(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部が開放され水が溜められる箱状の蓄熱槽において、この蓄熱槽は外箱と内箱と両箱間に介装される断熱材とで構成され、各箱は夫々強化プラスチックにて一体成形され、この内箱の内部には前記水を冷やして氷を作成する若しくは加熱して温水を作成するための冷媒管が収納され、且つこの内箱の角に沿って溝が形成されており、その溝には蓄熱槽の外部に水を排出する排水部が設けられていることを特徴とする蓄熱槽。
【請求項２】
請求項１に記載の溝には、請求項１記載の冷媒管を支えるフレームが載置されるクッション材を配置させたことを特徴とする蓄熱槽。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、外箱と内箱と両箱間に介装される断熱材とで構成され、この内箱の内部に水張りして蓄熱を行う蓄熱槽に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、圧縮機及び熱源側熱交換器を備えた熱源側ユニットと、蓄熱槽内に冷媒管（コイル）が水没状態で配設された氷蓄熱ユニットと、利用側熱交換器を備えた利用側熱交換ユニットとを有した空気調和装置が知られている。
【０００３】
この種の氷蓄熱ユニットとして、ＦＲＰや合成樹脂シートなどで作った内容器の外側に発泡体などの断熱材で覆うようにしたものが、特開平５−１２６３７０号公報で提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような蓄熱槽の内部には、冷媒管（コイル）が収納されるため、内容器をＦＲＰや合成樹脂シートなどで作った場合、その製造時や運搬時に冷媒管を支持するフレームがこの内容器に当たって、内容器を破損し、水洩れの一因となることが考えられる。
【０００５】
従って、フレームと内容器とのスペースは大きく確保する必要があり、これによって蓄熱槽の大型化は免れなかった。また、このような破損防止のために、内容器の肉厚を厚くすればコストアップは免れない。
【０００６】
また、その内容器の底面はフラットであるため、排水口が設けられた部分が高くなるように傾斜して蓄熱槽が配置された場合は、排水時に、水溜まりが生じて確実に排水されないことが考えられる。
【０００７】
また、この外箱の外側を板材で覆って断熱性能を向上させることがあるが、板材のため蓄熱槽の角部まで確実にこの板材を張り合わせることが難しく、この部分においては断熱性能が劣ることが考えられる。
【０００８】
本発明は上記課題を解消し、確実に排水が可能でしかもコンパクトで破損のおそれが少なく断熱性能に優れた蓄熱槽を提供する。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、請求項１記載の発明は、上部が開放され水が溜められる箱状の蓄熱槽において、この蓄熱槽は外箱と内箱と両箱間に介装される断熱材とで構成され、各箱は夫々強化プラスチックにて一体成形され、この内箱の内部には前記水を冷やすための冷媒管が収納され、且つこの内箱の角に沿って溝が形成されており、その溝には蓄熱槽の外部に水を排出する排水部が設けられていることである。
【００１４】
請求項１に記載の発明では、仮に蓄熱槽が多少傾斜した状態となっても、蓄熱槽の底の水は溝を介してスムーズに外部に排水され、水溜まりが生じにくくなる。
【００１５】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の溝には、請求項１記載の冷媒管を支えるフレームが載置されるクッション材を配置させたことにより、確実にフレームの位置決めと排水が行われる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１７】
図１は、本発明に係る蓄熱ユニットを備えた空気調和装置の一実施の形態が適用された氷蓄熱ユニットを備えた空気調和装置を示し、製氷運転時の管路図である。図２は、図１の一実施の形態における冷房運転時の管路図である。
【００１８】
図１及び図２に示す空気調和装置１０は、熱源側ユニット１１、蓄熱ユニットとしての氷蓄熱ユニット１２及び利用側ユニット１３を有して構成される。熱源側ユニット１１の冷媒配管１４と、利用側ユニット１３の並列配置された冷媒配管３０，３１及び３２を接続する冷媒配管１５Ａ及び１５Ｂとが、氷蓄熱ユニット１２の冷媒配管１６，１７により接続される。冷媒配管１５Ａが冷媒配管１６に、冷媒配管１５Ｂが冷媒配管１７に接続される。
【００１９】
熱源側ユニット１１は、冷媒配管１４に容量可変型の圧縮機１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃが並列に配設され、これらの圧縮機１８Ａ，１８Ｂ及び１８Ｃの吸込側にアキュムレータ１９が、吐出側に四方弁２０がそれぞれ配設され、この四方弁２０に熱源側熱交換器２１、電動膨張弁２２及びレシーバタンク２３が冷媒配管１４を介して順次接続される。
【００２０】
利用側ユニット１３は、冷媒配管３０，３１，３２のそれぞれに利用側熱交換器２４，２５，２６が配設され、これら冷媒配管３０，３１，３２において利用側熱交換器２４，２５，２６近傍に電動膨張弁２７，２８，２９が配設されて構成される。これらの電動膨張弁２７，２８，２９は、空調負荷に応じて開度が調整される。
【００２１】
上記氷蓄熱ユニット１２は、コイル３５を収容した蓄熱槽としての氷蓄熱槽３６を備えるとともに、冷媒配管１６にレシーバタンク３７、電動膨張弁３８及び第１電動開閉弁４１が、熱源側ユニット１１側から利用側ユニット１３へ向かい順次配設される。また、冷媒配管１６には、電動膨張弁３８と第１電動開閉弁４１との間に、接続配管３９を介してコイル３５の一端が接続される。コイル３５の他端は、接続配管４０を介して氷蓄熱ユニット１２の冷媒配管１７に接続され、この接続配管４０に第２電動開閉弁４２が配設される。更に、冷媒配管１６には、レシーバタンク３７と電動膨張弁３８との間に、第３電動開閉弁４３を備えた接続配管４４の一端が接続される。この接続配管４４の他端は、接続配管４０における第２電動開閉弁４２とコイル３５との間に接続される。
【００２２】
上記氷蓄熱槽３６内には二次媒体としての水が充填され、コイル３５は水没状態で配設される。空気調和装置１０の蓄熱運転としての製氷運転時には、コイル３５内に、熱源側熱交換器２１からの一次媒体としての液冷媒が流入して蒸発し、これにより、コイル３５の外周に氷が付着して形成されて、この氷に冷熱が蓄熱される。空気調和装置１０の放熱運転としての解氷冷房運転時には、コイル３５内に、熱源側熱交換器２１からの液冷媒が満杯状態で流入し、この液冷媒は、コイル３５外周に付着した氷を融解し、この氷に蓄熱された冷熱の放熱により過冷却状態となる。
【００２３】
[Ａ]製氷運転(図１)
図１に示す空気調和装置１０の製氷運転は、例えば、夜間１０時から翌朝８時までの電力料金が安い時間帯に、熱源側ユニット１１における熱源側熱交換器２１からの液冷媒を氷蓄熱ユニット１２における氷蓄熱槽３６内のコイル３５へ供給し、氷蓄熱槽３６内に氷を作る運転である。
【００２４】
この場合には、氷蓄熱ユニット１２において、第１電動開閉弁４１及び第３電動開閉弁４３が閉弁され、電動膨張弁３８及び第２電動開閉弁４２が開弁操作される。また、利用側ユニット１３の電動膨張弁２７，２８及び２９は閉弁する。
【００２５】
この状態で、熱源側ユニット１１の圧縮機１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃが起動されると、これらの圧縮機１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃから吐出されたガス冷媒は、熱源側熱交換器２１にて凝縮され、電動膨張弁２２並びに氷蓄熱ユニット１２の電動膨張弁３８を経て減圧され、氷蓄熱槽３６内のコイル３５へ流入する。このコイル３５内に流入した冷媒は蒸発されて、コイル３５の外周に氷を付着した状態で形成する。その後、コイル３５内のガス冷媒は、接続配管４０及び第２電動開閉弁４２並びに冷媒配管１７を経て四方弁２０へ至り、アキュムレータ１９を経て圧縮機１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃに戻される。
【００２６】
この製氷運転によって氷蓄熱槽３６内に氷が形成され、この氷に蓄熱された冷熱が、次の解氷冷房運転に利用される。
【００２７】
[Ｂ]解氷冷房運転(図２)
図２に示す空気調和装置１０の解氷冷房運転は、例えば、昼間、気温が上昇する時間帯に、熱源側ユニット１１における熱源側熱交換器２１からの液冷媒を、氷蓄熱ユニット１２における氷蓄熱槽３６内のコイル３５へ供給させて過冷却状態とし、この過冷却状態の液冷媒を利用側ユニット１３の利用側熱交換器２４，２５，２６へ供給して実施される。
【００２８】
この場合には、氷蓄熱ユニット１２において、第２電動開閉弁４２が閉弁され、第１電動開閉弁４１及び第３電動開閉弁４３が開弁され、電動膨張弁３８の開度が後述の如く調整される。また、利用側ユニット１３の電動膨張弁２７，２８及び２９が開弁される。
【００２９】
この状態で、熱源側ユニット１１の圧縮機１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃが起動されると、これらの圧縮機１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃから吐出されたガス冷媒は、熱源側熱交換器２１にて凝縮され、電動膨張弁２２並びに氷蓄熱ユニット１２の冷媒配管１６、接続配管４４及び第３電動開閉弁４３を経て氷蓄熱槽３６内のコイル３５へ流入する。このコイル３５内に流入した液冷媒は、コイル３５内を満杯状態で流れ、コイル３５の外周に付着した氷を解氷し、この氷に蓄熱された冷熱により過冷却状態となる。その後、コイル３５内の過冷却状態の液冷媒は、接続配管３９、第１電動開閉弁４１及び冷媒配管１６、並びに利用側ユニット１３の冷媒配管１５Ａ及び電動膨張弁２７，２８，２９を経て利用側熱交換器２４，２５，２６へそれぞれ流入し、これらの利用側熱交換器２４，２５，２６のそれぞれにより蒸発して室内を冷房する。
【００３０】
その後、ガス冷媒は、冷媒配管３０，３１，３２及び冷媒配管１５Ｂを通り、氷蓄熱ユニット１２の冷媒配管１７を経、四方弁２０及びアキュムレータ１９を経た後圧縮機１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃへ戻される。
【００３１】
従って、この解氷冷房運転時では、前述の製氷運転で氷蓄熱槽３６内の氷に蓄熱された冷熱を利用し、氷蓄熱槽３６のコイル３５内で液冷媒を過冷却状態として利用側熱交換２４，２５，２６へ供給するので、これら利用側熱交換器２４，２５，２６における冷房運転の効率を向上させることができる。
【００３２】
また、上述の解氷冷房運転においては、氷蓄熱ユニット１２において、コイル３５から接続配管３９を介し第１電動開閉弁４１側の冷媒配管１６へ流入した液冷媒温度Ｅ１が、利用側ユニット１３における利用側熱交換器２４，２５，２６内の液冷媒温度Ｅ２よりも低いときに、電動膨張弁３８の開度が調整されて、氷蓄熱槽３６内のコイル３５で過冷却された液冷媒に、熱源側熱交換器２１及び電動膨張弁２２からの液冷媒を合流させ、この合流した液冷媒を利用側熱交換器２４，２５，２６へ供給する。このような解氷冷房運転は、熱源側熱交換器２１及び電動膨張弁２２からの液冷媒が、コイル３５内で過冷却された液冷媒よりも温度が高いことから、利用側熱交換器２４，２５，２６へ流れる液冷媒の温度を上昇させて、これら利用側熱交換器２４，２５，２６による室内の冷房運転を適正化するものである。
【００３３】
「Ｃ」通常冷房運転（図２）
図２に示す空気調和装置１０における通常冷房運転は、氷蓄熱ユニット１２における氷蓄熱槽３６内の氷に蓄熱された冷熱を利用しないで実施される冷房運転であり、第２電動開閉弁４２及び第３電動開閉弁４３が閉弁され、電動膨張弁３８及び第１電動開閉弁４１が開弁される。また、利用側ユニット１３における電動膨張弁２７，２８及び２９は開弁される。
【００３４】
この状態で、熱源側ユニット１１の圧縮機１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃが起動されると、これらの圧縮機１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃから吐出されたガス冷媒は、熱源側熱交換器２１にて凝縮され、電動膨張弁２２並びに氷蓄熱ユニット１２の冷媒配管１６、電動膨張弁３８及び第１電動開閉弁４１を通り、利用側ユニット１３の冷媒配管１５Ａ及び電動膨張弁２７，２８，２９を経て利用側熱交換器２４，２５，２６へそれぞれ流入し、これらの利用側熱交換器２４，２５，２６のそれぞれにより蒸発して室内を冷房した後、冷媒配管１５Ｂを通り、氷蓄熱ユニット１２の冷媒配管１７を経、四方弁２０及びアキュムレータ１９を経た後、圧縮機１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃへ戻される。
ところで、上述した氷蓄熱槽３６は、図３に示すように、例えば繊維強化プラスチック（以下、ＦＲＰという。）製の外箱５１と、ＦＲＰ製の内箱５２と、各箱５１，５２間に介装された断熱材５３とで構成され、使用時には、内箱５２内に水張りして氷蓄熱が行われる。尚、詳述しないが氷蓄熱槽３６に収納されたコイル３５には高圧冷媒を流すことにより蓄熱槽内の水を加熱して温水を作成し暖房運転時の熱源として使用することは言うまでもない。
この蓄熱槽３６の外側面には、図４で示すように板金部材（板材）６０で囲まれ配管室６１が形成されている。  この配管室６１には、図１で示したレシーバタンク３７、電動膨張弁３８及び第１電動開閉弁４１等が収納されている。
前記板金部材６０は、図５で示したように配管室６１の前面を形成するためのコ字状の前板金６２と、後面を形成するためのコ字状の後板金６３と、両板金６２、６３で形成された開口部６４を塞ぐ２枚の側板金６５とから形成されている。従って、この側板金６５を外せば、この配管室６１に収納されたレシーバタンク３７、電動膨張弁３８及び第１電動開閉弁４１等（図４では省略）を確認することができ、これら機器のサービスが簡単に行える。
図４に戻って、６６は蓄熱槽の上部を覆う蓋体で、蓄熱槽の左上部と配管室とを覆う左蓋（他方の蓋、共通の蓋）６７と、蓄熱槽の右上部を覆う右蓋（他方の蓋）６８と、左蓋６７並びに右蓋６８の端縁をラップするように配置されたサービス蓋６９とから構成されている。これら３つの蓋６７、６８、６９はその取り付けられた状態においては蓄熱槽３６の上縁７０を覆うようになっている。
蓄熱槽３６の内部のサービス点検時には、このサービス蓋６９を外せば、蓄熱槽３６の中心部分の中心から隅までが見えるので、サービス個所の確認やその作業が容易に行える。しかも、サービス蓋６９は左蓋６７並びに右蓋６８の端縁７１をラップするようになっているので、雨水や大気中の浮遊物がが蓄熱槽に侵入することはない。
従来はこのような蓋体は一つで一体に形成され、その中心部にサービス用の穴が設けられ、マンホール形状の丸形キャップでこの穴を塞いでいたが、その穴が小さいため、この穴から上述したようなサービス点検が行いにくいといった課題があったが、このようにサービス蓋は蓄熱槽の上縁に跨るように形成されているので、このサービス蓋を外すことにより、その開口部分が多くなり、上述したようにサービス点検が行いやすくなった。
７２は蓄熱槽３６の底に配置される脚片で、いわゆるＨ鋼と呼ばれるものを３本使っている。この脚片７２については後述する。
図６はこの蓄熱槽３６に収納されるコイル３５並びにこのコイル３５を支持ずるフレーム７３の側面図、図７はこのフレーム７３に取り付けられるクッシュン材７４の斜視図、図８はこの蓄熱槽の側面図、図９はコイル３５が収納された状態を示す蓄熱槽ユニット１２の断面図である。
図６において、コイル３５は、その説明の簡略化のために図１〜２ではいわゆる１パス状態で説明したが、実際は図６で示すように４つの分配器７５や集合管７６で多数パス状態に形成されており、上下にＵ字状に屈曲されその上部で分配・集合されている。フレーム７３は、コイル３５の上部を水平に保持する上フレーム７７  と、コイル３５の下部のＵ字状屈曲部７８を水平に保持する下フレーム７９と、上下のフレーム７７、７９をつなぐ垂直フレーム８０とから構成されている。垂直フレーム８０と下フレーム７９との角部４個所にそれぞれ配置されたクッシュン材７４はゴム製で、その形状は図７で示すようになっており、内側の突起８１をフレーム７３の取り付け穴（図示せず）に差し込むことにより、このクッシュン材７４  がフレーム７３に固定される。
コイル３５を蓄熱槽３６に収納すると図９で示したようになり、配管室６１内の機器（図示せず）とコイル３５とは配管室６１の上部８３でつながれ、その上を共通の蓋６７が覆うようになる。
【００３５】
図１０は蓄熱槽３６の角部を示し、ＦＲＰ製の内箱５２はその底面がフラットではなく、内箱５２の角に沿って溝８１が形成されており、その溝８１には蓄熱槽３６の外部に水を排出する排水パイプ８２が設けられている。
【００３６】
コイル３５付きで角部にクッシュン材７４が装着された状態のフレーム７３  を蓄熱槽３６に収納すると、図１１で示すようになる。即ち、クッシュン材７４が内箱５２の角に沿って設けられた溝８１の一部に載置され、フレーム７３の位置決めが完了する。従って、フレーム７３と内箱５２の距離は設計通りの寸法Ａが保たれ、蓄熱槽３６の製造時や輸送時にフレーム７３の角が内箱に当たるおそれを少なくでき、これによって、内箱５２の破損事故を未然に防止し、水漏れの一因を少なくできる。尚、このクッシュン材７４の巾寸法Ｂは、図１１で示すように内箱５２の溝８１の巾寸法Ｃよりも小さく設定されているので、溝８１に沿って流れる水の流れを妨げることはない。
【００３７】
従って、仮に、蓄熱槽３６が多少傾いて設置されても内箱５２の水はスムーズに流れる。
図１２は蓄熱槽３６の脚片７２と配管室６１の底板との取り付け関係を示し、８３は前アングル、８４は中央アングル、８５は後アングルで、いずれもその一端８６が脚片７２に取り付けられている。８６は垂直板で、２枚とも中央アングル８４に立てられている。そして、前アングル８３の上面８７と後アングル８５の上面８８と垂直アングル８６の上面８９には底板９０が載置される。このように、底板９０は強度が十分保たれた脚片７２に対して、いわゆる「片持ち状態」で固定されている。
図１３はその底板９０とこの底板９０に取り付けられるレシーバタンク３７（コイル３５につながれた冷凍機器）との関係を示したもので、９１はレシーバタンク３７が取り付けられた下取付板で、この下取付板９１は底板９０に立てられたボルト９２に固定される。９３は蓄熱槽３６の側面に取り付けられた上取付板で、レシーバタンク３７の上部９４が取り付けられる。
尚、図１３において図示してないが、レシーバタンク３７の周りには配管や電磁弁等が配置され、これらを覆うように図４で示した板金部材６０が設けられて、配管室６１を形成している。
そして、板金部材６０の側板金６５を取り外せば、配管室６１内の冷凍機器のサービス点検が簡単に行えることは言うまでもない。このように脚片７２に取り付けられた底板９０に冷凍機器を載置したので、冷凍機器の設置スペースを蓄熱槽３６とは別に設ける必要はない。
【００４０】
【発明の効果】
以上述べたように、請求項１に記載の発明では、上部が開放され水が溜められる箱状の蓄熱槽において、この蓄熱槽は外箱と内箱と両箱間に介装される断熱材とで構成され、各箱は夫々強化プラスチックにて一体成形され、この内箱の内部には前記水を冷やすための冷媒管が収納され、且つこの内箱の角に沿って溝が形成されており、その溝には蓄熱槽の外部に水を排出する排水部を設けたので、仮に蓄熱槽が多少傾斜した状態となっても、蓄熱槽の底の水は溝を介してスムーズに外部に排水され、水溜まりが生じにくくすることができる。
【００４１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の溝には、請求項１記載の冷媒管を支えるフレームが載置されるクッション材を配置させたことにより、確実にフレームの位置決めと排水とを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る蓄熱槽を備えた空気調和装置の一実施形態が適用された氷蓄熱ユニットを備えた空気調和装置を示し．製氷運転時の冷媒回路図である。
【図２】図１の実施形態の冷房運転時の冷媒回路図である。
【図３】蓄熱槽の分解斜視図である。
【図４】蓄熱装置の斜視図である。
【図５】配管室の構成を示す概略図である。
【図６】コイルならびにフレームの立面図である。
【図７】フレームに取り付けられるクッション材の斜視図である。
【図８】蓄熱槽の立面図である。
【図９】蓄熱槽の断面図である。
【図１０】図９の要部拡大図である。
【図１１】図９とは異なる部分の要部拡大図である。
【図１２】脚片と底板の組立状態を示す説明図である。
【図１３】底板と冷凍機器の取付状態を示す説明図である。
【符号の説明】
３５    冷媒管（コイル）
３６    蓄熱槽
５１    外箱
５２    内箱
５３    断熱材
７３    フレーム
７４    クッション材
８２    排水部
【図１】
0003953251.tif 000002
【図２】
0003953251.tif 000003
【図３】
0003953251.tif 000004
【図４】
0003953251.tif 000005
【図５】
0003953251.tif 000006
【図６】
0003953251.tif 000007
【図７】
0003953251.tif 000008
【図８】
0003953251.tif 000009
【図９】
0003953251.tif 000010
【図１０】
0003953251.tif 000011
【図１１】
0003953251.tif 000012
【図１２】
0003953251.tif 000013
【図１３】
0003953251.tif 000014