(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水溶液と水和物スラリが成層分離した状態で貯蔵された貯蔵タンクから水和物スラリを取り出す際に液みちを形成させない方法であって、貯蔵タンクを槽１と槽２に二分する隔壁を設け、該隔壁に設けた連通部を通して前記水和物スラリを槽１と槽２の２つの間を流通可能とし、槽２から槽１に水和物スラリを流入させ、槽１から水和物スラリを取り出すことを特徴とする液みちを形成させない方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水和物スラリを貯蔵タンク内から取り出す方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ビル空調や地域冷暖房における冷熱媒体としては、冷水、氷スラリ、水和物スラリ等が用いられている。前記冷熱媒体は、夜間電力の有効利用及び電力負荷平準化を図るために、夜間に製造して貯蔵タンクに貯蔵しておき、昼間に貯蔵タンクから取り出して冷熱源として利用するという方法が一般に用いられている。
【０００３】
図６は、従来技術のうち冷熱媒体として水和物スラリを用いた場合の冷熱媒体循環系の説明図である。水和物スラリを用いた場合、夜間に貯蔵タンク１０１内の水溶液をポンプ１０３によってスラリ製造機１０４に移送して水和物スラリを製造し、製造された水和物スラリを再び貯蔵タンク１０１に戻して貯蔵しておく。翌日の昼間に貯蔵タンク１０１内の水和物スラリはポンプ１０６によって空調機１０７に送られ、室内の空気等の媒体と熱交換されて水溶液となり、再び貯蔵タンク１０１に戻される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記の従来技術において、水溶液と水和物スラリが混在するタンクから水和物スラリを払い出そうとする場合、水和物スラリと水溶液の粘性が異なるため、粘性が低く流動性の良い水溶液のみが払い出されるという問題がある。すなわち、図７に示すように水和物スラリの払出管４により水和物スラリを払い出そうとした場合、水和物スラリの層内に液みちが形成されて水溶液のみが払い出され、水和物スラリがタンクから払い出せないという問題があった。
【０００５】
さらに、上記問題を解決するために、水和物スラリと水溶液用のタンクを別々に設けた場合にも、図８に示すように、水和物スラリの粘性が大きいためにスラリ払出管の周りにすり鉢状の空間が形成され、水和物スラリの払出管４に空気が吸い込まれてしまうという問題があった。
【０００６】
本発明はこれらの問題点を解決し、水和物スラリを効率よく円滑に払い出すことができる水和物スラリの取り出し方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決するための本発明の特徴は以下の通りである。
【０００８】
請求項１の発明は、水溶液と水和物スラリが成層分離した状態で貯蔵された貯蔵タンクから水和物スラリを取り出す際に液みちを形成させない方法であって、貯蔵タンクを槽１と槽２に二分する隔壁を設け、該隔壁に設けた連通部を通して前記水和物スラリを槽１と槽２の２つの間を流通可能とし、槽２から槽１に水和物スラリを流入させ、槽１から水和物スラリを取り出すことを特徴とする液みちを形成させない方法である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の第一の実施形態を示す図である。貯蔵タンク１は、タンク内に設けた隔壁２により槽１と槽２に二分されている。前記隔壁２には、連通部３が設けられており、槽１と槽２の液は連通部３を通してお互いに流入可能な構成となっている。
【００１３】
槽１には水和物スラリの払出管４が接続され、槽２には槽１から払い出された水和物スラリが空調機で熱交換され水溶液となった液を戻すための水溶液の受入管５が接続されている。また、槽２には水和物スラリを製造する際にタンク内の水溶液を払い出しスラリ製造機に移送するための水溶液の払出管６と、製造した水和物スラリを再び貯蔵タンク１に戻す水和物スラリの受入管７が接続されている。
【００１４】
水和物スラリの比重が水溶液の比重より軽い場合は、貯蔵タンク１内に水和物スラリと水溶液が混在する状況では、比重差により水和物スラリが上部に、水溶液が下部にそれぞれ成層分離する。この場合、隔壁２に設ける連通部３を液面より少し下の位置に設けることにより、比重の軽い水和物スラリを選択的に槽１と槽２の間を流通させることが可能となる。なお、前記連通部３の形状は、粘性の高い水和物スラリを通過させる必要があるため、スリット状の連通部とすることが好ましい。
【００１５】
このような構成とすることにより、槽１には水和物スラリのみが貯蔵され、水和物スラリの払出管４から水和物スラリを払い出す際に、水溶液との間に液みちが形成されることもなく水和物スラリを効率よく円滑に払い出すことが可能となる。また、槽１には水和物スラリのみが貯蔵されているので、前記払出管４を接続する位置には特に制限はなく、貯蔵タンクの設置環境に応じて適宜選択することが可能となる。
【００１６】
なお、槽１には槽２から水溶液が流入することはないが、槽１に貯蔵されている水和物スラリが溶融する場合もある。この場合、水溶液が槽１の底部に溜まることとなるが、例えば槽１の底部に水溶液の抜取管を接続し、ポンプ等によりこの水溶液を槽２に戻す構成にすることにより水和物スラリの払出管４に溶解した水溶液が混入することを防止できる。なお、この抜取管は、前記水溶液の受入管５に接続することが好ましい。
【００１７】
また、水和物スラリの比重が水溶液の比重より重い場合は、水溶液が上部に、水和物スラリが下部にそれぞれ成層分離する。この場合、隔壁２に設ける連通部３を貯蔵タンク１の底面近傍に設けることにより、比重の重い水和物スラリを選択的に槽１と槽２の間を流通させることが可能となり、槽１には水和物スラリのみが貯蔵される。なお、隔壁２に設ける連通部３の位置以外の他の構成については図１と同様とすることができる。
【００１８】
本実施形態において、隔壁２に設ける連通部３の位置は移動可能とすることが好ましい。移動可能とすることにより、水和物スラリの性状に応じた適切な位置に連通部３を設けることができるようになるからである。ここで、隔壁２に設ける連通部３の位置を移動可能な構成とするには、例えば、予め隔壁２に複数のスリット状の連通部とその連通部に開閉自在な蓋とを設け、前記蓋を開ける位置を選択できる構成とすることにより行うことができる。
【００１９】
図２は本発明の第二の実施形態を示す図であり、（ａ）は貯蔵タンク１に隣接させてスラリ貯蔵容器９を別に設置した場合、（ｂ）は貯蔵タンク１内にスラリ貯蔵容器９を設置した場合を示した図である。ここで、図１と同一部分または相当する部分には同一の符号を付している。なお、本実施形態は、水和物スラリの比重が水溶液の比重より軽い場合を前提としている。
【００２０】
図２（ａ）は、貯蔵タンク１に隣接させてスラリ貯蔵容器９を別に設置し、貯蔵タンク１内上部の水和物スラリを隣接させたスラリ貯蔵容器９にオーバーフローさせるような構成にしたものである。これは、例えば、貯蔵タンク１の側壁の一部に周囲より壁の高さが低くなるような段差部を設け、そこからオーバーフローする水和物スラリをスラリ貯蔵容器９に落とし込むための樋状の通路をスラリ貯蔵容器９まで設けることにより行うことができる。
【００２１】
図２（ｂ）は、貯蔵タンク１内にスラリ貯蔵容器９を設置し、スラリ貯蔵容器９の側壁の高さを貯蔵タンク１の側壁の高さより低くすることにより、貯蔵タンク１内上部の水和物スラリをスラリ貯蔵容器９にオーバーフローさせるようにしたものである。
【００２２】
図２（ａ），（ｂ）ともに、貯蔵タンク１からスラリ貯蔵容器９への水和物スラリの移送を貯蔵タンク１からオーバーフローする水和物スラリをスラリ貯蔵容器９へ落とし込むようにして行うため、従来技術のスラリ払出管による水和物スラリの払出時に発生する液みちの形成を確実に防止することができる。
【００２３】
また、スラリ貯蔵容器９には水和物スラリのみが貯蔵され、水和物スラリの払出管４から水和物スラリを払い出す際に、水溶液との間に液みちが形成されることもなく水和物スラリを効率よく円滑に払い出すことが可能となる。
【００２４】
なお、第一の実施形態の槽１と同様にスラリ貯蔵容器９の底部には、水溶液の抜取管を接続し、ポンプ等によりこの水溶液を貯蔵タンク１に戻す構成にすることが好ましい。これにより、第一の実施形態の槽１と同様に水和物スラリの払出管４に溶解した水溶液が混入することを防止できるからである。
【００２５】
図３は本発明の第三の実施形態を示す図である。ここで、図１と同一部分または相当する部分には同一の符号を付している。
【００２６】
本実施形態においては、水和物スラリの払出管１０及び水溶液の受入管１１が貯蔵タンク１の内部に設けられており、前記水和物スラリの払出管１０及び水溶液の受入管１１には、それぞれ成層分離されている水和物スラリと水溶液の層内に複数の吸入孔１０ａ及び流出孔１１ａが設けられている。前記水和物スラリの払出管１０及び水溶液の受入管１１に複数の吸入孔１０ａ及び流出孔１１ａを設けることにより、吸入孔及び流出孔の開口面積が増大し、水和物スラリの吸入流速及び水溶液の流出流速が低減され、成層分離されている水和物スラリと水溶液の分離界面を乱すことなく界面を維持することが可能となる。成層分離された状態を維持することにより、選択的に水和物スラリのみを取り出すことが可能となる。また、水和物スラリ払出管１０の個々の吸入孔１０ａからの吸入流速を低減することにより、液みちの形成を低減させることも可能となる。
【００２７】
ここで、前記吸入孔及び流出孔の開口面積を増大させる方法としては、例えば吸入孔及び流出孔の数を増やす方法、吸入孔及び流出孔をスリット状の開口形状とする方法等を用いることができる。なお、吸入孔及び流出孔の開口部は、成層分離されている水和物スラリと水溶液の分離界面を乱さないように貯蔵タンク１内での流れが鉛直方向に略ピストンフローとなるように、底面に対し略水平面内にそれぞれの開口部を設けることが好ましい。
【００２８】
また、前記吸入孔及び流出孔には、流動抵抗部を設けることが好ましい。流動抵抗部を設けることにより、複数設置した吸入孔及び流出孔からの吸入流速及び流出流速がそれぞれ均等化、低流速化され、成層分離されている水和物スラリと水溶液の分離界面がより安定化するからである。なお、前記流動抵抗部を設ける方法としては、例えば吸入孔及び流出孔開口部に多孔質体を配する方法を用いることができる。
【００２９】
さらに、水和物スラリの払出管１０に設けたそれぞれの吸入孔１０ａには、吸入流速が急に増大した場合にその吸入孔を閉じることのできる機構を設けることが好ましい。液みちが形成され粘性の小さい水溶液が吸入されると流動抵抗が小さくなり、吸入流速が急に増大するため、吸入流速が急に増大した場合にその吸入孔を閉じることにより、払出管１０に水溶液が混入することを極力防止することが可能となる。
【００３０】
なお、吸入流速が急に増大した場合にその吸入孔を閉じることのできる機構としては、例えば図４に示すような機構を用いることができる。吸入孔１０ａの内部に開口部を開閉する弁２０が設けられており、弁２０は圧力差の小さい際は開口部を閉じるｂ方向に回動するようになっている。水和物スラリを吸入している際には流動抵抗が大きいので静圧が生じ弁２０はａ方向に回動し開口部が開いている。一方、水溶液の吸入により吸入流速が増した際には静圧が低下するので弁２０はｂ方向に回動し開口部を閉じる。
【００３１】
図５は本発明の第四の実施形態を示す図である。ここで、図１と同一部分または相当する部分には同一の符号を付している。
【００３２】
本実施形態は、水和物スラリを貯蔵するタンク１２と水溶液を貯蔵するタンクを別々に設けた場合の水和物スラリの貯蔵タンク１２に関するものであり、水和物スラリの貯蔵タンク１２内の水和物スラリの液上面に板状体１５を設けたものである。前記板状体１５を剛なものとすることにより、剛な板状体に接している水和物スラリの液面は自由表面とならず、液体の連続の式を満たすために周囲から水和物スラリが供給され板状体１５と同一の形状を保つため、従来技術の図８で示したようなスラリ払出管７の周りにできるすり鉢状の空間の形成が防止され、スラリ払出管４に空気が吸い込まれることを防止できる。
【００３３】
ここで、前記剛な板状体としては、例えばプラスチック板、金属製箱体等を用いることができる。なお、前記板状体は、水和物スラリの貯蔵タンク１２の水平断面形状と略同一形状とすることで、水和物スラリの払い出し効率を高めることができるため好ましい。
【００３４】
以上、本実施形態で説明した水和物スラリの液上面に板状体を設ける方法を上述の第一の実施形態から第三の実施形態における水和物スラリの液上面に適用することにより、より効果的な水和物スラリの払い出しが可能となる。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、水和物スラリを効率よく円滑に払い出すことができる水和物スラリの払い出し方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施形態を示す図である。
【図２】図２は本発明の第二の実施形態を示す図であり、（ａ）は貯蔵タンク１に隣接させてスラリ貯蔵容器９を別に設置した場合、（ｂ）は貯蔵タンク１内にスラリ貯蔵容器９を設置した場合を示した図である。
【図３】本発明の第三の実施形態を示す図である。
【図４】本発明の第三の実施形態における吸入流速が急に増大した場合にその吸入孔を閉じることのできる機構の説明図である。
【図５】本発明の第四の実施形態を示す図である。
【図６】従来技術のうち冷熱媒体として水和物スラリを用いた場合の冷熱媒体循環系の説明図である。
【図７】従来技術のスラリ払出管により水和物スラリを払い出そうとした場合の問題点を説明するための図である。
【図８】従来技術のスラリ払出管により水和物スラリを払い出そうとした場合の他の問題点を説明するための図である。
【符号の説明】
１  貯蔵タンク
２  隔壁
３  連通部
４  水和物スラリの払出管
５  水溶液の受入管
６  水溶液の払出管
７  水和物スラリの受入管
９  スラリ貯蔵容器
１０  水和物スラリの払出管
１０ａ  吸入孔
１１  水溶液の受入管
１１ａ  流出孔
１２  水和物スラリ貯蔵タンク
【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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【図７】
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【図８】
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