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技術 過冷却連続製氷装置

出願人 ホシザキ株式会社
発明者 小林覚鳥谷千美山本二郎
出願日 1997年2月10日 (23年9ヶ月経過) 出願番号 1997-026609
公開日 1998年8月21日 (22年3ヶ月経過) 公開番号 1998-220938
状態 特許登録済
技術分野 その他の空気調和方式 氷の製造,作業,貯蔵または分配
主要キーワード 螺旋半径 管内流量 開口上端縁 給水用ポンプ 管保持具 伝熱接触 予冷装置 予備運転
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(1998年8月21日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (4)

課題

始動からを得るまでの立上げ時間をできるだけ短くできると共に、過冷却装置伝熱管で氷が生成することを検知できる過冷却連続製氷装置

解決手段

伝熱管6の管内を流れる水を過冷却して過冷却水W3を得る過冷却装置3と、得た過冷却水W3の過冷却状態解除して氷Iとする氷生成装置4とを備え、水を冷却する熱交換器9及び冷却水W2を貯えるタンク5を有する予冷装置2を備え、タンク5から伝熱管6の管内に冷却水W2を供給するように両者5,6を冷却水用供給管7で接続した。冷却水用供給管7の途中に、流量の変化を検知する検知器8を設けた。

概要

背景

従来、過冷却連続製氷装置は、水道等から供給された常温の水を過冷却する過冷却装置と、得た過冷却水過冷却状態解除してとする氷生成装置と、氷生成装置で氷とならなかつた冷水を貯えて過冷却装置へ戻すタンクとを備え、水を過冷却装置のみで冷却するものである。

概要

始動から氷を得るまでの立上げ時間をできるだけ短くできると共に、過冷却装置の伝熱管で氷が生成することを検知できる過冷却連続製氷装置。

伝熱管6の管内を流れる水を過冷却して過冷却水W3を得る過冷却装置3と、得た過冷却水W3の過冷却状態を解除して氷Iとする氷生成装置4とを備え、水を冷却する熱交換器9及び冷却水W2を貯えるタンク5を有する予冷装置2を備え、タンク5から伝熱管6の管内に冷却水W2を供給するように両者5,6を冷却水用供給管7で接続した。冷却水用供給管7の途中に、流量の変化を検知する検知器8を設けた。

目的

そこで、本発明は、従来の前記問題に鑑みてこれを解決するために、始動から氷を得るまでの立上げ時間をできるだけ短くできると共に、過冷却装置の伝熱管で氷が生成することを検知できる過冷却連続製氷装置の提供を目的とするものである。

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
2件

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請求項1

伝熱管の管内を流れる水を過冷却して過冷却水を得る過冷却装置と、得た過冷却水の過冷却状態解除してとする氷生成装置とを備えた過冷却連続製氷装置において、水を冷却する熱交換器及び冷却水を貯えるタンクを有する予冷装置を備え、該タンクから前記伝熱管の管内に冷却水を供給するように両者を冷却水用供給管で接続したことを特徴する過冷却連続製氷装置。

請求項2

前記冷却水用供給管の途中に、流量の変化を検知する検知器を設けた請求項1記載の過冷却連続製氷装置。

技術分野

0001

本発明は、水を0℃以下に過冷却して過冷却水を得た後、この過冷却水の過冷却状態解除してを得る過冷却連続製氷装置に関するものである。

背景技術

0002

従来、過冷却連続製氷装置は、水道等から供給された常温の水を過冷却する過冷却装置と、得た過冷却水の過冷却状態を解除して氷とする氷生成装置と、氷生成装置で氷とならなかつた冷水を貯えて過冷却装置へ戻すタンクとを備え、水を過冷却装置のみで冷却するものである。

発明が解決しようとする課題

0003

しかし、従来の過冷却連続製氷装置は、次の如き問題点があつた。
(a)製氷装置を始動するときには、過冷却装置に供給する水の温度が常温のため、過冷却装置で直ちに過冷却状態まで立ち上げることが困難であり、過冷却装置で冷却して得た冷水をタンクに貯える予備運転を行う必要がある。そのため、始動から氷を得るまでに、長時間を必要としていた。
(b)製氷装置の運転を長時間中断したときには、タンクに貯えられている水が昇温する。そのため、運転を再開するときには、再び長時間の予備運転を行う必要あり、直ちに氷を得ることができなかつた。
(c)製氷装置運転中の給水量の変動等により過冷却の度合いが強くなると、過冷却装置で氷が生成し、過冷却装置の伝熱管閉塞することがある。管閉塞した状態での運転は、過冷却装置等を損傷させるため、運転を中止せねばならない。しかし、伝熱管を閉塞した氷は短時間に溶けないため、再運転まで長時間を必要する。

0004

そこで、本発明は、従来の前記問題に鑑みてこれを解決するために、始動から氷を得るまでの立上げ時間をできるだけ短くできると共に、過冷却装置の伝熱管で氷が生成することを検知できる過冷却連続製氷装置の提供を目的とするものである。

課題を解決するための手段

0005

始動から氷を得るまでの立上げ時間をできるだけ短くするために、本発明が採用した手段は、伝熱管の管内を流れる水を過冷却して過冷却水を得る過冷却装置と、得た過冷却水の過冷却状態を解除して氷とする氷生成装置とを備えた過冷却連続製氷装置において、水を冷却する熱交換器及び冷却水を貯えるタンクを有する予冷装置を備え、該タンクから前記伝熱管の管内に冷却水を供給するように両者を冷却水用供給管で接続したことである。本発明にあつては、過冷却装置を作動させない状態下であつても、予冷装置を作動させてタンクに冷却水を貯えておくことができるので、過冷却装置の起動と同時に最適温度の冷却水を過冷却装置に供給し、得られた過冷却水を氷生成装置に導いて氷を得ることができる。

0006

過冷却装置で氷の生成を検知できるようにするために、本発明が採用した手段は、前記冷却水用供給管の途中に、流量の変化を検知する検知器を設けたことである。本発明にあつては、過冷却装置で氷の生成が始まると、伝熱管の管内に氷が微量づつ付着して管内通水抵抗を徐々に増大させるので、冷却水用供給管を流れる冷却水の流量も徐々に低下する。この流量の低下を検知器で検知することにより、過冷却装置における氷の生成開始を検知することができる。

発明を実施するための最良の形態

0007

以下に、本発明に係る過冷却連続製氷装置(以下、「本発明製氷装置」という)を図面に示す実施の形態に基づいて説明すると次の通りである。図1は本発明製氷装置全体の概要を示す断面図であり、図2図1のA−A線で断面した過冷却装置の平面図である。本発明製氷装置1は、図1に示す如く、冷却水を得るための予冷装置2と、予冷装置2から供給される冷却水W2を過冷却する過冷却装置3と、過冷却装置3で得た過冷却水W3を氷Iにする氷生成装置4とを備え、予冷装置2から過冷却装置3へ冷却水W2を連続的に供給することにより、氷生成装置4で氷Iを連続的に得るようにしてある。

0008

上記予冷装置2は、冷却水W2を貯えるためのタンク5と、タンク5内に内蔵した螺旋状の伝熱管等からなる熱交換器9とを備えている。熱交換器9は、冷媒用圧縮機を備えた冷媒供給装置11との間で冷媒循環させ、タンク5内の水を略々0℃まで冷却するようにしてある。タンク5は、貯えている冷却水W2が減少すると、水道管等の給水管12から常温の水W1が自動的に注水され、所定高さの貯水面Lを確保するようにしてある。この自動給水は、自動開閉弁13で行うようにしてある。タンク5は、氷生成装置4の排水口4aとタンク内5aとを回収配管13で接続し、氷生成装置4で氷とならなかつた冷水W4を回収するようにしてある。

0009

本発明製氷装置1は、過冷却装置3を作動させない状態下であつても、予冷装置2を作動させてタンク5に冷却水W2を貯えておくことができるので、過冷却装置3の起動と同時に最適温度の冷却水W2を過冷却装置3に供給し、得られた過冷却水W3を氷生成装置4に導いて氷Iを直ちに得ることができる。前記過冷却装置3は、併設したブライン冷却装置14とにより熱交換装置15を構成し、ブライン冷却装置14との間でエチレングリコール等の過冷却用ブラインBを循環するようにしてある。循環するブラインBは、ブライン冷却装置14で冷却して温度を下げ、過冷却装置3で吸熱して温度を上げる。

0010

上記ブライン冷却装置14は、冷却するためのブラインBを貯えるブライン冷却用槽18と、ブライン冷却用槽18に内蔵した螺旋状の伝熱管等からなる熱交換器19を備えている。熱交換器19は、ブライン冷却用槽18内に貯えられているブラインをマイナス12℃乃至マイナス14℃程度まで冷却するように、冷媒供給装置11との間で冷媒を循環させるようにしてある。前記過冷却装置3及びブライン冷却装置14からなる熱交換装置15は、上端開口した筒状のブライン冷却用槽18の外周上方に、環状の水過冷却用槽16を一体に形成してある。ブラインBは、ブライン冷却用槽18の排出口18aから循環管20へ導かれ、循環ポンプ21でポンプアツプされて、水過冷却用槽16の供給口16aへ供給される。

0011

上記水過冷却用槽16に供給されたブラインBは、水過冷却用槽16の槽内を通過する間に、伝熱管6の管内を通過する冷却水W1との間で熱交換して、冷却水W1を更に冷却してマイナス3℃程度の過冷却水W3にする。水過冷却用槽16を通過したブラインBは、ブライン冷却用槽18と水過冷却用槽16とを区画する環状の境界壁22の開口上端縁22aをオーバーフローして、ブライン冷却用槽18に戻る。

0012

前記過冷却装置3は、図1及び図2に示す如く、環状の水過冷却用槽16に伝熱管6を収納してある。伝熱管6は、耐冷却性及び耐水性のあるゴムチユーブ(例えば、シリコンゴムチユーブ等)を一重又は多重(図面は3重)の緩やかな螺旋状に巻いて形成したものであり、管保持具23に保持させて螺旋形状を維持してある。緩やかな螺旋状とは、伝熱管6の管内を淀むことなく常に安定した状態で冷却水や過冷却水を流すことができる螺旋半径で形成したことを言う。伝熱管6にゴムチユーブを用いるのは、管内表面を滑らかに成形できると共に管内表面に皺を生じさせることなく螺旋状に巻くことができるので、氷核を形成させる原因となる凹凸を管内表面に形成しないからである。更に、ゴムチユーブは、耐冷却性の材質であるため、氷核を形成するような熱的シヨツクを冷却水に与える心配も少ないからである。

0013

前記予冷装置2と過冷却装置3とは、予冷装置2のタンク5の排水口5aと過冷却装置3の伝熱管6の給水口6aとを冷却水用供給管7で接続してある。冷却水用供給管7は、その途中に、給水用ポンプ24及び検知器8を設けてある。検知器8は、管内流量の変化を検知するためのものであり、オリフイス等の流量検出素子圧力差を測定して流量を求める形式等が選択される。前記過冷却装置3は、もし伝熱管6の管内で氷の生成が始まると、管内表面に氷が微量づつ付着して管内通水抵抗を徐々に増大させるので、冷却水用供給管7を流れる冷却水W2の流量も徐々に低下する。検知器8は、この流量の低下を検知することにより、過冷却装置3における氷の生成開始を検知できる。上記検知器8は、設定した流量値より小さい値を検知したときには自動的に信号aを出力し、冷却水用ポンプ24の給水量を増大させて冷却負荷を増加させるか、ブライン用循環ポンプ24の循環水量を低下もしくは停止させて冷却能力を低下させる等して、伝熱管6における氷生成の増加を阻止する。

0014

前記過冷却装置3は、伝熱管6の排水口6bから耐冷却性及び耐水性のあるゴムチユーブ(例えば、シリコンゴムチユーブ等)からなる案内管25を延設してある。案内管25は、吐水口25aを氷生成装置4に臨ませてある。上記氷生成装置4は、案内管25の吐水口25aから放出される過冷却水W3の過冷却を解除して氷とするものである。氷生成装置4は、生成した氷Iを受ける受皿29を備え、過冷却水W3と接触する箇所に、氷核を形成させるための強制冷却した接触面26を露出してある。接触面26は、管内をブラインBが流れる冷却管27の表面、又は図3に示すように冷却管27に伝熱接触する伝熱板28で形成してある。

発明の効果

0015

以上詳述の如く、本発明製氷装置は、以下の如き優れた効果を有する。請求項1記載の本発明は、過冷却装置の起動と同時に最適温度の冷却水を過冷却装置に供給して氷生成装置で氷を得ることができるため、始動から氷を得るまでの立上げ時間をできるだけ短くすることが可能となり、装置の稼働効率を向上させることができる。請求項2記載の本発明は、冷却水用供給管の流量の低下を検知器で検知することにより、過冷却装置における氷の生成開始を検知することができるので、過冷却装置の伝熱管の氷による閉塞を予防することが可能となり、装置の稼働効率を飛躍的に向上させることができる。

図面の簡単な説明

0016

図1本発明製氷装置全体の概要を示す断面図である。
図2図1のA−A線で断面した過冷却装置の平面図である。
図3氷生成装置の別態様の要部を拡大した断面図である。

--

0017

2…予冷装置、3…過冷却装置、4…氷生成装置、5…タンク、6…伝熱管、7…冷却水用供給管、8…検知器、9…熱交換器、W2…冷却水、W3…過冷却水、I…氷。

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