JPH04302970A - シャーベット状氷水の製造装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、シャーベット状氷水の
製造装置に関し、特に練上がり温度の低いコンクリート
を製造するために使用するシャーベット氷水の製造装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、ダムコンクリートなどでは、こ
のコンクリート打設後の内部温度を抑えて、ひび割れを
防止するためには、そのコンクリートの打込温度を２５
℃以下にする必要がある。このため、従来から、液化窒
素を用いてコンクリートの製造段階での温度を低く抑え
る技術が提供されている。

【０００３】かかる技術の一例として、液化窒素などの
液化低温ガスを反応槽中の水に直接噴出することにより
シヤーベット状の氷水を製造し、これをセメントや骨材
とともに混練して低温化したコンクリートを得るという
ものがある。そして、反応槽中に製造されたシャーベッ
ト状の氷水は、特願昭６３−６２０１１号及び実願平１
−１２９０３９号に示すように、反応槽下部のバルブを
開いて取り出したり、外部のポンプにより取り出すよう
にしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
従来のシャーベット状氷水の製造方法では、氷水の中に
占める氷の割合が多くなると、氷の取り出しが困難にな
り、例えば上記特願昭６３−６２０１１号に示すバルブ
を開いて取り出す場合には、氷水の自然落下を利用する
ため、水だけが落下し、氷が反応槽内に残るという課題
があった。また、上記実願平１−１２９０３９号に示す
ポンプによる強制排出の場合にも、氷の割合が１２％を
超えると、同様に氷の取り出しが困難になるという課題
があった。一方、これに対し、排出路を広くしたり反応
槽の底部を開放する方法などが考えられるが、所定の冷
却効果を得るために液化低温ガスの噴出口が底部側にく
ることにより反応槽の構造が複雑化し、機械動力も必要
になるなどの課題があった。

【０００５】本発明は上記のような従来の課題に着目し
てなされたものであり、反応槽からのシャーベット状の
氷水の取り出しを簡単な構成で確実に行えるようにする
シャーベット状氷水の製造装置を提供することを目的と
する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的に鑑
みてなされたものであり、請求項１の発明に係るシャー
ベット状氷水の製造装置は、上部が開口し、この開口部
付近の所定レベルまで水を貯留する反応槽と、該反応槽
の底部に設けられて液化低温ガスを上記水中に噴出させ
るとともに、該噴出によって作られたシャーベット状の
氷水を、その噴出圧力により上昇させて上記開口部から
オーバフローさせる液化低温ガスの噴出ノズルとを備え
たものである。

【０００７】また、請求項２の発明に係るシャーベット
状氷水の製造装置は、シュート等を介して反応槽の開口
からオーバフローしたシャーベット状の氷水を回収する
貯溜槽と、該貯溜槽内の氷水から氷だけを分離して取り
出す氷分離装置とを設け、さらに帰還装置により上記貯
溜槽内に残った水を反応槽の上部に帰還させるようにし
たものである。

【０００８】

【作用】請求項１の発明における噴出ノズルは、液化低
温ガスを反応槽の底部から内部上方に噴出するため、こ
の噴出により作られるシャーベット状の氷水を上方へ強
制的に押し上げ、これを反応槽の上部開口から一部の水
とともにオーバフローさせる。また、前記上部開口は広
く開放してその氷水の取り出しを迅速化し、オーバフロ
ーしたシャーベット状の氷水は、シュート等を介して円
滑に回収される。

【０００９】また、請求項２の発明における帰還装置は
、貯溜槽に残留する０℃に近い比重の重い冷水を上記反
応槽の上方から投入するため、反応槽における撹拌を促
進してシャーベット状の氷水の生成効率を著しく向上さ
せる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
詳細に説明する。

【００１１】図１において、１は上面全体が開口し、液
化低温ガスの噴入圧との相関関係により設定される開口
部１Ａ付近の所定レベルまで水２を貯溜する反応槽、３
は反応槽２の底部に取り付けられ、反応槽１内に液化窒
素などをガス化した液化低温ガスを噴出させる噴出ノズ
ル、４は反応槽１の下部外周に取り付けられた補給水の
給水パイプ、５は反応槽１の外周に取り付けられたリン
グ状の板材からなるシュート、６は反応槽１の全体を被
う外殻体、７は外殻体６とともに反応槽１を地上に支持
する架台、８は噴出ノズル３から反応槽１の水中に噴出
される液化低温ガス、９はこの液化低温ガス８によって
作られたシャーベット状の氷水、１０は反応槽１付近に
設置された貯溜槽、１１は貯溜槽１０の底部付近に設置
された水中ポンプ、１２はこの水中ポンプ１１に接続さ
れたパイプで、このパイプ１２は端部が反応槽１の開口
端上部に臨んでいる。この水中ポンプ１１およびパイプ
１２は水の帰還装置１３を構成している。１４は貯溜槽
１０内に設置された氷分離装置であり、これが例えばシ
ャーベット状の氷のみ網ですくい上げて運搬するという
構成を持つものである。

【００１２】図２は上記反応槽１および貯溜槽１０を備
えた本実施例のシャーベット状氷水の製造装置の全体を
示す正面図であり、１５は噴出ノズル３へパイプ１６を
介して液化低温ガスを供給するガスボンベ、１７は給水
パイプ４の一端に接続された水槽、１８は氷分離装置１
４の上部に設けられて、氷の供給を制御するゲート、１
９はゲート対応部位の下方に設置されて、氷分離装置１
４上端から落下する氷を計量する計量器である。

【００１３】次に動作について、図３のフローチャート
に従って説明する。上記液化低温ガスはボンベ１５内に
２気圧程度に加圧されて液状で保持されている。かかる
状態で、反応槽１内に水槽１７から供給パイプ４を通し
て水を供給し、（ステップＳＴ１）、その水面レベルが
開口部１Ａ付近の所定レベルとなるように管理する（ス
テップＳＴ２）。次に、ボンベ１５のバルブを開いて、
噴出ノズル３から液化低温ガス８を反応槽１の底部から
上方に向かって噴出させる（ステップＳＴ３）。ここで
、この噴出時瞬間の潜熱（４７ｃａｌ／Ｇｒ）と−１９
６℃から０℃までの顕熱とが水の冷却に寄与し、その水
が０℃以下になると一部が氷晶化し、自身の浮力により
水面近傍へ上昇して集積する（ステップＳＴ４）。いま
、反応槽１の上端は開放状態にあり、引き続き液化低温
ガス８を噴入すると、液化低温ガス８と混合され氷晶化
したシャーベット状の氷水９は、上記２気圧もの噴入圧
力を受けて水面上に盛り上がり、さらにこの盛り上がっ
た部分の氷水が上記開口部１Ａから反応槽１外へオーバ
フローする（ステップＳＴ５）。つまり、特殊な設備な
どを用いずに、液化低温ガス８の噴入圧力および噴入量
をコントロールすることで、シャーベット状の氷水９の
製造と排出制御を行うことができる。こうして、オーバ
フローしたシャーベット状の氷水９はシュート５上に落
ち、さらに、このシュート５上を滑って貯溜槽１０内に
回収貯溜される（ステップＳＴ６）。なお、このシャー
ベット状の氷水９の反応槽からの排出は間欠的に行なわ
れるが、シャーベット状の氷水９を貯溜槽１０に一旦受
けることで、後述すの氷の取出し量を安定化することが
できる。

【００１４】このようにして、貯溜槽１０に貯溜された
シャーベット状の氷水は氷晶部分が浮力により分離され
て水面付近にあり（ステップＳＴ７）、この水面付近の
氷をかき上げ装置である氷分離装置１４によりすくい上
げられて、貯溜槽１０外へ搬出される（ステップＳＴ８
）。そして、このように搬出された氷は計量器１９へ投
入され（ステップＳＴ９）、計量器１９はロードセルな
どを用いた計量方法で氷が設定量になったか否かを検定
する（ステップＳＴ１０）。こうして、設定量になった
と判定した場合にはゲート１８を閉じて氷の供給を阻止
し（ステップＳＴ１１）、必要に応じて氷分離装置１４
の運転を停止する。また、上記設定量の氷は計量器１９
から取り出されて（ステップＳＴ１２）、図示しない搬
送手段によりコンクリートプラントへ送られ、コンクリ
ート混練水の一部として使用される。また、氷が排出さ
れた分、反応槽１内の水が減少するので、その減少量が
センサにより検出され（ステップＳＴ１３）、この検出
出力に応じて図示しないポンプを駆動し、水槽１７から
反応槽１内へ給水パイプ４を介して水を補給する（ステ
ップＳＴ１４）。ここで、この補給水は通常反応槽１内
の冷水よりも温度が高いため、液化低温ガス８に直接当
る位置へ吐出されるように給水パイプ４の位置を設定す
れば、これによりその補給水の冷却を効率化できる。 また、多量の氷を短時間に製造したい場合には、液化低
温ガス８の噴入量を増大させて、氷分離装置１４による
搬送速度を上げることにより、容易にその製造量を調整
することができる。すなわち、噴入量の増大により、氷
晶の生成が促進されるとともに水面を押し上げる力が増
大して、オーバフローするシャーベット状の氷水の量も
増加し、これによって貯留槽１０内の氷も増加するので
、氷の必要量の増大に容易に対応することができる。 なお、氷の減産にも容易に対応することができる。

【００１５】一方、貯溜槽１０で氷を分離した後の残留
水は０℃付近の温度であるため、帰還装置１１によって
反応槽１内へ上部から投入すれば（ステップＳＴ１５，
ＳＴ１６）、この冷水は、比重が重く下方へ移動すると
ともに上昇する液化低温ガス８と十分に混合接触し、直
ちに氷晶化する。なお、貯溜槽１０内では水と氷は分離
しているので、水中ポンプ１１が氷を吸入することがな
く、また、分離が不十分でも、水中ポンプに付属のスト
レーナー（図示しない）により、氷の吸入が阻止される
。

【００１６】

【発明の効果】以上のように、請求項１の発明によれば
上部が開口し、この開口部付近の設定レベルまで水を貯
留する反応槽と、該反応槽の底部に設けられて液化低温
ガスを上記水中に噴出させるとともに、該噴出によって
作られたシャーベット状の氷水を、その噴出圧力により
上昇させて上記開口部からオーバフローさせる液化低温
ガスの噴出ノズルとを備えるので、コンクリートの混練
水として利用するシャーベット状の氷の生成および搬出
を簡単かつ安価な設備で実現でき、その生成量の制御を
任意かつ高効率にて行えるという実用上の利点が得られ
る。

【００１７】また、請求項２の発明によればシュートに
より案内されたシャーベット状の氷水を回収する貯溜槽
と、該貯溜槽内の氷水から氷だけを分離して取り出す氷
分離装置とを設けて、上記貯溜槽内に残った水を帰還装
置により反応槽の上部に帰還させるように構成したので
、殆ど０℃に近い貯溜槽内の水を用いて、反応槽におけ
る氷晶の生成をより効率化できるものが得られる効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例によるシャーベット状氷水の
製造装置を示す要部の概念図である。

【図２】本発明のシャーベット状氷水の製造装置を示す
全体の正面図である。

【図３】本発明によるシャーベット状氷水の製造から搬
出までの工程を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１　　反応槽 ３　　噴出ノズル ５　　シュート １０　　貯溜槽 １１　　帰還装置 １４　　氷分離装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　上部が開口し、この開口部付近の所定
   レベルまで水を貯留する反応槽と、該反応槽の底部に設
   けられて液化低温ガスを上記水中に噴出させるとともに
   、該噴出によって作られたシャーベット状の氷水を、そ
   の噴出圧力により上昇させて上記開口部からオーバフロ
   ーさせる液化低温ガスの噴出ノズルとを備えたシャーベ
   ット状氷水の製造装置。
2. 【請求項２】　　前記反応槽の開口からオーバフローに
   より案内されたシャーベット状の氷水を回収する貯溜槽
   と、該貯溜槽内の氷水から氷だけを分離して取り出す氷
   分離装置と、上記貯溜槽内に残った水を反応槽の上部に
   帰還する帰還装置とを備えたことを特徴とする請求項１
   のシャーベット状氷水の製造装置。