JP2001116478A - 蓄熱コイル装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 過剰氷塊が形成されたときに、一体氷塊ブロ
ックの外周面より大きい貯蔵された氷表面積に流体流又
は空気を接触させる。 【解決手段】 本発明は、冷却コイルを通る蓄熱流体の
通路となる隣接する管路又は管路対の間に少なくともい
くつかの垂直な通路を形成して、設計氷形成状態又は過
剰氷塊形成状態でもほぼ所望の出口温度に蓄熱流体を保
持して、蓄熱コイルアセンブリの伝熱管及び管路の設計
された配列を提供する。氷形成の終端を監視しかつ制御
する手段が蓄熱コイルアセンブリに設けられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱交換用伝熱コイ
ルを有する蓄熱コイル装置及び蓄熱タンク内に収容され
た蓄熱流体を冷却しかつ凍結させるのに使用する冷却コ
イル等の熱交換装置に関連する。特に、本発明の蓄熱コ
イル装置は、蓄熱コイルアセンブリ内に収容される氷等
の固相蓄熱流体の過剰氷塊の形成を検出した後に、固相
蓄熱流体の融解容易性を改善して、利用される蓄熱流体
を所定の低温に保持して正常なシステムの冷却条件に適
合することができる。

【０００２】

【従来の技術】蓄熱コイルアセンブリは、低温エネルギ
を貯蔵して、後にその低温エネルギを使用できる手段と
なる。蓄熱コイルアセンブリは、氷のような固相に凍結
する流体として、例えば氷等の相変化を生じかつ蓄熱
（蓄冷）できる流体を有する。本明細書では、蓄熱流体
の具体的な例として水を示し、固相の例として氷を示
す。多くの場合、この種の蓄熱装置では、夕刻及び夜間
の安価な電力エネルギを使用して、水等の蓄熱流体を充
填した大型タンク又は大型室内に、氷等の一定容量の固
相蓄熱流体を形成しかつ貯蔵する。電気エネルギが高価
な日中に大量の低温エネルギが要求されるまで、氷−水
混合物は保持される。代表的な操作では、低温の蓄熱流
体を蓄熱室から引き出して、熱交換器にポンプで送り、
熱交換器で熱を吸収すると共に、蓄熱コイルアセンブリ
の蓄熱室に戻して、そこに保持された氷を融解させるこ
とにより蓄熱流体を冷却することができる。蓄冷容量の
代表的な適用例は、益々広範囲に冷却が必要となってき
た地域冷却装置である。地域冷却装置は、一般に単一の
蓄熱装置に接続された多数の熱交換器を有する。地域冷
却装置での蓄熱コイルアセンブリを利用する多くの異な
るユーザは、物理的空間でもエネルギ量でも最大利用容
量を要求する。

【０００３】非監視状態の又は不適当に制御される蓄熱
コイルアセンブリは、貯蔵される固相流体又は氷を過剰
に形成することがある。即ち、蓄熱室又は氷貯蔵室は、
蓄熱室内の水又は多の蓄熱流体を冷却しかつ凍結させる
複数の冷却コイルを備えていることが多い。蓄冷サイク
ル即ち氷形成サイクルの間に、各伝熱管上に氷が成長す
るまで蓄熱流体は冷却される。複数の伝熱管は、垂直方
向に等間隔の第１の間隙をもって分離して配置されると
共に、水平方向に等間隔の第２の間隙をもって分離して
配置され、第１の間隙及び第２の間隙は等しくてもよ
い。従来のコイルの通常の設計構造は、伝熱管の間に垂
直方向の氷架橋構造が形成され易いと共に、水平方向の
氷架橋構造が形成され易いように設計された等間隔の間
隙で伝熱管を配置する。

【０００４】伝熱管の間の空間に氷塊を形成し、蓄冷容
量を回収する氷壁を格納しながら、伝熱管の間に流体流
の通路を形成することが前記分離間隙の操作上の条件で
ある。しかしながら、実際には、伝熱管又は管路上に氷
又は他の蓄熱流体が非制御状態で成長し又は過剰氷塊が
形成されるので、隣接する伝熱管上に完璧な水平方向の
氷架橋構造が形成されるのが実状である。蓄熱流体室内
に貯蔵される氷の総量は、過剰氷塊形成後の適用に対し
てまず充分であるが、形成される一体氷塊の周辺部を循
環する蓄熱流体に接触させるのに使用するに過ぎないの
で、蓄熱室から抽出される蓄熱流体の温度は不適当であ
る。

【０００５】代表的には空気（エアバブル）を使用する
撹拌法では、蓄熱エネルギ又は蓄冷容量の回収を強化す
る方法として、氷貯蔵室の底部に通気装置が設けられ
る。通気装置から放出される空気は隣接する伝熱管と氷
塊との間の垂直な間隙を通り上方に浮上する。しかしな
がら、一体の又は固相氷塊の形成により、伝熱管と氷と
の間の垂直な分離間隙が氷で埋められ、氷塊間での空気
流及び流体流が抑制される。空気流及び流体流が抑制さ
れるため、氷塊の外部表面に蓄冷の回収が制限されて、
蓄冷容量の回収効率が低下し、このため、蓄熱室から抽
出する蓄熱冷却流体の温度が高くなり、使用可能な温度
の蓄熱冷却流体量が減少する欠点がある。また、一体の
氷塊ブロックに高圧水を噴射して、氷塊を融解させる特
別な手段を利用し、蓄冷抽出効率を向上する提案も時々
なされている。

【０００６】一体氷塊ブロックを有する過剰氷塊形成構
造は、通常認められる現象であり、再発する状態にあ
る。例えば、不均衡な流体流量、不適切な測定法又は機
能不全を招来する制御法等の種々の状態により過剰氷塊
形成構造が発生する。所与の蓄熱室内に形成される氷容
量を測定するのに利用される監視技術及び監視装置がい
くつかあるが、タンク内の容量を目視検査するのが最も
一般的な常套手段である。氷容積の変化に基づく流体液
面監視装置を利用する他の方法もあるが、これらの装置
は、流体の液面高さ変化が極めて小さい浅い容量タンク
には特に適さない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従って、過剰氷塊が形
成されたときに、一体氷塊ブロックの外周面より貯蔵さ
れた氷表面積を大きくして流体流又は空気と接触させら
れる方法と装置を提案することが要求されている。本発
明は、過剰氷塊が形成されたときに、一体氷塊ブロック
の外周面より大きい貯蔵された氷表面積に流体流又は空
気を接触させる蓄熱コイル装置を提供することを目的と
する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の蓄熱コイル装置
は、蓄熱流体を収容する流体貯蔵室(26)を有するハウジ
ング(24)と、流体貯蔵室(26)内の蓄熱流体を外部の装置
(12, 44)に接続する外部接続手段(40)と、冷媒に熱を伝
達する熱伝達手段(15)と、熱伝達手段(15)をコイルアセ
ンブリ(22)に接続する蓄熱接続手段(48)とを備えてい
る。コイルアセンブリ(22)は、流体貯蔵室(26)内で計画
された配列(66, 126)で配置され、蓄熱接続手段(48)に
より熱伝達手段(15)に接続されかつそれぞれ長さ方向の
中心軸を有し、流体貯蔵室(26)内で伝熱流体を案内し、
蓄熱流体の温度を減少して熱エネルギを貯蔵する複数の
伝熱管(62)を備えている。伝熱管(62)の計画的な配列(6
6, 126)は、ほぼ隣接する水平な横列(70)と、ほぼ隣接
する垂直な縦列(72)で配設され、配列(66, 126)は、伝
熱管(62)の長さ方向の中心軸に対して交差する断面幅と
高さとを有し、伝熱管(62)の隣接する横列(70)と縦列(7
2)は、コイルアセンブリ(22)の幅に沿って伝熱管(62)の
隣接する横列(70)と縦列(72)との間に第１の垂直通路(1
01)と水平通路(106)とを協力して形成する。伝熱管(62)
の隣接する縦列(72)は、配列(66, 126)の断面内で伝熱
管(62)の隣接する垂直縦列(72)の管軸間に少なくとも１
個の第１の水平分離間隙距離(104)を形成し、横列(70)
は少なくとも１個の垂直分離間隙距離(73)を有する。伝
熱流体は、伝熱管(62)を通じて送出され、蓄熱流体を第
１の温度から第２の温度に温度を低下させて、蓄熱流体
の少なくとも一部を伝熱管(62)上で凝固させる。伝熱管
(62)の縦列(72)の少なくとも一対は、第１の分離間隙距
離(104)より大きくかつ隣接する伝熱管(62)の一対の軸
間に第２の水平分離間隙距離(105)を有し、縦列(72)の
少なくとも一対の伝熱管(62)は、第１の垂直通路(101)
より広い第２の垂直通路(102)を形成して、伝熱管(62)
の垂直な縦列(72)の水平な第１の分離間隙距離(104)に
跨って凝固した蓄熱流体の間に氷架橋構造が形成される
とき、配列(66, 126)内の隣接する伝熱管(62)の少なく
とも一対の縦列(72)の間に垂直な蓄熱流体流に対して１
個の通路を形成することを特徴とするコイルアセンブリ
(22)に伝熱流体を供給する。

【０００９】本発明は、伝熱管(62)の第１又は第３の分
離間隙距離よりも大きい第２又は第４の分離間隙距離を
隣接する伝熱管(62)の間に形成して、少なくともコイル
配列(66, 126)内の通気又は流体流の通路を形成する可
変の間隙距離整列法を利用する蓄熱コイル装置を提供す
る。配列(66, 126)の幅を僅かに増加、例えば約３%増加
することにより、通気用の分離間隙を利用できる代替装
置を設けることができる。設計上の又は１００%氷塊形
成状態を超えると、流体に接触する氷接触面積は測定可
能に減少する。この接触面積の減少により、冷却機の圧
縮機での吸入圧力及び温度が測定可能に減少するので、
吸入圧力又は温度を使用して、所望の氷塊形成の終端時
を特定することができる。検出した温度変化を利用し
て、蓄熱コイルアセンブリを遮断することができる。排
出ポートでの冷媒流体の温度変化又は蓄熱コイルアセン
ブリ(22)への排出ポートでの入口吸入圧力変化は、全冷
却能力の約１０%を超えた氷塊形成サイクル又は過剰氷
塊成形状態を示す。流体貯蔵室(26)内の氷表面積の減少
は、蓄熱流体に影響を与え、この影響を使用して、冷却
サイクルを制御することができる。氷の融解サイクル又
は回収サイクルの間に蓄熱流体に接触できる露出氷表面
積を保存することにより、適当な低温状態にある蓄熱流
体を使用して正常な冷却サイクルの要求に対応すること
ができる。

【００１０】本発明の実施の形態では、配列(66, 126)
内の伝熱管(62)の垂直な縦列(72)は、伝熱管(62)の少な
くとも２つの垂直な縦列(72)の管路群(120)により構成
され、管路群(120)は、管路群(120)内の伝熱管(62)の隣
接する垂直な縦列(72)の軸の間に第３の分離間隙距離(1
08)を有し、配列(66, 126)は、伝熱管(62)の垂直な縦列
(72)の管路群(120)の少なくとも２個を有する。伝熱管
(62)の垂直な縦列(72)の少なくとも２個の組の隣接する
管路群(120)は、伝熱管(62)の隣接する管路群(120)に近
い伝熱管(62)の隣接する垂直な縦列(72)を有し、隣接す
る管路群(120)の伝熱管(62)の接近した縦列(72)は、伝
熱管(62)の異なる管路群(120)の最も近い隣接する縦列
(72)の軸の間に第４の分離間隙距離(110)を形成し、第
４の分離間隙距離(110)は第３の分離間隙距離(108)より
も大きい。例えば、第２の分離間隙距離(105)は、第４
の分離間隙距離(110)にほぼ等しい。第１の分離間隙距
離(104)は、第３の分離間隙距離(108)にほぼ等しい。

【００１１】伝熱管(62)の垂直な縦列(72)の管路群(12
0)は、分割された氷塊を形成し、第４の分離間隙距離(1
10)は、各管路群(120)内の伝熱管(62)の隣接する垂直な
縦列(72)の間に凝固された蓄熱流体が氷架橋構造を形成
するとき、垂直な通路を形成する。管路群(120)は、伝
熱管(62)の第１の垂直な縦列(72)と第２の垂直な縦列(7
2)とを有し、各管路群(120)は、各管路群(120)の第１の
垂直な縦列(72)と第２の垂直な縦列(72)との間に第３の
分離間隙距離(108)を形成する。第４の分離間隙距離(11
0)は、配列(66, 126)の幅にわたって伝熱管(62)の隣接
する管路群(120)の間に設けられる。少なくとも一つの
ヘッダ(58, 59)が設けられ、流体貯蔵室(26)内の各伝熱
管(62)は、第１の端部と第２の端部とを備え、第１の端
部と第２の端部の少なくとも一方は、ヘッダ(58, 59)の
少なくとも一方に接続される。ヘッダ(58, 59)は、接続
手段(48)により熱伝達手段(15)に連結された入口ポート
(65)と出口ポート(67)を有する。ヘッダ(58, 59)は、伝
熱管(62)の配列(66, 126)に伝熱流体を連絡する。

【００１２】熱伝達手段(15)は、排出ポートと入口ポー
トとを有する圧縮機を備えた冷却冷凍装置(18)であり、
冷却冷凍装置(18)の排出ポートは、伝熱管(62)の配列(6
6, 126)に対し冷却流体を供給して、蓄熱流体の温度を
低下させ、冷却冷凍装置(18)の入口ポートは、伝熱管(6
2)の配列(66, 126)から第２の減少した吸入圧力の冷却
流体を受取る。蓄熱コイルアセンブリ(22)内の設計容量
に対する蓄熱流体の凝固状態を示す冷却流体温度、圧縮
機吸入圧力及び冷却負荷の少なくとも一つを検出するセ
ンサ手段(46)を備えている。配列(66, 126)は、伝熱管
(62)の垂直な複数の縦列(72)を備え、縦列(72)は垂直な
伝熱管(62)の３個の組内に設けられる。第４の分離間隙
距離(110)は、第３の分離間隙距離(108)よりほぼ２５%
大きい。

【００１３】伝熱管(62)の配列(66, 126)は、第１の流
体流管路と、第２の流体流管路とを備えた２管路配列(6
6, 126)である。配列(66, 126)の伝熱管(62)は、少なく
とも垂直な縦列(72)内の第１の管路と第２の管路に対し
交互に整列して配置される。配列(66, 126)内の伝熱管
(62)は、ほぼ平行な軸を有し、第１のコイル管路内の伝
熱流体は、第１の前進方向に流れ、第２のコイル管路内
の伝熱流体は、第１の方向とは逆の第２の方向に流れ
る。隣接する伝熱管(62)の逆の第２の方向の流れによ
り、各流れの方向で伝熱管(62)上に伝熱流体のほぼ均一
な凝固を形成し、これにより、流体貯蔵室(26)内の伝熱
流体(62)上に均一な凝固蓄熱流体を形成する。

【００１４】計画された配列(66, 126)内に各伝熱管(6
2)は、約２.５４cm（１インチ）の断面直径を有し、各
伝熱管(62)の中心軸の各垂直な縦列(72)は基準平面を形
成する。縦列(72)の各対の隣接する縦列の隣接する平面
は、隣接する第１の基準平面と第２の基準平面との間に
第１の分離間隙距離(104)を形成する。隣接する縦列(7
2)間の第１の分離間隙距離(104)は、少なくとも縦列(7
2)の隣接する対の間で少なくとも７.１cm（２.８イン
チ）である。第２の分離間隙距離(105)は、垂直な縦列
(72)の隣接する対の間に形成され、縦列(72)の各対は、
垂直な平面の隣接する対の垂直平面の対の一方に接近し
て、垂直な平面の対の一つを有し、接近する複数の平面
は第２の分離間隙距離(105)を形成する。第２の分離間
隙距離(105)は、第１の分離間隙距離(104)の幅より少な
くとも１０%大きい。

【００１５】第２の分離間隙距離(105)は第１の分離間
隙距離(104)よりほぼ５%〜５０%大きき範囲で延伸し、
第１の分離間隙距離(104)は、７.１cm（２.８インチ）
〜１０.７cm（４.２インチ）の範囲で延伸する。各組
は、伝熱管(62)の第１の垂直な縦列(72)と第２の垂直な
縦列(62)とを備え、各組は各管路群(120)の各第１及び
第２の垂直な縦列(72)の間に形成される第３の分離間隙
距離(108)を有する。第４の分離間隙距離(110)は、配列
(66, 126)の幅にわたる伝熱管(62)の隣接する管路群(12
0)の間に形成される。計画された配列(66, 126)の各伝
熱管は、約２.５４cm（１インチ）の断面直径を有し、
各伝熱管(62)の縦軸の各垂直な縦軸(72)は、基準平面を
形成する。縦列(72)の各対の隣接する縦列(72)の隣接す
る平面は、隣接する第２の基準平面と第２の基準平面と
の間に第１の分離間隙距離(104)を形成し、隣接する縦
列(72)の間の第１の分離間隙距離(104)は、縦列(72)の
隣接する対の間で少なくとも７.１cm（２.８インチ）で
ある。第２の分離間隙距離(105)は、垂直な縦列(72)の
隣接する対の間に形成され、縦列(72)の各対は、垂直な
平面の隣接する対の垂直な平面の対の一つに接近する垂
直な平面の対の一つを有し、接近する平面は第２の分離
間隙距離(105)を形成し、第２の分離間隙距離(105)の幅
は、第１の分離間隙距離(104)より少なくとも１０%大き
い。

【００１６】各第３の分離間隙距離(108)は、第２の分
離間隙距離(105)に等しく、第２の分離間隙距離(105)
は、第１の分離間隙距離(104)より約５%〜５０%の間の
大きい範囲で延伸する。第１の分離間隙距離(104)は、
７.１cm（２.８インチ）〜１０.７cm（４.２インチ）の
範囲内で延伸し、第４の分離間隙距離(110)は、第２の
分離間隙距離(105)より１０%〜１００%の範囲を超えて
延伸する。

【００１７】伝熱流体を冷却する手段(18)を有する冷却
冷凍管路を備え、冷却冷凍管路は、連結手段(48)により
蓄熱タンク(24)及びコイル配列(66, 126)に接続され、
蓄熱タンク(24)に伝熱流体を供給して、蓄熱流体を冷却
しかつ伝熱流体を冷却冷凍管路に戻す。また、冷却冷凍
管路を流れる流体を制御する制御手段(50)と、冷却冷凍
官途に戻る蓄熱流体の温度及び吸入圧力を検出するセン
サ手段(45)とが設けられ、センサ手段(45)を制御手段(5
0)に接続して、冷却冷凍管路及び蓄熱タンク(24)へ連絡
する伝熱流体を制御する。センサ手段(45)及び制御手段
(50)の操作により、伝熱流体の温度及びライン吸入圧力
の一つが所定の変化状態にあるとき、コイルアセンブリ
(22)に流れる伝熱流体の流れを停止して、蓄熱流体の更
なる凝固を回避し、配列(66, 126)内の流体流及び伝熱
に対する第２の分離間隙通路を維持する。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明による蓄熱コイル装
置の実施の形態を図１〜図２０について説明する。図１
は、外部の熱交換器１２に連結された蓄熱装置１０を示
すブロック図である。蓄熱装置１０は、コンデンサ及び
揚水ポンプ１６に連結する冷却塔１４を有する。バレル
１５及びポンプ２０を備えた冷却装置１８は熱貯蔵タン
ク２４のコイル装置２２に接続され、熱貯蔵タンク２４
は、タンク室２６内の貯蔵流体として水を収容する。通
気導管２８は、タンク２４の流体内を通気し、バブリン
グによってタンク２４内の水を撹拌する作用がある。コ
イル２２は、冷媒（冷却流体）が流入する入口３２と、
暖かい冷媒を冷却装置１８に排出し又は戻す出口３４に
接続され、グリコールを使用する冷却装置１８は圧縮器
を含む場合がある。具体的なグリコール冷却装置は、グ
リコール又は図示の構造に限定されず、設計上種々の冷
媒及び構造を選択することができる。冷却装置１８は、
バレル１５から管配列２２にグリコールをポンプで送
り、タンク２４の蓄熱流体を冷却するか又は凍結させる

【００１９】本実施の形態では、熱交換器１２とタンク
室２６の間に接続された氷-水ポンプ３６は、導管４０
を通じて冷却された蓄熱流体を交換器１２に送り、流体
をタンク室２６に戻す。典型的な適用例では、ポンプ４
２は、熱交換器１２から空気取扱装置４４に冷却した水
を送水する。

【００２０】図１は、出口３４の下流に設けられた導管
４８に接続されかつ排出された冷媒の温度又は圧力を監
視するセンサ４６を示す。図示の例では、センサ４６は
導管４７により中央制御ユニット（ＣＰＵ）５０に連結
されて、中央制御ユニット５０を制御し、中央制御ユニ
ット５０は、導管５２を介してポンプ１６に接続される
と共に、導管５４を介してポンプ２０に接続され、中央
制御ユニット５０の出力によりポンプ１６及びポンプ２
０の動作を開始又は停止しかつタンク２４内での氷の形
成を開始又は停止する。制御装置としての中央制御ユニ
ット５０の図示及び使用は典型例の例示に過ぎず、本発
明は説明する中央制御ユニットに限定されない。

【００２１】蓄熱コイルアセンブリ１０の使用法は、従
来から周知である。蓄熱コイルアセンブリ１０は、高需
要期間に即時応答（オンデマンド）型冷却能力を与える
ためにしばしば利用される。通常夜間である要求時間の
ピークを外れた期間に蓄冷容量又は蓄熱容量を発生し又
は蓄積して、氷又は他の相変化蓄熱流体が再生される。
典型例では、タンク２４のタンク室２６から冷却した流
体を取り出して、熱交換器１２又は空気取扱装置４４等
の他の最終使用装置に冷却した流体を循環させることに
より蓄冷容量を回収することができる。

【００２２】図２に斜視図で示すコイル装置２２は、特
に図３に明示するように、伝熱管６２の端部６１又は６
３を連結するＵ形ベンド管６０を有する。ヘッダ５８
は、導管４８によって冷却装置１８及びポンプ２０に接
続された入口ポート６５及び出口ポート６７を有する。
図３及び図５に示す上部ヘッダ５８及び下部ヘッダ５９
は、図９に示すように、タンク２４内でより効率的に氷
を詰め込むため、上部ヘッダ５８及び下部ヘッダ５９か
らグリコールを供給す代替管路の代わりにあらゆる他の
管路を有する下記のコイル-供給構造に特に利用される
コイル装置２２を示す。図２、図３、図４、図５、図
６、図７、図８及び図９に示す具体的な装置は例示に過
ぎず、本発明はこれらに限定されない。図６に示すよう
に、垂直方向に隣接する伝熱管６２間に形成される垂直
な氷架橋構造は公知の容認できる構造であるのに対し、
隣接する垂直な管路６８と隣接する垂直な管路７６との
間に形成される水平な氷架橋構造は、本発明の蓄熱コイ
ル装置では望ましくない。

【００２３】蓄熱コイルアセンブリ１０のユーザ及びデ
ザイナーに対する再発する課題又は懸念は、回収される
蓄熱冷媒流体の温度である。最終用途装置４４に対する
冷媒効果を最大にするため、氷-水ポンプ３６での流体
温度は、ほぼ１.１℃（３４°Ｆ）又はそれ以下である
ことが望ましい。室２６から最終用途装置４４又は熱交
換器１２を通り蓄熱流体を循環させた後に、加熱された
蓄熱流体は、室２６に戻されて、最終用途装置４４又は
熱交換器１２で再利用するため、１.１℃（３４°Ｆ）
に冷却される。しかしながら、リサイクルされた蓄熱流
体の冷却速度は、利用できる貯蔵氷塊及びその利用でき
る接触表面積に依存することは公知である。従って、室
２６では、コイル装置２２は、隣接する伝熱管６２間に
流体の流れが生ずるように全氷塊設計容量又は最大容量
で設計される。利用できる氷接触面積により室２６内に
過剰量で形成された氷の状態で一体氷ブロックの外面よ
り大きな露出氷接触面積を形成することができることが
好ましい。丸い断面として図示する伝熱管６２は種々の
断面に形成できるので、本発明では管の形状には限定さ
れない。更に、熱交換器の技術で公知のように、管形状
は、複数の板又は板状にも形成することができる。

【００２４】使用可能な氷表面積の量は、垂直方向又は
水平方向に隣接する複数の伝熱管６２の間を架橋する氷
を含んでもよいが、室２６内の伝熱管６２上の蓄熱流体
の凝結量に依存する。伝熱管６２上の氷塊９０間の分離
を維持することは望ましいが、通風装置２８又は他の装
置を使用して、蓄熱流体の垂直方向の流れを形成して室
２６の流体温度を減少することは公知である。従って、
室２６の流体の流れを減少温度流体に維持する手段とし
て水平方向に隣接する伝熱管６２の間で垂直な流路又は
通路を維持することは一般的により重大であると思われ
る。垂直な流路の維持により、垂直に隣接する伝熱管６
２の間に氷が架橋した後でも、適切な氷-接触面積とな
る。

【００２５】氷-接触面積の量は凝結量及び前記流路の
構造的効果に依存するが、回収される熱エネルギ速度
は、氷溶融時間に基づいて蓄熱コイルアセンブリ１０の
全容量に影響を与える。熱交換器の業界では速度効果は
公知であるが、得られる構造の自然の成り行きとしてを
除き、本発明の一部を構成しない。しかしながら、ほぼ
１.１℃（３４°Ｆ）である蓄熱流体の所望の出口温度
は、多くの適用例に所望の温度でもある。

【００２６】図６は、図２に示すコイル装置２２の典型
的な断面図である。コイル装置２２は、コイル装置２２
内にほぼ平行に配置される複数の伝熱管６２を有する
が、他の形態も利用することができる。図１０、図１
１、図１２、図１３及び図１５に示す伝熱管６２は、冷
却装置１８のような冷却装置からの冷媒流体を反対方向
に隣接する伝熱管６２に供給する前記管路供給構造の一
部である。図９は、伝熱管６２上に凝固した蓄熱流体と
して生じる氷を示す。管端から反対方向にテーパ状に傾
斜して形成される氷により伝熱管６２上により均一な氷
塊が形成され、室２６内での氷塊表面積の使用量が最大
となるが、この技術は従来から公知である。同様に、図
６に示すように、ヘッダ５８及び５９を使用しかつ伝熱
管６２を保持し、冷却装置１８又は他の凍結させる装置
から冷媒流体を移動する管路-供給装置の使用は公知で
ある。

【００２７】前記のように、図６は室２６内の伝熱管６
２の整列配置体又は配列体２２を示す。公知の組立体ア
センブリからの配列体２２の断面図は、均一な配列体２
２に設けられる伝熱管６２を備えている。一般的に、配
列体２２の第一の管路を構成する縦配列６８と、第二の
管路を構成する縦配列７６は、隣接する列又は縦配列の
管中心の間に均一な分離距離８４をもって横配列７０
と、縦配列７２とを備えている。図６では、隣接する管
の縦配列６８と７６との管中心間の水平分離距離８４
は、装置２２の幅７１に沿って実質的に均等である。

【００２８】図７では、垂直な分離距離である垂直距離
７３は、水平な分離距離８４より小さい。図７では、均
一な形状に形成された氷塊９０が管配列２２に付着する
が、縦配列７２と８０の垂直方向では、隣接する伝熱管
６２間の氷塊は一体となり架橋された垂直距離７３を形
成する。配列幅７１に沿う垂直に隣接する縦配列７２及
び８０間の垂直な溝下又は通路８８は、通路８８を流体
が通過するために開放状態に保持される。図７に示すよ
うに、氷塊９０又は伝熱管６２間の幅を間隙８１として
示す。

【００２９】上記の氷形成形態は、１００%又は充分な
容量で氷が成長した場合の氷構造に対する所望の又は設
計上の特徴である。その後、蓄熱コイルアセンブリ１０
及び具体的に氷冷却装置１８は、凝結-再生工程を中断
しなければならない。しかしながら、冷却装置１８が作
動し続ける限り、伝熱管６２上に継続的に氷が形成され
ることは公知である。このような継続的な氷成長は成長
速度がより遅くなり、通路８８に沿って完全な氷架橋構
造を達成できるので、図８に示すように、一体氷塊が形
成される。この氷架橋構造により、配列２２内の隣接す
る伝熱管６２間の全蓄熱流体の流れを減少又は除去し、
室２６内の蓄熱流体は、例えば、側壁９６及び９８、頂
壁９５、底壁９７及び図示しない端壁等のコイル配列２
２に沿いかつこれらの周りで主に流れる。これにより、
使用可能な氷接触面積が設計特性から劇的に減少するの
で、通路８８及び配列２２を通る流体の熱交換能力を最
小化され、氷ポンプ３６により装置４４又は熱交換器１
２に搬送される蓄熱流体に対する伝熱効果を減少する。
伝熱効果に損失が発生する結果、装置４４へ流動する蓄
熱流体の温度は増加する。高温の蓄熱流体は熱交換器１
２又は装置４４の効率を減少するので、補足的な冷却装
置又は他の設備を利用してこの種の冷却装置から所望の
操作性能を達成しなければならない。このように、氷塊
が出現した後、氷の過剰形成状態も含めて全ての条件下
で通路８８の少なくとも一部を流体通路に開放する状態
に維持すると共に、一層使用可能な氷接触面積を維持し
て、図１７に示すように、蓄熱流体の低い温度を維持す
ることが望ましい。より具体的には、設計した最大氷塊
又は全容量氷塊を達成し又は超えた後に、蓄熱流体との
接触に利用できる少なくとも一部の利用可能な氷表面積
を維持することが好ましい。上記のように、通路８８中
での氷架橋構造を回避するため、氷塊形成を監視する一
般的に利用される方法では、タンク室２６内の流体レベ
ルの目視検査又は測定工程又は氷厚制御を行った。

【００３０】本発明は、通路８８の少なくとも一部を通
る流体流を維持する過剰形成氷塊に対する公差を室２６
内の氷塊形成に付与することができる。即ち、通路８８
は、ほぼ垂直な管路６８及び７６の少なくいくつかの間
で開放状態に維持され、図６に示す通路８８は、露出し
た氷接触表面積の所望のほぼ３０%を維持し、流動する
蓄熱流体に対する所望の熱伝達を維持することができ
る。

【００３１】図１０では、伝熱管６２を有する第１の管
路６８及び第２の管路７６は、本発明の第１の実施の形
態での配列６６の構成要素として配列２２の同じ一般的
な形態で再び設けられる。この形態では、隣接する第１
の管路６８及び第２の管路７６により複数の対を構成
し、複数の対は管路組１００を構成し、第１の管路６８
及び第２の管路７６は緊密に整合して縦配列７２及び８
０を形成し、縦配列７２及び８０内の隣接する一組の伝
熱管６２間に形成される第１の分離距離１０４は、図６
に示す従来の配列２２の均一な第１の分離距離８４より
小さい。

【００３２】図１０に示す本実施の形態では、管路６８
及び７６の隣接する対１００は、従来の配列２２の第１
の通路８８より広い溝又は通路１０２により分離され
る。典型的な装置では、分離距離１０４の幅は、第１の
分離距離８４からほぼ３０%減少した。しかしながら、
隣接する管路対１００間に形成される通路１０２の通路
幅１０３は、通路８８の幅８１の２倍を超える。

【００３３】図１０に示すように、同心状の氷塊形成
は、最大氷塊形成又は全容量氷塊形成時の各管路対１０
０内の隣接する伝熱管６２の間に形成される垂直横分離
距離及び水平分離距離に氷架橋構造を形成する。しかし
ながら、通路１０２は通路８８の幅の２倍以上離間した
状態に保持される。

【００３４】整列する配列６６は、過剰氷塊形成時でも
流体流及び通風装置２８からの気流に対して通路１０２
を開放状態に維持する。作動中に、伝熱管６２上に氷が
成長するので、氷は伝熱管６２上で断熱作用を発生し、
これにより冷却装置１８から冷媒による蓄熱流体の冷却
速度が減少する。従って、氷塊形成速度が減少し、冷却
装置１８でのグリコール温度が減少するのみならず、冷
却装置１８の圧縮器の吸入圧力及び冷媒温度が減少する
影響を受ける。前記パラメータは、所望の氷塊形成の評
価基準として設計全容量氷塊形成に相互関係を有する。
しかしながら、冷却装置１８を継続して稼動すれば、伝
熱管６２及び管路対１００上に連続的に氷塊が形成され
る。本実施の形態では、通路１０２の幅１０３は、従来
の幅の２倍又はそれ以上であり、氷塊形成速度が減少し
ても、また過剰に氷塊が形成され、通路８８の幅８１の
長さが減少しても、通路１０２は流体流れに対し開放状
態に保持される。開放状態の通路１０２が維持されるの
で、再循環される蓄熱流体からの伝熱に対する氷接触表
面積が大きくなるため、所望の温度を維持することがで
きる。

【００３５】本発明の他の実施の形態では、隣接する縦
配列７２及び８０の伝熱管６２は、設計上互いに緊密に
かつ整合して配置され、例えば、通路幅１０３は、図１
０に示す幅より少なく約７%だけ減少する。この作用に
より、通路幅１０３及び通路１０２の幅が約１５%だけ
実質的に増加し、十分な氷接触面積を維持する配列６６
の伝熱作用を強化することができる。また、これによ
り、過剰氷塊形成時に通路１０２を跨って氷架橋構造の
形成を抑制することができる。

【００３６】図１１及び図１２は、図１０に示す構造と
は別の実施の形態を示す。図１１に示す設計氷塊を形成
するコイル構造２２では、垂直な通路１０２の数は図６
の構造に示す通路数のほぼ半分である。これにより、一
般に「氷収容効率」と指称するタンク２４内の単位容積
（立方フィート）当たりの氷形成重量（ポンド）を増加
することができ、撹拌に要する空気量を従来の構造に比
べて５０%も減少することができる。本実施の形態で
は、縦配列６８と７６内の隣接する伝熱管６２間の分離
距離１０４は、図１０に示す管より約３０%大きく偏位
される。従って、通路１０２及び幅１０３の幅はほぼ１
５%だけ減少するが、過剰氷塊形成状態でも通路１０２
を開放状態に維持することができる。また、分離距離１
０４が増加すると、氷架橋構造の形成により多くのエネ
ルギが必要となるので、全氷塊設計容量に空所１０５を
合体できる場合もある。蓄熱容量を使用する装置４４又
は他の蓄熱要求装置に流体が流れる間に氷塊が融解した
後、空所１０５は、流体流に対する通路１０２を開放す
ることができる。図１１では、円柱状の氷９０又は隣接
する伝熱管６２の間で氷が接触するか又は氷架橋構造が
形成される直後に、氷の伝熱面積は半分に減少すること
が判明した。伝熱管６２上に氷塊が成長する間に、成長
する氷塊の断面直径の増加に伴い、冷却装置１８から伝
熱管６２を通る冷媒と、室２６の蓄熱流体との間の伝熱
容量に対して氷の断熱ファクタ（要因）が増加する。従
って、図１８に示すように、伝熱管６２上の氷の成長速
度は、顕著にかつ迅速に低下する。グリコール温度のみ
ならず、容量、吸入圧力及び温度において、冷却装置１
８の効果は、急激に低下する。従って、容量の前記急激
な低下を監視することにより、従来の方法より精密に氷
塊形成サイクルの終端時期を検出することができる。

【００３７】縦配列６８及び７６の隣接する伝熱管６２
間の通路１０２の幅を変更する他の実施の形態では、図
１０に示す伝熱管６２間の幅より約７%広い通路分離距
離１０４が設けられる。これにより、約４%だけ通路１
０２及び幅１０３が狭められるが、通路幅の変更によ
り、各対１００での隣接する伝熱管６２の間で過剰氷塊
形成速度又は氷架橋形成速度を減少することができる。
この構造では、所望の伝熱表面積の最小限度の３０%を
維持し続けることができる。

【００３８】前記実施の形態は、共通の通路幅１０２を
有する隣接する伝熱管６２の対組の変形を示すが、個々
の縦配列６８及び７６又は伝熱管６２上に形成され又は
融解する氷塊の速度等の操作条件を変更しながら、前記
幅を変更することができる。また、具体的な幅は設計上
の選択又は蓄熱に対する適用例の仕様によって変更して
もよいが、通常、この種の構造に仕様又は装置の要求を
適用できる。

【００３９】別の実施の形態では、対１００の隣接する
伝熱管６２をより緊密に整合させて、通路又は間隙１０
２に更に狭い寸法を与える例を示す。また、分離幅１０
３を更に狭く形成して、通路１０２の幅を全体的に減少
させることができる。しかしながら、幅１０３のほぼ２
倍の幅を有する図８に示す中央拡大通路１１０を設ける
ことによって、通路幅１０２及び１０３の減少を補償す
ることができる。中央拡大通路１１０を設けることによ
って、通路１０２を通る流体の流れが阻止又は制限され
るときに、過剰氷塊形成状態でも、配列６６を通る流体
流を形成することができる。この構造によって、更に大
きい氷の伝熱表面積に流体を接触させて、流体の温度を
一体氷塊が形成された場合の温度より低い温度に維持す
ることができる。この流量が継続することにより、所望
の流体温度を１.１℃（３４°Ｆ）以下に保持すると共
に、一体氷塊の融解速度を増加させて、流体流及び空気
流に対する通路１０２を再開放することができる。

【００４０】図１３及び図１４は、隣接する配列の管路
群１２０の間に大きい通路１２８を形成した図１０及び
図１１の配列６６にほぼ類似する配列６６を示す。この
構造では、各対１００の伝熱管６２間の分離距離１０４
は、約３０%増加する。分離距離１０４の増加により、
全氷塊設計容量でも再び空所１０５が円柱状の氷９０間
に形成される。しかしながら、約１７%だけ通路１０２
の幅が減少し、約１４%だけ分離幅１０３が減少する。
この減少により、両方の実施の形態において通路幅１１
０をほぼ均等に維持し、配列６６を通る流体の連続的な
流れを確保することができる。各対１００毎に僅か２個
の隣接する管路６８、７６のみを有する２管路対１００
を図１０、図１１及び図１３に示すが、各管路対１００
は、各管路対１００毎に３個又はそれ以上の緊密に隣接
する管路６８、７６を備えてもよい。２個の管路のみの
使用は、図示の便宜に過ぎず、利用する管路６８、７６
の数に対する制限ではない。

【００４１】図１５及び図１６に示すように、第３の実
施の形態では、互いに接近して配置されたコイル６８及
び７６の伝熱管６２を備えた多管の管路群１２０の対が
設けられる。各多管の管路群１２０の対では、図６に示
す通路８８と同様の狭い通路１２２は、伝熱管６２又は
円柱状の氷９０の間に形成される。例えば、隣接する管
中心間の分離距離１０４は約３%短いに過ぎないが、狭
い通路１２２の幅は、通路８８より約３０%狭い。図１
５に示す多管の管路群１２０の対は、伝熱管６２並びに
管路６８及び７６の６本の垂直な縦配列を有する。配列
１２６内の３個の多管の管路群１２０の対は、隣接する
多管の管路群１２０の対間に広い通路１２８が形成さ
れ、比較すれば、通路１２８は、図１３に示す第３の実
施の形態による広い中央通路１２８より約３５%狭いに
過ぎない。この構造により、過剰氷塊形成状態に対応で
きると共に、過剰氷塊形成状態での従来の装置より伝熱
に対する氷接触表面積を増大することができる。分離距
離１０４が大きいため、伝熱管６２の総数は減少する
が、強化された通路幅及び安全な又は広い幅を有するの
で、実質的に従来の装置と均等数であり、氷塊過剰形成
に対しても適当量の流体流を供給することができる。過
剰氷塊形成時でも、多管の管路群１２０の対内の隣接す
る伝熱管６２の間に空所１０５が出現する。

【００４２】更なる実施の形態では、対にされた伝熱管
６２の複数の対が管対１００に設けられ、管対１００の
間に通路１０２が形成され、隣接する管対１００では伝
熱管６２が密接に対にされて、多管の管路群１２０の対
が形成される。前記多管の管路群１２０の対の構造は、
多管の管路群１２０の対の間に形成される広い通路１２
８を有する。配列１２６のこの構成では、通路幅１０２
及び幅１０３は、図１３に示す構造の通路幅１０２及び
幅１０３にほぼ等しい。しかしながら、コイル６８及び
７６の隣接する伝熱管６２の円柱状の氷９０がより氷架
橋構造を形成する傾向が強いことが判明しても、より密
接に組み立てられる管路対１００により配列１２６に追
加の伝熱管６２を設けることができる。形成される全氷
塊設計容量構造は、流体流に対する複数の通路１０２及
び１２８を依然として形成し、通路１２８は、過剰氷塊
形成状態で流体流の制限に対する再び安全限界値とな
る。

【００４３】図１９では、２対の隣接する管路６８及び
７６は、管路６８及び７６の間に配置されかつ管路６８
及び７６の間に拡大分離間隙１３２を形成するデバイダ
１３０（挿入物）を有する。拡大分離間隙１３２は、管
路６８、７６を通じて蓄熱流体流を形成するのに適する
大きさで、これにより許容できる蓄熱流体又は水の出口
温度を調整することができる。デバイダ１３０は、デバ
イダ１３０を跨って形成される氷架橋構造を抑制できる
低い熱伝導率を有する材料で形成するとよい。

【００４４】図２０は、樹脂等の低伝導率材料で形成さ
れたスペーサ１４０によって隣接するコイル６８及び７
６の少なくとも１対を分離しながら一体成形のコイル内
に挿入するスペーサ１４０を示す。別法として、中実若
しくは中空のスペーサ又は有孔のスペーサを使用して、
拡大された分離間隙を維持してもよい。また、コイルの
底部９７に供給されかつ流体を強力に攪拌する空気又は
他の流体を案内する流体導管として中空のスペーサ１４
０を使用することができる。亜鉛メッキされた鉄鋼製の
配管組立体の流体導管としてのスペーサの使用は特に有
利である。

【００４５】図１に図示する制御管路により、配列６６
及び１２６内で氷塊形成状態の変化の評価基準として入
口吸入圧力又は入口流体温度を測定することができる。
図１８では、氷塊形成の全容量で単一コイルのグリコー
ル又は吸入温度の変化が劇的に減少するので、吸入温度
は、センサ４６によって検出するパラメータとなる。検
出した信号を制御装置５０に供給して、継続する氷塊形
成を停止しかつ通路通過１０２又は１２８を維持するこ
とができる。

【００４６】本発明による具体的な前記実施の形態は、
本発明の特許請求の範囲を限定するものではないことは
明白である。

【発明の効果】過剰氷塊が形成されたときに、一体氷塊
ブロックの外周面より大きい貯蔵された氷表面積に流体
流又は空気を接触させるので、蓄熱流体を所望の温度に
保持し管理することにより、蓄熱抽出効率を向上するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 従来の典型的な蓄熱コイル装置を示すブロッ
ク図

【図２】 従来の蓄熱コイル装置に使用されかつヘッダ
を有するコイル装置の斜視図

【図３】 図２に示すコイル装置の側面図

【図４】 図３に示すコイル装置の４−４線に沿う端面
図

【図５】 図３に示すコイル装置の５−５線に沿う端面
図

【図６】 コイル上に所望の又は１００%氷塊が形成さ
れた図３に示すコイル装置の６−６線に沿う断面図

【図７】 図６に示すコイル及び氷塊形成構造の部分拡
大断面図

【図８】 垂直な分離間隙を封鎖するほぼ１０%過剰な
氷塊がコイル上に形成された図６のコイル構造体の部分
断面図

【図９】 コイル装置の管上に所望又は代表的な氷塊形
成を示す断面図

【図１０】 第１の分離間隙距離(104)で隣接する管が
緊密に整合され、対のコイルを有し、隣接する一対の管
路の間で他の管路対は第２の大きな分離間隙を有する本
発明の第１の実施の形態を示すコイル装置の断面図

【図１１】 より広い分離距離及びより狭い通路幅を有
する本発明による第２の実施の形態を示す断面図

【図１２】 図１１の部分拡大断面図

【図１３】 本発明による第３の実施の形態を示す断面
図

【図１４】 大きい中心分離距離を含まない図１３の部
分拡大断面図

【図１５】 多管路対により形成される本発明による第
４の実施の形態を示す断面図

【図１６】 大きい分離距離を含まない図１５の部分拡
大断面図

【図１７】 使用可能な氷伝熱表面積の百分率に対する
出口温度との関係を示すグラフ

【図１８】 氷形成割合に対する冷却流体温度との関係
を示すグラフ

【図１９】 拡大分離間隙を形成する機械的なセパレー
タを有する氷管配列の平面図

【図２０】 隣接する管の間に配置されて機械的な垂直
分離間隙を形成するスペーサを示す側面図

【符号の説明】

(12, 44)・・外部の装置、 (15)・・熱伝達手段、 (1
8)・・冷却冷凍装置、(22)・・コイルアセンブリ、 (2
4)・・ハウジング（蓄熱タンク）、 (26)・・流体貯蔵
室、 (40)・・外部接続手段、 (45)・・センサ手段、
(48)・・蓄熱接続手段、 (50)・・制御手段、 (58,
59)・・ヘッダ、 (62)・・伝熱管、(65)・・入口ポー
ト、 (66, 126)・・配列、 (67)・・出口ポート、
(70)・・横列、 (72)・・縦列、 (73)・・垂直分離間
隙距離、 (101)・・第１の垂直通路、 (102)・・第２
の垂直通路、 (104)・・第１の水平分離間隙距離、(10
5)・・第２の水平分離間隙距離、 (106)・・水平通
路、 (108)・・第３の分離間隙距離、 (110)・・第４
の分離間隙距離、 (120)・・管路群、

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 蓄熱流体を収容する流体貯蔵室を有する
   ハウジングと、流体貯蔵室内の蓄熱流体を外部の装置に
   接続する外部接続手段と、冷媒に熱を伝達する熱伝達手
   段と、熱伝達手段をコイルアセンブリに接続する蓄熱接
   続手段とを備えた蓄熱コイル装置において、 コイルアセンブリは、流体貯蔵室内で計画された配列で
   配置され、蓄熱接続手段により熱伝達手段に接続されか
   つそれぞれ長さ方向の中心軸を有し、流体貯蔵室内で伝
   熱流体を案内し、蓄熱流体の温度を減少して熱エネルギ
   を貯蔵する複数の伝熱管を備え、 伝熱管の計画的な配列は、ほぼ隣接する水平な横列と、
   ほぼ隣接する垂直な縦列で配設され、配列は、伝熱管の
   長さ方向の中心軸に対して交差する断面幅と高さとを有
   し、伝熱管の隣接する横列と縦列は、コイルアセンブリ
   の幅に沿って伝熱管の隣接する横列と縦列との間に第１
   の垂直通路と水平通路とを協力して形成し、 伝熱管の隣接する縦列は、配列の断面内で伝熱管の隣接
   する垂直縦列の管軸間に少なくとも１個の第１の水平分
   離間隙距離を形成し、横列は少なくとも１個の垂直分離
   間隙距離を有し、 伝熱流体は、伝熱管を通じて送出され、蓄熱流体を第１
   の温度から第２の温度に温度を低下させて、蓄熱流体の
   少なくとも一部を伝熱管上で凝固させ、 伝熱管の縦列の少なくとも一対は、第１の分離間隙距離
   より大きくかつ隣接する伝熱管の一対の軸間に第２の水
   平分離間隙距離を有し、縦列の少なくとも一対の伝熱管
   は、第１の垂直通路より広い第２の垂直通路を形成し
   て、伝熱管の垂直な縦列の水平な第１の分離間隙距離に
   跨って凝固した蓄熱流体の間に氷架橋構造が形成される
   とき、配列内の隣接する伝熱管の少なくとも一対の縦列
   の間に垂直な蓄熱流体流に対して１個の通路を形成する
   ことを特徴とするコイルアセンブリに伝熱流体を供給す
   る蓄熱コイル装置。
2. 【請求項２】 配列内の伝熱管の垂直な縦列は、伝熱管
   の少なくとも２つの垂直な縦列の管路群により構成さ
   れ、管路群は、管路群内の伝熱管の隣接する垂直な縦列
   の軸の間に第３の分離間隙距離を有し、配列は、伝熱管
   の垂直な縦列の管路群の少なくとも２個を有し、 伝熱管の垂直な縦列の少なくとも２個の組の隣接する管
   路群は、伝熱管の隣接する管路群に近い伝熱管の隣接す
   る垂直な縦列を有し、隣接する管路群の伝熱管の接近し
   た縦列は、伝熱管の異なる管路群の最も近い隣接する縦
   列の軸の間に第４の分離間隙距離を形成し、第４の分離
   間隙距離は第３の分離間隙距離よりも大きい請求項１に
   記載の蓄熱コイル装置。
3. 【請求項３】 第２の分離間隙距離は、第４の分離間隙
   距離にほぼ等しい請求項２に記載の蓄熱コイル装置。
4. 【請求項４】 第１の分離間隙距離は、第３の分離間隙
   距離にほぼ等しい請求項２に記載の蓄熱コイル装置。
5. 【請求項５】 伝熱管の垂直な縦列の管路群は、分割さ
   れた氷塊を形成し、第４の分離間隙距離は、各管路群内
   の伝熱管の隣接する垂直な縦列の間に凝固された蓄熱流
   体が氷架橋構造を形成するとき、垂直な通路を形成する
   請求項２に記載の蓄熱コイル装置。
6. 【請求項６】 管路群は、伝熱管の第１の垂直な縦列と
   第２の垂直な縦列とを有し、各管路群は、各管路群の第
   １の垂直な縦列と第２の垂直な縦列との間に第３の分離
   間隙距離を形成し、 第４の分離間隙距離は、配列の幅にわたって伝熱管の隣
   接する管路群の間に設けられる請求項２に記載の蓄熱コ
   イル装置。
7. 【請求項７】 少なくとも一つのヘッダを備え、流体貯
   蔵室内の各伝熱管は、第１の端部と第２の端部とを備
   え、第１の端部と第２の端部の少なくとも一方は、ヘッ
   ダの少なくとも一方に接続され、 ヘッダは、接続手段により熱伝達手段に連結された入口
   ポートと出口ポートを有し、 ヘッダは、伝熱管の配列に伝熱流体を連絡する請求項１
   に記載の蓄熱コイル装置。
8. 【請求項８】 熱伝達手段は、排出ポートと入口ポート
   とを有する圧縮機を備えた冷却冷凍装置であり、冷却冷
   凍装置の排出ポートは、伝熱管の配列に対し冷却流体を
   供給して、蓄熱流体の温度を低下させ、冷却冷凍装置の
   入口ポートは、伝熱管の配列から第２の減少した吸入圧
   力の冷却流体を受取り、 蓄熱コイルアセンブリ内の設計容量に対する蓄熱流体の
   凝固状態を示す冷却流体温度、圧縮機吸入圧力及び冷却
   負荷の少なくとも一つを検出するセンサ手段を備えた請
   求項１に記載の蓄熱コイル装置。
9. 【請求項９】 配列は、伝熱管の垂直な複数の縦列を備
   え、縦列は垂直な伝熱管の３個の組内に設けられ、 第４の分離間隙距離は、第３の分離間隙距離よりほぼ２
   ５%大きい請求項２に記載の蓄熱コイル装置。
10. 【請求項１０】 伝熱管の配列は、第１の流体流管路
    と、第２の流体流管路とを備えた２管路配列であり、 配列の伝熱管は、少なくとも垂直な縦列内の第１の管路
    と第２の管路に対し交互に整列して配置され、 配列内の伝熱管は、ほぼ平行な軸を有し、 第１のコイル管路内の伝熱流体は、第１の前進方向に流
    れ、 第２のコイル管路内の伝熱流体は、第１の方向とは逆の
    第２の方向に流れ、隣接する伝熱管の逆の第２の方向の
    流れにより、各流れの方向で伝熱管上に伝熱流体のほぼ
    均一な凝固を形成し、これにより、流体貯蔵室内の伝熱
    流体上に均一な凝固蓄熱流体を形成する請求項１に記載
    の蓄熱コイル装置。
11. 【請求項１１】 計画された配列内に各伝熱管は、約
    ２.５４cm（１インチ）の断面直径を有し、 各伝熱管の中心軸の各垂直な縦列は基準平面を形成し、 縦列の各対の隣接する縦列の隣接する平面は、隣接する
    第１の基準平面と第２の基準平面との間に第１の分離間
    隙距離を形成し、 隣接する縦列間の第１の分離間隙距離は、少なくとも縦
    列の隣接する対の間で少なくとも７.１cm（２.８イン
    チ）であり、 第２の分離間隙距離は、垂直な縦列の隣接する対の間に
    形成され、縦列の各対は、垂直な平面の隣接する対の垂
    直平面の対の一方に接近して、垂直な平面の対の一つを
    有し、接近する複数の平面は第２の分離間隙距離を形成
    し、 第２の分離間隙距離は、第１の分離間隙距離の幅より少
    なくとも１０%大きい請求項１に記載の蓄熱コイル装
    置。
12. 【請求項１２】 第２の分離間隙距離は第１の分離間隙
    距離よりほぼ５%〜５０%大きき範囲で延伸し、 第１の分離間隙距離は、７.１cm（２.８インチ）〜１
    ０.７cm（４.２インチ）の範囲で延伸する請求項１１に
    記載の蓄熱コイル装置。
13. 【請求項１３】 各組は、伝熱管の第１の垂直な縦列と
    第２の垂直な縦列とを備え、各組は各管路群の各第１及
    び第２の垂直な縦列の間に形成される第３の分離間隙距
    離を有し、 第４の分離間隙距離は、配列の幅にわたる伝熱管の隣接
    する管路群の間に形成され、 計画された配列の各伝熱管は、約２.５４cm（１イン
    チ）の断面直径を有し、 各伝熱管の縦軸の各垂直な縦軸は、基準平面を形成し、 縦列の各対の隣接する縦列の隣接する平面は、隣接する
    第２の基準平面と第２の基準平面との間に第１の分離間
    隙距離を形成し、 隣接する縦列の間の第１の分離間隙距離は、縦列の隣接
    する対の間で少なくとも７.１cm（２.８インチ）であ
    り、 第２の分離間隙距離は、垂直な縦列の隣接する対の間に
    形成され、縦列の各対は、垂直な平面の隣接する対の垂
    直な平面の対の一つに接近する垂直な平面の対の一つを
    有し、接近する平面は第２の分離間隙距離を形成し、 第２の分離間隙距離の幅は、第１の分離間隙距離より少
    なくとも１０%大きい請求項６に記載の蓄熱コイル装
    置。
14. 【請求項１４】 各第３の分離間隙距離は、第２の分離
    間隙距離に等しく、 第２の分離間隙距離は、第１の分離間隙距離より約５%
    〜５０%の間の大きい範囲で延伸し、 第１の分離間隙距離は、７.１cm（２.８インチ）〜１
    ０.７cm（４.２インチ）の範囲内で延伸し、 第４の分離間隙距離は、第２の分離間隙距離より１０%
    〜１００%の範囲を超えて延伸する請求項１３に記載の
    蓄熱コイル装置。
15. 【請求項１５】 伝熱流体を冷却する手段を有する冷却
    冷凍管路を備え、 冷却冷凍管路は、連結手段により蓄熱タンク及びコイル
    配列に接続され、蓄熱タンクに伝熱流体を供給して、蓄
    熱流体を冷却しかつ伝熱流体を冷却冷凍管路に戻し、 冷却冷凍管路を流れる流体を制御する制御手段と、 冷却冷凍官途に戻る蓄熱流体の温度及び吸入圧力を検出
    するセンサ手段と、 センサ手段を制御手段に接続して、冷却冷凍管路及び蓄
    熱タンクへ連絡する伝熱流体を制御する請求項１に記載
    の蓄熱コイル装置。
16. 【請求項１６】 センサ手段及び制御手段の操作によ
    り、伝熱流体の温度及びライン吸入圧力の一つが所定の
    変化状態にあるとき、コイルアセンブリに流れる伝熱流
    体の流れを停止して、蓄熱流体の更なる凝固を回避し、
    配列内の流体流及び伝熱に対する第２の分離間隙通路を
    維持する請求項１５に記載の蓄熱コイル装置。