JPH10160208A - ダイナミック型製氷装置及びこれを用いた蓄冷利用システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回転する氷かきとり器を用いることなく連続
的に製氷することができ、かつ、氷水搬送に適したシャ
ーベット状の氷水を得ることができる、安価で簡単な構
造のダイナミック型製氷装置とこの製氷装置を用いた蓄
冷利用システムを得ること。 【解決手段】 製氷容器１内に被冷却媒体を循環可能に
封入すると共にこの被冷却媒体を冷却する冷却媒体を流
通させる冷却管１４を設け、被冷却媒体内に小物体であ
る複数の小球１５を封入してこの小球１５を冷却管１４
の表面に衝突させ、冷却管１４の表面に付着した氷をか
きとって、シャーベット状の氷水２４を生成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ダイナミック型製
氷装置及びこれを用いた蓄冷利用システムに係り、より
詳しくは、生成した瞬間の氷を水流でかき乱された小物
体でかき取るダイナミック型製氷装置、及びこれを用い
て生成した氷水を搬送し、氷の潜熱を直接利用して熱負
荷を冷却する蓄冷利用システムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の製氷装置としては、例えば、冷凍
空調便覧新版の第５版４巻の冷凍応用装置編７６頁（日
本冷凍協会発行）に開示された製氷装置がある。この製
氷装置は、図７に示すように、蒸発器５０で蒸発した冷
却媒体の冷熱が、円筒状の結氷器５１の内周面に沿って
自然落下した水を冷却し、この水を結氷器５１の内周面
で氷結させる。そして、回転軸５２に接続された氷かき
とり器５３が、駆動装置５４、減速機５５、ハイポイド
ギア５６によって１〜２回転／ｍｉｎで回転して、結氷
器５１に成長した氷をかきとり、１ｍｍ〜３ｍｍ程度の
薄氷（フレークアイス）を生成する。こうして生成した
氷は下方に落下して蓄えられる。結氷しきれなかった水
は、ポンプ５７によって水流路５８を経て再び製氷機内
に供給される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記のように構成した
製氷装置によれば、氷かきとり器５３に回転力を付与す
るための駆動装置５４、減速機５５、ハイポイドギア５
６等の設備が不可決で、構造が複雑かつ高価になる。ま
た、円筒状の結氷器５１の内部に氷かきとり器５３を設
置するため、製氷には直接寄与しない空間が必要にな
り、大型で高価になる。さらに、生成した氷の結晶が１
ｍｍ〜３ｍｍ程度の薄氷のため氷水搬送に用いるには大
きすぎて効率的ではない等の問題があった。

【０００４】本発明は上記のような課題を解決するため
になされたもので、回転する氷かきとり器を用いること
なく連続的に製氷することができ、かつ、氷水搬送に適
したシャーベット状の氷水を得ることができる、安価で
簡単な構造のダイナミック型製氷装置及びこの製氷装置
を用いた蓄冷利用システムを得ることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、次のように構
成したものである。 （１） 容器内に被冷却媒体を循環可能に封入すると共
に被冷却媒体を冷却する冷却媒体を流通させる冷却媒体
流路を設け、被冷却媒体内に複数の小物体を封入して小
物体を冷却媒体流路の表面に衝突させ、冷却媒体流路の
表面に付着した氷をかきとってシャーベット状の氷水を
生成するようにしたものである。

【０００６】（２） 上記（１）のダイナミック型製氷
装置において、容器内に被冷却媒体を循環可能に封入す
ると共に被冷却媒体を冷却する冷却媒体を流通させる冷
却媒体流路を設け、被冷却媒体内に被冷却媒体よりも比
重が大きく外径が冷却媒体流路間隔の最小値よりも小さ
い複数の小物体を封入し、容器の下方から上方に被冷却
媒体を流して小物体に働く上方に向かう被冷却媒体によ
る抗力と下方に向かう小物体に働く重力との拮抗によっ
て、小物体を容器内の冷却媒体流路の周囲で流動攪拌し
て冷却媒体流路の表面に衝突させ、冷却媒体流路の表面
に付着した氷をかきとってシャーベット状の氷水を生成
するようにしたものである。

【０００７】（３） 上記（１）のダイナミック型製氷
装置において、容器内に被冷却媒体を循環可能に封入す
ると共に被冷却媒体を冷却する冷却媒体を流通させる冷
却媒体流路を設け、被冷却媒体内に被冷却媒体よりも比
重が小さく外径が冷却媒体流路間隔の最小値よりも小さ
い複数の小物体を封入し、容器の上方から下方に被冷却
媒体を流して小物体に働く下方に向かう被冷却媒体によ
る抗力と上方に向かう小物体に働く浮力との拮抗によっ
て、小物体を容器内の冷却媒体流路の周囲で流動攪拌し
て冷却媒体流路の表面に衝突させ、冷却媒体流路の表面
に付着した氷をかきとってシャーベット状の氷水を生成
するようにしたものである。

【０００８】（４） 上記（２），（３）のダイナミッ
ク型製氷装置において、容器内部を上部仕切り部と下部
仕切り部によって上部と下部及び中央部の３つの空間に
仕切り、中央空間部内に上部空間部と下部空間部に連接
して冷却媒体を流通させる冷却媒体流路を設け、冷却媒
体を上部空間部、冷却媒体流路、下部空間部に流通させ
ると共に被冷却媒体を中央空間部に流通させ、冷却媒体
流路を流れる冷却媒体によって被冷却媒体を冷却するよ
うにしたものである。

【０００９】（５） 上記（２），（３）のダイナミッ
ク型製氷装置において、冷却媒体流路を上下方向に連続
して屈曲させて容器内に収容してその両端部を容器の側
面に取付け、冷却媒体を冷却媒体流路の一端から冷却媒
体流路内に流入させて他端から流出させ、被冷却媒体を
冷却するようにしたものである。

【００１０】（６） 上記（４），（５）のダイナミッ
ク型製氷装置において、被冷却媒体の出入口近傍に小物
体の外径よりも細かいメッシュの網を設けて、小物体が
被冷却媒体と共に容器外に流出するのを防止するように
したものである。 （７） 上記（１），（２）のダイナミック型製氷装置
において、小物体の比重が１．０１〜１．５０の範囲内
にあるようにしたものである。

【００１１】（８） 上記（１），（２）のダイナミッ
ク型製氷装置において、小物体群を、ナイロン、ポリス
チレン、ポリカーボネイト、アクリル、塩化ビニル樹脂
のようなゴム．プラスチック系の材料、金属をプラスチ
ックでコーティングした材料、及び無機材料とプラスチ
ックの合成材料の材料のうちの少なくともの一つの材料
からなる小物体の集合によって構成したものである。

【００１２】（９） 上記（１），（２），（３）のダ
イナミック型製氷装置において、小物体群を、球状、立
方体形状、直方体形状及びある程度の大きさの塊を粉砕
したチップ状の形状のうちの少なくとの一つの形状から
なる小物体の集合によって構成したものである。

【００１３】（１０） 上記（１），（２），（３）の
ダイナミック型製氷装置において、冷却媒体を、フロン
系の冷却媒体によって構成したものである。 （１１） 上記（１），（２），（３）のダイナミック
型製氷装置において、冷却媒体を、ブラインの不凍液に
よって構成したものである。

【００１４】（１２） 上記（１），（２），（３）の
ダイナミック型製氷装置において、被冷却媒体を、真水
によって構成したものである。 （１３） 上記（１），（２），（３）のダイナミック
型製氷装置において、被冷却媒体を、水に塩化カルシウ
ムやエチレングリコール、プロピレングリコールを溶解
させたブライン水溶液、又は不凍化蛋白質を溶解させた
水溶液等、凝固点を摂氏０度よりわずかに低下させた水
溶液によって構成したものである。

【００１５】（１４） 本発明に係るダイナミック型製
氷装置を用いた蓄冷利用システムは、容器内に被冷却媒
体を循環可能に封入すると共に被冷却媒体を冷却する冷
却媒体を流通させる冷却媒体流路を設け、被冷却媒体内
に複数の小物体を封入して小物体を冷却媒体流路の表面
に衝突させ、冷却媒体流路の表面に付着した氷をかきと
ってシャーベット状の氷水を生成して蓄熱槽内に蓄えて
おき、必要に応じて氷水を負荷機器に搬送し、氷の潜熱
を利用して負荷機器を冷却又は冷房するようにしたもの
である。

【００１６】（１５） また、容器内に被冷却媒体を循
環可能に封入すると共に被冷却媒体を冷却する冷却媒体
を流通させる冷却媒体流路を設け、被冷却媒体内に複数
の小物体を封入して小物体を冷却媒体流路の表面に衝突
させ、冷却媒体流路の表面に付着した氷をかきとってシ
ャーベット状の氷水を生成して蓄熱槽内に蓄えておき、
必要に応じて氷水を負荷部に搬送し、負荷部に直接接触
させて負荷部を冷却又は洗浄するようにしたものであ
る。 （１６） 上記（１４），（１５）のダイナミック型製
氷装置を用いた蓄冷利用システムにおいて、氷水の氷充
填率を調整したのち調整後の氷水を負荷機器又は負荷部
に搬送するようにしたものである。

【００１７】

【発明の実施の形態】

実施の形態１ 図１は本発明の実施の形態１の模式図である。１は中空
円筒状の製氷容器で、上面板２、下面板３及び側面板４
によって構成され、その内部は上部仕切り部５と下部仕
切り部６とによって上部空間部７、下部空間部８及び中
央空間部９に仕切られており、中央空間部９内には被冷
却媒体である水が充水されて下方から上方に流れるよう
になっている。１０，１１は製氷容器１の上部空間部７
と下部空間部８に設けた冷却媒体入口部と冷却媒体出口
部であり、１２，１３は製氷容器１の中央空間部９の上
下に設けた被冷却媒体出口部と被冷却媒体入口部であ
る。

【００１８】１４は製氷容器１の中央空間部９内の上下
方向に立設された中空円筒状の複数個の冷却管で、その
上端部と下端部を上部仕切部５と下部仕切部６に設けた
開口穴５ａ，６ａに接続して、上部空間部７と下部空間
部８を連通させている。こうして、冷却管１４によって
冷却媒体の流路を構成し、冷却媒体によって中央空間部
９内の被冷却媒体である水を冷却して、冷却管１４の表
面に氷を付着させる。

【００１９】１５は製氷容器１の中央空間部９内に閉じ
こめられた小物体である小球（形状は限定しないが本実
施の形態では小球とする）で、複数個からなる小物体群
を構成している。この、各小球１５は被冷却媒体である
水よりもわずかに比重が大きく、その外径は冷却管１４
の間隔の最小値よりも小さく形成されている。そして、
水の流れと同一方向の上方に働く抗力とその反対方向の
下方に働く重力との拮抗によってかきみだされ、製氷容
器１内の冷却管１４の周囲で小球１５が流動攪拌され、
冷却管１４の表面に衝突して冷却媒体の表面に付着した
氷をかきとり、シャーベット状の氷水を生成する。

【００２０】なお、この小球１５は水の比重よりも大き
くなるにつれて、冷却管１４の表面に衝突させるために
水を流動させる水ポンプ（後述）の揚程及び流量を大き
くしなければならないので、比重は約１．０１〜１．５
０の範囲にするのが好ましく、例えば実施の形態１で
は、比重が約１．２のナイロンを使用している。

【００２１】１６は冷凍機（コンデンシングユニッ
ト）、１７，１８は冷媒液配管及び冷媒ガス配管で、冷
媒液配管１７の一端は冷凍機１６の上部に接続され他端
は上部空間部７の冷却媒体入口部１０に接続されてお
り、また、冷媒ガス配管１８の一端は下部空間部３の冷
却媒体出口部１１に接続され他端は冷凍機１６の下部に
接続されている。そして、これらの冷媒液配管１７、上
部空間部７，冷却管１４、下部空間部８、冷媒ガス配管
１８の内部をフロン系の冷却媒体が流れ、液体状の冷却
媒体を直接蒸発させることによって中央空間部９内の被
冷却媒体を冷却し、冷却管１４の表面に氷を生成させ
る。

【００２２】１９は蓄熱槽、２０はポンプ、２１，２２
は上部水配管及び下部水配管で、上部水配管２１の一端
は製氷容器１の被冷却媒体出口部１２に接続され、他端
は蓄熱槽１９の上方に開口しており、また、下部水配管
２２の一端は蓄熱槽１９の下方に接続され、ポンプ２０
を経て他端は製氷容器１の被冷却媒体入口部１３に接続
されている。

【００２３】２３は蓄熱槽１９内の蓄冷材である水、２
４は製氷容器１内で生成し蓄熱槽１９内に蓄えられたシ
ャーベット状（スラリー状）の氷である。２５，２６は
製氷容器１の中央空間部９内に上部仕切り板５及び下部
仕切り板６とほぼ平行に取付けられた円盤状の上部網と
下部網で、上部網２５は被冷却媒体出口部１２の下部近
傍に取付けられ、下部網２６は被冷却媒体入口部１３の
上部近傍に取付けられている。そして、小球１５の外径
よりも細かいメッシュの網によって構成され、小球１５
が製氷容器１の中央空間部９内に留まるようにしてあ
る。

【００２４】上記のように構成した本実施の形態の作用
を説明する。まず、ポンプ２０を駆動すると、この駆動
力によって蓄熱槽１９内の水は下部水配管２２を経て製
氷容器１の中央空間部９の下方に導入され、中央空間部
９内の水が下方から上方に移動して、上部水配管２１を
経て、再び蓄熱槽１９内に戻る。

【００２５】一方、冷凍機１６から低圧低温のフロン系
の冷却媒体（二層）が得られ、この冷却媒体は冷媒液配
管１７を経て製氷容器１内の上部空間部７に至り、ここ
から複数の冷却管１４内に分配され、冷却管１４内を通
って下降する。そして、冷却管１４内を下降中に、中央
空間部９内を上に向かって流れる水から熱を奪って冷却
媒体自体が蒸発、ガス化し、冷却管１４の外表面に氷を
生成する。その後、ガス化した冷却媒体はさらに冷却管
１４内を下降して下部空間部８で再度合流し、冷媒ガス
配管１８を経て、冷凍機１６に戻る。

【００２６】こうして冷却管１４の外表面に生成した氷
は、水の流れと同一方向の上方に働く抗力とその反対方
向の下方に働く重力との拮抗によってかき乱された小球
１５が冷凍管１４の表面に衝突して、瞬時にかきとられ
る。冷却管１４の表面からかきとられた氷の粒は、水の
流れに乗って中央空間部９内を上昇し、上部水配管２１
に沿って移動して蓄熱槽１９内に導かれ、シャーベット
状の氷水２４を生成する。

【００２７】本実施の形態によれば、製氷容器１の中央
空間部９内に水よりもわずかに比重が大きい小球１５を
閉じこめ、下方から上方に向かう水の流れで小球１５を
かきみだして冷却管１４の表面に生成した氷をかきとる
ようにしたので、従来のように氷をかきとるためのかき
とり羽根及びこれを駆動する駆動装置を必要とせず、構
造が簡単でコンパクトなうえ、安価である。

【００２８】さらに、製氷容器１の中央空間部９内の被
冷却媒体出入口部１２，１３の近傍に、小球１５の外径
よりも細かいメッシュの網２５，２６を設けたので、小
球１５が製氷容器１の中央空間部９内に留まり、外部へ
流出することがない。

【００２９】実施の形態２ 図２は本発明の実施の形態２の模式図である。実施の形
態１では、上部網２５及び下部網２６を円盤状に形成し
て上部仕切り板５及び下部仕切り板６とほぼ平行になる
ようにして取付けた場合を示したが、本実施の形態で
は、上部網２５，下部網２６を小型の凹状に形成して、
その凹部側が被冷却媒体出入口部１２，１３側に向くよ
うにして被冷却媒体出入口部１２，１３に取り付けたも
のである。本実施の形態によれば、簡易な装置によっ
て、小球１５が水とともに製氷容器１外に流出するのを
防止することができ、小球１５を中央空間部９内に留め
ることができる。

【００３０】実施の形態３ 実施の形態１では、冷却管１４を上部仕切り部５と下部
仕切り部６の開口穴に接続して上部空間部７から下部空
間部８に冷却媒体が流れるようにしたが、本実施の形態
では、冷却管を上下方向に複数回屈曲させて構成し、そ
の両端部を製氷容器１の出入口部に直接に接続して製氷
容器１内に収容し、冷却媒体が冷却管内を上下動しなが
ら流れるようにしたものである。

【００３１】図３、図４は本実施の形態の正面図及びそ
の縦断面図である。２７は製氷容器１の空間部で、その
内部に冷却媒体である水が充水されている。１２，１３
は空間部２７内の水を出入させるための被冷却媒体出口
部及び被冷却媒体入口部で、製氷容器１の上端部及び下
端部近傍に設けられている。１０，１１は冷媒媒体入口
部及び冷却媒体出口部で、被冷却媒体出口部１２よりも
下方で製氷容器１の上部付近にほぼ同じ高さになるよう
にして４対並んで設けられている。

【００３２】２８は逆Ｕ字状とＵ字状が交互に連続する
ようにして上下方向に繰り返して屈曲して形成された中
空の冷却管で、その両端部を製氷容器１の冷却媒体入口
部１０と冷却媒体出口部１１に接続してある。そして、
冷却媒体が屈曲した冷却管２８内を上下に移動しながら
冷却媒体入口部１０から冷却媒体出口部１１方向に流れ
るようにして、この流動中に空間部２７内の被冷却媒体
を冷却し、冷却管２８の表面に氷を生成させるようにし
てある。そして、この冷却管２８は、本実施の形態で
は、４対ほぼ平行に配設されて、それぞれの両端部が各
冷媒媒体入口部１０ａ〜１０ｄ及び冷却媒体出口部（１
１ａ〜１１ｄ）に取付けられている。なお、その他の構
成は、図１で示した実施の形態１と同様なので、説明を
省略する。

【００３３】上記の説明では、冷却管２８を逆Ｕ字状と
Ｕ字状が交互に連続するようにして上下方向に繰り返し
て屈曲するように構成した場合を示したが、逆Ｕ字状と
Ｕ字状に限定するものでなく、例えば、逆Ｖ字状とＶ字
状が交互に繰り返されるような他の形態であってもよ
い。また、冷却管２８は４対ほぼ平行に配設した場合を
示したが、３対以下あるいは５対以上をほぼ平行に配設
してもよい。

【００３４】本実施の形態では、冷却管２８を交互に連
続して上下方向に繰り返し屈曲させ、その両端部を冷却
媒体入口部１０と冷却媒体出口部１１に接続して、内部
に冷却媒体を流動させて被冷却媒体を冷却し冷却管２８
の表面に氷を生成させ、小球１５がかきみだされて冷却
管２８に衝突して冷却管２８の表面に成長した氷をかき
とるようにしたので、氷をかきとるための特別な駆動装
置などを必要とせず、構造が堅固で簡単かつコンパクト
なうえ、安価である。

【００３５】実施の形態４ 実施の形態１〜３では、冷却管１４（又は２８…以下同
じ）の内部にフロン系の冷却媒体を流動させこれを蒸発
させ、冷却管１４の表面に氷を生成させるようにした
が、本実施の形態では、冷却媒体としてフロン系の冷却
媒体に代えてブラインの不凍液を用いたものである（図
示せず）。冷凍機１６から低圧低温のブラインの不凍液
からなる冷却媒体（二層）が得られ、この冷却媒体は冷
媒液配管１７を経て製氷容器１内の上部空間部７（又は
空間部２７）に至り、ここか複数の冷却管１４に分配さ
れて、冷却管１４内を通って下降する。そして、冷却管
１４内を下降中に、中央空間部９（又は空間部２７）内
を上に向かって（又は上下方向に）流れる水から熱を奪
って冷却媒体自体が蒸発、ガス化し、冷却管１４の外表
面に氷を生成する。その後、ガス化した冷却媒体はさら
に冷却管１４内を下降して下部空間部８で再度合流し、
冷媒ガス配管１８を経て、冷凍機１６に戻る。

【００３６】本実施の形態では、冷却管１４内部にブラ
インの不凍液からなる冷却媒体を流動させ、これを蒸発
させて冷却管１４の表面に氷を生成させるようにしたの
で、氷をかきとるための特別な駆動装置などを必要とせ
ず、構造が簡単でコンパクトなうえ、安価である。

【００３７】実施の形態５ 図５は本発明の実施の形態５の模式図である。なお、図
１と同一又は相当部分には同じ符号を付し、説明を省略
する。２９は必要に応じて氷と水の混合割合を調整する
氷充填率調整装置、３０は蓄熱槽１９内の氷水を搬送す
るポンプ、３１は例えば空調機の負荷機器である。３２
は搬送管で、一端を蓄熱槽１９の底部に接続し、氷充填
率調整装置２９、ポンプ３０、空調機の負荷機器３１を
経て、他端を蓄熱槽１９の上部に開口してある。

【００３８】上記のように構成した本実施の形態の作用
を説明する。なお、製氷容器１における製氷工程は実施
の形態１で示した場合と同様なので、説明を省略する。
小球１５が冷却管１４の表面に衝突してかきとった氷の
粒は、水の流れに乗って上部水配管２１を通って蓄熱槽
１９に導かれ、シャーベット状の氷２４を生成する。こ
うして蓄熱槽１９内に蓄えられたシャーベット状の氷２
４は、必要に応じて、氷充填率調整装置２９により氷と
水の混合割合を調整され、その後、ポンプ３０によって
負荷機器３１に搬送され、氷の潜熱を利用しながら負荷
を冷却又は冷房して、蓄熱槽１９に戻る。

【００３９】本実施の形態によれば、氷充填率調整装置
２９によって氷と水の混合割合を調整して所望の充填率
の氷水で負荷を冷却することができ、例えば、５０００
ｍ²以上の大規模ビルの氷蓄熱空調などの空調分野に利
用することができる。

【００４０】実施の形態６ 図６は本発明の実施の形態６の模式図である。なお、図
１と同一又は相当部分には同じ符号を付し、説明を省略
する。２９は必要に応じて氷と水の混合割合を調整する
氷充填率調整装置、３０は蓄熱槽１９内の氷水を搬送す
るポンプ、３３は例えば野菜のような負荷である。３２
は搬送管で、一端を蓄熱槽１９の底部近傍に接続し、氷
充填率調整装置２９、ポンプ３０を経て、他端を負荷３
３方向に開口してある。

【００４１】上記のように構成した本実施の形態の作用
を説明する。小球１５が冷却管１４の表面に衝突してか
きとった氷の粒は、水の流れに乗って上部水配管２１を
通って蓄熱槽１９に導かれ、シャーベット状の氷２４を
生成する。こうして蓄熱槽１９内に蓄えられたシャーベ
ット状の氷２４は、必要に応じて、氷充填率調整装置２
９により氷と水の混合割合を調整され、その後、ポンプ
３０によって負荷３３に搬送され、ここで負荷３３に直
接流下して接触させ、負荷３３を冷却あるいは洗浄す
る。

【００４２】本実施の形態によれば、氷充填率調整装置
２９によって氷と水の混合割合を調整して所望の充填率
の氷水で負荷３３を冷却することができるので、例え
ば、野菜洗浄、豆腐製造、製麺、牛乳冷却等の低温分野
における食品冷却用途に利用することができる。

【００４３】実施の形態７ 実施の形態１〜６では小物体を小球１５としたが、本実
施の形態では小物体をナイロンからなる立方体形状にし
たものである（図示せず）。攪拌された立方体形状の小
物体によって冷却管１４の面上に生成した氷をかき落と
すので、氷のかき落しが簡単で装置がコンパクトなう
え、安価である。

【００４４】実施の形態８ 実施の形態１〜６では小物体を小球１５としたが、本実
施の形態では小物体をナイロンからなる直方体形状にし
たものである（図示せず）。攪拌された直方体形状の小
物体によって冷却管１４の面上に生成した氷をかき落と
すので、氷のかき落しが簡単で装置がコンパクトなう
え、安価である。

【００４５】実施の形態９ 実施の形態１〜６では小物体を小球１５としたが、本実
施の形態では小物体をナイロンからなるある程度の大き
さの塊を粉砕したチップ形状にしたものである（図示せ
ず）。攪拌されたチップ形状の小物体によって冷却管１
４の面上に生成した氷をかき落とすので、氷のかき落し
が簡単で装置がコンパクトなうえ、安価である。

【００４６】実施の形態１０ 実施の形態１〜９では、小物体群をそれぞれ小球、立方
体形状、直方体形状又はある程度の大きさの塊を粉砕し
たチップ形状にしたが、本実施の形態では、上記の小
球、立方体形状、直方体形状及びある程度の大きさの塊
を粉砕したチップ形状にした各小物体を任意の割合で混
合して混合状態の小物体群を構成するようにしたもので
ある（図示せず）。攪拌された混合小物体によって冷却
管１４の面上に生成した氷をかき落とすので、氷のかき
落しが簡単で装置がコンパクトなうえ、安価である。

【００４７】実施の形態１１ 実施の形態１〜１０では製氷容器１の被冷却媒体内に閉
じこめられた小球１５等を比重が約１．２のナイロンに
よって形成した場合を示したが、本実施の形態では小物
体を比重が約１．０５のポリスチレンのようなゴム．プ
ラスチック系の材料によって形成したものである（図示
せず）。上記のような比重と材料を選択することによっ
て、水の流れと同一方向の上方に働く抗力とその反対方
向の下方に働く重力との拮抗によってかき乱され、冷却
管１４上の氷を効率的にかきとるのに好ましい小物体を
得ることができる。

【００４８】実施の形態１２ 実施の形態１〜１０では製氷容器１の被冷却媒体内に閉
じこめられた小球１５等を比重が約１．２のナイロンに
よって形成したが、本実施の形態では小物体を比重が約
１．２のポリカーボネイトのようなゴム．プラスチック
系の材料によって形成したものである（図示せず）。上
記のような比重と材料を選択することによって、水の流
れと同一方向の上方に働く抗力とその反対方向の下方に
働く重力との拮抗によってかき乱され、冷却管１４上の
氷を効率的にかきとるのに好ましい小物体を得ることが
できる。

【００４９】実施の形態１３ 実施の形態１〜１０では製氷容器１の被冷却媒体内に閉
じこめられた小球１５等を比重が約１．２のナイロンに
よって形成したが、本実施の形態では小物体を比重が約
１．２のアクリルのようなゴム．プラスチック系の材料
によって形成したものである（図示せず）。上記のよう
な比重と材料を選択することによって、水の流れと同一
方向の上方に働く抗力とその反対方向の下方に働く重力
との拮抗によってかき乱され、冷却管１４上の氷を効率
的にかきとるのに好ましい小物体を得ることができる。

【００５０】実施の形態１４ 実施の形態１〜１０では製氷容器１の被冷却媒体内に閉
じこめられた小球１５等を比重が約１．２のナイロンに
よって形成したが、本実施の形態では小物体を比重が約
１．４の塩化ビニル樹脂のようなゴム．プラスチック系
の材料によって形成したものである（図示せず）。上記
のような比重と材料を選択することによって、水の流れ
と同一方向の上方に働く抗力とその反対方向の下方に働
く重力との拮抗によってかき乱され、冷却管１４上の氷
を効率的にかきとるのに好ましい小物体を得ることがで
きる。

【００５１】実施の形態１５ 実施の形態１〜１０では製氷容器１の被冷却媒体内に閉
じこめられた小球１５等を比重が約１．２のナイロンに
よって形成したが、本実施の形態では、比重を調整する
ために、小物体を金属をプラスチックでコーティングし
た材料によって形成したものである（図示せず）。上記
のような材料を選択することによって、水の流れと同一
方向の上方に働く抗力とその反対方向の下方に働く重力
との拮抗によってかき乱され、冷却管１４上の氷を効率
的にかきとるのに好ましい小物体を得ることができる。

【００５２】実施の形態１６ 実施の形態１〜１０では製氷容器１の被冷却媒体内に閉
じこめられた小球１５等を比重が約１．２のナイロンに
よって形成したが、本実施の形態では、比重を調整する
ために、小物体を無機材料とプラスチックの合成材料で
形成したものである（図示せず）。上記のような材料を
選択することによって、水の流れと同一方向の上方に働
く抗力とその反対方向の下方に働く重力との拮抗によっ
てかき乱され、冷却管１４上の氷を効率的にかきとるの
に好ましい小物体を得ることができる。

【００５３】実施の形態１７ 実施の形態１〜１６では製氷容器１の被冷却媒体内に閉
じこめられた小球１５等をナイロン、ポリスチレン、ポ
リカーボネイト、アクリル、塩化ビニル樹脂のようなゴ
ム．プラスチック系の材料、金属をプラスチックでコー
ティングした材料、又は無機材料とプラスチックの合成
材料で形成したが、本実施の形態では、これらの材料か
らなるさまざまの小球１５等を任意の数ごとに混合して
小物体群を構成するようにしたものである（図示せ
ず）。上記のような材料を選択することによって、水の
流れと同一方向の上方に働く抗力とその反対方向の下方
に働く重力との拮抗によってかき乱され、冷却管１４上
の氷を効率的にかきとるのに好ましい小物体群を得るこ
とができる。

【００５４】実施の形態１８ 実施の形態１〜１７では製氷容器１内に被冷却媒体とし
て水を充水したが、この被冷却媒体は特に清浄水（真
水）であってもよい（図示せず）。本実施の形態によれ
ば、シャーベット状の氷水を清浄水から生成できるの
で、特に野菜洗浄、豆腐洗浄等のような低温分野に利用
することができる。

【００５５】実施の形態１９ 実施の形態１〜１７では製氷容器１内に被冷却媒体とし
て水を充水したが、この被冷却媒体は、水に塩化カルシ
ウムやエチレングリコール、プロピレングリコール等を
溶解させたブライン水溶液、又は不凍化蛋白質等を溶解
させた水溶液等、水の凝固点を０℃よりわずかに低下さ
せた水溶液であってもよい（図示せず）。本実施の形態
によれば、シャーベット状の氷水をブライン水溶液等か
ら生成でき、それを用いて低温分野や空調分野に利用す
ることができる。

【００５６】実施の形態２０ 実施の形態１〜１９では冷却管１４内の冷却媒体は被冷
却媒体の流れと逆に上方から下方に流れる場合について
示したが、本実施の形態では冷却媒体を水の流れと同方
向の下方から上方に流れるようにしたものである（図示
せず）。本実施の形態によれば、下方から上方に流れる
被冷却媒体で攪拌された小球１５等が、冷却管１４内を
下方から上方に流れる冷却媒体で冷却された冷却管１４
上の氷をかきとる際にかきとり羽根やその駆動装置が不
要で、構造が簡単でコンパクトなうえ、安価である。

【００５７】実施の形態２１ 実施の形態１〜２０では被冷却媒体を下方から上方に流
れるようにしたが、本実施の形態では上方から下方に流
れるようにしたものである。この場合、小物体である小
球１５等の比重は水よりも小さくなるようにしてあり、
比重は１未満である（図示せず）。本実施の形態によれ
ば、被冷却媒体の流れと同方向の下方に働く抗力とその
反対方向の上方に働く浮力との拮抗によって小球１５等
がかきみだされ、製氷容器１内の冷却管１４の周囲で流
動攪拌されて冷却管１４の表面に衝突し、冷却管１４の
表面に付着した氷をかきとるので、従来のようにかきと
り羽根やその駆動装置が不要で、構造が簡単でコンパク
トなうえ、安価である。

【００５８】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
よれば、次のような効果を得ることができる。なお、説
明に当たっては、請求項の番号と同じ番号を付してそれ
ぞれの請求項の効果を記述する。

【００５９】（１） 本発明に係るダイナミック型製氷
装置は、容器内に被冷却媒体を循環可能に封入すると共
にこの被冷却媒体を冷却する冷却媒体を流通させる冷却
媒体流路を設け、被冷却媒体内に複数の小物体を封入し
てこの小物体を冷却媒体流路の表面に衝突させ、冷却媒
体流路の表面に付着した氷をかきとってシャーベット状
の氷水を生成するようにしたので、氷をかきとるための
特別な氷かきとり器やその駆動装置などを必要とせず、
構造が簡単、コンパクトで、かつ安価である。

【００６０】（２） 上記（１）において、容器内に被
冷却媒体を循環可能に封入すると共にこの被冷却媒体を
冷却する冷却媒体を流通させる冷却媒体流路を設け、被
冷却媒体内に被冷却媒体よりも比重が大きく外径が冷却
媒体流路間隔の最小値よりも小さい複数の小物体を封入
し、容器の下方から上方に被冷却媒体を流して小物体に
働く上方に向かう被冷却媒体による抗力と下方に向かう
小物体に働く重力との拮抗によって、小物体を容器内の
冷却媒体流路の周囲で流動攪拌して冷却媒体流路の表面
に衝突させ、冷却媒体流路の表面に付着した氷をかきと
ってシャーベット状の氷水を生成するようにしたので、
氷をかきとるための特別な氷かきとり器やその駆動装置
などを必要とせず、構造が簡単、コンパクトで、かつ安
価である。

【００６１】（３） 上記（１）において、容器内に被
冷却媒体を循環可能に封入すると共にこの被冷却媒体を
冷却する冷却媒体を流通させる冷却媒体流路を設け、被
冷却媒体内に被冷却媒体よりも比重が小さく外径が冷却
媒体流路間隔の最小値よりも小さい複数の小物体を封入
し、容器の上方から下方に被冷却媒体を流して小物体に
働く下方に向かう被冷却媒体による抗力と上方に向かう
小物体に働く浮力との拮抗によって、小物体を容器内の
冷却媒体流路の周囲で流動攪拌して冷却媒体流路の表面
に衝突させ、冷却媒体流路の表面に付着した氷をかきと
ってシャーベット状の氷水を生成するようにしたので、
氷をかきとるための特別な氷かきとり器やその駆動装置
などを必要とせず、構造が簡単、コンパクトで、かつ安
価である。

【００６２】（４） 上記（１）又は（３）の容器内部
を上部仕切り部と下部仕切り部によって上部と下部及び
中央部の３つの空間に仕切り、中央空間部内に上部空間
部と下部空間部に連接して冷却媒体を流通させる冷却媒
体流路を設け、冷却媒体を上部空間部、冷却媒体流路、
下部空間部に流通させると共に被冷却媒体を中央空間部
に流通させ、冷却媒体流路を流れる冷却媒体によって被
冷却媒体を冷却するようにしたので、氷をかきとるため
の特別な氷かきとり器やその駆動装置などを必要とせ
ず、構造が簡単、コンパクトで、かつ安価である。

【００６３】（５） 上記（１）又は（３）の冷却媒体
流路を上下方向に連続して屈曲させて容器内に収容して
その両端部を容器の側面に取付け、冷却媒体を冷却媒体
流路の一端から冷却媒体流路内に流入させて他端から流
出させ、被冷却媒体を冷却するようにしたので、氷をか
きとるための特別な氷かきとり器やその駆動装置などを
必要とせず、構造が堅固で簡単かつコンパクトなうえ、
安価である。

【００６４】（６） 上記（４）又は（５）の被冷却媒
体の出入口近傍に小物体の外径よりも細かいメッシュの
網を設けたので、簡易な装置によって小物体が被冷却媒
体と共に容器外に流出するのを防止でき、小物体を容器
内に留めることができる。

【００６５】（７） 上記（１）又は（２）の小物体の
比重が１．０１〜１．５０の範囲内にあるようにしたの
で、水の流れと同一方向の上方に働く抗力とその反対方
向の下方に働く重力との拮抗によってかき乱されて冷却
管上の氷を効率的にかきとるのに好ましい小物体を選択
することができる。

【００６６】（８） 上記（１）又は（２）の小物体群
を、ナイロン、ポリスチレン、ポリカーボネイト、アク
リル、塩化ビニル樹脂のようなゴム．プラスチック系の
材料、金属をプラスチックでコーティングした材料、及
び無機材料とプラスチックの合成材料の材料のうちの少
なくともの一つの材料からなる小物体の集合によって構
成したので、水の流れと同一方向の上方に働く抗力とそ
の反対方向の下方に働く重力との拮抗によってかき乱さ
れて冷却管上の氷を効率的にかきとるのに好ましい小物
体を選択することができる。

【００６７】（９） 上記（１），（２）又は（３）の
小物体群を、球状、立方体形状、直方体形状及びある程
度の大きさの塊を粉砕したチップ状の形状のうちの少な
くとの一つの形状からなる小物体の集合によって構成し
たので、氷のかきおとし構造が簡単でコンパクトなう
え、安価である。

【００６８】（１０） 上記（１），（２）又は（３）
の冷却媒体を、フロン系の冷却媒体によって構成したの
で、上記（１）〜（３）と同様の効果を得ることができ
る。

【００６９】（１１） 上記（１），（２）又は（３）
の冷却媒体を、ブラインの不凍液によって構成したの
で、上記（１）〜（３）と同様の効果を得ることができ
る。

【００７０】（１２） 上記（１），（２）又は（３）
の被冷却媒体を、真水によって構成したので、生成した
シャーベット状の氷水を低温分野や空調分野に利用でき
る。

【００７１】（１３） 上記（１），（２）又は（３）
の被冷却媒体を、水に塩化カルシウムやエチレングリコ
ール、プロピレングリコールを溶解させたブライン水溶
液、又は不凍化蛋白質を溶解させた水溶液等、凝固点を
摂氏０度よりわずかに低下させた水溶液によって構成し
たので、生成したシャーベット状の氷水を空調分野等に
利用できる。

【００７２】（１４） 本発明に係るダイナミック型製
氷装置を用いた蓄冷利用システムは、容器内に被冷却媒
体を循環可能に封入すると共にこの被冷却媒体を冷却す
る冷却媒体を流通させる冷却媒体流路を設け、被冷却媒
体内に複数の小物体を封入してこの小物体を冷却媒体流
路の表面に衝突させ、冷却媒体流路の表面に付着した氷
をかきとってシャーベット状の氷水を生成して蓄熱槽内
に蓄えておき、必要に応じて氷水を負荷機器に搬送し、
氷の潜熱を利用して負荷機器を冷却又は冷房するように
したので、大規模ビル氷蓄熱空調などの空調分野に利用
することができる。

【００７３】（１５） また、容器内に被冷却媒体を循
環可能に封入すると共にこの被冷却媒体を冷却する冷却
媒体を流通させる冷却媒体流路を設け、被冷却媒体内に
複数の小物体を封入してこの小物体を冷却媒体流路の表
面に衝突させ、冷却媒体流路の表面に付着した氷をかき
とってシャーベット状の氷水を生成して蓄熱槽内に蓄え
ておき、必要に応じて氷水を負荷部に搬送し、この負荷
部に直接接触させて負荷部を冷却又は洗浄するようにし
たので、野菜洗浄、豆腐洗浄、製麺及び牛乳冷却のよう
な低温分野に利用することができる。

【００７４】（１６） 上記（１４）又は（１５）の氷
水の充填率を調整したのち、調整後の氷水を負荷機器又
は負荷部に搬送するようにしたので、それぞれの負荷機
器又は負荷部に適した氷水が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態１の模式図である。

【図２】 本発明の実施の形態２の模式図である。

【図３】 本発明の実施の形態３の要部の正面図であ
る。

【図４】 図３の縦断面図である。

【図５】 本発明の実施の形態５の模式図である。

【図６】 本発明の実施の形態６の模式図である。

【図７】 従来の製氷装置の一例を示す縦断面図であ
る。

【符号の説明】

１ 製氷容器、５ 上部仕切り部、６ 下部仕切り部、
７ 上部空間部、８下部空間部、９ 中央空間部、１０
冷却媒体入口部、１１ 冷却媒体出口部、１２ 被冷
却媒体出口部、１３ 被冷却媒体入口部、１４，２８
冷却管、１５小球、１９ 蓄熱槽、２４ シャーベット
状の氷、２５ 上部網、２６ 下部網、２９ 氷充填率
調整装置、３１ 負荷機器、３３ 負荷部。

フロントページの続き (72)発明者 今西 正美 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 松岡 文雄 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 容器内に被冷却媒体を循環可能に封入す
   ると共に該被冷却媒体を冷却する冷却媒体を流通させる
   冷却媒体流路を設け、前記被冷却媒体内に複数の小物体
   を封入して該小物体を前記冷却媒体流路の表面に衝突さ
   せ、該冷却媒体流路の表面に付着した氷をかきとってシ
   ャーベット状の氷水を生成することを特徴とするダイナ
   ミック型製氷装置。
2. 【請求項２】 容器内に被冷却媒体を循環可能に封入す
   ると共に該被冷却媒体を冷却する冷却媒体を流通させる
   冷却媒体流路を設け、前記被冷却媒体内に該被冷却媒体
   よりも比重が大きく外径が前記冷却媒体流路間隔の最小
   値よりも小さい複数の小物体を封入し、前記容器の下方
   から上方に前記被冷却媒体を流して前記小物体に働く上
   方に向かう前記被冷却媒体による抗力と下方に向かう前
   記小物体に働く重力との拮抗によって、前記小物体を前
   記容器内の冷却媒体流路の周囲で流動攪拌して前記冷却
   媒体流路の表面に衝突させ、前記冷却媒体流路の表面に
   付着した氷をかきとってシャーベット状の氷水を生成す
   ることを特徴とする請求項１記載のダイナミック型製氷
   装置。
3. 【請求項３】 容器内に被冷却媒体を循環可能に封入す
   ると共に該被冷却媒体を冷却する冷却媒体を流通させる
   冷却媒体流路を設け、前記被冷却媒体内に該被冷却媒体
   よりも比重が小さく外径が前記冷却媒体流路間隔の最小
   値よりも小さい複数の小物体を封入し、前記容器の上方
   から下方に前記被冷却媒体を流して前記小物体に働く下
   方に向かう前記被冷却媒体による抗力と上方に向かう前
   記小物体に働く浮力との拮抗によって、前記小物体を前
   記容器内の冷却媒体流路の周囲で流動攪拌して前記冷却
   媒体流路の表面に衝突させ、前記冷却媒体流路の表面に
   付着した氷をかきとってシャーベット状の氷水を生成す
   ることを特徴とする請求項１記載のダイナミック型製氷
   装置。
4. 【請求項４】 容器内部を上部仕切り部と下部仕切り部
   によって上部と下部及び中央部の３つの空間に仕切り、
   該中央空間部内に上部空間部と下部空間部に連接して冷
   却媒体を流通させる冷却媒体流路を設け、前記冷却媒体
   を前記上部空間部、冷却媒体流路、下部空間部に流通さ
   せると共に被冷却媒体を中央空間部に流通させ、前記冷
   却媒体流路を流れる冷却媒体によって前記被冷却媒体を
   冷却するようにしたことを特徴とする請求項２又は３記
   載のダイナミック型製氷装置。
5. 【請求項５】 冷却媒体流路を上下方向に連続して屈曲
   させて容器内に収容してその両端部を該容器の側面に取
   付け、冷却媒体を前記冷却媒体流路の一端から該冷却媒
   体流路内に流入させて他端から流出させ、被冷却媒体を
   冷却するようにしたことを特徴とする請求項２又は３記
   載のダイナミック型製氷装置。
6. 【請求項６】 被冷却媒体の出入口近傍に小物体の外径
   よりも細かいメッシュの網を設けて、前記小物体が前記
   被冷却媒体と共に前記容器外に流出するのを防止するよ
   うにしたことを特徴とする請求項４又は５記載のダイナ
   ミック型製氷装置。
7. 【請求項７】 小物体の比重が１．０１〜１．５０の範
   囲内にあるようにしたことを特徴とする請求項１又は２
   記載のダイナミック型製氷装置。
8. 【請求項８】 小物体群を、ナイロン、ポリスチレン、
   ポリカーボネイト、アクリル、塩化ビニル樹脂のような
   ゴム．プラスチック系の材料、金属をプラスチックでコ
   ーティングした材料、及び無機材料とプラスチックの合
   成材料の材料のうちの少なくともの一つの材料からなる
   小物体の集合によって構成したことを特徴とする請求項
   １又は２記載のダイナミック型製氷装置。
9. 【請求項９】 小物体群を、球状、立方体形状、直方体
   形状及びある程度の大きさの塊を粉砕したチップ状の形
   状のうちの少なくとの一つの形状からなる小物体の集合
   によって構成したことを特徴とする請求項１，２又は３
   記載のダイナミック型製氷装置。
10. 【請求項１０】 冷却媒体を、フロン系の冷却媒体によ
    って構成したことを特徴とする請求項１，２又は３記載
    のダイナミック型製氷装置。
11. 【請求項１１】 冷却媒体を、ブラインの不凍液によっ
    て構成したことを特徴とする請求項１，２又は３記載の
    ダイナミック型製氷装置。
12. 【請求項１２】 被冷却媒体を、真水によって構成した
    ことを特徴とする請求項１，２又は３記載のダイナミッ
    ク型製氷装置。
13. 【請求項１３】 被冷却媒体を、水に塩化カルシウムや
    エチレングリコール、プロピレングリコールを溶解させ
    たブライン水溶液、又は不凍化蛋白質を溶解させた水溶
    液等、凝固点を摂氏０度よりわずかに低下させた水溶液
    によって構成したことを特徴とする請求項１，２又は３
    記載のダイナミック型製氷装置。
14. 【請求項１４】 容器内に被冷却媒体を循環可能に封入
    すると共に該被冷却媒体を冷却する冷却媒体を流通させ
    る冷却媒体流路を設け、前記被冷却媒体内に複数の小物
    体を封入して該小物体を前記冷却媒体流路の表面に衝突
    させ、該冷却媒体流路の表面に付着した氷をかきとって
    シャーベット状の氷水を生成して蓄熱槽内に蓄えてお
    き、必要に応じて該氷水を負荷機器に搬送し、氷の潜熱
    を利用して該負荷機器を冷却又は冷房することを特徴と
    するダイナミック型製氷装置を用いた蓄冷利用システ
    ム。
15. 【請求項１５】 容器内に被冷却媒体を循環可能に封入
    すると共に該被冷却媒体を冷却する冷却媒体を流通させ
    る冷却媒体流路を設け、前記被冷却媒体内に複数の小物
    体を封入して該小物体を前記冷却媒体流路の表面に衝突
    させ、該冷却媒体流路の表面に付着した氷をかきとって
    シャーベット状の氷水を生成して蓄熱槽内に蓄えてお
    き、必要に応じて該氷水を負荷部に搬送し、該負荷部に
    直接接触させて該負荷部を冷却又は洗浄することを特徴
    とするダイナミック型製氷装置を用いた蓄冷利用システ
    ム。
16. 【請求項１６】 氷水の氷充填率を調整したのち調整後
    の氷水を負荷機器又は負荷部に搬送するようにしたこと
    を特徴とする請求項１４又は１５に記載のダイナミック
    型製氷装置を用いた蓄冷利用システム。