JPH10325659A - 過冷却式製氷装置及びその過冷却解除装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 過冷却器５で過冷却された過冷却水を相変化
伝播速度以上に増速して拡径部17に流入させるノズル16
を具備する過冷却式製氷装置の過冷却解除装置10におい
て、その構造を簡素化するとともにコストを低減する。 【解決手段】 ノズル16の後流側直後の拡径部17内に過
冷却水を冷却することによって氷35を生成する冷却管30
を設置し、この氷35にノズル16から噴出する過冷却水を
接触させることによって氷晶19を生成させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は過冷却式製氷装置及
びその過冷却解除装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の過冷却式製氷装置の１例が図４に
示されている。蓄冷運転時、圧縮機１から吐出されたガ
ス冷媒は凝縮器２に入り、ここでフアン３により送風さ
れる外気に放熱することによって凝縮液化した後、膨張
弁４で絞られることにより断熱膨張する。次いで、この
冷媒は過冷却器５に入り、その伝熱管６内を流過する過
程で管外の冷水を冷却することによって蒸発気化した
後、圧縮機１に戻る。

【０００３】この間、蓄熱槽７内に貯溜された冷水８が
その下部から抽出され、ポンプ９で付勢された後、過冷
却器５に入りここで伝熱管６内を流過する冷媒と熱交換
することによって氷点温度以下に過冷却される。この過
冷却水は入口配管15を通って過冷却解除装置10に入り、
ここで過冷却が解除されて氷晶を含む冷水となって出口
配管20を経て蓄熱槽７内にその下部から供給される。

【０００４】この蓄冷運転を暫時継続することによって
蓄熱槽７内の冷水８の温度が次第に低下し、冷水８の上
部にシャーベット状の氷11が万遍なく蓄積されることに
よって蓄熱槽７内に冷熱が蓄えられる。

【０００５】放冷運転時には、ポンプ12が運転されるこ
とによって蓄熱槽７内の冷水８が供給管13を経て需要先
に供給され、ここで放冷することによって昇温した冷水
は戻り管14から蓄熱槽７内に戻る。この放冷運転を暫時
継続することによって蓄熱槽７内の氷11が溶解した時点
で放冷運転が停止される。

【０００６】過冷却解除装置10の詳細が図５に示されて
いる。過冷却器５で過冷却された過冷却水を入口配管15
からノズル16を流過させることによってその流速を相変
化伝播速度より大きくした後、拡径部17に流入させるこ
とによってその流速を低下させ、ここで回転体や超音波
振動子等の相変化誘発装置18によってキャビテーション
を発生させることにより氷晶19を発生させる。この氷晶
18を含む冷水は出口配管20を経て蓄熱槽７に移送され
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の過冷却解除
装置においては、回転体や超音波振動子等の相変化誘発
装置18によりキャビテーションを発生させることによっ
て過冷却を解除しているため、相変化誘発装置18及びそ
の制御器のコストが嵩むという問題があった。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために発明されたものであって、その要旨とすると
ころは、過冷却器で過冷却された過冷却水を相変化伝播
速度以上に増速して拡径部に流入させるノズルを具備す
る過冷却式製氷装置の過冷却解除装置において、上記ノ
ズルの後流側直後の上記拡径部内に過冷却水を冷却する
ことによって氷を生成する冷却管を設置し、この氷に上
記ノズルから噴出する過冷却水を接触させることによっ
て氷晶を生成させることを特徴とする過冷却式製氷装置
の過冷却解除装置にある。

【０００９】他の特徴とするところは、上記冷却管を内
管と外管とからなる二重管により構成し、この冷却管を
上記拡径部を貫通してその内部に僅か突出させたことに
ある。

【００１０】他の特徴とするところは、上記冷却管を上
記拡径部の外周に巻回して上記ノズルの後流側直後の上
記拡径部の内面に氷を生成させたことにある。

【００１１】他の特徴とするところは、上記ノズル及び
拡径部の全体又はその内面を氷が付着し難い材質により
構成したことにある。

【００１２】第２の発明の要旨とするところは、蓄冷運
転時、圧縮機から吐出された冷媒を凝縮器で凝縮させた
後、分岐させてその大部を膨張弁を経て過冷却器で蒸発
させることによって冷水を過冷却させ、残部を絞りを経
て請求項１記載の過冷却解除装置の冷却管で蒸発させた
後、電磁弁を経て上記過冷却器から流出したガス冷媒と
合流させて上記圧縮機に吸入させることを特徴とする過
冷却式製氷装置にある。

【００１３】他の特徴とするところは、上記過冷却解除
装置の拡径部内に氷晶が生成された後上記電磁弁を閉と
することにある。

【００１４】蓄冷運転時、上記電磁弁を所定時間毎に開
閉することにある。

【００１５】上記絞りを可変絞りとして、この絞り量を
蓄冷運転時所定時間毎に変化させることにある。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の第１の実施形態が図１及
び図２に示され、図１は過冷却解除装置10の部分的縦断
面図、図２は過冷却式製氷装置の系統図である。図１に
示すように、過冷却解除装置10はノズル16の下流側直後
において拡径部17内に僅か突出する冷却管30を具えてい
る。

【００１７】この冷却管30は内管31と外管32との二重管
からなり、内管31は、図２に示すように、キャピラリチ
ューブ等の絞り33を介して凝縮器２の出口に連結され、
外管32は電磁弁34を介して圧縮機１の入口に連結されて
いる。

【００１８】過冷却解除装置10の拡径部17及びノズル16
の全体をフッ素樹脂等で作るか、これらの内面にフッ素
樹脂等の被膜を形成することによって拡径部17及びノズ
ル16の内面に氷が付着し難いようにされている。他の構
成は図４及び図５に示す従来のものと同様であり、対応
する部材には、同じ符号を付してその説明を省略する。

【００１９】しかして、蓄冷運転時、圧縮機１から吐出
されたガス冷媒は凝縮器２に入り、ここでフアン３によ
り送風される外気に放熱することによって凝縮液化して
液冷媒となる。この液冷媒は分岐し、その大部は膨張弁
４で絞られることにより断熱膨張する。この冷媒は過冷
却器５に入り、その伝熱管６内を流過する過程で管外の
冷水を冷却することによって蒸発気化した後、圧縮機１
に戻る。

【００２０】液冷媒の一部は絞り33で絞られることによ
って低圧二相冷媒となって冷却管30の内管31から外管32
に流出する過程で蒸発して外管32を冷却する。これによ
って外管32の拡径部17内への突出端の外表面には氷35が
生成される。外管32に流入したガス冷媒は電磁弁34を流
過した所で伝熱管６から流出したガス冷媒と合流して圧
縮機１に吸込まれる。

【００２１】この間、蓄熱槽７内に貯溜された冷水８が
その下部からポンプ９によって抽出されて過冷却器５に
入り、ここで伝熱管６内を流過する冷媒と熱交換するこ
とによって氷点温度以下に過冷却される。この過冷却水
は過冷却解除装置10に入り、その入口配管15からノズル
16を流過する過程で相変化伝播速度以上に増速されて拡
径部17に入りその直後に冷却管30の突出端に付着した氷
35に衝突することによって過冷却が解除されて氷晶19が
生成される。

【００２２】この氷晶19は冷水に伴われて出口配管20を
通って蓄熱槽７内にその下部から流入して冷水８上にシ
ャーベット状の氷11となって万遍なく蓄えられる。

【００２３】拡径部17内に一旦氷晶19が生成されれば、
これが氷核となるので以後、電磁弁34を閉じても過冷却
解除装置10に流入する過冷却水の過冷却を連続して解除
することができる。

【００２４】電磁弁34を閉じれば、冷却管30の外管32内
に高温の液冷媒を溜めることができるので、その突出端
の外表面に付着している氷35を溶融離脱させることがで
きる。

【００２５】電磁弁34を所定時間毎に開閉すれば、冷却
管30の突出端の外表面に氷35を生成したり溶融離脱させ
たりすることができるので、氷35が成長して過冷却水の
流路を閉塞するのを防止できる。

【００２６】また、絞り33を可変絞りとしてその絞り量
を調整すれば、冷却管30の温度を氷点以下又は以上に調
整できるので、絞り量を所定時間毎に変化させることに
よって氷35の成長を阻止することができる。

【００２７】更に、図３に示すように、冷却管40を拡径
部17の外周に巻回することによってノズル16の後流側直
後において拡径部17の内面に氷35を生成させることもで
きる。

【００２８】このようにすれば、冷却管40は二重管とす
る必要がないとともに拡径部17を貫通してその内部に突
出させる必要がなくなるので、構成が簡素化され、か
つ、コストも低減できる。

【００２９】

【発明の効果】本発明においては、ノズルの後流側直後
の拡径部内に氷を生成させ、この氷にノズルから噴出す
る過冷却水を接触させることによって氷晶を生成させる
ため、過冷却解除装置が簡素化され、そのコストを低減
できる。

【００３０】冷却管を内管と外管とからなる二重管によ
り構成し、この冷却管を拡径部を貫通してその内部に僅
か突出させれば、冷却管の突出端の外表面に氷を生成で
きる。

【００３１】冷却管を拡径部の外周に巻回すれば、拡径
部の内面に氷を生成できる。

【００３２】ノズル及び拡径部の全体又はその内面を氷
が付着し難い材質により構成すれば、拡径部及びノズル
の内面に氷が付着するのを防止できる。

【００３３】蓄冷運転時、圧縮機から吐出された冷媒を
凝縮器で凝縮させた後、分岐させてその大部を膨張弁を
経て過冷却器で蒸発させることによって冷水を過冷却さ
せ、残部を絞りを経て過冷却解除装置の冷却管で蒸発さ
せた後、電磁弁を経て過冷却器から流出したガス冷媒と
合流させて圧縮機に吸入させれば、過冷却解除装置の冷
却管を容易に冷却できるので、過冷却解除装置を簡素化
して安価に製造しうる。

【００３４】過冷却解除装置の拡径部内に氷晶が生成さ
れた後電磁弁を閉とすれば、圧縮機の動力を節減しう
る。

【００３５】蓄冷運転時、電磁弁を所定時間毎に開閉す
れば、氷が成長して拡径部を閉塞するのを防止しうる。

【００３６】絞りを可変絞りとして、その絞り量を蓄冷
運転時、所定時間毎に変化させれば、氷が成長して拡径
部を閉塞するのを防止しうる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態を示す過冷却解除装置
の部分的縦断面図である。

【図２】本発明の第１の実施形態を示す過冷却式製氷装
置の系統図である。

【図３】本発明の第２の実施形態を示す過冷却解除装置
の部分的縦断面図である。

【図４】従来の過冷却式製氷装置の系統図である。

【図５】従来の過冷却解除装置の部分的縦断面図であ
る。

【符号の説明】

10 過冷却解除装置 15 入口配管 16 ノズル 17 拡径部 19 氷晶 20 出口配管 30 冷却管 31 内管 32 外管

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 過冷却器で過冷却された過冷却水を相変
   化伝播速度以上に増速して拡径部に流入させるノズルを
   具備する過冷却式製氷装置の過冷却解除装置において、 上記ノズルの後流側直後の上記拡径部内に過冷却水を冷
   却することによって氷を生成する冷却管を設置し、この
   氷に上記ノズルから噴出する過冷却水を接触させること
   によって氷晶を生成させることを特徴とする過冷却式製
   氷装置の過冷却解除装置。
2. 【請求項２】 上記冷却管を内管と外管とからなる二重
   管により構成し、この冷却管を上記拡径部を貫通してそ
   の内部に僅か突出させたことを特徴とする請求項１記載
   の過冷却式製氷装置の過冷却解除装置。
3. 【請求項３】 上記冷却管を上記拡径部の外周に巻回し
   て上記ノズルの後流側直後の上記拡径部の内面に氷を生
   成させたことを特徴とする請求項１記載の過冷却式製氷
   装置の過冷却解除装置。
4. 【請求項４】 上記ノズル及び拡径部の全体又はその内
   面を氷が付着し難い材質により構成したことを特徴とす
   る請求項１記載の過冷却式製氷装置の過冷却解除装置。
5. 【請求項５】 蓄冷運転時、圧縮機から吐出された冷媒
   を凝縮器で凝縮させた後、分岐させてその大部を膨張弁
   を経て過冷却器で蒸発させることによって冷水を過冷却
   させ、残部を絞りを経て請求項１記載の過冷却解除装置
   の冷却管で蒸発させた後、電磁弁を経て上記過冷却器か
   ら流出したガス冷媒と合流させて上記圧縮機に吸入させ
   ることを特徴とする過冷却式製氷装置。
6. 【請求項６】 上記過冷却解除装置の拡径部内に氷晶が
   生成された後上記電磁弁を閉とすることを特徴とする請
   求項５記載の過冷却式製氷装置。
7. 【請求項７】 蓄冷運転時、上記電磁弁を所定時間毎に
   開閉することを特徴とする請求項５記載の過冷却式製氷
   装置。
8. 【請求項８】 上記絞りを可変絞りとして、この絞り量
   を蓄冷運転時、所定時間毎に変化させることを特徴とす
   る請求項５記載の過冷却式製氷装置。