JPH0535340B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、地中に貯蔵室を形成するとともに、
前記貯蔵室の周囲の地中には、地上の外気の冷熱
が地中に伝達されるように適宜間隔でヒートパイ
プを配設し、該ヒートパイプによる伝熱によつて
地中に凍土を形成して、それを冷熱源として前記
貯蔵室を冷却する地中低温倉庫に関するものであ
る。

「従来の技術」 第５図は、前記地中低温装置の従来例を示した
もので、図中符号１は地盤、２は地中に形成され
た貯蔵室、３はヒートパイプである。

前記ヒートパイプ３は、十分に脱気された真直
な円筒状の密閉容器３ａ内に作動流体を封入し、
その流体の相変化に伴つて熱移動が生じるように
構成されたもので、ほぼ垂直に地盤に立てられて
おり、密閉容器３ａの下部側に位置する蒸発部は
地中に埋設され、密閉容器３ａの上部側に位置す
る凝縮部は地上外気中に露呈した状態にされてい
る。また地上外気中に露呈した凝縮部には、熱の
出入りの効率を上げるために、受放熱用フイン
（ラジエータ）４が複数突設されている。

「発明が解決しようとする問題点」 前述のようにヒートパイプ３を配備した地中低
温倉庫は、冬季等における外気の冷熱を、凍土の
形で地中に蓄積しておいて、その蓄積された冷熱
を温暖な夏季等に使用するもので、貯蔵室２の冷
却を全て冷凍機等で賄うようにした場合と比較す
ると、設備費（イニシヤルコスト）やランニング
コストを大幅に低減させることができる。

しかし、ヒートパイプを利用した地中低温倉庫
は、まだ開発されてから日が浅く、前述の従来例
にあつては、種々の解決すべき問題がある。

例えば、ヒートパイプ３の密閉容器３ａは、金
属製の真直な円筒状のものが一般的であるが、伸
縮性に乏しく、地盤沈下や凍土の発達による地盤
の変動によつて密閉容器３ａがダメージを受け易
いという問題がある。

また、凍土の形成は、密閉容器３ａ内の動作液
が蒸発する時の吸熱作用によつてなされるが、前
述のように密閉容器３ａが真直な円筒状の場合に
は、密閉容器３ａ上部で凝縮した液が速く容器下
端の液溜まりまで落下してしまうため、容器の中
間部では蒸発が起こりにくく、動作液の蒸発は主
に密閉容器３ａ下部の気液境界面付近に限られて
しまう。したがつて、密閉容器３ａの全長に亙つ
て考えると、吸熱作用を得ることができる範囲が
容器下部側の狭い範囲に限られ、その結果、凍土
を形成することができる範囲も一部の高さ範囲に
限られ、高さ寸法の大きな貯蔵室の場合には、均
一な冷却が難しくなるという問題がある。

また、前記貯蔵室の周方向について冷却のばら
つきをなくすためには、より多数のヒートパイプ
を、狭い間隔で、かつ均等に配列しなければなら
ず、そのためにヒートパイプを設置する時の位置
決め作業等に非常に手間がかかるという問題もあ
る。

この発明は、前記事情に鑑みてなされたもの
で、地盤沈下や凍土の発達によつて地盤が変動し
ても、ヒートパイプの密閉容器がダメージを受け
にくく、またヒートパイプ一本当たりの吸熱作用
を得ることのできる範囲が広く、したがつて、ヒ
ートパイプ自体の性能のために貯蔵室の高さ寸法
が小さなものに制限されるようなことがなく、し
かも少数のヒートパイプでもつて貯蔵室の周囲の
全域に亙つてより均等に凍土を形成し得て、ヒー
トパイプの設置時の位置決め作業を大幅に軽減す
ることのできる地中低温倉庫を提供することを目
的とする。

「問題点を解決するための手段」 この発明に係る地中低温倉庫は、地中に貯蔵室
を形成するとともに、地上の外気の冷熱が地中に
伝達されるように前記貯蔵室の周囲の地中には適
宜間隔でヒートパイプを配設し、該ヒートパイプ
による伝熱によつて地中に凍土を形成して、それ
を冷熱源として前記貯蔵室を冷却する形式のもの
であるが、前記ヒートパイプとしては、作動流体
を封入する密閉容器としてコルゲートパイプが使
用、かつ、該ヒートパイプの地中に埋設される部
分が、前記貯蔵室の周囲を旋回するスパイラル状
をなしている。

「作用」 この発明に係る地中低温倉庫においては、ヒー
トパイプの密閉容器としてコルゲートパイプが使
用されており、しかも、この密閉容器の地中に埋
設される部分が貯蔵室の周囲を旋回するスパイラ
ル状をなしていることもあつて、地盤の変位に対
する許容力が高く、地盤沈下や凍土の発達によつ
て地盤が変動しても密閉容器はダメージを受けに
くい。

また、ヒートパイプの貯蔵室の周囲を取り囲む
部分は、スパイラルを形成するときの傾斜角θを
適宜選定してやることによつて、第２図に示すよ
うに、コルゲートパイプの突出部を作動流体の液
溜め部として機能させることができ、そのため、
液化した作動流体が再び蒸発する過程で得られる
吸熱作用が、地中に埋設されたヒートパイプの全
長に亙つて得られる。換言すれば、ヒートパイプ
一本当たりの吸熱作用を得ることのできる範囲が
広くなり、したがつて、ヒートパイプ自体の性能
のために貯蔵室の高さ寸法が小さなものに制限さ
れるようなことがなく、しかも少数のヒートパイ
プでもつて貯蔵室の周囲の全域に亙つてより均等
に凍土を形成し得て、ヒートパイプの設置時の位
置決め作業を大幅に軽減することができる。

「実施例」 第１図は、この発明に係る地中低温倉庫の一実
施例の概略図である。

この低温地中倉庫は、地中に貯蔵室２を形成す
るとともに、地上の外気の冷熱が地中に伝達され
るように前記貯蔵室２の周囲の地中には適宜間隔
でヒートパイプ７を配設し、該ヒートパイプ７に
よる伝熱によつて地中に凍土を形成して、それを
冷熱源として前記貯蔵室２を冷却する形式のもの
であるが、前記ヒートパイプ７の構造および前記
貯蔵室２に対する配設の仕方等に工夫が凝らされ
ている。

すなわち、前記ヒートパイプ７としては、第２
図に示すように、作動流体を封入する密閉容器８
としてコルゲートパイプが使用され、かつ、該ヒ
ートパイプ７の地中に埋設される部分が、第１図
に示す如く前記貯蔵室２の周囲を旋回するスパイ
ラル状をなしている。

前記ヒートパイプ７の地上（すなわち、地盤１
の上方）に露出した部分は、気化した作動流体を
外気の冷熱で凝縮させる部分で、従来のものと同
様に、熱の出入りの効率を上げるための受放熱用
フイン４が設けられている。

前述のスパイラルを形成するための傾斜角θ
（第２図参照）は、コルゲートパイプの突出部８
ａが、作動流体の液溜め部として活用できる範囲
に設定されている。具体的なθの値は、突出部８
ａの形状にも左右されるが、突出部８ａが第２図
に示す構造の場合には、θは、5°≦θ≦60°の範
囲が適している。この判断は、第３図に示すよう
な、密閉容器８の単位長さ当たりの液保持量（単
位長さの範囲で各突出部８ａに溜められる液９の
総和で）と傾斜角θとの関係を根拠にしている。

また、各ヒートパイプ７のフイン４を設けた部
分は、第１図に示すように一箇所に集中配置さ
れ、通気性が良く、しかも雨や雪を防ぐことので
きる容器１０に入れられている。このようにフイ
ン４を設けた部分を集中配置すると、フイン４の
清掃や保守に要する手間が軽減される。

以上のような地中低温倉庫においては、ヒート
パイプ７の密閉容器８としてコルゲートパイプが
使用されており、しかも、この密閉容器８の地中
に埋設される部分が貯蔵室２の周囲を旋回するス
パイラル状をなしていることもあつて、地盤１の
変位に対する許容力が高く、地盤沈下や凍土の発
達によつて地盤１が変動しても密閉容器８はダメ
ージを受けにくい。

また、ヒートパイプ７の貯蔵室２の周囲を取り
囲む部分は、スパイラルを形成するための傾斜角
θのために、第２図に示すように、コルゲートパ
イプの突出部８ａを作動流体の液溜め部として機
能させることができ、そのため、液化した作動流
体が再び蒸発する過程で得られる吸熱作用が、地
中に埋設されたヒートパイプ７の全長に亙つて得
られる。換言すれば、ヒートパイプ一本当たりの
吸熱作用を得ることのできる範囲が広くなり、し
たがつて、ヒートパイプ自体の性能のために貯蔵
室２の高さ寸法が小さなものに制限されるような
ことがなく、しかも少数のヒートパイプでもつて
貯蔵室２の周囲の全域に亙つてより均等に凍土を
形成し得て、ヒートパイプ７の設置時の位置決め
作業を大幅に軽減することができる。

また、通常、ヒートパイプ７の密閉容器８の内
周には、ウイツクが設けられる。このウイツク
は、凝縮によつて形成された液９を凝縮部から蒸
発部へ還流させること、および蒸発部の全域に均
等に液９を分配して、蒸発部の各部における液保
持量を均一化し、もつて熱の出入りの効率を高め
ることを目的としたもので、このような目的を達
成するために、種々の構造のものが研究・開発さ
れているが、一方では、このウイツクのためにヒ
ートパイプの構造が煩雑化し、蒸発部の熱抵抗が
大きくなつたり、あるいは作動液の還流抵抗が大
きくなつたりするだけでなく、高価にもなつてい
る。しかし、この実施例のものでは、コルゲート
の突出部８ａが液溜め部として機能して、蒸発部
の全長に亙つてほぼ均等に液保持することができ
るため、特にウイツクを設けなくとも、良好な熱
の出入り効率を得ることができ、ウイツクの廃止
によつてヒートパイプの構造の簡略化、製作コス
トの低減を図ることができる。

第４図は、この発明の他の実施例を示してい
る。この実施例は、スパイラル状に配置されたヒ
ートパイプ７の外側に、さらに垂直にヒートパイ
プ１１を配設したもので、このようにすると、ヒ
ートパイプ７，１１相互によつて網目状の構造が
形成されるため、さらに均一に凍土を形成するこ
とが可能になる。

なお、垂直に配置したヒートパイプ１１は、ヒ
ートパイプ７と同様に密閉容器としてコルゲート
パイプを使用することが好ましい。

「発明の効果」 以上の説明から明らかなように、本発明に係る
地中低温倉庫は、ヒートパイプの密閉容器として
コルゲートパイプが使用されており、しかも、こ
の密閉容器の地中に埋設される部分が貯蔵室の周
囲を旋回するスパイラル状をなしていることもあ
つて、地盤の変位に対する許容力が高く、地盤沈
下や凍土の発達によつて地盤が変動しても密閉容
器はダメージを受けにくい。

また、ヒートパイプの貯蔵室の周囲を取り囲む
部分は、スパイラルを形成するときの傾斜角θを
適宜選定してやることによつて、第２図に示すよ
うに、コルゲートパイプの突出部を作動流体の液
溜め部として機能させることができ、そのため、
液化した作動流体が再び蒸発する過程で得られる
吸熱作用が、地中に埋設されたヒートパイプの全
長に亙つて得られる。換言すれば、ヒートパイプ
一本当たりの吸熱作用を得ることのできる範囲が
広くなり、したがつて、ヒートパイプ自体の性能
のために貯蔵室の高さ寸法が小さなものに制限さ
れるようなことがなく、しかも少数のヒートパイ
プでもつて貯蔵室の周囲の全域に亙つてより均等
に凍土を形成し得て、ヒートパイプの設置時の位
置決め作業を大幅に軽減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の概略構成図、第２
図は第１図中の要部の拡大断面図、第３図は前記
一実施例の作用説明図、第４図は本発明の他の実
施例の概略構成図、第５図は従来の地中低温倉庫
の概略構成図である。 １……地盤、２……貯蔵室、４……受放熱フイ
ン、７，１１……ヒートパイプ、８……密閉容
器、９……液。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 地中に貯蔵室を形成するとともに、地上の外
   気の冷熱が地中に伝達されるように前記貯蔵室の
   周囲の地中には適宜間隔でヒートパイプを配設
   し、該ヒートパイプによる伝熱によつて地中に凍
   土を形成して、それを冷熱源として前記貯蔵室を
   冷却する地中低温倉庫であつて、前記ヒートパイ
   プは、作動流体を封入する密閉容器としてコルゲ
   ートパイプが使用されるとともに、ヒートパイプ
   の地中に埋設される部分が、前記貯蔵室の周囲を
   旋回するスパイラル状をなしていることを特徴と
   する地中低温倉庫。