JPH09280704A - 氷蓄熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 蓄熱タンクからの水の取出し部分を改良する
ことにより、蓄熱タンク内の氷が循環路へ流出するのを
確実に防止する。 【解決手段】 冷媒循環回路と水循環回路とを備え、蓄
熱タンク(T) から取出し管(49)によって取出した水を蓄
熱熱交換器で冷却して過冷却状態にし、この水に氷核生
成器で生成した氷核を混入して過冷却状態を解消して氷
生成し、この氷を蓄熱タンク(T) に供給する装置に対
し、取出し管(49)の上流端部分に半球面状に形成され且
つ湾曲面に複数の開口(65a,65a, …) を有するフィルタ
(65)を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、空気調和装置等に
備えられる氷蓄熱装置に係り、特に、蓄熱タンクから液
相の蓄熱媒体を取出す取出し部の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、空気調和装置等に備えられる
氷蓄熱装置として、例えば特開平７−２４８１６８号公
報に開示されているように、蓄熱タンクと過冷却水生成
用の熱交換器と過冷却解消部とを循環配管により順次接
続し、水または水溶液である蓄熱媒体の循環を可能とす
る閉回路（循環路）を備えたものが知られている。

【０００３】そして、この種の氷蓄熱装置の製氷動作と
しては、蓄熱タンクの側面に形成された取出し口から循
環路へ取出した水（蓄熱媒体）を、熱交換器において過
冷却状態まで冷却し、過冷却解消部において過冷却状態
を解消してスラリー状の氷を生成する。そして、この氷
を、循環路の供給管を経て蓄熱タンクに供給、貯留す
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
氷蓄熱装置では、製氷動作時に、取出し口からの吸引力
の作用により蓄熱タンク内の氷が循環路に流れ出てしま
うことがある。そして、このような状況が発生すると、
この循環路に流れ出た氷が過冷却水生成用の熱交換器に
達し、該氷の周囲で水の過冷却解消動作が行われ、過冷
却解消部以外の部分で氷が生成され、製氷動作が安定し
て行われないばかりでなく、この氷が熱交換器の壁面に
付着して成長することによる該熱交換器の凍結が生じ、
製氷動作が不能になってしまう虞れもある。

【０００５】このような氷の流出を回避するため、従来
より図１９に示すようなフィルタ(a) をタンク内に装着
することが行われている。このフィルタ(a) は、多数の
小径の開口(b,b, …) を有する三角形状の一対のサイド
板(c,c) と、このサイド板(c,c) の一辺間に架設され、
同じく多数の小径の開口(b,b, …) を有するセンタ板
(d) とを備え、これら各板(c,d) の縁部にタンク内壁に
取付けられる取付けフランジ(e) が形成されている。そ
して、図２０に示すように、このフィルタ(a) を蓄熱タ
ンク(t) に対する取出し管(f) の接続位置に対向した位
置に配設し、この取出し管(f) からタンク(t) 外へ導出
される水がフィルタ(a) を通過するようにして、氷がタ
ンク(t) から導出することを阻止するようにしている。

【０００６】しかしながら、このような構成では、フィ
ルタ(a) のセンタ板(d) の各開口(b,b, …) を流通する
水の流速分布は不均一であって、図２０に矢印で示す流
速分布のように、その中央部分では流速が高く、両側部
分では低くなっている。つまり、この中央部分での吸引
力が局部的に大きくなっており、この部分にタンク(t)
内の氷が吸引され易い状態になっている。このため、こ
の吸引力の大きな部分にあっては、上記開口(b,b, …)
よりも小径の氷がフィルタ(a) を通過して取出し管(f)
より循環路に流れ出てしまう可能性の高いものである。
このような氷の流出を回避するために、フィルタ(a) の
開口(b,b, …) を極端に小径にすることが考えられる
が、これでは、フィルタ(a) における水の流通抵抗が著
しく大きくなってしまい、水の循環量が十分に確保でき
なくなって製氷効率が低下したり、能力の大きな循環ポ
ンプが必要となったりするため実用性に欠ける。

【０００７】本発明は、これらの点に鑑みてなされたも
のであって、その目的は、蓄熱タンクからの水の取出し
部分を改良することにより、水の流通抵抗が大きくなる
構成を採用することなしに蓄熱タンク内の氷が循環路へ
流出するのを防止することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、取出し管のタンク内開口部分を断面円
弧状の整流部材によって覆い、この整流部材に蓄熱媒体
取出し用の開口を設けるようにし、各開口での流速分布
を均等にした。

【０００９】具体的に請求項１記載の発明は、液相の蓄
熱媒体(W) と該蓄熱媒体(W) から生成された氷(I) とを
貯留可能な蓄熱タンク(T) と、一端が蓄熱タンク(T) の
内部に開口し、該蓄熱タンク(T) 内の蓄熱媒体(W) を取
出す取出し管(49)と、該取出し管(49)によって取出され
た蓄熱媒体(W) を過冷却状態まで冷却する過冷却熱交換
器(42)と、上記蓄熱媒体(W) の過冷却状態を解消して相
変化させ、氷(I) を生成して蓄熱タンク(T) に供給する
過冷却解消手段(43)とを備えた氷蓄熱装置を前提として
いる。そして、上記蓄熱タンク(T) の内部に、取出し管
(49)の開口部分を覆う断面円弧状の湾曲面を有し該湾曲
面に複数の取出し開口(65a,65a, …) を備えることで各
開口(65a,65a, …) における蓄熱媒体(W) の通過流速を
均等にするようにした整流部材(65)を設けた構成として
いる。

【００１０】この構成により、製氷時の動作としては、
蓄熱タンク(T) から取出し管(49)によって取出された蓄
熱媒体(W) が過冷却熱交換器(42)によって過冷却状態ま
で冷却され、この蓄熱媒体(W) の過冷却状態が過冷却解
消手段(43)において解消されて蓄熱媒体(W) が相変化し
て氷(I) が生成される。そして、この氷(I) は蓄熱タン
ク(T) に供給されることになる。このような製氷動作の
際、取出し管(49)から取出される蓄熱媒体(W) は、整流
部材(65)の湾曲面の各取出し開口(65a,65a, …) を通過
することになる。そして、この湾曲面は断面円弧状に形
成されているために、各開口(65a,65a, …) における吸
引力が略等しくなっており、蓄熱媒体(W) の通過流速が
均等になる。このため、局部的に吸引力が高くなって、
その部分から氷(I) が流出してしまうといったことが抑
制される。

【００１１】請求項２記載の発明は、上記請求項１記載
の氷蓄熱装置において、整流部材(65)の湾曲面の断面形
状を、取出し管(49)の中心軸線(L) 上の一点(O) を中心
とする円弧状とした構成としている。

【００１２】この構成により、各開口(65a,65a, …) に
おける吸引力を等しくすることが確実に行え、蓄熱タン
ク(T) からの氷(I) の流出がより確実に抑制できる。

【００１３】請求項３記載の発明は、上記請求項１記載
の氷蓄熱装置において、整流部材(65)を、板材を略半球
面状に形成し、その湾曲面に複数の取出し開口(65a,65
a, …) を形成して成した構成としている。

【００１４】また、請求項５記載の発明は、上記請求項
１記載の氷蓄熱装置において、整流部材(65)を、板材を
略半円筒状に形成し、その湾曲面部分に複数の取出し開
口(65a,65a, …) を形成して成した構成としている。こ
れら構成により、整流部材(65)の形状を具体的に得るこ
とができる。

【００１５】請求項４記載の発明は、上記請求項１記載
の氷蓄熱装置において、整流部材(65)を、板材を略１／
８球面状に形成し、その湾曲面に複数の取出し開口(65
a,65a, …) を形成して成すと共に、その縁部の各辺(65
b,65b,65b) を蓄熱タンク(T)の内面に当接した状態で該
蓄熱タンク(T) の隅角部分に取付けた構成としている。

【００１６】この構成により、整流部材(65)の各辺(65
b,65b,65b) を蓄熱タンク(T) の内面に直接的に取付け
ることができ、この整流部材(65)の支持構造の簡略化を
図ることができる。

【００１７】請求項６記載の発明は、上記請求項１記載
の氷蓄熱装置において、取出し管(49)を、一端が蓄熱タ
ンク(T) の壁面を貫通し、その開口部分が湾曲面を有す
るガイド板部(66)により整流部材(65)に連続させた構成
としている。

【００１８】この構成により、整流部材(65)の取出し開
口(65a,65a, …) を通過した蓄熱媒体(W) は、ガイド板
部(66)の湾曲面に沿って流れて取出し管(49)より取出さ
れる。これにより、蓄熱媒体(W) の円滑な流出が可能に
なる。

【００１９】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態を図面に
基いて説明する。図１は本形態に係る氷蓄熱式空気調和
装置に備えられた冷媒循環回路(A) の全体構成を示して
いる。また、図２は蓄熱循環回路としての水循環回路
(B) の詳細図である。図１に示すように、本空気調和装
置は、室外ユニット(X) と複数の室内ユニット(Y,Y,Y)
とが上記冷媒循環回路(A) の一部を構成する液側及びガ
ス側の連絡管(RL,RG) により接続された所謂室内マルチ
タイプに構成されている。以下、冷媒循環回路(A) 及び
水循環回路(B) について説明する。

【００２０】−冷媒循環回路の説明− 先ず、冷媒循環回路(A) の主要回路構成について説明す
る。この冷媒循環回路(A) は、室外ユニット(X) に備え
られた圧縮機構(1) 、四路切換弁(2) 、室外ファン(F)
が近接配置された熱源側熱交換器としての室外熱交換器
(3) 、レシーバ(4) 及び第１室外電動膨張弁(5) と、室
内ユニット(Y) に備えられた複数の室内電動膨張弁(6,
6,6) 及び利用側熱交換器としての室内熱交換器(7,7,7)
とが冷媒配管(8) によって順に接続されて成るメイン
冷媒回路(A-1)を備えている。

【００２１】各機器の冷媒配管(8) による接続状態につ
いて詳しく説明すると、上記室外熱交換器(3) における
ガス側である一端にはガス側配管(10)が、液側である他
端には液側配管(11)が夫々接続されている。ガス側配管
(10)は、四路切換弁(2) によって圧縮機構(1) の吐出側
と吸込側とに切換可能に接続されている。つまり、この
ガス側配管(10)は、圧縮機構(1) の吐出側と四路切換弁
(2) とを接続する第１吐出ガスライン(10a) 、四路切換
弁(2) と室外熱交換器(3) とを接続する第２吐出ガスラ
イン(10b) 、四路切換弁(2) と圧縮機構(1) の吸入側と
を接続する吸入ガスライン(10c) を備えている。また、
この吸入ガスライン(10c) にはアキュムレータ(12)が設
けられている。

【００２２】一方、液側配管(11)は、室外熱交換器(3)
とレシーバ(4) とを接続する第１液ライン(11a) 、レシ
ーバ(4) と第１室外電動膨張弁(5) とを接続する第２液
ライン(11b) 、室外電動膨張弁(5) と液側連絡管(RL)と
を接続する第３液ライン(11c) を備えている。また、第
１液ライン(11a) には、室外熱交換器(3) からレシーバ
(4) へ向かう冷媒の流通のみを許容する逆止弁(CV1)
が、第３液ライン(11c)には、室外電動膨張弁(5) から
液側連絡管(RL)へ向かう冷媒の流通のみを許容する２個
の逆止弁(CV2,CV3) が夫々設けられている。

【００２３】また、第１液ライン(11a) における逆止弁
(CV1) とレシーバ(4) との間と、第３液ライン(11c) に
おける逆止弁(CV3) の下流側とは第４液ライン(11d) に
より接続されている。この第４液ライン(11d) には、第
３液ライン(11c) から第１液ライン(11a) へ向かう冷媒
の流通のみを許容する逆止弁(CV4) が設けられている。

【００２４】また、上記液側連絡管(RL)は、複数の室内
液配管(7a,7a,7a)を介して各室内熱交換器(7,7,7) の液
側に接続されている。この各室内液配管(7a,7a,7a)には
上記室内電動膨張弁(6,6,6) が設けられている。

【００２５】一方、上記ガス側連絡管(RG)は、複数の室
内ガス配管(7b,7b,7b)を介して各室内熱交換器(7,7,7)
のガス側に接続されている。また、このガス側連絡管(R
G)は、ガス配管(15)を介して四路切換弁(2) に接続され
ており、この四路切換弁(2)によって圧縮機構(1) の吐
出側及び吸込側に対する接続状態が切換え可能となって
いる。

【００２６】上記圧縮機構(1) は、インバータ制御され
て多数段階に容量制御される可変容量型の上流側圧縮機
（COMP-1）と、フルロード、アンロード及び停止の３段
階に切換え制御されるアンローダ機構付きの下流側圧縮
機（COMP-2）とが並列に接続された所謂ツイン型に構成
されている。

【００２７】そして、本冷媒循環回路(A) には、圧縮機
構(1) に潤滑油を戻す油戻し機構（20）が設けられてい
る。この油戻し機構（20）は、油分離器（21,22)と油戻
し管（23,24)とを備えている。上記油分離器（21,22)
は、第１吐出ガスライン(10a)の一部である上流側圧縮
機（COMP-1）と下流側圧縮機（COMP-2）との各吐出管(1
0a-1,10a-2) の夫々に配設されている。また、上記油戻
し管（23,24)は、キャピラリチューブ（CP）を備え、油
分離器（21,22)の下端部と上記吸入ガスライン(10c) の
一部である上流側圧縮機（COMP-1）の吸込管(10c-1) と
に接続され、油分離器（21,22)に溜った潤滑油を上流側
圧縮機（COMP-1）に戻すように構成されている。また、
各吐出管(10a-1,10a-2) における油分離器(21,22) の下
流側には各圧縮機(COMP-1,COMP-2) から四路切換弁(2)
に向かう冷媒の流通のみを許容する逆止弁(CV5,CV6) が
夫々設けられている。

【００２８】また、上記吸入ガスライン(10c) の一部で
ある下流側圧縮機（COMP-2）の吸込管(10c-2) は、上流
側圧縮機（COMP-1）の吸込管(10c-1) より圧力損失が大
きく設定され、両圧縮機（COMP-1，COMP-2）の間にキャ
ピラリチューブ(CP)を備えた均油管（25）が接続されて
いる。この結果、高圧側となる上流側圧縮機（COMP-1）
に回収された潤滑油が、低圧側となる下流側圧縮機（CO
MP-2）に供給されて、各圧縮機（COMP-1,COMP-2)に均等
に潤滑油が回収されるようになっている。

【００２９】また、上記室外熱交換器(3) に隣接して補
助熱交換器(30)が設けられており、この補助熱交換器(3
0)のガス側は、補助ガスライン(31)によって第１吐出ガ
スライン(10a) における逆止弁(CV5,CV6) の下流側に接
続されている。一方、補助熱交換器(30)の液側は、補助
液ライン(32)によって第１液ライン(11a) における逆止
弁(CV1) の下流側に接続されている。また、この補助液
ライン(32)にはキャピラリチューブ(CP)及び第１電磁弁
(SV1) が設けられている。

【００３０】更に、第３液ライン(11c) における逆止弁
(CV2) の上流側と第１液ライン(11a) における逆止弁(C
V1) の上流側との間は暖房液ライン(33)により接続され
ている。この暖房液ライン(33)には第３液ライン(11c)
から室外熱交換器(3) へ向う冷媒の流通のみを許容する
逆止弁(CV7) が設けられている。

【００３１】また、第２液ライン(11b) と、第３液ライ
ン(11c) における逆止弁(CV2) の下流側とはバイパスラ
イン(34)により接続されている。このバイパスライン(3
4)には第２電磁弁(SV2) 及び第２液ライン(11b) から第
３液ライン(11c) へ向う冷媒の流通のみを許容する逆止
弁(CV8) が設けられている。以上が冷媒循環回路(A)の
主要な回路構成である。

【００３２】−水循環回路の説明− 次に、水循環回路(B) の構成について説明する。この水
循環回路(B) は、図２に示すように、蓄熱タンク(T) 、
循環手段としてのポンプ(P) 、二重管構造の熱交換器で
成る予熱器(40)、混合器(41)、縦型のシェルアンドチュ
ーブ式の熱交換器で成る過冷却熱交換器としての蓄熱熱
交換器(42)及び過冷却解消器(43)が水配管(45)によって
水の循環（図２の矢印参照）が可能に順に接続されてい
る。また、蓄熱熱交換器(42)と過冷却解消器(43)とを接
続する水配管(45a) には、氷核生成器(46)及び氷進展防
止器(47)が備えられている。そして、予熱器(40)及び蓄
熱熱交換器(42)では冷媒循環回路(A) を流れる冷媒と水
との間で熱交換を行うようになっている。

【００３３】以下、この予熱器(40)及び蓄熱熱交換器(4
2)に対し、水との間で熱交換を行う冷媒を供給するため
の冷媒循環回路(A) の構成について説明する。

【００３４】図１に示すように、予熱器(40)は、上記第
３液ライン(11c) の途中に設けられており、この二重管
でなる予熱器(40)の中央側空間を水が外側空間を第３液
ライン(11c) 内の冷媒が流れることで、この両者間で熱
交換を行うようになっている（図２参照）。また、第３
液ライン(11c) における予熱器(40)とバイパスガスライ
ン(34)の接続位置との間と、アキュムレータ(12)の上流
側とは解凍バイパスライン(50)により接続されている。
この解凍バイパスライン(50)には第３電磁弁(SV3) が設
けられている。

【００３５】また、蓄熱熱交換器(42)には上部接続管(5
1)及び下部接続管(52)が接続されている。上部接続管(5
1)は、一端が蓄熱熱交換器(42)の側面上端部に、他端が
吸入ガスライン(10c) における上記解凍バイパスライン
(50)の接続位置の上流側に夫々接続されている。一方、
下部接続管(52)は、一端が蓄熱熱交換器(42)の側面下端
部に、他端が第３液ライン(11c) における上記予熱器(4
0)と逆止弁(CV3) との間に夫々接続されている。また、
上部接続管(51)には第４電磁弁(SV4) が、下部接続管(5
2)には膨張機構としての第２室外電動膨張弁(52a) が夫
々設けられている。そして、この蓄熱熱交換器(42)の内
部には下部接続管(52)から上部接続管(51)に亘って冷却
用熱交換器(42a) を構成する冷媒の流通空間が形成され
ている。そして、この蓄熱熱交換器(42)は上部接続管(5
1)及び下部接続管(52)により導入、導出される冷媒と水
との間で熱交換を行うよう構成されている。

【００３６】また、上記レシーバ(4) の上端部と、下部
接続管(52)における第２室外電動膨張弁(52a) と蓄熱熱
交換器(42)との間は蓄熱利用バイパス管(53)により接続
されている。そして、この蓄熱利用バイパス管(53)には
キャピラリチューブ(CP)及び第５電磁弁(SV5) が設けら
れている。

【００３７】更に、第１吐出ガスライン(10a) における
補助ガスライン(31)の接続位置と逆止弁(CV5,CV6) との
間と、下部接続管(52)における蓄熱利用バイパス管(53)
の接続位置と第２室外電動膨張弁(52a) との間はホット
ガス供給管(54)により接続されている。このホットガス
供給管(54)には第６電磁弁(SV6) が設けられている。

【００３８】また、このホットガス供給管(54)における
第６電磁弁(SV6) の下流側と蓄熱熱交換器(42)の側面上
部との間は蓄熱利用供給管(55)により接続されている。
この蓄熱利用供給管(55)には第７電磁弁(SV7) が設けら
れている。

【００３９】このようにして予熱器(40)及び蓄熱熱交換
器(42)に冷媒配管が接続されていることにより、各冷媒
配管より各機器(40,42) に冷媒が供給されると、該冷媒
と水との間で熱交換が行われて該水を冷却或いは加熱す
るようになっている。具体的には、例えば、蓄熱熱交換
器(42)において製氷用の過冷却水を生成するよう水を冷
却したり、水配管(45)を氷が循環する際には該氷を融解
するよう予熱器(40)により水を加熱する。

【００４０】次に、上記氷核生成器(46)及び氷進展防止
器(47)について説明する。氷核生成器(46)は、水配管(4
5a) を流れる水の一部を冷媒循環回路(A) を流れる冷媒
により冷却氷化し、それを氷核として過冷却解消器(43)
に供給するものである。そして、この氷核生成器(46)に
は氷核生成冷媒導入管(58)及び氷核生成冷媒導出管(59)
が接続されている。氷核生成冷媒導入管(58)は、一端が
下部接続管(52)におけるホットガス供給管(54)の接続位
置と第２室外電動膨張弁(52a) との間に、他端が氷核生
成器(46)に夫々接続されている。また、この氷核生成冷
媒導入管(58)はキャピラリチューブ(CP)を備えている。
氷核生成冷媒導出管(59)は、一端が上記下流側圧縮機(C
OMP-2)の吸入管(10c-2) に、他端が氷核生成器(46)に夫
々接続されている。これにより、氷核生成冷媒導入管(5
8)から氷核生成器(46)に導入された冷媒と水配管(45a)
を流れる冷媒との間で熱交換を行って該水を冷却し、こ
の水の一部を氷塊として水配管(45a) の内壁面に付着生
成し、水配管(45a) 内の水圧により氷塊の一部を剥離さ
せ、これを氷核として過冷却解消部(43)に向って流す構
成となっている。

【００４１】また、氷進展防止器(47)は、上記氷核生成
器(46)よりも水の流通方向上流側に配設されており、氷
核生成器(46)から水配管(45a) の管壁に沿った氷の進展
を防止するものである。そして、この氷進展防止器(47)
には進展防止冷媒導入管(60)及び進展防止冷媒導出管(6
1)が接続されている。進展防止冷媒導入管(60)は、一端
が補助ガスライン(31)に、他端が氷進展防止器(47)に夫
々接続されている。進展防止冷媒導出管(61)は、一端が
上記補助液ライン(32)におけるキャピラリチューブ(CP)
と第１電磁弁(SV1) との間に、他端が氷進展防止器(47)
に夫々接続されている。また、この進展防止冷媒導出管
(61)はキャピラリチューブ(CP)を備えている。これによ
り、進展防止冷媒導入管(60)から導入された冷媒により
水配管(45a) の管壁を加熱することにより氷核生成器(4
6)からの氷の進展を阻止するようになっている。

【００４２】また、上記混合器(41)及び過冷却解消器(4
3)は、共に中空円筒状の容器で成り、水配管(45)により
内周面接線方向から水が導入され容器内に導入された水
が旋回流となる構成とされている。これにより、混合器
(41)では、後述するように蓄熱タンク(T) から流出され
た氷と予熱器(40)で加熱された水とを混合撹拌すること
で、この氷の融解を促進させ、一方、過冷却解消器(43)
では、上記氷核生成器(46)で生成された氷核と蓄熱熱交
換器(42)で生成された過冷却水とを混合撹拌して過冷却
の解消を促進するようになっている。

【００４３】また、図２における(62)は、予熱器(40)に
導入する水に含まれる氷や不純物を除去するためのフィ
ルタである。

【００４４】そして、上述した四路切換弁(2) 、各電磁
弁(SV1〜SV7)及び各電動膨張弁(5,6,52a) はコントロー
ラ(70)によって開閉状態が制御されるようになってい
る。

【００４５】−センサ類の構成− 上記冷媒循環回路(A) 及び水循環回路(B) には、各種の
センサが設けられている。この各センサについて説明す
ると、先ず、冷媒循環回路(A) には、室外空気温度を検
出する外気温センサ(Th-1)が室外熱交換器(3) の近傍
に、室外熱交換器(3) の液冷媒温度を検出する室外液温
センサ(Th-2)が分流管側に、圧縮機構(1)の吐出ガス冷
媒温度を検出する吐出ガス温センサ(Th-31,Th-32) が各
圧縮機（COMP-1，COMP-2）の吐出管（10a-1,10a-2)に、
圧縮機構(1) の吸入ガス冷媒温度検出する吸入ガス温セ
ンサ(Th-4)が圧縮機構(1) の吸入ガスライン(10c) にそ
れぞれ設けられている。更に、圧縮機構(1) の吐出冷媒
圧力を検出する高圧圧力センサ（SEN-H)が第１吐出ガス
ライン(10a) に、圧縮機構(1）の吸込冷媒圧力を検出す
る低圧圧力センサ（SEN-L)が吸入ガスライン(10c) に繋
がる上記上部接続管(51)にそれぞれ設けられると共に、
各圧縮機（COMP-1，COMP-2）の吐出冷媒圧力が所定高圧
になると作動する高圧保護開閉器（HPS,HPS)が各圧縮機
（COMP-1，COMP-2）の吐出管(10a-1,10a-2) に設けられ
ている。

【００４６】一方、水循環回路(B) には、予熱器(40)下
端部の水入口部分に入口水温センサ(Th-W1) が、混合器
(41)の下端部の水出口部分近傍に出口水温センサ(Th-W
2) が、蓄熱熱交換器(42)上端部の水出口側に過冷却水
温センサ(Th-W3) が、過冷却解消器(43)に氷生成検知セ
ンサ(Th-W4) がそれぞれ設けられており、各部での水温
を検知するようになっている。更に、予熱器(40)の下端
に繋がる水入口管(45b)には該水入口管(45b) 内の水の
流速を検知し、該流速が所定値以下になるとＯＮ作動す
るフロースイッチ(SW-F)が設けられている。

【００４７】次に、蓄熱タンク(T) 内の構成について説
明する。図３及び図４（図３は蓄熱タンク(T) の内部構
造を示す平面図、図４はその側面図である）に示すよう
に、蓄熱タンク(T) の側面下部には供給管(48)及び取出
し管(49)が挿通されている。先ず、供給管(48)について
説明する。図４の如く、供給管(48)は、蓄熱タンク(T)
の側面下部を貫通していると共に、該蓄熱タンク(T) の
内部において下側に位置する第１供給管(48a) と上側に
位置する第２供給管(48b) との２系統に分岐されてい
る。第１供給管(48a) は、蓄熱タンク(T) の底面近傍を
水平方向に延長された後、上方に折り曲げられて開口さ
れている。即ち、この第１供給管(48a) の下流端は蓄熱
タンク(T) の底面近傍位置において上向きに開口してい
る。また、この第１供給管(48a) の下流端の開口部の位
置は、蓄熱タンク(T) の平面視においてタンク中央部に
設定されている（図３参照）。

【００４８】一方、第２供給管(48b) は、上流端が第１
供給管(48a) の側部に接続し、この接続部から鉛直上方
に延長されて蓄熱タンク(T) 内の水面よりも上方に延び
ている。そして、この第２供給管(48b) の下流端部分は
タンク中央側に向って僅かに傾斜している。

【００４９】次に、本形態の特徴とする構成としての取
出し管(49)の上流端部分について説明する。図３及び図
５に示すように、この取出し管(49)は、蓄熱タンク(T)
の側面下部を貫通し、その一端部が蓄熱タンク(T) の内
部に位置している。そして、この一端部は略半球面状の
フィルタ(65)が一体的に設けられている。このフィルタ
(65)は、取出し管(49)の中心軸線(L) 上の一点(O) を中
心とした円弧状であって、その径寸法は取出し管(49)よ
りも大きく設定されている。尚、このフィルタ(65)の円
弧中心点(O) は、取出し管(49)の直管部分の略下流端位
置に対応して設定されている。そして、このフィルタ(6
5)にはその湾曲面部分の全面に亘って多数の小径の開口
(65a,65a, …) が均等（例えば千鳥配置状態）に配設さ
れている。そして、このフィルタ(65)の外周縁は、取出
し管(49)に対して滑らかに連続するように接続されてい
る。つまり、このフィルタ(65)の外周縁と取出し管(49)
の端部とは、該フィルタ(65)の外周縁から内周側に延び
た後、取出し管(49)の延長方向に沿うように湾曲されて
該取出し管(49)に連続するガイド板部(66)によって連結
されている。このようにして取出し管(49)の下流端部分
が構成されている。従って、取出し管(49)から水(W) を
取出す際には、蓄熱タンク(T) 内の水(W) が各開口(65
a,65a, …) からフィルタ(65)内部に導入された後、ガ
イド板部(66)により取出し管(49)へ案内されるようにな
っている。

【００５０】−制御の構成− そして、本空気調和装置は、各センサ（Th-1〜SEN-L,Th
-W1 〜Th-W4)、開閉器（HPS)、スイッチ(SW-F)の検出信
号がコントローラ(70)に入力され、これら検出信号に基
づいて各電磁弁(SV1〜SV7)の開閉切換え、各電動膨張弁
(5,6,52a) の開度調整及び圧縮機構(1) の容量等を制御
している。

【００５１】−運転動作− 次に、上述の如く構成された空気調和装置の運転動作に
ついて説明する。本空気調和装置の運転モードとして
は、通常冷房運転、通常暖房運転、氷核生成運転、冷蓄
熱運転、解凍運転、冷蓄熱／冷房同時運転、冷蓄熱利用
冷房運転、温蓄熱運転、温蓄熱／暖房同時運転及び温蓄
熱利用暖房運転がある。

【００５２】以下、各運転モードにおける冷媒循環動作
について説明する。 −通常冷房運転− この運転モードでは、コントローラ(70)により、四路切
換弁(2) が図中実線側に切換えられ、室内電動膨張弁
(6) が所定開度に調整（過熱度制御）され、それ以外の
電動膨張弁が閉鎖される。一方、第２電磁弁(SV2) が開
放され、それ以外の電磁弁が閉鎖される。

【００５３】この状態で圧縮機構(1) が駆動すると、該
圧縮機構(1) から吐出された冷媒は図６に矢印で示すよ
うに、四路切換弁(2) を経て室外熱交換器(3) に導入さ
れ、該室外熱交換器(3) において外気との間で熱交換を
行って凝縮する。その後、この冷媒は液側配管(11)及び
バイパスライン(34)を経て室内ユニット(Y,Y,Y) に導入
され、室内電動膨張弁(6,6,6) で減圧された後、室内熱
交換器(7,7,7) において室内空気との間で熱交換を行い
蒸発して室内空気を冷却する。そして、このガス冷媒は
ガス配管(15)、四路切換弁(2) 及び吸入ガスライン(10
c) を経て圧縮機構(1) の吸入側に戻される。このよう
な冷媒の循環動作を行うことにより室内の冷房が行われ
る。

【００５４】−通常暖房運転− この運転モードでは、コントローラ(70)により、四路切
換弁(2) が破線側に切換えられ、第１室外電動膨張弁
(5) が所定開度に調整される一方、室内電動膨張弁(6)
が全開状態にされる。また、第２室外電動膨張弁(52a)
及び各電磁弁は共に閉鎖される。

【００５５】この状態で圧縮機構(1) が駆動すると、該
圧縮機構(1) から吐出された冷媒は図７に矢印で示すよ
うに、四路切換弁(2) 及びガス配管(15)を経て室内ユニ
ット(Y,Y,Y) に導入され、室内熱交換器(7,7,7) におい
て室内空気との間で熱交換を行って凝縮して室内空気を
加温する。その後、この冷媒は、第３液ライン(11c)及
び第４液ライン(11d) を経てレシーバ(4) に達し、該レ
シーバ(4) から第２液ライン(11b) を流れて第１室外電
動膨張弁(5) で減圧された後、暖房液ライン(33)から室
外熱交換器(3) に導入され、該室外熱交換器(3) におい
て外気との間で熱交換を行って蒸発する。その後、四路
切換弁(2) 、吸入ガスライン(10c) を経て圧縮機構(1)
の吸入側に戻される。このような冷媒の循環動作を行う
ことにより室内の暖房が行われる。

【００５６】−氷核生成運転− この運転モードは、後述する冷蓄熱運転において過冷却
水の過冷却状態を解消するための氷核を生成するもので
ある。また、この運転モードでは氷核生成動作の開始前
に水循環回路(B) 内の水を所定温度（例えば２℃）まで
冷却する水冷却動作が行われる。この水冷却動作の水及
び冷媒の循環動作について説明すると、第２室外電動膨
張弁(52a) を所定開度に調整し、且つ第１及び第２電磁
弁(SV1,SV2) を開放する。それ以外の電動膨張弁及び電
磁弁は閉塞する。また、四路切換弁(2) は実線側に切換
えられる。この状態で、ポンプ(P) を駆動して水循環回
路(B) において水を循環させ、圧縮機構(1) を駆動す
る。そして、この圧縮機構(1) から吐出された冷媒は、
室外熱交換器(3) で凝縮した後、液側配管(11)及び下部
接続管(52)を経て第２室外電動膨張弁(52a) で減圧した
後、蓄熱熱交換器(42)に導入し、ここで水との間で熱交
換を行い、該水を冷却して蒸発する。その後、この冷媒
は、上部接続管(51)及び吸入ガスライン(10c) によって
圧縮機構(1) の吸入側に戻される。このような水冷却動
作が所定時間行われて水循環回路(B) の水温が所定温度
に達すると、以下の氷核生成動作に移る。

【００５７】この氷核生成動作では、コントローラ(70)
により、四路切換弁(2) が実線側とされ、第２室外電動
膨張弁(52a) が所定開度に調整される一方、他の電動膨
張弁は閉鎖される。また、第１及び第２電磁弁(SV1,SV
2) が開放される一方、他の電磁弁は閉鎖される。

【００５８】この状態で、水循環回路(B) にあっては、
ポンプ(P) が駆動して該水循環回路(B) において上述し
た水冷却動作によって冷却された水が循環する。一方、
冷媒循環回路(A) にあっては、圧縮機構(1) の上流側圧
縮機(COMP-1)のみが駆動する。そして、この圧縮機(COM
P-1)から吐出された冷媒は、図８に矢印で示すように、
その一部が、四路切換弁(2) を経て室外熱交換器(3) に
導入され、該室外熱交換器(3) において外気との間で熱
交換を行って凝縮する。その後、この冷媒は、液側配管
(11)及びバイパスライン(34)、下部接続管(52)、第２室
外電動膨張弁(52a) 、氷核生成冷媒導入管(58)を経て氷
核生成器(46)に導入される。また、圧縮機(COMP-1)から
吐出された冷媒の他の一部は補助ガスライン(31)を経て
補助熱交換器(30)に導入され、該補助室外熱交換器(30)
においても外気との間で熱交換を行って凝縮する。その
後、この冷媒は、液側配管(11)に合流する。そして、こ
の室外熱交換器(3) 及び補助室外熱交換器(30)で凝縮し
た冷媒は、第２室外電動膨張弁(52a) により減圧され、
氷核生成器(46)内部において水配管(45a) を流れている
水を冷却して氷核を生成した後、氷核生成冷媒導出管(5
9)及び吸込管(10c-1) を経て上流側圧縮機(COMP-1)の吸
入側に戻される。

【００５９】一方、上記補助ガスライン(31)を流れる冷
媒の一部は、進展防止冷媒導入管(60)より氷進展防止器
(47)に供給され、水配管(45a) の管壁を加熱することに
より、氷核生成器(46)から管壁に沿って氷が進展するこ
とを防止する。そして、この冷媒は、進展防止冷媒導出
管(61)より補助液ライン(32)に合流される。このため、
仮に氷が壁面に沿って上流側（蓄熱熱交換器(42)側）に
成長する所謂氷の進展が発生する状況であっても、この
進展する氷は進展防止器(47)にまで達した部分では迅速
に融解されることになるので、この進展が蓄熱熱交換器
(42)にまで達することはない。このような氷核生成運転
が所定時間（例えば５分間）継続して行われた後、後述
する冷蓄熱運転に移る。

【００６０】−冷蓄熱運転− この運転モードは、上述した氷核生成運転によって生成
された氷核に対して過冷却水を接触させることにより、
この氷核の周囲で過冷却状態を解消して蓄熱用の氷を生
成するためのものである。

【００６１】この運転モードでは、コントローラ(70)に
より、四路切換弁(2) が実線側とされ、第２室外電動膨
張弁(52a) が所定開度に調整される一方、他の電動膨張
弁は閉鎖される。また、第１、第２、第４電磁弁(SV1,S
V2,SV4) が開放される一方、他の電磁弁は閉鎖される。

【００６２】この状態で、水循環回路(B) にあっては、
ポンプ(P) が駆動して該水循環回路(B) において水が循
環する。一方、冷媒循環回路(A) にあっては、圧縮機構
(1)が駆動し、この圧縮機構(1) から吐出された冷媒
は、図９に矢印で示すように、その一部が、四路切換弁
(2) を経て室外熱交換器(3) に導入され、該室外熱交換
器(3) において外気との間で熱交換を行って凝縮する。
その後、この冷媒は、液側配管(11)及びバイパスライン
(34)、下部接続管(52)を経て蓄熱熱交換器(42)に導入さ
れる。また、圧縮機構(1) から吐出された冷媒の他の一
部は補助ガスライン(31)を経て補助熱交換器(30)に導入
され、該補助室外熱交換器(30)において外気との間で熱
交換を行って凝縮する。その後、この冷媒は補助液ライ
ン(32)を経て液側配管(11)に合流する。各熱交換器(3,3
0)で凝縮した冷媒は第２室外電動膨張弁(52a) により減
圧される。そして、この蓄熱熱交換器(42)に導入された
冷媒は、該蓄熱熱交換器(42)内部を流れている水との間
で熱交換を行って蒸発し、この水を過冷却状態（例えば
−２℃）まで冷却する。その後、上部接続管(51)及び吸
入ガスライン(10c) を経て圧縮機構(1) の吸入側に戻さ
れる。

【００６３】また、本運転にあっても、同時に上述した
氷核生成動作が行われている。つまり、下部接続管(52)
を流れる冷媒の一部が氷核生成冷媒導入管(58)を経て氷
核生成器(46)に導入されている。これにより、連続した
製氷が行えることになる。そして、この氷核生成器(46)
において水を冷却して氷核を生成した冷媒は、上述した
氷核生成運転と同様に氷核生成冷媒導出管(59)及び吸入
ガスライン(10c) を経て圧縮機構(1) の吸入側に戻され
る。

【００６４】また、これと同時に、補助ガスライン(31)
を流れる冷媒の一部は氷進展防止器(47)に供給され、上
記と同様に氷の進展を防止している。これによって、こ
の氷の進展が蓄熱熱交換器(42)にまで達して、その内部
で過冷却水の過冷却状態が解消されて該蓄熱熱交換器(4
2)が凍結してしまうことが回避される。

【００６５】このような水及び冷媒の循環動作を行うこ
とにより蓄熱熱交換器(42)で生成された過冷却水には、
氷核生成器(46)近傍において、該氷核生成器(46)からの
氷核が混入され、この状態で過冷却解消器(43)に導入さ
れる。そして、この過冷却解消器(43)において、過冷却
水は、その旋回流に伴って氷核の周囲で過冷却状態が解
消し、これによって蓄熱用のスラリー状の氷が生成され
る。この氷は、供給管(48)を経て蓄熱タンク(T) に回収
され、該蓄熱タンク(T) 内で貯留されることになる。

【００６６】そして、供給管(48)による蓄熱タンク(T)
への氷供給動作について詳しく説明すると、先ず、蓄熱
タンク(T) への氷供給動作の初期時には、上述したよう
に、第２供給管(48b) の開口部の高さ位置が高いため
に、第１供給管(48a) のみから蓄熱タンク(T) 内へ氷
(I) が供給される。このような供給状態では、第１供給
管(48a) から供給された氷(I) は、浮力を受けて蓄熱タ
ンク(T) の底部から水面に向って浮上され、このような
氷(I) の供給動作が連続して行われることにより、水面
下に貯留されていく。

【００６７】そして、このような氷の供給状態が所定時
間継続された際には、蓄熱タンク(T) 内での氷(I) の層
が厚くなって、その下面が第１供給管(48a) の開口部に
まで達することになる（図４の仮想線参照）。そして、
この状態では、該開口部が氷(I) によって閉塞され、第
１供給管(48a) からの氷(I) の供給が停止される。この
ような状況では、供給管(48)の内圧が上昇し、これによ
って氷(I) が第２供給管(48b) から蓄熱タンク(T) に供
給される状態に切換わる。この供給状態では、第２供給
管(48b) が水面上に開口していることから氷(I) は水面
上に積層されていく。

【００６８】このようにして、蓄熱タンク(T) に貯留さ
れる氷(I) は、水面上に積層されるものと水面下に貯留
されるものとが得られる。そして、水面上に積層される
氷(I) に作用する重力と、水面下に貯留される氷(I) に
作用する浮力とによって、氷(I) は、水(W) の水面周辺
において圧縮された状態で貯留されることになり、蓄熱
タンク(T) の容積に対するＩＰＦを十分に大きくするこ
とができる。

【００６９】以下、本形態の特徴とする動作としての冷
蓄熱運転時における取出し管(49)からの水(W) の取出し
状態について説明する。上述したように、取出し管(49)
の上流端部分に半球面状のフィルタ(65)が設けられてい
ることにより、このフィルタ(65)の各開口(65a,65a,
…) と取出し管(49)の開口端部分での中心軸線(L) 上の
点(O) との距離は夫々等しくなっているので、各開口(6
5a,65a, …) に作用する取出し管(49)からの吸引力も等
しくなっている。これにより、各開口(65a,65a,…) で
は水(I) の流速が夫々等しい状態でフィルタ(65)内部に
導入され、この導入された水(W) はガイド板部(66)の形
状に沿って取出し管(49)に導出されることになる。この
ため、従来のフィルタ（図２０参照）のように局部的に
吸引力が高くなるといった状況が回避され、各開口(65
a,65a, …) での吸引力はタンク(T)内の氷(I) を吸引し
ない程度の比較的小さいものに抑制されることになる。

【００７０】尚、このような冷蓄熱運転の際、過冷却解
消器(43)において過冷却解消動作が行われているか否か
の確認は、上記過冷却水温センサ(Th-W3) 及び氷生成検
知センサ(Th-W4) によって夫々検知される水温によって
行われる。つまり、良好な製氷動作が行われている場
合、過冷却水温センサ(Th-W3) では過冷却状態の水温
（例えば−２℃）が、氷生成検知センサ(Th-W4) では過
冷却が解消され氷と水とが混在した水温（例えば０℃）
が夫々検出されることになり、これら水温を各センサ(T
h-W3,Th-W4) が検知することで過冷却解消動作が行われ
ていることが確認できる。

【００７１】また、この冷蓄熱運転における圧縮機構
(1) の容量制御は、過冷却水温センサ(Th-W3) によって
検出される水温が所定温度（例えば上述した−２℃）に
維持されるように行われる。また、本運転時には、予熱
器(40)にも比較的高温の冷媒が流れるようになっている
ので、仮に蓄熱タンク(T) から水配管(45)に氷が流出
し、これが予熱器(40)に混入した場合には、該予熱器(4
0)において加熱された水と氷とが混合器(41)において撹
拌されることで氷が融解し、蓄熱熱交換器(42)に氷が混
入してしまうことを回避しながら蓄熱熱交換器(42)にお
ける過冷却水の生成動作が良好に行われ、この過冷却水
は過冷却解消器(43)に達するまでその過冷却状態が解消
されないようになっている。つまり、蓄熱熱交換器(42)
で過冷却解消してしまうことにより凍結が回避されるこ
とになる。

【００７２】−解凍運転− 次に、本発明の特徴とする運転動作である解凍運転動作
について説明する。上述したような冷蓄熱運転の際、蓄
熱熱交換器(42)において水の過冷却が解消して該蓄熱熱
交換器(42)が凍結した場合には、この冷蓄熱運転を一時
的に中断して解凍運転に切り換える。この解凍運転で
は、第２室外電動膨張弁(52a) 、第３、第４、第６の各
電磁弁(SV3,SV4,SV6) が開放され、その他の電動膨張弁
及び電磁弁は閉鎖される。この状態で、圧縮機構(1) が
駆動し、図１０に矢印で示すように、圧縮機構(1) から
の高温のガス冷媒をホットガス供給管(54)により下部接
続管(52)に供給し、この下部接続管(52)を経て一部は蓄
熱熱交換器(42)に、他は予熱器(40)に導入される。そし
て、蓄熱熱交換器(42)に導入された冷媒（ホットガス）
は、その温熱によって蓄熱熱交換器(42)内の氷を融解す
る。そして、この冷媒は上部接続管(51)及び吸入ガスラ
イン(10c) を経て圧縮機構(1) の吸入側に戻される。一
方、予熱器(40)に導入された冷媒は、解凍バイパスライ
ン(50)及び吸入ガスライン(10c) を経て圧縮機構(1) の
吸入側に戻される。

【００７３】尚、冷蓄熱運転時において蓄熱熱交換器(4
2)が凍結したことを検知する動作としては、過冷却水温
センサ(Th-W3) によって検出される水温度が−２℃から
０℃に急激に上昇した場合に、この過冷却水温センサ(T
h-W3) の上流側で過冷却解消動作が行われて氷が生成さ
れていると判断し、これによって上記の解凍運転を所定
時間（例えば５分間）行う。また、その他に、解凍運転
を開始する動作としては、上記フロースイッチ(SW-F)に
よって検出される水の流速が所定値以下になった場合、
氷が水循環回路(B) の一部を閉塞していると判断し、こ
の場合にも解凍運転を行って氷を融解する。そして、こ
の解凍運転が終了すると、再び冷蓄熱運転が開始される
ことになる。

【００７４】−冷蓄熱／冷房同時運転− この運転モードは、室内の冷房を行いながら蓄熱タンク
(T) に氷を貯留する動作であって、比較的冷房負荷が小
さい状態において行われる。

【００７５】この運転モードでは、上述した冷蓄熱運転
において、室内電動膨張弁(6,6,6)を開放することによ
って行われる。つまり、図１１に矢印で示すように、室
外熱交換器(3) 及び補助熱交換器(30)で凝縮された冷媒
の一部を室内ユニット(Y,Y,Y) に供給し、室内電動膨張
弁(6,6,6) で減圧した後、室内熱交換器(7,7,7) で蒸発
させるようにしている。そして、このガス冷媒はガス配
管(15)、四路切換弁(2) 、吸入ガスライン(10c) を経て
圧縮機構(1) の吸入側に戻されることになる。その他の
水及び冷媒の循環動作は上述した冷蓄熱運転と同様であ
る。

【００７６】−冷蓄熱利用冷房運転− この運転モードは、上述した冷蓄熱運転において蓄熱タ
ンク(T) に貯留された氷の冷熱を利用しながら室内の冷
房を行うものである。

【００７７】この運転モードでは、コントローラ(70)に
より、四路切換弁(2) が実線側に切換えられ、室内電動
膨張弁(6,6,6) が所定開度に調整され、第２室外電動膨
張弁(52a) が全開状態にされる一方、第１室外電動膨張
弁(5) が閉鎖される。また、第５，第６，第７電磁弁(S
V5,SV6,SV7) が開放され、それ以外の電磁弁が閉鎖され
る。

【００７８】この状態で、水循環回路(B) にあっては、
ポンプ(P) が駆動して該水循環回路(B) において水が循
環する。これにより、水循環回路(B) には蓄熱タンク
(T) 内の氷によって冷却された冷水が循環することにな
る。一方、冷媒循環回路(A) にあっては、圧縮機構(1)
が駆動し、この圧縮機構(1) から吐出された冷媒は、図
１２に矢印で示すように、その一部が、四路切換弁(2)
を経て室外熱交換器(3)に導入され、該室外熱交換器(3)
において外気との間で熱交換を行って凝縮する。その
後、この冷媒は、第１液ライン(11a) 、レシーバ(4) 、
蓄熱利用バイパス管(53)、下部接続管(52)及び第３液ラ
イン(11c) を経て室内ユニット(Y,Y,Y) に向って流れ
る。また、他の一部の冷媒は、四路切換弁(2) 及び室外
熱交換器(3)をバイパスしてホットガス供給管(54)及び
蓄熱利用供給管(55)を流れて蓄熱熱交換器(42)に導入さ
れ、ここで水循環回路(B) を循環する冷水との間で熱交
換を行って凝縮し、下部接続管(52)に導入される。そし
て、この下部接続管(52)に導入された冷媒は第３液ライ
ン(11c) に合流して室内ユニット(Y,Y,Y) に向って流れ
る。そして、この室内ユニット(Y,Y,Y) に達した冷媒
は、室内電動膨張弁(6,6,6) で減圧された後、室内熱交
換器(7,7,7) で蒸発し、ガス配管(15)及び吸入ガスライ
ン(10c) を経て圧縮機構(1) の吸入側に戻される。この
ようにして、蓄熱タンク(T) 内に貯留されている氷の冷
熱を利用した室内冷房運転が行われる。

【００７９】また、このような冷蓄熱利用冷房運転にお
いて、過冷却水温センサ(Th-W3) によって検出される水
温が所定温度（例えば５℃）に達した場合には、第２室
外電動膨張弁(52a) 、第５、第６及び第７電磁弁(SV5,S
V6,SV7) が閉鎖されると共に第２電磁弁(SV2) が開放さ
れて、冷蓄熱利用冷房運転を終了して、通常の冷房運転
に切換えられる。つまり、過冷却水温センサ(Th-W3) の
水温検知により、蓄熱タンク(T) 内の冷熱の殆どを利用
したと判断した後には、通常の冷房運転に切り換えられ
る。

【００８０】−温蓄熱運転− この運転モードは、暖房運転時に利用する温熱として蓄
熱タンク(T) 内に温水を貯留するためのものである。

【００８１】この運転モードでは、コントローラ(70)に
より、四路切換弁(2) が破線側に切換えられ、第１室外
電動膨張弁(5) が所定開度に調整され、第２室外電動膨
張弁(52a) 及び第７電磁弁(SV7) が開放される一方、そ
の他の電動膨張弁及び電磁弁が閉鎖される。

【００８２】この状態で、水循環回路(B) にあっては、
ポンプ(P) が駆動して該水循環回路(B) において水が循
環する。一方、冷媒循環回路(A) にあっては、圧縮機構
(1)が駆動し、この圧縮機構(1) から吐出された冷媒
は、図１３に矢印で示すように、ホットガス供給管(54)
及び蓄熱利用供給管(55)を経て蓄熱熱交換器(42)に導入
され、ここで水循環回路(B) の水との間で熱交換を行っ
て該水を加熱して凝縮する。そして、この冷媒は、下部
接続管(52)、第３液ライン(11c) 、第４液ライン(11d)
、第２液ライン(11b) 及び暖房液ライン(33)を経て、
第１室外電動膨張弁(5) で減圧された後、室外熱交換器
(3) に導入される。そして、この室外熱交換器(3) にお
いて外気との間で熱交換を行って蒸発した後、四路切換
弁(2) 及び吸入ガスライン(10c) を経て圧縮機構(1) の
吸入側に戻される。このような水及び冷媒の循環動作を
行うことにより水循環回路(B) を流れる水は蓄熱熱交換
器(42)において冷媒からの熱を受け、高温の温水となっ
て蓄熱タンク(T) 内に貯留されることになる。

【００８３】そして、このような温蓄熱運転中におい
て、入口水温センサ(Th-W1) によって検出される水温が
所定の高温（例えば３５℃）に達すると、蓄熱タンク
(T) 内に十分な温熱が貯留されたと判断して運転を終了
する。

【００８４】−温蓄熱／暖房同時運転− この運転モードは、室内の暖房を行いながら蓄熱タンク
(T) に温水を貯留する動作であって、比較的暖房負荷が
小さい状態において行われる。

【００８５】この運転モードでは、上述した温蓄熱運転
において、室内電動膨張弁(6,6,6)を開放することによ
って行われる。つまり、図１４に矢印で示すように、圧
縮機構(1) から吐出された冷媒の一部をガス配管(15)に
よって室内熱交換器(7,7,7)に導入し、この室内熱交換
器(7,7,7) において室内空気との間で熱交換を行って該
室内空気を加温して凝縮した後、第３液ライン(11c) の
冷媒に合流させている。その他の水及び冷媒の循環動作
は上述した温蓄熱運転と同様である。

【００８６】−温蓄熱利用暖房運転− この運転モードは、上述した温蓄熱運転において蓄熱タ
ンク(T) に貯留された温水の温熱を利用しながら室内の
暖房を行うものである。

【００８７】この運転モードでは、コントローラ(70)に
より、四路切換弁(2) が破線側に切換えられ、第１室外
電動膨張弁(5) が所定開度に調整される一方、室内電動
膨張弁(6,6,6) 及び第２室外電動膨張弁(52a) が全開状
態にされる。また、第４電磁弁(SV4) が開放され、それ
以外の電磁弁が閉鎖される。

【００８８】この状態で圧縮機構(1) が駆動すると、該
圧縮機構(1) から吐出された冷媒は図１５に矢印で示す
ように、四路切換弁(2) 及びガス配管(15)を経て室内ユ
ニット(Y,Y,Y) に導入され、室内熱交換器(7,7,7) にお
いて室内空気との間で熱交換を行って凝縮して室内空気
を加温する。その後、この冷媒は、第３液ライン(11c)
及び第４液ライン(11d) を経てレシーバ(4) に達し、該
レシーバ(4) から第２液ライン(11b) を経て第１室外電
動膨張弁(5) により減圧される。その後、この冷媒は一
部が第２液ライン(11b) 及び下部接続管(52)を経て蓄熱
熱交換器(42)に導入され、ここで温水との間で熱交換を
行って蒸発した後、上部接続管(51)及び吸入ガスライン
(10c) を経て圧縮機構(1) の吸入側に回収される。ま
た、第１室外電動膨張弁(5) で減圧された冷媒の他の一
部は暖房液ライン(33)を経て室外熱交換器(3) に導入さ
れ、この室外熱交換器(3) において室外空気との間で熱
交換を行って蒸発した後、四路切換弁(2) 及び吸入ガス
ライン(10c) を経て圧縮機構(1) の吸入側に戻される。
このようにして、蓄熱タンク(T) 内に貯留されている温
水の温熱を利用した室内暖房運転が行われる。

【００８９】また、この温蓄熱利用暖房運転において
も、上述した冷蓄熱利用暖房運転と同様に、入口水温セ
ンサ(Th-W1) によって検出される水温が所定温度（例え
ば２０℃）に達した場合には、第２室外電動膨張弁(52
a) 及び第４電磁弁(SV4) が閉鎖され、温蓄熱利用暖房
運転を終了して、通常の暖房運転に移行する。つまり、
入口水温センサ(Th-W1) の水温検知により、蓄熱タンク
(T) 内の温熱の殆どを利用したと判断した後には、通常
の暖房運転に切り換えられる。以上のような各運転によ
り室内の空気調和が行われる。

【００９０】上述したように、本形態に係る氷蓄熱式空
気調和装置では、取出し管(49)の上流端部分に半球面状
のフィルタ(65)を設けて、該フィルタ(65)の各開口(65
a,65a, …) での吸引力を均等にしたため、従来のよう
に氷(I) が取出し管(49)からの吸引力により蓄熱タンク
(T) から流れ出てしまうといったことが抑制される。こ
れによって、蓄熱タンク(T) から流れ出てた氷(I) が蓄
熱熱交換器(42)に達して、その内部で過冷却解消動作が
行われてしまうといった状況の発生が防止できる。従っ
て、過冷却解消器(43)のみにおいて氷(I) の生成が行
え、製氷動作の安定化を図ることができ、また、蓄熱熱
交換器(42)の凍結が防止できて、製氷効率の向上を図る
ことができる。

【００９１】（変形例）次に、第１〜第３の変形例につ
いて説明する。尚、各変形例は、取出し管(49)の上流端
部分の変形例であって、その他の構成は上述した実施形
態と同様であるので、ここでは、取出し管(49)の上流端
部分についてのみ説明する。

【００９２】−第１変形例− 本例は、取出し管(49)の上流端とフィルタ(65)との間に
設けられたガイド部材(67)に特徴がある。図１６(aはガ
イド部材の正面図、b はタンクに対するガイド部材の取
付け状態を示す一部を破断した側面図）に示すように、
本例に係るガイド部材(67)は円筒状の部材であって、そ
の内周面の一部には、一方の端面に向うに従って外周側
に湾曲する湾曲面(67a) が形成されている。そして、本
ガイド部材(67)は、この湾曲面(67a) がタンク(T) の中
央側（図１６(b) の右側）に向くように、タンク(T) 内
壁における取出し管(49)の接続位置に対応して配設され
ている。そして、この湾曲面(67a) が形成されている側
の開放部分には、上記実施形態と同様のフィルタ(65)が
一体的に取付けられている。

【００９３】このような構成によれば、フィルタ(65)を
通過した水(W) を取出し管(49)に案内するための部材を
比較的簡単に製造することができ、また、このガイド部
材(67)の蓄熱タンク(T) に対する取付け強度も高く設定
することができる。

【００９４】−第２変形例− 本例は、図１７に示すように、フィルタ(65)を略半円筒
状に形成したものである。そして、その湾曲面部分に複
数の開口(65a,65a, …) が形成されている。この構成に
よっても上述した実施形態と同様に、各開口(65a,65a,
…) における水(W) の流速を均一にすることができ、蓄
熱タンク(T) からの氷(W) の流出が抑制できる。

【００９５】−第３変形例− 本例は、図１８に示すように、板材を１／８球面状に形
成してフィルタ(65)を構成したものである。また、この
フィルタ(65)の各縁部(65b,65b,65b) には該フィルタ(6
5)を蓄熱タンク(T) の壁面に取付けるための取付けフラ
ンジ(65c,65c,…) が形成されている。そして、このフ
ィルタ(65)は、蓄熱タンク(T) のコーナ部分に配設され
ており、各取付けフランジ(65c,65c, …) がタンク(T)
の縦壁に夫々ねじ止め等の手段によって締結されてい
る。このような構成によっても各開口(65a,65a, …) に
おける水(W) の流速を均一にすることができ、蓄熱タン
ク(T) からの氷の流出が抑制できる。尚、本例では、各
開口(65a,65a, …) での水(W) の流速を等しくするため
には、蓄熱タンク(T) に対する取出し管(49)の接続位置
をできるだけ蓄熱タンク(T) のコーナ部に近付けること
が好ましい。

【００９６】尚、本実施形態では、蓄熱用の蓄熱媒体と
して水を使用したが、その他ブライン水溶液等を使用す
るようにしてもよい。

【００９７】また、空気調和装置用の氷蓄熱装置に本発
明を適用した場合について説明したが、その他の蓄冷熱
を利用する装置に対しても適用可能である。

【００９８】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば以下に述べるような効果が発揮される。請求項１記載
の発明によれば、蓄熱タンクから取出し管によって取出
した蓄熱媒体を過冷却状態にし、この過冷却状態を解消
して製氷を行って、該氷を蓄熱タンクに供給するように
した氷蓄熱装置に対し、蓄熱タンクの内部に、取出し管
の開口部分を覆う断面円弧状の湾曲面を有し該湾曲面に
複数の取出し開口を備えた整流部材を設けたために、各
開口における吸引力が略等しくなり、蓄熱媒体の各開口
での通過流速を略均等にすることができる。このため、
局部的に吸引力が高くなって、その部分から氷が流出し
てしまうといったことが抑制され、氷が蓄熱タンクの取
出し口からの吸引力により循環路へ流れ出てしまうとい
ったことが抑制される。このため、従来のように、蓄熱
タンクから流れ出てた氷が過冷却熱交換器に達して、そ
の内部で過冷却解消動作が行われてしまうといった状況
の発生が防止できる。従って、過冷却解消手段のみにお
いて氷の生成が行え、製氷動作の安定化を図ることがで
き、また、過冷却熱交換器の凍結が防止できて、製氷効
率の向上を図ることができる。

【００９９】請求項２記載の発明によれば、整流部材の
湾曲面の断面形状を、取出し管の中心軸線上の一点を中
心とする円弧状としたために、各開口と取出し管の中心
軸線上の一点との距離を均等にすることで各開口の吸引
力を等しくすることが確実に行え、蓄熱タンクからの氷
の流出がより確実に抑制でき、装置の信頼性の向上を図
ることができる。

【０１００】請求項３記載の発明では、整流部材を、板
材を略半球面状に形成し、その湾曲面に複数の取出し開
口を形成して成すようにし、請求項５記載の発明では、
整流部材を、板材を略半円筒状に形成し、その湾曲面部
分に複数の取出し開口を形成して成すようにしたこと
で、整流部材の形状を具体的に得ることができ、装置の
実用性の向上を図ることができる。

【０１０１】請求項４記載の発明によれば、整流部材
を、板材を略１／８球面状に形成して蓄熱タンクの隅角
部分に取付けるようにしたために、整流部材の蓄熱タン
クに対する支持構造の簡略化が図れ、実用性の高い整流
部材を得ることができる。

【０１０２】請求項６記載の発明によれば、取出し管の
開口部分を湾曲面を有するガイド板部により整流部材に
連続させたために、整流部材の取出し開口を通過した蓄
熱媒体をガイド板部により円滑に取出し管に導出するこ
とができ、この取出し部分での圧力損失を低減できて、
蓄熱媒体の循環量を十分に確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態に係る空気調和装置に備えられた冷媒
循環回路を示す図である。

【図２】水循環回路の構成を示す図である。

【図３】蓄熱タンクの内部構造を示す平面図である。

【図４】蓄熱タンクの内部構造を示す側面図である。

【図５】取出し管の上流端部分を示す断面図である。

【図６】通常冷房運転の冷媒循環動作を示す回路図であ
る。

【図７】通常暖房運転の冷媒循環動作を示す回路図であ
る。

【図８】氷核生成運転の冷媒循環動作を示す回路図であ
る。

【図９】冷蓄熱運転の冷媒循環動作を示す回路図であ
る。

【図１０】解凍運転の冷媒循環動作を示す回路図であ
る。

【図１１】冷蓄熱／冷房同時運転の冷媒循環動作を示す
回路図である。

【図１２】冷蓄熱利用冷房運転の冷媒循環動作を示す回
路図である。

【図１３】温蓄熱運転の冷媒循環動作を示す回路図であ
る。

【図１４】温蓄熱／暖房同時運転の冷媒循環動作を示す
回路図である。

【図１５】温蓄熱利用暖房運転の冷媒循環動作を示す回
路図である。

【図１６】第１の変形例におけるガイド部材を示す図で
ある。

【図１７】第２の変形例におけるフィルタを示す斜視図
である。

【図１８】第３の変形例におけるフィルタを示す斜視図
である。

【図１９】従来例におけるフィルタを示す斜視図であ
る。

【図２０】従来例におけるフィルタのタンクへの装着状
態を示す図である。

【符号の説明】

(42) 蓄熱熱交換器（過冷却熱交換器） (43) 過冷却解消器（過冷却解消手段） (49) 取出し管 (65) フィルタ（整流部材） (65a) 開口 (65b) 縁部 (T) 蓄熱タンク (W) 水（蓄熱媒体） (I) 氷 (L) 中心線 (O) 一点

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液相の蓄熱媒体(W) と該蓄熱媒体(W) か
   ら生成された氷(I)とを貯留可能な蓄熱タンク(T) と、 一端が蓄熱タンク(T) の内部に開口し、該蓄熱タンク
   (T) 内の蓄熱媒体(W) を取出す取出し管(49)と、 該取出し管(49)によって取出された蓄熱媒体(W) を過冷
   却状態まで冷却する過冷却熱交換器(42)と、 上記蓄熱媒体(W) の過冷却状態を解消して相変化させ、
   氷(I) を生成して蓄熱タンク(T) に供給する過冷却解消
   手段(43)とを備えた氷蓄熱装置において、 上記蓄熱タンク(T) の内部には、取出し管(49)の開口部
   分を覆う断面円弧状の湾曲面を有し該湾曲面に複数の取
   出し開口(65a,65a, …) を備えることで各開口(65a,65
   a, …) における蓄熱媒体(W) の通過流速を均等にする
   ようにした整流部材(65)が設けられていることを特徴と
   する氷蓄熱装置。
2. 【請求項２】 整流部材(65)の湾曲面の断面形状は、取
   出し管(49)の中心軸線(L) 上の一点(O) を中心とする円
   弧状であることを特徴とする請求項１記載の氷蓄熱装
   置。
3. 【請求項３】 整流部材(65)は、板材が略半球面状に形
   成され、その湾曲面に複数の取出し開口(65a,65a, …)
   が形成されて成っていることを特徴とする請求項１記載
   の氷蓄熱装置。
4. 【請求項４】 整流部材(65)は、板材が略１／８球面状
   に形成され、その湾曲面に複数の取出し開口(65a,65a,
   …) が形成されて成っていると共に、その縁部の各辺(6
   5b,65b,65b) が蓄熱タンク(T) の内面に当接した状態で
   該蓄熱タンク(T) の隅角部分に取付けられていることを
   特徴とする請求項１記載の氷蓄熱装置。
5. 【請求項５】 整流部材(65)は、板材が略半円筒状に形
   成され、その湾曲面部分に複数の取出し開口(65a,65a,
   …) が形成されて成っていることを特徴とする請求項１
   記載の氷蓄熱装置。
6. 【請求項６】 取出し管(49)は、一端が蓄熱タンク(T)
   の壁面を貫通し、その開口部分が湾曲面を有するガイド
   板部(66)により整流部材(65)に連続されていることを特
   徴とする請求項１記載の氷蓄熱装置。