JPS63194174A - 製氷ドラムおよびその製造法 - 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、水中に浸漬することによりその水を効果的に
冷却凝固させる製氷ドラムおよびその製造法に関する。

〔発明の背景および従来技術〕

水槽内の多量の水の一部または全部を製氷化することが
望まれる場合がある。例えば、ビルの空調用熱源水を蓄
えるのに設置される蓄熱水槽において、この蓄熱水槽内
の水の一部を細粒状に製氷化すると潜熱蓄熱ができるの
で蓄熱水槽の単位容量当りの蓄熱量を増大させることが
できる。またこの製氷を夜間電力を利用して行い、この
氷のもつ潜熱を昼間の冷房用冷熱源に利用すればランニ
ングコストの低減に役立つ。

従来、このような氷蓄熱を行なうには、製氷用冷凍機を
使用した製氷装置を別途設置し、この製氷装置で製造し
た氷塊、或いは氷微細粒と水との混合物（シャーベット
状）を蓄熱水槽に供給する方式、更には、蓄熱水槽内に
製氷用のパイプを施設してこのパイプの周囲の水を凝結
させる方式などが知られている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

水槽内の水を製氷化する場合に、水槽内の水を槽外の製
氷装置に送ってこれを製氷化する方式では水および氷を
槽と製氷装置の間に搬送しなければならず、一般に大掛
かりな設備を必要とするという問題がある。

水槽内に製氷パイプを施設して水槽内の水をパイプ周囲
に凝結させる場合には、パイプの表面積を大きくするこ
とには限界があり、またいったんパイプ表面に形成した
氷がさらに成長するには限界があるので、水槽内におい
てパイプの延長距離を長くするか或いは多数本パイプを
施設しなければならず、設備費用が過大となると共に高
い製氷効率を得られないという問題がある。

〔問題点を解決する手段〕

本発明は、水槽内に多量に存在する水の一部を製氷化す
る場合の前記の問題点を解決することを目的としてなさ
れたもので１重ね合わせた二枚の金属プレートのプレー
ト間に冷媒を通す多数の管路を形成してなるクラッド材
をドラム構成材料とした製氷ドラムを提供するものであ
る。そして。

この製氷ドラムの簡易な製造法として、二枚の金属プレ
ートを重ね合わせたうえ、その面内を電縫溶接して隣合
う線状溶接部同士の間に所定の間隔をあけた多数本の線
状溶接部を形成する工程と。

金属プレーｉ・の両端面を互いに溶接して両端開口の円
筒状のドラムに構成する工程と、隣合う線状溶接部で挾
まれる金属プレート間の非溶接間隙に高圧ガスを供給し
て該非溶接間隙を膨脹させて金属プレート間に多数本の
管路を形成する工程と。

からなる製氷ドラムの製造法を提供するものである。

本発明による製氷ドラムは、これを例えば蓄熱水槽内に
浸漬して槽内の水を製氷化するのに使用する場合には、
このドラムの内表面お′よび／または外表面に周回する
ように設置した羽根と一体化したユニットとすることに
よって、ドラム表面に形成した氷をドラムから分離させ
てこれを水槽内に浮遊させるという連続製氷ができる。

この羽根は、ドラムの中心に設置した回転軸に取付ける
ことによって、ドラム表面を周回するようにすればよい
。

以下に図面に示した実施例により１本発明の内容を具体
的に説明する。

〔実施例〕

第１図は１本発明に従う製氷ドラムの一実施例を前半身
丈り欠きの斜視図で示したものであり。

１は製氷ドラムを示している。図示のように１本発明の
製氷ドラム１は両端開口の円筒形状を存しており、ドラ
ム１を構成している周面材料自身に多数の冷媒管路２が
設けられている。この冷媒管路２は１重ね合わせた二枚
の金属プレート（後述の第５〜６図に示す金属プレート
ａと金属プレートｂ）の両プレートの間に形成されたも
のであり。

各冷媒管路２には冷凍機から冷媒が供給される。

３は掻き羽根である。図示の例では、この掻き羽根３は
ドラム１の内側周面を周回するように設置されている。

すなわち、ドラムｌの中心に設置された回転軸４に掻き
羽根３が取付けられ、この掻き羽根３の端縁がドラム１
の内面（冷媒管路２が存在する部位の内面）と僅かなり
リアランスをもって周回するようにしたものである。

ドラム１は吊り部材５によって軸を垂直にして吊り下げ
られるが９回転軸４に遊嵌されたカップリング６（図示
の例では上下二ケ所）とこのカップリング６から延びる
支持杆７とによって、ドラム１と回転軸４との相対距離
が一定に保たれている（回転軸４がドラム１の中心に位
置するように両者の位置が固定される）。使用状態にお
いてはカップリング６が回転軸４に対して遊嵌状態で取
付けられることにより１回転軸４の回転運動はドラム１
には伝達されず、ドラム１は吊り部材５によつて停止位
置に静止する。この吊り部材５は例えばアングル・チャ
ンネル等の鋼材からなっており、掻き羽ｆｌ１３が回転
してもドラム１を静止位置に固定できるに十分な剛性を
有するものである。

第２図は第１図と同様の製氷ドラムｌを掻き羽根３と共
にユニット化した状態で示した全体斜視図である。第２
図において第１図と同じ数字で示した部材は同じもので
ある。第２図において、８は支持架台であり、この支持
架台８によってユニット全体をその下方に支持する。す
なわち、複数本の吊り部材５によってドラム１を支持架
台８の下方に吊るす、そして、掻き羽根３の回転軸４に
回転動力を付与するモータ９をこの支持架台８の上に設
置する。１０は減速機である。第１図で説明したように
１回転軸４に遊嵌状態で取付けられたカンプリング６を
介した支持杆７でドラム１が回転軸４に支持され、且つ
吊り部材５によってドラム１が支持架台８に固定位置に
吊るされるので回転軸４の回転動力はドラムｌには伝達
されない。

１１は冷媒往管、１２は冷媒連管である。これらは冷凍
機（図示しない）に接続される。すなわち。

冷凍機で製造された液冷媒が冷媒往管１１を経て製氷ド
ラム１に供給され、第１図で説明した冷媒管路２に入っ
て蒸発ガス化し、このガス冷媒が冷媒連管１２を経て冷
凍機に戻される。このガス化を効率よく行わせるために
、後述の第３〜５図で説明するように、各々の冷媒管路
２の入口付近を細管にしてドラムｌを直膨型藤発器に構
成しである。

この直膨型に代えて、冷媒管路２の入口付近の冷媒往管
１１に膨脹弁を取付けてもよい。

以下さらに９本発明の製氷ドラムの詳細並びにその製造
法を第３図〜第６図に従って説明する。

第３図は製氷ドラム１を展開して示したドラム内側の斜
視図である。図示のように１本発明の製氷ドラムｌは１
重ね合わせた二枚の金属・プレートａＩ！：ｂのプレー
ト間に多数本の冷媒管路を形成しである。この冷媒管路
は、プレートの一方の端に縦方向に形成した入口ヘング
ー管路１４．プレートの他方の端に縦方向に形成した出
口ヘッダー管路１５、　そして、入口ヘングー管路１４
と出口ヘッダー管路１５との間に連絡される互いに平行
な多数本の独立した伝熱管路２゛とからなり、各伝熱管
路２′はその入口ヘングー管路１４への接続部において
管径を絞った細管部１６を有している。この細管部１６
は絞り弁の役割をはたす。入口ヘングー管路１４は冷媒
往管１１に、また出口ヘッダー管路１５は冷媒連管１２
に接続される０円筒形のドラムに構成するには金属プレ
ートの両端縁を互いに溶接することによって行われる。

第３図の１７はこの溶接部を示す。

第４図は１両金属プレートａとｂの間に冷媒管路を形成
するための線状溶接部パターンを示す図である。すなわ
ち、金属プレートａとｂを重ね合わせたうえ１両金属プ
レートａとｂの平板面に電子ビーム溶接などの電縫溶接
によって図示のようなパターンの連続した線状の溶接部
を形成する。

より具体的には、隣合う線状溶接部の間に、入口ヘング
ー管路１４．出ロヘソグー管路１５．各伝熱管路２°、
細管部１６などの各管路を形成するための間隙をあけた
線状溶接部パターンを形成する。

このようにして９本発明に従う製氷ドラムの製造にあた
っては、二枚の金属プレートを重ね合わせたうえ、該金
属プレート同士を電縫溶接することにより、隣合う線状
溶接部同士の間に所定の間隔をあけた多数本の線状溶接
部を形成する。

ついで、金属プレートの両端縁を互いに溶接することに
よって上下端開口の円筒形のドラムに構成したあと、隣
合う線状溶接部で挟まれる金属プレート間の非溶接間隙
（入口ヘングー管路１４．出、ロヘソグー管路１５．各
伝熱管路２″、細管部１６などの各管路となる間隙）に
高圧ガスを供給してこの非溶接間隙を膨脹させる。図示
の線状溶接部パターンでは、入口ヘングー管路１４．出
ロヘソグー管路１５．各伝熱管路２゛および細管部１６
に対応する非溶接間隙は互いに連通した一つの閉鎖回路
を形成しているので、この閉鎖回路の１箇所に高圧ガス
導入口を設け、これから閉鎖回路内に高圧ガスを供給す
ることによって、各管路形状に膨脹させることができる
。この高圧ガスによって膨脹させる工程は型内で行なう
のがよい、すなわち、目的の形状を有する型内に前記パ
ターンを形成したドラムをセントしたあと、高圧ガスに
よってその型の形状に膨脹させるのである。これによっ
て正確な形状の冷媒管路をもつドラムが形成される。

第５図は、第４図のＶ−Ｖ線矢視断面部の細管部１６の
膨脹後の一部断面を、第６図は第４図の■−■線矢視断
面の伝熱管路２”の膨脹後の一部断面を示したものであ
る。第５図〜第６図において。

イは当該管路を形成する線状溶接部の一方の溶接部断面
１口は当該管路を形成する線状溶接部の他方の溶接部断
面であり、これらの溶接部では金属プレートａとｂが溶
着している。

本発明によるドラム１は、金属プレートａとｂの間に冷
媒管路が形成されるから、その冷媒管路を構成している
両側の金属プレートが伝熱面となり、且つ各冷媒管路の
間に管路部と連続して存在する金属プレート部分が伝熱
フィンの役割を果たすので非常に熱交換効率の高い熱交
換器となる。

しかも、前述のようにその製造は闇単に行なうことがで
きるものである。

第７図は本発明の製氷ドラムユニットの使用例を示すも
ので、空調用熱源水を蓄える蓄熱水槽内に、第２図で示
した製氷ドラムユニットを浸漬した状態を示している。

通常の蓄熱水槽は１図示のように、連通路２０を有する
仕切壁２１によって複数の小水槽に区分されるが、それ
らの小水槽の一部または全部に本発明に従う製氷ドラム
ユニット２３を、各小水槽の天井面に存在するマンホー
ル２４に支持架台８を支持させることによって、各槽内
に浸漬する。そして、冷凍機２５のクーラ一部２６から
冷媒液をポンプ２７によって各製氷ドラムに供給してこ
こで蒸発させ、ガス化した冷媒はポンプ２８によって冷
凍機２５のコンデンサ一部２９に戻す。各ユニット２３
においては、ドラムの外側表面には氷塊３０が成る一定
の厚みまで成長するが、ドラムの内側表面で生成した氷
は既述の掻き羽根によって常時ドラムから掻き剥がされ
、そのフレークが水槽内に浮遊することになる。

なお、前記の実施例ではドラムの内表面を周回する掻き
羽根をもつユニットを示したが、ドラムの外表面を周回
する掻き羽根を持つように各ユニットを構成することも
できる。

〔作用効果〕

本発明の製氷ドラムは金属プレートａとｂの間に冷媒管
路を形成したので、各冷媒管路を形成している金属プレ
ート自身が良好な伝熱面となると共に、各冷−媒管路の
間にも連続した金属プレートが存在するのでこれが伝熱
フィンの役割を果たして高い伝熱効率が得られる。そし
て１本発明の製氷ドラムは水槽内に浸漬するという使用
の仕方をすることによって、水槽内の水の一部を簡単に
製氷化することができるので、空調用熱源水の氷蓄熱に
利用するのに好適である。また１本発明の製氷ドラムは
、電子ビーム溶接などの電縫溶接と高圧ガスの使用によ
って冷媒管路を形成するという簡易且つユニークな製造
法によって簡単に製造することができ、製作が容易で製
作費用が非常に廉価であるという優れた利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に従う製氷ドラムの前半身丈り欠き斜視
図、第２図は本発明の製氷ドラムユニットの例を示す斜
視図、第３図は本発明の製氷ドラムの展開斜視図、第４
図は本発明の製氷ドラムの製作の一過程を示す線状溶接
部パターン図、第５図は膨脹後の第４図のＶ−Ｖ線矢視
断面、第６図は膨脹後の第４図のＶｒ−ＶＩ線矢視断面
図、第７図は本発明の製氷ドラムユニットの使用例を示
す略断面図である。 １・・製氷ドラム、　　２・・冷媒管路、　　３・・掻
き羽根、　　４・・回転軸、　　６・・カップリング、
　　７・・支持杆、　　８・・支持架台。 ９・・モーター、１０・・減速機、１１・・冷媒往管、
１２・・冷媒連管、１４・・冷媒入口ヘッダー、１５　
　・・冷媒出ロヘソグー、１６・・細管部。 ２３・・製氷ドラムユニット、２５・・冷凍機。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）重ね合わせた二枚の金属プレートのプレート間に
   冷媒を通す多数の管路を形成してなるクラッド材をドラ
   ム構成材料とした製氷ドラム。
2. （２）二枚の金属プレートを重ね合わせたうえ、その面
   内を電縫溶接して隣合う線状溶接部同士の間に所定の間
   隔をあけた多数本の線状溶接部を形成する工程と、金属
   プレートの両端面を互いに溶接して両端開口の円筒状の
   ドラムに構成する工程と、隣合う線状溶接部で挟まれる
   金属プレート間の非溶接間隙に高圧ガスを供給して該非
   溶接間隙を膨脹させて金属プレート間に多数本の管路を
   形成する工程と、からなる製氷ドラムの製造法。