(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄熱槽からブラインポンプで２次冷液を導く蒸発部、圧縮機、凝縮部から構成された密閉回路を備えた水蒸気圧縮冷凍機と、該水蒸気圧縮冷凍機に冷却水を導く冷却塔とでなる装置に於いて、前記蒸発部内の水に所定濃度を有する不凍液を添加して1次冷液を製造すると共に１次冷液循環ポンプで該１次冷液を循環流送しかつ該蒸発部内に介在した冷液用熱交換器に散布して該蒸発部から２次冷液を取出し及び前記凝縮部は凝縮液循環ポンプで凝縮液を循環流送しかつ前記凝縮部内に介在した該凝縮用熱交換器に散布して該凝縮部から冷却水ポンプで冷却水を前記冷却塔に流送することを特徴とする冷凍又は製氷に利用する水蒸気圧縮冷凍機の冷液取出しシステム。
【請求項２】
前記所定濃度を有する不凍液が塩化ナトリウム溶液又はグリコール類溶液でなることを特徴とする請求項１記載の冷凍又は製氷に利用する水蒸気圧縮冷凍機の冷液取出しシステム。
【請求項３】
前記２次冷液が冷凍又は製氷に利用できるブライン液又は冷水でなることを特徴とする請求項１記載の冷凍又は製氷に利用する水蒸気圧縮冷凍機の冷液取出しシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、密閉回路を備えた水蒸気圧縮冷凍機から２次冷液又は冷却水を取出す冷凍又は製氷に利用する水蒸気圧縮冷凍機の冷液取出しシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の水蒸気圧縮冷凍機は開放回路で構成されたものであって、例えば、図２に示すような構成配置であった。これについて説明すれば、水蒸気圧縮冷凍機１は、蒸発部２、圧縮機３、及び凝縮部４を備えている。該蒸発部２は蓄熱槽５から循環水６を導くと共に、前記圧縮機３の運転によって、低圧に保持しつつ当該循環水６の一部を蒸発させる。該圧縮機３は当該蒸発部２から導入された水蒸気を所定の条件で加圧する。前記凝縮部４は前記圧縮機３で加圧され、かつ高温になった水蒸気を導入し、これを外部に設置した冷却塔８から導いた冷却水７で冷却し、凝縮する。
【０００３】
前記冷却塔８は、前記水蒸気圧縮冷凍機１の付帯設備であり、上水等の水でなる補給水９を導入し、前記凝縮部４から導かれた冷却水７を冷却水ポンプ１０で流送し、一部をブロー水１１として排出し、該補給水９を冷却水７に加えて、前記凝縮部４に導入する。また、前記冷却塔８は、前記凝縮部４に於いて、水蒸気を凝縮することで温度上昇した冷却水７の熱を大気に排出する機能を有する。
【０００４】
前記蓄熱槽５は前記蒸発部２から取出された氷スラリーを氷スラリーポンプ１２で流送して貯留する。そして、冷水１５は循環ポンプ１４で冷熱用熱交換器１３に圧送される。当該冷熱用熱交換器１３はいわゆる熱取出しサイクルとして冷房負荷（開示せず）等に冷水ポンプ１６で冷水等を循環流送するものであった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の技術は叙上のような構成である次の課題が存在した。
従来技術に於ける水蒸気圧縮冷凍機１は開放回路であって前記蒸発部２及び前記凝縮部４には熱交換器を備えておらず、当該水蒸気圧縮冷凍機１内の圧縮機３が前記蒸発部２内の水蒸気を吸引し、該凝縮部４に圧縮排気することで、該水蒸気の潜熱により、該蒸発部２内の水から熱を奪取し、該蒸発部２から冷水又は氷スラリーを取出すことができる。しかしながら、当該冷水又は氷スラリーの温度は−０．５(℃）程度が限度であり、極めて低温の例えば−１５（℃）程度の冷水又は氷スラリーを取出すことが困難であった。
【０００６】
従来の技術に於いては、前記循環水６を流送する前記蓄熱槽５と蒸発部２との接続配管内や冷却水７を流送する前記冷却塔８と前記凝縮部４との接続配管内がほぼ真空状態のいわゆる減圧状況下にあるので、当該接続配管の接続部分から空気が侵入する惧れが惹起された。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、密閉回路を備えた水蒸気圧縮冷凍機に於いて、蒸発部内の水に所定濃度を有する不凍液を添加し、前記蒸発部内に冷液用熱交換器を、前記凝縮部内に凝縮用熱交換器をそれぞれ介在させて、極めて低温から汎用的温度に至る広範囲の例えば、−１５(℃）から＋１０(℃）の範囲の冷液や冷水を取出すことを目的とした冷凍又は製氷に利用する水蒸気圧縮冷凍機の冷液取出しシステムであって、次の構成、手段で成立するものである。
【０００８】
請求項１記載の発明によれば、蓄熱槽からブラインポンプで２次冷液を導く蒸発部、圧縮機、凝縮部から構成された密閉回路を備えた水蒸気圧縮冷凍機と、該水蒸気圧縮冷凍機に冷却水を導く冷却塔とでなる装置に於いて、前記蒸発部内の水に所定濃度を有する不凍液を添加して1次冷液を製造すると共に１次冷液循環ポンプで該１次冷液を循環流送しかつ該蒸発部内に介在した冷液用熱交換器に散布して該蒸発部から２次冷液を取出し及び前記凝縮部は凝縮液循環ポンプで凝縮液を循環流送しかつ前記凝縮部内に介在した該凝縮用熱交換器に散布して該凝縮部から冷却水ポンプで冷却水を前記冷却塔に流送することを特徴とする冷凍又は製氷に利用する水蒸気圧縮冷凍機の冷液取出しシステムである。
【０００９】
請求項2記載の発明によれば、前記所定濃度を有する不凍液が塩化ナトリウム溶液又はグリコール類溶液でなることを特徴とする請求項１記載の冷凍又は製氷に利用する水蒸気圧縮冷凍機の冷液取出しシステムである。
【００１０】
請求項３記載の発明によれば、前記２次冷液が冷凍又は製氷に利用できるブライン液又は冷水でなることを特徴とする請求項１記載の冷凍又は製氷に利用する水蒸気圧縮冷凍機の冷液取出しシステムである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下本発明に係る冷凍又は製氷に利用する水蒸気圧縮冷凍機の冷液取出しシステムについて、添付図面に基づき、詳細に説明する。
【００１２】
図１は本発明に係る冷凍又は製氷に利用する水蒸気圧縮冷凍機の冷液取出しシステムの実施の形態の一例を示す構成配置図である。
１６は密閉回路を備えた水蒸気圧縮冷凍機であって、蒸発部１７、圧縮機１８、及び凝縮部１９を備え、密閉回路を形成している。該蒸発部１7は蓄熱槽２０から２次冷液２１をブラインポンプ２１ａで導くと共に、前記圧縮機１８の運転によって、低圧に保持しつつ当該蒸発部１７内の１次冷液３４の一部を蒸発させる。該圧縮機１８は、当該蒸発部１７から導入された水蒸気を所定の条件で加圧する。前記凝縮部１９は、前記圧縮機１８で加圧されかつ高温になった水蒸気を導入し、これを外部に設置した冷却塔２５から導いた冷却水２２で冷却し、凝縮する。
【００１３】
前記凝縮部１９内には凝縮用熱交換器３１を介在させており、前記冷却塔２５は該凝縮用熱交換器３１を通して冷却水３２を導いている。前記冷却塔２５は、前記水蒸気圧縮冷凍機１６の付帯設備であり、補給水２３を導入し、一部をブロー水２４として排出し、前記補給水２３を冷却水２２に加え、冷却水ポンプ３３でもって前記凝縮部１９に導入する。又、前記冷却塔２５は、前記凝縮部１９に於いて水蒸気を凝縮することで温度上昇した冷却水の熱を大気に排出する機能を有する。
【００１４】
前記蒸発部１７内には冷液用熱交換器２６を介在させており、 前記蓄熱槽２０は該冷液用熱交換器２６を通して、前記２次冷液２１を導いている。そして、循環ポンプ２８でもって、冷液２７を冷熱用熱交換器２９に圧送している。該冷熱用熱交換器２９はいわゆる熱取出しサイクルとして前記蓄熱槽２０から圧送された冷液２７を冷熱源として、冷水ポンプ３０でもって、各冷房負荷（図示せず）等に冷液等を循環流送している。
【００１５】
又、前記蒸発部１７内の水には所定濃度を有する不凍液を添加している。当該不凍液としては、凝固点を低下させる物質であって、塩化ナトリウム溶液又はグリコール類溶液等が適用される。そして、当該蒸発部１７は前記の不凍液を添加することにより１次冷液３４を製造すると共に一次冷液循環ポンプ３５でもって該１次冷液３４を循環流送し、前記冷液用熱交換器２６に散布する。
【００１６】
また、前記凝縮部１９は凝縮液３６を凝縮液循環ポンプ３７でもって循環流送すると共に前記凝縮用熱交換器３1に散布する。
【００１７】
次に、本発明に係る冷凍又は製氷に利用する水蒸気圧縮冷凍機の冷液取出しシステムの動作について説明する。
【００１８】
前記水蒸気圧縮冷凍機１６の圧縮機１８が運転すると、前記蒸発部１７は１次冷液３４を製造し、前記不凍液を添加された１次冷液３４が１次冷液循環ポンプ３５によって、循環流送される。そして、前記冷液用熱交換器２６は前記１次冷液３４に海水を適用したとき、前記蒸発部１７の水蒸発により１次冷液温度は−１．９(℃）まで低下し、不凍液として例えばエチレングリコール溶液を重量比で４０％を当該１次冷液３４に添加すれば、その温度は−２０(℃）程度となり、この１次冷液３４を前記冷熱用熱交換器２６に散布することによって２次冷液２１を生成し、ブラインポンプ２１ａでもって当該２次冷液２１を流送すると共に取出すことができる。なお、１次冷液の温度が０（℃）以下になることを要しない場合は、不凍液を加える必要はない。そして、該２次冷液２１は取出し温度が−１５(℃）〜＋１０(℃）であって、ブライン液又は冷水として冷凍や製氷に利用することができる。
【００１９】
一方、前記凝縮部１９は凝縮液３６を凝縮液循環ポンプ３７で循環流送して前記凝縮用熱交換器３１に散布する。そして、前記凝縮用熱交換器３１で凝縮液３６の温度を降下させると共に、温度の上昇した冷却水３２を冷却塔２５に導く。
【００２０】
尚、上記の説明に於いては、前記蒸発部１７内及び凝縮部１９内に冷液用熱交換器２６及び凝縮用熱交換機３１を介在させた構成であるが、本発明は水蒸気圧縮冷凍機１６の外に当該冷液用熱交換器２６や凝縮用熱交換器３１を設備してあって、ポンプ等によって１次冷液３４や凝縮液３６を取出しこれに流送する構成としてもよい。
【００２１】
【発明の効果】
本発明に係る冷凍又は製氷に利用する水蒸気圧縮冷凍機の冷液取出しシステムは叙上の構成、動作を有するので次の効果がある。
【００２２】
請求項１記載の発明によれば、蓄熱槽からブラインポンプで２次冷液を導く蒸発部、圧縮機、凝縮部から構成された密閉回路を備えた水蒸気圧縮冷凍機と、該水蒸気圧縮冷凍機に冷却水を導く冷却塔とでなる装置に於いて、前記蒸発部内の水に所定濃度を有する不凍液を添加して1次冷液を製造すると共に１次冷液循環ポンプで該１次冷液を循環流送しかつ該蒸発部内に介在した冷液用熱交換器に散布して該蒸発部から２次冷液を取出し及び前記凝縮部は凝縮液循環ポンプで凝縮液を循環流送しかつ前記凝縮部内に介在した該凝縮用熱交換器に散布して該凝縮部から冷却水ポンプで冷却水を前記冷却塔に流送することを特徴とする冷凍又は製氷に利用する水蒸気圧縮冷凍機の冷液取出しシステムを提供する。
このような構成としたので、前記水蒸気圧縮冷凍機から極めて低い温度から汎用的温度であって、広範囲の例えば−１５(℃）から＋１０(℃）程度の冷液や冷水を取出すことができると共に蒸発部や凝縮部の接続配管への空気侵入を防止し、環境に安全な水冷媒を用いることにより、食品等の冷凍又は製氷に利用できる効果がある。加えて、前記水蒸気圧縮冷凍機の蒸発部に１次冷液循環ポンプで１次冷液を循環し、かつ冷却用熱交換器に散布させることによって、極めて低い温度から汎用的温度に至る広範囲の２次冷液を効率よく取出すと共に蓄熱槽からブラインポンプで該２次冷液を導くこと及び前記水蒸気圧縮冷凍機の凝縮部に凝縮液循環ポンプで凝縮液を循環し、かつ凝縮用熱交換器に散布させることによって、効率よく凝縮液の温度を下げることができると共に前記凝縮用熱交換器で凝縮液の温度を降下させ、温度の上昇した冷却水を冷却塔に導くことができる効果がある。
【００２３】
請求項２記載の発明によれば、前記所定濃度を有する不凍液が塩化ナトリウム溶液又はグリコール類溶液でなることを特徴とする請求項１記載の冷凍又は製氷に利用する水蒸気圧縮冷凍機の冷液取出しシステムを提供する。
このような構成としたので、塩化ナトリウム溶液やグリコール類溶液等の汎用の不凍液を用いているので実施化が極めて容易であると共に、環境に安全な水冷媒を用いて、マイナス温度の冷液を取出して食品等の冷凍や製氷に広く利用できる利点がある。
【００２４】
請求項３記載の発明によれば、前記２次冷液が冷凍又は製氷に利用できるブライン液又は冷水でなることを特徴とする請求項１記載の冷凍又は製氷に利用する水蒸気圧縮冷凍機の冷液取出しシステムを提供する。
このような構成としたので、前記水蒸気圧縮冷凍機からブライン液又は冷水を容易に取出し製氷や冷凍の利用を促進する効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る冷凍又は製氷に利用する水蒸気圧縮冷凍機の冷液取出しシステムの実施の形態を示す構成配置図である。
【図２】従来の技術に於ける水蒸気圧縮冷凍機システムの一例を示す構成配置図である。
【符号の説明】
１６        水蒸気圧縮冷凍機
１７        蒸発部
１８        圧縮機
１９        凝縮部
２０        蓄熱槽
２１        ２次冷液
２１ａ      ブラインポンプ
２２        冷却水
２３        補給水
２４        ブロー水
２５        冷却塔
２６        冷液用熱交換器
２７        冷液
２８        循環ポンプ
２９        冷熱用熱交換器
３０        冷水ポンプ
３１        凝縮用熱交換器
３２        冷却水
３３        冷却水ポンプ
３４        １次冷液
３５        １次冷液循環ポンプ
３６        凝縮液
３７        凝縮液循環ポンプ
【図１】
0004601190.tif 000002
【図２】
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