JPH05141825A - 製氷装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 液体を流通路に流通させ、連続的にスラリー
状氷化物を生成する製氷装置において、製氷効率を向上
させる。 【構成】 液体が流通する流通路２に、液体を過冷却状
態まで冷却する過冷却生成部３と、液体の過冷却状態を
解消する過冷却解消部４とを設ける。この過冷却解消部
４に、プロペラ４１や羽根車４６等のキャビテーション
発生部材を配設し、キャビテーションによる気泡の発
生，消滅によるエネルギを利用して過冷却の解消を行
う。これにより、高い効率でスラリー状の氷化物を生成
することができる。また、プロペラ等を液体の輸送部材
とすることで、コストが安くなる。プロペラ等の表面に
凹凸を設けることで、キャビテーション発生効果を増大
させうる。また、別途ポンプを設ける場合は、モータを
共用することで、コストの増大を抑制しうる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液体が流通する流通路
でスラリー状の氷を生成するようにしたものの改良に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、水が流通する流通路に水を流
通させ、熱交換器で水を過冷却させてスラリ―状の氷化
物を生成するようにした製氷装置として、例えば特開昭
６３―２１７１７１号公報に開示される如く、流通路の
出口側を上流側で下方に向かいかつ出口端が蓄氷槽の水
面より一定高さだけ上方で開口するように形成された傾
斜樋とし、熱交換器を該樋間に介設して、流通路で熱交
換器により冷却された水を樋の出口で過冷却状態を解消
させてスラリ―状に氷化するものは公知の技術である。

【０００３】また、実開平１―１１２３４５号公報に開
示される如く、水循環路の出口端を蓄氷槽の上方に開口
させ、その前方に邪魔板を有する傾斜樋を設置して、熱
交換器で過冷却された水を大気中に放出して邪魔板に衝
突させることにより、水の過冷却状態を解消させて水を
スラリー状に氷化させるものも公知の技術である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記後
者の公報のものでは、蓄氷槽の上方に過冷却解消部が設
けられているために、熱交換器と過冷却解消部までの距
離が長いとその間の配管で過冷却状態が解消してしまう
虞れがある。したがって、熱交換器を蓄氷槽の近くに設
けなければならないので、水配管を曲げる等の加工が困
難となる等、設計上の制約が大きいという問題がある。

【０００５】一方、上記前者の公報のものでは、過冷却
解消部として、蓄氷槽の上方に相当の高低差を持った樋
を設置する必要があり、やはり設計上の制約が大きい。
また、大気に晒される時間が長いので大気との熱交換に
よる熱の浪費が大きいという問題がある。

【０００６】そこで、流通路の過冷却生成用熱交換器下
流側で過冷却された水等が通過する連続した流路内で過
冷却状態を解消させ、スラリー状の氷化物を連続的に生
成していくことが考えられる。例えば、過冷却状態にあ
る水等の液体をさらに冷却し、氷核を作ることで、その
氷核から連続的に過冷却状態を解消させ、最終的に過冷
却状態にある液体をほぼスラリー状の氷化物に変えるこ
とが可能である。

【０００７】しかるに、一般に相当の速度で流通する液
体の過冷却状態を冷却のみで解消して確実に氷化するに
は、相当の距離と時間とを要する場合がある。

【０００８】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、過冷却状態にされた液体の過冷却を
高い効率で解消させうる手段を講ずることにより、製氷
効率の向上を図ることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
め、本発明の解決手段は、液体の攪拌によってキャビテ
ーションを生ぜしめ、その際に生じる気泡の発生，消滅
によるエネルギを利用して、過冷却状態を解消させるこ
とにある。

【００１０】具体的に請求項１の発明の講じた手段は、
図１に示すように、液体が流通する流通路（２）に、液
体を冷却して過冷却状態にする過冷却生成部（３）と、
液体の過冷却状態を解消させる過冷却解消部（４）とを
備え、スラリー状の氷化物を生成するようにした製氷装
置を対象とする。

【００１１】そして、上記過冷却解消部（４）に、液体
にキャビテーションを発生させて過冷却状態を解消させ
るキャビテーション発生部材を配設する構成としたもの
である。

【００１２】請求項２の発明の講じた手段は、図１に示
すように、上記請求項１の発明におけるキャビテーショ
ン発生部材を、モータ（Ｍ）により回転駆動されるプロ
ペラ（４１）で構成したものである。

【００１３】請求項３の発明の講じた手段は、図３に示
すように、上記請求項１の発明におけるキャビテーショ
ン発生部材を、モータ（Ｍ）により回転駆動される羽根
車（４６）で構成したものである。

【００１４】請求項４の発明の講じた手段は、図２に示
すように、上記請求項２又は３の発明におけるキャビテ
ーション発生部材の表面に凹凸を設けたものである。

【００１５】請求項５の発明の講じた手段は、図１また
は図２に示すように、上記請求項２又は３記載の発明に
おけるキャビテーション発生部材を、流通路（２）に液
体を強制流通させる輸送部材として機能させたものであ
る。

【００１６】請求項６の発明の講じた手段は、図４また
は図５に示すように、上記請求項２又は３の発明におい
て、流通路（２）に液体を強制流通させるための輸送部
材を設ける。そして、上記キャビテーション発生部材の
モータ（Ｍ）を、上記輸送部材の回転駆動用モータとし
て機能する構成としたものである。

【００１７】

【作用】以上の構成により、請求項１の発明では、液体
が流通する流通路（２）において、過冷却生成部（３）
で液体が過冷却され、過冷却解消部（４）でその過冷却
状態が解消することにより、スラリー状の氷が生成され
る。そのとき、過冷却解消部（４）にキャビテーション
を発生させるキャビテーション発生部材が配設されてい
るので、そのキャビテーションによる気泡の発生，消滅
に伴うエネルギ変化によって過冷却状態の解消が促進さ
れる。すなわち、連続した流通路（２）の経路中でスラ
リー状の氷化物が高い効率で生成され、製氷効率が向上
する。

【００１８】請求項２の発明では、キャビテーション発
生部材としてのプロペラ（４１）により、その形状に応
じた大きなキャビテーション発生作用が得られる。

【００１９】請求項３の発明では、キャビテーション発
生部材としての羽根車（４６）により、その形状に応じ
た大きなキャビテーション発生作用が得られる。

【００２０】請求項４の発明では、プロペラ（４１）や
羽根車（４６）の表面に設けられた凹凸により、キャビ
テーション発生作用が顕著となり、製氷効率が大幅に向
上することになる。

【００２１】請求項５の発明では、輸送部材としても機
能するプロペラ（４１）や羽根車（４６）により、流通
路（２）に液体が強制流通させられるので、別途ポンプ
を設ける必要がなくなり、コストが低減することにな
る。

【００２２】請求項６の発明では、輸送部材によって液
体の強制流通が確保されるので、過冷却解消用のプロペ
ラ（４１）や羽根車（４６）の形状を最大限キャビテー
ション発生に適したものとすることが可能になり、製氷
効率の向上作用が顕著になるとともに、輸送部材とモー
タ（Ｍ）を共用することで、コストの増大が抑制される
ことになる。

【００２３】

【実施例】以下、本発明の実施例について、図面に基づ
き説明する。

【００２４】まず、第１実施例について、図１及び図２
に基づき説明する。図１は本発明の第１実施例に係る製
氷装置の構成を示し、（１）は氷化物を蓄えるための蓄
氷槽、（２）は該蓄氷槽（１）内の水をその底部から上
部に循環させるための流通路としての水循環路、（３）
は該水循環路（２）に介設され、水を過冷却状態まで冷
却する過冷却生成部としての熱交換器、（４）は上記水
循環路（２）の熱交換器（２）下流側に設けられ、過冷
却状態にある水の過冷却を解消させるための過冷却解消
部である。上記熱交換器（３）の内部には、冷媒回路に
接続され、冷媒と水との熱交換を行わせる伝熱管（３
１）が設けられており、水循環路（２）を流通する水を
冷媒との熱交換により過冷却状態まで冷却した後、過冷
却解消部（４）で、その過冷却状態を解消させ、スラリ
ー状の氷を生成して、蓄氷槽（１）に順次蓄えるように
なされている。

【００２５】ここで、本発明の特徴として、上記過冷却
解消部（４）には、モータ（Ｍ）によって回転駆動され
るプロペラ（４１）を備えてなる軸流ポンプ（４０Ａ）
が配設されている。該プロペラ（４１）の回転翼は、図
２に示すように、その表面が凹凸を有するように形成さ
れていて、この凹凸によりキャビテーションの発生作用
を増大するようになされている。

【００２６】上記第１実施例では、蓄氷槽（１）の水が
循環する水循環路（２）において、熱交換器（３）で水
が過冷却され、過冷却解消部（４）でその過冷却状態が
解消することにより、スラリー状の氷が生成される。そ
のとき、過冷却解消部（４）に、モータ（Ｍ）により回
転駆動されるプロペラ（４１）を備えた軸流ポンプ（４
０Ａ）が配設されているので、そのプロペラ（４１）に
よる攪拌に伴いキャビテーションが発生し、そのキャビ
テーションによる気泡の発生，消滅に伴うエネルギ変化
によって過冷却状態の解消が促進される。すなわち、水
循環路（２）にこのようなキャビテーション発生部材を
設けたことにより、連続した水循環路（２）の経路中で
スラリー状の氷化物を生成することができ、しかも、製
氷効率の向上を図ることができる。

【００２７】なお、キャビテーション発生部材として軸
流ポンプ（４０Ａ）のプロペラ（４１）を配設すること
により、大きなキャビテーション発生効果を得ること
は、「加藤著 “キャビテーション” 槙書店発行，２
７６頁」に開示されており、その形状によってキャビテ
ーションの増減を調節しうる。

【００２８】特に、プロペラ（４１）の表面に凹凸を設
けることで、キャビテーション発生作用が顕著となるの
で、過冷却解消効果つまり製氷効率が大幅に向上するこ
とになる。

【００２９】また、プロペラ（４１）を水循環路（２）
に水を強制循環させるための輸送部材として使用した場
合、別途輸送用ポンプを設けなくてもよいので、コスト
の低減を図ることができる。

【００３０】次に、第２実施例について説明する。

【００３１】図３は、第２実施例に係る製氷装置の全体
を示し、基本的な構成は上記第１実施例における図１に
示すものとほぼ同様である。ここで、本実施例では、過
冷却解消部（４）には、キャビテーション発生部材とし
て、遠心ポンプ（４５Ａ）の羽根車（４６）が配設され
ていて、この羽根車（４６）の回転により、過冷却状態
にある水等を攪拌してキャビテーションを発生させ、過
冷却状態の解消を促進するとともに、水等を強制循環さ
せる輸送部材としての機能をもたせるようになされてい
る。なお、その表面には、上記第１実施例におけると同
様に、凹凸が設けられている（図２参照）。

【００３２】本第２実施例においても、上記第１実施例
と同様に、羽根車（４６）による攪拌作用によるキャビ
テーション発生効果により、製氷効率の向上を図ること
ができる。すなわち、上記刊行物に開示されるように、
遠心ポンプの羽根車もキャビテーション発生作用を有し
ていることが知られており、特に、表面に凹凸を設ける
ことによってその効果が顕著になる。

【００３３】また、輸送部材として機能させることによ
り、輸送用ポンプを別途設ける必要がなく、コストの低
減を図ることができる。

【００３４】次に、第３実施例について説明する。

【００３５】図４は第３実施例における軸流ポンプ（４
０Ｂ）の構造を示し、該軸流ポンプ（４０Ｂ）には、水
循環路（２）に水を循環させる輸送部材としての輸送用
プロペラ（４２）と、キャビテーション発生用プロペラ
（４１）とが設けられている。上記各プロペラ（４
１），（４２）は共通のモータ（Ｍ）の軸部材（４３）
に取付けられていて、特にキャビテーション発生用プロ
ペラ（４１）を先端側につまり水循環路（２）の下流側
に設け、輸送用プロペラ（４２）で水を強制循環させた
後、下流のプロペラ（４１）により、キャビテーション
による気泡を激しく発生させて、過冷却状態を解消する
ようになされている。なお、両プロペラ（４１），（４
２）の形状は、それぞれキャビテーション発生が多いも
のとほとんどないものとに形成されている。

【００３６】すなわち、上述のように、プロペラ（４
１）の形状によってキャビテーション発生作用は増減
し、しかもキャビテーションが多く発生することによっ
てエネルギが吸収されるため、液体の輸送効率は悪化す
る。したがって、本第３実施例のごとく、キャビテーシ
ョン発生作用のほとんどない輸送用プロペラ（４２）を
設けることにより、キャビテーション発生用プロペラ
（４１）の形状を最大限キャビテーション発生に適した
ものとできるので、製氷効率の向上効果を顕著に得ると
ともに、モータ（Ｍ）を共用することで、コストの増大
を抑制しうる利点がある。

【００３７】次に、第４実施例について説明する。

【００３８】図５は第４実施例に係る遠心ポンプ（４５
Ｂ）の構造を示す。本実施例でも、上記第３実施例と同
様に、上流側に輸送用羽根車（４７）を配設し、上流側
にキャビテーション発生用羽根車（４６）を配設して、
両部材（４６），（４７）を共通のモータ（Ｍ）の軸部
材（４８）に取付けている。

【００３９】したがって、本第４実施例でも、上記第３
実施例と同様に、コストの増大を抑制しながら、輸送機
能の確保とキャビテーション発生作用の増大とを図るこ
とができる利点がある。

【００４０】なお、請求項１の発明にいう流通路は、上
記各実施例における水循環路（２）に限定されるもので
はなく、例えば水供給装置から供給される水をスラリー
状に氷化して、下方の蓄氷槽に落下させるようにしたも
のでもよい。つまり、水を循環させなくても流通させる
通路であればよく、また、強制流通のための輸送部材は
必ずしも必要でない。

【００４１】また、流通路に流通する液体は水に限定さ
れるものではなく、ブライン等であってもよいものとす
る。

【００４２】さらに、キャビテーション発生部材は、上
記実施例のようなプロペラ（４１）や羽根車（４６）に
限定されるものではなく、棒状の部材を回転させるよう
なものや、超音波振動部材等もキャビテーション発生効
果があるため含まれる。

【００４３】

【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、液体の流通路で液体を過冷却し、その過冷却状
態を解消させてスラリー状の氷化物を生成するようにし
た製氷装置において、液体にキャビテーションを発生さ
せるキャビテーション発生部材を設けたので、キャビテ
ーションによる気泡の発生，消滅のエネルギを利用する
ことにより、液体の過冷却状態の解消を促進し、流通路
内で連続的にスラリー状の氷化物を効率よく生成するこ
とができ、よって、製氷効率の向上を図ることができ
る。

【００４４】請求項２の発明によれば、上記請求項１の
発明において、キャビテーション発生部材をプロペラと
したので、その大きな攪拌作用によって高いキャビテー
ション発生効果を得ることができる。

【００４５】請求項３の発明によれば、上記請求項１の
発明において、キャビテーション発生部材を羽根車とし
たので、その大きな攪拌作用によって高いキャビテーシ
ョン効果を得ることができる。

【００４６】請求項４の発明によれば、上記請求項２又
は３の発明において、キャビテーション発生部材の表面
に凹凸を設けたので、特にキャビテーション発生が顕著
になる。

【００４７】請求項５の発明によれば、上記請求項２又
は３の発明において、キャビテーション発生部材に液体
を強制流通させる輸送部材としての機能をもたせたの
で、別途ポンプ等を設ける必要がなくなり、コストの低
減を図ることができる。

【００４８】請求項６の発明によれば、上記請求項２又
は３の発明において、キャビテーション発生部材を液体
の輸送部材の回転駆動用モータにより回転駆動する構成
としたので、プロペラ又は羽根車の形状を、キャビテー
ション発生用と液体輸送用とに形成することで、強制流
通作用を損ねることなく、キャビテーション発生効果を
顕著に増大させることができるとともに、モータの共用
によりコストの増大を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例における製氷装置の配管系統図であ
る。

【図２】プロペラの回転翼の断面図である。

【図３】第２実施例における製氷装置の配管系統図であ
る。

【図４】第３実施例における軸流ポンプの構造を概略的
に示す図である。

【図５】第４実施例における遠心ポンプの構造を概略的
に示す図である。

【符号の説明】

２ 流通路 ３ 熱交換器（過冷却生成部） ４ 過冷却解消部 ４１ プロペラ（キャビテーション発生部材） ４２ 羽根車（キャビテーション発生部材） Ｍ モータ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液体が流通する流通路（２）に、液体を
   冷却して過冷却状態にする過冷却生成部（３）と、液体
   の過冷却状態を解消させる過冷却解消部（４）とを備
   え、スラリー状の氷化物を生成するようにした製氷装置
   であって、 上記過冷却解消部（４）には、液体にキャビテーション
   を発生させて過冷却状態を解消させるキャビテーション
   発生部材が配設されていることを特徴とする製氷装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の製氷装置において、 キャビテーション発生部材は、モータ（Ｍ）により回転
   駆動されるプロペラ（４１）であることを特徴とする製
   氷装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載の製氷装置において、 キャビテーション発生部材は、モータ（Ｍ）により回転
   駆動される羽根車（４６）であることを特徴とする製氷
   装置。
4. 【請求項４】 請求項２又は３記載の製氷装置におい
   て、 キャビテーション発生部材の表面には凹凸が設けられて
   いることを特徴とする製氷装置。
5. 【請求項５】 請求項２又は３記載の製氷装置におい
   て、 キャビテーション発生部材は、流通路（２）に液体を強
   制流通させる輸送部材として機能するものであることを
   特徴とする製氷装置。
6. 【請求項６】 請求項２又は３記載の製氷装置におい
   て、 流通路（２）に液体を強制流通させるための輸送部材が
   設けられていて、上記キャビテーション発生部材のモー
   タ（Ｍ）は、上記輸送部材の回転駆動用モータとして機
   能することを特徴とする製氷装置。