JPH0745942B2 - 製氷方法および氷蓄熱装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、製氷面で水溶性液体を冷却して氷化させる製
氷方法および該製氷方法に使用されると共に、この生成
された氷を蓄熱槽に貯留させる氷蓄熱装置に関するもの
である。

（従来の技術） 近年、工業プラントやビル等における比較的大規模な空
調システムには蓄熱空調システムが利用され、冷房負荷
のピーク時における電力需要の軽減並びにオフピーク時
における電力需要の拡大を図るようにしている。

この蓄熱空調システムの蓄熱方式には、顕熱を利用した
水蓄熱方式と、潜熱を利用した氷蓄熱方式とがあるが、
前者の水蓄熱方式では蓄熱槽を大きくしなければ、有効
な効果を発揮させることができないという欠点があり、
また、その安全性および経済性の面から、氷蓄熱方式の
需要が高まりつつある。

この氷蓄熱方式を採用した空調システムのこれまでの一
般的なものとしては、スタティック方式と呼ばれるもの
であって、ブライン等の水溶液が収容された収容タンク
内に冷凍回路における冷媒蒸発用の冷却管が導入配設さ
れ、該冷却管での冷媒の蒸発により水溶液を冷却して該
冷却管の表面で氷を生成し、該氷を収容タンク内に蓄熱
媒体として蓄熱するものであった。

しかし、この方式では冷却管に付着した氷が熱抵抗とな
り、氷の厚さが厚くなるに従って伝熱性能が低下するこ
とになり、該システムのCOPが低下するという欠点があ
った。また、冷却管上に生成された氷は氷塊となってい
るために氷の放熱時において迅速且つ均一な融解が行わ
れ難く、負荷変動に追従した放熱が得られないといった
課題をも有しているものであった。そこで、これらの問
題を解決するための従来技術として、特開昭60−155894
号および特開昭61−165533号各公報に示されるような冷
却面に生成された氷を該冷却面に付着させることのない
製氷方式（一般にダイナミック方式と呼ばれる）が注目
されている。この方式で生成される氷はスラリー状であ
って、このスラリー状の氷は流動性が良いためにポンプ
等の搬送手段による搬送が容易なこと、表面積が大きい
ために放熱時における融解速度が速く、冷房負荷の変動
に追従可能である等の優れた性質を持っており、氷蓄熱
においては特に有効なものである。

また、他の実施例として、米国特許4,286,436号に示さ
れるようなものもある。これに示されているものは、直
立型のシェルアンドチューブ型製氷容器を用い、冷却管
の表面、即ち、垂直な冷却面に沿って例えばエチレング
リコール溶液等の水性液体を流下させることにより、該
液体の少なくとも一部を凍結させることにより、スラリ
ー状の氷を生成するものであった。

（発明が解決しようとする課題） しかし、上述したような方式のものにあっては、スラリ
ー状の氷を生成するための熱交換器で、垂直に配される
冷却面は、氷の付着防止のために、表面阻さをできるだ
け小さくしておくことが必要であって、実際の表面処理
には電解研磨等が必要であり、その製作作業が煩雑であ
った。また、その表面処理を施した場合でも、該冷却面
に傷が付いたり、流下する液膜中によどみが生じると、
それらを起点として冷却面での凍結が広がり、製氷が続
けられなくなるものであった。更には、製氷用の液体と
して不凍液と水とを混合した水溶性液体を用いているた
めに、製氷が進むと該氷化によって水溶性液体中の水量
が減少するために、その濃度が高くなり、凍結温度が低
下するに伴って製氷効率が低下するという課題を有して
いるものである。そこで、本発明は、冷却面に油性薄膜
を形成することにより冷却面の表面粗さに影響されるこ
となく、製作が容易で、しかも、連続的な製氷が可能と
なる製氷方法およびそれに使用される氷蓄熱装置を得る
ことを目的とするものである。

（課題を解決するための手段） 上記の目的を解決するために、本発明は以下に述べるよ
うな手段を溝じたものである。

請求項（１）に係る発明は、垂直な冷却板（21a）が形
成されて、該冷却板（21a）の背面側には冷却媒体
（Ｃ）が流れる循環通路（21b）が形成される一方、冷
却板（21a）の正面が製氷面（21c）に形成された製氷容
器（21）の該循環通路（21b）に冷却媒体を供給して冷
却した後、上記製氷容器（21）の冷却板（21a）の上部
より製氷面（21c）に油性液体（Ｏ）を供給し、製氷面
（21c）に沿って油性薄膜を形成して流下させると共
に、上記製氷容器（21）の冷却板（21a）上部より製氷
面（21c）に上記油性薄膜を介して水溶性液体（Ｗ）を
噴き付け、該水溶性液体（Ｗ）を製氷面（21c）に沿っ
て油性薄膜と共に流下させつつ冷却し、製氷させる製氷
方法である。

請求項（２）に係る発明は、垂直な冷却板（21a）が形
成されていて、該冷却板（21a）の背面側には冷却媒体
（Ｃ）が流れる循環通路（21b）が形成される一方、冷
却板（21a）の正面が製氷面（21c）に形成された製氷容
器（21）と、該製氷容器（21）の循環通路（21b）に接
続されていて、冷却媒体を供給して製氷面（21c）を冷
却する冷凍手段（24）と、上記製氷容器（21）の冷却板
（21a）の上部より製氷面（21c）に沿って油性薄膜を形
成して流下するように油性液体（Ｏ）を供給する油性液
体供給手段（22）と、上記製氷容器（21）の冷却板（21
a）上部より製氷面（21c）に上記油性薄膜を介して水溶
性液体（Ｗ）を噴き付ける水溶性液体供給手段（23）と
を備え、該水溶性液体（Ｗ）を製氷面（21c）に沿って
油性薄膜と共に流下させて製氷させる製氷装置（２）
と、上記製氷容器（21）の下部に連続形成され、生成さ
れた氷（Ｉ）、油性液体（Ｏ）および水溶性液体（Ｗ）
を一時貯留する貯留容器（７）と、油性液体（Ｏ）と水
溶性液体（Ｗ）を貯留すると共に、上記製氷容器（２）
で生成された氷（Ｉ）が貯留される蓄熱槽（３）と、蓄
熱槽（３）内の油性液体（Ｏ）を製氷装置（２）の油性
液体供給手段（22）へ供給する油性液体搬送手段（４）
と、蓄熱槽（３）内の水溶性液体（Ｗ）を製氷装置
（２）の水溶性液体供給手段（23）へ供給する水溶性液
体搬送手段（５）と、上記貯留容器（７）と蓄熱槽
（３）とを連結して貯留容器（７）に一時貯留されてい
る氷（Ｉ）を蓄熱槽（３）へ送給する氷送給手段（６）
とからなる氷蓄熱装置である。

請求項（３）に係る発明は、垂直な冷却板（21a）が形
成されていて、該冷却板（21a）の背面側には冷却媒体
（Ｃ）が流れる循環通路（21b）が形成される一方、冷
却板（21a）の正面が製氷面（21c）に形成された製氷容
器（21）と、該製氷容器（21）の循環通路（21b）に接
続されていて、冷却媒体を供給して製氷面（21c）を冷
却する冷凍手段（24）と、上記製氷容器（21）の冷却板
（21a）上部より製氷面（21c）に沿って油性薄膜を形成
して流下するように油性液体（Ｏ）を供給する油性液体
供給手段（22）と、上記製氷容器（21）の冷却板（21
a）上部より製氷面（21c）に上記油性薄膜を介して水溶
性液体（Ｗ）を噴き付ける水溶性液体供給手段（23）と
を備え、該水溶性液体（Ｗ）を製氷面（21c）に沿って
油性薄膜と共に流下させて製氷させる製氷装置（２）
と、上記製氷装置（２）の下方に設置され、製氷面（21
c）より流下する油性液体（Ｏ）と水性液体（Ｗ）と氷
（Ｉ）とを直接貯留する蓄熱槽（３）と、蓄熱槽（３）
内の油性液体（Ｏ）を製氷装置（２）の油性液体供給手
段（22）へ供給する油性液体搬送手段（４）と、蓄熱槽
（３）内の水溶性液体（Ｗ）を製氷装置（２）の水溶性
液体供給手段（23）へ供給する水溶性液体搬送手段
（５）とからなる氷蓄熱装置である。

請求項（４）に係る発明は、上記請求項（２）または
（３）記載の氷蓄熱装置において、油性液体供給手段
（22）は製氷容器（21）の上部に形成された油性液体室
（22a）を有していると共に、冷却板（21a）より上方に
延びる堰板（22b）が形成され、該堰板（22b）の上端を
越えて流出した油性液体（Ｏ）が製氷面（21c）に薄膜
を形成して流下するように構成されていることを特徴と
する氷蓄熱装置である。

請求項（５）に係る発明は、上記請求項（２）または
（３）記載の氷蓄熱装置において、油性液体供給手段
（22）は複数枚の冷却板（21a）の背面間に形成される
循環通路（21b）を断面Ｕ字状に形成して上端が開口さ
れた溝状の油貯留室（22g）で構成され、油性液体
（Ｏ）が冷却媒体（Ｃ）で予冷されるように構成されて
いることを特徴とする氷蓄熱装置である。

（作用） 上記各請求項に係る発明の構成による作用は、以下に述
べるとおりである。

請求項（１）に係る発明においては、先ず、製氷容器
（21）内の垂直な冷却板（21a）の背面側の循環通路（2
1b）に冷却媒体を流通させて該冷却板（21a）を冷却し
ておくと共に、冷却板（21a）の正面側の製氷面（21c）
に上部から油性液体（Ｏ）を流下させて該油性液体
（Ｏ）の薄膜を形成し、その後、該製氷面（21c）に水
溶性液体（Ｗ）を噴き付けることによって、該水溶性液
体（Ｗ）は製氷面（21c）より上記薄膜を介して冷却さ
れると共に、該薄膜の流下と共に流下する途中で冷却が
進行し、氷化される。そして、この生成された氷（Ｉ）
は製氷面（21c）から上記油性液体（Ｏ）と共に離脱、
流下されて蓄熱用の氷（Ｉ）となる。これにより、製氷
面（21c）上で生成される氷（Ｉ）は該製氷面（21c）に
付着することなく、また、製氷面（21c）での水溶性液
体（Ｗ）のよどみもなく、順次製氷面（21c）から流下
されて、製氷能率の良い製氷動作が連続的に行われる。

一方、請求項（２）に係る発明においては、冷凍手段
（24）の作動により、循環通路（21b）に冷却媒体
（Ｃ）が供給されて冷却板（21a）の製氷面（21c）が冷
却される一方、蓄熱槽（３）内の油性液体（Ｏ）を油性
液体搬送手段（４）により製氷装置（２）の油性液体供
給手段（22）へ供給し、該油性液体供給手段（22）によ
り、製氷容器（22）内の冷却板（21a）の製氷面（21c）
に油性液体（Ｏ）の薄膜を形成する。その後、蓄熱槽
（３）内の水溶性液体（Ｗ）を水溶性液体搬送手段
（５）により製氷装置（２）の水溶性液体供給手段（2
3）へ供給し、水溶性液体（Ｗ）を製氷面（21c）に沿っ
て流下させる。これによって水溶性液体（Ｗ）は製氷面
（21c）との間で油性液体（Ｏ）を介して熱交換を行い
つつ冷却されて氷化された後、上記油性液体（Ｏ）と共
に流下されて貯留容器（７）へ一時的に貯留される。そ
の後、該貯留容器（７）に貯留されている氷（Ｉ）は氷
送給手段（６）によって蓄熱槽（３）へ送給され、蓄熱
媒体として貯留される。このように、製氷面上で生成さ
れた氷（Ｉ）は製氷面（21c）との間に油性液体（Ｏ）
が介在されているために、該製氷面（21c）に付着する
ことなく油性液体（Ｏ）と共に剥離されるために、従来
のスタティック方式の蓄熱装置のように生成された氷が
伝熱抵抗となることはなく製氷効率の良い製氷動作が行
われる。

また、請求項（３）に係る発明においては、請求項
（２）に係る発明と同作用により製氷装置（２）内で生
成された氷（Ｉ）は、製氷装置（２）から該製氷装置
（２）の下方に設置された蓄熱槽（３）へ直接落下し、
該蓄熱槽（３）へ蓄熱媒体として貯留される。従って、
本構成によれば、請求項（２）における作用に加えて、
製氷容器（２）内で生成された氷（Ｉ）を蓄熱槽（３）
へ送給するための手段（請求項（２）における氷送給手
段）が不要であり、構成の簡略化がなされる。

更に、請求項（４）に係る発明においては、製氷面（21
c）に流下される油性液体（Ｏ）は製氷面（21c）に通ず
る堰板（22b）の上端を越えて溢れ出たもののみが薄膜
状に連続的に流下されるために、簡単な構成でもって製
氷面（21c）への油性液体（Ｏ）の膜の流下が行える。

更に、請求項（５）に係る発明においては、蓄熱槽
（３）から製氷容器（２）へ供給される油性液体（Ｏ）
は、先ず、油貯留室（22g）に貯留されて冷却された
後、製氷面（21c）において薄膜を形成する。このため
に、製氷動作時における水溶性液体（Ｗ）の製氷面（21
c）への流下時には油性液体（Ｏ）の薄膜は冷却されて
いるために氷化が促進され製氷速度の速いものである。

（第１実施例） 次に、本発明の第１実施例を第１図を用いて説明する。

第１図に示すように、本氷蓄熱装置（１）は製氷装置
（２）、貯留容器（７）、蓄熱槽（３）、油性液体搬送
手段（４）、水溶性液体搬送手段（５）および氷送給手
段（６）を主要部として構成されている。

以下、各部について説明する。

製氷装置（２）は、製氷容器（21）、油性液体供給手段
（22）、水溶性液体供給手段（23）および冷凍手段（2
4）から成るものである。

製氷容器（21）は、その内部を複数に区画する垂直な冷
却板（21a）が上部板（21g）と下部板（21h）とによっ
て配設されており、該冷却板（21a）の背面側には冷媒
（Ｃ）が流通される循環通路（21b）が形成され、該循
環通路（21b）が冷凍手段（24）の蒸発器を構成してい
る。一方、該冷却板（21a）の正面側は製氷用の水溶性
液体（Ｗ）が流下されて冷却される製氷面（21c）とな
っており、上記上部板（21g）と下部板（21h）とには製
氷面間に開口部（22f）が形成されている。そして、該
製氷容器（21）の側壁（21d）には上記循環通路（21b）
へ冷媒（Ｃ）を送給する冷凍手段（24）の冷媒入口（21
e）、および冷媒出口（21f）が設けられている。尚、冷
凍手段（24）は、製氷容器（21）内に配設された冷却板
（21a）の製氷面（21c）で水溶性液体（Ｗ）を冷却、氷
化させるものであって、従来から周知の如く、圧縮機、
凝縮器、膨張弁（図示省略）および循環通路（21b）と
しての蒸発器が冷媒配管（24a）によって直列に接続さ
れて構成されているものである。

一方、該製氷容器（21）の下方には該製氷容器（21）と
連続形成された貯留容器（７）が配設されており、製氷
容器（21）で生成された氷（Ｉ）を一時的に貯留するよ
うになっている。また、該貯留容器（７）の下部は氷送
給手段（６）の連絡管（6a）の上流端（6b）が接続され
る氷流出口（7a）が開口されている。

油性液体供給手段（22）は、上記製氷容器（21）と水溶
性液体供給手段（23）の水溶性液体室（23a）との間に
形成され、油性液体室（22a）、堰板（22b）およびガイ
ドプレート（22c）からなるものである。そして、油性
液体室（22a）の側壁（22d）には上記油性液体搬送手段
（４）の給油管（4a）の下流端（4c）が接続される油性
液体流入口（22e）が設けられている。上記堰板（22b）
は製氷容器（21）内の開口部（22f）から流入される油
性液体（Ｏ）の流入量を規制するべく冷却板（21a）の
上端より上方に延びて立設されて、上部板（21g）上に
油性液体室（22a）が形成されている。また、ガイドプ
レート（22c）は水溶性液体供給手段（23）の仕切板（2
3e）より下方に延長され、上記開口部（22f）の中央で
該油性液体室（22a）の油性液体（Ｏ）が製氷容器（2
1）内の製氷面（21c）に薄膜を形成するべく下端が製氷
面（21c）に向かって湾曲されている。

水溶性液体供給手段（23）は、製氷装置（２）の最上部
に形成され、水溶性液体室（23a）と製氷容器（21）の
製氷面（21c）へ水溶性液体（Ｗ）を噴き付ける噴霧ノ
ズル（23b）から成るものである。そして、該水溶性液
体室（23a）の側壁（23c）には上記水溶性液体搬送手段
（５）の給水管（5a）の下流端（5c）が接続される水溶
性液体流入口（23d）が設けられていると共に、該水溶
液体室（23a）の底面は下部に位置する油性液体室（22
a）と区画される仕切板（23e）で形成されており、該仕
切板（23e）を貫通して製氷容器（21）に向けて噴霧ノ
ズル（23b）が延設されている。該噴霧ノズル（23b）
は、その上端が水溶性液体室（23a）の上下方向の略中
央位置まで延びて、水溶性液体（Ｗ）の流入口（23f）
となっていると共に、その下端は噴霧口（23g）となっ
ている。

蓄熱槽（３）は上記製氷装置（２）で生成され、貯留容
器（７）で一時的に貯留されている氷（Ｉ）が供給され
て蓄えられる所謂蓄熱部分であって、その内部には水溶
性液体（Ｗ）および比重量が該水溶性液体（Ｗ）より小
さい油性液体（Ｏ）を貯留している。そして、その側壁
（3a）には氷送給手段（６）の連絡管（6a）の下流端
（6c）が接続されており、他方の側壁には油性液体搬送
手段（４）および水溶性液体搬送手段（５）各々の供給
管（4a），（5a）の上流端（4b），（5b）が接続されて
いる。そして、それらの接続位置は夫々製氷装置（２）
へ供給する液体でなる各層に対応した位置に予め設定さ
れている。即ち、給油管（4a）は油性液体層へ、給水管
（5a）は水溶性液体層へ各々対応して接続されている。
また、上記油性液体搬送手段（４）の給油管（4a）の接
続位置には該給油管（4a）から油性液体（Ｏ）以外の氷
（Ｉ）或いは水溶性液体（Ｗ）が流入することを防止す
る目的でフィルタ（Ｆ）が設けられている。更に、該蓄
熱槽（３）は、冷房負荷（８）が接続されており、冷房
運転時には貯留された氷（Ｉ）が融解されて放熱される
ものである。そのために、この冷房負荷（８）へ冷却さ
れた水溶性液体（Ｗ）を供給する冷水管（8a）は水溶性
液体（Ｗ）の給水管（5a）から分岐されると共に、開閉
バルブ（V4）が介設されている。尚、（3b）は上記連絡
管（6a）から蓄熱槽（３）へ送給される氷（Ｉ）および
油性液体（Ｏ）が水供給管（5a）へ流入することを防止
するための邪魔板である。

油性液体搬送手段（４）は給油管（4a）、ポンプ（P1）
および開閉バルブ（V1）で成り、製氷動作時には開閉バ
ルブ（V1）の開放と共にポンプ（P1）の駆動により蓄熱
槽（３）内の油性液体（Ｏ）を前記製氷装置（２）の油
性液体室（22a）へ送るよう構成されている。

水性液体搬送手段（５）は給水管（5a）、ポンプ（P2）
および開閉バルブ（V2）で成り、製氷動作時には開閉バ
ルブ（V2）の開放および（V4）の閉鎖と共にポンプ（P
2）の駆動により蓄熱槽（３）内の水溶性液体（Ｗ）を
前記製氷装置（２）の水溶性液体室（23a）へ送るよう
構成されている。

氷送給手段（６）は連絡管（6a）、ポンプ（P3）および
開閉バルブ（V3）で成り、該開閉バルブ（V3）の開放と
共にポンプ（P3）を駆動させることによって、連絡管
（6a）を介して製氷装置（２）内で生成され、貯留容器
（７）に貯留されている氷（Ｉ）等を蓄熱槽（３）内に
送給するように構成されている。

次に、蓄熱槽（３）内に貯留された各液体について説明
する。水溶性液体（Ｗ）はエチレングリコール等の不凍
液と水との混合液体若しくは水のみから成る液体であっ
て、その比重量は１程度となっている。油性液体（Ｏ）
はその比重量が氷（Ｉ）より小さいものが採用され、非
水溶性であると共に、不揮撥性を有するものである。ま
た、この油性液体（Ｏ）はその製氷時に上記熱交換器の
冷却面から氷（Ｉ）を容易に離脱させるために、その粘
性は予め所定値に設定されている。このように比重の異
る相互に溶合わない液体（Ｗ），（Ｏ）が貯留されてい
るために、氷蓄熱時には該蓄熱槽（３）内は上層から油
性液体層、氷層、水溶性液体層で構成されることにな
る。

次に、上記構成による本装置の動作について請求項
（１）に係る製氷方法と共に説明する。

本装置における動作は製氷動作および蓄熱動作からなる
ものである。

先ず、製氷動作において冷凍手段（24）の作動により、
循環通路（21b）内での冷媒の蒸発により製氷面（21c）
が冷却される。該冷却に伴い、開閉バルブ（V1）の開放
と共にポンプ（P1）を駆動させて蓄熱槽（３）内の油性
液体（Ｏ）を給油管（4a）により油性液体室（22a）へ
供給する。該供給によって油性液体室（22a）内に貯留
する油性液体（Ｏ）の水位が堰板（22b）の高さを越え
るとガイドプレート（22c）によって油性液体（Ｏ）は
製氷面（21c）に沿って流下され、該製氷面（21c）に油
性液体（Ｏ）の薄膜を形成する。その後、開閉バルブ
（V2）の開放と共にポンプ（P2）を駆動させて蓄熱槽
（３）内の水溶性液体（Ｗ）を給水管（5a）により水溶
性液体室（23a）へ供給する。該供給によって水溶性液
体室（23a）内に貯留される水溶性液体（Ｗ）の水位が
水溶性液体噴霧ノズル（23b）の上端を越えると水溶性
液体（Ｗ）は流入口（23f）から水溶性液体噴霧ノズル
（23b）に流入され、噴霧口（23g）から製氷面（21c）
に向かって霧状に噴霧され、該製氷面（21c）に沿って
流下される。この流下に伴って該水溶性液体（Ｗ）は製
氷面（21c）との間で油性液体（Ｏ）を介して熱交換を
行いつつ冷却されてスラリー状の氷（Ｉ）となる。この
製氷面（21c）上で生成された氷（Ｉ）は製氷面（21c）
との間に油性液体（Ｏ）が介在されているために、該製
氷面（21c）に付着することなく油性液体（Ｏ）と共に
落下されて、貯留容器（７）に貯留される。尚、この貯
留容器（７）には氷（Ｉ）の他、該氷（Ｉ）と共に落下
された油性液体（Ｏ）や氷化されなかった水溶性液体
（Ｗ）等が混合されて貯留されている。そして、一定時
間、該製氷動作が行われた後、開閉バルブ（V1），（V
2）の閉鎖と共にポンプ（P1），（P2）を停止し、蓄熱
動作に移る。該蓄熱動作は氷送給手段（６）の開閉バル
ブ（V3）の開放と共にポンプ（P3）を駆動させ、上記貯
留容器（７）に貯留されている液体（Ｏ），（Ｗ）およ
び氷（Ｉ）を連絡管（6a）を経て蓄熱槽（３）に送給さ
せる。そして、蓄熱槽（３）に送給された各液体
（Ｏ），（Ｗ）および氷（Ｉ）はその比重差によって該
蓄熱槽（３）内で３層に分離されて貯留されることにな
る。即ち、上層から油性液体層、氷層、水溶性液体層と
なって蓄熱動作が終了する。尚、蓄熱槽（３）内に貯留
された２液体は次回の製氷動作時において再び各搬送手
段（４），（５）によって、製氷装置（２）へ供給され
るものとなる。また、冷房運転時で蓄熱槽（３）内の氷
（Ｉ）の融解時には、開閉バルブ（V4）の開放と共にポ
ンプ（P2）を駆動させることにより蓄熱槽（３）で冷却
された水溶性液体（Ｗ）が冷水管（8a）によって冷房負
荷（８）へ供給されることになる。

また、上記製氷動作と蓄熱動作とは同時に行うことも可
能である。

このように、本装置並びに、本製氷方法にあっては、製
氷面（21c）上で冷却される水溶性液体（Ｗ）は上記製
氷面（21c）との間に油性液体（Ｏ）の膜が介在されて
いるために氷化しても製氷面（21c）に付着することが
なく、従来のスタティック方式のように冷却管への氷の
付着による製氷能力の低下がないものである。また、製
氷容器内で生成された氷はスラリー状であるために、放
熱時（氷融解時）には冷房負荷の変動に迅速に追従可能
なものである。

（第２実施例） 次に、本発明における、第２実施例について説明する。
尚、本例のものは製氷容器の構造が第１実施例と異って
いる所に特徴があるので、特に製氷容器について説明す
る。また、その動作にあっては第１実施例との相違点を
中心に述べるに止める。

製氷装置（２）は、第２図に示すように、第１実施例と
同様に製氷容器（21）、油性液体供給手段（22）、水溶
性液体供給手段（23）および冷凍手段（24）を有してお
り、製氷容器（21）の下部が開放されたものである。即
ち、第１実施欄例における貯留容器（７）がないもので
ある。そして、該製氷装置（２）の下方には蓄熱槽
（３）が設置されており、製氷容器（２）から落下され
る各液体（Ｏ），（Ｗ）および氷（Ｉ）を貯留するよう
に構成されている。従って、第１実施例に示されるよう
な氷送給手段（６）は不要となっているものである。そ
の他の構成は第１実施例に示したものと同様である。

次に、本例における動作について説明する。

先ず、第１実施例と同様に、冷凍手段（24）の作動によ
り、製氷面（21c）が冷却される。該冷却に伴い、蓄熱
槽（３）内の油性液体（Ｏ）を油性液体搬送手段（４）
により油性液体室（22a）へ供給し、製氷面（21c）に油
性液体（Ｏ）の薄膜を形成する。その後、蓄熱槽（３）
内の水溶性液体（Ｗ）を水溶性液体搬送手段（５）によ
り水溶性液体室（23a）へ供給し、水溶性液体（Ｗ）を
噴霧ノズル（23b）の噴霧口（23g）から製氷面（21c）
に向かって霧状に噴霧する。そして、製氷面（21c）に
沿って流下される水溶性液体（Ｗ）は製氷面（21c）と
の間で油性液体（Ｏ）を介して熱交換を行いつつ冷却さ
れてスラリー状の氷（Ｉ）となる。この製氷面（21c）
上で生成された氷（Ｉ）は製氷面（21c）との間に油性
液体（Ｏ）が介在されているために、該製氷面（21c）
に付着することなく油性液体（Ｏ）と共に剥離されて、
製氷容器（21）下部の開放部から蓄熱槽（３）に落下さ
れる。そして、蓄熱槽（３）に落下された各液体
（Ｏ），（Ｗ）および氷（Ｉ）はその比重差によって該
蓄熱槽（３）内で３層に分離されて貯留されることにな
って蓄熱動作が終了する。

このように、本装置にあっては、第１実施例における作
用、効果に加えて構成上製氷容器で生成された氷を蓄熱
槽へ送給するための手段が不要であり構造の簡略化が図
れるものである。

（第３実施例） 次に、本発明における第３実施例を第３図に基づいて説
明する。

本例は、製氷装置の油性液体供給手段の変形例であるた
めに、該油性液体供給手段の構造およびその作用のみを
述べるに止める。

油性液体供給手段（22）は製氷容器（21）内に配設され
た複数の冷却板（21a）の背面間に形成される循環通路
（21b）を断面Ｕ字状に形成して上端が開口された溝状
の油貯留室（22g）で成り、上記循環通路（21b）の上端
付近には冷媒出口（21f）が、下端付近には冷媒入口（2
1e）が各々開口されて冷凍手段（図示省略）に接続され
ており、一方、油貯留室（22g）内の下部には油性液体
搬送手段（４）が接続される油性液体流入口（22e）が
設けられており、該油貯留室（22g）へ供給された油性
液体（Ｏ）を冷媒（Ｃ）で予冷するように構成されてい
る。その他の構造は第１実施例のものと同様である。

このように構成された製氷装置（２）の作用は製氷動作
時において、蓄熱槽（３）から油性液体搬送手段（４）
によって油性液体流入口（22e）に供給された油性液体
（Ｏ）は油貯留室（22g）において貯留されつつ循環通
路（21b）内部で蒸発される冷媒との間で熱交換されて
冷却される。そして、供給される油性液体（Ｏ）の水位
が上記油貯留室（22g）の上端を越えると製氷面（21c）
側へ溢れ、該製氷面（21c）を流下して薄膜を形成す
る。そして、該油性液体（Ｏ）の薄膜が形成された後、
噴霧ノズル（23b）から水溶性液体（Ｗ）が製氷面（21
c）に噴霧されて冷却される。以下の動作は上記第１実
施例と同様である。

このように、本例の構成によれば、製氷面（21c）に流
下されて薄膜を形成する油性液体（Ｏ）は、油貯留室
（22g）で予め冷却されるために、水溶性液体（Ｗ）の
冷却、氷化時にはその冷却が促進され、製氷速度の速い
ものである。

また、上記第１、第２および第３実施例における水溶性
液体（Ｗ）を水単独で使用した場合には、製氷動作の進
行に伴う濃度の変化がないために常に凍結温度が一定で
あり、安定した製氷が行える。

尚、上述した冷却媒体は循環通路内での蒸発により製氷
面を冷却するものであったが、製氷装置外に配置された
冷凍手段により冷却される不凍液としてもよい。

（発明の効果） 以上の如く、本発明によれば、以下に述べるような効果
が発揮されるものである。

請求項（１）に係る発明においては、製氷面上で生成さ
れる氷は該製氷面に付着することなく順次製氷面から離
脱されるために、従来のスタティック方式の蓄熱装置の
ように製氷面に氷が付着し、その氷層が伝熱抵抗となっ
て製氷抵抗となって製氷効率が低下することが防止さ
れ、水溶性液体は常に製氷面と油層を介して熱交換が可
能であり、製氷能率の向上された製氷動作を連続的に行
うことが可能である。

一方、請求項（２）に係る発明においては、従来のスタ
ティック方式の製氷装置のように冷却板が水と接触する
ことがないために、冷却板の製氷面への氷の付着がな
く、製氷能力の向上を図ることができるばかりでなく、
従来、表面処理が必要であった製表面の表面粗さに関係
なく氷が離脱可能であるために、製造時における表面処
理作業が不要で、加工作業の簡略化とそれに伴う加工コ
ストの低減が行えるものである。更に、本装置において
は、製氷装置で冷却、氷化される水溶性液体を水単独で
採用することが可能であるために、製氷動作の進行によ
ってもその濃度は不変であるから凍結温度が一定で、安
定した製氷が行えるものとなる。

また、請求項（３）に係る発明においては、上記請求項
（２）に係る発明で挙げた効果に加えて、製氷装置で生
成された氷は該製氷装置から滴下されて蓄熱槽へ落下、
貯留されるために、生成された氷を蓄熱槽へ送給するた
めの手段（請求項（２）における氷送給手段）が不要で
あり、構成の簡略化が図れる。

更に、請求項（４）に係る発明においては、製氷面に流
下される油性液体は製氷面に通ずる堰板の上端を越えて
溢れ出たもののみが薄膜状に連続的に流下されるため
に、製氷面に油性液体の膜の流下が行える。

更に、請求項（５）に係る発明においては、蓄熱槽から
製氷容器へ供給される油性液体は先ず、油貯留室に貯留
されて冷却された後、製氷面において薄膜を形成するた
めに、製氷動作時における水溶性液体の製氷面への流下
時には油性液体の膜は冷却されており、水溶性液体への
伝熱時間が短縮されて、氷化が促進され製氷速度の速い
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例における氷蓄熱装置の回路
図、第２図は本発明の第２実施例における氷蓄熱装置の
回路図、第３図は第３実施例における製氷装置の一部破
断側面図である。 （２）……製氷装置、（21）……製氷容器、（21a）…
…冷却板、（21b）……循環通路、（21c）……製氷面、
（22）……油性液体供給手段、（22a）……油性液体
室、（22b）……堰板、（22g）……油貯留室、（23）…
…水溶性液体供給手段、（24）……冷凍手段、（３）…
…蓄熱槽、（４）……油性液体搬送手段、（５）……水
溶性液体搬送手段、（６）……氷送給手段、（７）……
貯留容器、（Ｏ）……油性液体、（Ｗ）……水溶性液
体、（Ｉ）……氷、（Ｃ）……冷却媒体。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】垂直な冷却板（21a）が形成されて、該冷
   却板（21a）の背面側には冷却媒体（Ｃ）が流れる循環
   通路（21b）が形成される一方、冷却板（21a）の正面が
   製氷面（21c）に形成された製氷容器（21）の上記循環
   通路（21b）に冷却媒体を供給して製氷面（21c）を冷却
   した後、上記製氷容器（21）の冷却板（21a）の上部よ
   り製氷面（21c）に油性液体（Ｏ）を供給し、製氷面（2
   1c）に沿って油性薄膜を形成して流下させると共に、上
   記製氷容器（21）の冷却板（21a）上部より製氷面（21
   c）に上記油性薄膜を介して水溶性液体（Ｗ）を噴き付
   け、該水溶性液体（Ｗ）を製氷面（21c）に沿って油性
   薄膜と共に流下させつつ冷却し、製氷させることを特徴
   とする製氷方法。
2. 【請求項２】垂直な冷却板（21a）が形成されていて、
   該冷却板（21a）の背面側には冷却媒体（Ｃ）が流れる
   循環通路（21b）が形成される一方、冷却板（21a）の正
   面が製氷面（21c）に形成された製氷容器（21）と、該
   製氷容器（21）の循環通路（21b）に接続されていて、
   冷却媒体を供給して製氷面（21c）を冷却する冷凍手段
   （24）と、上記製氷容器（21）の冷却板（21a）上部よ
   り製氷面（21c）に沿って油性薄膜を形成して流下する
   ように油性液体（Ｏ）を供給する油性液体供給手段（2
   2）と、上記製氷容器（21）の冷却板（21a）上部より製
   氷面（21c）に上記油性薄膜を介して水溶性液体（Ｗ）
   を噴き付ける水溶性液体供給手段（23）とを備え、該水
   溶性液体（Ｗ）を製氷面（21c）に沿って油性薄膜と共
   に流下させて製氷させる製氷装置（２）と、上記製氷容
   器（21）の下部に連続形成され、生成された氷（Ｉ）、
   油性液体（Ｏ）および水溶性液体（Ｗ）を一時貯留する
   貯留容器（７）と、油性液体（Ｏ）と水溶性液体（Ｗ）
   とを貯留すると共に、上記製氷容器（２）で生成された
   氷（Ｉ）が貯留される蓄熱槽（３）と、蓄熱槽（３）内
   の油性液体（Ｏ）を製氷装置（２）の油性液体供給手段
   （22）へ供給する油性液体搬送手段（４）と、蓄熱槽
   （３）内の水溶性液体（Ｗ）を製氷装置（２）の水溶性
   液体供給手段（23）へ供給する水溶性液体搬送手段
   （５）と、上記貯留容器（７）と蓄熱槽（３）とを連結
   して貯留容器（７）に一時貯留されている氷（Ｉ）を蓄
   熱槽（３）へ供給する氷送給手段（６）とからなる氷蓄
   熱装置。
3. 【請求項３】垂直な冷却板（21a）が形成されていて、
   該冷却板（21a）の背面側には冷却媒体（Ｃ）が流れる
   循環通路（21b）が形成される一方、冷却板（21a）の正
   面が製氷面（21c）に形成された製氷容器（21）と、該
   製氷容器（21）の循環通路（21b）に接続されていて、
   冷却媒体を供給して製氷面（21c）を冷却する冷凍手段
   （24）と、上記製氷容器（21）の冷却板（21a）上部よ
   り製氷面（21c）に沿って油性薄膜を形成して流下する
   ように油性液体（Ｏ）を供給する油性液体供給手段（2
   2）と、上記製氷容器（21）の冷却板（21a）上部より製
   氷面（21c）に上記油性薄膜を介して水溶性液体（Ｗ）
   を噴き付ける水溶性液体供給手段（23）とを備え、該水
   溶性液体（Ｗ）を製氷面（21c）に沿って油性薄膜と共
   に流下させて製氷させる製氷装置（２）と、該製氷装置
   （２）の下方に設置され、製氷面（21c）より流下する
   油性液体（Ｏ）と水溶性液体（Ｗ）と氷（Ｉ）とを直接
   貯留する蓄熱槽（３）と、蓄熱槽（３）内の油性液体
   （Ｏ）を製氷装置（２）の油性液体供給手段（22）へ供
   給する油性液体搬送手段（４）と、蓄熱槽（３）内の水
   溶性液体（Ｗ）を製氷装置（２）の水溶性液体供給手段
   （23）へ供給する水溶性液体搬送手段（５）とからなる
   氷蓄熱装置。
4. 【請求項４】上記請求項（２）または（３）記載の氷蓄
   熱装置において、油性液体供給手段（22）は製氷容器
   （21）の上部に形成された油性液体室（22a）を有して
   いると共に、冷却板（21a）より上方に延びる堰板（22
   b）が形成され、該堰板（22b）の上端を越えて流出した
   油性液体（Ｏ）が製氷面（21c）に薄膜を形成して流下
   するように構成されていることを特徴とする氷蓄熱装
   置。
5. 【請求項５】上記請求項（２）または（３）記載の氷蓄
   熱装置において、油性液体供給手段（22）は複数枚の冷
   却板（21a）の背面間に形成される循環通路（21b）を断
   面Ｕ字状に形成して上端が開口された溝状の油貯留室
   （22g）で構成され、油性液体（Ｏ）が冷却媒体（Ｃ）
   で予冷されるように構成されていることを特徴とする氷
   蓄熱装置。