JPS5938691Y2

JPS5938691Y2 - 製氷装置

Info

Publication number: JPS5938691Y2
Application number: JP1980123977U
Authority: JP
Inventors: 順一杉山
Original assignee: 三井物産株式会社
Priority date: 1980-09-02
Filing date: 1980-09-02
Publication date: 1984-10-27
Also published as: JPS5754873U

Description

【考案の詳細な説明】この考案は製氷装置に関する。

従来結氷板の片面に水を流し、結氷板内部に冷媒（アン
モニア、フレオンなどの）を通過させて、その蒸発熱を
利用して表面に氷を作り、ついで温水などを反対側の表
面に流して脱水するようにした装置あるいは冷凍機を逆
サイクルで運転して、高温の冷媒ガスを送り込んで脱水
させる装置などいずれも、冷凍機の運転状態が間欠的に
大きく変化するので脱水運転の際多大のエネルギーを消
費するとかあるいは冷凍機の故障が多い、寿命が短かい
など種々の欠点を有するを免かれなかった。

この考案はこの欠点を解消しようとしたもので、複数組
の中空結氷板の表面に原料水を流し、板の空所内に０℃
以下のブラインを通して結氷板の両面に結氷させること
、およびこの氷を離脱させるためにこの考案によって特
に開発したブラインの切換弁を用いて通過中の冷ブライ
ンを速やかに温ブラインに切換えることによって、効率
的に脱水を行なうことを特徴とする。

このブライン切換弁は結氷板の１組ごとに順次冷ブライ
ンの通路を閉じると同時（こ湛ブラインの通路を開いて
脱水を行ない、一方では他の組の結氷板では依然として
製氷が行なわれているよう（こしたものである。

したがってブライン冷却用冷凍機および冷ブラインポン
プは連続駆動し、逆サイクルあるいは間欠運転の必要は
ない。

製氷に必要な冷凍機を２台に分は内１台の冷凍機のコン
デンサーをブライン冷却式とし、その排熱によってブラ
インの加熱をまかなうので電気ヒーターその他の加熱源
は不要である。

図について謂明すれば、第１図はこの考案の製氷装置の
配管の謂明図であって、１１１Ｚ１”は三枚の中空結氷
板である。

この結氷板は第２図に示す如く複数（図では１２本）の
角形鋼管１０１・・・を積み合ねて一枚の結氷板とし、
この鋼管内部ｆこ冷ブライン又は温ブラインを通すよう
（こしたものである。

２は結氷板に原料水を散布する散水管、３は原料水タン
ク、４は原料水を散水管（こ送るポンプ、５は連絡配管
である。

（図では一例として３系統−組にした場合を示している
。

）６は冷ブラインタンクであって、冷ブラインポンプ７
で汲み上げたブラインは配管８を通って第１の冷凍機３
０′のブラインクーラー３５′で冷却されたのち、配管
９を通って入口用ブライン切換弁４０に入る。

同第１の冷凍機３０′は圧縮機３１′、配管３２′、コ
ンデンサー３３′膨張弁３４′、蒸発器（上記の如くブ
ラインクーラーとして使用されている）３５′からなっ
ているが、これは周知の装置であるので詳しい説明は省
略する。

又この第１の冷凍機３０′はこの製氷装置単列におかれ
、コンデンサーの冷却は、空冷又は水冷によって行なわ
れる。

製氷中においてはブラインは入口用切換弁４０内で３方
向に分かれて、配管１２、１３ｉ６よび１４によって
それぞれ結氷板１，１′ および１”に入り、散水管
２から結氷板上ｌこ散水される原料水から氷結の潜熱を
奪ってのち、それぞれの配管１５．１６および１γを通
って出口用切換弁１４０（こ入り、弁内の通路で集めら
れて配管１８（こよってもとの冷ブラインタンク６に戻
る。

（切換弁の構造および作用については後述する。

）冷ブラインポンプγから出たブラインの一部分は配管
１０を通って製氷装置内に組みこまれている第２の冷凍
機３０〃のブラインクーラー（即ち蒸発器）３５〃で冷
却され配管１１により再び冷ブラインタンク６に戻って
伶ブラインの冷却を行なっている。

この状態でブラインが循環し、散水が連続的に行なわれ
て、結氷板１，１′ および１〃の表面で氷結した氷の
厚さが増してくる。

一方２０は温ブラインタンクであって、温ブラインはポ
ンプ２１で汲み上げられ、一部は配管２２を経て前記の
第２の冷凍機３ｏ／Ｉのコンデンサー３３〃ｆこ入り、
そこで圧縮機３１〃から配管３２〃を経て送られてくる
冷媒の凝縮熱を奪って温められたのち、配管２４を通っ
て再び湛ブラインタンク２０に戻る。

かくして温められた温ブラインはポンプ２１で汲み上げ
られたのち配管２２（こ入らない部分は配管２５を経て
入口用切換弁４０にゆく。

そして結氷板の中の倒れか１つが脱水サイクルになれば
入口用切換弁からその結氷板に入り、入口切換弁と同じ
位相にある出口用切換弁１４０を介して配管２５′Ｉこ
入り、湛ブラインタンク２０に戻る。

冷ブラインと塩ブラインとは、全く同じ水鼎液であって
、温度が異なるだけである。

一定時間経過後、脱水の指令が出ると、ブライン切換弁
４０および１４０の弁体がほとんど同時に同一角度だけ
回転し、これｆこよって３系統の結氷板ｉ、１’、ｉ〃
のうち、ｌ系統への冷ブラインの供給を止め、かつその
系統へは前述の如く塩ブラインを供給し脱水サイクルを
行なわせる。

他の２系統は依然として結氷サイクルを続行している。

そして第１と第２の冷凍機は運転を続けている。

脱水サイクル中に結氷板の内部で熱を奪われて冷やされ
た温ブラインは温ブラインタンク２０に戻ったのち連続
運転中の第２の冷凍機３０〃のコンデンサー３３〃の排
熱によって温められて、再び混ブラインポンプ２１＆こ
よって配管２５を経て、脱水サイクル中の結氷板へ循還
供給される。

散水管２から結氷板への散水は、原料水ポンプ４によっ
て加圧給水されている。

結氷板表面の氷の融解によって脱水が完了したら、タイ
マー又は氷の落下衝撃検知器によって、間欠駆動装置を
作動させてブライン切換弁４０および１４０の弁体を再
び同一方向に同一角度（２）動させて脱水サイクルにあ
った系統を再び結氷サイクルに戻し、温ブラインの供給
は停止されて塩ブラインタンク２０内の温ブラインが温
度上昇をはじめる。

他の二系統は結氷サイクルを続けていたので、これで三
系統とも再び結氷サイクルとなる。

そして更に一定時間後、切換弁の弁体が再び一定角度、
同一方向に回動し、次の系統の結氷板が脱水サイクル（
こ入る。

このように一定時間毎に三系統の結氷板ｉ、ｉ’、
ｉ“が順次脱水サイクル、結氷サイクルをくりかえす。

尚前述の如く冷凍機については通常のものであり、この
考案の内容とは特に関係はないのでその説明は省略する
が、第１の冷凍機３０′は装置内に組みこまれている第
２の冷凍機３０〃とは別個の独立の冷凍サイクルを構成
し、通常はユニット形であり、装置列に別置きとして、
配管で連絡されることが多い。

すなわち据付後、この考案の装置と第１の冷凍機３０′
とは配管８，９で連結される。

第２図はこの考案の製氷装置の一実施例の側面図であっ
て、ん氷板１は複数の角形鋼管（図示の例では１２本）
１０１を積み重ねて形成されている。

そしてその管内が冷又は混ブラインの通路となり両側面
が結氷面となっていて、上方の散水管２から原料水が散
水される。

この実施例ではブラインは右側の入口用ブライン切換弁
４０から分配管１９を経て入口配管１２（こ入る。

この実施例では結氷板は１２本の角形鋼管からなり、そ
の一本づつ（こブラインが入るので、入口配管１２は１
２本の細管群からなっている。

そしてブラインは細管群１２から右側の入口部１０１′
に入り、管１０１を経て左側の出口部１０１〃にゆき、
出口用の管群１５を通って、出口の分配管１１９に入り
、出口用切換弁１４０にゆく。

尚同様な構成の結氷板１゜１′１〃が紙面（こ直角に３
列にならんでいる。

又装置の下方（こは冷凍機等、所要の機械装置Ｍが収め
られている。

第３図は切換弁４０，１４０の列観説明図、第４図は第
３図のＡ−Ａ線に沿う断面図、第５図は仝じく第３図の
Ｂ−Ｂ線に沿う断面図、第６図はブライン切換弁と配管
の関係の説明図である。

以下入口用切換弁の構造と作用（こついて、結氷板が３
枚１組の場合について説明する。

弁箱４１の内部に弁体５０が挿入されている。

弁箱４１の一端は軸方向（こ流入する冷ブライン入口部
４２を構成している。

弁箱４１には列部とのブライン通路孔９箇があり、軸方
向の３箇が１組になっていて各組の孔は軸に直角の断面
内で各角度１２０”ｊつずれている。

冷ブライン入口部４２に近い同一平面内の孔４３、４
３’、４３／’は冷ブライン出口の孔であり、（第４
図参照）軸方向から入ってきた冷ブラインが半径方向に
出てゆく。

中央の第２の孔４５゜４５’、４５”はつぎにのべる塩
ブラインを、ノペイパスさせて冷ブラインの供給管１２
．１３．１４（第１図参照）へ供給する通路である。

第３の孔４４、４４’、４４〃は温ブラインの入口で
供給された塩ブラインは弁体５０に切っであるＵ字形の
溝５１と弁箱４１とのすきまを通って、前記の出口４５
、４５’、４５／’へ出ることができる。

第６図から明らかなように塩ブラインは配管２５から入
口孔４４、４４’、４４”のすべてに供給されていて
、出口孔４５、４５’、４５”の中の、Ｕ字形の溝５
１（こよって入口孔４４、４４’、４４”の中の一
つとつながった孔からのみ温ブラインは流れ、他の二つ
は遮断されている。

弁体５０は円筒形で一端が細くなって駆動軸５３を形成
している。

弁箱４１は固定され、その冷ブライン入口部４２は、第
１冷凍機３０′のフラインクーラ−３５′に配管９で接
続されている。

結氷サイクル中は、阻止片５２が、出口孔４３゜４３’
、４３〃へいずれをも塞がない位置（第４図点線）にあ
る。

冷ブラインは紙面の裏から紙面に直角に手前に送り込ま
れて放射状に直角１２０゛をなして３ケ所から出てゆき
配管１２．１３．１４を経て、結氷板１．１’、１”に
至る。

このとき、弁体５０の溝５１は、通路４４、４４’、
４４／’および４５、４５’、４５１／のすべてを
塞ぐ位置にあるので、温ブラインは入口、出口ともこの
切換弁によって流れを阻止されている（第５図点線）。

弁体５０の駆動軸５３は、間欠駆動装置に連結されてい
て、タイマーの指令により角度６０５つ回転する。

結氷板の１つ（たとえば結氷板１）に対して脱水を行な
う場合は、弁体５０を前述の位置（第４゜５図点線）か
ら角度６０’ だけ回転させる。

すなわち弁体５０は第４図および第５図の実線の位置に
くる。

冷ブラインは通路４３のみ阻止され、４３′および４３
〃は依然として流通している。

一方温ブラインは通路４４から弁体５０の溝５１を通っ
て出口４５へ抜は配管１２を経て結氷板１に入る経路だ
けが通過可能である。

このようにして結氷板１′および１〃は結氷サイクル
にあり、一方結氷板１のみ脱水サイクルを行なう。

出口用切換弁１４０は、前記の入口用切換弁４０と全く
同一構造であるが、流体の流れが完全に逆になるように
列部配管を接続する。

すなわち冷ブラインは通路１４３、１４３’、１４３
”ｔこ集まり、出口部１４２から出てゆき、塩ブライン
は通路１４５．１４５’、１４５”から入って通路１４
４゜１４４’、１４４’Ｑこ抜けるようになっている。

（出口用切換弁の符号は、入口用切換弁と同一部分には
その符号に１００を加えである。

）弁体５０の動きは入口用切換弁４０と出口用切換弁１
４０とでほとんど同一角度、同一方向ｆこなるように間
欠駆動装置を電気的ｌこ制御する。

したがって結氷板ｉ、ｉ’、ｔ”内およびその前後
では冷、温ブラインの流れの方向は変らない。

また冷および温ブラインそれぞれの配管系統内の流れの
方向も変らないので機器の運転は安定している。

以上述べたよう（こ本考案の製氷装置は、複数系統の結
氷板において順次系統毎に冷ブライン及び温ブラインを
切換えて結氷及び脱水を繰り返すことにより、脱水１回
に要する熱量を少なくして蓄熱を最小限に止め、また冷
凍機を停止又は逆サイクルさせる必要がないものである
。

また、湛ブラインの加熱源として、冷凍機用コンデンサ
ーの排熱を利用するので省エネルギー化でき、冷凍機２
台のうち１台は冷ブラインの冷却用としてのみ使用し、
配管系統を複雑にすることなく冷凍能力を高め製氷効率
を上げることができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の装置の配管図、第２図はこの考案の
一実施例の側面図、第３図はブライン切換弁の説明図、
第４図は第３図のＡ−Ａ線に沿う断面図、第５図は第３
図のＢ−Ｂ線に沿う断面図、第６図はブライン切換弁と
配管の関係の説明図である。符号の説明、ｉ、ｉ’、ｔ〃・・・・・・結氷板、
２・・・・・・散水管、３・・・・・・原料水タンク、
４・・・・・・原料水ポンプ、６・・・・・・冷ブライ
ンタンク、γ・・・・・・冷ブラインポンプ、２０・・
・・・・温ブラインタンク、２１・・・・・・渦ブライ
ンポンプ、３０’、３０”・・・・・・冷凍機、３１’
、３１“・・・・・・圧縮機、３３’、３３／／・・・
・・・コンデンサー、３５′。３５“・・・・・・ブラインクーラー４０，１４０・
・・・・・ブライン切換弁、４１，１４１・・・・・・
弁箱、４２・・・・・・冷ブライン入口、４３、４３
’、４３’・・・・・・冷ブライン出口、４４
、４４’、４４／／・・・・・・温ブライン入口、４５
、４５’、４５”・・・・・・湛ブライン出口、５
０゜１５０・・・・・・弁体、５１，１５１・・・・・
・Ｕ字形溝、５２．１５２・・・・・・阻止部分。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

角形鋼管の積み重ねで形成した結氷板１，１′ｌ〃を並
列させ、各結氷板１．１’、１〃を分配管１９．１１９
を介して系統制御を行う入口用ブライン切換弁４０と出
口用切換弁１４０に連結し、該入口用ブライン切換弁４
０に第１の冷凍機３０′からの配管９と温ブラインタン
ク２０からの配管２５とを連結し、出口用切換弁１４０
Ｇこ温ブラインタンク２０への配管２５′と冷ブライン
タンク６への配管１８を連結し、該冷ブラインタンク６
からの配管８を第１の冷凍機３０′にまたこの配管８の
途中を分岐した配管１０を第２の冷凍機３０〃にそれぞ
れ連結し、第２の冷凍機３０〃からの配管１１を冷ブラ
インタンク６へ連結し、前記配管２５から分岐した配管
２２を第２の冷凍機３０“のコンデンサー３３に連結し
、コンデンサー３３からの配管２４を塩ブラインタンク
２０ｆこ連結したことを特徴とする製氷装置。