(57)【要約】【課題】潜熱蓄熱性物質の生成又は冷熱媒体と原料溶液との熱交換が行われる熱交換器の動作をより安定化させることにより、より長時間にわたり安定に又は連続して潜熱蓄熱性スラリを製造することができる技術を提供する。【解決手段】本発明に係る潜熱蓄熱性スラリの製造方法は、潜熱蓄熱性物質を生成可能で、その生成の際過冷却を起こし得る溶液を熱交換器における冷熱媒体との熱交換により冷却することにより、前記溶液中に前記潜熱蓄熱性物質を生成させる潜熱蓄熱性スラリの製造方法であって、前記熱交換器の出口側から入口側に前記溶液の一部をそこに含まれる前記潜熱蓄熱性物質とともに還流させる工程と、前記熱交換器の出口側から入口側に前記冷熱媒体の一部を還流させる工程とを有することを特徴とするものである。【選択図】  図５
2011064419.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
潜熱蓄熱性物質を生成可能で、その生成の際過冷却を起こし得る溶液を熱交換器における冷熱媒体との熱交換により冷却することにより、前記溶液中に前記潜熱蓄熱性物質を生成させる潜熱蓄熱性スラリの製造方法であって、前記熱交換器の出口側から入口側に前記溶液の一部をそこに含まれる前記潜熱蓄熱性物質とともに還流させる工程と、前記熱交換器の出口側から入口側に前記冷熱媒体の一部を還流させる工程とを有することを特徴とする潜熱蓄熱性スラリの製造方法。
【請求項２】
潜熱蓄熱性物質を生成可能で、その生成の際過冷却を起こし得る溶液の少なくとも一部を過冷却状態にした後、その過冷却状態を解除し、引き続き熱交換器における冷熱媒体との熱交換により冷却することにより、前記溶液中に前記潜熱蓄熱性物質を生成させる潜熱蓄熱性スラリの製造方法であって、前記熱交換器の出口側から入口側に前記冷熱媒体の一部を還流させる工程を有することを特徴とする潜熱蓄熱性スラリの製造方法。
【請求項３】
潜熱蓄熱性物質を生成可能で、その生成の際過冷却を起こし得る溶液を冷却させる第１の熱交換器と、第１の熱交換器により冷却された前記溶液を冷熱媒体との熱交換により冷却させる第２の熱交換器と、第２の熱交換器の出口側から入口側に前記溶液の一部を還流させる第１の還流用配管と、第２の熱交換器の出口側から入口側に前記冷熱媒体の一部を還流させる第２の還流用配管と、を備えることを特徴とする潜熱蓄熱性スラリの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、潜熱蓄熱性物質を生成可能で、その生成の際過冷却を起こし得る溶液（以下「原料溶液」という場合がある）中に当該潜熱蓄熱性物質が分散又は懸濁してなるもの、即ち潜熱蓄熱性スラリの製造技術に関する。
【０００２】
原料溶液は、潜熱蓄熱性物質を生成可能な溶液である。それ故、既に潜熱蓄熱性物質が分散又は懸濁していると否とに拘らず、更なる潜熱蓄熱性物質を生成可能なものであれば、それは原料溶液に該当する。
原料溶液は、潜熱蓄熱性物質の生成の際過冷却を起こし得るものである。それ故、既に潜熱蓄熱性物質が分散又は懸濁していると否とに拘らず、過冷却を起こし得るものであれば、それは原料溶液に該当する。例えば、潜熱蓄熱性物質が分散又は懸濁しているために全体にわたり過冷却が解除されているように見えても、局所的に過冷却が解除されていない溶液であれば、局所的とはいえども過冷却を起こし得るものなので、当該溶液は原料溶液に該当する。
【０００３】
本発明における潜熱蓄熱性物質は、周辺環境（例えば管内壁や熱交換器の熱交換面）への付着を起こし易い物質であり、その物質の代表例は無機水和塩や包接化合物である。なお、包接化合物には包接水和物が含まれ、包接水和物には準包接水和物が含まれる。潜熱蓄熱性物質が包接水和物であれば、そのゲスト分子の水溶液は、潜熱蓄熱性物質である包接水和物を生成可能で、その生成の際過冷却を起こし得るので、原料溶液に該当する。
【背景技術】
【０００４】
原料溶液中に潜熱蓄熱性物質が分散又は懸濁してなる潜熱蓄熱性スラリを製造する際、当該潜熱蓄熱性物質が周辺環境への付着を起こし易い性質を有していると、管内壁に付着して圧力損失を増加させ円滑な流送を阻害しさらに閉塞が生じたり、熱交換器の熱交換面に付着して熱交換効率を低下させたりして、潜熱蓄熱性スラリを長時間にわたり安定に又は連続して製造することが困難になる。また、原料溶液の少なくとも一部が過冷却状態になっていると、その過冷却状態が解除するまで当該潜熱蓄熱性物質の生成が起こらない又は十分起こらない、或いは、過冷却状態が解除すると同時に、一度に大量の潜熱蓄熱性物質が生成する結果、周辺環境への付着量が急増するため、やはり、潜熱蓄熱性スラリを長時間にわたり安定に又は連続して製造することが困難になる。
【０００５】
このような問題を解決するための一手段として、原料溶液の中に固体状態の潜熱蓄熱性物質が存在する状態にしたものを熱交換器の出口側から入口側に循環させるとともに熱交換器で冷却させる技術が知られている。この技術によれば、固体状態の潜熱蓄熱性物質が次の（別の）潜熱蓄熱性物質の生成核として機能するので、原料溶液に生じ得る過冷却を防止することができる（特許文献１参照）。
【０００６】
また、第１の熱交換器により原料溶液を過冷却状態にさせた後、第１の熱交換器の下流においてその過冷却状態を解除させ、原料溶液中に少量の潜熱蓄熱性物質を生成させ、引き続き第２の熱交換器により冷却することにより、原料溶液中により大量の潜熱蓄熱性物質を生成させる技術が知られている（特許文献２）。
【０００７】
特許文献２（図１０参照）の技術においては、例えば、第１の熱交換器の出口と第２の熱交換器の入口との間において原料溶液の過冷却の少なくとも一部を解除させるために、第２の熱交換器の出口側から入口側に原料溶液（又は潜熱蓄熱性スラリ）を還流させることにより、その中に分散又は懸濁している潜熱蓄熱性物質を次の（別の）潜熱蓄熱性物質の生成核として供給する手法が開示されている。また、特許文献３（図２参照）の技術においては、バッファタンクを設置して過冷却解除に要する時間を確保する手法が開示されている。
また潜熱蓄熱性スラリの長時間にわたる連続製造を実現するために、複数台の第２の熱交換器を順次切り替える、即ち潜熱蓄熱性スラリの製造に寄与していたために潜熱蓄熱性物質が付着するに至った一方の第２の熱交換器から、潜熱蓄熱性物質が付着していない又は取り除かれた他方の第２の熱交換器に切り替え、当該他方の第２の熱交換器により潜熱蓄熱性スラリの製造を行うとともに、当該一方の第２の熱交換器の伝熱面やその近くの周辺環境に付着している潜熱蓄熱性物質を取り除く。そのような複数台の第２の熱交換器の切替えを繰り返すという手法も採用される場合もある（特許文献４参照）。
【０００８】
他方、熱交換器の伝熱面への潜熱蓄熱性物質の付着量は、その伝熱面を介して熱交換を行う原料溶液と冷熱媒体との温度差が小さいほど減少することが知られている（特許文献５、段落0039参照）。原料溶液と冷熱媒体との温度差が小さくなると、交換熱量が減り、潜熱蓄熱性物質の生成量が減り、潜熱蓄熱性スラリの製造に支障が生じるおそれがあるとはいえ、そのような支障が生じない範囲であれば、原料溶液と冷熱媒体との温度差を小さくすることは、熱交換器の伝熱面への潜熱蓄熱性物質の付着を抑制するための一つの選択肢となり得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００７−１０７７７３
【特許文献２】特開２００２−２６３４７０
【特許文献３】特開２００９−５１９０６
【特許文献４】特許第３９７２７３４号
【特許文献５】特開２００９−６８８２６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記の特許文献２に記載された従来技術は、要すれば、原料溶液と冷熱媒体との熱交換が行われる系において、原料溶液（又は潜熱蓄熱性スラリ）の還流を通じて過冷却解除に役立つ生成核を供給することにより、原料溶液の過冷却又は過冷却解除を適切に制御又は調整し、周辺環境への潜熱蓄熱性物質の付着を抑制し、もって潜熱蓄熱性スラリの長時間にわたる安定で又は連続的な製造に寄与するものといえる。
【００１１】
しかし、原料溶液（又は潜熱蓄熱性スラリ）の還流により生成核を供給しても、原料溶液の過冷却又は過冷却解除に起因する周辺環境への潜熱蓄熱性物質の付着の問題を完全に解決することはできない。例えば、原料溶液の還流により生成核を供給する一方で、熱交換器を流れる冷熱媒体の温度が変動すると、冷熱媒体と原料溶液との熱交換の程度又は冷熱媒体による原料溶液の冷却の程度も変動するので、過冷却が解除された原料溶液から生成してくる潜熱蓄熱性物質の生成量や潜熱蓄熱性物質の周辺環境への付着量も変動する。このような不安定な状況の下で潜熱蓄熱性スラリを長時間製造すると、潜熱蓄熱性物質の周辺環境への付着量が徐々に又は累積的に増加してくるため、或いは予想を越えて急激に増加することがあるため、時間の経過に伴い潜熱蓄熱性スラリの製造の際に生じる支障や不具合が顕在化してくる。
【００１２】
この問題に対する解決策の一つは、複数台の第２の熱交換器の切替えを繰り返すという従来手法（特許文献４）において、その切替え頻度を高める、即ち潜熱蓄熱性物質が付着するに至った第２の熱交換器からその付着物を除去する頻度を高めることである。しかし、付着物を除去するために第２の熱交換器を切り替えることは、潜熱蓄熱性スラリの効率的な製造という観点からすると本来望ましいやり方とはいえず、そのような切替えの頻度を高めることは本来好ましいものではない。複数台の第２の熱交換器の切替えはできるだけ少なく、換言すれば、複数台の第２の熱交換器の切替えを行いながら原料溶液を冷却する際には、第２の熱交換器１個当たりの原料溶液の冷却時間はできるだけ長くするのが好ましいため、矛盾することになる。
【００１３】
また、特許文献５に記載された従来技術において、熱交換器への伝熱面への潜熱蓄熱性物質の付着を抑制するために、当該伝熱面を介して熱交換を行う原料溶液と冷熱媒体との温度差を小さくする際に、原料溶液の温度と冷熱媒体の温度のいずれか一方が変動し易い又は不安定であると、両温度の差を適切に制御又は調整することが難しくなり、当該伝熱面への潜熱蓄熱性物質の付着を効果的に抑制することができなくなる。熱交換器の出口側から入口側に原料溶液を還流させると、当該熱交換器を流れる原料溶液の温度を変動し難く又は安定にすることができる。しかし、熱交換器への伝熱面への潜熱蓄熱性物質の付着を抑制するためには、それだけでは不十分であり、冷熱媒体の温度をも変動し難く又は安定にする必要がある。
【００１４】
従って、より長時間にわたり安定に又は連続して潜熱蓄熱性スラリを製造するためには従来手法では不十分であり、更なる工夫が必要である。
本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、潜熱蓄熱性物質の生成又は冷熱媒体と原料溶液との熱交換が行われる熱交換器の動作をより安定化させることにより、より長時間にわたり安定に又は連続して潜熱蓄熱性スラリを製造することができる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記の目的を達成するための、本発明の第１の形態に係る潜熱蓄熱性スラリの製造方法は、潜熱蓄熱性物質を生成可能で、その生成の際過冷却を起こし得る溶液を熱交換器における冷熱媒体との熱交換により冷却することにより、前記溶液中に前記潜熱蓄熱性物質を生成させる潜熱蓄熱性スラリの製造方法であって、前記熱交換器の出口側から入口側に前記溶液の一部をそこに含まれる前記潜熱蓄熱性物質とともに還流させる工程と、前記熱交換器の出口側から入口側に前記冷熱媒体の一部を還流させる工程とを有することを特徴とするものである。
【００１６】
本発明の第２の形態に係る潜熱蓄熱性スラリの製造装置は、潜熱蓄熱性物質を生成可能で、その生成の際過冷却を起こし得る溶液の少なくとも一部を冷熱媒体との熱交換により冷却させる熱交換器と、該熱交換器の出口側から入口側に前記溶液の一部をそこに含まれる前記潜熱蓄熱性物質とともに還流させる第１の還流用配管と、前記熱交換器の出口側から入口側に前記冷熱媒体の一部を還流させる第２の還流用配管と、を備えることを特徴とするものである。
【００１７】
本発明の第３の形態に係る潜熱蓄熱性スラリの製造方法は、潜熱蓄熱性物質を生成可能で、その生成の際過冷却を起こし得る溶液の少なくとも一部を過冷却状態にした後、その過冷却状態を解除し、引き続き熱交換器における冷熱媒体との熱交換により冷却することにより、前記溶液中に前記潜熱蓄熱性物質を生成させる潜熱蓄熱性スラリの製造装置であって、前記熱交換器の出口側から入口側に前記冷熱媒体の一部を還流させる工程を有することを特徴とするものである。
【００１８】
本発明の第４の形態に係る潜熱蓄熱性スラリの製造装置は、潜熱蓄熱性物質を生成可能で、その生成の際過冷却を起こし得る溶液の少なくとも一部を過冷却状態にした後、その過冷却状態を解除し、引き続き熱交換器における冷熱媒体との熱交換により冷却することにより、前記溶液中に前記潜熱蓄熱性物質を生成させる潜熱蓄熱性スラリの製造装置であって、前記熱交換器の出口側から入口側に前記冷熱媒体の一部を還流させる還流用配管を備えることを特徴とするものである。
【００１９】
本発明の第５の形態に係る潜熱蓄熱性スラリの製造装置は、潜熱蓄熱性物質を生成可能で、その生成の際過冷却を起こし得る溶液を冷却させる第１の熱交換器と、第１の熱交換器により冷却された前記溶液を冷熱媒体との熱交換により冷却させる第２の熱交換器と、第２の熱交換器の出口側から入口側に前記溶液の一部を還流させる第１の還流用配管と、第２の熱交換器の出口側から入口側に前記冷熱媒体の一部を還流させる第２の還流用配管と、を備えることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２０】
（１）本発明の第１及び第２の各形態が奏する効果について
本発明の第１及び第２の各形態においては、原料溶液の一部の還流により過冷却解除に役立つ生成核を供給するとともに、熱交換器の出口側から入口側に冷熱媒体の一部を還流させる。熱交換器の出口側から入口側に冷熱媒体の一部が還流されると、熱交換器に流入する冷熱媒体の流量が増加し冷熱媒体の温度の変動が低減され、冷熱媒体と原料溶液との熱交換の程度又は冷熱媒体による原料溶液の冷却の程度に変動が生じにくくなる。そのため、冷熱媒体と原料溶液との熱交換（換言すれば熱交換器の動作）が安定化し、原料溶液の中での潜熱蓄熱性物質の生成が安定化する。その結果、潜熱蓄熱性物質の周辺環境への付着量が予想を越えて急激に増加することがなくなるので、付着の進行が予測し易くなり、原料溶液の過冷却又は過冷却解除を適切に制御又は調整し易くなる。そして、潜熱蓄熱性物質の付着量が徐々に又は累積的に増加することが避けられないとしても、より長い時間が経過しない限り、潜熱蓄熱性スラリの製造の際に生じる支障や不具合が顕在化し難くなる。
また、原料溶液の一部の還流によりその温度が変動し難くなり安定すると同時に、冷熱媒体の一部の還流によりその温度が変動し難くなり安定すると、原料溶液と冷熱媒体の両温度の差が変動し難くなり安定するので、原料溶液の過冷却又は過冷却解除を適切に制御又は調整することが容易になり、延いては熱交換器の伝熱面への潜熱蓄熱性物質の付着の効果的な抑制が可能になる。
従って、本発明の第１及び第２の各形態によれば、より長時間にわたり安定に又は連続して潜熱蓄熱性スラリを製造することができる。
【００２１】
（２）本発明の第３及び第４の各形態が奏する効果について
原料溶液を過冷却状態にした後、その過冷却状態の少なくとも一部を解除し、引き続き熱交換器における冷熱媒体との熱交換により冷却することにより、原料溶液中に潜熱蓄熱性物質を生成させる場合、冷熱媒体の温度が変動すると、冷熱媒体と原料溶液との熱交換の程度又は冷熱媒体による原料溶液の冷却の程度に変動が生ずるので、過冷却が解除された原料溶液から生成してくる潜熱蓄熱性物質の生成量や潜熱蓄熱性物質の周辺環境への付着量も変動し、時間の経過に伴い潜熱蓄熱性スラリの製造の際に生じる支障や不具合が顕在化してくる。
【００２２】
これに対して、本発明の第３及び第４の各形態においては、熱交換器の出口側から入口側に冷熱媒体の一部を還流させ、冷熱媒体の温度の変動を低減させるので、冷熱媒体と原料溶液との熱交換の程度又は冷熱媒体による原料溶液の冷却の程度に変動が生じにくくなる。その結果、上記（１）同様、冷熱媒体と原料溶液との熱交換が安定し、原料溶液からの潜熱蓄熱性物質の生成が安定化する。従って、本発明の第３及び第４の各形態によれば、原料溶液を過冷却状態にした後、その過冷却状態を解除し、引き続き熱交換器における冷熱媒体との熱交換により冷却することにより、原料溶液中に前記潜熱蓄熱性物質を生成させる場合であっても、より長時間にわたり安定に又は連続して潜熱蓄熱性スラリを製造することができる。
【００２３】
なお、原料溶液の一部が熱交換器の出口側から入口側に還流することにより当該原料溶液の温度が変動し難く又は安定する場合には、冷熱媒体の一部の還流によりその温度も変動し難くなり、安定しているので、原料溶液と冷熱媒体の両温度の差が変動し難くなり安定し、適切に制御又は調整することが容易になり、延いては熱交換器の伝熱面への潜熱蓄熱性物質の付着の効果的な抑制が可能になる。従って、この場合には、より効果的に、より長時間にわたり安定に又は連続して潜熱蓄熱性スラリを製造することができる。
【００２４】
（３）本発明の第５の形態が奏する効果について
原料溶液を第１の熱交換器において冷却させ、引き続き第２の熱交換器において冷熱媒体との熱交換により冷却させることにより潜熱蓄熱性物質を生成させる場合、第１の熱交換器における冷却により原料溶液の少なくとも一部は過冷却状態になる。このため、第１の還流用配管を通じて第２の熱交換器の出口側から入口側に原料溶液の一部を還流させると、還流された原料溶液に含まれる潜熱蓄熱性物質が生成核として作用し、第１の熱交換器において冷却された原料溶液に生じた過冷却が解除されるので、引き続く第２の熱交換器における冷却により、より多くの潜熱蓄熱性物質を生成させることができる。しかし、この場合、第２の熱交換器における冷熱媒体の温度が変動すると、冷熱媒体と原料溶液との熱交換の程度又は冷熱媒体による原料溶液の冷却の程度に変動が生ずるので、過冷却が解除された原料溶液から生成してくる潜熱蓄熱性物質の生成量や潜熱蓄熱性物質の周辺環境への付着量も変動し、時間の経過に伴い潜熱蓄熱性スラリの製造の際に生じる支障や不具合が顕在化してくる。
【００２５】
これに対して、本発明の第５の形態においては、第２の熱交換器の出口側から入口側に冷熱媒体の一部を還流させ、冷熱媒体の温度の変動を低減させるので、冷熱媒体と原料溶液との熱交換の程度又は冷熱媒体による原料溶液の冷却の程度に変動が生じにくくなる。その結果、潜熱蓄熱性物質の生成又は冷熱媒体と原料溶液との熱交換が行われる第２の熱交換器の動作がより安定化する。
また、原料溶液の一部の還流によりその温度が変動し難くなり、安定すると同時に、冷熱媒体の一部の還流によりその温度が変動し難くなり安定すると、原料溶液と冷熱媒体の両温度の差が変動し難くなり安定するので、適切に制御又は調整することが容易になり、延いては熱交換器の伝熱面への潜熱蓄熱性物質の付着の効果的な抑制が可能になる。
従って、本発明の第５の形態によれば、第１の熱交換器と第２の熱交換器との間で原料溶液の少なくとも一部に生じる過冷却を解除する一方で、過冷却状態が解除された原料溶液を第２の熱交換器において冷熱媒体と熱交換させることにより潜熱蓄熱性物質を生成させる場合であっても、より長時間にわたり安定に又は連続して潜熱蓄熱性スラリを製造することができる。
【００２６】
（４）  なお、熱交換器を流れる冷熱媒体の温度変動を低減させる手法としては、例えば冷熱媒体を熱交換器に向けて送出する前に一時的にタンクに貯留し、均一温度にするという手法も考えられる。しかし、当該タンクの設置には相応の敷地や空間が必要になる。また、潜熱蓄熱性スラリを製造する際に採用すべき手法として必ずしも奏効的とはいえないことが判明した（この点については後述する）。そのような問題も考慮のうえで、本発明では冷熱媒体の一部を還流させる手法が採用されている。
【００２７】
（５）  熱交換器の出口側から入口側に冷熱媒体の一部が還流するように構成されていると、熱交換器において原料溶液と熱交換を行う冷熱媒体の温度がより高くなり、熱交換効率が低下し、潜熱蓄熱性物質の生成量が低下するというおそれがある。しかし、熱交換器の出口側から入口側への冷熱媒体の還流割合が適切に調整されていれば、生成した潜熱蓄熱性物質が熱交換器の伝熱面に付着する量が低下し、その分、熱交換効率が増加する。それ故、熱交換器における冷熱媒体と原料溶液との間の熱交換効率の低下を回避することができ、むしろ当該熱交換効率を増加させることすらできる場合がある。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】従来の潜熱蓄熱性スラリ製造装置（ａ）の説明図である。
【図２】従来の潜熱蓄熱性スラリ製造装置（ｂ）の説明図である。
【図３】従来の潜熱蓄熱性スラリ製造装置（ｃ）の説明図である。
【図４】従来の潜熱蓄熱性スラリ製造装置（ｄ）の説明図である。
【図５】本発明に係る潜熱蓄熱性スラリ製造装置（Ａ）の説明図である。
【図６】本発明に係る潜熱蓄熱性スラリ製造装置（Ｂ）の説明図である。
【図７】本発明に係る潜熱蓄熱性スラリ製造装置（Ｃ）の説明図である。
【図８】本発明に係る潜熱蓄熱性スラリ製造装置（Ｄ）の説明図である。
【図９】本発明に係る潜熱蓄熱性スラリ製造装置（Ｅ）のうち冷熱媒体循環経路の一部を除いた構成の説明図である。
【図１０】本発明に係る潜熱蓄熱性スラリ製造装置（Ｅ）の説明図である。
【図１１】本発明に係る潜熱蓄熱性スラリ製造装置（Ｆ）のうち冷熱媒体循環経路の一部を除いた構成の説明図である。
【図１２】本発明に係る潜熱蓄熱性スラリ製造装置（Ｆ）の説明図である。
【図１３】タンクを備える潜熱蓄熱性スラリ製造装置（ｄ）の説明図である。
【図１４】実施例と比較例とを比較した第２の熱交換器におけるスラリ側の圧力損失増加分の実験結果である。
【図１５】実施例と比較例とを比較した第２の熱交換器におけるスラリ側の圧力損失増加分の実験結果である。
【図１６】第２の熱交換器におけるスラリ側の圧力損失増加分の比較結果である。
【図１７】実施例と比較例とを比較した第２の熱交換器におけるスラリ側の圧力損失増加分の実験結果である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、実施形態又は実施例により本発明を詳細に説明する。その際、必要に応じて図表を参照しつつ説明するが、各図表において同じ部分又は相当する若しくは共通する部分にはこれと同じ符号を付し、一部の説明を省略する。いうまでもなく、本発明は、図面に記載された実施の形態や実施例に限定されない。
【００３０】
本発明に係る潜熱蓄熱性スラリの製造装置において実行されている潜熱蓄熱性スラリの製造方法が本発明に係るそれである。それ故、以下において説明する本発明に係る潜熱蓄熱性スラリの製造装置の実施形態又は実施例において実行されている潜熱蓄熱性スラリの製造方法が、本発明に係る潜熱蓄熱性スラリの製造方法の実施形態又は実施例に相当する。
【００３１】
以下、包接水和物のゲスト物質（ゲスト分子）の水溶液を原料溶液とし、その包接水和物が原料溶液に分散又は懸濁してなるスラリ（以下、「潜熱蓄熱性物質スラリ」と略称する場合がある）を、本発明における潜熱蓄熱性スラリの例として説明する。配管に設置されていることがあるバルブ、センサ、継手、ポンプ等については、従来技術や本発明を説明する必要がある限りにおいて、それらを図面に描写し、説明するものとする。
本明細書において、経路が接続する又は接続している箇所を（個別に又はまとめて）節点という。
【００３２】
本発明の特徴点を明確にする観点から以下の説明においては、まず、従来の潜熱蓄熱性物質スラリ製造装置の形態を図１乃至図４に基づいて説明し、それぞれの形態に対応する本発明の潜熱蓄熱性物質スラリ製造装置の形態を図５乃至図８に基づいて説明する。
【００３３】
＜従来の潜熱蓄熱性物質スラリ製造技術についての説明＞
図１乃至４は、それぞれ、従来の潜熱蓄熱性スラリ製造装置（ａ）乃至（ｄ）の説明図である。
【００３４】
＜従来の潜熱蓄熱性スラリ製造装置（ａ）＞
図１は原料溶液と冷熱媒体との熱交換を一つの熱交換器により行う潜熱蓄熱性スラリ製造装置（ａ）を示す図である。図１中、Ｃ１は、冷熱媒体を流通させるための冷熱媒体循環経路である。冷熱媒体循環経路Ｃ１は、冷凍機１、冷熱媒体循環ポンプ２及び熱交換器３を接続してなる環状の配管経路である。冷凍機１は冷却塔、ポンプ、熱交換器などを含んで構成され、原料溶液及び潜熱蓄熱性スラリを冷却するための冷熱媒体を生成する。Ｃ２は、蓄熱槽４に収容されている原料溶液又は潜熱蓄熱性物質の存在割合が相対的に低い潜熱蓄熱性スラリを熱交換器３に向かって流通させ、潜熱蓄熱性スラリを蓄熱槽４に向かって流通させるための製造側スラリ循環経路である。製造側スラリ循環経路Ｃ２は、熱交換器３、蓄熱槽４及び製造側循環ポンプ５を接続してなる環状の配管経路である。Ｃ３は、熱交換器３の出口側から入口側に原料溶液の一部をそこに含まれる前記潜熱蓄熱性物質とともに還流させるためのスラリ還流経路である。スラリ還流経路Ｃ３は、熱交換器３の出口側の節点Ｎ１及び入口側の節点Ｎ２との間を接続する還流用配管（第１の還流用配管）並びに製造側スラリ循環経路Ｃ２の一部を備えており、熱交換器３及びスラリ還流ポンプ６を接続してなる環状の配管経路である。
【００３５】
図１に示す潜熱蓄熱性スラリ製造装置（ａ）において、冷熱媒体は、冷熱媒体循環経路Ｃ１を辿るように、冷凍機１において冷却された後、冷熱媒体循環ポンプ２により冷凍機１から熱交換器３に向けて送出され、熱交換器３において熱交換により原料溶液を冷却した後、冷凍機１に戻される。
【００３６】
蓄熱槽４に収容されている原料溶液は、製造側スラリ循環経路Ｃ２を辿るように、製造側循環ポンプ５により熱交換器３に送出され、そこで冷熱媒体との熱交換により冷却されることにより少なくとも一部が過冷却状態にある原料溶液となり、蓄熱槽４に再度収容される。蓄熱槽４に再度収容された原料溶液の過冷却状態は、収容先の蓄熱槽４の中で徐々に解除される。これにより、蓄熱槽４の中で潜熱蓄熱性物質の存在割合が高まり、原料溶液は潜熱蓄熱性スラリといえるものとなる。そして蓄熱槽４に収容されるに至った潜熱蓄熱性スラリは、原料溶液として製造側循環ポンプ５により再び又は循環的に製造側スラリ循環経路Ｃ２を辿るように送出され、蓄熱槽４に戻される。かくして蓄熱槽４に収容されている潜熱蓄熱性スラリにおける潜熱蓄熱性物質の存在割合は、熱利用に適した水準に至るまで徐々に高められてゆく。
【００３７】
このとき、少なくとも一部が過冷却状態にある原料溶液又は原料溶液として送出された潜熱蓄熱性スラリの一部は、スラリ還流経路Ｃ３に沿って、節点Ｎ１からスラリ還流ポンプ６により引き出され、節点Ｎ２を経由して熱交換器３に送出され、節点Ｎ１に戻される。少なくとも一部が過冷却状態にある原料溶液の一部がスラリ還流経路Ｃ３に沿って移動する場合には、その移動の過程で、その過冷却状態の一部又は全部が解除されるので、熱交換器３の入口側で流入する原料溶液により多くの生成核が供給される。その生成核の供給により、熱交換器３における冷却により原料溶液に生じる過冷却が解除され、延いては、周辺環境への潜熱蓄熱性物質の付着が抑制される。
【００３８】
なお、Ｃ４は、蓄熱槽４に収容される潜熱蓄熱性スラリを熱負荷側の熱交換器７に流通させ、熱交換器７における熱交換を通じて潜熱蓄熱性物質が蓄えている潜熱相当(又は潜熱と顕熱の両方)の熱エネルギーが放出されることによりできる原料溶液を再び蓄熱槽４に流通させるための熱利用側スラリ循環経路であり、蓄熱槽４、熱利用側循環ポンプ８及び熱負荷側の熱交換器７を接続してなる環状の配管経路である。
熱利用側スラリ循環経路C４は、潜熱蓄熱性スラリ製造装置により製造された潜熱蓄熱性スラリの利用を可能にするためのものであり、厳密には潜熱蓄熱性スラリ製造装置の一部を構成するものとはいえない。しかし、熱交換器７において熱利用に供され、蓄熱槽４に送出される原料溶液は、再度又は循環的に潜熱蓄熱性スラリの製造に供されるので、潜熱蓄熱性スラリの製造と密接な関係があるものといって差支えない。この意味から、潜熱蓄熱性スラリ製造装置の動作・役割等の理解の便のため、図１にあえて熱利用側スラリ循環経路Ｃ４を描いている（利用側スラリ循環経路Ｃ４をあえて描いている点は、他図に示す潜熱蓄熱性スラリ製造装置についても同様である）。
また、熱負荷側の熱交換器７は、熱利用側の熱交換器（例えば、室内空調機の熱交換器であって潜熱蓄熱性スラリと室内空気との熱交換を行うもの）であってもよいし、熱利用側の熱交換器に熱エネルギーを供給する熱媒体と、潜熱蓄熱性スラリとの熱交換を行うための熱交換器（中間的な熱交換器）であってもよい。「熱負荷側」とはあくまでも、方向（熱交換器３よりも紙面右側）を意味するに止まる。この点、他図に示す潜熱蓄熱性スラリ製造装置についても同様である。
【００３９】
また、図１に示す潜熱蓄熱性スラリ製造装置は、製造側スラリ循環経路Ｃ２と熱利用側スラリ循環経路Ｃ４との間に蓄熱槽４を備えているが、原理的には蓄熱槽４は必ずしも備える必要はなく、熱交換器３において冷却された原料溶液を、その冷却により生成された潜熱蓄熱性物質とともに熱負荷側の熱交換器７に直接送出させ、熱交換器７における熱交換を通じて潜熱蓄熱性物質が蓄えている潜熱相当(又は潜熱と顕熱の両方)の熱エネルギーが放出されることによりできる原料溶液を再び又は循環的に熱交換器３に流通させてもよい。この場合、製造側スラリ循環経路Ｃ２と熱利用側スラリ循環経路Ｃ４の二つの環状の配管経路は別々には存在し得ず、少なくとも熱交換器３、節点Ｎ１、熱負荷側の熱交換器７、製造側スラリ循環ポンプ５、節点Ｎ２を接続して構成される環状の配管経路が一つだけ存在することになる。
原理的には蓄熱槽４を必ずしも備える必要がなく、熱交換器３において冷却された原料溶液を、その冷却により生成された潜熱蓄熱性物質とともに熱負荷側の熱交換器７に直接送出させてもよい点は、他図に示す潜熱蓄熱性スラリ製造装置についても同様である。
【００４０】
＜従来の潜熱蓄熱性スラリ製造装置（ｂ）＞
図２は原料溶液と冷熱媒体との熱交換を直列に配設した二つの熱交換器により行う潜熱蓄熱性スラリ製造装置（ｂ）を示す図である。図２中、冷熱媒体循環経路Ｃ１は、冷熱媒体を第２の熱交換器３２及び第１の熱交換器３１の順に流通させるための環状の配管経路であり、冷凍機１、冷熱媒体循環ポンプ２、第２の熱交換器３２及び第１の熱交換器３１を接続してなるものである。製造側スラリ循環経路Ｃ２は、蓄熱槽４から原料溶液（又は潜熱蓄熱性物質の存在割合が相対的に低い潜熱蓄熱性スラリ）を第１の熱交換器３１及び第２の熱交換器３２の順に流通させ、潜熱蓄熱性スラリを蓄熱槽４に向かって流通させるための環状の配管経路であり、第１の熱交換器３１、第２の熱交換器３２、蓄熱槽４及び製造側循環ポンプ５を接続してなるものである。スラリ還流経路Ｃ３は、第２の熱交換器３２の出口側から入口側に原料溶液（又は潜熱蓄熱性スラリ）の一部をそこに含まれる潜熱蓄熱性物質とともに還流させるための環状の配管経路であり、第２の熱交換器３２の出口側にある節点Ｎ１と第１の熱交換器３１の出口側であって第２の熱交換器３２の入口側にある節点Ｎ２との間を接続する環流用配管（第１の環流用配管）並びに製造側スラリ循環経路Ｃ２の一部を備えてなるものである。
熱利用側スラリ循環経路Ｃ４は、図１に示すものと基本的に同じであるので、それについての説明は省略する。
【００４１】
図２に示す潜熱蓄熱性物質スラリ製造装置（ｂ）において、冷熱媒体は、冷熱媒体循環経路Ｃ１を辿るように、冷凍機１において冷却された後、冷熱媒体循環ポンプ２により冷凍機１から第２の熱交換器３２に向けて、更に第２の熱交換器３２から第１の熱交換器３１に向けて送出され、それぞれの熱交換器において原料溶液(又は潜熱蓄熱性スラリ)との熱交換が行われた後、冷凍機１に戻される。
【００４２】
蓄熱槽４に収容されている原料溶液は、製造側スラリ循環経路Ｃ２を辿るように、製造側循環ポンプ５により第１の熱交換器３１及び第２の熱交換器３２に送出され、第１の熱交換器３１において顕熱相当の熱エネルギーが除かれ、原料溶液はある程度まで過冷却される。スラリ還流経路Ｃ３に沿って節点Ｎ２に潜熱蓄熱性物質を含んだ原料溶液が供給されることに起因して、より詳しくは節点Ｎ２に合流する原料溶液に含まれる潜熱蓄熱性物質が別の潜熱蓄熱性物質の生成核となり、原料溶液の過冷却の少なくとも一部は解除される。その過冷却解除により、原料溶液中に少量の潜熱蓄熱性物質が生成される。引き続き、少なくとも一部の過冷却が解除された原料溶液は、第２の熱交換器３２において冷却され潜熱相当の熱エネルギーが除かれ、より多くの潜熱蓄熱性物質を生成させ、全体として潜熱蓄熱性物質の存在割合がより高まった潜熱蓄熱性スラリとなり、蓄熱槽４に送出される。蓄熱槽４に収容されるに至った潜熱蓄熱性スラリは、原料溶液として製造側循環ポンプ５により再び又は循環的に製造側スラリ循環経路Ｃ２を辿るように送出され、蓄熱槽４に戻される。かくして蓄熱槽４に収容されている潜熱蓄熱性スラリにおける潜熱蓄熱性物質の存在割合は、熱利用に適した水準に至るまで徐々に高められてゆく。
【００４３】
このとき、潜熱蓄熱性スラリとなった原料溶液の一部は、スラリ還流経路Ｃ３に沿って、節点Ｎ１からスラリ還流ポンプ６により引き出され、節点Ｎ２を経由して第２の熱交換器３２に送出され、節点Ｎ１に戻される。すると、第２の熱交換器３２の入口側に生成核が供給されるので、第２の熱交換器３２における冷却により原料溶液に生じる過冷却が解除され、延いては、周辺環境への潜熱蓄熱性物質の付着が抑制される。
【００４４】
＜従来の潜熱蓄熱性スラリ製造装置（ｃ）＞
図３は原料溶液と冷熱媒体との熱交換を二つの熱交換器により行い、冷熱媒体を並列に流通させ原料溶液を直列に流通させる潜熱蓄熱性スラリ製造装置（ｃ）を示す図である。図３に示す潜熱蓄熱性物質スラリ製造装置（ｃ）の構成は、冷熱媒体循環経路Ｃ１を除き、図２に示す潜熱蓄熱性スラリ製造装置（ｂ）のそれと基本的に同じである。図２に示す潜熱蓄熱性スラリ製造装置（ｂ）の冷熱媒体循環経路Ｃ１は二つの熱交換器へ冷熱媒体を直列に流送するのに対して、図３に示す潜熱蓄熱性物質スラリ製造装置（ｃ）の冷熱媒体循環経路Ｃ１は二つの熱交換器へ冷熱媒体を並列に流送する。
図３中、冷熱媒体循環経路Ｃ１は、冷凍機１を通過した冷熱媒体を冷熱媒体循環ポンプ２から送出させ、冷熱媒体を節点Ｎ３で分岐させ、その一部及び残部をそれぞれ第１の熱交換器３１及び第２の熱交換器３２に向かって並列に流通させる配管経路と、第１の熱交換器３１及び第２の熱交換器３２をそれぞれ通過した冷熱媒体を節点Ｎ４で合流させた後、冷凍機１に向かって流通させる配管経路とから構成される。
【００４５】
図３に示す潜熱蓄熱性スラリ製造装置（ｃ）において、冷熱媒体は、冷熱媒体循環経路Ｃ１を辿るように、冷凍機１において冷却された後、冷熱媒体循環ポンプ２により冷凍機１から第２の熱交換器３２及び第１の熱交換器３１に向けて並列的に送出され、それぞれの熱交換器における冷熱媒体との熱交換により原料溶液を冷却した後、冷凍機１に戻される。
【００４６】
原料溶液は、製造側スラリ循環経路Ｃ２を辿るように、製造側循環ポンプ５により第１の熱交換器３１及び第２の熱交換器３２の順に流通され、第１の熱交換器３１において顕熱相当の熱エネルギーが除かれ、ある程度まで過冷却される。原料溶液の過冷却は、スラリ還流経路Ｃ３に沿って節点Ｎ２に潜熱蓄熱性物質を含んだ原料溶液が供給されることに起因して解除される。引き続き、少なくとも一部の過冷却が解除された原料溶液は、第２の熱交換器３２において冷却され、より多くの潜熱蓄熱性物質を生成させ、全体として潜熱蓄熱性物質の存在割合がより高まった潜熱蓄熱性スラリとなり、蓄熱槽４に送出される。蓄熱槽４に収容されるに至った潜熱蓄熱性スラリは、原料溶液として製造側循環ポンプ５により再び又は循環的に製造側スラリ循環経路Ｃ２を辿るように送出され、蓄熱槽４に戻される。かくして蓄熱槽４に収容されている潜熱蓄熱性スラリにおける潜熱蓄熱性物質の存在割合は、熱利用に適した水準に至るまで徐々に高められてゆく。
【００４７】
このとき、潜熱蓄熱性スラリとなった原料溶液の一部は、スラリ還流経路Ｃ３に沿って、節点Ｎ１からスラリ還流ポンプ６により引き出され、節点Ｎ２を経由して第２の熱交換器３２に送出され、節点Ｎ１に戻される。すると、第２の熱交換器３２の入口側に生成核が供給されるので、第２の熱交換器３２における冷却により原料溶液に生じる過冷却が解除され、延いては、周辺環境への潜熱蓄熱性物質の付着が抑制される。
【００４８】
＜従来の潜熱蓄熱性スラリ製造装置（ｄ）＞
図４は、図２に示す潜熱蓄熱性物質スラリ製造装置（ｂ）における第２の熱交換器３２が二つ並列に配設された潜熱蓄熱性スラリ製造装置を示す図（ｄ）である。図４に示す潜熱蓄熱性スラリ製造装置（ｄ）は、潜熱蓄熱性物質及び潜熱蓄熱性スラリがそれぞれ包接水和物及び水和物スラリである点を除き、特許文献４（特許第３９７２７３４号）に記載されている潜熱蓄熱性物質スラリ製造装置と同じである。
図４中、第２の熱交換器３２は複数台あり、一つの第２の熱交換器から残りのいずれかの第２の熱交換器への原料溶液や冷熱媒体の流送の切替えが自在になるように構成されている。それにより、原料溶液の流れの上流側にある第１の熱交換器３１に直列に接続される第２の熱交換器３２が複数台の中から選択的に切り替えられる。以下においては、便宜的に、第２の熱交換器３２が２台である場合について説明する。
【００４９】
Ｃ６は、第１の熱交換器３１との接続が断たれているいずれかの第２の熱交換器に温水を供給するための温水循環経路である。温水循環経路Ｃ６は、温水タンク１０、温水循環ポンプ１１、当該いずれかの第２の熱交換器３２を接続してなる環状の配管経路である。Ｔ１乃至Ｔ４は原料溶液や冷熱媒体の温度を計測するための温度センサである。図４においては一つの第２の熱交換器３２１に配設したもののみ図示しているが、他の第２の熱交換器にも同様に配設しており、ただ、その図示を省略している。
【００５０】
まず、図４に示す潜熱蓄熱性スラリ製造装置（ｄ）の潜熱蓄熱性スラリの製造原理は、図２に示す各潜熱蓄熱性スラリ製造装置（ｂ）のそれと同じである。即ち、潜熱蓄熱性スラリ製造装置（ｄ）は、原料溶液の流れに沿って順に直列に接続される第１の熱交換器３１及び一つの第２の熱交換器（仮に３２１としておく）と、第２の熱交換器３２１の出口側の節点Ｎ１と入口側の節点Ｎ２とを接続する還流用配管（第１の還流用配管）を備えたスラリ還流経路Ｃ３とを備えている。
これにより、蓄熱槽４に収容されている原料溶液は、製造側循環ポンプ５により第１の熱交換器３１に送出され、そこで顕熱相当の熱エネルギーが除かれ、ある程度まで過冷却される。そして、節点Ｎ２に潜熱蓄熱性物質を含んだ原料溶液が供給されることに起因して、より詳しくは節点N２に合流する原料溶液に含まれる潜熱蓄熱性物質が別の潜熱蓄熱性物質の生成核となり、原料溶液の過冷却の少なくとも一部が解除される。その過冷却解除により、原料溶液中に少量の潜熱蓄熱性物質が生成される。引き続き、少なくとも一部の過冷却が解除された原料溶液は、第２の熱交換器３２１において冷却され、より多くの潜熱蓄熱性物質を生成させ、全体として潜熱蓄熱性物質の存在割合がより高まった潜熱蓄熱性スラリとなり、蓄熱槽４に送出される。蓄熱槽４に収容されるに至った潜熱蓄熱性スラリは原料溶液として再び又は循環的に、製造側循環ポンプ５により第１の熱交換器３１に向けて送出され、上記と同様の工程を経て蓄熱槽４に戻される。かくして蓄熱槽４に収容されている潜熱蓄熱性スラリにおける潜熱蓄熱性物質の存在割合は、熱利用に適した水準に至るまで徐々に高められてゆく。
【００５１】
このとき、潜熱蓄熱性スラリとなった原料溶液の一部が、スラリ還流経路Ｃ３に沿って、節点Ｎ１からスラリ還流ポンプ６により引き出され、節点Ｎ２を経由して第２の熱交換器３２１に送出され、節点Ｎ１に戻される。すると、第２の熱交換器３２１の入口側に生成核が供給されるので、第２の熱交換器３２１における冷却により原料溶液に生じる過冷却が解除され、延いては、周辺環境への潜熱蓄熱性物質の付着が抑制される。
【００５２】
次に、第２の熱交換器３２が２台あることに対応して、冷熱媒体循環経路Ｃ１については、冷凍機１、冷熱媒体循環ポンプ２、第２の熱交換器３２１、第１の熱交換器３１が環状に接続されたもの（冷熱媒体循環経路Ｃ１１）と、冷凍機１、冷熱媒体循環ポンプ２、第２の熱交換器３２２、第１の熱交換器３１が環状に接続されたもの（冷熱媒体循環経路Ｃ１２）の二つ、製造側スラリ循環経路Ｃ２については、蓄熱槽４、製造側循環ポンプ５、第１の熱交換器３１、第２の熱交換器３２１が環状に接続されたもの（製造側スラリ循環経路Ｃ２１）と、蓄熱槽４、製造側循環ポンプ５、第１の熱交換器３１、第２の熱交換器３２２が環状に接続されたもの（製造側スラリ循環経路Ｃ２２）の二つ、スラリ還流経路Ｃ３については、スラリ還流ポンプ６及び第２の熱交換器３２１が環状に接続されたもの（スラリ還流経路Ｃ３１）と、スラリ還流ポンプ６及び第２の熱交換器３２２が環状に接続されたもの（スラリ還流経路Ｃ３２）の二つ、温水循環経路Ｃ６については、温水タンク１０、温水循環ポンプ１１、第２の熱交換器３２１が環状に接続されたもの（温水循環経路Ｃ６１）と、温水タンク１０及び温水循環ポンプ１１及び第２の熱交換器３２２が環状に接続されたもの（温水循環経路Ｃ６２）の二つがそれぞれ設定されるところ、原料溶液を冷却する第２の熱交換器が選択的に切り替えられるために、対応する又は関係する冷熱媒体循環経路Ｃ１１、Ｃ１２、製造側スラリ循環経路Ｃ２１、Ｃ２２、製造側スラリ還流経路Ｃ３１、Ｃ３２及び温水循環経路Ｃ６１、Ｃ６２もそれぞれ選択的に切り替えられる。
【００５３】
即ち、まず、第２の熱交換器３２１により原料溶液の冷却が行われている場合には、冷熱媒体循環経路Ｃ１１に沿って冷熱媒体が第２の熱交換器３２１と第１の熱交換器３１に供給され、製造側スラリ循環経路Ｃ２１に沿って原料溶液（又は潜熱蓄熱性スラリ）が第１の熱交換器３１と第２の熱交換器３２１に供給され、スラリ還流経路Ｃ３１に沿って節点Ｎ１から原料溶液（又は潜熱蓄熱性スラリ）の一部が、そこに含まれる潜熱蓄熱性物質とともに節点Ｎ２に還流される。このとき、原料溶液を冷却していない他方の第２の熱交換器３２２には、温水循環経路Ｃ６２に沿って温水が供給され、当該他方の第２の熱交換器３２２の伝熱面又はその近くの周辺環境に付着している潜熱蓄熱性物質が融解除去される。
その後、第２の熱交換器３２１の伝熱面又はその近くの周辺環境への潜熱蓄熱性物質の付着量が許容水準を超えたとき又は一定時間が経過したときに、原料溶液の冷却を行う第２の熱交換器３２が第２の熱交換器３２２に切り替えられる。それと同時に、冷熱媒体循環経路Ｃ１１から同Ｃ１２に、製造側スラリ循環経路Ｃ２１から同Ｃ２２に、スラリ還流経路Ｃ３１から同Ｃ３２に、温水循環経路Ｃ６２から同Ｃ６１に、それぞれ切り替えられる。以後、原料溶液を冷却する第２の熱交換器３２１、３２２の選択的切替えに対応又は関係する、冷熱媒体循環経路Ｃ１１、Ｃ１２、製造側スラリ循環経路Ｃ２１、Ｃ２２、製造側スラリ還流経路Ｃ３１、Ｃ３２及び温水循環経路Ｃ６１、Ｃ６２それぞれの選択的切替えが繰り返される。
【００５４】
以上の切替えは、バルブＶｓ１、Ｖｓ２、Ｖｃ１〜Ｖｃ４及びＶｗ１〜Ｖｗ４の開閉の操作により、運転モード１と運転モード２との間の切替えの形で実現される。それぞれの運転モードにおける選択される経路とバルブの開閉との対応関係をまとめたものが表１である。表１中の記号・表記の意味は以下のとおりである。
【００５５】
運転モード１：  熱交換器３２１において原料溶液を冷却し、熱交換器３２２において付着物を除去するための運転モード。
運転モード２：  熱交換器３２２において原料溶液を冷却し、熱交換器３２１において付着物を除去するための運転モード。
Ｖｓ１、Ｖｓ２：製造側スラリ循環経路に配設されたバルブ（記号に付した数字の順に図中上から配置）
Ｖｃ１〜Ｖｃ４：冷熱媒体循環経路に配設されたバルブ（記号に付した数字の順に図中上から配置）
Ｖｗ１〜Ｖｗ４：温水循環経路に配設されたバルブ（記号に付した数字の順に図中上から配置）
開：  バルブ開        閉：  バルブ閉        
【００５６】
【表１】
2011064419.tif 000003
【００５７】
図４に示す潜熱蓄熱性スラリ製造装置（ｄ）では、原料溶液を冷却していた一方の第２の熱交換器３２１（又は３２２）の伝熱面に許容水準を超えた潜熱蓄熱性物質が付着したとき又は一定時間経過したときに、原料溶液の冷却が、潜熱蓄熱性物質が付着していない又は取り除かれた他方の第２の熱交換器３２２（又は３２１）に切り替えられる。そして、原料溶液の冷却が当該他方の第２の熱交換器３２２（又は３２１）により引き続き行われるとともに、温水循環経路Ｃ６を通じて冷熱媒体の代わりに供給される温水の熱エネルギーにより、当該一方の第２の熱交換器３２１（又は３２２）の伝熱面やその近くの周辺環境に付着している潜熱蓄熱性物質が融解されて取り除かれる。その故、図１乃至図３に示す潜熱蓄熱性スラリ製造装置（ａ）乃至（ｃ）と比べて、長時間にわたり安定に又は連続して潜熱蓄熱性スラリを製造することが可能になる。
尤も、原料溶液を冷却していた一方の第２の熱交換器３２１（又は３２２）の伝熱面やその近くの周辺環境に許容水準を超えた潜熱蓄熱性物質が付着したとき又は一定時間経過したときに、原料溶液の冷却を潜熱蓄熱性物質が付着していない又は取り除かれた他方の第２の熱交換器３２２（又は３２１）に切り替える操作の頻度が高くなると、付着した潜熱蓄熱性物質を融解除去するために必要な温水の供給頻度や供給量が増加するので、潜熱蓄熱性スラリの製造に要する熱エネルギーの利用効率が存外に低下するという問題が残る。
【００５８】
なお、図４に示す潜熱蓄熱性スラリ製造装置（ｄ）は、冷熱媒体の流れに沿って第２の熱交換器３２と第１の熱交換器３１とが直列に接続されているという観点からすると、図２に示す潜熱蓄熱性スラリ製造装置（ｂ）と同じであるが、冷熱媒体の流れに沿って第２の熱交換器３２と第１の熱交換器３１とが並列に接続されている図３に示す潜熱蓄熱性スラリ製造装置（ｃ）とは異なる。しかし、以上の図４に示す潜熱蓄熱性スラリ製造装置（ｄ）の複数の第２の熱交換器を切替えることに関する説明は、図３において第２の熱交換器３２を複数台にして、一つの第２の熱交換器から残りのいずれかの第２の熱交換器への原料溶液の冷却の切替えを自在にするとともに、付着した潜熱蓄熱性物質を融解除去するために温水循環経路Ｃ６を追加することにより構成される潜熱蓄熱性スラリ製造装置（ｄ１）（図示せず）或いは、図４において冷熱媒体の流れに沿って第２の熱交換器３２１、３２２と第１の熱交換器３１とを並列に接続する（即ち図３における冷熱媒体循環経路Ｃ１のように接続する）ことにより構成される潜熱蓄熱性スラリ製造装置（ｄ２）（図示せず）についても当て嵌まる。
【００５９】
＜本発明に係る潜熱蓄熱性スラリ製造技術について＞
図５乃至図８は、それぞれ、本発明に係る潜熱蓄熱性スラリ製造装置（Ａ）乃至（Ｄ）の説明図である。本発明に係る潜熱蓄熱性スラリ製造装置（Ａ）乃至（Ｄ）は、それぞれ、従来の潜熱蓄熱性物質スラリ製造装置（ａ）乃至（ｄ）に対応しており、従来の潜熱蓄熱性スラリ製造装置（ａ）乃至（ｄ）に本発明を適用して構成されるものである。
本発明に係る潜熱蓄熱性スラリ製造装置（Ａ）乃至（Ｄ）において、対応する従来の潜熱蓄熱性物質スラリ製造装置（ａ）乃至（ｄ）と同じ部分又は相当する若しくは共通する部分には同じ符号を付し、一部の説明を省略する。
【００６０】
図５乃至８の各図中、Ｃ５は、熱交換器３の出口側から入口側に冷熱媒体の一部を還流させるための冷熱媒体還流経路である。冷熱媒体還流経路Ｃ５は、冷熱媒体との熱交換により原料溶液が冷却される熱交換器３（図６及び図７では３２、図８では３２１又は３２２）の入口側の節点Ｎａと出口側の節点Ｎｂの間を接続する還流用配管（第２の還流用配管）並びに冷熱媒体循環経路Ｃ１の一部を備えており、熱交換器３（図６及び図７では３２、図８では３２１又は３２２）及び冷熱媒体還流ポンプ９を接続してなる環状の配管経路である。
節点Ｎａは、熱交換器３（図６及び図７では３２、図８では３２１又は３２２）の入口側であって冷凍機１、冷熱媒体循環ポンプ２の下流側にある冷熱媒体循環経路Ｃ１上の特定位置であり、節点Ｎｂは、熱交換器３（図６及び図７では３２、図８では３２１又は３２２）の出口側であって冷凍機１より上流側にある冷熱媒体循環経路Ｃ１上の特定位置である。
【００６１】
図８に示す潜熱蓄熱性スラリ製造装置（Ｄ）の場合、冷熱媒体循環経路Ｃ１が、Ｃ１１とＣ１２との間で切り替えられるので、それに対応して、冷熱媒体還流経路Ｃ５は、第１の熱交換器３２１、両節点Ｎａ、Ｎｂの間を接続する還流用配管（第２の還流用配管）及び冷熱媒体循環経路Ｃ１１の一部を備える冷熱媒体還流経路Ｃ５１と、第２の熱交換器３２２、両節点Ｎａ、Ｎｂの間を接続する還流用配管（第２の還流用配管）及び冷熱媒体循環経路Ｃ１２の一部を備える冷熱媒体還流経路Ｃ５２との間で切り替えられる。
表２に運転モード１と運転モード２との間で切り替えられる選択経路とバルブの開閉との対応関係をまとめたものを示す。表２中の記号・表記の意味は表１のものと同じである。
【００６２】
【表２】
2011064419.tif 000004
【００６３】
図５乃至８の各図に示す潜熱蓄熱性スラリ製造装置（Ａ）乃至（Ｄ）では、熱交換器３（図６及び図７では３２、図８では３２１又は３２２）において原料溶液を冷却する冷熱媒体の一部が、冷却媒体還流経路Ｃ５に沿って当該熱交換器の出口側から入口側に還流されるので、熱交換器に流入する冷熱媒体の温度の変動が低減され、冷熱媒体と原料溶液との熱交換の程度又は冷熱媒体による原料溶液の冷却の程度に変動が生じ難くなる。そのため、冷熱媒体と原料溶液との熱交換（換言すれば熱交換器の動作）が安定化し、原料溶液の中での潜熱蓄熱性物質の生成が安定化する。その結果、潜熱蓄熱性物質の周辺環境への付着量が予想を越えて急激に増加することがなくなるので、付着の進行が予測し易くなり、原料溶液の過冷却又は過冷却解除を適切に制御又は調整し易くなる。そして、潜熱蓄熱性物質の付着量が徐々に又は累積的に増加することが避けられないとしても、より長い時間が経過しない限り、潜熱蓄熱性スラリの製造の際に生じる支障や不具合が顕在化し難くなる。
従って、潜熱蓄熱性スラリ製造装置（Ａ）乃至（Ｄ）は、より長時間にわたり安定に又は連続して運転することができる装置になる。
【００６４】
また、図５乃至図８の各図に示す潜熱蓄熱性スラリ製造装置（Ａ）乃至（Ｄ）では、原料溶液の一部が還流されることにより、その温度が変動し難くなる又は安定すると同時に、冷熱媒体の一部が還流されることにより、その温度が変動し難くなる又は安定するので、原料溶液と冷熱媒体の両温度の差が変動し難くなり安定し、それにより原料溶液の過冷却又は過冷却解除を適切に制御又は調整することが容易になり、延いては熱交換器の伝熱面への潜熱蓄熱性物質の付着の効果的な抑制が可能になる。
従って、潜熱蓄熱性スラリ製造装置（Ａ）乃至（Ｄ）は、より長時間にわたり安定に又は連続して運転することができる、より好ましい装置になる。
【００６５】
また、特に、図８に示す潜熱蓄熱性スラリ製造装置（Ｄ）の場合には、付着した潜熱蓄熱性物質を除去するために複数台の第２の熱交換器３２１、３２２を頻繁に切り替える必要がなくなる、換言すれば第２の熱交換器１個当たりの原料溶液の冷却時間をより長く設定することができるので、潜熱蓄熱性スラリの製造がより効率化された装置になる。
【００６６】
なお、図７に示す潜熱蓄熱性スラリ製造装置（Ｃ）では、冷熱媒体還流経路Ｃ５は、冷熱媒体との熱交換により原料溶液が冷却される熱交換器３２の入口側の節点Ｎａ（節点Ｎａは冷凍機１の下流側にあり、第１の熱交換器３１と第２の熱交換器３２との分岐点である節点Ｎ３より上流側の特定位置である）及び出口側の節点Ｎｂの間を接続する還流用配管（第２の還流用配管）を備えて構成されているが、冷熱媒体との熱交換により原料溶液が冷却される熱交換器３２の入口側の節点Ｎａ＊（節点Ｎａ＊は節点Ｎ３より下流側であり熱交換器３２より上流側の特定位置である）及び出口側のＮｂの間を接続する還流用配管（第２の還流用配管）を備えて構成されている冷熱媒体還流経路Ｃ５＊であってもよい。しかし、両者を比較した場合には、前者（Ｎａ、Ｎｂの間を接続する還流用配管の場合）の方が、第１の熱交換器３１を流れる冷熱媒体の温度の変動も低減され、全体として潜熱蓄熱性スラリの製造がより安定化するので好ましい。
【００６７】
このこと、即ち前者（Ｎａ、Ｎｂの間を接続する環流用配管の場合）の方が、第１の熱交換器３１を流れる冷熱媒体の温度の変動も低減され、全体として潜熱蓄熱性スラリの製造がより安定化するので好ましいことは、冷熱媒体循環経路Ｃ１を備える潜熱蓄熱性スラリ製造装置（ｄ１）、即ち図７において第２の熱交換器３２を複数台にして、一つの第２の熱交換器から残りのいずれかの第２の熱交換器への原料溶液の冷却の切替えを自在にするとともに、付着した潜熱蓄熱性物質を融解除去するために温水循環経路Ｃ６を追加することにより構成される潜熱蓄熱性スラリ製造装置（Ｄ１）（図示せず）或いは、冷熱媒体循環経路Ｃ１を備える潜熱蓄熱性スラリ製造装置（ｄ２）、即ち図４において冷熱媒体の流れに沿って第２の熱交換器３２１、３２２と第１の熱交換器３１とを並列に接続する（即ち図３における冷熱媒体循環経路Ｃ１のように接続する）ことにより構成される潜熱蓄熱性スラリ製造装置（Ｄ２）（図示せず）についても当て嵌まる。
【００６８】
次に、本発明の潜熱蓄熱性物質スラリ製造装置（Ｅ）を図１０に基づき説明する。なお、発明の特徴点を明確にする観点から、本発明の潜熱蓄熱性物質スラリ製造装置（Ｅ）の構成からその特徴点である冷熱媒体循環経路の一部を除いた構成を図９に示し、これについて先に説明する。
【００６９】
＜潜熱蓄熱性物質スラリ製造装置（Ｅ）のうち冷熱媒体循環経路の一部を除いた部分の説明＞
図９に示す、潜熱蓄熱性スラリ製造装置（Ｅ）のうち冷熱媒体循環経路の一部を除いた部分は、図１に示す従来の潜熱蓄熱性スラリ製造装置（ａ）において、原料溶液（又は潜熱蓄熱性スラリ）及び冷熱媒体のそれぞれの流れに対して熱交換器３が並列に接続される複数個の熱交換器３Ａ、３Ｂ・・・（図９では、説明の便のため、二つの熱交換器３Ａ、３Ｂを描写するに止めている）に置換されたものに相当する。
【００７０】
図９中、冷熱媒体循環経路Ｃ１は、冷熱媒体循環ポンプ２から送出され冷凍機１を通過した冷熱媒体を節点Ｎ３で分岐させた後、その冷熱媒体の一部及び残部をそれぞれ熱交換器３Ａ及び熱交換器３Ｂに向かって並列に流通させる配管経路と、熱交換器３Ａ及び熱交換器３Ｂをそれぞれ通過した冷熱媒体を節点Ｎ４で合流させた後、冷熱媒体循環ポンプ２に向かって流通させる配管経路とから構成される。
製造側スラリ循環経路Ｃ２は、蓄熱槽４から取り出されスラリ循環ポンプ５から送出される原料溶液（又は潜熱蓄熱性物質の存在割合が相対的に低い潜熱蓄熱性スラリ）を、節点Ｎ２を通過させた後節点Ｎ５で分岐させた後、その原料溶液の一部及び残部をそれぞれ熱交換器３Ａ及び熱交換器３Ｂに向かって並列に流通させる配管経路と、熱交換器３Ａ及び熱交換器３Ｂをそれぞれ通過した原料溶液を節点Ｎ６で合流させた後、節点Ｎ１を通過させた後蓄熱槽４に送出させる配管経路とから構成される。
スラリ還流経路Ｃ３は、両熱交換器３Ａ，３Ｂの出口側から入口側に原料溶液（又は潜熱蓄熱性スラリ）の一部をそこに含まれる潜熱蓄熱性物質とともに還流させるための環状の配管経路であり、両熱交換器３Ａ，３Ｂの出口側の節点Ｎ１と入口側の節点Ｎ２との間を接続する環流用配管（第１の環流用配管）並びに製造側スラリ循環経路Ｃ２の一部を備えてなるものである。
熱利用側スラリ循環経路Ｃ４は、図１に示すものと基本的に同じであるので、それについての説明は省略する。
【００７１】
図９に示す潜熱蓄熱性物質スラリ製造装置において、冷熱媒体は、冷熱媒体循環経路Ｃ１に沿って、冷熱媒体循環ポンプ２により冷凍機１に送られ冷凍機１において冷却された後、後述する節点Ｎａ経由で節点Ｎ３に向けて送出された後、節点Ｎ３において分岐され、引き続き並列に接続された熱交換器３Ａと熱交換器３Ｂに向けて送出され、それぞれの熱交換器３Ａ，３Ｂにおいて原料溶液との熱交換が行われた後、合流点である節点Ｎ４及び引き続く後述する節点Ｎｂを経由して、冷凍機１に戻される。
Ｎａは、両熱交換器３Ａ，３Ｂの入口側であって冷凍機１の下流側にある冷熱媒体循環経路Ｃ１上の節点であり、Ｎｂは、両熱交換器３Ａ，３Ｂの出口側にあって冷熱媒体循環ポンプ２の上流側にある冷熱媒体循環経路Ｃ１上の節点である。
【００７２】
蓄熱槽４に収容されている原料溶液は、製造側スラリ循環経路Ｃ２に沿って、製造側循環ポンプ５により分岐点である節点Ｎ５を経由して各熱交換器３Ａ、３Ｂに送出され、それぞれの熱交換器３Ａ、３Ｂにおける冷熱媒体との熱交換により冷却されることにより少なくとも一部が過冷却状態にある原料溶液となり、蓄熱槽４に再度収容される。蓄熱槽４に再度収容された原料溶液の過冷却状態は、収容先の蓄熱槽４の中で徐々に解除される。これにより、蓄熱槽４の中で潜熱蓄熱性物質の存在割合が高まり、原料溶液は潜熱蓄熱性スラリといえるものとなる。そして蓄熱槽４に収容されるに至った潜熱蓄熱性スラリは、原料溶液として製造側循環ポンプ５により再び又は循環的に製造側スラリ循環経路Ｃ２に沿って送出され、蓄熱槽４に戻される。かくして蓄熱槽４に収容されている潜熱蓄熱性スラリにおける潜熱蓄熱性物質の存在割合は、熱利用に適した水準に至るまで徐々に高められてゆく。
【００７３】
このとき、少なくとも一部が過冷却状態にある原料溶液又は原料溶液として送出された潜熱蓄熱性スラリの一部は、スラリ還流経路Ｃ３に沿って、節点Ｎ１からスラリ還流ポンプ６により引き出され、節点Ｎ２を経由して両熱交換器３Ａ，３Ｂに送出され、節点Ｎ１に戻される。少なくとも一部が過冷却状態にある原料溶液の一部がスラリ還流経路Ｃ３に沿って移動する場合には、その移動の過程で、その過冷却状態の一部又は全部が解除されるので、両熱交換器３Ａ，３Ｂの入口側により多くの生成核が供給される。その生成核の供給により、各熱交換器３Ａ，３Ｂにおける冷却により原料溶液に生じる過冷却が解除され、延いては、周辺環境への潜熱蓄熱性物質の付着が抑制される。
【００７４】
＜本発明に係る潜熱蓄熱性スラリ製造装置（Ｅ）＞
図１０は本発明の潜熱蓄熱性物質スラリ製造装置（Ｅ）の説明図である。潜熱蓄熱性物質スラリ製造装置（Ｅ）は、図９に示した潜熱蓄熱性スラリ製造装置に冷熱媒体還流経路Ｃ５を付加したものであり、冷熱媒体還流経路Ｃ５以外の構成は図９に基づき既に説明している。
【００７５】
図１０中、Ｃ５は、熱交換器３Ａ及び３Ｂの出口側から入口側に冷熱媒体の一部を還流させるための冷熱媒体還流経路である。冷熱媒体還流経路Ｃ５は、冷熱媒体との熱交換により原料溶液が冷却される熱交換器３Ａ及び３Ｂの入口側の節点Ｎａと出口側の節点Ｎｂの間を接続する還流用配管（第２の還流用配管）並びに冷熱媒体循環経路Ｃ１の一部を備えており、熱交換器３Ａ及び３Ｂ及び冷熱媒体還流ポンプ９を接続してなる環状の配管経路である。
Ｎａは、両熱交換器３Ａ，３Ｂの入口側であって冷凍機１の下流側にある冷熱媒体循環経路Ｃ１上の特定位置であり、Ｎｂは、両熱交換器３Ａ，３Ｂの出口側にあって冷熱媒体循環ポンプ２の上流側にある冷熱媒体循環経路Ｃ１上の特定位置である。
【００７６】
図１０に示す潜熱蓄熱性スラリ製造装置（Ｅ）では、熱交換器３Ａ及び３Ｂにおいて原料溶液を冷却する冷熱媒体の一部が、冷却媒体還流経路Ｃ５に沿って当該熱交換器の出口側から入口側に還流されるので、熱交換器に流入する冷熱媒体の温度の変動が低減され、冷熱媒体と原料溶液との熱交換の程度又は冷熱媒体による原料溶液の冷却の程度に変動が生じ難くなる。そのため、冷熱媒体と原料溶液との熱交換（換言すれば熱交換器の動作）が安定化し、原料溶液の中での潜熱蓄熱性物質の生成が安定化する。その結果、潜熱蓄熱性物質の周辺環境への付着量が予想を越えて急激に増加することがなくなるので、付着の進行が予測し易くなり、原料溶液の過冷却又は過冷却解除を適切に制御又は調整し易くなる。そして、潜熱蓄熱性物質の付着量が徐々に又は累積的に増加することが避けられないとしても、より長い時間が経過しない限り、潜熱蓄熱性スラリの製造の際に生じる支障や不具合が顕在化し難くなる。
従って、潜熱蓄熱性スラリ製造装置（Ｅ）は、より長時間にわたり安定に又は連続して運転することができる装置になる。
【００７７】
また、図１０に示す潜熱蓄熱性スラリ製造装置（Ｅ）では、原料溶液の一部が還流されることにより、その温度が変動し難くなる又は安定すると同時に、冷熱媒体の一部が還流されることにより、その温度が変動し難くなる又は安定するので、原料溶液と冷熱媒体の両温度の差が変動し難くなり安定し、それにより原料溶液の過冷却又は過冷却解除を適切に制御又は調整することが容易になり、延いては熱交換器の伝熱面への潜熱蓄熱性物質の付着の効果的な抑制が可能になる。
従って、潜熱蓄熱性スラリ製造装置（Ｅ）は、より長時間にわたり安定に又は連続して運転することができる、より好ましい装置になる。
【００７８】
次に、本発明の潜熱蓄熱性物質スラリ製造装置（Ｆ）を図１２に基づき説明する。なお、発明の特徴点を明確にする観点から、本発明の潜熱蓄熱性物質スラリ製造装置（Ｆ）の構成からその特徴点である冷熱媒体循環経路の一部を除いた構成を図１１に示し、これについて先に説明する。
【００７９】
＜潜熱蓄熱性物質スラリ製造装置（Ｆ）のうち冷熱媒体循環経路の一部を除いた部分の説明＞
図１１に示す、潜熱蓄熱性スラリ製造装置（Ｆ）のうち冷熱媒体循環経路の一部を除いた部分は、図２に示す従来の潜熱蓄熱性スラリ製造装置（ｂ）において、原料溶液（又は潜熱蓄熱性スラリ）及び冷熱媒体のそれぞれの流れに対して第２の熱交換器３２が並列に接続される複数個の熱交換器３２Ａ、３２Ｂ・・・（図１１では、説明の便のため、二つの熱交換器３２Ａ、３２Ｂを描写するに止めている）に置換されたものに相当する。
【００８０】
図１１中、冷熱媒体循環経路Ｃ１は、冷熱媒体を流通させるための環状の配管経路であり、冷熱媒体循環ポンプ２、冷凍機１、第２の熱交換器３２及び第１の熱交換器３１を接続してなるものである。
製造側スラリ循環経路C２は、蓄熱槽４から原料溶液（又は潜熱蓄熱性物質の存在割合が相対的に低い潜熱蓄熱性スラリ）を第１の熱交換器３１及び第２の熱交換器３２の順に流通させ、潜熱蓄熱性スラリを蓄熱槽４に向かって流通させるための環状の配管経路であり、第１の熱交換器３１、第２の熱交換器３２、蓄熱槽４及び製造側循環ポンプ５を接続してなるものである。第２の熱交換器３２は、冷熱媒体の流れ及び原料溶液の流れに対して並列に接続された複数個の熱交換器３２Ａ、３２Ｂを備えている。
【００８１】
スラリ還流経路Ｃ３は、第２の熱交換器３２Ａ，３２Ｂの出口側から入口側に原料溶液（又は潜熱蓄熱性スラリ）の一部をそこに含まれる潜熱蓄熱性物質とともに還流させるための環状の配管経路であり、第２の熱交換器３２Ａ，３２Ｂの出口側にある節点Ｎ１と、第１の熱交換器３１の出口側であって、第２の熱交換器３２Ａ，３２Ｂの入口側にある節点Ｎ２との間を接続する環流用配管（第１の環流用配管）並びに製造側スラリ循環経路Ｃ２の一部を備えてなるものである。熱利用側スラリ循環経路Ｃ４は、図１に示すものと基本的に同じであるので、それについての説明は省略する。
【００８２】
図１１に示す潜熱蓄熱性物質スラリ製造装置において、冷熱媒体は、冷熱媒体循環経路Ｃ１に沿って、冷熱媒体循環ポンプ２により送出され、冷凍機１において冷却された後、節点Ｎａを経由して節点Ｎ３に送出され、節点Ｎ３において各第２の熱交換器３２Ａ，３２Ｂに向けて分岐され、各第２の熱交換器３２Ａ，３２Ｂにおいて原料溶液との熱交換との熱交換が行われた後、更に節点Ｎ４において合流し、節点Ｎｂを経由して第１の熱交換器３１に向けて送出され、第１の熱交換器３１において原料溶液との熱交換が行われた後、冷熱媒体循環ポンプ２に戻される。
節点Ｎａは、第２の熱交換器３２Ａ，３２Ｂの入口側であって冷凍機１の下流側にある冷熱媒体循環経路Ｃ１上の節点であり、節点Ｎｂは、第２の熱交換器３２Ａ，３２Ｂの出口側にあって第１の熱交換器３１の上流側にある冷熱媒体循環経路Ｃ１上の節点である。
【００８３】
蓄熱槽４に収容されている原料溶液は、製造側スラリ循環経路Ｃ２に沿って、製造側循環ポンプ５により第１の熱交換器３１に送出され、その後節点Ｎ２を経由して分岐点である節点Ｎ５において第２の熱交換器３２Ａ，３２Ｂに向けて送出される。原料溶液は、第１の熱交換器３１において、冷熱媒体との熱交換により顕熱相当の熱エネルギーが除かれ、ある程度まで過冷却される。スラリ還流経路Ｃ３に沿って節点Ｎ２に潜熱蓄熱性物質を含んだ原料溶液が供給されることに起因して、より詳しくは節点Ｎ２に合流する原料溶液に含まれる潜熱蓄熱性物質が別の潜熱蓄熱性物質の生成核となり、原料溶液の過冷却の少なくとも一部が解除される。その過冷却解除により、原料溶液中に少量の潜熱蓄熱性物質が生成される。引き続き、少なくとも一部の過冷却が解除された原料溶液は、各第２の熱交換器３２Ａ，３２Ｂにおいて冷却され、より多くの潜熱蓄熱性物質を生成させ、全体として潜熱蓄熱性物質の存在割合がより高まった潜熱蓄熱性スラリとなり、合流点である節点Ｎ６を経由して蓄熱槽４に送出される。蓄熱槽４に収容されるに至った潜熱蓄熱性スラリは、原料溶液として製造側循環ポンプ５により再び又は循環的に製造側スラリ循環経路Ｃ２に沿って送出され、蓄熱槽４に戻される。かくして蓄熱槽４に収容されている潜熱蓄熱性スラリにおける潜熱蓄熱性物質の存在割合は、熱利用に適した水準に至るまで徐々に高められてゆく。
【００８４】
このとき、潜熱蓄熱性スラリとなった原料溶液の一部は、スラリ還流経路Ｃ３に沿って、節点Ｎ１からスラリ還流ポンプ６により引き出され、節点Ｎ２を経由して各第２の熱交換器３２Ａ，３２Ｂに送出され、節点Ｎ１に戻される。すると、各第２の熱交換器３２Ａ，３２Ｂの入口側に生成核が供給されるので、各第２の熱交換器３２Ａ，３２Ｂにおける冷却により原料溶液に生じる過冷却が解除され、延いては、周辺環境への潜熱蓄熱性物質の付着が抑制される。
【００８５】
＜本発明に係る潜熱蓄熱性スラリ製造装置（Ｆ）＞
図１２は本発明の潜熱蓄熱性物質スラリ製造装置（Ｆ）の説明図である。潜熱蓄熱性物質スラリ製造装置（Ｆ）は、図１１に示した潜熱蓄熱性スラリ製造装置に冷熱媒体還流経路Ｃ５を付加したものであり、冷熱媒体還流経路Ｃ５以外の構成は図１１に基づき既に説明している。
【００８６】
図１２中、Ｃ５は、熱交換器３２Ａ及び３２Ｂの出口側から入口側に冷熱媒体の一部を還流させるための冷熱媒体還流経路である。冷熱媒体還流経路Ｃ５は、冷熱媒体との熱交換により原料溶液が冷却される熱交換器３２Ａ及び３２Ｂの入口側の節点Ｎａと出口側の節点Ｎｂの間を接続する還流用配管（第２の還流用配管）並びに冷熱媒体循環経路Ｃ１の一部を備えており、熱交換器３２Ａ及び３２Ｂ及び冷熱媒体還流ポンプ９を接続してなる環状の配管経路である。
節点Ｎａは、第２の熱交換器３２Ａ，３２Ｂの入口側であって冷凍機１の下流側にある冷熱媒体循環経路Ｃ１上の特定位置であり、節点Ｎｂは、第２の熱交換器３２Ａ，３２Ｂの出口側にあって第１の熱交換器３１の上流側にある冷熱媒体循環経路Ｃ１上の特定位置である。
【００８７】
図１２に示す潜熱蓄熱性スラリ製造装置（Ｆ）では、熱交換器３２Ａ及び３２Ｂにおいて原料溶液を冷却する冷熱媒体の一部が、冷却媒体還流経路Ｃ５に沿って当該熱交換器の出口側から入口側に還流されるので、熱交換器に流入する冷熱媒体の温度の変動が低減され、冷熱媒体と原料溶液との熱交換の程度又は冷熱媒体による原料溶液の冷却の程度に変動が生じ難くなる。そのため、冷熱媒体と原料溶液との熱交換（換言すれば熱交換器の動作）が安定化し、原料溶液の中での潜熱蓄熱性物質の生成が安定化する。その結果、潜熱蓄熱性物質の周辺環境への付着量が予想を越えて急激に増加することがなくなるので、付着の進行が予測し易くなり、原料溶液の過冷却又は過冷却解除を適切に制御又は調整し易くなる。そして、潜熱蓄熱性物質の付着量が徐々に又は累積的に増加することが避けられないとしても、より長い時間が経過しない限り、潜熱蓄熱性スラリの製造の際に生じる支障や不具合が顕在化し難くなる。
従って、潜熱蓄熱性スラリ製造装置（Ｆ）は、より長時間にわたり安定に又は連続して運転することができる装置になる。
【００８８】
また、図１２に示す潜熱蓄熱性スラリ製造装置（Ｆ）では、原料溶液の一部が還流されることにより、その温度が変動し難くなる又は安定すると同時に、冷熱媒体の一部が還流されることにより、その温度が変動し難くなる又は安定するので、原料溶液と冷熱媒体の両温度の差が変動し難くなり安定し、それにより原料溶液の過冷却又は過冷却解除を適切に制御又は調整することが容易になり、延いては熱交換器の伝熱面への潜熱蓄熱性物質の付着の効果的な抑制が可能になる。
従って、潜熱蓄熱性スラリ製造装置（Ｆ）は、より長時間にわたり安定に又は連続して運転することができる、より好ましい装置になる。
【００８９】
図６〜８、１２に記載の第１の熱交換器は、互いに流動する冷熱媒体と原料溶液との熱交換が行われる装置として描写されている。ここで、第１の熱交換器の役割は、原料水溶液を冷却して、原料溶液から顕熱相当の熱エネルギーを除去し、その少なくとも一部を過冷却状態にすることにある。それ故、第１の熱交換器は、その役割を果たすものである限り、公知の冷却手段により置き換えることができる。
【００９０】
＜本発明の効果の検証＞
以下の検証実験において、冷熱媒体は冷水であり、潜熱蓄熱性スラリは包接水和物が水又は原料溶液に分散又は懸濁してなる包接水和物スラリとする。また、蓄熱槽から原料溶液として送出される包接水和物の存在割合が少ない包接水和物スラリ及び製造された包接水和物スラリを単にスラリという場合がある。
【００９１】
［検証実験１］
＜冷熱媒体と原料溶液との温度差の変動幅とスラリ製造装置の安定運転との関係＞
図４に示すスラリ製造装置（ｄ）を用いて、冷熱媒体と原料溶液との温度差の変動幅とスラリ製造装置の安定運転との関係を検証する実験を実施した。熱交換器３２１のスラリ入口と冷水入口の温度差の平均値は同じであるが、温度差の変動幅が異なる場合について、スラリ製造装置の安定運転について検証した。
第１の熱交換器３１にはプレート式熱交換器（高さ1.1ｍ、幅0.4ｍ、奥行き0.2ｍ、片側の保有水量0.01ｍ3、対向流方式）を、第2の熱交換器３２１と３２２には、プレート式熱交換器(高さ1.6ｍ、幅0.6ｍ、奥行き0.1ｍ、片側の保有水量0.01ｍ3、対向流方式)を用いて、スラリ製造実験を実施した。原料溶液には、臭化テトラnブチルアンモニウム（TBAB）の１６wt％濃度の水溶液を用いた。
【００９２】
熱交換器３２１の冷水の入口側に温度計Ｔ１を、出口側に温度計Ｔ２を設け、冷水の温度を計測し、さらに流通する冷水の流量を計測し、入口側と出口側の冷水の温度差と冷水の流量に基づき冷水の交換熱量を計算する。熱交換器３２１のスラリの入口側に温度計Ｔ３を、出口側に温度計Ｔ４を設置してスラリの温度を計測し、さらに流通するスラリの流量を計測する。冷水の交換熱量と冷水の入口温度、出口温度、スラリの入口温度、出口温度より熱通過率を計算した。また、熱交換器３２１のスラリの入口側と出口側に圧力計を設置して、熱交換器のスラリ側の圧力損失を計測した。熱交換器３１および熱交換器３２１に流通させる液体の流量をそれぞれ一定に保ち、熱交換器内部の流速を一定とした。
第１の熱交換器３１で冷水と原料溶液との熱交換により、原料溶液から顕熱相当の熱エネルギーを奪い、同時に（多少の）過冷却状態を作り出している。引き続き、節点Ｎ２で、第２の熱交換器３２１を出たスラリの一部を還流し、過冷却状態の原料溶液にスラリを混合して、過冷却を解除する。そして第２の熱交換器３２１で冷水と過冷却を解除された原料溶液との熱交換により潜熱相当の熱エネルギーを奪い、多量の包接水和物を生成して潜熱蓄熱性スラリを製造する。
【００９３】
表３に実験条件としての熱交換器３２１の冷水の入口温度、冷水の入口温度変動幅、（原料溶液としての）スラリの入口温度、スラリの入口温度と冷水の入口温度の温度差、平均温度差及び温度差の変動幅を示す。スラリの入口温度は、スラリを還流させることにより安定した温度となっている。
熱交換器３２１のスラリ入口と冷水入口の温度差の平均値である平均温度差が同じ２．４℃であるが、温度差の変動幅が０．７℃と大きいケースと、０．３℃と小さいケースについて、スラリ製造装置の運転の安定性について検証した。
【００９４】
【表３】
2011064419.tif 000005
【００９５】
冷水の入口温度の変動幅を小さくして冷水の入口温度を安定化させることにより、スラリ入口と冷水入口の温度差の変動幅を小さくすることができる。熱交換器３２１について、冷水流量とスラリ流量がそれぞれ一定の場合においては、スラリ入口と冷水入口の温度差で交換熱量が決定される。そのため、スラリ入口と冷水入口の温度差の変動が大きい場合、交換熱量が大きく変動するが、温度差の変動が小さい場合には交換熱量はほぼ一定となる。
【００９６】
表３に示すケースについて、５時間スラリ製造運転を行った後の、熱交換器３２１のスラリ流路の圧力損失増加分と熱通過率を、それぞれ冷水の入口温度の変動が大きいケースの場合を１として表４に示す。変動が小さいケースの場合には圧力損失増加分が小さく、熱通過率は大きくなった。この結果から下記のことを確認できた。
【００９７】
【表４】
2011064419.tif 000006
【００９８】
冷水入口の温度が安定せず大きく変動して、スラリ入口と冷水入口の温度差が安定していない場合には、突発的な交換熱量の増減に伴いスラリ温度の変動が激しくなり、過冷却解除が安定して行われない。過冷却解除が安定的に起こらないと、過冷却解除が急激に起こり、熱交換器内部で潜熱蓄熱性物質が急激に生成することがある。熱交換器内部で急激に潜熱蓄熱性物質が生成すると、熱交換器のスラリの流路を潜熱蓄熱性物質がふさぎ、熱交換器のスラリ流路の圧力損失が増大し、スラリの円滑な流送が阻害され安定的なスラリ製造ができなくなる。また、熱交換器の伝熱面に潜熱蓄熱性物質が付着するため、熱交換器の熱交換特性を示す熱通過率を低下させ、交換熱量が低下して安定的なスラリ製造ができなくなる。
一方、冷水の入口温度の変動幅を小さくして冷水入口の温度を安定化させることにより、スラリ入口と冷水入口の温度差の変動が小さくなり安定化し、交換熱量がほぼ一定となる。そのためスラリの過冷却解除が安定的に行われて、熱交換器内部での急激な過冷却解除を回避できる。スラリの過冷却解除が安定的に行われると、熱交換器内部で急激に潜熱蓄熱性物質が生成してスラリの流路を潜熱蓄熱性物質がふさぐことがないため、圧力損失の増大を抑制することができ、スラリが円滑に流送され安定的なスラリ製造ができる。また、熱交換器の伝熱面に潜熱蓄熱性物質が付着することを抑制できるため、熱通過率の低下を抑制でき熱通過率を高く維持できるため、交換熱量の低下を抑制して安定的なスラリ製造ができる。
【００９９】
潜熱蓄熱性物質をより長時間にわたり安定に又は連続して製造するために、スラリ入口と冷水入口の平均温度差が同じ場合には、スラリ入口と冷水入口の温度差の変動幅を小さくすることが効果的であることを明らかにした。そのためには、スラリ入口と冷水入口の両方の温度を安定化させる必要がある。スラリ入口温度を安定化させるためにスラリ側を還流させる従来技術に加えて、冷水側を還流させることにより冷水側の温度を安定化させることができ、その結果スラリと冷水の温度差が安定し交換熱量が一定となり、スラリの過冷却解除を安定に起こすことができるようになり、潜熱蓄熱性物質をより長時間にわたり安定にまたは連続に製造可能となる。
【０１００】
［検証実験２］
＜本発明のスラリ製造装置とタンクを設けるスラリ製造装置との比較＞
図８に示す冷水還流経路を設けたスラリ製造装置（Ｄ）（実施例１）と、冷水の入口温度の変動幅を小さくする手段として、冷水を一旦貯留するタンク１３を冷水循環ポンプ２と熱交換器３２１との間に設けるスラリ製造装置（比較例１、図１３に示す）について、スラリ製造装置の安定運転について検証した。原料溶液と熱交換器は検証実験１と同じものであり、実施例１において冷水を還流する割合は、熱交換器321の出口から送出される冷水の５５vol％を還流した。
【０１０１】
表５に冷水入口温度、冷水の変動幅、スラリ入口−冷水入口の温度差、平均温度差及び温度差の変動幅を示す。実施例１と比較例１とも冷水温度の変動幅を小さくして、スラリ入口−冷水入口の温度差の変動幅を0.5℃と抑制できている。
【０１０２】
【表５】
2011064419.tif 000007
【０１０３】
５時間スラリ製造運転を行った後の、熱交換器３２１のスラリ流路の圧力損失増加分を表６に示す。
【０１０４】
【表６】
2011064419.tif 000008
【０１０５】
実施例１と比較例１ともスラリ入口−冷水入口の温度差の変動幅を０．５℃と小さく抑制できていたが、圧力損失増加分は比較例１のタンク１３を設けた場合の方が大きくなっていた。スラリ入口−冷水入口の温度差は実施例１では１．４℃であったが、比較例１では２．５℃と大きくなっていた。
この結果より、冷水入口温度を安定させてスラリ入口と冷水入口の温度差の変動幅を同程度とした場合には、実施例１のようにスラリ入口と冷水入口の温度差そのものを小さくする方が圧力損失の増加を抑制できることがわかった。そのため、スラリ入口と冷水入口の温度差を小さくしながら、冷水入口温度を安定させて、温度差の変動幅を小さくすることにより、潜熱蓄熱性物質をより長時間にわたり安定に又は連続して製造することができる。
【０１０６】
潜熱蓄熱性物質をより長時間にわたり安定に又は連続して製造するために、スラリ入口と冷水入口の温度差を小さくしながら、冷水入口温度を安定させてスラリ入口と冷水入口の温度差の変動幅を小さくするスラリ製造装置として、タンク１３を設けるスラリ製造装置についてさらに検討する。
比較例１で用いた図１３に示すタンク１３を設けるスラリ製造装置において、比較例１では冷水入口温度を５．１〜５．２℃としていたが、実施例１と同程度の６．２℃としてスラリ入口と冷水入口の温度差を小さくすること（比較例２、３）を検討する。
【０１０７】
＜比較例２、３＞
比較例２は、冷凍機1から供給する冷水の量を比較例１と同じにし、冷水を一旦貯留するタンク１３を用いて熱交換器入口側の冷水温度を安定させ、さらに冷水入口温度を６．２℃にしてスラリ入口と冷水入口の温度差を実施例１と同程度に小さくするスラリ製造装置である。比較例２では、冷水入口温度を６．２℃にしてスラリ入口と冷水入口の温度差を１．４℃と小さくし、冷水温度を安定させスラリ入口と冷水入口の温度差の変動を小さくすることにより、熱交換器における潜熱蓄熱性物質の付着を少なくし、圧力損失の増加を抑制して、潜熱蓄熱性物質をより長時間にわたり安定に又は連続して製造することができる。しかし、比較例１と比べて、スラリ入口と冷水入口の温度差が小さい分、交換熱量が小さくなるために、スラリ製造装置の能力が低下するという問題が生じる。
そこで、比較例２における冷凍機１から供給する冷水の量を増加させ、交換熱量を低下させないようにするスラリ製造装置である比較例３を検討する。比較例３では、スラリ入口と冷水入口の温度差を小さくし、冷水温度を安定させスラリ入口と冷水入口の温度差の変動を小さくすることにより、熱交換器における潜熱蓄熱性物質の付着を少なくし、圧力損失の増加を抑制して、かつ交換熱量を高く維持でき、潜熱蓄熱性物質をより長時間にわたり安定に又は連続して製造することができる。
しかし、比較例３では冷凍機から供給される冷水の量が２．３倍になるために、冷凍機の容量を２．３倍に大きくする必要があり(冷水の量を冷凍機の容量に比例させた場合)、冷凍機の仕様を大きくするため設備コストと運転コストが高くなるという問題がある。また、冷水の量を２．３倍まで増加させると、比較例１又は２と同じ配管を使用すると配管内部の冷水流速が大きくなり圧力損失が急激に増加するために、冷水側の配管を全て大きくする必要があり、設備コストが高くなるという問題、配管設置面積が増加する問題、配管が大きくなると重量増となるため施工上好ましくないという問題など多くの問題が生じる。さらに、冷水の量を２．３倍まで多くすると、冷水の温度を安定化させるためのタンク１３も大きくする必要があり、設備コストが高くなりまた設置面積が増加するため問題が生じる。
【０１０８】
比較例３では上記のような問題が生じるが、本発明の冷水を還流させるスラリ製造装置では、スラリ入口と冷水入口の温度差が小さいが、冷水を還流させ冷凍機から送られる冷水と合流させるため熱交換器に流入させる冷水の量が多いため、交換熱量を高く維持することができる。そのため、タンク１３が不要であり冷凍機の大きさを変える必要もなく、冷水還流ラインＣ５と冷水還流ポンプ９を設けるだけでよい。冷水側配管の口径に関しても、冷水還流ラインＣ５を冷水循環経路Ｃ１に合流させる節点Ｎａから熱交換器を通って節点Ｎｂまでの間を接続する配管だけを大きくするだけでよい。
【０１０９】
［検証実験３］
＜冷水を還流するスラリ製造装置と冷水を還流しないスラリ製造装置との比較＞
図８に示す冷水還流経路を設けたスラリ製造装置（Ｄ）を用いて、冷水を還流するスラリ製造装置（実施例２）と、冷水を還流しないスラリ製造装置（比較例４）とについて、スラリ製造装置の安定運転を検証する実験を実施した。
スラリ製造装置（Ｄ）では、第１の熱交換器３１で冷水と原料溶液との熱交換により、原料溶液から顕熱相当の熱エネルギーを奪い、同時に（多少の）過冷却状態を作り出している。引き続き、節点Ｎ２で、第２の熱交換器３２１を出たスラリの一部を還流し、過冷却状態の原料溶液にスラリを混合して、過冷却を解除する。そして第２の熱交換器３２１で冷水と過冷却を解除された原料溶液との熱交換により潜熱相当の熱エネルギーを奪い、多量の包接水和物を生成して潜熱蓄熱性スラリを製造する。
第1の熱交換器３１にはプレート式熱交換器（高さ1.1ｍ、幅0.4ｍ、奥行き0.2ｍ、片側の保有水量0.01ｍ3、対向流方式）を、第２の熱交換器３２１と３２２には、プレート式熱交換器（高さ1.6ｍ、幅0.6ｍ、奥行き0.1ｍ、片側の保有水量0.01ｍ3、対向流方式）を用いて、スラリ製造実験を実施した。原料溶液には、臭化テトラnブチルアンモニウム（TBAB）の１６wt％濃度の水溶液を用いた。実施例２において冷水を還流する割合は、熱交換器３２１の出口から送出される冷水の５５vol％を還流した。
【０１１０】
検証実験１と同様に冷水とスラリの温度を計測し、スラリの入口温度と冷水の入口温度の温度差、平均温度差及び温度差の変動幅を表７に示す。実施例２では冷水還流により冷水の入口温度が安定化しているため、スラリ入口と冷水入口の温度差の変動幅は0.4℃と冷水還流しない比較例４の半分程度になっており、スラリ入口と冷水入口の温度差を小さくしつつ、温度差を変動し難く安定化させることができている。
【０１１１】
【表７】
2011064419.tif 000009
【０１１２】
また、検証実験１と同様に熱交換器のスラリ側の圧力損失を計測した。図１４に、スラリ製造運転開始から５時間経過時点までの熱交換器３２１のスラリ側の圧力損失増加分の経時変化を示し、表７に５時間後の圧力損失増加分を示す。冷水還流しない比較例４では圧力損失が４０kPaまで増加しているのに対して、冷水還流を行う実施例２では圧力損失が１３kPaまでしか増加していなかった。
冷水還流することによりスラリ入口と冷水入口の温度差を安定化して、突発的な交換熱量の増減を回避でき、スラリの過冷却解除を安定して行い、熱交換器内部の伝熱面への潜熱蓄熱性物質の付着を抑制でき、圧力損失の増加を１／３以下に抑制でき、長時間にわたり安定にまたは連続して潜熱蓄熱性スラリを製造することができる。
【０１１３】
また、検証実験１と同様に熱交換器の熱通過率を計算し、表７に熱交換器の熱通過率の低下割合を示す。スラリ製造を開始してから１時間後の熱通過率を基にして、５時間後の熱通過率の低下割合を算出したものである。冷水還流しない比較例４では熱通過率の低下割合が５０％にまで低下しているのに対して、冷水還流を行う実施例２では熱通過率の低下割合が３６％にまでしか低下していなかった。
冷水還流することによりスラリ入口と冷水入口の温度差が安定化して、突発的な交換熱量の増減を回避でき、スラリの過冷却解除が安定して行われ、熱交換器内部の伝熱面への潜熱蓄熱性物質の付着を抑制でき、伝熱特性の悪化を抑えることができる。そのため、熱交換特性を現す熱通過率の時間の経過に対する低下割合を小さくすることができる。
実施例２のように冷水還流することにより、スラリ入口と冷水入口の温度差を安定化することができ、熱通過率を高く維持できることができ、長時間にわたり安定にまたは連続して潜熱蓄熱性スラリを製造することができる。
【０１１４】
冷水還流することにより冷水の入口温度の変動幅を小さくして冷水入口の温度を安定化させることにより、スラリ入口と冷水入口の温度差の変動を小さくして安定化し、交換熱量をほぼ一定とする。そのためスラリの過冷却解除が安定的に行われて、熱交換器内部での急激な過冷却解除を回避できる。スラリの過冷却解除が安定的に行われると、熱交換器内部で急激に潜熱蓄熱性物質が生成してスラリの流路を潜熱蓄熱性物質がふさぐことがないため、圧力損失の増大を抑制することができ、スラリが円滑に流送され安定的なスラリ製造ができる。また、熱交換器の伝熱面に潜熱蓄熱性物質が付着することを低減できるため、熱通過率の低下を抑制でき熱通過率を高く維持できるため、交換熱量の低下を抑制して安定的なスラリ製造ができる。
【０１１５】
［検証実験４］
＜交換熱量の検証＞
本発明の冷水を還流するスラリ製造装置では、熱交換器から送出された冷水の一部を熱交換器の入口側に還流させるため、冷水を還流しない場合に比べて、熱交換器に流入する冷水入口温度が高くなり、熱交換器の対数平均温度差が小さい。そこで、交換熱量について検証した。検証実験３に用いた装置と原料溶液を用いて、冷水を還流するスラリ製造装置（実施例３）と、冷水を還流しないスラリ製造装置（比較例５）とについて、スラリ製造装置の交換熱量を検証する実験を実施した。
【０１１６】
検証実験１と同様に熱交換器のスラリ側の圧力損失を計測した。図１５に、スラリ製造装置の運転開始から１０時間までの熱交換器３２１のスラリ側の圧力損失増加分の経時変化を示す。冷水還流しない比較例５では圧力損失が１６０kPaまで増加しているのに対して、冷水還流を行う実施例３では圧力損失が６０kPaまでしか増加していなかった。
冷水還流することによりスラリ入口と冷水入口の温度差を安定化して、突発的な交換熱量の増減を回避でき、スラリの過冷却解除が安定して行われ、熱交換器内部の伝熱面への潜熱蓄熱性物質の付着を抑制でき、圧力損失の増加を大幅に抑制でき、長時間にわたり安定にまたは連続して潜熱蓄熱性スラリを製造することができる。
【０１１７】
また、検証実験１と同様に熱交換器の交換熱量と熱通過率を計算し、表８に示す。冷水入口の平均温度は、比較例５では５．０℃であるのに対して、実施例３では熱交換器３２１から送出した熱交換された冷水の一部を還流させるために高くなり５．９℃である。対数平均温度差は比較例５では１．０℃であるのに対して、実施例３では冷水還流により冷水入口温度が高いため０．７℃である。
一方、実施例３では冷水還流により熱交換器に流入する冷水の流量が増加するために、熱交換器内部の冷水流速は比較例５の２．２倍になり、交換熱量が大きくなる。これにより、スラリ製造装置の運転開始時における実施例３の熱通過率は比較例５と比較して１．４倍と大きくなっている。スラリ製造装置の運転開始から１０時間後の熱通過率は、比較例５の運転開始時の熱通過率を１とすると、比較例５では０．５にまで低下する（熱通過率の低下割合５０％）のに対して、実施例３では０．９になる程度（熱通過率の低下割合３６％）であり、熱通過率の低下を小さくすることができる。
スラリ製造装置の運転開始から１０時間後の交換熱量は、実施例３では比較例５に対して１．３倍と大きくなっている。実施例３の対数平均温度差は比較例５に比べて小さいが、冷水還流により冷水の流量が増加するため交換熱量が大きくなることと、運転を継続した時の熱通過率の低下を小さくすることができることにより、交換熱量を高く維持することができることを確認した。
【０１１８】
【表８】
2011064419.tif 000010
【０１１９】
包接水和物スラリを利用した蓄熱空調システムにおいて、蓄熱するためにスラリ製造装置によりスラリを製造する時間は通常10時間程度である。実施例３のスラリ製造装置において、一つの第２の熱交換器により１０時間安定して連続運転することができるということは、一方の第２の熱交換器から他方の第2の熱交換器に切り替える必要がなくなり、第２の熱交換器を１台にすることが可能となる。また、温水循環経路Ｃ６が不要となり、スラリ製造装置をコンパクトにすることができ、設備コストを低くすることができ、狭い空間でもスラリ製造装置を設置することが可能となる。
【０１２０】
［検証実験５］
＜冷水を還流する割合＞
検証実験３に用いた冷水を還流するスラリ製造装置と原料溶液を用いて、冷水を還流する割合を変えてスラリ製造装置の製造の安定性への影響を検証する実験（実施例４）を実施した。冷凍機から送出される冷水流量に対する還流冷水流量の割合を冷水還流割合として、還流しない場合と冷水還流割合が５０vol％、７０vol％、８０vol％、９０vol％の場合について、スラリ製造運転開始から１０時間後の熱交換器のスラリ側の圧力損失増加分を計測し、図１６に示す。
【０１２１】
スラリ製造運転開始から１０時間後の圧力損失増加分は、冷水還流しない場合には１５０kPaであるが、冷水還流割合が５０vol％の場合には６０kPaと大幅に低くすることができる。冷水還流割合が５０vol％より大きくなると圧力損失増加分は小さくなるが、冷水還流割合が７０vol％より大きい場合には圧力損失増加分の低下は少なくなり、ほとんど同程度である。
冷水還流量を大きくすればするほど熱交換器に流通する冷水の量が増えるため、流送配管の口径を大きくすることが必要となる。そのため、冷水還流割合は５０vol％から７０vol％の間に設定するのが適当である。ただし、スラリ製造装置の条件により、この適切な冷水還流割合の範囲は異なる可能性がある。
【０１２２】
［検証実験６］
＜大型熱交換器を用いたスラリ製造装置＞
検証実験１〜５で用いたスラリ製造装置の熱交換器よりも大きな熱交換器を用いて、図８に示すスラリ製造装置（Ｄ）を構成し実験を実施した。熱交換器３１にはプレート式熱交換器(高さ1.8ｍ、幅0.6ｍ、奥行き0.3ｍ、片側の保有水量0.06ｍ3、対向流方式)を、熱交換器３２１と３２２には、プレート式熱交換器(高さ2ｍ、幅0.8ｍ、奥行き0.6ｍ、片側の保有水量0.2ｍ3、対向流方式)を用いて、潜熱蓄熱性スラリ製造実験を実施した。溶液には、臭化テトラnブチルアンモニウム（TBAB）１６wt％濃度の水溶液を用いた。冷水を還流するスラリ製造装置（実施例５）と、冷水を還流しないスラリ製造装置（比較例６）とについて、スラリ製造装置の安定運転を検証する実験を実施した。実施例５において冷水を還流する割合は、熱交換３２１の出口から送出される冷水の２０vol％を還流した。
【０１２３】
検証実験１と同様に冷水とスラリの温度を計測し、スラリの入口温度と冷水の入口温度の温度差、平均温度差及び温度差の変動幅を表９に示す。実施例５では冷水還流により冷水の入口温度が安定化しているため、スラリ入口と冷水入口の温度差の変動幅は０．６℃と冷水還流しない比較例６に比べて小さくなっており、スラリ入口と冷水入口の温度差を小さくしつつ、温度差を変動し難く安定化させることができている。
【０１２４】
【表９】
2011064419.tif 000011
【０１２５】
また、検証実験１と同様に熱交換器のスラリ側の圧力損失を計測した。図１７に、運転開始から５時間経過時点までの熱交換器３２１のスラリ側の圧力損失増加分の経時変化を示す。冷水還流しない比較例６では圧力損失が１７０kPaまで増加しているのに対して、冷水還流を行う実施例５では圧力損失が１００kPaまでしか増加していなかった。
冷水還流することによりスラリ入口と冷水入口の温度差を安定化して、突発的な交換熱量の増減を回避でき、スラリの過冷却解除を安定して行うことができ、熱交換器内部の伝熱面への潜熱蓄熱性物質の付着を抑制でき、圧力損失の増加を抑制でき、長時間にわたり安定にまたは連続して潜熱蓄熱性スラリを製造することができる。
熱交換器の大きさを変えた場合においても検証実験３と同様の効果が得られることが判明した。
【符号の説明】
【０１２６】
１  冷凍機
２  冷熱媒体循環ポンプ
３  熱交換器
３１  第１の熱交換器
３２  第２の熱交換器
３２１、３２２  第２の熱交換器
３Ａ、３Ｂ  熱交換器
３２Ａ、３２Ｂ  熱交換器
４  蓄熱槽
５  製造側循環ポンプ
６  スラリ還流ポンプ
７  熱負荷側の熱交換器
８  熱利用側循環ポンプ
９、９＊  冷熱媒体還流ポンプ
１０  温水タンク
１１  温水循環ポンプ
１３  タンク
Ｃ１  冷熱媒体循環経路
Ｃ２  製造側スラリ循環経路
Ｃ３  スラリ還流経路（第１の還流用配管）
Ｃ４  熱利用側スラリ循環経路
Ｃ５、Ｃ５＊     冷熱媒体還流経路（第２の還流用配管）
Ｃ６  温水循環経路
Ｎ１〜Ｎ６、Ｎａ、Ｎａ＊、Ｎｂ  節点
Ｔ１〜Ｔ４  温度センサ
【図１】
2011064419.tif 000012
【図２】
2011064419.tif 000013
【図３】
2011064419.tif 000014
【図４】
2011064419.tif 000015
【図５】
2011064419.tif 000016
【図６】
2011064419.tif 000017
【図７】
2011064419.tif 000018
【図８】
2011064419.tif 000019
【図９】
2011064419.tif 000020
【図１０】
2011064419.tif 000021
【図１１】
2011064419.tif 000022
【図１２】
2011064419.tif 000023
【図１３】
2011064419.tif 000024
【図１４】
2011064419.tif 000025
【図１５】
2011064419.tif 000026
【図１６】
2011064419.tif 000027
【図１７】
2011064419.tif 000028