(57)【要約】【課題】潜熱の効率的な利用を可能とする。【解決手段】貯蔵庫などの庫内における温度変化を緩やかなものとする方法であって、前記庫内１１の温度変化を凍結潜熱で緩衝し所定範囲に留めるべく設定される凍結液容量を、庫内１１に流通する冷気に各個表面をさらす小型容器３０に小分けして貯蔵することを特徴とする温度緩衝方法。【選択図】      図２
2004271135.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
貯蔵庫などの庫内における温度変化を緩やかなものとする方法であって、前記庫内の温度変化を凍結潜熱で緩衝し所定範囲に留めるべく設定される凍結液容量を、庫内に流通する冷気に各個表面をさらす小型容器に小分けして貯蔵することを特徴とする温度緩衝方法。
【請求項２】
前記小型容器は、人手による運搬可能なサイズのものであることを特徴とする請求項１に記載の温度緩衝方法。
【請求項３】
前記凍結液を貯蔵した小型容器を、不凍液を収めて前記庫内に設置された不凍液水槽中に配置することを特徴とする請求項１または２に記載の温度緩衝方法。
【請求項４】
前記凍結液を貯蔵した小型容器または当該小型容器が配置された前記不凍液水槽を、前記庫内の床部に配置することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の温度緩衝方法。
【請求項５】
前記凍結液を貯蔵した小型容器または当該小型容器が配置された前記不凍液水槽を、前記庫内の内面と離間して配置することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の温度緩衝方法。
【請求項６】
前記凍結液が水であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の温度緩衝方法。
【請求項７】
貯蔵庫などの庫内における温度変化を緩やかなものとする装置であって、前記庫内の温度変化を凍結潜熱で緩衝し所定範囲に留めるべく設定される凍結液容量を小分けして貯蔵し、庫内に流通する冷気に各個表面をさらす小型容器を有してなる温度緩衝装置。
【請求項８】
貯蔵庫などの庫内における温度変化を緩やかなものとする装置を備える構造物であって、前記庫内の温度変化を凍結潜熱で緩衝し所定範囲に留めるべく設定される凍結液容量を小分けして貯蔵し、庫内に流通する冷気に各個表面をさらす小型容器を有してなる温度緩衝装置を備えた構造物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、温度緩衝方法および装置、並びに前記装置を備える構造物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
冬季における氷雪等による寒気など、自然の冷熱エネルギーを利用した低温貯蔵施設は、貯蔵のための定常的電力を不要とし運営コストに優れた施設となる。このような施設には、氷点付近で貯蔵物を貯蔵するため、例えば製氷容器が装備されている。水を湛える製氷容器は、湛えた水を周囲の冷気により氷結させる。他方、周囲温度が上昇しはじめると氷結していた氷が溶けだして周囲に冷気を発する。そしてこの冷気は貯蔵施設内にファンなどで循環される。このように、氷結に伴う凍結潜熱を適宜利用し、前記低温貯蔵施設内を所定の適温に維持するのである（特許文献１）。しかしながら、次のような技術課題が指摘されている。
【０００３】
【特許文献１】
特公平４−５５６４７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
つまり、製氷容器に納められた水が氷結する際に、その表面から氷結が進んでいく現象に由来するものである。表面が氷結したとしても、その製氷容器内部に至るまで完全に氷結が完了することは難しく、潜熱の有効活用が達成されていなかったのである。また、貯蔵施設内における冷気等の循環に、ファンなどの動力を必要とする装置を稼動させざるをえず、ランニングコストの上昇やメンテナンスの増大を招来していた。しかも、停電などの動力源が断たれた場合に対処しにくい上、貯蔵施設の有効スペース、つまり本来の貯蔵目的のエリアが狭められてしまうという課題も残されていた。
【０００５】
そこで本発明はこのような課題に着目してなされたもので、潜熱の効率的な利用を可能とする温度緩衝方法および装置、並びに前記装置を備える構造物を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の温度緩衝方法は、貯蔵庫などの庫内における温度変化を緩やかなものとする方法であって、前記庫内の温度変化を凍結潜熱で緩衝し所定範囲に留めるべく設定される凍結液容量を、庫内に流通する冷気に各個表面をさらす小型容器に小分けして貯蔵することを特徴とする（第１の発明）。
【０００７】
第２の発明は、第１の発明において、前記小型容器は、人手による運搬可能なサイズのものであることを特徴とする。この小型容器としては、例えばペットボトルなどが挙げられる。
【０００８】
第３の発明は、第１または２の発明において、前記凍結液を貯蔵した小型容器を、不凍液を収めて前記庫内に設置された不凍液水槽中に配置することを特徴とする。
【０００９】
第４の発明は、第１〜３のいずれかの発明において、前記凍結液を貯蔵した小型容器または当該小型容器が配置された前記不凍液水槽を、前記庫内の床部に配置することを特徴とする。
【００１０】
第５の発明は、第１〜４のいずれかの発明において、前記凍結液を貯蔵した小型容器または当該小型容器が配置された前記不凍液水槽を、前記庫内の内面と離間して配置することを特徴とする。
【００１１】
第６の発明は、第１〜５のいずれかの発明において、前記凍結液が水であることを特徴とする。
【００１２】
第７の発明は、貯蔵庫などの庫内における温度変化を緩やかなものとする装置であって、前記庫内の温度変化を凍結潜熱で緩衝し所定範囲に留めるべく設定される凍結液容量を小分けして貯蔵し、庫内に流通する冷気に各個表面をさらす小型容器を有してなる温度緩衝装置にかかる。
【００１３】
第８の発明は、貯蔵庫などの庫内における温度変化を緩やかなものとする装置を備える構造物であって、前記庫内の温度変化を凍結潜熱で緩衝し所定範囲に留めるべく設定される凍結液容量を小分けして貯蔵し、庫内に流通する冷気に各個表面をさらす小型容器を有してなる温度緩衝装置を備えた構造物にかかる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態につき、添付図面を参照して詳細に説明する。図１は本実施形態における低温貯蔵施設の一部断面斜視図であり、図２（ａ）は同横断面図及び（ｂ）は縦断面図である。図１において、この貯蔵施設１００は、例えばコンクリート製の底版２及びこれの両側に立ち上げられた側版３と、両側版３上に跨った状態でこれの上部を覆う半円筒形屋根部４、及び長手方向両側を覆うコンクリート製の外壁５からなる半円筒形の建物１を備えている。
【００１５】
前記屋根部４は、例えば大径の金属製コルゲートチューブの半分割体から構成されるもので、屋根部４の構築後、出入口となる前部隔壁５を残して建物全体を覆土７で覆うことにより建物１全体を地中に埋設する事で覆土７を断熱材として機能させている。さらに、建物１の周囲を囲んで覆土７内には、土中冷却パイプ１３が予め多段に埋設配管され、その両端を建物１の前面周囲に露出させている。
【００１６】
そして、施設の使用開始時期に、各冷却パイプ１３を図示しない冷凍機に接続し、内部に冷媒を循環させることで覆土７を凍土化し、この人工凍土によって建物１の周囲全体を冷却することも可能である。
【００１７】
前記建物１の内側は、隔壁８，９によって長手方向に３分割されている。このうち前部が準備室１０であり、最大容積を有する中間部が貯蔵庫１１であり、後部室が氷室１２となっている。前部外壁５に配置された扉１４と合わせて各隔壁８，９に設けた扉を介してそれぞれの室間及び建物１の内外は連絡されている。なお、外壁５及び隔壁８に設けた扉１４は保冷扉である。なお、前記氷室１２には、貯蔵庫１１への冷気提供を担う氷を生成する製氷容器１２ａが配置される。
【００１８】
前記貯蔵庫１１における床面の中央には、これより一段低い潜熱水槽１７が形成され、当該潜熱水槽１７に湛えられた不凍液２５中に所定数の小型容器３０が収容されている。この小型容器には、貯蔵庫１１内の温度変化を凍結潜熱で緩衝し所定範囲に留めるべく設定される凍結液容量を小分けにしたものが収められている。貯蔵用のスペースを潜熱水槽１７が必要以上に占有しないこのような形態により、貯蔵庫１１の有効スペースを従来よりも広範なものとできる。このような潜熱水槽１７は前記氷室１２内に配置するものともできる。
【００１９】
なお、小型容器３０が配置された前記潜熱水槽１７（不凍液水槽）は、対流を妨げないよう庫内１１の内面と離間して配置するものとする。また、この小型容器３０は、庫内に流通する冷気に各個表面をさらす形状、好ましくは容積／表面積比の小さな形態である。サイズとしては、例えばペットボトルなど、人手による運搬可能なサイズのものであることが好ましい。
【００２０】
更に図３に示すように、前記ペットボトル以外にも、例えば（ａ）図の如き、そろばん玉状の小型容器３０を軸体５５にて連結させてなるユニット５０を想定してもよい。この場合、前記軸体５５を前記潜熱水槽１７の天板および底板に固定し、数珠繋ぎになった小型容器３０が適宜離間して並列することとなる。また、他にも、（ｂ）図に示すように、波状の小型容器３０を軸体５５で上記同様に潜熱水槽１７において係止する形態も想定できる。この場合、小型容器３０の波状の外形をなす表面は、互いに屈曲部位で対向しつつも適宜離間している。このように小型容器３０を取り扱うこととすれば、ユニット５０毎に運搬・設置ができ作業効率が向上する。また、各小型容器３０の転倒という危惧も解消される。
【００２１】
上記いずれにしても、「小型容器に小分けする」という概念は、小型容器が互いに独立するものに限定されず、互いに連結している形態をも包含可能である。更に、小型容器３０の材質も、ペットボトルの如き樹脂材のみならず、適宜な熱伝導性と強度を有するものであれば、金属の他、様々なものを適用できる。また、内部に収める凍結液３１としては水が想定できるが、凍結開始温度が同程度のその他の凍結液を利用することも可能である。
【００２２】
図２（ｂ）に示すように、潜熱水槽１７に特に不凍液を蓄えないドライな環境で前記小型容器３０を積層して配置することもできる。各小型容器３０は内部に水などの凍結液３１を蓄えている。小型容器３０周囲の温度が上昇すれば氷結していた凍結液３１が溶けだして冷却用の冷気を発する。他方、周囲の温度が下降すれば氷結を進行させ凍結潜熱をして温度変化を緩衝せしめる。
【００２３】
小型容器３０の前記潜熱水槽１７内での配列は、例えば全体に左右対称であって潜熱水槽１７の天板面に沿って多段に積層される。また各小型容器３０間に離間材２６を配して隙間を設け積層する。加えて、潜熱水槽１７の内壁面とも適宜離間させて配置する。このように、各小型容器３０で潜熱水槽１７を占有する如き配置としても、熱交換面積を十分に確保可能である。また、貯蔵庫１１全体の温度緩衝に要する凍結液容量が小型容器３０に小分けにされて表面積をかせぐことができ、各個表面を冷気に十分にさらすことなる。つまり、単に大きな水槽に湛えられた凍結液の表面のみが凍結して潜熱を活用するといった形態ではなく、小型容器３０毎にその表面は勿論のこと内部までも氷結現象が進行しやすく、凍結潜熱の有効利用が確実に図られるのである。
【００２４】
前記潜熱水槽１７における小型容器３０が蓄えた凍結液３１は、上述したように、周囲温度が上昇すれば溶けだして冷気を発する。一方で、周囲温度が降下すれば自ら凍結して凍結潜熱の発生をみる。このように凍結液３１に由来する冷気等は、前記氷室１２の製氷容器１２ａにおける氷由来の冷気とあいまって貯蔵庫１１内を対流となって流通する。つまり、本発明においては、前記冷気が、適宜な対流経路を通って貯蔵庫１１で対流をなし、当該貯蔵庫１１内の貯蔵物らを冷却する。一方、この貯蔵庫１１で暖められて膨張した暖気は貯蔵庫１１と潜熱水槽１７あるいは氷室１２との気圧差により、環流をなす。したがって、特にファンなどの動力源を要することなく、貯蔵庫内に冷気の対流を生じることが可能となるのである。
【００２５】
【発明の効果】
以上の説明により明らかなように、本発明による温度緩衝方法等によれば、小型容器に凍結液容量を小分けすることで凍結が進みやすい表面積を大きくし、潜熱の有効活用が達成されることとなる。また、貯蔵施設内における冷気等の循環に、ファンなどを必要とせず、ランニングコストの抑制やメンテナンスの低減といった効果を奏する。しかも、停電などに影響されることが少ない上、潜熱水槽が床下部分に配置されて貯蔵施設の有効スペース、つまり本来の貯蔵目的のエリアをほとんど狭めないといった効果も存する。
しかして、潜熱の効率的な利用を可能とする温度緩衝方法および装置、並びに前記装置を備える構造物を提供可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態における低温貯蔵施設の一部断面斜視図である。
【図２】（ａ）は同横断面図及び（ｂ）は縦断面図である。
【図３】（ａ）は小型容器の形態例１、（ｂ）は同形態例２を示す図である。
【符号の説明】
１００  貯蔵施設
１      建物
２      底版
３      側版
４      半円筒形屋根部
５      外壁
７      覆土
８，９  隔壁
１０    準備室
１１    貯蔵庫
１２    氷室
１３    土中冷却パイプ
１４    扉
１７    潜熱水槽、不凍液水槽
２５    不凍液
２６    離間材
３０    小型容器
３１    凍結液
５０    ユニット
５５    軸体
【図１】
2004271135.tif 000003
【図２】
2004271135.tif 000004
【図３】
2004271135.tif 000005