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JP4960049B2 - Ice concentration meter - Google Patents
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Description

この発明はシャーベットアイスの氷濃度を直接、リアルタイムに計測することが出来る氷濃度計に関するものである。   The present invention relates to an ice concentration meter capable of directly measuring the ice concentration of sherbet ice in real time.

魚介類の鮮度保持用のシャーベットアイス或いは地域冷暖房システムにおける冷房用の熱源として用いられるシャーベットアイス(氷スラリー)においては、シャーベットアイス中の氷濃度が高くなると粘度が大となり、シャーベットアイスを搬送パイプを通じて搬送する時の搬送ポンプでの搬送効率が悪くなったり、又は搬送が出来なくなる。従って、シャーベットアイス中の氷濃度を所定値に保つため、氷濃度を測定する必要がある。
また、冷却用シャーベットアイスの特性は氷濃度に依存するために、氷濃度を正確に把握する必要がある。現状では、シャーベットアイスの温度で氷濃度を換算して求めているが、正確でない。
In sherbet ice (ice slurry) used to maintain the freshness of seafood or as a heat source for cooling in a district heating and cooling system, the viscosity increases as the ice concentration in the sherbet ice increases, and the sherbet ice passes through the transport pipe. The conveyance efficiency of the conveyance pump during conveyance deteriorates or the conveyance becomes impossible. Therefore, it is necessary to measure the ice concentration in order to keep the ice concentration in the sherbet ice at a predetermined value.
Moreover, since the characteristics of the cooling sherbet ice depend on the ice concentration, it is necessary to accurately grasp the ice concentration. Currently, the ice concentration is calculated by converting the sherbet ice temperature, but it is not accurate.

従来の氷濃度を測定する方法として、所定量のシャーベットアイス(氷スラリー)と、所定量の凝固点降下液とを混合して混合液とし、この凝固点降下した混合液の温度を検出して演算装置に入力し、演算装置によりシャーベットアイスの氷濃度を演算するようにしたものがある。(特許文献1参照)   As a conventional method for measuring the ice concentration, a predetermined amount of sherbet ice (ice slurry) and a predetermined amount of freezing point depressing liquid are mixed to form a mixed liquid, and the temperature of this mixed liquid having a reduced freezing point is detected and an arithmetic unit And the ice concentration of the sherbet ice is calculated by a calculation device. (See Patent Document 1)

また、氷濃度を直接計測するものではないが、潜熱蓄熱物質を芯物質として微小なカプセル内に封入して構成した微小カプセルを、水と混合してスラリー状態とした微小カプセルスラリーと、既知の物性を持つ媒体(温水)とを、所定の温度で所定の流量割合で混合器に入れ、混合後のスラリー温度を計測することによって芯物質の熱量計測を行うこと、さらに微小カプセルスラリーラインに体積流量計を設けて質量流量と同時計測することにより、芯物質の比重計測も行うようにしたものがある。(特許文献2参照)
特開平5−340903号公報 特許第3327866号公報([0064]〜[0065]、図6)
Although the ice concentration is not directly measured, a microcapsule slurry in which a latent heat storage material is enclosed in a microcapsule as a core material and mixed with water to form a slurry, and a known capsule A medium having physical properties (warm water) is placed in a mixer at a predetermined flow rate at a predetermined temperature, and the calorific value of the core material is measured by measuring the slurry temperature after mixing. There is one that measures the specific gravity of the core material by providing a flow meter and simultaneously measuring the mass flow rate. (See Patent Document 2)
JP-A-5-340903 Japanese Patent No. 3327866 ([0064] to [0065], FIG. 6)

特許文献1に示す従来の方法(シャーベットアイスと凝固点降下液との混合液の温度よりシャーベットアイスの氷濃度を演算する方法)は、凝固点降下液を検査液として用いる必要があり、また混合液の凝固点の低下する際の温度を測定して氷濃度を測定するようにし、氷濃度を測定した後は混合タンク内の混合液を排出して、再度同様な測定を繰り返して氷濃度を測定するため、リアルタイムに氷濃度を測定することはできなかった。さらに貯氷タンクにシャーベットアイスを入れたまま、長時間製氷と停止を繰り返したとき、シャーベットアイス温度と氷濃度の関係が崩れ、氷濃度が異常に高くなるケースがあり、直接氷濃度を計測したい要求があった。   The conventional method shown in Patent Document 1 (a method of calculating the ice concentration of sherbet ice from the temperature of the mixed solution of sherbet ice and freezing point depressant) requires the use of the freezing point depressant as the test solution. To measure the ice concentration by measuring the temperature at which the freezing point is lowered, and after measuring the ice concentration, drain the mixture in the mixing tank and repeat the same measurement again to measure the ice concentration. The ice concentration could not be measured in real time. Furthermore, there is a case where the relationship between the sherbet ice temperature and the ice concentration collapses and the ice concentration becomes abnormally high when ice making and stopping are repeated for a long time with the sherbet ice in the ice storage tank. was there.

また、特許文献2に示す従来の方法(それぞれ質量と温度の分かったスラリーと温水を混合器に入れ、混合後の温度を計測し、熱量バランスからスラリーの熱量および比重を計算する方法)は、スラリーとは別に質量と温度の分かった既知の物性を持つ媒体(温水)を別途準備する必要があり、またスラリーの熱量および比重を計測した後は混合器内の混合液を排出して、再度同様な測定を繰り返す必要があり、リアルタイムに計測することは困難であった。   Moreover, the conventional method shown in Patent Document 2 (a method in which slurry and hot water whose mass and temperature are respectively known is put into a mixer, the temperature after mixing is measured, and the calorie and specific gravity of the slurry are calculated from the calorie balance) It is necessary to prepare a medium (warm water) with known physical properties with known mass and temperature separately from the slurry, and after measuring the amount of heat and specific gravity of the slurry, drain the mixed liquid in the mixer and again It was necessary to repeat the same measurement, and it was difficult to measure in real time.

この発明は上記のような課題を解決するためになされたものであり、シャーベットアイスの氷濃度を直接計測することが出来ると共に、リアルタイムに計測することが出来る氷濃度計を提供することを目的としている。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide an ice concentration meter that can directly measure the ice concentration of sherbet ice and can measure it in real time. Yes.

この発明の氷濃度計は、シャーベットアイスが導入される円柱容器の加熱容器、この加熱容器内に設けられ、シャーベットアイスを加熱して融かすコイル形状の電気ヒータ、この電気ヒータに電力を供給する電源、前記加熱容器に導入する前の前記シャーベットアイスの温度を計測する第1の温度計、加熱容器から導出されたシャーベットアイス溶解後の水の温度を計測する第2の温度計、加熱容器から導出されたシャーベットアイス溶解後の水の流量を計測する流量計、第2の温度計で計測される温度が設定温度より低い場合は電源の出力値を上げ、第2の温度計で計測される温度が設定温度より高い場合は電源の出力値を下げるよう電源の出力値を可変し、加熱容器から導出される水の温度を所定値に保つ出力制御器、および第1の温度計及び第2の温度計で計測された温度と、流量計で計測された流量と、電源から電気ヒータに流れる電流値とを入力し、それらを演算することによりシャーベットアイスの氷濃度を計測する演算器を備えたものである。 The ice concentration meter of the present invention is a heating container for a cylindrical container into which sherbet ice is introduced, a coil-shaped electric heater provided in the heating container for heating and melting the sherbet ice, and supplying electric power to the electric heater. From a power source, a first thermometer for measuring the temperature of the sherbet ice before being introduced into the heating container, a second thermometer for measuring the temperature of the water after melting the sherbet ice derived from the heating container, from the heating container A flowmeter that measures the flow rate of the water after melting the derived sherbet ice. If the temperature measured by the second thermometer is lower than the set temperature, the output value of the power source is increased and measured by the second thermometer. If the temperature is higher than the set temperature by varying the output value of the power supply to lower the output value of the power supply, the output controller to maintain the temperature of the water is derived from heating vessel to a predetermined value, and the first temperature Calculation to measure the ice concentration of sherbet ice by inputting the temperature measured by the second thermometer, the flow rate measured by the flow meter, and the current value flowing from the power source to the electric heater, and calculating them It is equipped with a vessel.

この発明は、シャーベットアイスを加熱容器に導入し、また溶けたシャーベットアイスを加熱容器から連続的に排出するだけで、リアルタイムで氷濃度を計測することができ、しかもシャーベットアイスには何も混合しないので、氷濃度を直接計測でき、精度の良い氷濃度計が得られる。   This invention can measure the ice concentration in real time just by introducing the sherbet ice into the heating container and continuously discharging the melted sherbet ice from the heating container, and nothing is mixed with the sherbet ice. Therefore, the ice concentration can be measured directly, and an accurate ice concentration meter can be obtained.

実施の形態1.
以下、この発明の実施の形態1によるシャーベットアイスのリアルタイム氷濃度計について図1に基づいて説明する。
図1において、貯氷タンク1は海水シャーベットアイス製造装置などで製造されたシャーベットアイス2を蓄えており、貯氷タンク1には手動バルブ3を介してシャーベットアイス配管4の一端が接続され、シャーベットアイス配管4の他端は加熱容器5の流入口に接続される。加熱容器5内には、撹拌羽根6と電気ヒータ7が設置されている。加熱容器5の流出口には排出管8が接続され、この排出管8には定量ポンプ9と流量計10が設けられ、加熱容器5によって溶けて水となったシャーベットアイス2はこの排出管8から排出される。シャーベットアイス配管4には第1の温度計11が取り付けられ、加熱容器5の後段の排出管8には第2の温度計12が取り付けられている。加熱容器5内の電気ヒータ7には電源13から電力が供給され、この電源13と電気ヒータ7との間には電流計14が取り付けられている。演算器15は流量計10、第1の温度計11、第2の温度計12および電流計14でそれぞれ計測された各検出値を入力し、氷濃度を計算して氷濃度出力値16を出力する。
Embodiment 1 FIG.
A real-time ice concentration meter for sherbet ice according to Embodiment 1 of the present invention will be described below with reference to FIG.
In FIG. 1, an ice storage tank 1 stores sherbet ice 2 manufactured by a seawater sherbet ice manufacturing apparatus or the like, and one end of a sherbet ice pipe 4 is connected to the ice storage tank 1 through a manual valve 3. The other end of 4 is connected to the inlet of the heating vessel 5. A stirring blade 6 and an electric heater 7 are installed in the heating container 5. A discharge pipe 8 is connected to the outlet of the heating container 5, a metering pump 9 and a flow meter 10 are provided in the discharge pipe 8, and the sherbet ice 2 melted by the heating container 5 into water is the discharge pipe 8. Discharged from. A first thermometer 11 is attached to the sherbet ice pipe 4, and a second thermometer 12 is attached to the discharge pipe 8 at the rear stage of the heating container 5. Electric power is supplied from a power source 13 to the electric heater 7 in the heating container 5, and an ammeter 14 is attached between the power source 13 and the electric heater 7. The computing unit 15 inputs each detected value measured by the flow meter 10, the first thermometer 11, the second thermometer 12, and the ammeter 14, calculates the ice concentration, and outputs an ice concentration output value 16. To do.

実施の形態1における動作について説明する。
図1において、貯氷タンク1に蓄えられたシャーベットアイス2は定量ポンプ9の駆動により、手動バルブ3を介してシャーベットアイス配管4から加熱容器5に導かれる。加熱容器5内の電気ヒータ7は電源13から電力が供給されることにより、加熱容器5内のシャーベットアイス2を加熱し、シャーベットアイス2の氷分を融かす。また加熱容器5内の撹拌羽根6にて加熱容器5内のシャーベットアイスの対流をよくし、確実に氷が融けるようにする。融けたシャーベットアイス2は定量ポンプ9を通り、更に流量計10を通って排出管8から連続的に排出される。加熱量が適正で氷が完全に融けたとき、第1の温度計11で観測されるシャーベットアイス温度、第2の温度計12で観測される塩水温度、流量計10で観測される流量、電流計14で観測される電流値により、シャーベットアイスの氷濃度を演算器15で計算する。
The operation in the first embodiment will be described.
In FIG. 1, the sherbet ice 2 stored in the ice storage tank 1 is led from the sherbet ice pipe 4 to the heating container 5 through the manual valve 3 by driving the metering pump 9. The electric heater 7 in the heating container 5 is supplied with electric power from the power source 13 to heat the sherbet ice 2 in the heating container 5 and melt the ice content of the sherbet ice 2. Further, the convection of the sherbet ice in the heating container 5 is improved by the stirring blade 6 in the heating container 5 so that the ice melts reliably. The melted sherbet ice 2 is continuously discharged from the discharge pipe 8 through the metering pump 9 and further through the flow meter 10. When the amount of heating is appropriate and the ice melts completely, the sherbet ice temperature observed by the first thermometer 11, the salt water temperature observed by the second thermometer 12, the flow rate and current observed by the flow meter 10 Based on the current value observed by the total 14, the ice concentration of the sherbet ice is calculated by the calculator 15.

ここで、第1の温度計11で観測されるシャーベットアイス温度をT1、第2の温度計12で観測される塩水温度をT2、流量計10で観測される流量をV、電流計14で観測される電流値をIとすれば、氷濃度は以下のように計算できる。
ここに以下のとおり定義する。
Mwo:シャーベットアイス(水+氷)の質量流量 kg/sec
(流量計10で観測する流量Vから求める。 Mwo=ρw*V)
Cw:水の比熱 kJ/kg・K
Ci:氷の比熱 kJ/kg・K
ρw:融解後の水の密度 kg/m3
Two:融解後の温度 ℃またはK (温度計12で観測する量T2である。)
Ts:シャーベットアイスの温度 ℃またはK(温度計11で観測する量T1である。)
L:氷の潜熱 kJ/kg
r:氷濃度(シャーベットアイス質量中の氷の質量の割合) 水の濃度は1−rとなる。
Here, the sherbet ice temperature observed by the first thermometer 11 is T1, the salt water temperature observed by the second thermometer 12 is T2, the flow rate observed by the flow meter 10 is V, and the ammeter 14 is observed. Assuming that the current value is I, the ice concentration can be calculated as follows.
Here are the definitions:
Mwo: Mass flow rate of sherbet ice (water + ice) kg / sec
(Determined from the flow rate V observed with the flow meter 10. Mwo = ρw * V)
Cw: Specific heat of water kJ / kg ・ K
Ci: Specific heat of ice kJ / kg · K
ρw: Density of water after melting kg / m 3
Two: Temperature after melting ° C. or K (amount T2 observed with the thermometer 12)
Ts: temperature of sherbet ice ° C. or K (amount T1 observed by the thermometer 11)
L: Ice latent heat kJ / kg
r: Ice concentration (ratio of ice mass in sherbet ice mass) The water concentration is 1-r.

以下、エネルギー関係を1秒間に流路断面を通過するシャーベットアイスの質量に関して表す。まずシャーベットアイス融解前のエネルギーを整理する。
(1)シャーベットアイス中、氷のエネルギー(顕熱)(即ち氷の温度上昇に寄与し
た分で融解前に保有しているエネルギー)は
氷のエネルギー(顕熱)=氷の質量*氷の比熱*シャーベットアイスの温度(即
ち氷の温度)
氷の質量はr*Mwo、氷の比熱はCi、シャーベットアイスの温度はTs
但し、Mwo=ρw*V
よって氷のエネルギー(顕熱)=rMwoCiTs (1)
(2)シャーベットアイス中、水のエネルギー(温度上昇から見た融解前に保有してい るエネルギー)は
水のエネルギー=水の質量*水の比熱*シャーベットアイスの温度(即ち水の温
度)
水の質量は(1−r)*Mwo、水の比熱はCw、シャーベットアイスの温度は Tsよって水のエネルギー=(1−r)MwoCwTs (2)
(3)ヒータによる外部からの投入エネルギー(加熱量)Pは
加熱量 P=IR (3)
但し、Rは電気ヒータ7の抵抗値 Iは電流値
Hereinafter, the energy relationship is expressed with respect to the mass of the sherbet ice passing through the channel cross section in 1 second. First, arrange the energy before melting the sherbet ice.
(1) In sherbet ice, the energy of ice (sensible heat) (that is, the energy held before melting by the amount that contributed to the increase in ice temperature) is the energy of ice (sensible heat) = the mass of ice * the ice Specific heat * temperature of sherbet ice (ie ice temperature)
The mass of ice is r * Mwo, the specific heat of ice is Ci, the temperature of sherbet ice is Ts
However, Mwo = ρw * V
So ice energy (sensible heat) = rMwoCiTs (1)
(2) The energy of water in sorbet ice (energy held before melting as seen from the temperature rise) is water energy = mass of water * specific heat of water * temperature of sorbet ice (ie water temperature)
The mass of water is (1-r) * Mwo, the specific heat of water is Cw, and the temperature of sherbet ice is Ts, so the energy of water = (1-r) MwoCwTs (2)
(3) Input energy (heating amount) P from the outside by the heater is heating amount P = I 2 R (3)
Where R is the resistance value of the electric heater 7 and I is the current value.

次にシャーベットアイス融解後のエネルギーを整理する。
(4)融解後の水のエネルギー(温度上昇から見た融解後に保有しているエネルギー) は融解後の水のエネルギー=水の質量*水の比熱*融解後の温度
溶解後の水の質量はMwo、水の比熱はCw、溶解後の水の温度はTwo
よって融解後の水のエネルギー=MwoCwTwo (4)
(5)潜熱即ち温度上昇に寄与せず氷が水になるための消費したエネルギーは
潜熱=氷の質量*氷の潜熱(単位質量当たり)
氷の質量はr*Mwo、氷の潜熱(単位質量当たり)はL
よって潜熱=rMwoL (5)
Next, arrange the energy after melting the sherbet ice.
(4) Energy of water after melting (energy held after melting as seen from the temperature rise) is energy of water after melting = mass of water * specific heat of water * temperature after melting mass of water after melting is Mwo, the specific heat of water is Cw, the temperature of water after dissolution is Two
Therefore, the energy of water after melting = MwoCwTwo (4)
(5) Latent heat, that is, the energy consumed for ice to become water without contributing to temperature rise is latent heat = mass of ice * latent heat of ice (per unit mass)
Ice mass is r * Mwo, ice latent heat (per unit mass) is L
Therefore, latent heat = rMwoL (5)

エネルギーバランスを、融解前のエネルギーと融解後のエネルギーが等しいことで表すと
(1)+(2)+(3)=(4)+(5)となる。
よって
rMwoCiTs+(1−r)MwoCwTs+P=MwoCwTwo+rMwoL(6)
但し、Mwo=ρw*V
式(6)より
r(MwoCiTs-MwoCwTs-MwoL)=MwoCwTwo−MwoCwTs−P
よってrMwo(CiTs−CwTs−L)=CwMwo(Two−Ts)−P
以上から、式(7)となる。

Figure 0004960049
式(7)の分母、分子に−1を掛け、分数の表現を/で書き直すと
氷濃度rは、
r={P+(Ts−Two)CwMwo}/Mwo(L+(Cw−Ci)Ts)(8)
となる。
但し、P=IR Mwo=ρw*V When the energy balance is expressed by the fact that the energy before melting and the energy after melting are equal, (1) + (2) + (3) = (4) + (5).
Therefore, rMwoCiTs + (1-r) MwoCwTs + P = MwoCwTwo + rMwoL (6)
However, Mwo = ρw * V
From equation (6), r (MwoCiTs-MwoCwTs-MwoL) = MwoCwTwo-MwoCwTs-P
Therefore, rMwo (CiTs−CwTs−L) = CwMwo (Two−Ts) −P
From the above, equation (7) is obtained.
Figure 0004960049
Multiplying the denominator and numerator of equation (7) by -1 and rewriting the fractional expression with / gives the ice concentration r as
r = {P + (Ts−Two) CwMwo} / Mwo (L + (Cw−Ci) Ts) (8)
It becomes.
However, P = I 2 R Mwo = ρw * V

以上から、演算器15は、第1の温度計11で観測されるシャーベットアイス温度Ts(T1)、第2の温度計12で観測される塩水温度Two(T2)、流量計10で観測される流量V、電流計14で観測される電流値Iを入力し、既に演算器15の中のメモリーなどに記憶している、水の比熱Cw、氷の比熱Ci、融解後の水の密度氷濃度ρw、氷の潜熱Lから、式8に基づいて演算することにより氷濃度rを測定でき、氷濃度出力値16として出力する。   From the above, the calculator 15 is observed with the sherbet ice temperature Ts (T1) observed with the first thermometer 11, the salt water temperature Two (T2) observed with the second thermometer 12, and the flow meter 10. The flow rate V, the current value I observed by the ammeter 14 are input, and the specific heat Cw of water, the specific heat Ci of ice, and the density ice concentration of the water after melting are already stored in the memory of the calculator 15. The ice concentration r can be measured by calculating from ρw and the latent heat L of the ice based on Equation 8, and is output as an ice concentration output value 16.

実施の形態2.
この発明の実施の形態2について図2を用いて説明する。実施の形態1においては、電源13の出力値は固定のため、氷濃度が薄いとき第2の温度計12で計測される温度T2は高く、氷濃度が高いとき第2の温度計12で計測される温度T2は低くなり、氷が融けきらないことがある。この実施の形態2は氷濃度の大小にかかわらず、氷が融けた後の水温を一定値に保つことが出来る制御機能を付加することにより、精度良く氷濃度を算出することが出来るようにしたものである。
Embodiment 2. FIG.
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the first embodiment, since the output value of the power supply 13 is fixed, the temperature T2 measured by the second thermometer 12 is high when the ice concentration is low, and is measured by the second thermometer 12 when the ice concentration is high. The temperature T2 is low and the ice may not melt. In the second embodiment, the ice concentration can be accurately calculated by adding a control function capable of keeping the water temperature after melting the ice at a constant value regardless of the ice concentration. Is.

図2において、出力制御器17は、電源13の出力値を第2の温度計12で計測される温度T2に基づいて可変できるようにしたものである。その他の構成は実施の形態1で説明したものと同じにつき、その説明を省略する。図3は出力制御器17の詳細な回路を示し、図3に示すように、所定の温度に設定したメモリー17aと、このメモリー17aに設定された温度と第2の温度計12で計測された計測温度T2を比較し、その温度差に基づいて電源13の電圧を制御する比較器17bとからなる。
第2の温度計12で計測される温度T2は、氷が完全に融けていることが前提で、出来るだけ低い温度が望ましい。したがってメモリー17aに設定される温度設定値は10〜20℃の範囲である。
In FIG. 2, the output controller 17 can change the output value of the power source 13 based on the temperature T <b> 2 measured by the second thermometer 12. Other configurations are the same as those described in the first embodiment, and a description thereof will be omitted. FIG. 3 shows a detailed circuit of the output controller 17, and as shown in FIG. 3, the memory 17a set to a predetermined temperature, the temperature set in the memory 17a and the second thermometer 12 were measured. The comparator 17b compares the measured temperature T2 and controls the voltage of the power source 13 based on the temperature difference.
The temperature T2 measured by the second thermometer 12 is preferably as low as possible on the premise that the ice is completely melted. Therefore, the temperature set value set in the memory 17a is in the range of 10 to 20 ° C.

第2の温度計12で計測される計測温度T2が、メモリー17aに設定された設定温度よりも低い場合は、比較器17bは電源13の出力値を上げ、加熱容器5内の氷を完全に融かすようにする。一方、第2の温度計12で計測される計測温度T2が、メモリー17aに設定された設定温度よりも高い場合は、比較器17bは電源13の出力値を下げる。こうして第2の温度計12で計測される温度T2を適正な一定値に保つことにより、加熱容器5に導入される氷濃度の大小にかかわらず、精度良く氷濃度を算出することが出来る。
要するに実施の形態2の電源13は、加熱容器5から導出される水温を所定値に保つことが出来る制御機能を備えたものになる。
When the measured temperature T2 measured by the second thermometer 12 is lower than the set temperature set in the memory 17a, the comparator 17b raises the output value of the power source 13, and the ice in the heating container 5 is completely removed. Try to melt. On the other hand, when the measured temperature T2 measured by the second thermometer 12 is higher than the set temperature set in the memory 17a, the comparator 17b decreases the output value of the power supply 13. Thus, by maintaining the temperature T2 measured by the second thermometer 12 at an appropriate constant value, the ice concentration can be accurately calculated regardless of the ice concentration introduced into the heating container 5.
In short, the power supply 13 according to the second embodiment has a control function capable of keeping the water temperature derived from the heating container 5 at a predetermined value.

実施の形態3.
この発明の実施の形態3について図4、図5を用いて説明する。実施の形態1、2においては、加熱容器5にて氷を完全に融かすために撹拌羽根6を設けたが、撹拌羽根6を取り付けることにより、機構が複雑となり信頼性が低下することや、撹拌による動力の熱への変化による温度上昇で測定精度の悪化の課題があった。
実施の形態3では、これらの課題をなくしたもので、図4はこの発明の実施の形態3に使用される加熱容器5の正面図、図5(a)は加熱容器5の断面図、図5(b)は加熱容器5内のシャーベットアイス2の状態を示す拡大図である。
Embodiment 3 FIG.
Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to FIGS. In the first and second embodiments, the stirring blade 6 is provided in order to completely melt the ice in the heating container 5. However, by attaching the stirring blade 6, the mechanism becomes complicated and the reliability decreases, There was a problem of deterioration of measurement accuracy due to temperature rise due to change of power to heat due to stirring.
In Embodiment 3, these problems are eliminated. FIG. 4 is a front view of the heating container 5 used in Embodiment 3 of the present invention, and FIG. FIG. 5B is an enlarged view showing a state of the sherbet ice 2 in the heating container 5.

図4、図5において、加熱容器5は細長い円柱容器とし、その中に電気ヒータ7を入れ、電気ヒータ7の形状を、その周りに乱流が生成して氷分を融けやすくするようコイル状とする。またこの時、コイル状の電気ヒータ7のコイル直径を加熱容器5の内径の60%程度とする。即ち、電気ヒータ7のコイルは、加熱容器5の中心部と外縁部からはずして配置されるようにする。
このように電気ヒータ7のコイル直径を加熱容器5の内径の60%程度にすると、電気ヒータ7のコイルの内側(面積40%程度)と、外側(面積60%程度)の間でシャーベットアイス2の流れの行き来が促進し、激しい乱流となることにより、伝熱を促進する。またシャーベットアイス2は電気ヒータ7のヒータ線に流れを遮られて激しい乱流状態となり、微細氷18はヒータ線より熱を受け、伝熱を促進することで速やかに融ける。従って撹拌羽根を使わなくても、速やかな融解が可能となる。
更に細長い円柱容器の加熱容器5の中心部と外縁には電気ヒータ7のコイルが存在しないから、加熱容器5の流入口側(図4の左側)から流出口側(図4の右側)へのシャーベットアイス2の流れがスムースに行われる。
4 and 5, the heating container 5 is an elongated cylindrical container, and an electric heater 7 is placed therein, and the shape of the electric heater 7 is coiled so that turbulence is generated around it to easily melt ice. And At this time, the coil diameter of the coiled electric heater 7 is set to about 60% of the inner diameter of the heating container 5. That is, the coil of the electric heater 7 is arranged so as to be removed from the central portion and the outer edge portion of the heating container 5.
Thus, when the coil diameter of the electric heater 7 is set to about 60% of the inner diameter of the heating container 5, the sherbet ice 2 between the inner side (about 40% area) and the outer side (about 60% area) of the coil of the electric heater 7 is used. Accelerates the flow of water and promotes heat transfer by creating intense turbulence. Further, the sherbet ice 2 is blocked by the heater wire of the electric heater 7 and becomes a turbulent state, and the fine ice 18 receives heat from the heater wire and melts quickly by promoting heat transfer. Therefore, rapid melting is possible without using a stirring blade.
Furthermore, since the coil of the electric heater 7 does not exist at the center and outer edge of the heating container 5 of the elongated cylindrical container, the heating container 5 has an inlet side (left side in FIG. 4) to an outlet side (right side in FIG. 4). The flow of the sherbet ice 2 is performed smoothly.

実施の形態4.
この発明の実施の形態4について図6を用いて説明する。実施の形態3においては、加熱容器5内にコイル状の電気ヒータ7を入れて撹拌羽根を不要としたが、重力の影響により、加熱容器5の上部に氷が溜まり、そのまま、外部へ流出する可能性があった。
実施の形態4では、加熱容器5を縦置きとして、その上部からシャーベットアイス2を流入させ、下部から排出することで、軽い微細氷18は上方へ浮き、シャーベットアイス2がそのまま融けずに流出することを防止することが出来る。従って、氷濃度の測定精度を増すことが出来る。
Embodiment 4 FIG.
Embodiment 4 of the present invention will be described with reference to FIG. In the third embodiment, the coiled electric heater 7 is placed in the heating container 5 to eliminate the need for the stirring blade. However, due to the influence of gravity, ice accumulates on the upper part of the heating container 5 and flows out to the outside as it is. There was a possibility.
In the fourth embodiment, the heating vessel 5 is placed vertically, and the sherbet ice 2 is introduced from the upper part and discharged from the lower part, whereby the light fine ice 18 floats upward, and the sherbet ice 2 flows out without melting as it is. Can be prevented. Therefore, the measurement accuracy of the ice concentration can be increased.

なお以上の各実施の形態では、海水からシャーベットアイスを製造して、その氷濃度を計測するものについて説明したが、この発明は、海水に限らず真水あるいは他の成分を含んだものから製造したシャーベットアイスの氷濃度を計測する場合にも適用できるものである。   In each of the above embodiments, sherbet ice was manufactured from seawater and the ice concentration was measured. However, the present invention is not limited to seawater but manufactured from fresh water or other components. This can also be applied to measuring the ice concentration of sherbet ice.

この発明の実施の形態1を示す構成図である。It is a block diagram which shows Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態2を示す構成図である。It is a block diagram which shows Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態2に使用される出力制御器のブロック図である。It is a block diagram of the output controller used for Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態3に使用される加熱容器の正面図である。It is a front view of the heating container used for Embodiment 3 of this invention. この発明の実施の形態3に使用される加熱容器の断面図である。It is sectional drawing of the heating container used for Embodiment 3 of this invention. この発明の実施の形態4に使用される加熱容器の正面図である。It is a front view of the heating container used for Embodiment 4 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1:貯氷タンク 2:シャーベットアイス
3:手動バルブ 4:シャーベットアイス配管
5:加熱容器 6:撹拌羽根
7:電気ヒータ 8:排出管
9:定量ポンプ 10:流量計
11:第1の温度計 12:第2の温度計
13:電源 14:電流計
15:演算器 16:氷濃度出力値
17:出力制御器 18:微細氷
1: Ice storage tank 2: Sherbet ice 3: Manual valve 4: Sherbet ice piping 5: Heating vessel 6: Stirring blade 7: Electric heater 8: Discharge pipe 9: Metering pump 10: Flow meter 11: First thermometer 12: Second thermometer 13: Power supply 14: Ammeter 15: Calculator 16: Ice concentration output value 17: Output controller 18: Fine ice

Claims (3)

シャーベットアイスが導入される円柱容器の加熱容器、この加熱容器内に設けられ、前記シャーベットアイスを加熱して融かすコイル形状の電気ヒータ、この電気ヒータに電力を供給する電源、前記加熱容器に導入する前の前記シャーベットアイスの温度を計測する第1の温度計、前記加熱容器から導出された前記シャーベットアイス溶解後の水の温度を計測する第2の温度計、前記加熱容器から導出された前記シャーベットアイス溶解後の水の流量を計測する流量計、前記第2の温度計で計測される温度が設定温度より低い場合は前記電源の出力値を上げ、前記第2の温度計で計測される温度が設定温度より高い場合は前記電源の出力値を下げるよう前記電源の出力値を可変し、前記加熱容器から導出される水の温度を所定値に保つ出力制御器、および前記第1の温度計及び第2の温度計で計測された温度と、前記流量計で計測された流量と、前記電源から電気ヒータに流れる電流値とを入力し、それらを演算することにより前記シャーベットアイスの氷濃度を計測する演算器を備えた氷濃度計。 A cylindrical container heating container into which sherbet ice is introduced, a coil-shaped electric heater provided in the heating container for heating and melting the sherbet ice, a power supply for supplying electric power to the electric heater, introduced into the heating container A first thermometer for measuring the temperature of the sherbet ice before the second thermometer, a second thermometer for measuring the temperature of the water after melting the sherbet ice derived from the heating container, and the first temperature meter derived from the heating container. A flow meter that measures the flow rate of water after melting sherbet ice, and when the temperature measured by the second thermometer is lower than a set temperature, the output value of the power supply is increased and measured by the second thermometer. If the temperature is higher than the set temperature by varying the output value of the power source so as to lower the output value of the power supply, the output system to maintain the temperature of the water is derived from the heating container to a predetermined value Input the temperature measured by the first thermometer and the second thermometer, the flow rate measured by the flow meter, and the current value flowing from the power source to the electric heater, and calculate them An ice concentration meter provided with a calculator for measuring the ice concentration of the sherbet ice. 請求項1の氷濃度計において、前記加熱容器を縦置きとして、その上部から前記シャーベットアイスを導入し、その下部から前記シャーベットアイス溶解後の水を導出するようにした氷濃度計。   2. The ice concentration meter according to claim 1, wherein the heating container is placed vertically, the sherbet ice is introduced from an upper portion thereof, and water after the sherbet ice is melted is derived from the lower portion thereof. 請求項1または2の氷濃度計において、記電気ヒータのコイルの直径を前記加熱容器の内径の60%程度としたことを特徴とする氷濃度計。 According to claim 1 or 2 ice densitometer, ice densitometer, characterized in that the diameter of the coil before Symbol electric heater was 60% of the inner diameter of the heating vessel.
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