JPH0550673B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、蓄氷容器内での結氷状態を検知でき
るようにした蓄氷装置に関し、特に過冷却水を利
用した氷蓄熱システムに好適な蓄氷装置に係るも
のである。

従来の技術 空調システム等に用いられている従来の氷蓄熱
装置は、槽内に製氷用コイルを充填し、コイル内
に冷媒やエチレングリコール等のブラインを循環
させ、コイル表面に着氷させて蓄熱する方式を採
用している。蓄氷終了の検知方法は、製氷に伴う
体積増加分を水位の上昇で検知する水位検知法
と、電極による静電容量変化等から直接氷の厚み
を測定する厚み検知法に大別される。

しかしながら水位検知法では、水位のわずかな
変化が製氷率に大きな変動を与えるので厳密な定
量化が困難であり、水の蒸発やわずかな漏水が大
きな誤差を生じる等の欠点がある。厚み検知法で
は、コイル表面全体にわたつて均一な厚さに着氷
するわけではないのでセンサー設置位置の選定が
難しく、代表点による検知のため誤差が大きい等
の問題点がある。

雑誌「建築設備士」第18巻第６号（昭和61年６
月発行）に掲載さている「氷蓄熱槽の着氷と運
転」と題する論文にも、氷厚センサーの問題点が
指摘されている。

特開昭60−96872号公報には、氷検知器の欠点
と、水位検知器による氷生成量の自動制御方式と
が記載されている。

発明が解決しようとする問題点 本発明の目的は、従来の方式よりも誤差が少な
く、槽内全体にわたる製氷率を検出することが可
能な蓄氷装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、過冷却水を利用する氷蓄
熱システムに特に適した蓄氷装置を提供すること
にある。

問題点を解決するための手段とその作用 本発明の前述した目的は、断熱性を有する蓄氷
槽と、該蓄氷槽内に鉛直下向きに取付けられた回
転軸と、該回転軸の下端付近に取付けられ水平面
内を回転する１つ又は複数の回転羽根と、前記回
転軸に連結された駆動手段と、前記回転羽根と前
記駆動手段との間に設けられたトルク検知素子と
を備えて成る製氷率検知回転子付蓄氷装置によつ
て達成される。

かかる構成により、槽内で回転羽根を回転させ
て氷片を撹拌し、この撹拌の際のトルク変動を検
出することにより槽内全体での製氷状態を検知す
ることが出来る。製氷完了時のトルクをあらかじ
め設定しておけば、トルク検知素子の働きによつ
て製氷終了を検知することが出来る。本発明で
は、従来のような水位検知器や氷厚センサーを必
要としないので、誤差の少ない測定値が得られ
る。

過冷却水を利用した氷蓄熱槽に適用した場合
は、シヤーベツト状又はフレーク状のアイスを撹
拌することになり、回転羽根がアイスを圧縮して
押し下げる結果、製氷率を高める作用が同時に行
なわれる。圧縮されて製氷率が高まるのに比例し
て回転トルクが増大するので、所定の製氷率に合
せたトルクの目標値を設定しておけば、任意の製
氷率で蓄氷を終了させることが出来る。

トルク検知素子としては、ばねを介して接続し
た入力側部材（例えば円板又は円筒）と出力側部
材との間の相対的なねじれ角を拡大指示する機械
的機構の他、ストレイルゲージ等の電気的機構を
利用することも出来る。

本発明の他の特徴及び利点は、添付図面の実施
例を参照した以下の記載により明らかとなろう。

実施例 第１図は本発明を過冷却式氷蓄熱槽に適用した
好適な実施例を表わしている。この軸氷装置１０
は、断熱壁を有する蓄氷槽１２、槽内に鉛直下向
きに取付けられた回転軸１４、回転軸１４の下端
に取付けられて水平面内を回転する４個の回転羽
根１６、回転軸１４に連結された駆動用モータ２
０、回転羽根とモータとの間に設けられたトルク
検知素子２２を備えている。過冷却水（例えば−
３℃）は矢印Ａ方向から導入され放出管２４から
落下させられる。槽の底部付近には氷核と水とを
分離するためのストレーナ２６（例えば100メツ
シユ以上）が設けられて、０℃付近の冷水が矢印
Ｂ方向（熱交換器）及び矢印Ｃ方向（空調機）へ
と送られる。４個の回転羽根と中心には水受け皿
２８が設けられ、水受け皿内に入つた水は、回転
羽根内の水通路３０（第３図）と散水孔３２を通
つて槽内に散水される。

この蓄氷装置１０は次のように運転される。深
夜の製氷時には、冷凍機（図示せず）を運転して
熱交換器（図示せず）により過冷却水を製造し、
矢印Ａ方向から槽内に導入し放出管２４から落下
させる。このとき放出管２４は水平首振り機構
（図示せず）によつてＲ方向にセツトされており、
過冷却水は中央の水受け皿２８には入らず直接槽
内の液面へと落下し、落下の衝撃によつてシヤー
ベツト状又はフレーク状に結氷する。結氷した表
面付近を回転数1rpm程度の回転羽根１６で撹拌
することにより、前述したトルク検出作用が得ら
れる。和えて、過冷却水落下部分で突起状に成長
した氷片を水平方向に切断し表面を平坦にすると
共に、できた氷を槽内に均一に分散化させるとい
う作用効果も得られる。

昼間の冷水製造時（解氷時）には、放出管２４
は水平首振り機構によつてＬ方向にセツトされて
おり、熱交換器からの二次側返水が中央の水受け
皿２８に入つてから回転羽根の内部通路３０を通
り、散水孔３２から槽内の液面へと散水される。
このとき回転羽根の移動により水が槽内全体に散
布されて、均一な解氷が行なわれるという作用効
果が得られる。

第２図、第３図は回転羽根とトルク検知素子の
詳細を表わす実施例である。第２図において、回
転羽根１６は筒状部材に傾斜した平板を接合した
かき取り羽根（ブレード）の形状に作られてい
る。第２図のトルク検知素子２２は、ばね４０を
介して接続された入力側円板４１と出力側円板４
２とで構成され、入力側円板４１はベルト４３を
介してモータ２０からの駆動力を受け、出力側円
板４２は回転軸１４に連結されて回転羽根からの
トルクを受けるようになつている。製氷率が増加
し回転羽根が氷片を撹拌するためのトルクが増大
すると、ばね４０が引張られて円板４１と４２の
間のねじれ角が増大し、これがてこ４４により拡
大されて先端が変位し、リミツトスイツチ４５で
検出される。従つて、リミツトスイツチ４５の位
置を調節することにより、製氷完了時のトルクを
設定することが出来る。

第３図において、回転羽根５０は拡大部分Ｄに
示すような箱形断面に作られている。また放出管
２４は、水受け皿２８に水を落下させるものと外
側に落下させるものとの２個が配置されて、配管
で切換えるようになつている。第３図のトルク検
知素子５２は、コイルばね５３を介して接続され
た入力側円筒５４と出力側丸棒５５とで構成さ
れ、入力側円筒５４は減速機６０を介してモータ
２０からの駆動力を受け、出力側丸棒５５は歯車
５６，５７と回転軸５８を介して回転羽根からの
トルクを受けるようになつている。製氷率が増加
し回転羽根が氷片を撹拌するためのトルクが増大
すると、コイルばね５３がねじられて収縮し、丸
棒５５の外周にボールベアリングを介して取付け
られている指針５９が移動して目盛板にトルクが
表示される。このトルク表示を目視することによ
り製氷率を知ることが出来る。

発明の効果 以上詳細に説明した如く、本発明の蓄氷装置に
よれば次のような効果が得られる。

(1) 従来の方式よりも少ない誤差で槽内全体にわ
たる製氷率を検出することが出来る。

(2) 水面に突起状に成長した氷片が水平方向に切
断され表面が平坦になる。

(3) できた氷片が槽内に均一に分散させられる。

(4) 氷核が連続的に圧縮され製氷率が増大させら
れる。

(5) 散水孔からの水が槽内全体に散布されて均一
な解氷が行なわれる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による蓄氷装置を表わす一部破
断斜視図、第２図は回転羽根部分を表わす斜視
図、第３図は回転羽根部分の変形例を表わす斜視
図である。 １０……蓄氷装置、１２……蓄氷槽、１４……
回転軸、１６……回転羽根、２０……モータ、２
２……トルク検知素子、２４……放出管。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 断熱性を有する蓄氷槽と、 該蓄氷槽内に鉛直下向きに取付けられた回転軸
   と、 該回転軸の下端付近に取付けられて水平面内を
   回転する１つ又は複数の回転羽根と、 前記回転軸に連結された駆動手段と、 前記回転羽根と前記駆動手段との間に設けられ
   たトルク検知素子とを備えることを特徴とする製
   氷率検知回転子付蓄氷装置。 ２ 前記トルク検知素子はばねを介して接続され
   た入力側部材と出力側部材とで組立てられている
   特許請求の範囲第１項記載の装置。 ３ 前記蓄氷槽の上部に過冷却水を導入するため
   の放出管が取付けられている特許請求の範囲第１
   項記載の装置。 ４ 前記回転羽根に水通路と散水孔が設けられて
   いる特許請求の範囲第１項記載の装置。