JPS6314064A - 製氷率検知回転子付蓄氷装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、蓄氷容器内での結氷状態を検知できるように
した蓄氷装置に関し、特に過冷却水を利用した氷蓄熱シ
ステムに好適な蓄氷装置に係るものである。

従来の技術 空調システム等に用いられている従来の氷蓄熱装置は、
槽内に製氷用コイルを充填し、コイル内に冷媒やエチレ
ングリコール等のブラインを循環させ、コイル表面に着
氷させて蓄熱する方式を採用している。蓄氷終了の検知
方法は、製氷に伴う体積増加分を水位の上昇で検知する
水位検知法と、電極による静電容量変化等から直接氷の
厚みを測定する厚み検知法に大別される。

しかしながら水位検知法では、水位のわずかな変化が製
氷高に大きな変動を与えるので厳密な定量化が困難であ
り、水の蒸発やわずかな漏水が大きな誤差を生じる等の
欠点がある。厚み検知法では、コイル表面全体にわたっ
て均一な厚さに着氷するわけではないのでセンサー設置
位置の選定が難しく、代表点による検知のため誤差が大
きい等の問題点がある。

雑誌「建築設備子」第１８巻第６号（昭和６１年６月発
行）に掲載されている「氷蓄熱槽の着氷と運転」と題す
る論文ｔこも、氷厚センサーの問題点が指摘されている
。

特開昭６０−９６８７２号公報には、氷検知器の欠点と
、水位検知器による氷生成量の自動制御方式とが記載さ
れている。

発明が解決しようとする問題点 本発明の目的は、従来の方式よりも誤差が少なく、槽内
全体にわたる製氷率を検出することが可能な蓄氷装置を
提供することにある。

本発明の他の目的は、過冷却水を利用する氷蓄熱システ
ムに特ｔこ適した蓄氷装置を提供することにある。

問題点を解決するための手段とその作用本発明の前述し
た目的は、断熱性を有する蓄氷槽と、該蓄氷槽内に鉛直
下向きに取付けられた回転軸と、該回転軸の下端付近に
取付けられて水平面内を回転する１つ又は複数の回転羽
根と、前記回転軸に連結された駆動手段と、前記回転羽
根と前記駆動手段との間に設けられたトルク検知素子と
を備えて成る製氷率検知回転子付蓄氷装置によって達成
される。

かかる構成により、槽内で回転羽根を回転させて氷片を
攪拌し、この攪拌の際のトルク変動を検出することによ
り槽内全体での製氷状態を検知することが出来る。製氷
完了時のトルクをあらかじめ設定しておけば、トルク検
知素子の働きによって製氷終了を検知することが出来る
。本発明では、従来のような水位検知器や氷厚センサー
を必要としないので、誤差の少ない測定値が得られる。

過冷却水を利用した氷蓄熱槽に適用した場合は、シャー
ベット状又はフレーク状のアイスを攪拌することになり
、回転羽根がアイスを圧縮して押し下げる結果、製氷率
を高める作用が同時に行なわれる。圧縮されて製氷率が
高まるのに比例して回転トルクが増大するので、所定の
製氷率に合せたトルクの目標値を設定しておけば、任意
の製氷率で蓄氷を終了させることが出来る。

トルク検知素子としては、ばねを介して接続した入力側
部材（例えば円板又は円筒）と出力側部材との間の相対
的なねじれ角を拡大指示する機械的機構の他、ストレイ
ンゲージ等の電気的機構を利用することも出来る。

本発明の他の特徴及び利点は、添付図面の実施例を参照
した以下の記載により明らかとなろう。

実施例 第１図は本発明を過冷却式氷蓄熱槽に適用した好適な実
施例を表わしている。この蓄氷装置１０は、断熱壁を有
する蓄氷槽１２、槽内に鉛直下向きに取付けられた回転
軸１４、回転軸１４の下端に取付けられて水平面内を回
転する４個の回転羽根１６、回転軸１４に連結された駆
動用モータ２０、回転羽根とモータとの間に設けられた
トルク検知素子２２を備えている。過冷却水（例えば−
３°Ｃ）は矢印Ａ方向から導入され放出管２４から落下
させられる。糟の底部付近には氷核と水とを分離するた
めのストレーナ２６（例えば１００メツシュ以上）が設
けられて、０６Ｃ付近の冷水が矢印Ｂ方向（熱交換器）
及び矢印Ｃ方向（空調機）へと送られる。４個の回転羽
根の中心には水受は皿２８が設けられ、水受は皿内に入
った水は、回転羽根内の水通路３０（第３図）と散水孔
３２を通って槽内に散水される。

この蓄氷装置１０は次のように運転される。深夜の製氷
時には、冷凍機（図示せず）を運転して熱交換器（図示
せず）により過冷却水を製造し、矢印Ａ方向から槽内に
導入し放出管２４から落下させる。このとき放出管２４
は水平首振り機構（図示せず）によって几方向にセット
されており、過冷却水は中央の水受は皿２８には入らず
直接槽内の液面へと落下し、落下の衝撃によってシャー
ベット状又はフレーク状に結氷する。結氷した表面付近
を回転数１　ｒｐｍ　　程度の回転羽根１６で攪拌する
ことにより、前述したトルク検出作用が得られる。加え
て、過冷却水落下部分で突起状に成長した木片を水平方
向に切断し表面を平坦にすると共に、できた氷を槽内に
均一に分散化させるという作用効果も得られる。

思量の冷水製造時（解氷時）には、放出管２４は水平首
振り機構によってＬ方向にセットされており、熱交換器
からの二次側返水が中央の水受は皿２８に入ってから回
転羽根の内部通路３０を通り、散水孔３２から槽内の液
面へと散水される。

このとき回転羽根の移動により水が槽内全体に散布され
て、均一な解氷が行なわれろという作用効果が得られる
。

第２図、第３図は回転羽根とトルク検知素子の詳細を表
わす実施例である。第２図において、回転羽根１６は筒
状部材に傾斜した平板を接合したかき取り羽根（ブレー
ド）の形状に作られている。

第２図のトルク検知素子２２は、ばね４０を介して接続
された入力側円板４１と出力側円板４２とで構成され、
入力側円板４１はベルト４３を介してモータ２０からの
駆動力を受け、出力側円板４２は回転軸１４に連結され
て回転羽根からのトルクを受けるようになっている。製
氷率が増加し回転羽根が氷片を攪拌するためのトルクが
増大すると、ばね４０が引張られて円板４１と４２の間
のねじれ角が増大し、これかてこ４４により拡大されて
先端が変位し、リミットスイッチ４５で検出される。従
って、リミットスイッチ４５の位置を調節することによ
り、製氷完了時のトルクを設定することが出来る。

第３図において、回転羽根５０は拡大部分りに示すよう
な箱形断面に作られている。また放出管２４は、水受は
皿２８内に水を落下させるものと外側に落下させるもの
との２個が配置されて、配管で切換えるようになってい
る。第３図のトルク検知素子５２は、コイルばね５３を
介して接続された入力側円筒５４と出力側丸棒５５とで
構成され、入力側円筒５４は減速機６０を介してモータ
２０からの駆動力を受け、出力側丸棒５５は歯車５６．
５７と回転軸５８を介して回転羽根からのトルクを受け
るようになっている。製氷率が増加し回転羽根が氷片を
攪拌するためのトルクが増大すると、コイルばね５３が
ねじられて収縮し、丸棒５５の外周にボールベアリング
を介して取付けられている指針５９が移動して目盛板に
トルクが表示される。このトルク表示を目視することに
より製氷率を知ることが出来る。

発明の効果 以上詳細に説明した如く、本発明の蓄氷装置によれば次
のような効果が得られる。

１）従来の方式よりも少ない誤差で槽内全体にわたる製
氷率を検出することが出来る。

２）水面に突起状に成長した氷片が水平方向に切断され
表面が平坦になる。

３）できた氷片が槽内に均一に分散させられる。

４〕氷核が連続的に圧縮され製氷率が増大させられる。

５）散水孔からの水が槽内全体に散布されて均一な解氷
が行なわれる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による蓄氷装置を表わす一部破断斜視図
、第２図は回転羽根部分を表わす斜視図、第３図は回転
羽根部分の変形例を表わす斜視図である。 １０・・・蓄氷装置　　１２・・・蓄氷槽１４・・・回
転軸　　　１６・・・回転羽根２０・φ・モータ　　　
２２・・・トルク検知素子２４・・・放出管

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、断熱性を有する蓄氷糟と、 該蓄氷槽内に鉛直下向きに取付けられた回転軸と、 該回転軸の下端付近に取付けられて水平面内を回転する
   １つ又は複数の回転羽根と、 前記回転軸に連結された駆動手段と、 前記回転羽根と前記駆動手段との間に設けられたトルク
   検知素子とを備えることを特徴とする製氷率検知回転子
   付蓄氷装置。 ２、前記トルク検知素子はばねを介して接続された入力
   側部材と出力側部材とで組立てられている特許請求の範
   囲第１項記載の装置。 ３、前記蓄氷槽の上部に過冷却水を導入するための放出
   管が取付けられている特許請求の範囲第１項記載の装置
   。 ４、前記回転羽根に水通路と散水孔が設けられている特
   許請求の範囲第１項記載の装置。