(57)【要約】  本発明によれば、冷媒として水を使用する小型ヒートポンプが提供され、ヒートポンプは、ヒートポンプのケーシングの第１の端部に配置され、それからの水の蒸発を可能にするように構成されている蒸発器を備えている。ヒートポンプのケーシングの第２の端部には、真空を維持することによって前記蒸発を引き起こすように構成されている１つまたは複数の圧縮機が配置され、圧縮機は蒸発器から圧縮機へ延び、蒸気を圧縮機へ導く吸気管路を備えている。ケーシングの中間部には、蒸気を凝縮するように構成されている凝縮器が配置され、吸気管路がそれを貫通する。ヒートポンプは、ケーシング内で真空を生成し、維持することが可能な真空手段も備えている。ヒートポンプを雪または氷スラリーの生成に用いて、摂氏０度を超える状態でスキーおよび雪に関連する活動を可能にするスノードームも提供される。
2008531965.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒として水を使用する小型ヒートポンプであって、
第１および第２の端部、ならびにそれらの間に配置された中間部を有するケーシングと、
前記第１の端部に配置された蒸発器であって、前記蒸発器からの前記水の少なくとも一部の蒸発を可能にして蒸気を発生させ、それにより、前記水の残りから熱を除去するように構成されている前記蒸発器と、
前記第２の端部に配置された１つまたは複数の圧縮機であって、前記蒸発器から該圧縮機へ延びる吸気管路を備え、少なくとも前記吸気管路で真空を維持することによって前記蒸発を引き起こすように構成されており、前記吸気管路を介して前記蒸気を受け取り、該蒸気を圧縮するように構成されている前記圧縮機と、
前記圧縮機から前記蒸気を受け取り、該蒸気の温度を低下させ、これにより該蒸気を凝縮して液体状態に戻すように構成されている凝縮器と、
前記ケーシング内に真空を生成し、維持することを可能にする手段と、を備え、
前記凝縮器が前記中間部に配置され、前記吸気管路が前記凝縮器を貫通する小型ヒートポンプ。
【請求項２】
前記ヒートポンプが垂直方向に動作するように構成されている、請求項１に記載のヒートポンプ。
【請求項３】
前記ヒートポンプが、小型の水冷器、小型の氷スラリー製造器、脱塩設備の一部、人工雪または氷製造設備の一部の１つとして使用されるように構成されている、請求項１または請求項２に記載のヒートポンプ。
【請求項４】
前記蒸発器が直接接触型のものである、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のヒートポンプ。
【請求項５】
蒸発面の面積を増大させるために、前記蒸発器内部に前記水を吹きかけるように使用される少なくとも１つの攪拌機のスクープをさらに備える、請求項４に記載のヒートポンプ。
【請求項６】
蒸発を増加させるために、前記水を吹きかけるように構成されている、前記蒸発器内に配置されたプレートをさらに備える、請求項４に記載のヒートポンプ。
【請求項７】
前記圧縮機が遠心型または軸型のものである、請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載のヒートポンプ。
【請求項８】
前記１つまたは複数の圧縮機を、単一の軸に一緒に取り付けることができる、請求項７に記載のヒートポンプ。
【請求項９】
前記凝縮器が、該凝縮器の表面積を拡大するためのパッキングを備える、請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載のヒートポンプ。
【請求項１０】
前記凝縮器が、前記ヒートポンプの外部から冷却材の供給を受けるように構成されている、請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載のヒートポンプ。
【請求項１１】
前記凝縮器が、凝縮された水および冷却材を蓄積するための排水貯蔵空間を有する、請求項１から請求項１０までのいずれか１項に記載のヒートポンプ。
【請求項１２】
蓄積された液溜まりを除去するために、前記排水貯蔵空間が流出量に合致される、請求項１１に記載のヒートポンプ。
【請求項１３】
前記吸気管路が、前記蒸発器の周囲と一体化された開放端を含む、請求項１から請求項１２までのいずれか１項に記載のヒートポンプ。
【請求項１４】
前記吸気管路が、その広い端部と狭い端部との間に狭い直線部分を有する、請求項１から請求項１３までのいずれか１項に記載のヒートポンプ。
【請求項１５】
前記蒸発器の上に１つまたは複数のデミスタが取り付けられる、請求項１から請求項１４までのいずれか１項に記載のヒートポンプ。
【請求項１６】
前記１つまたは複数のデミスタが、ルーバ型またはメッシュ織物型のものである、請求項１５に記載のヒートポンプ。
【請求項１７】
前記１つまたは複数のデミスタが加熱機構を備える、請求項１６に記載のヒートポンプ。
【請求項１８】
前記ヒートポンプが、内部に雪を生成するためのスノードーム複合体の一部をなす、請求項１に記載のヒートポンプ。
【請求項１９】
スラリーの製造設備と、
該スラリーをその上に散布するように構成されている斜面と、
自身上でスキーをする前記斜面の表面に湿った雪を残すことを可能にするために、前記スラリーから水を取り出すように構成されている水の取り出し設備と、
前記スラリーを前記斜面上に散布するように構成されている複数の散布弁と、
前記スラリーを前記弁に導入するように構成されているスラリー供給ラインと、を備えたスノードームであって、
前記水の取り出し設備が、
前記スラリーまたは湿った雪から水を排出するように構成されている１組の排水流路と、
前記スラリーからの水を妨げ、それを前記流路へそらすように構成されている、前記斜面に沿って配設された複数の防壁と、を備え、
絶えず融雪水を排出することによって雪で覆われた前記斜面の下の水のレベルを低く保ち、前記雪を蓄積するために、１つまたは複数の遮蔽物が取り外し可能な形で前記斜面に配置されるように構成されているスノードーム。
【請求項２０】
前記スラリー製造設備が、請求項１から請求項３まで、および請求項５から請求項２１までのいずれか１項に記載の１つまたは複数のヒートポンプの形である、請求項１９に記載のスノードーム。
【請求項２１】
前記排出流路が融雪水を排水するように構成されている、請求項１９に記載のスノードーム。
【請求項２２】
前記取り出し設備が前記排出流路と流体連通するタンクを備えることができる、請求項１９から請求項２１までのいずれか１項に記載のスノードーム。
【請求項２３】
前記タンクが１つまたは複数のスラリー製造用のヒートポンプと接続される、請求項２２に記載のスノードーム。
【請求項２４】
前記ドームが冷却される、請求項１９から請求項２３までのいずれか１項に記載のスノードーム。
【請求項２５】
前記スラリーまたは融雪水の一部が前記ドームの冷却に用いられる、請求項２４に記載のスノードーム。
【請求項２６】
前記ドームが内部の空気を除湿するように空気調和される、請求項１９から請求項２５までのいずれか１項に記載のスノードーム。
【請求項２７】
摂氏０度を超える状態でのスキーおよび雪に関連する活動を可能にする、請求項１９から請求項２６までのいずれか１項に記載のスノードーム。
【請求項２８】
前記斜面の角度が様々に異なってもよい、または該角度を調節可能にすることもできる、請求項１９から請求項２７までのいずれか１項に記載のスノードーム。
【請求項２９】
雪を融解可能にすることによって、摂氏０度を超える状態でのスキーおよび雪に関連する活動に構成されているスノードームであって、
雪またはスラリーを連続的または周期的に製造するように構成されている該雪または該スラリーの製造および散布設備と、
前記雪または前記スラリーをその上に散布するように構成されている斜面と、
前記スラリーからの融雪水を連続的に取り出すように構成されている水の取り出し設備と、を備えるスノードーム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は真空ヒートポンプ、特に冷媒として水を使用するものに関する。
【背景技術】
【０００２】
ヒートポンプは、冷媒に対して仕事を加えることによって、ある一定量の熱エネルギーを低温環境から高温環境へ移動させるように構成されている機構である。
【０００３】
ヒートポンプは、開放サイクルまたは密閉サイクルにおいて機能することができる。密閉サイクルでは、ポンプの機能上の各構成要素が閉ループを形成し、それを通して冷媒を何度も繰り返し循環させ、その過程で熱が奪われ、または冷媒に熱が与えられて、それぞれヒートポンプの外部の環境を加熱または冷却する。開放サイクルのヒートポンプでは、各構成要素は通常、システムを出るまで各構成要素によって運ばれる冷媒に関するラインに沿ってひとまとめに配置され、それによってラインの一端では冷媒から熱が除去され、他端ではそれが放出される。この種のサイクルは、一端で新しい冷媒を絶えず供給し、他端で変化した冷媒を取り出すことを必要とする。
【０００４】
真空ヒートポンプは通常、そこから蒸発させる液体冷媒を収容するように構成されている蒸発器、蒸発を引き起こし、蒸気を圧縮するように構成されている圧縮機、および圧縮機から来る蒸気を液体状態に戻すように構成されている凝縮器を備えている。そうしたヒートポンプでは、圧縮機またはエゼクタが、蒸発を引き起こすのに必要な真空を維持する働きをする。結果として、蒸発器内の一部の冷媒が蒸発して、人の体からの汗と同様に残りの冷媒から熱を除去し、蒸発した冷媒は通常、凝縮器内で凝縮され、したがって、蒸発器内に残存する冷却された冷媒と凝縮物の両方を様々な実装形態に用いることができる。
【０００５】
この種の真空ヒートポンプの１つが、発明者による特許文献１に開示されている。
【特許文献１】米国特許第６，６８８，１１７号明細書
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様によれば、冷媒として水を使用する小型ヒートポンプであって、
第１および第２の端部、ならびにそれらの間に配置された中間部を有するケーシングと、
前記第１の端部に配置された蒸発器であって、前記蒸発器からの前記水の少なくとも一部の蒸発を可能にして蒸気を発生させ、それにより、前記水の残りから熱を除去するように構成されている前記蒸発器と、
前記第２の端部に配置された１つまたは複数の圧縮機であって、前記蒸発器から該圧縮機へ延びる吸気管路を備え、少なくとも前記吸気管路で真空を維持することによって前記蒸発を引き起こすように構成されており、前記吸気管路を介して前記蒸気を受け取り、該蒸気を圧縮するように構成されている前記圧縮機と、
前記圧縮機から前記蒸気を受け取り、該蒸気の温度を低下させ、これにより該蒸気を凝縮して液体状態に戻すように構成されている凝縮器と、
前記ケーシング内に真空を生成し、維持することを可能にする手段と、を備え、
前記凝縮器が前記中間部に配置され、前記吸気管路が前記凝縮器を貫通する小型ヒートポンプが提供される。
【０００７】
本発明のこの態様による真空ヒートポンプのケーシング内におけるヒートポンプの各要素の特有の配置によって、他の方法では役に立たないケーシングの中間部が凝縮器を収容するために利用され、それによってヒートポンプの全体的な大きさを最小限に抑えることが可能になると共に、熱および物質の移動面が最大になり、最高の熱および物質の移動係数を示すようになる。
【０００８】
蒸発器は直接接触の蒸発機構に基づき、内部に水を吹きかけるように構成されている攪拌機のスクープ、蒸発面の面積を増大させるように構成されている、水が吹きかけられる広いプレート面などの形にすることができる。蒸発器は、適切なそれぞれの流入開口部および排出開口部を介して給水を受け取り、生成水を冷水または氷スラリーの形で放出するように構成させることもできる。蒸発器が直接接触型のものである、すなわち、水が冷媒と生成物の両方の役目をするため、熱移動工程が高効率になる。さらに、生成物が氷スラリーの形であるときには、冷媒と生成物の間に中間の熱移動面が存在しないため、通常は全体的な熱移動の効率を低下させる、そうした面上での水の凍結がなくなる。
【０００９】
圧縮機は、遠心圧縮機または軸流圧縮機とすることができる。より高い温度上昇が可能になるように、１つまたは複数の圧縮機を単一の共通な軸に一緒に取り付けてもよい。したがって、例えば２つの圧縮機を使用する場合には、第１の圧縮機は前記蒸気を第２の圧縮機内へ移すように構成させ、第２の圧縮機は蒸気をさらに圧縮し、それを凝縮機内へ放出するように構成させる。この場合、より効率的に圧縮するために、第２の端部に、緩熱された(de-superheated)水を第２の圧縮機へ送り出すように構成されている流入管を取り付けることができる。圧縮機は蒸気を直接凝縮機内へ放出するため、通常は接続用の管によって生じるヘッドロスがなくなる。
【００１０】
前記凝縮器は、大きい表面積を有するパッキング、およびその上に冷却材を適用する手段を備えることができる。そうしたパッキングは、前記吸気管路の周りに配置することができる。凝縮器は、それに接続された管からそうした冷却材を受け取るように構成させることもできる。また、凝縮された蒸気と冷却材の両方が、ケーシングの前記第１の端部に隣接する前記中間部の端部に配置された排水貯蔵空間（sump storage space)に流入できるように構成させることもできる。排水貯蔵空間は、内部に蓄積された水をポンプで汲み出すための管を受け入れるように構成されている流出開口部を備えることができる。
【００１１】
吸気管路は、任意の適切な構成のものとすることができる。例えば、吸気管路が、蒸発器の周縁と一体化された広い端部、前記圧縮機に隣接する狭い端部、およびそれらの間の狭い直線部分を有していると有利になる可能性がある。そうした構成によって、圧縮機に入る蒸気の流れを安定させることができる。吸気管路の広い端部に、ある大きさを超えた水滴を濾去することによって圧縮機内への液滴のキャリーオーバを防止するように構成されている、１つまたは複数のデミスタを取り付けることができる。この大きさは通常、液滴が圧縮機のブレードに影響を及ぼす場合に圧縮機に与えられる恐れがある、予測される損傷によって決定される。デミスタはルーバ型、メッシュ織物型などのものとすることが可能であり、効率を高めるために加熱機構に接続することができる。凝縮機に面する吸気管路の外面は、ケーシングと共に前記排水貯蔵空間を形成するような形にすることができる。
【００１２】
本発明の一実施形態によれば、第２の端部が中間部および第１の端部の上に配置されるように、ヒートポンプを垂直な向きで使用するように構成することが可能であり、後者は冷媒用のプールの役目をする。この場合、液滴の大部分が単に重力によって蒸発器内に引き戻されるため、圧縮機への液滴のキャリーオーバをかなり防止することができ、任意選択でデミスタを省くことも可能である。さらに、そうした向きによって、吸気管路を通る圧縮機内への均一な蒸気の流れを与えることが可能になり、圧縮機の効率を高める。ヒートポンプが第１の端部と第２の端部との間に延びる垂直軸の周りで軸対称性を有するように構成されている場合には、この利点がさらに強調される可能性がある。
【００１３】
ヒートポンプは、密閉サイクルまたは開放サイクルにおいて動作させることができる。ヒートポンプの可能な用途には、それだけには限らないが、小型の水冷器、小型の氷スラリー製造器、あるいは水の脱塩設備の一部、人工雪製造または氷製造設備の一部、これらの用途の２つ以上の組合せなどとしての使用が含まれる。これらの実装形態の一部では、必要と思われるときには、ヒートポンプの任意の部分を変更することができる。
【００１４】
ヒートポンプを人工雪製造用のスラリーを製造するために使用する場合、それが屋内スキーおよびレジャー活動用のスノードームの一部を構成することが可能であり、前記ドームは、前記スラリーをその上に散布するように構成されている斜面と、その上でスキーをする前記斜面の表面に湿った雪を残すことを可能にするために、前記スラリーから水を取り出すように構成されている水の取り出し設備とを備え、またドームは、前記スラリーを前記斜面上に散布するように構成されている複数の散布弁と、スラリーを前記弁に導入するように構成されているスラリー供給ラインと、を備え、前記設備は、前記スラリーまたは湿った雪から水を排出するように構成されている１組の排水流路と、前記スラリーからの水を妨げ、それを前記流路内へそらすように構成されている、斜面に沿って配設された複数の防壁とを備え、それによって、スラリーの散布中にスラリーの水によって斜面が水浸しになるのを防ぎ、絶えず融雪水を排出することによって雪で覆われた斜面の下での水のレベルを低く保つ。前記スノードームは、前記雪を蓄積するために、取り外し可能な形で前記斜面に配置するように構成されている１つまたは複数の遮蔽物を備えることもできる。
【００１５】
前述のスノードームは、本発明の別の態様をなすものである。
【００１６】
スノードームにおける水の取り出し設備を、斜面から融雪水を取り出すのに役立てることもできる。それは、斜面から取り出された水を集めるように構成されている排水流路と流体連通する貯蔵タンクを備えることもできる。このタンクは、取り出された水からスラリーを製造するために、１つまたは複数のスラリー製造用のヒートポンプの（１つまたは複数の）入口に接続することもできる。
【００１７】
斜面の角度はドームによって異なってもよく、使用者のニーズに合うように調整可能にすることもできる。防壁は、例えば角のあるもの、半円、直線など様々な形のものとすることができる。
【００１８】
前述のスノードームの構成では、その上で雪が融解するようになっており、その後、必須ではないが、融雪水を周知の設備ではなくスラリー製造設備に戻してドームの冷却を行うこともでき、それによって、摂氏０度を超える状態で完全な屋内スキーおよび雪に関連する活動が可能になる。スノードームの環境は、斜面に散布された雪の融解によって自然に冷却される。望ましい場合にはドームをさらに冷却し、前記融雪水の一部をその特定目的のために流用することが可能であることにも留意すべきである。
【００１９】
本発明を理解し、また実際にそれをどのように実施することができるのかを理解するために、次に添付図面を参照して、単に非限定的な例として実施形態を説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
まず図１に注目すると、図１には、氷スラリーの製造に構成されている、垂直に配置されたヒートポンプ（１０）の概略的な横断面図が示してある。ヒートポンプは、下端部（２）、上端部（４）および中間部（３）を有するケーシング（１２）を備えている。
【００２１】
蒸発器（２０）は低端部（２）に配置され、ある一定量の水（２２）を収容するように構成されている空洞の形をしており、水の入口（２１）および氷スラリーの出口（２３）を有している。蒸発器はさらに、ケーシング（１２）の外部に配置されたモータ（２４）によって動力を供給されるように構成されている攪拌機用の１組のスクープ（２６）、およびそれを通過する水蒸気からある大きさを超えた水滴を濾過するように構成されている、水（２２）の高さより上に配置された任意選択のデミスタ（２８）を備えている。
【００２２】
上端部（４）は、ロータ（４２）、およびケーシング（１２）の外部に配置されたモータ（４８）によって動力を供給されるように構成されている主軸（４９）に取り付けられた圧縮機ブレード（４３）を有する圧縮機（４０）を収容している。圧縮機は、吸気管路（３２）を介して蒸発器と流体連通し、蒸発器（２０）および吸気管路（３２）の内部で真空を保つように構成されている。吸気管路（３２）は、蒸発器（２０）の周縁と一体化された第１の端部を有する広い円錐部分（３２ａ）、および圧縮機（４０）に隣接し、それに通じる第２の端部を有する狭い直線部分（３２ｂ）を備えている。圧縮機はさらに、少なくとも１つのディフューザ流路（４４）を備えている。
【００２３】
ヒートポンプ（１０）の中間部（３）は、凝縮器（３０）、およびそれを貫通し、蒸発器（２０）と圧縮機（４０）の間の流体連通を可能にする圧縮機の吸気管路（３２）を含んでいる。凝縮器（３０）は吸気管路（３２）の外周部にあり、蒸気と冷却材の間の熱移動を高めるように構成されている大きい表面積のパッキング（３４）、前記パッキング（３４）の上部に前記冷却材を吹きかけるように構成されている冷却材分配機構（３６）、および供給ライン（３１ａ）に接続され、凝縮器に冷却材を供給するように構成されている冷却材の流入開口部（３１）を備えている。凝縮器はさらに、流出ライン（３９ａ）を介して、ヒートポンプ（１０）の動作の前にケーシング（１２）内に最初の真空を生じさせ、不凝縮気体を凝縮器（３０）から除去するように構成されている真空ポンプ（図示せず）に接続するように構成されている、１つまたは複数の真空手段（３９）を備えている。
【００２４】
さらに凝縮器（３０）は、吸気管路（３２）の円錐形部分（３２ａ）およびケーシング（１２）の壁によって形成される排水貯蔵空間（３７）を備えている。排水空間は、流出ライン（３３ａ）に接続するように構成されている流出開口部（３３）を備え、流出ライン（３３ａ）はポンプ（３５）に接続され、ラインおよびポンプは共に、蓄積された水の液溜まり(sump)（３８）を排水貯蔵空間（３７）から除去するように構成される。液溜まりは、蒸留水の供給源などいくつかの実装形態に用いることができる。あるいは、液溜まり（３８）を外部のリザーバへ一度に移すこともできる。
【００２５】
ヒートポンプ（１０）の動作の前に、ケーシング（１２）内の空気を真空手段（３９）および流出ライン（３９ａ）によって除去し、ケーシング（１２）内の圧力を真空近くまで低下させる。その後、圧縮機（４０）がその動作を開始して、蒸発器（２０）および吸気管路（３２）の空間内を真空状態に維持し、蒸発器（２０）からの水の蒸発を引き起こす。
【００２６】
蒸発器（２０）の攪拌機のスクープ（２６）は、蒸発のために大きい表面積をもたらす蒸発器の壁（２９）に水（２２）を吹きかける。蒸発器の壁（２９）およびプールの表面からの水の蒸発によって生成された蒸気（図示せず）は、圧縮機（４０）の吸引によって上向き方向に吸気管路（３２）の円錐部分（３２ａ）に移される。蒸気の上昇気流中を伴出される水滴の大部分は、単に重力によって蒸発器のプール内の水（２２）に引き戻され、残りの液滴はデミスタ（２８）によって捕捉される。デミスタ（２８）を通過した後、蒸気は吸気管路（３２）の広い円錐部分（３２ａ）と狭い直線部分（３２ｂ）の両方を通過し、圧縮機（４０）に到達する。
【００２７】
蒸気が圧縮機（４０）に到達すると、蒸気は圧縮され、ディフューザ流路（４４）を通り、下向き方向に凝縮器のパッキング（３４）に向かって凝縮器（３０）内へ移される。同時に冷却材（図示せず）が供給ライン（３１ａ）を通して供給され、同様に分配機構（３６）によってパッキング（３４）上に分配される。結果として、冷却材と蒸気の間で熱移動工程が生じ、蒸気が冷えて凝縮すると同時に、熱を冷却材へ移す。この熱移動の後、凝縮された水および冷却材が滴り落ち、排液貯蔵空間（３７）に蓄積された液溜まり（３８）を形成する。ポンプ（３５）は、流出ライン（３３ａ）を介して液溜まり（３８）をケーシング（１２）の外部へ引き出し、そこで液溜まり（３８）の一部を、冷却手段（図示せず）によって冷却し、方向を変えて供給ライン（２１ａ）へ戻した後に再利用することや、液溜まりの一部を任意選択の流出機構（図示せず）を通して戻すことが可能である。
【００２８】
その工程の結果として、水（２２）から熱が奪われ、水（２２）の一部を氷スラリーに変える。スラリーは、スラリーポンプ（２５）を用いて流出ライン（２３ａ）を介して蒸発器（２０）から汲み出される。工程が連続的であるため、水および冷却材はそれぞれ、供給ライン（２１ａ、３１ａ）を介して絶えず蒸発器および凝縮器（２０、３０）に汲み上げられ、液溜まり（３８）は流出ライン（３３ａ）を介して絶えず排水空間（３７）から汲み出される。
【００２９】
不凝縮気体、ならびに凝縮されていない圧縮蒸気の残りは、凝縮器（３０）内の真空手段（３９）によって汲み出される。ＮＣＧ（不凝縮気体）および蒸気をヒートポンプ（１０）の外側へ向け、様々な実装形態に使用することもできる。
【００３０】
図２は、低温リザーバとして用いるように構成されている氷スラリータンク（５０）を伴うヒートポンプ（１０）の使用を示している。流出ライン（２３ａ）は蒸発器（２０）から氷スラリーを引き出し、氷スラリータンク（５０）内の上側へ送り込む。スラリーがタンク（５０）に導入されると、スラリーからの冷水（５４）がタンク（５０）の底部へ降下して、水分の減少した氷スラリー（５２）がその上部に浮かぶ。
【００３１】
低温リザーバは、例えば空気調和ユニットまたはシステム（図示せず）と共にいくつかの用途に用いることが可能であり、それによって、流入ライン（５１）、流出ライン（５３）およびポンプ（５５）は、タンク（５０）と空気調和システムの間で冷水を循環させるために用いられるようになる。氷スラリー（５２）の使用によって、低温の媒体、すなわち氷スラリーを貯蔵するために必要なタンク（５０）は、冷水のみを使用する通常のシステムに比べてずっと小さい空間しか必要としなくなる。
【００３２】
ヒートポンプ（１０）の他の実装形態が図３に示され、図３では、ヒートポンプは水を蒸留する目的で、それぞれが異なる性質の氷スラリーを保持するように構成されている内側部分（８２）および外側部分（８４）を備えた氷分離器（８０）と共に使用される。分離器（８０）はさらに、分離器（８０）の底部に接続された供給ライン（８９）、ならびにそれぞれ外側部分（８４）の底部および内側部分（８２）の上部に接続された２つの流出管（８１、８７）に接続されている。この実施形態では、ヒートポンプの凝縮器（３０）内に集められた液溜まり（３８）が、さらに蒸留のために用いられる。
【００３３】
後の実施形態におけるヒートポンプ（１０）は本質的に前の実施形態と同じ働きをするため、外部の要素（７０、８０）に対するその動作および接続のみを説明する。
【００３４】
動作時には、流出ライン（２３ａ）を介して蒸発器（２０）から引き出された氷スラリーが、ポンプ（２５）を用いて供給ライン（８９）を介して氷分離器（８０）の内側部分（８２）に汲み上げられ、そこで氷スラリーからの水の分離が行われ、氷分離器（８０）の内側部分（８２）の上部に水分の減少した氷スラリーを残す。外側部分（８４）の底部へ降下する水は、流出ライン（８７）を用いてヒートポンプ（１０）の供給ライン（２１ａ）へ引き出される。内側部分（８２）の上部に受け入れられる水分の減少した氷スラリーは、様々な実装形態に用いるために流出ライン（８１）を用いて運び去られる。
【００３５】
排水貯蔵空間（３７）に蓄積された液溜まり（３８）は、流出管（３３ａ）を用いて引き出され、ポンプ（３５）を用いて供給ライン（３１ａ）に汲み上げられる。しかし、ある一定量の液溜まりは、様々な目的のために蒸留水として流出ライン（３３ｂ）へ方向を変えられる。残りの液溜まりはライン（３１ａ）を介して運ばれ、そこでライン（７２）を用いた熱交換器（７０）において熱移動を受ける。熱交換器（７０）は、ライン（３１ａ）を介して移動され、凝縮器の冷却剤として凝縮器（３０）に入る低温の清浄水をもたらす浄水用のバッファとしても用いられる。
【００３６】
ヒートポンプ（１０）の別の実施形態が図４に示され、図４では、ヒートポンプ（１０）は冷却装置として使用され、変更された蒸発器および拡大された上端部（４）を有している。この実施形態では、蒸発器は、大きい表面積を有する１組のプレート（６７）、および供給ライン（２１ａ）に接続された１組の散水器（６６）を備えている。動作時には、供給ライン（２１ａ）からの水がプレート（６７）の上に吹きかけられ、水の蒸発を可能にする。蒸気は圧縮機（４０）に到達するまで、蒸発器（２０）から上向き方向に吸気管路（３２）を通って移動する。
【００３７】
上端部（４）は、第２の圧縮機（８０）を収容する緩熱用チャンバ（４５）を含むように示されており、第２の圧縮機（８０）は最初の圧縮機（４０）と類似のものとすることができる。どちらの圧縮機（４０、８０）も、単一の軸（４９）に取り付けられている。追加の供給ライン（４１ａ）が、分配機構（４７）を用いて緩熱された水をその中に供給するように構成されている緩熱用チャンバ（４５）に接続されている。
【００３８】
そうした実施形態では、蒸気が凝縮器（３０）に向けられる前の実施形態に対して、圧縮機（４０、８０）は、動作時に第１の圧縮機（４０）が蒸気を上方に、第２の圧縮機（８０）の方へ向けるように接続される。第２の圧縮機（８０）はさらに蒸気を圧縮し、それを凝縮器（３０）内へ向け、第１の実施形態と同様にそこで工程が続行する。ヒートポンプ（１０）に圧縮機（８０）を追加することによって、ヒートポンプ（１０）内の水（２２）の温度上昇を高めることが可能になる。
【００３９】
図５には、本発明の第１の態様によるヒートポンプまたは他のヒートポンプを使用することが可能であり、複数の防壁（１２２）がそれに沿って配設された斜面（１２１）と、スラリー供給ライン（１２４）を支持する屋根（１２３）と、供給ライン（１２４）に沿って配設された複数の散布弁（１２５）と、斜面（１２１）の両側に配設された複数の排水流路（１２６）と、水タンク（１２７）と、２つの氷スラリー製造用のヒートポンプ（１２９）とを備えたスノードーム（１２０）が示してある。ヒートポンプは、供給管（１２８）によってタンク（１２７）に、流出管（１３０）によって供給ライン（１２４）に接続されている。
【００４０】
動作時には、図６に示すように、斜面（１２１）に氷スラリーを散布する前に、斜面（１２１）に沿って断続的に遮蔽物（１３１）が立てられる。ヒートポンプ（１２９）は、水タンク（１２７）からライン（１２８）を介して給水を受け、高レベルの氷晶を含む氷スラリーを製造する。次いで、スラリーは管（１３０）を介してスラリー供給ライン（１２４）に汲み上げられ、散布弁（１２５）を用いて斜面（１２１）上へ散布される。
【００４１】
氷スラリーから溶けた水は水の層（１３２）を形成し、その上では矢印（１３４）で示すように、スラリーが下向き方向に自由に滑り落ちる。遮蔽物（１３１）がスラリーが滑り落ちるのを防ぎ、水（１３２）のみが滴り落ちるようにすると、遮蔽物（１３１）に対して湿った雪（１３３）の堆積が得られる。遮蔽物（１３１）を通過して滴る水（１３２）は防壁（１２２）によって妨げられ、排水流路（１２６）内に向けられ、そこから水タンク（１２７）に送り込まれる。
【００４２】
堆積（１３３）が形成された後、遮蔽物（１３１）を取り除くことができ、堆積を手でまたは機械的手段（図示せず）によって整えて、斜面（１２１）上にスキーおよび雪に関連する活動を可能にする平らな雪（１３３）の層を作ることができる。ドーム（１２０）の動作中、斜面（１２１）上の雪（１３３）は絶えず融解している。斜面（１２１）の下方にしみ出す融雪水（１３２）は、防壁（１２２）によって妨げられて排水流路（１２６）へ向けられ、したがって、斜面（１２１）の上では水のレベルが低く保たれる。排水流路（１２６）からの水は、水タンク（１２７）内に戻され、そこで工程全体を繰り返すことが可能になる。
【００４３】
斜面（１２１）の表面の雪（１３３）は融解するため、摂氏０度を超える状態のドーム（１２０）の中でスキーおよび雪に関連する活動を実施することが可能であり、ドーム（１２０）の環境の冷却は必須ではない。さらにドーム（１２０）は、融解過程で雪（１３３）によって奪われる潜熱によって自然に冷却される。ドーム（１２０）をさらに冷却することが望まれる場合には、タンク（１２７）からの水の一部をそうした目的に流用することができる。さらにスノードーム（１２０）には、ドーム内の空気を除湿するように構成されている空気調和システムを取り付けることができる。
【００４４】
遮蔽物（１３１）および防壁（１２２）は、角のあるもの、半円など様々な形のものとすることができ、上述の明細書に記載された機能を与えるように形成することが可能であることに留意すべきである。
【００４５】
本発明が関係する分野の技術者には、必要な変更を加えても本発明の範囲から逸脱することなく、多くの変更、変形および修正を行うことが可能であることが容易に理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の第１の態様の一実施形態に従って、氷スラリーの製造用に構成されているヒートポンプの概略的な横断面図である。
【図２】氷スラリータンクと共に用いられる図１に示したヒートポンプの概略的な横断面図である。
【図３】水の脱塩に用いられる図１のヒートポンプの概略的な横断面図である。
【図４】本発明の第１の態様の他の実施形態に従って、冷水を供給するように変更された図１のヒートポンプの概略的な横断面図である。
【図５】本発明の他の態様による屋内スキー用のスノードームの概略図である。
【図６】直立させた遮蔽物を有する図５に示したスノードームの概略的な側面図である。
【符号の説明】
【００４７】
２    下端部
３    中間部
４    上端部
１０    ヒートポンプ
１２    ケーシング
２０    蒸発器
２１    水の入口
２１ａ    供給ライン
２２    水
２３    氷スラリーの出口
２４    モータ
２３ａ    流出ライン
２５    スラリーポンプ
２６    スクープ
２８    デミスタ
２９    蒸発器の壁
３０    凝縮器
３１    流入開口部
３１ａ    供給ライン
３２    吸気管路
３２ａ    円錐部分
３２ｂ    直線部分
３３    流出開口部
３３ａ    流出ライン、流出管
３３ｂ    流出ライン
３４    パッキング
３５    ポンプ
３６    冷却材分配機構
３７    排水貯蔵空間
３８    液溜まり
３９    真空手段
３９ａ    流出ライン
４０    圧縮機
４１ａ    供給ライン
４２    ロータ
４３    圧縮機ブレード
４４    ディフューザ流路
４５    緩熱用チャンバ
４７    分配機構
４８    モータ
４９    主軸
５０    氷スラリータンク
５１    流入ライン
５２    氷スラリー
５３    流出ライン
５４    冷水
５５    ポンプ
６６    散水器
６７    プレート
７０    熱交換器
７２    ライン
８０    氷分離器
８０    第２の圧縮機
８１    流出管、流出ライン
８２    内側部分
８４    外側部分
８７    流出管、流出ライン
８９    供給ライン
１２０    スノードーム
１２１    斜面
１２２    防壁
１２３    屋根
１２４    スラリー供給ライン
１２５    散布弁
１２６    排水流路
１２７    水タンク
１２８    供給管
１２９    ヒートポンプ
１３０    流出管、ライン
１３１    遮蔽物
１３２    水
１３３    雪、堆積
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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