(57)【要約】  閉ループ冷凍システムは、氷と水と氷点降下剤とを含むアイススラリー混合物を備える。また、システムは、アイススラリー混合物を貯蔵するための第１の貯蔵装置と第１の貯蔵装置の中に配置された撹拌器とを備える。撹拌器は少なくとも間欠的にアイススラリー混合物を撹拌する。更に、システムは、第１の貯蔵装置と熱負荷を接続する第１の導管と、第１の貯蔵装置から第１の導管を介して熱負荷へアイススラリー混合物を圧送するために第１の導管に配置された第１のポンプとを備える。氷の少なくとも一部は熱負荷において溶融する。システムは、熱負荷と第２の貯蔵装置を接続する第２の導管も備える。第２の貯蔵装置は第１の貯蔵装置に接続される。更に、システムは、熱負荷から第２の導管を介して第２の貯蔵装置へ溶融氷を含有するアイススラリー混合物を圧送するために第２の導管に配置された第２のポンプを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
閉ループ冷凍システムであって、
氷と水と氷点降下剤とを含む、アイススラリー混合物と、
前記アイススラリー混合物を貯蔵するための、第１の貯蔵装置と、
前記第１の貯蔵装置の中に配置された撹拌器であって、前記撹拌器が少なくとも間欠的に前記アイススラリー混合物を撹拌する、撹拌器と、
前記第１の貯蔵装置と熱負荷とを接続する、第１の導管と、
前記第１の貯蔵装置から前記第１の導管を介して前記熱負荷へ前記アイススラリー混合物をポンプ圧送するために前記第１の導管に配置された第１のポンプであって、前記氷の少なくとも一部が前記熱負荷において溶融する、第１のポンプと、
前記熱負荷と第２の貯蔵装置を接続する第２の導管であって、前記第２の貯蔵装置が前記第１の貯蔵装置に接続される、第２の導管と、
前記熱負荷から前記第２の導管を介して前記第２の貯蔵装置へ、溶融した氷を含有する前記アイススラリー混合物をポンプ圧送するために、前記第２の導管に配置された、第２のポンプと、
を備える、システム。
【請求項２】
前記氷点降下剤が、低炭素グリコール又はこれらのポリグリコールを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記低炭素グリコールが、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、これらのポリグリコール、及びこれらの混合物、から成る群から選択される、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記低炭素グリコールが、プロピレングリコールである、請求項２に記載のシステム。
【請求項５】
更にアイススラリー生成器を備え、前記アイススラリー生成器が、前記第１の及び第２の貯蔵装置に接続される、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
更に前記第１の又は第２の導管に配置された振動器を備え、前記振動器が、前記第１の又は第２の導管に収容された前記アイススラリー混合物を振動させる、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
閉ループ冷凍システムであって、
約５〜６０％の氷と約２０〜９５％の水と約０〜５０％の氷点降下剤とを含む、アイススラリー混合物と、
前記アイススラリー混合物を貯蔵するための、第１の貯蔵装置と、
前記第１の貯蔵装置の中に配置された撹拌器であって、前記撹拌器が少なくとも間欠的に前記アイススラリー混合物を撹拌する、撹拌器と、
熱負荷と、
前記第１の貯蔵装置から前記熱負荷へ前記アイススラリー混合物を移送するための、第１の移送器と、
前記熱負荷から第２の貯蔵装置へ前記アイススラリー混合物を移送するための第２の移送器であって、前記第２の貯蔵装置が前記第１の貯蔵装置に接続される、第２の移送器と、
を備える、システム。
【請求項８】
前記氷点降下剤が、プロピレングリコールである、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記氷点降下剤が、前記アイススラリー混合物の約１０〜５０％である、請求項７に記載のシステム。
【請求項１０】
前記氷が、前記アイススラリー混合物の約２０〜３５％である、請求項７に記載のシステム。
【請求項１１】
前記第１の又は第２の移送器が、ポンプである、請求項７に記載のシステム。
【請求項１２】
前記第１の又は第２の移送器が、プログレッシブキャビティポンプ（ｐｒｏｇｒｅｓｓｉｎｇ  ｃａｖｉｔｙ  ｐｕｍｐ）である、請求項７に記載のシステム。
【請求項１３】
更にアイススラリー生成器を備え、前記アイススラリー生成器が、前記第１の及び第２の貯蔵装置に接続される、請求項７に記載のシステム。
【請求項１４】
前記熱負荷からの前記アイススラリー混合物が、前記アイススラリー混合物の再生のために前記アイススラリー生成器へ移送される、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
約５〜６０％の氷と約２０〜９５％の水と約０〜５０％の氷点降下剤を含むアイススラリー混合物を、第１の貯蔵装置の中に用意するステップと、
前記第１の貯蔵装置に貯蔵された前記アイススラリー混合物を、少なくとも間欠的に撹拌するステップと、
前記第１の貯蔵装置から第１の導管を介して熱負荷へ前記アイススラリー混合物を、ポンプ圧送するステップであって、前記氷の少なくとも一部が、前記熱負荷において溶融するステップと、
前記熱負荷から第２の導管を介して第２の貯蔵装置へ、溶融した氷を含有する前記アイススラリー混合物をポンプ圧送するステップと、
を含む、方法。
【請求項１６】
前記ポンプ圧送が、プログレッシブキャビティポンプ（ｐｒｏｇｒｅｓｓｉｎｇ  ｃａｖｉｔｙ  ｐｕｍｐ）を用いる、請求項１６に記載の方法。
【請求項１７】
更に、前記アイススラリー混合物を生成するステップと、前記アイススラリー混合物を前記第１の貯蔵装置へ導入するステップと、を含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
更に前記導管に収容された前記アイススラリー混合物を振動させるステップを含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
更に、前記溶融した氷を前記熱負荷から前記第２の貯蔵装置へ圧送した後に、前記溶融した氷を含有する前記アイススラリー混合物を再生するステップを含む、請求項１６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２０１３年３月１４日提出の特許仮出願第６１／８５１９２１号に基づく優先権を主張する。前記出願は参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本開示は、アイススラリーを使用する新規の及び改良された閉ループ冷凍システムに関する。
【背景技術】
【０００３】
冷凍システムは、一般に、空気空間を冷却するため、設備を冷却するため、及び、食品又は生鮮品をチルド温度に維持するために、使用される。従来の冷凍システムは、典型的に、３つの構成要素、即ちコンプレッサー、コンデンサー、及びエバポレーターと、全ての構成要素を接続する各種の配管、弁、制御装置と、から成る。これらの構成要素は、協働して、冷凍システム全体に、冷媒を循環させる。コンプレッサーは、冷媒が比較的高温で気体から液体になるように、冷媒を圧縮する。コンデンサーは、この熱を周囲へ伝達する。その結果得られる冷たい液体冷媒は、エバポレーターへ送られ、エバポレーターは、液体冷媒を気体にすることによって、庫内又は空間から熱を取り除く。冷媒ガスはコンプレッサーへ戻され、冷凍サイクルが繰り返される。
【０００４】
このようなシステムが直面する１つの問題は、冷却及び冷凍プロセスが、運転のために大量の電気エネルギーを必要とすることである。これは、ピーク時、通常は週日の目覚めている時間帯、における電力事業の需要を高める。事業体は、この需要を満たすために充分な発電能力を持たなければならない。夜間及び週末は、需要ピーク時外であり、総発電能力よりずっと少ない能力しか使用されない。電力のより良い又はより均等な需要を促進するために、多くの事業体は、ピーク時外に使用される電力には割引料金を課す。従って、割引料金を利用するために、必要な電力消費を可能な限りピーク時外へシフト又は移行するための方式を見つけたいという要望がある。
【０００５】
冷凍システムの分野において知られる１つの方法は、アイススラリーの使用である（例えば、特許文献１）。具体的には、既知の冷凍方法は、液体の水の少なくとも一部を氷に変換するために、液体の水が、冷凍熱交換器（ｆｒｅｅｚｅ  ｅｘｃｈａｎｇｅｒ）を通して送られ、冷媒との間接的熱交換を行うプロセスである。この方法は、更に、液体の水と氷との混合物を、冷凍熱交換器から氷貯蔵タンクへ供給し、アイススラリーと液体の水とを提供するステップと、冷たい液体の水を、氷貯蔵タンクから取り出し、冷却されるために及び冷却するために使用される流体との間接的熱交換を行うために、熱交換器を通して供給するステップと、を含み、この熱交換器から出た温まった液体の水は、氷貯蔵タンクの中の氷と接触することによって冷却されるために、氷貯蔵タンクへ戻る。
【０００６】
しかし、既存の手法は、各々、特定の既存の冷凍用途には使用できない１つ又はそれ以上のシステム上又は加工上の限界にぶつかる。例えば、特定の加工において、余分な氷は、例えば塊状化及び詰りによりシステムの作動に悪影響を及ぼす可能性がある。別のシステムは、環境に悪影響を持つ（例えば、時間を経ると不可避的に漏出することにより）及び不当なコストが掛かる（例えば、関与する冷媒が大量であり交換コストが高いため）他の冷媒を使用する。従って、これらの欠点を減少するために改良された冷凍システムが必要とされる。
【０００７】
（用語の定義）
以下の用語は、出願される特許の請求項において使用され、法律に則ってその広義、平易かつ通常の意味を持つものとする。
【０００８】
アイススラリー混合物とは、「相変化冷媒」を意味する。多成分アイススラリー混合物とは、「水溶液内に形成され浮遊する微小結晶及び氷点降下剤を含む、相変化冷媒」を意味する。スラリーアイスは、氷の溶融エンタルピー（潜熱）も使用されるので、単相冷媒に比べて熱の吸収が大きい。
【０００９】
氷点降下剤は、「エチレングリコール、プロピレングリコール、各種アルコール（イソブチル、エタノール）、塩（ＣａＣｌ2、ＮａＣｌ）及び糖（蔗糖、グルコース）など、水の氷点を下げる水への溶質（ｓｏｌｕｔｅ）」を意味する。
【００１０】
閉ループ冷凍システムは、「持続的に冷媒を再循環できる冷凍システム」を意味する。
【００１１】
熱負荷とは、「冷凍システムによって制御されるエリアへ入る熱量」を意味する。
【００１２】
撹拌器は、「液体又は液体固体混合物を混合するための装置」を意味する。
【００１３】
別の意味が可能である場合、最も広義の意味を持つことを意図する。下に示す請求項に使用される全ての言葉は、文法及び英語の通常の習慣的使用において使用されるものとする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】米国特許第４５８４８４３号公報
【特許文献２】米国特許第６２４４０５２号公報
【特許文献３】米国特許第６４１３４４４号公報
【特許文献４】米国特許第６５４７８１１号公報
【特許文献５】米国特許第７３８９６５３号公報
【特許文献６】米国特許第７４２２６０１号公報
【特許文献７】米国特許公開第２００９／０１２５０８７号公報
【特許文献８】米国特許公開第２００９／０２５５２７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本明細書において、アイススラリーを使用する新規の改良された閉ループ冷凍システムを提示する。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
１つの形態において、閉ループ冷凍システムは、氷と水と氷点降下剤とを含むアイススラリー混合物を含む。また、システムは、アイススラリー混合物を貯蔵するための第１の貯蔵装置と、第１の貯蔵装置の中に配置された撹拌器とを備える。撹拌器は、少なくとも間欠的にアイススラリー混合物を撹拌する。システムは、更に、第１の貯蔵装置と熱負荷を接続する第１の導管と、第１の貯蔵装置から第１の導管を介して熱負荷へアイススラリー混合物をポンプ圧送するために第１の導管に配置された第１のポンプとを備える。氷の少なくとも一部は熱負荷において溶融する。システムは、熱負荷と第２の貯蔵装置を接続する第２の導管も備える。第２の貯蔵装置は、第２の貯蔵装置に接続される。システムは、更に、熱負荷から第２の導管を介して第２の貯蔵装置へ溶融氷を含有するアイススラリー混合物を圧送するために第２の導管に配置された第２のポンプを備える。
【００１７】
別の形態において、閉ループ冷凍システムは、約５〜６０％の氷と約２０〜９５％の水と及び約０〜５０％の氷点降下剤とを含むアイススラリー混合物を含む。システムは、アイススラリー混合物を貯蔵するための第１の貯蔵装置と、第１の貯蔵装置の中に配置された撹拌器とを備える。撹拌器は、少なくとも間欠的にアイススラリー混合物を撹拌する。システムは、更に、熱負荷と、第１の貯蔵装置から熱負荷へアイススラリー混合物を移送するための第１の移送器と、熱負荷から第２の貯蔵装置へアイススラリー混合物を移送するための第２の移送器とを備える。第２の貯蔵装置は、第１の貯蔵装置に接続される。
【００１８】
別の形態において、方法は、第１の貯蔵装置において約５〜６０％の氷と約２０〜９５％の水と約０〜５０％の氷点降下剤とを含むアイススラリー混合物を用意するステップと、少なくとも間欠的に第１の貯蔵装置に貯蔵されたアイススラリー混合物を撹拌するステップと、を含む。方法は、第１の貯蔵装置から第１の導管を介して熱負荷へアイススラリー混合物を圧送するステップも含む。また、方法は、熱負荷から第２の導管を介して第２の貯蔵装置へ溶融氷を含有するアイススラリー混合物を圧送するステップを含む。
【００１９】
本発明の全ての実施形態が上述の本発明の目的の各々を達成するとは限らない。更に、本発明の別の目的が、本発明の概要、発明を実施するための形態及び添付図面から明らかになる。本発明のこのような目的、特徴及び利点は、添付図面において図解するように最良の実施形態の以下の説明から更に明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】電力消費ピーク時外における本発明に従って作動する閉ループ冷凍システムの形態の好ましい実施形態のシステム概略図である。
【図２】電力消費ピーク時における本発明に従って作動する閉ループ冷凍システムの形態の好ましい実施形態のシステム概略図である。
【図３ａ】本発明に従った導管セクション用の通路の内径（ＩＤ）に、面取りした、径が小さくなる案内段を有している、標準エルボの断面図である。
【図３ｂ】本発明に従った導管セクション用の通路の内径（ＩＤ）に、面取りした、径が小さくなる案内段を有している、案内面取りエルボの断面図である。
【図４】電力消費ピーク時における本発明に従って作動する閉ループ冷凍システムの形態の別の好ましい実施形態のシステム概略図である。
【図５】電力消費ピーク時外における本発明に従って作動する閉ループ冷凍システムの形態の好ましい実施形態のシステム概略図である。
【図６】本発明に従った作動時の導管のセクションの監視操作のための、熱電対取り付けの実施例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
下に、本発明の好ましい実施形態又は最良の実施形態であると現在考えられるものについて説明する。この好ましい実施形態には将来及び現在の対案及び修正が想定される。機能、目的、構造又は結果に非実質的変更を加える対案又は修正は、本特許における請求に包括されるものとする。
【００２２】
現在のほぼ全ての冷凍システムは閉ループである。即ち、冷媒はシステムの中に囲繞されるので（意図的に周囲へ排気されずに）、全てのコイル及び配管を充填しなければならない。典型的なスーパーマーケットは、その様々な冷凍冷蔵ディスプレイケース、ウォークインクーラー（ｗａｌｋ‐ｉｎ  ｃｏｏｌｅｒｓ）などの全てにおいて１３６０〜１８１４ｋｇ（３０００〜４０００ポンド）の冷媒を有する。あらゆる予防措置を講じても、いくらかの冷媒がシステムから漏出することは避けられず、環境を害し、かつかなりの保守及び修理費用及び高い冷媒交換コストを生じる。例えば、いくつかの合成冷媒は、ポンド当たり数百ドル掛かり、冷凍システムは、１年でその冷媒の３０〜４０％も失う可能性がある。同じ問題が、家庭及び自動車のエアコンに使用される冷却システムにも言えて、頻繁に整備及び再充填を必要とする。
【００２３】
典型的な既知の冷媒は、水、氷、炭化水素、プロパン、ブタン、アンモニア、クロロフルオロカーボン、フレオン、ハイドロクロロフルオロカーボン、ギ酸メチル、塩化メチル、二酸化硫黄など、を含む。水及び氷など、これらの冷媒のいくつかは、部分的には氷が塊状化して冷凍システムを詰まらせる傾向があるので、問題があることが判明した。更に、氷冷凍システムは、かなりコスト高になる可能性がある。
【００２４】
更に、これらの冷媒の多数が、環境に漏出した時有害であることを判明した（例えば、毒性、オゾン層破壊、地球温暖化など）。使用される（そして環境へ漏出する）環境に優しくない冷媒の量を減らすために、二次ループ冷凍システムが設計された。二次ループ冷凍システムは２つの冷凍回路、即ち一次冷凍回路及び二次冷凍回路を有する。従って、二次ループ冷凍システムは、冷却のために２つの異なる冷媒即ち一次冷凍回路の一次冷媒及び二次冷凍回路の二次冷媒を組み込む。
【００２５】
二次ループ冷凍システムにおいて、一方の回路は、他方の回路（目標空気空間又は設備を冷却するために使用される）を冷却するために使用される。従って、２つの回路をリンクする複数のコンプレッサー及び熱交換器を備えることができる。二次ループ冷凍システムは、技術上既知の様々な設計の対象である。典型的には、一次冷凍回路は機械室の中に在り、二次冷凍回路（スーパーマーケットの冷蔵庫又は工業用設備などの目標空気空間を冷却するために使用される）を冷却するために使用される。
【００２６】
二次冷媒を冷却するために一次冷媒を使用することによって、目標空間を冷却するために必要とされる冷媒の全体量が、従来の冷凍システムに比べて減少する。
【００２７】
一次冷媒は、合成又は天然化学物である。
【００２８】
二次冷媒は、例えばその氷点より上で使用されるとき、水である。多くの冷却機能は、水の氷点に近い又はそれより低い温度を必要とする。この場合、水の氷点を下げるための物質（自動車における不凍液のようなもの）が水に付加される。塩化ナトリウム、塩化カルシウム、低炭素グリコール、例えばエチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、及びこれらのポリグルコールなど、及びアルコールは、全て、水を主体とする冷却溶液を循環させる際に使用できる氷点降下剤の例である。但し、塩溶液は腐食性である可能性があり、グリコール溶液は、グリコールの濃度が高い場合は高い粘度を持つ可能性がある。
【００２９】
二酸化炭素も二次冷媒として使用できる。但し、二酸化炭素系は、他の冷媒より高い圧力で作動し、そのため、特殊な配管及び継手を必要とする。
【００３０】
二次ループシステムの塩水（塩をベースとするもの）又は水溶液冷媒は、比較的低い圧力で作動するが、それでもかなりのポンプ、弁及び配管を必要とする。
【００３１】
従って、既知の従来の冷凍システムも二次ループ冷凍システムも、多数の欠点（即ち、環境に有害な冷媒、必要とされる過剰な冷媒、相当量の配管など）を有する。従って、これらの欠点を低減するために改良された冷凍システムが必要とされる。
【００３２】
閉ループ冷凍システムにおいてアイススラリーを使用することが、現在使われている従来の冷凍システム、及び、現在使われている二次ループ冷凍システム、の欠点の多くを減少できることが分かった。
【００３３】
図１は、氷、水、及びプロピレングリコールを含むアイススラリーを使用する、本発明の１つの実施形態に従った、閉ループ冷凍システム１０を示す。アイススラリーを生成するためのアイススラリー生成器又は製氷機１２も備える。アイススラリーを貯蔵するために貯蔵装置１４が設置される。貯蔵装置は、塊状化を防止するために間欠的にアイススラリーを撹拌する撹拌器１６を含む。スラリーの撹拌は、ミキサー１８の使用によって更に支援される。ミキサーは熱負荷２６から戻って来るより温かいアイススラリーと混合するために、貯蔵装置１４からのスラリー供給を受け取るためにも使用される。更に、蠕動ポンプ２０は、アイススラリー生成器から第１の導管２２に沿って貯蔵装置へ及び／又は第２の導管２４に沿って熱負荷２６へアイススラリーを圧送するために使用される。氷の少なくとも一部は熱負荷において溶融する。氷が塊状化するのを防止するために第１の及び／又は第２の導管を振動させるために振動モーター（図示せず）を使用する。更に、システム需要（例えば熱負荷２６の需要又は電力ピーク時に運転を行うか否か）次第でミキサー１８又は溶融氷貯蔵装置３２のアイススラリーを再生するために、熱負荷からのアイススラリー（溶融氷を含有する）を第３の導管３０に沿ってアイススラリー生成器へ圧送するために、第２のポンプ２８が使用される。
【００３４】
図２に示すように、本発明の実施形態は、負荷需要に対処するために製氷機１２を中断、減少又は停止する（例えば、電力使用料が高い時間帯に製氷機の使用を減少する）。この場合、アイススラリーの持続的生成は、以前生成され貯蔵装置１４に貯蔵された余分なアイススラリーによって与えられる。このアイススラリーは、熱負荷２６から戻ってくる温められたアイススラリーと結合される。このように、閉ループ構成システムは、製氷機１２を常時作動せずに熱負荷２６のためのアイススラリー供給を維持できることが分かる。当然、このような作動は、ピーク時間帯の電力消費を減少（停止するのではなく）するように製氷機１２の作動を停止するのではなく減少できるようにすることが、当業者には分かるはずである。
【００３５】
本発明の１つの実施形態に従った、この閉ループ冷凍システムは、二次回路として二次ループ冷凍システムに採用できる。本発明の実施形態の様々な要素について、下で更に詳しく説明する。
【００３６】
アイススラリー
アイススラリーは、熱を伝達することができる、一種の相変化材料である。相変化は、氷が溶融したり、水が沸騰したり、ワックスが溶融したりするときに生じる。このような変化を生じるためには、融解熱又は気化熱と呼ばれるエネルギーを必要とする。水のいわゆる顕熱が、摂氏１度あたり４．１９ｋＪ／ｋｇ（華氏温度１度あたり１ＢＴＵ／ポンド）であるのに対して、氷を溶融するためには、３３５ｋＪ／ｋｇ（１４４ＢＴＵ／ポンド）が必要である（顕熱とは、温度の変化により、物質に加わる、又は物質が失う、熱量である）。従って、氷は、水に比べて大きい熱容量を有する。
【００３７】
純粋な氷を循環させることは困難であるが、アイススラリーの形の氷を、冷凍システムを通して循環できることが発見された。しかし、アイススラリーは、小さい滑らかな氷の結晶を含み、これが、スラリー内で、非常に小さいチューブを通って流れることができることが判明した。そうでなければ、アイススラリーは容易に集まって、高い氷比率での循環を妨げる。採用できるアイススラリーは、特許文献２、特許文献３、特許文献４、特許文献５、特許文献６、及び特許文献７、特許文献８、において説明されるものを含み、これらは、全て参照により本明細書に組み込まれる。
【００３８】
アイススラリーは、ラニカイ（登録商標）冷凍ドリンク機（Ｌａｎｉｋａｉ  ｆｒｏｚｅｎ  ｄｒｉｎｋ  ｍａｃｈｉｎｅ）又はその他の表面掻き取り式熱交換器（ｓｃｒａｐｅｄ  ｓｕｒｆａｃｅ  ｈｅａｔ  ｅｘｃｈａｎｇｅｒ）を含めて、技術上既知の従来の任意のアイススラリー生成器を用いても生成できる。
【００３９】
本発明の１つの実施形態において使用されるアイススラリー（又はアイススラリー混合物）は、氷、水及びプロピレングリコールの混合物を含む。１つの実施例において、氷の含有量は最高６０％の量まで（例えば、氷比率２０〜３０％、３０〜４０％、４０〜５０％、５０〜６０％など）可能である。別の実施例において、プロピレングリコールの含有量は、５０％の量まで可能であり、好ましくは５０％未満であるか、又はいずれにしろ氷点降下剤の共晶組成である（共晶点は、混合物が２つの位相に分離せずに凍結する温度及び組成である）。別の実施例において、水の含有量は、残りの量である（例えば、４０％、５０％、６０％など）。
【００４０】
１つの実施形態において、氷は、まず小さい、滑らかな結晶として形成され、濃縮スラリー（それ自体が循環するには密すぎる）（例えば氷比率４０〜６０％）として貯蔵される。使用準備が整ったら、貯蔵された濃縮アイススラリーは、別の媒体（例えば戻ってきた溶融スラリー）と混合することによって適切な温度で約２０〜３０％の氷比率まで希釈される。
【００４１】
実験の結果、氷比率２０％のスラリーは、同じ温度において純水とほぼ同じ粘度を有するが、強化された熱伝達率を有する。アイススラリーの熱容量を最大化するためには、高い氷比率が望ましい。氷比率２０〜３０％のスラリーは、充分に循環しながら優れた熱容量を与えることが判明した。使用時に、全ての氷は最終的に溶融し、溶液は僅かに温まって、融解熱にいくらかの顕熱を加える。
【００４２】
閉ループ冷凍システムにおいてアイススラリー冷媒を使用することによって、従来の冷凍システムに使用される冷媒より環境に優しくなる。更に、閉ループ冷凍システムにおいてアイススラリー冷媒を使用することにより、従来の冷凍システムより使用する部品が少なくなり、制御が単純になる。
【００４３】
更に、所定の熱負荷に必要な流量が低くなることに加えて、二次ループシステムにおいてアイススラリー冷媒を使用すると、資金、保守及び運転コストが塩水又は二酸化炭素システムより少なくなる。
【００４４】
構成要素
濃縮アイススラリーは、貯蔵装置１４に貯蔵される。貯蔵装置は、技術上既知の任意の従来の貯蔵容器とすることができる。貯蔵装置は、撹拌器１６を含む。撹拌器は、技術上既知の任意の混合装置とすることができる。貯蔵中、氷の結晶の集合化を防止するために間欠的に静かに撹拌が加えられる。
【００４５】
蠕動ポンプ２０を使用して、アイススラリー生成器から第１の導管２２に沿って貯蔵装置へアイススラリーを圧送できる。蠕動ポンプ又はプログレッシブキャビティポンプ（ｐｒｏｇｒｅｓｓｉｎｇ  ｃａｖｉｔｙ  ｐｕｍｐ）２８を用いて、第２の導管に沿って熱負荷へアイススラリーを圧送できる。遠心ポンプとは異なり、蠕動ポンプの「パルス」作用は、アイススラリーの中の氷が集合化して導管に詰まるのを防止する助けとなることが判明した。
【００４６】
更に、導管に沿って振動モーターを使用すると、アイススラリーの中の氷が塊状化して導管に詰まるのを防止するのに役立つことが判明した。これは、貯蔵装置からの濃縮アイススラリーの流れを促進するために振動を使用する際に特に当てはまる。
【００４７】
技術上既知の任意の従来の導管は、本発明の様々な実施形態に使用できる。
【００４８】
熱負荷は、その中の目標空気空間が冷却される任意の装置（即ち、冷蔵庫又はジャケット付き容器）を表す。アイススラリーの中の氷の少なくとも一部は、熱負荷において溶融する。
【００４９】
アイススラリーを再生するために、本技術分野で知られている任意の従来のポンプ（又は蠕動ポンプ）を使用して、熱負荷からのアイススラリー（溶融氷を含んでいる）を第３の導管に沿ってアイススラリー生成器へ圧送することができる。
【００５０】
モード
更に、本発明の実施形態を使用する際のエネルギー減少の利点は、様々なモードで開示技術を実施することにより（即ち、日中及び夜間に課せられる異なる電力料金と冷凍システムの電力必要量とを調整することによって）実現できる。例えば、冷凍システムの電力必要量を、エネルギー価格の日内変動（即ちピーク時外対ピーク時料金）に従って操作できる。
【００５１】
エネルギーは、冷温を発生する冷凍サイクルにおいてコンプレッサーに動力を与えるために必要とされる。ほとんどの場所において電力コストは、需要によって決まる。なぜなら、電力供給者及び事業体は、多様な動力源を有するからである。動力源は、ある範囲の効率及びコストを有する。最大でかつ最も効率の良い発電所即ち石炭、原子力又はガス火力発電所を使用して、ベースロードを供給する一方で、需要がベースロードを上回る場合には、もっと小さくより柔軟性のあるピーク削減（ｐｅａｋ  ｓｈａｖｉｎｇ）装置が使用される。電力事業体は、典型的には、ピーク時（即ち、日中）の使用を不利にして、ピーク時外（即ち、夜間）の使用を促すように電力価格を定める。時には、夜間と日中又はピーク時外とピーク時の料金は１対２である。
【００５２】
低いピーク時外料金を利用するために、料金が安いときのみ本開示の冷凍コンプレッサーを作動して、冷温を貯蔵すると有利である。製氷は、冷温を貯蔵する１つの方法であり、製氷装置において使用される。製氷ユニットにおいて、水は典型的には冷媒が充填された金属コイルの周りで凍結する。冷温は、コイルを通過して水を循環させ、氷を溶融し、水を冷却することによって、必要なときに回復される。水は、熱伝達媒体として必要とされるところ（即ち、エアクーラー、熱交換器又はプロセスチラー）へ循環する。
【００５３】
実施例
例として、本開示について、以下の図面、写真及びページにおいてさらに詳しく説明する。多様な設計が本開示に基づき可能であること、及びこれらの実施例が単なる例示であって全ての可能性を含むことを意図しないことが、当業者には分かるだろう。上述の利点に加えて、これらの実施例は、（従来のフリーザの代わりに）オーガー  フリーザー（ａｕｇｅｒ  ｆｒｅｅｚｅｒ）の使用、サイズを減少する段がない場合、スラリーの流れを制御するための弁がない場合、熟成（ｒｉｐｅｎｉｎｇ）又は結晶修正ステップ（ｃｒｙｓｔａｌ  ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ  ｓｔｅｐ）がない場合、も例示する。当業者は、本開示には他の多くの利点があることが分かるだろう。
【００５４】
定義：アイススラッシュとは、ラニカイ機１２から出たばかりのものである。アイススラリーとは、流動及び圧送の能力を増すように、処理されたものである。ＩＤは内径。ＯＤは外径。
【００５５】
構成（材料及び設備）は、ラニカイ冷凍ドリンク機、マスターフレックス（登録商標）（ＭａｓｔｅｒＦｌｅｘ）蠕動ポンプ、電動ドリル０−５５０ＲＰＭ、ヴァリアック（登録商標）（Ｖａｒｉａｃ）、タイルのこポンプ（ｔｉｌｅ  ｓａｗ  ｐｕｍｐ）、温熱水槽、コールマン（登録商標）クーラー（Ｃｏｌｅｍａｎ  ｃｏｏｌｅｒｓ）（２）、熱電対Ｔ型オメガ（登録商標）（Ｏｍｅｇａ）  ５ＴＣ−ＴＴ−Ｔ−３６−７２（８）、測定計算ＵＳＢ−Ｔｅｍｐ内径０２（ＩＤ：０２）、デジタル温度計デジセンス（登録商標）（Ｄｉｇｉｓｅｎｓｅ）内径４２８７６３（ＩＤ：４２８７６３）、メスシリンダ、ストップウォッチ、撹拌棒、ペイントミキサー、を含む。
【００５６】
実施例１：夜間モード
プロピレングリコールなどの氷点降下剤の水溶液は、大きな容器の中で混合する。ラニカイ機は、ラニカイ機の保持タンクの中の静止溶液（ｓｔａｎｄｉｎｇ  ｓｏｌｕｔｉｏｎ）が約１ｃｍになるまで、混合溶液を充填される。充填ポンプは、適切なレベルまで保持タンクを充填する。３本のチューブ全てを、蠕動ポンプヘッドにセットする。小さい方の直径のチューブは、２本の大きいほうのチューブとは別個のポンプに設置する。混合物出口チューブを、熱交換器クーラーへ向け、純氷を、氷貯蔵クーラーへ送る。熱交換器クーラーに溶液を充填して、循環ポンプをオンにする。その後熱負荷源をオンにして、ロードポンプを加熱する。その後、ラニカイ機の出口弁を開き、全ての蠕動ポンプをオンにして、制御ノブを所望の設定に調節する。
【００５７】
実施例２：日中モード
蠕動ポンプ＃１のヘッド＃２からの配管（氷貯蔵装置へ向かうチューブ）を除去する。ヘッド＃１はそのままにする。氷貯蔵装置のチューブは、ミキサーに接触せず均等のスラリーを抽出するのに充分に適切な場所へ動かす。ラニカイ機の面板の上の出口ノズルは閉じる。蠕動ポンプ＃１の向きを逆転し、蠕動ポンプ＃２の流れを、所望の厚さ（ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ）に再調節する。
【００５８】
実施例３：スラッシュ流量制御実験
閉ループスラリーシステムは、システム全体においてアイススラッシュの制御された流れを要求する。初期実験は、ラニカイ冷凍ドリンク機からのアイススラッシュの流れの様々な制御方法を評価するために実施した。以下の実験を、水道水と混合した１０％体積濃度のプロピレングリコール溶液で実施した。
【００５９】
ラニカイ機は、アイススラッシュの小分け供給を可能にする、前面の面板の主弁を特徴とする。主弁は、完全開放と完全閉鎖との間を無限に調節できるＯリングによってシールされたスライドシリンダから成る。完全開放のとき、オリフィスの直径は約２５．４ミリメートル（１インチ）である。弁の位置従って口径を変えることによって、アイススラッシュの流れを制御できる。但し、約３００ミリリットル／分の出口流量を発生する弁の位置は、オリフィスを約３００ミリリットル／分で約２〜３分流れた後に詰まって流れが停止することが判明した。流量は、流量が実質的にゼロになる即ち「詰まる（ｊａｍｍｅｄ）」まで、徐々に減少することが判明した。ラニカイの出口のすぐ内部のアイススラッシュは、前面プレートが透明なので見ることができる。詰り（ｊａｍ）が生じたとき、アイススラッシュは、視覚的に、流れの停止即ち「アイスジャム（ｉｃｅ  ｊａｍ）」を生じる可能性のある、氷の濃度が高いもののように見えた。流れは、弁を開放して、より大きいオリフィスにすることによって、再スタートできる。
【００６０】
ラニカイ機の前面プレートの主弁の下方の開口部は、内径２５．４ミリメートル（１インチＩＤ）の剛性チューブのセクションを備えることができる。この剛性チューブは、開口部に接着され、次に、内径２５．４ミリメートル（１インチＩＤ）のフレキシブルチューブに接続される。剛性チューブに重ねてフレキシブルチューブを配置するのは、標準的流体継手コネクタを用いるときに生じるような段を排除することによってアイススラッシュの流れる能力を増大することを意図している。フレキシブルチューブを通過する流れは、ラニカイに対する開口部の高さ及びチューブの全長を変動させることによって、従って静止流体圧力差及び摩擦量を変動させることによって、制御できる。これら２つの変数は、流量を約３００ミリリットル／分に制御するように実験的に調整された。但し、この流量は、数分後には減速し、最終的にはほぼ完全に停止すること、又は上述のように「アイスジャム」を生じること、が判明した。振動モーターをフレキシブルチューブに接続して、チューブに沿ってアイススラッシュを振動させた。振動は、２つの効果を持つこと、即ち流量を増大しかつ時間経過における出口流量の一貫性を増大することが判明した。ラニカイ機を数時間持続的に運転して、１５分ごとに出口流量を測定する実験を実施した。６時間の間に、流量は２５２〜２９２ミリリットル／分の範囲であった。フレキシブルチューブを持つラニカイ機を上述のように振動モーターに接続した。閉ループシステムは、様々な場所において制御されたアイススラッシュの流れを必要とする。最終的な閉ループの形態次第で、アイススラッシュ出口の相対高さの変更は、必ずしも実行可能ではなく、又は容易に制御できない。システム設計をより柔軟にするために、蠕動ポンプをラニカイの面板の出口に接続した後ラニカイの主弁を開放することによって、アイススラッシュの流れを制御できる。外径（ＯＤ）Ｗフィート×内径９．５３ミリメートル（０.３７５インチＩＤ）（ＭｃＭａｓｔｅｒ  ５５５４Ｋ１６）を持つＭａｓｔｅｒＦｌｅｘ蠕動ポンプ（７５１８−００ヘッドを持つ７５２３−１０駆動）を、外径Ｗフィートの押込み接続継手（ｐｕｓｈ  ｔｏ  ｃｏｎｎｅｃｔ  ｆｉｔｔｉｎｇ）（ＭｃＭａｓｔｅｒ  ５１０５５Ｋ２２）を介してラニカイの出口に接続して、１時間連続的に首尾よく運転した。
【００６１】
この実施例において、ラニカイ機の出口は、Ｙｉインチチューブ及び押込み接続コネクタを介して蠕動ポンプに接続した。
【００６２】
アイススラッシュの流れは、食品加工フィーダビンに見られる構成に類似する回転オーガー（ａｕｇｅｒ）を使用しても制御できる。オーガー駆動システムは、内径２５．４ミリメートル（１インチＩＤ）剛性ＰＶＣチューブ（ＭｃＭａｓｔｅｒ４９０３５Ｋ２５）のセクションの内部で、２５．４ミリメートル（１インチ）×４３２ミリメートル（１７インチ）オーガードリルビット（Ｍｅｎａｒｄｓ２４２３４２９）を駆動することによって、実験的に試作して評価した。約６０％の氷濃度の場合、氷の流れは、オーガーの回転速度をゼロミリリットル／分に対応するゼロＲＰＭまで変化させることによって制御できる。氷濃度が臨界値より低下する場合、アイススラッシュは、オーガーの回転がゼロでもパイプを流れることができる。氷濃度の臨界値は、部分的にはラニカイ機の出口に対するオーガーの設置位置によって左右される。オーガー駆動装置がラニカイの面板の出口の約１５０ｍｍ下方になるように構成する場合は、回転しないオーガーが、アイススラッシュの流れを制御できる。オーガーによって生じる最大流量は制限されて、螺旋がチューブの中を軸方向に並進する線速度にオーガー内の空隙の断面容積（ｃｒｏｓｓ  ｓｅｃｔｉｏｎａｌ  ｖｏｌｕｍｅ）を掛けることによって算出された理論上の容積の比例値より小さい。この結果、アイススラッシュは、アイススラッシュがチューブに沿って並進するとき、回転オーガーの螺旋によって絶えず混合される。
【００６３】
多様なオーガー駆動装置及び蠕動ポンプ構成を、実験により評価した。実験は、透明ＰＶＣパイプのセクションをラニカイ機に取り付け、２５．４ミリメートル（１インチ）のオーガードリルビットを電動ドリルに接続して、実施した。オーガーは、プログレッシブキャビティポンプ（ｐｒｏｇｒｅｓｓｉｎｇ  ｃａｖｉｔｙ  ｐｕｍｐ）に類似しており、本発明の大規模な実施形態において役立つであろう。
【００６４】
上述の実験において、ラニカイからのアイススラッシュは、総流動長が約５００〜１０００ｍｍに制限されかつ経路において合計方向変化が１８０度未満であることを条件として２５．４ｍｍ（１インチ） チューブ及びパイプをうまく通過することが判明した。また、流路の内径における段は、アイススラッシュが流れる能力に悪影響を与えることも分かった。標準ＰＶＣパイプ及びコネクタは、パイプがコネクタと合う場所において段を生じる。段は、図３ａ〜ｂに示すような案内面取り（ｌｅａｄ−ｉｎ  ｃｈａｍｆｅｒ）を生成することによって減少した。このような段の減少は、第１の導管２２あるいは第２の導管２４にとって有用である。
【００６５】
実施例４：閉ループ実験
初期閉ループシステム構成を実験により評価した。評価対象のシステムは、２つのアイススラッシュ流量制御機構（駆動オーガー及び蠕動ポンプ）並びに水中ポンプを特徴とする。ラニカイ機からのアイススラッシュは、貯蔵装置の中へ約３００ミリリットル／分で送った。この貯蔵装置から、アイススラッシュを、Ｙ型継手（ｗｙｅ  ｆｉｔｔｉｎｇ）の１つの脚へ圧送し、次に、シミュレートされた熱負荷へ圧送した。水中ポンプは、熱交換器の底部に配置され、溶融したスラッシュを流量制御弁へ圧送し、次に、Ｙ型継手の他方の脚へ圧送して、ラニカイ機の貯蔵装置の中へ圧送して戻した。図１及び２は、この構成の概略図である。熱電対は、システムの流体流路の様々な場所に配置した。
【００６６】
この初期評価は、ラニカイ機の戻り貯蔵装置（ｒｅｔｕｒｎ  ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ）、氷貯蔵装置並びに熱交換器において室温流体から開始した。但し、ラニカイ機は、ラニカイ機の主弁を開放する前に作動され、−５.５℃のアイススラッシュを生成できるようにされた。主弁は、データ収集（ＤＡＱ）記録においてほぼサンプル９５０において開放され、ラニカイ機出口温度における急激な低下によって明白である。この構成には限界があるため、氷貯蔵装置における自動スラッシュ撹拌は行われない。テスト全体を通じて、氷貯蔵装置は、氷貯蔵装置の蠕動ポンプへの出口付近において、撹拌棒を使用して、又は、ペイントミキサーを約１００ＲＰＭで回転させることによって、手動で撹拌した。ＤＡＱ記録のサンプル１０６０における温度低下は、ラニカイ機からのフレッシュアイススラッシュをすでに氷貯蔵装置に在ったより温かいスラッシュと混合するように手動混合を増大したポイントに起因する可能性がある。
【００６７】
下の表１は、２０１２年５月１２日からの初期閉ループ評価（校正値は報告されていない）において様々な場所における温度対時間のプロットを示す。「熱交換器出口」温度の変動は、ラニカイ機の貯蔵装置を再充填するために使用された構成の結果である。貯蔵装置を再充填するために使用された水中ポンプは、貯蔵装置が最低レベルを下回ったときのみオンになる。
【表１】
2016516171.tif 000003
【００６８】
実施例５：アイススラッシュ蠕動圧送実験
蠕動ポンプが数時間持続的にアイススラッシュを移動させる能力を評価するために実験を実施した。外径（ＯＤ）Ｙｚインチ×内径９．５３ミリメートル（０.３７５インチＩＤ）チューブ（ＭｃＭａｓｔｅｒ５５５４Ｋ１６）のセクションが、２５．４ミリメートル（１インチ）ＰＶＣパイプのシムセクション（ｓｈｉｍ  ｓｅｃｔｉｏｎ）及びＹｚインチアメリカ管用テーパー雌ねじ（ＮＰＴＦ）径違いＴ継手、及びＹｚインチアメリカ管用テーパー雄ねじ（ＮＰＴＭ）継手（ＭｃＭａｓｔｅｒ  ５１０５５Ｋ２２）へのＹｚインチ押込み接続、を介して、ラニカイ機の出口に接続された。この実験を単純化するために、アイススラッシュが「熱負荷」クーラーへ直接ポンプ圧送されるように流動回路を短縮し、熱負荷クーラーにおいて、水中ポンプが、溶融アイススラッシュを、ラニカイ機の貯蔵装置へ圧送して戻すようにした。
【００６９】
熱交換器クーラーの中へのスラッシュの流量を、テスト全体を通じてストップウォッチ及びメスシリンダを用いて手動で記録し測定した。温度も、様々な場所で熱電対を用いて監視した。データポイント７５００あたりにおいて、ラニカイの出口で「アイスジャム」を生じる意図で、蠕動ポンプをオフにした。２０分後、蠕動ポンプを再びオンにしたが、アイススラッシュの流れに不規則性の証拠はなかった。熱交換器は、完全にはアイススラッシュを溶融していないので、ラニカイ機へポンプ圧送して戻された溶融アイススラッシュは、温度が下がり続けた。この結果、熱交換器へポンプ圧送されるアイススラッシュの温度も下がり続け、これは、３つの温度追跡（溶融氷貯蔵装置、ラニカイ機近傍（ＬＡＮＫ  ＣＬＯＳＥ）、熱交換器入口）が、データポイント０〜４５００の間で低下することによって明らかである。この時間帯において、流量は、５回測定され、１４０〜１５２ミリリットル／分の間で変化した。
【００７０】
データポイント４３００あたりにおいて、フレキシブルチューブの中のアイススラッシュが、チューブの容積の約３０％を構成するエアポケットによって分離されたことが、分かった。このエアポケットは、アイススラッシュが、上述のように厚く（冷たく）なることによって生じるようである。アイスポケットに気づいたときのラニカイ出口の温度は、−６.８℃であった。この時点で、より温かい（室温）の溶融アイススラッシュが、熱交換器に付加されたので、ラニカイ出口のスラッシュの温度が再び上昇した。このテストを同じ構成で繰り返し、一定の蠕動ポンプ設定のとき得られるアイススラッシュ流量を、より厳密に観測すると、アイススラッシュを、所与の蠕動ポンプ設定で圧送できなくなる温度が、示される。この結果に基づいて、この蠕動ポンプ設定に対する最も低い温度を、約−７〜−８℃であると予想するのが妥当である。
【００７１】
表２は、テスト全体における温度対時間を示す。
【表２】
2016516171.tif 000004
【００７２】
実施例６：アイススラッシュオーガー、貯蔵及びワーリング（登録商標）ブレンダ（Ｗａｒｉｎｇ  Ｂｌｅｎｄｅｒ）実験
アイススラッシュを１夜貯蔵する効果を評価するために、ベンチテストが実施された。ほぼ半分までアイススラッシュが充填された４８Ｑｔ（４５.４Ｌ）サイズのコールマンクーラー（Ｓｅａｒｓ  ８０５２９７１１）を、研究所周囲環境において約８時間貯蔵した。ちなみに、使用したクーラーは、カバーに４つの直径５１ミリメートル（２インチ）の穴を有し、穴は、テスト中シールしないままであり、クーラーの蓋も突っ張り棒で僅かに開けておいた。貯蔵されたスラッシュに氷の固まり（ｉｃｅｂｅｒｇ）が形成されるのを防止するためには、ゆっくりと撹拌する必要がある。更に、貯蔵された氷に過多のエネルギーを加えて冷却能力を減少するのを防止するために、間欠的撹拌法を使用することも検討すべきである。
【００７３】
実施例７：閉ループ式「貯蔵装置の出入の可逆的経路（Ｒｅｖｅｒｓｉｂｌｅ  Ｐａｔｈ  Ｉｎ／Ｏｕｔ  ｏｆ  Ｓｔｏｒａｇｅ）」
システムへの制御をさらに改良しかつ必要な構成要素を単純化するために、僅かに異なるシステム構造を組み合わせた。この構造の主たる特徴は、蠕動ポンプ２０又は２８の１つと貯蔵容器１４との間のアイススラッシュ経路が、予定される日中又は夜間モード運転に応じてアイススラッシュが順行あるいは逆行できるようにすることである。流動ループ全体の温度は、チューブ内部の様々な場所に配置された熱電対を介して記録できる。図４及び５は、この構成のシステム流路のブロック図並びに熱電対設置場所及び内径番号（ＩＤ  ｎｕｍｂｅｒ）を示す。
【００７４】
熱電対は、概略図の場所によって番号をつけた下記の場所に配置された。
チャンネル０−ラニカイ機の貯蔵装置３２
チャンネル１−周囲
チャンネル２−ラニカイ出口２２
チャンネル３−高い氷比率１４
チャンネル４−熱負荷へ向かう混合物出口２４
チャンネル５−高い氷比率の貯蔵装置１４
チャンネル６−充填チューブ１０
【００７５】
このシステムは、まず夜間モードで２時間４５分作動し、その後日中モードで１時間作動した。夜間モードにおいて、蠕動ポンプＮｏ.１は、１００ミリリットル／分に設定し、結合された２つのポンプヘッドがラニカイ機からアイススラッシュを２００ミリリットル／分で圧送するようした。長方形混合ヘッドを持つ混合ドリルは、低い定速に設定した。同時に、蠕動ポンプＮｏ.２は、５０ミリリットル／分に設定し、低い氷濃度のアイススラリー混合物が熱交換器へ流れ込むようにした。日中モード運転への移行時に、蠕動ポンプＮｏ.１のヘッドＮｏ.１からの配管を取り外して、この区間をアイススラッシュの流れが自由に通過できるようにした。
【００７６】
ラニカイの主弁は、逆流を防止するように閉鎖し、蠕動ポンプＮｏ.２は、貯蔵装置のアイススラッシュの氷濃度が溶融によって僅かに低下したので（これは、熱電対＃４の温度の上昇並びに熱交換器に流れ込むアイススラッシュの視覚検査によって検出した）、３０ミリリットル／分に低速した。下の表３のプロットは、２つの運転モードの温度結果を示す。
【表３】
2016516171.tif 000005
下記の表４のプロットは、同じ実験の零下温度の拡大図である。
【表４】
2016516171.tif 000006
熱交換器へ流れ込むアイススラッシュの温度は、テスト全体を通じて約−４°〜−２.６℃の間で変動した。２つのモードの間の移行時の短い時間を除いて、アイススラッシュ温度は、日中モードへの移行時に不変のままであった。
【００７７】
実施例８：ラニカイ機の電力消費
ラニカイ機の電力特性は、即時購入可能な「キロワットイージープラグ電力計（Ｋｉｌｌ−Ａ−Ｗａｔｔ  ＥＺ  Ｐｌｕｇ  Ｐｏｗｅｒ  Ｍｅｔｅｒ）」を用いて特徴づけた。ラニカイ機を電力計に接続し、室温のプロピレングリコール混合物を充填した後に、オンにして、実験を実施した。ラニカイ機の低温コンプレッサーは、主室内部の主駆動オーガーに連結されるベルト張力スイッチ（ｂｅｌｔ  ｔｅｎｓｉｏｎ  ｓｗｉｔｃｈ）を介して制御される。主室内の内容物が冷却するとき、氷濃度は上昇して、オーガーに対するトルクを増大する。トルクが特定の限界に達すると、コンデンサーがオフに切り替えられる。初期始動からコンプレッサーが最初にオフになった時までの時間量並びにその時点の内容物の温度を記録した。下の表５は観察結果を要約する。
【表５】
2016516171.tif 000007
【００７８】
蠕動ポンプ及びオーガー駆動装置の両方が、システムにおいてアイススラッシュの流れを首尾よく制御することが判明した。蠕動ポンプ及びオーガー駆動装置の両方は、精密な流量制御を可能にするが、オーガーは、流量の制御を維持するために特定の最低氷濃度を必要とする。オーガーの後に主弁を使用するか又はゲート弁を追加すれば、氷濃度が臨界値より下に低下するのを防止できる。更に、オーガー駆動装置が使用される場合、オーガーとアイススラッシュとの間の垂直距離を考慮に入れて、垂直距離に沿ったアイススラッシュの流体分離を防止するために可能な場合は垂直距離を最小化しなければならない。
【００７９】
実施例９：熱電対構成
図６は、第１の導管２２又は第２の導管２４などの導管に使用するとき、フレキシブルチューブのセクションにどのように熱電対を挿入できるかを示す。フレキシブルチューブに、小さい２〜４ｍｍの長さのスリットを作り、研磨して尖らせた先端を持つ金属チューブのセクションを、フレキシブルチューブのスリットを通して挿入する。金属チューブのカニューレに熱電対を挿入して、その後フレキシブルチューブの内径（ＩＤ）の中で金属チューブを引っ張る。
【００８０】
熱電対校正。
本明細書において説明する実験の一部として、表６に記載するように３点校正を実施した。
【表６】
2016516171.tif 000008
【００８１】
上記の説明は、本発明を規定する下記の請求項に使用される言葉の意味を限定するものではない。実質的変更ではない構造、機能または結果への将来の修正が存在すること、及び請求の範囲の実質的でない変更が全て請求項によって包括されること、が想定されている。同様に、本発明の主旨から逸脱することなく様々な変更、付加、省略及び修正を例示される実施形態に加えることができることが当業者には分かるだろう。このような修正及び変更は全て以下の請求項によって包括される。
【図１】
2016516171.tif 000009
【図２】
2016516171.tif 000010
【図３ａ】
2016516171.tif 000011
【図３ｂ】
2016516171.tif 000012
【図４】
2016516171.tif 000013
【図５】
2016516171.tif 000014
【図６】
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【国際調査報告】
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