２の吸入口１ａ，２ａ
に接続されている。なお、帰還ヘツダ４７にも、
送液ヘツダ４６におけるサブヘツダ４８と同様の
サブヘツダを設けることもできる。

つぎに、上述のように構成されたアイスリンク
冷凍装置の作用について説明する。コンプレツサ
１，２によつて圧縮された高温高圧のガス状の冷
媒すなわちフロンガスは、冷媒管３を介してコン
デンサ４に供給され、ここで凝縮液化される。こ
の液状の冷媒は受液槽７を介して流量制御装置１
０ａに供給され、減圧されて冷たい液状の冷媒と
なつて貯蔵槽１２に供給される。このとき、流量
制御装置１０ａが作動しないとき、またはそれに
よつて貯蔵槽１２への冷媒の供給を制御する必要
がないときには、バルブ１２ａ，１２ｂを閉止
し、バルブ１２ｃを開放して液状の冷媒をバイパ
ス回路１１を介して貯蔵槽１２に供給することが
できる。

貯蔵槽１２内の冷媒は一部ガス状の冷媒を含ん
だ液状の冷媒であるため、ガス状の冷媒は上層
に、液状の冷媒は下層に貯溜され、一定の低温低
圧状態に冷媒は維持される。そして、貯蔵槽１２
内の液状の冷媒は自重によつて排出口１３から排
出され、排出管１５，１６を介して第１、第２の
一時貯溜タンク１７，１８に貯溜される。このと
き、ソレノイドバルブ３９，４０は開放している
ため、加圧管２６，２７および加圧分岐管３７，
３８はベントとしての機能を果し、液状の冷媒の
充満を促進させる。

第１、第２の一時貯溜タンク１７，１８が満杯
になると上部のレベルセンサ４３が作動し、ソレ
ノイドバルブ３１，３３が開放して３９，４０が
閉止する。そのため、受液槽７内の高圧冷媒は第
２の出口管９から合流点２８および加圧管２６，
２７を介して第１の一時貯溜タンク１７と第２の
一時貯溜タンク１８とにそれぞれ圧送される。従
つて、第１、第２の一時貯溜タンク１７，１８内
の液状の冷媒は冷媒供給管２３，２４および冷媒
導入管５５を介してアイスリンクの冷却器２５に
導入されることになる。この第１、第２の一時貯
溜タンク１７，１８内の液状の冷媒がすべて圧送
されて空になると下部のレベルセンサ４４が作動
してソレノイドバルブ３１，３３が閉止し、３
９，４０が開放して再び貯蔵槽１２内の液状の冷
媒は上述と同様の作用によつて供給される。従つ
て、第１、第２の一時貯溜タンク１７，１８から
の液状の冷媒の吐出は断続的であるが、交互に吐
出しているため実質的には連続的に冷却器２５へ
供給されることになる。なお、第１、第２の一時
貯溜タンク１７，１８に流入した液状の冷媒は、
リンクの冷凍開始直後のように負荷の高いときに
は、後述するコンプレツサ１，２によるガス状の
冷媒の吸入作用を受けることにより、冷却器２５
に配送される場合もある。

このようにしてアイスリンクの冷却器２５に供
給された液状の冷媒は、まず冷媒導入口５４から
送液ヘツダ４６内に流入し、サブヘツダ４８……
を介して各冷却管４９……に導びかれ、ここで蒸
発し、このときの熱吸収作用によつてアイスリン
クを凍結する。また、上記冷却管４９……を流れ
た冷媒は帰還ヘツダ４７に合流し、冷媒流出口５
６から返り管５８へ流出して貯蔵槽１２に返送さ
れる。さらに、貯蔵槽１２内のガス状の冷媒は吸
入管５９を介してコンプレツサ１，２に吸入さ
れ、再び圧縮されることになり、冷凍サイクル運
転を継続する。

このように上記冷却器２５によれば、フロンな
どの冷媒を直接冷却管４９……内に流してリンク
を凍結させているので、リンク内の熱を冷媒が吸
収したときに、液状の冷媒（フロン液）がその分
だけガス化するだけで、理論的には冷媒が液状で
残つている限り、その液の温度そのものは上昇せ
ず、ただ全部ガス化した後になお熱を吸収した場
合に限りガスの温度が上昇するに過ぎないので、
冷媒を大量に流すことなく、良好にリンクを凍結
させることができる。従つて、冷却管４９……は
上述したようにその径が小さくてすみ、このため
冷却管４９……の重量が軽くなり、持ち運びが便
利になる。また、上記冷却管４９……は継目のな
い鋼管であるから、現場で熔接作業を行なう必要
がなく、施工作業が簡単であり、しかも熔接部分
がないうえ管面に凸凹がないので、リンクを均一
に冷凍できるとともに、冷媒が漏れる恐れもな
い。

以上詳細に説明したように、この考案は、コン
プレツサによつて圧縮したガス状冷媒を凝縮液化
した後、この液状冷媒を一定の低温低圧状態で直
接リンクに配設された冷却管に導いて、リンク面
を冷凍するアイスリンク冷凍装置の冷却器におい
て、上記冷媒が流通する冷却管を小径の継目のな
い鋼管で構成したから、前記した鋼管としての長
所、すなわち銅などの他の金属製パイプに比して
冷却速度および冷却作用が良好で均質かつスケー
トに適した強い氷を得ることができ、長期間の使
用に堪えうるなどの長所を維持しながら、重量が
軽く持ち運びに便利となり、また現場での熔接作
業を行なう必要がないので、施工作業が簡単で且
つ安価にでき、さらには熔接部分や凹凸がないの
でリンクを均一に冷凍する所謂直接膨張方式のこ
とができるとともに冷媒の使用量を節減できるな
どの利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案に係るアイスリンク冷凍装置
の概略構成図、第２図は冷却器の要部を示す断面
図である。 １，２……コンプレツサ、２５……冷却器、４
６……送液ヘツダ、４７……帰還ヘツダ、４８…
…サブヘツダ、４９……冷却管、５０……冷却管
連結口、５５……冷媒導入口、５６……冷媒流出
口。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. コンプレツサによつて圧縮したガス状冷媒を凝
   縮液化した後、この液状冷媒を一定の低温低圧状
   態でリンクに配設された冷却管に導いてリンク面
   を冷凍する所謂直接膨張方式のアイスリンク冷凍
   装置の冷却器において、リンクの一端を横ぎつて
   配設され冷媒を一定の低温低圧状態に保持する冷
   媒の一時貯溜タンクに連通した冷媒導入口を有す
   る送液ヘツダと、リンクの他端を横ぎつて配設さ
   れ冷媒流出口を有する帰還ヘツダと、少くとも上
   記送液ヘツダに連結され多数の冷却管連結口を有
   するサブヘツダと、一端が上記サブヘツダの冷却
   管連結口に連結され他端が上記帰還ヘツダに連結
   された多数のパイプ状冷却管とを具備し、かつ上
   記冷却管が内径７mmないし15mm、外径８mmないし
   18mmの小径の凹凸および継目のない鋼管より成る
   ことを特徴とするアイスリンク冷凍装置の冷却
   器。