JPH03122497A - 蓄冷装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野〕 本発明は、スラリー状の水（リキッドアイス）を生成さ
せて、その冷熱を利用する蓄冷装置に関する。

［従来技術］ 例えば、夏季における昼間ピーク電力の平準化や、熱源
設備の小型化を目的として、蓄冷装置（水蓄熱システム
）が利用されている。そして。

ｇ１７Ｈ冷装置においては、水と冷媒との直接接触を利
用したものが主流になっている。

上記蓄冷装置は、従来、第６図に示すごとく蓄冷槽８の
中に蓄冷剤８０を入れておき、該蓄冷剤８０内に冷媒を
吹き込んで水７を生成させる装置である。

上記冷媒は、圧縮機９１によって圧縮されて高圧高温の
蒸気にされ１次いで凝縮機９２によって液化され、レシ
ーバ９３を経た後、膨張弁９４において断熱膨張させら
れる。そして、低圧低温となり二相液化した冷媒は、電
磁弁９５を経て、ノズル８１より蓄冷剤８０内に吹き込
まれる。そして蓄冷剤８０中の水を氷７となす。蓄冷剤
８０は水とエチレングリコール等の不凍液よりなる液体
である。なお、同図中符号９６は冷媒ガス出しコ弁。

９７は蓄冷剤のミストを回収して蓄冷槽８内に返戻する
ためのミストセパレータである。

また、上記蓄冷槽８内においては、蓄冷剤８０内に冷媒
が吹き込まれると、氷７が生成すると共にスラリー状の
ガス水和物８５が生成する。また前者の氷７はスラリー
状の氷７　（リキノドアイス）となる。そして、該氷７
は、吹き出される冷媒の流れによって、蓄冷槽８内を矢
印のごとく回流する。そのため、氷７は、蓄冷剤８０．
ガス水和物８５と混ざり合う。

〔解決しようとする課題］ しかしながら、上記従来’！Ｊ’ｌｌにおいては、蓄冷
開始当初では、蓄冷剤の温度がまだ列気温程度と高い。

そのため、上記のごとく生成したりキッドアイスとガス
水和物とは、上記室温に近い蓄冷剤によって融解され易
く、氷の生成速度を小さくしてしまう。

また、共に生成したガス水和物は、氷結（氷生成）温度
よりも高い融点を有するため、氷結温度における蓄冷利
用を行う場合、充分な蓄冷性能が得られない。

本発明は、上記従来の問題点に工ｔみ、効率良く水を生
成、貯留させることができ、また特に蓄冷開始時におけ
る氷生成能力に優れた発冷装置を捉供しようとするもの
である。

〔課題の解決手段〕

本発明は、蓄冷槽内の蓄冷剤中に冷媒を吹き込んでスラ
リー状の氷を生成させる蓄冷装置であって、該蓄冷装置
は上記蓄冷剤の上方でかつ生成した氷よりも下方に粒状
断熱材を浮遊させてなることを特徴とする蓄冷装置にあ
る。

本発明において最も注目すべきことは、蓄冷槽内の蓄冷
剤の上方に１粒状断熱材を浮遊させ、該粒状断熱材の−
にに氷を浮上させるようにしたことである。

上記粒状断熱材としては、その比重が蓄冷剤よりも小さ
（、氷よりも大きいものを用いる。かかる粒状断熱材と
しては、ポリアミド樹脂、６ナイロン　６・６ナイロン
、ポリ塩化ビニルなどの樹脂中空粒子（第２図参照）が
ある。また、これら合成樹脂の発泡体の粒子がある。

この中、ポリアミド樹脂は、蓄冷剤の不凍液としてエチ
レングリコールを用いた場合に劣化がなく、より好適な
材料である。

また１粒状断熱材の粒径は、１〜５ｍｍ程度とすること
が好ましい。１飾未満では、小径すぎて氷層を支え難く
、また飛敗し易い。一方、５（ト）を越えると粒状断熱
材が重くなり、生成した氷粒子が浮遊している該粒状断
熱材層を突破して−Ｆ方に浮上し難く、また断熱材層の
総体積が大きくなる。

また　粒状断熱材の浮遊層は、水粒子を支え。

かつ下方からの氷の浮上を容易にするため、３〜５粒程
度が上下方向に重なり合った状態にしておくことが好ま
しい。

［作　用］ 本発明においては、蓄冷剤中で生成した氷粒子は蓄冷剤
よりも比重が小さい。そのため、氷粒子は浮上していく
。このとき１Ｍ蓄冷剤Ｌ方には前記粒状断熱＋Ａが浮遊
している。また、該粒状断熱材は氷よりも比重が大きい
。そのため、浮上してきた氷粒子は粒状断熱材層を突破
して該粒状断熱材層の一トヘ浮上する。

それ故、水粒子は２粒状断熱材によって蓄冷剤と隔離さ
れた状態となり、前記従来のごとく氷が蓄冷剤、ガス水
和物と混合することがない。

そして、蓄冷剤の温度は、氷の温度より高いが。

氷は粒状断熱材によって隔離されているため、−旦生成
した氷は蓄冷剤によって溶かされることがない、それ故
、効率的に氷を生成させ、貯留することができる。

また、特に蓄冷開始時においては、蓄冷剤の温度は外気
温度と同程度に高い。しかし、生成した氷は上記のごと
く粒状断熱材の上に隔離されるため　蓄冷開始において
も氷が蓄冷剤によって熔解されることがない。

また　蓄冷開始時において生成したスラリー状のガス水
和物は、蓄冷剤よりも比重が大きいため蓄冷槽の下部に
堆積し蓄冷剤と接触している。そのため、当初外気温程
度に高温であった蓄冷剤がガス水和物の融点近くに冷却
されてくるまでの間は　ガス水和物が蓄冷剤に融解され
易い。それ故氷生成と共に一旦ガス水和物が生成しても
、該ガス水和物は上記のごとく蓄冷剤の温度が上記融点
近くに低下するまでは、直ぐに融解してしまい蓄冷剤の
温度を下げる方向に作用する。

その結果、−層氷の生成割合が向上し、またガス水和物
の生成が抑制されることとなり、氷結温度における蓄冷
を利用するに際して、有効に冷熱を活用することができ
る。

更に１粒状断熱材の存在によって、蓄冷剤中の水分が上
方に飛散することを防止でき、冷媒の経路である冷凍サ
イクル内への水分の流入を抑制することもできる。

〔効　果〕

以上のごとく９本発明によれば、効率良く氷を生成、貯
留でき、特に蓄冷開始時における氷生成能力に優れ、ま
た蓄冷剤中の水分の飛散を防止できる蓄冷装置を提供す
ることができる。

（実施例〕 第１実施例 本発明の実施例にかかる蓄冷装置につき　第１図〜第３
図を用いて説明する。

本例装置は、第１図に示すごとく、蓄冷槽８内に蓄冷剤
８０を入れると共に該蓄冷剤８０の上方に粒状断熱材１
を浮遊させたものである。上記粒状断熱材ｌとしては、
第２図に示すごとき、中空粒子を用いた。該粒状断熱材
１は球状の表皮１１と、中空部１２とからなる。

また、蓄冷剤８０中に冷媒を吹き込むに当たっては、ノ
ズル２を用いる。該ノズル２は、第３図に示すごと（１
円筒状の本体２１と、その内部に設けた筒状空洞部２２
と、噴出口２４とを有する。

筒状空洞部２２と噴出口２４との間には絞り部２３を有
する。該ノズル２は、蓄冷槽８の底部に螺着されている
。その他は、前記の従来装置（第６図）と同様である。

次に１作用効果につき説明する。

第１図に示すごとく、蓄冷槽８内の蓄冷剤８０中に、上
記ノズル２を介して低温の冷媒ガスが吹き込まれると、
該蓄冷剤中の水は該冷媒ガスによって氷７となり、リキ
ッドアイスを形成する。また、これと同時に冷媒と水と
が反応してガス水和物８５が生成する。

そして、上記氷７は、蓄冷剤８０より比重が小さいため
上方に浮上し、更に該氷７よりも比重の大きい粒状断熱
材ｌの層よりも上方に浮上する。

このようにして　氷の粒子は粒状断熱材１上に浮上し、
蓄積されていく。

一方、上記ガス水和物８５は２Ｍ冷剤８０よりも比重が
大きいため、下方に堆積していき１Ｍ冷剤８０と常に接
触している。そして、蓄冷初期において、蓄冷剤８０の
温度がガス水和物８５の融点より高い間は、生成したガ
ス水和物８５は蓄冷剤８０中に溶解して、蓄冷剤８０の
温度を低下させる。

上記のごとく、本例においては、生成したスラリー状の
氷７は粒状断熱材１よりも上方に浮上するので２粒状断
熱材によって蓄冷剤８０と隔離される。また１粒状断熱
材は断熱体である。

それ故、浮上した氷７が蓄冷剤によって溶解されること
がない。また、上記のごとく生成したガス水和物８５も
、特に蓄冷初期においては、蓄冷剤８０を冷却する方向
に作用する。したがって本例によれば、効率良く、氷を
生成、貯留することができる。

また、蓄冷剤８０の上方には粒状断熱材１があるため、
冷媒ガスの吹き込みに伴って、蓄冷剤中の水分が蓄冷槽
上方に飛散するということもない。

また、本例においては１粒状断熱材ｌとしてポリアミド
樹脂の中空粒子（前記第２図）を用いた。

該粒子は、直径約２．５ｍ＋ｎ、表皮厚みは約０．６ｍ
ｍで、その比重は１．０であった。また、蓄冷剤上に浮
遊させた粒状断熱材ｌの層は約７＋ｎｍであった。これ
により、効率的にリキッドアイスの生成蓄冷を行うこと
ができた。

第２実施例 本例の蓄冷装置は、第４図に示すごとく、冷媒吹き出し
ノズル２の上方に、波動防止板３を配設してなる。その
他は、第１実施例と同様である。

本例においては、上記波動防止板３を設けたので、ノズ
ル２から噴出する冷媒ガスによって生した液流れが一旦
該波動防止板３に当たる。そのため、冷媒ガスの噴出に
よって蓄冷剤の上面が波打ち状となることはない。

それ故、蓄冷剤の上方に浮遊させた粒状断熱材１の層が
破れることがない。

また、そのため９粒状断熱材１上の氷が蓄冷剤中に舞い
戻ってくることもない。それ故、−削氷の生成、貯留を
向−トさせることができる。

また、第１実施例と同様の効果が得られる。

第３実施例 本例の蓄冷装置は、第５図に示すごとく、前記第１実施
例において、冷媒吹き出しノズル２を蓄冷槽８の側壁下
方に設けたものである。

本例においては、冷媒ガスは蓄冷槽８の下方においてほ
ぼ水平方向に噴出する。そのため、第２実施例と同様に
、蓄冷剤の上面が波打ち状態となることがない。

それ故、本例によれば、第２実施例と同様の効果を得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は第１実り発側の蓄冷装置を示し第１図
はその全体説明図、第２図は粒状断熱材の一部切欠き斜
視図、第３図は冷媒吹き出しノズルの断面図、第４図及
び第５図は第２実施例及び第３実施例における蓄冷槽の
説明図、第６回は従来の蓄冷装置の説明図である。 粒状断熱材 冷媒吹き出しノ 水 蓄冷槽。 ガス水和物。 圧縮機 膨張弁

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 蓄冷槽内の蓄冷剤中に冷媒を吹き込んでスラリー状の氷
   を生成させる蓄冷装置であって、該蓄冷装置は上記蓄冷
   剤の上方でかつ生成した氷よりも下方に、粒状断熱材を
   浮遊させてなることを特徴とする蓄冷装置。