(57)【要約】【課題】密閉系で過冷却水を製造する際に使用される熱交換器内で凍結が発生した場合に，素早くかつ正確にこれを検知する。【解決手段】水を過冷却状態にする熱交換器２の入口の上流側に位置する水配管４と，熱交換器２の出口と過冷却解除容器１５の入口を結ぶ連結管１４との間にバイパス管３１を配管する。バイパス管３１内を流れる水の流量を測定する第１の測定装置３２と，水配管４内を流れる水の流量を測定する第２の測定装置３３とによって測定される，各々の流量の所定時間あたりの流量の増加減少傾向を調べることで，熱交換器２の凍結を検知することができる。【選択図】  図１
2004293949.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水を過冷却状態にする熱交換器と，過冷却状態の水を解除する密閉系の解除器と，前記熱交換器の過冷却水の出口と前記解除器との入口を結ぶ連結管とを有する氷の製造装置において，
前記熱交換器の水の入口の上流側配管と前記連結管とを結ぶバイパス管を設け，前記上流側配管を流れる水の流量又は流速と，前記バイパス管を流れる水の流量又は流速とを測定し，
前記測定によって得られた上流側配管の水の流量又は流速の所定時間あたりの増加減少傾向と，前記バイパス管を流れる水の流量又は流速の所定時間あたりの増加減少傾向とに基づいて，前記熱交換器内の凍結を検知することを特徴とする，氷製造装置の凍結検知方法。
【請求項２】
前記解除器から熱交換器側へ過冷却解除が伝搬するのを防止する伝搬防止手段が前記連結管に設けられている場合には，前記バイパス管は，前記熱交換器の入口の上流側配管と前記連結管における前記伝搬防止手段の上流側又は前記伝搬防止手段とを結ぶように配管されていることを特徴とする，請求項１に記載の氷製造装置の凍結検知方法。
【請求項３】
水を過冷却状態にする熱交換器と，過冷却状態の水を解除する密閉系の解除器と，前記熱交換器の過冷却水の出口と前記解除器との入口を結ぶ連結管とを有する氷の製造装置において，
前記熱交換器の入口と出口の各圧力を測定し，
前記測定によって得られた各圧力の所定時間あたりの上昇低下傾向に基づいて，前記熱交換器内の凍結を検知することを特徴とする，氷製造装置の凍結検知方法。
【請求項４】
水を過冷却状態にする熱交換器と，過冷却状態の水を解除する密閉系の解除器と，前記熱交換器の過冷却水の出口と前記解除器との入口を結ぶ連結管とを有する氷の製造装置において，
前記熱交換器の入口の上流側配管と前記連結管とを結ぶバイパス管と，
前記上流側配管を流れる水の流量又は流速を測定する第１の測定装置と，
前記バイパス管内を流れる水の流量又は流速を測定する第２の測定装置と，
を有することを特徴とする，氷製造装置。
【請求項５】
前記解除器から熱交換器側へ過冷却解除が伝搬するのを防止する伝搬防止手段が前記連結管に設けられ，
前記バイパス管は，前記熱交換器の入口の上流側配管と前記連結管における前記伝搬防止手段の上流側又は前記伝搬防止手段とを結ぶように配管されていることを特徴とする，請求項４に記載の氷製造装置。
【請求項６】
水を過冷却状態にする熱交換器と，過冷却状態の水を解除する密閉系の解除器と，前記熱交換器の過冷却水の出口と前記解除器との入口を結ぶ連結管とを有する氷の製造装置において，
前記熱交換器の入口の圧力を測定する第１の圧力測定装置と，
前記熱交換器の出口の圧力を測定する第２の圧力測定装置と，
を有することを特徴とする，氷製造装置。
【請求項７】
水を過冷却状態にする熱交換器と，過冷却状態の水を解除する密閉系の解除器と，前記熱交換器の過冷却水の出口と前記解除器との入口を結ぶ連結管とを有する氷の製造装置において，
前記連結管の外周を水密に覆う外部容器と，この外部容器内と前記熱交換器の入口の上流側配管とを結ぶバイパス管と，
前記上流側配管を流れる水の流量又は流速を測定する第１の測定装置と，
前記バイパス管内を流れる水の流量又は流速を測定する第２の測定装置とを有し，
前記外部容器内で，前記連結管は空隙を介して全周に渡って分断されていることを特徴とする，氷製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，水を過冷却状態にする熱交換器と，過冷却状態の水を解除する密閉系の解除器と，前記熱交換器の出口と前記解除器との入口を結ぶ連結管とを有する氷の製造装置における凍結検知方法，及び該方法を実施できる氷製造装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
過冷却水を製造する熱交換器内で凍結が起こると，熱交換器内の流路が徐々に氷で塞がれるため，循環流量が低下し，最後には水の循環流量が０になってしまい，そのままだと熱交換器が破損する。したがって，かかる事態を防止するため，そのような流量の変化を素早く捕え，凍結解除運転に切り替えることで，熱交換器の破損を回避することができる。
【０００３】
この流量の低下は，原理的には過冷却水の全循環水量を計測する流量計のみを使っても検出することができる。しかし，実際にはポンプ圧の振れ，下流配管内での不均質流れ，蓄熱槽内での蓄氷状態の変化，下流配管系の切り替えなどによって流量の変動は恒常的に生じているため，検出した流量の変動が凍結のきっかけによるものかそれ以外の要因によるものかを判別するのは難しい。このため，流量低下の原因が凍結によるものであることを確実に認識するためには，流量変動幅の敷居値を大きくする必要があるが，そうすると凍結の検出が遅れるという問題があった。感度を上げるために，逆に流量変動幅の敷居値を小さくした場合には，実際には凍結していないにも関わらず凍結解除運転を開始してしまう（誤動作）ことがあるという問題が生じる。
【０００４】
それを改善するものとして，従来は次のような技術がある。まず流量の変動を検出するかわりに，熱交換器入口の圧力変化を検出することによって凍結を検出するものがある（特許文献１）。また２つの独立な方法（温度計を使う方法と流量計を使う方法）を使って凍結の判断を行うものも提案されている。（特許文献２）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平６−３００３９８号公報
【特許文献２】
特許第３０８７６２９号公報
【０００６】
しかしながら，特開平６−３００３９８号公報開示の技術のように熱交換器入口の圧力変化を検出することによって凍結を検出するようにしても，検出した圧力の変動が，凍結に起因するものかそれ以外の要因によるものかを瞬時に判別するのは難しい。
また特許第３０８７６２９号公報開示の技術では，まず氷生成検知センサが−２℃から０℃への急激な温度変化を検出することで製氷判定手段が製氷運転の開始を判定し，氷生成検知センサの指示値に基づいて過冷却水温センサの校正を行い，その後過冷却水温センサが−２℃から０℃への急激な温度変化を検出したときに，凍結の発生を検知するようになっている。
しかしながらこの方法では，例えば，製氷判定手段が製氷運転の開始を判定する前に熱交換器内で凍結が発生した場合には，氷生成検知センサと冷却水温センサは共に−２℃から０℃への急激な温度変化を検出するため，凍結を製氷運転の開始と誤認する可能性がある。
【０００７】
本発明は，かかる点に鑑みてなされたものであり，過冷却水を製造する熱交換器内で凍結が発生した場合に，素早くかつ正確にこれを検知する技術を提供することを目的としている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
前記目的を達成するため，本発明では，水を過冷却状態にする熱交換器と，過冷却状態の水を解除する密閉系の解除器と，前記熱交換器の過冷却水の出口と前記解除器との入口を結ぶ連結管とを有する氷の製造装置において，前記熱交換器の水の入口の上流側配管と前記連結管とを結ぶバイパス管を設けている。そして前記上流側配管を流れる水の流量又は流速と，前記バイパス管を流れる水の流量又は流速とを測定し，前記測定によって得られた上流側配管の水の流量又は流速の所定時間あたりの増加減少傾向と，前記バイパス管を流れる水の流量又は流速の所定時間あたりの増加減少傾向とに基づいて，前記熱交換器内の凍結を検知するようにしている。
【０００９】
通常の製氷状態，あるいは予冷運転時には，熱交換器の水の入口の上流側配管とバイパス管を流れる水の流量又は流速はある一定値となる。
しかしながら，熱交換器に凍結が発生した場合，熱交換器内の水の流路が相変化によって塞がれてゆくため，熱交換器出入口間の流動抵抗が増加する。その結果，前記上流側配管におけるバイパス管との接続部の上流側の配管を流れる水の流量又は流速は減少傾向を示す。このとき，熱交換器の出入口の圧力差が増大するために，バイパス管を流れる水の流量又は流速は増加傾向を示す。このように，熱交換器の入口の上流側の配管を流れる水の流量又は流速が減少し，バイパス管を流れる水の流量又は流速が増加した時には，この流量変動，流速変動が凍結に起因したものであると判断できる。
【００１０】
一方，熱交換器の凍結以外の要因による流量変動や流速変動の場合には，上流側の配管を流れる水の流量又は流速と，バイパス管を流れる水の流量又は流速が，共に減少傾向を示すか，共に増加傾向を示す。さらにまた，熱交換器の入口の上流側の配管を流れる水の流量又は流速が増加し，バイパス管を流れる水の流量又は流速が減少する場合は，バイパス配管の詰まりであると判断できる。
【００１１】
したがって，本発明のように，前記上流側配管配管を流れる水の流量又は流速と，前記バイパス管を流れる水の流量又は流速とを測定し，前記測定によって得られた上流側配管の水の流量又は流速の所定時間あたりの増加減少傾向と，前記バイパス管を流れる水の流量又は流速の所定時間あたりの増加減少傾向とを調べることにより，熱交換器内の凍結を検知することが可能になるのである。また本発明によれば，水の循環流量を変えて運転を行っても，設定値等を変えることなく正確な凍結の判断ができる。さらにまた，流量計，流速計の誤差（系統誤差）も凍結の判断に影響しない。
なお上流側配管の流量，流速の測定個所は，上流側配管におけるバイパス管との接続部の，上流側であっても下流側であってもよい。但し実際の施工にあたっては，設置場所の収まり上の自由度を考慮すると，上流側配管におけるバイパス管との接続部の上流側において流量や流速を測定する装置を設置し，上流側配管におけるバイパス管との接続部の上流側の配管を流れる水野流速や流量を測定する方が好ましい。
【００１２】
流量計を使用し、流量を測定してその増加減少傾向を調べる場合、流量計には、フルスケールに対する「分解能」があるが、本発明においては，所定時間あたりの増加減少傾向を調べるようにしたので、所定時間、例えば最初に測定した後から１０秒経過した後の測定値と、最初の測定値とを比較して、そのときの増加、減少を調べればよい。そして前記分解能に即して言えば、所定時間、例えば１０秒毎に流量を測定した場合に、例えば分解能１％の流量計を使用した場合には、フルスケールの１／１００程度の流量の増加、減少があれば、本発明で言う、「増加、減少」と判断して良い。
【００１３】
なお測定対象は，前記上流側配管におけるバイパス管との接続部の上流側の配管を流れる水とバイパス管を流れる水について，双方とも流量，双方とも流速であってもよく，またいずれか一方が流量，残りの一方が流速であってもよい。
【００１４】
さらにまた，バイパス管内を流れる水の流量，流速は，熱交換器の差圧によって決まるため，前記上流側配管を流れる水の流量や流速を，ある固定値になるように水を流したときのバイパス管内を流れる水の流量，流速を監視すれば，熱交換器が汚れるに従ってバイパス管内を流れる水の流量，流速は大きくなる。このことで熱交換器の汚れを計測することも可能である。
【００１５】
解除器から熱交換器側へ過冷却解除が伝搬するのを防止する伝搬防止手段が連結管に設けられている場合には，前記バイパス管は，熱交換器の入口の上流側配管と前記連結管における前記伝搬防止手段の上流側とを結ぶように配管されていることが好ましい。あるいは後述の実施の形態のように伝搬防止手段とを結ぶようにしてもよい。伝搬防止手段の上流側は，相変化の起こっていない過冷却水が流れている場所であり，このように正常な製氷運転では相変化の起こらない熱交換器の入口から出口までの水配管を，バイパス管でつなぐことにより，過冷却解除器内での相変化が流量や流速の測定に外乱を与えるのを防止し，より正確な凍結の検知を実現することができるためである。
【００１６】
さらに，前記したようなバイパス管を使用せず，前記熱交換器の水の入口と出口の各圧力を測定し，前記測定によって得られた各圧力の所定時間あたりの上昇低下傾向に基づいて，前記熱交換器内の凍結を検知することも可能である。
【００１７】
すなわち，熱交換器に凍結が発生した場合，熱交換器内の水の流路が相変化によって塞がれていき，熱交換器出入口間の流動抵抗が増加するので，前記熱交換器の水の入口と出口の各圧力を測定し，熱交換器入口の圧力が上昇傾向にあり，熱交換器出口の圧力が低下傾向にある場合には，該圧力変動が熱交換器の凍結に起因したものであると判断できる。
【００１８】
そして熱交換器出入口の圧力が共に増加，共に低下傾向にある場合には，該圧力変動は凍結以外の要因に基づくものであると判断され，熱交換器入口の圧力が低下傾向にあり，熱交換器出口の圧力が上昇傾向にある場合には，圧力を測定した圧力計に異常があるか，あるいは逆流が原因の圧力変動と判断できる。
なお本発明における連結管は，直管でなくともよく，例えば後述するように一部が分断されていてもよい。
【００１９】
また本発明によれば，水を過冷却状態にする熱交換器と，過冷却状態の水を解除する密閉系の解除器と，前記熱交換器の過冷却水の出口と前記解除器との入口を結ぶ連結管とを有する氷の製造装置において，連結管の外周を水密に覆う外部容器と，この外部容器内と前記熱交換器の入口の上流側配管とを結ぶバイパス管と，前記上流側配管におけるバイパス管との接続部の上流側の配管を流れる水の流量又は流速を測定する第１の測定装置と，前記バイパス管内を流れる水の流量又は流速を測定する第２の測定装置とを有し，前記外部容器内で，前記連結管は空隙を介して全周に渡って分断されていることを特徴とする，氷製造装置も提供される。
【００２０】
かかる構成を有する本発明の氷製造装置では，バイパス管を通じて，熱交換器の入口の上流側配管に流れる０℃以上の水が連結管の内壁面全周に対して供給され，供給された部分よりも下流側の連結管の内壁面全周に，０℃以上の水の液膜が形成される。この液膜によって，連結管内壁への氷の付着・相変化の上流側への伝播を防止することができる。また壁面に形成された０℃以上の液膜内部では，たとえ氷核が存在していても成長することはなく，やがて融解するか，下流に流されてゆくため，相変化が連結管に０℃以上の水和供給している部分を越えて上流側に伝播することはない。
【００２１】
そして前記上流側配管におけるバイパス管との接続部の上流側の配管を流れる水の流量又は流速を測定する第１の測定装置と，前記バイパス管内を流れる水の流量又は流速を測定する第２の測定装置の測定によって得られる上流側配管の水の流量又は流速の所定時間あたりの増加減少傾向と，前記バイパス管を流れる水の流量又は流速の所定時間あたりの増加減少傾向とを調べることにより，既述した判断手法によって，熱交換器内の凍結を検知することが可能になるのである。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下に，本発明の好ましい実施の形態を図面に基いて説明する。図１は本実施の形態にかかる氷製造装置１の概要を示しており，熱交換器２はブライン搬送管３を流れるブラインと，水配管４を流れる水との間で熱交換を行い，当該水を℃以下の過冷却水にする機能を有している。ブライン搬送管３内は，例えば冷凍機などのブライン冷却手段５からの所定温度のブラインが，ブラインポンプ６によって流れており，熱交換器２とブライン冷却手段５との間を循環している。熱交換器２には，プレート式，シェル・アンド・チューブ式をはじめとする各種の熱交換器，過冷却器を用いることができる。
【００２３】
水配管４には，氷蓄熱槽１１から取水された水が流れており，予熱手段１２によって０℃以上，例えば０．５℃程度に加熱された後，水ポンプ１３によって熱交換器２へと送られる。予熱手段としては，例えば電気ヒータや冷凍機の凝縮器，冷凍機を出た冷却水の熱を利用する熱交換器などを挙げることができる。そして熱交換器２において−２℃以下の過冷却水に生成された後，連結管１４（過冷却用の熱交換器と過冷却解除器を連結している，より具体的にいえば過冷却用の熱交換器の出口部と過冷却解除器の入口部を連結している）を通じて密閉系の過冷却解除器１５へと送られ，そこでシャーベット状の氷が製造される。本実施の形態において使用された過冷却解除器１５は連結管１４を通じて流入した過冷却水の過冷却状態を解除して，相変化させてスラリー状の氷を生成し，外部に流出させる機能を有している。過冷却解除のトリガとしては，例えば超音波振動子からの超音波が用いられるが，この種の密閉型の解除器１５には公知のものを適宜使用することができる。
【００２４】
連結管１４には，凍結が熱交換器２側へと伝播するのを防止するための伝播防止手段１６が設けられている。この伝播防止手段１６としては，後述のいわば分断型連結管の他に，例えば特開２００１−２４１７０５号公報に開示されているような，直管で伝搬防止部を構成し，過冷却水の流速を４ｍ／ｓ以上にして過冷却水を流通させることが提案できる。
【００２５】
過冷却解除器１５で製造されたシャーベット状の氷は，搬送管２１によって二次側負荷２２に送られ，負荷処理した後氷蓄熱槽１１へと送られる。また搬送管２１には，直接氷蓄熱槽１１に通ずる搬送管２３が接続され，二次側負荷２２で負荷処理しない場合には，過冷却解除器１５で製造されたシャーベット状の氷は直接氷蓄熱槽１１へと送られ，蓄氷運転に付されることになる。なお搬送管２１，２３には，各々対応する流量調整バルブ２４，２５が介装され，またこれら搬送管２１，２３の本管には，シャーベット状の氷を押し込んで搬送するポンプ（図示せず）が設けられている。
【００２６】
そして熱交換器２の入口の上流側の水配管４と連結管１４との間には，熱交換器２を迂回するバイパス管３１が配管されている。また本実施の形態においては，バイパス管３１と連結管１４との接続部は，連結管１４における伝搬防止手段１６の上流側に設定されている。
【００２７】
バイパス管３１には，バイパス管３１内を流れる水の流量を測定する，例えば流量計などの第１の測定装置３２が設けられ，水配管４におけるバイパス管３１との接続部の上流側には，水配管４を流れる水の流量を測定する，例えば流量計などの第２の測定装置３３が設けられている。
【００２８】
本実施の形態にかかる氷製造装置１は，以上のような構成を有しており，熱交換器２の凍結の検知は，第１の測定装置３２と第２の測定装置３３の所定時間での増加減少傾向に基づいて，次のような判断でなされる。
すなわち，
第１の測定装置３２の流量増加，第２の測定装置３３の流量増加  →  凍結以外の流量変動
第１の測定装置３２の流量減少，第２の測定装置３３の流量減少  →  凍結以外の流量変動
第１の測定装置３２の流量増加，第２の測定装置３３の流量減少  →  凍結
第１の測定装置３２の流量減少，第２の測定装置３３の流量増加  →  バイパス管３１の詰まり
である。なおここで所定時間とは，流量を測定する間隔をいい，発明の目的からすると，短いほど瞬時の検知ができる。例えば１秒〜１０秒程度の長さのものが提案できる。
【００２９】
なお前記実施の形態においては，第１の測定装置３２の，第２の測定装置３３とも，流量を測定する流量計を使用したが，いずれか一方あるいは双方を，管内の水の流速を測定する流速計を用いてもよい。そのときの判断は，上記流量計の場合と同様であり，流量を流速と代えて同じ判断手法に従えばよい。
【００３０】
次に第２の実施の形態について説明する。図２は，第２の実施の形態にかかる氷製造装置５１の概要を示しており，図１で示された同一の符号で示される部材，装置は，第１の実施の形態にかかる氷製造装置１と同一の部材，装置を示している。この第２の実施の形態にかかる氷製造装置５１は，第１の実施の形態にかかる氷製造装置１におけるバイパス管３１を設けず，熱交換器２の入口側に第１の圧力測定装置５２，熱交換器２の出口側に第２の圧力測定装置５３を設けた構成を有している。
【００３１】
かかる構成の氷製造装置５１によれば，熱交換器２の凍結の検知は，第１の圧測定装置５２と第２の圧力測定装置５３の，所定時間の増加減少傾向に基づいて，次のような判断でなされる。
第１の圧力測定装置５２の圧力上昇，第２の圧力測定装置５３の圧力上昇  →凍結以外の圧力変動
第１の圧力測定装置５２の圧力低下，第２の圧力測定装置５３の圧力低下  →凍結以外の圧力変動
第１の圧力測定装置５２の圧力上昇，第２の圧力測定装置５３の圧力低下  →凍結
第１の圧力測定装置５２の圧力低下，第２の圧力測定装置５３の圧力上昇  →圧力測定装置の異常，または逆流
である。
【００３２】
このように第２の実施の形態にかかる氷製造装置５１によれば，熱交換器２の出入口の圧力の増加，減少傾向に基づいて，熱交換器２の凍結の検知を素早くかつ正確に行うことができる。しかもバイパス管の設置は不要であるから，既存の装置に対して，２カ所に圧力計を取り付けるだけで済む。
【００３３】
次に第３の実施の形態について説明する。図３は，第３の実施の形態にかかる氷製造装置６１の概要を示しており，本実施の形態においては，過冷却水を生成するための熱交換器として，いわゆるシェル・アンド・チューブの構成を有する過冷却器６２を有している。
【００３４】
過冷却器６２の出口側，すなわち径の絞られた吐出口６３には，連結管１４の一端部が接続され，連結管１４の他端部は，密閉型の過冷却解除器１５に接続されている。水配管４における水ポンプ１３の下流側には，バイパス管６４の一端部が接続されており，他端部は，連結管１４の外周を水密に覆っている外部容器６５に接続されている。
【００３５】
連結管１４は，図４に示したように，外部容器６５内において空隙ｄを創出するように，軸方向に対して直角に分断され，上流側連結管１４ａと下流側連結管１４ｂとに分けられている。したがってバイパス管６４から外部容器６５内に送水されると，前記空隙ｄから連結管１４内に侵入した水は，連結管１４内の流れに沿って下流側連結管１４ｂの壁面に沿って下流側に流れていき，下流側連結管１４ｂの壁面に注入された水の液膜が形成されるようになっている。なお水ポンプ１３によってバイパス管６４を流れる水に付与される圧力は，外部容器６５に至るまで維持されるため，隙間ｄから連結管３内に水を押し込むのに支障はない。
【００３６】
そして水配管４におけるバイパス管６４との接続部の上流側に第１の測定装置３２が設けられ，またバイパス管６４に第２の測定装置３３が設けられている。
【００３７】
第３の実施の形態にかかる氷製造装置６１は，以上のような構成を有しており，前出第１の実施の形態にかかる氷製造装置１と全く同様な手法によって，第１の測定装置３２による流量増加減少傾向，第２の測定装置３３による流量の増加減少傾向に基づいて，過冷却器６２の凍結が検知できる。
【００３８】
そしてこの第３の実施の形態にかかる氷製造装置６１によれば，過冷却器６２の凍結判断のために設置したバイパス管６４と外部容器６５との組み合わせによって，外部容器６５が伝搬防止手段としても機能する。すなわち，例えば蓄熱槽１１から０℃の水が取水されると，予熱器１２によって０．５℃まで昇温される。この０．５℃の水は，過冷却器６２内で例えば−２℃の過冷却状態にまで冷却され，そのまま連結管１４を通じて過冷却解除器１５に送られ，過冷却解除器１５において過冷却状態が解除されて，例えば０℃のスラリー状の氷が製造され，外部へと連続的に流出される。
【００３９】
一方，水配管４から分岐してバイパス管６４に流れた０．５℃の水は，外部容器６５内に注水され，連結管１４の分断部分，すなわち空隙ｄから，連結管１４内に進入し，そのまま過冷却状態の水の流れに沿って，下流側に流れていく。このとき空隙ｄは全周に渡っているから，前記０．５℃の水は，下流側連結管１４ｂの内壁の壁面に沿って流れ，その結果当該壁面全周に渡って，０．５℃の水の液膜が形成される。なおバイパス管６４と外部容器６５の接合点（注水の吐水／受入開口）は，隙間ｄとは軸線をずらし，所定の距離をとって設定されている。これは壁面全周から均一に水が注水されるようにするための構成である。
【００４０】
したがって，過冷却解除器１５においてなされている過冷却解除が壁面に沿って上流側に伝播しようとしても，下流側連結管１４ｂの内壁の壁面には０℃以上の液膜が形成されているので，当該上流側への伝搬，すなわち過冷却器６２への伝搬は防止される。また壁面に形成された０℃以上の液膜内部では，たとえ氷核が存在していても成長することはなく，やがて融解するか，過冷却状態の水の流れによって下流に流されてゆくため，相変化が連結管１４の出口を越えて上流側に伝播することはない。それゆえ，連結管１４，過冷却器６２の出口での凍結が防止され，安定してスラリー状の氷を連続して製造することができる。
【００４１】
なお過冷却用の熱交換器内を流れる水を冷却する方式は問わない。例えばブラインを用いず，冷媒の蒸発作用による冷却であってもよい。
【００４２】
【実施例】
次に発明者が本発明にかかる凍結検知方法を実際に行った結果について説明する。装置の基本的な構成は図１に示したものであり，バイパス管３１と水配管４との流量を測定して検知することにした。また本実験において使用した第１の測定装置３２の流量計は，フルスケールが１００［ｌ／ｍｉｎ］で分解能が１％［１ｌ／ｍｉｎ］，第２の測定装置３３の流量計は，フルスケールが２０００［ｌ／ｍｉｎ］で分解能が０．３％［６ｌ／ｍｉｎ］のものを使用した。そして測定間隔を１０秒（０．１６６分）で計測した。したがって，各流量偏差の積Ａ×Ｂの絶対値が６未満の場合は，有意な変化とはいえないことになる。
すなわち｜Ａ×Ｂ｜≧１×６＝６    である。
そこで本実験においての凍結判断は，流量信号へのノイズの影響なども考慮して，｜Ａ×Ｂ｜が１５以上とした（原理的には前記したように，６以上であってもよい）。すなわち，｜Ａ×Ｂ｜の値が１５以上のときに凍結と判断するようにした。
【００４３】
測定の結果を図５の表に示す。なお凍結と判断したものについては，表中の「＊」で示し，また測定開始直後から２２２．０分までのデータは図面の都合上省略した。
この結果からわかるように，測定から２２３．５分後に凍結と判断され，また調べたところ実際に熱交換器２が凍結していることが判明した。またこの時以前には，上記凍結の判断条件を満たすことはなく，実際にも熱交換器２は，凍結していなかった。したがって，本発明によって，迅速かつ正確な凍結の判断ができることが確認された。
【００４４】
【発明の効果】
本発明によれば，過冷却水を製造する熱交換器内で凍結が発生した場合，素早くかつ正確にこれを検知することができる。また２カ所の流量，流速，あるいは圧力の増加減少傾向に基づいて判断するため，水の循環流量を変えて運転を行っても，設定値等を変えることなく正確な凍結の判断ができる。さらにまた流量，流速，圧力の測定に使用する流量計，流速計，圧力計に誤差（系統誤差）があっても，凍結の判断に影響しない。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態にかかる氷製造装置の系統を示す説明図である。
【図２】第２の実施の形態にかかる氷製造装置の系統を示す説明図である。
【図３】第３の実施の形態にかかる氷製造装置の系統を示す説明図である。
【図４】
第３の実施の形態にかかる氷製造装置の連通管の内部の様子を示す説明図である。
【図５】
実施例の測定結果を示す表である。
【符号の説明】
１，５１，６１    氷製造装置
２    熱交換器
４    水配管
１４    連結管
１５    過冷却解除器
１６    伝搬防止手段
３１，６４    バイパス管
３２    第１の測定装置
３３    第２の測定装置
【図１】
2004293949.tif 000003
【図２】
2004293949.tif 000004
【図３】
2004293949.tif 000005
【図４】
2004293949.tif 000006
【図５】
2004293949.tif 000007