JPH04240367A - 製氷装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、蓄氷槽の水又は水溶液
を循環させて過冷却したのちその過冷却状態を再冷却に
より解消させてスラリー状の氷化物にするようにした製
氷装置に関し、特に過冷却解消部の冷却性能に関する。

【０００２】従来より、冷却装置に接続された熱交換器
と蓄氷槽との間で蓄氷槽の水を循環させる水循環回路を
設け、熱交換器により蓄氷槽の水をスラリー状の氷化物
にするようにした製氷装置として、例えば特開昭６３−
２１７１７１号公報に開示されるごとく、水循環路の出
口側を上流側で下方に向かいかつ出口端が蓄氷槽の水面
より一定高さだけ上方で開口するように形成された傾斜
樋とし、熱交換器をこの樋間に介設して、水循環路で熱
交換器により過冷却された水を樋の出口で過冷却状態を
解消させてスラリー状に氷化するとともに、この氷化物
を蓄氷槽に落下させるものは公知の技術である。また、
実開平１−１１２３４５号公報に開示されるごとく、邪
魔板及び傾斜樋を設置して、熱交換器で過冷却された水
を大気に放出して邪魔板に衝突させ、水の過冷却状態を
解消させて水を氷化させ、樋を介して蓄氷槽内に落下さ
せるものも公知の技術である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】これら従来の技術では
、樋を用いて落下により水又は水溶液を移送するため、
機器の配置等の設計上の制約があった。これを解決する
ものとして、出願人は特願平２−１０５９５２号におい
て、蓄氷槽の水又は水溶液を循環させるための水循環路
の途中の管路に、再冷却による過冷却解消部を設け、そ
のままスラリー状で水又は水溶液の氷化物を閉管路内に
より蓄氷槽まで送ることを提案した。このスラリー状の
氷化物を沈降させずに流すには、ある程度の流速が必要
であり、管路内壁への氷の付着を防止するためにも、こ
の流速は速いほうがよい。しかしながら、流速が速いと
過冷却解消部で水又は水溶液の温度が十分に下がりきる
前に流れ去る。これを防止するには、過冷却解消部の温
度を下げて、水又は水溶液との温度差を大きくして冷却
能力を高くすること、または過冷却解消部の伝熱面積を
大きくして冷却能力を高くすることが考えられるが、前
者は過冷却解消部の冷却用に特に低温の冷熱源を発生す
るための装置が必要となり、後者は装置が大容量になる
欠点がある。本発明はかかる点に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、水又は水溶液の過冷却状態の解消を
小さな装置で効率良く行うことにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の解決手段は、図１に示すように、水又は水溶液
のスラリー状の氷化物を貯溜するための蓄氷槽（５）と
、冷却装置（２）に接続され、水又は水溶液を過冷却す
るための主熱交換器（２２）と、上記主熱交換器（２２
）と蓄氷槽（５）とを接続する復管路（５１Ｂ）内の流
路中に介設され、水又は水溶液の過冷却状態を解消させ
てスラリー状の氷化物にするための過冷却解消部（８）
とを備えた製氷装置を前提とする。

【０００５】第１の解決手段は、図３〜図１２に示すよ
うに、過冷却解消部（８）の構成として、復管路（５１
Ｂ）の管内表面に対し外方に膨出する窪み部（８３）を
形成して、この窪み部（８３）内面を過冷却解消部（８
）の冷却伝熱面（８１）としたものである。

【０００６】第２の解決手段は、図１３〜図１８に示す
ように、過冷却解消部（８）の冷却伝熱面（８１）の周
りに設けられ、冷却伝熱面（８１）付近での水又は水溶
液の流速を局所的に遅くするための障壁部（８２）を備
えたものである。

【０００７】第３の解決手段は、図１９〜図２２に示す
ように、上記第１又は第２の解決手段に加えて、過冷却
解消部（８）に近接して設けられ、過冷却解消部（８）
で生じた氷化物の管壁への付着を解離させるよう復管路
（５１Ｂ）を加熱する凍結防止部（９）とを備えたもの
である。

【０００８】第４の解決手段は、図２及び図２３に示す
ように、上記第１又は第２の解決手段に加えて、冷却装
置（２）を、圧縮機（１１），（２１）、凝縮器（１２
）、減圧機構（２３）及び蒸発器として作用する主熱交
換器（２２）を順次接続してなる冷媒回路（１）を備え
た冷却装置（２）とし、過冷却解消部（８）は上記冷媒
回路（１）の冷媒との熱交換により過冷却状態の水又は
水溶液を冷却するものであり、冷媒回路（１）の液管部
（３５）と過冷却解消部（８）の冷媒入口端（８６）と
の間を減圧部（Ｃ４）を介して接続するとともに、過冷
却解消部（８）の冷媒出口端（８７）は冷媒回路（１）
の低圧部（２５）に接続する構成としたものである。

【０００９】第５の解決手段は、図２及び図２４に示す
ように、上記第３の解決手段に加えて、冷却装置（２）
を、圧縮機（１１），（２１）、凝縮器（１２）、減圧
機構（２３）及び蒸発器として作用する主熱交換器（２
２）を順次接続してなる冷媒回路（１）を備えた冷却装
置（２）とし、過冷却解消部（８）は上記冷媒回路（１
）の冷媒との熱交換により過冷却状態の水又は水溶液を
冷却するものであり、凍結防止部（９）は上記冷媒回路
（１）の冷媒との熱交換により過冷却解消部（８）に近
接する管壁を加熱するものであり、凍結防止部（９）の
冷媒入口端（９６）を冷媒回路（１）の液管部（３５）
に接続し、過冷却解消部（８）の冷媒出口端（８７）を
冷媒回路（１）の低圧部（２５）に接続するとともに、
凍結防止部（９）の冷媒出口端（９７）と過冷却解消部
（８）の冷媒入口端（８６）との間は減圧部（Ｃ４）を
介して接続するものである。

【００１０】

【作用】以上の解決手段により、請求項１の発明では、
過冷却解消部（８）の窪み部（８３）において、水又は
水溶液の流れが淀んで遅くなる、いわゆる準静止状態に
なる。冷却伝熱面を通して冷却するときには、水又は水
溶液は流れが速いと、温度が十分に下がる前に流れ去る
。しかし、本発明の過冷却解消部（８）の窪み部（８３
）においては、水又は水溶液の流速が遅くなるので、窪
み部（８３）内面の冷却伝熱面（８１）により、水又は
水溶液の温度も十分に下がるので、冷却能力は向上し、
過冷却の解消は効率よく行われる。また、水又は水溶液
全部の流速を遅くするものではないので、生成した氷化
物の流れが悪くなることによる復管路（５１）内の閉塞
も生じない。なお、水又は水溶液全部を再冷却すること
なく、水又は水溶液全部の過冷却状態を解消できるのは
、窪み部（８３）において氷化物ができ、この氷化物が
核となるからである。

【００１１】請求項２の発明では、過冷却解消部（８）
の周りの障壁部（８２）が水又は水溶液の流れを妨げる
ので、過冷却解消部（８）の冷却伝熱面（８１）に接す
る所で水又は水溶液の流速が遅くなる。また、水又は水
溶液の全体の流速を遅くするものではないので、請求項
１の発明と同様に、冷却能力は向上し、過冷却の解消は
効率よく行われ、氷化物の流れが悪くなることによる復
管路（５１Ｂ）内の閉塞も生じない。

【００１２】請求項３の発明では、上記請求項１又は請
求項２の発明に加えて、過冷却解消部（８）の周りの管
壁を加熱する凍結防止部（９）により、過冷却解消部（
８）で生成した氷化物が過冷却解消部（８）付近の管壁
に付着するのを解離して、過冷却解消部（８）及びこの
付近の管壁の凍結を阻止し、製氷効率を向上させる。

【００１３】請求項４の発明では、上記請求項１又は請
求項２の発明に加えて、主熱交換器（２２）が冷却装置
（２）の冷媒回路（１）に接続されていて、過冷却解消
部（８）には、上記冷媒回路（１）の液冷媒を減圧部（
Ｃ４）で減圧した低温の冷媒を流通して冷却するので、
別途冷却装置を設けることなく、過冷却解消が行われる
。

【００１４】請求項５の発明では、上記請求項３の発明
に加えて、主熱交換器（２２）が冷却装置（２）の冷媒
回路（１）に接続されていて、凍結防止部（９）には冷
媒回路（１）の比較的高温の液冷媒が流通する一方、過
冷却解消部（８）には凍結防止部（９）で冷媒との熱交
換により冷却され、さらに減圧部（Ｃ４）で減圧された
低温の冷媒が流通するので、別途加熱冷却装置を設ける
ことなく、過冷却解消と凍結防止が行われる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例について、図２以下の
図面に基づき説明する。図２は本発明の製氷装置を備え
た空気調和装置の実施例を示し、冷却装置（２）の冷媒
回路（１）は下記のように構成している。（１１）は第
１圧縮機、（１２）はこの第１圧縮機（１１）の吐出側
に配置され、冷媒と室外空気との熱交換を行う室外熱交
換器、（１３）はこの室外熱交換器（１２）の冷媒流量
を調節し、又は減圧を行う室外電動膨張弁であって、上
記各機器（１１）〜（１３）は第１管路（１４）中で直
列に接続されている。また、（２１）は第２圧縮機、（
２２）はこの第２圧縮機（２１）の吐出側に配置され、
後述の蓄氷槽（５）の水又は水溶液を過冷却するための
主熱交換器、（２３）はこの主熱交換器（２２）が凝縮
器として機能するときには冷媒流量を調節し、蒸発器と
して機能するときには冷媒の減圧を行う水側電動膨張弁
であって、上記各機器（２１）〜（２３）は第２管路（
２４）中で直列に接続されている。

【００１６】なお、（ＳＤ１），（ＳＤ２）はそれぞれ
各圧縮機（１１），（２１）の吐出管に設けられた油分
離器、（Ｃ１），（Ｃ２）はこの油分離器（ＳＤ１），
（ＳＤ２）の吸入側にそれぞれ設けられた油戻し管（Ｒ
Ｔ１），（ＲＴ２）にそれぞれ介設された減圧用のキャ
ピラリーチューブである。さらに、（３２），（３２）
は各室内に配置される室内熱交換器、（３３），（３３
）は冷媒を減圧する減圧弁としての室内電動膨張弁、上
記各機器（３２），（３３）はそれぞれ直列に接続され
、かつその各組が第３管路（３４）中で並列に接続され
ている。また、（３５）は室外電動膨張弁（１３）と水
側電動膨張弁（２３）とをつなぐ液管部である。そして
、上記第１管路（１４）及び第２管路（２４）は第３管
路（３４）に対して並列に接続されている。なお、（Ａ
Ｃ）は各圧縮機（１１），（２１）の吸入側となる第３
管路（３４）に設けられたアキュームレーターである。 また、（１０）は室外熱交換器（１２）のガス管と室内
熱交換器（３２），（３２）のガス管とを各圧縮機（１
１），（２１）の吐出側又は吸入側に切換連通させる四
路切換弁（１０）であって、この四路切換弁（１０）が
図中実線側に切り換わったときには室外熱交換器（１２
）が凝縮器、主熱交換器（２２）又は室内熱交換器（３
２），（３２）が蒸発器として機能する一方、四路切換
弁（１０）が図中波線側に切り換わったときには室外熱
交換器（１２）が蒸発器、主熱交換器（２２）又は室内
熱交換器（３２），（３２）が凝縮蒸器として機能する
。さらに、各圧縮機（１１），（２１）の吸入側をバイ
パス接続する低圧部（２５）と、主熱交換器（２２）の
ガス管を上記第２圧縮機（２１）の吐出管と低圧部（２
５）とに切換連通させる水側切換弁（２６）とが設けら
れている。この水側切換弁（２６）は四路切換弁のうち
の３つのポートを利用して、水側切換弁（２６）が図中
実線側に切り換わったときには主熱交換器（２２）が蒸
発器として機能する一方、水側切換弁（２６）が図中破
線側に切り換わったときには主熱交換器（２２）のガス
管が第２圧縮機（２１）の吐出管に連通し、主熱交換器
（２２）が凝縮器として機能するようになされている。 なお、（Ｃ３）は水側切換弁（２６）のデッドポート側
の配管に介設されたキャピラリーチューブである。

【００１７】さらに、第１圧縮機（１１）及び第２圧縮
機（２１）の吐出管どうしを接続するバイパス路（３）
が設けられていて、このバイパス路（３）には第２圧縮
機（２１）の吐出管側から第１圧縮機（１１）の吐出管
側への冷媒流通のみを許容する逆止弁（４）が介設され
ている。すなわち、室外熱交換器（１２）及び主熱交換
器（２２）が凝縮器として機能する際、主熱交換器（２
２）における凝縮温度が高く圧力が高くなった場合、第
２圧縮機（２１）の吐出ガスを室外熱交換器（１２）側
に逃がすことにより、放熱量を分配しうるようになされ
ている。ここで、製氷装置には、蓄熱媒体としての水又
は水溶液のスラリー状の氷化物を貯溜するための蓄氷槽
（５）が配置されていて、この蓄氷槽（５）と主熱交換
器（２２）との間は、水循環路（５１）により水又は水
溶液が循環するように接続されている。この水循環路（
５１）は、蓄氷槽（５）の低部から主熱交換器（２２）
に水又は水溶液を供給する往管路（５１Ａ）と、主熱交
換器（２２）から蓄氷槽（５）の上部に水又は水溶液の
スラリー状の氷化物を戻す復管路（５１Ｂ）とからなっ
ており、往管路（５１Ａ）のポンプ（５２）の下流側に
は、水循環路（５１）の水又は水溶液中の氷化物やゴミ
等の固体物を除去するストレーナー（５３）が介設され
、さらに、このストレーナー（５３）の下流側には、主
熱交換器（２２）に供給される水又は水溶液を予熱する
予熱熱交換器（６）が介設されている。一方、冷媒回路
（１）の液ラインには、液冷媒の一部を水側電動膨張弁
（２３）をバイパスさせて予熱熱交換器（６）に流通さ
せる予熱バイパス路（６１）が設けられていて、この予
熱バイパス路（６１）の予熱熱交換器（６）の下流側に
は、冷媒の減圧機能及び流量制御機能（６２）を有する
予熱電動膨張弁（６２）が介設されている。この予熱電
動膨張弁（６２）と水側電動膨張弁（２３）とにより、
予熱バイパス路（６１）の冷媒流量を調節するとともに
、主熱交換器（２２）の製氷運転時における冷媒の減圧
をも行うようになされている。

【００１８】さらに、上記水循環路（５１）の復管路（
５１Ｂ）において、主熱交換器（２２）の下流側には、
復管路（５１Ｂ）の水又は水溶液を冷却して主熱交換器
（２２）で過冷却された水又は水溶液の過冷却状態を解
消させる過冷却解消部（８）としての再冷却器が設けら
れ、この過冷却解消部（８）の周囲には、管路の凍結を
防止するための加熱伝熱面（９１）を有する凍結防止部
（９）が設けられ、さらに、この過冷却解消部（８）と
主熱交換器（２２）との間には、復管路（５１Ｂ）の凍
結が主熱交換器（２２）まで進展するのを阻止するため
の凍結進展防止部としての保温熱交換器（７）が設けら
れている。また、上記冷媒回路（１）の液管部（３５）
から保温熱交換器（７）に液冷媒を流通させる一方、こ
の液管部（３５）から分岐して解消バイパス路（８５）
が延び、この解消バイパス路（８５）は、図２４に示す
ように凍結防止部（９）の冷媒入口端（９６）に接続さ
れ、この凍結防止部（９）の冷媒出口端（９７）は減圧
弁又はキャピラリーチューブからなる減圧部（Ｃ４）を
介して上記過冷却解消部（８）の冷媒入口端（８６）に
接続されるとともに、その冷媒出口端（８７）が圧縮機
（１１），（２１）の吸入側となる低圧部（２５）に接
続されている。すなわち、過冷却解消部（８）において
、減圧部（Ｃ４）で減圧され温度の下がった冷媒との熱
交換により、主熱交換器（２２）で過冷却された水又は
水溶液を再冷却し、その過冷却状態を解消させてスラリ
ー状に氷化させ、復管路（５１Ｂ）を介してスラリー状
の氷化物を蓄氷槽（５）まで循環させる一方、凍結防止
部（９）に凝縮された冷媒液をバイパスさせることによ
り、管壁を加熱して、過冷却状態の解消により生じた氷
化物の管壁への付着を解離させるようになされている。

【００１９】さらに、保温熱交換器（７）において、液
ラインの液冷媒との熱交換により加熱して、上記過冷却
解消部（８）や復管路（５１Ｂ）で水又は水溶液の過冷
却解消により生じた氷化物が復管路（５１Ｂ）の管壁に
付着して凍結が主熱交換器（２２）まで進展するのを防
止するようになされている。空気調和装置の運転時室内
で冷房を行うときには、四路切換弁（１０）が図中実線
側に切り換えられる。そして、水側切換弁（２６）が図
中実線側に切り換えられているときには、各圧縮機（１
１），（２１）からの吐出冷媒がいずれも室外熱交換器
（１２）で凝縮された後、各室内熱交換器（３２），（
３２）で蒸発することにより、室内の冷房を行う。また
水側切換弁（２６）が図中破線側に切り換えられている
ときには、第１圧縮機（１１）の吐出冷媒が室外熱交換
器（１２）に流れる一方、第２圧縮機（２１）の吐出冷
媒は主熱交換器（２２）に流れ、それぞれ凝縮された後
、各室内熱交換器（３２），（３２）で蒸発するよう循
環するまた、夜間等の電力が安価なときには、蓄氷槽（
５）に冷熱を蓄える蓄冷熱運転が行われる。すなわち、
四路切換弁（１０）及び水側切換弁（２６）を図中実線
側に切り換え、各室内電動膨張弁（３３），（３３）を
閉じて、各圧縮機（１１），（２１）の吐出冷媒を室外
熱交器（１２）で凝縮させた後、水側電動膨張弁（２３
）又は予熱電動膨張弁（６２）で減圧して主熱交換器（
２２）で蒸発させることにより、蓄氷槽（５）の水又は
水溶液を過冷却して蓄氷槽（５）の水又は水溶液を氷化
し、冷熱を蓄えるようになされている。

【００２０】ここで、本発明では、主熱交換器（２２）
下流側の復管路（５１Ｂ）において、主熱交換器（２２
）で過冷却された水又は水溶液が過冷却解消部（８）で
再冷却され、その過冷却状態が解消し、スラリー状で蓄
氷槽（５）に強制循環され、蓄氷槽（５）にスラリー状
の氷化物が貯溜されて昼間の冷房運転に必要な冷熱が蓄
えられる。その際、復管路（５１Ｂ）での水又は水溶液
の全体の流速が速いと、過冷却解消部（８）で水又は水
溶液の温度が十分に下がる前に流れ去る。また、復管路
（５１Ｂ）での水又は水溶液の全体の流速を遅くすると
、氷化物のスラリーの管路内への氷の付着や管路の閉塞
を生じる。

【００２１】そこで、請求項１の発明に係わる実施例は
、復管路（５１Ｂ）における管内表面に対し外方に膨出
する窪み部（８３）を形成して、この窪み部（８３）内
面を、過冷却解消部（８）の冷却伝熱面（８１）とした
ことにより、この過冷却解消部（８）の冷却伝熱面（８
１）で水又は水溶液の流速を局所的に遅くすることがで
きるので、この冷却伝熱面（８１）での水又は水溶液の
滞留時間は長くなり、水又は水溶液の温度を十分に下げ
ることができ、冷却能力が向上する。よって、この冷却
伝熱面（８１）の伝熱面積を大きくすることなく、また
過冷却解消部（８）のために特に低温の冷熱源を用意す
ることなく、効率よく過冷却の解消が行える。図３，図
４は請求項１の発明の実施例に係わる過冷却解消部（８
）の冷却伝熱面（８１）の形状を示したものである。図
３はその縦断面図、図４はその横断面図である。 円柱形状の窪み部（８３）内面がこの冷却伝熱面（８１
）になっており、この円柱形状の窪み部（８３）で水又
は水溶液の滞留時間が長くなり、温度が十分に下がるの
で、過冷却解消部（８）の冷却能力が高く、過冷却の解
消が効率よく行われる。

【００２２】ここで冷却伝熱面（８１）を冷却する手段
として、過冷却解消部（８）の冷媒入口端（８６）から
導入した冷媒により冷却伝熱面（８１）を冷却し、その
冷媒を過冷却解消部（８）の冷媒出口端（８７）から出
すようにする。この冷媒として請求項４の発明のように
冷却装置（１）の冷媒回路（２）のものを用いるのが望
ましいが、請求項１の発明は別途冷却装置を設けてその
冷媒を用いてもよく、この冷却装置（１）の冷媒回路（
２）の冷媒を用いるものに限定されるものではない。 なお、請求項１の発明において、過冷却解消部（８）の
窪み部（８３）の形状は図３，図４に限定されるもので
はない。図５〜図１２は上記実施例１の変形例を示し、
各奇数番号の図は縦断面図、各偶数番号の図は前の番号
の図に対応する横断面図である。ここで、図５，図６は
窪み部（８３）の形状を円錐とした場合、図７，図８は
窪み部（８３）の形状を半球とした場合、図９，図１０
は円柱形状の窪み部（８３）が３個ある場合、図１１，
図１２は窪み部（８３）が配管の横断面を一周してつな
がっている場合である。これらの変形例においても、水
又は水溶液の流速が局所的に遅くなり、温度が十分に下
がるので、過冷却解消部（８）の冷却能力が高く、過冷
却の解消が効率よく行われる。他に三角柱、直方体など
の形状の窪み部（８３）も同様の効果を示す。

【００２３】次に、請求項２の発明に係わる実施例につ
いて説明する。図１３，図１４は過冷却解消部（８）の
冷却伝熱面（８１）の縦断面と横断面をそれぞれ示す。 本発明では、過冷却解消部（８）の冷却伝熱面（８１）
の周りを中空の円柱形状の障壁部（８２）で囲み、この
障壁部（８２）の一方端は過冷却解消部（８）と接して
閉じており、他端の開口部からのみ水又は水溶液は出入
りするので、水又は水溶液の流れが妨げられ、流速がこ
の冷却伝熱面（８１）で局所的に遅くなる。よって、こ
の冷却伝熱面（８１）での水又は水溶液の滞留時間が長
くなり、温度が十分に下がるので、過冷却解消部（８）
の冷却能力が高く、過冷却の解消が効率よく行われる。 過冷却解消部（８）の構成は異なるが、請求項１の発明
と同様の効果を発揮する。ここで冷却伝熱面（８１）の
冷却手段は請求項１と同様である。

【００２４】なお、この実施例として図１３，図１４で
示した障壁部（８２）は円柱形状としたが、過冷却解消
部（８）の冷却伝熱面（８１）を囲む形状であれば、直
方体又は三角柱の形状を有するものでもよく、請求項２
の発明において、過冷却解消部（８）の冷却伝熱面（８
１）及び障壁部（８２）の形状は図１３，図１４に限定
されるものではない。図１５〜図１８は上記実施例の各
変形例を示し、各奇数番号の図は縦断面図、各偶数番号
の図は前の番号の図に対応する横断面図である。図１５
，図１６は過冷却解消部（８）の冷却伝熱面（８１）が
円柱形状を有して、管路内に突き出ており、その周りを
過冷却解消部（８）より大きい中空の円柱形状の障壁部
（８２）で囲っていて、障壁部（８２）の一方端は過冷
却解消部（８）と接して閉じており、他端の開口してい
る場合である。図１７，図１８は過冷却解消部（８）の
冷却伝熱面（８１）が円柱形状を有して、復管路（５１
Ｂ）を横断しており、この冷却伝熱面（８１）の水又は
水溶液の上流と下流とに板状の障壁部（８２）を設けて
いる場合である。これら変形例においても、水又は水溶
液の流速が遅くなり、温度が十分に下がるので、過冷却
解消部（８）の冷却能力が高く、過冷却の解消が効率よ
く行われる。また、水又は水溶液全部の流速を遅くする
ものではないので、生成した氷化物の流れが悪くなるこ
とによる復管路（５１）内の閉塞も生じない。なお、水
又は水溶液全部を冷却することなく、水又は水溶液全部
の過冷却状態を解消できるのは、窪み部（８３）におい
て氷化物ができ、この氷化物が核となるからである。 なお、これら請求項１及び請求項２の発明に係わる実施
例において、水又は水溶液全部を再冷却することなく、
水又は水溶液全部の過冷却状態を解消できるのは、発明
の窪み部（８３）又は障壁部（８２）の内側において氷
化物ができ、この氷化物が核となるからである。

【００２５】請求項３の発明に係わる実施例は、上記請
求項１又は請求項２の発明に係わる実施例において、過
冷却解消部（８）の冷却伝熱面（８１）に近接して凍結
防止部（９）の加熱伝熱面（９１）を設けるのであり、
図１９，図２０は請求項１の発明に係わる実施例におい
て凍結防止部（９）を設けた実施例である。過冷却解消
部（８）に近接した凍結防止部（９）により、過冷却解
消部（８）で生じた氷化物の管壁への付着を解離させる
ことができるので、氷化物の管壁への付着と成長による
閉塞を防止できる。とくに、請求項１又は請求項２の発
明に係わる実施例による過冷却解消部（８）は、冷却能
力が高いので、冷却伝熱面（８１）が小さくできる。よ
って、近接した凍結防止部（９）の加熱伝熱面（９１）
も小さくできる。ここで加熱伝熱面（９１）を加熱する
手段として、凍結防止部（９）の冷媒入口端（９６）か
ら導入した熱媒により加熱伝熱面（８１）を加熱し、そ
の熱媒を凍結防止部（９）の冷媒出口端（９７）から出
すようにする。この実施例の凍結防止部（９）と過冷却
解消部（８）は二重円管になっており、上記熱媒は過冷
却解消部（８）の外側にある凍結防止部（９）の空間を
通って、凍結防止部（９）の冷媒入口端（９６）から凍
結防止部（９）の冷媒出口端（９７）に抜ける。また、
冷却伝熱面（８１）を冷却する手段として、過冷却解消
部（８）の冷媒入口端（８６）から導入した冷媒により
冷却伝熱面（８１）を冷却し、その冷媒を過冷却解消部
（８）の冷媒出口端（８７）から出すようにする。この
熱媒及び冷媒として請求項５の発明のように冷却装置（
１）の冷媒回路（２）のものを用いるのが望ましいが、
請求項３の発明は別途加熱冷却装置を設けてその熱冷媒
を用いてもよく、この冷却装置（１）の冷媒回路（２）
の冷媒を用いるものに限定されるものではない。 なお、図２１，図２２は請求項３の発明に係わる実施例
の変形例を示し、請求項２の発明に係わる実施例におい
て凍結防止部（９）を設けた実施例である。

【００２６】請求項４の発明に係わる実施例は、上記請
求項１又は請求項２の発明に係わる実施例において、過
冷却解消部（８）の冷却用の冷熱源として、冷却装置（
２）の冷媒回路（１）から分岐した液冷媒を用いるので
あり、図２の実施例では、解消バイパス路（８５）を凍
結防止部（９）に接続したのち、過冷却解消部（８）に
接続しているが、この実施例はこの凍結防止部（９）を
除いて直接に解消バイパス路（８５）を過冷却解消部（
８）と接続するのである。具体的には、凝縮器としての
室外熱交換器（１２）の出口側の液管部（３５）から分
岐した解消バイパス路（８５）を、図２３に要部を示す
ように、減圧部（Ｃ４）を介して、過冷却解消部（８）
に接続し、過冷却解消部（８）の出口端は圧縮機（１１
），（２１）の吸入側の低圧部（２５）に接続するので
ある。すなわち、減圧部（Ｃ４）により温度が下がった
冷媒液を過冷却解消部（８）に流して、水又は水溶液を
冷却する。よって、別途冷却装置を設ける必要がないの
である。

【００２７】請求項５の発明に係わる実施例は、上記請
求項３の発明に係わる実施例において、過冷却解消部（
８）の冷却及び凍結防止部（９）の加熱の熱源として、
冷却装置（２）の冷媒回路（１）から分岐した液冷媒を
用いるのであり、図２及び図２４に要部を示したように
、凝縮器としての室外熱交換器（１２）の出口側の液管
部（３５）から分岐した解消バイパス路（８５）を凍結
防止部（９）の冷媒入口端（９６）に接続し、さらに凍
結防止部（９）の冷媒出口端（９７）を減圧部（Ｃ４）
を介して、過冷却解消部（８）の冷媒入口端（８６）に
接続し、そして過冷却解消部（８）の冷媒出口端（８７
）は圧縮機（１１），（２１）の吸入側の低圧部（２５
）に接続するのである。すなわち、凝縮後の液冷媒を、
凍結防止部（９）による過冷却解消部（８）に近接する
管壁の加熱に用い、さらにこの液冷媒を減圧部（Ｃ４）
により温度を下げて、過冷却解消部（８）に流して、水
又は水溶液を冷却する。よって、別途加熱冷却装置を設
ける必要がないのである。なお、図２５と図２６は請求
項５の発明に係わる実施例の各変形例の要部を示す。図
２５の実施例は減圧部（Ｃ４）としてキャピラリーチュ
ブを用い、冷熱損失を少なくするために、過冷却解消部
（８）の冷媒入口端（８６）としてのキャピラリーチュ
ーブ（Ｃ４）の出口端を冷却伝熱面（８１）の近傍に設
けるものである。図２６の実施例は減圧部（Ｃ４）とし
て、過冷却解消部（８）と凍結防止部（９）の間の壁面
に設けたオリフィスを用いたものである。この実施例で
は凍結防止部（９）の冷媒出口端（９７）、減圧部（Ｃ
４）と過冷却解消部（８）の冷媒入口端（８６）が近接
し、事実上一体となっているので、構造が簡単になる。 なお、これらの発明に係わる実施例において、水又は水
溶液全部を再冷却することなく、水又は水溶液全部の過
冷却状態を解消できるのは、窪み部（８３）又は障壁部
（８２）の内側において氷化物ができ、この氷化物が核
となるからである。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、過冷却状態を解消する過冷却解消部（８）の冷
却伝熱面（８１）として、復管路（５１Ｂ）における管
内表面に対して外方に膨出する窪み部（８３）を形成し
て、この窪み部（８３）内面を用いたことにより、水又
は水溶液の流速が窪み部（８３）で遅くなり、十分に温
度が下がってから流れ去るので、冷却能力の向上が図れ
る。さらに、水又は水溶液の流速はこの窪み部（８３）
でのみ遅くなり、全体としては速く保つことができるの
で、過冷却解消部（８）で生じた氷化物の流れが悪くな
り、復管路（５１Ｂ）内で閉塞するようなことはない。 また、この窪み部（８３）で効率よく過冷却が解消でき
るので、過冷却解消部（８）の冷却伝熱面（８１）を小
さくできる、あるいは特に低温の冷熱源を用意しなくて
もよい。

【００２９】請求項２の発明によれば、過冷却解消部（
８）の冷却伝熱面（８１）の周りに障壁部（８２）を設
けることにより、水又は水溶液の流れが妨げられ、冷却
伝熱面（８１）に接する所で遅くなり、十分に温度が下
がってから流れ去るので、冷却能力の向上が図れる。 さらに、水又は水溶液の流速はこの冷却伝熱面（８１）
に接する所でのみ遅くなり、全体としては速く保つこと
ができるので、過冷却解消部（８）で生じた氷化物の流
れが悪くなり、復管路（５１Ｂ）内で閉塞するようなこ
とはない。また、この障壁部（８２）を有する過冷却解
消部（８）で効率よく過冷却を解消できるので、過冷却
解消部（８）の冷却伝熱面（８１）を小さくできる、あ
るいは特に低温の冷熱源を用意しなくてもよい。

【００３０】請求項３の発明によると、上記請求項１又
は請求項２の発明に加えて、過冷却解消部（８）に近接
して設けられ、過冷却解消部（８）で生じた氷化物の管
壁への付着を解離させるよう復管路（５１Ｂ）を加熱す
る凍結防止部（９）を備えたことにより、過冷却解消部
（８）及びこの付近の管壁の凍結を防止し、過冷却解消
部（８）の製氷効率を向上させる。特に請求項１又は請
求項２の発明の過冷却解消部（８）の冷却伝熱面（８１
）は小さくできるので、この凍結防止部（９）の加熱伝
熱面（９１）も小さくできる。

【００３１】請求項４の発明によると、上記請求項１又
は請求項２の発明に加えて、主熱交換器（２２）が冷却
装置（２）の冷媒回路（１）に接続されていて、過冷却
解消部（８）には、上記冷媒回路（１）の液冷媒を減圧
部（Ｃ４）で減圧し低温として流通するので、別途冷却
装置を設ける必要がなく、よって装置の小型化及びコス
トの低減を図ることができる。

【００３２】請求項５の発明によると、上記請求項３の
発明に加えて、主熱交換器（２２）が冷却装置（２）の
冷媒回路（１）に接続されていて、凍結防止部（９）に
は、上記冷媒回路（１）の液冷媒を流通する一方、過冷
却解消部（８）には、凍結防止部（９）で冷媒との熱交
換により冷却され、さらに減圧部（Ｃ４）で減圧され低
温となった冷媒が流通するので、別途加熱冷却装置を設
ける必要がなく、よって装置の小型化及びコストの低減
を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の製氷装置の基本構成を示すブロック図
である。

【図２】本発明の実施例を示す冷媒配管系統図である。

【図３】請求項１の発明の実施例を示す要部縦断面図で
ある。

【図４】請求項１の発明の実施例を示す要部横断面図で
ある。

【図５】請求項１の発明の実施例を示す要部縦断面図で
ある。

【図６】請求項１の発明の実施例を示す要部横断面図で
ある。

【図７】請求項１の発明の実施例を示す要部縦断面図で
ある。

【図８】請求項１の発明の実施例を示す要部横断面図で
ある。

【図９】請求項１の発明の実施例を示す要部縦断面図で
ある。

【図１０】請求項１の発明の実施例を示す要部横断面図
である。

【図１１】請求項１の発明の実施例を示す要部縦断面図
である。

【図１２】請求項１の発明の実施例を示す要部横断面図
である。

【図１３】請求項２の発明の実施例を示す要部縦断面図
である。

【図１４】請求項２の発明の実施例を示す要部横断面図
である。

【図１５】請求項２の発明の実施例を示す要部縦断面図
である。

【図１６】請求項２の発明の実施例を示す要部横断面図
である。

【図１７】請求項２の発明の実施例を示す要部縦断面図
である。

【図１８】請求項２の発明の実施例を示す要部横断面図
である。

【図１９】請求項３の発明の実施例を示す要部縦断面図
である。

【図２０】請求項３の発明の実施例を示す要部横断面図
である。

【図２１】請求項３の発明の実施例を示す要部縦断面図
である。

【図２２】請求項３の発明の実施例を示す要部横断面図
である。

【図２３】請求項４の発明の実施例を示す要部縦断面図
である。

【図２４】請求項５の発明の実施例を示す要部縦断面図
である。

【図２５】請求項５の発明の実施例を示す要部縦断面図
である。

【図２６】請求項５の発明の実施例を示す要部縦断面図
である。

【符号の説明】

１　　　　　　　　冷媒回路 ２　　　　　　　　冷却装置 ５　　　　　　　　蓄氷槽 ８　　　　　　　　過冷却解消部 ９　　　　　　　　凍結防止部 ２２　　　　　　主熱交換器 ２５　　　　　　低圧部 ３５　　　　　　液管部 ５１Ｂ　　　　復管路 ８１　　　　　　過冷却解消部の冷却伝熱面８２　　　
　　　過冷却解消部の障壁部８３　　　　　　過冷却解
消部の窪み部８５　　　　　　解消バイパス路　 ８６　　　　　　過冷却解消部の冷媒入口端８７　　　
　　　過冷却解消部の冷媒出口端９６　　　　　　凍結
防止部の冷媒入口端９７　　　　　　凍結防止部の冷媒
出口端Ｃ４　　　　　　減圧部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　水又は水溶液のスラリー状の氷化物を
   貯溜するための蓄氷槽（５）と、冷却装置（２）に接続
   され、水又は水溶液を過冷却するための主熱交換器（２
   ２）と、上記主熱交換器（２２）と蓄氷槽（５）とを接
   続する復管路（５１Ｂ）内の流路中に介設され、水又は
   水溶液の過冷却状態を解消させてスラリー状の氷化物に
   するための過冷却解消部（８）とを備えた製氷装置にお
   いて、上記復管路（５１Ｂ）における管内表面に対し外
   方に膨出する窪み部（８３）を形成して、この窪み部（
   ８３）内面を、上記過冷却解消部（８）の冷却伝熱面（
   ８１）としたことを特徴とする製氷装置。
2. 【請求項２】　　水又は水溶液のスラリー状の氷化物を
   貯溜するための蓄氷槽（５）と、冷却装置（２）に接続
   され、水又は水溶液を過冷却するための主熱交換器（２
   ２）と、上記主熱交換器（２２）と蓄氷槽（５）とを接
   続する復管路（５１Ｂ）内の流路中に介設され、水又は
   水溶液の過冷却状態を解消させてスラリー状の氷化物に
   するための過冷却解消部（８）とを備えた製氷装置にお
   いて、上記過冷却解消部（８）の冷却伝熱面（８１）の
   周りに設けられ、水又は水溶液の流速を冷却伝熱面（８
   １）で局所的に遅くするための障壁部（８２）を備えた
   ことを特徴とする製氷装置。
3. 【請求項３】　　過冷却解消部（８）に近接して設けら
   れ、過冷却解消部（８）で生じた氷化物の管壁への付着
   を解離させるよう復管路（５１Ｂ）を加熱する凍結防止
   部（９）を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項
   ２記載の製氷装置。
4. 【請求項４】　　冷却装置（２）は、圧縮機（１１），
   （２１）、凝縮器（１２）、減圧機構（２３）及び蒸発
   器として作用する主熱交換器（２２）を順次接続してな
   る冷媒回路（１）を備え、過冷却解消部（８）は上記冷
   媒回路（１）の冷媒との熱交換により過冷却状態の水又
   は水溶液を冷却するものであり、冷媒回路（１）の液管
   部（３５）と過冷却解消部（８）の冷媒入口端（８６）
   との間は減圧部（Ｃ４）を介して接続され、過冷却解消
   部（８）の冷媒出口端（８７）は冷媒回路（１）の低圧
   部（２５）に接続されていることを特徴とする請求項１
   又は請求項２記載の製氷装置。
5. 【請求項５】　　冷却装置（２）は、圧縮機（１１），
   （２１）、凝縮器（１２）、減圧機構（２３）及び蒸発
   器として作用する主熱交換器（２２）を順次接続してな
   る冷媒回路（１）を備え、過冷却解消部（８）は上記冷
   媒回路（１）の冷媒との熱交換により過冷却状態の水又
   は水溶液を冷却するものであり、凍結防止部（９）は上
   記冷媒回路（１）の冷媒との熱交換により過冷却解消部
   （８）に近接する管壁を加熱するものであり、凍結防止
   部（９）の冷媒入口端（９６）は冷媒回路（１）の液管
   部（３５）に接続され、過冷却解消部（８）の冷媒出口
   端（８７）は冷媒回路の低圧部（２５）に接続され、凍
   結防止部（９）の冷媒出口端（９７）と過冷却解消部（
   ８）の冷媒入口端（８６）との間は減圧部（Ｃ４）を介
   して接続されていることを特徴とする請求項３記載の製
   氷装置。