JPH10170110A - ダイナミック型製氷装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 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
価で簡単かつ信頼性の高いダイナミック型製氷装置を得
ること。 【解決手段】 蓄熱槽１と、蓄熱槽１内に設けられて水
２に空気を吹き込む空気吹き込みノズル４と、空気を水
２の圧力よりも高圧にするエアポンプ９と、エアポンプ
９で高圧になった空気を冷却する空気冷却器１１とを備
え、エアポンプ９によって高圧にされたのち空気冷却器
１１によって冷却された空気を、空気吹き込みノズル４
から蓄熱槽１内の水２に吹き込んで断熱膨脹させ、蓄熱
槽１内の水２と熱交換させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水からシャーベッ
ト（スラリー）状の氷水を生成するダイナミック型製氷
装置に係り、より詳しくは、高圧低温の空気を蓄熱槽内
の水に吹き込んで、この水を断熱膨脹させることにより
低温を得て氷を生成するようにしたダイナミック型製氷
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図８は、例えば特開平３ー１１３２５３
号公報に開示された従来の製氷装置の一例を示す模式図
である。図に示すように、氷水槽２０内の圧力は気抜き
弁２１によって常に大気圧に保持されており、また、氷
水槽２０の上部の空気は冷空気用ブロワ２２によって循
環するようになっている。上記のような製氷装置におい
て、氷水槽２０の上部の空気は、冷空気バッファ用の空
気タンク２３を通って冷空気用冷却機２４に送られ、こ
こで圧縮機２５、凝縮器２６、膨脹弁２７により低温の
冷媒によって冷却されて０℃以下の空気にされる。この
空気はさらに氷水槽２０の底部の冷空気吹き込みノズル
２８に送られ、ここで氷水槽２０内に気泡状態で噴出さ
れ、水と熱交換して氷を析出する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記のように構成した
製氷装置においては、（１）、氷水槽２０の底部に冷空
気吹き込みノズル２８を取付けなければならず、このた
めのコストがかかる、（２）、氷水槽２０に吹き込む冷
空気の温度を０℃以下にしなければならないので、冷空
気吹き込みノズル２８が凍結してしまう、（３）、冷空
気用冷却器２４で着霜するので、安定に製氷できない、
（４）、製氷終了時に、冷空気吹き込みノズル２８から
水が冷空気用ブロア２２に逆流してしまう、（５）、冷
空気用ブロア２２から冷空気吹き込みノズル２８にかけ
ての空気流路内で水が凍結するので信頼性が低下する、
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、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かつ信頼性の高いダイナミック型製
氷装置を得ることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明にかかるダイナミ
ック型製氷装置は、次のように構成したものである。 （１） 充水した蓄熱槽と、蓄熱槽内に設けられて水に
空気を吹き込むノズルと、空気を水の圧力よりも高圧に
するエアポンプと、エアポンプで高圧になった空気を０
℃にきわめて近いが０℃以下ではない温度にまで冷却す
る冷却器とを備え、エアポンプによって高圧にされたの
ち冷却器によって０℃にきわめて近いが０℃以下ではな
い温度にされた空気をノズルから蓄熱槽内の水に吹き込
んで断熱膨脹させ、蓄熱槽内の水と熱交換させてシャー
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、エアポンプで高圧にされる空気に、断熱
膨脹させて水と熱交換させたあとの大気圧の空気を用い
たものである。 （３） 上記（１）のダイナミック型製氷装置におい
て、エアポンプで高圧にされる空気に、外部から導入し
た外気を用いたものである。

【０００７】（４） 上記（１）のダイナミック型製氷
装置において、蓄熱槽を圧力容器によって形成し、エア
ポンプで高圧にされる空気に、圧力容器内の大気圧以上
の圧力を有する空気を用いたものである。 （５） 上記（１）のダイナミック型製氷装置におい
て、蓄熱槽を圧力容器によって形成し、エアポンプで高
圧にされる空気に、圧力容器内の大気圧以下の圧力を有
する空気を用いたものである。

【０００８】（６） 上記（１），（２），（３），
（４），（５）のダイナミック型製氷装置において、ノ
ズルを蓄熱槽内の底部近傍に設け、ノズル内の空気を下
方から上方に向けて蓄熱槽内の水に吹き込むようにした
ものである。 （７） 上記（１），（２），（３），（４），（５）
のダイナミック型製氷装置において、ノズルを蓄熱槽内
の上部近傍に設け、ノズル内の空気を上方から下方に向
けて蓄熱槽内の水に吹き込むようにしたものである。

【０００９】（８） 上記（１），（２），（３），
（４），（５）のダイナミック型製氷装置において、ノ
ズルを蓄熱槽内の中央部近傍に設け、ノズル内の空気を
ほぼ水平方向に向けて蓄熱槽内の水に吹き込むようにし
たものである。 （９） 上記（１），（２），（３），（４），
（５），（６），（７），（８）のダイナミック型製氷
装置において、ノズルの噴射孔の近傍に逆止弁を設けて
水の逆流を防止したものである。

【００１０】（１０） 上記（１），（２），（３），
（４），（５），（６），（７），（８）のダイナミッ
ク型製氷装置において、冷却機の出口側近傍の空気流路
上に逆止弁を設けて水の逆流を防止したものである。

【００１１】（１１） 上記（１），（２），（３），
（４），（５），（６），（７），（８），（９），
（１０）のダイナミック型製氷装置において、冷却器の
出口側近傍の空気流路上に温度センサを設けると共に温
度センサの出力信号をエアポンプに送るように構成し、
冷却器の出口温度の目標値を設定して温度センサの計測
温度が目標値を下回りそうなときはその出力信号をエア
ポンプに送ってエアポンプからの空気流量を増加させ、
温度センサの計測温度が目標値を上回りそうなときはそ
の出力信号をエアポンプに送ってエアポンプからの空気
流量を減少させるようにしたものである。

【００１２】（１２） 上記（１），（２），（３），
（４），（５），（６），（７），（８），（９），
（１０）のダイナミック型製氷装置において、冷却器の
出口側近傍の空気流路上に温度センサを設けると共に温
度センサの出力信号を熱源機に送るように構成し、冷却
器の出口温度の目標値を設定して温度センサの計測温度
が目標値を下回りそうなときはその出力信号を熱源機に
送って熱源機の冷却能力を低下させ、温度センサの計測
温度が目標値を上回りそうなときはその出力信号を熱源
機に送って熱源機の冷却能力を上げるようにしたもので
ある。

【００１３】上記（１），（２），（３），（４），
（５），（６），（７），（８），（９），（１０），
（１１），（１２）の蓄熱槽内の蓄熱材として、水に代
えて、エチレングリコールやプロピレングリコール等の
水溶液、又は潜熱蓄熱材を用いた。

【００１４】

【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は蓄熱
材である水（例えば、真水、水溶液等）２を充水した蓄
熱槽であり、３は熱交換し終った第１の空気（大気圧で
約０℃の空気）である。４は蓄熱槽１内の底部近傍にお
いてほぼ水平に設けた空気吹き込みノズルで、中空形状
をなし、その一端は閉じられ他端は開口されて空気冷却
器（後述）に接続され、上面には複数の噴射孔５が設け
られて第３の空気（高圧で低温の空気、高圧とは例えば
５気圧程度の圧力であり、低温とは例えば０℃にきわめ
て近いが０℃以下ではない温度）６を蓄熱槽１内の水２
に吹き込むようになっている。

【００１５】７は断熱膨脹空気（ほぼ大気圧で０℃以下
の温度の空気、０℃以下の温度とは例えば−５０℃〜−
１００℃の温度）で、空気吹き込みノズル４内の第３の
空気６が噴射孔５から水２内に吹き込まれて断熱膨脹し
たもので、この断熱膨脹空気７を蓄熱槽１内の水２と直
接接触させて熱交換し、シャーベット状（スラリー状）
の氷８を生成する。

【００１６】９は空気吹き込みノズル４の水側圧力より
も高い圧力を発生するエアポンプ（又はブロア）で、第
１の空気３により第２の空気（高圧で高温の空気、高圧
とは例えば５気圧程度の圧力）１０を生成する。１１は
第２の空気１０により第３の空気６を生成する空気冷却
器、１２は空気冷却器１１に接続され第２の空気１０を
冷却するための熱源機である。

【００１７】１３，１４，１５はそれぞれ第１、第２、
第３の配管で、第１の配管１３はその一端を蓄熱槽１の
上部空間部に開口し、他端がエアポンプ９に接続されて
おり、第２の配管１４はその一端をエアポンプ９に接続
し、他端が空気冷却器１１に接続されている。また、第
３の配管１５はその一端を空気冷却器１１に接続し、他
端が空気吹き込みノズル４に接続されている。

【００１８】上記のように構成したダイナミック型製氷
装置のエアポンプ９を選定するにあたっては、図２を参
考にする。図２は、空気吹き込みノズル４から噴出して
断熱膨脹した後に得られる断熱膨脹空気７の空気温度
（℃）と、空気の加圧圧力（気圧）及び流量（ｍ³ ／ｍ
ｉｎ）との関係を示す線図で、熱源機１２の能力が約
８．７ｋｗである場合を示している。図に示すように、
断熱膨脹後の空気温度を低くしようとすれば、圧縮すべ
き空気の流量は減るが、エアポンプ９が到達すべき圧力
が上昇する。

【００１９】一方、ダイナミック型製氷装置の空気吹き
込みノズル４の噴射孔５の総開口面積を選定するにあた
っては、図３を参考にする。図３は、断熱膨脹後の断熱
膨脹空気７の空気温度（℃）と、空気吹き込みノズル４
の噴射孔５の総開口面積（ｍｍ² ）との関係を示す線図
で、図２で示した場合と同様に、熱源機１２の能力が約
８．７ｋｗである場合を示している。

【００２０】図２、図３からわかるように、空気吹き込
みノズル４によって噴出された断熱膨脹空気７の空気温
度を低くしようとすれば、必要な空気の流量が減るの
で、空気吹き込みノズル４の噴射孔５の総開口面積も少
なくてよいことになる。しかし、空気吹き込みノズル４
で断熱膨脹後に得られる断熱膨脹空気７の空気温度をあ
る温度以下にしようとすると、図３からわかるように、
空気吹き込みノズル４を通過後の空気流速が音速にな
る。また、たとえ空気流速が音速以下であっても、空気
吹き込みノズル４による騒音、振動等に対する対策、あ
るいは、蓄熱槽１内の水２が漏出しないように蓋をする
などの対策が必要になることも考えられる。

【００２１】上記のように構成した実施の形態１の作用
を説明する。エアポンプ９を駆動すると、蓄熱槽１の上
部空間に存在する第１の空気３は、第１の配管１３を通
ってエアポンプ９内に引き込まれる。ここで、空気吹き
込みノズル４の水２側の圧力よりも高圧状態（例えば５
気圧程度）でかつ高温状態にされて第２の空気１０とな
り、第２の配管１４に送り出される。

【００２２】そして、第２の空気１０は、第２の配管１
４を通って空気冷却器１１に至り、熱源機１２が発生す
る冷熱によって、０℃にきわめて近いが０℃以下ではな
い温度にまで冷却されて第３の空気６となり、第３の配
管１５に送り出される。さらに、第３の空気６は、空気
吹き込みノズル４内に導入されて、その噴射孔５から蓄
熱槽１内の水２内に噴出される。

【００２３】この際、０℃にきわめて近いが０℃以下で
はない第３の空気６は、空気吹き込みノズル４の噴射孔
５から噴出後に断熱膨脹し、ほぼ大気圧で０℃以下（例
えば−５０℃〜−１００℃）の断熱膨脹空気７となり、
蓄熱槽１内の水２と直接接触して熱交換され、シャーベ
ット状の氷８を生成する。その後、大気圧で約０℃の第
１の空気３となって、蓄熱槽１の上部空間部に集めら
れ、再度、エアポンプ９によって第１の配管１３を通っ
てエアポンプ９内に引き込まれ、先と同じ行程を繰り返
す。

【００２４】本実施の形態によれば、従来のように蓄熱
槽１の外部に空気吹き込みノズル４を取付ける必要がな
いので、空気吹き込みノズル４を加工するためのコスト
がかからない。また、蓄熱槽１に吹き込む冷空気の温度
を０℃以下にする必要がないため、空気吹き込みノズル
４が凍結することがなく空気冷却器１１で着霜する恐れ
もない。さらに、構造が簡単、コンパクトで、安価であ
りかつ信頼性が高い。また、真水を用いてシャーベット
状の氷を作れるので、特に食品の冷却などに利用するこ
とができる。

【００２５】実施の形態２ 実施の形態１では、エアポンプ９で圧縮する空気は、蓄
熱槽１内で空気吹き込みノズル４によって断熱膨脹され
て水２と熱交換した後の大気圧で約０℃の空気（第１の
空気３）であるが、本実施の形態では、外気を導入して
この外気を直接エアポンプ９によって圧縮するようにし
たものである（図示せず）。ただし、通常、外気は、蓄
熱槽１内で熱交換し終わった第１の空気３よりも高温で
あるので、空気冷却器１１と熱源機１２の能力を大きめ
にする必要がある。本実施の形態によれば、実施の形態
１で示した効果とほぼ同様の効果が得られる。

【００２６】実施の形態３ 実施の形態１では、第１の空気３は、蓄熱槽１内で空気
吹き込みノズル４によって断熱膨脹されて水２と熱交換
した後の大気圧で約０℃の空気であるが、本実施の形態
では、蓄熱槽１を圧力容器として、第１の空気３の圧力
を大気圧以上にしたものである（図示せず）。

【００２７】ただし、この場合は、大気圧以上の圧力下
にあることになるため、蓄熱槽１内の水は必ずしも０℃
で凍るわけではない。氷の融点は大気圧付近では、約
０．０１℃／１０００ｍｂａｒと極めて緩やかではある
が変化するので、可能な範囲で空気冷却器１１の出口温
度を変更してもよい。本実施の形態によれば、実施の形
態１で示した効果とほぼ同様の効果が得られる。

【００２８】実施の形態４ 実施の形態１では、第１の空気３は、蓄熱槽１内で空気
吹き込みノズル４によって断熱膨脹されて水２と熱交換
した後の大気圧で約０℃の空気であるが、本実施の形態
では、蓄熱槽１を圧力容器として、第１の空気３の圧力
を大気圧以下にしたものである（図示せず）。

【００２９】ただし、この場合は、大気圧以下の圧力下
にあることになるため、蓄熱槽１内の水は必ずしも０℃
で凍るわけではない。氷の融点は大気圧付近では、約
０．０１℃／１０００ｍｂａｒと極めて緩やかではある
が変化するので、可能な範囲で空気冷却器１１の出口温
度を変更してもよい。本実施の形態によれば、実施の形
態１で示した効果とほぼ同様の効果が得られる。

【００３０】実施の形態５ 実施の形態１では、空気吹き込みノズル４を蓄熱槽１内
の底部近傍に設けて、第３の空気６を蓄熱槽１内の水２
の下方から上方に向けて吹き込むようにしたが、本実施
の形態では、空気吹き込みノズル４を蓄熱槽１内の上部
近傍に設けると共に噴射孔５を下方に向けて設け、第３
の空気６を蓄熱槽１内の水２の上方から下方に向けて吹
き込むようにしたものである（図示せず）。本実施の形
態によれば、実施の形態１で示した効果とほぼ同様の効
果が得られる。

【００３１】実施の形態６ 実施の形態１では、空気吹き込みノズル４を蓄熱槽１内
の底部近傍においてほぼ水平に設けて、第３の空気６を
蓄熱槽１内の水２の下方から上方に向けて吹き込むよう
にしたが、本実施の形態では、空気吹き込みノズル４を
蓄熱槽１内の中央部付近において上下方向に設けると共
に噴射孔５をほぼ水平方向に向けて設け、第３の空気６
を蓄熱槽１内の水２にほぼ水平方向に向けて吹き込むよ
うにしたものである（図示せず）。本実施の形態によれ
ば、実施の形態１で示した効果とほぼ同様の効果がえら
れる。

【００３２】実施の形態７ 図４は本発明の実施の形態７の模式図である。実施の形
態１では、空気吹き込みノズル４に複数の噴射孔５を設
け、ここから高圧で０℃にきわめて近いが０℃以下では
ない第３の空気６を蓄熱槽１内の水２に吹き込むように
したが、本実施の形態では空気吹き込みノズル４にさら
に逆止弁の機能を付加したものである。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。

【００３３】１６は空気吹き込みノズル４に設けた各噴
射孔５の周囲を囲むようにして外側に突設させた開口
壁、１７は開口壁１６内に設けられ製氷終了時に噴射孔
５から空気吹き込みノズル４内に水が逆流するのを防ぐ
逆止弁である。実施の形態７によれば、空気吹き込みノ
ズル４の各噴射孔５の近傍に逆止弁１７を設けたので、
製氷終了時に、空気吹き込みノズル４内に水２が逆流し
て空気吹き込みノズル４内の水が凍結することはなく、
また、空気吹き込みノズル４から水２がエアポンプ９に
逆流することもない。

【００３４】実施の形態８ 図５は本発明の実施の形態８の模式図である。実施の形
態７では空気吹き込みノズル４の噴射孔５の近傍に逆止
弁１７を設けたが、本実施の形態では空気冷却器１１の
下流側に逆止弁を設けたものである。

【００３５】１７は空気冷却器１１の下流側に設けた逆
止弁で、空気冷却器１１の出口近傍で第３の配管１５上
に取付けられている。本実施の形態によれば、空気冷却
器１１の出口近傍で第３の配管１５上に逆止弁１７を設
けたので、製氷終了時に、空気吹き込みノズル４から空
気冷却器１１内に水２が逆流して空気冷却器１１内で水
が凍結することはなく、また、空気吹き込みノズル４か
ら水２がエアポンプ９に逆流することもない。

【００３６】実施の形態９ 図６は本発明の実施の形態９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。１８は第３の配管１５上で空気冷却器１１の出口
側近傍に設けた温度センサで、その出力信号はエアポン
プ９に送られる。そして、空気冷却器１１の出口側の空
気温度を０℃以上に維持するために、空気冷却器１１の
出口側の空気温度を計測してエアポンプ９に送り、この
計測値に対応してエアポンプ９から吐出される空気流量
を増減するようにしたものである。

【００３７】いま、空気冷却器１１の出口側の空気温度
を０℃以上に保持するために、温度センサ１８の目標値
を例えば１℃に設定すると、温度センサ１８の計測温度
が０℃を下回りそうな場合は、温度センサ１８がこれを
感知してその出力信号をエアポンプ９に送り、この指令
に応じてエアポンプ９から流出する空気流量を増加させ
る。逆に、温度センサ１８の計測温度が２℃を上回りそ
うな場合は、温度センサ１８がこれを感知してその出力
信号をエアポンプ９に送り、この指令に応じてエアポン
プ９から流出する空気流量を減少させる。本実施の形態
によれば、空気冷却器１１の出口側の空気温度により空
気流量を制御するようにしたので、信頼性を高めること
ができる。

【００３８】実施の形態１０ 図７は本発明の実施の形態１０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。１８は第３の配管１６上で空気冷却器１１の出
口側近傍に設けた温度センサで、その出力信号は熱源機
１２に送られる。そして、空気冷却器１１の出口側の空
気温度を０℃以上に維持するために、空気冷却器１１の
出口側の空気温度を計測して熱源機１２に送り、この計
測値に対応して熱源機１２の冷却能力を上げたり下げた
りするようにしてある。

【００３９】いま、空気冷却器１１の出口側の空気温度
を０℃以上に保持するために、温度センサ１８の目標値
を摂氏１度とすると、温度センサ１８の計測温度が０℃
を下回りそうな場合は、温度センサ１８がこれを感知し
てその出力信号を熱源機１２に送り、この指令に応じて
熱源機１２の冷却能力を下げる。逆に、温度センサ１８
の計測温度が２℃を上回りそうな場合は、温度センサ１
８がこれを感知してその出力信号を熱源機１２に送り、
この指令に応じて熱源機１２の冷却能力を上げる。本実
施の形態によれば、空気冷却器１１の出口側の空気温度
により熱源機１２の能力を制御するようにしたので、信
頼性を高めることができる。

【００４０】実施の形態１１ 実施の形態１〜１０では、蓄熱槽１内に満した蓄熱材は
水であったが、本実施の形態は、水の代わりにエチレン
グリコールやプロピレングリコール等の水溶液、又は不
凍化蛋白質等を溶解させた水溶液、潜熱蓄熱材等を用い
たものである。これにより製氷を容易に行なうことがで
きる。

【００４１】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
に係るダイナミック型製氷装置によれば、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。 （１） 充水した蓄熱槽と、蓄熱槽内に設けられて水に
空気を吹き込むノズルと、空気を水の圧力よりも高圧に
するエアポンプと、エアポンプで高圧になった空気を０
℃にきわめて近いが０℃以下ではない温度にまで冷却す
る冷却器とを備え、エアポンプによって高圧にされたの
ち冷却器によって０℃にきわめて近いが０℃以下ではな
い温度にされた空気をノズルから蓄熱槽内の水に吹き込
んで断熱膨脹させ、蓄熱槽内の水と熱交換させてシャー
ベット状の氷水を生成するようにしたので、構造が簡
単、かつコンパクトであり、安価で信頼性の高い製氷装
置を得ることができる。

【００４２】（２） エアポンプで高圧にされる空気
に、断熱膨脹させて水と熱交換させたあとの大気圧の空
気を用いたので、構造が簡単、コンパクトで、かつ安価
で信頼性が高くなる。 （３） エアポンプで高圧にされる空気に、外部から導
入した外気を用いたので、構造が簡単、コンパクトで、
かつ安価で信頼性が高くなる。

【００４３】（４） 蓄熱槽を圧力容器によって形成
し、エアポンプで高圧にされる空気に、圧力容器内の大
気圧以上の圧力を有する空気を用いたので、構造が簡
単、コンパクトで、かつ安価で信頼性が高くなる。 （５） 蓄熱槽を圧力容器によって形成し、エアポンプ
で高圧にされる空気に、圧力容器内の大気圧以下の圧力
を有する空気を用いたので、構造が簡単、コンパクト
で、かつ安価で信頼性が高くなる。

【００４４】（６） ノズルを蓄熱槽内の底部近傍に設
け、ノズル内の空気を下方から上方に向けて蓄熱槽内の
水に吹き込むようにしたので、蓄熱槽の外底部にノズル
を取り付けしたり加工するためのコストは不要であり、
また、ノズルは凍結せず、冷却器で着霜する恐れもな
い。

【００４５】（７） ノズルを蓄熱槽内の上部近傍に設
け、ノズル内の空気を上方から下方に向けて蓄熱槽内の
水に吹き込むようにしたので、蓄熱槽の外底部にノズル
を取り付けしたり加工するためのコストは不要であり、
また、ノズルは凍結せず、冷却器で着霜する恐れもな
い。

【００４６】（８） ノズルを蓄熱槽内の中央部近傍に
設け、ノズル内の空気をほぼ水平方向に向けて蓄熱槽内
の水に吹き込むようにしたので、蓄熱槽の外底部にノズ
ルを取り付けしたり加工するためのコストは不要であ
り、また、ノズルは凍結せず、冷却器で着霜する恐れも
ない。

【００４７】（９） ノズルの噴射孔の近傍に逆止弁を
設けたので、製氷終了時にノズルから水が逆流すること
はない。 （１０） 冷却機の出口側近傍の空気流路上に逆止弁を
設けたので、製氷終了時にノズルから水が逆流すること
はない。

【００４８】（１１） 冷却器の出口側近傍の空気流路
上に温度センサを設けると共に温度センサの出力信号を
エアポンプに送るように構成し、冷却器の出口温度の目
標値を設定して温度センサの計測温度が目標値を下回り
そうなときはその出力信号をエアポンプに送ってエアポ
ンプからの空気流量を増加させ、温度センサの計測温度
が目標値を上回りそうなときはその出力信号をエアポン
プに送ってエアポンプからの空気流量を減少させるよう
にしたので、信頼性が非常に向上する。

【００４９】（１２） 冷却器の出口側近傍の空気流路
上に温度センサを設けると共に温度センサの出力信号を
熱源機に送るように構成し、冷却器の出口温度の目標値
を設定して温度センサの計測温度が目標値を下回りそう
なときはその出力信号を熱源機に送って熱源機の冷却能
力を低下させ、温度センサの計測温度が目標値を上回り
そうなときはその出力信号を熱源機に送って熱源機の冷
却能力を上げるようにしたので、信頼性が非常に向上す
る。

【００５０】（１３） 蓄熱槽内の蓄熱材として、水に
代えて、エチレングリコールやプロピレングリコール等
の水溶液、又は潜熱蓄熱材を用いたので、製氷が容易に
なる。

【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】 断熱膨張後の空気温度と空気の加圧圧力、及
び流量の関係を示す線図である。

【図３】 断熱膨張後の空気温度と空気吹き込みノズル
の総開口面積との関係を示す線図である。

【図４】 本発明の実施の形態７の模式図である。

【図５】 本発明の実施の形態８の模式図である。

【図６】 本発明の実施の形態９の模式図である。

【図７】 本発明の実施の形態１０の模式図である。

【図８】 従来の製氷装置の一例を示す模式図である。

【符号の説明】

１ 蓄熱槽、２ 水、３ 第１の空気、４ 空気吹き込
みノズル、５ 噴射孔、６ 第３の空気、７ 断熱膨脹
空気、８ シャーベット状の氷水、９ エアポンプ、１
０ 第２の空気、１１ 空気冷却器、１２ 熱源機、１
３ 第１の配管、１４ 第２の配管、１５ 第３の配
管、１７ 逆止弁、１８ 温度センサ。

───────────────────────────────────────────────────── 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

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 充水した蓄熱槽と、該蓄熱槽内に設けら
   れて前記水に空気を吹き込むノズルと、空気を前記水の
   圧力よりも高圧にするエアポンプと、該エアポンプで高
   圧になった空気を０℃にきわめて近いが０℃以下ではな
   い温度にまで冷却する冷却器とを備え、 前記エアポンプによって高圧にされたのち前記冷却器に
   よって０℃にきわめて近いが０℃以下ではない温度にさ
   れた空気を前記ノズルから前記蓄熱槽内の水に吹き込ん
   で断熱膨脹させ、前記蓄熱槽内の水と熱交換させてシャ
   ーベット状の氷水を生成するようにしたことを特徴とす
   るダイナミック型製氷装置。
2. 【請求項２】 エアポンプで高圧にされる空気に、断熱
   膨脹させて水と熱交換させたあとの大気圧の空気を用い
   た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】 エアポンプで高圧にされる空気に、外部
   から導入した外気を用いた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】 蓄熱槽を圧力容器によって形成し、エア
   ポンプで高圧にされる空気に、前記圧力容器内の大気圧
   以上の圧力を有する空気を用いた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。
5. 【請求項５】 蓄熱槽を圧力容器によって形成し、エア
   ポンプで高圧にされる空気に、前記圧力容器内の大気圧
   以下の圧力を有する空気を用いた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。
6. 【請求項６】 ノズルを蓄熱槽内の底部近傍に設け、該
   ノズル内の空気を下方から上方に向けて前記蓄熱槽内の
   水に吹き込むようにしたことを特徴とする請求項１，
   ２，３，４又は５記載のダイナミック型製氷装置。
7. 【請求項７】 ノズルを蓄熱槽内の上部近傍に設け、該
   ノズル内の空気を上方から下方に向けて前記蓄熱槽内の
   水に吹き込むようにしたことを特徴とする請求項１，
   ２，３，４又は５記載のダイナミック型製氷装置。
8. 【請求項８】 ノズルを蓄熱槽内の中央部近傍に設け、
   該ノズル内の空気をほぼ水平方向に向けて前記蓄熱槽内
   の水に吹き込むようにしたことを特徴とする請求項１，
   ２，３，４又は５記載のダイナミック型製氷装置。
9. 【請求項９】 ノズルの噴射孔の近傍に逆止弁を設けて
   水の逆流を防止したことを特徴とする請求項１，２，
   ３，４，５，６，７又は８記載のダイナミック型製氷装
   置。
10. 【請求項１０】 冷却器の出口側近傍の空気流路上に逆
    止弁を設けて水の逆流を防止したことを特徴とする請求
    項１，２，３，４，５，６，７又は８記載のダイナミッ
    ク型製氷装置。
11. 【請求項１１】 冷却器の出口側近傍の空気流路上に温
    度センサを設けると共に該温度センサの出力信号をエア
    ポンプに送るように構成し、前記冷却器の出口温度の目
    標値を設定して前記温度センサの計測温度が前記目標値
    を下回りそうなときはその出力信号を前記エアポンプに
    送って該エアポンプからの空気流量を増加させ、前記温
    度センサの計測温度が前記目標値を上回りそうなときは
    その出力信号を前記エアポンプに送って該エアポンプか
    らの空気流量を減少させるようにしたことを特徴とする
    請求項１，２，３，４，５，６，７，８，９又は１０記
    載のダイナミック型製氷装置。
12. 【請求項１２】 冷却器の出口側近傍の空気流路上に温
    度センサを設けると共に該温度センサの出力信号を熱源
    機に送るように構成し、前記冷却器の出口温度の目標値
    を設定して前記温度センサの計測温度が前記目標値を下
    回りそうなときはその出力信号を前記熱源機に送って該
    熱源機の冷却能力を低下させ、前記温度センサの計測温
    度が前記目標値を上回りそうなときはその出力信号を前
    記熱源機に送って該熱源機の冷却能力を上げるようにし
    たことを特徴とする請求項１，２，３，４，５，６，
    ７，８，９又は１０記載のダイナミック型製氷装置。
13. 【請求項１３】 蓄熱槽内の蓄熱材として、水に代え
    て、エチレングリコールやプロピレングリコール等の水
    溶液、又は潜熱蓄熱材を用いたことを特徴とする請求項
    １，２，３，４，５，６，７，８，９，１０，１１又は
    １２記載のダイナミック型製氷装置。