【手続補正書】
【提出日】平成19年5月22日(2007.5.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
氷蓄熱システムにおいて、蓄熱剤に油と水の混合液を用い、この混合液を製氷装置の熱交換器内を循環・冷却させて、氷スリラーを造り、蓄冷するものにおいて、熱交換器に繋がる機器と熱交換器とを電気絶縁し、熱交換器の電位をコントロールするシステム。
【請求項２】
請求項１において、熱交換器に繋がる上流・下流の配管を電気絶縁物で造り、この配管の熱交換器の隣接部に、配管内部を流れる油と水の混合液に接する電極を埋め込み、この埋め込み電極と熱交換器の間に、或いは埋め込み電極間に電圧を印加し、熱交換器内壁に油膜を吸着させ、製氷運転時に熱交換器内壁に氷結が発生するのを防止するシステム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
しかし、壁面が絶縁物の場合、帯電極性が変わって、水が（−）、油が(＋)に帯電する。このようにシステム内を流れる油・水の混合液の帯電現象は複雑である。ここで、熱交換器の壁面の電位が(＋)、水が（−）となるような帯電状態になると、水は、静電気で熱交換器の壁面に吸着し、冷やされて氷結する。この氷結が成長すると管路閉塞に到るので、水と油並びに熱交換器の帯電状態を制御して、熱交換器に油が吸着し、水が吸着するのをできるだけ少なくするようにコントロール必要がある。更に、油・水の混合液の流速が速くなると、流動帯電の度合いが進む。  それに基づいて電気的な作用力が高まり、添加剤の化学的結合力を凌ぐようになると、添加剤を用いて吸着させた油膜の安定性が損なわれる。従って、添加剤を用いた油膜形成による氷結防止策では不十分となり、これに変わる新しいに対策が必要になった。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
これらの流動帯電現象は、管路の流体速度の約２乗に比例するといわれている（静電気ハンドブック、静電気学会、1,998、ｐ1,056）。循環路において、エマルションが最も激しく速く流動するのは循環ポンプの内部である。従って、エマルションの帯電状態を決定付けるものは循環ポンプであり、ポンプのエマルションの流れに接する部分であることに留意しなければならない。
また、循環流動する油・水の混合液（Ｗ/Ｏ型エマルション）の帯電状態に影響を与えるものとして、循環ポンプの材質の他に、熱交換器内を流動する1次側の冷媒の流動を挙げねばならない。例えば1次冷媒として、ブラインを用いる場合には、ブラインは油・水の混合液（Ｗ/Ｏ型エマルション）と同等の高い電気抵抗を有するので、ブラインの流動によって、静電気が発生する。その結果、ブラインが流動すると、金属製の熱交換器は（＋）に帯電する。この場合には熱交換器の2次側では、水が（−）に帯電する度合いが高まらないように留意しなければならない。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明は、高速流動する油・水の混合液（Ｗ/Ｏ型エマルション）の帯電状態は、システムを構成する循環ポンプによって変動するので、その変動状態に合わせて、熱交換器の壁面の電位をコントロールする、或いは、熱交換器の壁面の電位をベースに、循環ポンプの種類を選んで、熱交換器の壁面に氷結が発生するのを、静電気を利用して防止するものである。その氷結発生防止手段として、熱交換器の電位をコントロールするために、熱交換器を、熱交換器に繋がる一次側の配管（冷熱源に繋がる）並びに2次側の配管（製氷蓄熱装置に繋がる）を介して他の部分と電気的に絶縁する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
絶縁ポンプを用いた場合、流動する油・水の混合液（Ｗ/Ｏ型エマルション）の帯電状態は、水が（−）、油が（＋）に帯電する割合が高くなるので、外部電源から熱交換器に（−）電圧を印加して、熱交換器の表面に（＋）に帯電している油を吸着せしめ、（−）に帯電している水粒子が熱交換器の表面に付着するのを防止する。熱交換器に電圧を印加する方法として、熱交換器に繋がる配管は電気絶縁物で造り、この配管に、配管内を流動する油・水の混合液に接する電極を埋め込み、この電極と熱交換器の間に電圧を印加する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
金属ポンプを用いた場合、或いは絶縁物製ポンプを用いてもシステム構成上、水が（＋）、油が（−）に帯電する割合が高い場合には、外部電源より印加して、熱交換器を（＋）の帯電状態にし、熱交換器の表面に（−）に帯電している油を吸着せしめ、（＋）に帯電している水粒子が熱交換器の表面に付着するのを防止する。そのために熱交換器に繋がる配管は電気絶縁物で造り、この配管に、配管内部を流動する油・水の混合液に接する電極を埋め込み、この電極と熱交換器の間に電圧を印加する。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
同様に、外部電源より電圧印加して、帯電した水粒子が熱交換器の管壁に付着するのを防止する他の方法がある。その方法は、熱交換器を非接地に保持し、この熱交換器の上流、下流に繋がる配管を電気絶縁物で造り、これらの配管の夫々に油・水の混合液の流れに接する電極を埋め込み、これら二つの電極間に電圧を印加することで、帯電している水の粒子の動きを抑え、水粒子が熱交換器の管壁に接近・付着するのを防ぐものである。
また、油・水の混合液の流動帯電状態が、油が（−）、水が（＋）に帯電する割合が高くなる場合には、他に、氷結防止方法として、熱交換器を接地電位に保持する方法がある。この方法は管壁の電気二重層を活用するものである。熱交換器を接地電位にすることで、熱交換器の間壁に沿って（＋）電荷を帯びた層ができる。この（＋）電荷を帯びた電気層が（−）に帯電している油を吸引するので、熱交換器の管壁に沿って油層ができる。この油層が（＋）に帯電した水粒子の熱交換器への付着を防止する。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
本発明は、油・水の混合液を循環させて静電気を発生させて、その静電気を利用して、Ｗ/Ｏ型エマルションを造り、更に、熱交換器内に油膜を造り、氷結の発生を抑えるものであるので、Ｗ/Ｏ型エマルションや氷結防止の油膜を造るために、添加剤の使用は不要である。従って、添加剤使用に基づくトラブルの発生がなく、長期にわたり安定した性能が保持され、しかも、蓄熱剤を安価に調達できる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
電圧を印加して熱交換器の管壁に油膜を造る方法は、静電塗装の原理と同じであるが、静電塗装では、塗料の微粒子を帯電させるのに数10ＫＶの高電圧が必要になる。しかし、ここでは油・水の混合液の循環による流動で、油の微粒子が帯電するので、油の粒子を付着させるために必要な印加電圧はＤＣ50Ｖ程度で済み、特別な高圧電気設備を必要としない。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図1は、循環ポンプに、絶縁物性ポンプを用いた場合の製氷システム構成を示す。図1において、蓄氷槽1、二重管式熱交換器2の二次側管路2Ｂおよび配管3で循環路4を構成する。この循環路4には2次冷媒として、油・水の混合液が流動する。他方、二重管式熱交換器2の1次側管路には1次冷媒６が流動する。また、循環路4には絶縁物製の循環ポンプ７Ａが装着されている。この循環ポンプ７Ａは、油・水の混合液5（2次冷媒）が接するケーシングやインペラは絶縁物で造られている。この循環ポンプ７Ａを駆動して油・水の混合液5（2次冷媒）を循環路4に沿って流動させる。矢印8は油・水の混合液5（2次冷媒）のフローを示す。このシステム構成で、1次冷媒の6の持つ冷熱を、二重管式熱交換器2を介して、油・水の混合液（2次冷媒）5に伝達し、氷粒（氷スラリー）9を 造り、蓄氷槽 1に蓄氷する。 また、循環路4には二重管式熱交換器2と循環ポンプ7との間にフイルター10が設けてある。このフイルター10は、内部が網状にものに造られている。接続フランジ11Ａは二重管式熱交換器2と配管3を連結するものである。配管3は電気絶縁物で造られている。接続フランジ11Ｂは冷熱源（図示省略）と二重管式熱交換器2の1次側管路2Ａとを電気絶縁するフランジである。外部電源12はその一端が二重管式熱交換器2の２次側管路2Ｂに、他端は配管3に埋め込んだ電極13Ａに繋がり、二重管式熱交換器2の2次側管路2Ｂに（−）の電圧を印加する。ここで、埋め込み電極13Ａは循環路4を流れる油・水の混合液5に接している。
図2は、図1で説明した製氷システム構成において、絶縁物製循環ポンプ7Ａに替わり金属製循環ポンプ7Ｂを取り付けたものを示す。このポンプは油・水の混合液の流動に接する部分（ケーシングやインペラ或いはギヤー）が金属で造られている。また、循環路4において、二重管式熱交換器2の2次側管路2Ｂは配管３（電気絶縁物）と接合フランジ11Ａを介して、また、二重管式熱交換器2の1次側管路2Ａは、冷熱源（図示省略）と接合絶縁パイプ11Ｂを介して接合されている。これら配管3（電気絶縁物）と接合絶縁パイプ11Ｂを用いことで、二重管式熱交換器2は、他の部分とは電気的に絶縁された状態で、システムに組み込まれている。他方、配管3（電気絶縁物）には電極13Ａが埋め込まれている。この埋め込み電極13Ａは配管3の内部を流れる油・・水の混合液5に接するように埋め込まれている。この埋め込み電極13Ａと二重管式熱交換器2の2次側管路2Ｂは外部電極13に繋がる。ここで、二重管式熱交換器2の2次側管路2Ｂには（+）電圧が印加される。
図3は、図2で説明した製氷システム構成において、外部電源12の接続方法を、二重管式熱交換器2の2次側管路2Ｂと配管3（電気絶縁物）に埋め込んだ電極13Ａから、配管3（電気絶縁物）に埋め込んだ電極13Ａと13Ｂとの間の接続に繋ぎ変えたものである。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
図1〜図3において、二重管式熱交換器2の上流に設けてあるフイルター10は省くことができる。このフイルター10は網状のものに造られているので、異物の除去の有効である。また、油・水の混合液の流れに接しているので、混合液の帯電状態を調整するのにも有効である。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
図2において、1次冷媒6にブラインを用いる場合には、ブラインが油・水の混合液5と同等に電気抵抗の高い混合液であるので、ブラインが（−）に帯電する。
この（−）に帯電したブラインの電荷は、ブラインの電気抵抗が高いために、接地をとっても残留する。この結果、残留した電荷に基づいて、ブラインに接する二重管式熱交換器２には、（＋）の帯電が残留する。この（＋）帯電の残留で、外部電源12からの荷電が不要になり、外部電源12を省略できる。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
【図１】熱交換器に（＋）電圧を印加する方法
【図２】熱交換器に（−）電圧を印加する方法
【図３】熱交換器に繋がる配管に電圧を印加する方法
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
・  蓄氷槽
・  二重管式熱交換器
2Ａ  二重管式熱交換器の1次側管路
2Ｂ  二重管式熱交換器の2次側管路
・  配管
・  循環路
・  油・水の混合液（2次冷媒）
・  1次冷媒
・  循環ポンプ
7Ａ  絶縁物製ポンプ
7Ｂ  金属製ポンプ
・  2次冷媒のフロー
・  氷粒
・  フイルター
11Ａ  接合フランジ
11Ｂ  接合絶縁パイプ
12    外部電源
・  埋め込み電極
13Ａ  二重管式熱交換器の上流配管に埋め込んだ電極
13Ｂ  二重管式熱交換器の下流配管に埋め込んだ電極
【手続補正１６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2006292187.tif 000001
【図２】
2006292187.tif 000002
【図３】
2006292187.tif 000003