JPH0477213B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、不凍液を満たした槽本体内にチユー
ブユニツトを配設し、該チユーブユニツトの軟質
チユーブ内に充填した水を冷却した不凍液によつ
て氷結させて冷熱を蓄熱する氷蓄熱槽に関する。

［従来の技術］ 従来、低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)および(ロ)のものが
知られている。

(イ) 水を満たした槽本体内に配設した伝熱管内
に、冷凍機によつて冷却した不凍液を循環さ
せ、前記伝熱管のまわりに製氷を行なうもの
（特開昭59−38535号公報参照）。

(ロ) 架橋ポリエチレン製の硬質パイプをコイル状
に巻回した伝熱管を不凍液を満たした槽本体内
に配設し、前記伝熱管内に充填した水を冷凍機
で冷却した不凍液により冷却して氷結させるも
の。

［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、伝熱管内を不
凍液３が循環するので、伝熱管の内圧が高くな
り、その強度を大きくしなければならない上、解
氷時において、伝熱管と氷層とが伝熱抵抗となる
ので伝熱効率が悪いという問題点があつた。また
(ロ)のものは、伝熱管に防蝕性があるものの、硬質
パイプをコイル状に巻回したものであるので、あ
まり密に巻回することができず、その伝熱面積の
増大には限界があり、槽本体の容積に対する氷の
体積の割合を大きくできない上、伝熱管内の水の
氷結時の体積膨張により伝熱管が破壊するおそれ
があ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、槽本体の容積に対す
る氷体積の割合を大きくできるとともに、解氷時
の伝熱効率も良好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、本発明の氷蓄熱槽
は、冷凍機により冷却される不凍液を満たした槽
本体内に、支持枠の上部および下部にそれぞれ支
持した上部支持棒と下部支持棒とにまたがつて軟
質チユーブを重ならないように巻回して形成した
チユーブユニツトを配設し、該チユーブユニツト
の軟質チユーブ内に水を充填するとともに、前記
チユーブユニツトの上部を前記不凍液の液面より
上方に突出させたものである。

また、冷凍機により冷却される不凍液を満たし
た槽本体内に、支持枠の上部および下部にそれぞ
れ支持した螺旋状の上部支持棒と螺旋状の下部支
持棒とにまたがつて軟質チユーブを重ならないよ
うに巻回して形成した円筒状のチユーブユニツト
を配設し、該チユーブユニツトの軟質チユーブ内
に水を充填するとともに、前記チユーブユニツト
の上部を前記不凍液の液面により上方へ突出させ
るとよい。

さらに上述のものにおいて、液面より上方に突
出したチユーブユニツトの軟質チユーブの上端部
にガス抜き孔を設けるとよい。

［作 用］ 冷凍機を運転して冷却させた不凍液を、槽本体
内へ循環させてチユーブユニツトの軟質チユーブ
内に充填されている水を氷結させ、冷熱を蓄熱す
る。この氷結により軟質チユーブ内の氷の体積が
膨張するがチユーブユニツトの軟質チユーブの不
凍液の液面より突出した部分は、扁平状に変形し
ており、この扁平状に変形した部分が氷の体積膨
張に見合つて円筒状にふくらみ、前記氷の体積膨
張を吸収する。また、チユーブユニツトの軟質チ
ユーブ内の氷の体積は、前記液面より突出してい
る部分の高さを変えることによつて、冷却部分の
長さの変動およびチユーブ内の変動に基くチユー
ブの膨張差により調節することができる。

請求項２記載の氷蓄熱槽においては、チユーブ
ユニツトを槽本体内へ設置する際の取扱いが簡単
になる。

また、請求項３記載の氷蓄熱槽においては、チ
ユーブユニツトの軟質チユーブ内に水を充填する
際にガス抜き孔から軟質チユーブ内の空気が外部
へ放出される。

［実施例］ 本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図において、１は槽本体であつて、該槽本
体１内には、例えば、エチレングリコールやプロ
ピレングリコール等より成る不凍液３が満たされ
ている。１１はチユーブユニツトを示し、該チユ
ーブユニツト１１の上部を不凍液３の液面２より
も上方に突出した状態で槽本体１内に配設されて
いる。

前記チユーブユニツト１１は、第２図Ａおよび
Ｂに詳細に示すように、支持枠１２の上部および
下部にそれぞれ支持させた５本の上部支持棒５と
５本の下部支持棒６とに、軟質合成樹脂等よりな
る１本の軟質チユーブ４を重ならないように巻回
したものである。本実施例において、支持枠１２
は、槽本体１の内壁の上方部に固着した互いに平
行な一対の上部支持体８，８′にそれぞれ一体的
に設けた上部ホルダ７，７′と、槽本体１の内壁
の下方部に固着した互いに平行な一対の下部ホル
ダ９，９′から構成されている。前記一対の上部
ホルダ７，７′間にほぼ等間隔に５本の支持棒５
−１〜５−５からなる上部支持棒５が、また、前
記一対の下部ホルダ９，９′間にほぼ等間隔に５
本の支持棒６−１〜６−５からなる下部支持棒６
がそれぞれ支持されている。なお、支持枠の構成
は本実施例にとどまらず、上部ホルダと下部ホル
ダとを支持柱にて結合し自立した構成のもの等を
使うこともできる。

そして、第２図Ａにおいて、上部支持棒５の内
の右側の支持棒５−１を基点として、軟質チユー
ブ４の一端を固着し、これと対向する下部支持棒
６の内の右側の支持棒６−１とかけまわし、軟質
チユーブ４が重ならないように巻回していく。前
記両支持棒５−１，６−１の全体にわたつて軟質
チユーブ４が巻回されたら、上部支持棒５の内の
隣の支持棒５−２にかけまわし、これと対向する
下部支持棒６の内の支持棒６−２に同様にかけま
わす。以後同様にして軟質チユーブを巻回して行
き、上部支持棒の内の左側の支持棒５−５で終わ
るように巻回する。なお、各支持棒に適宜手段に
より軟質チユーブ４を固着しておくと軟質チユー
ブがずれることがない。また、軟質チユーブ４は
一本の長尺のものに限らず、複数本に分割したも
のでもよく、支持棒の本数も必要に応じて増減す
る。

第３図に示す実施例においては、支持枠２７
は、十字状に交差した平板状の上部ホルダ２２，
２２′と十字状に交差した平板状の下部ホルダ２
３，２３′とを図示しない支柱により結合して構
成されている。そして、前記上部ホルダ２２，２
２′には螺旋状の上部支持棒２５を、下部ホルダ
２３，２３′には螺旋状の下部支持棒２６をそれ
ぞれ適宜手段により取付け、前記上部支持棒２５
の内側部に軟質チユーブ２４の一端を固着し、こ
れと対向する前記下部支持棒２６の内側部にかけ
まわし、軟質チユーブ２４が重ならないように順
次外側部へ巻回し、軟質チユーブの他端が上部支
持棒２５の最外側部で終わるように巻回し円筒状
のチユーブユニツト２１を構成する。なお、２０
は必要に応じて軟質チユーブ他端開口部に設けた
口金であり、該口金２０より水を軟質チユーブ２
４内に充填する。

本実施例は、チユーブユニツト２１が円筒状に
形成されているので、槽本体が地下水槽からなる
場合において、マンホール等を利用して地下水槽
内に設置することができる。

さらに、上述した各実施例のチユーブユニツト
１１，２１において、液面２より上方に突出した
チユーブユニツト１１，２１の軟質チユーブ４，
２４の上端部にガス抜き孔１２ａ（第３図には図
示していない）を設けることにより、軟質チユー
ブ４，２４内に水を充填する際にガス抜きを行な
うことができる。

次に、本発明の氷蓄熱槽の使用例について説明
する。

第１図に示すように、槽本体１内に複数個のチ
ユーブユニツト１１を配設し、不凍液３を満た
す。この場合、不凍液３の量は、前記チユーブユ
ニツト１１の上部が液面２よりも上方に突出する
ように満たすのであるが、この不凍液３の量を増
減することによつて液面２の高さすなわちチユー
ブユニツト１１の液面２より上方に突出した部分
の突出高さを調節し、チユーブユニツト１１内の
氷の量を増減させる。

ちなみに夜間において、低価な夜間電力を利用
して冷凍機１７およびポンプ１５を運転する。ポ
ンプ１５により冷凍機１７と槽本体１との間で循
環される不凍液３を冷凍機１７で冷却し、チユー
ブユニツト１１の軟質チユーブ４内に充填した水
を氷結し冷熱を蓄熱する。この氷結による体積膨
張は前記軟質チユーブ４の上端部の扁平状部分の
ふくらみによつて吸収され、軟質チユーブ４が破
壊するおそれがない。

一方、昼間において、ポンプ１４およびポンプ
１６を起動して不凍液３を熱交換器１８と槽本体
１との間で循環させ、チユーブユニツト１１の軟
質チユーブ４内の氷を解氷しつつ冷熱を熱交換器
１８へ運ぶ。該熱交換器１８において、ポンプ１
６によつて循環される水を冷却して各フアンコイ
ルユニツト１９に冷熱を運び各室を冷房するもの
である。

なお、第３図に示す円筒状のチユーブユニツト
２１を用いた場合も上述と同様なので説明は省略
する。

また、チユーブユニツト１１，２１の液面より
上方に突出する高さの変更は、上述の槽本体内に
おける不凍液の量の増減によるものにかえて、図
示しないが、チユーブユニツト１１，２１を槽本
体１に対し上下自在に支持し、チユーブユニツト
１１，２１を上下動させることにより変更するこ
ともできる。

［発明の効果］ 本発明は、上述のように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の氷蓄熱槽においては、チユーブユニ
ツト内に過大な内圧が発生せずかつ充填されてい
る水の氷結による体積増加は軟質チユーブの液面
上に突出した扁平状部分のふくらみにより充分に
吸収することができるので軟質チユーブの肉厚を
極めて薄くすることが可能となる。さらに、軟質
チユーブを密に巻回できるので槽本体の容積に対
するチユーブユニツト内の氷の量の割合を増大す
ることができるとともに、チユーブユニツト内の
氷の量の増減も簡単に行なうことができる。ま
た、軟質チユーブが上部支持棒および下部支持棒
との接触部で支持される構造なので、不凍液と水
との比重の差による軟質チユーブ同志の接触や絡
まりおよび軟質チユーブと槽本体との接触が発生
せず、その結果、軟質チユーブと不凍液との接触
面積が小さくならず、伝熱効率が高いとともに、
水を軟質チユーブ内に容易に入れることができ
る。

請求項２の氷蓄熱槽においては、上記効果のほ
か、チユーブユニツトの槽本体内への設置時等に
おいて、取扱いが容易となる。

請求項３の氷蓄熱槽においては、チユーブユニ
ツトの軟質チユーブ内への水の充填を、迅速、確
実に行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の蓄熱槽の一使用列を示す説明
図、第２図は本発明の一実施例の説明図であつ
て、Ａは蓄熱槽を一部破断して示した側面図、Ｂ
は同じく正面図、第３図は本発明の他の実施例を
示す要部斜視図である。 １…槽本体、２…液面、３…不凍液、４，２４
…軟質チユーブ、５，２５…上部支持棒、６，２
６…下部支持棒、７，７′，２２，２２′…上部ホ
ルダ、８，８′…上部支持体、９，９′，２３，２
３′…下部ホルダ、１０，１０′…下部支持体、１
１，２１…チユーブユニツト、１２，２７…支持
枠、１２ａ…ガス抜き孔。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 冷凍機１７により冷却される不凍液３を満た
   した槽本体１内に、支持枠１２の上部および下部
   にそれぞれ支持した上部支持棒５と下部支持棒６
   とにまたがつて軟質チユーブ４を重ならないよう
   に巻回して形成したチユーブユニツト１１を配設
   し、該チユーブユニツト１１の軟質チユーブ４内
   に水を充填するとともに、前記チユーブユニツト
   １１の上部を前記不凍液３の液面２より上方へ突
   出させた氷蓄熱槽。 ２ 冷凍機１７により冷却される不凍液３を満た
   した槽本体１内に、支持枠２７の上部および下部
   にそれぞれ支持した螺旋状の上部支持棒２５と螺
   旋状の下部支持棒２６とにまたがつて軟質チユー
   ブ２４を重ならないように巻回して形成した円筒
   状のチユーブユニツト２１を配設し、該チユーブ
   ユニツト２１の軟質チユーブ２４内に水を充填す
   るとともに、前記チユーブユニツト２１の上部を
   前記不凍液３の液面２より上方へ突出させた氷蓄
   熱槽。 ３ 液面２より上方に突出したチユーブユニツト
   １１，２１の軟質チユーブ４，２４の上端部にガ
   ス抜き孔を設けた請求項１または２記載の氷蓄熱
   槽。