JPH04131670A - 製氷装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、蓄氷槽の水又は水溶液を循環させて熱交換器
で過冷却して氷化するようにした製氷装置に係り、特に
連続的に製氷するようにしたものに関する。

（従来の技術） 従来より、例えば特開昭６３−２−１７１７１号公報に
開示される如く、蓄氷槽の水を循環させる水循環路と、
該水循環路に介設され、冷凍装置に接続される熱交換器
と、水循環路の出口でかつ蓄氷槽の上方に設けられ、所
定の傾きを何する傾斜樋とを備え、水循環路で熱交換器
により水を過冷却し、その過冷却された水に傾斜樋で衝
撃を与えることにより過冷却状態を解消させて氷化し、
この氷化物を蓄氷槽に落下させることにより、連続的に
製氷を行おうとする製氷装置は公知の技術である。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記従来のものにおいて、過冷却された
水が熱交換器の伝熱管内で凍結したり、水循環路出口か
ら凍結が内部に進行することにより、水循環路が塞がれ
てしまう場合がある。すなわち、過冷却状態にある水は
、流量の変動、冷媒圧力の変動２機械的振動等によって
、容易に過冷却状態を解消して氷化するからである。

そして、そのことにより配管が破損する虞れが生じると
ともに、連続的製氷を行うことができないという問題が
あった。

本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目
的は、複数の熱交換器を使用することにより、そのうち
の一つが凍結しても、他の熱交換器で製氷を円滑に行う
手段を講することにより、連続的な製氷を行い、もって
、製氷装置の利用性及び信頼性の向上を図ることにある
。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため第１の解決手段は、第１Ａ図に
示すように、蓄氷槽（１）と、該蓄氷槽（１）の水又は
水溶液を水配管（２）を介して圧送するポンプ（３）と
、上記水配管（２）に接続され、上記ポンプ（３）から
圧送される水又は水溶液を過冷却する過冷却器（４）と
、該過冷却器（４）に熱交換用媒体を供給する冷凍装置
（Ａ）とを備え、該過冷却器（４）で過冷却された水又
は水溶液の過冷却状態を解消してなる氷化物を上記蓄氷
槽（１）に貯蔵するようにした製氷装置を対象とする。

そして、上記過冷却器（４）を水配管に対して互いに並
列に接続された複数の過冷却用熱交換器（４ａ）、　　
（４ｂ）で構成する。

さらに、上記各熱交換器（４ａ）、（４ｂ）の凍結状態
を検出する凍結検出手段（ＦＮ　ｔ　）　。

（Ｆｌ）　２　’）と、該凍結検出手段（Ｆ！！＋　）
、　　（ＦＡ）２）の出力を受け、凍結状態にある熱交
換器（４ａ又は４ｂ）に対してはデフロストを行う−方
、他の熱交換器（４ｂ又は４ａ）に対してはその冷却を
継続するよう上記冷凍装置（Ａ）を制御する製氷運転制
御手段（２１）とを設ける構成としたものである。

第２の解決手段は、上記第１の解決手段におけるデフロ
ストをオフサイクルデフロストとしたものである。

第３の解決手段は、上記第１の解決手段におけるデフロ
ストをホットガスを凍結状態にある熱交換器（４ａ又は
４ｂ）に導入するデフロストとしたものである。

第４の解決手段は、上記第１の解決手段において、各熱
交換器（４ａ）、　　（４ｂ）を、上記蓄氷槽（１）の
直上に設置し、伝熱管を縦方向に配向させ、かつ各伝熱
管の下端を蓄氷槽（１）の水面の上方で開口させたもの
である。

第５の解決手段は、上記第４の解決手段において、伝熱
管を下方に向かって径を拡大するよう形成したものであ
る。

第６の解決手段は、上記第４の解決手段において、各熱
交換器（４ａ）、　　（４ｂ）を、伝熱管を収納する外
管が２つに分離され、その間の伝熱管が外気に晒される
ように形成したものである。

第７の解決手段は、第１Ｂ図に示すように、上記第１．
第２．第３．第４．第５又は第６の解決手段において、
複数の過冷却用熱交換器（４ａ）。

（４ｂ）のうち一つを氷核生成兼用熱交換器として機能
するものとする。

そして、該氷核生成兼用熱交換器への水又は水溶液の流
量を調節する流量調節弁（５）と、蓄氷ｔ１５（１）上
部の水又は水溶液の温度を検出する温度検出手段（Ｔ　
ｈｗ）と、該温度検出手段（Ｔ　ｈｗ）の出力を受け、
蓄氷槽（１）上部の水又は水溶液の温度が融点付近の設
定温度に達すると、氷核生成兼用熱交換器への水又は水
溶液の流量を低減させて、氷核生成兼用熱交換器出口の
水又は水溶液の過冷却度を所定値以上にするよう上記流
量調節弁（５）を絞る流量制御手段（２２）とを設けた
ものである。

（作用） 以上の構成により、請求項（１）の発明では、水配管（
２）に対して、複数の過冷却用熱交換器（４ａ）、　　
（４ｂ）が並列に接続されているので、いずれかの熱交
換器（４ａ又は４ｂ）が凍結しても、その熱交換器（４
ａ又は４ｂ）のデフロストを行う間、他の熱交換器（４
ｂ又は４ａ）で流速が増大した状態で過冷却度の低下に
よる安定した製氷が行われ、連続的な製氷が可能になる
。したがって、蓄氷装置の利用性と信勃性とが向上する
ことになる。

請求項（Ｊの発明では、上記請求項（１）の発明におい
て、一方の熱交換器（例えば４ａ）が凍結すると、その
凍結により生じた氷化物を自然融解させるオフサイクル
デフロストが行われるので、凍結状態を解消するための
熱源を要することなく、連続的な製氷が可能になる。

請求項（３）の発明では、熱交換器（例えば４ａ）の凍
結時、当該熱交換器（４ａ）にホットガスを導入するデ
フロストが行われるので、凍結状態にある熱交換器（４
ａ）の柱状氷化物の周囲が速やかに融解され、よって、
上記請求項（１）の発明において、デフロスト時間が大
巾に短縮される。

請求項（４）の発明では、各熱交換器（４ａ）。

（４ｂ）において、伝熱管が縦方向に配置され、その下
端が蓄氷槽（１）の上方で開口しているので、各熱交換
Ｓ　（４ａ）、（４ｂ）　で過冷却後すぐに蓄氷槽（１
）の水面と水等との衝突による過冷却解消が行われ、円
滑な製氷が行われるとともに、デフロスト時、柱状氷化
物が自重と水圧により速やかに蓄氷槽（１）に落下し、
デフロストサイクルが短縮されることになる。また、デ
フロストサイクルにおいては、熱交換器（４ａ）　　　
（４ｂ）内の氷を僅かに融解させるだけで蓄氷槽（１）
に回収できるため、デフロストによるロスは少ない。

請求項（５）の発明では、上記請求項（４）の発明にお
いて、各熱交換器（４ａ）、　　（４ｂ）の伝熱管が下
方に向かうにしたがってその径が拡大するように形成さ
れているので、デフロスト時、より速やかに柱状氷化物
が下方に落下し、デフロストサイクルが大巾に短縮され
る。

請求項（６）の発明では、上記請求項（４）の発明にお
いて、伝熱管を収納する外管が上下２つに分割され、そ
の間の伝熱管が外気に晒されているので、デフロスト時
、内部の柱状氷化物の周囲が速やかに融解し、デフロス
トサイクルが大巾に短縮される。

請求項（７）の発明では、上記請求項（ＩＣ（２）、　
（３）。

＋４）、　（５）又は（６）の発明において、温度検出
手段（Ｔｈｗ）で検出される蓄氷槽（１）上部の水等の
温度が設定温度に達すると、流量制御手段（２２）によ
り、流ＪＳ調節弁（５）が絞られ、氷核生成兼用熱交換
器への水等の流量が低減して、氷核生成兼用熱交換器出
口の水等の過冷却度が所定値以上に維持される。そして
、この過冷却度の増大によって氷核生成兼用熱交換器が
凍結すると、上記請求項（１）の発明の作用により、製
氷運転制御手段（２１）によるデフロスト運転が行われ
、凍結状態を解除された氷化物が蓄氷槽（１）に落下す
る。この落下物が蓄氷槽（１）で氷核として作用し、製
氷が促進されるので、その後の製氷運転が円滑に行われ
ることになる。

（実施例） 以下、本発明の実施例について、第２図以下の図面に基
づき説明する。

第２図は本発明の第１実施例に係る製氷装置の構成を示
し、（１）は水（Ｗ）とその氷化物を貯蔵する蓄氷槽、
（２）は水配管、（３）は該水配管（２）を介して、蓄
氷槽（１）の水（Ｗ）を圧送するポンプ、（４）は上記
蓄氷槽（１）の水面直上に配置され、水配管（２）の先
端に接続された過冷却器であって、該過冷却器（４）は
過冷却専用熱交換器として機能する第１熱交換器（４ａ
）と、過冷却用だけでなく氷核生成兼用熱交換器として
機能する第２熱交換器（４ｂ）とからなり、該各熱交換
器（４ａ）、　　（４ｂ）は上記水配管（２）の第１．
第２分岐管（２ａ）、（２ｂ）により互いに並列に接続
されている。

ここで、第３図に示すように、上記第１熱交換器（４ａ
）は、外管（Ｃａ）内に多数の伝熱管（Ｈａ＋　）、　
　（Ｈａｚ　）、−・・を収納し、かつこの各伝熱管（
Ｈａ＋　）、　　（Ｈａ２）、・・・を上下の端板（Ｄ
ａ＋　）、　　（Ｃａ２）で密閉してなる多管式構造を
しており、上記各伝熱管（Ｈａ＋）、（Ｈａ２）、・・
・は縦方向に配向され、かつその下端が蓄氷１　（１）
の上方で開口するようになされている。つまり、各伝熱
管（Ｈａｌ）、　　（Ｈａ２）。

・・・内部を水（Ｗ）が流通する一方、その外側の各端
板（Ｄａ＋　）、　　（Ｃａ２）間を冷媒が流通して、
各伝熱管（Ｈａ＋　）、　　（Ｈａ：　）、−で水（Ｗ
）と冷奴との熱交換を行い、水（Ｗ）を過冷却した後下
端の開口部から下方の蓄氷槽（１）に落下させるように
なされている。なお、第２熱交換器（４ｂ）も上記第１
熱交換器（４ａ）と同様に構成されている。

また、上記第１．第２熱交換器（４ａ）、　　（４ｂ）
は冷凍装置（Ａ）に接続されており、冷凍装置（Ａ）か
ら供給される冷媒との熱交換により水配管（２）を介し
てポンプ（３）から圧送される蓄氷槽（１）の水（Ｗ）
との熱交換を行うようになされている。

ここで、上記冷凍装置（Ａ）は、圧縮機（１１）と、該
圧縮機（１１）の吐出冷媒を凝縮するための凝縮器（１
２）と、該凝縮器（１２）で凝縮された液冷媒を減圧す
るための電動膨張弁（１３）とを備え、上記各機器及び
第１．第２熱交換器（４ａ）、　　（４ｂ）とを冷媒配
管（１４）で閉回路に接続してなる冷媒回路（１５）を
備えている。

そして、上記各熱交換器（４ａ）、（４ｂ）は冷媒回路
（１５）内で、第１．第２冷媒供給管（１４ａ＋　）、
　　（１４ｂ＋　）及び第１．第２冷媒戻り管（１４ａ
２）、　　（１４Ｊ　）により、互いに並列に接続され
ていて、上記冷媒供給管（１４ａ＋　）（１４ｂ２）に
は管路を開閉する第１．第２開閉弁（１６ｂ）がそれぞ
れ介設されている。

すなわち、蓄氷槽（１）の製氷時には、ポンプ（３）を
駆動させて、各熱交換器（４ａ）、　　（４ｂ）に蓄氷
槽（１）の水（Ｗ）を圧送する一方、冷凍装置（Ａ）側
では各開閉弁（１６ａ）、　　（１６ｂ）が開かれてお
り、電動膨張弁（１３）で減圧された冷媒を各熱交換器
（４ａ）、　　（４ｂ）に供給することにより、各熱交
換器（４ａ）、　　（４ｂ）で、冷媒と水（Ｗ）との熱
交換を行って水（Ｗ）を過冷却するようになされている
。

さらに、装置には下記のようなセンサ類が配設されてい
る。上記水配管（２）の各分岐管（２ａ）（２ｂ）の各
熱交換器（４ａ）、　　（４ｂ）上流側には、流量を検
出することにより各熱交換器（４ａ）、　　（４ｂ）に
おける凍結状態を検知する凍結検出手段としての第１．
第２流量計（Ｆ！ｌ＋　）ＣＦＤ　２　）が設けられて
いる。また、蓄氷槽（１）の貯水部上部には、水（Ｗ）
の温度ＴＶを検出する温度検出手段としての水温センサ
（Ｔｈｗ）が配設されている、さらに、上記第２分岐管
（２ｂ）には、氷核生成兼用交換器となる第２熱交換器
（４ｂ）への水（Ｗ）の流量を調節するための流ｊｌｉ
Ｌｍ節弁（５）が介設されている。

そして、該各流量計（Ｆｇｔ　）　、　　（Ｆｉ）　２
　）等のセンサ類は装置全体の運転を制御するコントロ
ーラ（２０）に信号の入力可能に接続されていて、該コ
ントローラ（２０）により、上記ポンプ（３）のオン・
オフ、圧縮機（１１）の運転・停止、各開閉弁（１６ａ
）、（１６ｂ）の開閉、流ｉ調節弁（５）および電動膨
張弁（１３）の開度等を制御するようになされている。

以下、上記コントローラ（２０）の制御内容について、
第４図のフローチャートに基づき説明するに、ステップ
Ｓ１で、上記温度センサ（Ｔ　ｈｗ）で検出される蓄氷
槽（１）上部の水温Ｔνが０゜１℃よりも低くなるまで
は、第１．第２開閉弁（１６ａ）、　　（１６ｂ）をい
ずれも開き、かつ第２分岐管（２ｂ）の流ｆｆｉ調節弁
（５）を全開にした状態で製氷運転を行い、各熱交換器
（４ａ）。

（４ｂ）で冷凍装置（Ａ）の冷媒と蓄氷槽（１）の水（
Ｗ）との熱交換を行って、水（Ｗ）の冷却を行う。

次に、ステップＳ２の判別で、Ｔｖ＜０．１℃になると
、ステップＳ３で、流量調節弁（５）の開度を、第２熱
交換器（４ｂ）における水（Ｗ）の過冷却度が所定値（
例えば４．５℃程度の値）になる程度まで絞って流量を
低減させる。そして、ついには第２熱交換器（４ｂ）内
が凍結に至ると、ステップＳ４で、上記第２流量計（Ｆ
Ｒ！　）により流量の急激な減少を検知し、第２熱交換
器（４ｂ）の凍結状態と判定する。この状態で、第２熱
交換器（４ｂ）には円柱状の氷化物が生成している。

次に、ステップＳ５で、流１１調節弁（５）を全開にし
て、第２熱交換器（４ｂ）のデフロストを行う。すなわ
ち、第２開閉弁（１６ｂ）を閉じ、第２熱交換器（４ｂ
）への冷媒の供給を停止させることで、オフサイクルデ
フロストにより第２熱交換器（４ｂ）の凍結を自然融解
させる。なお、この間、第１開閉弁（１６ａ）は開かれ
ているので、第１熱交換器（４ａ）側では製氷運転が継
続されている。

そして、上記デフロストにより第２熱交換器（４ｂ）で
周囲が融解した円柱状氷化物を水圧と自重とで蓄氷槽に
落下させてこの氷化物を氷核とし、以後、蓄氷ｔ！　（
１）内で過冷却水の過冷却状態を解消させる。

その後、ステップＳ６の判別で、第２流量計（Ｆｆｆ２
）で検出される第２熱交換器（４ｂ）の水量が回復する
と、ステップＳ７で、第２開閉弁（１６ｂ）を開いて、
ステップＳ８以後、画然交換器（４ａ）、　　（４ｂ）
を過冷却用として使用する連続製氷運転を行う。

すなわち、第１熱交換器（４ａ）が凍結すると、第１流
量計（Ｆｆｌｌ）によりその凍結を検出して、第１開閉
弁（１６ａ）を閉じ、オフサイクルデフロストにより凍
結を解除する一方、第２熱交換器（４ｂ）が凍結すると
、第２流量計（ＦＪ？　２　）によりその凍結を検出し
、第２開閉弁（１６ｂ）を閉じてオフサイクルデフロス
トを行う。そして、各熱交換器（４ａ）、　　（４ｂ）
の出口水温が一４℃程度になるよう調節され、過冷却水
が水面に衝突した衝撃で過冷却状態が解消されて、次第
に氷化物が蓄氷槽（１）に貯蔵される。ただし、そのと
き流量制御弁（５）は全開のままに維持されている。

上記フローにおいて、ステップ８４〜Ｓ８の制御により
、凍結状態にある熱交換器（４ａ又は４ｂ）に対しては
デフロストを行う一方、他の熱交換器（４ｂ又は４ａ）
に対してはその冷却を継続するよう上記冷凍装置を制御
する製氷運転制御手段（２１）が構成され、ステップ８
１〜Ｓ３の制御により、請求項（７）の発明における、
過冷却度が所定値以上になるまで上記氷核生成兼用熱交
換器（上記実施例では第２熱交換器（４ｂ））への水又
は水溶液の流量を低減するよう上記流量調節弁（５）を
制御する流量制御手段（２２）が構成されている。

したがって、上記実施例では、製氷時、各熱交換器（４
ａ）、　　（４ｂ）の出口水温が一４℃程度になるよう
調節され、過冷却水が水面に衝突した衝撃で過冷却状態
が解消されて、氷化物が蓄氷槽（１）に貯蔵される。そ
のとき、特に各伝熱管（Ｈａｔ　）＋　　（Ｈａｚ）　
、・・・の下端の開口部等で機械的な振動等により過冷
却状態が解消して氷核が発生すると、その管壁への付着
により管路全体が凍結に至ることがあり、伝熱管（Ｈａ
ｔ）。

（Ｈａｚ　）、・・・等の破損の虞れが生じる。

ここで、請求項（１）の発明では、各熱交換器（４ａ）
、　　（４ｂ）のうち一方が凍結すると、流量計（ＦＪ
）　＋又はＦ、＆ｚ）により、流量の減少から凍結状態
が検知され、コントローラ（制御手段）（２０）に凍結
信号が出力される。そして、例えば第１熱交換器（４ａ
）が凍結した場合、コントローラ（２０）により、第１
開閉弁（１６ａ）を閉じるよう制御され、第１分岐管（
１４ａ）側の冷媒流通が遮断されるいわゆるオフサイク
ルデフロストが行われる。このオフサイクルデフロスト
の間に、第１熱交換器（４ａ）の温度が回復し、各伝熱
管（Ｈａｔ　）、　　（Ｈａｚ　）、−において、凍結
により生じた柱状氷化物の周囲が融解すると、柱状氷化
物が自重及び水圧により下方に移動して蓄氷槽（１）に
落下し、細かく砕ける。一方、上記オフサイクルデフロ
ストの間、第２熱交換器（４ｂ）では、水（Ｗ）と冷媒
との熱交換が継続し、過冷却された水（Ｗ）と水面との
衝突による氷化物の生成が行われる。

すなわち、水配管（２）に対して複数の熱交換器（４ａ
）、　　（４ｂ）を並列に配置し、各熱交換器（４ａ）
、　　（４ｂ）で水（Ｗ）を過冷却して製氷するように
しているので、一方が凍結しても、上記従来のもののよ
うに、製氷を中断することなく、他方でそのまま製氷を
継続することができるのである。

その場合、第５図に示すように、水＜Ｗ）の過冷却安定
限界線（つまり、管路の凍結を生じることなく過冷却し
つる上限）は、当初緩やかに減少する直線ｆ）＋　　（
層流状態）と、所定の流速からはそれよりもやや急に減
少する直線１１２　（乱流状態）とからなる変化特性を
有している。そして、一般に各熱交換器（４ａ）、　　
（４ｂ）において、水（Ｗ）の流速に対する水（Ｗ）の
過冷却度は、流速が速くなると減少する傾向にあり、当
初２つの熱交換器（４ａ）、　　（４ｂ）で製氷を行っ
ているときには、図中の点Ｐの特性による過冷却状態に
あるが、一方の熱交換器（例えば４ａ）が凍結すること
により、他方の熱交換器（４ｂ）の流速は速くなるので
、図中の点Ｑで示される過冷却状態で製氷が行われるこ
とになる。したがって、過冷却安定限界線に対して、余
裕のある確実な製氷を行うことができ、よって、円滑な
連続的製氷が可能になるのである。

なお、上記実施例では、過冷却器（４）に２つの熱交換
５（４ａ）、（４ｂ）を設けたが、本発明はかかる実施
例に限定されるものではなく、３個以上の熱交換器を水
配管（２）に並列に接続してもよいことはいうまでもな
い。

また、各熱交換器（４ａ）、　　（４ｂ）の構造は、上
記実施例のような多着式のものに限定されることはなく
、単一の伝熱管を備えた二重管構造であってもよいこと
はいうまでもない。

さらに、凍結検出手段としては、上記実施例における流
量計（ＦＮ　＋　）　、　　（Ｆｉｌ　２　）に限られ
ず、水圧、水温、冷媒の蒸発温度等の変化などから検出
する手段を講することも可能である。

請求項（２）の発明では、上記請求項（１）の発明にお
いて、一方の熱交換器（例えば４ａ）が凍結すると、そ
の熱交換器（４ａ）を自然融解させるオフサイクルデフ
ロストが行われるので、凍結状態を解消するための熱源
を要することなく、連続的な製氷を行うことができる。

また、請求項（４）の発明では、各熱交換器（４ａ）（
４ｂ）において、伝熱管（Ｈａｌ　）、　　（Ｈａ２）
、・・・を縦方向に配置し、下端を蓄氷槽（１）の上方
で開口させたので、各熱交換器（４ａ）。

（４ｂ）で過冷却後すぐに蓄氷槽（１）の水面と水（Ｗ
）との衝突による過冷却解消が行われ、円滑な製氷を行
うことができるとともに、デフロスト時、速やかに柱状
氷化物を蓄氷槽（１）に落下させて貯蔵することができ
、デフロストサイクルを短縮することができる。

ただし、本発明はかかる実施例に限定されるものではな
く、伝熱管（Ｈａ＋　）、　　（Ｈａ：　）、−・を水
平に配置したものについても、デフロスト時、周囲が融
解した柱状氷化物を水圧により蓄氷槽（１）まで運ぶこ
とができるので、所定の効果を得ることができる。

請求項（７）の発明では、水温センサ（温度検出手段）
　　（Ｔｈｗ）で検出される蓄氷槽（１）上部の水（Ｗ
）の温度Ｔνが融点付近の設定温度Ｔｗｓ（上記実施例
では０．　１℃）に達すると、流量制御手段（２２）に
より、流量調節弁（５）が絞られ、氷核生成兼用熱交換
器（上記実施例では第２熱交換器（４ｂ））への水等の
流量が低減して、第２熱交換器（４ｂ）出口の水等の過
冷却度が所定値（上記実施例では４．５℃）以上に維持
される。

すなわち、第５図の破線に示すように、流量調節弁（５
）を絞り水（Ｗ）の流速を低減させることにより、第２
熱交換器（４ｂ）における水（Ｗ）の状態は図中の点（
Ｐ）から点（Ｓ）に移行して、過冷却度が増大すること
による。

そして、この過冷却度の増大によって第２熱交換器（４
ｂ）が凍結すると、上記請求項（１）の発明の作用によ
り、製氷運転制御手段（２１）によるデフロスト運転が
行われ、凍結状態を解除された氷化物が蓄氷槽（１）に
落下する。この落下物が氷核として作用し、蓄氷槽（１
）内で製氷が促進されるので、その後の製氷運転が円滑
に行われることになる。その場合、別途氷核生成のため
の機構を設ける必要がなく、過冷却器（４）の一つの熱
交換器（４ｂ）を利用しうる利点がある。

次に、請求項（５）の発明に係る第２実施例について説
明する。

第６図は第２実施例における各熱交換器（４ａ）の構成
を示し、各伝熱管（Ｈａ＋　）、　　（Ｈａｚ　）・・
・は下方に向かうにしたがって、その径を拡大するよう
に形成されている。なお、その他の構成は上記第１実施
例と同様である。

したがって、請求項（５）の発明では、上記請求項（４
）の発明において、各熱交換器（４ａ）、　　（４ｂ）
の伝熱管ＣＨａ＋　）、　　（Ｈａ２）、・・・を下方
に向かうにしたがってその径が拡大するように形成した
ので、デフロスト時、より速やかに柱状氷化物を下方に
落下させることができ、著効を発揮することができる。

次に、請求項（６）の発明に係る第３実施例について説
明する。

第７図は、第３実施例に係る各熱交換器（４ａ）の構成
を示し、各伝熱管（Ｈａｌ）、　　（Ｈａｚ　）。

・・を収納する外管（Ｃａ）は、２つの端板（Ｄａ）、
　　（Ｄａりの中間に設けられた２つの端板（Ｄａ３）
、　　（Ｄａ４）により、上下２つの部分管（Ｃａ＋　
）、（Ｃａ２）に分割されていて、その間の伝熱管（Ｈ
ａ＋　）、　　ＣＨａ２　）は外気に晒されるようにな
されている。

したがって、請求項（６）の発明では、上記請求項（４
）の発明において、伝熱管（Ｈａ＋　）、　　（Ｈａ２
　）・・・を収納する外管（Ｃａ）が上下２つに分割さ
れ、その間の伝熱管（Ｈａ＋　）、　　（Ｈａ２）、−
が外気に晒されているので、デフロスト時、内部の柱状
氷化物の周囲が速やかに融解し、よって、上記請求項（
４）の発明の効果をより顕著に発揮することができる。

次に、請求項（３）の発明に係る第４実施例について、
説明する。

第８図は第４実施例に係る製氷装置の構成を示し、本実
施例では、上記第１実施例における装置の構成に加え、
冷凍装置（Ａ）において、圧縮機（１１）の吐出管から
ホットガスをバイパスするためのホットガスバイパス路
（１７）が延びていて、該ホットガスバイパス路（１７
）の先端は、第１バイパス分岐管（１７ａ）と第２バイ
パス分岐管（１７ｂ）とに分岐している。そして、各バ
イパス分岐管（１７ａ）、　　（１７ｂ）の前端には、
第１．第２四路切換弁（１８ａ）、＜１８ｂ）が設けら
れていて、該各四路切換弁（１８ａ）。

（１８ｂ）により、ホットガスバイパス路（１７）及び
圧縮機（１１）の吸入側と、各冷媒供給管（１４ａ＋　
）、　　（１４ｂ＋　）及び冷媒戻り管（１’１ａ２）
、　　（１４ａ２　）とがそれぞれ交互に連通ずるよう
切換えるようになされている。

例えば第１熱交換器（４ａ）側について説明すると、第
１四路切換弁（１８ａ）が図中実線側に切換えられてい
るときには、ホットガスバイパス路（１７）と第１熱交
換器（４ａ）への冷媒供給管（１４ａ＋　）とが第１キ
ヤピラリチユーブ（１９ａ）を介して連通し、かつ圧縮
機（１１）の吸入側と第１熱交換５（４ａ）からの冷媒
戻り管（１４ａ：）とが連通ずる。一方、第１四路切換
弁（１８ａ）が図中破線側に切換えられているときには
、ホットガスバイパス路（１７）と第１熱交換器（４ａ
）からの冷媒戻り管（１４ａｚ）とが連通し、かつ圧縮
機（１１）の吸入側と第１熱交換器（４ａ）への冷媒供
給管（１４ａ＋　）とが第１キヤピラリチユーブ（１９
ａ）を介して連通ずるようになされている。第２四路切
換弁（１８ｂ）による切換も上記と同様に行われる。

なお、信号線は省略するが、コントローラ（２０）によ
り、各流量計（Ｆ１１＋　）、　　（Ｆ、＆　２）及び
水温センサ（Ｔ　ｈｖ）の信号に応じて、圧縮機（１１
）、ポンプ（３）、電動膨張弁（１３）、各開閉弁（１
６ａ）、　　（１６ｂ）　、流ｆ：Ｌ＋２１節弁（５）
及び各四路切換弁（１８ａ）、　　（１８ｂ）の作動を
制御するようになされている。

製氷時、通常は、各開閉弁（１６ａ）、　　（１６ｂ）
を開き、かつ各四路切換弁（１８ａ）、　　（１８ｂ）
を図中実線側に切換えた状態で運転が行われ、凝縮器（
１２）で凝縮され、電動膨張弁（１３）で減圧された冷
媒が、各冷媒供給管（１４ａ＋）、　　＜１４ｂ＋）か
ら各熱交換器（４ａ）。

（４ｂ）に供給され、水（Ｗ）に冷熱を付与した後、各
冷媒戻り管＜１４ａ２）、　　（１４ｂ２　）を介して
圧縮機（１１）の吸入側に戻るように循環する。

そのとき、いずれかの熱交換器（例えば４ａ）が凍結す
ると、第１開閉弁（１６ａ）を閉じるとともに、第１四
路切換弁（１８ａ）を図中破線側に切換えて、圧縮機（
１１）から吐出されるホットガスを第１冷媒戻り管（１
４ａ２　）から第１熱交換器（４ａ）に直接導入し、第
１熱交換器（４ａ）で柱状氷化物との熱交換により凝縮
された冷媒を第１キヤピラリチユーブ（１９ａ）で減圧
した後圧縮機（１１）の吸入側に戻すようになされてい
る。

なお、氷核生成のための制御は上記第１実施例（第４図
のフローチャート参照）に準じて行われる。

したがって、請求項（３）の発明では、熱交換器（例え
ば４ａ）の凍結時、当該熱交換器（４ａ）に圧縮機（１
１）からのホットガスを導入するデフロストが行われる
ので、凍結状態にある熱交換器（４ａ）の柱状氷化物の
周囲が速やかに融解され、よって、上記請求項（１）の
発明において、デフロスト時間が大巾に短縮される利点
がある。

なお、上記実施例では、ホットガスをバイパスすること
によりデフロストを行うようにしたが、請求項（３）の
発明はかかる実施例に限定されるものではなく、例えば
各熱交換器（４ａ）、（４ｂ）毎に圧縮機を配置した複
数の冷媒回路を設け、各冷媒回路の冷凍サイクルを切換
えるいわゆる逆サイクルデフロストによるホットガスの
導入を行うようにしてもよい。

また、請求項（３）の発明に係る冷媒回路において、上
記第１．第２開閉弁（１６ａ）、　　（１６ｂ）の代わ
りに、各冷媒供給管（１４ａ＋　）、　　（１４ｂ１）
と冷媒戻り管（１４ａｚ　）、　　（１４ｂｚ　）との
分岐部にそれぞれ三方切換弁を設けてもよい。

なお、上記実施例では、各熱交換器（４ａ）（４ｂ）に
冷凍装置（Ａ）を付設させたが、本発明はかかる実施例
に限定されるものではなく、室内ユニットを備えた空気
調和装置を配置して、蓄氷槽（１）を空気調和装置の蓄
熱装置としてしようすることができ、その場合、高い製
氷機能を利用して、運転効率の向上を図ることができる
。

さらに、上記実施例では、蓄氷槽（１）に水（Ｗ）とそ
の氷化物を貯蔵するようにしたが、本発明は他の製氷可
能な各種水溶液についても適用しうろことはいうまでも
ない。

（発明の効果） 以上説明したように、請求項（１）の発明によれば、蓄
氷槽の水等をポンプにより水配管を介して過冷却器に圧
送し、水等を過冷却して製氷するようにした製氷装置に
おいて、過冷却器として複数の熱交換器を配置し、各熱
交換器を水配管に対して互いに並列に接続するとともに
、いずれかの熱交換器が凍結状態になると、その熱交換
器のデフロストを行いながら、他の熱交換器で製氷を継
続するようにしたので、流速の増大による過冷却度の低
下により、安定な状態で連続的な製氷を行うことができ
、よって、製氷装置の利用性と信頼性の向上とを図るこ
とができる。

請求項（２）の発明によれば、上記請求項（１）の発明
において、デフロストとしてオフサイクルデフロストを
行うようにしたので、別途熱源を要することなく、低コ
ストで連続的な製氷を行うことができる。

請求項（３）の発明によれば、上記請求項（１）の発明
において、デフロストとして、ホットガスを直接熱交換
器に導入するようにしたので、速やかな氷化物の融解に
より、デフロストサイクルの短縮を図ることができる。

請求項（４）の発明によれば、上記請求項（４）の発明
において、熱交換器の伝熱管を縦方向に配向させ、かつ
各伝熱管の下端を蓄氷槽の上方で開口させるようにした
ので、各熱交換器で過冷却された水がすぐに蓄氷槽の水
面と衝突して、過冷却解消が行われることにより、円滑
な製氷が確保されるとともに、デフロスト時、凍結した
氷化物の速やかな落下によるデフロストサイクルの短縮
を図ることができる。

請求項（５）の発明によれば、上記請求項（４）の発明
において、各熱交換器の伝熱管を下方に向かうにしたが
ってその径が拡大するように形成したので、デフロスト
時に凍結した氷化物のより速やかな落下により、デフロ
ストサイクルを顕著に短縮させることができる。

請求項（６）の発明によれば、上記請求項（４）の発明
において、熱交換器の外管を２つに分割し、その間の伝
熱管を外気に晒すよう形成したので、デフロスト時に凍
結した水化物のより速やかな落下により、デフロストサ
イクルを顕著に短縮させることができる。

請求項（７］の発明によれば、上記請求項（１）、　（
２）。

（３）、　（４）、　（５］又は（６）の発明において
、複数の熱交換器のうちの一つを氷核生成兼用熱交換器
とし、蓄氷槽上部の水等の温度が融点付近の設定温度に
達すると、氷核生成兼用熱交換器への水等の流量を絞っ
て、水等の過冷却度を所定値以上に維持するようにした
ので、氷核生成兼用熱交換器内で水等を凍結させ、デフ
ロストにより氷化物を蓄氷槽に落下させて、蓄氷槽内で
氷核として機能させることができ、よって、別途氷核生
成のための熱交換器を設けることなく、円滑な製氷運転
を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示すブロック図である。 第２図〜第５図は第１実施例を示し、第２図は製氷装置
の全体構成を示す配管系統図、第３図は熱交換器の構造
を示す縦断面図、第４図はコントローラの制御内容を示
すフローチャート図、第５図は本発明の詳細な説明する
ための流速−過冷却度特性図、第６図は第２実施例に係
る熱交換器の構造を示す縦断面図、第７図は第３実施例
に係る熱交換器の構造を示す縦断面図、第８図は第４実
施例に係る製氷装置の全体構成を示す配管系統図である
。 １　　蓄氷槽 ２　　水配管 ３　　ポンプ ４　　過冷却器 ４ａ、４ｂ　　熱交換器 ２１　製氷運転制御手段 ２２　流量制御手段 Ｆｊ＋、Ｆ１１２　流量計 （凍結検出手段） Ｔν　水温センサ （温度検出手段） 第１Ｂ図 １Ａ図 第 欝 ：先逢 第 図

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）蓄氷槽（１）と、該蓄氷槽（１）の水又は水溶液
   を水配管（２）を介して圧送するポンプ（３）と、上記
   水配管（２）に接続され、上記ポンプ（３）から圧送さ
   れる水又は水溶液を過冷却する過冷却器（４）と、該過
   冷却器（４）に熱交換用媒体を供給する冷凍装置（Ａ）
   とを備え、該過冷却器（４）で過冷却された水又は水溶
   液の過冷却状態を解消してなる氷化物を上記蓄氷槽（１
   ）に貯蔵するようにした製氷装置であって、 上記過冷却器（４）は水配管に対して互いに並列に接続
   された複数の過冷却用熱交換器（４ａ）、（４ｂ）から
   なり、 上記各熱交換器（４ａ）、（４ｂ）の凍結状態を検出す
   る凍結検出手段（Ｆｌ＿１）、（Ｆｌ＿２）と、 該凍結検出手段（Ｆｌ＿１）、（Ｆｌ＿２）の出力を受
   け、凍結状態にある熱交換器（４ａ又は４ｂ）に対して
   はデフロストを行う一方、他の熱交換器（４ｂ又は４ａ
   ）に対してはその冷却を継続するよう上記冷凍装置（Ａ
   ）を制御する製氷運転制御手段（２１）とを備えたこと
   を特徴とする製氷装置。
2. （２）上記請求項（１）記載の製氷装置において、デフ
   ロストはオフサイクルデフロストであることを特徴とす
   る製氷装置。
3. （３）上記請求項（１）記載の製氷装置において、デフ
   ロストはホットガスを凍結状態にある熱交換器（４ａ又
   は４ｂ）に導入するデフロストであることを特徴とする
   製氷装置。
4. （４）上記請求項（１）記載の製氷装置において、上記
   各熱交換器（４ａ）、（４ｂ）は、上記蓄氷槽（１）の
   上方に設置されており、伝熱管は縦方向に配向され、か
   つ各伝熱管の下端が蓄氷槽（１）の水面の上方で開口し
   ているものであることを特徴とする製氷装置。
5. （５）上記請求項（４）記載の製氷装置において、伝熱
   管は下方に向かって径を拡大するよう形成されているも
   のであることを特徴とする製氷装置。
6. （６）上記請求項（４）記載の製氷装置において、上記
   各熱交換器（４ａ）、（４ｂ）は、伝熱管を収納する外
   管が２つに分離され、その間の伝熱管が外気に晒される
   ように形成されていることを特徴とする製氷装置。
7. （７）上記請求項（１）、（２）、（３）、（４）、（
   ５）又は（６）記載の製氷装置において、 複数の過冷却用熱交換器（４ａ）、（４ｂ）のうち一つ
   は氷核生成兼用熱交換器として機能するものであり、該
   氷核生成兼用熱交換器への水又は水溶液の流量を調節す
   る流量調節弁（５）と、蓄氷槽（１）上部の水又は水溶
   液の温度を検出する温度検出手段（Ｔｈｗ）と、該温度
   検出手段（Ｔｈｗ）の出力を受け、蓄氷槽（１）上部の
   水又は水溶液の温度が融点付近の設定温度に達すると、
   氷核生成兼用熱交換器への水又は水溶液の流量を低減さ
   せて、氷核生成兼用熱交換器出口の水又は水溶液の過冷
   却度を所定値以上にするよう上記流量調節弁（５）を絞
   る流量制御手段（２２）とを備えたことを特徴とする製
   氷装置。