JPH0942718A

JPH0942718A - 氷蓄熱装置

Info

Publication number: JPH0942718A
Application number: JP7197640A
Authority: JP
Inventors: Eiji Sekiya; 矢英士関; Mikio Takayanagi; 柳幹男高
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1995-08-02
Filing date: 1995-08-02
Publication date: 1997-02-14

Abstract

(57)【要約】【課題と解決手段】蓄熱槽中の氷と暖かい戻り水との
熱交換を効率的に行え、熱負荷への冷熱の供給特性が向
上させることができる氷蓄熱装置を提供する。蓄熱槽
（１）に氷（６）と冷水（２）を収容し、蓄熱槽（１）
の冷水（２）を熱負荷（８）へ送出して冷熱を熱負荷
（８）へ供給し熱負荷からの戻り水（９）を蓄熱槽
（１）へ戻す氷蓄熱装置において、戻り水（９）を蓄熱
槽（１）の上方部から導き蓄熱槽（１）中の下方部へ放
出する少なくとも１個の戻り水放出管（１２）を備える
ことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は氷蓄熱装置に係り、
特に氷融解時の熱伝達の促進および蓄熱槽内の氷充填率
の向上を図る氷蓄熱装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】昼間冷房負荷が高負荷となる時間帯に対
処する目的と、深夜の余剰電力を活用する目的で、深夜
電力で水槽内の水を冷やしたり（冷水蓄熱）、凍らせた
り（氷蓄熱）しておき、その冷熱で昼間の冷房を行う技
術がある。特に過密な都市部では、冷房負荷に対して十
分な大きさの水槽を設置することが容易ではないため、
蓄熱密度の大きな氷蓄熱への希望が多くなって来た。

【０００３】氷蓄熱の方式は数多くあり、例えば文献
「エネルギー・資源」Ｖｏｌ．１１，Ｎｏ．４，Ｐ．３
４１〜３４６（１９９０／７）にてそれらを知ることが
できるが、技術的にはまだ要求を十分満足できていると
は言い難く、（１）氷蓄熱槽内の氷の充填率を向上させ
る、（２）氷蓄熱槽内に蓄えられている冷熱の取り出
し速度を向上させる、という点に技術的課題がある。

【０００４】これら多くの方式の中でもダイナミック型
（動的製氷）は、流動的な氷を氷蓄熱槽内に蓄えるもの
で、蓄熱槽内の一部の場所あるいは蓄熱槽外で製造した
氷を蓄熱槽内に送り込んで行けるため、スタティック型
（静的製氷）のように蓄熱槽内全域に亘る製氷構造が不
要であり、特に大容量の氷蓄熱装置に適するとみられて
いる。

【０００５】ダイナミック型（動的製氷）氷蓄熱装置の
基本的な概念を図１５に示す。これは上記文献ではＰ．
３４３の過冷却（高砂熱学工業）の方式に類似したもの
である。

【０００６】図１５において、氷蓄熱槽１内の水２は、
製氷水ポンプ３で冷凍機４に送られ過冷却され、氷発生
装置５で過冷却が解かれて氷６となって氷蓄熱槽１に蓄
えられる。氷蓄熱槽１に蓄えられた冷熱は、低温の水２
の形態で冷水供給ポンプ７により熱負荷８に送られ、冷
熱を放出した後氷蓄熱槽１に戻る。

【０００７】このような冷熱蓄熱方式にあたっては、熱
負荷８からの温度が上がった戻り水９が、氷蓄熱槽１内
で速やかに温度低下しないと、暖かな状態のままで再び
熱負荷８に回ってしまうので、そのような装置ではゆっ
くりと、少量ずつしか冷熱を供給できない。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】図１５に示す従来の装
置では、熱負荷８からの暖かい戻り水９は、一般に散水
ノズル１０を用いて、氷蓄熱槽１の水面上に散水される
が、氷蓄熱槽１内の氷６に水道（みずみち）１１が生じ
ると、散水された戻り水９が優先的にこの水道１１を通
って冷水供給ポンプ７に回ってしまい、氷６との熱交換
が十分行われずに暖かい状態のままで熱負荷８に供給さ
れることになる。

【０００９】水道１１は、氷６内に広範囲に、かつ多数
が満遍なく発生するのであれば、戻り水９と氷６の接触
面積、即ち両者の伝熱面積が大きくなることであり、か
えって望ましいことであるが、そのようにはならないか
ら問題となる。

【００１０】また、雪状やかき氷状の氷は、含水率が大
きいので、氷蓄熱槽１全体的に見ると、氷充填率が低い
値となる。この氷充填率を向上させることも、技術課題
のひとつである。

【００１１】そこで本発明の目的は、上記従来技術の有
する問題を解決し、蓄熱槽中の氷と暖かい戻り水との熱
交換を効率的に行え、熱負荷への冷熱の供給特性が向上
させることができる氷蓄熱装置を提供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明は、蓄熱槽に氷と冷水を収容し、前記蓄熱槽の
冷水を熱負荷へ送出して冷熱を熱負荷へ供給し熱負荷か
らの戻り水を前記蓄熱槽へ戻す氷蓄熱装置において、前
記戻り水を前記蓄熱槽の上方部から導き前記蓄熱槽中の
下方部へ放出する少なくとも１個の戻り水放出管を備え
ることを特徴とする。

【００１３】好適には、前記戻り水放出管は、前記蓄熱
槽中における氷の動きを受けて変形可能に形成されてい
る。また、前記戻り水放出管は、表面積を大きくするた
めの突起部が側部に形成されている。また、前記戻り水
放出管には、戻り水を放出する少なくとも１個の孔が側
壁面に形成されている。また、前記戻り水放出管は、非
真円の断面形状を有する。また、前記戻り水放出管は、
長手方向に異なる断面形状を有する。

【００１４】また、好適には、前記戻り水放出管は、複
数個設けられ、これらの戻り水放出管は所定の配列で前
記蓄熱槽内に配設されている。また、前記蓄熱槽の冷水
を熱負荷へ送出すとともに熱負荷からの戻り水を前記蓄
熱槽へ戻すための冷水供給ポンプを設け、この冷水供給
ポンプの運転時間を設定する冷水供給ポンプ時間設定器
を備えている。また、前記蓄熱槽は、隣接して複数個設
けられている。また、前記戻り水放出管は、所定の１個
以上の蓄熱槽内に互いに連通するように配設されている
いる。また、前記蓄熱槽中の氷を生成する冷凍機の熱媒
体を前記戻り水放出管を通して前記蓄熱槽へ送るととも
に、前記蓄熱槽に蓄積した前記熱媒体を前記冷凍機へ戻
す熱媒体ポンプを設けている。また、前記熱媒体ポンプ
の運転期間を設定する熱媒体ポンプ時間設定器を備えて
いる。また、前記蓄熱槽中の氷の状態を検出する氷検出
器を備え、冷水供給ポンプ時間設定器あるいは熱媒体ポ
ンプ時間設定器は前記氷検出器の信号に基づき冷水供給
ポンプの運転時間あるいは前記熱媒体ポンプの運転期間
を設定する。

【００１５】上述した装置において、熱負荷へ送出され
熱負荷からの温まった戻り水は戻り水放出管を介して蓄
熱槽の上方部から蓄熱槽の下方部へ導かれ、蓄熱槽中の
下方部へ放出される。熱負荷で暖められた戻り水を戻り
水放出管を通るようにすることにより、蓄熱槽内の氷の
内部に多数の水管が出現させることが可能になり、この
水管の出現により蓄熱槽中の氷と暖かい戻り水との熱交
換を効率的に行え、熱負荷への冷熱の供給特性が向上さ
せることができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】次に図面を参照して本発明の実施
の形態について説明する。まず、図１乃至図９を参照し
て本発明の第１実施形態例について説明する。

【００１７】本実施形態例は図１５の例に対して本発明
を適用したもので、本実施態様例では図１に示すよう
に、氷蓄熱槽１内に下端の開いた複数の戻り水放出管と
しての細管１２を垂らし、細管１２の上端には熱負荷８
からの戻り水９を供給するような構成としている。

【００１８】このような構成とすることにより、熱負荷
８からの暖まった戻り水９が細管１２の中を流下して下
に抜けるので、細管１２の外表面に接している氷６は暖
められ融ける結果、図２のごとく、氷６の内部に細管１
２の本数と同数の水管１３が生じ、それに相当する伝熱
面が出現する。

【００１９】よって、散水ノズル１０から氷６上に散水
される戻り水９は、この多数の水管１３内に流入するの
で、戻り水９と氷６が広い面積で接触することになり、
戻り水９は効果的に冷却されることになる。

【００２０】細管１２への注水と氷６上への散水の操作
は、戻り水操作弁１４ａ、１４ｂにより行う。

【００２１】ここで細管１２は、氷蓄熱槽１内でほぼ鉛
直に下がっていれば良く、きちんと直線上を保つ必要は
ないばかりか、氷蓄熱槽１内での氷６の動きの自由度を
増大させるためにも、変形・変位可能な管であった方が
都合が良い。

【００２２】そのためには、細管１２は変形可能な材質
で製作することが考えられる。このような材質として
は、例えばポリエチレンのような合成樹脂とか、ゴム、
布などがある。

【００２３】また、剛性のある材質であっても、変形・
変位可能な構造の管に製造したものであれば、同様な効
果を得ることができる。

【００２４】このような構造としては、例えば金属性の
可撓管などの例がある。そして、細管１２全長に亘って
変形・変位可能な構造とする必要はなく、図３に示すご
とく、ごく一部、例えば上端付近のみを撓構造１５にす
ることでも良い。

【００２５】細管１２の目的は、内部に戻り水９を通す
ことにより、管外表面に接している氷６を融かすことで
ある。そのためには、管外表面から周囲の氷６への伝熱
特性が良い方が効果的であり、伝熱を促進する手段を講
じることが考えられる。

【００２６】そのような手段の例としては、図４に断面
図で示すように、管外表面にトゲやヒレのような突起物
１６を付けたり、管外表面を凹凸のある形状にする案が
ある。このような構造とすることにより、管外表面と周
囲の氷６との伝熱面積が大きくなるので、伝熱特性が向
上する。

【００２７】この突起物１６は、形状によっては氷蓄熱
槽１内での氷６の動きの自由度を制限するので、すべて
の細管１２が同様な形状である必要はない。氷発生装置
５との位置関係に応じて適切な形状とするのが良い。

【００２８】細管１２は戻り水９と氷６の熱交換が目的
であり、そのためにはこの両者が直接に接触することが
好ましい。そこで図５に示すように、細管１２の管壁に
複数の小孔１７を明けておけば、上端から流入する戻り
水９がこの小孔１７を通って細管１２の周囲に流出する
ので、戻り水９と氷６が直接接触し、両者の間で効果的
な熱交換が実現できる。

【００２９】この場合、細管１２の下端は図５（ａ）の
ように開放してあっても良く、図５（ｂ）のように閉鎖
してあっても良い。

【００３０】ところで、氷蓄熱槽１内に細管１２のよう
な物が挿入されていると、氷発生装置５で生じた氷６を
氷蓄熱槽１内に充填していくとき、氷６がその挿入物に
付着するという現象が起こり、氷６が付着して細管１２
が太るとますます氷６が付着しやすくなって、氷６の流
動が制限される。

【００３１】そこで図６に示すように、細管１２として
は軸に直角な断面が真円ではない形状のものを使用する
ことが考えられる。

【００３２】その形状は楕円形や流線形、卵形など色々
考えられ、氷６の充填時に氷６の流動する流線方向を考
慮してその長軸の方向を決めれば良い。そして、細管１
２は全てが同一断面形状である必要は全くなく、氷蓄熱
槽１内の位置に応じて違えても良い。

【００３３】細管１２は氷蓄熱槽１内で全て同一口径と
する必要はない。氷蓄熱槽１内の位置により口径を違え
た例を図７および図８に示す。

【００３４】図７は口径の大きな管１２ａと小さな管１
２ｂを併用したもので、小口径管１２ｂ何本かに大口径
管１２ａを１本の割合で、あるいはその逆の割合で配置
するとか、冷水取出口１８に近い所は小口径管１２ｂを
使うとか、の使い方が考えられ、このようにすることに
より、氷蓄熱槽１内の解氷特性の要求に対して、設計の
自由度が向上する。

【００３５】また口径の大きな管１２ａと小さな管１２
ｂの配置は、製氷運転時の氷６の流動も考慮するのが良
い。図６のところで上述したように、細管１２には氷６
が付着するので、細管１２の口径を使い分けることによ
り、氷６の流動特性の要求に対して、設計の自由度が向
上する。

【００３６】図８は管の口径が上と下では異なるものを
適用した例である。このような末広がりの管を使用すれ
ば、細管１２の下端が氷６で閉塞しにくくなる。

【００３７】また、図５のような小孔１７を有する細管
１２の場合には、下端に向かうに従って管内の流量が減
少するから、上端が太く下端が細い管とすることでも良
い。

【００３８】図７のような方式と図８のような方式を併
用することでも良い。

【００３９】細管１２は氷蓄熱槽１内で全て同一密度に
配置する必要はない。氷蓄熱槽１内の位置により疎ある
いは密に配置する例を図９に示す。

【００４０】氷蓄熱槽１内で、ある程度の領域ごとに疎
あるいは密な部分を設けるとか、冷水取出口１８に近い
所は密にするとか、の使い方が考えられ、このようにす
ることにより、氷蓄熱槽１内の解氷特性の要求に対し
て、設計の自由度が向上する。

【００４１】図９（ｂ）は氷蓄熱槽１の平面図である
が、製氷運転時に氷蓄熱槽１を流動する氷６が細管１２
に付着し流動領域を狭めるのを防ぐため、氷発生装置５
に近いところは疎に、遠いところは密にした例である。
このように密度分布を変えることで、氷６の流動特性の
要求に対して、設計の自由度が向上する。特に氷発生装
置５から遠いところで、氷６の流動領域上問題ない場所
は、逆に氷６が付着しやすいような細管形状・配置とす
ることにより、細管１２を中心に氷６の塊を成長させる
ことも考えられる。このような構成にすれば、氷６の充
填率が向上することも期待でき、かつ熱負荷８への冷熱
供給時には、細管１２を中心に成長した氷６の塊が複数
の貫通孔内部から融けるので、戻り水９の冷却特性も良
い。

【００４２】以上説明したように、本実施形態例の構成
によれば、動的製氷方式の氷蓄熱装置において、氷蓄熱
槽１内に下端の開いた細管１２を複数垂らし、細管１２
の上端に熱負荷８からの戻り水９を供給する構成として
いるので、熱負荷８からの暖かい戻り水９のため、氷蓄
熱槽１内の氷６の内部に多数の水管１３が出現すること
になり、その広大な伝熱面により、散水ノズル１０から
散水される暖かい戻り水９と氷６との熱交換が十分に行
われるので、熱負荷８への冷熱の供給特性が向上する。

【００４３】また、細管１２を変形可能な材質で構成す
るので、氷蓄熱槽１内での氷６の動きの自由度が高い。
そのため製氷時に氷蓄熱槽１内での氷６の流動が妨げら
れ難く、全体に氷６が充満し易い。

【００４４】また、細管１２を変形・変位可能な構造で
構成するので、氷蓄熱槽１内での氷６の動きの自由度が
高い。そのため製氷時に氷蓄熱槽１内での氷６の流動が
妨げられ難く、全体に氷６が充満し易い。

【００４５】また、細管１２は管外面に伝熱特性向上の
手段を講じるので、細管１２内に注入される戻り水９や
熱媒体１９と管外の氷６の熱交換特性が良い。

【００４６】また、細管１２は、水面下となる部分の管
壁に複数の小孔１７を設けているので、管内に注入され
た戻り水９や熱媒体１９がこの小孔１７を通って周囲に
流出し、氷６、６′と直接接触して熱交換を行うことに
なり、効果的な熱交換が実現できる。

【００４７】また、細管１２は、軸に直角な断面形状が
真円ではないので、氷蓄熱槽内１での氷６の流動抵抗が
小さい。

【００４８】また、細管１２は、氷蓄熱槽１内の位置に
より口径を変えておくので、冷熱供給および製氷運転の
特性に自由度が増す。

【００４９】また、細管１２は、氷蓄熱槽１内の位置に
より疎あるいは密に配置しておくので、冷熱供給および
製氷運転の特性に自由度が増す。

【００５０】次に、図１０および図１１を参照して本発
明の第２実施形態例について説明する。

【００５１】氷蓄熱装置は大容量のものになると、氷蓄
熱槽１が複数の構成となる。図１０はそのような場合の
一例で、ここでは全ての氷蓄熱槽１ａ〜１ｃに細管１２
を設置している。

【００５２】このような構成とすることにより、全氷蓄
熱槽１ａ〜１ｃの冷熱を短時間で取り出すことが可能と
なる。

【００５３】図１１はやはり複数の氷蓄熱槽１ａ〜１ｃ
を有する場合であるが、ここでは一部の氷蓄熱槽１ｂ〜
１ｃに細管１２を設置している。

【００５４】このような構成とすることにより、氷蓄熱
槽１ａ〜１ｃ内の解氷特性の要求に対して、設計の自由
度が向上する。

【００５５】熱負荷８からの戻り水９は常時細管１２に
通水しても良いが、氷蓄熱槽１から熱負荷８への冷熱の
供給を開始し、熱負荷８からの戻り水９が氷蓄熱槽１に
戻り始めた直後が効果的である。冷熱の供給開始前は、
氷蓄熱槽１内に氷６が充満し細管１２の周囲は氷６に覆
われているので、散水ノズル１０から散水される戻り水
９は、氷蓄熱槽１の壁面部に回り込んだり、そうこうす
る内に氷６の一部に孔が貫通して水道１０が発生する
と、その部分を優先的に流れるから氷６内の伝熱面積も
限られ、戻り水９と氷６の熱交換が十分に行われない。

【００５６】本発明ではこの段階で、氷６内に通じてい
る多数の細管１２に戻り水９を注水するので、細管１２
の外表面に接する部分が融け、散水ノズル１０から散水
される戻り水９がその隙間（図２に示す水管１３）に流
れ込むことになるので、氷６内の伝熱面積が広くなり、
戻り水９と氷６の熱交換が十分行われることになる。よ
って、基本的には細管１２の外表面に接する部分が融
け、散水ノズル１０から散水される戻り水９がその隙間
に流れ込む状態になるまで、熱負荷８からの戻り水９を
細管１２に通水すれば良い。

【００５７】以上説明したように、本実施態様例の構成
によれば、氷蓄熱槽１が多数ある場合に、細管１２を全
てに設置しておくので、冷熱供給および製氷運転の特性
が向上する。

【００５８】また、氷蓄熱槽１が多数ある場合に、細管
１２を一部に設置することにより、冷熱供給および製氷
運転の特性に自由度が増す。

【００５９】また、熱負荷８からの戻り水９は、細管１
２の周囲の氷６が融けて、水管１３が発生するまでの期
間のみ細管１２に流入させ、その後は散水ノズル１０に
のみ供給するので、戻り水９がいたずらに細管１２を通
り冷水取出口１８に抜けてしまうということがない。

【００６０】次に、図１２乃至図１４を参照して本発明
の第３実施形態例について説明する。

【００６１】動的氷蓄熱の一手法として、凝固点が０℃
以下で水より密度が大きく、かつ水に溶解しない液体状
の熱媒体を０℃以下に冷却し、水と直接接触させて流動
性ある氷６を製造する氷蓄熱の手法がある。図１２はそ
の概念の一例であり、特願平３−１７４７公報に記載さ
れた案である。この案では上記熱媒体１９を冷凍機４で
０℃以下に冷却し、水２内に注入して直接接触させ氷６
を発生させている。水２に冷熱を与えた熱媒体１９は、
氷蓄熱槽１の底に溜まるので、熱媒体ポンプ２０で冷凍
機４へと循環させる。

【００６２】本実施形態例では、冷凍機４で冷却された
熱媒体１９を細管１２にも供給するような構成としてお
くので、製氷運転時に熱媒体１９を細管１２に通すと、
細管１２の周囲の水２はこの熱媒体１９で冷却され、細
管１２を中心としてアイスキャンデー状の氷６′とな
る。細管１２を通過した熱媒体１９は水２の下に溜ま
り、冷凍機４へと循環する。

【００６３】アイスキャンデー状の氷６′は上記文献
（特願平３−１７４７公報）に示されるスタティック型
（静的製氷）で形成される形態の氷であって、流動性の
ある氷６に比べて含水率が少ないので、氷蓄熱槽１内の
氷６の一部がこれへと変化すると、その分氷蓄熱槽１内
の氷充填率が向上することになる。一方この含水率が少
ない氷６′は堅く大きな塊なので、体積に比較して表面
積が小さく、水２との熱交換が良くないのであるが、本
発明では冷熱供給運転時に、熱負荷８からの戻り水９を
細管１２内に流すので、この含水率の小さい氷６′は内
外面から解けることになり、一般のスタティック型（静
的製氷）で問題とされる解氷性の悪さも改善される。

【００６４】このような製氷方式であっても、図５に示
す小孔１７付き細管１２は全く問題ない。製氷運転時に
熱媒体１９の一部がアイスキャンデー状の氷６′内に取
り込まれるが、解氷されれば熱媒体１９は水２から分離
する。

【００６５】細管１２への熱媒体１９の供給は、製氷運
転時全般に亘って行っても良いが、細管１２の周囲に氷
６′が成長すると、本来の流動性ある氷６が氷蓄熱槽１
内に行き渡る通路を狭めるので、製氷運転の後期に、熱
媒体操作弁２１ａ，２１ｂを開閉操作して、氷蓄熱槽１
内に満ちた氷６内の水分を凍らせる目的で実施するのが
効果的である。

【００６６】細管１２への戻り水９や熱媒体１９の供給
は、上述したように、戻り水９であれば熱負荷８への冷
熱供給運転初期、熱媒体１９であれば製氷運転終期に行
うことが多いので、それらの供給・停止操作は時間的な
要素に基づき行うことができる。

【００６７】図１３はそのような手法の一例を示すもの
で、時間設定器２２は冷水供給ポンプ７が起動したとの
戻り水制御信号２３ｐを受けて、戻り水操作弁１４ｂに
戻り水制御信号２３ｂを送り開動作させ、細管１２に戻
り水９を通水させた後、細管１２外壁の氷６が融けるに
要する時間を数え、所定の時間が経過したら、再び戻り
水操作弁１４ｂに戻り水制御信号２３ｂを送り閉動作さ
せ、細管１２への戻り水９の通水を止める。

【００６８】戻り水操作弁１４ｂの開閉操作に応じて、
必要ならば戻り水操作弁１４ａにも戻り水制御信号２３
ａを送り、戻り水操作弁１４ｂに呼応した開閉操作を行
う。

【００６９】また時間設定器２２は、熱媒体ポンプ２０
が起動したとの熱媒体制御信号２４ｐ、および熱媒体操
作弁２１ａが開いたとの熱媒体制御信号２４ａを受け、
氷蓄熱槽１内に氷６が蓄積される時間を数え、所定の時
間が経過したら、熱媒体操作弁２１ｂに熱媒体制御信号
２４ｂを送り、該熱媒体操作弁２１ｂを開いて細管１２
へも熱媒体１９を供給する。

【００７０】熱媒体操作弁２１ｂの開閉操作に応じて、
必要ならば熱媒体操作弁２１ａにも熱媒体制御信号２４
ａを送り、熱媒体操作弁２１ｂに呼応した開閉操作を行
う。

【００７１】細管１２への戻り水９や熱媒体１９の供給
は、時間的な要素によるばかりでなく、氷蓄熱槽１内の
氷６の状態に基づき行うことでも良い。

【００７２】図１４はそのような手法の一例を示すもの
で、監視制御装置２５は氷蓄熱槽１内に適宜設置された
氷検出器２６（２６ａ，２６ｂ）からの氷状態信号２７
（２７ａ，２７ｂ）により氷蓄熱槽１内の氷６の貯蔵状
態を解析・判断して、冷水供給ポンプ７が起動したとの
戻り水制御信号２３ｐを勘案して戻り水操作弁１４ｂに
戻り水制御信号２３ｂを送り、該戻り水操作弁１４ｂの
開閉操作を行う。

【００７３】戻り水操作弁１４ｂの開閉操作に応じて、
必要ならば戻り水操作弁１４ａにも戻り水制御信号２３
ａを送り、戻り水操作弁１４ｂに呼応した開閉操作を行
う。

【００７４】また監視制御装置２５は、熱媒体ポンプ２
０が起動したとの熱媒体制御信号２４ｐ、および熱媒体
操作弁２１ａが開いたとの熱媒体制御信号２４ａを勘案
して熱媒体操作弁２１ｂに熱媒体制御信号２４ｂを送
り、該熱媒体操作弁２１ｂの開閉操作を行う。

【００７５】熱媒体操作弁２１ｂの開閉操作に応じて、
必要ならば熱媒体操作弁２１ａにも熱媒体制御信号２４
ａを送り、熱媒体操作弁２１ｂに呼応した開閉操作を行
う。

【００７６】氷検出器２６は、氷蓄熱槽１内の氷６の状
態が判断可能な信号を出せるものであれば、これと決ま
った方式である必要はない。光や超音波の伝わり具合に
より検出する方式や、氷６に押されると接点が閉じるよ
うな方式など、さまざまな方式が考えられ、該氷検出器
２６の設置場所も、その方式によって決まる。

【００７７】以上説明したように、本実施形態例の構成
によれば、冷却した熱媒体１９を氷蓄熱槽１内に注入し
て水２と直接接触させる製氷方式の場合には、製氷時に
該熱媒体１９を上記細管１２に供給可能にする結果、細
管１２に接する氷６が冷却され、含水率が小さくなるの
で、氷蓄熱槽１全体として氷充填率が向上する。

【００７８】また、冷やした熱媒体１９は製氷運転の終
期に細管１２に供給するので、アイスキャンデー状の氷
６′は流動的な氷６が氷蓄熱槽１内に充満してから形成
されることになり、氷６の氷蓄熱槽１内での流動が妨げ
られず、かつ氷蓄熱槽１全体として氷充填率が向上す
る。

【００７９】また、細管１２への戻り水９や熱媒体１９
の供給・停止を冷水供給ポンプ７や熱媒体ポンプ２０の
運転と関連させた時間的要素に基づき実行するので、簡
単な装置により自動運転が可能である。

【００８０】また、細管１２への戻り水９や熱媒体１９
の供給・停止は氷蓄熱槽１内の氷６の状況に基づき実行
するので、適確な自動運転が可能である。

【００８１】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、戻り水を
蓄熱槽の上方部から導き蓄熱槽中の下方部へ放出する少
なくとも１個の戻り水放出管を設けたので、戻り水放出
管を通る熱負荷からの戻り水により蓄熱槽内の氷の内部
に多数の水管が出現させることが可能になり、蓄熱槽中
の氷と暖かい戻り水との熱交換を効率的に行え、熱負荷
への冷熱の供給特性が向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による氷蓄熱装置の第１実施態様例の基
本構成を示す断面図。

【図２】図１に示す装置の動作状態を説明する断面図。

【図３】本発明における戻り水放出管（細管）の例を示
す平面図。

【図４】本発明における戻り水放出管の例を示す断面
図。

【図５】本発明における戻り水放出管の変形例を示す側
断面図。

【図６】本発明における戻り水放出管の他の変形例を示
す断面図。

【図７】第１実施態様例の変形例を示す断面図。

【図８】第１実施態様例の他の変形例を示す断面図。

【図９】第１実施態様例の他の変形例を示す断面図
（ａ）とその平面図。

【図１０】本発明の第２実施態様例の構成を示す断面
図。

【図１１】同変形例の構成を示す断面図。

【図１２】本発明の第３実施態様例の構成を示し、熱媒
体と水とを直接接触させて氷を製造する方式に本発明を
適用する場合の典型的な構成を示す断面図。

【図１３】本発明の第３実施態様例の変形例を示す断面
図。

【図１４】本発明の第３実施態様例の他の変形例を示す
断面図。

【図１５】従来技術による氷蓄熱装置の基本的な構成を
示す断面図。

【符号の説明】

１蓄熱槽２水３製氷水ポンプ４冷凍機５氷発生装置６氷７冷水供給ポンプ８熱負荷９戻り水１０散水ノズル１１水道１２細管（戻り水放出管）１３水管１４戻り水操作弁１７小孔１８冷水取出口１９熱媒体２０熱媒体ポンプ２１熱媒体操作弁２２時間設定器２３戻り水制御信号２４熱媒体制御信号２５監視制御装置２６氷検出器２７氷状態信号

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】蓄熱槽に氷と冷水を収容し、前記蓄熱槽の
冷水を熱負荷へ送出して冷熱を熱負荷へ供給し熱負荷か
らの戻り水を前記蓄熱槽へ戻す氷蓄熱装置において、前
記戻り水を前記蓄熱槽の上方部から導き前記蓄熱槽中の
下方部へ放出する少なくとも１個の戻り水放出管を備え
ることを特徴とする氷蓄熱装置。
【請求項２】前記戻り水放出管は、前記蓄熱槽中におけ
る氷の動きを受けて変形可能に形成されていることを特
徴とする請求項１に記載の氷蓄熱装置。
【請求項３】前記戻り水放出管は、表面積を大きくする
ための突起部が側部に形成されていることを特徴とする
請求項１に記載の氷蓄熱装置。
【請求項４】前記戻り水放出管には、戻り水を放出する
少なくとも１個の孔が側壁面に形成されていることを特
徴とする請求項１に記載の氷蓄熱装置。
【請求項５】前記戻り水放出管は、非真円の断面形状を
有することを特徴とする請求項１に記載の氷蓄熱装置。
【請求項６】前記戻り水放出管は、長手方向に異なる断
面形状を有することを特徴とする請求項１に記載の氷蓄
熱装置。
【請求項７】前記戻り水放出管は、複数個設けられ、こ
れらの戻り水放出管は所定の配列で前記蓄熱槽内に配設
されていることを特徴とする請求項１に記載の氷蓄熱装
置。
【請求項８】前記蓄熱槽の冷水を熱負荷へ送出すととも
に熱負荷からの戻り水を前記蓄熱槽へ戻すための冷水供
給ポンプを設け、この冷水供給ポンプの運転時間を設定
する冷水供給ポンプ時間設定器を備えていることを特徴
とする請求項１に記載の氷蓄熱装置。
【請求項９】前記蓄熱槽は、隣接して複数個設けられて
いることを特徴とする請求項１に記載の氷蓄熱装置。
【請求項１０】前記戻り水放出管は、所定の１個以上の
蓄熱槽内に互いに連通するように配設されているいるこ
とを特徴とする請求項９に記載の氷蓄熱装置。
【請求項１１】前記蓄熱槽中の氷を生成する冷凍機の熱
媒体を前記戻り水放出管を通して前記蓄熱槽へ送るとと
もに、前記蓄熱槽に蓄積した前記熱媒体を前記冷凍機へ
戻す熱媒体ポンプを設けたことを特徴とする請求項１に
記載の氷蓄熱装置。
【請求項１２】前記熱媒体ポンプの運転期間を設定する
熱媒体ポンプ時間設定器を備えていることを特徴とする
請求項１１に記載の氷蓄熱装置。
【請求項１３】前記蓄熱槽中の氷の状態を検出する氷検
出器を備え、冷水供給ポンプ時間設定器あるいは熱媒体
ポンプ時間設定器は前記氷検出器の信号に基づき冷水供
給ポンプの運転時間あるいは前記熱媒体ポンプの運転期
間を設定することを特徴とする請求項８または請求項１
２のいずれか１項に記載の氷蓄熱装置。