氷スラリー充填方法及び装置
【課題】保冷車又は保冷庫等の冷却、冷凍等のために、タンク又は冷却パネルに氷スラリーを充填する際に、簡潔な制御で高ＩＰＦ充填と充填動作の自動化を可能とする。
【解決手段】タンク３０又は冷却パネル５２の内部を大気開放弁３６を介して大気に開放した状態で、目標とする氷充填率より低い含氷率の氷スラリーｄを製氷機２０から該タンク又は冷却パネルに充填し、該タンク又は冷却パネルから氷スラリーｄ中のブラインｂのみを製氷機２０に回収して、該タンク又は冷却パネル中の氷スラリーｄの氷充填率を徐々に増加させ、該タンク若しくは冷却パネルの低部近傍の液圧値又は該タンク若しくは冷却パネルの底部近傍からブラインのみを回収するブライン回収管２２に介設されたブライン回収ポンプ２３の吸入圧力が設定値まで低下したときに、該タンク又は冷却パネル内の氷スラリーｄが目標氷充填率に到達したと判定して氷スラリーの充填動作を終了するようにした。
【解決手段】タンク３０又は冷却パネル５２の内部を大気開放弁３６を介して大気に開放した状態で、目標とする氷充填率より低い含氷率の氷スラリーｄを製氷機２０から該タンク又は冷却パネルに充填し、該タンク又は冷却パネルから氷スラリーｄ中のブラインｂのみを製氷機２０に回収して、該タンク又は冷却パネル中の氷スラリーｄの氷充填率を徐々に増加させ、該タンク若しくは冷却パネルの低部近傍の液圧値又は該タンク若しくは冷却パネルの底部近傍からブラインのみを回収するブライン回収管２２に介設されたブライン回収ポンプ２３の吸入圧力が設定値まで低下したときに、該タンク又は冷却パネル内の氷スラリーｄが目標氷充填率に到達したと判定して氷スラリーの充填動作を終了するようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、保冷車又は保冷庫、又はその他の空間の保冷、冷蔵又は冷凍等に適用され、ダイナミックアイスと呼ばれる氷スラリーをタンク又は内部空間を有する冷却パネルに、高氷充填率で充填でき、かつ充填動作を自動化可能にした方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
冷却装置が必要な空間、例えば居室、非居室、冷蔵庫、冷凍庫、保冷庫、冷凍冷蔵車、保冷車等は、近年の地球環境問題により高効率の冷凍システムが求められている。また、冷凍システムに要する電気代等の費用、夏季昼間の電気需要増加の対策として、授受熱量が大きく冷却能力が大きい潜熱蓄冷材を用いた夜間蓄熱利用の冷凍システムを導入している。冷凍冷蔵車は、荷室内を冷却するためにエンジン駆動の冷凍機を使用するため燃料が必要となるが、ＣＯ２排出量削減及び輸送コスト削減の観点から燃料消費量を削減することが求められ、潜熱蓄冷材を搭載した保冷車の開発も進められている。
【０００３】
潜熱蓄冷材にはダイナミックアイスと呼ばれる氷スラリーが使用され、これを用いた冷凍システムは、すでに開発が進められているが、氷スラリーをタンク又は内部空間を有する冷却パネルに、短時間に高ＩＰＦ（氷充填率）で充填することは容易ではない。
本出願人が先に提案した特許文献１（特許第３４６９１２９号公報）では、潜熱蓄冷材である氷スラリーを貯蔵タンクに貯蔵する場合に、貯蔵タンク内の氷塊化を防止し、攪拌機の動力を小さく保持しつつ高いＩＰＦで氷スラリーを取り出すと共に、それを熱負荷に冷熱を与える熱交換器に安定供給する手段が開示されている。
【０００４】
また、本出願人が先に提案した特許文献２（特開２００６−２４２４６２号公報）及び特許文献３（特開２００６−２４２４８７号公報）には、氷スラリーの貯蔵タンクから保冷車又は保冷庫に設置するタンク又は内部空間を有する冷却パネルに氷スラリーを供給する手段が開示され、さらには、貯蔵タンクを不要とし、製氷機から搬送される氷スラリーを、直接保冷車に設置するタンク又は内部空間を有する冷却パネルに供給する手段が開示されている。また、複数の保冷車又は保冷庫に同時に氷スラリーを供給する手段が開示されている。特に、特許文献３では、氷スラリーを内部空間を有する冷却パネルに高ＩＰＦで充填する手段が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特許第３４６９１２９号公報
【特許文献２】特開２００６−２４２４６２号公報
【特許文献３】特開２００６−２４２４８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に開示された氷蓄熱・氷スラリー搬送システムでは、高いＩＰＦの状態で貯蔵タンク内での氷スラリーの氷塊化を防ぎ氷スラリーの流動性を保つために複雑なタンク構造及び配管設備とする必要があり、設備費が高価となると共に、複雑な制御を必要とするという問題がある。
【０００７】
また、特許文献２及び特許文献３の氷スラリーの保冷車等への供給システムでは、運転の自動化ができない。氷スラリー等の潜熱蓄冷材をタンク又は内部空間を有する冷却パネルに充填する場合、通常該タンク又は冷却パネルの表面は透明壁ではなく、保冷のため断熱材で覆っていることもあるので、潜熱蓄冷材の充填状態を外部から目視することができず、氷スラリーの充填状況をオンラインで検知するのは容易ではない。そのため、現状、該タンク又は冷却パネルに接続された氷スラリー供給管とブライン回収管とに高価な質量流量計を介設し、氷スラリー供給管及びブライン回収管を流れる氷量を演算して、該タンク又は冷却パネル内に充填された氷スラリーのＩＰＦを求める必要がある。
【０００８】
この場合、高価な質量流量計を設けるために、設備費が高価になると共に、複数のタンク又は冷却パネルに同時に氷スラリーを供給する場合には、該タンク又は冷却パネルの数に見合う数の質量流量計を設ける必要があり、設備費が膨大になる。従って、安価な自動化システムが求められている。
また特許文献３に開示された充填手段では、氷スラリーを冷却パネルへ高ＩＰＦで充填するために、複雑な制御を必要とし、高価な制御機構を必要とする。
【０００９】
本発明は、かかる従来技術の課題に鑑み、保冷車又は保冷庫、又はその他の空間の保冷、冷蔵又は冷凍等のために、タンク又は内部空間を有する冷却パネルに氷スラリーからなる潜熱蓄冷材を充填する際に、簡略化された装備で、かつ簡潔な制御で高ＩＰＦ充填を可能とし、かつ低コストで充填動作の自動化を可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
かかる目的を達成するため、第１の本発明の氷スラリー充填方法は、
製氷機で製造された氷水からなる氷スラリーを熱負荷に冷熱を与えるタンク又は内部空間を有する冷却パネルに充填する氷スラリーの充填方法において、
該タンク又は冷却パネルの内部を大気開放弁を介して大気に開放した状態で、目標とする氷充填率より低い含氷率の氷スラリーを製氷機から該タンク又は冷却パネルに充填すると共に、該タンク又は冷却パネルから氷スラリー中のブラインのみを製氷機に回収することによって、該タンク又は冷却パネル中の氷スラリーの氷充填率を徐々に増加させ、
該タンク若しくは冷却パネルの低部近傍の液圧値又は該タンク若しくは冷却パネルの底部近傍からブラインのみを回収するブライン回収管に介設されたブライン回収ポンプの吸入圧力値又は該ブライン回収管を流れるブラインの温度値が設定値まで低下したときに、該タンク又は冷却パネル内の氷スラリーが目標氷充填率に到達したと判定して氷スラリーの充填動作を終了するようにしたものである。
【００１１】
そして、前記第１の本発明方法を実施するための第１の本発明の氷スラリー充填装置は、
製氷機で製造された氷水からなる氷スラリーを熱負荷に冷熱を与えるタンク又は内部空間を有する冷却パネルに充填する氷スラリーの充填装置において、
製氷機で製造された氷スラリーを該タンク又は冷却パネルに供給する氷スラリー供給管、該タンク又は冷却パネルの底部近傍に設けられたブライン回収ヘッダ、及び該ブライン回収ヘッダで回収されたブラインを製氷機に回収するブライン回収管と、
該タンク又は冷却パネルの上部に設けられた大気開放弁、及び該タンク又は冷却パネルの底部近傍に設けられた液圧計又は該ブライン回収管に介設された回収ポンプの吸入圧力を検知する圧力センサ又は該ブライン回収管に介設された温度センサを備え、
該タンク又は冷却パネルの内部を大気開放弁を介して大気に開放した状態で、該タンク又は冷却パネルへの氷スラリーの供給とブラインの回収を行なって該タンク又は冷却パネル内の氷スラリーの氷充填率を漸増させ、温度センサ又は圧力センサの検出値が設定値まで低下したときに、該タンク又は冷却パネル内の氷スラリーが目標氷充填率に到達したと判定して氷スラリーの充填動作を終了するように構成したものである。
【００１２】
前記第１の本発明方法及び装置は、製氷機で製造された氷水からなる氷スラリーを熱負荷に冷熱を与えるタンク又は内部空間を有する冷却パネルに直接充填する場合に適用される高ＩＰＦの充填方法及び装置である。この場合、製氷機で製造された目標とする氷充填率より低い含氷率の氷スラリーを該タンク又は冷却パネルに充填しながら、該タンク又は冷却パネルから氷スラリー中のブラインのみを製氷機に回収することによって、該タンク又は冷却パネル中の氷スラリーの氷充填率を徐々に増加させる。これによって、高ＩＰＦを可能とする。
【００１３】
本発明者等は、該タンク又は冷却パネル内の氷スラリーのＩＰＦが増加してくると、大気開放弁から空気が流入し、高ＩＰＦに達した場合、該空気が該タンク又は冷却パネルの底部に達し、瞬間的に液分がなくなり、大気圧以下になる時があることを見出した。この状態を液圧計で検出することにより、目標ＩＰＦとなった時を判定することができる。
【００１４】
また、本発明者等は、大気開放弁から流入した空気がブライン回収ヘッダ及びブライン回収管を経由することにより、ブライン回収ポンプの吸入圧力が低下する傾向にあることを見出した。そのため、ブライン回収ポンプの吸入圧力が予め設定された設定値まで低下したときに、該タンク又は冷却パネル内の氷スラリーが目標ＩＰＦに到達したと判定することができる。
ブライン回収ポンプの吸入圧力の設定値は、ブライン回収管の構造によって異なるため、理論的な予測は難しいが、試運転等によって確認することによって、正確な設定値を決定することができる。
【００１５】
該タンク又は冷却パネル内のＩＰＦが増加するに従い、ブライン回収系統の含水率が低下する。含水率の低下によってブライン濃度が増加し、ブライン濃度の増加によってブライン凍結温度が低下する傾向にある。この性質を利用し、ブライン回収管を流れる回収ブラインの温度が予め設定された設定値まで低下したときをもって目標ＩＰＦに達したと判定することができる。これらの検出値に基づいて、目標ＩＰＦへの到達時を正確に判定することができる。回収ブラインの温度の設定値は、目標ＩＰＦから製氷量及び製氷時間を算出し、試運転等によりその製氷時間に対する回収ブラインの温度を確認することにより、正確な設定値を決定することができる。
【００１６】
第１の本発明方法において、好ましくは、前記液圧値又は吸入圧力値と共に、ブライン回収管に回収されたブラインの温度が夫々設定範囲に低下したときに、該タンク又は冷却パネル内の氷スラリーが目標氷充填率に到達したと判定して氷スラリーの充填動作を終了するようにするとよい。
【００１７】
また、第２の本発明の氷スラリー充填方法は、
製氷機で製造された氷水からなる氷スラリーを一旦貯蔵タンクに貯蔵し、該貯蔵タンクに接続された循環管に循環させて含氷率を高めた氷スラリーを熱負荷に冷熱を与えるタンク又は内部空間を有する冷却パネルに充填する氷スラリーの充填方法において、
該タンク又は冷却パネルの内部を大気開放弁を介して大気に開放した状態で、前記循環管から目標とする氷充填率より低い含氷率の氷スラリーを該タンク又は冷却パネルに充填すると共に、該タンク又は冷却パネルから氷スラリー中のブラインのみを循環管に回収することによって、該タンク又はパネル中の氷スラリーの氷充填率を徐々に増加させ、
該タンク若しくは冷却パネルの低部近傍の液圧値又は該タンク若しくは冷却パネルの底部近傍からブラインのみを回収するブライン回収管に介設されたブライン回収ポンプの吸入圧力値が設定値まで低下したときに、該タンク又は冷却パネル内の氷スラリーが目標氷充填率に到達したと判定して氷スラリーの充填動作を終了するようにしたものである。
【００１８】
そして、前記第２の本発明方法を実施するための第２の本発明の氷スラリー充填装置は、
製氷機で製造された氷水からなる氷スラリーを一旦貯蔵タンクに貯蔵し、該貯蔵タンクに接続された循環管に循環させて含氷率を高めた氷スラリーを熱負荷に冷熱を与えるタンク又は内部空間を有する冷却パネルに充填する氷スラリーの充填装置において、
該循環管の氷スラリーを該タンク又は冷却パネルに供給する氷スラリー供給管、該タンク又は冷却パネル内の底面近傍に設けられたブライン回収ヘッダ、及び該ブライン回収ヘッダで回収されたブラインを循環管に回収するブライン回収管と、
該タンク又は冷却パネルの上部に設けられた大気開放弁、該タンク又は冷却パネルの底部近傍に設けられた液圧計又は該ブライン回収管に介設されたブライン回収ポンプの吸入圧力を検知する圧力センサと、を備え、
該タンク又は冷却パネルの内部を大気開放弁を介して大気に開放した状態で、該タンク又は冷却パネルへの氷スラリーの供給とブラインの回収を行なって該タンク又は冷却パネル内の氷スラリーの氷充填率を漸増させ、液圧計又は圧力センサの検出値が設定値まで低下したときに、該タンク又は冷却パネル内の氷スラリーが目標氷充填率に到達したと判定して氷スラリーの充填動作を終了するように構成したものである。
【００１９】
第２の本発明方法及び装置は、製氷機で製造した氷スラリーを一旦貯蔵タンクに貯蔵し、貯蔵タンクに接続された循環管に循環させて含氷率を高めた氷スラリーを熱負荷に冷熱を与えるタンク又は内部空間を有する冷却パネルに充填する場合に適用されるものである。
この場合、最初から高含氷率の氷スラリーを該タンク又は冷却パネルに充填できるので、第１の本発明と比べて、充填時間を短縮することができる。
【００２０】
第２の本発明方法及び装置では、循環管に複数の氷スラリー供給管及び複数のブライン回収管を設けて、該循環管から複数のタンク又は冷却パネルへの氷スラリーの供給とブラインの回収を同時に行なうことができる。この場合、各タンク又は冷却パネルに設けられた液面レベルセンサにより各タンク又は冷却パネルの液面レベルを設定範囲に保持しながら氷スラリーの充填動作を行なうようにするとよい。これによって、該タンク又は冷却パネルから氷スラリーがオーバーフローすることもなく、高ＩＰＦ充填が可能になる。
【００２１】
第１及び第２の本発明装置において、熱負荷に冷熱を与えた後の回収ブラインを該タンク又は冷却パネル内に貯留された氷スラリーの液面に散布するように構成するとよい。これによって、氷スラリー液面の氷を解氷し、解氷による熱交換で回収ブラインを再び低温とすることができ、該低温ブラインを熱負荷との熱交換に供給することができる。
【００２２】
また、第１及び第２の本発明装置において、氷スラリー供給口を前記タンク又は冷却パネルの一側壁に設け、液圧計を該側壁に対向した側壁の近傍に設けるようにするとよい。本発明者等は、多くの実験を重ね、該タンク又は冷却パネルの底部近傍で氷スラリー供給口と離れた該対向側壁の近傍に設けた液圧計の液圧値が氷スラリーのＩＰＦに緊密に対応することを見出した。そのため、液圧計を該場所に設けることによって、目標ＩＰＦを正確に判定することができることを見出した。
【００２３】
また、第１及び第２の本発明装置において、ブライン回収ヘッダの周囲を氷粒を分離可能なメッシュ度を有するスクリーンで該ブライン回収ヘッダの外周面と間隔を開けて同心状に覆い、ブライン回収ヘッダ近傍のタンク又は冷却パネルの壁面に氷スラリー供給口をブライン回収ヘッダに向けて開口し、氷スラリー供給口から流入した氷スラリーの流れによって該スクリーンに堆積した氷粒を飛散させるように構成するとよい。これによって、氷粒の堆積による該スクリーンの目詰まりを防止することができる。
【００２４】
前記構成に加えて、ブライン回収ヘッダに氷スラリー中のブラインを流入させる細孔をブライン回収ヘッダ周面のうち少なくとも互いに対向する２つの領域に穿設するとよい。このように、２つの領域に細孔を配置することにより、ブライン回収ヘッダに流入する回収ブラインが一方の細孔に偏流するのを防止し、ブライン回収ヘッダでの氷粒による閉塞を防止することができる。
【発明の効果】
【００２５】
第１の本発明方法及び装置によれば、簡略化された装備で、かつ簡潔な制御で氷スラリーの高ＩＰＦ充填を可能にすると共に、簡易な手段で目標ＩＰＦとなる時点を外部から正確に検知できるため、高価な質量流量計を設ける必要がなく、低コストで充填動作を自動化することができる。
【００２６】
また、第２の本発明方法及び装置によれば、前記作用効果に加えて、複数のタンク又は冷却パネルに同時に氷スラリーを供給可能であると共に、最初から高含氷率の氷スラリーを供給できるため、充填時間を短縮することができる。
第１及び第２の本発明は、保冷車又は冷凍冷蔵車等の車両の保冷、冷蔵、冷凍に適用できるだけでなく、居室、非居室等の冷房、保冷庫の保冷、冷蔵、冷凍等にも広く適用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではない。
【００２８】
（実施形態１）
第１の本発明の一実施形態を図１〜図６に基づいて説明する。図１は本実施形態に係る氷スラリー充填装置の全体構成図、図２は氷スラリーを充填するタンクの正面図、図３は同じく左側面図、図４は同じく右側面図である。
【００２９】
図１〜４において、冷凍機ユニット１０及び製氷機２０が設置され、冷凍機ユニット１０と製氷機２０間には循環管１１が架設されている。循環管１１に冷媒が循環し、製氷機２０で冷媒の冷熱によりブラインを製氷している。製氷機２０では含氷率が約５重量％程度の氷スラリーを製造している。製氷機２０で製造された氷スラリーは、一旦タンク３０に送られ、タンク３０に貯留される。氷スラリーは後述するタンク３０のブライン回収ヘッダ３２で氷粒と低温ブラインとが分離され、低温ブラインは熱負荷側熱交換器４０に送られ、熱負荷側熱交換器４０で熱負荷と熱交換して熱負荷に冷熱を与える。
【００３０】
タンク３０の一側面には氷スラリー供給口３１が設けられ、氷スラリー供給口３１と製氷機２０とは氷スラリー供給管２１によって接続されている。製氷機２０で製造された氷スラリーは氷スラリー供給管２１を介してタンク３０に送られる。タンク３０内の底部には、底面近傍に沿って水平方向にブライン回収ヘッダ３２が配置されている。ブライン回収ヘッダ３２は中空の円筒形状をなし、左右側の周壁に一列に多数の細孔３２１が穿設されている。
【００３１】
ブライン回収ヘッダ３２の外周側には、氷スラリー中の氷粒を分離可能なメッシュ度（例えば４０メッシュ）を有する２巻き張りの金網３２２がブライン回収ヘッダ３２の外周との間に間隔を置いて同心状に配置されている。ブライン回収ヘッダ３２の左右端部は、タンク３０の側壁に接続され、該接続部のタンク側壁にブライン送り口３２３とブライン回収口３２４とが穿設されている。ブライン送り口３２３はブライン送り管４１に接続し、ブライン回収口３２４は、製氷機２０にブラインを回収するブライン回収管２２に接続されている。
【００３２】
ブライン送り管４１には循環ポンプ４３が介設され、ブライン送り管４１を通して氷粒を分離した低温ブラインが熱負荷側熱交換器４０に送られる。熱負荷側熱交換器４０で熱交換した後のブラインは戻り管４２を介してタンク３０に戻される。戻り管４２はタンク３０の上部隔壁に設けられたブライン戻り口３３に接続されている。
【００３３】
タンク３０内の上部には、中空円筒形状をなす散水ヘッダ３４が水平方向に配置されている。散水ヘッダ３４には多数のスプレーノズル３５が間隔を置いて配設されている。スプレーノズル３５のノズル口は貯留される氷スラリーの液面ｌに向けられている。これによって、熱負荷側熱交換器４０で熱交換した後のブラインは、ブライン戻り口３３を経由して散水ヘッダ３４に入り、その後、スプレーノズル３５から氷スラリーの液面に散布される。
【００３４】
ブライン回収管２２には、ブライン回収ポンプ２３、ブライン回収ポンプ２３の吸入圧力を検出する吸入圧力計２４、ブライン回収温度計２５、及び開閉弁２６が介設されている。また、タンク３０の天井面には、タンク３０内を外気に開放可能な大気開放弁３６が設けられ、タンク３０の底部には、タンク内温度計３７が設けられている。また、氷スラリー供給管２１、ブライン送り管４１及びブライン戻り管４２には、夫々開閉弁２７、４４及び４５が介装されている。
【００３５】
図２〜４に示すように、タンク３０の底部において、氷スラリー供給口３１は、ブライン回収ヘッダ３２と同一高さに配置され、ブライン送り口３２３の近傍に並設されている。そして、氷スラリー供給口３１はブライン回収口３２４とは、互いにタンク３０の相対する側面壁に離れて配置されている。
【００３６】
かかる構成を有する本実施形態において、タンク３０への充填方法は、充填開始時は運転ボタンを押すか、あるいはタンク３０内の温度上昇により自動運転が開始される。製氷機２０に製造された氷スラリーは、５重量％程度の含氷率を有するが、この氷スラリーがタンク３０の氷スラリー供給口３１からタンク３０内に流入する付近の氷スラリーの挙動を図５に基づいて説明する。図５はタンク３０内での氷スラリーの挙動を示す平面視説明図である。図５において、氷スラリーｄ１は、タンク３０内で周囲の氷スラリーと氷粒ｉが圧密されて、含氷率の高い氷スラリーｄ２を形成する。
【００３７】
一方で、ブライン回収ヘッダ３２の周囲に配置された金網３２２で氷スラリーｄ１からブラインｂのみが分離される。金網３２２の内側に流入したブラインｂは、含氷率が低くほとんど氷粒ｉを含まない。ブラインｂはさらにブライン回収ヘッダ３２の両側面に設けられた細孔３２１からブライン回収ヘッダ３２内に流入する。そして、ブライン回収口３２４を介してブライン回収管２２に回収される。
【００３８】
このようにして、製氷機２０からタンク３０に氷スラリーｄ１が供給されると共に、ブライン回収ヘッダ３２からブラインｂのみが製氷機２０に回収されるので、タンク３０内の氷スラリーｄのＩＰＦは徐々に増加する。これによって、タンク３０内に貯留する氷スラリーｄのＩＰＦを高めることができるので、氷粒ｉの潜熱を利用して冷却能力を高めることができる。
【００３９】
例えば、タンク３０に含氷率０％のブラインが１００ｋｇあり、ここからタンク３０内のＩＰＦを４０重量％（タンク３０内氷量４０ｋｇ）にする運転を行なう場合の充填時間を以下に説明する。例えば含氷率５重量％程度の氷スラリーを１００ｋｇ／分で供給する場合、氷は５ｋｇ／分でタンク３０に供給される。そして、含氷率０％のブラインを１００ｋｇ／分で回収する運転では、タンク３０内の氷量は５ｋｇ／分で増加するため、８分で４０ｋｇとなり、８分でタンク３０内のＩＰＦ４０重量％を達成する。
【００４０】
ただし、実際に必要な時間は、氷スラリー供給管２１、タンク３０、ブライン回収管２２及び製氷機２０内のブラインを氷スラリーとする温度まで冷却する時間も加算されるため、８分以上の充填時間を必要とする。
【００４１】
本実施形態では、氷スラリー供給口３１を横向きに配置している。このように、氷スラリー供給口３１を１個とし、氷スラリー供給口３１を通過する氷スラリーｄ１の流速を１〜２ｍ／秒とし、かつ氷スラリーｄ１をタンク３０内に横向きに噴き出させることによって、氷スラリーの停滞や貯氷の偏りを防止できて、高ＩＰＦを可能とする。
【００４２】
また、ブライン回収ヘッダ３２内のブラインの流速を１ｍ／秒程度とし、細孔３２１を通過するブラインの流速を０．３〜０．４ｍ／秒とし、細孔３２１をブライン回収ヘッダ３２の両側面の２領域に形成し、ブライン回収ヘッダ３２の周囲に２巻き張りの金網３２２を配置することにより、氷の停滞や貯氷の偏りが発生せず、高ＩＰＦを容易に達成することができる。
【００４３】
また、本実施形態では、図５に示すように、金網３２２の面に沿って氷スラリーｄ１が流入するように氷スラリー供給口３１を配置したので、流入した氷スラリーｄ１が金網３２２上の氷粒ｉを飛散させ、金網３２２に閉塞を防止する効果をもつ。
【００４４】
本実施形態では、大気開放弁３６を開放した状態でタンク３０への氷スラリーの供給とブラインｂの製氷機２０への回収を行なう。タンク３０に貯留した氷スラリーｄが高ＩＰＦに達した時、大気開放弁３６からタンク３０内に空気が流入し、該空気がブライン回収ヘッダ３２及びブライン回収口３２４を経て、ブライン回収管２２に到達する。そして、ブライン回収ポンプ２３の吸入圧力を低下させる。
【００４５】
また、高ＩＰＦになるにつれて、ブライン回収管２２を流れるブラインｂの含水率が低下し、濃度が増加し、ブライン凍結温度が低下する。本実施形態では、ブライン回収ポンプ２３の吸入圧力計２４によりブライン回収ポンプ２３の吸入圧力を検出し、かつブライン回収温度計２５によりブライン回収管２２を流れるブラインｂの温度を検出し、これらの検出値が予め設定された設定値に達した時をもって、高ＩＰＦ到達時点を判定することができる。
【００４６】
なお、ブライン回収温度計２５の設定値は、目標とするＩＰＦから製氷量及び製氷時間を算出し、試運転等でその製氷時間に対する回収ブラインの温度値を確認し決定した方が確実である。また、ブライン回収ポンプ２３の吸入圧力の設定値は、ブライン回収管２２の構造及び施行状況によるため、理論的な予測が難しいが、施行後の試運転等によって確認し決定した方が確実である。
【００４７】
図６は、タンク３０内への氷スラリー充填時における、ブライン回収温度計２５の検出値（曲線ト）、吸入圧力計２４の検出値（曲線チ）、及びタンク３０内氷スラリーｄのＩＰＦ（曲線ニ）等の経時変化を示す。なお、タンク３０内のブライン量は約１００ｋｇ、氷スラリー供給流量及びブライン回収流量が３０ｋｇ／分、充填完了時のＩＰＦが約４０重量％である。タンク３０内への氷スラリー充填完了時は、ブライン回収温度（曲線ト）及びブライン回収ポンプ２３の吸入圧力（曲線チ）が低下する傾向が見られる。
【００４８】
従って、目標とするＩＰＦに対応するこれらの値の設定値を予め設定しておき、これらの値が該設定値に到達した時をもって充填完了時と判定することができる。そのため、充填運転の自動化が可能となる。タンク３０は通常透明壁ではなく、保冷のため断熱材で覆っていることもある。そのため、タンク３０内を目視することができず、氷スラリーの充填状況をオンラインで検知するのは容易ではなく、運転の自動化も困難であった。本実施形態によって、運転の自動停止が可能となる。さらに、本実施形態によれば、質量流量計等の効果な検知器を必要とせず、低コストで自動化することができる。
【００４９】
また、本実施形態によれば、熱負荷側熱交換器４０で熱交換された後の昇温されたブラインｂは、タンク３０に戻って散水ヘッダ３４及びスプレーノズル３５により氷スラリーｄの液面ｌに均一に散布される。これによって、液面の氷スラリーを解氷し、解氷による熱交換で再び低温のブラインとなるため、低温となったブラインを熱負荷との熱交換用ブラインとして使用することができる。
【００５０】
なお、本実施形態では、氷スラリーｄの液中にブライン回収ヘッダ３２以外のものを設けていない。タンク３０内にリブ等があると、氷スラリーの充填時にそれらに氷粒が引っ掛かり、液面まで氷粒が浮上しないため、高ＩＰＦに達しない。さらに、氷粒の引っ掛かりは時間経過と共に氷塊化するため、熱負荷側熱交換器４０で昇温されたブラインをタンク３０内の氷スラリー液面に散布しても該氷塊を解氷することができない。そのため、氷塊が残っているにも拘らず、熱負荷側熱交換器４０へのブライン送り温度は上昇し、熱負荷を冷却できない。従って、氷スラリーｄの液中にブライン回収ヘッダ３２以外のものを設けないようにすることが望ましい。
【００５１】
熱負荷側熱交換器４０は、居室等の空気を熱交換する熱交換器（エアクーラ）であってもよく、あるいは液体を冷却する熱交換器（例えば、プレート熱交換器、シェルアンドチューブ熱交換器等）であってもよい。また、タンク３０は、保冷車に搭載された氷スラリー貯留タンクであってもよい。
【００５２】
（実施形態２）
次に前記第１実施形態の変形例を図７に基づいて説明する。図７は、陸上に設けられた製氷機２０で製造した氷スラリーｄを保冷車の荷室に設置された冷却パネルに充填する場合を示す模式図である。なお、図７において、前記第１実施形態と同一の符号を付した部材又は機器は第１実施形態と同一の部材又は機器であることを意味する。
【００５３】
図７において、保冷車５０の荷室５１内の天井面には、内部に潜熱蓄冷材を供給可能な空間を有する冷却パネル５２が装着されている。製氷機２０に接続された氷スラリー供給管２１は、接続部５３で冷却パネル５２に接続された氷スラリー送り管５４に接続されると共に、ブライン回収ポンプ２３が介設されたブライン回収管２２は、接続部５３で冷却パネル５２に接続された氷スラリー戻り管５５に接続される。
【００５４】
接続部５３では、カプラ５３ａによって接続及び切り離し可能となっており、かつ保冷車５０側及び地上側の配管に自動開閉弁５３ｂが装着されて、管２１，２２及び５４，５５を接続時に自動開放し、切り離し時に自動閉鎖するように構成されている。
本実施形態は、第１実施形態のタンク３０に代えて、保冷車５０に装着された冷却パネル５２に氷スラリーｄを充填するようにしたものである。このように、本発明は、保冷車５０の荷室５１に装着された冷却パネル５２に氷スラリーｄを充填する場合にも適用可能である。
【００５５】
（実施形態３）
次に第２の本発明の一実施形態を図８〜図１０に基づいて説明する。図８は本実施形態に係る氷スラリー充填装置の全体構成図である。図８において、前記第１実施形態の部材又は機器と同一の符号を付した部材又は機器は同一の構成を有するものであるので、それらの説明を省略する。
図８において、製氷機２０で製造された氷スラリーは送り管２０ａから貯蔵タンク６０に送られる。そして、貯蔵タンク６０内のブラインがブライン循環ポンプ２０ｃを介装された戻り管２０ｂを通して製氷機２０に戻される。
【００５６】
このようにして、貯蔵タンク６０内では徐々に氷粒が蓄積され、含氷率が高い氷スラリーが形成されていく。貯蔵タンク６０には氷スラリー循環管６１が接続され、循環ポンプ６２により氷スラリー循環管６１内を氷スラリーが常時循環されている。氷スラリー循環管６１には、含氷率センサ６３と三方弁６４が介設されている。三方弁６４と貯蔵タンク６０との間では、三方弁６４と高さが異なる氷取出口６０ａ及びブライン取出口６０ｂとが接続されている。
【００５７】
氷取出口６０ａ又はブライン取出口６０ｂからはその高さの違いから含氷率が異なる氷スラリーを取り出すことができる。従って、両取出口からの氷スラリーの流量を調整することにより、氷スラリー循環管６１を循環する氷スラリーの含氷率を調整することができる。そして、含氷率センサ６３で氷スラリー循環管６１内の含氷率を検出し、その検出値をフィードバックさせて、三方弁６４にて循環管６１を流れる氷スラリーの含氷率が１５〜２５重量％となるように制御されている。
【００５８】
氷スラリー循環管６１には、夫々氷スラリーを充填するタンク３０の数に見合う数の接続口を有する氷スラリー供給ヘッダ６５及びブライン回収ヘッダ６６が設けられている。氷スラリー供給ヘッダ６５のひとつの接続口６５ａにタンク３０のひとつに氷スラリーを供給する氷スラリー供給管２１が接続され、氷スラリー供給管２１には氷スラリー供給ポンプ６７及び充填三方弁６８が介装されている。三方弁６８で氷スラリー供給管２１から分岐したバイパス管６９がブライン回収管２２に接続されている。
【００５９】
また、夫々のタンク３０には、高液面レベルＨを検出する液面高検知センサ７１と、低液面レベルＬを検出する液面低検知センサ７２とが設置されている。また、アース７３が設けられると共に、タンク底面にはタンク内液面差圧計７４が設けられ、タンク底部での氷スラリーの液圧を検出可能となっている。
【００６０】
かかる構成の本実施形態において、タンク３０へ氷スラリー循環管６１から氷スラリーを充填する場合には、氷スラリー供給ヘッダ６５から供給ポンプ６７により氷スラリー供給管２１に氷スラリーｄが供給される。そして、氷スラリーｄは、氷スラリー供給管２１から氷スラリー供給口３１を介してタンク３０内に供給される。一方、ブライン回収ポンプ２３でブライン回収ヘッダ３２及びブライン回収口３２４を介して氷粒がほとんど混入していないブラインｂが氷スラリー循環管６１のブライン回収ヘッダ６６に回収される。
【００６１】
これにより、時間経過と共にタンク３０内のＩＰＦが増加し、高ＩＰＦの充填が可能となる。例えば、タンク３０内に含氷率０％のブラインが１００ｋｇあり、タンク３０内のＩＰＦを４０重量％（タンク３０内氷量４０ｋｇ）としたい場合、含氷率２０重量％程度の氷スラリーを１００ｋｇ／分でタンク３０に供給し、即ち氷量が２０ｋｇ／分でタンク３０内に供給され、含氷率０％のブラインが１００ｋｇ／分でタンク３０から回収される運転では、タンク３０内の氷量は２０ｋｇ／分の割合で増加し、２分で４０ｋｇとなり、ＩＰＦ４０重量％を達成する。
【００６２】
従って、前記第１実施形態の場合よりも充填時間を短縮することができる。なお、実際に必要な充填時間は、氷スラリー供給管２１、タンク３０及びブライン回収管２２のブラインを氷スラリーが形成される温度まで冷却する時間を加算する必要がある。しかし、前記第１実施形態のように、製氷機２０に貯留されたブラインを考慮する必要はなくなるので、その分充填時間を短縮することができる。
【００６３】
タンク３０への充填方法は、充填開始時は運転ボタンを押すか、あるいはタンク３０内の温度上昇により自動運転が開始される。運転開始と同時に充填三方弁６８がｘ方向に開き、以下の制御で氷スラリーが充填される。充填中は大気開放弁３６を開放しておく。
【００６４】
液面高検知センサ７１に氷スラリーｄの液面レベルがある場合、即ち高液面レベルＨの場合、ブライン回収ポンプ２３のみ運転する。そして、ブラインの回収により液面低検知センサ７２に液面レベルが達した場合、即ち低液面レベルＬとなった時点でブライン回収ポンプ２３を停止し、代わりに氷スラリー供給ポンプ６７を稼動させる。氷スラリーの供給により液面高検知センサ７１に液面レベルが達した時点、即ち高液面レベルＨとなった時点で、氷スラリー供給ポンプ６７を停止し、代わりにブライン回収ポンプ２３を稼動させる。
なお、氷スラリー供給ポンプ６７を停止する代わりに、充填三方弁６８を操作して氷スラリーをｙ方向に、即ちバイパス管６９に流すようにしてもよい。
【００６５】
高液面レベルＨより低い液面の場合は、氷スラリー供給ポンプ６７のみ稼動させる。そして、氷スラリーの供給により高液面レベルＨに達した時点で氷スラリー供給ポンプ６７を停止し、代わりにブライン回収ポンプ２３を稼動させる。ブラインの回収により低液面レベルＬに達した時点でブライン回収ポンプ２３を停止させ、代わりに氷スラリー供給ポンプ６７を稼動させる。
【００６６】
このようにして、氷スラリーの充填中は、液面高検知センサ７１及び液面低検知センサ７２の液面検知により、氷スラリー供給ポンプ６７及びブライン回収ポンプ２３の運転と停止を繰り返す。これによって、タンク３０から氷スラリーｄがオーバーフローすることなく、タンク３０内の氷スラリー量を増加させ、ＩＰＦを増加させることができる。
【００６７】
なお、氷スラリーの充填時に、熱負荷側熱交換器４０へのブライン循環運転を同時に実施した場合には、充填時の液面レベル制御に必要な液面高検知センサ７１及び液面低検知センサ７２に、散水ヘッダ３４及びスプレーノズル３５から散布されたブラインが常時接触する。このため、液面レベルが高液面レベルＨにあると誤検知され、この誤検知によりブライン回収ポンプ２３のみの運転となり、タンク３０内の液量が低下することになる。
この誤動作を防止するために、液面高検知センサ７１及び液面低検知センサ７２の液面検知部以外の部分に絶縁カバー等を被覆しておくとよい。
【００６８】
充填完了時は、タンク内液面差圧計７４及びブライン回収ポンプ２３の吸入圧力計２４の検出値が予め設定された設定値まで低下した時に、目標となるＩＰＦに達したと判定して、氷スラリー供給ポンプ６７及びブライン回収ポンプ２３を自動停止させ、充填三方弁６８をｙ方向に開く。前記第１実施形態では、ブライン回収温度計２５の検出値を元に自動停止させたが、本実施形態では有効ではない。なぜなら、すでに貯蔵タンク６０でブラインの濃度増加によるブライン凍結温度の低下が発生しているからである。
【００６９】
以下、本実施形態の充填完了時の自動停止方法を説明する。タンク３０内が高ＩＰＦに達した場合、ブライン回収ポンプ２３の稼動により大気開放弁３６からタンク３０内に空気が流入し、ブライン回収口３２４付近が大気圧以下になる。即ち、瞬間的に液がなくなった状態をタンク内液面差圧計７４で検知することで、充填完了時を判定することができる。タンク内液面差圧計７４の検出値が予め設定された設定値まで低下した時を目標とするＩＰＦに達した時と判定して自動停止させる。
【００７０】
また、前記第１実施形態と同様に、ブライン回収ポンプ２３の吸入圧力が予め設定された設定値まで低下した時をもってタンク３０内の氷スラリーが目標とするＩＰＦに達したと判定する。
【００７１】
図９は、タンク３０への氷スラリー充填時における、氷スラリー供給流量、ブライン回収流量、タンク内液面差圧、ブライン回収ポンプ２３の吸入圧力、タンク３０内の氷スラリーＩＰＦ等の経時変化を示す線図である。タンク３０内のブライン量は約１００ｋｇ、氷スラリー供給流量は２０ｋｇ／分、ブライン回収流量が３０ｋｇ／分、充填完了の目標ＩＰＦが約５０重量％の場合の実験データである。
【００７２】
図９から、タンク３０内の氷スラリー充填完了時は、タンク内液面差圧（曲線リ）及びブライン回収ポンプ２３の吸入圧力（曲線チ）が低下していることがわかる。従って、これらの値について予め設定値を決めておき、これらの検出値が該設定値まで低下した時をもって目標ＩＰＦに達したと判定することができる。これによって、充填装置の自動停止が可能となる。
【００７３】
氷スラリー供給ポンプ６７及びブライン回収ポンプ２３はタンク３０内の氷スラリーｄの液面レベルｌの調整のため、交互に稼動又は停止を繰り返している。そのため、回収流量曲線ホは、３０ｋｇ／分と０ｋｇ／分の繰り返しを示している。しかし、氷スラリーの供給は、氷スラリー供給ポンプ６７が停止している時でも、大型の貯蔵タンク６０の液位がタンク３０より高いので、その落差により氷スラリーの供給が継続されている。従って、氷スラリー供給ポンプ６７が停止した時でも２０ｋｇ／分の氷スラリーが供給されている。
【００７４】
図１０は、タンク３０内への氷スラリー充填時における、液面差圧３箇所の経時変化を示す線図である。図から、タンク内液面差圧計７４の設置箇所は、タンク３０内のブライン回収口３２４付近の底面又は側面が良いことがわかる。氷スラリー供給口３１付近の底面又は側面は、液面差圧の変化がほとんどなく、タンク３０の中央底面は、ブライン回収口３２４よりも早く液面低下が発生する傾向にあり、これをもって充填完了時を判定することはできない。
【００７５】
本実施形態によれば、貯蔵タンク６０内で高ＩＰＦの氷スラリーを形成した後、タンク３０に高ＩＰＦの氷スラリーを充填できるので、充填時間を短縮することができる。また、貯蔵タンク６０に氷スラリー循環管６１を接続したことにより、複数のタンク３０に同時に氷スラリーを供給することができる。
【００７６】
また、タンク内液面差圧計７４の検出値及びブライン回収ポンプ２３の吸入圧力検出値を予め設定した設定値と比較することで充填完了時点を判定することができるので、充填装置の自動停止が可能となる。なお、タンク内液面差圧計７４はブライン回収口３２４付近のタンク底面に配置しているので、タンク内液面差圧計７４の検出値で氷スラリーの充填完了時点を正確に判定することができる。
【００７７】
なお、本実施形態では、複数のタンク３０に氷スラリーを充填しているが、図７に示すような、複数の保冷車の荷室に装着された冷却パネルに同時に氷スラリーを充填することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明によれば、保冷車又は保冷庫、又はその他の空間の保冷、冷蔵又は冷凍等のために、タンク又は内部空間を有する冷却パネルに氷スラリーからなる潜熱蓄冷材を充填する際に、簡略化された装備で、かつ簡潔な制御で高ＩＰＦ充填を可能とし、かつ低コストで充填動作の自動化を可能とする。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】第１の本発明の一実施形態に係る氷スラリー充填装置の全体構成図である。
【図２】前記実施形態に係るタンク３０の正面図である。
【図３】前記実施形態に係るタンク３０の左側面図である。
【図４】前記実施形態に係るタンク３０の右側面図である。
【図５】前記実施形態でタンク３０内での氷スラリーの挙動を示す平面視説明図である。
【図６】前記実施形態で氷スラリー充填時の各検出値を示す線図である。
【図７】前記実施形態の変形例に係る氷スラリー充填装置の全体構成図である。
【図８】第２の本発明の一実施形態に係る氷スラリー充填装置の全体構成図である。
【図９】図８の実施形態で氷スラリー充填時の各検出値を示す線図である。
【図１０】図８の実施形態でタンク内液面差圧の実験データを示す線図である。
【符号の説明】
【００８０】
２０ 製氷機
２１ 氷スラリー供給管
２２ ブライン回収管
２３ ブライン回収ポンプ
２４ 吸入圧力計
２５ ブライン回収温度計
３０ タンク
３１ 氷スラリー供給口
３２ ブライン回収ヘッダ
３４ 散水ヘッダ
３５ スプレーノズル
３６ 大気開放弁
４０ 熱負荷側熱交換器
５２ 冷却パネル
６０ 貯蔵タンク
６１ 循環管
７４ タンク内液面差圧計
３２１ 細孔
３２２ 金網（スクリーン）
ｂ ブライン
ｄ、ｄ１、ｄ２ 氷スラリー
ｌ 氷スラリー液面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、保冷車又は保冷庫、又はその他の空間の保冷、冷蔵又は冷凍等に適用され、ダイナミックアイスと呼ばれる氷スラリーをタンク又は内部空間を有する冷却パネルに、高氷充填率で充填でき、かつ充填動作を自動化可能にした方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
冷却装置が必要な空間、例えば居室、非居室、冷蔵庫、冷凍庫、保冷庫、冷凍冷蔵車、保冷車等は、近年の地球環境問題により高効率の冷凍システムが求められている。また、冷凍システムに要する電気代等の費用、夏季昼間の電気需要増加の対策として、授受熱量が大きく冷却能力が大きい潜熱蓄冷材を用いた夜間蓄熱利用の冷凍システムを導入している。冷凍冷蔵車は、荷室内を冷却するためにエンジン駆動の冷凍機を使用するため燃料が必要となるが、ＣＯ２排出量削減及び輸送コスト削減の観点から燃料消費量を削減することが求められ、潜熱蓄冷材を搭載した保冷車の開発も進められている。
【０００３】
潜熱蓄冷材にはダイナミックアイスと呼ばれる氷スラリーが使用され、これを用いた冷凍システムは、すでに開発が進められているが、氷スラリーをタンク又は内部空間を有する冷却パネルに、短時間に高ＩＰＦ（氷充填率）で充填することは容易ではない。
本出願人が先に提案した特許文献１（特許第３４６９１２９号公報）では、潜熱蓄冷材である氷スラリーを貯蔵タンクに貯蔵する場合に、貯蔵タンク内の氷塊化を防止し、攪拌機の動力を小さく保持しつつ高いＩＰＦで氷スラリーを取り出すと共に、それを熱負荷に冷熱を与える熱交換器に安定供給する手段が開示されている。
【０００４】
また、本出願人が先に提案した特許文献２（特開２００６−２４２４６２号公報）及び特許文献３（特開２００６−２４２４８７号公報）には、氷スラリーの貯蔵タンクから保冷車又は保冷庫に設置するタンク又は内部空間を有する冷却パネルに氷スラリーを供給する手段が開示され、さらには、貯蔵タンクを不要とし、製氷機から搬送される氷スラリーを、直接保冷車に設置するタンク又は内部空間を有する冷却パネルに供給する手段が開示されている。また、複数の保冷車又は保冷庫に同時に氷スラリーを供給する手段が開示されている。特に、特許文献３では、氷スラリーを内部空間を有する冷却パネルに高ＩＰＦで充填する手段が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特許第３４６９１２９号公報
【特許文献２】特開２００６−２４２４６２号公報
【特許文献３】特開２００６−２４２４８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に開示された氷蓄熱・氷スラリー搬送システムでは、高いＩＰＦの状態で貯蔵タンク内での氷スラリーの氷塊化を防ぎ氷スラリーの流動性を保つために複雑なタンク構造及び配管設備とする必要があり、設備費が高価となると共に、複雑な制御を必要とするという問題がある。
【０００７】
また、特許文献２及び特許文献３の氷スラリーの保冷車等への供給システムでは、運転の自動化ができない。氷スラリー等の潜熱蓄冷材をタンク又は内部空間を有する冷却パネルに充填する場合、通常該タンク又は冷却パネルの表面は透明壁ではなく、保冷のため断熱材で覆っていることもあるので、潜熱蓄冷材の充填状態を外部から目視することができず、氷スラリーの充填状況をオンラインで検知するのは容易ではない。そのため、現状、該タンク又は冷却パネルに接続された氷スラリー供給管とブライン回収管とに高価な質量流量計を介設し、氷スラリー供給管及びブライン回収管を流れる氷量を演算して、該タンク又は冷却パネル内に充填された氷スラリーのＩＰＦを求める必要がある。
【０００８】
この場合、高価な質量流量計を設けるために、設備費が高価になると共に、複数のタンク又は冷却パネルに同時に氷スラリーを供給する場合には、該タンク又は冷却パネルの数に見合う数の質量流量計を設ける必要があり、設備費が膨大になる。従って、安価な自動化システムが求められている。
また特許文献３に開示された充填手段では、氷スラリーを冷却パネルへ高ＩＰＦで充填するために、複雑な制御を必要とし、高価な制御機構を必要とする。
【０００９】
本発明は、かかる従来技術の課題に鑑み、保冷車又は保冷庫、又はその他の空間の保冷、冷蔵又は冷凍等のために、タンク又は内部空間を有する冷却パネルに氷スラリーからなる潜熱蓄冷材を充填する際に、簡略化された装備で、かつ簡潔な制御で高ＩＰＦ充填を可能とし、かつ低コストで充填動作の自動化を可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
かかる目的を達成するため、第１の本発明の氷スラリー充填方法は、
製氷機で製造された氷水からなる氷スラリーを熱負荷に冷熱を与えるタンク又は内部空間を有する冷却パネルに充填する氷スラリーの充填方法において、
該タンク又は冷却パネルの内部を大気開放弁を介して大気に開放した状態で、目標とする氷充填率より低い含氷率の氷スラリーを製氷機から該タンク又は冷却パネルに充填すると共に、該タンク又は冷却パネルから氷スラリー中のブラインのみを製氷機に回収することによって、該タンク又は冷却パネル中の氷スラリーの氷充填率を徐々に増加させ、
該タンク若しくは冷却パネルの低部近傍の液圧値又は該タンク若しくは冷却パネルの底部近傍からブラインのみを回収するブライン回収管に介設されたブライン回収ポンプの吸入圧力値又は該ブライン回収管を流れるブラインの温度値が設定値まで低下したときに、該タンク又は冷却パネル内の氷スラリーが目標氷充填率に到達したと判定して氷スラリーの充填動作を終了するようにしたものである。
【００１１】
そして、前記第１の本発明方法を実施するための第１の本発明の氷スラリー充填装置は、
製氷機で製造された氷水からなる氷スラリーを熱負荷に冷熱を与えるタンク又は内部空間を有する冷却パネルに充填する氷スラリーの充填装置において、
製氷機で製造された氷スラリーを該タンク又は冷却パネルに供給する氷スラリー供給管、該タンク又は冷却パネルの底部近傍に設けられたブライン回収ヘッダ、及び該ブライン回収ヘッダで回収されたブラインを製氷機に回収するブライン回収管と、
該タンク又は冷却パネルの上部に設けられた大気開放弁、及び該タンク又は冷却パネルの底部近傍に設けられた液圧計又は該ブライン回収管に介設された回収ポンプの吸入圧力を検知する圧力センサ又は該ブライン回収管に介設された温度センサを備え、
該タンク又は冷却パネルの内部を大気開放弁を介して大気に開放した状態で、該タンク又は冷却パネルへの氷スラリーの供給とブラインの回収を行なって該タンク又は冷却パネル内の氷スラリーの氷充填率を漸増させ、温度センサ又は圧力センサの検出値が設定値まで低下したときに、該タンク又は冷却パネル内の氷スラリーが目標氷充填率に到達したと判定して氷スラリーの充填動作を終了するように構成したものである。
【００１２】
前記第１の本発明方法及び装置は、製氷機で製造された氷水からなる氷スラリーを熱負荷に冷熱を与えるタンク又は内部空間を有する冷却パネルに直接充填する場合に適用される高ＩＰＦの充填方法及び装置である。この場合、製氷機で製造された目標とする氷充填率より低い含氷率の氷スラリーを該タンク又は冷却パネルに充填しながら、該タンク又は冷却パネルから氷スラリー中のブラインのみを製氷機に回収することによって、該タンク又は冷却パネル中の氷スラリーの氷充填率を徐々に増加させる。これによって、高ＩＰＦを可能とする。
【００１３】
本発明者等は、該タンク又は冷却パネル内の氷スラリーのＩＰＦが増加してくると、大気開放弁から空気が流入し、高ＩＰＦに達した場合、該空気が該タンク又は冷却パネルの底部に達し、瞬間的に液分がなくなり、大気圧以下になる時があることを見出した。この状態を液圧計で検出することにより、目標ＩＰＦとなった時を判定することができる。
【００１４】
また、本発明者等は、大気開放弁から流入した空気がブライン回収ヘッダ及びブライン回収管を経由することにより、ブライン回収ポンプの吸入圧力が低下する傾向にあることを見出した。そのため、ブライン回収ポンプの吸入圧力が予め設定された設定値まで低下したときに、該タンク又は冷却パネル内の氷スラリーが目標ＩＰＦに到達したと判定することができる。
ブライン回収ポンプの吸入圧力の設定値は、ブライン回収管の構造によって異なるため、理論的な予測は難しいが、試運転等によって確認することによって、正確な設定値を決定することができる。
【００１５】
該タンク又は冷却パネル内のＩＰＦが増加するに従い、ブライン回収系統の含水率が低下する。含水率の低下によってブライン濃度が増加し、ブライン濃度の増加によってブライン凍結温度が低下する傾向にある。この性質を利用し、ブライン回収管を流れる回収ブラインの温度が予め設定された設定値まで低下したときをもって目標ＩＰＦに達したと判定することができる。これらの検出値に基づいて、目標ＩＰＦへの到達時を正確に判定することができる。回収ブラインの温度の設定値は、目標ＩＰＦから製氷量及び製氷時間を算出し、試運転等によりその製氷時間に対する回収ブラインの温度を確認することにより、正確な設定値を決定することができる。
【００１６】
第１の本発明方法において、好ましくは、前記液圧値又は吸入圧力値と共に、ブライン回収管に回収されたブラインの温度が夫々設定範囲に低下したときに、該タンク又は冷却パネル内の氷スラリーが目標氷充填率に到達したと判定して氷スラリーの充填動作を終了するようにするとよい。
【００１７】
また、第２の本発明の氷スラリー充填方法は、
製氷機で製造された氷水からなる氷スラリーを一旦貯蔵タンクに貯蔵し、該貯蔵タンクに接続された循環管に循環させて含氷率を高めた氷スラリーを熱負荷に冷熱を与えるタンク又は内部空間を有する冷却パネルに充填する氷スラリーの充填方法において、
該タンク又は冷却パネルの内部を大気開放弁を介して大気に開放した状態で、前記循環管から目標とする氷充填率より低い含氷率の氷スラリーを該タンク又は冷却パネルに充填すると共に、該タンク又は冷却パネルから氷スラリー中のブラインのみを循環管に回収することによって、該タンク又はパネル中の氷スラリーの氷充填率を徐々に増加させ、
該タンク若しくは冷却パネルの低部近傍の液圧値又は該タンク若しくは冷却パネルの底部近傍からブラインのみを回収するブライン回収管に介設されたブライン回収ポンプの吸入圧力値が設定値まで低下したときに、該タンク又は冷却パネル内の氷スラリーが目標氷充填率に到達したと判定して氷スラリーの充填動作を終了するようにしたものである。
【００１８】
そして、前記第２の本発明方法を実施するための第２の本発明の氷スラリー充填装置は、
製氷機で製造された氷水からなる氷スラリーを一旦貯蔵タンクに貯蔵し、該貯蔵タンクに接続された循環管に循環させて含氷率を高めた氷スラリーを熱負荷に冷熱を与えるタンク又は内部空間を有する冷却パネルに充填する氷スラリーの充填装置において、
該循環管の氷スラリーを該タンク又は冷却パネルに供給する氷スラリー供給管、該タンク又は冷却パネル内の底面近傍に設けられたブライン回収ヘッダ、及び該ブライン回収ヘッダで回収されたブラインを循環管に回収するブライン回収管と、
該タンク又は冷却パネルの上部に設けられた大気開放弁、該タンク又は冷却パネルの底部近傍に設けられた液圧計又は該ブライン回収管に介設されたブライン回収ポンプの吸入圧力を検知する圧力センサと、を備え、
該タンク又は冷却パネルの内部を大気開放弁を介して大気に開放した状態で、該タンク又は冷却パネルへの氷スラリーの供給とブラインの回収を行なって該タンク又は冷却パネル内の氷スラリーの氷充填率を漸増させ、液圧計又は圧力センサの検出値が設定値まで低下したときに、該タンク又は冷却パネル内の氷スラリーが目標氷充填率に到達したと判定して氷スラリーの充填動作を終了するように構成したものである。
【００１９】
第２の本発明方法及び装置は、製氷機で製造した氷スラリーを一旦貯蔵タンクに貯蔵し、貯蔵タンクに接続された循環管に循環させて含氷率を高めた氷スラリーを熱負荷に冷熱を与えるタンク又は内部空間を有する冷却パネルに充填する場合に適用されるものである。
この場合、最初から高含氷率の氷スラリーを該タンク又は冷却パネルに充填できるので、第１の本発明と比べて、充填時間を短縮することができる。
【００２０】
第２の本発明方法及び装置では、循環管に複数の氷スラリー供給管及び複数のブライン回収管を設けて、該循環管から複数のタンク又は冷却パネルへの氷スラリーの供給とブラインの回収を同時に行なうことができる。この場合、各タンク又は冷却パネルに設けられた液面レベルセンサにより各タンク又は冷却パネルの液面レベルを設定範囲に保持しながら氷スラリーの充填動作を行なうようにするとよい。これによって、該タンク又は冷却パネルから氷スラリーがオーバーフローすることもなく、高ＩＰＦ充填が可能になる。
【００２１】
第１及び第２の本発明装置において、熱負荷に冷熱を与えた後の回収ブラインを該タンク又は冷却パネル内に貯留された氷スラリーの液面に散布するように構成するとよい。これによって、氷スラリー液面の氷を解氷し、解氷による熱交換で回収ブラインを再び低温とすることができ、該低温ブラインを熱負荷との熱交換に供給することができる。
【００２２】
また、第１及び第２の本発明装置において、氷スラリー供給口を前記タンク又は冷却パネルの一側壁に設け、液圧計を該側壁に対向した側壁の近傍に設けるようにするとよい。本発明者等は、多くの実験を重ね、該タンク又は冷却パネルの底部近傍で氷スラリー供給口と離れた該対向側壁の近傍に設けた液圧計の液圧値が氷スラリーのＩＰＦに緊密に対応することを見出した。そのため、液圧計を該場所に設けることによって、目標ＩＰＦを正確に判定することができることを見出した。
【００２３】
また、第１及び第２の本発明装置において、ブライン回収ヘッダの周囲を氷粒を分離可能なメッシュ度を有するスクリーンで該ブライン回収ヘッダの外周面と間隔を開けて同心状に覆い、ブライン回収ヘッダ近傍のタンク又は冷却パネルの壁面に氷スラリー供給口をブライン回収ヘッダに向けて開口し、氷スラリー供給口から流入した氷スラリーの流れによって該スクリーンに堆積した氷粒を飛散させるように構成するとよい。これによって、氷粒の堆積による該スクリーンの目詰まりを防止することができる。
【００２４】
前記構成に加えて、ブライン回収ヘッダに氷スラリー中のブラインを流入させる細孔をブライン回収ヘッダ周面のうち少なくとも互いに対向する２つの領域に穿設するとよい。このように、２つの領域に細孔を配置することにより、ブライン回収ヘッダに流入する回収ブラインが一方の細孔に偏流するのを防止し、ブライン回収ヘッダでの氷粒による閉塞を防止することができる。
【発明の効果】
【００２５】
第１の本発明方法及び装置によれば、簡略化された装備で、かつ簡潔な制御で氷スラリーの高ＩＰＦ充填を可能にすると共に、簡易な手段で目標ＩＰＦとなる時点を外部から正確に検知できるため、高価な質量流量計を設ける必要がなく、低コストで充填動作を自動化することができる。
【００２６】
また、第２の本発明方法及び装置によれば、前記作用効果に加えて、複数のタンク又は冷却パネルに同時に氷スラリーを供給可能であると共に、最初から高含氷率の氷スラリーを供給できるため、充填時間を短縮することができる。
第１及び第２の本発明は、保冷車又は冷凍冷蔵車等の車両の保冷、冷蔵、冷凍に適用できるだけでなく、居室、非居室等の冷房、保冷庫の保冷、冷蔵、冷凍等にも広く適用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではない。
【００２８】
（実施形態１）
第１の本発明の一実施形態を図１〜図６に基づいて説明する。図１は本実施形態に係る氷スラリー充填装置の全体構成図、図２は氷スラリーを充填するタンクの正面図、図３は同じく左側面図、図４は同じく右側面図である。
【００２９】
図１〜４において、冷凍機ユニット１０及び製氷機２０が設置され、冷凍機ユニット１０と製氷機２０間には循環管１１が架設されている。循環管１１に冷媒が循環し、製氷機２０で冷媒の冷熱によりブラインを製氷している。製氷機２０では含氷率が約５重量％程度の氷スラリーを製造している。製氷機２０で製造された氷スラリーは、一旦タンク３０に送られ、タンク３０に貯留される。氷スラリーは後述するタンク３０のブライン回収ヘッダ３２で氷粒と低温ブラインとが分離され、低温ブラインは熱負荷側熱交換器４０に送られ、熱負荷側熱交換器４０で熱負荷と熱交換して熱負荷に冷熱を与える。
【００３０】
タンク３０の一側面には氷スラリー供給口３１が設けられ、氷スラリー供給口３１と製氷機２０とは氷スラリー供給管２１によって接続されている。製氷機２０で製造された氷スラリーは氷スラリー供給管２１を介してタンク３０に送られる。タンク３０内の底部には、底面近傍に沿って水平方向にブライン回収ヘッダ３２が配置されている。ブライン回収ヘッダ３２は中空の円筒形状をなし、左右側の周壁に一列に多数の細孔３２１が穿設されている。
【００３１】
ブライン回収ヘッダ３２の外周側には、氷スラリー中の氷粒を分離可能なメッシュ度（例えば４０メッシュ）を有する２巻き張りの金網３２２がブライン回収ヘッダ３２の外周との間に間隔を置いて同心状に配置されている。ブライン回収ヘッダ３２の左右端部は、タンク３０の側壁に接続され、該接続部のタンク側壁にブライン送り口３２３とブライン回収口３２４とが穿設されている。ブライン送り口３２３はブライン送り管４１に接続し、ブライン回収口３２４は、製氷機２０にブラインを回収するブライン回収管２２に接続されている。
【００３２】
ブライン送り管４１には循環ポンプ４３が介設され、ブライン送り管４１を通して氷粒を分離した低温ブラインが熱負荷側熱交換器４０に送られる。熱負荷側熱交換器４０で熱交換した後のブラインは戻り管４２を介してタンク３０に戻される。戻り管４２はタンク３０の上部隔壁に設けられたブライン戻り口３３に接続されている。
【００３３】
タンク３０内の上部には、中空円筒形状をなす散水ヘッダ３４が水平方向に配置されている。散水ヘッダ３４には多数のスプレーノズル３５が間隔を置いて配設されている。スプレーノズル３５のノズル口は貯留される氷スラリーの液面ｌに向けられている。これによって、熱負荷側熱交換器４０で熱交換した後のブラインは、ブライン戻り口３３を経由して散水ヘッダ３４に入り、その後、スプレーノズル３５から氷スラリーの液面に散布される。
【００３４】
ブライン回収管２２には、ブライン回収ポンプ２３、ブライン回収ポンプ２３の吸入圧力を検出する吸入圧力計２４、ブライン回収温度計２５、及び開閉弁２６が介設されている。また、タンク３０の天井面には、タンク３０内を外気に開放可能な大気開放弁３６が設けられ、タンク３０の底部には、タンク内温度計３７が設けられている。また、氷スラリー供給管２１、ブライン送り管４１及びブライン戻り管４２には、夫々開閉弁２７、４４及び４５が介装されている。
【００３５】
図２〜４に示すように、タンク３０の底部において、氷スラリー供給口３１は、ブライン回収ヘッダ３２と同一高さに配置され、ブライン送り口３２３の近傍に並設されている。そして、氷スラリー供給口３１はブライン回収口３２４とは、互いにタンク３０の相対する側面壁に離れて配置されている。
【００３６】
かかる構成を有する本実施形態において、タンク３０への充填方法は、充填開始時は運転ボタンを押すか、あるいはタンク３０内の温度上昇により自動運転が開始される。製氷機２０に製造された氷スラリーは、５重量％程度の含氷率を有するが、この氷スラリーがタンク３０の氷スラリー供給口３１からタンク３０内に流入する付近の氷スラリーの挙動を図５に基づいて説明する。図５はタンク３０内での氷スラリーの挙動を示す平面視説明図である。図５において、氷スラリーｄ１は、タンク３０内で周囲の氷スラリーと氷粒ｉが圧密されて、含氷率の高い氷スラリーｄ２を形成する。
【００３７】
一方で、ブライン回収ヘッダ３２の周囲に配置された金網３２２で氷スラリーｄ１からブラインｂのみが分離される。金網３２２の内側に流入したブラインｂは、含氷率が低くほとんど氷粒ｉを含まない。ブラインｂはさらにブライン回収ヘッダ３２の両側面に設けられた細孔３２１からブライン回収ヘッダ３２内に流入する。そして、ブライン回収口３２４を介してブライン回収管２２に回収される。
【００３８】
このようにして、製氷機２０からタンク３０に氷スラリーｄ１が供給されると共に、ブライン回収ヘッダ３２からブラインｂのみが製氷機２０に回収されるので、タンク３０内の氷スラリーｄのＩＰＦは徐々に増加する。これによって、タンク３０内に貯留する氷スラリーｄのＩＰＦを高めることができるので、氷粒ｉの潜熱を利用して冷却能力を高めることができる。
【００３９】
例えば、タンク３０に含氷率０％のブラインが１００ｋｇあり、ここからタンク３０内のＩＰＦを４０重量％（タンク３０内氷量４０ｋｇ）にする運転を行なう場合の充填時間を以下に説明する。例えば含氷率５重量％程度の氷スラリーを１００ｋｇ／分で供給する場合、氷は５ｋｇ／分でタンク３０に供給される。そして、含氷率０％のブラインを１００ｋｇ／分で回収する運転では、タンク３０内の氷量は５ｋｇ／分で増加するため、８分で４０ｋｇとなり、８分でタンク３０内のＩＰＦ４０重量％を達成する。
【００４０】
ただし、実際に必要な時間は、氷スラリー供給管２１、タンク３０、ブライン回収管２２及び製氷機２０内のブラインを氷スラリーとする温度まで冷却する時間も加算されるため、８分以上の充填時間を必要とする。
【００４１】
本実施形態では、氷スラリー供給口３１を横向きに配置している。このように、氷スラリー供給口３１を１個とし、氷スラリー供給口３１を通過する氷スラリーｄ１の流速を１〜２ｍ／秒とし、かつ氷スラリーｄ１をタンク３０内に横向きに噴き出させることによって、氷スラリーの停滞や貯氷の偏りを防止できて、高ＩＰＦを可能とする。
【００４２】
また、ブライン回収ヘッダ３２内のブラインの流速を１ｍ／秒程度とし、細孔３２１を通過するブラインの流速を０．３〜０．４ｍ／秒とし、細孔３２１をブライン回収ヘッダ３２の両側面の２領域に形成し、ブライン回収ヘッダ３２の周囲に２巻き張りの金網３２２を配置することにより、氷の停滞や貯氷の偏りが発生せず、高ＩＰＦを容易に達成することができる。
【００４３】
また、本実施形態では、図５に示すように、金網３２２の面に沿って氷スラリーｄ１が流入するように氷スラリー供給口３１を配置したので、流入した氷スラリーｄ１が金網３２２上の氷粒ｉを飛散させ、金網３２２に閉塞を防止する効果をもつ。
【００４４】
本実施形態では、大気開放弁３６を開放した状態でタンク３０への氷スラリーの供給とブラインｂの製氷機２０への回収を行なう。タンク３０に貯留した氷スラリーｄが高ＩＰＦに達した時、大気開放弁３６からタンク３０内に空気が流入し、該空気がブライン回収ヘッダ３２及びブライン回収口３２４を経て、ブライン回収管２２に到達する。そして、ブライン回収ポンプ２３の吸入圧力を低下させる。
【００４５】
また、高ＩＰＦになるにつれて、ブライン回収管２２を流れるブラインｂの含水率が低下し、濃度が増加し、ブライン凍結温度が低下する。本実施形態では、ブライン回収ポンプ２３の吸入圧力計２４によりブライン回収ポンプ２３の吸入圧力を検出し、かつブライン回収温度計２５によりブライン回収管２２を流れるブラインｂの温度を検出し、これらの検出値が予め設定された設定値に達した時をもって、高ＩＰＦ到達時点を判定することができる。
【００４６】
なお、ブライン回収温度計２５の設定値は、目標とするＩＰＦから製氷量及び製氷時間を算出し、試運転等でその製氷時間に対する回収ブラインの温度値を確認し決定した方が確実である。また、ブライン回収ポンプ２３の吸入圧力の設定値は、ブライン回収管２２の構造及び施行状況によるため、理論的な予測が難しいが、施行後の試運転等によって確認し決定した方が確実である。
【００４７】
図６は、タンク３０内への氷スラリー充填時における、ブライン回収温度計２５の検出値（曲線ト）、吸入圧力計２４の検出値（曲線チ）、及びタンク３０内氷スラリーｄのＩＰＦ（曲線ニ）等の経時変化を示す。なお、タンク３０内のブライン量は約１００ｋｇ、氷スラリー供給流量及びブライン回収流量が３０ｋｇ／分、充填完了時のＩＰＦが約４０重量％である。タンク３０内への氷スラリー充填完了時は、ブライン回収温度（曲線ト）及びブライン回収ポンプ２３の吸入圧力（曲線チ）が低下する傾向が見られる。
【００４８】
従って、目標とするＩＰＦに対応するこれらの値の設定値を予め設定しておき、これらの値が該設定値に到達した時をもって充填完了時と判定することができる。そのため、充填運転の自動化が可能となる。タンク３０は通常透明壁ではなく、保冷のため断熱材で覆っていることもある。そのため、タンク３０内を目視することができず、氷スラリーの充填状況をオンラインで検知するのは容易ではなく、運転の自動化も困難であった。本実施形態によって、運転の自動停止が可能となる。さらに、本実施形態によれば、質量流量計等の効果な検知器を必要とせず、低コストで自動化することができる。
【００４９】
また、本実施形態によれば、熱負荷側熱交換器４０で熱交換された後の昇温されたブラインｂは、タンク３０に戻って散水ヘッダ３４及びスプレーノズル３５により氷スラリーｄの液面ｌに均一に散布される。これによって、液面の氷スラリーを解氷し、解氷による熱交換で再び低温のブラインとなるため、低温となったブラインを熱負荷との熱交換用ブラインとして使用することができる。
【００５０】
なお、本実施形態では、氷スラリーｄの液中にブライン回収ヘッダ３２以外のものを設けていない。タンク３０内にリブ等があると、氷スラリーの充填時にそれらに氷粒が引っ掛かり、液面まで氷粒が浮上しないため、高ＩＰＦに達しない。さらに、氷粒の引っ掛かりは時間経過と共に氷塊化するため、熱負荷側熱交換器４０で昇温されたブラインをタンク３０内の氷スラリー液面に散布しても該氷塊を解氷することができない。そのため、氷塊が残っているにも拘らず、熱負荷側熱交換器４０へのブライン送り温度は上昇し、熱負荷を冷却できない。従って、氷スラリーｄの液中にブライン回収ヘッダ３２以外のものを設けないようにすることが望ましい。
【００５１】
熱負荷側熱交換器４０は、居室等の空気を熱交換する熱交換器（エアクーラ）であってもよく、あるいは液体を冷却する熱交換器（例えば、プレート熱交換器、シェルアンドチューブ熱交換器等）であってもよい。また、タンク３０は、保冷車に搭載された氷スラリー貯留タンクであってもよい。
【００５２】
（実施形態２）
次に前記第１実施形態の変形例を図７に基づいて説明する。図７は、陸上に設けられた製氷機２０で製造した氷スラリーｄを保冷車の荷室に設置された冷却パネルに充填する場合を示す模式図である。なお、図７において、前記第１実施形態と同一の符号を付した部材又は機器は第１実施形態と同一の部材又は機器であることを意味する。
【００５３】
図７において、保冷車５０の荷室５１内の天井面には、内部に潜熱蓄冷材を供給可能な空間を有する冷却パネル５２が装着されている。製氷機２０に接続された氷スラリー供給管２１は、接続部５３で冷却パネル５２に接続された氷スラリー送り管５４に接続されると共に、ブライン回収ポンプ２３が介設されたブライン回収管２２は、接続部５３で冷却パネル５２に接続された氷スラリー戻り管５５に接続される。
【００５４】
接続部５３では、カプラ５３ａによって接続及び切り離し可能となっており、かつ保冷車５０側及び地上側の配管に自動開閉弁５３ｂが装着されて、管２１，２２及び５４，５５を接続時に自動開放し、切り離し時に自動閉鎖するように構成されている。
本実施形態は、第１実施形態のタンク３０に代えて、保冷車５０に装着された冷却パネル５２に氷スラリーｄを充填するようにしたものである。このように、本発明は、保冷車５０の荷室５１に装着された冷却パネル５２に氷スラリーｄを充填する場合にも適用可能である。
【００５５】
（実施形態３）
次に第２の本発明の一実施形態を図８〜図１０に基づいて説明する。図８は本実施形態に係る氷スラリー充填装置の全体構成図である。図８において、前記第１実施形態の部材又は機器と同一の符号を付した部材又は機器は同一の構成を有するものであるので、それらの説明を省略する。
図８において、製氷機２０で製造された氷スラリーは送り管２０ａから貯蔵タンク６０に送られる。そして、貯蔵タンク６０内のブラインがブライン循環ポンプ２０ｃを介装された戻り管２０ｂを通して製氷機２０に戻される。
【００５６】
このようにして、貯蔵タンク６０内では徐々に氷粒が蓄積され、含氷率が高い氷スラリーが形成されていく。貯蔵タンク６０には氷スラリー循環管６１が接続され、循環ポンプ６２により氷スラリー循環管６１内を氷スラリーが常時循環されている。氷スラリー循環管６１には、含氷率センサ６３と三方弁６４が介設されている。三方弁６４と貯蔵タンク６０との間では、三方弁６４と高さが異なる氷取出口６０ａ及びブライン取出口６０ｂとが接続されている。
【００５７】
氷取出口６０ａ又はブライン取出口６０ｂからはその高さの違いから含氷率が異なる氷スラリーを取り出すことができる。従って、両取出口からの氷スラリーの流量を調整することにより、氷スラリー循環管６１を循環する氷スラリーの含氷率を調整することができる。そして、含氷率センサ６３で氷スラリー循環管６１内の含氷率を検出し、その検出値をフィードバックさせて、三方弁６４にて循環管６１を流れる氷スラリーの含氷率が１５〜２５重量％となるように制御されている。
【００５８】
氷スラリー循環管６１には、夫々氷スラリーを充填するタンク３０の数に見合う数の接続口を有する氷スラリー供給ヘッダ６５及びブライン回収ヘッダ６６が設けられている。氷スラリー供給ヘッダ６５のひとつの接続口６５ａにタンク３０のひとつに氷スラリーを供給する氷スラリー供給管２１が接続され、氷スラリー供給管２１には氷スラリー供給ポンプ６７及び充填三方弁６８が介装されている。三方弁６８で氷スラリー供給管２１から分岐したバイパス管６９がブライン回収管２２に接続されている。
【００５９】
また、夫々のタンク３０には、高液面レベルＨを検出する液面高検知センサ７１と、低液面レベルＬを検出する液面低検知センサ７２とが設置されている。また、アース７３が設けられると共に、タンク底面にはタンク内液面差圧計７４が設けられ、タンク底部での氷スラリーの液圧を検出可能となっている。
【００６０】
かかる構成の本実施形態において、タンク３０へ氷スラリー循環管６１から氷スラリーを充填する場合には、氷スラリー供給ヘッダ６５から供給ポンプ６７により氷スラリー供給管２１に氷スラリーｄが供給される。そして、氷スラリーｄは、氷スラリー供給管２１から氷スラリー供給口３１を介してタンク３０内に供給される。一方、ブライン回収ポンプ２３でブライン回収ヘッダ３２及びブライン回収口３２４を介して氷粒がほとんど混入していないブラインｂが氷スラリー循環管６１のブライン回収ヘッダ６６に回収される。
【００６１】
これにより、時間経過と共にタンク３０内のＩＰＦが増加し、高ＩＰＦの充填が可能となる。例えば、タンク３０内に含氷率０％のブラインが１００ｋｇあり、タンク３０内のＩＰＦを４０重量％（タンク３０内氷量４０ｋｇ）としたい場合、含氷率２０重量％程度の氷スラリーを１００ｋｇ／分でタンク３０に供給し、即ち氷量が２０ｋｇ／分でタンク３０内に供給され、含氷率０％のブラインが１００ｋｇ／分でタンク３０から回収される運転では、タンク３０内の氷量は２０ｋｇ／分の割合で増加し、２分で４０ｋｇとなり、ＩＰＦ４０重量％を達成する。
【００６２】
従って、前記第１実施形態の場合よりも充填時間を短縮することができる。なお、実際に必要な充填時間は、氷スラリー供給管２１、タンク３０及びブライン回収管２２のブラインを氷スラリーが形成される温度まで冷却する時間を加算する必要がある。しかし、前記第１実施形態のように、製氷機２０に貯留されたブラインを考慮する必要はなくなるので、その分充填時間を短縮することができる。
【００６３】
タンク３０への充填方法は、充填開始時は運転ボタンを押すか、あるいはタンク３０内の温度上昇により自動運転が開始される。運転開始と同時に充填三方弁６８がｘ方向に開き、以下の制御で氷スラリーが充填される。充填中は大気開放弁３６を開放しておく。
【００６４】
液面高検知センサ７１に氷スラリーｄの液面レベルがある場合、即ち高液面レベルＨの場合、ブライン回収ポンプ２３のみ運転する。そして、ブラインの回収により液面低検知センサ７２に液面レベルが達した場合、即ち低液面レベルＬとなった時点でブライン回収ポンプ２３を停止し、代わりに氷スラリー供給ポンプ６７を稼動させる。氷スラリーの供給により液面高検知センサ７１に液面レベルが達した時点、即ち高液面レベルＨとなった時点で、氷スラリー供給ポンプ６７を停止し、代わりにブライン回収ポンプ２３を稼動させる。
なお、氷スラリー供給ポンプ６７を停止する代わりに、充填三方弁６８を操作して氷スラリーをｙ方向に、即ちバイパス管６９に流すようにしてもよい。
【００６５】
高液面レベルＨより低い液面の場合は、氷スラリー供給ポンプ６７のみ稼動させる。そして、氷スラリーの供給により高液面レベルＨに達した時点で氷スラリー供給ポンプ６７を停止し、代わりにブライン回収ポンプ２３を稼動させる。ブラインの回収により低液面レベルＬに達した時点でブライン回収ポンプ２３を停止させ、代わりに氷スラリー供給ポンプ６７を稼動させる。
【００６６】
このようにして、氷スラリーの充填中は、液面高検知センサ７１及び液面低検知センサ７２の液面検知により、氷スラリー供給ポンプ６７及びブライン回収ポンプ２３の運転と停止を繰り返す。これによって、タンク３０から氷スラリーｄがオーバーフローすることなく、タンク３０内の氷スラリー量を増加させ、ＩＰＦを増加させることができる。
【００６７】
なお、氷スラリーの充填時に、熱負荷側熱交換器４０へのブライン循環運転を同時に実施した場合には、充填時の液面レベル制御に必要な液面高検知センサ７１及び液面低検知センサ７２に、散水ヘッダ３４及びスプレーノズル３５から散布されたブラインが常時接触する。このため、液面レベルが高液面レベルＨにあると誤検知され、この誤検知によりブライン回収ポンプ２３のみの運転となり、タンク３０内の液量が低下することになる。
この誤動作を防止するために、液面高検知センサ７１及び液面低検知センサ７２の液面検知部以外の部分に絶縁カバー等を被覆しておくとよい。
【００６８】
充填完了時は、タンク内液面差圧計７４及びブライン回収ポンプ２３の吸入圧力計２４の検出値が予め設定された設定値まで低下した時に、目標となるＩＰＦに達したと判定して、氷スラリー供給ポンプ６７及びブライン回収ポンプ２３を自動停止させ、充填三方弁６８をｙ方向に開く。前記第１実施形態では、ブライン回収温度計２５の検出値を元に自動停止させたが、本実施形態では有効ではない。なぜなら、すでに貯蔵タンク６０でブラインの濃度増加によるブライン凍結温度の低下が発生しているからである。
【００６９】
以下、本実施形態の充填完了時の自動停止方法を説明する。タンク３０内が高ＩＰＦに達した場合、ブライン回収ポンプ２３の稼動により大気開放弁３６からタンク３０内に空気が流入し、ブライン回収口３２４付近が大気圧以下になる。即ち、瞬間的に液がなくなった状態をタンク内液面差圧計７４で検知することで、充填完了時を判定することができる。タンク内液面差圧計７４の検出値が予め設定された設定値まで低下した時を目標とするＩＰＦに達した時と判定して自動停止させる。
【００７０】
また、前記第１実施形態と同様に、ブライン回収ポンプ２３の吸入圧力が予め設定された設定値まで低下した時をもってタンク３０内の氷スラリーが目標とするＩＰＦに達したと判定する。
【００７１】
図９は、タンク３０への氷スラリー充填時における、氷スラリー供給流量、ブライン回収流量、タンク内液面差圧、ブライン回収ポンプ２３の吸入圧力、タンク３０内の氷スラリーＩＰＦ等の経時変化を示す線図である。タンク３０内のブライン量は約１００ｋｇ、氷スラリー供給流量は２０ｋｇ／分、ブライン回収流量が３０ｋｇ／分、充填完了の目標ＩＰＦが約５０重量％の場合の実験データである。
【００７２】
図９から、タンク３０内の氷スラリー充填完了時は、タンク内液面差圧（曲線リ）及びブライン回収ポンプ２３の吸入圧力（曲線チ）が低下していることがわかる。従って、これらの値について予め設定値を決めておき、これらの検出値が該設定値まで低下した時をもって目標ＩＰＦに達したと判定することができる。これによって、充填装置の自動停止が可能となる。
【００７３】
氷スラリー供給ポンプ６７及びブライン回収ポンプ２３はタンク３０内の氷スラリーｄの液面レベルｌの調整のため、交互に稼動又は停止を繰り返している。そのため、回収流量曲線ホは、３０ｋｇ／分と０ｋｇ／分の繰り返しを示している。しかし、氷スラリーの供給は、氷スラリー供給ポンプ６７が停止している時でも、大型の貯蔵タンク６０の液位がタンク３０より高いので、その落差により氷スラリーの供給が継続されている。従って、氷スラリー供給ポンプ６７が停止した時でも２０ｋｇ／分の氷スラリーが供給されている。
【００７４】
図１０は、タンク３０内への氷スラリー充填時における、液面差圧３箇所の経時変化を示す線図である。図から、タンク内液面差圧計７４の設置箇所は、タンク３０内のブライン回収口３２４付近の底面又は側面が良いことがわかる。氷スラリー供給口３１付近の底面又は側面は、液面差圧の変化がほとんどなく、タンク３０の中央底面は、ブライン回収口３２４よりも早く液面低下が発生する傾向にあり、これをもって充填完了時を判定することはできない。
【００７５】
本実施形態によれば、貯蔵タンク６０内で高ＩＰＦの氷スラリーを形成した後、タンク３０に高ＩＰＦの氷スラリーを充填できるので、充填時間を短縮することができる。また、貯蔵タンク６０に氷スラリー循環管６１を接続したことにより、複数のタンク３０に同時に氷スラリーを供給することができる。
【００７６】
また、タンク内液面差圧計７４の検出値及びブライン回収ポンプ２３の吸入圧力検出値を予め設定した設定値と比較することで充填完了時点を判定することができるので、充填装置の自動停止が可能となる。なお、タンク内液面差圧計７４はブライン回収口３２４付近のタンク底面に配置しているので、タンク内液面差圧計７４の検出値で氷スラリーの充填完了時点を正確に判定することができる。
【００７７】
なお、本実施形態では、複数のタンク３０に氷スラリーを充填しているが、図７に示すような、複数の保冷車の荷室に装着された冷却パネルに同時に氷スラリーを充填することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明によれば、保冷車又は保冷庫、又はその他の空間の保冷、冷蔵又は冷凍等のために、タンク又は内部空間を有する冷却パネルに氷スラリーからなる潜熱蓄冷材を充填する際に、簡略化された装備で、かつ簡潔な制御で高ＩＰＦ充填を可能とし、かつ低コストで充填動作の自動化を可能とする。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】第１の本発明の一実施形態に係る氷スラリー充填装置の全体構成図である。
【図２】前記実施形態に係るタンク３０の正面図である。
【図３】前記実施形態に係るタンク３０の左側面図である。
【図４】前記実施形態に係るタンク３０の右側面図である。
【図５】前記実施形態でタンク３０内での氷スラリーの挙動を示す平面視説明図である。
【図６】前記実施形態で氷スラリー充填時の各検出値を示す線図である。
【図７】前記実施形態の変形例に係る氷スラリー充填装置の全体構成図である。
【図８】第２の本発明の一実施形態に係る氷スラリー充填装置の全体構成図である。
【図９】図８の実施形態で氷スラリー充填時の各検出値を示す線図である。
【図１０】図８の実施形態でタンク内液面差圧の実験データを示す線図である。
【符号の説明】
【００８０】
２０ 製氷機
２１ 氷スラリー供給管
２２ ブライン回収管
２３ ブライン回収ポンプ
２４ 吸入圧力計
２５ ブライン回収温度計
３０ タンク
３１ 氷スラリー供給口
３２ ブライン回収ヘッダ
３４ 散水ヘッダ
３５ スプレーノズル
３６ 大気開放弁
４０ 熱負荷側熱交換器
５２ 冷却パネル
６０ 貯蔵タンク
６１ 循環管
７４ タンク内液面差圧計
３２１ 細孔
３２２ 金網（スクリーン）
ｂ ブライン
ｄ、ｄ１、ｄ２ 氷スラリー
ｌ 氷スラリー液面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
製氷機で製造された氷水からなる氷スラリーを熱負荷に冷熱を与えるタンク又は内部空間を有する冷却パネルに充填する氷スラリーの充填方法において、
該タンク又は冷却パネルの内部を大気開放弁を介して大気に開放した状態で、目標とする氷充填率より低い含氷率の氷スラリーを製氷機から該タンク又は冷却パネルに充填すると共に、該タンク又は冷却パネルから氷スラリー中のブラインのみを製氷機に回収することによって、該タンク又は冷却パネル中の氷スラリーの氷充填率を徐々に増加させ、
該タンク若しくは冷却パネルの低部近傍の液圧値又は該タンク若しくは冷却パネルの底部近傍からブラインのみを回収するブライン回収管に介設されたブライン回収ポンプの吸入圧力値又は該ブライン回収管を流れるブラインの温度値が設定値まで低下したときに、該タンク又は冷却パネル内の氷スラリーが目標氷充填率に到達したと判定して氷スラリーの充填動作を終了するようにしたことを特徴とする氷スラリー充填方法。
【請求項２】
前記液圧値又は吸入圧力値と共に、前記ブライン回収管に回収されたブラインの温度が夫々設定範囲に低下したときに、前記タンク又は冷却パネル内の氷スラリーが目標氷充填率に到達したと判定して氷スラリーの充填動作を終了するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の氷スラリー充填方法。
【請求項３】
製氷機で製造された氷水からなる氷スラリーを一旦貯蔵タンクに貯蔵し、該貯蔵タンクに接続された循環管に循環させて含氷率を高めた氷スラリーを熱負荷に冷熱を与えるタンク又は内部空間を有する冷却パネルに充填する氷スラリーの充填方法において、
該タンク又は冷却パネルの内部を大気開放弁を介して大気に開放した状態で、前記循環管から目標とする氷充填率より低い含氷率の氷スラリーを該タンク又は冷却パネルに充填すると共に、該タンク又は冷却パネルから氷スラリー中のブラインのみを循環管に回収することによって、該タンク又はパネル中の氷スラリーの氷充填率を徐々に増加させ、
該タンク若しくは冷却パネルの低部近傍の液圧値又は該タンク若しくは冷却パネルの底部近傍からブラインのみを回収するブライン回収管に介設されたブライン回収ポンプの吸入圧力値が設定値まで低下したときに、該タンク又は冷却パネル内の氷スラリーが目標氷充填率に到達したと判定して氷スラリーの充填動作を終了するようにしたことを特徴とする氷スラリー充填方法。
【請求項４】
前記循環管に複数の氷スラリー供給管及び複数のブライン回収管を設けて、該循環管から複数のタンク又は冷却パネルへの氷スラリーの供給とブラインの回収を同時に行ない、
各タンク又は冷却パネルに設けられた液面レベルセンサにより各タンク又は冷却パネルの液面レベルを設定範囲に保持しながら氷スラリーの充填動作を行なうようにしたことを特徴とする請求項３に記載の氷スラリー充填方法。
【請求項５】
製氷機で製造された氷水からなる氷スラリーを熱負荷に冷熱を与えるタンク又は内部空間を有する冷却パネルに充填する氷スラリーの充填装置において、
製氷機で製造された氷スラリーを該タンク又は冷却パネルに供給する氷スラリー供給管、該タンク又は冷却パネルの底部近傍に設けられたブライン回収ヘッダ、及び該ブライン回収ヘッダで回収されたブラインを製氷機に回収するブライン回収管と、
該タンク又は冷却パネルの上部に設けられた大気開放弁、及び該タンク若しくは冷却パネルの底部近傍に設けられた液圧計又は該ブライン回収管に介設された回収ポンプの吸入圧力を検知する圧力センサ又は該ブライン回収管に介設された温度センサを備え、
該タンク又は冷却パネルの内部を大気開放弁を介して大気に開放した状態で、該タンク又は冷却パネルへの氷スラリーの供給とブラインの回収を行なって該タンク又は冷却パネル内の氷スラリーの氷充填率を漸増させ、温度センサ又は圧力センサの検出値が設定値まで低下したときに、該タンク又は冷却パネル内の氷スラリーが目標氷充填率に到達したと判定して氷スラリーの充填動作を終了するように構成したことを特徴とする氷スラリー充填装置。
【請求項６】
製氷機で製造された氷水からなる氷スラリーを一旦貯蔵タンクに貯蔵し、該貯蔵タンクに接続された循環管に循環させて含氷率を高めた氷スラリーを熱負荷に冷熱を与えるタンク又は内部空間を有する冷却パネルに充填する氷スラリーの充填装置において、
該循環管の氷スラリーを該タンク又は冷却パネルに供給する氷スラリー供給管、該タンク又は冷却パネル内の底面近傍に設けられたブライン回収ヘッダ、及び該ブライン回収ヘッダで回収されたブラインを循環管に回収するブライン回収管と、
該タンク又は冷却パネルの上部に設けられた大気開放弁、該タンク若しくは冷却パネルの底部近傍に設けられた液圧計又は該ブライン回収管に介設されたブライン回収ポンプの吸入圧力を検知する圧力センサを備え、
該タンク又は冷却パネルの内部を大気開放弁を介して大気に開放した状態で、該タンク又は冷却パネルへの氷スラリーの供給とブラインの回収を行なって該タンク又は冷却パネル内の氷スラリーの氷充填率を漸増させ、液圧計又は圧力センサの検出値が設定値まで低下したときに、該タンク又は冷却パネル内の氷スラリーが目標氷充填率に到達したと判定して氷スラリーの充填動作を終了するように構成したことを特徴とする氷スラリー充填装置。
【請求項７】
熱負荷に冷熱を与えた後の回収ブラインを該タンク又は冷却パネル内に貯留された氷スラリーの液面に散布するように構成したことを特徴とする請求項５又は６に記載の氷スラリー充填装置。
【請求項８】
氷スラリー供給口を前記タンク又は冷却パネルの一側壁に設け、液圧計を該側壁に対向した側壁の近傍に設けたことを特徴とする請求項５又は６に記載の氷スラリー充填装置。
【請求項９】
前記ブライン回収ヘッダの周囲を氷粒を分離可能なメッシュ度を有するスクリーンで該ブライン回収ヘッダの外周面と間隔を開けて同心状に覆い、
ブライン回収ヘッダ近傍のタンク又は冷却パネルの壁面に氷スラリー供給口をブライン回収ヘッダに向けて開口し、氷スラリー供給口から流入した氷スラリーの流れによって該スクリーンに堆積した氷粒を飛散させるように構成したことを特徴とする請求項５又は６に記載の氷スラリー充填装置。
【請求項１０】
前記ブライン回収ヘッダに氷スラリー中のブラインを流入させる細孔をブライン回収ヘッダ周面のうち少なくとも互いに対向する２つの領域に穿設したことを特徴とする請求項９に記載の氷スラリー充填装置。
【請求項１】
製氷機で製造された氷水からなる氷スラリーを熱負荷に冷熱を与えるタンク又は内部空間を有する冷却パネルに充填する氷スラリーの充填方法において、
該タンク又は冷却パネルの内部を大気開放弁を介して大気に開放した状態で、目標とする氷充填率より低い含氷率の氷スラリーを製氷機から該タンク又は冷却パネルに充填すると共に、該タンク又は冷却パネルから氷スラリー中のブラインのみを製氷機に回収することによって、該タンク又は冷却パネル中の氷スラリーの氷充填率を徐々に増加させ、
該タンク若しくは冷却パネルの低部近傍の液圧値又は該タンク若しくは冷却パネルの底部近傍からブラインのみを回収するブライン回収管に介設されたブライン回収ポンプの吸入圧力値又は該ブライン回収管を流れるブラインの温度値が設定値まで低下したときに、該タンク又は冷却パネル内の氷スラリーが目標氷充填率に到達したと判定して氷スラリーの充填動作を終了するようにしたことを特徴とする氷スラリー充填方法。
【請求項２】
前記液圧値又は吸入圧力値と共に、前記ブライン回収管に回収されたブラインの温度が夫々設定範囲に低下したときに、前記タンク又は冷却パネル内の氷スラリーが目標氷充填率に到達したと判定して氷スラリーの充填動作を終了するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の氷スラリー充填方法。
【請求項３】
製氷機で製造された氷水からなる氷スラリーを一旦貯蔵タンクに貯蔵し、該貯蔵タンクに接続された循環管に循環させて含氷率を高めた氷スラリーを熱負荷に冷熱を与えるタンク又は内部空間を有する冷却パネルに充填する氷スラリーの充填方法において、
該タンク又は冷却パネルの内部を大気開放弁を介して大気に開放した状態で、前記循環管から目標とする氷充填率より低い含氷率の氷スラリーを該タンク又は冷却パネルに充填すると共に、該タンク又は冷却パネルから氷スラリー中のブラインのみを循環管に回収することによって、該タンク又はパネル中の氷スラリーの氷充填率を徐々に増加させ、
該タンク若しくは冷却パネルの低部近傍の液圧値又は該タンク若しくは冷却パネルの底部近傍からブラインのみを回収するブライン回収管に介設されたブライン回収ポンプの吸入圧力値が設定値まで低下したときに、該タンク又は冷却パネル内の氷スラリーが目標氷充填率に到達したと判定して氷スラリーの充填動作を終了するようにしたことを特徴とする氷スラリー充填方法。
【請求項４】
前記循環管に複数の氷スラリー供給管及び複数のブライン回収管を設けて、該循環管から複数のタンク又は冷却パネルへの氷スラリーの供給とブラインの回収を同時に行ない、
各タンク又は冷却パネルに設けられた液面レベルセンサにより各タンク又は冷却パネルの液面レベルを設定範囲に保持しながら氷スラリーの充填動作を行なうようにしたことを特徴とする請求項３に記載の氷スラリー充填方法。
【請求項５】
製氷機で製造された氷水からなる氷スラリーを熱負荷に冷熱を与えるタンク又は内部空間を有する冷却パネルに充填する氷スラリーの充填装置において、
製氷機で製造された氷スラリーを該タンク又は冷却パネルに供給する氷スラリー供給管、該タンク又は冷却パネルの底部近傍に設けられたブライン回収ヘッダ、及び該ブライン回収ヘッダで回収されたブラインを製氷機に回収するブライン回収管と、
該タンク又は冷却パネルの上部に設けられた大気開放弁、及び該タンク若しくは冷却パネルの底部近傍に設けられた液圧計又は該ブライン回収管に介設された回収ポンプの吸入圧力を検知する圧力センサ又は該ブライン回収管に介設された温度センサを備え、
該タンク又は冷却パネルの内部を大気開放弁を介して大気に開放した状態で、該タンク又は冷却パネルへの氷スラリーの供給とブラインの回収を行なって該タンク又は冷却パネル内の氷スラリーの氷充填率を漸増させ、温度センサ又は圧力センサの検出値が設定値まで低下したときに、該タンク又は冷却パネル内の氷スラリーが目標氷充填率に到達したと判定して氷スラリーの充填動作を終了するように構成したことを特徴とする氷スラリー充填装置。
【請求項６】
製氷機で製造された氷水からなる氷スラリーを一旦貯蔵タンクに貯蔵し、該貯蔵タンクに接続された循環管に循環させて含氷率を高めた氷スラリーを熱負荷に冷熱を与えるタンク又は内部空間を有する冷却パネルに充填する氷スラリーの充填装置において、
該循環管の氷スラリーを該タンク又は冷却パネルに供給する氷スラリー供給管、該タンク又は冷却パネル内の底面近傍に設けられたブライン回収ヘッダ、及び該ブライン回収ヘッダで回収されたブラインを循環管に回収するブライン回収管と、
該タンク又は冷却パネルの上部に設けられた大気開放弁、該タンク若しくは冷却パネルの底部近傍に設けられた液圧計又は該ブライン回収管に介設されたブライン回収ポンプの吸入圧力を検知する圧力センサを備え、
該タンク又は冷却パネルの内部を大気開放弁を介して大気に開放した状態で、該タンク又は冷却パネルへの氷スラリーの供給とブラインの回収を行なって該タンク又は冷却パネル内の氷スラリーの氷充填率を漸増させ、液圧計又は圧力センサの検出値が設定値まで低下したときに、該タンク又は冷却パネル内の氷スラリーが目標氷充填率に到達したと判定して氷スラリーの充填動作を終了するように構成したことを特徴とする氷スラリー充填装置。
【請求項７】
熱負荷に冷熱を与えた後の回収ブラインを該タンク又は冷却パネル内に貯留された氷スラリーの液面に散布するように構成したことを特徴とする請求項５又は６に記載の氷スラリー充填装置。
【請求項８】
氷スラリー供給口を前記タンク又は冷却パネルの一側壁に設け、液圧計を該側壁に対向した側壁の近傍に設けたことを特徴とする請求項５又は６に記載の氷スラリー充填装置。
【請求項９】
前記ブライン回収ヘッダの周囲を氷粒を分離可能なメッシュ度を有するスクリーンで該ブライン回収ヘッダの外周面と間隔を開けて同心状に覆い、
ブライン回収ヘッダ近傍のタンク又は冷却パネルの壁面に氷スラリー供給口をブライン回収ヘッダに向けて開口し、氷スラリー供給口から流入した氷スラリーの流れによって該スクリーンに堆積した氷粒を飛散させるように構成したことを特徴とする請求項５又は６に記載の氷スラリー充填装置。
【請求項１０】
前記ブライン回収ヘッダに氷スラリー中のブラインを流入させる細孔をブライン回収ヘッダ周面のうち少なくとも互いに対向する２つの領域に穿設したことを特徴とする請求項９に記載の氷スラリー充填装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００９−１２１７６６（Ｐ２００９−１２１７６６Ａ）
【公開日】平成２１年６月４日（２００９．６．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２９７０８５（Ｐ２００７−２９７０８５）
【出願日】平成１９年１１月１５日（２００７．１１．１５）
【出願人】（０００１４８３５７）株式会社前川製作所 (267)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年６月４日（２００９．６．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１１月１５日（２００７．１１．１５）
【出願人】（０００１４８３５７）株式会社前川製作所 (267)
【Ｆターム（参考）】
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