JP2965295B2 - 複数の水槽を備えた蓄熱槽の運転制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、空調設備などの熱源として用いる目的で、
たとえば建築物の内部や緑地、運動施設、駐車場の地下
などに設けられ、仕切り壁により仕切られた複数の水槽
により構成される蓄熱槽において、互いに接続される水
槽の数を蓄熱槽の熱負荷に応じて変更する蓄熱槽の運転
制御方法に関する。 〔従来技術〕 居住環境の質的向上に伴い、給湯や機器冷却用水の供
給目的も含め、冷暖房需要が大幅に増加している。特
に、業務用ビルなどにおいては、コンピュータやOA機器
の発熱に対する冷暖房需要が加わり、消費エネルギの増
加は著しい。そこで、熱負荷および電力消費のピークカ
ットを主目的とし、深夜電力利用により経済性の向上を
はかるために、たとえば業務用建築物や大規模建築物な
どにおいては、建築物の地下や周辺部の蓄熱用の貯水槽
が設置されている。また、複数のビルなどを対象とした
地域冷暖房を行うばあいには、特に大容量の貯水槽が設
けられる。 このような蓄熱用の貯水槽すなわち蓄熱槽は、一般に
槽内の水流を整流して蓄熱効率を向上させるため、およ
び構造強度を確保するために、仕切り壁で仕切られた複
数の水槽により構成される。ところで、このような蓄熱
槽の水を用いて効率よく冷暖房を行うには、季節ごとの
冷暖房需要の変動に応じて加熱または冷却する水の量を
適宜調節することが望ましい。このような事情から、蓄
熱槽を構成する水槽は、１個または互いに接続された複
数の水槽からなるブロックを構成し、各ブロック間に開
閉可能な連通路を設けて、この連通路を適宜開閉するこ
とにより、季節の冷暖房需要の変動に応じて各ブロック
を単独で、あるいは複数個組み合わせて使用し、それに
よって冷暖房に使用する温水または冷水の量を調節して
いる。 また、蓄熱槽は、一定の期間ごとに水抜きを行い、槽
内の保守点検および貯水の入れ換えを行うことが必要で
ある。このためには、蓄熱槽の一部の水槽ブロックを通
常の状態で稼動させながら他の稼動していない水槽ブロ
ックの水を抜いて水槽ブロックごとに順番に保守および
水の入れ換えを行うことが望ましい。したがって、この
目的のためにも各水槽ブロック間の連通路の開閉が必要
となる。 従来、この水槽ブロック間の連通路の開閉のための手
段としては、スライド式の仕切り弁や蝶形弁などの機械
的弁機構が使用されていた。これらの弁機構は、いずれ
も蓄熱槽上部に弁操作機構を備え、この弁操作機構によ
り弁を上方に引き上げるか、あるいは回転させることに
より、連通路が開かれる。 〔発明が解決しようとする問題点〕 上述した従来の連通路開閉のための弁機構は、蓄熱槽
の上方に弁の操作機構を設置するための大きな空間を必
要とし、かつ弁機構および弁操作機構の保守管理を頻繁
に行う必要がある。たとえばスライド式の仕切り弁で
は、弁の開放のために弁部材を上方へ引き上げる必要が
あり、そのための空間を蓄熱槽の上方に確保しなければ
ならない。また蝶形弁を用いたばあいには、弁軸を蓄熱
槽の上方に延長して設け、この弁軸に弁操作用ハンドル
を取りつける必要がある。建築物の規模が大きくなれば
なるほど冷暖房に要する熱量は大きくなり、蓄熱槽も大
型になる。したがって、連通路の開閉弁も大きくなり、
弁の開閉操作のための機構が大きくなり、保守作業に大
きなスペースが要求されるようになる。したがって、大
きな空間がそのために必要になる。このため、蓄熱槽の
直上階の賃貸可能な面積が減少したり、機械室や駐車場
の有効スペースがつぶされたりして、経済上の損失を生
じる。 従来の弁機構の他の問題点は、その耐久性である。す
なわち、蓄熱槽内の水の温度は、冷房時には約５ないし
10℃であり、暖房時には50ないし60℃となるが、弁機構
の弁体、弁座、シールなどはいずれも水中に長期間放置
されるので、弁体やシールに変質を生じたり、運動部の
錆つき、シールの固着や弁からの漏洩などが生じる。こ
のため、シールの交換や弁の摺動部の保守管理などを比
較的頻繁に行わなければならず、かつこの作業自体が非
常に面倒であって、多くの時間、労力および費用を要
し、時には貯水を無駄に捨てるような事態も発生する。 本発明は、蓄熱槽の連通路における上述の問題を解決
することを主目的とする。より具体的に述べると、本発
明は、開閉操作のための空間が小さくてすみ、可動部が
なくて耐久性にすぐれ、開閉機能をもった蓄熱槽におけ
る水槽間の連通装置を使用して、季節ごとに変動する蓄
熱槽の熱負荷に応じて互いに接続される水槽の数を変更
する蓄熱槽の運転制御方法を提供することを目的とする
ものである。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明は、上記問題点を解決するため、連通路内の圧
力を制御することにより、蓄熱槽を構成する二つの水槽
間の連通および遮断を行う。 すなわち、本発明の一態様による蓄熱槽の運転制御方
法は、仕切り壁により仕切られた複数の水槽からなる蓄
熱槽において、該水槽を複数の群に分け、少なくとも一
つの群が互いに連通した複数の水槽を含むようにし、そ
の水槽群間には、少なくとも上部が閉じられ下部が一方
の群の前記水槽に開口した制御室と、一端が他方の群の
水槽に開口し、他端が制御室内に立ち上がって該制御室
内上部に開口する通路と、該制御室内の圧力を制御する
圧力制御手段と、を備える連通装置を配置する。そし
て、蓄熱槽の熱負荷に応じて、通路の他端より上のレベ
ルまで制御室内の水位が上げられ、それによって２つの
水槽群間が連通させられるか、又は該通路の他端より下
のレベルまで制御室内の水位が下げられ、それによって
２つの水槽群間の連通が断たれるように、該制御室内の
圧力を圧力制御手段により制御して、互いに接続される
水槽の数を蓄熱槽の熱負荷に応じて変更する。 本発明の他の態様による方法は、仕切り壁により仕切
られた複数の水槽からなる蓄熱槽において、該水槽を複
数の群に分け、少なくとも一つの群が互いに連通した複
数の水槽を含むようにし、これら水槽群間には、一端が
一方の群の水槽に開口し、他端が他方の群の水槽に開口
する逆Ｕ字型の通路と、該通路の両端より高い位置で該
逆Ｕ字型通路の中間部に形成される制御室と、該制御室
内の圧力を制御する圧力制御手段と、を備える連通装置
を配置する。そして、蓄熱槽の熱負荷に応じて、制御室
の上部より上のレベルまで該通路内の水位が上げられ、
それによって２つの水槽群間が連通させられるか、又は
制御室より下のレベルまで通路内の水位が下げられ、そ
れによって２つの水槽群間の連通が断たれるように、該
通路内の圧力を前記圧力制御手段により制御して、互い
に接続される水槽の数を蓄熱槽の熱負荷に応じて変更す
る。 本発明の上述した態様のいずれにおいても、圧力制御
手段または真空吸引手段を、加圧および真空吸引手段に
置き換え、隣接する二つの水槽間の連通のためには吸引
を行い、連通遮断のためには加圧を行うように構成する
ことができる。 〔作 用〕 本発明の第１の態様による連通制御装置では、制御室
に開口する通路の端部が水槽内の正常水位より上方に位
置するように配置されている。したがって、制御室の上
部に真空が導入されていない状態では、隣接する二つの
水槽の連通は遮断される。そこで制御室の上部に真空を
導入すると、制御室内の水位が上昇し、この水位が制御
室内の通路の開口端部より上方に達したとき、二つの水
槽は制御室を介して互いに連通させられる。 本発明の第２の態様による連通制御装置においては、
逆Ｕ字形通路の中間部が水槽の正常水位より上方に位置
するばあい、通常状態では該逆Ｕ字形通路の中間部に空
気が滞留しており、隣接する二つの水槽は、連通が遮断
される。逆Ｕ字形通路の中間部に真空が作用すると、該
通路内の水位が上昇し、該通路に水が入り込むので、二
つの水槽は該通路により連通させられる。逆Ｕ字形通路
の中間部が水槽内の正常水位より下方に位置するばあい
には、通常状態で該逆Ｕ字形通路に水が入り込み、隣接
する二つの水槽は互いに連通させられる。通路の中間部
に正圧が与えられると、連通は遮断される。 また、圧力制御を加圧および真空吸引手段により行う
ばあいには、制御室または逆Ｕ字形通路に正圧を与えた
とき隣接する二つの水槽間の連通が遮断され、負圧を与
えたとき二つの水槽が連通させられる。この態様は、水
槽内の正常水位と水槽の上壁との間隔が小さいばあいに
有利である。 〔実施例の説明〕 以下、本発明の方法に使用できる連通制御装置を実施
例について説明する。 第１図は、蓄熱槽を構成する二つの隣接する水槽１、
10間に設置される連通制御装置２を示している。連通制
御装置２は、内部に制御室24が形成され、入り口３と出
口４とを左右両側に有する制御槽すなわち箱形ハウジン
グ５からなる。ハウジング５は、水槽１の底部に固定さ
れた支持台６上に設置されており、入り口３に連続し
て、ハウジング５の外方に向かって水平方向に延びる管
７が一体に形成されている。管７の端部には接続フラン
ジ８が形成され、このフランジ８に連通管11の接続フラ
ンジ12が接続される。 水槽１、10は仕切り壁９により仕切られており、前述
の連通管11はこの仕切り壁９に支持されている。図には
詳細には示していないが、連通管の端部は水槽10内に開
口して、水槽10をハウジング５の内部の制御室24に接続
する通路を構成している。 ハウジング５の内部には、出口４から上方に向かって
立ち上がる立ち上がり管13が設けられている。この管13
の先端14は、ハウジング５の内部において、入り口３お
よび出口４のいずれの上縁よりも高く、かつ水槽１、10
内の正常水位すなわち通常の使用状態で水槽１、10内に
生じる水位WLよりも高い位置で制御室24内に開口してい
る。この管13の先端14は、複数の放射状支持体15により
ハウジング５に支持して、該立ち上がり管13が流体の力
でふらつくのを防止している。 ハウジング５の上壁には気体通路16が取りつけられて
おり、この気体通路16は、真空ポンプ17に接続されてい
る。真空ポンプ17と気体通路16との間には、電磁弁18が
配置され、さらにハウジング５と電磁弁18との間から
は、別の気体通路19が分岐している。この気体通路19
は、開閉弁20を介して大気に開放されている。ハウジン
グ５の上壁には、制御室24内の液面のレベルを検出する
液面計21が取りつけられている。この液面計21は、静電
容量形レベル計であって、電極22がハウジング５内の立
ち上がり管13の外側で制御室24内に挿入されている。液
面計21の出力端子は、液面調整器23の入力端子に接続さ
れ、さらにこの液面調整器23の出力端子は、電磁弁18に
接続されている。 次に、第２図を参照して上述の連通制御装置の動作を
説明する。連通制御装置を連通状態にするには、弁20が
閉じられ、電磁弁18が制御室24内の水位に応じて開閉さ
れる。電磁弁18が開くと、真空ポンプ17から気体通路16
を通して負圧が制御室24に導入される。その結果、ハウ
ジング５内の水位Ｈは立ち上がり管13の先端14の高さよ
りも高くなり、隣接する二つの水槽１、10は互いに連通
させられる。電磁弁18の開閉は、この連通が維持される
ように、制御室24内の水位Ｈを検出して制御される。 一方、水槽１、10間の連通を遮断するときには、気体
通路19の開閉弁20を開き、電磁弁18を閉じる。その結
果、大気圧が気体通路16を通して制御室に導入され、制
御室24内の水位は水槽１、10内の水位WLと同じレベルま
で低下して、水槽１、10間の連通が遮断される。 この連通制御装置において、液面計21および液面調整
器23は、連通状態での制御室24内の液面レベルが立ち上
がり管13の先端14の高さよりも高く維持されるように作
用する。この目的で、液面計21の電極22は、あらかじめ
設定した二つの基準液面レベルを検知するように構成さ
れ、気体通路より漏洩があって液面が下降したばあいに
も、実際の液面レベルが常時二つの基準液面レベルの間
になるように、電磁弁18が制御される。 この実施例において、水槽１、10内の正常水位WLと水
槽１、10の上壁との間に十分な間隔が得られないばあい
には、立ち上がり管13の先端14を水槽１、10の水面より
十分に上方に突出させることができず、遮断状態が確実
に維持できなくなる恐れがある。このような条件のもと
では、立ち上がり管13の先端14を水槽１、10の正常水位
WLとほぼ同一の高さに位置させ、弁20を電磁弁によって
構成するとともに、第２図に示すように該電磁弁20に圧
縮機17aを接続する。水槽１、10間の連通を遮断するば
あいには、電磁弁18を閉じ、電磁弁20を作動させて制御
室24へ圧縮空気を導入する。この制御によって、制御室
24内の水位は、水槽１、10内の水位WLより低い水位Ｌま
で下がり、立ち上がり管13の先端14は、制御室24の水位
Ｌより十分に高い位置に保持され、遮断状態が確実に維
持される。水槽１、10を互いに連通させるばあいには、
電磁弁20を閉じ、電磁弁18を作動させる。この制御によ
り、制御室24内の水位Ｈは立ち上がり管13の先端14より
十分に高いいちに保持され、連通状態が達成される。制
御室24内の水位Ｈ、Ｌの制御は、液面調整器23を連通と
遮断とに適宜切り換えて、該液面調整器23により行えば
よい。 第３図ないし第５図は、連通制御装置の他の例を示す
ものである。第３図の連通制御装置では、ハウジング５
が水槽１内に配置され、水槽10に接続された管７がハウ
ジング５内の制御室24に立ち上がり、立ち上がり管25を
構成する。この立ち上がり管25は、第２図の立ち上がり
管13と同様に、水槽１、10内の正常水位WLより高い位置
まで上方に延びている。ハウジング５の側壁には、立ち
上がり管25の上端より低い位置に、水槽１内に開口する
管26が設けられている。 第４図の連通制御装置は、第３図の構造と同様な立ち
上がり管25を有するが、ハウジング５は下方が開放され
たフード形式に構成されている。本例では、立ち上がり
管25の上端は、水槽１、10内の水位より上方で制御室24
に開口している。 第５図の連通制御装置では、第３図の立ち上がり管25
の代わりに、ハウジング５の底部から上方に延びる隔壁
28が設けられている。この隔壁28の上端は、ハウジング
５の入り口３および出口４の上縁部の高さよりも高く、
かつ水槽１、10内の正常水位WLより高い位置にある。隔
壁28は、ハウジング５内の制御室24を二つの室24a、24b
に分割しており、室24a、24bは隔壁28の上端より上方で
互いに連通する。室24aは、入り口３を介して水槽10
に、室24bは、出口４を介して水槽１にそれぞれ接続さ
れている。 第３図ないし第５図の実施例においては、いずれもハ
ウジング５内に形成される制御室24の上部が、第１図お
よび第２図の実施例におけると同様に、弁を介して真空
ポンプ（図示せず）に接続される。したがって、水槽
１、10の連通および遮断の制御は第１図および第２図の
実施例におけると同様である。第１図から第５図までの
実施例においては、水槽１、10の連通が遮断され、水槽
１、10に温度が異なる水が貯えられるばあいには、立ち
上がり管内部と制御室とに温度の異なる水が導かれるの
で、立ち上がり管、ハウジングおよび水槽１、10間の通
路の壁面に適当に断熱材を配置することが必要である。 また、第３図ないし第５図の実施例において、制御室
24内の圧力の制御を、前述したと同様に圧縮機と真空ポ
ンプの両方により行うことも可能である。もちろん、制
御室24に圧縮機から加圧空気が導入されると、水槽１、
10は連通が遮断され、制御室に負圧が導入されると、水
槽１、10は互いに連通させられる。 第６図の実施例においては、連通制御装置は、水槽
１、10間の仕切り壁９を跨ぐように配置された逆Ｕ字管
29により構成されている。この逆Ｕ字管29は、互いに隣
接する水槽１、10の内部において下方に湾曲して水槽
１、10の底部に向かって開放している。逆Ｕ字管29は、
中間部30の位置が最も高く、したがってこの中間部30に
より構成される中間通路31が両端部より高い位置に設け
られている。 逆Ｕ字管29の両端は、水槽１、10内の水位WLより低い
位置にあり、中間通路31は水位WLより高い位置にある。
気体通路16は、この中間通路31に接続されている。通
常、電磁弁18が開き、気体通路19の弁20が閉じていると
きは、水面は第６図にＨで示す水面まで上昇し、中間通
路31内に水が入り込んで水路が形成され、水槽１、10が
互いに連通させられる。弁20を開き、電磁弁18を閉じる
と、中間通路31内は空気で充満され、隣接する水槽１、
10間の連通は遮断される。気体通路16には圧力調整器33
が接続される。圧力調整器33は、さらに電磁弁18に接続
されている。圧力調整器33は、負圧計を内蔵しており、
この負圧計の出力信号に応じて電磁弁18を制御し、これ
により真空ポンプ17から負圧を適宜気体通路16内に導入
して、その気体通路16内の負圧を所定値に維持する。こ
の連通制御装置では、気体通路16内にも水が入り込むば
あいには、連通状態の検出は、液面計によるよりも、こ
の実施例のように圧力計による方が好ましい。なお、こ
の実施例のように、連通制御装置が逆Ｕ字管により構成
され、該逆Ｕ字管により形成される中間通路が水槽内の
液面の正常水位より上方に配置されている構成では、逆
Ｕ字管と仕切り壁との間の水密加工が不要になる、とい
う利点が得られる。さらに、この逆Ｕ字管などの逆Ｕ字
通路により連通制御装置を構成すると、水槽間の連通遮
断時に、逆Ｕ字通路内は空気で充満されるので、隣接す
る水槽間の断熱はこの空気により確保され、隣接する２
つの水槽に温度の異なる水が蓄えられているばあいに
も、熱の損失は僅少に抑制される。したがって、逆Ｕ字
管その他の部分にとくに断熱材を配置する必要がなくな
る、という利点が得られる。 この第６図の実施例においても、逆Ｕ字管29の中間部
30により形成される制御室すなわち中間通路31を、水槽
１、10内の正常水位WLとほぼ同一の高さに配置し、連通
遮断を中間通路31の加圧により行い、連通を中間通路31
への負圧の導入により行うことも可能である。 第７図および第８図は、第６図の実施例における逆Ｕ
字形通路を貯水槽の上壁により構成した実施例を示す。
第７図において、隣接する二つの水槽１、10は仕切り壁
９により仕切られており、仕切り壁９の上端は、貯水槽
の上壁9aとの間に間隙を有している。上壁9aには、水槽
１側に通路形成壁50が、また水槽10側に通路形成壁51
が、それぞれ仕切り壁９を挟んで下向きに延びるように
形成されている。通路形成壁50、51は、仕切り壁９とと
もに逆Ｕ字形通路52を形成し、この通路52は、中間部が
水槽１、10内の正常水位WLよりも高い位置にあり、両端
部が水槽１、10内の正常水位WLより低い位置で該水槽
１、10に下向きに開口する。貯水槽の上壁9aには、気体
通路接続管53が通路52に開口するように設けられ、この
気体通路接続管53に、前述の各例におけると同様な気体
通路16が接続される。図示例のように仕切り壁９の上端
が水槽１、10の正常水位WLより高い位置にあるときは、
気体通路16は電磁弁を介して真空ポンプに接続され、該
電磁弁が開かれて通路52に負圧が導入されたとき、通路
52内に水が上がって、水槽１、10は互いに連通させられ
る。仕切り壁９の上端が水槽１、10の正常水位WLより低
い、いわゆる潜り堰のばあいには、気体通路16は電磁弁
を介して圧縮機に接続され、通路52に圧縮空気を導入す
ることにより、水槽１、10間の連通が遮断される。気体
通路接続管53を貫通して液面計21の電極22が通路52に挿
入されており、この液面計21が通路52内の水位を検出す
る。 第９図および第10図は、逆Ｕ字形通路が貯水槽の上壁
に取り外し可能に取りつけられる例を示すものである。
図において、仕切り壁９の上方に位置する上壁9aには、
開口9bが形成され、この開口9bを塞ぐように上壁9aに蓋
60が取りつけられる。蓋60の下面には、逆Ｕ字形通路62
を有する通路形成部材61が設けられており、この通路形
成部材61は、蓋60が開口9bを塞ぐ位置にあるとき、仕切
り壁９を跨ぐように配置される。この位置では、逆Ｕ字
形通路62は、中間部が水槽１、10内の水位より上方に位
置し、両端が水槽１、10内の水位より下方で該水槽内に
下向きに開口する。第７図および第８図の実施例におけ
ると同様に、逆Ｕ字形通路62に接続される気体通路接続
管63が設けられる。本例においては、この接続管63は、
通路形成部材61と一体に形成される。接続管63には気体
通路16が接続され、また接続管63を貫通して液面計21の
電極22が通路62内に挿入される。 第11図は、第７図の構造の変形例を示すものである。
図において、貯水槽の上壁9aには逆Ｕ字形通路52に開口
するように接続通路70が取りつけられ、この接続通路70
は小径の揚水溜71が接続される。揚水溜71の上部は前述
の各実施例におけると同様な気体通路16に接続されてお
り、揚水溜71内には、液面計21の電極22が挿入される。
液面計21の作用は、前述の実施例におけると同様であ
る。本例においては、水槽１、10を連通させるとき、水
は揚水溜71の位置まで上昇させられる。このばあい、揚
水溜71は直径が比較的小さいので、比較的感度の低い検
知器によっても液面の変動を敏感に検出することが可能
になる。 この実施例のように、隣接する水槽１、10を互いに連
通させるとき、その連通路の上壁まで水で充満されるよ
うに構成できるが、そのばあいには、連通時の流路面積
が常時一定に保たれ、連通路の流路抵抗が不変となる。
したがって、安定した水流を得ることができ、周囲の水
槽の水面変動を防ぐことができる、という利点が得られ
る。また、揚水溜71内の水面を外部から目視できるよう
にすることにより、連通状態の有無を視覚的に確認でき
て便利である。 第12図は、第11図の原理を第４図の構造に適用した実
施例を示すもので、第４図の構造に対応する部分は、第
４図と同一の符号を付して説明は省略する。本例におい
ては、ハウジング５に上方に延びる揚水管75が形成さ
れ、この揚水管75に気体通路16が接続される。さらに、
液面計21の電極22が揚水管75内に挿入される。水槽１、
10を連通させるときには、水は揚水管75まで上昇させら
れる。この構成により得られる利点は、第11図の実施例
について述べたものと同様である。 第７図ないし第12図の実施例においても、連通の遮断
を加圧により行い、連通を負圧の導入により行うこと
も、前述の実施例におけると同様に可能である。なお、
第７図ないし第12図の実施例のように、液面計21の取り
つけ口が蓄熱槽の直上階の床上に出ている構成は、液面
計21の保守管理が便利になる、という利点を持つ。 以上、本発明の実施例を、隣接する二つの水槽間の接
続部が水槽の正常水位より上方にあり、通常は両水槽の
接続が遮断され、この接続部に負圧を導入することによ
り該接続部まで液面を上昇させて、両水槽を連通させる
構成について説明したが、本発明はこのような構成に限
定されるものではない。以下に、隣接する二つの水槽間
の接続部が水槽の正常水位より下方に位置する実施例に
ついて、本発明を説明する。 第13図ないし第16図は、それぞれ第２図ないし第５図
に対応する図であるが、第13図の例では、立ち上がり管
13が、第14図および第15図の例では立ち上がり管25が、
また第16図の例では隔壁28の上端が、水槽１、10の正常
水位Ｈより低い位置にあり、水槽１、10は通常の状態で
互いに連通する。第13図に概略的に示すように、制御室
24に接続された気体通路16は、電磁弁18を介して圧縮機
80に接続されている。電磁弁18を開いてこの圧縮機80か
らの圧縮空気を制御室24に導入すると、制御室の液面が
Ｌで示すように立ち上がり管13の上端より低い位置に下
がり、水槽１、10の連通が遮断される。第14図ないし第
16図には示していないが、これらの実施例でも同様な構
成を有する。 第17図は、第６図に対応する実施例で、第６図の実施
例との相違点は、本例では逆Ｕ字管29が水槽１、10内の
正常水位WLより下方に位置することである。本例では、
通路30に接続される気体通路16は、電磁弁18を介して空
気圧縮機80に接続される。 第18図は、本発明が適用される蓄熱槽の一例を示す平
面図である。蓄熱槽101は、コンクリートの耐震壁103な
どによって多数の水槽102に区切られており、これら水
槽102は、複数個が集まって、それぞれブロックＡ、
Ｂ、Ｃを構成している。各ブロックにおいて、水槽102
は連通管104により互いに接続される。各ブロックの水
槽102のいずれかには、水槽からの水の汲み上げまたは
戻しのための配管105が設けられる。さらに、隣合うブ
ロックの水槽間には、本発明の連通制御装置106が設け
られる。一部の水槽102には、水流の短絡を防ぐための
整流板107が設けられる。 第19図ないし第23図は、季節による蓄熱槽の運転状態
を示すもので、ブロックＡ、Ｂ、Ｃの各水槽102を横に
展開した状態で示す。第19図は夏期の状態であって、す
べてのブロックＡ、Ｂ、Ｃの水槽102が冷房用に使用さ
れる。したがって、各ブロック間の連通制御装置106は
連通状態にされる。水はブロックＡの一つの水槽102に
戻され、ブロックＡの各水槽102を順次に通過してブロ
ックＢの水槽に入り、該ブロックＢの水槽102を順次に
通過してブロックＣに入り、次いでブロックＣの水槽10
2を順次に通過したのち該ブロックＣの水槽102から汲み
出される。各水槽102内の水位には、110で示すように各
水槽102間の連通抵抗に対応する分だけ差が生じる。 第20図は５月または９月頃の運転状態で、ブロックＡ
およびＢの水槽102に冷房のための冷水が貯水される。
この状態では、ブロックＡ、Ｂ間の連通制御装置106は
連通状態にされ、ブロックＢ、Ｃ間の連通制御装置106
は遮断状態にされる。第21図および第22図は、それぞれ
４月または10月頃および３月または11月頃の運転状態を
示し、第21図ではブロックＡ、Ｂ間の連通制御装置106
が遮断状態にされて、ブロックＡの水槽102のみが冷房
に使用され、第22図では各ブロック間の連通制御装置10
6がすべて遮断状態にされ、ブロックＡの水槽102が冷房
に、ブロックＢの水槽102が暖房に使用される。第23図
は冬季の運転状態を示すもので、ブロックＡ、Ｂ間の連
通制御装置106は遮断状態に、ブロックＢ、Ｃ間の連通
制御装置106は連通状態にされ、ブロックＡの水槽102が
冷房用に、ブロックＢ、Ｃの水槽102が暖房用にそれぞ
れ使用される。第20図ないし第22図に示す状態では、使
用されていないブロックの水槽から水を抜いて、水槽の
保守点検を行うことも可能である。なお、ブロックＡの
水抜きを行うには、第21図の使用状態の代わりに、同じ
季節でも各ブロック間の連通制御装置106をすべて遮断
状態とし、ブロックＢの水槽102に冷房のための冷水を
貯水し、ブロックＡの水槽から水を抜くようにすればよ
い。ブロックＡの水槽の水抜きをした状態を第24図に示
す。 たとえば第24図の運転状態におけるブロックＡの水槽
とブロックＢの水槽との間のように、水を抜く水槽と水
を抜かない水槽との間に本発明の連通制御装置を使用す
るばあいには、第１図ないし第12図に示す実施例のよう
に、通常は遮断状態になり、負圧の作用で連通状態が達
成される形式の装置を用いることが、とくに有利であ
る。 この点をさらに詳細に説明すると、たとえば第24図に
示す連通装置106に第13図の実施例の構成を使用したば
あいを想定すると、ブロックＡの水槽１内の水位が開口
４の上縁より低い位置まで低下したとき、制御室24は水
槽１内の空気と連通することになり、制御室24内の圧力
制御は不能になる。この状態では、制御室24内での水流
遮断は不可能になり、ブロックＢの水槽10内の水が管13
を通って水槽１に流出する。この流出は、水槽10の水位
が立ち上がり管13の上端のレベルに低下するまで続くこ
とになる。その結果、ブロックＡの水槽から水抜きをし
たとき、ブロックＢの水槽の水位も低下することにな
る。これは、ブロックＢの水槽の水が無駄に捨てられる
ことを意味すると同時に、ブロックＢで使用できる水の
容積が減少して、蓄熱量が低下することをも意味し、経
済上の損失は大きい。さらに、蓄熱槽においては、通
常、蓄熱容量の確保と安定した運転を維持することの必
要性から、水槽内の水位を維持するための手段が設けら
れるが、ブロックＢの水槽内の水位が低下した状態で運
転が続けなければならないときには、別途に低水位維持
手段を必要とし、蓄熱槽の制御が複雑になる、という不
利益を生じる。 これに対し、第２図の実施例では、立ち上がり管13の
上端が水槽１、10内の正常水位より上方に位置するの
で、制御室24内が大気圧になる遮断状態において、いず
れのブロックの水槽の水位低下も他のブロックの水槽の
水位に影響を及ぼさない。このことは、第３図ないし第
12図に示す他の形式の実施例についてもまったく同様で
あり、前述した経済上の損失および制御上の不利益を生
じない。 また、たとえば第23図の使用状態では、ブロックＡの
最下流側の水槽102とブロックＢの最上流側の水槽102と
の間には、連通遮断状態でかなり大きな水位差が生ずる
ことになる。このように、遮断状態で隣接する水槽間に
大きな水位の差を生じる個所に、本発明の連通制御装置
を使用するばあいにも、第１図ないし第12図に示す実施
例のように、通常で遮断状態になり、負圧の作用で連通
状態が達成される形式の装置を用いることが、とくに有
利になる。 この点を一例によりさらに詳細に説明すると、たとえ
ば第13図の実施例のように、通常で連通状態になり、正
圧の作用で遮断状態が達成される形式の装置において
は、連通遮断時に気体の漏洩を補充する分だけ制御室内
に空気を適宜吹き込んで制御室内の液面を一定範囲に保
ことが望ましいのであるが、このとき制御室内の液面の
移動が問題となる。第13図の実施例では、水槽１と水槽
10の間を遮断中に両水槽の水面間に差が生じ、仮に水槽
10内の水位が水槽１内の水位よりｈだけ高い状態になっ
たとすると、制御室24内において、立ち上がり管13の外
側の水位は上昇し、立ち上がり管13の内側の水位は下降
する。その結果、立ち上がり管13の内外の水位にはｈの
差を生じる。 第13図の実施例では制御室24内の圧力の制御を制御室
24内の立ち上がり管13の外側の水位を検出することによ
り行っているので、前述した立ち上がり管13の外側の水
位の上昇を液面計げ捉えて、制御室24内の圧力はその水
位の上昇に相当するだけ上昇させられる。その結果、立
ち上がり管13内の水位がさらに低下し、空気が水槽１に
吹き抜けることになる。このような吹き抜けを避けるた
めには、複雑な制御を行わねばならず、非常に不経済で
ある。 これに対して、第２図の実施例では、遮断時には制御
室は大気と連通しており、制御室内の圧力を調整する必
要がないので、立ち上がり管13の上端の位置を、水槽10
の水位上昇を見込んだ高さに設定することにより、この
ような問題を簡単に避けることができる。また、負圧を
作用させることによって連通状態を達成する形式の実施
例では、第11図および第12図の実施例のように揚水溜ま
たは揚水管を設けることにより、液面検出が容易にな
り、連通面積の変動を避けることができる、という利点
が得られる。 このように、本発明の連通制御装置の用途によって
は、負圧連通型の装置が、加圧遮断型の装置に比して顕
著にすぐれた結果をもたらすものとなる。 〔効 果〕 本発明の方法においては、連通装置は、液体内に可動
部分を配置する必要がないので、故障や破損、部品の消
耗などはほとんど生じない。したがって、従来の蓄熱層
の連通制御装置に比し、保守管理の負担が大幅に軽減さ
れる。また、気体通路を適当に延長することによって遠
隔操作が可能になる。さらに、蓄熱槽の直ぐ上方の階に
弁開閉のための機構を配置したり、保守管理のためのス
ペースを確保したりする必要がないので、建築物などの
空間の有効利用が可能になる。

【図面の簡単な説明】 第１図は、本発明の一実施例を示す蓄熱槽における水槽
間の連通制御装置の断面図、第２図は、第１図の装置の
作用を説明するための概略図、第３図ないし第６図は、
本発明の他の実施例を示す第２図と同様な概略図、第７
図は、本発明のさらに他の実施例を示す断面図、第８図
は、第７図のVIII−VIII線に沿ってとった断面図、第９
図は本発明のさらに他の実施例を示す断面図、第10図
は、第９図のＸ−Ｘ線断面図、第11図は、第７図の実施
例の変形例を示す概略断面図、第12図は、第４図の例の
変形例を示す断面図、第13図ないし第17図はそれぞれ第
２図ないし第６図に対応する他の実施例の概略断面図、
第18図は本発明が適用される蓄熱槽の一例を示す平面
図、第19図ないし第24図は第18図の蓄熱槽の季節による
使用状態を示す概略図である。 １、10……水槽、２……連通制御装置、 ５……ハウジング、13、25……立ち上がり管、 21……液面計、24……制御室、 16、19……気体通路。

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 １．仕切り壁により仕切られた複数の水槽からなる蓄熱
   槽において、 前記水槽を複数の群に分け、各群が複数の水槽からなる
   ときはその群内の水槽を互いに常時連通関係に維持し、 前記水槽群間には、 少なくとも上部が閉じられ下部が一方の群の前記水槽に
   開口した制御室と、 一端が他方の群の水槽に開口し、他端が前記制御室内に
   立ち上がって前記制御室内上部に開口する通路と、 前記制御室内の圧力を制御する圧力制御手段と、 を備える連通装置を配置し、 蓄熱槽の熱負荷に応じ、前記通路の他端より上のレベル
   まで前記制御室内の水位が上げられ、それによって２つ
   の水槽群間が連通させられるか、又は前記通路の他端よ
   り下のレベルまで前記制御室内の水位が下げられ、それ
   によって２つの水槽群間の連通が断たれるように、前記
   制御室内の圧力を前記圧力制御手段により制御して、互
   いに接続される水槽の数を蓄熱槽の熱負荷に応じて変更
   することを特徴とする蓄熱槽の運転制御方法。 ２．特許請求の範囲第（１）項の方法において、前記連
   通装置の前記通路の前記制御室内の部分は、前記制御室
   の外壁と前記制御室内に設けられた隔壁手段とから構成
   されていることを特徴とする方法。 ３．特許請求の範囲第（１）項又は第（２）項の方法に
   おいて、前記連通装置の前記通路の他端は正常水位より
   上方に位置し、前記圧力制御手段は弁手段を介して前記
   制御室上部に接続された気体吸引手段であることを特徴
   とする方法。 ４．特許請求の範囲第（１）項又は第（２）項の方法に
   おいて、前記連通装置の前記通路の他端は正常水位より
   下方に位置し、前記圧力制御手段は弁手段を介して前記
   制御室上部に接続された気体加圧手段であることを特徴
   とする方法。 ５．特許請求の範囲第（１）項乃至第（４）項の方法に
   おいて、一端が前記制御室の上部に開口し、他端が閉じ
   られた管が前記制御室の上方に蓄熱槽天井を貫通して設
   けられ、液面検出手段が、前記管内又は前記管経由前記
   制御室内に挿入されることを特徴とする方法。 ６．特許請求の範囲第（１）項又は第（２）項の方法に
   おいて、前記連通装置の前記通路の他端は前記水槽の正
   常水位の近傍のレベルにおいて前記制御室上部に開口
   し、前記圧力制御手段は、吸引及び加圧の機能を有する
   方法。 ７．仕切り壁により仕切られた複数の水槽からなる蓄熱
   槽において、 前記水槽を複数の群に分け、各群が複数の水槽からなる
   ときはその群内の水槽を互いに常時連通関係に維持し、 前記水槽群間には、 一端が一方の群の水槽に開口し、他端が他方の群の水槽
   に開口する逆Ｕ字型の通路と、 前記通路の前記一端及び前記他端より高い位置で前記逆
   Ｕ字型通路の中間部に形成される制御室と、 前記制御室内の圧力を制御する圧力制御手段と、 を備える連通装置を配置し、 蓄熱槽の熱負荷に応じて、前記制御室の上部より上のレ
   ベルまで前記通路内の水位が上げられ、それによって２
   つの水槽群間が連通させられるか、又は前記制御室より
   下のレベルまで前記通路内の水位が下げられ、それによ
   って２つの水槽群間の連通が断たれるように、前記通路
   内の圧力を前記圧力制御手段により制御して、互いに接
   続される水槽の数を蓄熱槽の熱負荷に応じて変更するこ
   とを特徴とする蓄熱槽の運転制御方法。 ８．特許請求の範囲第（７）項の方法において、前記連
   通装置の前記通路はその中間部が前記水槽の正常水位よ
   り上に、その両端部は前記水位より下になるように配置
   され、前記圧力制御手段は前記逆Ｕ字型通路の前記上部
   に弁手段を介して接続された気体吸引手段からなること
   を特徴とする方法。 ９．特許請求の範囲第（７）項の方法において、前記連
   通装置の前記通路は全体が前記水槽の正常水位より下方
   に位置するように配置され、前記圧力調整手段は前記逆
   Ｕ字型通路の上部に弁手段を介して接続された気体圧力
   手段であることを特徴する方法。 １０．特許請求の範囲第（７）項の方法において、前記
   連通装置の前記通路が前記蓄熱槽の天井に取外し可能に
   取付けられた蓋に設けられることを特徴とする方法。 １１．特許請求の範囲第（７）項の方法において、前記
   連通装置の前記逆Ｕ字型通路の中間部は前記水槽の正常
   水位の近傍のレベルに置かれ、前記圧力制御手段は、吸
   引及び加圧の機能を有する方法。