KR20030028396A - Ice making method and ice making apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 물의 과냉각상태를 연속적으로 해제하여 제빙하고, 또한 장시간에 걸쳐 과냉각수의 제조를 방해하지 않은 방법 및 연속하여 제빙할 수 있는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method capable of continuously deicing water by releasing the supercooled state of water continuously and not interfering with the production of the supercooled water over a long period of time.
과냉각상태의 물을 생성하고, 그리고나서 연속하여 샤베트형상의 얼음을 제조하는 일반적인 기술은 예를 들면, 미국특허 제 4,671,077호에 개시되어 있다. 한편, 과냉각상태의 물을 밀폐배관내에서 연속적으로 해제하여 얼음을 제조하는 방법도 제안되어 있다.A general technique for producing subcooled water and then subsequently producing sherbet-shaped ice is disclosed, for example, in US Pat. No. 4,671,077. On the other hand, a method of producing ice by continuously releasing water in a supercooled state in a closed pipe is also proposed.
그러나, 장시간의 연속제빙을 하기 위해서는, 얼음의 결정이 존재하는 제빙이 행하여지는 부위, 예를 들면 과냉각해제기로부터 냉각기를 향해서 상변화(과냉각 해제)가 전파되지 않도록 하여, 냉각기의 동결을 회피할 필요가 있다.However, in order to perform continuous ice making for a long time, it is possible to avoid freezing of the cooler by preventing the phase change (subcooling release) from propagating from the sub-ice defroster, for example, from the supercooling defroster, to the cooler. There is a need.
즉, 과냉각기로 제조된 과냉각수가 과냉각해제기내에서 상변화를 시작하면, 과냉각해제기내의 벽면에서는 얼음의 핵이 잇달아 성장과 수류에 의한 박리를 반복하는 상태가 된다. 이 과냉각수와 접하는 고체표면에서의 얼음의 성장과 박리라고 하는 현상은 과냉각해제기의 입구에 연결되어 있는 연결관 내벽을 따라 상류측, 즉 과냉각기측에 전파한다. 이러한 전파가 일어나는 이유는 벽면으로의 얼음의 부착과 관계가 있다. 요컨대 벽면에 부착한 얼음은 고속인 흐름의 속에 바래지고 있더라도, 부착하고 있는 동안은 관벽에 대하여 정지하고 있거나, 지극히 느린 속도로하류측을 향해서 이동하고 있는 상태이므로, 그 동안의 얼음의 성장분만큼 상변화가 상류측으로 전진한다. 또 흐름에 의해서 박리가 일어나더라도, 원래의 접착면에는 미크로인 결정군이 잔류하여, 또 새로운 빙핵이 성장한다.That is, when the subcooled water produced by the subcooler starts to change phase in the subcooler, the nucleus of ice is successively grown on the wall surface of the subcooler and the peeling by the water flow is repeated. The phenomenon of ice growth and delamination on the solid surface in contact with the supercooled water propagates upstream, i.e., on the supercooler side, along the inner wall of the connection pipe connected to the inlet of the supercooler. The reason for this propagation is related to the adhesion of ice to the wall. In other words, even though the ice attached to the wall is fading in the high velocity flow, it is still standing against the wall while moving, or moving toward the downstream side at an extremely slow speed. Phase change advances upstream. In addition, even if peeling occurs due to flow, microcrystalline groups remain on the original bonding surface, and new ice cores grow.
이 점에 관하여, 예를 들면 일본국 특허 제 2806155호에 있어서는, 연결관을 가열함으로써 상변화하는 전파를 방지하는 방법이 개시되어 있고, 또한 일본국 공개공보 2000-74532호에 있어서는, 연결관의 제빙용기측의 끝단부를 특수 가공하여, 유속을 2.7m/s 이상으로 올려서, 연결관내에 얼음이 침입하지 않도록 하는 방법이 제안되어 있다.In this regard, for example, Japanese Patent No. 2806155 discloses a method for preventing phase change radio waves by heating a connecting tube, and in Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2000-74532, A method of specially processing the end of the ice-making vessel side to raise the flow rate to 2.7 m / s or more has been proposed to prevent ice from entering the connecting pipe.
또한, 과냉각해제기 내에서의 얼음의 벽면에의 접착을 약하게 하는 방법에는, 제 35 회 일본 열전도 심포지움 강연론 문집(1998, P. 221)에서 개시되어 있는 바와 같이, 벽면재료자체에 열전도율의 작은 재료를 사용한다고 하는 방법도 있다.In addition, the method of weakening the adhesion of the ice to the wall surface in the subcooler, as disclosed in the 35th Japanese Thermal Conduct Symposium Lecture Collection (1998, p. 221), has shown that the thermal conductivity of the wall material itself is small. Another method is to use materials.
그러나, 일본국 특허 제 2806155호에 개시된 기술에서는, 가열을 위한 에너지가 별도로 필요하게 되고, 또한 과냉각수의 온도상승에 의해서, 제빙량이 저하하는 것을 피할 수 없다고 하는 문제가 있다.However, in the technique disclosed in Japanese Patent No. 2806155, energy for heating is required separately, and there is a problem that the deicing amount cannot be avoided due to the temperature rise of the supercooled water.
한편 일본국 공개공보 2000-74532호에 개시된 기술에서는, 연결관의 유속을 올리는 것에 따라 연결관의 배관저항이 커지기 때문에, 물 및 제조한 빙수를 반송하기 위한 에너지가, 유속을 올리지 않은 경우에 비해서 여분으로 필요하게 된다. 또한, 상변화가 상류측으로 전파하지 않은 효과를 장기간에 걸쳐 지속시키기 위해서는, 연결관 끝단부의 특수가공이 실시된 면에, 미세한 흠이나 스케일 등의 이물이 닿지 않도록 별도의 대책을 강구할 필요가 있다.On the other hand, in the technique disclosed in Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2000-74532, since the pipe resistance of the connector increases as the flow rate of the connector increases, the energy for conveying water and the ice water produced is higher than that of the case where the flow rate does not increase. It is needed extra. In addition, in order to maintain the effect that the phase change does not propagate upstream for a long time, it is necessary to take additional measures to prevent foreign matters such as fine scratches and scales from coming into contact with the surface on which the special processing at the end of the connecting pipe is performed. .
또한, 벽면재료자체에 열전도율의 작은 재료를 사용하는 방법도, 열전도율이 0(제로)인 물질이 존재하지 않은 이상, 얼음의 부착력을 0(제로)으로 할 수는 없고, 이 때문에, 상변화가 상류측으로 전파하는 것을 완전히 막을 수는 없다.In addition, the method of using a material with a small thermal conductivity on the wall material itself does not allow the adhesion of the ice to be zero (zero) unless a substance having a thermal conductivity of zero (zero) exists. It cannot be completely prevented from propagating upstream.
본 발명은 이러한 점에 비추어 봐 이루어진 것으로서, 소위 밀폐계에서의 과냉각해제에 의한 얼음제조에 있어서, 상기한 바와 같은 전파방지를 위한 각별한 가열에너지나 연결관 끝단부 표면으로의 특수한 가공도 필요로 하지 않고, 장기간에 걸쳐 안정하여 과냉각해제기로부터 연결관으로의 상변화의 전파를 방지하는 것을 그 목적으로 하고 있다.The present invention has been made in view of this point, and in the production of ice by supercooling release in a hermetic system, it does not require special heating energy or special processing on the surface of the connection pipe end to prevent propagation as described above. It aims to prevent the propagation of a phase change from the subcooler to the connecting pipe by being stable over a long period of time.
이러한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 얼음제조방법은 과냉각기로 과냉각상태로 한 물을, 연결관을 통하여 대기에 접촉하지 않고 밀폐형의 과냉각해제기로 보내어 얼음을 제조하는 방법으로서, 상기 연결관의 내면에 대하여 0℃ 이상의 물을 공급한다. 이 0℃ 이상의 물은 과냉각기에 도입되기 직전의 물을 사용하거나, 축열조로부터 취수한 물을 가열한 후의 물을 사용할 수 있다. 물론 0℃를 넘는 물을 채용하더라도 좋다.In order to achieve this object, the ice-making method of the present invention is a method for producing ice by sending water cooled to a supercooler with a supercooler to a closed supercooler without contacting the atmosphere through a connecting pipe. Water at 0 ° C. or higher is supplied to the inner surface. This 0 degreeC or more water can use the water immediately before introduction into a supercooler, or the water after heating the water taken out from a heat storage tank. Of course, water above 0 ° C may be employed.
연결관의 내면전체둘레에 대하여 0℃ 이상의 물을 공급하면, 공급된 부분보다도 하류측의 연결관의 내면전체둘레에, 0℃ 이상의 물의 액막이 형성된다. 이 액막에 의해서, 연결관의 내벽에의 얼음의 부착·상변화의 상류측으로의 전파를 방지할 수가 있다. 또한 연결관벽면에 형성된 0℃ 이상의 액막내부에서는, 가령 빙핵이 존재하고 있더라도 성장하지는 않고, 이윽고 융해되거나, 하류에 흘러가기 때문에, 상변화가 연결관에 0℃ 이상의 물을 공급하고 있는 부분을 넘어서 상류측에 전파하는 일은 없다. 이상과 같은 효과를 얻기 위해서는, 연결관의 출구로부터의 유량을, 과냉각해제기에 유입하는 물의 유량의 2%∼3% 정도로 유지하는 것이 필요하다. 또 연결관내의 유속은 1m/s 이상이면 좋다.When 0 degreeC or more water is supplied with respect to the whole inner surface circumference of a connecting pipe, the liquid film of 0 degreeC or more water is formed in the whole inner surface circumference | surroundings of the connecting pipe downstream of a supplied part. This liquid film can prevent the adhesion of ice to the inner wall of the connecting pipe and the propagation upstream of the phase change. Also, in the liquid film of 0 ° C or higher formed on the wall of the connecting pipe, even if ice cores exist, they do not grow, but melt or flow downstream, so that the phase change exceeds the part supplying the water of 0 ° C or higher to the connecting pipe. It does not propagate upstream. In order to obtain the above effects, it is necessary to maintain the flow rate from the outlet of the connecting pipe at about 2% to 3% of the flow rate of the water flowing into the supercooling releaser. Moreover, the flow velocity in a connection pipe should just be 1 m / s or more.
본 발명의 얼음제조장치는 물을 과냉각상태로 하는 과냉각기와, 과냉각상태의 물을 해제하는 밀폐형의 과냉각해제기와, 상기 과냉각기의 출구와 상기 과냉각해제기와의 입구를 잇는 연결관과, 상기 연결관의 바깥둘레를 수밀(水密)하게 덮는 외부용기와, 상기 외부용기내에 물을 주입하는 물주입관을 가지고, 상기 외부용기내에서, 상기 연결관은 공극을 통해 전체둘레에 걸쳐 분단되어 있다.Ice manufacturing apparatus of the present invention, the supercooling water to the supercooled state, the closed supercooling releaser for releasing the water of the subcooled state, the connection pipe connecting the outlet of the subcooler and the inlet of the subcooler, the connection An outer container that tightly covers the outer circumference of the tube and a water injection tube for injecting water into the outer container, in the outer container, the connecting tube is divided over the entire circumference through the void.
본 발명의 얼음제조장치에 의하면, 외부용기내에서 연결관이 공극을 통해 전체둘레에 걸쳐 분단하고 있기 때문에, 물주입관으로부터 외부용기내에 물을 주입하면, 상기 공극으로부터 연결관의 내벽에 물을 공급하여, 공극으로부터 하류측의 연결관 내벽에 주입한 물의 액막을 형성할 수가 있다. 따라서, 본 발명의 얼음제조방법을 바람직하게 실시하는 것이 가능하다. 또 연결관의 분단은 과냉각해제기로부터 연결관에 얼음조각이 형성되기 시작하였을 때에, 극간에 의해 약간 전파가 완화된다. 그러나 브릿지작용이 움직이기 때문에 상류측으로의 전파를 완전하게는 막을 수 없다.According to the ice manufacturing apparatus of the present invention, since the connecting pipe is divided in the outer container over the entire circumference through the void, when water is injected into the outer container from the water injection pipe, water is supplied to the inner wall of the connecting pipe from the void. Thus, the liquid film of water injected into the connecting pipe inner wall on the downstream side from the void can be formed. Therefore, it is possible to implement the ice manufacturing method of this invention preferably. In addition, when the ice cube is formed in the connecting pipe from the subcooler, the propagation is slightly alleviated by the gap. However, since the bridge action moves, propagation upstream cannot be completely prevented.
상기 물주입관은 상기 과냉각기의 입구측에 접속되는 도입관으로부터 분기하여 과냉각기를 바이패스하여, 상기 외부용기와의 사이에 접속되어 있는 것으로 하면, 별도의 수원을 확보할 필요가 없고, 또한 주입하는 물의 온도도 적당하게 하거나, 혹은 가열이 필요하더라도, 그것에 요하는 적은 것으로 된다.The water injection pipe diverges from the inlet pipe connected to the inlet side of the subcooler and bypasses the subcooler, so that the water inlet pipe is connected between the external container, so that a separate water source does not need to be secured. Even if the temperature of the water is also appropriate or heating is required, there is little required for it.
도 1은 실시의 형태에 이러한 얼음제조장치의 구성의 개략을 나타내는 설명도,BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Explanatory drawing which shows the outline of the structure of this ice manufacturing apparatus in embodiment.
도 2는 실시의 형태에 이러한 얼음제조장치에 있어서의 연결관의 내부의 모양을 나타내는 일부 단면측면도,2 is a partial cross-sectional side view showing the shape of the interior of the connecting pipe in the ice manufacturing apparatus according to the embodiment;
도 3은 연결관의 분단끝단면의 다른 예를 나타내는 측면단면도,Figure 3 is a side cross-sectional view showing another example of the split end end of the connector,
도 4는 연결관의 분단끝단면의 별도의 예를 나타내는 측면단면도,Figure 4 is a side cross-sectional view showing another example of the split end end of the connecting pipe,
도 5는 연결관의 분단끝단면의 또 다른 예를 나타내는 측면단면도,5 is a side cross-sectional view showing still another example of a split end end of the connector;
도 6은 연결관의 분단끝단면의 다른 예를 나타내는 측면단면도이다.Fig. 6 is a side cross-sectional view showing another example of the divided end face of the connecting pipe.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
1 : 얼음제조장치 2 : 과냉각기1: ice maker 2: supercooler
3 : 연결관 3a : 상류측 연결관3: connector 3a: upstream connector
3b : 하류측 연결관 4 : 해제기3b: downstream connector 4: release
11 : 도입관 14 : 예열기11: introduction tube 14: preheater
21 : 물주입관 22 : 외부용기21: water injection pipe 22: outer container
d : 공극d: void
이하에, 본 발명이 바람직한 실시의 형태를 도면에 근거하여 설명하고, 본 발명을 상세하게 설명한다. 도 1은 본 실시의 형태에 이러한 얼음제조장치(1)의 전체의 구성을 나타내고 있고, 과냉각기(2)는 예를 들면, 소위 셀·앤드·튜브의 구성을 갖고 있다. 과냉각기(2)내에 도입된 물은 냉동기(도시하지 않음)로부터의 브라인에 의해서 냉각되어, 이 물을 예를 들면 0℃ 이하의 과냉각상태로 하는 기능을 갖고 있다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Below, preferred embodiment of this invention is described based on drawing, and this invention is demonstrated in detail. FIG. 1: shows the structure of the whole ice manufacturing apparatus 1 in this embodiment, The subcooler 2 has the structure of what is called a cell and tube, for example. The water introduced into the subcooler 2 is cooled by brine from a freezer (not shown), and has a function of bringing the water into a subcooled state of, for example, 0 ° C or lower.
과냉각기(2)의 출구측, 즉 취출구(吹出口)(2a)에는, 연결관(3)의 일끝단부가 접속되고, 연결관(3)의 다른쪽 끝단부는 밀폐형의 과냉각해제기(4)에 접속되어 있다. 과냉각해제기(4)는 연결관(3)을 통하여 유입한 과냉각수의 과냉각상태를 해제하여, 상변화시켜 슬러리형상의 얼음을 생성하여, 외부에 유출시키는 기능을 갖고 있다. 과냉각해제의 트리거(trigger)로서는, 예를 들면 초음파진동자로부터의 초음파가 사용되지만, 이 종류의 밀폐형의 과냉각해제기(4)로서는 공지의 것을 적절하게 사용할 수가 있다.One end of the connecting pipe 3 is connected to the outlet side of the subcooler 2, that is, the outlet port 2a, and the other end of the connecting pipe 3 is hermetically sealed subcooler 4 Is connected to. The supercooling releaser 4 has a function of releasing the supercooling state of the subcooled water introduced through the connecting pipe 3, changing the phase to generate slurry ice, and flowing it to the outside. As the trigger for the supercooling release, for example, ultrasonic waves from an ultrasonic vibrator are used, but a well-known one can be suitably used as this type of closed supercooling releaser 4.
과냉각기(2)의 입구측에는, 도입관(11)이 접속되어 있고, 펌프(12)에 의해 축열조를 비롯한 각종의 수조(13)로부터 취수한 물이 과냉각기(2)내로 보내게 되어 있다. 도입관(11)에 있어서의 펌프(12)의 상류측에는, 가열기로서, 예를 들면 예열기(프리히터)(14)가 설치되어 있고, 도입관(11)내를 흐르는 물을, 예를 들면 0.5℃로까지 가열하는 것이 가능하다.An inlet pipe 11 is connected to the inlet side of the subcooler 2, and the water taken out from the various water tanks 13 including the heat storage tank by the pump 12 is sent into the subcooler 2. On the upstream side of the pump 12 in the inlet pipe 11, a preheater (preheater) 14 is provided as a heater, for example, and water flowing in the inlet pipe 11 is, for example, 0.5. It is possible to heat up to ℃.
도입관(11)에 있어서의 펌프(12)의 하류측에는, 물주입관(21)의 일끝단부가 접속되어 있고, 다른쪽 끝단부는 연결관(3)의 바깥둘레를 수밀하게 덮고 있는 외부용기(22)에 접속되어 있다. 따라서, 도입관(11)의 물의 일부는 이 물주입관(21)을 통하여 과냉각기(2)를 바이패스하여 외부용기(22)내로 송수된다. 따라서, 물주입관(21)으로의 송수와 과냉각기(2)로의 송수는 1대의 펌프(12)에 의해서 행하여진다.One end of the water injection pipe 21 is connected to the downstream side of the pump 12 in the inlet pipe 11, and the other end of the outer container 22 which tightly covers the outer circumference of the connecting pipe 3. ) Therefore, a part of the water in the inlet pipe 11 is bypassed to the subcooler 2 through the water inlet pipe 21 and is delivered to the outer container 22. Therefore, the water to the water injection pipe 21 and the water to the subcooler 2 are performed by one pump 12.
연결관(3)은 도 2에 도시한 바와 같이, 외부용기(22)내에서 공극(d)을 창출하도록, 축방향에 대하여 직각으로 분단되어, 상류측 연결관(3a)과 하류측 연결관 (3b)으로 나뉘어져 있다. 따라서, 물주입관(21)으로부터 외부용기(22)내에 물이 주입되면, 상기 공극(d)에서 연결관(3)내에 침입한 물은 연결관(3)내의 흐름에 따라 하류측 연결관(3b)의 벽면에 따라 하류측으로 흘러가서, 하류측 연결관(3b)의 내벽면에 주입된 물의 액막이 형성되도록 되어 있다.As shown in Fig. 2, the connecting pipe 3 is divided at right angles to the axial direction so as to create a void d in the outer container 22, so that the upstream connecting pipe 3a and the downstream connecting pipe are Divided into (3b). Therefore, when water is injected into the outer container 22 from the water injection pipe 21, the water which penetrated into the connection pipe 3 in the said space | gap d flows in the downstream connection pipe 3b according to the flow in the connection pipe 3; The liquid film of water which flows to the downstream side along the wall surface of (), and was injected into the inner wall surface of the downstream connection pipe 3b is formed.
또 펌프(12)에 의해서 물주입관(21)을 흐르는 물에 부여되는 압력은 외부용기(22)에 달할 때까지 유지되기 때문에, 후술의 극간(d)에서 연결관(3)내에 물을 밀어 넣는 데 지장은 없다.In addition, the pressure applied to the water flowing through the water injection pipe 21 by the pump 12 is maintained until it reaches the outer container 22, so that water is pushed into the connection pipe 3 in the gap d described later. There is no problem.
본 실시의 형태에 이러한 얼음제조장치(1)는 이상과 같은 구성을 갖고 있고, 다음에 그 운전예에 관해서 설명한다. 예를 들면 수조(13)로부터 0℃의 물이 취수되면, 예열기(14)에 의해서 0.5℃까지 승온된다. 이 0.5℃의 물은 과냉각기(2)내에서 예를 들면 -2℃의 과냉각상태에까지 냉각되어, 그대로 연결관(3)을 통하여 과냉각해제기(4)로 보내어지고, 과냉각해제기(4)에 있어서 과냉각상태가 해제되어,예를 들면 0℃의 슬러리형상의 얼음이 제조되어, 외부로 연속적으로 유출된다.This ice manufacturing apparatus 1 in this embodiment has the above structure, and the operation example is demonstrated next. For example, when 0 degreeC water is taken out from the water tank 13, it heats up to 0.5 degreeC by the preheater 14. This 0.5 ° C water is cooled to a subcooled state of, for example, -2 ° C in the subcooler (2), and is sent to the subcooler (4) through the connecting pipe (3) as it is, and the subcooler (4). In this case, the supercooled state is released, and a slurry-like ice of 0 ° C. is produced, for example, and flows out continuously.
한편, 도입관(11)으로부터 분기하고 물주입관(21)에 흐른 0.5℃의 물은 외부용기(22)내에 주입되어, 연결관(3)의 분단부분, 즉 공극(d)에서 연결관(3)내에 침입하여, 그 대로 과냉각상태의 물의 흐름에 따라, 하류측으로 흘러간다. 이 때 공극(d)은 전체둘레에 걸쳐 있기 때문에, 상기 0.5℃의 물은 하류측 연결관(3b)의 내벽의 벽면을 따라 흐르고, 그 결과 해당 벽면, 즉 내면 전체둘레에 걸쳐, 0.5℃의 물의 액막이 형성된다.Meanwhile, 0.5 ° C. water branched from the inlet pipe 11 and flowed into the water injection pipe 21 is injected into the outer container 22, so that the connecting pipe 3 at the divided portion of the connecting pipe 3, that is, the air gap d, is formed. ), And flows downstream as the water flows in the supercooled state. At this time, since the void d is over the entire circumference, the water at 0.5 ° C flows along the wall surface of the inner wall of the downstream connection pipe 3b, and as a result, the wall surface, i.e., the entire circumference of the inner surface, is 0.5 ° C. A liquid film of water is formed.
또 물주입관(21)과 외부용기(22)의 접합점(물주입의 토수(吐水)/들어가는 개구)은, 극간(d)과는 축선을 벗어나서, 소정의 거리를 두고 설정되어 있다. 이것은 벽면전체둘레로부터 균일하게 물이 주입되도록 하기 위한 구성이다.Moreover, the junction point (water jetting / entering opening of water injection) of the water injection pipe 21 and the outer container 22 is set in the predetermined distance from the clearance gap d beyond the axis line. This configuration is such that water is uniformly injected from the entire wall surface.
따라서, 과냉각해제기(4)에 있어서 이루어지고 있는 과냉각해제가 벽면에 따라 상류측에 전파되려고 하더라도, 하류측 연결관(3b)의 내벽의 벽면에는 0℃ 이상의 액막이 형성되어 있기 때문에, 해당 상류측으로의 전파는 방지된다. 또한 벽면에 형성된 O℃ 이상의 액막내부에서는, 가령 빙핵이 존재하고 있더라도 성장하는 일은 없고, 이윽고 융해되거나, 과냉각상태의 물의 흐름에 의해서 하류로 흘러가기 때문에, 상변화가 연결관(3)의 출구를 넘어서 상류측으로 전파하는 일은 없다. 그러므로, 연결관(3), 과냉각기(2)의 출구에서의 동결이 방지되어, 안정하여 슬러리형상의 얼음을 연속하여 제조할 수가 있다.Therefore, even if the supercooling release made by the supercooling release machine 4 is to propagate upstream along the wall surface, since the liquid film of 0 degreeC or more is formed in the wall surface of the inner wall of the downstream connection pipe 3b, it goes to the upstream side. Propagation is prevented. In addition, in the liquid film formed at the wall surface of O ° C. or higher, even if ice cores are present, they do not grow, but are melted or flowed downstream by the flow of supercooled water, so that the phase change causes the outlet of the connecting pipe 3 to exit. There is no propagation upstream. Therefore, freezing at the outlet of the connecting pipe 3 and the subcooler 2 is prevented, and the slurry ice can be continuously produced in a stable manner.
또한 종래 기술과 달리, 벽면의 표면에 수지 등의 특별한 가공을 실시할 필요는 없고, 장기간에 걸쳐서 안정한 전파방지효과를 얻을 수 있다. 본 실시의 형태에서는, 예열기(14)에 의해서 액막형성용의 물을 0.5℃로 까지 가열하고 있지만, 그것에 필요로 하는 에너지는 지극히 적은 것으로, 종래와 같은 직접 연결관 등을 가열하여 동결을 방지하는 방법과 비교하면, 훨씬 적은 에너지로 충분하다.In addition, unlike the prior art, it is not necessary to perform special processing such as resin on the surface of the wall surface, and a stable propagation prevention effect can be obtained for a long time. In this embodiment, although the water for liquid film formation is heated to 0.5 degreeC by the preheater 14, the energy required for it is extremely small, and the conventional direct connection pipe etc. are heated to prevent freezing. Compared to the method, much less energy is enough.
그리고 본 실시의 형태에서는, 도입관(11)을 흐르는 물의 일부를 분기하여 외부용기(22)내에 물을 주입하도록 하였기 때문에, 외부용기(22)내에 주입하는 물의 수원을 별도로 확보할 필요는 없다.In the present embodiment, since a part of the water flowing through the inlet pipe 11 is branched so that water is injected into the outer container 22, it is not necessary to secure a separate water source for the water injected into the outer container 22.
또 본 실시의 형태에서는, 예열기(14)는 도입관(11)내를 흐르는 물을 가열하도록 설치되어 있었지만, 물주입관(21)을 흐르는 물에 대하여 개별로 이것을 가열하도록, 예를 들면 센서와 컨트롤러를 조합한 가열기 등, 적절한 온도조정장치를 설치하더라도 좋다. 이에 따라 주입용의 물에 대하여 개별로 적절한 온도로 설정할 수 있다. 물주입관(21)의 취출구는 도입관(11)의 분기부분이 아니더라도 좋고, 수조 등의 수원으로부터 직접 추출하거나, 상수도와 외부용기(22)를 밸브 및 온도조정장치를 통해 접속하더라도 좋다.In addition, in this embodiment, although the preheater 14 was installed so as to heat the water which flows in the inlet pipe 11, it is a sensor and a controller, for example, to heat this separately with respect to the water which flows through the water injection pipe 21. Appropriate temperature regulating devices, such as heaters combined with these, may be provided. Accordingly, the water for injection can be individually set to an appropriate temperature. The outlet of the water injection pipe 21 may not be a branch of the introduction pipe 11, may be extracted directly from a water source such as a water tank, or the water supply and the external vessel 22 may be connected through a valve and a temperature adjusting device.
연결관(3)의 분단끝단면, 즉 상류측 연결관(3a)의 끝단면과, 하류측 연결관 (3b)의 끝단면의 형상은 바람직하게는, 도 3 이하의 각 예와 같은 것을 채용하는 것이 좋다.The shape of the divided end surface of the connection pipe 3, that is, the end surface of the upstream connection pipe 3a, and the end surface of the downstream connection pipe 3b, preferably employs the same examples as in each of the following examples of FIG. Good to do.
도 3에 나타낸 예는, 상류측 연결관(3a)의 끝단면의 내벽(31)측이 하류측을 향하여 돌출한 테이퍼형상이고, 하류측 연결관(3b)의 끝단면의 외벽(32)측이 상류측을 향하여 돌출한 테이퍼형상이다.In the example shown in FIG. 3, the inner wall 31 side of the end face of the upstream connecting pipe 3a is tapered to protrude toward the downstream side, and the outer wall 32 side of the end face of the downstream connecting pipe 3b. It is a tapered shape projecting toward the upstream side.
도 4에 나타낸 예는, 상류측 연결관(3a)의 끝단면의 내벽(31)측은 도 3의 예와 마찬가지로 하류측을 향하여 돌출한 테이퍼형상이지만, 하류측 연결관(3b)의 끝단면의 외벽(32)측이 상류측을 향하여 돌출하고 있음과 동시에, 하류측 연결관(3b)의 끝단면(33)자체는 상류측을 향하여 볼록하게 만곡한 형상이다.In the example shown in FIG. 4, although the inner wall 31 side of the end surface of the upstream connection pipe 3a is tapered like the example of FIG. 3, it protrudes toward the downstream side, but the end surface of the downstream connection pipe 3b does not exist. While the outer wall 32 side protrudes toward the upstream side, the end face 33 itself of the downstream connecting pipe 3b is convexly curved toward the upstream side.
도 5에 나타낸 예는, 상류측 연결관(3a)의 끝단면의 내벽(31)측은 외벽(34)측보다도 하류측으로 돌출하고, 하류측 연결관(3b)의 끝단면의 내벽(35)측은 외벽 (32)측보다도 상류측으로 돌출하고, 상류측 연결관(3a)의 끝단면의 선단(36), 하류측 연결관(3b)의 끝단면의 선단(37)은 각각 축방향에 대하여 수직으로 절단된 면을 가지고 있는 구성을 가지고 있다.In the example shown in FIG. 5, the inner wall 31 side of the end face of the upstream connecting pipe 3a protrudes to the downstream side than the outer wall 34 side, and the inner wall 35 side of the end face of the downstream connecting pipe 3b is The tip 36 of the end face of the upstream side connecting pipe 3a and the tip 37 of the end face of the downstream connecting pipe 3b are each perpendicular to the axial direction. It has a configuration with a cut face.
도 6에 나타낸 예는, 상류측 연결관(3a)의 끝단면의 내벽(31)측이 외벽(34)측보다도 하류측으로 돌출하고, 하류측 연결관(3b)의 끝단면의 내벽(35)측은 외벽 (32)측보다도 상류측으로 돌출하고, 상류측 연결관(3a)의 끝단면(38), 하류측 연결관(3b)의 끝단면(39)자체는 연결관(3)의 바깥쪽을 향하여 볼록하게 만곡한 형상이다.In the example shown in FIG. 6, the inner wall 31 side of the end surface of the upstream connecting pipe 3a protrudes downstream rather than the outer wall 34 side, and the inner wall 35 of the end surface of the downstream connecting pipe 3b. The side protrudes upstream from the outer wall 32 side, and the end face 38 of the upstream connector 3a and the end face 39 of the downstream connector 3b themselves are formed outside the connector 3. It is convexly curved toward.
이상으로 나타낸 도 3∼도 6과 같은 연결관(3)의 분단끝단면 형상을 채용하면, 공극(d)에서 진입한 물이 보다 한층 바람직하게 하류측 연결관(3b)의 내벽(35)을 따라 흐르고, 하류측 연결관(3b)의 내벽(35)의 표면에, 해당 물에 의한 액막을 보다 바람직하게 형성하는 것이 가능하다. 또 발명자가 도 3∼6에 나타내는 분단끝단면 형상에 의해 실험한 결과에서는, 도 4의 형태가 가장 양호한 효과를 나타내었다.When the divided end surface shape of the connection pipe 3 shown in FIGS. 3-6 shown above is employ | adopted, the water which entered into the space | gap d more preferably makes the inner wall 35 of the downstream connection pipe 3b more preferable. It flows along and it is possible to form the liquid film by this water more preferable on the surface of the inner wall 35 of the downstream connection pipe 3b. Moreover, in the result which the inventor experimented with the divided end surface shape shown to FIGS. 3-6, the aspect of FIG. 4 showed the most favorable effect.
이상의 실시의 형태 이외에서도, 예를 들면 셀·앤드·튜브형 열교환기(과냉각기) 대신에, 플레이트식 열교환기를 사용할 수 있다.In addition to the above embodiment, for example, a plate heat exchanger can be used instead of the cell and tube heat exchanger (supercooler).
또한, 외부용기(22)에 대해서도, 상자형의 이외에, 연결관(3)보다 큰 지름의 고리형상의 것도 사용할 수 있다.Moreover, also about the outer container 22, the annular thing of diameter larger than the connecting pipe 3 can be used besides box shape.
본 발명에 의하면, 소위 밀폐계에 의한 과냉각해제에 의한 얼음의 제조에 있어서, 각별한 가열 에너지나 연결관 끝단부 표면으로의 특수한 가공을 필요로 하지 않고, 장기간에 걸쳐서 안정하여 과냉각해제기로부터 연결관으로의 상변화하는 전파를 방지할 수가 있다. 따라서, 연속적으로 물의 과냉각상태를 해소하여 제빙하고, 또한 장시간에 걸쳐 이것을 안정하여 실시하는 것이 가능하다.According to the present invention, in the manufacture of ice by the supercooling release by the hermetic system, it is stable for a long time without requiring special heating energy or special processing to the surface of the connecting tube end, and it is stable for a long time. It is possible to prevent the phase change propagation to the. Therefore, it is possible to continuously remove the supercooled state of water and to make ice, and to carry out this stably for a long time.
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