JPH1151518A - 氷粒製造方法および装置 - Google Patents

氷粒製造方法および装置

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JPH1151518A
JPH1151518A JP9210604A JP21060497A JPH1151518A JP H1151518 A JPH1151518 A JP H1151518A JP 9210604 A JP9210604 A JP 9210604A JP 21060497 A JP21060497 A JP 21060497A JP H1151518 A JPH1151518 A JP H1151518A
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JP
Japan
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liquid tank
liquid
water droplet
nozzle
water
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Withdrawn
Application number
JP9210604A
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English (en)
Inventor
Akira Fukushima
亮 福島
Akihiro Kawada
章廣 川田
Masaharu Watabe
正治 渡部
Tadashi Tsuji
正 辻
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P60/00Technologies relating to agriculture, livestock or agroalimentary industries
    • Y02P60/80Food processing, e.g. use of renewable energies or variable speed drives in handling, conveying or stacking
    • Y02P60/85Food storage or conservation, e.g. cooling or drying

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  • Other Air-Conditioning Systems (AREA)
  • Production, Working, Storing, Or Distribution Of Ice (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、球状氷粒を安定して生成することが
できる氷粒製造方法および装置を提供する。 【解決手段】氷点下に冷却された疎水性の液体14が入
った液槽13中に、水滴発生器15より間欠的に圧力変
動を加えることでノズル18を介して発生される水滴2
0を放出し、氷点下の液体14により冷却しながら氷粒
19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、各種機器の洗浄、
ガスタービンの吸気冷却および空調などに用いられる氷
粒製造方法および装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、粒状の氷を生成する氷粒製造装置
には、ダイナミック氷製造装置が知られており、一例と
して、図6に示すように氷スラリタンク1内の冷水2を
ポンプ3で汲み出し、予熱器4に供給し、ここで水管5
を循環する水と熱交換して予熱した後、冷凍機などから
なる過冷却機6で氷点下まで過冷却するとともに、この
過冷却水を過冷却水移送管7を介して搬送し、その出口
8から流出する過程で過冷却を解除することで、スラリ
氷9として氷スラリタンク1に貯溜するようにしたもの
がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このようなダイナミッ
ク氷製造装置により生成される粒状氷の粒形状は、主と
して針状であり、しかも水分の含有量が多いことが知ら
れている。ところが、一般に各種機器の洗浄に用いられ
る氷粒は、被洗浄物表面の汚れをとるためには、所定の
強度(硬さ)を有するとともに数mm程度の粒径(球
状)であることが望ましいとされるものの、上述したダ
イナミック氷製造装置により生成される粒状氷では、こ
れらの条件を満足できるものが得られないという問題が
あった。本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、
球状氷粒を安定して生成することができる氷粒製造方法
および装置を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
所定周期の圧力変動を加えることでノズルを介して水滴
を発生し、この圧力変動を加えられた水滴を疎水性を有
する冷却媒体中に放出して氷粒を生成するようにしてい
る。
【0005】請求項2記載の発明は、疎水性を有する冷
却媒体を貯溜した液槽と、圧電素子を有し、該圧電素子
の所定周期の変形に応じて圧力変動が加えられ水滴を発
生する水滴発生手段と、この水滴発生手段より発生され
た水滴を前記液槽の冷却媒体中に放出するノズルとによ
り構成している。
【0006】請求項3記載の発明は、請求項1記載にお
いて、前記ノズル周囲の冷却媒体温度を調整可能にして
いる。請求項4記載の発明は、請求項2または3記載に
おいて、冷却媒体を貯溜した液槽を蒸発器として圧縮機
および凝縮器とともに冷凍サイクルを構成している。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に従い説明する。 (第1の実施の形態)図1は、本発明が適用される氷粒
製造装置の概略構成を示している。図において、11は
冷凍機で、この冷凍機11は、冷却されたブライン12
を生成し、このブライン12を液槽13中に導入してい
る。液槽13には、フロン、油などの疎水性の液体14
が入っていて、液槽13中へのブライン12の導入によ
り、液体14を氷点下に冷却している。
【0008】一方、液槽13には、水滴発生器15を設
けている。この水滴発生器15は、外部よりポンプ16
を介して水17が供給されていて、この水17に間欠的
な圧力変動を加えることによりノズル18を介して水滴
20を発生し、この水滴20を液槽13の液体14中に
放出することで、氷結により氷粒19を生成させるよう
にしている。
【0009】図2は、このような水滴発生器15の要部
の概略構成を示すもので、ポンプ16より水17が供給
される水滴発生器本体151の液槽13に対応する側面
に圧電素子152を設けている。この圧電素子152
は、両面に電極(図示せず)を有し、図3に示すよう
に、圧電素子152の電極間に交流電源153より所定
周波数の電圧を印加することにより、図示破線に示すよ
うな面外変形を生じるものである。また、圧電素子15
2は、その周囲を水滴発生器本体151に対してパッキ
ング154によりシールドされ、水滴発生器15の蓋部
の役目をするとともに、上述した面外変形により水滴発
生器本体151中の水17に圧力変動を加えることでノ
ズル18を介して水滴20を発生し、液槽13の液体1
4中に押し出す、いわゆるアクチェエータの役割をする
ようになっている。
【0010】なお、ノズル18は、液槽13の液体14
中のノズル先端を上方に向けていて、水滴発生器15に
より間欠的に圧力変動を加えられて生成された水滴20
を液槽13の底部から液面に向けて注入するようにして
いる。また、ノズル18の開口径は、氷粒19の大きさ
を決定するもので、氷粒19径を大きく変更する場合
は、ノズル18自身の開口径を変更し、氷粒19の径を
微調整するには、圧電素子152に与えられる交流電源
153による電圧の周波数を図示しない周波数設定器に
より可変すればよい。
【0011】しかして、このような構成において、冷凍
機11より冷却されたブライン12がを槽13中に導入
し、液槽13中の液体14を氷点下に冷却しておく。こ
の状態から、液槽13に設けた水滴発生器15にポンプ
16を介して水17を供給しながら、水滴発生器本体1
51の蓋部を兼ねる圧電素子152の電極間に交流電源
153より電圧を印加すると、圧電素子152は、図3
の破線に示すような面外変形を生じるようになり、この
面外変形により水滴発生器本体151中の水17に間欠
的に圧力変動が加えられノズル18を介して水滴20が
発生される。
【0012】これにより、ノズル18より間欠的に液槽
13の液体14中に放出される水滴20は、液槽13中
の液体14が疎水性であるため、表面張力により球状に
なり、液槽13の液面に近付くに従い、氷点下の液体1
4により冷却され、氷粒19を生成するようになる。
【0013】従って、このようにすれば、氷点下に冷却
された疎水性の液体14が入った液槽13中に、水滴発
生器15より間欠的に圧力変動を加えることでノズル1
8を介して発生される水滴20を放出し、氷点下の液体
14により冷却して、氷粒19を生成するようにしてい
るが、この場合、水滴20が放出される液体14は、疎
水性を有するため、水滴20は、その表面張力によりほ
ぼ球状になって氷結され、一般に各種機器の洗浄で被洗
浄物表面の汚れをとるのに最適な球状の氷粒19として
得られる。
【0014】また、この時の氷粒19の径も、圧電素子
152に与えられる交流電源153の電圧周波数を可変
することで微調整することができるので、洗浄などに最
適な径の氷粒19も簡単に得られる。さらに、氷粒19
の径を大きく変更する場合は、ノズル18自身の開口径
を変更することで、簡単に対応することもできる。
【0015】なお、上述した実施の形態では、液槽13
中の液体14として氷より比重が大きな油などを用いる
例を述べたが、液槽13中の液体14として氷より比重
が小さなものを用いる場合は、水滴発生器15よりノズ
ル18を介して液槽13に放出される水滴20を液面か
ら底部に向けて注入すればよい。 (第2の実施の形態)上述した第1の実施の形態では、
製造したい氷粒径を小さくしたい場合は、ノズル18の
開口径をさらに小さくすればよいが、このようにノズル
18の開口径を小さくしていくと、ノズル18開口の完
全凍結による閉塞により氷粒19の生成が不可能になっ
たり、ノズル18開口の一部凍結により、ノズル18か
ら出た直後に氷結した氷粒19が球状でない変形したも
のになることがある。そこで、この第2の実施の形態で
は、このような不都合を除去できるようにしている。
【0016】図4は、本発明の第2の実施の形態の概略
構成を示すもので、図1と同一部分には、同符号を付し
ている。この場合、液槽13は、上部と下部に2分割
し、上部液槽131と下部液槽132から構成し、これ
ら上部液槽131と下部液槽132の間を連結口133
で連結している。
【0017】そして、上部液槽131中に冷凍機11に
より冷却されたブライン12を導入している。また、下
部液槽132には、放熱器21を設置し、ノズル18周
囲の液体14の温度を高めて、ノズル18開口での凍結
を防止するようにしている。この場合、ノズル18周囲
の液体14の温度を、常時、温度検出部22で検出し、
この検出温度を制御部23に送る。制御部23では、こ
の検出温度から、ノズル18周囲の液体14の温度が所
定温度より低い場合は、放熱器21を駆動して液体14
の温度を上げ、逆に、ノズル18周囲の液体14の温度
が所定温度より高い場合は、放熱器21の駆動を停止し
て液体14の温度を下げるように制御している。
【0018】従って、このようにすれば、ノズル18の
開口周囲は、下部液槽132中の放熱器21により温度
調整された液体14中に位置されるので、仮に、氷粒径
を小さくしたいため、ノズル18の開口径をさらに小さ
くした場合も、ノズル18開口の一部凍結や完全凍結を
なくすことができ、開口の一部凍結に原因する氷粒19
の変形を防止できるとともに、開口の完全凍結に原因す
る氷粒19の生成不能も回避でき、安定した氷粒19の
生成を行うことができる。 (第3の実施の形態)第1および第2の実施の形態で
は、液体14の冷却手段として冷凍機11を用いたが、
この第3の実施の形態では、冷凍機11に代えて、圧縮
機および凝縮器を用いている。
【0019】図5は、本発明の第3の実施の形態の概略
構成を示すもので、図1と同一部分には、同符号を付し
ている。この場合、液槽13中には、フロンなどの冷媒
24を充填するとともに、液槽13内の上部に適度な空
間133を形成し、この液槽13中の空間133を配管
261を介して圧縮機25の入力口に接続し、また、こ
の圧縮機25の出力口を配管262を介して凝縮器27
に接続し、この凝縮器27を配管263を介して液槽1
3中の空間133に接続して、液槽13を蒸発器とする
冷凍サイクルを構成している。
【0020】これにより、ノズル18から冷媒24中に
注入された水滴が氷粒19に氷結されると、この時に奪
われる熱により冷媒24のフロンが気化され、液槽13
中の空間133から圧縮機25に入り、ここで圧縮され
た後、凝縮器27の冷却水271で凝縮され、再び液槽
13に戻され貯溜される圧縮式冷凍サイクルが得られ
る。
【0021】従って、このようにすれば、冷凍機に代え
て、フロンなどの冷媒24を充填した液槽13に蒸発器
の役割を持たせ、これに圧縮機25および凝縮器27を
接続して冷凍サイクルを構成したので、冷凍機負荷を軽
減でき、省エネルギー化を実現できる。
【0022】
【発明の効果】請求項1記載の本発明によれば、所定周
期の圧力変動を加えることでノズルを介して水滴を発生
し、この圧力変動を加えられた水滴を疎水性を有する冷
却媒体中に放出することにより、冷却媒体中に放出され
た水滴は、冷却媒体の疎水性により、表面張力によりほ
ぼ球状になって氷結され、一般に各種機器の洗浄で被洗
浄物表面の汚れをとるのに最適な球状の氷粒として得ら
れる。
【0023】請求項2記載の本発明によっても、請求項
1記載の本発明と同様な効果を期待できる。請求項3記
載の本発明によれば、ノズル周囲の冷却媒体温度を調整
可能にしているので、仮に、氷粒径を小さくしたいた
め、ノズルの開口径をさらに小さくした場合も、ノズル
開口の一部凍結や完全凍結をなくすことができ、開口の
一部凍結に原因する氷粒の変形を防止できるとともに、
開口の完全凍結に原因する氷粒の生成不能も回避でき、
安定した氷粒の生成を行うことができる。
【0024】請求項4記載の本発明によれば、冷却媒体
を貯溜した液槽を蒸発器として圧縮機および凝縮器とと
もに冷凍サイクルを構成しているので、冷凍機負荷を軽
減でき、省エネルギー化を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態の概略構成を示す
図。
【図2】第1の実施の形態に用いられる水滴発生器の概
略構成を示す図。
【図3】第1の実施の形態の水滴発生器に用いられる圧
電素子を説明するための図。
【図4】本発明の第2の実施の形態の概略構成を示す
図。
【図5】本発明の第3の実施の形態の概略構成を示す
図。
【図6】従来の氷粒製造装置の概略構成を示す図。
【符号の説明】
11…冷凍機、 12…ブライン、 13…液槽、 131…上部液槽、 132…下部液槽、 133…空間、 14…液体、 15…水滴発生器、 151…水滴発生器本体、 152…圧電素子、 153…交流電源、 154…パッキング、 16…ポンプ、 17…水、 18…ノズル、 19…氷粒、 20…水滴、 21…放熱器、 22…温度検出部、 23…制御部、 24…冷媒、 25…圧縮機、 261〜263…配管、 27…凝縮器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 辻 正 兵庫県高砂市荒井町新浜2丁目1番1号 三菱重工業株式会社高砂製作所内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 所定周期の圧力変動を加えることでノズ
    ルを介して水滴を発生し、この圧力変動を加えられた水
    滴を疎水性を有する冷却媒体中に放出して氷粒を生成す
    ることを特徴とする氷粒製造方法。
  2. 【請求項2】 疎水性を有する冷却媒体を貯溜した液槽
    と、 圧電素子を有し、該圧電素子の所定周期の変形に応じて
    圧力変動が加えられ水滴を発生する水滴発生手段と、 この水滴発生手段より発生された水滴を前記液槽の冷却
    媒体中に放出するノズルとを具備したことを特徴とする
    氷粒製造装置。
  3. 【請求項3】 前記ノズル周囲の冷却媒体温度を調整可
    能にしたことを特徴とする請求項2記載の氷粒製造装
    置。
  4. 【請求項4】 冷却媒体を貯溜した液槽を蒸発器として
    圧縮機および凝縮器とともに冷凍サイクルを構成したこ
    とを特徴とする請求項2または3記載の氷粒製造装置。
JP9210604A 1997-08-05 1997-08-05 氷粒製造方法および装置 Withdrawn JPH1151518A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10365045B2 (en) 2012-11-22 2019-07-30 Alfa Laval Corhex Ltd. 3-D channel gas heat exchanger
CN117720362A (zh) * 2023-12-18 2024-03-19 中南大学 液滴状取向多孔压电陶瓷材料及其制备方法和应用
CN117720362B (zh) * 2023-12-18 2024-05-31 中南大学 液滴状取向多孔压电陶瓷材料及其制备方法和应用

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10365045B2 (en) 2012-11-22 2019-07-30 Alfa Laval Corhex Ltd. 3-D channel gas heat exchanger
CN117720362A (zh) * 2023-12-18 2024-03-19 中南大学 液滴状取向多孔压电陶瓷材料及其制备方法和应用
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