JPH0457954B2 - - Google Patents
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- JPH0457954B2 JPH0457954B2 JP59266248A JP26624884A JPH0457954B2 JP H0457954 B2 JPH0457954 B2 JP H0457954B2 JP 59266248 A JP59266248 A JP 59266248A JP 26624884 A JP26624884 A JP 26624884A JP H0457954 B2 JPH0457954 B2 JP H0457954B2
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/14—Thermal energy storage
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明はガスクラスレートを利用する蓄冷装置
に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a cold storage device that utilizes gas clathrate.
（従来の技術）
水等のホスト材の原子又は分子が結合して出来
た三次元構造の骨組の内部に形成された空隙内に
メタン、エタン、プロパン等の炭化水素やＲ−
11，Ｒ−12，Ｒ−21等のフレオン等のガス状ゲス
ト材を取り込んで特定の結晶構造を構成するガス
クラスレートは蓄冷容量が大きい等の理由でこれ
を蓄冷に利用することが試みられている。(Prior art) Hydrocarbons such as methane, ethane, propane, and R-
Gas clathrates, which incorporate gaseous guest materials such as freons such as 11, R-12, and R-21 to form a specific crystal structure, have been attempted to be used for cold storage because of their large cold storage capacity. ing.
（発明が解決しようとする問題点）
しかし、この種ゲスト剤とホスト剤は蓄冷槽内
に収容されるが、相互溶解性が低く、静置状態で
は通常２層に分離する。従つて、これらを冷却し
てガスクラスレートを生成させる場合、２層に分
離したままではゲスト剤とホスト剤の接触面積も
少なくガスクラスレートの生成速度も遅い。(Problems to be Solved by the Invention) However, although this type of guest agent and host agent are accommodated in a cold storage tank, their mutual solubility is low, and they usually separate into two layers when left standing. Therefore, when these are cooled to generate gas clathrates, if they remain separated into two layers, the contact area between the guest agent and the host agent is small and the rate of gas clathrate generation is slow.
また、生成したガスクラスレートの比重はゲス
ト剤とホスト剤の比重の中間となるため、ガスク
ラスレートがゲスト剤とホスト剤の界面位置に存
在して新らたなガスクラスレートの生成を妨害す
る。 In addition, the specific gravity of the generated gas clathrate is between the specific gravity of the guest agent and the host agent, so the gas clathrate exists at the interface between the guest agent and the host agent and obstructs the generation of new gas clathrate. do.
更に、生成したガスクラスレートより冷熱を取
り出すためには、ゲスト剤とホスト剤の界面に存
在するガスクラスレートを外部媒体と熱交換させ
ることにより分解（融解）を行なう必要がある
が、蓄冷槽内にガスクラスレートと外部媒体との
熱交換のために大きな熱交換器を設けると、それ
がガスクラスレートの生成時には阻害要因とな
る。 Furthermore, in order to extract cold heat from the generated gas clathrate, it is necessary to decompose (melt) the gas clathrate present at the interface between the guest agent and the host agent by exchanging heat with an external medium. If a large heat exchanger is provided inside the chamber for heat exchange between the gas clathrate and the external medium, this becomes an inhibiting factor when generating the gas clathrate.
また、ガスクラスレートの生成に際し、結晶核
となる物質即ち種晶を蓄冷槽内に添加するとその
生成速度を促進することが確認されているが、こ
の種晶としてホスト剤およびゲスト剤より重い微
粒子が用いられているため撹拌しないと蓄冷槽内
底部に沈降したままとなる。 In addition, it has been confirmed that when gas clathrate is generated, adding a substance that becomes a crystal nucleus, that is, a seed crystal, to the cold storage tank accelerates the generation rate. is used, so if it is not stirred, it will remain settled at the bottom of the cold storage tank.
（問題点を解決するための手段）
本発明は上記問題点に対処するためになされた
ものであつて、第１の発明の要旨とするところは
蓄冷槽内に収容された液体又は気体ゲスト剤と液
体ホスト剤を冷却することによりガスクラスレー
トを生成して蓄冷する蓄冷装置において、前記蓄
冷槽内の液体ホスト剤中に、液体又は気体ゲスト
剤を散布してこれを気化膨張させる散布ノズルを
設け、前記気化膨張の際の蒸発潜熱でゲスト剤と
ホスト剤を冷却してガスクラスレートを生成する
ことを特徴とする蓄冷装置にある。また、第２の
発明の要旨とするところは、蓄冷槽内に収容され
た液体又は気体ゲスト剤と液体ホスト剤とガスク
ラスレートの生成速度を促進させる種晶を冷却す
ることによりガスクラスレートを生成して蓄冷す
る蓄冷装置において、前記蓄冷槽内の液体ホスト
剤中に液体又は気体ゲスト剤を散布してこれを気
化膨張させる散布ノズルを設け、前記気化膨張の
際の蒸発潜熱でゲスト剤とホスト剤を冷却してガ
スクラスレートを生成すると共に前記蓄冷槽の底
部に沈降する種晶を吸引し、これを前記散布ノズ
ル又は液体ホスト剤中に別に設けた散布ノズルよ
り散布し、種晶を液体ホスト剤中に均一に分散せ
しめる手段を設けたことを特徴とする蓄冷装置に
ある。(Means for Solving the Problems) The present invention has been made to solve the above problems, and the gist of the first invention is to provide a liquid or gaseous guest agent contained in a cold storage tank. A cold storage device that generates gas clathrate and stores cold by cooling a liquid host agent, which comprises a spraying nozzle that sprays a liquid or gaseous guest agent into the liquid host agent in the cold storage tank and vaporizes and expands the liquid or gaseous guest agent. The cold storage device is characterized in that the gas clathrate is generated by cooling the guest agent and the host agent with the latent heat of vaporization during the vaporization and expansion. In addition, the gist of the second invention is to generate gas clathrate by cooling a liquid or gaseous guest agent, a liquid host agent, and a seed crystal that accelerates the production rate of gas clathrate contained in a cold storage tank. In a cold storage device that generates and stores cold, a dispersion nozzle is provided to spray a liquid or gaseous guest agent into the liquid host agent in the cold storage tank and vaporize and expand the guest agent. The host agent is cooled to generate gas clathrate, and the seed crystals settling at the bottom of the cold storage tank are sucked, and the seed crystals are dispersed through the spray nozzle or a separate spray nozzle provided in the liquid host agent. There is provided a cold storage device characterized in that a means for uniformly dispersing a liquid host agent is provided.
（実施例）
本発明を図面に示す１実施例を参照しながら具
体的に説明する。(Example) The present invention will be specifically described with reference to an example shown in the drawings.
蓄冷槽１内では、静置状態においては液体ゲス
ト剤２とこの上部の液体ホスト剤３が界面４で接
し、液体ホスト剤３とこの上部の気体ゲスト剤５
はホスト剤液面６で接している。 In the cool storage tank 1, in a stationary state, the liquid guest agent 2 and the liquid host agent 3 above this contact at the interface 4, and the liquid host agent 3 and the gaseous guest agent 5 above this
are in contact with the host agent liquid surface 6.
微粒子状の種晶７は液体ゲスト剤２中において
蓄冷槽１の底部に沈降している。液体ホスト剤２
中においてその上方には散布ノズル１１が配設さ
れ、かつ、界面４の近辺にはガスクラスレート分
解用ノズル１７が配設されている。また、液体ゲ
スト剤２中においてその下方には吸引ノズル１２
が配設されている。 The particulate seed crystals 7 are settled in the liquid guest agent 2 at the bottom of the cold storage tank 1. Liquid host agent 2
Inside, a spray nozzle 11 is disposed above it, and a gas clathrate decomposition nozzle 17 is disposed near the interface 4. In addition, a suction nozzle 12 is located below the liquid guest agent 2.
is installed.
蓄冷運転時即ちガスクラスレート生成時は、蓄
冷槽１内の気体ゲスト剤５は圧縮機８により吸引
されて圧縮された後凝縮器９に導かれて、ここで
凝縮液化する。そしてこの凝縮液は膨張弁１０を
経由して、散布ノズル１１より液体ホスト剤３中
に噴出する際気化膨張して細かな気泡を生成す
る。気化膨張の際の潜熱により冷却されたホスト
剤３とゲスト剤の気泡の一部は、散布ノズル１１
とホスト剤液面６の間でガスクラスレート１４を
生成しこのガスクラスレート１４は液体ホスト剤
３中を界面４まで沈降する。蓄冷槽１の底部に沈
降している種晶７はポンプ１３を駆動することに
より吸引ノズル１２から液体ゲスト剤２と共に吸
引され、切替バルブ１５を通つて膨張弁１０を流
過したゲスト剤と合流して散布ノズル１１から液
体ホスト剤３中に放出される。そして、この種晶
７は液体ホスト剤３中に均等に滞留してガスクラ
スレートの生成を促進する。またこれと同時に液
体ゲスト剤２も液体ホスト剤３中に放出されて気
化することにより、ガスクラスレートの生成に費
された気体ゲスト剤５の補填を行なう。 During cold storage operation, that is, when generating gas clathrate, the gaseous guest agent 5 in the cold storage tank 1 is sucked and compressed by the compressor 8, and then led to the condenser 9, where it is condensed and liquefied. When this condensed liquid passes through the expansion valve 10 and is ejected from the spray nozzle 11 into the liquid host agent 3, it vaporizes and expands to generate fine bubbles. Some of the bubbles of the host agent 3 and guest agent cooled by the latent heat during vaporization and expansion are transferred to the spray nozzle 11.
A gas clathrate 14 is generated between the host agent liquid surface 6 and the host agent liquid surface 6, and this gas clathrate 14 settles in the liquid host agent 3 to the interface 4. The seed crystals 7 settling at the bottom of the cold storage tank 1 are sucked together with the liquid guest agent 2 from the suction nozzle 12 by driving the pump 13, and merge with the guest agent that has passed through the expansion valve 10 through the switching valve 15. The liquid host agent 3 is then discharged from the spray nozzle 11 into the liquid host agent 3. The seed crystals 7 are evenly retained in the liquid host agent 3 and promote the production of gas clathrate. At the same time, the liquid guest agent 2 is also released into the liquid host agent 3 and vaporized, thereby replenishing the gaseous guest agent 5 that was used to generate the gas clathrate.
ガスクラスレートの生成量が増大すると界面４
は次第に低下し続けるが、若干の液体ゲスト剤２
を蓄冷槽１の底部に残して、蓄冷運転を終了させ
る。 When the amount of gas clathrate produced increases, the interface 4
continues to decrease gradually, but some liquid guest agent 2
is left at the bottom of the cold storage tank 1, and the cold storage operation is ended.
次に、放冷運転時、即ちガスクラスレート分解
時は、ポンプ１３を駆動して吸引ノズル１２より
液体ゲスト剤２を吸引しこれを切替バルブ１５を
経由して空気調和機１６に導いてここで放冷させ
る。この放冷によつて加温された液体ゲスト剤は
ガスクラスレート分解用ノズル１７より放出さ
れ、ノズル１７の近辺のガスクラスレートを加温
しそれを分解する。 Next, during the cooling operation, that is, when decomposing the gas clathrate, the pump 13 is driven to suck the liquid guest agent 2 through the suction nozzle 12, and guide it to the air conditioner 16 via the switching valve 15. Leave to cool. The liquid guest agent heated by this cooling is discharged from the gas clathrate decomposition nozzle 17, heats the gas clathrate near the nozzle 17, and decomposes it.
ゲスト剤およびホスト剤の飽和蒸気圧下で分解
されたガスクラスレートは液体ゲスト剤および液
体ホスト剤に分離するが、ガスクラスレートより
比重の大きい液体ゲスト剤は界面４を越えて沈降
し、蓄冷槽１の下部の液体ゲスト剤２の体積が増
加することにより界面４上のガスクラスレートは
上部へ押し上げられる。一方、ガスクラスレート
の分解によつて、ガスクラスレート分解用ノズル
１７より上方の未分解のガスクラスレートはガス
クラスレートの分解分を補う形で沈降する。以上
の動作を継続することにより蓄冷槽１内の全ての
ガスクラスレートが分解される。 The gas clathrate decomposed under the saturated vapor pressure of the guest agent and host agent is separated into a liquid guest agent and a liquid host agent, but the liquid guest agent, which has a higher specific gravity than the gas clathrate, settles across the interface 4 and is stored in the cold storage tank. As the volume of the liquid guest agent 2 at the bottom of the liquid guest agent 1 increases, the gas clathrate on the interface 4 is pushed upward. On the other hand, due to the decomposition of the gas clathrate, the undecomposed gas clathrate above the gas clathrate decomposition nozzle 17 settles to compensate for the decomposed portion of the gas clathrate. By continuing the above operation, all the gas clathrates in the cold storage tank 1 are decomposed.
上記実施例においては散布ノズル１１より液体
ゲスト剤を噴出して液体ホスト剤中に散布するよ
うにしているが、気体ゲスト剤を散布ノズル１１
より噴出させることができる。 In the above embodiment, the liquid guest agent is ejected from the spraying nozzle 11 and sprayed into the liquid host agent, but the gaseous guest agent is sprayed from the spraying nozzle 11.
You can make it squirt more.
また、上記実施例においては、吸引ノズル１２
からポンプ１３によつて吸引された液体ゲスト剤
及び種晶を膨張弁１０を流過したゲスト剤と合流
させて散布ノズル１１から放出しているが、吸引
ノズル１２から吸引された液体ゲスト剤及び種昌
を散布ノズル１１とは別に液体ホスト剤中に配設
された散布ノズルを経て液体ホスト剤中に散布す
ることができる。 Further, in the above embodiment, the suction nozzle 12
The liquid guest agent and seed crystals sucked from the pump 13 are combined with the guest agent that has passed through the expansion valve 10 and discharged from the spray nozzle 11, but the liquid guest agent and seed crystals sucked from the suction nozzle 12 are The seeds can be sprayed into the liquid host agent through a spray nozzle that is disposed in the liquid host agent separately from the spray nozzle 11.
また、上記実施例においては吸引ノズル１２か
ら吸引された液体ゲスト剤をポンプ１３、切替弁
１０、空気調和機１６、ガスクラスレート分解用
ノズル１７をこの順に循環させることによりガス
クラスレートを加温して分解又は融解させている
が、ガスクラスレートが生成されていない状態に
おける液体ホスト剤と液体ゲスト剤の界面又はそ
の近辺に熱交換器を設け、この熱交換器に外部か
ら熱媒体を循環させることによりガスクラスレー
トを加温してこれを分解又は融解させることがで
きる。 In addition, in the above embodiment, the gas clathrate is heated by circulating the liquid guest agent sucked from the suction nozzle 12 through the pump 13, the switching valve 10, the air conditioner 16, and the gas clathrate decomposition nozzle 17 in this order. A heat exchanger is provided at or near the interface between the liquid host agent and the liquid guest agent in a state where the liquid host agent and the liquid guest agent are decomposed or melted but no gas clathrate is generated, and a heat medium is circulated through this heat exchanger from the outside. By heating the gas clathrate, it can be decomposed or melted.
（発明の作用及び効果）
本発明においては、蓄冷槽内に収容された液体
又は気体ゲスト剤と液体ホスト剤を冷却すること
によりガスクラスレートを生成して蓄冷する蓄冷
装置において、前記蓄冷槽内の液体ホスト剤中
に、液体又気体ゲスト剤を散布してこれを気化膨
張させる散布ノズルを設け、前記気化膨張の際の
蒸発潜熱でゲスト剤とホスト剤を冷却してガスク
ラスレートを生成することにより、次の効果を有
する。(Operations and Effects of the Invention) In the present invention, in a cold storage device that generates gas clathrate and stores cold by cooling a liquid or gaseous guest agent and a liquid host agent contained in a cold storage tank, A spraying nozzle is provided to spray a liquid or gaseous guest agent into the liquid host agent and vaporize and expand it, and the guest agent and host agent are cooled by the latent heat of vaporization during the vaporization and expansion to generate gas clathrate. This has the following effects.
液体ホスト剤中にゲスト剤を均一に分散させる
ことができ、従つて、ホスト剤とゲスト剤の相互
接触面積を増大できるので、ガスクラスレートを
迅速に生成させることができる。そして、生成し
たガスクラスレートを沈降させれば、このガスク
ラスレートがホスト剤とゲスト剤の相互接触を妨
げるのを防止できるから、ガスクラスレートの生
成をなお一層促進しうる。 Since the guest agent can be uniformly dispersed in the liquid host agent and therefore the area of mutual contact between the host agent and the guest agent can be increased, gas clathrate can be rapidly generated. If the generated gas clathrate is allowed to settle, it is possible to prevent the gas clathrate from interfering with mutual contact between the host agent and the guest agent, thereby further promoting the generation of the gas clathrate.
また、本発明においては、蓄冷槽内に収容され
た液体又は気体ゲスト剤と液体ホスト剤とガスク
ラスレートの生成速度を促進させる種晶を冷却す
ることによりガスクラスレートを生成して蓄冷す
る蓄冷装置において、前記蓄冷槽内の液体ホスト
剤中に液体又は気体ゲスト剤を散布してこれを気
化膨張させる散布ノズルを設け、前記気化膨張の
際の蒸発潜熱でゲスト剤とホスト剤を冷却してガ
スクラスレートを生成すると共に前記蓄冷槽の底
部に沈降する種晶を吸引し、これを前記散布ノズ
ル又は液体ホスト剤中に別に設けた散布ノズルよ
り散布し、種晶を液体ホスト剤中に均一に分散せ
しめる手段を設けたことにより、次の効果を有す
る。 In addition, in the present invention, a cold storage system that generates and stores gas clathrate by cooling a liquid or gaseous guest agent, a liquid host agent, and a seed crystal that accelerates the production rate of gas clathrate stored in a cold storage tank. The apparatus is provided with a spray nozzle that sprays a liquid or gaseous guest agent into the liquid host agent in the cold storage tank and vaporizes and expands it, and cools the guest agent and the host agent with the latent heat of vaporization during the vaporization and expansion. At the same time as generating gas clathrate, the seed crystals settling at the bottom of the cold storage tank are sucked, and the seed crystals are dispersed through the dispersion nozzle or a dispersion nozzle separately provided in the liquid host agent, so that the seed crystals are uniformly dispersed in the liquid host agent. By providing a means for dispersing the water, the following effects can be obtained.
液体ホスト剤中にゲスト剤及び種晶を均一に分
散させることができ、従つて、ホスト剤、ゲスト
剤及び種晶の３者間相互の接触面積を増大し、ガ
スクラスレートの生成を促進できる。 The guest agent and seed crystals can be uniformly dispersed in the liquid host agent, thus increasing the contact area between the host agent, guest agent, and seed crystals, and promoting the generation of gas clathrate. .
図面は本発明の１実施例を示す系統図である。
蓄冷槽…１、液体ゲスト剤…２、液体ホスト剤
…３、気体ゲスト剤…５、、種晶…７、散布ノズ
ル…１１、種晶を散布する手段…１２，１３，１
５，１１、ガスクラスレート…１４。
The drawing is a system diagram showing one embodiment of the present invention. Cold storage tank...1, Liquid guest agent...2, Liquid host agent...3, Gaseous guest agent...5, Seed crystal...7, Spraying nozzle...11, Means for spraying seed crystal...12, 13, 1
5, 11, gas clathrate...14.
Claims (1)
と液体ホスト剤を冷却することによりガスクラス
レートを生成して蓄冷する蓄冷装置において、前
記蓄冷槽内の液体ホスト剤中に、液体又は気体ゲ
スト剤を散布してこれを気化膨張させる散布ノズ
ルを設け、前記気化膨張の際の蒸発潜熱でゲスト
剤とホスト剤を冷却してガスクラスレートを生成
することを特徴とする蓄冷装置。 ２ 蓄冷槽内に収容された液体又は気体ゲスト剤
と液体ホスト剤とガスクラスレートの生成速度を
促進させる種晶を冷却することによりガスクラス
レートを生成して蓄冷する蓄冷装置において、前
記蓄冷槽内の液体ホスト剤中に液体又は気体ゲス
ト剤を散布してこれを気化膨張させる散布ノズル
を設け、前記気化膨張の際の蒸発潜熱でゲスト剤
とホスト剤を冷却してガスクラスレートを生成す
ると共に前記蓄冷槽の底部に沈降する種晶を吸引
し、これを前記散布ノズル又は液体ホスト剤中に
別に設けた散布ノズルより散布し、種晶を液体ホ
スト剤中に均一に分散せしめる手段を設けたこと
を特徴とする蓄冷装置。[Scope of Claims] 1. In a cold storage device that generates gas clathrate and stores cold by cooling a liquid or gaseous guest agent and a liquid host agent contained in a cold storage tank, the liquid host agent in the cold storage tank is The method is characterized in that a spraying nozzle is provided to spray a liquid or gaseous guest agent and vaporize and expand it, and the guest agent and host agent are cooled by the latent heat of vaporization during the vaporization and expansion to generate gas clathrate. Cold storage device. 2. In a cold storage device that generates gas clathrate and stores cold by cooling a liquid or gaseous guest agent, a liquid host agent, and a seed crystal that accelerates the production rate of gas clathrate, which are housed in a cold storage tank, the cold storage tank A spraying nozzle is provided to spray a liquid or gaseous guest agent into the liquid host agent in the container and vaporize and expand it, and the guest agent and host agent are cooled by the latent heat of vaporization during the vaporization and expansion to generate gas clathrate. At the same time, a means is provided for sucking up the seed crystals settling at the bottom of the cold storage tank and dispersing them from the dispersion nozzle or a dispersion nozzle separately provided in the liquid host agent to uniformly disperse the seed crystals in the liquid host agent. A cold storage device characterized by:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59266248A JPS61147075A (en) | 1984-12-19 | 1984-12-19 | Cold accumulator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59266248A JPS61147075A (en) | 1984-12-19 | 1984-12-19 | Cold accumulator |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61147075A JPS61147075A (en) | 1986-07-04 |
| JPH0457954B2 true JPH0457954B2 (en) | 1992-09-16 |
Family
ID=17428328
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59266248A Granted JPS61147075A (en) | 1984-12-19 | 1984-12-19 | Cold accumulator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61147075A (en) |
Families Citing this family (4)
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|---|---|---|---|---|
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| JP2709485B2 (en) * | 1988-11-29 | 1998-02-04 | 株式会社前川製作所 | Direct contact cooling system |
| WO1993004139A1 (en) * | 1991-08-27 | 1993-03-04 | Allied-Signal Inc. | Improved thermal energy storage system and process for thermal energy storage and transfer |
-
1984
- 1984-12-19 JP JP59266248A patent/JPS61147075A/en active Granted
Also Published As
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