JPH11201601A

JPH11201601A - 蓄熱システム

Info

Publication number: JPH11201601A
Application number: JP158398A
Authority: JP
Inventors: Michio Yanatori; 美智雄梁取; Akiyoshi Ohira; 昭義大平; Masao Imanari; 正雄今成; Yasuo Fujitani; 康男藤谷; Shinichi Hoizumi; 真一保泉; Motoaki Utamura; 元昭宇多村
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1998-01-07
Filing date: 1998-01-07
Publication date: 1999-07-30

Abstract

(57)【要約】【課題】蓄熱システムの、放熱時の解氷性向上、製氷
板からの脱氷時の氷が引っかかって落下し難くなる事態
の解消、製氷部下方部には離脱した氷が溜り易く、槽に
分散し難いという難点の解消。【解決手段】放熱時にはポンプ６により、槽５２の水
をパイプ８Ｂ，バルブ１５，パイプ１３Ｃを経て放熱器
１２内へ通し、その後マニホルド３，散水管２を経て槽
５２内へ散水する。これによって槽５２内の氷５１は解
氷し散水は冷却される。冷却された水は、ポンプ６によ
って再び放熱器１２へ流入する。水５０の一部はポンプ
６からパイプ１８Ａを介して槽５２内へ戻される。これ
によって氷５１は撹拌され、解氷速度が速まる。またこ
れにより製氷部１下方に氷５１が溜って山積みになるこ
とが緩和される。製氷板に成長した氷をはぎとる時は、
１枚置きに製氷板内にホットガスを流し脱氷し、製氷部
の脱氷密度を下げ、隣接する製氷板間で氷が引っかかる
ことを防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は製氷板あるいは製氷
パイプの内側または外側に流水を流下液膜状に流しなが
らそれを氷結させ、その後氷結した氷を蓄熱槽（以下、
槽という）に落下させて蓄熱する蓄熱システムに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】本発明に近い公知例としては、特開平3
−230035号公報記載の例がある。これは蓄冷時には、水
流下式熱交換器を蒸発器として作動させ、水ポンプによ
って水流下式熱交換器に送水をしながらその表面に結氷
させ、これを適宜離脱させて槽に移氷して蓄冷し、放熱
時には水流下式熱交換器を蒸発器として作動させ、負荷
側からの温度上昇した還水を水流下式熱交換器の上部に
流下させながら槽内に落し、槽内の氷を解かしながら冷
水を作り、これを負荷側に輸送して放熱させるものであ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】水流下式熱交換器に送
水される流水量は、蓄冷時と負荷冷却時（放熱時）にお
いて異なることが多く、蓄冷時よりも放熱時は一般には
少ない流量でよいことが多い。このため放熱時には槽内
の氷間を流れる流水速度が遅くなり解氷性が悪くなるこ
とがある。

【０００４】また前記公知例は槽内の氷の解氷速度を速
めるために、送水ポンプからの送水の一部を槽内に注水
して解氷速度を向上する方法については開示していな
い。また水流下式熱交換器（製氷板）で生成した氷を離
脱させる時、隣接する製氷板の離脱氷と干渉して製氷板
間に氷がひっかかって落下せず詰まることに対し、これ
を解除する方法についても開示していない。

【０００５】また図１８は従来の蓄熱システムの構成を
示したもので、水５０と氷５１を収容する蓄熱槽５２
と、蓄熱槽５２の上方に配置された複数の製氷板を含ん
で構成された製氷部１と、蓄熱槽５２の水を取水してパ
イプ８を介して製氷部１に送水するポンプ６と、蓄熱槽
５２の水を取水してパイプ１３を介して放熱器（冷熱負
荷）１２に送水する負荷用のポンプ１４と、を含んでい
る。一般に平型の蓄熱槽５２ではその片隅に製氷部１が
設けてある場合が多く、この下方部には製氷部１から落
下した氷が山積となり、製氷部１からの氷５１ａの落下
を阻害することがある。公知例はこの山を切りくづし、
槽内に一様に氷を分散させる方法についても開示してい
ない。

【０００６】また製氷部１から離脱し始めた氷は、一般
にその形が大きいままとなっているが、これを適当な大
きさに破砕する方法についても開示していない。

【０００７】本発明の課題は、製氷板を利用して製氷
し、この氷で蓄冷する蓄熱システムにおいて、放熱時の解氷速度を速める、製氷、蓄冷時に、製氷板から離脱した氷が製氷板間に
詰まるのを防ぐ、製氷部の下方に氷が山積みになり、製氷板から離脱し
た氷の落下が阻害されるのを防ぐ、製氷板から離脱した氷の大きさを、適当な大きさに破
砕する、ことを可能とするにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】蓄冷時に製氷板に流下さ
せる全水量と、放熱時負荷側に送水する時の水量は、異
なる場合が多い。一般に前者の流量に対し後者の流量は
少ない場合が多く、解氷性が悪くなる。これを解決する
ため、解氷時用のポンプと製氷用ポンプを同時に駆動
し、槽内における実質的な流量を多くし、解氷速度を高
める。

【０００９】また解氷速度が小さくてよい時には省エネ
ルギー性に欠けたシステムとなるから、このような時に
は製氷板上部に配設された散水機構よりの散水量を絞
る。この方法としてインバーター制御型のポンプを用
い、その回転数を制御する。

【００１０】さらに氷の解氷速度を促進するために、放
熱時において、送水の一部を貯氷槽内に注水して氷と水
を撹拌して解氷速度を速める。この時、必要に応じ、全
送水量を増加する。

【００１１】また製氷板表面に生成した氷を製氷板から
離脱（以下、脱氷という）させる時には、熱媒を製氷板
内に流す時間をずらすようにし、隣接する製氷板では熱
媒を時間的にずらせて流し交互に脱氷しする。すなわ
ち、ある製氷板で脱氷している時は、隣接する製氷板に
は熱媒を流さず非脱氷の状態にしておき、これにより製
氷部における脱氷密度を下げて製氷板間で氷がひっかか
るのを抑制する。

【００１２】また平型蓄熱槽においては、槽の一部の上
方に製氷部が配置されていて、製氷部の下方部に氷が山
積みになり易い。これを解決するためにポンプで加圧さ
れた水の一部を分流して、山積みの氷の山に注水してそ
れを切りくずすようにする。

【００１３】また製氷板から脱氷した氷の形状が大きい
と、製氷部から槽内への氷の移送が滑らかに行われず、
氷が製氷板間に詰まり、次の氷が落下しなくなる。この
対策として強力ジェットノズルと、強力ポンプ（圧力10
0kg／cm²〜1000kg／cm²程度）を用い、これにより水の
ジェット流を作り、大きな離脱氷にジェット流を噴射し
てそれを破砕する。

【００１４】

【発明の実施の形態】図１は本発明の蓄熱システムの第
１の実施例の構成図である。図示の蓄熱システムは、氷
５１と水５０を収納する槽５２，槽５２の上方に配置さ
れた複数の製氷板１ａ〜１ｇから成る製氷部１，製氷板
１ａ〜１ｇの上方にほぼ水平に配設され、製氷板１ａ〜
１ｇに散水するように構成されている複数本の散水管２
ａ〜２ｇ，槽５２の底部に一端を接続されたパイプ８
Ａ，パイプ８Ａの他端に吸込側を接続して配置された第
１の送水手段である散水用のポンプ６，ポンプ６の出側
にパイプ８Ｂを介して接続されたバルブ７，バルブ７出
側にパイプ９を介して接続されたマニホルド３，マニホ
ルド３と前記散水管２ａ〜２ｇをバルブ５ａ〜５ｇを介
して接続するパイプ４ａ〜４ｇ，槽５２の液相部上部の
水面下に一端を接続されたパイプ１３Ａ，パイプ１３Ａ
の他端に吸込側を接続して配置された第２の送水手段で
ある負荷用のポンプ１４，ポンプ１４の出側にパイプ１
３Ｂを介して接続された負荷側の放熱器１２，放熱器１
２の出側にパイプ１０Ａを介して接続されたバルブ１
１，バルブ１１出側と前記パイプ８Ｂを連通するパイプ
１０Ｂ，パイプ１０Ｂと前記パイプ１３Ｂをバルブ１１
ａを介して連通するパイプ１０ｃ，ポンプ６を駆動する
インバータ９０，及びポンプ１４を駆動するインバータ
９１を含んで構成されている。なお、蓄熱装置として
は、製氷板１ａ〜１ｇに冷媒や熱媒を供給、循環させる
冷凍サイクルが含まれているが、図示は省略してある。
以下の実施例についても同様である。

【００１５】製氷時（蓄熱時）には、槽５２と散水管２
用のマニホルド３とを連結するパイプ８Ｂ，パイプ９間
のバルブ７を開いてポンプ６を駆動する。これによって
槽５２内の水５０は、パイプ８Ａ，８Ｂとパイプ９を介
してマニホルド３に送られ、マニホルド３からパイプ４
ａ〜４ｇを通って散水管２ａ〜２ｇより製氷板１ａ〜１
ｇに散水される。この水は製氷板１ａ〜１ｇの表面を流
下する間に、その一部は氷結される。製氷板１ａ〜１ｇ
内には外部より冷媒と熱媒が交互に流される。この冷媒
／熱媒としてはエチレングリコール等の不凍液を−７℃
程度に冷却したものと、３０℃程度に加熱したものを用
い、これをバルブを切換えることによって交互に流して
もよい。また−７℃程度のフロンが一定時間流された
後、３０℃程度に加熱されたフロンを流してもよい。後
者のサイクルの一実施例としては図７に示したものがあ
る。このような方法により製氷板１ａ〜１ｇに結氷した
氷は所定時間毎に脱氷される。この氷は槽５２内へ落下
し貯氷される。

【００１６】放熱時において解氷速度が小さくてよい時
には、ポンプ６を停止するとともにバルブ７を閉じて、
パイプ９に連なるパイプのバルブ１１を開き、槽５２か
ら取水して負荷側の放熱器１２に送水するポンプ１４を
駆動し、槽５２内の水５０をパイプ１３Ａ，１３Ｂから
放熱器１２を通しながら、その冷熱を放熱させる。放熱
器１２で放熱した水は、その後パイプ１０Ａ，バルブ１
１，パイプ１０Ｂ，パイプ９，マニホルド３，パイプ４
ａを介して散水管２ａ〜２ｇから散水させて槽５２内へ
戻す。また一般に製氷時の散水量より放熱時の送水量は
少なく、このため散水管２から噴射される水は製氷板１
ａ〜１ｇに衝突せず、このため直接散水管２ａ〜２ｇよ
り槽５２内へ落下する。また、散水管２ａ〜２ｇは、そ
れぞれ互いに平行して槽５２の上方にほぼ水平に延びて
おり、斜め下方に向けて形成された散水孔が長手方向に
配列されている。このため、各散水管に供給される水量
が少ない場合は、散水管長手方向に均一に分配されず、
時にはパイプ４が接続された位置に偏った落下となり、
槽４内の氷の均一解氷が困難である。

【００１７】このため、散水管２ａ〜２ｇとマニホルド
３を連通するパイプ４ａ〜４ｇに設けてあるバルブ５ａ
〜５ｇを一ヶ所おきに閉じ、これによって水が供給され
る散水管の数を減らす。水が供給される散水管の数を減
らすことによって散水孔から流出する水の流速を増加
し、製氷板１ａ〜１ｇのうち全く注水されない製氷板
と、注水速度が強い製氷板を１ヶ所置きに作る。注水速
度が強い製氷板は全面一様に流下液膜で濡れるので製氷
板の長手方向（紙面に垂直方向）全体より一様に水流が
槽に向かって落下する。このため、この製氷板周りには
一様に散水が行われるようになる。図１において黒塗り
のバルブ５は閉，白抜きのバルブ５は開の状態を示す。
これにより全体として槽５２内へ流下する散水個所を均
一にして解氷速度を大きく維持する。

【００１８】また昼間蓄氷量が低下した時、放熱器１２
で放熱しながら追掛け製氷をするには、ポンプ１４以外
にポンプ６を駆動して槽５２内の低温度の冷水５０を、
パイプ１０Ｂより戻って来る温水に混合して低温度にし
て、散水管２ａ〜２ｇより製氷板１ａ〜１ｇに散水して
製氷を行なう。この時には製氷板１ａ〜１ｇには冷凍サ
イクルより冷媒と熱媒を交互に流して製氷／脱氷を行な
う。追掛け製氷を行なう場合以外に槽５２内の氷の解氷
速度を高め低温冷水を得たい時にも、ポンプ１４に併せ
てポンプ６を駆動する。またパイプ１３Ｂとパイプ１０
Ｂ間にバルブ１１ａの付いたパイプ１０ｃを設け、ポン
プ１４の全送水量を増加し、散水管２ａ〜２ｇから噴射
される水量を増加してもよい。この時バルブ５ａ〜５ｇ
は全部開いておくのがよい。またこのような操作時には
ポンプ６は駆動しなくてもよい。またポンプ６，１４は
インバータ９０，９１を用いて制御し、必要に応じて流
水量を変えることができる。またバルブ５ａ〜５ｇとし
て電動弁を用い、その開度を変えて流水量を変えるよう
にしてもよい。

【００１９】図２は本発明の第２の実施例の構成図であ
る。これは１個のポンプ６によって製氷時及び放熱時
も、製氷板１ａ〜１ｇに散水を行なう場合の実施例であ
る。本実施例が前記第１の実施例と異なるのは、パイプ
１３Ａ，１３Ｂ，１０ｃ，バルブ１１ａ及びポンプ１４
に代えて、パイプ８Ｂと放熱器１２の入り側をバルブ１
５を介して連通するパイプ１３ｃを設けた点である。他
の構成は前記第１の実施例と同一なので同一の符号を付
して説明を省略する。

【００２０】製氷時と放熱時の送水量の調整は、それぞ
れバルブ７とバルブ１５によって行なう。またポンプ６
についているインバーター９０により、その回転数を制
御して流量を調節してもよい。製氷時（蓄熱時）にはポ
ンプ６を駆動して槽５２内の水５０をパイプ８Ｂ，バル
ブ７，パイプ９を介してマニホルド３へ送り、パイプ４
ａ〜４ｇを介して散水管２ａ〜２ｇから散水し、この水
を製氷板１ａ〜１ｇに流下させ、それを氷結させる。製
氷板１ａ〜１ｇ内に冷媒と熱媒を交互に流して製氷／脱
氷を行ない、この氷を槽５２内に落下させて蓄熱する。

【００２１】放熱時には、やはりポンプ６を駆動し、槽
５２内の氷５１を解氷し、バルブ１５，パイプ１３ｃを
介してその冷水を放熱器１２内へ送り、この還水をパイ
プ１０Ａ，バルブ１１，パイプ１０Ｂ，パイプ９，マニ
ホルド３，パイプ４ａ〜４ｇを介して槽５２内へ戻し、
前と同じ順路にて送水する。この放熱時においてバルブ
７を開いて、ポンプ６の送水の一部をパイプ８Ｂ，パイ
プ９を介してマニホルド３，散水管２ａ〜２ｇに送り、
全体として槽５２内への流水量を増加させ、もって解氷
性能を良好に保つようにする。またこの操作において、
製氷板１ａ〜１ｇ内に冷媒を流して散水を予冷してもよ
いし、またその一部を氷結させてもよい。この時製氷板
に氷結した氷はそのまま製氷板に付けておいて、適宜流
水によって解氷しながら流水を予冷してもよい。また間
欠的に脱氷をして槽５２内へ落下させて解氷してもよ
い。またポンプ６にはインバータ９０を付けておいて送
水量を必要に応じて変えることができる。

【００２２】図３は図２の実施例の変形例の構成図であ
る。本実施例が前記第２の実施例と異なるのは、パイプ
８Ａにバルブ１７を設けるとともに、バルブ１７の下流
側のパイプ８Ａに分岐してバルブ１６が介装されたパイ
プ１８を設け、このパイプ１８を槽５２の上部水面下に
接続したことと、パイプ１０Ｂの下流端をパイプ９に接
続する代わりにマニホルド３のパイプ９が接続された側
と反対側の端部に接続した点である。他の構成は前記第
１の実施例と同一なので同一の符号を付して説明を省略
する。

【００２３】製氷時にはバルブ１７を開いてポンプ６を
駆動し、パイプ８Ｂ，バルブ７，マニホルド３，散水管
２ａ〜２ｇを介して製氷板１ａ〜１ｇに注水する。また
この実施例では放熱器１２の出口側をバルブ１１を介し
てマニホルド３のバルブ７の反対側に接続してある。こ
のようにすると配管工事において、配管のレイアウトが
容易になる。

【００２４】放熱時（解氷時）にはバルブ１７を閉じ、
バルブ１６，バルブ１５，バルブ１１を開いてポンプ６
を駆動し、槽５２内の水５０を放熱器１２に送るととと
もに、パイプ８Ｂ，バルブ７を通して散水管２ａ〜２ｇ
より製氷板１ａ〜１ｇに注水する。このように槽５２内
の氷５１は槽５２の上方部に浮上しているので、取水用
のパイプ１８は槽５２の上部に設けておくと低温度の取
水が行ない易くなる。

【００２５】図４は本発明の第３の実施例の構成図であ
る。本実施例が前記図３の実施例と異なるのは、バルブ
１７が設けられていないことと、パイプ１８の下流端が
パイプ８Ａに接続される代わりにパイプ８Ｂに接続され
ている点である。他の構成は前記図３の実施例と同一な
ので同一の符号を付して説明を省略する。これは放熱時
に、ポンプ６によって送水される水の一部をパイプ１
８，バルブ１６を介して槽５２の上部に戻し、この水を
槽５２の上部の氷５１間に送って水５０と氷５１とを混
相流状態にして解氷性を向上するようにしたものであ
る。またこれによって製氷部１の下方に製氷板から離脱
した氷が集まって山積みになることが緩和される。すな
わち槽５２内において水５０に対して氷５１が一様に分
散する。

【００２６】図５は図４の変形実施例の構成図である。
本実施例と図４に示す実施例の相違点は、バルブ１５の
下流側のパイプ１３ｃに分岐してバルブ２０Ａを介した
パイプ２１Ａが設けられ、パイプ２１Ａの下流端が槽５
２の前記パイプ１６が接続されている位置に対向する位
置の上部水面下に開口している点である。他の構成は前
記図４の実施例と同一なので同一の符号を付して説明を
省略する。

【００２７】ポンプ６による送水の一部は、パイプ１８
を通して槽５２の上方部に注水され、残りはバルブ１５
を介してパイプ１３を通して放熱器１２とパイプ２１へ
送水されるようにしたものである。槽５２内にはポンプ
６で加圧された水がパイプ１８とパイプ２１を介して送
られるので、水５０と氷５１との撹拌が良好となり解氷
性がよくなり、結果として低温度の水が放熱器１２内へ
流れるようになる。

【００２８】図６は図１の変形実施例の構成図である。
本実施例が図１に示す第１の実施例と異なるのは、バル
ブ１１ａを介したパイプ１０ｃに代えて、バルブ２０Ａ
を介したパイプ２１Ａと、バルブ２０Ｂを介したパイプ
２１Ｂと、がパイプ１３Ｃに分岐して接続され、両者の
下流端が、槽５２の上部水面下の互いに対向する位置に
開口するように配置されている点である。他の構成は前
記図１の実施例と同一なので同一の符号を付して説明を
省略する。

【００２９】これはポンプ１４からの送水の一部をパイ
プ１３Ｂからバルブ２０Ｂを介してパイプ２１Ｂより槽
５２内へ注水し、残りはパイプ１３Ｂから放熱器１２と
パイプ２１Ａから槽５２内へ送水するものである。また
この実施例において、図１〜図５の実施例とは異なった
運用ができる。例えば、放熱時においてポンプ６を駆動
し、送水の一部をパイプ８Ｂ，バルブ７，パイプ９を通
してマニホルド３，散水管２ａ〜２ｇを介して製氷板１
ａ〜１ｇに注水して冷水製造運転，追掛け製氷運転を行
なう。一方送水の残りをパイプ１０Ｂ，バルブ１１，パ
イプ１０Ａを通して放熱器１２で放熱させた後、パイプ
１３Ｂ，パイプ２１Ａ，バルブ２０Ａを介して槽５２内
へ戻すことができる。散水管２ａ〜２ｇと製氷板１ａ〜
１ｇを介し、またパイプ２１Ａを介して広く槽５０内へ
散水するので解氷性が良好となる。このような運転を行
なう場合には、バルブ２０Ｂは閉じ、ポンプ１４の駆動
も停止しておく。システムを簡単にするには、バルブ２
０Ｂとポンプ１４とを除去してもよい。

【００３０】図７は本発明の第４の実施例の構成図であ
る。特にこの実施例では製氷板に形成した氷の脱氷操作
法を示したものである。本実施例が図１に示す第１の実
施例と異なるのは、バルブ１１Ａを介装したパイプ１０
Ｃがなく、パイプ１０Ｂの下流端の接続先がパイプ９で
なくてマニホルド３のパイプ９の接続端と反対側の端部
になっている点と、製氷板の数が図示の簡略化のため５
枚になり、それに合わせてパイプ４、バルブ５の数が減
らしてあることである。また、冷媒８２を貯蔵する低圧
レシーバ７３と、低圧レシーバ７３の気相部にパイプ７
９を介して吸込側を接続した圧縮機７０と、圧縮機７０
の吐出側にパイプ７８を介して接続された凝縮器７１
と、凝縮器７１の液相部にパイプ７６を介して接続され
冷媒８２を貯蔵する高圧レシーバ７２と、高圧レシーバ
７２の液相部と低圧レシーバ７３の気相部をバルブ８
６，減圧機構７５を介して連通するパイプ７７と、低圧
レシーバ７３の液相部に吸込側を接続した液ポンプ７４
と、液ポンプ７４の吐出側に接続されたパイプ８０と、
パイプ８０と製氷板１ａ〜１ｅの冷媒流路入り口をバル
ブ８４ａ〜８４ｅを介して接続するパイプ８７ａ〜８７
ｅと、高圧レシーバ７２の気相部に接続されたパイプ８
３と、バルブ８４ａ〜８４ｅと製氷板１ａ〜１ｅの間の
パイプ８７ａ〜８７ｅとパイプ８３とをバルブ８５ａ〜
８５ｅを介してそれぞれ接続するパイプ８８ａ〜８８ｅ
と、低圧レシーバ７３の気相部に接続されたパイプ８１
と、製氷板１ａ〜１ｅの冷媒流路出口とパイプ８１を連
通するパイプ８９ａ〜８９ｅと、を含んで構成された冷
凍サイクル１００の例が示されている。

【００３１】上記構成のシステムにおいて、製氷時には
ポンプ６を駆動し、槽５２内の水をパイプ８Ｂとバルブ
７を介してマニホルド３，散水管２ａ〜２ｅを通して製
氷板１ａ〜１ｅに注水する。解氷時には、ポンプ１４を
駆動して、槽５２内の水をパイプ１３Ｂ，放熱器１２，
パイプ１０Ａ，バルブ１１，パイプ１０Ｂを通し、さら
にマニホルド３，散水管２ａ〜２ｅを介して槽５２内へ
戻し、氷５１を解氷する。圧縮機７０で圧縮された冷媒
（フロンなど）８２は、パイプ７８から凝縮器７１に入
り、ここで凝縮熱を放出して液化し、この液体となった
冷媒８２はパイプ７６から高圧レシーバ７２内へ入る。
この液体の冷媒８２はパイプ７７に設けてある減圧機構
７５内で断熱膨脹して低温度となり、低圧レシーバ７３
内へ入る。低圧レシーバ７３内の冷媒蒸気はパイプ７９
から圧縮機７０へ戻り、前と同じサイクルをくり返す。

【００３２】製氷時には低圧レシーバ７３内の冷媒８２
はポンプ７４によってパイプ８０を介してバルブ８４ａ
〜８４ｅを介して、各製氷板１ａ〜１ｅ内の冷媒流路へ
送られ、その後パイプ８１を介して低圧レシーバ７３内
へ戻される。これにより製氷板１ａ〜１ｅに散水される
水５０は氷結される。製氷板１ａ〜１ｅに付いている氷
を離脱させる時には、高圧レシーバ７２内の高温の冷媒
蒸気（フロンのホットガス）をパイプ８３を通し、バル
ブ８５ａ〜８５ｅを介して製氷板１ａ〜１ｅ内へ導入し
て製氷板１ａ〜１ｅを加熱して脱氷する。このような操
作において低圧レシーバ側のバルブ８４ａ〜８４ｅと、
高圧レシーバ側のバルブ８５ａ〜８５ｅは交互に開閉す
る必要がある。

【００３３】一般に製氷板１ａ〜１ｅ間の間隙は狭い
が、製氷板間に落下する氷がひっかかって製氷板間に詰
まり下方部に落下しない恐れがある。このためには、１
枚の製氷板にて脱氷操作している時に、隣接の脱氷板は
非脱氷操作の状態にしておくのがよい。

【００３４】図８は製氷板１ａ〜１ｇの製氷／脱氷サイ
クルの一運用形態を示したものである。（１）は最初の
脱氷状態で製氷板の両端の１ａと１ｇに熱媒を流して脱
氷する。時間が経過した（２）においては１ｂと１ｆを
脱氷、さらに時間が経過した（３）の時には１ｃと１ｅ
を脱氷し、最後に１ｄを脱氷する。このようにすると、
１枚の製氷板の脱氷時には、隣接する製氷板は脱氷状態
になっていず、氷が互いに干渉して製氷板間にひっかか
ることがない。

【００３５】図９は図８の脱氷の経過を模式的に示した
ものである。

【００３６】図１０は図９と全く逆方向に脱氷する経過
を模式的に示したもので、最初の（１）では１ｄが脱
氷、次の（２）では１ｃと１ｅ、（３）では１ｂと１
ｆ、最後の（４）では１ａと１ｇが脱氷をして終了する
という操作法を示したものである。

【００３７】図１１は最初の（１）では１ａ，１ｃ，１
ｅ，１ｇが脱氷をされ、（２）では１ｂ，１ｄ，１ｆが
脱氷状態となる。このような方法でも隣接の製氷板は同
時に脱氷状態とはならず製氷板間に氷が詰まることが避
けられる。この図１１の操作法は図９，図１０の方法よ
り全体として脱氷時間が短くて済む。

【００３８】図１２は本発明の第５の実施例の構成図で
ある。図示の装置は、氷５１と水５０を収納する槽５
２、槽５２の上方に配置された複数の製氷板１ａ〜１ｇ
から成る製氷部１、槽５２の底部に一端を接続されたパ
イプ８Ａ、パイプ８Ａの他端に吸込側を接続して配置さ
れた第１の送水手段である散水用のポンプ６、ポンプ６
の出側にパイプ８Ｂを介して接続されたバルブ６５、バ
ルブ６５出側と製氷部１を接続するパイプ９、パイプ８
Ｂに分岐して設けられ、前記製氷部１の下方の槽５２の
上部水面下に開口するパイプ６３、パイプ６３に介装さ
れたバルブ６１、パイプ８Ｂに分岐して設けられ、前記
製氷部１の下方の槽５２の水面近傍に下流端を位置させ
たパイプ６２、パイプ６２に介装されたバルブ６０、パ
イプ６２の下流端に装着されたノズル６４、槽５２の液
相部に一端を開口して配置されたパイプ６７、パイプ６
７の他端に吸込側を接続した強力ポンプ６８、強力ポン
プ６８の吐出側に接続され前記製氷部１の下方の槽５２
の水面近傍に下流端を位置させたパイプ６７、パイプ６
７に介装されたバルブ６６、パイプ６７の下流端に装着
された強力ジェットノズル６９、槽５２の液相部底部の
前記パイプ８Ａと対向する側に一端を接続されたパイプ
１３Ａ、パイプ１３Ａの他端に吸込側を接続して配置さ
れた第２の送水手段である負荷用のポンプ１４、ポンプ
１４の出側にパイプ１３Ｂを介して接続された負荷側の
放熱器１２、放熱器１２の出側に一端を接続され他端が
槽５２の水面上方で開口するパイプ１０Ａ、を含んで構
成されている。なお、上記説明における製氷部１は、図
１に示すマニホルド３、パイプ４ａ〜４ｇ、バルブ５ａ
〜５ｇ、散水管２ａ〜２ｇを含んだものである。

【００３９】槽５２が大型の平型蓄熱槽である場合、一
般に製氷部１はその上方の一部分に配設されている状態
となる。この時には製氷部１の下方に脱氷５１ａが山積
となり易く、このため時間が経過すると製氷部１の下方
には次の氷が落下できなくなる。このためパイプ８Ｂに
分岐してバルブ６０の付いたパイプ６２を設け、この先
にノズル６４を付け、ポンプ６による送水の一部を脱氷
５１ａが山になった部分に噴射して山を切りくずす。ま
た槽５２の上方水面下に配設されているバルブ６１の付
いたパイプ６３から水を噴射しても効果がある。またこ
の実施例においては強力ポンプ６８と強力ジェットノズ
ル６９を設けてあり、槽５２内の水５０をパイプ６７を
介して吸い込み、バルブ６６を開いて強力ジェットノズ
ル６９から脱氷５１ａに噴射できるようにもなってい
る。これは製氷部１から落下する脱氷が板状に大きく、
特に縦方向に長い場合において強力ジェットノズル６９
から強力な水流を噴射して、ジェット流によって脱氷５
１ａを破砕し、槽５２内へ容易に落下できるようにした
ものである。このようにすると製氷部１の下方に脱氷５
１ａが詰まって落下不能な状態を緩和できる。このジェ
ットノズル６９は必要に応じて移動させながら平板状の
脱氷５１ａを切断する方法を採ってもよい。

【００４０】図１３は図１２の実施例の変形例の構成図
である。本実施例が前記図１２の実施例と異なるのは、
バルブ６０を介装しノズル６４を装着したパイプ６２に
代えて、前記バルブ６６上流側のパイプ６７に分岐して
バルブ６６ａを介装したパイプ６７ａを設け、パイプ６
７ａの先端にもう一つの強力ジェットノズル６９ａを設
け、強力ジェットノズル６９と強力ジェットノズル６９
ａを互いに対向する位置に配置した点である。他の構成
は前記図１２の実施例と同一なので同一の符号を付して
説明を省略する。強力ジェットノズル６９と強力ジェッ
トノズル６９ａは、製氷部１の下方の脱氷５１ａが山に
なった部分を挟んで互いに対向する位置に配置されてお
り、製氷部１から落下した脱氷５１ａを、噴射するジェ
ット水流で両方向から切断するように構成されている。

【００４１】図１４は図１３の実施例の変形例の示す図
で、製氷部１の上面図である。本実施例が図１３の実施
例と異なるのは、強力ポンプ６８に接続された強力ジェ
ットノズルが製氷部１の下方の脱氷５１ａが落下する領
域の周りに複数個（６９，６９ａ，６９ｂ，６９ｃ，６
９ｄ，６９ｅ）配設されている点である。本実施例は、
強力ジェットノズルをこのように配置することで、製氷
部１から落下した平板状の脱氷を短時間に破砕するよう
にしたものである。

【００４２】図１５は強力ジェットノズル６９のノズル
部の形状の一例を示したものである。この例では、強力
ジェットノズル６９のノズル部９２は一本の直線状の開
口から水が面状に噴射されるようになっていて、脱氷５
１ａを線状に切断し易くしてある。

【００４３】図１６は図１５に示すノズル形状の変形例
の斜視図である。図示のノズル部９２は十字状の開口を
持つ形状となっている。

【００４４】図１７は図１５に示すノズル形状の変形例
の斜視図である。図示のノズル部９２は円環状の開口を
持つ形状となっている。

【００４５】このようにノズル部９２の開口の形状を変
えることによって、脱氷５１ａが所望の形状に破砕され
るようになり、槽５２には氷が高密度に充填されるよう
になる。また、強力ジェットノズル６９から噴射される
ジェット水流は、連続的に噴射せず、パルス状に噴射し
てもよい。また時間を置いて急激に噴射してもよい。こ
のようにすると全体として省エネルギとなり、効率よく
氷を切断できる。

【００４６】以上本発明の各実施例に記載の特徴のある
構成は、他の実施例に組合わせて利用できることは言う
までもない。

【００４７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば
（１）槽内の氷の解氷速度が高まり０℃に近い取水が得
られるようになり、（２）ポンプの省エネルギ性が高ま
り、（３）製氷板から脱氷する際に、隣接する製氷板か
ら離脱する氷と干渉して途中で氷が引っかかることが緩
和され、（４）製氷部から槽内へ落下した氷が製氷部の
下部にて山積みとなってしまうことが緩和され、（５）
また製氷機から落下した大きな氷は適当な大きさに破砕
されて槽内での分散性が良くなり、実用に供して便利と
なった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の蓄熱システムの第１の実施例の構成図
である。

【図２】本発明の蓄熱システムの第２の実施例の構成図
である。

【図３】図２の実施例の変形例の構成図である。

【図４】本発明の蓄熱システムの第３の実施例の構成図
である。

【図５】図４の実施例の変形例の構成図である。

【図６】図１の実施例の変形例の構成図である。

【図７】本発明の蓄熱システムの第４の実施例の構成図
である。

【図８】本発明の実施例の製氷板の製氷／脱氷サイクル
の運用形態の一例を示す図である。

【図９】図８に示す脱氷の経過を模式的に示した図であ
る。

【図１０】図８の運用形態の変形例を模式的に示した図
である。

【図１１】図８の運用形態の他の変形例を模式的に示し
た図である。

【図１２】本発明の蓄熱システムの第５の実施例の構成
図である。

【図１３】図１２の実施例の変形例の構成図である。

【図１４】図１３の実施例の変形例の構成図である。

【図１５】図１４の強力ジェットノズルの形状の例を示
す斜視図である。

【図１６】図１５の強力ジェットノズルの形状の他の例
を示す斜視図である。

【図１７】図１５の強力ジェットノズルの形状のさらに
他の例を示す斜視図である。

【図１８】従来の蓄熱システムの例を示す構成図であ
る。

【符号の説明】

１製氷部１ａ〜１ｇ製氷板２ａ〜２ｇ散水管３マニホルド４ａ〜４ｇパイプ５ａ〜５ｇバルブ６ポンプ７バルブ８，８Ａ，８Ｂパイプ９パイプ１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃパイプ１１，１１Ａバルブ１２放熱器１３，１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃパイプ１４負荷用のポンプ１５，１６，１７バルブ１８，１８Ａパイプ２０Ａ，２０Ｂバルブ２１Ａ，２１Ｂパイプ５０水５１，５１Ａ脱氷５２槽６０,６１バルブ６２,６３パイプ６４ノズル６５，６６，６６Ａバルブ６７，６７Ａパイプ６８強力ポンプ６９，６９ａ〜６９ｅ強力ジェットノズル７０圧縮機７１凝縮器７２高圧レシーバ７３低圧レシーバ７４液ポンプ７５減圧機構，７６,７７,７８,７９,８０,８１パイプ８２冷媒８３パイプ８４ａ〜８４ｅバルブ８５ａ〜８５ｅバルブ８６バルブ８７ａ〜８７ｅパイプ８８ａ〜８８ｅパイプ８９ａ〜８９ｅパイプ９０,９１インバータ９２強力ジェットノズルのノズル部１００冷凍装置

フロントページの続き (72)発明者藤谷康男茨城県日立市幸町三丁目１番１号株式会社日立製作所日立工場内 (72)発明者保泉真一茨城県日立市幸町三丁目１番１号株式会社日立製作所日立工場内 (72)発明者宇多村元昭茨城県日立市幸町三丁目１番１号株式会社日立製作所日立工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内部に冷媒流路を備えた製氷板と、該製
氷板外面に散水する散水機構と、前記製氷板の下方に配
置されて水と氷を貯える槽と、該槽に管路で接続して配
置され冷熱を放熱する放熱器と、前記槽から取水して前
記散水機構に送水する第１の送水手段と、前記槽から取
水して前記放熱器に送水する第２の送水手段と、を設け
た蓄熱システムにおいて、前記放熱器出側と前記散水機
構を結ぶ管路を設けてなり、散水機構に送水される水量
を前記放熱器を通過する水量に制限されることなく調整
可能に構成されていることを特徴とする蓄熱システム。
【請求項２】散水機構に送水される水量を調整する手
段は、放熱器と並列に設けられた管を含んでなることを
特徴とする請求項１に記載の蓄熱システム。
【請求項３】一つの送水手段が第１の送水手段と第２
の送水手段を兼ねることを特徴とする請求項１または２
に記載の蓄熱システム。
【請求項４】送水手段出側の配管と前記槽を接続する
分岐管を設けたことを特徴とする請求項１乃至３のいず
れかに記載の蓄熱システム。
【請求項５】蓄熱時と放熱時において、槽底面からの
高さが異なる位置から取水できるようにしたことを特徴
とする請求項１乃至４のいずれかに記載の蓄熱システ
ム。
【請求項６】製氷部を構成する複数枚の製氷板に脱氷
用の熱媒を循環させる配管系統を備えてなり、該配管系
統が、隣接する製氷板間に流す熱媒を互に時間をずらし
て流すことを可能に構成されていることを特徴とする請
求項１乃至５のいずれかに記載の蓄熱システム。
【請求項７】前記槽内の水を取水して加圧するポンプ
と、該ポンプの吐出側に接続され、複数枚の製氷板で構
成された製氷部の下方に水面上から注水するように構成
された注水手段と、が設けられていることを特徴とする
請求項１乃至６のいずれかに記載の蓄熱システム。
【請求項８】前記ポンプが強力ポンプであり、前記注
水手段が強力ジェットノズルであることを特徴とする請
求項７に記載の蓄熱システム。
【請求項９】強力ジェットノズルから噴射するジェッ
ト流の強さを、時間をおいて変えることができる手段を
設けたことを特徴とする請求項８に記載の蓄熱システ
ム。