(57)【要約】【課題】冬季の外気を利用して氷結させた氷を、夏季の冷房や、農産物の冷蔵等に使用できるようにした貯氷施設であって、組み立て作業や給水作業を容易にした簡易な構成の円柱水槽を用いた貯氷施設を提供する。【解決手段】上端開放の円柱水槽２を複数段積層固定した複数の積層円柱水槽３，３…を互いに所定間隔離間させて接合した水槽集合体４と、水槽集合体４を収納する断熱機能を有するハウジング７とを備え、ハウジング７は、入気口１１と、排気口１２と、冷気取り出し管１３とを備え、冬季に於いて、入気口１１からハウジング７内に冷たい外気を入気させ、ハウジング７内及び水槽集合体４内を循環させて円柱水槽２内に蓄えた水を氷結させ、氷結させた氷をハウジング７内で所定期間断熱貯蔵し、必要な時に、冷気取り出し管１３からハウジング７内の冷気をハウジング７外に取り出すように構成された円柱水槽を用いた貯氷施設１を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上端開放の有底の円柱水槽を複数段積層固定した複数の積層円柱水槽を互いに所定間隔離間させて接合した水槽集合体と、前記水槽集合体を収納する断熱機能を有するハウジングとを備え、
前記ハウジングは、前記ハウジングの下部に設けられた入気口と、前記ハウジングの上部に設けられた排気口と、前記ハウジング内の下部から前記ハウジング外に配管された冷気取り出し管とを備え、
冬季に於いて、前記入気口から前記ハウジング内に冷たい外気を入気させ、前記ハウジング内及び前記水槽集合体内を循環させて前記円柱水槽内に蓄えた水を氷結させ、前記ハウジング内の暖まった空気を前記排気口から排気させ、
氷結させた氷を前記ハウジング内で所定期間断熱貯蔵し、
必要な時に、前記冷気取り出し管から前記ハウジング内の冷気を前記ハウジング外に取り出すように構成されたことを特徴とする円柱水槽を用いた貯氷施設。
【請求項２】
前記円柱水槽は、下端外周部に八角形のフランジを備え、上端外周部に前記八角形のフランジに平行して突出する突出片を備え、上下に積層された円柱水槽は、前記フランジと、前記突出片とを互いに接合することにより固着し、隣接する前記積層円柱水槽は前記フランジ、前記突出片及び接合プレートを介して互いに接合することを特徴とする請求項１記載の円柱水槽を用いた貯氷施設。
【請求項３】
前記円柱水槽は、前記円柱水槽の上端部を内外に貫通して設けられたオーバーフロー管を備え、最下段の円柱水槽を除く円柱水槽は、前記オーバーフロー管から下段の円柱水槽内に水を排水する排水管を備え、前記積層円柱水槽の最上段の円柱水槽に給水すると、最上段の円柱水槽が所定水位になった時、前記オーバーフロー管から水がオーバーフローし、前記排水管を介して下段の円柱水槽内に水を給水し、同様にして最下段までの全ての円柱水槽内に水を給水するように構成されたことを特徴とする請求項１又は２記載の円柱水槽を用いた貯氷施設。
【請求項４】
前記円柱水槽の上端部の前記突出片の突出部位と重ならない位置に、外気を前記円柱水槽内に導入するための複数の切欠きが形成され、前記切欠きの一つを介して前記排水管の下端部を前記円柱水槽に挿入するように構成されたことを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか一に記載の円柱水槽を用いた貯氷施設。
【請求項５】
貯氷施設に収納する水槽集合体を構成する上端開放かつ有底の円柱水槽であって、下端外周部に八角形のフランジを備え、上端外周部に前記八角形のフランジに平行して突出する突出片を備え、上端部の前記突出片の突出部位と重ならない位置に、外気を前記円柱水槽内に導入するための複数の切欠きが形成され、上下に積層された前記円柱水槽は、前記フランジと、前記突出片とを互いに接合することにより固着可能であり、隣接する前記円柱水槽は前記フランジ、前記突出片及び接合プレートを介して互いに接合可能であることを特徴とする円柱水槽。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冬季の外気を利用して氷結させた氷を、夏季の冷房や、農産物の冷蔵等に使用できるようにした貯氷施設に関し、特に、組み立て作業や給水作業を容易にした簡易な構成の円柱水槽を用いた貯氷施設及びその円柱水槽に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、世界に於いてエネルギー消費が急激に増加し、そのため地球温暖化が加速している。地球温暖化は、各国でその対策が求められており、特に、先進国に於いては、エネルギー消費も激しく、率先して対策を講じる必要が生じている。
又、地球温暖化を防止するため、化石燃料に代わるＣＯ２を排出しない代替エネルギーが求められている。
我が国は、省エネ対策が進み、省エネ先進国となっているが、それでも全体のエネルギー需要は伸び続けており、更なる対策が求められている。
【０００３】
その対策の一つとして、例えば、夏季に於ける冷房等で使用するエネルギー消費を減らすことで、地球温暖化の抑制効果が期待できる。
そこで、夏季に於ける冷房等に、例えば、寒冷地における冬季の自然氷を利用すれば、エネルギー消費の減少化を図ることができる。
現在、地球温暖化が進んでいるとは言え、冬季間の本州の高地や北海道であれば何処でも自然氷を作ることは可能である。
【０００４】
此種の先行文献として、例えば、特許文献１には、冷たい外気の流れによって水収容部内の水を凍らせ氷を作る製氷室を備えた、建物における床下恒温収納システムが記載されている。
又、特許文献２には、貯水槽が積層状態に構成された貯氷層群が貯氷室内に設けられ、外気温度がマイナスの期間中、積極的に外気を取り入れて製氷する長期貯蔵装置が記載されている。
【特許文献１】特許第４１５６３２７号公報
【特許文献１】特公平４−５５６４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述した特許文献１及び２は、何れも、冬季の冷たい外気を利用し、エネルギー消費の減少化を図ることができるものであるが、特許文献１には、水収容部に複数の水槽が配置されているので、複数の水槽に夫々水を供給する煩雑な作業が発生する。
又、特許文献２には、貯水槽が積層状態に積み重ねられているため、貯水槽を積重ねる作業や、複数の貯水槽に夫々水を供給する煩雑な作業が発生する。
【０００６】
以上の現状に鑑み、本発明は、冬季の外気を利用して氷結させた氷を、夏季の冷房や、農産物の冷蔵等に使用できるようにした貯氷施設であって、組み立て作業や給水作業を容易にした簡易な構成の円柱水槽を用いた貯氷施設及びその円柱水槽を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決すべく、本発明は以下の構成を提供する。
請求項１に係る発明は、上端開放の有底の円柱水槽を複数段積層固定した複数の積層円柱水槽を互いに所定間隔離間させて接合した水槽集合体と、前記水槽集合体を収納する断熱機能を有するハウジングとを備え、
前記ハウジングは、前記ハウジングの下部に設けられた入気口と、前記ハウジングの上部に設けられた排気口と、前記ハウジング内の下部から前記ハウジング外に配管された冷気取り出し管とを備え、
冬季に於いて、前記入気口から前記ハウジング内に冷たい外気を入気させ、前記ハウジング内及び前記水槽集合体内を循環させて前記円柱水槽内に蓄えた水を氷結させ、前記ハウジング内の暖まった空気を前記排気口から排気させ、
氷結させた氷を前記ハウジング内で所定期間断熱貯蔵し、
必要な時に、前記冷気取り出し管から前記ハウジング内の冷気を前記ハウジング外に取り出すように構成されたことを特徴とする円柱水槽を用いた貯氷施設を提供するものである。
【０００８】
請求項２に係る発明は、前記円柱水槽は、下端外周部に八角形のフランジを備え、上端外周部に前記八角形のフランジに平行して突出する突出片を備え、上下に積層された円柱水槽は、前記フランジと、前記突出片とを互いに接合することにより固着し、隣接する前記積層円柱水槽は前記フランジ、前記突出片及び接合プレートを介して互いに接合することを特徴とする請求項１記載の円柱水槽を用いた貯氷施設を提供するものである。
【０００９】
請求項３に係る発明は、前記円柱水槽は、前記円柱水槽の上端部を内外に貫通して設けられたオーバーフロー管を備え、最下段の円柱水槽を除く円柱水槽は、前記オーバーフロー管から下段の円柱水槽内に水を排水する排水管を備え、前記積層円柱水槽の最上段の円柱水槽に給水すると、最上段の円柱水槽が所定水位になった時、前記オーバーフロー管から水がオーバーフローし、前記排水管を介して下段の円柱水槽内に水を給水し、同様にして最下段までの全ての円柱水槽内に水を給水するように構成されたことを特徴とする請求項１又は２記載の円柱水槽を用いた貯氷施設を提供するものである。
【００１０】
請求項４に係る発明は、前記円柱水槽の上端部の前記突出片の突出部位と重ならない位置に、外気を前記円柱水槽内に導入するための複数の切欠きが形成され、前記切欠きの一つを介して前記排水管の下端部を前記円柱水槽に挿入するように構成されたことを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか一に記載の円柱水槽を用いた貯氷施設を提供するものである。
【００１１】
請求項５に係る発明は、貯氷施設に収納する水槽集合体を構成する上端開放かつ有底の円柱水槽であって、下端外周部に八角形のフランジを備え、上端外周部に前記八角形のフランジに平行して突出する突出片を備え、上端部の前記突出片の突出部位と重ならない位置に、外気を前記円柱水槽内に導入するための複数の切欠きが形成され、上下に積層された前記円柱水槽は、前記フランジと、前記突出片とを互いに接合することにより固着可能であり、隣接する前記円柱水槽は前記フランジ、前記突出片及び接合プレートを介して互いに接合可能であることを特徴とする円柱水槽を提供するものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の請求項１記載の発明によれば、冬季の外気を利用して氷結させた氷を、夏季の冷房や、農産物の冷蔵等に使用できるようにした貯氷施設であって、簡易な構成で、組み立て作業や給水作業の容易な円柱水槽を用いた貯氷施設を提供することができる。
【００１３】
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明の効果に加え、積層された円柱水槽どうしの接合と、隣接する前記積層円柱水槽どうしの接合が容易となり、水槽集合体の組み立てが容易となる。又、接合部分のスペースが少なくて済むため、収納スペースに対して円柱水槽を効率良く配置できる。
【００１４】
請求項３記載の発明によれば、請求項１又は２記載の発明の効果に加え、各積層円柱水槽は、最上段の円柱水槽に給水することにより、全ての円柱水槽に給水することができ、給水が極めて容易になる。
【００１５】
請求項４記載の発明によれば、請求項１乃至３のうちいずれか一に記載の発明の効果に加え、切欠きによって外気を円柱水槽内に導入し、冷却効率を上げることができると共に、切欠きを排水管の下端部を円柱水槽に挿入するための挿入孔として兼用することができる。
【００１６】
請求項５記載の発明によれば、上下に積層された円柱水槽、及び、隣接する円柱水槽を容易に接合して貯氷施設に収納する水槽集合体を組み立てることができ、かつ、水槽集合体に組み立てられた時、給水作業が容易であり、更に、複数の切欠きから外気を円柱水槽内に導入することができる円柱水槽を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、実施例を示した図面を参照しつつ本発明の実施の形態を説明する。
図１に於いて、１は本発明の円柱水槽を用いた貯氷施設であり、貯氷施設１は、上端開放の有底の円柱水槽２，２…を複数段積層固定した複数の積層円柱水槽３，３…を互いに所定間隔離間させて接合した水槽集合体４と、側壁部が円筒型又は角筒型等の形状に形成され、内側壁全面に断熱材５が配設され、上部に屋根６が設けられ、内部に水槽集合体４を収納するハウジング７とを備えている。
【００１８】
ハウジング７は、ハウジング７の下部に入気口１１が設けられ、ハウジング７の上部に排気口１２が配設され、ハウジング７内の下部からハウジング７外に冷気取り出し管１３が配管され、ハウジング７の上部に冷気取り出し管１３から取り出した冷気が戻ってくる空気戻り管１４が配管されている。
尚、図に於いて１５は、前記排気口１２を開閉する蓋である。
【００１９】
図２は、前記ハウジング７内に配置された水槽集合体４を示し、水槽集合体４の各積層円柱水槽３，３…は、自立する如く起立状態に立設し、互いに所定間隔離間して接合されている。
【００２０】
前記円柱水槽２は、ステンレス、鉄、又は、プラスチック等で形成され、図３に示す如く、下端外周部に八角形のフランジ２１を備え、上端外周部に八角形のフランジ２１に平行して等間隔で突出する４つの突出片２２，２２…を備え、図４に示す如く、上下に積層された円柱水槽２，２は、フランジ２１と、突出片２２，２２…とをボルト締めにて互いに接合することにより固着され、隣接する積層円柱水槽３，３は接合プレート２３を介してボルト締めにて互いに接合される。即ち、フランジ２１と、突出片２２と、接合プレート２３とをボルト締めすることにより接合する。
尚、前記円柱水槽２の高さは「直径×２．５」より高くしない。余り縦長にすると、氷になるときの膨張力で水平方向に負荷が掛かり、破裂する虞がある。膨張を上方に逃がせる程度の高さとする。
図５（ａ）は接合プレート２３を示し、同図（ｂ）及び図６はフランジ２１、突出片２２及び接合プレート２３をボルト２４で螺着することにより隣接する積層円柱水槽３，３を互いに接合した状態を示している。
【００２１】
又、図４に示す如く、前記円柱水槽２は、円柱水槽２の上端部を内外に貫通して設けられたオーバーフロー管３１を備え、最下段の円柱水槽２を除く円柱水槽２は、オーバーフロー管３１から下段の円柱水槽２内に水を排水するフレキシブルチューブ等からなる排水管３２を備えている。オーバーフロー管３１は、円柱水槽２内の水が氷結したときの膨張スペースを確保するため、円柱水槽２の上端から所定寸法下げた位置に設けられる。尚、水は氷になると体積が略１割増加する。
【００２２】
更に、円柱水槽２の上端部の突出片２２の突出部位と重ならない位置に、外気を円柱水槽２内に導入するための複数の切欠き３３，３３…が形成され、切欠き３３の一つを介して排水管３２の下端部を円柱水槽２に挿入するように構成されている。
【００２３】
次に、図４を参照しながら、前記積層円柱水槽３に水を入れる場合について説明する。
積層円柱水槽３の最上段の円柱水槽２に給水すると、最上段の円柱水槽２が所定水位になった時、オーバーフロー管３１から水がオーバーフローし、排水管３２を介して下段の円柱水槽２内に水を給水し、同様にして下段の円柱水槽２が所定水位になった時、オーバーフロー管３１から水がオーバーフローし、排水管３２を介して次の下段の円柱水槽２内に水を給水し、同様にして最下段までの全ての円柱水槽２，２…内に水が給水される。
最下段の円柱水槽２のオーバーフロー管３１から水が溢れたら、最上段の円柱水槽２への給水を停止する。
尚、最下段の積層円柱水槽３から水が多少漏出し、床面上で凍っても、特に問題はない。又、給水は、基本的に一度行なえば、給水された水は毎年そのまま用いることができる。但し、多少の蒸発の可能性もあるので、念のため毎年一度オーバーフローさせる。
更に、図示は省略するが、給水管は基本的に積層円柱水槽３，３…の列の数だけ天井側に配管されており、給水管に設けた複数のノズルが各積層円柱水槽３，３…の真上に配設されて、各積層円柱水槽３，３…に給水する。
尚、給水管は、寒冷期は破裂しないように水抜きする。
【００２４】
而して、図１を用いて、前記円柱水槽を用いた貯氷施設１の使用手順について説明する。
先ず、冬季に於いて、円柱水槽を用いた貯氷施設１の水槽集合体４の全ての円柱水槽２，２…に前述の手順で水を満たした後、冬季に於いて、入気口１１からハウジング７内に冷たい外気を自然換気で入気させ、ハウジング７内及び水槽集合体４内を循環させて円柱水槽２，２…内に蓄えた水を氷結させ、ハウジング７内の暖まった空気を排気口１２から排気させる。
【００２５】
ハウジング７内に入気した外気は、水槽集合体４内の積層円柱水槽３，３…間の隙間を通過して積層円柱水槽３，３…を冷却し、円柱水槽２，２…内の水を氷結させ、発生する潜熱で温められた外気は、ハウジング７内を上昇して排気口１２からハウジング７外に排出される。
氷結した氷は、ハウジング７内で所定期間、例えば、冬季から夏季まで断熱貯蔵される。この時、入気口１１及び排気口１２は閉じられる。
そして、夏季の冷房や、農産物の冷蔵等、必要な時に、冷気取り出し管１３から、送風機等を介して、ハウジング７内の冷気をハウジング７外に取り出す。取り出して利用された後の空気は空気戻り管１４を介してハウジング７内に戻ってくる。
尚、夏季の冷房又は冷蔵を終えた時、水槽集合体４内にまだ氷が残っている状態が最適である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の円柱水槽を用いた貯氷施設の正面縦断面図である。
【図２】本発明の円柱水槽を用いた貯氷施設の平面断面図である。
【図３】（ａ）本発明の円柱水槽の平面図である。（ｂ）本発明の円柱水槽の正面図である。（ｃ）本発明の円柱水槽の底面図である。
【図４】本発明の積層円柱水槽の一部正面図である。
【図５】（ａ）本発明の接合プレートの平面図である。（ｂ）本発明の前記フランジ、前記突出片及び接合プレートを介して積層円柱水槽を互いに接合した状態を示す平面図である。
【図６】本発明の前記フランジ、前記突出片及び接合プレートを介して積層円柱水槽を互いに接合した状態を示す拡大正面図である。
【符号の説明】
【００２７】
１  円柱水槽を用いた貯氷施設
２  円柱水槽
３  積層円柱水槽
４  水槽集合体
７  ハウジング
１１  入気口
１２  排気口
１３  冷気取り出し管
２１  フランジ
２２  突出片
２３  接合プレート
３１  オーバーフロー管
３２  排水管
３３  切欠き
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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