(57)【要約】【課題】  確実に水密性を維持し、簡単な構造で配管が容易に接続され、配管の破損を防ぐこともできる氷蓄熱装置を提供する。【解決手段】  断熱性を有する氷蓄熱タンク１２と、氷蓄熱タンク１２に不凍液を循環させる主配管３４，７２を有する。主配管３４，７２の側面には、接続用の透孔４８，７８が形成され、透孔４８，７８の内周面にＯリング５０を備える。透孔４８，７８には、Ｏリング５０により水密に密着し軸方向に移動可能に接続されたメインパイプ６２，７０が差し込まれている。メインパイプ６２，７０には、細い複数の熱交換パイプ６８が設けられている。メインパイプ６２，７０は、一端部が主配管３４，７２に接続され他端部が閉鎖されて、交互に隣接して設けられている。主配管３４，７２の側面にはガイドプレート５２，８０が設けられ、メインパイプ６２，７０の閉鎖された端部が、ガイドプレート５２，８０の保持面５６に載せられて係止されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
断熱性を有する氷蓄熱タンクと、上記氷蓄熱タンクに不凍液を循環させる主配管と、上記主配管の側面に設けられた接続用の透孔と、上記透孔の内周面に設けられたシール材と、上記透孔に一端部が差し込まれ上記シール材により水密に密着し軸方向に移動可能に接続されたメインパイプと、上記メインパイプに接続された細い複数の熱交換パイプが設けられていることを特徴とする氷蓄熱装置。
【請求項２】
上記主配管は、不凍液を供給する供給側主配管と、不凍液を戻す戻り側主配管が設けられ、上記メインパイプは、一端部が上記供給側主配管に接続され他端部が閉鎖されて上記戻り側主配管近傍に達する供給側メインパイプと、一端部が上記戻り側主配管に接続され他端部が閉鎖されて上記供給側主配管近傍に達する戻り側メインパイプが交互に隣接して設けられ、上記各主配管の側面には略水平な保持面を有するガイドプレートが設けられ、上記供給側メインパイプと上記戻り側メインパイプの閉鎖された他端部は上記ガイドプレートの上記保持面に載せられて係止されていることを特徴とする請求項１記載の氷蓄熱装置。
【請求項３】
上記ガイドプレートは、上記主配管に沿って取り付けられる長尺部材であり、上記ガイドプレートの断面形状は、上記主配管に取り付けられる取付面と、上記取付面から上記取付面に対してほぼ直角に折り曲げられた上記保持面とを備えたことを特徴とする請求項１記載の氷蓄熱装置。
【請求項４】
上記メインパイプの、上記主配管の透孔に差し込まれる端部付近には、上記主配管の軸方向に互いに対向した一対の抜け止め用の透孔が設けられ、上記一対の透孔に上記メインパイプの内側から抜け止め用のピン部材が挿通されていることを特徴とする請求項１記載の氷蓄熱装置。
【請求項５】
上記シール材は、上記透孔内壁面に形成された取付溝に嵌合したＯリングであることを特徴とする請求項１記載の氷蓄熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、夜間電力を利用して冷却装置を運転し水を氷に変換してその潜熱による冷却エネルギーを蓄積し、この氷を冷却源として利用可能にする氷蓄熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、いわゆる氷蓄熱装置は、例えば上方が開口した矩形の氷蓄熱タンクが設けられ、氷蓄熱タンクの上端開口部付近には、互いに平行な一対の辺の内側に沿って、供給側主配管と戻り側主配管が設けられている。供給側主配管と戻り側主配管は、一端部が閉鎖され、他端部は氷蓄熱タンクの側面を貫通して外側に挿通されている。そして、供給側主配管は、供給用配管に接続され不凍液を冷却する熱交換器の不凍液出口に接続され、戻り側主配管は、熱交換器の不凍液入口に接続されている。
【０００３】
供給側主配管には、接続用の透孔が所定間隔で設けられ、この透孔に供給側メインパイプが接続されている。供給側メインパイプには、細い熱交換パイプが一体に複数本接続され、この熱交換パイプの先端は、氷蓄熱タンクの中を通過して戻り側メインパイプに接続されている。戻り側メインパイプは、さらに戻り側主配管に設けられた接続用の透孔に差し込まれている。
【特許文献１】特開２０００−９７４５５号公報
【特許文献２】特開２００１−２４１７０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来の技術の場合、主配管とメインパイプ接続は数が多く確実な水密性が要求されるため手間がかかり、製造コストもかかるものであった。また、氷蓄熱タンク内の温度変化によりメインパイプが伸縮したり、着氷による膨張で上方に盛り上がる方向に力が加わったりして、メインパイプと主配管とのつなぎ目に応力が生じ破損や漏れが生じる危険があった。このため、メインパイプと主配管を、水密且つある程度自由度のある状態で接続した氷蓄熱装置が求められていた。
【０００５】
この発明は、上記従来の技術の問題点に鑑みてなされたものであり、確実に水密性を維持し、簡単な構造で配管が容易に接続され、配管の破損を防ぐこともできる氷蓄熱装置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】
【０００６】
この発明は、断熱性を有する氷蓄熱タンクと、上記氷蓄熱タンクに不凍液を循環させる主配管と、上記主配管の側面に設けられた接続用の透孔と、上記透孔の内周面に設けられたシール材と、上記透孔に一端部が差し込まれ上記シール材により水密に密着し軸方向に移動可能に接続されたメインパイプと、上記メインパイプに接続された細い複数の熱交換パイプが設けられている氷蓄熱装置である。
【０００７】
また、上記主配管は不凍液を供給する供給側主配管と、不凍液を戻す戻り側主配管が設けられている。上記メインパイプは、一端部が上記供給側主配管に接続され他端部が閉鎖されて上記戻り側主配管近傍に達する供給側メインパイプと、一端部が上記戻り側主配管に接続され他端部が閉鎖されて上記供給側主配管近傍に達する戻り側メインパイプが交互に隣接して設けられている。上記各主配管の側面には略水平な保持面を有するガイドプレートが設けられ、上記供給側メインパイプと上記戻り側メインパイプの閉鎖された他端部は上記ガイドプレートの上記保持面に載せられて係止されている。
【０００８】
また、上記ガイドプレートは、上記主配管に沿って取り付けられる長尺部材であり、上記ガイドプレートの長手方向に対してほぼ直角な断面形状は、上記主配管に取り付けられる取付面と、上記取付面から上記取付面に対してほぼ直角に折り曲げられた上記保持面からなるＬ字形や、上記取付面の上下端部に上記取付面に対してほぼ直角に折り曲げられた一対の保持面が設けられたコ字形でもよい。
【０００９】
上記メインパイプの、上記主配管の上記透孔に差し込まれる端部付近には、上記主配管の軸方向に互いに対向した一対の抜け止め用の透孔が設けられている。さらに、上記一対の透孔には、上記メインパイプの内側から抜け止め用のピン部材が挿通されている。
【００１０】
上記シール材は、上記透孔内壁面に形成された取付溝に嵌合したＯリングを用いると良い。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の氷蓄熱装置は、短時間で簡単に配管の接続が可能であり、製造効率が良くコストもかからない。また、着氷による膨張や温度変化に伴うパイプ自体の伸縮の影響を吸収し、破損や漏れを確実に防ぎ、効果的に熱交換を行うことができる氷蓄熱装置である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、この発明の実施形態について図面に基づいて説明する。図１〜図５はこの発明の一実施形態を示すもので、この実施形態の氷蓄熱装置１０は、四角筒状に形成され上方に開口した氷蓄熱タンク１２が設けられている。氷蓄熱タンク１２は、断熱性を有する構造である。氷蓄熱タンク１２の一つの側面１２ａには、直角に隣接する他の側面１２ｂとの角部近傍で、氷蓄熱タンク１２の開口部付近に、後述する主配管３４を挿通する筒状の主配管取付口１４が外側に突出して形成されている。主配管取付口１４の先端には、ボルト用の透孔が設けられたつば部１６が外周面に突出して設けられている。主配管取付口１４の先端側には、中空のケース１８が取り付けられている。ケース１８の端部にも、ボルト用の透孔が設けられたつば部２０が設けられ、主配管取付口１４のつば部１８と透孔同士を連通させてボルトを挿通しナットで固定されている。ケース１８のつば部２０と反対側に位置する端面１８ａには、主配管３４に連通する配管２２が接続されている。
【００１３】
氷蓄熱タンク１２の側面１２ａとほぼ平行に位置する側面１２ｃには、側面１２ａの主配管取付口１４に対面する位置に、筒状の主配管保持口２６が外側に突出して形成されている。主配管保持口２６の先端には、ボルト用の透孔が設けられたつば部２８が外周面に突出して設けられている。主配管保持口２６の先端側には、覆い板３０が取り付けられている。覆い板３０にもボルト用の透孔が設けられ、主配管保持口２６のつば部２８と透孔同士を連通させてボルトを挿通しナットで固定されている。覆い板３０の内側面３０ａには、後述する主配管３４の端部に嵌合される突起３２が一体に設けられている。
【００１４】
氷蓄熱タンク１２の主配管取付口１４と主配管保持口２６には、主配管３４が取り付けられている。主配管３４の一端部３４ａは主配管取付口１４に挿通され、リング部材３６とフランジ部材３７，３８とスペーサ部材４０を介して、フレキシブルパイプ４２に接続されている。フレキシブルパイプ４２は、蛇腹構造により可撓性を有している。フレキシブルパイプ４２の先端部は、ケース１８の端面１８ａに挿通されて、ケース１８の外側の配管２２に接続されている。
【００１５】
主配管３４の他方の端部３４ｂは、フランジ部材４１を介して閉鎖部材４４が取り付けられて閉鎖されている。閉鎖部材４４は、氷蓄熱タンク１２の側面１２ｃ側の面に、覆い板３０の突起３２の先端が嵌合される図示しない凹部が形成されている。この凹部に突起３２の先端が嵌合されて、主配管３４の他方の端部３４ｂが、わずかに自由度を有して固定されている。
【００１６】
さらに、主配管３４は、氷蓄熱タンク１２内での落下防止のため、氷蓄熱タンク１２内面に設けられた保持片４６に係止されている。保持片４６は、主配管３４に対して平行に位置する氷蓄熱タンク１２の側面１２ｂの内側に取り付けられ、下端部が主配管３４の下半分に沿う半円形状に湾曲されている。保持片４６は、主配管３４の両端部付近と中央部付近の３箇所に設けられている。
【００１７】
主配管３４の、氷蓄熱タンク１２の側面１２ｂとは反対側、即ち氷蓄熱タンク１２の内側に面した部分には、図１，図５等に示すように、主配管３４の長手方向に沿って、後述するメインパイプ６２が挿通される透孔４８が所定間隔で複数個形成されている。透孔４８の直径は、メインパイプ６２の直径よりもわずかに大きく、また透孔４８同士の間隔も、メインパイプ６２の直径よりも大きく形成されている。透孔４８の内周面には、Ｏリング用の取付溝が一周して形成され、この取付溝にシール材であるＯリング５０が嵌合されて設けられている。
【００１８】
さらに、主配管３４の、氷蓄熱タンク１２の側面１２ｂと反対側、即ち透孔４８が設けられた部分には、長尺部材であるガイドプレート５２が取り付けられている。ガイドプレート５２は、主配管３４の透孔４８の挿通方向に対面する取付面５４と、取付面５４の下端部から取付面５４に対してほぼ直角に折り曲げられた保持面５６と、取付面５４の上端部から取付面５４に対してほぼ直角に折り曲げられた保持面５８が設けられ、断面形状がコの字形に形成されている。取付面５４には、主配管３４の透孔４８に連通する挿通口６０が設けられている。
【００１９】
主配管３４の透孔４８には、ガイドプレート５２の挿通口６０を通過してメインパイプ６２が差し込まれて連通されている。メインパイプ６２は合成樹脂製であり、主配管３４の透孔４８に挿通したときに、Ｏリング５０が移動可能に且つ水密に密着する直径である。メインパイプ６２の、主配管３４に挿通され解放された端部６２ａ付近には、図２，図４に示すように、主配管３４の挿通方向に互いに対向する一対の抜け止め用の透孔６４が設けられている。透孔６４には、メインパイプ６２を主配管３４の透孔４８に差し込んだ後に、メインパイプ６２の内側に、抜け止め用のピン部材６６が挿通され、抜け落ちを防止する。
【００２０】
メインパイプ６２には、使用状態で下側に面する部分に、長手方向に沿って等間隔に、細い熱交換パイプ６８が、メインパイプ６２に対してほぼ直角に下方に下垂して設けられている。熱交換パイプ６８は、氷蓄熱タンク１２の底部１２ｅ近傍で折り返され、隣設する同形のメインパイプ７０の下側に面する部分に連続している。ここで、メインパイプ７０の主配管３４側の端部７０ａは、主配管３４の透孔４８に挿通されず、先端部が閉鎖されて主配管３４に取り付けられたガイドプレート５２の取付面５４近傍に対面し、保持面５６に載せられて落下しないよう係止されている。
【００２１】
メインパイプ７０の反対側の解放された端部７０ｂは、氷蓄熱タンク１２の側面１２ｂと平行な側面１２ｄ近傍に設けられた主配管７２に連通して接続されている。主配管７２は主配管３４と同形であり、氷蓄熱タンク１２の側面１２ａ，１２ｃに、主配管３４と逆向きに取り付けられている。つまり、側面１２ｃの角部近傍に主配管取付口１４が形成され、主配管取付口１４の外側には、ケース１８が取り付けられている。ケース１８の端面１８ａには、主配管７２に連通する供給用または戻り用の配管７４が接続されている。そして側面１２ａには、主配管保持口２６が設けられ、主配管保持口２６の外側には、覆い板３０が取り付けられ、覆い板３０の内側面３０ａには主配管７２の端部に嵌合される突起３２が一体に設けられている。
【００２２】
主配管７２の側面の、氷蓄熱タンク１２の側面１２ｄと反対側、即ち氷蓄熱タンク１２の内側に面した部分には、主配管７２の長手方向に沿って、メインパイプ７０が挿通される透孔７８が所定間隔で複数個形成されている。透孔７８の内周面には、シール材であるＯリング５０が一周して設けられている。
【００２３】
主配管７２の、氷蓄熱タンク１２の側面１２ｄと反対側、つまり透孔７８が設けられた部分には、ガイドプレート５２と同形のガイドプレート８０が取り付けられている。ガイドプレート８０は、取付面８２と保持面８４，８６がコの字形に設けられ、取付面８２には主配管７２の透孔７８に連通する挿通口が設けられている。
【００２４】
メインパイプ７０の端部７０ｂは、主配管７２の透孔７８に、ガイドプレート８０の挿通口を通過して差し込まれて連通されている。メインパイプ７０の端部７０ｂ付近には、小孔９０が形成され、小孔９０にはピン部材６６が貫通して挿通され、抜け落ちを防止している。
【００２５】
メインパイプ７０には、使用状態で下側に面する部分に、細い熱交換パイプ６８が設けられている。また、メインパイプ７０に隣設されたメインパイプ６２の端部６２ｂは、主配管７２の透孔７８に挿通されず、先端部が閉鎖されてガイドプレート８０の取付面８２近傍に位置し、保持面８４に載せられて落下しないように係止されている。
【００２６】
次に、この実施形態の氷蓄熱装置１０の使用方法について説明する。配管２２，７４は、例えば配管２２を図示しない供給用配管を介して図示しない熱交換器の不凍液出口に接続すると、主配管３４とこの主配管３４に接続されるメインパイプ６２が不凍液の供給側となる。このとき、主配管７２とそれに接続されるメインパイプ７０が不凍液の戻り側となり、配管７４は図示しない熱交換器の不凍液入口に接続される。なお、氷蓄熱装置１０が複数個連結されるときは、主配管３４両端部３４ａ，３４ｂにフレキシブルパイプ４２が設けられて氷蓄熱タンク１２の外側に引き出され、隣接する他の氷蓄熱装置１０の主配管３４に接続される。そして、主配管７２の両端部もフレキシブルパイプ４２が設けられて氷蓄熱タンク１２の外側に引き出され、隣接する他の氷蓄熱装置１０の主配管７２に接続される。
【００２７】
次に、主配管３４，７２と配管２２，７４を接続した状態で、氷蓄熱タンク１２に水を充填し、熱交換器によって−数℃程度に設定された不凍液を、配管２２と主配管３４、メインパイプ６２を通過して熱交換パイプ６８内に流す。熱交換パイプ６８を流れた不凍液は、メインパイプ７０と主配管７２、配管７４を通過して熱交換器の不凍液入口へ戻り、再度所定温度に冷却される。このように不凍液を循環させることにより、氷蓄熱タンク１２内の水が凍結する。また、この氷蓄熱タンク１２内の氷を冷熱源として利用する場合は、同様に不凍液を循環させて図示しない熱交換器により不凍液に熱を吸収させ、熱交換パイプを循環させ氷蓄熱タンク１２内の氷により不凍液を冷却し、再び熱交換器へ送る。
【００２８】
この実施形態の氷蓄熱装置１０によれば、主配管３４，７２とメインパイプ６２，７０が嵌合により簡単に接続され、氷蓄熱タンク１２内の温度変化によりメインパイプ６２，７０が伸縮しても、配管３４，７２に対して移動可能なことにより応力がかからず、破損や漏れを防ぎ、安全である。主配管３４，７２とメインパイプ６２，７０の接続は、Ｏリング５０を有する透孔４８，７８にメインパイプ６２，７０を差し込むだけの簡単な構造であり、なおかつ確実に水密に接続することができる。また、主配管３４，７２の内側で、メインパイプ６２，７０の透孔６４，９０にはピン部材６６が挿通されているため、抜け落ちを防ぐことができる。メインパイプ６２，７０の、主配管３４，７２に接続されていない端部６２ｂ，７０ａは、ガイドプレート５２，８０の保持面５６，８４に係止され、ある程度移動が可能であり、なおかつ落下することがない。また主配管３４，７２は、各保持片４６により氷蓄熱タンク１２に係止されているため、多少移動が可能であり、なおかつ落下を防ぐことができる。
【００２９】
なお、この実施形態の氷蓄熱装置１０の主配管３４，７２の形状は、図６に示す主配管９２のように、透孔９４が形成された側面に、外側に突出する突条部９６を設け、突条部９６の内側にＯリング５０が二個、互いに平行に設けられても良い。これにより、メインパイプ６２，７０の取付強度が向上し、確実に水密に接続することができる。また、図７に示す主配管９８のように、断面形状が矩形でも良い。矩形の場合に、透孔１００が設けられている面９８ａをその他の面よりも厚く形成して透孔１００の挿通長さを長くしても良い。
【００３０】
また、図８に示すように主配管１０２の、上側面に透孔１０４が設けられても良い。この場合、メインパイプ１０６の端部は上から差し込むようにL字形に折り曲げられている。この主配管１０２によれば、メインパイプ１０６を上から差し込むため、故障したメインパイプ１０６を、その他のメインパイプ１０６を主配管１０２に接続した状態で、個別に交換することができる。また、図９に示すように主配管１０８の、下側面に透孔１１０が設けられても良い。この場合、メインパイプ１１２は下から差し込んで接続され図示しない保持手段により、メインパイプ１１２が落下しないように保持する。
【００３１】
なお、この発明の氷蓄熱装置は、上記実施形態に限定されるものではなく、適宜変更可能であり、例えばメインパイプが主配管から抜け落ちないようにするピン部材は、ほかの手段でも良い。また、メインパイプの接続されていない端部は、ガイドプレート以外の手段で抜け落ちの防止を行っても良い。ガイドプレートの断面形状はコの字形以外に、取付面と保持面が交差するＬ字形等でもよい。また、メインパイプの端部の側周面に、主配管の透孔に差し込まれる小径部を形成し、主配管には小径部の周縁部に当接する段部を設け、メインパイプの差込量が一定になるように規制しても良い。さらに、熱交換パイプの本数や長さは、適宜設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】この発明の一実施形態の氷蓄熱装置の部分破断平面図である。
【図２】この実施形態の氷蓄熱装置の部分拡大平面図である。
【図３】この実施形態の氷蓄熱装置の縦断面図である。
【図４】この実施形態の氷蓄熱装置の部分拡大縦断面図である。
【図５】この実施形態の氷蓄熱装置の部分拡大斜視図である。
【図６】この実施形態の氷蓄熱装置の主配管の変形例を示す縦断面図である。
【図７】この実施形態の氷蓄熱装置の主配管の他の変形例を示す縦断面図である。
【図８】この実施形態の氷蓄熱装置のメインパイプの変形例を示す部分拡大縦断面図である。
【図９】この実施形態の氷蓄熱装置のメインパイプの他の変形例を示す部分拡大縦断面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１０  氷蓄熱装置
１２  氷蓄熱タンク
１４  主配管取付口
２２，７４  配管
２６  主配管保持口
３４，７２  主配管
４６  保持片
４８，７８  透孔
５０  Ｏリング
５２，８０  ガイドプレート
５６，８４  保持面
６２，７０  メインパイプ
６６  ピン部材
６８  熱交換パイプ
【図１】
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【図２】
2005321117.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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