JPH0554029B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明はヒートパイプにより地盤を凍結させて
庫内を冷却させる低温貯蔵庫に関するものであ
る。

「従来の技術」 一般に、米などの穀物、食糧などを貯蔵する場
合には、一定した低温、定湿度の環境下にて行う
ことを要求される。

従来、この種の貯蔵施設としては、例えば、冷
凍機を用いて庫内を一定温度に保持するように構
成された低温貯蔵庫などが適用されているが、設
備費用（イニシヤルコスト）およびランニングコ
ストが高いものとなつている。

「発明が解決しようとする問題点」 本出願人等は、このような問題点を解決すべく
鋭意研究した結果、冬季における冷熱を凍土の形
で貯蔵し、温暖な夏季等にこの冷熱を供給すれ
ば、従来の冷凍機を使用した貯蔵庫に比べ、イニ
シヤルコストおよびランニングコストが少なくて
済むとの考えに至つた。

ところが、電力による強制冷却によつて、人工
凍土を造成すると、イニシヤルコストおよびラン
ニングコストの大幅な低減を実現することができ
ないのが実状である。

そこで、本出願人等は、ヒートパイプによる凍
土の造成について、各種の実験を実施し、低温貯
蔵庫としての利用の可能性について研究した結
果、積算寒度が400℃・dayより大きければ、ヒ
ートパイプにより地盤内に凍土を構築できるこ
と、自然冷熱をヒートパイプを介して、地下に長
期間貯蔵するためには、潜熱の形が理想的であ
り、そのためには岩盤よりも地盤の方が望ましい
こと、地盤の中でも、含水比が一般に高い粘性土
のほうが砂質土より適していること等の知見を得
た。

本発明はこのような知見を基になされたもの
で、ヒートパイプを利用して冬季の冷熱を地下に
貯蔵し、それを冷熱源として、庫内を低温に保持
することによつて、イニシヤルコストおよびラン
ニングコストを大幅に低減することができる低温
貯蔵庫を提供することを目的としている。

「問題点を解決するための手段」 本発明に係る低温貯蔵庫は、地盤の表面に掘削
した外気に開口する掘削穴を貯蔵場所として、該
穴の地盤の周囲に埋設したヒートパイプにより地
盤を凍結させて凍土を形成し、これによつて前記
掘削穴内を冷却させるもので、前記掘削穴の周囲
の地盤上に掘削穴の上面を覆う屋根を配置し、か
つ、前記ヒートパイプを、掘削穴の側壁部に沿つ
てその下端が掘削穴の床下部まで延出するように
し、さらに、前記ヒートパイプによつて凍土に形
成される地盤中には、内部にブラインを充填した
循環パイプを、少なくともその一部分を掘削穴内
に導びいた状態で、前記ヒートパイプに沿つて埋
設したものである。

「作用」 前記構成によれば、冬季に過冷外気エネルギー
を、掘削穴周囲の地盤の中に凍土および氷として
畜冷熱させることができ、温暖な春季および夏季
などに前記蓄冷熱エネルギーを利用して掘削穴内
を低温に保つことができる。また、そのときに、
ヒートパイプに沿つて地盤に埋設された循環パイ
プ内に充填されたブラインを循環させることによ
り、蓄冷熱エネルギーを効率的かつ均等に利用で
きるようになると共に、循環操作の制御を行うこ
とによつて掘削穴内の低温度を一定に保つことが
容易になされる。

「実施例」 以下、本発明を図面を参照して説明する。第１
図ないし第３図は本発明の一実施例を示すもの
で、図中、符号１は地盤Ｇの表面に掘削した外気
に開口する掘削穴（庫内）を示すものである。こ
の掘削穴１は、全体がほぼ長方形状に掘削されて
食糧などの貯蔵場所を構成するもので、図示例の
場合、掘削穴１の長方形状の底部２が平面に形成
され、かつ、この底部２の周囲の側壁部３が開口
部に向かうに従い上り勾配となつた傾斜面に形成
されている。

また、前記底部２の上面には捨てコンクリート
あるいは砕石等によつて、床版４が構築されると
ともに、傾斜面となつた側壁部３の上には、底部
２から順に土のう５が積まれ、かつ、掘削穴１の
周囲の盛土６の上面には、後述する屋根７を載せ
るためのコンクリート製の基礎部８が形成されて
いる。

そして、前記掘削穴１の周囲の地盤Ｇには、こ
の地盤Ｇを凍結させて凍土を形成し、掘削穴１内
を冷却させるヒートパイプ１０が、掘削穴１の周
囲に沿つて等間隔に複数設置されている。

このヒートパイプ１０は、第１図に示すよう
に、十分脱気された長寸の円筒状気密容器１１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したもので、図示例の
場合、気密容器１１の上端１１ａが基礎部８から
突出し、その下側が側壁部３と平行に底部近傍ま
で延びており、しかもその先端（下端）１１ｂが
底部（床）２下部まで延出する形態で埋設された
構造となつている。また、この気密容器１１の外
気に露出する上部外周には熱の出入りの効率を上
げるために、その長さ方向に沿つて複数の受放熱
用フイン１２が突設されている。

なお、図示例では、左右のヒートパイプ１０の
下端（気密容器１１の下端１１ｂ）が床下部で互
いに干渉しないように、互い違いに配設されてい
るが、この配置構造はこのものに限定されるもの
ではなく、例えば若干これらをラツプさせる構造
であつても良い。

そして、掘削穴１周囲の前記地盤Ｇには、ブラ
イン循環パイプ１３が、第１図に示される断面に
おいて前記ヒートパイプ１０に沿つた状態、かつ
その配列は、等間隔に複数配置された前記ヒート
パイプ１０の間に位置するように（第２図参照）
埋設されている。ただし、このブライン循環パイ
プ１３は前記ヒートパイプ１０とは異なり、その
両端部が基礎部８より外部へは突出しておらず、
掘削穴１内に設置されたヘツダー１４にそれぞれ
接続されてループ系を構成している。該ブライン
循環パイプ１３は、その内部に塩化カルシウム溶
液等の不凍液、いわゆるブラインを充填されたも
ので、別に用意される循環装置によりこのブライ
ンを前記ヘツダー１４を介して循環させるもので
ある。

前記掘削穴１の上面を覆う屋根７は、掘削穴１
の周囲の基礎部８に載置され、トラス構造の梁７
ａの上に断熱構造の屋根板７ａを被せた構造とな
つている。なお、この屋根７の構造はこのものに
限定されるものではなく、他の構造であつても良
い。

図中、符号１５で示すものは盛土の外面に敷か
れた断熱材を示すもので、特に夏季等の外気の温
度が高い時等に設けられるものである。

また、第３図は、このような構造の複数の低温
貯蔵庫Ａを並設（群設）した状態を示すもので、
このような配置とすれば、熱負荷が少なくなり、
効率的になるので好ましい。

次に、このような構成の低温貯蔵庫Ａの施工方
法およびその使用方法等を説明する。

第１図などに示すように、この低温貯蔵庫Ａを
構築するには、貯蔵場所の地盤の表面を掘削し
て、貯蔵空間を形成するための掘削穴１を形成す
るとともに、ヒートパイプ及びブライン循環パイ
プ埋設用の溝を掘削する。次いで、これらの溝に
ヒートパイプ１０およびブライン循環パイプ１３
を設置し、これらを埋め戻した後、側壁部３に沿
つて土のう５を縦積みし、掘削穴１の底部２の上
に捨てコンクリート等を打設して、床版４を構築
するとともに、基礎部８を形成する。そして、こ
の基礎部８の上面に屋根７を取り付け、該屋根７
の梁７ａにブライン循環パイプ１３用のヘツダー
１４を付設して、これとブライン循環パイプ１３
とを接続すると、第１図に示すような低温貯蔵庫
が構築される。

この施工は、地盤をその表面から掘削して埋め
戻し、コンクリート成形する単純作業であり、そ
の施工（例えばヒートパイプの設置など）に、特
別な技術（ボーリングなど）を必要とせず、ま
た、冷凍機の代わりにメンテナンスフリーなヒー
トパイプ１０によつて、冷熱源を構成するので、
その設置が簡単で、コストの低減を図ることがで
きる。

また、実施例の低温貯蔵庫Ａでは、側壁部３が
傾斜面に形成されているので、土のう５等の安価
なものでの支保が可能となり、貯蔵場所の構築の
コストを低減することができる。

このような構成の低温貯蔵庫を使用するには、
まず、冬季においてヒートパイプ１０の上部を、
寒気により冷却し、ヒートパイプ１０の周囲に凍
土Ｆを構築して、過冷外気エネルギーを蓄える。
すなわち、ヒートパイプ１０の上部が冬季の寒気
によつて冷却されると、気密容器１１内作動流体
が凝縮し液体となり、重力によつて気密容器の管
壁を伝わつて流下する。この結果、冷熱が下部に
運ばれ、この運ばれた冷熱によつて、気密容器１
１周囲の地盤Ｇが凍結させられて、気密容器１１
の周囲に、第１図に示すように、凍土Ｆが構築さ
れる。そして、この現象が冬季において繰り返さ
れ、ヒートパイプ１０の周囲には凍土Ｆが構築さ
れ、過冷外気エネルギー（冷熱エネルギー）が地
盤Ｇの中で凍土Ｆおよび氷という状態で蓄熱され
るのである。

一方、温暖な春季および夏季などにおいては、
凍土Ｆ中の畜冷熱エネルギーが放出され、庫内が
低温度に保れる。そしてこの際に、ブライン循環
パイプ１３内のブラインを循環させることによ
り、凍土Ｆに蓄熱された冷熱を回収し、それを庫
内に送り込むことができる。その結果、この、ブ
ラインの循環を制御することによつて庫内温度を
一定に保持することが可能である。

前記構成、作用の低温貯蔵庫によれば、掘削穴
１を貯蔵場所として、その周囲にヒートパイプ１
０およびブライン循環パイプ１３を設置し、掘削
穴１の上面を屋根７で覆うだけで実施に供するこ
とができるので、イニシヤルコストが少なくて済
み、またメンテナンスフリーなヒートパイプ１０
によつて、凍土Ｆや氷などを構築するものである
から、ランニングコストもほとんど負担とならな
い程度のものである。

なお、前記実施例実施例では、掘削穴１自身を
貯蔵場所としてこの上に屋根７を取り付ける構成
としているが、この掘削穴１に大口径のコルゲー
ト管やボツクスカルバート等を設置し、これらを
貯蔵場所として埋め戻す構造とすることも可能で
ある。

「発明の効果」 以上説明したように本発明によれば、冬季に過
冷外気エネルギーを掘削穴周囲の地盤中に凍土お
よび氷として蓄冷熱させることができる。また、
逆に温暖な春季および夏季などに前記畜冷熱を利
用して掘削穴内を低温に、しかも、ブラインを循
環させることにより、一定温度に保つことができ
るので、イニシヤルコストおよびランニングコス
トに優れた低温貯蔵庫を提供することができる。、
また、本発明によれば、地盤をその表面から掘削
して、この掘削穴内にヒートパイプおよびブライ
ン循環パイプを設置する構造としたので、その設
置が容易であるといつた利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明に係る低温貯蔵庫
の一実施例を示すもので、第１図は低温貯蔵庫の
構成を示す側断面図、第２図はその平面図、第３
図はそれら低温貯蔵庫を群設した状態を示す斜視
図である。 Ｇ……地盤、Ａ……低温貯蔵庫、１……掘削
穴、２……底部、３……側壁部、４……床版、５
……土のう、６……盛土、７……屋根、８……基
礎部、１０……ヒートパイプ、１１……気密容
器、１３……ブライン循環パイプ、１４……ヘツ
ダー、１５……断熱材。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 地盤の表面に掘削した外気に開口する掘削穴
   を貯蔵場所として、該掘削穴の周囲の地盤に埋設
   したヒートパイプにより前記地盤中に凍土を形成
   して、前記掘削穴内を冷却させる低温貯蔵庫であ
   つて、前記掘削穴の周囲の地盤上には掘削穴の上
   面を覆う屋根が配置され、かつ、前記ヒートパイ
   プは、掘削穴の側壁部に沿つてその下端が掘削穴
   の床下部まで延出され、しかも、前記ヒートパイ
   プにより凍土に形成される地盤中には、内部にブ
   ラインを充填された循環パイプが埋設されると共
   に該循環パイプの少なくとも一部が前記掘削穴内
   に導かれていることを特徴とする低温貯蔵庫。