JPH0733946B2 - 過冷却水の製造方法 - Google Patents
過冷却水の製造方法Info
- Publication number
- JPH0733946B2 JPH0733946B2 JP60285465A JP28546585A JPH0733946B2 JP H0733946 B2 JPH0733946 B2 JP H0733946B2 JP 60285465 A JP60285465 A JP 60285465A JP 28546585 A JP28546585 A JP 28546585A JP H0733946 B2 JPH0733946 B2 JP H0733946B2
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- Japan
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- water
- container
- ice
- supercooled
- refrigerant
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- Devices That Are Associated With Refrigeration Equipment (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、空調システム用の氷蓄熱槽やその他の製氷設
備に供給するための過冷却水を製造する方法に関する。
備に供給するための過冷却水を製造する方法に関する。
（従来の技術） 空調システムに用いられる氷蓄熱槽やその他の製氷設備
では、水が空気と接触している面あるいは冷媒パイプの
表面等の伝熱面から氷が生成を開始するように作られて
いる。このように伝熱面から氷結が開始すると、伝熱面
に付着した氷が熱伝達を妨げる働きをするため氷の厚さ
に限界がある。
では、水が空気と接触している面あるいは冷媒パイプの
表面等の伝熱面から氷が生成を開始するように作られて
いる。このように伝熱面から氷結が開始すると、伝熱面
に付着した氷が熱伝達を妨げる働きをするため氷の厚さ
に限界がある。
例えば冷却器に形成された氷は、20〜30mmの厚さに達す
ると冷却器の冷却能力が低下するため氷の成長が著しく
低下する。従って、製氷量を多くするためには定期的に
冷却器に付着した氷をはがす必要があり、冷凍機を逆サ
イクルに切り換える等の操作を必要とし、冷凍機の運転
効率が著しく低下する欠点があった。一方、槽内に多数
の仕切板を挿入したり伝熱管の量を増やすことによって
製氷率を高める試みもなされているが、製氷率を50％以
上に高めると槽内水の流動性が悪くなり、冷熱を取り出
しにくくなる等の問題点があった。従って、従来の技術
では製氷率30％が効率の良い運転の限度であった。
ると冷却器の冷却能力が低下するため氷の成長が著しく
低下する。従って、製氷量を多くするためには定期的に
冷却器に付着した氷をはがす必要があり、冷凍機を逆サ
イクルに切り換える等の操作を必要とし、冷凍機の運転
効率が著しく低下する欠点があった。一方、槽内に多数
の仕切板を挿入したり伝熱管の量を増やすことによって
製氷率を高める試みもなされているが、製氷率を50％以
上に高めると槽内水の流動性が悪くなり、冷熱を取り出
しにくくなる等の問題点があった。従って、従来の技術
では製氷率30％が効率の良い運転の限度であった。
そこで水を０℃以下になるまで冷却して過冷却状態の水
を作り、これを利用して製氷率を高める試みが提案され
ている。従来の過冷却水の製造方法としては静置法が最
も一般的である。これは水を静止させたままゆっくりと
過冷却状態まで冷却していく方法であるが、 ａ）水への伝熱が自然対流のみであるため冷却効率が低
い ｂ）過冷却状態が不安定なため振動等のわずかな刺激で
過冷却状態が破れ氷結してしまう ｃ）一度氷結してしまうと氷と水の共存状態になり、冷
却を続行しても氷が伝熱面から成長するだけでも過冷却
温度には到らない。
を作り、これを利用して製氷率を高める試みが提案され
ている。従来の過冷却水の製造方法としては静置法が最
も一般的である。これは水を静止させたままゆっくりと
過冷却状態まで冷却していく方法であるが、 ａ）水への伝熱が自然対流のみであるため冷却効率が低
い ｂ）過冷却状態が不安定なため振動等のわずかな刺激で
過冷却状態が破れ氷結してしまう ｃ）一度氷結してしまうと氷と水の共存状態になり、冷
却を続行しても氷が伝熱面から成長するだけでも過冷却
温度には到らない。
等の問題点がある。
特開昭57−192736号公報には、冬期の低温時における熱
媒の凍結を防止するため、熱媒循環用ポンプを低温時に
作動させるようにした空気調和機が提案されているが、
過冷却水を製造する点については全く述べられていな
い。
媒の凍結を防止するため、熱媒循環用ポンプを低温時に
作動させるようにした空気調和機が提案されているが、
過冷却水を製造する点については全く述べられていな
い。
特開昭54−102648号公報には、凝固点降下剤を添加した
希薄な水溶液を冷却装置ならびに撹拌機を具備した製氷
器内に充填し、撹拌しながら過冷却状態に冷却した後、
撹拌を中断することによって水溶液内部に多数のフレー
クアイスを生成する方法が提案されているが、凝固点降
下剤の作用と撹拌作用とを組合せて容器内全体を過冷却
状態に到達させるものであり、凝固点降下剤の混入によ
る悪影響が発生するという欠点がある。また撹拌羽根の
周囲が氷結するので運転が断続的になり効率が低下する
欠点がある。
希薄な水溶液を冷却装置ならびに撹拌機を具備した製氷
器内に充填し、撹拌しながら過冷却状態に冷却した後、
撹拌を中断することによって水溶液内部に多数のフレー
クアイスを生成する方法が提案されているが、凝固点降
下剤の作用と撹拌作用とを組合せて容器内全体を過冷却
状態に到達させるものであり、凝固点降下剤の混入によ
る悪影響が発生するという欠点がある。また撹拌羽根の
周囲が氷結するので運転が断続的になり効率が低下する
欠点がある。
（発明が解決しようとする問題点） 本発明の目的は、効率の良い方法で過冷却状態を発生さ
せると共に氷結が発生しないように維持しながら連続的
に過冷却水を製造するための方法を提供することにあ
る。
せると共に氷結が発生しないように維持しながら連続的
に過冷却水を製造するための方法を提供することにあ
る。
本発明の他の目的は、過冷却水を利用して氷蓄熱槽の製
氷率を高め、効率が良くコンパクトな氷蓄熱システムを
提供すること、及び氷を必要とする場所で自由に氷を製
造できるシステムを提供することにある。
氷率を高め、効率が良くコンパクトな氷蓄熱システムを
提供すること、及び氷を必要とする場所で自由に氷を製
造できるシステム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、冷媒を満たしたタンク内に水
の入った円筒状容器を浸漬し、該円筒状容器の中心に鉛
直方向に伸びる回転軸とその下端に取付けられた水平方
向に回転する撹拌羽根とを配置し、前記回転軸を所定の
回転速度で回転させることにより前記容器内の水に回転
力を与え、前記容器の中央部上方から水を補うと共に前
記容器の外周上部から溢れ出る水を系外へ取り出すよう
に配管し、前記容器内の周縁部で冷媒により冷却される
円周面における水の流速が0.1m/sec以上になるように流
動状態を保ちながら冷媒によって水を冷却し、過冷却状
態に達した水を製造する方法によって達成される。
の入った円筒状容器を浸漬し、該円筒状容器の中心に鉛
直方向に伸びる回転軸とその下端に取付けられた水平方
向に回転する撹拌羽根とを配置し、前記回転軸を所定の
回転速度で回転させることにより前記容器内の水に回転
力を与え、前記容器の中央部上方から水を補うと共に前
記容器の外周上部から溢れ出る水を系外へ取り出すよう
に配管し、前記容器内の周縁部で冷媒により冷却される
円周面における水の流速が0.1m/sec以上になるように流
動状態を保ちながら冷媒によって水を冷却し、過冷却状
態に達した水を製造する方法によって達成される。
本発明の方法では、冷却用伝熱面、すなわち容器内の周
縁部で冷媒により冷却される円周面での水の流速を0.1m
/sec以上、好ましくは0.4〜10m/sec程度にすれば良く、
必ずしも容器内全体をそれ以上の流速に保つ必要はな
い。従って円筒容器内の水を周囲から冷媒を接触させて
冷却する場合には、水平方向に回転する撹拌羽根を用い
て水を流動させ、その時の容器内の周縁部で冷媒により
冷却される円周面での水の流速が0.1m/sec以上になるよ
うにすれば良い。円筒容器内の水を回転させるとその水
面は中央が凹形にくぼんだ放物面になるので、中央付近
に常温もしくは０℃付近の水を導入するようにし、周囲
の過冷却水をオーバーフローさせて取り出すようにすれ
ば、過冷却水を連続的に製造しながら系外に取り出すこ
とができる。
縁部で冷媒により冷却される円周面での水の流速を0.1m
/sec以上、好ましくは0.4〜10m/sec程度にすれば良く、
必ずしも容器内全体をそれ以上の流速に保つ必要はな
い。従って円筒容器内の水を周囲から冷媒を接触させて
冷却する場合には、水平方向に回転する撹拌羽根を用い
て水を流動させ、その時の容器内の周縁部で冷媒により
冷却される円周面での水の流速が0.1m/sec以上になるよ
うにすれば良い。円筒容器内の水を回転させるとその水
面は中央が凹形にくぼんだ放物面になるので、中央付近
に常温もしくは０℃付近の水を導入するようにし、周囲
の過冷却水をオーバーフローさせて取り出すようにすれ
ば、過冷却水を連続的に製造しながら系外に取り出すこ
とができる。
系外に取り出した過冷却水を蓄熱槽まで移動させて注入
すれば、過冷却状態が破れて氷結する。かかる氷結方法
によれば従来の氷蓄熱槽よりも製氷率が高められ、効率
が上昇してシステム全体をコンパクトに作ることが可能
になる。
すれば、過冷却状態が破れて氷結する。かかる氷結方法
によれば従来の氷蓄熱槽よりも製氷率が高められ、効率
が上昇してシステム全体をコンパクトに作ることが可能
になる。
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。
した以下の記載により明らかとなろう。
（実施例） 第１図は、本発明の方法を用いて過冷却水を製造し、そ
れを氷蓄熱槽に移送して製氷を行なうシステムを表して
いる。図において、過冷却水10を作るための円筒状容器
12が冷媒14を満たしたタンク16内に設置されている。容
器12内の中心には、鉛直方向に伸びる回転軸18とその下
端に取り付けられた水平方向に回転する撹拌羽根20とが
配置され、矢印の方向に回転することにより容器内の水
に回転力を与える。回転する水の液面は図のように中央
が凹形にくぼんだ放物面となり、冷却用伝熱面、すなわ
ち容器12内の周縁部で冷媒14により冷却される円周面で
はその高さがかなり上昇する。この冷却用伝熱面にある
水は冷媒によって０℃以下まで冷却されるが、本発明に
従いこの冷却用伝熱面における水はその流速が0.1m/sec
以上になるように流動しているので、伝熱面にある水は
過冷却状態になって氷結しない。冷却用伝熱面で上昇し
た過冷却水の一部はオーバーフローしてパイプ22内に流
入し、パイプの中を移送された後、氷蓄熱槽24内に放出
される。放出された過冷却水は落下の衝撃により過冷却
状態が破れて氷結する。
れを氷蓄熱槽に移送して製氷を行なうシステムを表して
いる。図において、過冷却水10を作るための円筒状容器
12が冷媒14を満たしたタンク16内に設置されている。容
器12内の中心には、鉛直方向に伸びる回転軸18とその下
端に取り付けられた水平方向に回転する撹拌羽根20とが
配置され、矢印の方向に回転することにより容器内の水
に回転力を与える。回転する水の液面は図のように中央
が凹形にくぼんだ放物面となり、冷却用伝熱面、すなわ
ち容器12内の周縁部で冷媒14により冷却される円周面で
はその高さがかなり上昇する。この冷却用伝熱面にある
水は冷媒によって０℃以下まで冷却されるが、本発明に
従いこの冷却用伝熱面における水はその流速が0.1m/sec
以上になるように流動しているので、伝熱面にある水は
過冷却状態になって氷結しない。冷却用伝熱面で上昇し
た過冷却水の一部はオーバーフローしてパイプ22内に流
入し、パイプの中を移送された後、氷蓄熱槽24内に放出
される。放出された過冷却水は落下の衝撃により過冷却
状態が破れて氷結する。
また、氷蓄熱槽内に過冷却水を満たした後、２個の電極
26、27を槽内に対向配置し、電極間に電流を流して相転
移を起こさせ、伝熱面以外の場所に氷を生成させること
もできる（特開昭62−26467号）。
26、27を槽内に対向配置し、電極間に電流を流して相転
移を起こさせ、伝熱面以外の場所に氷を生成させること
もできる（特開昭62−26467号）。
容器12からオーバーフローした水を補うために、氷蓄熱
槽24内から循環ポンプ28で０℃付近の水を吸入し、パイ
プ30の中を移送した後、容器12内の中央付近へと落下さ
せる。
槽24内から循環ポンプ28で０℃付近の水を吸入し、パイ
プ30の中を移送した後、容器12内の中央付近へと落下さ
せる。
かくして第１図のシステムによれば、冷媒温度やその供
給量、撹拌羽根の回転速度やポンプ流量等を調整するこ
とにより、−５℃程度までの任意の温度の過冷却水を連
続的に製造し、氷蓄熱槽内に供給することができること
になる。
給量、撹拌羽根の回転速度やポンプ流量等を調整するこ
とにより、−５℃程度までの任意の温度の過冷却水を連
続的に製造し、氷蓄熱槽内に供給することができること
になる。
第２図、第３図は、本発明による撹拌冷却方式と従来の
静置方式とによる過冷却の原理を分子モデルで表したも
のである。本発明の方法では水が流動状態にあるので水
素結合を作る力が弱くなり、氷結しにくいものと考えら
れる。
静置方式とによる過冷却の原理を分子モデルで表したも
のである。本発明の方法では水が流動状態にあるので水
素結合を作る力が弱くなり、氷結しにくいものと考えら
れる。
本発明による第１図の蓄熱方式を従来の直膨コイル方式
と比較すると次のようになる。
と比較すると次のようになる。
１）製氷率は従来方式では30％以下であるが本方式では
いくらでも高くすることが可能である。
いくらでも高くすることが可能である。
２）イニシヤルコスト及びランニングコストは本方式に
よれば従来方式の80％程度になる。
よれば従来方式の80％程度になる。
３）本方式の方が従来方式よりもコンパクトな設計が可
能である。
能である。
４）本方式は複雑な形状のコイルを使用しないのでメン
テナンスが極めて楽である。
テナンスが極めて楽である。
（発明の効果） 以上詳細に説明した如く、本発明の方法によれば次のよ
うな利点が得られる。
うな利点が得られる。
１）−５℃程度までの任意の温度の過冷却水を作ること
ができる。
ができる。
２）伝熱面では結氷しないので熱ロスが小さい。
３）伝熱面では水が流動状態にあるので伝熱効率が非常
に良く、冷却時間が大幅に短縮できる。
に良く、冷却時間が大幅に短縮できる。
４）流動状態で作った過冷却水は静置法で作ったものに
比べて氷結しにくいので、移送することが可能になり、
任意の位置で製氷することができる。
比べて氷結しにくいので、移送することが可能になり、
任意の位置で製氷することができる。
５）過冷却水製造部を蓄熱部から分離して作ることがで
きるので、連続運転が可能になりメンテナンス性が向上
する。
きるので、連続運転が可能になりメンテナンス性が向上
する。
第１図は本発明の方法による過冷却水の製造と氷蓄熱槽
を組合せたシステムの断面図、第２図は本発明による撹
拌冷却方式での過冷却の原理を分子モデルで表わした模
式図、第３図は従来の静置方式における過冷却の原理を
分子モデルで表わした模式図である。 10……過冷却水、12……容器 14……冷媒、16……タンク 18……回転軸、20……攪拌羽根 22……配管、24……氷蓄熱槽 30……配管
を組合せたシステムの断面図、第２図は本発明による撹
拌冷却方式での過冷却の原理を分子モデルで表わした模
式図、第３図は従来の静置方式における過冷却の原理を
分子モデルで表わした模式図である。 10……過冷却水、12……容器 14……冷媒、16……タンク 18……回転軸、20……攪拌羽根 22……配管、24……氷蓄熱槽 30……配管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 沢田 和美 東京都新宿区四谷２丁目４番地 新菱冷熱 工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭54−102648（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】冷媒を満たしたタンク内に水の入った円筒
状容器を浸漬し、 該円筒状容器の中心に鉛直方向に伸びる回転軸とその下
端に取付けられた水平方向に回転する撹拌羽根とを配置
し、 前記回転軸を所定の回転速度で回転させることにより前
記容器内の水に回転力を与え、 前記容器の中央部上方から水を補うと共に前記容器の外
周上部から溢れ出る水を系外へ取り出すように配管し、 前記容器内の周縁部で冷媒により冷却される円周面にお
ける水の流速が0.1m/sec以上になるように流動状態を保
ちながら冷媒によって水を冷却し、 過冷却状態に達した水を製造することを特徴とする過冷
却水の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60285465A JPH0733946B2 (ja) | 1985-12-20 | 1985-12-20 | 過冷却水の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60285465A JPH0733946B2 (ja) | 1985-12-20 | 1985-12-20 | 過冷却水の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62147271A JPS62147271A (ja) | 1987-07-01 |
| JPH0733946B2 true JPH0733946B2 (ja) | 1995-04-12 |
Family
ID=17691865
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60285465A Expired - Lifetime JPH0733946B2 (ja) | 1985-12-20 | 1985-12-20 | 過冷却水の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0733946B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04203875A (ja) * | 1990-11-30 | 1992-07-24 | Kajimoto Kikai Kogyo Kk | 冷却加熱槽 |
| JP5066875B2 (ja) * | 2006-09-19 | 2012-11-07 | 株式会社Ｉｈｉ | 壁面付着氷の伝播防止方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54102648A (en) * | 1978-01-30 | 1979-08-13 | Matsushita Refrig Co | Flake ice manufacturing process |
-
1985
- 1985-12-20 JP JP60285465A patent/JPH0733946B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62147271A (ja) | 1987-07-01 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |