JP2002228377A - 蓄熱装置、及び蓄熱方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、氷蓄熱を繰り返し実施することに
鑑みてなされたもので、蓄熱剤全体の過冷却化を抑制で
き、少ない電力により、短時間で氷蓄熱できる蓄熱装
置、及びこれを用いた蓄熱方法を提供することを目的と
する。 【解決手段】 本発明の蓄熱装置１は、両端部の開口し
た外部筒体９、外部筒体９内に、該外部筒体９との間に
環状空間Ｓをもって挿入された内部筒体１０、環状空間
Ｓの両端部を夫々封止する蓋体１１，１２及び環状空間
Ｓ内に充填された蓄熱剤１３を備えた蓄熱体２と、蓄熱
体２の内部筒体内１０に、冷媒を供給、循環させる冷媒
供給手段３と、環状空間Ｓ内に充填された蓄熱剤１３を
振動させる加振手段６とを備えて構成したものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、夜間電力を使って
氷蓄熱し、これを昼間の冷房空調に利用する蓄熱装置、
及び蓄熱方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】電力供給の増加に対する発電供給能力の
逼迫から、夜間電力を有効利用して電力需要の平準化を
図る試みが実用化されている。この観点から、発電供給
能力に余裕のある夜間電力を蓄え、昼間の需要最盛時に
利用するものとして、電力を氷蓄熱する技術がある。

【０００３】氷蓄熱する技術は、例えば、特開平７−１
９０６５８号公報に記載された、蓄熱部材、蓄熱槽を利
用して実施されている。この蓄熱槽は、複数の蓄熱部材
を結束した蓄熱部材群と蓄熱槽とを備え、該蓄熱部材群
を蓄熱槽内に配設して構成される。各蓄熱部材内には、
塩化カリウム水溶液等の蓄熱剤が充填され、蓄熱槽内に
は熱媒体が貯留されている。また、蓄熱部材の蓄熱剤中
には、該蓄熱剤の過冷却化を抑制する微細粒子の過冷却
防止剤が配置されている。この過冷却防止剤は、各蓄熱
部材の転倒を防ぐ錘りとして兼用され、各蓄熱部材の底
側に沈殿、凝集している。

【０００４】この蓄熱槽では、夜間電力を使ってポンプ
を駆動することにより、熱媒体（冷媒）を蓄熱槽内に供
給、循環させる。熱媒体は、各蓄熱部材内の蓄熱剤と熱
交換しながら蓄熱槽内を流通し、該熱媒体の冷熱により
蓄熱剤を凝固して氷蓄熱する。この氷蓄熱では、過冷却
防止剤により、蓄熱剤の過冷却化を抑制している。ま
た、昼間における冷房空調は、ポンプを駆動し、熱媒体
を蓄熱槽内に供給、循環させる。熱媒体は、凝固した蓄
熱剤と熱交換しながら蓄熱槽内を流通し、該蓄熱剤の融
解による放熱（冷熱）により冷却される。そして、冷却
された熱媒体は、空調機等に導入され、室内等の冷房空
調に利用される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の蓄熱槽では、微
細粒子の過冷却防止剤（錘り）を各蓄熱部材の底側に沈
殿、凝集しているので、蓄熱剤の全体にわたって過冷却
化を抑制できない。ところで、蓄熱槽による氷蓄熱は、
夏期間において、繰り返し実施されるもので、上述のよ
うに、蓄熱剤全体の過冷却化を有効に抑制できないと、
蓄熱剤全体を凝固して、蓄熱量を高めるためには、多く
の電力を消費することになる。衆知の如く、過冷却のま
までは顕熱蓄熱が進むのみで所定蓄熱時間内に蓄熱でき
る冷熱量は僅かに過ぎない。例えば、水の顕熱量は１ca
l／g・℃に対し、水→氷の相変化に伴う潜熱量は80cal
／gである。限られたスペースに所定の電力使用時間内
に多くの熱量を蓄熱するためには潜熱として蓄えること
が圧倒的に有利である。そのためには、速やかに過冷却
状態を解消して氷生成に移行させることが必要である。

【０００６】本発明は、氷蓄熱を繰り返し実施すること
に鑑みてなされたもので、蓄熱剤全体の過冷却化を抑制
でき、少ない電力により、短時間で氷蓄熱できる蓄熱装
置、及び蓄熱方法の提供を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段及びその効果】本発明の請
求項１に記載の蓄熱装置は、両端部の開口した外部筒
体、外部筒体内に、該外部筒体との間に空間をもって挿
入された内部筒体、空間の両端部を夫々封止する蓋体及
び空間内に充填された蓄熱剤を備えた蓄熱手段と、蓄熱
手段の内部筒体内に、冷媒を供給、循環させる冷媒供給
手段と、空間内に充填された蓄熱剤を振動させる加振手
段とを設けて構成したものである。

【０００８】請求項１に記載の蓄熱装置では、冷媒供給
手段にて、冷媒を内部筒体内に流通することにより、該
冷媒の冷熱を空間内の蓄熱剤に氷蓄熱する。蓄熱剤とし
ては、水の他に、塩化ナトリウム水溶液、塩化アンモニ
ウム水溶液、塩化カリウム水溶液、炭酸水素カリウム水
溶液、炭酸ソーダ水溶液、エチレングリコール水溶液等
の無機系及び有機系溶質を含む水溶液等が使用され、冷
媒との熱交換により凝固（氷核）し、該冷媒の冷熱を氷
蓄熱する。

【０００９】また、請求項１に記載の蓄熱装置では、氷
蓄熱過程において、加振手段にて空間内の蓄熱剤を振動
することで、該蓄熱剤に衝撃を与え、過冷却化を抑制す
る。そして、加振手段による振動は、蓄熱剤の全体にわ
たって伝播され、蓄熱剤全体の過冷却化を抑制する。こ
れにより、氷蓄熱を繰り返し実施するとき、加振手段に
より蓄熱剤を振動させることで、該蓄熱剤の過冷却化を
抑制できる。

【００１０】このように、請求項１に記載の蓄熱装置に
よれば、加振手段により蓄熱剤を振動することで、該蓄
熱剤全体にわたって過冷却化を抑制でき、ひいては蓄熱
剤による氷蓄熱を繰り返し実施しても、少ない消費電力
により、短時間で氷蓄熱することが可能となる。また、
請求項１に記載の蓄熱装置においては、過冷却の解消は
蓄熱剤の極所部位で起きても内部筒体等を伝ってほぼ全
域に伝播するので小さい振動エネルギーで広範に過冷却
解消を実現することが出来る。

【００１１】本発明となる請求項２に記載の蓄熱装置
は、請求項１に記載のものに、蓄熱剤の温度を、直接又
は間接的に検出する温度検出手段と、温度検出手段によ
って検出される温度が蓄熱剤の凝固点以下になったと
き、加振手段を起動して蓄熱剤を振動せしめる制御手段
とを設けて構成したものである。

【００１２】この請求項２に記載の蓄熱装置では、氷蓄
熱過程において、温度検出手段により蓄熱剤の凝固点以
下の温度を検出する。この温度検出は、蓄熱剤中に温度
検出手段を配設して蓄熱剤の温度を直接検出する他に、
温度検出手段を冷媒の供給される内部筒体の外周面に配
設して、該内部筒体の温度により蓄熱剤の温度を間接的
に検出するものである。そして、温度検出手段によって
検出される蓄熱剤の温度が凝固点以下になったとき、制
御手段は、加振手段を起動して蓄熱剤を振動させること
により、該蓄熱剤の過冷却化を抑制する。また、温度検
出の手段に代えて冷却能力を基準にして予測される冷却
開始からの経過時間に応じて加振手段を稼動させても本
発明の目的を達成することは出来る。

【００１３】このように、請求項２に記載の蓄熱装置に
よれば、温度検出手段により蓄熱剤の温度を検出し、制
御手段により加振手段を起動するので、蓄熱剤の過冷却
化を抑制するときのみ、加振手段を起動できる。これに
より、氷蓄熱の開始から終了まで、加振手段を起動する
必要がなく、該加振手段を起動する電力等を最小限にす
ることが可能となる。また、温度検出手段の温度検出に
基づき、制御手段が加振手段を起動するので、蓄熱剤の
過冷却化を自動的に抑制できる。そして、氷蓄熱を繰り
返し実施しても、該繰り返しの都度に、自動的に蓄熱剤
の過冷却化を抑制することが可能となる。

【００１４】本発明となる請求項３に記載の蓄熱装置
は、請求項１又は請求項２に記載のものに、空間を形成
する内部筒体の外周面及び外部筒体の内周面の、一部又
は全面に氷核活性剤が塗布されてなるものである。

【００１５】この請求項３に記載の蓄熱装置によれば、
蓄熱手段の空間に充填された蓄熱剤に接触する外部筒
体、内部筒体の一部又は全面に氷核活性剤を塗布してい
るので、氷蓄熱過程において、空間内の蓄熱剤の過冷却
化を抑制できる。特に、氷蓄熱過程において、蓄熱剤を
振動させることとの相乗効果により、蓄熱剤の過冷却化
を確実に抑制できることになる。また、蓄熱剤に対する
氷蓄熱（凝固、融解）を繰り返し実施しても、氷核活性
剤が蓄熱剤中に凝集することを防止できる。これによ
り、氷蓄熱を繰り返し実施しても、氷核活性剤の凝集を
防止して、蓄熱剤の過冷却化を抑制できるので、少ない
消費電力により、短時間で氷蓄熱することが可能とな
る。

【００１６】なお、蓄熱装置では、内部筒体を、熱伝導
性及び振動伝播性に優れた金属製管体で構成し、外部筒
体を、プラスチック製管体で構成することが好ましい。
また、蓄熱装置では、氷核活性剤を、硫化銅、ヨウ化
銀、コレステロール、メタアルデヒド、キサンタンガ
ム、ゼオライト、繊維状タンパク質、合成ケイ酸塩、雲
母、グラファイト等の中から選ばれた１種類以上の物資
からなるものとする。さらに、蓄熱装置では、冷媒を、
フレオン系冷媒、アンモニア等の自然系冷媒又はブライ
ン等からなるものとする。また、冷媒の温度は、蓄熱剤
の凝固点よりも少なくとも３℃以上低くすることが好ま
しい。

【００１７】本発明の請求項４に記載の蓄熱方法は、両
端部の開口した外部筒体、外部筒体内に、該外部筒体と
の間に空間をもって挿入された内部筒体、空間の両端部
を夫々封止する蓋体及び空間内に充填された蓄熱剤を備
えた蓄熱手段を用いて、内部筒体内に冷媒を供給、循環
させることにより、蓄熱剤に冷媒の冷熱を蓄熱するもの
である。そして、請求項４に記載の蓄熱方法は、空間内
に充填された蓄熱剤の温度を検出し、検出された蓄熱剤
の温度が凝固点以下になったとき、該蓄熱剤を振動させ
るようにしたものである。

【００１８】この請求項４に記載の蓄熱方法では、冷媒
を内部筒体内に流通することにより、該冷媒の冷熱を空
間内の蓄熱剤に氷蓄熱する。また、氷蓄熱過程におい
て、空間内に充填された蓄熱剤の温度が凝固点以下にな
ったとき、該蓄熱剤を振動することで、該蓄熱剤に衝撃
を与え、過冷却化を抑制する。そして、蓄熱剤に対する
振動は、蓄熱剤の全体にわたって伝播され、蓄熱剤全体
の過冷却化を抑制する。これにより、氷蓄熱を繰り返し
実施するとき、蓄熱剤を振動させることで、該蓄熱剤の
過冷却化を抑制できる。

【００１９】このように、請求項４に記載の蓄熱方法に
よれば、蓄熱剤の温度が凝固点以下になったとき、該蓄
熱剤を振動することで、該蓄熱剤全体にわたって過冷却
化を抑制でき、ひいては蓄熱剤による氷蓄熱を繰り返し
実施しても、少ない消費電力により、短時間で氷蓄熱す
ることが可能となる。

【００２０】

【発明の実施の形態】本発明の実施形態における蓄熱装
置、及び蓄熱方法について、図１〜図４を参照して説明
する。図１は蓄熱装置を示す模式図である。

【００２１】図１において、蓄熱装置１は、複数の蓄熱
体２と、冷媒供給手段３と、ファン・コイルユニット４
と、温度検出センサ５及び加振機６とを備え、これらを
制御器７により制御する。

【００２２】図１に示すように、複数の蓄熱体２は、冷
媒の冷熱を蓄熱するもので、断熱材８内に並設されてい
る。また、各蓄熱体２は、図２及び図３に示される構成
を採用している。図２及び図３に示すように、各蓄熱体
２は、外部筒体９と、内部筒体１０と、２つの蓋体１
１，１２及び蓄熱剤１３を備え、各筒体９，１０により
２重筒構造にされている。

【００２３】図２及び図３に示すように、外部筒体９
は、両端部の開口した円筒状に形成されている。内部筒
体１０は、外部筒体９より小径の円筒状に形成されてい
る。この内部筒体１０は、外部筒体９内に挿入され、該
外部筒体９との間に環状空間Ｓを形成している。内部筒
体１０の両端部は、外部筒体９の両端部から夫々突出さ
れ、ジョイント部１０ａ，１０ｂを構成している。ま
た、外部筒体９と内部筒体１０とは、２つの間隔子１４
により連結されている。各間隔子１４は、リング材１５
と、該リング材１５の外周から放射状に突出する複数の
リブ１６とで構成されている。これら各間隔子１４は、
外部筒体９内の両端部に嵌挿され、リング材１５を内部
筒体１０の外周に嵌め込むと共に、各リブ１６を外部筒
体９の内周に当接している。これにより、各間隔子１４
は、内部筒体１０を外部筒体９に対して同心に位置決め
し、各筒体９，１０の間に環状空間Ｓを形成する。な
お、各筒体９，１０としては、熱伝導性に優れた銅やア
ルミ等の金属管体で構成し、熱伝導を高め、軽量化を図
り、曲げ加工を容易（可塑性）にするため、強度を損な
わない範囲内で薄く形成する。

【００２４】図２及び図３に示すように、２つの蓋体１
１，１２は、外部筒体９の両端部に夫々嵌め込まれ、環
状空間Ｓの両端部を夫々封止している。これにより、環
状空間Ｓは、各筒体９，１０及び各蓋体１１，１２とに
より、外部から密封されている。また、蓄熱剤１３は、
環状空間Ｓ内に充填されている。この蓄熱剤１３は、水
の他に、塩化ナトリウム水溶液、塩化アンモニウム水溶
液、塩化カリウム水溶液、炭酸水素カリウム水溶液、炭
酸ソーダ水溶液、エチレングリコール水溶液等の無機系
及び有機系溶質を含む水溶液等を使用する。なお、蓄熱
剤１３としては、以下、水を例に説明する。

【００２５】そして、図１に示すように、複数の蓄熱体
２は、断熱材８内で各蓋体１１，１２が上下に位置する
ように各筒体９，１０を並列的に立設して、複数のジョ
イント管１７により直列的に連結されている。各ジョイ
ント管１７は、互いに隣設する内部筒体１０のジョイン
ト部１０ａ，１０ｂに嵌め込まれ、各蓄熱体２を連結し
ている。また、両側に位置する各蓄熱体２は、ジョイン
ト部１０ａ，１０ｂを通して冷媒供給手段３に接続され
ている。

【００２６】図１に示すように、冷媒供給手段３は、冷
媒管１８と、冷却機１９とを備えている。冷媒管１８
は、断熱材８内で両側に位置する蓄熱体２のジョイント
部１０ａ，１０ｂの夫々に接続されている。また、冷却
機１９は、断熱材８外側の冷媒管１８中に配設され、図
示しない圧縮機や熱交換器により構成される。この冷媒
供給手段３は、冷却機１９を駆動することにより、冷媒
を左側の蓄熱体２から各蓄熱体２内に供給、循環させ
る。また、冷媒としては、フレオン系冷媒、アンモニア
等の自然系冷媒又はブライン等を使用する。

【００２７】図１に示すように、ファン・コイルユニッ
ト４は、コイル管２０と、ファン２１と、圧縮機２２と
を備えている。コイル管２０は、両側の蓄熱体２のジョ
イント部１０ａ，１０ｂの夫々に切換え弁２３，２４に
より接続されている。各切換え弁２３，２４は、冷媒管
１８とコイル管２０との間に配設され、各蓄熱体２を冷
媒管１８とコイル管２０とに切換え接続する。また、コ
イル管２０は、冷房空調する室内Ｐまで延設されてい
る。ファン２１は、コイル管２０に対峙して、室内Ｐに
配設されている。また、圧縮機２２は、断熱材８外側の
コイル管２０中に配設され、冷媒をコイル管２０と各蓄
熱体２との間で循環させる。なお、冷媒は、冷媒管１８
内に循環される冷媒と同じものを使用する。

【００２８】図１に示すように、温度検出センサ５は、
両側の蓄熱体２うち一方（左側の蓄熱体２）に設けられ
ている。この温度検出センサ５は、図２及び図３に示す
ように、蓄熱体２の環状空間Ｓ内に収納され、蓄熱剤１
３中に浸されている。また、温度検出センサ５は、蓋体
１１の位置する上端側で、内部筒体１０の外周面近傍に
配設されている。

【００２９】この温度検出センサ５の配設態様は、冷媒
を各蓄熱体２の内部筒体１０内に流通したとき、環状空
間Ｓ内の蓄熱剤１３（水）のうち、最も早く凝固点（氷
点）以下に達する領域Ｒ中に配設するものである。そし
て、温度検出センサ５の配設は、冷媒により冷却される
蓄熱剤１３（水）の性質等により決定されるものであ
る。具体的には、蓄熱体２を、図１及び図２に示すよう
に、上下方向に立設した状態で、内部筒体１０内に冷媒
を流通すると、環状空間Ｓ内の蓄熱剤１３（水）は、蓄
熱剤１３の温度差により該環状空間Ｓ内を流動する。そ
して、内筒部材１０近傍で冷却された蓄熱剤１３は、蓋
体１１側の上端に流動し、該各筒体９，１０の軸方向で
温度勾配を形成する。即ち、環状空間Ｓ内に充填された
蓄熱剤１３は、蓋体１１側の上端で低温となる領域と、
蓋１２側の下端で低温の領域より高い温度となる領域と
でなる、温度勾配を形成する。これは、蓄熱剤１３とな
る水の密度が、４℃付近で最大値となり、これにより冷
却された蓄熱剤１３は蓋体１１側の上端に流動すること
に起因する。また、内部筒体１０内に冷媒を流通してい
ることから、各筒体９，１０の半径方向にも温度勾配が
形成される。即ち、内部筒体１０側で低温となる領域と
なり、外部筒体９側で低温の領域より高い温度の領域と
なる。このような、蓄熱剤１３の形成する温度勾配に鑑
みると、環状空間Ｓ内に充填された蓄熱剤１３のち、蓋
体１１側の上端であって、内部筒体１０の外周面近傍の
蓄熱剤１３が最も早く冷却して、凝固点（氷点）以下の
温度に達し、過冷却状態になる。このことから、温度検
出センサ５は、環状空間Ｓ内に充填された蓄熱剤１３の
うち、最も早く凝固点（氷点）以下の温度となり、過冷
却状態となる領域Ｒの蓄熱剤１３の温度を検出すべく、
上述の配設態様を採用するものである。

【００３０】また、図１に示すように、温度検出センサ
５は、制御器７に接続され、温度検出の結果（検出信
号）を制御器７に出力する。

【００３１】図１に示すように、加振手段６は、蓄熱体
２内の蓄熱剤１３（図２に示す）を振動させるもので、
例えば、伝振体２５と発振子２６とで構成される。伝振
体２５は、剛体細線又は薄板で構成されている。この伝
振体２５は、図２にも示すように、隣設する蓄熱体２で
あって、ジョイント管１７により連結されるジョイント
部１０ａ，１０ａのうち一方に夫々固定されている。こ
れにより、伝振体２５は、温度検出センサ５近傍、即
ち、環状空間Ｓ内に充填された蓄熱剤１３（水）のう
ち、最も早く凝固点（氷点）以下に達する領域Ｒの近傍
に配設する。また、発振子２６は、各伝振子２５に振動
エネルギを付与するもので、振動モータ、スピーカ、圧
電セラミックス、超音波発振子等から構成される。この
加振手段６は、発振子２６から振動エネルギを各伝振体
２５に伝達することにより、内部筒体１０を振動し、こ
れにより環状空間Ｓ内の蓄熱剤１３（水）のうち、最も
早く凝固点（氷点）に達する領域Ｒの蓄熱剤１３を振動
させるものである。

【００３２】また、図１に示すように、加振手段６は、
制御器７に接続され、該制御器７からの起動信号によ
り、発振子２６を起動する。

【００３３】図１に示すように、制御器７は、冷媒供給
手段３の冷却機１９の駆動、ファン・コイルユニット４
のファン２１及び圧縮機２２の駆動を制御すると共に、
各切換え弁２３，２４の切換え操作も制御する。また、
制御器７は、温度検出センサ５から出力される検出信号
に基づき、加振手段６の発振子２６を起動する。

【００３４】次に、蓄熱装置１による蓄熱方法を、図１
〜図３により説明する。

【００３５】図１に示すように、蓄熱装置１による氷蓄
熱は、夜間電力を利用して実施される。図１に示すよう
に、氷蓄熱において、制御器７は、各切換え弁２３，２
４を操作することにより、各蓄熱体２を冷媒管１８に接
続する。これと同時に、制御器７は、夜間電力を使って
冷媒供給手段３の冷却機１９を駆動させる。冷却機１９
は、冷媒を冷却して冷媒管１８に吐出し、各蓄熱体２に
供給する。この冷媒は、左側の蓄熱体２の内部筒体１０
内に流入し、順次、各蓄熱体２の内部筒体１０内に流通
され、この流通において、図２に示すように、各環状空
間Ｓ内の蓄熱剤１３（水）と熱交換する。これにより、
各蓄熱体２内の蓄熱剤１３は、冷媒の冷熱により冷却さ
れ、図２に示すように、各環状空間Ｓ内を蓋体１１側の
上端に流動して、各筒体９，１０の軸方向（上下方向）
及び半径方向に温度勾配を形成する。

【００３６】この氷蓄熱の過程において、温度検出セン
サ５は、左側の蓄熱体２の蓄熱剤１３（水）のうち、蓋
体１１側の上端にある領域Ｒの蓄熱剤１３の温度を検出
し、検出信号を制御器７に出力する。そして、温度検出
センサ５の検出する蓄熱剤１３の温度が凝固点（氷点）
以下になると、制御器７は、蓄熱剤１３が過冷却状態に
あると判断し、加振手段６に起動信号を出力する。加振
手段６は、起動信号に基づき、発振子２６を起動し、各
伝振体２５から内部筒体１０又は各伝振体２５からジョ
イント管１７、内部筒体１０を通して各蓄熱体２内の蓄
熱剤１３を振動させる。これにより、各蓄熱体２の蓄熱
剤１３は、振動により衝撃が加えられ、過冷却化が抑制
される。また、振動は、各蓄熱体２内の蓄熱剤１３全体
に伝播され、これにより蓄熱剤１３の全体にわたる過冷
却化が抑制される。

【００３７】この蓄熱剤１３の過冷却化の抑制により、
各蓄熱体２の蓄熱剤１３は、冷媒の冷熱により凝固して
氷結晶となって氷蓄熱（蓄冷）する。また、図１に示す
ように、各蓄熱体２の蓄熱剤１３と熱交換した冷媒は、
右側の蓄熱体２から冷媒管１８に流出し、冷却機１９に
戻される。そして、戻された冷媒は、再び、冷却機１９
により冷却され後、各蓄熱体２に循環される。このよう
に、各蓄熱体２内の蓄熱剤１３を凝固した後、制御器７
は、冷却機１９、加振手段６を停止し、氷蓄熱を完了す
る。なお、蓄熱装置１では、複数の蓄熱体２内の蓄熱剤
１３を充分に凝固させるため、冷媒の温度を凝固点より
も少なくもとも３℃以上低くすることが好ましい。

【００３８】図１に示すように、蓄熱装置１による冷房
空調は、昼間において、各蓄熱体２内に氷蓄熱した熱エ
ネルギを利用して実施される。

【００３９】図１に示すように、冷房空調において、制
御器７は、各切換え弁２３，２４を操作することによ
り、各蓄熱体２を冷媒管１８からコイル管２０に切換え
接続する。これと同時に、制御器７は、ファン・コイル
ユニット４の圧縮機２２を駆動し、ファン２１を回転さ
せる。この圧縮機２２は、コイル管２０内の冷媒を吸引
・加圧して、各蓄熱体２内に供給、循環させる。これに
より、冷媒は、各蓄熱体２の内部筒体１０内を順次流通
し、凝固した蓄熱剤１３との熱交換により冷却される。
そして、冷却された冷媒は、コイル管２０を循環する過
程で、ファン２１によりコイル管２０に吹き付けられる
空気と熱交換し、該空気を冷却する。この冷却された空
気は、室内Ｐに吹き出されて、室内Ｐを冷房空調する。
なお、冷房空調を終了するときは、圧縮機２２とファン
２１を停止する。

【００４０】このように、本発明の実施形態における蓄
熱装置１、及び蓄熱方法によれば、加振手段６により蓄
熱剤１３を振動することで、該蓄熱剤１３の過冷却化を
全体にわたって抑制でき、ひいては蓄熱剤１３による氷
蓄熱を繰り返し実施しても、少ない消費電力により、短
時間で氷蓄熱することが可能となる。

【００４１】なお、本発明の蓄熱装置１は、図１〜図３
に示すものに限定されるものでなく、例えば、次のよう
な態様も採用できる。 （１）温度検出センサ５と加振手段６とを、各蓄熱体２
に夫々配設し、各地区熱体２内の蓄熱剤１３を夫々個別
に振動させる構成も採用できる。即ち、温度セ検出セン
サ５と加振手段６との配設数は、蓄熱体２の数等により
適宜選択されるものである。 （２）温度検出センサ５は、蓄熱剤１３の温度を直接検
出するものを示したが、これに限定されるものでなく、
内部筒体１０の外周面の温度を検出することにより、間
接的に蓄熱剤１３の温度を検出するものであっても良
い。このとき、温度検出センサ５は、最も早く凝固点以
下に達する領域Ｒ近傍にある内部筒体１０のジョイント
部１０ａに配設する。 （３）加振手段６を、例えば、圧電セラミックス等の発
振子２６のみで構成し、該発振子２６を直接、内部筒体
１０のジョイント部１０ａに固定する構成も採用でき
る。これで、発振子２６により直接、内部筒体１０を振
動させる。また、内部筒体１０を直接打撃して振動させ
ることもできる。 （４）加振手段６は、内部筒体１０の他に、蓋体１１に
配設する構成も採用できる。さらに、各蓄熱体２を横向
けに配置するとき、冷媒による蓄熱剤１３の温度勾配
は、各筒体９，１０の半径方向に形成される。このこと
から、加振手段６は、外部筒体９の上側に位置する外周
面、又は蓋体１１，１２の上側に配設することが好まし
い。 （５）断熱材８内に配設する蓄熱体２の数は、複数の限
定されず、１つであっても良い。即ち、蓄熱体２の数
は、氷蓄熱する蓄熱量等により適宜選択されるものであ
る。 （６）蓄熱体２の各筒体９，１０は、金属管体で構成す
るものに限定されず、プラスチック等の樹脂製管体によ
り構成することもできる。特に、可塑性を有する樹脂製
管体によれば、蓄熱体２を配設するスペースに応じた形
状にできる。また、各間隔子１４にプラスチック等の樹
脂により構成すると、外部筒体９と各間隔子１４とを一
体成形できる。 （７）蓄熱体２の各筒体９，１０を可塑性なものとする
ことで、図７に示すように、ジグザグ形状に曲げ加工
し、図８に示すように、渦巻き形状に曲げ加工すること
もできる。このとき、図７及び図８に示すように、加振
手段６の伝振体２５は、外部筒体９の上端側に配設す
る。 （８）蓄熱体２の各筒体９，１０をメッキ等の防錆皮膜
で被覆することもできる。 （９）蓄熱体２の各筒体９，１０の形状は、円筒状に限
定されず、断面４角形状、楕円形状等、種々の形状を採
用できる。 （１０）蓄熱装置１では、図１に示すように、複数の蓄
熱体２を直列的に連結したものを結束等して蓄熱体群と
なし、この蓄熱体群を複数並設しても良い。各蓄熱体群
の夫々には、冷媒を供給、循環できるように、冷媒管１
８及びコイル管２０を分岐して接続する。また、蓄熱体
群の数は、氷蓄熱する蓄熱量や配設スペース等により適
宜選択される。

【００４２】次に、蓄熱装置１における変形例（第１〜
第４変形例）を、図２〜図６により説明する。

【００４３】（１）第１変形例の蓄熱装置１：図２及び
図３において、第１変形例の蓄熱装置１は、各蓄熱体２
に氷核活性剤３１（過冷却防止剤）を形成したものであ
る。氷核活性剤３１は、蓄熱剤１３の過冷却化を抑制
し、氷結晶の成長を促進するものである。この氷核活性
剤３１は、環状空間Ｓを形成する各筒体９，１０の一部
又は全面に塗布され、図２及び図３では、外部筒体９の
内周面及び内部筒体１０の外周面との全面に塗布したも
のを示している。また、氷核活性剤３１の塗布は、各筒
体９，１０から剥離しないようにされている。氷核活性
剤３１としては、硫化銅、ヨウ化銀、コレステロール、
メタアルデヒド、キサンタンガム、ゼオライト、繊維状
タンパク質、合成ケイ酸塩、雲母、クラファイト等の中
から選ばれた１種類以上の物質とする。また、氷核活性
剤３１を塗布すると、各筒体９，１０は氷核活性剤３１
の層により被覆され、該層により各筒体９，１０の耐蝕
性を高める場合もある。

【００４４】この第１変形例の蓄熱装置１による氷蓄熱
は、図１と同様に、各切換え弁２３，２４を操作するこ
とにより、各蓄熱体２を冷媒管１８に接続する。そし
て、冷媒を各蓄熱体２の内部筒体１０内に順次流通し、
冷媒と環状空間Ｓの蓄熱剤１３との熱交換により、該冷
媒の冷熱を蓄熱剤１３に氷蓄熱（蓄冷）する。この氷蓄
熱の過程では、図１と同様に、加振手段６により蓄熱剤
１３を振動して、過冷却化を抑制すると共に、各筒体
９，１０の氷核活性剤３１により蓄熱剤１３の過冷却化
が抑制され、氷結晶の成長が促進される。また、各筒体
９，１０の全面に氷核活性剤３１を塗布すると、環状空
間Ｓ内の全体にわたって蓄熱剤１３の過冷却化が抑制さ
れる。このように、蓄熱装置１では、加振手段６による
振動と、氷核活性剤３１とにより蓄熱剤１３の過冷却化
を確実に抑制し、氷結晶の成長を促進することで、冷媒
の冷熱を氷蓄熱する。

【００４５】また、第１変形例による冷房空調は、図１
と同様に、各切換え弁２３，２４を操作することによ
り、各蓄熱体２を冷媒管１８からコイル管２０に切換え
接続する。そして、冷媒をコイル管２０を通して各蓄熱
体２に供給、循環させる。これにより、冷媒は、各蓄熱
体２の内部筒体１０内を順次流通し、凝固した蓄熱剤１
３との熱交換により冷却される。そして、冷却された冷
媒は、図１と同様に、室内Ｐの空気を冷却し、該空気を
冷房空調に利用する。また、冷媒と凝固した蓄熱剤１３
との熱交換により、該蓄熱剤１３が融解することになる
が、氷核活性剤３１は、融解した蓄熱剤１３（水）中に
凝集されることなく、各筒体９，１０を覆っている。こ
れにより、再び、氷蓄熱するため、冷媒を各蓄熱体２の
内部筒体１０内に流通しても、蓄熱剤１３の過冷却化を
抑制しつつ氷蓄熱できる。このことは、蓄熱装置１にお
いて、氷蓄熱を繰り返し実施しても、蓄熱剤１３の過冷
却化を抑制しつつ氷蓄熱でき、少ない消費電力により、
短時間で氷蓄熱することが可能となる。

【００４６】なお、第１変形例の蓄熱装置１では、氷核
活性剤３１を、外部筒体９の内周全面、及び内部筒体１
０の外周全面に塗布するもの限定されず、これら各筒体
９，１０の一部に塗布することもできる。このとき、内
部筒体１０内を冷媒が流通し、蓄熱剤１３と熱交換する
ことから、少なくとも内部筒体１０の外周面に氷核活性
剤３１を塗布することが好ましい。

【００４７】（２）第２変形例の蓄熱装置１：図４にお
いて、第２変形例の蓄熱装置１は、図１のものに対し
て、蓄熱槽５２を備えると共に、コイル管２０を各蓄熱
体２に直接接続するものでなく、蓄熱槽５２に接続した
ものである。なお、図４において、図１〜図３と同一符
号は同一部材を示して、その説明は省略する。

【００４８】図４に示すように、蓄熱槽５２は、内部に
貯留空間Ｇを有する槽本体５３を有し、該槽本体５３の
貯留空間Ｇ内に各蓄熱体２を配設している。また、槽本
体５３の貯留空間Ｇ内には、伝熱流体５４を充満してお
り、該伝熱流体５４中に各蓄熱体２を浸している。この
伝熱流体５４としては、各蓄熱体２内の蓄熱剤１３と同
じもので、例えば、水を使用する。

【００４９】図４に示すように、ファン・コイルユニッ
ト４は、圧縮機に換えてポンプ５５を備えている。ま
た、コイル管２０は、槽本体５３の上下側に夫々接続さ
れ、冷房空調する室内Ｐまで延設している。ポンプ５５
は、槽本体５３外側のコイル管２０中に配設され、槽本
体５３内から伝熱流体５４を吸引・加圧し、コイル管２
０に吐出する。このポンプ５５の駆動により、槽本体５
３内の伝熱流体５４は、槽本体５３内を流動し、コイル
管２０を通して室内Ｐと槽本体５３との間で循環され
る。

【００５０】この第２変形例の蓄熱装置１による氷蓄熱
は、夜間電力を利用して実施される。図４に示すよう
に、氷蓄熱において、制御器７は、夜間電力を使って冷
媒供給手段３の冷却機１９を駆動させる。そして、冷媒
は、各蓄熱体２の内部筒体１０内に順次流通され、各環
状空間Ｓ内の蓄熱剤１３（水）と熱交換する。これによ
り、各蓄熱体２内の蓄熱剤１３は、冷媒の冷熱により冷
却される。この氷蓄熱の過程において、図１と同様に、
加振手段６にて各蓄熱体２の蓄熱剤１３を振動させるこ
とにより、該蓄熱剤１３の過冷却化を抑制する。この蓄
熱剤１３の過冷却化の抑制により、各蓄熱体２の蓄熱剤
１３は、冷媒の冷熱により凝固して氷結晶となって氷蓄
熱する。

【００５１】また、第２変形例の蓄熱装置１による冷房
空調は、昼間において、各蓄熱体２に氷蓄熱した熱エネ
ルギを利用して実施される。図４に示すように、冷房空
調において、制御器７は、ファン・コイルユニット４の
ポンプ５５を駆動し、ファン２１を回転させる。このポ
ンプ５５は、槽本体５３内の伝熱流体５４を吸引・加圧
して、コイル管２０内に供給、循環させる。これによ
り、伝熱流体５４は、槽本体５３内を流通し、各蓄熱体
２内で凝固した蓄熱剤１３との熱交換により冷却され
る。そして、冷却された冷媒は、コイル管２０を循環す
る過程で、ファン２１によりコイル管２０に吹き付けら
れる空気と熱交換し、該空気を冷却する。この冷却され
た空気は、室内Ｐに吹き出されて、室内Ｐを冷房空調す
る。

【００５２】このように、第２変形例の蓄熱装置１によ
れば、図１と同様な効果を得ることができる。なお、第
２変形例の蓄熱装置１においても、各筒体９，１０の一
部、又は全面に氷核活性剤３１を塗布する構成を採用で
きる。

【００５３】（３）第３変形例の蓄熱装置１：図５にお
いて、第３変形例の蓄熱装置１は、図４のものに対し
て、各蓄熱体２に流通穴６５，６６を形成したものであ
る。なお、図５において、図１〜図４と同一部材は同一
部材を示して、その説明は省略する。

【００５４】図５に示すように、各蓄熱体２の蓋体１
１，１２には、環状空間Ｓ内と槽本体５３とを連通する
流通穴６５，６６が夫々形成されている。これにより、
各蓄熱体２内の蓄熱剤１３は、各蓋体１１，１２の流通
穴６５，６６を通して槽本体５３内に流出可能にされて
いる。

【００５５】この第３変形例の蓄熱装置１による氷蓄熱
は、夜間電力を利用して実施される。図５に示すよう
に、氷蓄熱において、制御器７は、夜間電力を使って冷
媒供給手段３の冷却機１９を駆動させる。そして、冷媒
は、各蓄熱体２の内部筒体１０内に順次流通され、各環
状空間Ｓ内の蓄熱剤１３（水）と熱交換する。これによ
り、各蓄熱体２内の蓄熱剤１３は、冷媒の冷熱により冷
却される。この氷蓄熱の過程において、図１と同様に、
加振手段６にて各蓄熱体２の蓄熱剤１３を振動させるこ
とにより、該蓄熱剤１３の過冷却化を抑制する。この蓄
熱剤１３の過冷却化の抑制により、各蓄熱体２の蓄熱剤
１３は、冷媒の冷熱により凝固して氷結晶となって氷蓄
熱する。

【００５６】また、第３変形例の蓄熱装置１による冷房
空調は、昼間において、各蓄熱体２に氷蓄熱した熱エネ
ルギを利用して実施される。図５に示すように、冷房空
調において、制御器７は、ファン・コイルユニット４の
ポンプ５５を駆動し、ファン２１を回転させる。このポ
ンプ５５は、槽本体５３内の伝熱流体５４を吸引・加圧
して、コイル管２０内に供給、循環させる。これによ
り、伝熱流体５４は、槽本体５３内の上側から下側に流
動しながら各蓄熱体２内で凝固した蓄熱剤１３と熱交換
し、該蓄熱剤１３の融解による放熱（冷熱）により冷却
される。この熱交換は、図５に示すように、各蓄熱体２
の外部筒体９から間接的に行われると共に、各蓋体１
１，１２の流通穴６５，６６を通して直接行われ、槽本
体５３内で流動する。

【００５７】図５に示すように、蓄熱剤１３と伝熱流体
５４との熱交換により、凝固した蓄熱剤１３（氷）は融
解し、環状空間Ｓ内において、固液相（氷と冷水との
相）の状態になる。この状態になると、槽本体５３内を
流動する伝熱流体５４は、各蓄熱体２の上側の流通穴６
５から環状空間Ｓ内に流入し、下側の流通穴６６から融
解した蓄熱剤１３（氷と冷水）を槽本体５３内に流出さ
せる。これにより、環状空間Ｓに流入した伝熱流体５４
は、蓄熱剤１３（氷と冷水）と直接、熱交換して冷却さ
れ、槽本体５３内に流出した蓄熱剤１３は、伝熱流体５
４と直接、熱交換して、該伝熱流体５４を冷却する。そ
して、遂には、各蓄熱体２の環状空間Ｓから全ての蓄熱
剤１３が槽本体５３内に流出され、環状空間Ｓ内は伝熱
流体５４に置換される。このとき、蓄熱剤１３と伝熱流
体５４との置換は、槽本体５３内に配設した複数の蓄熱
体２によって行われることから、槽本体５３内の全体に
わたって伝熱流体５４を急激、充分に冷却する。そし
て、冷却された伝熱流体５４は、図４と同様に、コイル
管２０を通して室内Ｐに循環され、冷房空調に利用され
る。

【００５８】このように、第３変形例の蓄熱装置１によ
れば、図１と同様な効果を得ることができる。また、第
３変形例の蓄熱装置１では、各蓄熱体２内の蓄熱剤１３
を凝固して氷蓄熱した後、槽本体５３内の伝熱流体５４
と各蓄熱体２内の蓄熱剤１３とを置換することにより、
槽本体５３内の伝熱流体５４を急激、充分に冷却するこ
とができる。この結果、氷蓄熱した熱エネルギを有効に
利用して、槽本体５３内の伝熱流体５４を充分に冷却で
き、ひいては氷蓄熱量を多くすることなく、消費電力を
少なくすることが可能となる。

【００５９】なお、第３変形例の蓄熱装置１において
も、各筒体９，１０の一部、又は全面に氷核活性剤３１
を塗布する構成を採用できる。また、流通穴６５，６６
は、各蓋体１１，１２の夫々に形成したものを示した
が、少なくとも一方の蓋体１１，１２に形成することも
できる。さらに、流通穴６５，６６の数は、１つ形成す
るものに限定されず、複数形成する構成も採用できる。

【００６０】（４）第４変形例の蓄熱装置１：図６にお
いて、第４変形例の蓄熱装置１は、図５のものに対し
て、コイル管２０を蓄熱槽５２に接続することなく、各
蓄熱体２に直接接続したものである。なお、図６におい
て、図１〜図５と同一符号は同一部材を示して、その説
明は省略する。

【００６１】図６に示すように、コイル管２０は、槽本
体５３内の両側の蓄熱体２であって、各ジョイント部１
０ａ，１０Ｂの夫々に切換え弁７３，７４により接続さ
れている。各切換え弁７３，７４は、冷媒管１８とコイ
ル管２０との間に設けられ、各蓄熱体２を冷媒管１８と
コイル管２０とに切換え接続する。また、ファン・コイ
ルユニット４は、ポンプに換えて圧縮機７５を備えてい
る。この圧縮機７５は、槽本体５３外側のコイル管２０
中に配設され、冷媒をコイル管２０及び各蓄熱体２に循
環させる。また、冷媒は、冷媒管１８内に循環される冷
媒と同じものが使用される。

【００６２】この第４の変形例の蓄熱装置１による氷蓄
熱は、夜間電力を利用して実施される。図６に示すよう
に、氷蓄熱において、制御器７は、各切換え弁７３，７
４を操作することにより、各蓄熱体２を冷媒管１８に接
続する。これと同時に、制御器７は、冷媒供給手段３の
冷却機１９を駆動させる。そして、冷媒は、各蓄熱体２
の内部筒体１０内に順次流通され、各環状空間Ｓ内の蓄
熱剤１３（水）と熱交換する。これにより、各蓄熱体２
内の蓄熱剤１３は、冷媒の冷熱により冷却される。この
氷蓄熱の過程において、図１と同様に、加振手段６にて
各蓄熱体２の蓄熱剤１３を振動させることにより、該蓄
熱剤１３の過冷却化を抑制する。この蓄熱剤１３の過冷
却化の抑制により、各蓄熱体２の蓄熱剤１３は、冷媒の
冷熱により凝固して氷結晶となって氷蓄熱する。

【００６３】また、第４変形例の蓄熱装置１による冷房
空調は、昼間において、各蓄熱体２に氷蓄熱した熱エネ
ルギを利用して実施される。図６に示すように、冷房空
調において、制御器７は、各切換え弁７３，７４を操作
することにより、各蓄熱体２を冷媒管１８からコイル管
２０に切換え接続する。これと同時に、制御器７は、フ
ァン・コイルユニット４の圧縮機７５を駆動し、ファン
２１を回転させる。この圧縮機７５は、コイル管２０内
の冷媒を吸引・加圧して、コイル管２０内に供給、循環
させる。これにより、冷媒は、各蓄熱体２の内部筒体１
０内を順次流通し、凝固した蓄熱剤１３との熱交換によ
り冷却される。そして、冷却された冷媒は、図５と同様
に、コイル管２０を通して室内Ｐに循環され、冷房空調
に利用される。

【００６４】そして、上述のように、冷房空調を開始す
ると、槽本体５３内の伝熱流体５４（水）は、各蓄熱体
２内で凝固した蓄熱剤１３との温度差（伝熱流体５４の
温度＞蓄熱剤１３の温度）により、槽本体５３内を上側
から下側に流動する。この流動により、伝熱流体５４
は、各蓄熱体２の蓄熱剤１３（氷）と熱交換し、該蓄熱
剤１３の融解による放熱（冷熱）により冷却される。こ
の熱交換は、図５と同様に、各蓄熱体２に対して間接
的、及び直接行われ、遂には、各蓋体１１，１２の流通
穴２３，２４を通して、各蓄熱体２の蓄熱剤１３と槽本
体５３の伝熱流体５４との置換が行われる。これによ
り、伝熱流体５４は、槽本体５３内の全体にわたって、
各蓄熱体２内から流出する蓄熱剤１３（氷と冷水）によ
り冷却され、該蓄熱剤１３の冷熱を蓄熱する。即ち、伝
熱流体５４は、蓄熱剤１３の冷熱を蓄熱する、蓄熱剤と
して機能する。そして、蓄熱剤１３と伝熱流体５４との
温度が均衡になると、槽本体５３内で流動がなくなる。

【００６５】続いて、冷媒と蓄熱剤１３との熱交換によ
り、該蓄熱剤１３と伝熱流体５４とに温度差（伝熱流体
５４の温度＜蓄熱剤１３の温度）が生じると、伝熱流体
５４は、槽本体５３内を上側から下側に流動する。この
流動により、各蓄熱体２内の蓄熱剤１３は、各蓋体１
１，１２の流通穴６５，６６を通して槽本体５３内の伝
熱流体５４（冷水）と置換される。これにより、各蓄熱
体２内を流通する冷媒は、置換された伝熱流体５４と熱
交換し、該伝熱流体５４の冷熱により冷却される。そし
て、槽本体５３内の伝熱流体５４は、各蓋体１１，１２
の流通穴６５，６６から順次、各環状空間Ｓ内に流入、
流出し、冷媒と熱交換することになる。

【００６６】この第４変形例の蓄熱装置１では、各蓄熱
体２内に氷蓄熱した熱エネルギにより、冷媒を冷却する
と共に、槽本体５３内の伝熱流体５４を冷却して蓄熱
（蓄冷）する。そして、槽本体５４内の伝熱流体５４の
蓄熱（蓄冷）により、冷媒を冷却するものである。

【００６７】このように、第４変形例の蓄熱装置１によ
れば、図１と同様な効果を得ることができる。また、第
４変形例の蓄熱装置１では、図５と同様に、氷蓄熱した
熱エネルギを有効に利用して、槽本体５３内の伝熱流体
５４を充分に冷却でき、ひいては氷蓄熱量を多くするこ
となく、消費電力を少なくすることが可能となる。な
お、第４変形例の蓄熱装置１においても、各筒体９，１
０の一部、又は全面に氷核活性剤３１を塗布する構成を
採用できる。

【００６８】

【実施例】次に、本発明の蓄熱装置による、過冷却抑制
の実験について説明する。この実験では、本発明となる
実施例と、比較例との対比により実施した。また、実験
供試体、実験条件及び温度測定条件は、以下の通りであ
る。

【００６９】１．実験供試体：実施例と比較例とは、蓄
熱体を４塔並設して連結したもので、蓄熱剤として水を
使用した。

【００７０】２．実験条件： （Ａ）実施例では、加振手段を蓄熱体を連結するジョイ
ント管に配設した。そして、実施例では、各蓄熱体の内
部筒体内に−５℃のブライン（冷媒）を流通し、蓄熱剤
に冷熱を蓄熱させると共に、冷却開始後６０分〜９０分
の間で連続して、ジョイント管を打撃することにより、
蓄熱剤に振動（衝撃）を与えた。 （Ｂ）比較例では、各蓄熱体の内部筒体内に−５℃のブ
ライン（冷媒）を流通し、蓄熱剤に冷熱を蓄熱させた。

【００７１】３．温度測定条件： （Ａ）実施例と比較例とは、蓄熱体の外部筒体に形成し
た小穴から熱電対を挿入し、該熱電対の先端を内筒部材
の外周面に接触させた状態で、蓄熱剤の温度変化を測定
した。 （Ｂ）また、熱電対は、４塔の蓄熱体のうち両側の蓄熱
体であって、冷媒の入口側と出口側とに配設し、これら
２つの熱電対の検出する入口側温度と出口側温度との算
術平均値を冷却温度とした。

【００７２】以上の実験供試体、実験条件及び温度測定
条件により、実験した結果を図９に示すグラフに示す。
図９のグラフでは、実施例を実線及び破線で示し、比較
例を一点鎖線で示している。

【００７３】図９のグラフによると、実施例では、蓄熱
剤に振動を与えると、温度が急激に蓄熱剤（水）の氷点
（０℃）付近まで上昇した。このことは、蓄熱剤の過冷
却化が抑制され、氷結晶の成長の促進が図られているこ
とを示している。また、実施例では、ジョイント管に対
する打撃を停止した後においても、蓄熱剤（水）の温度
低下が抑制され、これにより過冷却化を抑制している。
これに対して、比較例では、冷却を開始した後、蓄熱剤
（水）の温度が過冷却となる、−５℃近傍まで急激に低
下し、その後、−５℃近傍の温度状態が維持される。こ
のことは、蓄熱剤の過冷却状態が持続され、過冷却化を
抑制できない。

【００７４】このように、実施例では、蓄熱剤に振動
（衝撃）を与えることにより、蓄熱剤の過冷却化を抑制
できる。特に、蓄熱体内の蓄熱剤（水）のうち、最も早
く氷点以下になる領域の蓄熱剤を振動することで、効果
的に過冷却化を抑制できる。

【００７５】次に、図１に示す蓄熱装置１を用いて蓄熱
した実験１、及び実験２について説明する。また、各実
験では、本発明となる実施例１〜４と、比較例１，２と
の対比において実施した。

【００７６】［実験１］実験１は、実施例１，２と比較
例１について実施し、実験供試体、実験条件及び温度測
定条件は、以下の通りである。

【００７７】１．実験供試体： （Ａ）実施例１，２、及び比較例１とは、蓄熱体の寸法
を、長さ１００ｍｍ、内部筒体の外径１６ｍｍ、及び外
部筒体の内径７５ｍｍとした。 （Ｂ）実施例１，２、及び比較例１とは、内部筒体を銅
管体で、外部筒体を硬質塩化ビニール管体で構成した。
また、蓄熱剤として水を使用した。 （Ｃ）実施例１は、３０塔の蓄熱体を並設して連結し
た。実施例２は、２０塔の蓄熱体を並設して連結し、内
部筒体の内周面に氷核活性剤（コレステロール）を塗布
した。比較例１は、３０塔の蓄熱体を並設して連結し
た。

【００７８】２．実験条件： （Ａ）実施例１，２及び比較例１では、冷媒として−５
℃のブラインを、各蓄熱体の内部筒体内に毎分４リット
ル流通させた。また、氷蓄熱する時間を６時間とした。 （Ｂ）実施例１では、冷却開始後、内部筒体のジョイン
ト部を振動することにより、蓄熱剤に振動（衝撃）を与
えた。 （Ｃ）実施例２では、冷却開始後、内部筒体のジョイン
ト部を打撃することにより、蓄熱剤に振動を与えた。

【００７９】３．温度測定条件：実施例１，２、及び比
較例１では、図１に示す各切換え弁２３，２４の夫々
に、温度センサを配設し、各蓄熱体内を流れる前後の冷
媒の温度を、冷却開始から１時間後、３時間後及び５時
間後ごとに検出した。

【００８０】以上の実験供試体、実験条件及び温度測定
条件により、実験した結果を表１に示す。表１では、実
施例１，２、及び比較例１において、各蓄熱体内を流れ
る前後の冷媒の温度差を示している。

【００８１】

【表１】

【００８２】表１によると、実施例１，２では、比較例
１に比して、採熱開始から１時間後に冷媒（ブライン）
の温度差が顕著であり、各蓄熱体の蓄熱剤に冷熱が充分
蓄熱（蓄冷）されており、冷却能力が高いことを示す。
これは、実施例１，２における各蓄熱体の蓄熱剤に対す
る振動（衝撃）により、該蓄熱剤の過冷却化が抑制され
たため氷量が多く生成したためと考えられる。また、実
施例１，２では、比較例１に比して、採熱開始から３時
間後、５時間後の冷媒の温度差も大きくなっており、採
熱開始から継続して各蓄熱体の蓄熱剤に冷熱が残存して
いることを示す。

【００８３】［実験２］実験２の実施例３，４及び比較
例２における、実験供試体、実験条件及び温度測定条件
は、上述の実験１に対して、各蓄熱体の内部筒体をナイ
ロン管体で構成したのみ異なるものである。即ち、実施
例３は、内部筒体のジョイント部を振動するものであ
る。実施例４は、氷核活性剤（コレステロール）が塗布
されると共に、内部筒体のジョイント部を打撃するもの
である。また、比較例２は、振動も打撃もしないもので
ある。また、実験２では、６時間の冷却により冷熱を蓄
熱した後、各蓄熱体を冷媒管からコイル管に切換え接続
して、冷熱を取出す実験を行った。即ち、コイル管（室
内側）のブラインを各蓄熱体に通じて蓄熱体と熱交換を
せしめ冷却されたブラインを取出した。これにより、各
蓄熱体への入口と各蓄熱体からの出口のブライン温度差
から蓄熱体の冷却能力を推量することが出来る。本実験
においては、各蓄熱体の温度に加えて熱媒体ブラインの
温度を蓄熱体入口及び出口にてモニタリングした。

【００８４】以上の実験供試体、実験条件及び温度測定
条件により、実験した結果を表２に示す。表２では、実
施例３，４、及び比較例２において、各蓄熱体内を流れ
る前後の冷媒の温度差を示している。前記した実験２の
手順から分るように、蓄熱体を流れる冷媒（ブライン）
の蓄熱体入口における温度より出口における温度が低く
なっており、その温度差は蓄熱体の冷却能力、即ち蓄熱
量を反映している。

【００８５】

【表２】

【００８６】表２によると、実施例３，４では、比較例
２に比して、採熱開始から１時間後に冷媒（ブライン）
の温度差が顕著であり、各蓄熱体の蓄熱剤に冷熱が充分
蓄熱（蓄冷）されており、冷却能力が高いことを示す。
これは、実施例３，４における各蓄熱体の蓄熱剤に対す
る振動（衝撃）により、該蓄熱剤の過冷却化が抑制され
たため氷量が多く生成したためと考えられる。また、実
施例３，４では、比較例２に比して、採熱開始から３時
間後、５時間後の冷媒の温度差も大きくなっており、採
熱開始から継続して各蓄熱体の蓄熱剤に冷熱が残存して
いることを示す。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の蓄熱装置を示す模式図である。

【図２】図１の蓄熱装置の蓄熱体を示す縦断面拡大図で
ある。

【図３】図２のＡ−Ａから見た断面図である。

【図４】本発明における第２変形例の蓄熱装置を示す模
式図である。

【図５】本発明における第３変形例の蓄熱装置を示す縦
断面拡大図である。

【図６】本発明における第４変形例の蓄熱装置を示す模
式図である。

【図７】蓄熱体の変形例を示す図である。

【図８】蓄熱体の変形例を示す図である。

【図９】本発明の蓄熱装置における、過冷却抑制の実験
結果を示すグラフである。

【符号の説明】

１ 蓄熱装置 ２ 蓄熱体（蓄熱手段） ３ 冷媒供給手段 ４ ファン・コイルユニット ５ 温度検出センサ（温度検出手段） ６ 加振機（加振手段） ７ 制御器（制御手段） ９ 外部筒体 １０ 内部筒体 １１ 蓋体 １２ 蓋体 １３ 蓄熱剤 ３１ 氷核活性剤

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 両端部の開口した外部筒体、前記外部筒
   体内に、該外部筒体との間に空間をもって挿入された内
   部筒体、前記空間の両端部を夫々封止する蓋体及び前記
   空間内に充填された蓄熱剤を備えた蓄熱手段と、 前記蓄熱手段の前記内部筒体内に、冷媒を供給、循環さ
   せる冷媒供給手段と、 前記空間内に充填された前記蓄熱剤を振動させる加振手
   段とを設けて構成したことを特徴とする蓄熱装置。
2. 【請求項２】 前記蓄熱剤の温度を、直接又は間接的に
   検出する温度測定手段と、前記温度測定手段によって検
   出される温度が前記蓄熱剤の凝固点以下になったとき、
   前記加振手段を起動して前記蓄熱剤を振動せしめる制御
   手段とを設けて構成したことを特徴とする請求項１に記
   載の蓄熱装置。
3. 【請求項３】 前記空間を形成する前記内部筒体の外周
   面及び前記外部筒体の内周面の、一部又は全面に氷核活
   性剤が塗布されてなることを特徴とする請求項１又は請
   求項２に記載の蓄熱装置。
4. 【請求項４】 両端部の開口した外部筒体、前記外部筒
   体内に、該外部筒体との間に空間をもって挿入された内
   部筒体、前記空間の両端部を夫々封止する蓋体及び前記
   空間内に充填された蓄熱剤を備えた蓄熱手段を用いて、
   前記内部筒体内に冷媒を供給、循環させることにより、
   前記蓄熱剤に冷媒の冷熱を蓄熱する蓄熱方法であって、 前記空間内に充填された蓄熱剤の温度を検出し、検出さ
   れた蓄熱剤の温度が凝固点以下になったとき、該蓄熱剤
   を振動させるようにしたことを特徴とする蓄熱方法。