JPH043867A - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、蓄氷槽の水等を循環路に循環させ、熱交換を
行って過冷却することにより、蓄氷槽にスラリー状の氷
化物を蓄えるようにした製氷装置の改良に関する。

（従来の技術） 従来より、冷媒回路に介設される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路を設け、冷媒回路
の冷媒との熱交換により蓄氷槽の水等をスラリー状の氷
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如く、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、熱交換器を該樋間に介設して、水循環路で熱交換
器により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
槽に落下させることにより、水の氷化の進行による水循
環路の凍結を防止しようとす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如く
、水循環路の出口端を蓄氷槽の上方に開口させ、その前
方に邪魔板を有する傾斜樋を設置して、熱交換器で過冷
却された水を大気中に放出して邪魔板に衝突させること
により、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ことにより、より確実に
水循環路の凍結を防止しようとするものも公知の技術で
ある。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記従来のもののうち後者のものでは、
蓄氷槽の上方に過冷却解消部が設けられているために、
熱交換器と過冷却解消部までの距離が長いとその間の配
管で過冷却状態が解消してしまう虞れがある。したがっ
て、熱交換器を蓄氷槽の近くに設けなければならないの
で、水配管を曲げる等の加工が困難となる等、設計上の
制約が大きいという問題がある。

一方、上記従来のもののうち前者のものでは、過冷却解
消部として、蓄氷槽の上方に相当の高低差を持った樋を
設置する必要があり、やはり設計上の制約が大きい。ま
た、大気に晒される時間が長いので大気との熱交換によ
る熱の浪費が大きいという問題がある。

本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その主
たる目的は、循環路の途中で水等の過冷却状態を解消し
、スラリー状の氷化物を蓄氷槽まで送る手段を講するこ
とにより、水循環路の水配管の構成を簡素化しながら、
所定の蓄冷熱を行うことにある。

また、本発明のもう一つの目的は、循環路の途中で水の
過冷却状態を解消する際に、流速の遅い管壁に沿って氷
化が進行し易すいことから、過冷却を生成する熱交換器
の管壁付近の凍結を生じて熱交換効率の低下等を起こす
点に着目し、管壁への着氷を阻止する手段を講すること
により、熱交換器の凍結を有効に防止することにある。

（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第１の解決手段は、第
１図に示すように（破線部分を含まず）、水又は水溶液
のスラリー状の氷化物を貯蔵する蓄氷槽（５）と、冷却
装置に接続され、水又は水溶液を過冷却するための主熱
交換器（２２）と、該主熱交換器（２２）と蓄氷槽（５
）との間で水又は水溶液を循環させるための往管路（５
１Ａ）及び復管路（５１Ｂ）とを備えた製氷装置を対象
とする。

そして、上記主熱交換器（２２）下流側の復管路（５１
Ｂ）に、上記主熱交換器（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てスラリー状に氷化させ
る過冷却解消部（８）を設ける構成としたものである。

第２の解決手段は、第１図に示すように（破線部分を含
む）、上記第１の解決手段の構成に加えて、主熱交換器
（２２）と過冷却解消部（８）との間の復管路（５１Ｂ
）に、主熱交換器（２２）への凍結の進展を阻止するよ
う氷化物の管壁への付着を解離させる凍結進展防止部（
７）を設けたものである。

第３の解決手段は、上記第２の解決手段の構成において
、凍結進展防止部（７）を復管路（５１Ｂ）を加熱する
ものとしたものである。

第４の解決手段は、第２図に示すように、上記第２の解
決手段の構成における冷却装置を空気調和装置の冷媒回
路（１）とする。

そして、凍結進展防止部（７）を上記冷媒回路（１）の
冷媒との熱交換により復管路を加熱する熱交換器で構成
したものである。

第５の解決手段は、第５図に示すように、上記第４の解
決手段の構成において、主熱交換器（２２）及び凍結進
展防止部（７）を一体向に設ける構成としたものである
。

第６の解決手段は、第６図に示すように、上記第５の解
決手段の構成において、凍結進展防止部（７）を二重管
式構造としたものである。

第７の解決手段は、第７図及び第８図に示すように、上
記第５の解決手段において、主熱交換器（２２）及び凍
結進展防止部（７）をシェルエンドチューブ式構造でか
つ管端部に二重管板を備えた構造とする。

そして、凍結進展防止部（７）を二重管板の間に介設す
る構成としたものである。

第８の解決手段は、第９図に示すように、上記第５．第
６又は第７の解決手段の構成において、主熱交換器（２
２）に過冷却解消部（８）を一体向に設ける構成とした
ものである。

第９の解決手段は、第５図、第６図、第７図。

第８図及び第９図に示すように、上記第４．第５゜第６
．第７又は第８の解決手段の構成に加えて、主熱交換器
（２２）に、該主熱交換器（２２）に供給される水又は
水溶液を予熱するための予熱部（６）を一体向に設けた
ものである。

第１０の解決手段は、第３図に示すように、上記第２の
解決手段において、復管路（５１Ｂ）の一部を断熱材料
からなるチューブ（７１）で形成することにより、凍結
進展防止部（７）を構成したものである。

第１１の解決手段は、第１３図に示すように、上記第２
の解決手段において、復管路（５１Ｂ）の外周に空気と
の熱交換を行うためのフィン（７２）、…を備えたもの
で凍結進展防止部（７）を構成したものである。

第１２の解決手段は、第３図に示すように、上記第２の
解決手段において、復管路（５１Ｂ）の内壁部に着氷防
止材を設けたもので凍結進展防止部（７）を構成したも
のである。

第１３の解決手段は、上記第２の解決手段において、復
管路（５１Ｂ）の内壁部を焼結金属等の油を含有する多
孔質チューブ（７４）で形成することにより、凍結進展
防止部（７）を構成したものである。

（作用） 以上の構成により、請求項（１）の発明では、蓄熱ｌ６
（５）の水等を強制循環させて主熱交換器（２２）で過
冷却して氷化する際、主熱交換器（２２）下流側の復管
路（５１Ｂ）に、過冷却された水等の過冷却状態を解消
させてスラリー状に氷化させる過冷却解消部（８）が設
けられているので、蓄氷槽（５）に水又は水溶液の氷化
物がスラリー状で循環され、蓄氷槽（５）に貯溜される
。

その際、復管路（５１Ｂ）の途中で水等の過冷却状態を
解消させるようにしているので、蓄氷槽（５）近くに過
冷却解消部を設けなければならないというような設計上
の制約がなく、設置現場の状態等に応じた配管が可能に
なるとともに、水等が空中に晒されずに蓄氷槽（５）ま
で循環するので、空気との熱交換による熱損失がなく、
製氷効率が向上することになる。

請求項［２）の発明では、復管路（５１Ｂ）において、
過冷却解消部（８）や主熱交換器（２２）の直下流で水
等の過冷却状態の解消により氷化物が生じて管壁に付着
し、主熱交換器（２２）側に進展しようとしても、凍結
進展防止部（７）で管壁への氷化物の付着が解離され、
主熱交換器（２２）の管壁付近の凍結による熱交換効率
の低下が防止されることになる。したがって、復管路（
５１Ｂ）の途中に設けられた過冷却解消部（８）と相俟
って、蓄冷熱効率が顕著に向上することになる。

請求項（３）の発明では、上記請求項（２）の発明にお
いて、凍結進展防止部（７）により、復管路（５１Ｂ）
が加熱されるので、復管路（５１Ｂ）の管壁への氷化物
の付着がより確実に解離され、凍結進展防止効果が顕著
となる。

請求項（４）の発明では、蓄熱熱交換器（２２）で水等
を過冷却する媒体が空気調和装置の冷媒回路（１）の冷
媒であり、凍結進展防止部（７）は冷媒回路（１）の冷
媒との熱交換により水等を加熱する熱交換器であるので
、冷媒との熱交換のために奪われた熱量が冷媒回路（１
）に回収され、圧縮機入力は変らないので、別途電気ヒ
ータ等の加熱源を設けるのに比べて、消費電力が節減さ
れる。

請求項（５）の発明では、上記請求項（４）の発明にお
いて、主熱交換器（２２）と凍結進展防止部（７）とが
一体向に設けられているので、主熱交換器（２２）への
凍結の進展が防止されるとともに、両者（２２）、　　
（７）の一体化により、配管設計が簡素化される。

請求項（６）の発明では、上記請求項（５）の発明にお
いて、主熱交換器（２２）及び凍結進展防止部（７）が
二重管式構造により一体化されているので、出口側のヘ
ッダ等で過冷却水の流れが乱されて過冷却状態が解消さ
れても、上流側で二重管の小径側の配管の管壁を介して
冷媒と水等の熱交換により復管路（５１Ｂ）が加熱され
、生じた氷化物による主熱交換器（２２）への凍結の進
展が防止されることになる。

請求項（７）の発明では、上記請求項（５）の発明にお
いて、主熱交換器（２２）及び凍結進展防止部（７）を
シェルエンドチューブ構造にして一体化され、熱交換効
率が向上する。さらに、このようなシェルエンドチュー
ブ構造では、管端付近で流れがよどみ、過冷却が強くな
って過冷却の解消が生じ易いが、本発明では、管の端部
を二重管板構造とし、二重管板で挟まれる管部を凍結進
展防止部（７）としているので、管端付近が加熱され、
流れのよどみに起因する管端付近の凍結が防止されるこ
とになる。

請求項（８）の発明では、主熱交換器（２２）、凍結進
展防止部（７）及び過冷却解消部（８）が−体向に設け
られているので、一つのケーシング内でスラリー状の氷
化物を生成することが可能になり、配管設計上の自由度
が向上する。

請求項（９）の発明では、上記請求項（４］、　（５１
，（６Ｌ（７）又は（４）の発明に加えて、予熱部（６
）が主熱交換器（２２）に一体向に設けられているので
、往管路（５１Ａ）側からの氷核の流入による主熱交換
器（２２）の凍結が防止される。

請求項０（１１の発明では、主熱交換器（２２）と過冷
却解消部（８）との間の復管路（５１Ｂ）が断熱部材（
７１）で形成されているので、過冷却解消部（８）の低
温が主熱交換器（２２）に伝導するのが阻止され、主熱
交換器（２２）への凍結の進展が防止される。

請求項（１１）の発明では、過冷却解消部（８）と主熱
交換器（２２）との間の復管路（５１Ｂ）外周に設けら
れたフィン（７２）、…から冷熱が放出されるので、復
管路（５１Ｂ）の温度上昇により凍結の進展が防止され
ることになる。

請求項０２）の発明では、過冷却解消部（８）と主熱交
換器（２２）との間の復管路（５１Ｂ）の内壁が水着防
止材で形成されているので、氷化物が復管路（５１Ｂ）
の内壁に付着しようとしてもはしかれ、凍結の進展が防
止される。

請求項（１３）の発明では、多孔質チューブ（７４）の
内壁に常に油膜が形成されるので、氷化物が付着するこ
とがなく、凍結の進展が防止される。

（実施例） 以下、本発明の実施例について、第２図以下の図面に基
づき説明する。

第２図は第１実施例の空気調和装置の冷媒回路（１）の
構成を示し、（１］）は第１圧縮機、（１２）は該第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）は該室外熱交換
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）は該第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としての水熱
交換器、（２３）は該水熱交換器（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。

なお、（ＳＤ＋　）、（ＳＤ：　）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、（
Ｃ＋　）、　　（Ｃ２）は該各油分Ｍ器（ＳＤ＋）、　
　（ＳＤ２）から各圧縮機（１１）、（２１）の吸入側
にそれぞれ設けられた油戻し管（ＲＴ＋　）、（ＲＴ２
）にそれぞれ介設された減圧用キャピラリチューブであ
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であって、上記各機器（３
２）、（３３）は各々直列に接続され、かつその各組が
第３管路（３４）中で並列に接続されている。

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、冷媒が循環
する閉回路に構成されている。

なお、（Ａｃ）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ムレータで
ある。

また、（２）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（
１１）、（２１）の吐出側又は吸入側に交互に連通させ
るよう切換える四路切換弁（２）であって、該四路切換
弁（２）が図中実線側に切換わったときには室外熱交換
器（１２）が凝縮器、室内熱交換器（３２）、（３２）
が蒸発器として機能して室内で冷房運転を行う一方、四
路切換弁（２）が図中破線側に切換わったときには室外
熱交換器（１２）が蒸発器、室内熱交換器（３２）。

（３２）が凝縮器として機能して室内で暖房運転を行う
ようになされている。

さらに、該水熱交換器（２２）のガス管と各圧縮機（１
１）、（２１）の吸入管とをバイパス接続する分岐路（
２５）と、水熱交換器（２２）のガス管を上記第２圧縮
機（２１）の吐出管と分岐路（２５）とに交互に連通さ
せる水側切換弁（２６）とが設けられている。該水側切
換弁（２６）は四路切換弁のうちの３つのボートを利用
しており、水側切換弁（２６）が図中実線側に切換わっ
たときには水熱交換器（２２）のガス管が分岐路（２５
）側つまり各圧縮機（１１）、（２１）の吸入側に連通
し、水熱交換器（２２）が蒸発器として機能する一方、
水側切換弁（２６）が図中破線側に切換わったときには
水熱交換器（２２）のガス管が第２圧縮機（２１）の吐
出管に連通し、水熱交換器（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）のデッドボート側の配管に介設されたキャピラ
リチューブである。

さらに、第１圧縮機（１１）及び第２圧縮機（２１）の
吐出管同士を接続するバイパス路（３）が設けられてい
て、該バイパス路（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）及び水熱交換器（２２
）が凝縮器として機能する際、水熱交換器（２２）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
（２］）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、空気調和装置には、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留するための蓄氷槽（５
）が配置されていて、該蓄氷槽（５）と水熱交換器（２
２）との間は、水循環路（５１）により水又は水溶液の
循環可能に接続されている。該水循環路（５１）は、蓄
氷槽（５）の底部から水熱交換器（２２）に水等を供給
する往管路（５１Ａ）と、水熱交換器（２２）から蓄氷
槽（５）の上部に水等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）に介
設されたポンプ（５２）により、水循環路（５１）内で
蓄氷槽（５）の水又は水溶液を強制循環させるようにな
されている。

そして、水循環路（５１）の往管路（５１Ａ）のポンプ
（５２）の下流側には、水循環路（５１）の水又は水溶
液中の氷結物やゴミ等の固体物を除去するストレーナ（
５３）が介設され、さらに、該ストレーナ（５３）の下
流側には、水熱交換器（２２）に供給される水等を予熱
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）が設けられいて、該予
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を有する予熱電動
膨張弁（６２）が介設されている。該予熱電動膨張弁（
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、水熱交換
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。

ここで、本発明の特徴として、上記水循環路（５１）の
復管路（５１Ｂ）において、水熱交換器（２２）の下流
側には、復管路（５１Ｂ）の水等を冷却して水熱交換器
（２２）で過冷却された水等の過冷却状態を解消させる
過冷却解消部としての再冷却器（８）が設けられ、さら
に、該再冷却器（８）と水熱交換器（２２）との間には
、復管路（５１Ｂ）の凍結が水熱交換器（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）の液ラインから保温熱交換器
（７）に液冷媒をバイパスして流通させる保温バイパス
路（３６）が設けられる一方、水熱交換器（２２）の製
氷運転時に上記保温バイパス路（３６）の下流側となる
液ラインからは再冷却バイパス路（３７）が延びていて
、該再冷却バイパス路（３７）は、再冷却キャピラリチ
ューブ（Ｃ４）を介して再冷却器（８）に流通した後、
圧縮機（１１）、（２１）の吸入側となる分岐路（２５
）に接続されている。

すなわち、再冷却器（８）において、再冷却キャピラリ
チューブ（Ｃ４）で減圧された冷媒との熱交換により、
水熱交換″１５（２２）で過冷却された水等を再冷却し
、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Ｗ
Ｉ（５）まで循環させる一方、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
記再冷却器（８）や復管路（５１Ｂ）で水等の過冷却解
消により生じた氷化物が復管路（５１Ｂ）の管壁に付着
して凍結が水熱°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、室内で冷房運転を行うときには
、四路切換弁（２）が図中実線側に切換えられる。そし
て、水側切換弁（２６）が図中実線側に切換えられてい
るときには、各圧縮機（１１）、　　（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）の吐出冷媒は水熱交換器（２
２）に流れ、それぞれ凝縮された後各室内熱交換器（３
２）、（３２）で蒸発するように循環する。

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（２）及び水側切換弁（２６）を図中実線側に切換
え、各室内電動膨張弁（３３）（３Ｂ）を閉じて、各圧
縮機（１１）、　　（２１）の吐出冷媒を室外熱交換器
（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））で減圧して水熱交換器（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）の水等を氷化し、冷熱を蓄
えるようになされている。

そのとき、請求項（１）の発明では、蓄氷槽（５）の水
循環路（５１）において、水熱交換器（主熱交換器）（
２２）下流側の復管路（５１Ｂ）に、水熱交換器（２２
）で過冷却された水等の過冷却状態を解消させてスラリ
ー状に氷化させる再冷却器（過冷却解消部）（８）が設
けられているので、蓄氷槽（５）にこの氷化物をスラリ
ー状て強制循環させることにより、蓄氷槽（５）にスラ
リー状の氷化物を貯溜することができ、冷熱を蓄えてお
くことができる。

その際、復管路（５１Ｂ）の途中で水等の過冷却状態を
解消させるので、上記従来のもののような蓄氷槽（５）
近くで過冷却を解消させることによる設計上の制約がな
く、設置現場等の状況に応じた配管を行うことができる
とともに、水等をいったん空中に晒すことなく蓄氷槽（
５）まで循環させるので、空気との熱交換による熱損失
を生じることがなく、よって、蓄冷熱効率の向上をも図
ることができる。

請求項（２１の発明では、復管路（５１Ｂ）において、
再冷却器（８）と水熱交換器（２２）との間に水熱交換
器（２２）への凍結の進展を阻止するよう氷化物の管壁
への付告を解離させる保温熱交換器（凍結進展防止部）
（７）が設けられているので、上記再冷却器（８）や水
熱交換器（２２）の直下流で水等の過冷却状態の解消に
より氷化物が生じて管壁に付着し、水熱交換器（２２）
まで管壁の凍結が進展しようとしても、その付着が凍結
進展防止部（７）で解離されるので、水熱交換器（２２
）の凍結に起因する熱交換効率の低下を有効に防止する
ことができる。すなわち、上記請求項（１）の発明で、
復管路（５１Ｂ）の途中に過冷却を解消するための再冷
却器（８）を設けたことと相俟って、蓄冷熱効率の顕著
な向上を図ることができるのである。

なお、請求項（１）及び（２］の発明において、過冷却
解消部及び凍結進展防止部は上記第１実施例の構成に限
定されるものではない。第３図は、上記第１実施例の変
形例を示し、（８１）は復管路（５１Ｂ）の管壁に設け
られた突起、（８２）は該突起（８１）の直下流に設け
られた曲り部であって、上記突起（８１）により、復管
路（５１Ｂ）の面積を狭めて水等の流速を速めるととも
に、曲り部（８２）で水等を衝突させて水等の過冷却状
態を解消させるようになされている。また、（７１）は
上記突起（８１）と水熱交換器（２２）との間の復管路
（５１Ｂ）の一部を構成する合成樹脂チューブ料からな
る断熱部材であって、該断熱部材（７１）により、過冷
却解消部（８）から水熱交換器（２２）への冷熱の伝導
を阻止するようになされている。

すなわち、請求項ＱＯ）の発明では、復管路（５１Ｂ）
の一部が断熱部材（７１）で構成されているので、過冷
却解消部（８）の低温の水熱交換器（２２）への伝導を
阻止することができ、よって、水熱交換器（２２）への
凍結の進展を防止することができる。

また、その場合、樹脂材料としてシリコン樹脂、フロン
樹脂等の水をはじく性質を有するものを使用することに
より、氷化物の壁面への付着、つまり水着を有効に防止
することができる。すなわち、請求項（１２）の発明で
は、復管路（５１Ｂ）の内壁が水着防止材となる樹脂製
チューブ（７１）で形成されているので、氷化物が配管
壁面に接しても、氷化物と壁面との間の水が壁面からは
じかれて、氷化物が壁面に付着することがなく、よって
凍結の進展を有効に防止することができるのである。

なお、その場合、配管全体を撥水性樹脂材料で構成する
必要はなく、例えばシリコン樹脂等を内壁に塗布するよ
うにしてもよい。

請求項（３）の発明では、上記請求項（２）の発明にお
いて、上記実施例のように、凍結進展防止部たる保温熱
交換器（７）により、復管路（５１Ｂ）を加熱するよう
にしているので、復管路（５１Ｂ）の管壁への氷化物の
付着をより確実に解離させることができ、よって、凍結
進展防止効果について、著効を発揮することができる。

なお、復管路（５１Ｂ）を加熱する手段としては上記の
ような冷媒との熱交換だけでなく、例えば電気ヒータ等
により加熱するようにしてもよいことはいうまでもない
。

なお、上記請求項（１）〜（３）の各発明では水熱交換
器（２２）で水等を過冷却する手段は必ずしも空気調和
装置の冷媒回路（１）に限定されるものではなく、例え
ばブライン等を介して水熱交換器（２２）で水等を過冷
却するようにしてもよいことはいうまでもない。

請求項（４）の発明では、水熱交換器（２２）で水等を
過冷却する媒体が空気調和装置の冷媒回路（１）の冷媒
であり、凍結進展防止部である保温熱交換器（７）は冷
媒回路（１）の冷媒との熱交換により水等を加熱するも
のであるので、氷化物の管壁への付着を解離させること
ができるに加えて、消費電力の節減をも図ることができ
る。すなわち、第４図のモリエル線図に示すように、凍
結進展防止を付加しないサイクル（つまり、保温熱交換
器（７）がないとしたときのサイクル）は、図中■−■
−■−■で示されるが、保温熱交換器（７）を付加した
ときのサイクルは図中■−■−■′−■′となって、■
−■′て奪われた熱量を■−■′で回収することになる
。したがって、各圧縮機（１１）、（２１）への人力は
変らないので、別途電気ヒータ等の加熱源を設けるのに
比べて、消費電力の節減を図ることができる。

次に、請求項（５）及び（６）の発明に係る第２実施例
について説明する。第５図は本実施例における冷媒配管
系統を示し、本実施例では、保温熱交換器（７）が水熱
交換器（２２）と一体向に設けられている以外は上記第
１実施例と同様である。すなわち、第６図に示すように
、上記水熱交換器（２２）は曲管状に形成された冷媒配
管（２２ａ）及び該冷媒配管（２２ａ）の内部に設けら
れた小径の水配管（５１ａ）からなる二重管構造をして
いるとともに、水循環路（５１）の往管路（５１Ａ）側
には、水配管（５１ａ）とて二重管を構成して予熱バイ
パス路（６１）の冷媒を流通させる予熱熱交換器（６）
の冷媒配管（６ａ）と、該冷媒配管（６ａ）の入口側の
入口ヘッダ（６ｂ）とが設けられる一方、水循環路（５
１）の復管路（５１Ｂ）側には、水配管（５１ａ）とで
二重管を構成して保温バイパス路（３６）の冷媒を流通
させる冷媒配管（７ａ）と、該冷媒配管（７ａ）の出口
側の出口ヘッダ（７ｂ）とが設けられていて、水熱交換
器（２２）　、予熱熱交換器（６）及び保温熱交換器（
７）が一つのキットとして一体的に形成されている。

したがって、請求項（５）の発明では、上記請求項（４
）の発明において、水熱交換器（主熱交換器）（２２）
と保温熱交換器（７）とが一体向に設けられているので
、水熱交換器（２２）への凍結の進展を有効に防止する
ことができるとともに、画然交換器（２２）、　　（７
）を一つのキットに収納したことにより、冷媒回路（１
）及び水循環路（５１）の設計が簡素化される利点があ
る。

請求項（６）の発明では、上記請求項（５）の発明にお
いて、水熱交換器（２２）及び保温熱交換器（７）は二
重管式構造により一体化されているので、ヘッダ（７ｂ
）等で過冷却水の流れが乱されて過冷却状態が解消され
ても、上流側の保温熱交換器（７）の冷媒配管（７ａ）
内で水配管（５１ａ）の管壁を介して冷媒と水等の熱交
換により復管路（５１Ｂ）が加熱され、生じた氷化物に
よる水熱交換器（２２）への凍結の進展を有効に防止す
ることができる。

次に、請求項（７）の発明に係る第３実施例について説
明する。第７図は第３実施例における水熱交換器（２２
）等の構造を示し、冷媒配管系統は上２第２実施例と同
様である。本実施例において、各熱交換器（２２）、（
６）、’　　（７）は、外側の冷媒配管（２２ａ）、　
　（６ａ）、　　（７ａ）とその内部に設けられた多数
の細管状の水配管（５ｌ　ｂ）とからなっていて、いわ
ゆるシェルエンドチュブ構造をしている。そして、その
管端部を、２枚の円板（ＣＰ＋　）、（ＣＰ２）で仕切
る二重管板構造とし、各二重管板（ＣＰ＋　）、　　（
ＣＰ：　）で挟まれる管部を予熱熱交換器（６）及び保
温熱交換器（７）としている。

したがって、請求項（７）の発明では、上記請求項（５
）の発明において、各熱交換器（２２）、　　（７）を
シェルエンドチューブ構造にして一体化するようにして
いるので、熱交換効率が向上する。さらに、このような
シェルエンドチューブ構造では、管端付近で流れがよど
み、過冷却が強くなって過冷却の解消が生し易いが、本
発明では、その端部を二重管板構造とし、二重管板（Ｃ
Ｐ＋　）、　　（ＣＰ２）で挟まれる管部を保温熱交換
器（７）としているので、管端付近が加熱され、過冷却
の解消による管端付近の凍結を有効に防止することがで
きることになる。

なお、上記第２実施例及び第３実施例では、水熱交換器
（２１）を曲管構造としたが、水熱交換器（２２）を直
管構造としてもよい。

第８図は第３実施例の変形例を示し、上記第７図の構成
に代えて、直管形状の冷媒配管（２２ｂ）と、水配管（
５１Ｃ）とが設けられている。その他の構成は上記第２
実施例と同様である。本変形例でも上記第２又は第３実
施例と同様の効果を発揮することができる。

次に、請求項（８）の発明に係る第４実施例について、
説明する。第９図は第４実施例に係る空気調和装置の冷
媒配管系統を示し、上記第３実施例における第５図の構
成に加えて、本実施例では、水熱交換器（２２）、予熱
熱交換器（６）、保温熱交換器（７）及び再冷却器（８
）が一体的に設けられている。その他の構成は、上記第
３実施例と同様である。

したがって、請求項（８）の発明では、各熱交換器（２
２）、（７）、（８）が一体的に設けられているので、
一つのケーシング内でスラリー状の氷化物を生成するこ
とができる。よって、水熱交換器（２２）と再冷却器（
８）との間に介設された保温熱交換器（７）により、再
冷却器（８）で生じた氷化物による水熱交換器（２２）
への凍結の進展を確実に防止しながら、水循環路（５１
）等の設旧自由度の向上を図ることができる。

請求項（９）の発明では、上記請求項（４）、　（５）
、　＋６）。

（７）又は（８）の発明において、水熱交換器（２２）
に供給される水等を予熱する予熱熱交換器（６）が一体
的に設けられているので、上記各発明の効果に加えて、
水熱交換器（２２）に供給される水等内に含まれる氷核
を溶かして水熱交換器（２２）の凍結を有効に防止しな
がら、配管構造の簡素化を図ることができる。

なお、上記第１〜第４実施例において、保温熱交換器（
７）に冷媒回路（１）の液ラインからの液冷媒を流通さ
せるようにしたが、本発明は、係る実施例に限定される
ものではなく、請求項（４）の発明における冷媒の供給
源として、冷媒回路（１）の各部位からの冷媒を利用す
ることができる。

第１０図〜第１２図は、保温バイパス路（３６）を冷媒
回路（１）の各部位からの冷媒を利用するようにした上
記第４実施例の第１〜第３変形例をそれぞれ示す。

第１変形例では、第１０図に示すように、第２圧縮機（
２１）の吐出管から保温バイパス路（３６）が延び、各
圧縮機（１１）、　　（２１）の吸入側に戻るようにな
されている。すなわち、第１変形例では、保温バイパス
路（３６）を介して保温熱交換器（７）に吐出ガスが導
入されるので、加熱量が大きくなり、凍結進展防止効果
が大きいという利点がある。

第２変形例では、第１１図に示すように、保温バイパス
路（３６）は、第２圧縮機（２１）の油分離器（ＳＤ２
）から延び、そのキャビラリチュブ（Ｃ２）に戻るよう
になされている。つまり、油戻し管（ＲＴ２　）を利用
するようになされている。したがって、第２変形例では
、上記第１変形例と同様に加熱量を大きくできるととも
に、浦戻し回路を利用するので、構成がより簡素になる
利点がある。

第３変形例では、第１２図に示すように、保温バイパス
路（３６）は、水熱交換器（２２）の運転モードを切換
える水側切換弁（２６）のデッドポートから延びてキャ
ピラリチューブ（Ｃ４）に戻るようになされている。し
たがって、第３変形例でも、吐出ガスの導入により保温
熱交換器（７）における加熱量を大きくすることができ
、上記第２変形例と同様の利点を得る。

次に、請求項Ｇｌｌの発明に係る第５実施例について、
第１３図に基づき説明する。

第１３図は水循環路（５１）の一部を示し、冷媒配管系
統図及び水配管の全体は省略する。同図において、水熱
交換器（２２）と再冷却器（８）の間の復管路（５１Ｂ
）外周には、多数のフィン（７２）、…が設けられてい
て、さらに、このフィン（７２）、…に送風するファン
（７３）が付設されている。すなわち、ファン（７３）
から供給される室内空気との熱交換によりフィン（７２
）…から冷熱を放出させて、復管路（５１Ｂ）を暖める
ことにより、再冷器（８）から水熱交換器（２２）への
凍結の進展を防止するようになされており、上記復管路
（５１Ｂ）の一部と外周のフィン（７２）、…により凍
結進展防止部（７）が構成されている。

したがって、請求項（１１）の発明では、フィン（７２
）、…により、再冷器（８）と水熱交換器（２２）との
間の復管路（５１Ｂ）から冷熱が放出されるので、復管
路（５１Ｂ）の温度の低下を有効に防止することができ
、よって、再冷器（８）から水熱交換器（２２）への凍
結の進展を有効に防止することができるのである。なお
、本発明では、必ずしもファン（７３）は必要でないが
、ファン（７３）の送風により凍結進展防止効果をより
顕著に発揮することができる。

次に、請求項（１３）の発明に係る第６実施例について
、第１４図に基づき説明する。第１４図において、（７
４）は上記水熱交換器（２２）と再冷器（８）との間に
設けられ、焼結金属で形成された凍結進展防止部として
の多孔質チューブ、（７５）は該多孔質チューブ（７４
）に浦を供給するためのオイルタンクである。

すなわち、請求項（１３）の発明では、油を含有する多
孔質チューブ（７４）の内壁には常に油膜が形成されて
いるので、配管内で氷化物が生じても、氷化物が壁面に
付着することがなく、よって、凍結の進展を有効に防止
することができる。

（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、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
槽に対して水等を過冷却するための主熱交換器を往管路
と復管路とを介して接続し、該管路に水等を循環させて
氷化するようにした製氷装置において、主熱交換器で過
冷却された水等の過冷却状態を解消してスラリー状の氷
化物とする過冷却解消部を復管路の途中に設けたので、
配管設計上の自由度を確保できるとともに、復管路から
直接蓄氷槽にスラリー状で氷化物を戻すことにょる製氷
効率の向上を図ることができる。

請求項（２）の発明によれば、上記請求項（１）の発明
に加えて、復管路の過冷却解消部と主熱交換器との間に
凍結進展防止部を設け、氷化物の管壁への付着を阻止し
て主熱交換器への凍結の進展を阻止するようにしたので
、主熱交換器の凍結による熱交換効率の低下を有効に防
止することができ、よって、製氷効率の向上を図ること
ができる。

請求項（３）の発明によれば、上記請求項（２）の発明
において、凍結進展防止部で復管路を加熱するようにし
たので、氷化物の管壁の付着を確実に角ｑ離させること
ができ、よって、請求項（２）の発明の効果を顕著に発
揮することができる。

請求項（４）の発明によれば、主熱交換器の冷却源とし
て、空気調和装置の冷媒回路の冷媒を利用するようにし
たので、空気調和装置の圧縮機への入力を増大すること
なく、凍結進展防止部における凍結進展防止のための加
熱をすることができ、よって、消費電力の節減を図るこ
とができる。

請求項（５）の発明によれば、上記請求項（４）の発明
において、主熱交換器と凍結進展防止部とを一体的に設
けたので、配管（＆成の簡素化を図ることができる。

請求項（６）の発明によれば、上記請求項（５）の発明
において、主熱交換器と凍結進展防止部とを二重管構造
としたので、配管出口等における流れの乱れにより過冷
却が解消されて氷化物が生じても、主熱交換器への凍結
の進展を有効に防止することができる。

請求項（７）の発明によれば、上記請求項（５）の発明
において、主熱交換器をシェルエンドチューブ構造とし
、その管端を二重管板構造として、二重管板の間に凍結
進展防止部を介設するようにしたので、シェルエンドチ
ューブ構造による熱交換率の向上を図りつつ、管端にお
ける流れのよどみに起因する凍結を有効に防止すること
ができる。

請求項（８）の発明によれば、上記請求項（５）、　（
６）又は（力の発明において、過冷却解消部を主熱交換
器及び凍結進展防止部と一体的に設けたので、単一のケ
ーシング内でスラリー状の氷化物を生成することができ
、主熱交換器への凍結の進展を有効に防止しながら、配
管設計の自由度の向上を図ることができる。

請求項（９）の発明によれば、上記請求項（４１，＋５
）＋６）、　＋７）又は（８）の発明において、主熱交
換器の上流側に水等を予熱する予熱部を主熱交換器と一
体的に設けたので、氷核の導入による主熱交換器の凍結
を防止しながら、配管構造の簡素化を図ることができる
。

請求項ＱＯ）の発明によれば、上記請求項（２の発明に
おいて、凍結進展防止部として、復管路の一部を断熱材
料で形成したので、過冷却解消部から主熱交換器への冷
熱の伝導が阻止され、よって、凍結の進展を有効に防止
することができる。

請求項（＋１）の発明によれば、上記請求項（２）の発
明において、凍結進展防止部として、復管路の外周に空
気との熱交換を行うフィンを設けたので、過冷却解消部
と主熱交換器との間の復管路か暖められ、よって、凍結
の進展を有効に防止することができる。

請求項０２）の発明によれば、上記請求項（２）の発明
において、凍結進展防止部として、復管路の内壁を水石
防止材で形成するようにしたので、水化物が壁面に付着
しようとしてもはじかれ、よって、凍結の進展を有効に
防止することができる。

請求項（１３）の発明によれば、上記請求項（２）の発
明において、凍結進展防＋、Ｉｘ部として、復管路の一
部を焼結金属等の油を含有する多孔質チューブで形成す
るようにしたので、内壁に常に形成される油膜により氷
化物の壁面への付着が阻止され、よって、凍結の進展を
有効に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は請求項（１）〜（３）の発明の構成を示すブロ
ック図である。第２図〜第４図は第１実施例を示し、第
２図は空気調和装置の構成を示す冷奴配管系統図、第３
図はその変形例に係る復管路の一部を縦断面で示す図、
第４図は請求項（４）の発明の詳細な説明するためのモ
リエル線図、第５図及び第６図は第２実施例を示し、第
５図は空気調和装置の冷媒配管系統図、第６図は水熱交
換器の二重管構造を示す斜視図、第７図及び第８図は第
３実施例を示し、第７図は曲管式のシェルエンドチュブ
構造を示す斜視図、第８図は直管式のシェルエンドチュ
ーブ構造を示す斜視図、第９図は第４実施例に係る空気
調和装置の冷媒配管系統図、第１０図〜第１２図は第４
実施例の変形例を示し、第１０図は第１変形例に係る空
気調和装置の冷媒配管系統図、第１１図は第２変形例に
係る空気調和装置の冷媒配管系統図、第１２図は第３変
形例に係る空気調和装置の冷媒配管系統図、第１３図は
第５実施例に係る水循環路の一部を縦断面で示す正面図
、第１４図は第６実施例に係る水循環路の一部を縦断面
で示す正面図である。 １　　冷媒回路 ５　　蓄氷槽 ６　　予熱熱交換器 （予熱部） ７　　保温熱交換器 （凍結進展防止部） ８　　再冷却器 （過冷却解消部） ２２　水熱交換器 （主熱交換器） ５１Ａ　　往管路 ５１Ｂ　　復管路 ７１　断熱チューブ ７２　フィン ７４　多孔質チューブ 冷媒回路 蓄氷槽 予熱熱交換器 （予熱部） 保温熱交換器 （凍結進展防止部） 再冷却器 （過冷却解消部） ２２　水熱交換器 （主熱交換器） ５１Ａ　　往管路 ５１Ｂ　　復管路 ７１　断熱チューブ ７２　フィン ７４　多孔質チューブ 」 」

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. （１）水又は水溶液のスラリー状の氷化物を貯蔵する蓄
   氷槽（５）と、冷却装置に接続され、水又は水溶液を過
   冷却するための主熱交換器（２２）と、該主熱交換器（
   ２２）と蓄氷槽（５）との間で水又は水溶液を循環させ
   るための往管路（５１Ａ）及び復管路（５１Ｂ）と、上
   記主熱交換器（２２）下流側の復管路（５１Ｂ）に設け
   られ、上記主熱交換器（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てスラリー状に氷化させる
   過冷却解消部（８）とを備えたことを特徴とする製氷装
   置。
2. （２）主熱交換器（２２）と過冷却解消部（８）との間
   の復管路（５１Ｂ）に設けられ、主熱交換器（２２）へ
   の凍結の進展を阻止するよう氷化物の管壁への付着を阻
   止する凍結進展防止部（７）を備えた請求項（１）記載
   の製氷装置。
3. （３）凍結進展防止部（７）は、復管路（５１Ｂ）を加
   熱するものである請求項（２）記載の製氷装置。
4. （４）冷却装置は空気調和装置の冷媒回路（１）であり
   、凍結進展防止部（７）は上記冷媒回路（１）の冷媒と
   の熱交換により復管路を加熱する熱交換器である請求項
   （３）記載の製氷装置。
5. （５）主熱交換器（２２）及び凍結進展防止部（７）は
   一体的に設けられているものである請求項（４）記載の
   製氷装置。
6. （６）凍結進展防止部（７）は、二重管式構造のもので
   ある請求項（５）記載の製氷装置。
7. （７）主熱交換器（２２）及び凍結進展防止部（７）は
   シェルエンドチューブ式構造でかつ管端部に二重管板を
   備えたものであり、凍結進展防止部（７）は上記二重管
   板の間に介設されているものである請求項（５）記載の
   製氷装置。
8. （８）主熱交換器（２２）は過冷却解消部（８）を一体
   的に設けたものである請求項（５）、（６）又は（７）
   記載の製氷装置。
9. （９）主熱交換器（２２）は、該主熱交換器（２２）に
   供給される水又は水溶液を予熱するための予熱部（６）
   を一体的に設けたものである請求項（４）、（５）、（
   ６）、（７）又は（８）記載の製氷装置。
10. （１０）凍結進展防止部（７）は、復管路（５１Ｂ）の
    一部を断熱材料からなるチューブで形成したものである
    請求項（２）記載の製氷装置。
11. （１１）凍結進展防止部（７）は、復管路（５１Ｂ）の
    外周に空気との熱交換を行うためのフィン（７２）、…
    を備えたものである請求項（２）記載の製氷装置。
12. （１２）凍結進展防止部（７）は、復管路（５１Ｂ）の
    内壁部に着氷防止材を設けたものでものである請求項（
    ２）の記載の製氷装置。
13. （１３）凍結進展防止部（７）は、復管路（５１Ｂ）の
    一部を焼結金属等の油を含有する多孔質チューブ（７４
    ）で形成したものである請求項（２）記載の製氷装置。