(57)【特許請求の範囲】
【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、該冷却水用供給管の途中に、給水用ポンプ及び流量の変化を検知する検知器を設け、該検知器は、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を出力し、該給水用ポンプの給水量を増大させて冷却負荷を増加させ、前記伝熱管における氷生成の増加を阻止するようにしたことを特徴する過冷却連続製氷装置。
【請求項２】
ブラインを貯えるブライン冷却用槽にブライン冷却用の熱交換器を内蔵したブライン冷却装置と、ブライン冷却用槽からブライン用循環ポンプでポンプアツプしたブラインを循環させる水過冷却用槽に伝熱管を収納して、該伝熱管の管内を流れる水をブラインで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、該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、該検知器は、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を出力し、前記ブライン用循環ポンプの循環量を低下もしくは停止させて冷却能力を低下させ、前記伝熱管における氷生成の増加を阻止するようにしたことを特徴する過冷却連続製氷装置。
【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を解除して氷を得る過冷却連続製氷装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
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。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
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を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して伝熱管における氷生成の増加を阻止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。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の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、該冷却水用供給管の途中に、給水用ポンプ及び流量の変化を検知する検知器を設け、該検知器は、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を出力し、該給水用ポンプの給水量を増大させて冷却負荷を増加させ、前記伝熱管における氷生成の増加を阻止するようにしたことである。
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。また、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、検知器の検知で給水用ポンプの給水量を増大させて冷却負荷を増加させ、伝熱管における氷生成の増加を阻止できる。
【０００６】
請求項２記載の本発明が採用した手段は、ブラインを貯えるブライン冷却用槽にブライン冷却用の熱交換器を内蔵したブライン冷却装置と、ブライン冷却用槽からブライン用循環ポンプでポンプアツプしたブラインを循環させる水過冷却用槽に伝熱管を収納して、該伝熱管の管内を流れる水をブラインで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、該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、該検知器は、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を出力し、前記ブライン用循環ポンプの循環量を低下もしくは停止させて冷却能力を低下させ、前記伝熱管における氷生成の増加を阻止するようにしたことである。
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。また、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、検知器の検知でブライン用循環ポンプの循環量を低下もしくは停止させて冷却能力を低下させ、伝熱管における氷生成の増加を阻止できる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
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は図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との間で冷媒を循環させ、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で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、冷却水の給水用ポンプ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２１の循環流量を低下もしくは停止させて冷却能力を低下させて、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。
【００１５】
【発明の効果】
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及び２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１及び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、検知器の検知で冷却水の給水用ポンプの給水量を増大させて冷却負荷を増加させるか、またはブライン用循環ポンプの循環量を低下もしくは停止させて冷却能力を低下させて、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】
【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。
【符号の説明】
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。
【図１】
0003911314.tif 000002
【図２】
0003911314.tif 000003
【図３】
0003911314.tif 000004