(57)【要約】【課題】経済的な深夜の電力を利用してシャーベット状の氷（アイススラリー）を生成し、電力料金が高く、かつ負荷が大きい昼間にそのアイススラリーを利用して省エネ型の冷却を実現できるアイススラリー装置の運転方法【解決手段】循環ポンプで汲み上げた水・ブライン混合液を冷却手段に一時的に蓄え、冷却手段では冷却コイルによって水・ブライン混合液がアイススラリー状態になるまで冷却し、生成コイル表面に生成された氷がコイル表面に完全に付着する前に前記バルブを介して冷却手段からアイススラリー貯留槽に戻すことを特徴とするアイススラリー装置の運転方法。【選択図】        図１
2005226951.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アイススラリー貯留槽と、同貯留槽より水・ブライン混合液を汲み上げる循環ポンプと、同循環ポンプが汲み上げた水・ブライン混合液をアイススラリー状にする冷却手段と、同冷却手段で生成されたアイススラリーを前記アイススラリー貯留槽に戻す流路と、同流路内に配置されたバルブとを備えたアイススラリー装置の運転方法であって、循環ポンプで汲み上げた水・ブライン混合液を冷却手段に一時的に蓄え、冷却手段では冷却コイルによって水・ブライン混合液がアイススラリー状態になるまで冷却し、生成コイル表面に生成された氷がコイル表面に完全に付着する前に前記バルブを介して冷却手段からアイススラリー貯留槽に戻すことを特徴とするアイススラリー装置の運転方法。
【請求項２】
前記生成コイル表面に生成された氷がコイル表面に完全に付着する前の状態は、予め求めておいた時間をタイマーで設定することを特徴とする請求項１に記載のアイススラリー装置の運転方法。
【請求項３】
前記冷却手段を複数備え、循環ポンプを連続運転しながら次の工程にしたがってアイススラリーを生成することを特徴とするアイススラリー装置の運転方法。
ａ）すべての冷却手段に循環ポンプにより水・ブライン混合液を満たす工程
ｂ）ａ）工程の後、第１番目の冷却手段でアイススラリーを生成する工程が始まってから順次、所定時間経過後に第２番目以降の冷却手段でアイススラリーを生成する工程。
ｃ）最後の冷却手段でアイススラリーを生成する工程が始まると同時に、第１番目の冷却手段の流出バルブを開き生成されたアイススラリーを排出し、再び循環ポンプから水・ブライン混合液を第１番目の冷却手段に供給し満杯とする工程。
ｄ）満杯となった第１番目の冷却手段でアイススラリーを生成する工程が始まると同時に、第２番目の冷却手段の流出バルブを開き生成されたアイススラリーを排出し、再び循環ポンプから水・ブライン混合液を満たす工程
ｅ）以下２番目以降の冷却手段において連続的に前記ｄ）の工程を繰り返す工程
【請求項４】
アイススラリー貯留槽と、同貯留槽より水・ブライン混合液を汲み上げる循環ポンプと、同循環ポンプが汲み上げた水・ブライン混合液をアイススラリー状にする冷却手段と、同冷却手段で生成されたアイススラリーを前記アイススラリー貯留槽に戻す流路と、同流路内に配置されたバルブとを備えていることを特徴とするアイススラリー装置。
【請求項５】
前記冷却手段は複数配置されていることを特徴とする請求項４に記載のアイススラリー装置。
【請求項６】
前記バルブの制御は電子制御によることを特徴とする請求項４または請求項５に記載のアイススラリー装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空調システム、業務用冷蔵庫等に好適なアイススラリー装置に関するものであり、さらに詳細には、経済的な深夜の電力を利用してシャーベット状の氷（アイススラリー）を生成し、電力料金が高く、かつ負荷が大きい昼間にそのアイススラリーを利用して省エネ型の冷却を実現できるアイススラリー装置の運転方法およびその運転に使用する装置に関するものである。
一般的に用いられている製氷装置は、氷を生成する過程において氷生成コイル表面に氷が付着し、付着した氷が生成コイルの周囲にスティク状となってコイルを覆ってしまい、その結果冷却効率が低下し（氷の生成能力が低下し）、冷凍機の運転効率を低下させている。このため、本発明は、生成コイル表面に生成された氷がコイル表面に完全に付着する前に、水・ブライン混合液が流下する時の勢いでコイル表面から氷を剥離させることで生成コイル表面に氷が完全に付着することを防止してする。この結果、生成コイルの冷却効率を低下させず、従来の装置より冷凍機のエネルギ効率の向上を図ることができるアイススラリー装置の運転方法およびその運転に使用する装置を提供することができる。
【背景技術】
【０００２】
経済的な深夜の電力を利用して蓄熱槽の蓄熱量の増大を図り、昼間に於ける負荷に対する負担を軽減する蓄熱運転方法が本発明者によって提案されている。（特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】特願平１０−７８６３１号
【０００４】
上記の装置は、夜間の経済的な電力を使用して水・ブライン混合液を冷却しシャーベット状の氷を作って蓄熱し、そのシャーベット状の氷を負荷の大きい昼間において空調システムあるいは冷凍システムに供給し省電力化を図るものである。
【０００５】
しかし、上記のような水・ブライン混合液をシャーベット状の氷（アイススラリーという）にする際に以下のような問題点がある。
即ち、水・ブライン混合液はアイススラリー装置内のアイススラリーを製造する冷却手段内に供給された冷却用冷媒（フロンや、低温ブライン等）によって冷却される。
冷却に伴い、その初期の濃度における氷結温度Ｔｂｓ（アイススラリーが生成される前の原液時の濃度における凍結温度）にまで冷却され、又は既に氷結温度Ｔｂｓまでに冷却されている水・ブライン混合液はその後の冷却によって冷却用冷媒のコイル内平均温度Ｔｃ、アイススラリー製造用の冷却コイルの熱伝達率Ｋｋｃａｌ／ｍ2 ・ｈ・°Ｃによって、冷却コイルを介し単位面積、単位時間当り
ｑｃ＝ｋ（Ｔｂｓ−Ｔｃ）ｋｃａｌ／ｍ2 ・ｈ
の熱が奪われ続け、冷却コイル単位面積あたり、ｇｋｇ／ｍ2 ・ｈのアイススラリーが生成される。
【０００６】
こうして生成されたアイススラリーは、水・ブライン混合液の濃度や、アイススラリー装置の冷却手段内での水・ブライン混合液の静止あるいは穏やかな動きと言った挙動状態や、生成の継続時間の長さ、等の要因によっては、冷却手段中の冷却コイルの周りに筒状のカバー状態でアイススラリー同志が結束し合い、大きな塊に成長する。
この状態は、清水の氷結状況と比べ、柔らかな塊であるが、冷却手段内で静止あるいは穏やかな動きの中でアイススラリーが連続的に長時間生成されていくとその塊は自壊しにくく殆ど冷却コイルに付着する。そして、このような状況のもとでアイススラリー貯留槽へ冷却コイル上で生成された氷を移動させるには冷却コイルに付着した氷塊を外部からの機械的な力によって塊を崩さざるを得なくなるという問題がある。
また、生成された氷が、冷却コイル表面に氷着し、更に生成が進むと、コイル表面を氷が覆ってしまい、熱伝導を低下させ、コイル内部の冷媒の冷却能力を低下させてしまう。そのときのコイル付着氷まで考慮した総合熱伝導率Ｋｉは、氷付着前のコイル熱伝導率Ｋｃに比べ大幅に低下し、氷の生成能力が低下して充分な蓄熱が行われないという問題もある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このため現在では冷却コイルに付着した氷結を除去する方法として、様々な原理を利用した以下のような技術が開発されている。
（１）付着した氷をカッター等の剥離機能を有した物を動力にて駆動し削り取る方法。
（２）機械的にコイルを振動させ、その加振力にて氷の塊を崩壊させる方法。
（３）冷却コイル内部にホットガスや、温ブラインを供給しコイル表面に付着した部分を溶かすことにより、冷却コイル面と固まった氷とを分離させ、氷に働く重力によって空中落下や、液中に浸漬されたコイル表面より液中で浮力等により氷を剥離させる方法。
（４）その他には過冷却状況にまで連続流れの下で冷却し、その後、外的なある種の圧力、ショックを与える過冷却解除装置によって過冷却状況を解除しアイススラリーを生成する方法。
【０００８】
しかし、上記のような方法のうち、外部からの機械的な力によって氷塊を崩す方法では、冷却コイルそのものを破損する恐れがある等、新たな問題が生じる。また、冷却コイル内にホットガスを流す場合には、冷却したコイルを加熱するため熱効率が悪くなる等の問題がある。
また、水・ブライン混合液を連続流れの下で過冷却状況にまで冷却しその状態で連続的にアイススラリーを生成して行く方法では、コイルに氷が付着してきて、その氷を除去する必要が生じた場合には、過冷却状況を解除する必要がある。しかし、実際上過冷却状況を解除することは容易でなく、さらにアイススラリーを生成するために、常時、連続流れを形成し続けるには多大な搬送エネルギーを要する等の問題がある。
【０００９】
そこで、本発明は、冷却手段内に水・ブライン混合液を収容し、冷却コイルによって水・ブライン混合液を冷却してゆく過程において、予め実験等で確認された冷却最適時間（冷却手段内に水・ブライン混合液が止まっている時間であり、タイマー等によって設定する）が過ぎた時点で、別の言い方をすれば冷却手段内で水・ブライン混合液がコイル上で氷塊（シャーベット状がさらに進み氷塊となった状態）を生成し始めた時点で、冷却手段から水・ブライン混合液を一挙に流出し、アイススラリー貯留槽へアイススラリー状の水・ブライン混合液を貯留するようにしたアイススラリー装置を提供し、上記諸問題を解決することを目的とする。
また、冷却手段を複数設けることにより、冷却手段ではバッチ式にアイススラリーを生成しながら、水・ブライン混合液の冷却手段への搬送には搬送動力の少ない小型の循環ポンプを連続的に作動することにより、水・ブライン混合液の搬送ネルギーをできるだけ少なくできるアイススラリー装置を提供し、上記諸問題を解決することを目的とする。
【００１０】
本発明は、水・ブライン混合液が冷却コイルによってアイススラリー（シャーベット状の氷）が生成され始めてから所定時間を経たアイススラリー同志が結束し合いだす時点（この時点では冷却コイルと生成されたアイススラリーとの間、生成されたばかりのアイススラリー同志間の夫々の接合力は小さい）で、冷却手段の下部の配管に設置された弁を閉の状況から開の状況にする。この結果、冷却手段の冷却コイル表面に生成された未だ付着力の弱いアイススラリー（シャーベット状の氷）は、冷却手段内のスラリー化していない水・ブライン混合液がアイススラリー貯留槽へと流出する際の流勢により、冷却コイル表面に生成されているアイススラリーが誘引剥離される。誘引剥離されたアイススラリーは水・ブライン混合液と共にアイススラリー貯留槽に流出し、アイススラリーはアイススラリー槽に貯留される。
【００１１】
流出した水・ブライン混合液とアイススラリーとはアイススラリー貯留槽内で、分離板や、フィルターによって水・ブライン混合液とシャーベット状の氷とに分離される。アイススラリーと分離された水・ブライン混合液は再度、循環ポンプによってアイススラリーを生成する冷却手段に搬送されて冷却され、アイススラリー生成、流出の工程を繰り返し行うことにより、アイススラリー槽内には生成され、貯留されたアイススラリーが時間と共に増加していく。
【００１２】
また、冷却手段が複数設けられている場合には、それぞれの冷却手段によってバッチ式にアイススラリーを生成してゆき、アイススラリーが生成された順にアイススラリーを順番に流出させて行く。そしてアイススラリーを流出させている冷却手段には連続的に作動している循環ポンプから水・ブライン混合液を順次供給し、その冷却手段の水・ブライン混合液を再び新しい水・ブライン混合液と入れ替える。こうすることで、循環ポンプを連続的に作動しながら、冷却手段ではバッチ式にアイススラリーを生成し、生成したアイススラリーは下流の弁を開くことにより、新しい水・ブライン混合液の押し込み圧とアイススラリーの流出力によって順次アイススラリー貯留槽に戻すことができる。
この結果、前述した過冷却状況にまで冷却しその状態で水・ブライン混合液を連続的に供給し、連続的にアイススラリーを生成して行く方法のものに比較して、循環ポンプの小型化を図ることができ、水・ブライン混合液の搬送エネルギーを大幅に節約することができる。
また、アイススラリーの生成に伴い、水・ブライン混合液の濃度は僅かであるが、徐々に高り、それに伴い凍結温度も低下する。高まった濃度における氷結温度においても冷却できるよう、アイススラリー装置内の冷却手段の冷却コイル内に供給される冷却用冷媒（フロンや、低温ブライン等）の温度は対応されており、凍結温度が低下しても、それより低いアイススラリー生成に足る温度で供給される。このようにして連続的に十分な冷却、アイススラリーの生成がされる。
【００１３】
以上のように（電力料金の安い夜間の電力を使用して生成され）貯留槽に夜間等に貯留されたアイススラリーは、昼間の冷却負荷に対応する冷熱源として活用され、応分の冷凍機の運転を休止する事が可能となり、経済性を発揮する。さらに、シャーベット状の氷を貯留槽より空調システム、業務用冷蔵庫の冷却装置に負荷側アイススラリ−供給ポンプにより供給され、冷却熱源を必要とする装置（例えば、建物内の各階に設置された空気の冷却・除湿用の装置）ヘ水・ブライン混合液とともに供給すれば、その冷却装置が必要とする冷却熱量に対しアイススラリーの所有する潜熱が利用できるため、従来の水・ブライン混合液の顕熱利用の場合と比較し、水・ブライン液と生成されたアイススラリーとの混合割合によるが、その供給量は数分の１に減少できる。その結果、冷熱の搬送エネルギーを減少する事が出来、省エネルギーが図れる。このことは搬送エネルギーコストも自ずと削減でき経済性も発揮する。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
このため、本発明が採用した技術解決手段は、
アイススラリー貯留槽と、同貯留槽より水・ブライン混合液を汲み上げる循環ポンプと、同循環ポンプが汲み上げた水・ブライン混合液をアイススラリー状にする冷却手段と、同冷却手段で生成されたアイススラリーを前記アイススラリー貯留槽に戻す流路と、同流路内に配置されたバルブとを備えたアイススラリー装置の運転方法であって、循環ポンプで汲み上げた水・ブライン混合液を冷却手段に一時的に蓄え、冷却手段では冷却コイルによって水・ブライン混合液がアイススラリー状態になるまで冷却し、生成コイル表面に生成された氷がコイル表面に完全に付着する前に前記バルブを介して冷却手段からアイススラリー貯留槽に戻すことを特徴とするアイススラリー装置の運転方法である。
また、前記生成コイル表面に生成された氷がコイル表面に完全に付着する前の状態は、予め求めておいた時間をタイマーで設定することを特徴とするアイススラリー装置の運転方法である。
また、前記冷却手段を複数備え、循環ポンプを連続運転しながら、
ａ）すべての冷却手段に循環ポンプにより水・ブライン混合液を満たす工程
ｂ）ａ）工程の後、第１番目の冷却手段でアイススラリーを生成する工程が始まってから順次、所定時間経過後に第２番目以降の冷却手段でアイススラリーを生成する工程。
ｃ）最後の冷却手段でアイススラリーを生成する工程が始まると同時に、第１番目の冷却手段の流出バルブを開き生成されたアイススラリーを排出し、再び循環ポンプから水・ブライン混合液を第１番目の冷却手段に供給し満杯とする工程。
ｄ）満杯となった第１番目の冷却手段でアイススラリーを生成する工程が始まると同時に、第２番目の冷却手段の流出バルブを開き生成されたアイススラリーを排出し、再び循環ポンプから水・ブライン混合液を満たす工程
ｅ）以下２番目以降の冷却手段において連続的に前記ｄ）の工程を繰り返す工程
にしたがってアイススラリーを生成することを特徴とするアイススラリー装置の運転方法である。
また、アイススラリー貯留槽と、同貯留槽より水・ブライン混合液を汲み上げる循環ポンプと、同循環ポンプが汲み上げた水・ブライン混合液をアイススラリー状にする冷却手段と、同冷却手段で生成されたアイススラリーを前記アイススラリー貯留槽に戻す流路と、同流路内に配置されたバルブとを備えていることを特徴とするアイススラリー装置である。
また、前記冷却手段は複数配置されていることを特徴とするアイススラリー装置である。
また、前記バルブの制御は電子制御によることを特徴とするアイススラリー装置である。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように本発明は、冷却手段ではバッチ式にアイススラリーを生成し、生成したアイススラリーは下方の弁を開くことにより、新しい水・ブライン混合液の押し込み圧力によって順次アイススラリー貯留槽に戻すことができる。これにより冷却手段内の冷却コイルに付着する氷を確実に剥離させることができる。また、冷却手段を複数設けた場合には、一つの冷却手段内でアイススラリーが生成される時間内に他の冷却手段を水・ブライン混合液で順次充満させればよいため、即ち、それぞれの冷却手段でバッチ式にアイススラリーを生成してゆき、冷却手段によってアイススラリーを順番に流出して行きながら、循環ポンプは連続的に作動させておくことができるため、循環ポンプを小型化でき、搬送エネルギーを大幅に節約することができる。また、電力料金の安い夜間の電力を使用して生成され、貯留槽に夜間等に貯留されたアイススラリーは、昼間はポンプによって冷却負荷に対応する冷熱源として活用され、応分の冷凍機の運転を休止する事が可能となり、経済性を発揮する。
さらに、アイススラリー状の氷（シャーベット状の氷）をアイススラリー貯留槽より循環ポンプにて、冷却熱源を必要とする装置（例えば、建物内の各階に設置された空気の冷却・除湿用の装置）ヘ水・ブライン混合液と混合して供給すれば、その装置が必要とする冷却熱量に対しアイススラリーの所有する潜熱が利用できるため、従来のブライン液の顕熱利用の場合と比較しブライン液との混合割合によるが、その供給量は数分の１に減少できる。その結果、水・ブライン混合液の搬送エネルギーを減少する事が出来、省エネルギーが図れる。このことは搬送エネルギーコストも自ずと削減でき経済性も発揮する。
等の優れた効果を達成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明は、水・ブライン混合液が冷却コイルによってアイススラリー（シャーベット状の氷）が生成され始めてから所定時間を経たアイススラリー同志が結束し合いだす時点、即ち、冷却コイルと生成されたアイススラリーとの間あるいは生成されたばかりのアイススラリー同志間の夫々の接合力が小さい時に、冷却手段の下部の弁を開とすると、冷却コイル表面に生成された未だ付着力の弱いアイススラリー（シャーベット状の氷）は、流出速度により、誘引剥離し、アイススラリー貯留槽に戻される。さらに、この時に循環ポンプから水・ブライン混合液を冷却手段に新規に供給することにより、その時の押し込み圧によってアイススラリーはさらに剥離しやすくなる。このように冷却手段では、アイススラリーの流出速度と循環ポンプからの水・ブライン混合液の押し込み圧により、確実に冷却コイル等からアイススラリーを剥離させることができる。なお、冷却手段では、流出速度のみでアイススラリーを冷却コイルから剥離させることも可能であることから、水・ブライン混合液の供給は必要に応じて省略することもできる。
また、冷却手段を複数設けた場合には、それぞれの冷却手段で連続的にアイススラリーを生成してゆきながら、各冷却手段毎に設置された流出バルブＶ２を連続的に開閉することにより、アイススラリーを順番に流出させる。この時、循環ポンプにより水・ブライン混合液は流出させている冷却手段にバッチ式に供給され、冷却手段内で押し込み圧を発生する。なお循環ポンプからの水・ブライン混合液の供給量は常に一つの冷却手段に必要とされる量だけが連続的に供給されるようにするため、循環ポンプは連続的に作動させておくことが可能となり、この結果、循環ポンプの小型化を図ることができる。
【実施例】
【００１７】
図１は、４個の冷却手段を備えた本発明の実施形態の一例を示すアイススラリー装置の構成図である。
図において、１はアイススラリー貯留槽、２はアイススラリー貯留槽から水・ブライン混合液ＢＬをくみ上げる循環ポンプ、３はアイススラリーを製造するための複数の冷却手段（本例では４個）、Ｖ１は水・ブライン混合液供給用の分岐管内に設けたバルブ、Ｖ２は前記各冷却手段３の下流側に設けた流出バルブであり、循環ポンプ２、冷却手段３、流出バルブＶ２、アイススラリー貯留槽１は図示のように配管で接続されている。
【００１８】
図に示すアイススラリー装置は、必要とされるアイススラリーの氷結温度Ｔｂｓ（アイススラリーが生成される前の水・ブライン混合液（原液時）の濃度における凍結温度）の水・ブライン混合液を使用しており、アイススラリー貯留槽１は、その水・ブライン混合液ＢＬと生成されたアイススラリーを貯留するようになっている。
【００１９】
アイススラリー貯留槽１には水・ブライン混合液ＢＬとアイススラリーとを分離するための分離板１ａが配置され、後述する循環ポンプ２により水・ブライン混合液ＢＬを汲み上げることができるようになっている。またアイススラリー貯留槽１の上には多孔受け板１ｂが配置され、各冷却手段から流出したアイススラリーがアイススラリー貯留槽表面いっぱいに平均的に流れるようにしてある。さらにアイススラリー貯留槽１には、同槽からアイススラリーおよび水・ブライン混合液を適当な混合割合で負荷側に供給できる負荷側アイススラリー供給パイプ５および負荷側アイススラリー供給ポンプ６が設けられている。この負荷側アイススラリー供給用のパイプ５は主にアイススラリーを吸引できるパイプ５ａと水・ブライン混合液を吸引できるパイプ５ｂとによって構成され、パイプ５ａ、５ｂ内に配置した負荷側アイススラリー供給バルブＶ４、Ｖ５の開閉によりアイススラリーと水・ブライン混合液との混合割合を制御できるようになっている。また循環ポンプ２で汲み上げた水・ブライン混合液を４個の冷却手段に供給できる主管（水・ブライン混合液供給管）７が冷却手段の数に合わせて分岐７ａ〜７ｄされている。分岐された流路７ａ〜７ｄにはバルブＶ１を介して各冷却手段が接続されている。なお前記バルブＶ１は望ましくは図示せぬ制御手段からの指令により開閉できる電磁バルブが良いが、手動バルブを含め他の形式のバルブを使用することも可能である。
【００２０】
冷却手段３は水・ブライン混合液ＢＬをアイススラリー化させるために、水・ブライン混合液を貯留することができる所定の容積（Ｖリットル）を有する本体容器３Ａ〜３Ｄを備えており、その容器３Ａ〜３Ｄ内に冷却用冷媒（フロンや低温ブライン等）を流すことができる熱交換用の冷却コイル３ｂが配置されている。そして、そのコイル３ｂには図示せぬ冷凍機から供給された冷却用冷媒が流され、本体容器３Ａ〜３Ｄ内に貯留されている水・ブライン混合液をアイススラリー化できるようになっている。冷却用冷媒がフロンの場合、冷却コイル３ｂの手前に冷媒回路内に設けたバルブ（フロン液を気化させるために設置された膨張弁）Ｖ３によってフロン冷媒が冷却コイル３ｂ内で気化し、コイルの表面に接している水・ブライン混合液を冷却し、アイススラリーを生成する。また、冷却手段３には冷却手段内でアイススラリー化した水・ブライン混合液をアイススラリー貯留槽に流出させるための流路（アイススラリー戻し管）８およびその流路内に配置した流出バルブＶ２が備えられている。この流出バルブＶ２は望ましくは図示せぬ制御手段からの指令により開閉できる電動弁が良いが、他の形式の弁を使用することも可能である。
【００２１】
ところで、前記冷却手段３の設置個数をｎ個、各冷却手段３の水・ブライン混合液収納容積をＶリットル、アイススラリー貯留槽１から水・ブライン混合液を汲み上げ各冷却手段３Ａ〜３Ｎへ順次連続的に供給する循環ポンプ２の供給量をＱリットル／分、前記循環ポンプ２によって各冷却手段３それぞれに水・ブライン混合液が満液となるに要する時間をτｓ分とする。
この条件のもとで、循環ポンプ２によってアイススラリー貯留槽１より汲み上げられた水・ブライン混合液ＢＬが各冷却手段３に設置されている流出バルブＶ２の内、一番目の冷却手段３に設置されている流出バルブＶ２が開となり、その時はその他の冷却手段に設置されている流出バルブＶ２は閉となっている状況の下で（二番目の冷却手段に設置されている流出バルブＶ２は循環ポンプと流出バルブＶ２との運転状況によっては部分的に開となる事もある。即ち、前後２個の流出バルブＶ２の閉開の状況が僅かながらラツプする事もシステム全体の時間調整によっては有り得る）アイススラリー貯留槽１と各冷却手段３とをつなぐ流路８を通じて、一番目の冷却手段３Ａに設置されている冷却コイル３ｂによって冷却されアイススラリーが生成されている水・ブライン混合液をアイススラリーと伴にアイススラリー貯留槽１へと流出させる。この流出中に、新規に供給された氷・ブライン水溶液の一部は既に内在していた水・ブライン混合液と互いに混合し合いアイススラリー貯留槽１へと流入しながら、冷却手段３Ａ内の水・ブライン水溶液は新たにアイススラリー貯留槽１から供給された水・ブライン混合液と入れ替わる。その時間をτｓ分とする。
【００２２】
さらに、
・各冷却手段３へアイススラリー貯留槽１から循環ポンプの供給量Ｑリットル／分によって順次連続にｎ個全ての冷却手段３を満液とするに要する時間をＴｓ分、
・アイススラリー貯留槽１から各冷却手段３に収納された水・ブライン混合液が冷却手段３内に設置された冷却コイル３ｂによって冷却されながらアイススラリーの生成が始まり、その生成量が増加しつつも、冷却手段３内部に収納され冷却された水・ブライン混合液が、次にアイススラリー貯留槽１から循環ポンプ２によって供給される水・ブライン混合液とが前述したように、既存液と入れ替わる際に、新しく供給される水・ブライン混合液によって押し出されながら冷却手段３内を流動し、これら生成されたアイススラリーを冷却コイル表面から容易に剥離することが出来るまでの冷却時間を最適貯留冷却時間τｃ分とする。（この時間を長くすると、時間と伴にアイススラリーの生成量は増加するが、冷却コイル３ｂとの氷着が強まり剥離が困難となり望ましい状況でなくなる。）
・設置されたｎ個の冷却手段が順次、一様に上記の操作がなされながら一巡するに要する時間を
Ｔｃ分とすると、
最適貯留冷却時間τｃ分は、他の（ｎ−１）個の冷却手段に対し貯留槽からの循環ポンプの供給童Ｑリットル／分によって順次連続に満液にするに要する合計時間（ｎ−１）×τｓ分となり、
Ｔｃ＝τｓ×ｎ＝τｓ＋τc 分          （２）
また、（２）式より
τc ＝（ｎ−１）×τｓ分              （３）
となる。
【００２３】
ここで、水・ブライン混合液が冷却手段３内部で入れ替わる間も、冷却手段中の冷却コイル内部にスラリー生成の為に供給される冷媒は供給されつづけている。（冷却用冷媒の供給を停止することも可能であるが、操作が複雑になる事や冷却速度が遅くなる為に、水・ブライン水溶液が流動中も供給し、冷却する）この間の冷却量を見込んで上記の最適貯留冷却時間τｃを決定する。また、各冷却手段内部のアイススラリー生成冷却コイル能力等もこれらの関係に、よって決定される。
【００２４】
上記の説明を図２に示すスケジュール表を参照してさらに説明する。
ｎ個の冷却手段が図２に示すように設置されている時、
先ず最初のシステム起動時は、システムの循環運転開始の前段階として、ｎ個の冷却手段に設置されている流出バルブＶ２は全て閉とし、循環ポンプ２に、よって各冷却手段３はアイススラリー貯留槽から汲み上げられた水・ブライン混合液で満液状態とする。
以上の前処理がなされた後、システムの運転は以下の順序によって開始され、継続される。
【００２５】
先ず、別途設置されている冷凍機より冷却用の冷媒が１番目の冷却手段３Ａの冷却コイル３ｂに供給が開始される。そして１番目の冷却手段３Ａで水・ブライン混合液の冷却が開始される。次いで、τｓ分後に、２番目の冷却手段３Ｂで水・ブライン混合液の冷却が開始される。以下τｓ分ごとに、３番目以降の冷却手段３Ｃが順次冷却開始される。
【００２６】
そして１番目の冷却手段の冷却が開始されてからτｃ分後（即ち最後の冷却手段３Ｎの冷却が開始される時）、一番目の冷却手段３Ａに設置された流出バルブＶ２を開き、一番目の冷却手段３Ａで生成されたアイススラリーをアイススラリー貯留槽１に戻しながら、これと同時に、バルブＶ１を開いて継続運転中の循環ポンプ２から水・ブライン混合液を１番目の冷却手段３Ａに供給する。水・ブライン混合液を冷却手段３Ａ内に供給することで循環ポンプ２からの押し込み圧が発生し、この押し込み圧によってアイススラリーが冷却コイルからより一層剥離し易くなる。そして１番目の冷却手段３Ａが満杯になるまでの時間τｓ（即ち循環ポンプ２によって新規に供給される水・ブライン混合液が１番目の冷却手段３Ａを満杯にする迄の時間）が経過するとバルブＶ１および流出バルブＶ２が閉じられ、再び１番目の冷却手段３Ａの冷却が開始される。
【００２７】
また１番目の冷却手段３Ａの流出バルブＶ２の閉じ動作と略同時に２番目の冷却手段３Ｂに設置された流出バルブＶ２を開く。そして２番目の冷却手段３Ｂで生成されたアイススラリーをアイススラリー貯留槽１に戻しながらこれと同時に、バルブＶ１を開いて継続運転中の循環ポンプ２から水・ブライン混合液を２番目の冷却手段３Ｂに供給する。そして２番目の冷却手段３Ｂが満杯になるまでの時間τｓ（即ち循環ポンプ２によって新規に供給される水・ブライン混合液が２番目の冷却手段３Ｂを満杯にする迄の時間）が経過すると２番目の冷却手段３ＢのバルブＶ１および流出バルブＶ２が閉じられ、再び２番目の冷却手段３Ｂの冷却が開始される。
【００２８】
その後順次・順をおって各冷却手段３Ｃ〜３Ｎにおいても設置されたバルブＶ１および流出バルブＶ２が一番目と同様の操作を行いながら、循環ポンプ２によってアイススラリー貯留槽から供給される水・ブライン混合液が供給され、各冷却手段３内部の水・ブライン混合液は本格的に冷却され始める。最終ｎ番目の冷却手段３Ｎへとその操作が続き、ｎ番目の冷却手段３Ｎでの冷却時間τｃが経過すると、またＮ番目の冷却手段３Ｎの流出バルブＶ２を開く。そしてＮ番目の冷却手段３Ｎで生成されたアイススラリーをアイススラリー貯留槽１に戻しながらこれと同時に、バルブＶ１を開いて継続運転中の循環ポンプ２から水・ブライン混合液をＮ番目の冷却手段３Ｎに供給する。そしてＮ番目の冷却手段３Ｎが満杯になるまでの時間τｓ（即ち循環ポンプ２から供給される水・ブライン混合液がＮ番目の冷却手段３Ｎを満杯にする迄の時間）が経過するとＮ番目の冷却手段３ＮのバルブＶ１および流出バルブＶ２が閉じられ、再びＮ番目の冷却手段３Ｎの冷却が開始される。ｎ番目の冷却手段３Ｎへアイススラリー貯留槽から供給される水・ブライン混合液の供給が完了すると、一巡した事になり、再度一番目の冷却手段３Ａへと操作は繰り返し行われ、二順目が始まり、以下継続繰り返される。
【００２９】
操作開始時の水・ブライン混合液の温度は、その時の状況に応じた温度となっており、凍結温度となっていない場合もある。凍結温度となっていない時には以上の操作が繰り返され冷却手段３Ａ〜３Ｎ中の冷却コイル３ｂによって冷却され、アイススラリー貯留槽内の温度が凍結温度にまで冷却されるとアイススラリー貯留槽１から冷却手段３Ａ〜３Ｎに供給された水・ブライン混合液ＢＬは冷却コイル３ｂによってアイススラリー化され始まる。
以下同様の操作を繰り返しながら、最後の冷却手段３Ｎでのアイススラリー生成時間τｃが経過すると、再び１番目の冷却手段に戻るという操作により、各冷却手段ではバッチ式にアイススラリーを生成しながら、循環ポンプは連続的に運転することが可能になり、循環ポンプの小型化を図ることができる。
【００３０】
こうして・夜間等の料金の安い電力が供給される間、ｎ個の冷却手段３Ｎへ貯留槽から連続的に循環ポンプ２によって各冷却手段に順次循環供給される水・ブライン混合液は各冷却手段３において冷却され更に冷却されながら、凍結温度においてアイススラリー化され続け、アイススラリー貯留槽内にアイススラリーが貯留されていく。
アイススラリーが生成貯留されていくに従い、水・ブライン混合液の濃度は高まり・その凍結温度は低下し続ける。こうした状況下に於いて、各冷却手段３の冷却コイル３ｂに供給される冷媒は別途設置された冷凍機によって対応がされ連続的に冷却、生成が続けられる。
【００３１】
なお上記スケジュール表は冷却手段がＮ個の場合について説明したが、循環ポンプの吐出量、冷却手段の容積等を適宜設計することにより、冷却手段の個数に合わせた運転スケジュール表を作ることができる。
また、循環ポンプの運転とは関係なく、水・ブライン混合液が冷却コイルによってアイススラリー（シャーベット状の氷）が生成され始めてから所定時間を経てアイススラリー同志が結束し合いだす時点、即ち、この時点では冷却コイルと生成されたアイススラリーとの間、生成されたばかりのアイススラリー同志間の夫々の接合力は小さい時に、冷却手段の下部の弁を開とし、冷却コイル表面に生成された未だ付着力の弱いアイススラリー（シャーベット状の氷）を流出流速により、誘引剥離してアイススラリー貯留槽に流出することも可能である。このような操作により冷却手段が１個の場合でも、アイススラリーが冷却コイル表面に付着することを防止できる。
【００３２】
つづいて他の実施例を説明する。
上記例では、循環ポンプと各冷却手段との間にバルブＶ１を設け、このバルブＶ１と流出バルブＶ２とを同時に開閉する構成となっているが、バルブＶ１を廃止し、図３に示すような構成とすることも可能である。このようにバルブＶ１を廃止することで、製造コストの低下を図ることができる。
図３において、循環ポンプ２から供給される水・ブライン混合液は、アイススラリーの生成、流出が順調に行われている時には、アイススラリーが流出している冷却手段（即ち冷却手段下方の流出バルブＶ２が開いている冷却手段）のみに水・ブライン混合液が供給される。その理由は、下方の流出バルブＶ２が閉じている他の冷却手段では、水・ブライン混合液がそれらの冷却手段側に流入することができず、この結果、下方の流出バルブＶ２が開いている冷却手段にのみに水・ブライン混合液が供給されることになる。
【００３３】
上記の構成のスケジュール表を図２を参照してさらに説明する。
ｎ個の冷却手段が図２に示すように設置されている時、
先ず最初のシステム起動時は、システムの循環運転開始の前段階として、ｎ個の冷却手段に設置されている流出バルブＶ２は全て閉とし、循環ポンプ２に、よって各冷却手段３はアイススラリー貯留槽から汲み上げられた水・ブライン混合液で満液状態とし、その後循環ポンプは一端運転が停止される。
以上の前処理がなされた後、システムの運転は以下の順序によって開始され、継続される。
【００３４】
始めに、別途設置されている冷凍機より冷却用の冷媒が１番目の冷却手段３Ａの冷却コイル３ｂに供給が開始される。そして１番目の冷却手段３Ａで水・ブライン混合液の冷却が開始される。次いで、τｓ分後に、２番目の冷却手段３Ｂで水・ブライン混合液の冷却が開始される。以下τｓ分ごとに、３番目以降の冷却手段３Ｃが順次冷却開始される。
【００３５】
そして１番目の冷却手段の冷却が開始されてからτｃ分後（即ち最後の冷却手段３Ｎの冷却が開始される時）、一番目の冷却手段３Ａに設置された流出バルブＶ２を開き、一番目の冷却手段３Ａで生成されたアイススラリーをアイススラリー貯留槽１に戻す。これと同時に、循環ポンプ２の運転を開始すると、水・ブライン混合液は１番目の冷却手段３Ａに供給される。このとき、他の冷却手段は前述のように水・ブライン混合液で満杯となっているため、循環ポンプからの水・ブライン混合液は全て一番目の冷却手段に供給されることになる。水・ブライン混合液を冷却手段３Ａ内に供給することで循環ポンプ２からの押し込み圧が発生し、この押し込み圧によって冷却手段３Ａ内のアイススラリーが冷却コイルからより一層剥離し易くなる。そして１番目の冷却手段３Ａが満杯になるまでの時間τｓ（即ち循環ポンプ２から供給される水・ブライン混合液が１番目の冷却手段３Ａを満杯にする迄の時間）が経過すると流出バルブＶ２が閉じられ、再び１番目の冷却手段３Ａの冷却が開始される。
【００３６】
また１番目の冷却手段３Ａの流出バルブＶ２の閉じ動作と略同時に２番目の冷却手段３Ｂに設置された流出バルブＶ２を開く。そして２番目の冷却手段３Ｂで生成されたアイススラリーがアイススラリー貯留槽１に戻されるようになると、略同時に循環ポンプ２からの水・ブライン混合液が２番目の冷却手段３Ｂに供給される。この時には第１番目の冷却手段には水・ブライン混合液が満杯となっているため第１番目の冷却手段には水・ブライン混合液は流入しなくなる。そして２番目の冷却手段３Ｂが満杯になるまでの時間τｓ（即ち循環ポンプ２から供給される水・ブライン混合液が２番目の冷却手段３Ｂを満杯にする迄の時間）が経過すると２番目の冷却手段３Ｂの流出バルブＶ２が閉じられ、再び２番目の冷却手段３Ｂの冷却が開始される。
【００３７】
その後順次・順をおって各冷却手段３Ｃ〜３Ｎにおいても流出バルブＶ２を一番目と同様の操作をしながら、循環ポンプ２によって水・ブライン混合液を対応する冷却手段に供給し、各冷却手段３内部の水・ブライン混合液は本格的に冷却され始める。最終ｎ番目の冷却手段３Ｎへとその操作が続き、ｎ番目の冷却手段３Ｎでの冷却時間τｃが経過すると、またＮ番目の冷却手段３Ｎの流出バルブＶ２を開く。そしてＮ番目の冷却手段３Ｎで生成されたアイススラリーをアイススラリー貯留槽１に戻しながら、循環ポンプ２からの水・ブライン混合液はＮ番目の冷却手段３Ｎに供給される。そしてＮ番目の冷却手段３Ｎが満杯になるまでの時間τｓ（即ち循環ポンプ２から供給される水・ブライン混合液がＮ番目の冷却手段３Ｎを満杯にする迄の時間）が経過するとＮ番目の冷却手段３Ｎの流出バルブＶ２が閉じられ、再びＮ番目の冷却手段３Ｎの冷却が開始される。ｎ番目の冷却手段３Ｎへアイススラリー貯留槽から供給される水・ブライン混合液の供給が完了すると、一巡した事になり、再度一番目の冷却手段３Ａへと操作は繰り返し行われ、二順目が始まり、以下は、第１実施形態と同様にアイススラリー生成が継続繰り返される。
こうして、アイススラリーの生成、流出が順次おこなわれている状況下において、バルブＶ１がなくても、冷却手段側の流出バルブの開閉により、水・ブライン混合液の供給先（冷却手段）を自動的に変更することができ、バルブＶ１がなくても循環ポンプを連続運転することが可能となる。
【００３８】
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明の趣旨の範囲内で、構成を変更することができる。例えば装置内に使用するバルブは電動弁が望ましいが手動を含め他の弁を使用することもできる。また循環ポンプを常時運転し続けた状態で、アイススラリーを生成して行く場合には、冷却手段の数は少なくとも２個以上であれば、アイススラリー貯留槽の容積および循環ポンプの供給量に合わせて適宜設定できる。また冷却コイル内に流す冷媒の温度も図示せぬ制御手段（パソコン、専用制御回路等）により自由に変更できるものである。
【００３９】
また、冷却コイルと生成されたアイススラリーとの間、生成されたばかりのアイススラリー同志間の夫々の接合力は小さい状態は予め実験等によりその状態を確認しておき、冷却手段が所定体積、濃度の水・ブライン混合液を冷却しはじめてからアイススラリー状になるまでの時間を計測しておき、その時間が経過すると水・ブライン混合液がアイススラリー状となっていると判断する等の方法を採用する。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明は、電力料金の安い夜間の電力を使用して生成され、貯留槽に夜間等に貯留されたアイススラリーを、昼間の冷却負荷に対応する冷熱源として活用するため、電力業界、空調業界、冷凍業界など多種類の産業分野において利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明に係るアイススラリー装置の構成図である。
【図２】本発明に係るアイススラリー装置の運転スケジュール表である。
【図３】本発明に係る他のアイススラリー装置の構成図である。
【符号の説明】
【００４２】
１          アイススラリー貯留槽
１ｂ        多孔受け板
２          循環ポンプ
３Ａ〜３Ｎ  冷却手段
３ｂ        冷却コイル
Ｖ１        分岐管に設けたバルブ
Ｖ２        各冷却手段の下流側に設けた流出バルブ
Ｖ３        冷媒流路内に設けたバルブ（フロン冷媒の時は膨張弁）
Ｖ４、Ｖ５  負荷側アイススラリー供給バルブ
５          負荷側アイススラリー供給パイプ
６          負荷側アイススラリー供給ポンプ
７          水・ブライン混合液供給管
７ａ〜７ｄ  分岐管
８          アイススラリー戻し管
【図１】
2005226951.tif 000003
【図２】
2005226951.tif 000004
【図３】
2005226951.tif 000005