JP3478252B2 - 氷蓄熱装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スタティック型の
氷蓄熱装置に関し、特に、冷熱の利用時に空気で蓄熱媒
体を撹拌するものに係る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、蓄熱槽に貯留した水等の蓄熱
媒体を冷却して凍らせ、蓄熱媒体の潜熱として冷熱を蓄
える氷蓄熱装置が知られている。近年、氷蓄熱装置は、
空調機と組み合わせて利用されている。つまり、夜間に
製氷を行って冷熱を蓄える一方、昼間には蓄えた冷熱を
利用して冷房運転を行う。このような運転により、安価
な深夜電力を利用することにより空調機の運転コストを
低減すると共に、夜間と昼間の電力需要の平準化を図っ
ている。

【０００３】氷蓄熱装置としては、特開平７−３０１４
３８号公報に開示されているような、いわゆるスタティ
ック型で内融方式を採用するものが知られている。この
種の蓄熱装置では、蓄熱槽内に水等の蓄熱媒体を貯留す
る一方、蓄熱槽内に伝熱管を配置している。そして、製
氷時には、冷凍機等で冷却した熱媒体を伝熱管に流し、
蓄熱槽の蓄熱媒体を凍らせる。一方、冷熱の利用時に
は、凍結した蓄熱媒体、即ち氷化物によって伝熱管の熱
媒体を冷却し、冷却した熱媒体を室内熱交換器等に搬送
して冷房等を行うようにしている。

【０００４】この種の氷蓄熱装置において、冷熱の利用
時には、伝熱管の周囲に形成された氷化物によって伝熱
管内の熱媒体を冷却する。このため、伝熱管の周囲から
氷化物が融解し、伝熱管と氷化物の間に隙間ができて冷
熱の取出し性能が低下するという問題が生じる。この問
題に対しては、本願の発明者らによって、伝熱管と氷化
物の隙間に空気を送り込み、この空気の流動により蓄熱
媒体を撹拌して冷熱の取出し性能を向上させることが提
案されている（例えば、特願平１１−２７０３２８）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】冷熱の取出し性能の向
上を目的として空気を供給する構成としては、多数の吹
出孔が開口する樹脂管などを伝熱管の近接して配置し、
吹出孔から空気を吹き出して伝熱管の近傍へ給気するも
のが考えられる。この場合、冷熱の取出し量を確保する
には、多数の吹出孔からなるべく均等に空気を吹き出す
のが望ましく、そのためには、吹出孔をかなりの小径
（例えば、φ０．５mm程度）に形成する必要がある。と
ころが、蓄熱槽の蓄熱媒体や吹出孔から送り出される空
気の中にはゴミが含まれるため、このゴミによって吹出
孔が詰まるという問題があった。特に、吹出孔を小径と
した場合には、ゴミによって吹出孔が閉塞される危険が
大きく、この問題は深刻である。

【０００６】この問題点について説明する。上記氷蓄熱
装置において、蓄熱槽には蓄熱媒体が長期に亘って貯留
される。従って、例えば蓄熱媒体として一般的な水を用
いた場合には、水質が次第に悪化し、藻や苔が発生する
ことがある。一方、上述した空気の供給は常時行われる
のではなく、主として冷熱の利用時にだけ行われる。こ
のため、給気の停止中において、発生した藻などのゴミ
が吹出孔に付着し、この吹出孔が詰まるおそれがあっ
た。

【０００７】また、伝熱管の近傍へ空気を送り込む場
合、通常は、蓄熱槽外部の外気を取り込んで吹出孔から
吹き出すようにしている。このため、埃などのゴミを多
く含む外気が狭い吹出孔を通ることとなり、この空気中
のゴミによって吹出孔が詰まるおそれもあった。

【０００８】このように吹出孔が詰まると、各吹出孔か
らの空気の吹出し量が不均一となる。このため、冷熱の
取出し性能が低下し、蓄えた冷熱の一部しか取り出して
利用できなくなって、エネルギのロスを招くという問題
が生じていた。

【０００９】本発明は、かかる点に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、スタティック型の氷
蓄熱装置において冷熱取出し性能の向上を目的とした空
気の供給を行う場合に、空気の吹出孔が詰まるのを回避
し、蓄えた冷熱の取出しを確実に行うことにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明が講じた第１の解
決手段は、蓄熱媒体を貯留する蓄熱槽（31）と、該蓄熱
槽（31）の内部に配置された伝熱管（41）と、該伝熱管
（41）の近傍へ空気を供給するためのエア配管（70）と
を備え、伝熱管（41）に熱媒体を流通させて製氷を行う
氷蓄熱装置を対象としている。そして、上記エア配管
（70）は、空気の供給を停止した状態でも内部に空気溜
まり（74）が形成されると共に、該エア配管（70）の内
側に突出して突端が空気溜まり（74）に位置する突出部
（73）を複数備え、上記突出部（73）には、該突出部
（73）を突端から基端に亘って貫通する吹出孔（84）が
形成されるものである。

【００１１】本発明が講じた第２の解決手段は、上記第
１の解決手段において、突出部（73）を貫通する吹出孔
（84）は、該突出部（73）の突端側よりも基端側の方が
大径となるように形成されるものである。

【００１２】本発明が講じた第３の解決手段は、上記第
１又は第２の解決手段において、エア配管（70）は、略
水平姿勢に配置される一方、上記エア配管（70）の突出
部（73）は、吹出孔（84）がエア配管（70）の下部に開
口するように、エア配管（70）の下部から上方に向けて
突出しているものである。

【００１３】本発明が講じた第４の解決手段は、上記第
３の解決手段において、伝熱管（41）は、上下に延びる
複数の直管部（42）と各直管部（42）を繋ぐ半円弧状の
曲管部（43,44）とを有して蛇行する形状とされる一
方、エア配管（70）は、上記直管部（42）の下端部に隣
接して設けられ、吹出孔（84）は、上記伝熱管（41）の
各直管部（42）に対応した所定位置に形成されるもので
ある。

【００１４】本発明が講じた第５の解決手段は、上記第
１，第２又は第３の解決手段において、上記エア配管
（70）は、管状に形成されて側壁部に複数の貫通孔（7
2）が開口する本体部材（71）と、該本体部材（71）の
貫通孔（72）に挿入されて突出部（73）を構成するノズ
ル部材（80）とを備えるものである。

【００１５】本発明が講じた第６の解決手段は、上記第
５の解決手段において、ノズル部材（80）は、低密度ポ
リエチレンにより構成されるものである。

【００１６】本発明が講じた第７の解決手段は、上記第
５の解決手段において、ノズル部材（80）は、その基端
において本体部材（71）の貫通孔（72）よりも大径に形
成されたフランジ部（83）を備えて、先端側から上記貫
通孔（72）に挿入されるものである。

【００１７】本発明が講じた第８の解決手段は、上記第
５の解決手段において、ノズル部材（80）には、本体部
材（71）とノズル部材（80）の間の気密を保持できる所
定の直径に形成されて上記本体部材（71）の貫通孔（7
2）に嵌まる嵌合部（82）が形成されるものである。

【００１８】本発明が講じた第９の解決手段は、上記第
５の解決手段において、複数のノズル部材（80）を所定
間隔で一列に連結して一体としたノズル連装部材（85）
を備えるものである。

【００１９】本発明が講じた第１０の解決手段は、上記
第９の解決手段において、貫通孔（72）は、本体部材
（71）の長手方向に沿って所定間隔で形成される一方、
ノズル連装部材（85）におけるノズル部材（80）は、上
記貫通孔（72）の間隔に対応した間隔で配置されるもの
である。

【００２０】本発明が講じた第１１の解決手段は、上記
第１，第２，第３又は第５の解決手段において、蓄熱槽
（31）は、密閉容器状に形成される一方、上記蓄熱槽
（31）における蓄熱媒体の液面の上方に形成された空間
から空気を吸引してエア配管（70）に送り込む給気回路
（69）を備えるものである。

【００２１】

【００２２】−作用−本発明に係る各解決手段では、冷
凍機等の冷熱源で冷却した熱媒体を伝熱管（41）へ送り
込んで製氷を行う。即ち、蓄熱槽（31）内の蓄熱媒体が
伝熱管（41）の熱媒体と熱交換して冷却され、伝熱管
（41）の周囲で蓄熱媒体が凍結して氷化物が生成する。
蓄熱媒体の冷却を継続すると氷化物が成長し、冷熱源か
らの冷熱が蓄熱媒体の潜熱として蓄熱槽（31）内に蓄え
られる。

【００２３】一方、蓄えた冷熱を利用する場合、伝熱管
（41）に熱媒体を流通させ、蓄熱槽（31）内の氷化物で
熱媒体を冷却して冷熱を取り出す。その際、伝熱管（4
1）の周囲から氷化物が融解してゆく。このため、伝熱
管（41）と氷化物との間に融解した蓄熱媒体が介在する
状態となり、この液相の蓄熱媒体が氷化物（32）と熱媒
体との熱交換を妨げる。

【００２４】これに対し、本発明に係る各解決手段で
は、エア配管（70）を通じて伝熱管（41）の近傍へ空気
を供給する。具体的には、エア配管（70）に開口する吹
出孔（84）から空気を吹き出し、これによって伝熱管
（41）と氷化物の間に空気を送り込む。送り込まれた空
気は、伝熱管（41）と氷化物の間に存在する融解した蓄
熱媒体中で流動する。そして、空気の流動によって液相
の蓄熱媒体を撹拌し、氷化物（32）と熱媒体との間の伝
熱を強制対流によって促進する。

【００２５】上記第１の解決手段では、エア配管（70）
を通じた空気の供給を停止した状態であっても、エア配
管（70）の内部に空気溜まり（74）が形成される。つま
り、空気の供給を停止した状態においても、エア配管
（70）の内部に空気が保持される。

【００２６】本解決手段に係るエア配管（70）には、複
数の突出部（73）が設けられる。この突出部（73）は、
エア配管（70）の内側へ突出し、その突端がエア配管
（70）内の空気溜まり（74）に位置している。突出部
（73）には、この突出部（73）を突端から基端に亘って
貫通するように吹出孔（84）が形成される。つまり、吹
出孔（84）は、突出部（73）を長手方向に貫通するよう
に形成され、エア配管（70）の内部と外部を連通させて
いる。従って、吹出孔（84）の入口端が突出部（73）の
突端側に位置し、吹出孔（84）の出口端が突出部（73）
の基端側に位置することとなる。

【００２７】上述のように、突出部（73）の突端は、エ
ア配管（70）内の空気溜まり（74）に位置している。従
って、エア配管（70）を通じた空気の供給を停止した状
態においても、突出部（73）の突端側に位置する吹出孔
（84）の入口端は、空気と接触する状態に保たれて蓄熱
媒体とは接触しない。

【００２８】上記第２の解決手段では、吹出孔（84）が
所定の形状に形成される。具体的に、吹出孔（84）は、
出口端が入口端よりも大径に形成される。即ち、吹出孔
（84）の入口端は、各吹出孔（84）からの空気供給量を
均一化するために小径に形成されるが、上述のように、
突出部（73）の突端側に位置する吹出孔（84）の入口端
は、蓄熱媒体と接触しない。一方、突出部（73）の基端
側に位置する吹出孔（84）の出口端は、エア配管（70）
を通じた空気の供給を停止すると蓄熱媒体と接触し得る
が、この出口端は入口端よりも大径とされている。

【００２９】上記第３の解決手段では、エア配管（70）
が水平方向に延びる姿勢で配置される。このエア配管
（70）において、突出部（73）は、その基端がエア配管
（70）の下部に位置するように設けられる。突出部（7
3）は、その基端から突端に向かって上方に延びる形状
とされている。尚、突出部（73）の突出方向は、鉛直上
方である必要はなく、斜め上方であってもよい。そし
て、この突出部（73）を長手方向に貫通して、吹出孔
（84）が形成される。従って、吹出孔（84）の出口端
は、ほぼ水平姿勢に配置されたエア配管（70）の下部に
開口する。

【００３０】上記第４の解決手段では、伝熱管（41）が
上下に蛇行する形状とされる。ほぼ水平姿勢のエア配管
（70）は、伝熱管（41）における直管部（42）の下端部
に隣接して設けられる。つまり、エア配管（70）は、上
下に延びる直管部（42）と直交する姿勢で配置される。
このエア配管（70）において、吹出孔（84）は、伝熱管
（41）の各直管部（42）に対応した所定の位置に開口す
る。そして、吹出孔（84）から吹き出された空気は、直
管部（42）における下端部の近傍に供給される。

【００３１】上記第５の解決手段では、本体部材（71）
とノズル部材（80）とによってエア配管（70）が構成さ
れる。本体部材（71）は、管状に形成されると共に、そ
の側壁部に複数の貫通孔（72）が形成されている。各貫
通孔（72）には、ノズル部材（80）が挿入される。この
ノズル部材（80）は、エア配管（70）の突出部（73）を
構成している。具体的に、ノズル部材（80）は、本体部
材（71）の貫通孔（72）に挿入された状態において、本
体部材（71）の内側に突出した姿勢となる。そして、ノ
ズル部材（80）により構成された突出部（73）の突端、
即ちノズル部材（80）の先端は、エア配管（70）に形成
される空気溜まり（74）に位置している。

【００３２】本解決手段において、吹出孔（84）は、上
記ノズル部材（80）に形成される。即ち、突出部（73）
を構成するノズル部材（80）には、その長手方向に貫通
する吹出孔（84）が形成されている。そして、本体部材
（71）を流れる空気は、ノズル部材（80）に形成された
吹出孔（84）を通って伝熱管（41）の近傍へ供給され
る。

【００３３】上記第６の解決手段では、ノズル部材（8
0）の材質が低密度ポリエチレンとされる。この低密度
ポリエチレンは、「ＪＩＳ Ｋ ６７４８」において定義
されたものである。

【００３４】上記第７の解決手段では、ノズル部材（8
0）の基端にフランジ部（83）が形成される。このフラ
ンジ部（83）は、フランジ状あるいは鍔（つば）状に形
成されている。また、フランジ部（83）は、本体部材
（71）に開口する貫通孔（72）よりも大径に形成されて
いる。上記ノズル部材（80）は、その先端側から本体部
材（71）の貫通孔（72）に差し込まれている。フランジ
部（83）は貫通孔（72）よりも大径であるため、ノズル
部材（80）を貫通孔（72）に挿入した状態で、フランジ
部（83）は本体部材（71）の外側に位置することとな
る。

【００３５】上記第８の解決手段では、ノズル部材（8
0）に嵌合部（82）が形成される。ノズル部材（80）を
本体部材（71）の貫通孔（72）に挿入した状態では、ノ
ズル部材（80）の嵌合部（82）が貫通孔（72）に嵌り込
む。この嵌合部（82）は、例えば嵌合部（82）の外径と
貫通孔（72）の内径との関係が“締りばめ”となるよう
に、所定の直径に形成されている。従って、嵌合部（8
2）が貫通孔（72）に嵌り込んでノズル部材（80）と本
体部材（71）が密着し、ノズル部材（80）と本体部材
（71）の間の気密が保たれる。

【００３６】上記第９の解決手段では、ノズル連装部材
（85）が設けられる。ノズル連装部材（85）は、複数個
のノズル部材（80）を互いに連結して一体に形成したも
のである。このノズル連装部材（85）において、各ノズ
ル部材（80）は、所定の間隔で一列に配置されている。
そして、ノズル連装部材（85）の各ノズル部材（80）を
本体部材（71）の貫通孔（72）に挿入することによっ
て、エア配管（70）が構成される。

【００３７】上記第１０の解決手段では、本体部材（7
1）の長手方向に沿って所定の間隔で貫通孔（72）が形
成される。一方、ノズル連装部材（85）では複数のノズ
ル部材（80）が一列に配置され、各ノズル部材（80）の
間隔は上記貫通孔（72）の間隔に対応して設定される。
例えば、各ノズル部材（80）の間隔は、上記貫通孔（7
2）の間隔とほぼ同じ、あるいは貫通孔（72）の間隔よ
りもやや長く設定される。

【００３８】上記第１１の解決手段では、蓄熱槽（31）
が密閉容器状に形成され、その内部は閉空間となってい
る。この蓄熱槽（31）には、蓄熱媒体が貯留されてい
る。この時、蓄熱槽（31）の内部が蓄熱媒体で完全に満
たされる訳ではなく、蓄熱槽（31）の内部における蓄熱
媒体の液面より上には空気が存在している。給気回路
（69）は、蓄熱槽（31）内に存在する空気を取り込み、
取り込んだ空気をエア配管（70）へ送り込む。この空気
は、エア配管（70）の吹出孔（84）から吹き出され、伝
熱管（41）の近傍へ供給される。その後、吹き出された
空気は、蓄熱媒体中を流動し、蓄熱媒体の液面よりも上
方の空間に戻る。即ち、密閉容器状の蓄熱槽（31）の内
部においては、給気回路（69）やエア配管（70）を通っ
て、蓄熱槽（31）内の空気が循環している。

【００３９】尚、蓄熱槽（31）は、密閉容器状であれば
よく、完全な密閉容器である必要はない。つまり、蓄熱
媒体の漏洩さえなければ、蓄熱槽（31）に対して空気が
多少出入りするようなものであってもよい。従って、蓄
熱槽（31）は、蓄熱媒体を貯留するための容器状の本体
に蓋を被せて密閉容器状としたものであってもよい。

【００４０】

【発明の効果】本発明によれば、エア配管（70）に形成
された吹出孔（84）が水中や空気中のゴミなどによって
閉塞するのを回避でき、各吹出孔（84）からの空気の吹
出量を常に均一に保つことができる。従って、伝熱管
（41）と氷化物の間に隙間ができた状態においても、伝
熱管（41）内の蓄熱媒体と伝熱管（41）外の氷化物との
熱交換量を、空気の供給によって充分に確保できる。こ
のため、蓄熱槽（31）に蓄えた冷熱をほぼ完全に取り出
すことができ、氷蓄熱装置の蓄熱性能を充分に発揮させ
ることができる。

【００４１】具体的に、上記第１の解決手段によれば、
エア配管（70）に設けた突出部（73）に吹出孔（84）を
形成しているため、エア配管（70）を通じた空気の供給
を停止した状態であっても、吹出孔（84）の入口端を蓄
熱媒体と非接触状態に保つことができる。従って、蓄熱
槽（31）内の蓄熱媒体中で藻や苔などが発生しても、こ
のようなゴミが吹出孔（84）の入口端に付着することは
ない。このため、各吹出孔（84）からの空気の吹出量を
均一化するために吹出孔（84）の入口端を小径に形成し
た場合であっても、蓄熱媒体中のゴミによって吹出孔
（84）が詰まるのを確実に防止できる。

【００４２】特に、上記第２の解決手段では、吹出孔
（84）の出口端を入口端よりも大径に形成している。こ
こで、吹出孔（84）の出口端は、突出部（73）の基端側
に位置しているため、エア配管（70）を通じた空気供給
の停止した状態において蓄熱媒体と接触する可能性があ
る。これに対して、本解決手段では、吹出孔（84）の出
口端を大径に形成している。従って、例え吹出孔（84）
の出口端に藻などのゴミが付着したとしても、大径に形
成された吹出孔（84）の出口端が詰まることはない。こ
のため、吹出孔（84）の入口端を小径に形成して空気吹
出量の均一化を図りつつ、ゴミによる吹出孔（84）の閉
塞を確実に回避できる。

【００４３】上記第３の解決手段では、ほぼ水平姿勢の
エア配管（70）に対して所定形状の突出部（73）を設
け、吹出孔（84）の出口端をエア配管（70）の下部に開
口させている。従って、例えばエア配管（70）を通じた
空気供給の停止中においてもエア配管（70）の内圧をあ
る程度以上に保てば、エア配管（70）の下部に開口する
吹出孔（84）から蓄熱媒体が流入してエア配管（70）が
蓄熱媒体で満たされるのを防止でき、エア配管（70）内
に確実に空気溜まり（74）を形成できる。

【００４４】上記第４の解決手段では、上下に蛇行する
伝熱管（41）の下端部付近にエア配管（70）を設け、直
管部（42）の下端部の近傍に空気を供給するようにして
いる。従って、エア配管（70）の吹出孔（84）から吹き
出された空気は、伝熱管（41）の直管部（42）と氷化物
の間の隙間において浮力により流動する。このため、伝
熱管（41）のほぼ全長に亘って、空気供給による伝熱の
促進を図ることが可能となる。

【００４５】上記第５の解決手段では、本体部材（71）
とは別体のノズル部材（80）によって、エア配管（70）
の突出部（73）を構成している。従って、ノズル部材
（80）を本体部材（71）の貫通孔（72）に挿入すること
によって、エア配管（70）の突出部（73）を容易に形成
することができる。このため、エア配管（70）の製造に
要する工数や費用を低減できる。

【００４６】また、本解決手段では、別体のノズル部材
（80）に吹出孔（84）を形成している。このため、複数
形成された各吹出孔（84）の大きさの“ばらつき”を少
なくできる。この点について説明すると、従来は、管状
の本体部材（71）に対して直接に吹出孔（84）を形成し
ていた。つまり、本体部材（71）に多数の孔を開けるこ
とによって、吹出孔（84）を形成していた。このため、
多数の吹出孔（84）を均一な大きさに形成するのが困難
であり、各吹出孔（84）からの空気の吹出量を充分に均
一化できないという問題があった。

【００４７】これに対し、本解決手段のようにノズル部
材（80）を別体とすると、例えば樹脂製の成型品とする
ことによって、高い寸法精度で多数のノズル部材（80）
を製造することが可能となる。従って、ノズル部材（8
0）に形成される吹出孔（84）の大きさも、高いレベル
で均一化することができる。このため、本解決手段によ
れば、各吹出孔（84）からの空気の吹出量を確実に均一
化でき、冷熱の取出しを確実に行って氷蓄熱装置の性能
を充分に発揮させることができる。

【００４８】上記第６の解決手段では、低密度ポリエチ
レン（ＪＩＳ Ｋ ６７４８）によってノズル部材（80）
を構成している。ここで、低密度ポリエチレンは、一般
に、藻や苔などのゴミが付着しにくい材質といわれてい
る。従って、ノズル部材（80）の材質を低密度ポリエチ
レンとすることによって、ノズル部材（80）に対するゴ
ミの付着を防止でき、ノズル部材（80）に形成された吹
出孔（84）の閉塞を確実に回避できる。

【００４９】上記第７の解決手段では、ノズル部材（8
0）の基端にフランジ部（83）を形成し、このフランジ
部（83）を本体部材（71）の貫通孔（72）よりも大径と
している。従って、ノズル部材（80）の長さを予め所定
値に設定しておけば、フランジ部（83）が本体部材（7
1）に当たるまでノズル部材（80）を貫通孔（72）に押
し込むことによって、ノズル部材（80）の先端を確実に
エア配管（70）内の空気溜まり（74）に到達させること
ができる。このため、本解決手段によれば、エア配管
（70）の製造を容易化できる。

【００５０】上記第８の解決手段によれば、ノズル部材
（80）に所定寸法の嵌合部（82）を形成し、この嵌合部
（82）を貫通孔（72）と嵌め合わせることによって、ノ
ズル部材（80）と本体部材（71）の間の気密を保つこと
ができる。従って、接着剤等を何ら用いることなく、ノ
ズル部材（80）を本体部材（71）の貫通孔（72）に押し
込むだけでエア配管（70）を形成することができる。こ
のため、本解決手段によれば、エア配管（70）の製造に
要する工数を一層削減できる。

【００５１】上記第９の解決手段では、複数個のノズル
部材（80）を一体化してノズル連装部材（85）を構成し
ている。ここで、エア配管（70）を製造する際には、本
体部材（71）の貫通孔（72）にノズル部材（80）を１つ
ずつ挿入する必要がある。その際、ノズル部材（80）が
個々に分離していると、このノズル部材（80）を１つず
つ手に取って貫通孔（72）に挿入しなければならない。
これに対し、本解決手段のようにノズル連装部材（85）
を構成した場合、１つのノズル連装部材（85）を手に取
れば、一度に複数のノズル部材（80）を手に取ることが
できる。従って、作業効率が向上し、エア配管（70）の
製造に要する工数や費用を一層削減することができる。

【００５２】上記第１０の解決手段では、ノズル連装部
材（85）における各ノズル部材（80）の間隔を、このノ
ズル部材（80）が挿入される貫通孔（72）の間隔に対応
して設定している。従って、エア配管（70）の製造時に
貫通孔（72）にノズル部材（80）を挿入する場合、ノズ
ル連装部材（85）に設けられたノズル部材（80）の１つ
を貫通孔（72）に挿入すれば、他のノズル部材（80）つ
いても、これらが挿入されるべき貫通孔（72）に自然と
位置することとなる。このため、ノズル部材（80）を本
体部材（71）に挿入する作業を容易化でき、エア配管
（70）の製造に要する工数を一層低減できる。

【００５３】上記第１１の解決手段では、密閉容器状の
蓄熱槽（31）内で空気を循環させ、エア配管（70）を通
じて蓄熱槽（31）内の空気を伝熱管（41）の近傍へ送り
込んでいる。この時、蓄熱槽（31）内の空気に含まれる
埃等のゴミは、蓄熱槽（31）外の外気に含まれるゴミよ
りも少量である。従って、本解決手段によれば、空気中
に含まれるゴミによってエア配管（70）の吹出孔（84）
が詰まる危険性を低減できる。

【００５４】また、これらの解決手段では、氷化物が存
在する蓄熱槽（31）の内部における低温の空気が、エア
配管（70）を通じて伝熱管（41）と氷化物の隙間に供給
される。ここで、氷蓄熱装置における冷蓄熱は、主とし
て夏期に行われる。このため、蓄熱槽（31）の外部の外
気は比較的高温（例えば３０〜３５℃程度）であり、こ
のような高温の外気を伝熱管（41）と氷化物の隙間に送
り込むと、これによって氷化物が融けてしまい、蓄えた
冷熱をロスすることとなる。これに対し、本解決手段で
は、蓄熱槽（31）内の低温（例えば５〜１０℃程度）の
空気がエア配管（70）を通じて供給される。従って、上
述のような氷化物の融解による冷熱のロスを低減でき、
氷蓄熱装置の性能を充分に発揮させることが可能とな
る。

【００５５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて詳細に説明する。尚、以下に示す寸法や角度は
全て例示であり、適宜設定し得るものである。

【００５６】《全体構成》図１に示すように、本実施形
態の氷蓄熱装置（30）は、循環回路（20）と、蓄熱槽
（31）と、給気ユニット（60）とを備えている。この氷
蓄熱装置（30）は、スタティック型で且つ内融方式に構
成され、蓄熱槽（31）の水を凍らせて冷熱を蓄える冷蓄
熱運転を行う。また、氷蓄熱装置（30）の循環回路（2
0）には、利用側回路（10）が接続されており、蓄えた
冷熱を利用して空調を行う空調機を構成している。

【００５７】循環回路（20）は、ブラインチラー（21）
と、蓄熱熱交換器（40）と、主熱交換器（22）と、循環
ポンプ（23）とを順にブライン配管（24）で接続して構
成されている。循環回路（20）には、熱媒体であるブラ
インが充填されている。循環ポンプ（23）を運転する
と、循環回路（20）でブラインが循環する。

【００５８】上記循環回路（20）には、主熱交換器（2
2）をバイパスする第１バイパス管（25）と、蓄熱熱交
換器（40）をバイパスする第２バイパス管（26）とが設
けられている。第１バイパス管（25）の一端は、蓄熱熱
交換器（40）と主熱交換器（22）の間に接続されてい
る。また、第１バイパス管（25）の他端は、第１三方弁
（27）を介して、主熱交換器（22）と循環ポンプ（23）
の間に接続されている。第２バイパス管（26）の一端
は、ブラインチラー（21）と氷蓄熱装置（30）の間に接
続されている。また、第２バイパス管（26）の他端は、
第２三方弁（28）を介して、氷蓄熱装置（30）と主熱交
換器（22）の間に接続されている。

【００５９】上記ブラインチラー（21）は、図示しない
が、冷媒回路を備えている。この冷媒回路では、冷媒が
循環して冷凍サイクル動作が行われる。そして、ブライ
ンチラー（21）は、冷媒回路での冷凍サイクル動作によ
って、ブラインの冷却を行うように構成されている。

【００６０】上記利用側回路（10）は、主熱交換器（2
2）と、利用側熱交換器（11）と、利用側ポンプ（12）
とを順に配管接続して構成されている。利用側回路（1
0）には熱媒水が充填されており、利用側ポンプ（12）
を運転すると主熱交換器（22）と利用側熱交換器（11）
の間で熱媒水が循環する。利用側熱交換器（11）は、図
示しないが、いわゆるファンコイルユニットに設けら
れ、利用側回路（10）を循環する熱媒水と室内空気とを
熱交換させる。また、上記主熱交換器（22）は、循環回
路（20）を循環するブラインと、利用側回路（10）を循
環する熱媒水とを熱交換させる。

【００６１】《蓄熱熱交換器の構成》図２及び図３に示
すように、蓄熱熱交換器（40）は、蓄熱槽（31）の内部
に設置されている。蓄熱槽（31）は、直方体状に形成さ
れている。この蓄熱槽（31）は、密閉容器状に構成さ
れ、その内部に蓄熱媒体である水が貯留されている。

【００６２】上記蓄熱熱交換器（40）は、複数の伝熱管
（41）を備えている。各伝熱管（41）は、一端がそれぞ
れ入口ヘッダ（45）に接続され、他端がそれぞれ出口ヘ
ッダ（46）に接続されている。蓄熱熱交換器（40）の入
口ヘッダ（45）は、ブラインチラー（21）側と接続され
る一方、出口ヘッダ（46）は、主熱交換器（22）側と接
続されている（図１参照）。

【００６３】上記伝熱管（41）は、直線状の直管部（4
2）と半円弧状の曲管部（43,44）とが交互に形成され、
直管部（42）がほぼ鉛直姿勢となって上下に蛇行する形
状とされている。即ち、伝熱管（41）の直管部（42）及
び曲管部（43,44）が同一平面内に配置され、伝熱管（4
1）が平面内で上下に蛇行する形状となっている。曲管
部（43,44）のうち、直管部（42）の上端側に位置する
ものが上曲管部（43）を構成し、下端側に位置するもの
が下曲管部（44）を構成している。また、複数の伝熱管
（41）は、その蛇行する平面が互いに対向する姿勢で、
一定間隔で配列されている。

【００６４】上記伝熱管（41）は、架橋ポリエチレン管
（ＪＩＳ Ｋ ６７６９）によって構成されている。ここ
では、架橋層の外周に非架橋層が形成された二層構造の
架橋ポリエチレン管を用いている。尚、架橋層のみで形
成された単層構造の架橋ポリエチレン管を用いてもよ
い。

【００６５】一定間隔で配列された伝熱管（41）の間に
は、１つおきに固定板（48）が設けられている（図５及
び図６参照）。この固定板（48）は、伝熱管（41）の直
管部（42）の長手方向（上下方向）に等間隔で三つずつ
設けられている。また、固定板（48）は、その両側に位
置する伝熱管（41）の直管部（42）を支持するように構
成されている。つまり、１つの固定板（48）によって、
２本の伝熱管（41）が固定される。

【００６６】上記固定板（48）の両側部には、図５及び
図６に示すように、伝熱管（41）の直管部（42）に対応
して複数の支持孔（49）が形成されている。この支持孔
（49）は、固定板（48）を円弧状に切り欠いて形成され
ると共に、側面における開口幅が上記直管部（42）の直
径よりもやや狭くなるように形成されている。そして、
固定板（48）の支持孔（49）には、固定板（48）の側方
から伝熱管（41）の直管部（42）が嵌まり込む。

【００６７】上述のように配列された伝熱管（41）の両
側には、枠状に形成された一つのフレーム（47）が設け
られている（図２及び図３参照）。このフレーム（47）
には、上記固定板（48）の端部が取付固定されている。

【００６８】上記蓄熱熱交換器（40）は、蓄熱槽（31）
の内部に載置されている。この状態で、蓄熱熱交換器
（40）の伝熱管（41）は、その直管部（42）の姿勢がほ
ぼ鉛直方向となる。また、蓄熱熱交換器（40）は、蓄熱
槽（31）の内部にほぼ水没する状態で設置されている。
ただし、各伝熱管（41）の上曲管部（43）は、少なくと
もその一部分が水面（34）より上に突出する状態となっ
ている。上曲管部（43）は、蓄熱槽（31）における氷
（32）の量が最大となって水面（34）が最も上昇した状
態においても、その一部分が水面（34）から突出した状
態に維持される。

【００６９】《給気ユニットの構成》上記給気ユニット
（60）は、複数のノズル管（70）、ヘッダ管（64）、給
気管（65）、エアポンプ（62）、及び吸入管（61）によ
って構成されている。ここでは、給気ユニット（60）の
全体構成、及びノズル管（70）の詳細構成について、図
２〜図１１を適宜参照しながら説明する。尚、図６は、
伝熱管（41）の周囲の氷（32）が融けて伝熱管（41）と
氷（32）の間に隙間（33）が生じた状態を示している。

【００７０】上記ノズル管（70）は、直管状に形成され
ると共に、その先端が閉鎖されている。ノズル管（70）
の詳細は後述する。各ノズル管（70）は、その長手方向
が互いに平行となる姿勢で配置されている。また、ノズ
ル管（70）は、伝熱管（41）の直管部（42）における最
も下段に設置された固定板（48）の上面に取り付けられ
ている（図３及び図５参照）。即ち、ノズル管（70）
は、伝熱管（41）における直管部（42）の下端部に隣接
して、該直管部（42）の長手方向と直交する姿勢で、各
伝熱管（41）の間に一つおきに設けられている（図５及
び図６参照）。また、ノズル管（70）は、固定板（48）
に隣接する二本の伝熱管（41）と接触するように、所定
の直径に形成されている（図６参照）。具体的に、ノズ
ル管（70）の直径は、各伝熱管（41）の配列ピッチから
直管部（42）の直径を引いた値に設定されている。

【００７１】図４に示すように、上記ヘッダ管（64）
は、ノズル管（70）よりもやや太い管によって構成され
ている。ヘッダ管（64）は、両端が閉塞されると共に、
ノズル管（70）と直交する姿勢で配置されている。ま
た、ヘッダ管（64）には、各ノズル管（70）の基端が接
続されている。このヘッダ管（64）は、各ノズル管（7
0）に空気を分配するためものである。

【００７２】図２に示すように、上記吸入管（61）は、
蓄熱槽（31）における水面（34）の上方に存在する空気
を、エアポンプ（62）に送り込むためのものである。具
体的に、吸入管（61）の一端は、蓄熱槽（31）における
水面（34）よりも上方の空間に開口している。一方、吸
入管（61）の他端は、エアポンプ（62）の吸入側に接続
されている。

【００７３】上記給気管（65）は、エアポンプ（62）か
ら吐出された空気を、上記ヘッダ管（64）へ送り込むた
めものである。具体的に、給気管（65）の一端は、逆止
弁（63）を介してエアポンプ（62）の吐出側に接続され
ている。一方、給気管（65）の他端は、ヘッダ管（64）
に接続されている。また、上記逆止弁（63）は、エアポ
ンプ（62）からヘッダ管（64）に向かう空気の流通のみ
を許容する。

【００７４】これら吸入管（61）、エアポンプ（62）、
及び給気管（65）は、ヘッダ管（64）と共に給気回路
（69）を構成している。つまり、エアポンプ（62）を運
転することにより、蓄熱槽（31）内の空気が上記ノズル
管（70）に供給される。

【００７５】また、給気管（65）の他端側は、図３及び
図４に示すように、ヘッダ管（64）よりも下方に至った
後に上方に延びてヘッダ管（64）に接続するトラップ形
状に形成されている。具体的に、給気管（65）の他端側
には、立ち下がり部（66）と、水平部（67）と、立ち上
がり部（68）とが形成されている。立ち下がり部（66）
は、蓄熱槽（31）の水面（34）より上方の位置から下に
向かって延び、ヘッダ管（64）よりも下方に至るように
形成されている（図２参照）。水平部（67）は、立ち下
がり部（66）の下端に連続して形成され、ヘッダ管（6
4）の下方で該ヘッダ管（64）と平行に延びている。立
ち上がり部（68）は、水平部（67）の終端に連続して形
成され、上方に延びてヘッダ管（64）の底部に接続され
ている。また、立ち上がり部（68）は、ヘッダ管（64）
の長手方向のほぼ中央に接続されている。

【００７６】上記ノズル管（70）の詳細について説明す
る。図５及び図７に示すように、ノズル管（70）は、本
体管（71）と多数のノズルピース（80）とによって構成
されている。また、６個のノズルピース（80）を一列に
連結して、一体のノズル連装体（85）が形成されてい
る。そして、図８に示すように、ノズル管（70）は、本
体管（71）の貫通孔（72）にノズルピース（80）を挿入
して形成され、エア配管を構成している。更に、ノズル
ピース（80）は、ノズル管（70）の内部に突出して突出
部（73）を構成している。

【００７７】上記本体管（71）は、塩化ビニル製の直管
であって、本体部材を構成している。この本体管（71）
は、その先端が閉鎖されると共に、その基端が上記ヘッ
ダ管（64）に接続されている。本体管（71）には、その
側壁部を貫通する貫通孔（72）が複数形成されている。
これら貫通孔（72）は、伝熱管（41）の各直管部（42）
に対応した所定位置に形成されている。、即ち貫通孔
（72）は、伝熱管（41）における各直管部（42）のピッ
チと同じ間隔で、本体管（71）の長手方向に沿って一直
線上に形成されている。具体的に、本体管（71）におけ
る貫通孔（72）のピッチは、３５mmに設定されている。

【００７８】また、本体管（71）には、該本体管（71）
の両側に設けられた伝熱管（41）に対応して、直線上に
並んだ複数の貫通孔（72）の列が２つ形成されている。
図９に示すように、各列の貫通孔（72）は、ノズル管
（70）の断面における水平軸から下方に４５°の位置に
開口している。即ち、各貫通孔（72）は、本体管（71）
の下部に開口している。各貫通孔（72）は、その直径：
ｄ₀がφ４．０mmとなるように形成されている。

【００７９】上記ノズルピース（80）は、ノズル部材を
構成している。図１０に示すように、ノズルピース（8
0）は、先端部（81）、嵌合部（82）、及びフランジ部
（83）によって構成されている。先端部（81）は、基端
から先端に向かってすぼまった円錐台状に形成されてい
る。具体的に、先端部（81）は、その基端の外径：ｄ₁
がφ４．４mmとなるように形成されている。嵌合部（8
2）は、先端部（81）の基端から連続して、一定直径の
円筒状に形成されている。この嵌合部（82）は、その外
径が先端部（81）の基端の外径よりも僅かに小さくなる
ように形成されている。具体的に、嵌合部（82）の外
径：ｄ₂は、φ４．２mmとされている。フランジ部（8
3）は、嵌合部（82）の基端、即ちノズルピース（80）
の基端に設けられている。このフランジ部（83）は、そ
の外径が上記本体管（71）の貫通孔（72）よりも大径に
形成されている。

【００８０】上記ノズルピース（80）には、吹出孔（8
4）が形成されている。この吹出孔（84）は、ノズルピ
ース（80）の中心軸に沿って、該ノズルピース（80）を
先端から基端に亘って貫通している。即ち、吹出孔（8
4）は、ノズルピース（80）をその長手方向に貫通して
いる。この吹出孔（84）の入口端は、ノズルピース（8
0）の先端側に位置している。また、吹出孔（84）の出
口端は、ノズルピース（80）の基端側に位置している。

【００８１】上記吹出孔（84）は、その出口端がその入
口端よりも大径に形成されている。具体的に、吹出孔
（84）の入口端は直径φ０．５mmに形成され、その出口
端は直径φ２．５mmに形成されている。その際、吹出孔
（84）は、ノズルピース（80）の先端部（81）において
次第に直径が増大すると共に、嵌合部（82）及びフラン
ジ部（83）において一定の直径となる形状とされてい
る。

【００８２】図１１に示すように、上記ノズル連装体
（85）は、一列に並んだ６個のノズルピース（80）を紐
状の連結部（86）で連結して構成されている。即ち、ノ
ズル連装体（85）は、ノズル連装部材を構成している。
具体的に、連結部（86）は、隣接するノズルピース（8
0）のフランジ部（83）を互いに連結している。また、
ノズル連装体（85）の材質は、低密度ポリエチレン（Ｊ
ＩＳ Ｋ ６７４８）とされている。そして、ノズル連装
体（85）では、ノズルピース（80）及び連結部（86）が
射出成形によって一体に形成されている。このノズル連
装体（85）においては、各ノズルピース（80）の間隔が
３６．５mmに設定されている。つまり、各ノズルピース
（80）の間隔は、上記本体管（71）における貫通孔（7
2）のピッチである３５mmよりも若干長くされている。

【００８３】図８に示すように、ノズルピース（80）を
本体管（71）の貫通孔（72）に挿入した状態で、ノズル
ピース（80）の嵌合部（82）が貫通孔（72）に嵌り込
む。上述のように、嵌合部（82）の外径：ｄ₂は、貫通
孔（72）の直径：ｄ₀よりも僅かに大きく設定されてい
る。つまり、嵌合部（82）の外径と貫通孔（72）の直径
の関係は、“締りばめ”となっている。そして、この嵌
合部（82）と貫通孔（72）とが嵌り合ってノズルピース
（80）と本体管（71）が密着し、ノズルピース（80）と
本体管（71）の間の気密が保たれる。

【００８４】また、ノズルピース（80）を貫通孔（72）
に挿入した状態で、ノズルピース（80）の先端は、本体
管（71）の中心付近に位置している。更に、ノズルピー
ス（80）において先端部（81）の基端の外径：ｄ₁を嵌
合部（82）の外径：ｄ₂よりも大きくすることにより、
万が一にも本体管（71）からノズルピース（80）が抜け
ることの無いようにしている。

【００８５】−運転動作− 《冷蓄熱運転》冷蓄熱運転時の動作について説明する。
この冷蓄熱運転は、室内の冷房が不要となる夜間に、安
価な深夜電力でブラインチラー（21）を運転して行われ
る。この冷蓄熱運転時には、利用側ポンプ（12）は停止
されて利用側回路（10）における水の循環は行われな
い。また、冷蓄熱運転時には、エアポンプ（62）は停止
されて給気ユニット（60）による空気の供給は行われな
い。

【００８６】冷蓄熱運転時には、第１三方弁（27）が主
熱交換器（22）側を遮断して第１バイパス管（25）側を
連通させる状態となり、ブラインは主熱交換器（22）を
バイパスして第１バイパス管（25）を流れる。一方、第
２三方弁（28）が第２バイパス管（26）側を遮断して蓄
熱熱交換器（40）側を連通させる状態となり、ブライン
は蓄熱熱交換器（40）を流通する。つまり、循環回路
（20）では、ブラインチラー（21）と蓄熱熱交換器（4
0）との間でブラインが循環する。

【００８７】ブラインチラー（21）では、冷媒回路の冷
凍サイクル動作によってブラインが冷却される。ブライ
ンチラー（21）で冷却されたブラインは、蓄熱熱交換器
（40）の入口ヘッダ（45）へ流入し、各伝熱管（41）に
分配される。分配されたブラインは伝熱管（41）内を流
れ、その間に蓄熱槽（31）内の水と熱交換する。蓄熱槽
（31）内の水は、低温のブラインによって冷却されて凍
結し、伝熱管（41）の周囲で氷（32）が生成して成長す
る。その後、ブラインはブラインチラー（21）に戻って
冷却され、再び蓄熱熱交換器（40）へ送られて、この循
環を繰り返す。

【００８８】上述のように、冷蓄熱運転では、ブライン
チラー（21）で生成された冷熱によって製氷を行ってい
る。従って、ブラインチラー（21）の冷熱が、蓄熱媒体
である水の潜熱として蓄熱槽（31）内に蓄えられる。こ
の冷蓄熱運転は、蓄熱槽（31）内の氷（32）の量、即ち
製氷量が所定値となるまで継続される。尚、製氷量は、
蓄熱槽（31）内における水位の変化等に基づいて検知さ
れる。

【００８９】この冷蓄熱運転時において、給気ユニット
（60）による空気の供給は停止されている。一方、本実
施形態では、上述のように、給気管（65）に逆止弁（6
3）を設けると共に、この給気管（65）をトラップ形状
とし、更には、本体管（71）の下部にノズルピース（8
0）を設けて吹出孔（84）を下に向けて開口させてい
る。このため、エアポンプ（62）を停止して空気の供給
を行わない状態においても、上記ノズル管（70）の内圧
は、エアポンプ（62）の運転中と同等に保たれる。従っ
て、この状態においても、蓄熱媒体である水がノズルピ
ース（80）の吹出孔（84）を通ってノズル管（70）に流
入する事はなく、ノズル管（70）の内部に空気が保持さ
れる。即ち、エアポンプ（62）の停止中においても、ノ
ズル管（70）の内部に空気溜まり（74）が形成される。

【００９０】ここで、上述のように、ノズル管（70）の
本体管（71）にノズルピース（80）を差し込んだ状態
で、ノズルピース（80）の先端は、本体管（71）の中央
付近に位置している。つまり、ノズルピース（80）によ
り構成された突出部（73）の突端は、本体管（71）に形
成された空気溜まり（74）に位置している。従って、エ
アポンプ（62）の停止中であっても、ノズルピース（8
0）の先端側に形成された吹出孔（84）の入口端が蓄熱
媒体である水と接触することはない。即ち、小径に形成
された吹出孔（84）の入口端は、藻や苔などのゴミを含
んだ水と常に非接触状態に保たれる。

【００９１】《利用冷房運転》利用冷房運転時の動作に
ついて説明する。この利用冷房運転は、冷蓄熱運転によ
り蓄えた冷熱を利用し、主として昼間に室内を冷房する
ために行われる。また、利用冷房運転として、ピークシ
フト運転とピークカット運転との両方が行われる。

【００９２】ピークシフト運転時は、冷蓄熱運転で蓄え
た冷熱を取り出すと同時に、ブラインチラー（21）も運
転して冷房を行う運転である。つまり、ピークシフト運
転では、ブラインチラー（21）で生成する冷熱と、蓄熱
槽（31）に蓄えた冷熱との両方を用いて冷房負荷に対応
する。従って、ピークシフト運転時にはブラインチラー
（21）に対する負荷が軽減され、解氷による冷熱の利用
分に対応した消費電力が削減されて、昼間の電力需要の
低減が図られる。

【００９３】ピークシフト運転時には、第１三方弁（2
7）が第１バイパス管（25）側を遮断して主熱交換器（2
2）側を連通させる状態となり、ブラインは主熱交換器
（22）へ流入する。一方、第２三方弁（28）が第２バイ
パス管（26）側を遮断して蓄熱熱交換器（40）側を連通
させる状態となり、ブラインは蓄熱熱交換器（40）を流
通する。つまり、循環回路（20）では、ブラインチラー
（21）、蓄熱熱交換器（40）、主熱交換器（22）の順で
ブラインが循環する。

【００９４】ブラインチラー（21）では、冷媒回路の冷
凍サイクル動作によってブラインが冷却される。尚、ブ
ラインチラー（21）から流出する際のブラインの温度
は、上記冷蓄熱運転時よりも高く設定される。ブライン
チラー（21）で冷却されたブラインは、蓄熱熱交換器
（40）の入口ヘッダ（45）へ流入し、各伝熱管（41）に
分配される。分配されたブラインは伝熱管（41）内を流
れ、その間に蓄熱槽（31）内の氷（32）と熱交換して更
に冷却される。

【００９５】蓄熱熱交換器（40）で冷却されたブライン
は、主熱交換器（22）へ流入する。主熱交換器（22）で
は、低温のブラインと利用側回路（10）の熱媒水とが熱
交換を行い、利用側回路（10）の熱媒水が冷却される。
主熱交換器（22）で吸熱したブラインは、循環ポンプ
（23）を通って再びブラインチラー（21）へ送られ、こ
の循環を繰り返す。

【００９６】利用側回路（10）では、主熱交換器（22）
と利用側熱交換器（11）との間で熱媒水が循環する。主
熱交換器（22）で冷却された熱媒水は、利用側熱交換器
（11）へ流入して室内空気と熱交換を行い、室内空気が
冷却される。室内空気から吸熱した熱媒水は、利用側ポ
ンプ（12）によって主熱交換器（22）へ送られ、この循
環を繰り返す。

【００９７】一方、ピークカット運転は、ブラインチラ
ー（21）を停止し、蓄熱槽（31）に蓄えられた冷熱のみ
を利用して冷房を行う運転である。従って、ピークカッ
ト運転時にはブラインチラー（21）の消費電力がゼロと
なり、昼間の電力需要が一層低減される。

【００９８】ピークカット運転時には、循環回路（20）
において、上記ピークシフト運転時と同様にブラインが
循環する。その際、ブラインチラー（21）は停止してお
り、ブラインは単にブラインチラー（21）を通過して蓄
熱熱交換器（40）へ流入する。ブラインは、蓄熱熱交換
器（40）を流れる間に蓄熱槽（31）の氷（32）と熱交換
して冷却される。つまり、ブラインの冷却は、蓄熱熱交
換器（40）のみにおいて行われる。この点が上記ピーク
シフト運転と相違する。

【００９９】上述のように、ピークシフト運転時及びピ
ークカット運転時には、主熱交換器（22）で吸熱したブ
ラインが蓄熱熱交換器（40）に送り込まれる。このブラ
インは、伝熱管（41）内を流れ、蓄熱槽（31）の氷（3
2）と熱交換する。従って、伝熱管（41）の周囲では氷
（32）が融解し、伝熱管（41）と氷（32）の間に隙間
（33）が生じる（図６参照）。この隙間（33）は、液相
の水によって満たされている。このため、何らの対策も
講じなければ、氷（32）と伝熱管（41）内のブラインと
の熱交換が隙間（33）に存在する水によって阻害され、
冷熱の取出し量が不充分となるおそれがある。

【０１００】そこで、本実施形態では、上記給気ユニッ
ト（60）による空気の供給を行う。具体的に、エアポン
プ（62）を運転すると、蓄熱槽（31）の内部に存在する
空気が吸入管（61）に取り込まれる。この取り込まれた
空気は、給気管（65）を通じてヘッダ管（64）へ送り込
まれる。その後、この空気は、複数のノズル管（70）に
分配され、各ノズルピース（80）の吹出孔（84）を通っ
て吹き出される。そして、伝熱管（41）の直管部（42）
のすぐ横に各吹出孔（84）が開口しているため、吹出孔
（84）から吹き出された空気は、この直管部（42）と氷
（32）の間の隙間（33）に流入する。

【０１０１】伝熱管（41）の周囲の隙間（33）に供給さ
れた空気は、浮力によって伝熱管（41）の直管部（42）
に沿って上方へ流れる。この空気の流動により、上記隙
間（33）内の水が撹拌されて強制対流が生じる。このよ
うに上記隙間（33）の水を空気で撹拌すると、氷（32）
と伝熱管（41）内のブラインとの間の伝熱が促進され
る。

【０１０２】ここで、蓄熱熱交換器（40）の各伝熱管
（41）は、その上曲管部（43）の少なくとも一部分が水
面（34）よりも上に突出する姿勢で配置されている。従
って、伝熱管（41）の周囲に形成される隙間（33）の上
端は、水面（34）に開口することとなる。従って、直管
部（42）の下端部付近で隙間（33）に送り込まれた空気
は、直管部（42）のほぼ全長に亘って流れ、その後に水
面（34）から排出される。

【０１０３】−実施形態の効果−本実施形態では、給気
ユニット（60）によって伝熱管（41）の近傍へ空気を供
給するようにしている。従って、利用冷房運転時には氷
（32）の融解によって伝熱管（41）の周囲に隙間（33）
が生じるが、この隙間（33）へ空気を送り込むことが可
能となる。このため、上記隙間（33）の液相中で強制対
流を生じさせることができ、氷（32）と伝熱管（41）と
の伝熱を促進させることができる。この結果、氷（32）
と伝熱管（41）内のブラインとの熱交換量を十分に確保
することができ、利用運転中の冷熱取り出し性能を高く
維持することができる。

【０１０４】また、冷熱取り出し性能を高く維持できる
ため、蓄熱槽（31）内に残留する氷（32）の量が少なく
なったときにも充分に冷熱を取り出すことができる。従
って、蓄熱槽（31）内に残留する氷（32）の量が少なく
なった状態においても、冷熱の取り出しを充分に行うこ
とができる。このため、蓄熱槽（31）内に氷（32）が残
っているにもかかわらず冷熱の取り出しができなくなる
という問題を回避することができる。従って、蓄熱槽
（31）に蓄えた冷熱を余すことなく利用することがで
き、残氷によるエネルギのロスを低減することができ
る。

【０１０５】更に、短時間に大量の冷熱を取り出すこと
が可能となるため、ピークシフト運転だけでなく、従来
の内融方式の氷蓄熱装置（30）では対応できなかったピ
ークカット運転をも行うことができる。

【０１０６】本実施形態では、本体管（71）にノズルピ
ース（80）を挿入してノズル管（70）を形成し、突出部
（73）を構成するノズルピース（80）に空気の吹出孔
（84）を形成するようにしている。また、エアポンプ
（62）の停止中においても、ノズル管（70）の内部に空
気溜まり（74）を形成するようにしている。従って、給
気ユニット（60）による空気の供給を行う状態だけでな
く、この空気の供給を停止した状態であっても、ノズル
ピース（80）の先端部（81）を水（蓄熱媒体）と接触し
ない状態に保つことができる。このため、小径（φ０．
５）に形成された吹出孔（84）の入口端を常に水と非接
触状態に保持することができ、蓄熱媒体である水に含ま
れる藻や苔などゴミによって吹出孔（84）が詰まるのを
防止できる。

【０１０７】特に、本実施形態では、ノズルピース（8
0）における吹出孔（84）の出口端を、その入口端より
も大径に形成している。従って、この吹出孔（84）の出
口端はゴミを含んだ水と接触し得るにも拘わらず、水中
のゴミによって吹出孔（84）の出口端が詰まるのを確実
に回避できる。このため、吹出孔（84）の入口端を小径
に形成して空気吹出量の均一化を図りつつ、ゴミによる
吹出孔（84）の閉塞を確実に回避することが可能とな
る。

【０１０８】更に、本実施形態に係る給気ユニット（6
0）では、外気ではなく、蓄熱槽（31）内の空気をノズ
ル管（70）へ送り込むようにしている。この蓄熱槽（3
1）に存在する空気は、給気ユニット（60）によって蓄
熱槽（31）内で循環しているため、この蓄熱槽（31）内
の空気に含まれる埃などのゴミは、外気に含まれるゴミ
よりもかなり少なくなっている。従って、埃などの少な
い清浄な蓄熱槽（31）内の空気を用いることにより、空
気中に含まれるゴミによってノズル管（70）の吹出孔
（84）が閉塞される事態をも回避することができる。

【０１０９】このように、本実施形態によれば、水中や
空気中のゴミによってノズル管（70）の吹出孔（84）が
閉塞されるといった事態を確実に回避できる。従って、
各吹出孔（84）からの空気の吹出量を均一に保つことが
でき、ノズル管（70）を通じた空気の供給による冷熱取
出し性能の向上を確実に図ることによって、上述のよう
な効果を長期に亘って確実に得ることができる。

【０１１０】更に、給気ユニット（60）が供給する空気
を蓄熱槽（31）内の空気とすることによって、次のよう
な効果も得られる。即ち、冷蓄熱が行われる夏期におい
て、外気は比較的高温（例えば３０〜３５℃程度）であ
る。このため、このような高温の外気をノズル管（70）
から供給すると、供給された高温の空気によって氷（3
2）が暖められる。そして、氷（32）が融解してしまう
ため、蓄えた冷熱をロスすることとなる。一方、冷熱の
利用を行う際には蓄熱槽（31）に氷（32）が存在するた
め、蓄熱槽内の空気は、比較的低温（例えば５〜１０℃
程度）となっている。そこで、給気ユニット（60）が蓄
熱槽（31）内の低温の空気を供給することにより、高温
の外気を用いる場合のような冷熱のロスを確実に回避で
きる。

【０１１１】また、本実施形態では、上記伝熱管（41）
の直管部（42）と直交する姿勢でノズル管（70）を配置
し、直管部（42）の下端部へ空気を供給するようにして
いる。従って、ノズル管（70）の吹出孔（84）から吹き
出された空気は、直管部（42）と氷化物の間の隙間にお
いて、直管部（42）に沿って浮力により流動する。この
ため、伝熱管（41）のほぼ全長に亘って、空気供給によ
る水（蓄熱媒体）の撹拌を行うことができ、これによっ
てブラインと氷（32）の間の伝熱を充分に促進できる。

【０１１２】また、本実施形態では、本体管（71）とは
別体にノズルピース（80）を形成し、このノズルピース
（80）を本体管（71）に挿入してノズル管（70）を構成
している。このため、突出部（73）を有するノズル管
（70）を容易に製作することができ、ノズル管（70）の
製造に要する工数や費用を低減できる。

【０１１３】更に、本実施形態では、６個のノズルピー
ス（80）が一体化されたノズル連装体（85）を構成し、
この一体のノズル連装体（85）を射出成形によって形成
している。ここで、複数形成された吹出孔（84）からの
空気の吹出量を均一化するためには、各ノズルピース
（80）における吹出孔（84）の入口端の直径を極力平均
化することが必要となる。これに対し、本実施形態で
は、ノズル連装体（85）に設けられた６個のノズルピー
ス（80）を一度に成形することができる。従って、各ノ
ズルピース（80）の吹出孔（84）を高い寸法精度で形成
でき、多数設けられるノズルピース（80）における吹出
孔（84）の直径の“ばらつき”を最小限に留めることが
できる。このため、本実施形態によれば、各吹出孔（8
4）からの空気の吹出量を確実に均一化でき、冷熱の取
出しを確実に行って氷蓄熱装置の性能を充分に発揮させ
ることができる。

【０１１４】また、上記ノズル連装体（85）を構成する
ことによって、次のような効果も得られる。即ち、ノズ
ル管（70）を製造する際には、本体管（71）の貫通孔
（72）にノズルピース（80）を１つずつ挿入する必要が
ある。その際、ノズルピース（80）が個々に分離してい
ると、このノズルピース（80）を１つずつ手に取って貫
通孔（72）に挿入しなければならない。これに対し、本
解決手段のようにノズル連装体（85）を構成した場合、
１つのノズル連装体（85）を手に取れば、一度に複数の
ノズルピース（80）を手に取ることができる。従って、
作業効率が向上し、エア配管の製造に要する工数や費用
を一層削減することができる。

【０１１５】これに加えて、本実施形態では、ノズル連
装体（85）における各ノズルピース（80）の間隔を、本
体管（71）における貫通孔（72）のピッチに対応させて
いる。従って、ノズル管（70）の製造時に貫通孔（72）
にノズルピース（80）を挿入する場合、ノズル連装体
（85）に設けられたノズルピース（80）の１つを貫通孔
（72）に挿入すれば、他のノズルピース（80）ついて
も、これらが挿入されるべき貫通孔（72）に自然と位置
することとなる。このため、ノズルピース（80）を本体
管（71）に挿入する作業を容易化でき、ノズル管（70）
の製造に要する工数を一層低減できる。

【０１１６】また、本実施形態では、ノズルピース（8
0）の材質を、藻や苔などのゴミが付着しにくい低密度
ポリエチレン（ＪＩＳ Ｋ ６７４８）としている。この
ため、材質面からもノズルピース（80）に対するゴミの
付着を防止でき、吹出孔（84）の詰まりを確実に回避で
きる。

【０１１７】また、本実施形態では、ノズルピース（8
0）の基端にフランジ部（83）を形成し、このフランジ
部（83）を本体管（71）の貫通孔（72）よりも大径とし
ている。従って、ノズルピース（80）の長さを予め所定
値に設定しておけば、フランジ部（83）が本体管（71）
に当たるまでノズルピース（80）を貫通孔（72）に押し
込むことによって、ノズルピース（80）の先端を本体管
（71）の中心付近に位置させることができる。このた
め、ノズル管（70）の製造時において、ノズル管（70）
の内部で空気溜まり（74）となる箇所にノズルピース
（80）の先端を容易且つ確実に位置させることができ、
ノズル管（70）の製造に要する工数を一層削減できる。

【０１１８】また、本実施形態では、本体管（71）の貫
通孔（72）の内径と、ノズルピース（80）における嵌合
部（82）の外径との関係を、“締りばめ”としている。
従って、ノズルピース（80）を貫通孔（72）に押し込み
さえすれば、ノズルピース（80）と本体管（71）が密着
し、両者の間の気密を保つことができる。このため、接
着剤などを一切用いずにノズル管（70）を形成でき、ノ
ズル管（70）の製造に要する工数を一層低減できる。

【０１１９】

【発明のその他の実施の形態】上記実施形態において、
蓄熱槽（31）の水を加熱して温熱を蓄える動作が可能な
構成としてもよい。

【０１２０】この場合、ブラインチラー（21）の冷媒回
路では、冷凍サイクル動作とヒートポンプサイクル動作
とが切り換えて行われる。即ち、ブラインチラー（21）
は、冷媒回路での冷凍サイクル動作によるブラインの冷
却と、ヒートポンプサイクル動作によるブラインの加熱
とを切り換えて行うように構成される。

【０１２１】そして、温蓄熱運転時には、安価な深夜電
力でブラインチラー（21）を運転してブラインを加熱
し、加熱したブラインを蓄熱熱交換器（40）に送り込
む。蓄熱槽（31）の水は、蓄熱熱交換器（40）に送り込
まれたブラインによって加熱されて温水となる。この
時、給気ユニット（60）による空気の供給を行い、伝熱
管（41）近傍の水（蓄熱媒体）を撹拌して、ブラインと
水の間の伝熱を促進させるようにしてもよい。

【０１２２】一方、利用暖房運転時には、蓄熱槽（31）
の温水で加熱したブラインを主熱交換器（22）に送り込
む。主熱交換器（22）では、利用側回路（10）を循環す
る熱媒水がブラインによって加熱され、加熱された熱媒
水が利用側熱交換器（11）に送られて室内空気の加熱に
利用される。

【０１２３】また、上記実施形態では、別体に形成され
た本体管（71）とノズルピース（80）によってノズル管
（70）を構成し、このノズルピース（80）によって突出
部（73）を構成するようにしている。これに対し、図１
２に示すように、本体管（71）と一体に突出部（73）を
形成することによって、ノズル管（70）を構成してもよ
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態に係る氷蓄熱装置の配管系統図であ
る。

【図２】蓄熱槽、蓄熱熱交換器、及び給気ユニットの概
略構成図である。

【図３】蓄熱熱交換器の構成を示す概略斜視図である。

【図４】給気ユニットの要部を示す概略斜視図である。

【図５】蓄熱熱交換器における要部を示す拡大斜視図で
ある。

【図６】蓄熱熱交換器における要部の断面を示す要部断
面図である。

【図７】実施形態に係るノズル管の拡大斜視図である。

【図８】図７におけるＡ−Ａ断面を示す断面図である。

【図９】実施形態に係る本体管の断面を示す断面図であ
る。

【図１０】実施形態に係るノズルピースの正面図であ
る。

【図１１】実施形態に係るノズル連装体の斜視図であ
る。

【図１２】その他の実施形態に係るノズル管の断面を示
す断面図である。

【符号の説明】

（31） 蓄熱槽 （41） 伝熱管 （42） 直管部 （43） 上曲管部 （44） 下曲管部 （69） 給気回路 （70） ノズル管（エア配管） （71） 本体管（本体部材） （72） 貫通孔 （73） 突出部 （74） 空気溜まり （80） ノズルピース（ノズル部材） （82） 嵌合部 （83） フランジ部 （84） 吹出孔 （85） ノズル連装体（ノズル連装部材）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平11−230689（ＪＰ，Ａ) 特開2001−74281（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−152162（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−313591（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F24F 5/00 102 F25C 1/00

Claims (11)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 蓄熱媒体を貯留する蓄熱槽（31）と、該
   蓄熱槽（31）の内部に配置された伝熱管（41）と、該伝
   熱管（41）の近傍へ空気を供給するためのエア配管（7
   0）とを備え、伝熱管（41）に熱媒体を流通させて製氷
   を行う氷蓄熱装置であって、 上記エア配管（70）は、空気の供給を停止した状態でも
   内部に空気溜まり（74）が形成されると共に、該エア配
   管（70）の内側に突出して突端が空気溜まり（74）に位
   置する突出部（73）を複数備え、 上記突出部（73）には、該突出部（73）を突端から基端
   に亘って貫通する吹出孔（84）が形成されている氷蓄熱
   装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の氷蓄熱装置において、 突出部（73）を貫通する吹出孔（84）は、該突出部（7
   3）の突端側よりも基端側の方が大径となるように形成
   されている氷蓄熱装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２記載の氷蓄熱装置におい
   て、 エア配管（70）は、略水平姿勢に配置される一方、 上記エア配管（70）の突出部（73）は、吹出孔（84）が
   エア配管（70）の下部に開口するように、エア配管（7
   0）の下部から上方に向けて突出している氷蓄熱装置。
4. 【請求項４】 請求項３記載の氷蓄熱装置において、 伝熱管（41）は、上下に延びる複数の直管部（42）と各
   直管部（42）を繋ぐ半円弧状の曲管部（43,44）とを有
   して蛇行する形状とされる一方、 エア配管（70）は、上記直管部（42）の下端部に隣接し
   て設けられ、 吹出孔（84）は、上記伝熱管（41）の各直管部（42）に
   対応した所定位置に形成されている氷蓄熱装置。
5. 【請求項５】 請求項１，２又は３記載の氷蓄熱装置に
   おいて、 上記エア配管（70）は、管状に形成されて側壁部に複数
   の貫通孔（72）が開口する本体部材（71）と、該本体部
   材（71）の貫通孔（72）に挿入されて突出部（73）を構
   成するノズル部材（80）とを備えている氷蓄熱装置。
6. 【請求項６】 請求項５記載の氷蓄熱装置において、 ノズル部材（80）は、低密度ポリエチレンにより構成さ
   れている氷蓄熱装置。
7. 【請求項７】 請求項５記載の氷蓄熱装置において、 ノズル部材（80）は、その基端において本体部材（71）
   の貫通孔（72）よりも大径に形成されたフランジ部（8
   3）を備え、先端側から上記貫通孔（72）に挿入されて
   いる氷蓄熱装置。
8. 【請求項８】 請求項５記載の氷蓄熱装置において、 ノズル部材（80）には、本体部材（71）とノズル部材
   （80）の間の気密を保持できる所定の直径に形成されて
   上記本体部材（71）の貫通孔（72）に嵌まる嵌合部（8
   2）が形成されている氷蓄熱装置。
9. 【請求項９】 請求項５記載の氷蓄熱装置において、 複数のノズル部材（80）を所定間隔で一列に連結して一
   体としたノズル連装部材（85）を備えている氷蓄熱装
   置。
10. 【請求項１０】 請求項９記載の氷蓄熱装置において、 貫通孔（72）は、本体部材（71）の長手方向に沿って所
    定間隔で形成される一方、 ノズル連装部材（85）におけるノズル部材（80）は、上
    記貫通孔（72）の間隔に対応した間隔で配置されている
    氷蓄熱装置。
11. 【請求項１１】 請求項１，２，３又は５記載の氷蓄熱
    装置において、 蓄熱槽（31）は、密閉容器状に形成される一方、 上記蓄熱槽（31）における蓄熱媒体の液面の上方に形成
    された空間から空気を吸引してエア配管（70）に送り込
    む給気回路（69）を備えている氷蓄熱装置。