JPH0541330Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本考案は、地中低温倉庫の保冷用凍土形成装置
に関するものである。

「従来の技術」 第３図は、地中低温倉庫の従来例を示すもの
で、図中符号１は地盤、２は地中に形成された貯
蔵室、３はヒートパイプである。

前記ヒートパイプ３は、十分に脱気された真直
な円筒状の密閉容器３ａ内に作動流体を封入し、
その流体の相変化に伴つて熱移動が生じるように
構成されたもので、ほぼ垂直に地盤に立てられて
おり、密閉容器３ａの下部側に位置する蒸発部３
ｂは地中に埋設され、密閉容器３ａの上部側に位
置する凝縮部３ｃは地上の外気中に露呈した状態
とされている。また、地上外気中に露呈した凝縮
部３ｃには、熱の出入りの効率を上げるために、
受放熱用フイン（ラジエータ）４が複数突設され
ている。

このような地中低温倉庫は、冬季等における外
気の冷熱を、凍土の形で地中に蓄積しておいて、
その蓄積された冷熱を温暖な夏季等に使用するも
ので、貯蔵室２の冷却をすべて冷凍機等で賄うよ
うにした場合と比較すると、設備費（イニシヤル
コスト）やランニングコストを大幅に低減させる
ことができる。

「考案が解決しようとする課題」 しかし、ヒートパイプを利用した地中低温倉庫
は、開発されてから日が浅いことも相まつて種々
の解決すべき課題がある。

例えば、第３図例では、ヒートパイプが凍土の
形成に有効に機能するには、外気温度が氷点下と
なることが必要で、凍土の形成期間が冬季等の一
時期に限られ、地中低温倉庫を建設してから、前
記冷蔵室２の周囲に必要十分な凍土を形成するま
でに、長時間を要するという難点がある。

また、外気の温度変化が直接ヒートパイプの効
力に影響を及ぼし、冬季等に期待していた温度よ
りも暖かい日が予想以上続くと、凍土としての冷
熱の蓄積量が不足して、温暖な季節の後期には、
地中低温倉庫が使用不能になる恐れがある。

本考案は、上述の点に鑑みなされたもので、初
期凍土の形成を速やかにして地中低温倉庫の使用
開始までの時間を短縮すること、外気温度が気候
温暖等によつて上昇した場合にあつても、地中低
温倉庫を支障なく使用可能とすること等を目的と
するものである。

「課題を解決するための手段」 地中に形成した貯蔵室の回りの地盤を凍土化し
てそれを冷熱源として貯蔵室の保冷を行なうため
の地中低温倉庫の保冷用凍土形成装置であつて、
貯蔵室の回りの地盤に適宜間隔で複数配設される
とともに凝縮部が地上の外気に露呈され蒸発部が
地盤に埋設され密閉容器内に封入した作動流体に
より外気の冷熱を地中に伝達させるヒートパイプ
と、該ヒートパイプの密閉容器の回りに設けられ
冷却のためのジヤケツトと、ヒートパイプの離間
位置に設置され低温状態のブラインを発生させる
冷凍機と、該冷凍機によつて冷却されたブライン
をジヤケツトに流して前記凝縮部を冷却するブラ
イン流路とを具備する構成としている。

「作用」 地中低温倉庫の建設後、初期凍土の形成を行な
う場合には、外気の冷熱によつてヒートパイプを
介して地盤を冷却するのに加え、冷凍機の作動に
よつて低温状態のブラインを発生させ、該ブライ
ンをブライン流路によつてジヤケツトに送り込ん
で循環させることにより、ヒートパイプの凝縮部
を直接冷却し、この冷熱をヒートパイプの回りの
地盤に伝達することによつて凍土の形成を促進さ
せる。

地中低温倉庫の使用中においては、外気の冷熱
を利用して凍土の保冷を行ない、外気温度が気候
温暖等によつて上昇して凍土の維持が困難になつ
た場合には、冷凍機の作動、低温状態のブライン
の循環によつて凍土の保冷を行ない、これらによ
り、地中低温倉庫を周囲の状況に左右されること
なく使用可能とするものである。

「実施例」 以下、本考案に係わる地中低温倉庫の保冷用凍
土形成装置の一実施例を第１図に基づいて説明す
る。

第１図において、符号７は地中低温倉庫用ヒー
トパイプ（ヒートパイプ）、８は密閉容器、９は
ジヤケツト、１０は冷凍機、１１，１２はブライ
ン流路である。

前記ヒートパイプ７には、作動流体と封入した
密閉容器８と、その上部側に位置して地上の外気
に露呈される凝縮部８ｃの外周に取り付けられた
受放熱フイン４と、密閉容器８の凝縮部８ｃの下
部近傍における地盤１の地表に近い位置の外周に
取り付けられているジヤケツト９とが配設されて
おり、後述する第３図例と異なる部分を有する
が、図示を略した貯蔵室２の回りに、第３図例と
同様に、水平方向に対して適宜間隔で、かつ、垂
直に立てた状態に複数配設される。なお、図示符
号８ｂは密閉容器８の下部側に位置する地中に埋
設された蒸発部である。

前記ジヤケツト９は、ヒートパイプ７の密閉容
器８の回りに空隙を空けるように設けられ、該空
隙に後述する低温状態のブラインが循環状態に送
り込まれる。

前記冷凍機１０は、第１図に示すように、ヒー
トパイプ７から離間した位置に設置され、低温状
態のブラインを発生させるものであり、地上の外
気の温度およびヒートパイプ７の周囲の地中温度
を検出する温度検出手段を備えており、地上外気
温度が地中温度よりも高い場合等に、冷凍機１０
を自動的に作動させることを可能としている。ま
た、冷凍機１０の作動時におけるブラインの温度
は、地上外気の温度変化に応じて調整されるよう
になつている。

前記ブライン流路１１，１２は、ヒートパイプ
７におけるジヤケツト９と冷凍機１０との間に接
続状態に配され、冷凍機１０で発生させた低温状
態のブラインをジヤケツト９に流して、凝縮部８
ｃを冷却するものである。

前記ブラインとしては、エチレングリコールや
プロピレングリコール等の不凍液が使用されて、
−５℃〜−40℃の範囲で適当な温度に冷却され
る。

しかして、冷凍機１０を作動させると、低温状
態のブラインが発生し、この低温状態のブライン
をブライン流路１１，１２を介して、第１図の矢
印で示すように、ジヤケツト９に送り込んで循環
させることにより、ヒートパイプ７の蒸発部８ｂ
を低温状態にして、蒸発部８ｂの回りの地盤１を
氷点下にして凍土化することが行なわれ、冷凍機
１０を必要に応じて作動させることにより凍土化
することができるものとなる。

地中低温倉庫の建設直後にあつて、地上の外気
が氷点下の温度である場合には、外気の冷熱がヒ
ートパイプ７を経由して蒸発部８ｂに伝達される
（実際には高温部である蒸発部８ｂから凝縮部８
ｃへの熱伝達によつて放熱する）ことにより、蒸
発部８ｂの回りの地盤１が冷却されて、次第に凍
土化状態に導かれるが、貯蔵室２の回りの地盤１
を急速に凍土化したい場合や、外気温度が十分に
低くない場合には、冷凍機１０の作動により低温
状態のブラインを発生させ、該ブラインをブライ
ン流路１１，１２を介してジヤケツト９に送り込
んで循環させることによりヒートパイプ７の凝縮
部８ｃを直接冷却し、この冷却に伴つて作動液の
凝縮および冷却を行なつて、冷熱をヒートパイプ
７の回りの地盤１に伝達することによつて凍土の
形成を促進させる。

このような地中低温倉庫の建設直後の凍土化
後、初期凍土の形成後、つまり、地中低温倉庫の
使用中においては、外気が氷点下の温度であるこ
とを利用して、外気の冷熱をヒートパイプ７を介
して地中に伝達し、地盤１を冷却することによる
凍土の保持（保冷）が継続して行なわれることに
なる。

一方、外気温度が気候温暖等によつて上昇して
凍土の維持が困難になつた場合には、前述した温
度検出手段の作動によつて、地上の外気の温度や
ヒートパイプ７の周囲の地中温度を検出し、冷凍
機１０を作動させて、低温状態のブラインをヒー
トパイプ７に送り込んで、凍土および地盤１を必
要な時間だけ冷却することを自動的に行なうこと
等によつて、冷凍機１０の作動時におけるブライ
ンの温度を、地上外気の温度変化に応じて調整す
ることも併用して、凍土の保冷が行なわれる。こ
れらの設定により、地中低温倉庫を外気等の周囲
の状況に左右されることなく使用可能とするもの
である。

なお、ここまで説明した一実施例では、密閉容
器８の外周にブラインを流すための流路を、ジヤ
ケツト９を取り付けることにより提供することと
したが、ジヤケツト９を取り付ける代わりに、単
純に管を密閉容器８の外周に巻き付けるようにし
ても良く、また、密閉容器８を低温状態のブライ
ンにより冷却する箇所は、例えば密閉容器８の内
部を貫通する如く設けるようにしても良い。した
がつて、これらはジヤケツト９ト同様の概念およ
び作用によつて密閉容器８を冷却して、地盤１の
凍土化を促進するものとなる。

また、ジヤケツト９は、第２図に示すように、
密閉容器８の地上に露出した部分で、かつ、受放
熱用フイン４の下方となる位置に取り付けても良
い。しかし、外気の変動による影響力を最小限に
止どめるには、地中に設ける方が好ましい。

「考案の効果」 本考案に係る地中低温倉庫の保冷用凍土形成装
置においては、次のような効果を奏する。

(1) ヒートパイプの密閉容器の回りに設けられた
ジヤケツトと、低温状態のブラインを発生させ
る冷凍機と、冷凍機で発生させた低温状態のブ
ライン送り込むブライン流路とを具備するもの
であるから、冷凍機の作動によつて貯蔵室の回
りの地盤を速やかに凍土化して、地中低温倉庫
の建設後において使用可能となるまでの期間を
従来例と比較して著しく短縮することができ
る。

(2) 冷凍機によつて強制的に凍土化することによ
り、地上外気の温度が氷点下にならない場合で
も、凍土化を有効に行なつて地中低温倉庫を支
障なく使用することができる。

(3) 外気とヒートパイプとの組み合わせによる地
盤の冷却に加えて、冷凍機を併用することによ
り、外気温度が変化した場合や、異常気象等の
ために冷熱の貯蓄量が不足するような場合にあ
つても、環境条件に冷熱量を合わせて凍土を保
冷し、凍土の安定性を確保して地中低温倉庫の
信頼性を得ることができる。

(4) 凍土化の冷熱を主としてヒートパイプにより
行なつて冷凍機を補助的に使用し、かつ、ブラ
インによる冷却をヒートパイプを介して行なう
ことにより、構造の単純化を図り経済性を得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る地中低温倉庫の保冷用凍
土形成装置の一実施例を示す概略構成図、第２図
は本考案に係る地中低温倉庫の保冷用凍土形成装
置の他の実施例を示す概略構成図、第３図はヒー
トパイプを利用した地中低温倉庫の従来例を示す
概略構成図である。 １……地盤、２……貯蔵室、７……地中低温倉
庫用ヒートパイプ（ヒートパイプ）、８……密閉
容器、８ｂ……蒸発部、８ｃ……凝縮部、９……
ジヤケツト、１０……冷凍機、１１，１２……ブ
ライン流路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 地中に形成した貯蔵室２の回りの地盤１を凍土
   化してそれを冷熱源として貯蔵室の保冷を行なう
   ための地中低温倉庫の保冷用凍土形成装置であつ
   て、貯蔵室の回りの地盤に適宜間隔で複数配設さ
   れるとともに凝縮部８ｃが地上の外気に露呈され
   蒸発部８ｂが地盤に埋設され密閉容器８内に封入
   した作動流体により外気の冷熱を地中に伝達させ
   るヒートパイプ７と、該ヒートパイプの密閉容器
   の回りに設けられ冷却のためのジヤケツト９と、
   ヒートパイプの離間位置に設置され低温状態のブ
   ラインを発生させる冷凍機１０と、該冷凍機によ
   つて冷却されたブラインを前記ジヤケツトに流し
   て前記凝縮部を冷却するブライン流路１１，１２
   とを具備することを特徴とする地中低温倉庫の保
   冷用凍土形成装置。