JPH0454143B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、夜間の安価な電力等を使つて冷凍機
を運転し、該冷却冷凍機でした不凍液によつて蓄
冷体中の液体を凍結させて氷の潜熱として蓄熱し
ておき、該氷が融解するときの冷熱を使つて昼間
の冷房を行う氷蓄熱システム等の氷蓄熱槽に関す
る。

〔従来の技術〕

従来、安価な夜間電力等を利用して冷熱を蓄熱
する氷蓄熱槽としては、次の(イ)、(ロ)および(ハ)のも
の等が知られている。

(イ) 水を満たした槽本体中に配管した製氷器内
に、冷凍機によつて冷却した不凍液を循環さ
せ、前記製氷器のまわりに製氷を行うもの（特
開昭59−38535号公報参照）。

(ロ) 硬質合成樹脂製の球形のカプセル内に水また
は化学物質を封入した蓄冷体を、不凍液の入つ
た槽内に充填し、冷凍機で冷却された不凍液に
よつて蓄冷体内の水または化学物質を凍結させ
ることにより冷熱を蓄えるもの。

(ハ) 水を入れた可伸縮性伝熱薄膜製の容器を槽本
体内に所定の間隔をおいて並設し、冷凍機で冷
却した不凍液によつて容器内の水を凍結させる
ことにより冷熱を蓄えるもの（実開昭63−
19126号公報参照）。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来の技術の内(イ)のものは、製氷器内を不
凍液が循環するので、製氷器の内圧が高くなり、
その強度を大きくしなければならない上、製氷器
の一部でも折れ曲がつて閉塞すると不凍液が流れ
ないので硬貨材料製とする必要があり製氷器の厚
さも厚くしなければならない。また、氷は製氷器
表面に生成されるので伝熱効率が悪いという問題
点があつた。

(ロ)のものは、不凍液はカプセルの外を循環する
が、カプセルがもし軟質であると重力または浮力
による力で変形して各カプセル間の隙間を塞いで
しまい、不凍液の流れが不均一となるためカプセ
ルの変形は許されないので、該カプセルを硬質の
材料製のものとし、かつその肉厚も厚いものを使
わざるをえないので伝熱効率が悪いという問題点
があつた。

また(ハ)のものは、可伸縮性伝熱薄膜製の容器を
槽本体に吊設または固定する必要があるので、蓄
熱槽の構造が複雑で製造コストが高く、また、既
存の蓄熱槽に使用する際には槽本体の改造を必要
とするという問題点があつた。

本発明は、上述の従来の技術の有する問題点に
鑑みてなされたものであり、既存の蓄熱槽本体に
も改造を必要とすることなく使用できるととも
に、伝熱性能の良好な安価な氷蓄熱槽を提供する
ことを目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明の氷蓄熱槽
は、 不凍液が満たされた槽本体内に、複数個の蓄冷
体を備え、各蓄冷体は、複数の水を封入した小室
に区分された軟質チユーブからなり、その下端部
に重りを設けてほぼ鉛直姿勢で浮遊させたもので
ある。

また、蓄冷体は、棒状の浮体にその長手方向に
沿わせて一体的に設けられた上端部に偏平な空間
部が生じる量の水を封入した軟質チユーブからな
り、前記浮体の下端部に重りを設けて上端部が液
面より突出したほぼ鉛直姿勢で浮遊させたものと
することもできる。

さらに、上記水に過冷却防止のための微細粒子
を混入するか、あるいは、水にかえて凝固温度が
０℃より高い液体を封入することもできる。

〔作用〕

不凍液は水よりも比重が大きいので、各蓄冷体
は浮力を有し、その下端に設けられた重りによ
り、槽本体の不凍液中にほぼ鉛直姿勢で浮遊する
ことになる。その結果、軟質チユーブは重量また
は浮力によつて押しつぶされることがなく、水の
凍結による体積膨脹に対しては軟質チユーブの伸
びによつて吸収し、また不凍液の流通路はほぼ鉛
直姿勢で浮遊している各蓄冷体が槽本体内で移動
することにより確保される。さらに、敷延して述
べると、軟質チユーブを複数の水を封入した小室
に区分した場合は、水の凍結による体積膨脹は各
小室毎に軟質チユーブの伸びにより吸収されて、
特定の場所に体積膨脹が集中することがなくな
る。

また、各蓄冷体を、棒状の浮体にその長手方向
に沿わせて一体的に設けられた上端部に空間部が
生じる量の水を封入した軟質チユーブとすると、
水の凍結による体積膨脹によつて軟質チユーブ内
の水面が上昇し、前記上端部の偏平な空間部中に
押し上げられ、該空間部が膨らむことにより前記
体積膨脹を吸収する。

〔実施例〕

本発明の実施例を図面に基いて説明する。

第１図は第１の実施例を示し、上部にマンホー
ル８を有する槽本体１内には、例えば、エチレン
グリコール、プロピレングリコール、塩化カルシ
ユウム等より成る不凍液３が満たされている。槽
本体１内には複数の蓄冷体９が投入されており、
各蓄冷体９は不凍液３中にほぼ鉛直姿勢で浮遊し
ている。

前記蓄冷体９は、ポリエチレン、ポリプロピレ
ン等の合成樹脂製の軟質チユーブ４からなり、該
軟質チユーブ４は仕切壁７により複数の小室４ａ
（第１図には６個のものを示す）に区分され、各
小室４ａ内には水が充填されている。また、前記
軟質チユーブ４の下端には重り６が設けられてお
り、上端には浮体５が取付けられている。重り６
の重さは、蓄冷体９が不凍液中でほぼ鉛直姿勢で
浮遊する程度の重量のものとすると、浮体５は必
ずしも設ける必要はない。しかし、浮体５を取付
けておくと、水が満たされた槽本体１内に多数の
前記蓄冷体９を投入したのち槽本体１内の水を不
凍液とする場合にも、槽本体１の水に対して蓄冷
体９は浮力を生じるので、槽本体１内への投入が
可能となる。

第２図は第２の実施例を示し、上面が開放した
槽本体１１内に上述の第１の実施例と同様の不凍
液１３を満たし、該不凍液１３中に複数本の蓄冷
体１９を１ブロツクとして下端に共通の重り１６
を紐１６ａ等により取付けたものを投入し、ほぼ
鉛直姿勢で浮遊させたものである。本実施例は、
上部が開放された槽本体１１に使用でき、また、
各蓄冷体１９は前記共通の重り１６に対してある
程度の水平方向への移動が自由であるから、該重
り１６が槽本体底面に接していても支障はない。

上述した第１および第２の実施例において、複
数の小室４ａまたは１４ａに区分する各仕切壁７
または１７同志の間隔は、10〜100cmの範囲、望
ましくは30〜50cmとする。各仕切壁７または１７
同志の間隔が100cm以上であると各小室４ａまた
は１４ａ中の水の凍結による体積膨脹が特定の箇
所に集中して軟質チユーブ４または１４を破損さ
せるおそれがあるので、なるべく短く区分した方
が望ましいが、10cm以下とすると加工に手間がか
かる割には実効が上がらない。

第３図は第３の実施例を示し、上部が開放され
た槽本体２１内に上述の第１の実施例と同様の不
凍液２３を満たし、該不凍液２３中に複数個の蓄
冷体２９をほぼ鉛直姿勢で浮遊させたものであ
る。本実施例の蓄冷体２９は、重りとしての所定
量の砂２６を封入した硬質合成樹脂製等の中空パ
イプ２５からなる棒状の浮体の外側に、その長手
方向に沿わせて１個または複数個の軟質チユーブ
２４を一体に設け、該軟質チユーブ２４中にその
上端部に偏平な空間部２４ｂが生じる程度の量の
水を封入したものである。

本実施例においては、前記砂の量は、各蓄冷体
２９の上端部の偏平な空間部２４ｂが前記不凍液
２３の液面２２より上方に突出する程度の量とす
る。この場合、前記軟質チユーブ２４内の水の凍
結による体積膨脹により、その水面２４ａが上昇
し前記偏平な空間部２４ｂに入つてくるが、該空
間部２４ｂが膨らむことでこれを吸収し軟質チユ
ーブ２４の破損を防止することができる。したが
つて軟質チユーブ２４は、複数の小室に区分する
必要がない。本実施例では、棒状の浮体として中
空パイプ２５からなるものを示したが、これに代
えて不凍液の比重よりも比重の小さい材料からな
る棒状体とし、その下端部に重りを設けたもので
もよい。

また、上記各実施例のいずれにおいても、軟質
チユーブ内の水の過冷却によつて凍結温度が低下
するのを防ぐため粘土などの微細粒子を極く少量
加えておくことができる。さらに、軟質チユーブ
内の水のかわりにハロゲン化炭化水素の水和物な
どの０℃以上の凝固点をもつ液体（特開昭63−
48384号公報参照）を封入してもよい。

〔発明の効果〕

本発明は、上述のとおり構成されているので、
以下に記載するような効果を奏する。

請求項１記載の氷蓄熱槽においては、 各蓄冷体はほぼ鉛直姿勢で浮遊しているの
で、蓄冷体を構成する軟質チユーブが押しつぶ
されることがなく、不凍液の循環のための隙間
を確保することができる。また、槽本体１に各
蓄冷体を支柱で支持したり、吊設する必要がな
いので、槽本体の構造が簡単となるとともに、
既存の槽本体を改造することなく用いることが
でき、安価に製造できる。

軟質チユーブが複数の水が封入された小室に
区分されているので、水の凍結による体積膨脹
は各小室毎に軟質チユーブの伸びによつて吸収
され、体積膨脹が特定の箇所に集中せず、軟質
チユーブが破損するおそれがない。

請求項２記載の氷蓄熱槽においては、上記の
ほか、水の凍結による体積膨脹は、軟質チユーブ
の上端部の偏平な空間部が膨らむことで吸収さ
れ、軟質チユーブの破損が防止される。

また、過冷却防止のための微細粒子を混入して
おくと、軟質チユーブ内の水の凍結温度の低下を
防止することができ、さらに、水のかわりに０℃
以上の凝固点を有する液体を封入しておくと、凍
結が容易に行える。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の氷蓄熱槽の第１の実施例を示
す要部断面図、第２図は同じく第２の実施例を示
す要部断面図、第３図は同じく第３の実施例を示
す要部断面図である。 １，１１，２１……槽本体、２，１２，２２…
…液面、３，１３，２３……不凍液、４，１４，
２４……軟質チユーブ、４ａ，１４ａ……小室、
５……浮体、６，１６……重り、７，１７……仕
切壁、２４ａ……水面、２４ｂ……空間部、２５
……中空パイプ、２６……砂、９，１９，２９…
…蓄冷体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 不凍液３，１３が満たされた槽本体１，１１
   内に複数個の蓄冷体９，１９を備え、各蓄冷体
   ９，１９は、複数の水を封入した小室４ａ，１４
   ａに区分された軟質チユーブ４，１４からなり、
   その下端部に重り６，１６を設けてほぼ鉛直姿勢
   で浮遊させたことを特徴とする氷蓄熱槽。 ２ 不凍液２３が満たされた槽本体２１内に複数
   個の蓄冷体２９を備え、各蓄冷体２９は、棒状の
   浮体２５にその長手方向に沿わせて一体的に設け
   られた上端部に偏平な空間部２４ｂが生じる量の
   水を封入した軟質チユーブ２４からなり、前記浮
   体２５の下端部に重り２６を設けて上端部が液面
   より突出したほぼ鉛直姿勢で浮遊させたことを特
   徴とする氷蓄熱槽。 ３ 水に過冷却防止のための微細粒子を混入した
   請求項１または２記載の氷蓄熱槽。 ４ 水にかえて、凝固温度が０℃より高い液体を
   封入した請求項１または２記載の氷蓄熱槽。