JP2841147B2 - 氷蓄熱槽及び氷蓄熱槽用の熱交換コイル - Google Patents
氷蓄熱槽及び氷蓄熱槽用の熱交換コイルInfo
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/14—Thermal energy storage
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- Other Air-Conditioning Systems (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、氷蓄熱槽及び氷蓄熱槽
に設けられる熱交換コイルに関するものである。
に設けられる熱交換コイルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の氷蓄熱槽を用いたシステムの１例
を図３に示す。同図において、１が氷蓄熱槽で、熱交換
コイル２を断熱材で囲まれた槽３内に設置したものであ
る。冷凍機の蒸発器４で冷却されたマイナス温度のブラ
インがポンプ５により熱交換コイル２に流されると槽３
内の水が冷却され、コイル２の周囲に氷が形成され、凝
固熱として槽３内に蓄えられる。その氷が溶けるときの
融解熱の利用は間接的に熱交換器６を使用して（または
直接）負荷７側へ供給することによって行われる。図
中、８は圧縮機、９は凝縮器である。
を図３に示す。同図において、１が氷蓄熱槽で、熱交換
コイル２を断熱材で囲まれた槽３内に設置したものであ
る。冷凍機の蒸発器４で冷却されたマイナス温度のブラ
インがポンプ５により熱交換コイル２に流されると槽３
内の水が冷却され、コイル２の周囲に氷が形成され、凝
固熱として槽３内に蓄えられる。その氷が溶けるときの
融解熱の利用は間接的に熱交換器６を使用して（または
直接）負荷７側へ供給することによって行われる。図
中、８は圧縮機、９は凝縮器である。
【０００３】従来の氷蓄熱槽用の熱交換コイルの形態
は、平行に位置する複数の直管を屈曲部を介して連続さ
せ一平面に沿って蛇行した状態にコイル部を形成し、こ
のようなコイル部の複数枚を上下にまたは前後に所定の
間隔を隔てて平行に且つ直管が水平となるように槽内に
配置し夫々のコイル部の端部をヘッダーに結合してブラ
インが流通できるようにしてある。このコイル部は水平
な直管部分が大部分を占めている。
は、平行に位置する複数の直管を屈曲部を介して連続さ
せ一平面に沿って蛇行した状態にコイル部を形成し、こ
のようなコイル部の複数枚を上下にまたは前後に所定の
間隔を隔てて平行に且つ直管が水平となるように槽内に
配置し夫々のコイル部の端部をヘッダーに結合してブラ
インが流通できるようにしてある。このコイル部は水平
な直管部分が大部分を占めている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の氷蓄熱槽用の熱
交換コイルは、水平な直管部分にコイル部の自重による
撓みが発生し、コイル部の損傷につながり易く、ブライ
ン漏れの原因となる問題がある。すなわち、直管部が撓
み湾曲状に変形することで、コイル部相互間の水の対流
が不規則な対流を生み局部的な溜まり水が発生しやす
く、つまり水が氷に封じ込められた部分を生じ、その部
分が遅れて製氷されるため製氷時の膨張により隣接する
コイル部が圧迫されて変形する原因となる問題がある。
本来コイル部から水へ平均した熱伝達がなされて均一に
製氷できるものであったとしても、コイル部に不都合な
変形が一旦生じると、繰り返し運転によりその変形はさ
らに進行して、場合によってはコイル部が破損してしま
うのである。前記水平な直管部の撓みを防止するために
補強材の取り付けが考えられるが、製作費が嵩むととも
に良好な対流の妨げとなり、さらに製氷率が低下する問
題が生じる。対流を良くするためには、コイル部相互間
の間隔を広くすれば良いが、同じ能力とするためには槽
を大きくしなければならず、全体の製氷率が低下する問
題が生じる。更に氷蓄熱槽を内融式にて利用した場合、
解氷時にコイルの周囲から氷が融解し始め、コイル周囲
の氷の浮力によってその外周部の氷が浮き上がり、コイ
ルの上方に氷が偏り、次の製氷時にはこの偏った状態か
ら氷ができ始め、コイルの周囲の氷が益々いびつになり
製氷率が低下していくという問題も生じる。
交換コイルは、水平な直管部分にコイル部の自重による
撓みが発生し、コイル部の損傷につながり易く、ブライ
ン漏れの原因となる問題がある。すなわち、直管部が撓
み湾曲状に変形することで、コイル部相互間の水の対流
が不規則な対流を生み局部的な溜まり水が発生しやす
く、つまり水が氷に封じ込められた部分を生じ、その部
分が遅れて製氷されるため製氷時の膨張により隣接する
コイル部が圧迫されて変形する原因となる問題がある。
本来コイル部から水へ平均した熱伝達がなされて均一に
製氷できるものであったとしても、コイル部に不都合な
変形が一旦生じると、繰り返し運転によりその変形はさ
らに進行して、場合によってはコイル部が破損してしま
うのである。前記水平な直管部の撓みを防止するために
補強材の取り付けが考えられるが、製作費が嵩むととも
に良好な対流の妨げとなり、さらに製氷率が低下する問
題が生じる。対流を良くするためには、コイル部相互間
の間隔を広くすれば良いが、同じ能力とするためには槽
を大きくしなければならず、全体の製氷率が低下する問
題が生じる。更に氷蓄熱槽を内融式にて利用した場合、
解氷時にコイルの周囲から氷が融解し始め、コイル周囲
の氷の浮力によってその外周部の氷が浮き上がり、コイ
ルの上方に氷が偏り、次の製氷時にはこの偏った状態か
ら氷ができ始め、コイルの周囲の氷が益々いびつになり
製氷率が低下していくという問題も生じる。
【０００５】この種の氷蓄熱槽において、槽全体の製氷
あるいは解氷を効率よく行い、蓄熱量を高めるために
は、槽内における熱交換コイルに関連した水の対流を適
切に行わせることができるコイルの形態にすることが基
本的に重要である。本発明は、前記従来の問題点が除去
され、槽内の水の対流を良好に行わせることができる氷
蓄熱槽及び氷蓄熱槽用の熱交換コイルを提供することを
目的とする。
あるいは解氷を効率よく行い、蓄熱量を高めるために
は、槽内における熱交換コイルに関連した水の対流を適
切に行わせることができるコイルの形態にすることが基
本的に重要である。本発明は、前記従来の問題点が除去
され、槽内の水の対流を良好に行わせることができる氷
蓄熱槽及び氷蓄熱槽用の熱交換コイルを提供することを
目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の蓄熱水槽は、槽
内で氷を製氷し或いは解氷するための熱交換コイルを備
えた氷蓄熱槽であって、前記槽内の上部の左右両側にと
もに入口用ヘッダー管と出口用ヘッダー管を配設し、前
記熱交換コイルを、垂直方向に延びて上下で屈曲するよ
うに垂直平面に沿って蛇行させ双方の端部を上側に位置
させ端部の一方が前記槽内上部の片側の入口用ヘッダー
管に接続し他方が他の片側の出口用ヘッダー管に接続す
るように形成した複数の熱交換コイル部材で構成し、前
記各熱交換コイル部材を互いに平行に前記ヘッダー管に
沿う方向の列をなして配置すると共に交互に位置をずら
せて各熱交換コイル部材の前記垂直方向に延びる部分を
千鳥配列とし、前記熱交換コイル内部を流通するブライ
ンの流通方向が隣接する前記熱交換コイル部材間で互い
に逆方向となるように、隣接する熱交換コイル部材の端
部が同じ端部側では一方が前記入口用ヘッダー管に他方
が出口用ヘッダー管に接続して支持されていることを特
徴とする。
内で氷を製氷し或いは解氷するための熱交換コイルを備
えた氷蓄熱槽であって、前記槽内の上部の左右両側にと
もに入口用ヘッダー管と出口用ヘッダー管を配設し、前
記熱交換コイルを、垂直方向に延びて上下で屈曲するよ
うに垂直平面に沿って蛇行させ双方の端部を上側に位置
させ端部の一方が前記槽内上部の片側の入口用ヘッダー
管に接続し他方が他の片側の出口用ヘッダー管に接続す
るように形成した複数の熱交換コイル部材で構成し、前
記各熱交換コイル部材を互いに平行に前記ヘッダー管に
沿う方向の列をなして配置すると共に交互に位置をずら
せて各熱交換コイル部材の前記垂直方向に延びる部分を
千鳥配列とし、前記熱交換コイル内部を流通するブライ
ンの流通方向が隣接する前記熱交換コイル部材間で互い
に逆方向となるように、隣接する熱交換コイル部材の端
部が同じ端部側では一方が前記入口用ヘッダー管に他方
が出口用ヘッダー管に接続して支持されていることを特
徴とする。
【０００７】本発明の氷蓄熱槽用の熱交換コイルは、内
部をブラインが流通する熱交換コイルを、垂直方向に延
びて上下で屈曲するように垂直平面に沿って蛇行させ両
端を夫々垂直方向に延びた部分の上端で形成して上方に
位置させた複数の熱交換コイル部材と、前記複数の熱交
換コイル部材を夫々の前記垂直平面が平行となるように
且つ前記垂直方向に延びる部分が千鳥配置となるように
配列し、前記複数の熱交換コイル部材の両端部上側に対
応して両側にともに配設した入口用ヘッダー管及び出口
用ヘッダー管とで構成し、隣合う前記熱交換コイル部材
間でブラインの流通方向が逆方向となるように各熱交換
コイル部材の一方の端を入口用ヘッダー管に、他方の端
を出口用ヘッダー管に接続することにより各熱交換コイ
ル部材をヘッダー管で支持したことを特微とする。前記
本発明の氷蓄熱槽用の熱交換コイルにおいて、前記熱交
換コイル部材を接続部のない一連の管で構成するのがよ
い。
部をブラインが流通する熱交換コイルを、垂直方向に延
びて上下で屈曲するように垂直平面に沿って蛇行させ両
端を夫々垂直方向に延びた部分の上端で形成して上方に
位置させた複数の熱交換コイル部材と、前記複数の熱交
換コイル部材を夫々の前記垂直平面が平行となるように
且つ前記垂直方向に延びる部分が千鳥配置となるように
配列し、前記複数の熱交換コイル部材の両端部上側に対
応して両側にともに配設した入口用ヘッダー管及び出口
用ヘッダー管とで構成し、隣合う前記熱交換コイル部材
間でブラインの流通方向が逆方向となるように各熱交換
コイル部材の一方の端を入口用ヘッダー管に、他方の端
を出口用ヘッダー管に接続することにより各熱交換コイ
ル部材をヘッダー管で支持したことを特微とする。前記
本発明の氷蓄熱槽用の熱交換コイルにおいて、前記熱交
換コイル部材を接続部のない一連の管で構成するのがよ
い。
【０００８】
【作用】本発明による蓄熱水槽は、熱交換コイルの熱交
換コイル部材を、垂直方向に延びて上下で屈曲するよう
に蛇行させているので、大部分が垂直方向の直管部であ
り、その直管部を槽内の上部の左右両側ともに設けられ
た入口用ヘッダー管と出口用ヘッダー管とに接続されて
吊り下げた状態に支持しているから、従来の水平方向の
直管部を有する構成のものに比べて、氷は解けた水によ
る浮力の影響を受けることなく解けていく。また、各列
を千鳥状に互いにずらして配設すると共に、熱交換コイ
ル内部を流れるブラインの流れる方向が、隣接する列間
において互いに逆方向となっているので、コイルの周囲
にできる氷はブラインの入側は厚く、出側は薄くなり、
隣合う列間でコイルの周囲にできる氷が互いに干渉する
ことなく、一定の間隔を保ちながら成長する。このた
め、槽内全体にわたって氷の生成状態は均一となり、温
度分布にむらがなくなる。そして、入口用ヘッダー管と
出口用ヘッダー管とは必然的に温度差が生じるが、左右
両側にともに設けられた入口用ヘッダー管と出口用ヘッ
ダー管とは、蓄熱水槽内上部の左右両側に設けてあるこ
とにより槽内両側で熱的な影響が均等になり、前記氷の
生成の際の均等性が損なわれない。すなわち、例えば右
側に入口用ヘッダー管を、左側に出口用ヘッダー管を設
けると、温度差により右側よりも左側の温度が高くなる
から、両側で熱的な影響が偏り、氷の生成の際の均等性
が損なわれるが、このような悪影響がなくなる。
換コイル部材を、垂直方向に延びて上下で屈曲するよう
に蛇行させているので、大部分が垂直方向の直管部であ
り、その直管部を槽内の上部の左右両側ともに設けられ
た入口用ヘッダー管と出口用ヘッダー管とに接続されて
吊り下げた状態に支持しているから、従来の水平方向の
直管部を有する構成のものに比べて、氷は解けた水によ
る浮力の影響を受けることなく解けていく。また、各列
を千鳥状に互いにずらして配設すると共に、熱交換コイ
ル内部を流れるブラインの流れる方向が、隣接する列間
において互いに逆方向となっているので、コイルの周囲
にできる氷はブラインの入側は厚く、出側は薄くなり、
隣合う列間でコイルの周囲にできる氷が互いに干渉する
ことなく、一定の間隔を保ちながら成長する。このた
め、槽内全体にわたって氷の生成状態は均一となり、温
度分布にむらがなくなる。そして、入口用ヘッダー管と
出口用ヘッダー管とは必然的に温度差が生じるが、左右
両側にともに設けられた入口用ヘッダー管と出口用ヘッ
ダー管とは、蓄熱水槽内上部の左右両側に設けてあるこ
とにより槽内両側で熱的な影響が均等になり、前記氷の
生成の際の均等性が損なわれない。すなわち、例えば右
側に入口用ヘッダー管を、左側に出口用ヘッダー管を設
けると、温度差により右側よりも左側の温度が高くなる
から、両側で熱的な影響が偏り、氷の生成の際の均等性
が損なわれるが、このような悪影響がなくなる。
【０００９】本発明の氷蓄熱槽用の熱交換コイルは、熱
交換コイル部材を垂直方向に延びて上下で屈曲するよう
に蛇行させて、その熱交換コイルの両端を夫々垂直方向
に延びた部分の上端で形成して上方に位置させ、熱交換
コイル部材の上部の両側にともに配設した入口用ヘッダ
ー管及び出口用ヘッダー管に接続して、その入口用ヘッ
ダー管と出口用ヘッダー管に吊り下げた状態に支持して
いるから、直管部が垂直であり、熱交換コイル部材の自
重による直管部の撓みが無くなり、直管部の平行な状態
が維持される。また、製氷時に熱交換コイル部材のブラ
イン入側に厚く氷ができ出側に向かって徐々に薄くでき
るが、隣合う熱交換コイル部材を流れるブラインが互い
に逆方向であるから、隣合う熱交換コイル部材の間では
夫々にできる氷と氷の間隔が略等しくなる。従って、製
氷及び解氷の効率が上がり、これを長期間維持できる。
また、熱交換コイル部材が接続部のない一連の管で構成
したときは、接続部の腐食や接続部への応力集中が生じ
ることがなく、長期にわたって安定した耐腐食性、耐久
性も得られる。
交換コイル部材を垂直方向に延びて上下で屈曲するよう
に蛇行させて、その熱交換コイルの両端を夫々垂直方向
に延びた部分の上端で形成して上方に位置させ、熱交換
コイル部材の上部の両側にともに配設した入口用ヘッダ
ー管及び出口用ヘッダー管に接続して、その入口用ヘッ
ダー管と出口用ヘッダー管に吊り下げた状態に支持して
いるから、直管部が垂直であり、熱交換コイル部材の自
重による直管部の撓みが無くなり、直管部の平行な状態
が維持される。また、製氷時に熱交換コイル部材のブラ
イン入側に厚く氷ができ出側に向かって徐々に薄くでき
るが、隣合う熱交換コイル部材を流れるブラインが互い
に逆方向であるから、隣合う熱交換コイル部材の間では
夫々にできる氷と氷の間隔が略等しくなる。従って、製
氷及び解氷の効率が上がり、これを長期間維持できる。
また、熱交換コイル部材が接続部のない一連の管で構成
したときは、接続部の腐食や接続部への応力集中が生じ
ることがなく、長期にわたって安定した耐腐食性、耐久
性も得られる。
【００１０】
【実施例】本発明の一実施例を図１、図２を用いて説明
する。氷蓄熱槽は、槽１７内に熱交換コイル１１を配設
したものである。この熱交換コイル１１は、複数の熱交
換コイル部材１２と、その熱交換コイル部材の入口用ヘ
ッダー管１３と、同出口用ヘッダー管１４とからなる。
熱交換コイル部材１２は、図２に模型的に２枚を示して
あり、その１枚について説明すると、所定の間隔を隔て
て位置する複数の垂直な直管部１５を順次曲管部２０を
介して連続させ一垂直平面に沿って上下に蛇行させたよ
うな一連のものに形成され、双方の端部をいずれも上側
に位置する直管部１５の端部で終端するようにして、そ
の直管部１５の上端を夫々上方へ少し延長形成して一方
を入口部１５ａ、他方を出口部１５ｂとしてある。
する。氷蓄熱槽は、槽１７内に熱交換コイル１１を配設
したものである。この熱交換コイル１１は、複数の熱交
換コイル部材１２と、その熱交換コイル部材の入口用ヘ
ッダー管１３と、同出口用ヘッダー管１４とからなる。
熱交換コイル部材１２は、図２に模型的に２枚を示して
あり、その１枚について説明すると、所定の間隔を隔て
て位置する複数の垂直な直管部１５を順次曲管部２０を
介して連続させ一垂直平面に沿って上下に蛇行させたよ
うな一連のものに形成され、双方の端部をいずれも上側
に位置する直管部１５の端部で終端するようにして、そ
の直管部１５の上端を夫々上方へ少し延長形成して一方
を入口部１５ａ、他方を出口部１５ｂとしてある。
【００１１】入口用ヘッダー管１３は、コイル結合管１
３ａ、１３ｂ、入口管１３ｃで構成されている。コイル
結合管１３ａ、１３ｂは、図１に示す直方体状の槽１７
内の上部の両側位置に長手方に沿って一本ずつ配置さ
れ、槽１７に適当な固定手段により固定されており、下
面に長手方に一定のピッチで多数の熱交換コイル部材１
２の入口部１５ａを結合されている。入口管１３ｃは、
一端が槽１７外に出て管結合部を形成され、他方が槽１
７内で分岐して夫々の端部をコイル結合管１３ａ、１３
ｂに結合されている。出口用ヘッダー管１４は、コイル
結合管１６ａ、１６ｂ、出口管１６ｃで構成されてい
る。コイル結合管１６ａ、１６ｂは、上記コイル結合管
１３ａ、１３ｂに平行して斜め下方に配置され、槽１７
に適当な固定手段により固定されており、図２に示すよ
うに、コイル結合管１３ａ、１３ｂとの間隔寸法Ｌが等
しくなるようにしてあり、この寸法Ｌは熱交換コイル部
材１２の入口部１５ａと出口部１５ｂの間の寸法に等し
い。そして、コイル結合管１６ａ、１６ｂは、下面に長
手方に一定のピッチで多数の熱交換コイル部材１２の入
口部１５ａを結合されている。出口管１６ｃは、一端が
槽１７外に出て管結合部を形成され、他方が槽１７内で
分岐して夫々の端部をコイル結合管１６ａ、１６ｂに結
合されている。
３ａ、１３ｂ、入口管１３ｃで構成されている。コイル
結合管１３ａ、１３ｂは、図１に示す直方体状の槽１７
内の上部の両側位置に長手方に沿って一本ずつ配置さ
れ、槽１７に適当な固定手段により固定されており、下
面に長手方に一定のピッチで多数の熱交換コイル部材１
２の入口部１５ａを結合されている。入口管１３ｃは、
一端が槽１７外に出て管結合部を形成され、他方が槽１
７内で分岐して夫々の端部をコイル結合管１３ａ、１３
ｂに結合されている。出口用ヘッダー管１４は、コイル
結合管１６ａ、１６ｂ、出口管１６ｃで構成されてい
る。コイル結合管１６ａ、１６ｂは、上記コイル結合管
１３ａ、１３ｂに平行して斜め下方に配置され、槽１７
に適当な固定手段により固定されており、図２に示すよ
うに、コイル結合管１３ａ、１３ｂとの間隔寸法Ｌが等
しくなるようにしてあり、この寸法Ｌは熱交換コイル部
材１２の入口部１５ａと出口部１５ｂの間の寸法に等し
い。そして、コイル結合管１６ａ、１６ｂは、下面に長
手方に一定のピッチで多数の熱交換コイル部材１２の入
口部１５ａを結合されている。出口管１６ｃは、一端が
槽１７外に出て管結合部を形成され、他方が槽１７内で
分岐して夫々の端部をコイル結合管１６ａ、１６ｂに結
合されている。
【００１２】入口用ヘッダー管１３および出口用ヘッダ
ー管１４に結合された多数の熱交換コイル部材１２は、
その直管部１５の水平断面の位置関係は任意の一本の直
管部１５の回りの同一円上に直管部１５が６本いずれも
互いに一定寸法離れてて位置した状態であり、全体の配
列としては千鳥配列である。さらに説明を加えると、熱
交換コイル部材１２は、図２の方向に見て、前方から後
方へ多数枚が一定間隔で配列されるが、その配列は１枚
ずつ交互に面を反転させた状態になっており、奇数枚目
の入口部１５ａが左側のコイル結合管１３ａに結合され
ているとすれば、偶数枚目の入口部１５ａは、右側のコ
イル結合管１３ｂに結合されている。なお、夫々の出口
部１５ｂは夫々の入口部１５ａと反対側のコイル結合管
１６ａ、１６ｂに結合されている。図１において、槽１
７内には水が収容され、槽１７の底壁、側壁、天井壁は
断熱材を設けられた断熱壁であり、１８はマンホールで
ある。
ー管１４に結合された多数の熱交換コイル部材１２は、
その直管部１５の水平断面の位置関係は任意の一本の直
管部１５の回りの同一円上に直管部１５が６本いずれも
互いに一定寸法離れてて位置した状態であり、全体の配
列としては千鳥配列である。さらに説明を加えると、熱
交換コイル部材１２は、図２の方向に見て、前方から後
方へ多数枚が一定間隔で配列されるが、その配列は１枚
ずつ交互に面を反転させた状態になっており、奇数枚目
の入口部１５ａが左側のコイル結合管１３ａに結合され
ているとすれば、偶数枚目の入口部１５ａは、右側のコ
イル結合管１３ｂに結合されている。なお、夫々の出口
部１５ｂは夫々の入口部１５ａと反対側のコイル結合管
１６ａ、１６ｂに結合されている。図１において、槽１
７内には水が収容され、槽１７の底壁、側壁、天井壁は
断熱材を設けられた断熱壁であり、１８はマンホールで
ある。
【００１３】このように槽１７内に熱交換コイル１１を
設置してなる氷蓄熱槽は、図３に示したようなシステム
に使用される。製氷時には、例えば冷凍機側で−６゜Ｃ
程度に冷却されたブラインが、入口ヘッダー管１３から
供給され、その入口管１３ｃで２方向に分かれてコイル
結合管１３ａ、１３ｂを通り、さらに夫々の熱交換コイ
ル部材１２に分かれ、入口部１５ａから、いくつかの直
管部１５及び曲管部２０を通り、出口部１５ｂに至り、
出口ヘッダー管１４のコイル結合管１６ａ、１６ｂの夫
々に集まり、さらにこれが出口管１６ｃで一まとめにさ
れて出ていく。このように冷却されたブラインが熱交換
コイル１１を流れる間に、槽１７内の水を冷却して製氷
する。また、解氷時には、製氷時と同様に熱交換コイル
１１を流れる間に負荷側で加熱されたブラインが冷却さ
れて負荷側に戻されて冷却に使用される。
設置してなる氷蓄熱槽は、図３に示したようなシステム
に使用される。製氷時には、例えば冷凍機側で−６゜Ｃ
程度に冷却されたブラインが、入口ヘッダー管１３から
供給され、その入口管１３ｃで２方向に分かれてコイル
結合管１３ａ、１３ｂを通り、さらに夫々の熱交換コイ
ル部材１２に分かれ、入口部１５ａから、いくつかの直
管部１５及び曲管部２０を通り、出口部１５ｂに至り、
出口ヘッダー管１４のコイル結合管１６ａ、１６ｂの夫
々に集まり、さらにこれが出口管１６ｃで一まとめにさ
れて出ていく。このように冷却されたブラインが熱交換
コイル１１を流れる間に、槽１７内の水を冷却して製氷
する。また、解氷時には、製氷時と同様に熱交換コイル
１１を流れる間に負荷側で加熱されたブラインが冷却さ
れて負荷側に戻されて冷却に使用される。
【００１４】製氷時には熱交換コイル１１が水を冷却す
るから、主に直管部１５の近くで下降流が生じ、離れた
部分で上昇流が生じる。この対流の状態は直管１５の周
辺で極めて一様で、均一な製氷に適切なものである。こ
れは熱交換コイルの大部分を占める直管部１５が垂直で
あり、槽１７に固定された入口ヘッダー管１３および出
口ヘッダー管１４に熱交換コイル部材１２が結合されて
上端部を吊り下げられた状態に支持されているから、直
管部１５が自重によっては殆ど変形しないで常に垂直な
状態が維持され、製氷が進んでも溜まり水が発生するこ
とがないからである。すなわち、製氷の進み具合は、熱
交換コイル部材１２においてブラインの入口側である入
口部１５ａに近い位置で厚く氷が付着し出口部１５ｂに
至るにしたがって薄く氷が付着する。これは製氷によっ
てブラインが次第に熱を奪って温度が上昇していくた
め、当然と言えるが、熱交換コイル部材１２の隣合うも
の同士は入口部１５ａと出口部１５ｂと隣合っており、
つまり氷が厚く付着する部分と薄く付着する部分とが隣
合っており、隣合う熱交換コイル部材１２に付着する氷
と氷との間隔寸法が略等しくなる。このため、双方の氷
が接触状態となるのは殆ど同じ時期であるから、それま
では溜まり水が発生しないのである。従って、製氷効率
が極めてよい。解氷時においても、直管部１５の周辺で
溶けた水がその全長にわたって良好に対流して、解氷が
効率よく進行する。
るから、主に直管部１５の近くで下降流が生じ、離れた
部分で上昇流が生じる。この対流の状態は直管１５の周
辺で極めて一様で、均一な製氷に適切なものである。こ
れは熱交換コイルの大部分を占める直管部１５が垂直で
あり、槽１７に固定された入口ヘッダー管１３および出
口ヘッダー管１４に熱交換コイル部材１２が結合されて
上端部を吊り下げられた状態に支持されているから、直
管部１５が自重によっては殆ど変形しないで常に垂直な
状態が維持され、製氷が進んでも溜まり水が発生するこ
とがないからである。すなわち、製氷の進み具合は、熱
交換コイル部材１２においてブラインの入口側である入
口部１５ａに近い位置で厚く氷が付着し出口部１５ｂに
至るにしたがって薄く氷が付着する。これは製氷によっ
てブラインが次第に熱を奪って温度が上昇していくた
め、当然と言えるが、熱交換コイル部材１２の隣合うも
の同士は入口部１５ａと出口部１５ｂと隣合っており、
つまり氷が厚く付着する部分と薄く付着する部分とが隣
合っており、隣合う熱交換コイル部材１２に付着する氷
と氷との間隔寸法が略等しくなる。このため、双方の氷
が接触状態となるのは殆ど同じ時期であるから、それま
では溜まり水が発生しないのである。従って、製氷効率
が極めてよい。解氷時においても、直管部１５の周辺で
溶けた水がその全長にわたって良好に対流して、解氷が
効率よく進行する。
【００１５】
【発明の効果】本発明の氷蓄熱水槽は、熱交換コイルの
大部分が垂直方向の直管であることから、氷が解けた水
による浮力の影響を受けることなくコイルの径方向外方
に解けていくから、水の対流が垂直方向の直管に沿って
規則的に均等に行われる。そして、コイルの各列を千鳥
状に互いにずらし、熱交換コイル内部を流通するブライ
ンの流通方向を隣接する列間において互いに逆方向とし
たことにより、製氷時においてもコイルの周囲にできる
氷が互いに干渉することなく、槽内全体にわたって氷の
生成状態は均一となり、温度分布にむらがなくなるか
ら、また、入口用及び出口用ヘッダー管をともに槽の両
側に夫々設ける構成により、より一層温度分布にむらが
なくなるから、製氷及び解氷が効率よく行われ、耐久性
が向上する効果を奏する。本発明の氷蓄熱槽用の熱交換
コイルは、熱交換コイルの大部分が垂直な直管であり、
その上部を槽内に吊り下げ状態に設けるものであるか
ら、自重による変形が防止され、水の対流が垂直方向の
直管に沿って規則的に均等に行われる。しかも、隣合う
熱交換コイル部材の間でブラインの流通方向が逆である
から、できる氷の間隔が等しく、製氷時にも解氷時にも
水の対流が垂直な直管部に沿って規則的に均等に行われ
るから、また、入口用及び出口用ヘッダー管をともに熱
交換コイル上部の両側に夫々設ける構成により、より一
層温度分布にむらがなくなるから、効率よく製氷および
解氷が行われる効果を奏する。そして、繰り返し運転に
よる熱交換コイルの変形の進行の恐れがないから、耐久
性にも優れている。また、従来の氷蓄熱槽を内融式に利
用した場合にあった、解氷時にコイルの周囲の氷が偏っ
て解け、次の製氷時には、益々コイルの周囲の氷がいび
つとなり製氷率が低下するという問題も解消される。
大部分が垂直方向の直管であることから、氷が解けた水
による浮力の影響を受けることなくコイルの径方向外方
に解けていくから、水の対流が垂直方向の直管に沿って
規則的に均等に行われる。そして、コイルの各列を千鳥
状に互いにずらし、熱交換コイル内部を流通するブライ
ンの流通方向を隣接する列間において互いに逆方向とし
たことにより、製氷時においてもコイルの周囲にできる
氷が互いに干渉することなく、槽内全体にわたって氷の
生成状態は均一となり、温度分布にむらがなくなるか
ら、また、入口用及び出口用ヘッダー管をともに槽の両
側に夫々設ける構成により、より一層温度分布にむらが
なくなるから、製氷及び解氷が効率よく行われ、耐久性
が向上する効果を奏する。本発明の氷蓄熱槽用の熱交換
コイルは、熱交換コイルの大部分が垂直な直管であり、
その上部を槽内に吊り下げ状態に設けるものであるか
ら、自重による変形が防止され、水の対流が垂直方向の
直管に沿って規則的に均等に行われる。しかも、隣合う
熱交換コイル部材の間でブラインの流通方向が逆である
から、できる氷の間隔が等しく、製氷時にも解氷時にも
水の対流が垂直な直管部に沿って規則的に均等に行われ
るから、また、入口用及び出口用ヘッダー管をともに熱
交換コイル上部の両側に夫々設ける構成により、より一
層温度分布にむらがなくなるから、効率よく製氷および
解氷が行われる効果を奏する。そして、繰り返し運転に
よる熱交換コイルの変形の進行の恐れがないから、耐久
性にも優れている。また、従来の氷蓄熱槽を内融式に利
用した場合にあった、解氷時にコイルの周囲の氷が偏っ
て解け、次の製氷時には、益々コイルの周囲の氷がいび
つとなり製氷率が低下するという問題も解消される。
【図１】本発明の一実施例を氷蓄熱槽に用いた状態を示
す部分破断部分省略斜視図である。
す部分破断部分省略斜視図である。
【図２】同実施例の熱交換コイルの隣接した２枚を模型
的に示した正面図である。
的に示した正面図である。
【図３】従来の氷蓄熱槽を用いたシステムの一例を示す
概略構成図である。
概略構成図である。
１１ 熱交換コイル １２ 熱交換コイル部材 １３ 入口ヘッダー管 １４ 出口ヘッダー管 １５ 直管部 ２０ 曲管部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−221787（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−16839（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−200134（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−67940（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−78835（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F24F 5/00 102
Claims (3)
- 【請求項１】 槽内で氷を製氷し或いは解氷するための
熱交換コイルを備えた氷蓄熱槽であって、前記槽内の上
部の左右両側にともに入口用ヘッダー管と出口用ヘッダ
ー管を配設し、前記熱交換コイルを、垂直方向に延びて
上下で屈曲するように垂直平面に沿って蛇行させ双方の
端部を上側に位置させ端部の一方が前記槽内上部の片側
の入口用ヘッダー管に接続し他方が他の片側の出口用ヘ
ッダー管に接続するように形成した複数の熱交換コイル
部材で構成し、前記各熱交換コイル部材を互いに平行に
前記ヘッダー管に沿う方向の列をなして配置すると共に
交互に位置をずらせて各熱交換コイル部材の前記垂直方
向に延びる部分を千鳥配列とし、前記熱交換コイル内部
を流通するブラインの流通方向が隣接する前記熱交換コ
イル部材間で互いに逆方向となるように、隣接する熱交
換コイル部材の端部が同じ端部側では一方が前記入口用
ヘッダー管に他方が出口用ヘッダー管に接続して支持さ
れていることを特徴とする氷蓄熱槽。 - 【請求項２】 内部をブラインが流通する熱交換コイル
を、垂直方向に延びて上下で屈曲するように垂直平面に
沿って蛇行させ両端を夫々垂直方向に延びた部分の上端
で形成して上方に位置させた複数の熱交換コイル部材
と、前記複数の熱交換コイル部材を夫々の前記垂直平面
が平行となるように且つ前記垂直方向に延びる部分が千
鳥配置となるように配列し、前記複数の熱交換コイル部
材の両端部上側に対応して両側にともに配設した入口用
ヘッダー管及び出口用ヘッダー管とで構成し、隣合う前
記熱交換コイル部材間でブラインの流通方向が逆方向と
なるように各熱交換コイル部材の一方の端を入口用ヘッ
ダー管に、他方の端を出口用ヘッダー管に接続すること
により各熱交換コイル部材をヘッダー管で支持したこと
を特徴とする氷蓄熱槽用の熱交換コイル。 - 【請求項３】 請求項２に記載の氷蓄熱槽用の熱交換コ
イルにおいて、前記熱交換コイル部材が継ぎ目のない一
連の管で構成されていることを特徴とする氷蓄熱槽用の
熱交換コイル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4309469A JP2841147B2 (ja) | 1992-10-23 | 1992-10-23 | 氷蓄熱槽及び氷蓄熱槽用の熱交換コイル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4309469A JP2841147B2 (ja) | 1992-10-23 | 1992-10-23 | 氷蓄熱槽及び氷蓄熱槽用の熱交換コイル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06137616A JPH06137616A (ja) | 1994-05-20 |
| JP2841147B2 true JP2841147B2 (ja) | 1998-12-24 |
Family
ID=17993370
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4309469A Expired - Fee Related JP2841147B2 (ja) | 1992-10-23 | 1992-10-23 | 氷蓄熱槽及び氷蓄熱槽用の熱交換コイル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2841147B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1047712A (ja) * | 1996-08-06 | 1998-02-20 | Kansai Electric Power Co Inc:The | 冷暖房システム |
| JP2002182013A (ja) * | 2000-12-12 | 2002-06-26 | Toray Ind Inc | 積層光拡散性フィルム |
| JP4324187B2 (ja) * | 2006-10-25 | 2009-09-02 | トヨタ自動車株式会社 | 蓄熱装置 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5216839A (en) * | 1975-07-30 | 1977-02-08 | Hitachi Ltd | Heat accumulator |
| JP2571253B2 (ja) * | 1988-02-04 | 1997-01-16 | 東京電力株式会社 | 蓄熱冷暖房装置の製氷熱交換器 |
| JPH03221787A (ja) * | 1990-01-24 | 1991-09-30 | Kobe Steel Ltd | 潜熱蓄冷装置 |
-
1992
- 1992-10-23 JP JP4309469A patent/JP2841147B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06137616A (ja) | 1994-05-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19980324 |
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| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19980901 |
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