(57)【要約】【課題】製氷量の推定を可能とし、また製氷容器の変形等を抑制する。【解決手段】氷結に伴う水２０の体膨張圧２１をうけて圧縮可能な圧縮部２２を内包したクッション体２３を、製氷容器１４内における水位２４以下に配置したことを特徴とする製氷方法。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
氷結に伴う水の体膨張圧をうけて圧縮可能な圧縮部を内包したクッション体を、製氷容器内における水位以下に配置したことを特徴とする製氷方法。
【請求項２】
前記クッション体の内部圧を測定し、当該測定した内部圧を、この内部圧と前記製氷容器における製氷量との相関関係に照合することで、製氷量を推定することを特徴とする請求項１に記載の製氷方法。
【請求項３】
前記クッション体における圧縮部の容積を、製氷対象となる水容積の１５％程度とすることを特徴とする請求項１または２に記載の製氷方法。
【請求項４】
前記クッション体は、前記圧縮部の底面に対する前記体膨張圧の加圧を許容する開口と、当該開口からの加圧に抗して前記圧縮部を留め置くべく閉じた殻体とからなることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の製氷方法。
【請求項５】
前記クッション体は、前記圧縮部を内包すべく、弾性体により構成され閉じた外皮部を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の製氷方法。
【請求項６】
前記圧縮部は、圧縮可能な流体から構成されることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の製氷方法。
【請求項７】
水の氷結に伴う製氷に代わり、液体の凍結あるいは凝固に伴う固化を実行することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の製氷方法。
【請求項８】
氷結に伴う水の体膨張圧をうけて圧縮可能な圧縮部を内包したクッション体を、製氷容器内における水位以下に配置してなることを特徴とする製氷装置。
【請求項９】
氷結に伴う水の体膨張圧をうけて圧縮可能な圧縮部を内包したクッション体を、前記製氷容器内における水位以下に配置してなる装置を備えた構造物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、製氷方法および装置、並びに前記装置を備える構造物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
冬季における氷雪等による寒気など、自然の冷熱エネルギーを利用した低温貯蔵施設は、貯蔵のための定常的電力を不要とし運営コストに優れた施設となる。このような施設には、氷点付近で貯蔵物を貯蔵するため、例えば製氷容器が装備されている（特許文献１参照）。水を湛える製氷容器は、例えばその周囲に冷気循環用パイプなどが配置され、冷却措置が取られることとなる。そしてこの冷却措置により湛えた水が氷結し製氷がなされる。しかしながら、この製氷容器における製氷方法について、次のような技術課題が指摘されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−２０１６６２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
つまり、製氷容器に納められた水が氷結する際に、その表面から氷結が進んでいく現象に由来するものである。表面から氷結するとなれば、内部についてはその氷結の度合いが視認しにくくなり、例えば試験孔等を開削して氷結状況を確認し、製氷程度を実測するしかなかった。製氷容器が多数あったり、或いは散在している場合などにもこのような測定を行うこととすれば、その手間やコストは著しく増大することになる。一方、このような手間を厭って製氷の状況を特に把握することなく成り行きに任されることもあったのである。
【０００５】
また、水が氷結するに際し、その体積が１０％程度大きくなる現象に由来する課題も存在した。つまり、この体積膨張を製氷容器の変形または破損でもって吸収するしかない。そこで、変形や破損を被った製氷容器に対する補修や交換などメンテナンスに係る手間や費用が発生し、効率的な製氷を難しくした。また、製氷容器が変形・破損するなどして水漏れが生じる懸念も存在した。
【０００６】
そこで本発明はこのような課題に着目してなされたもので、製氷量の推定を可能とし、また製氷容器の変形等を抑制する製氷方法および装置、並びに前記装置を備える構造物を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の製氷方法は、氷結に伴う水の体膨張圧をうけて圧縮可能な圧縮部を内包したクッション体を、製氷容器内における水位以下に配置したことを特徴とする（第１の発明）。
【０００８】
第２の発明は、第１の発明において、前記クッション体の内部圧を測定し、当該測定した内部圧を、この内部圧と前記製氷容器における製氷量との相関関係に照合することで、製氷量を推定することを特徴とする。
【０００９】
第３の発明は、第１または２の発明において、前記クッション体における圧縮部の容積を、製氷対象となる水容積の１５％程度とすることを特徴とする。
【００１０】
第４の発明は、第１〜３のいずれかの発明において、前記クッション体は、前記圧縮部の底面に対する前記体膨張圧の加圧を許容する開口と、当該開口からの加圧に抗して前記圧縮部を留め置くべく閉じた殻体とからなることを特徴とする。
【００１１】
第５の発明は、第１〜３のいずれかの発明において、前記クッション体は、前記圧縮部を内包すべく、弾性体により構成され閉じた外皮部を備えることを特徴とする。
【００１２】
第６の発明は、第１〜５のいずれかの発明において、前記圧縮部は、圧縮可能な流体から構成されることを特徴とする。
【００１３】
第７の発明は、第１〜６のいずれかの発明において、水の氷結に伴う製氷に代わり、液体の凍結あるいは凝固に伴う固化を実行することを特徴とする。
【００１４】
第８の発明は、氷結に伴う水の体膨張圧をうけて圧縮可能な圧縮部を内包したクッション体を、製氷容器内における水位以下に配置してなることを特徴とする製氷装置にかかる。
【００１５】
第９の発明は、氷結に伴う水の体膨張圧をうけて圧縮可能な圧縮部を内包したクッション体を、前記製氷容器内における水位以下に配置してなる装置を備えた構造物にかかる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態につき、添付図面を参照して詳細に説明する。図１は製氷容器を配置した氷室を備える貯蔵庫を示す図である。図において、貯蔵庫１０は、例えば冬季の寒気を利用して、或いは冷却装置に由来する冷気を利用して、庫内において野菜その他の食品などを蓄えるものが想定できる。このため当該貯蔵庫１０は、作業者の出入口や適宜な換気経路を残して建物全体を覆土で覆うこととし、これにより貯蔵庫１０の全体を地中に埋設する。つまり、覆土をもって断熱材とする。
【００１７】
貯蔵庫１０の内部は、隔壁１１によって分割されている。このうち図面上で左半が貯蔵エリア１２であり、右半が氷室１３となっている。この氷室１３には、潜熱水槽たる製氷容器１４が複数設置されている。製氷容器１４には、所定量の水が収容されている。或いは、貯蔵エリア１２の底面を二重底とし、ここに製氷容器１４を設置することもできる。
【００１８】
前記氷室１３内の製氷容器１４は、氷室１３内全体に左右対称であって貯蔵庫１０の屋根曲面に沿って多段に積層され、また各製氷容器１４間に角材を配して隙間を設けて積層することで、各製氷容器１４によって氷室１３のほとんどが占有される場合でも、熱交換面積を確保しうる。
【００１９】
このような氷室１３と貯蔵エリア１２とは、前記隔壁１１に設けられた送風孔１５を介して連通している。前記氷室１３中の製氷容器１４に由来する冷気が、この送風孔１５を通って貯蔵エリア１２に流入して対流１６をなし、当該エリア内の貯蔵物１７らを冷却する。貯蔵エリア１２で暖められて膨張した暖気は貯蔵エリア１２と氷室１３との気圧差により、氷室１３に環流する。
【００２０】
図２は本発明の製氷方法を適用した製氷容器を示す図である。前記氷室１３に配置された製氷容器１４の詳細について説明する。なお、製氷容器１４は冷却装置や自然冷気などにより冷却され、蓄えている水２０を氷結させるものとする。そして、この氷結に伴う水２０の体膨張圧２１をうけて圧縮可能な圧縮部２２を内包したクッション体２３を、製氷容器１４内における水位２４以下に配置している。
【００２１】
前記クッション体２３は、前記圧縮部２２の底面２５に対する前記体膨張圧２１の加圧を許容する開口２６と、当該開口２６からの加圧に抗して前記圧縮部２２を留め置くべく閉じた殻体２７とからなる。なお、前記圧縮部２２は、圧縮可能な流体、例えば空気などから構成されるものとできる。
【００２２】
また、前記クッション体２３は、前記圧縮部２２を内包すべく、弾性体により構成され閉じた外皮部を備えるものともできる。この場合、前記外皮部をゴムで形成したゴムボールや風船などを想定できる。
【００２３】
前記製氷容器１４に蓄えられた水２０が冷気により氷結していくと、これに伴い容積を１０％程度大きくし体膨張圧を生じる。この体膨張圧は、水２０の氷結進行に伴って前記圧縮部２２、つまり空気等をその底面２５から押し上げていく。一方、圧縮部２２は、徐々に圧縮されながらも前記体膨張圧に抗してクッション体２３内に留め置かれる。このような圧縮部２２の圧力を圧力管３０でもって圧力計３１に伝え、計測すること出来る。圧力管内はバルブ３２でもって減圧可能となっている。
【００２４】
計測した内部圧を、この内部圧と前記製氷容器１４における製氷量との相関関係に照合することで、製氷量を推定することも出来る。つまり、氷結の度合いを計測することが任意に可能となる。なお、前記クッション体２３における圧縮部２２の容積を、製氷対象となる水２０の容積の１５％程度とすれば、水２０が完全凍結した際でも、前記内部圧を３気圧程度に抑えることが出来る。
【００２５】
【発明の効果】
以上の説明により明らかなように、本発明による製氷方法等によれば、表面から氷結が進行する場合であっても、その氷結の度合いを測定し製氷量を効率よく推定することが可能となる。また、水が氷結する際の体積膨張をクッション体でもって吸収することで、製氷容器の変形または破損を抑制することができる。したがって、変形や破損を被った製氷容器に対する補修や交換などメンテナンスに係る手間や費用を低減し、効率的な製氷を容易にする。
しかして、製氷量の推定を可能とし、また製氷容器の変形等を抑制する製氷方法および装置、並びに前記装置を備える構造物を提供可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】製氷容器を配置した氷室を備える貯蔵庫を示す図である。
【図２】本発明の製氷方法を適用した製氷容器を示す図である。
【符号の説明】
１０  貯蔵庫
１１  隔壁
１２  貯蔵エリア
１３  氷室
１４  製氷容器
１５  送風孔
１６  対流
１７  貯蔵物
２０  水
２１  体膨張圧
２２  圧縮部
２３  クッション体
２４  水位
２５  （圧縮部の）底面
２６  開口
２７  殻体
３０  圧力管
３１  圧力計
３２  バルブ
【図１】
2004271134.tif 000003
【図２】
2004271134.tif 000004