JPH0565781B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は山岳部地中を活用し、冬期降雪地帯の
降雪を有効に利用する方法及び装置に関する。

（従来の技術） 日本列島を縦断する山岳地帯を境にして、冬期
日本海側は低温降雪地域となるが太平洋側は非降
雪地域であり気候も温暖である。

裏日本の降雪地帯の大部分の地域では、冬期の
道路の除雪と建物の屋根の雪落しが重要かつ不可
欠な労働である。そして更に、その除去した雪を
どこに捨てるかも深刻な問題である。冬期に降雪
地帯において、このような克雪活動に費されてい
る費用と労力は膨大なものである。

一方、冬期に降り積つた雪を収集して、この雪
を圧縮固化して高密度の雪氷塊を作り、これを貯
蔵しておき暖暑に低温エネルギー源として利用す
ることは従来知られている（特開昭54−149235号
公報）。

また、大型の貯雪槽を地中に構築し、地上での
積雪を前記貯雪槽内に堆積することにより前記貯
雪槽内の下部に形成した物質貯蔵槽を冷却するこ
とも従来知られている（特開昭59−134475号公
報）。

更に冬期の外気がマイナス温度となることをヒ
ートパイプにより利用し、この外気の冷熱エネル
ギーにより岩盤内空間で製氷し、この氷により該
空間内に低温度を保持することも従来知られてい
る（特開昭60−207876号公報）。

（発明が解決しようとする課題） 裏日本の降雪地帯の大部分の地域では、前記の
ように雪に伴なう大きな障害があつた。本発明は
山岳部地中が天然の大容量冷蔵空間であることを
活用し、雪を利用して物質貯蔵のための地中基地
を建設することによつて前記従来技術より大規模
であるとともに冷蔵力にもすぐれた物資冷蔵方法
及び装置を得ることを目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明の山岳部地中を利用する物資冷蔵方法は
前記目的を達成するために次の手段からなる。

降雪地域を含む山岳部の地中に、前記山岳部を
貫通して設けられた交通用の道路又はトンネルに
接するか道路又はトンネルから分岐して物資冷蔵
空間を形成し、降雪地域の降雪を圧縮し比重が通
常氷の半分以上となるようにした氷塊を前記冷蔵
空間の地中壁面近傍に積み上げ氷壁を形成し、こ
の氷塊又は氷壁の融解熱を利用する冷蔵空間内に
貯蔵される物資を冷蔵するとともに、前記の物資
冷蔵空間の氷塊又は氷壁の融氷水を高熱源とし低
温冷蔵空間の大気を低熱源とする冷凍サイクルを
作動させて該低温冷蔵空間に貯蔵される物資を氷
温以下に冷蔵すること。

また、本発明の山岳部地中を利用する物資冷蔵
方法に使用される装置は前記目的を達成するため
に次の構成からなる。

山岳部の一方が降雪地域、他方が非降雪地域を
形成する地形の地中に前記山岳部を貫通しかつ前
記両地域を結ぶ交通用の道路又はトンネルに接す
るか道路又はトンネルから分岐して形成された物
資冷蔵空間において生ずる氷塊又は氷壁の融氷水
を低熱源とし非降雪地域の大気又は太陽熱を高熱
源とする逆冷凍サイクルを有し、高温高圧の冷媒
を低温低圧の状態に膨脹させる膨脹機によつて駆
動される発電機と余剰電力を蓄える蓄電池とを有
する、冷蔵空間内の照明及び物流活動のための電
力供給装置であること。

（作用） 降雪地域を含む山岳部の地中に該山岳部の道路
またはトンネルに接してまたそれから分岐して形
成される天然の冷却力を利用する物資冷蔵空間に
氷塊（圧縮雪水）を利用する冷蔵庫を設けること
により、雪害を解消し天然の地形利用及び物資貯
蔵の機能を発揮できるとともに、前記冷蔵庫の融
氷水を高熱源とし低温冷蔵空間の大気を低熱源と
する冷凍サイクルを作動させることにより大量に
存在する融氷水の冷却力を利用して容易に低温冷
蔵が可能となる。

前記冷蔵庫の融氷水を低熱源とし非降雪地域の
大気または太陽熱を高熱源とする逆冷凍サイクル
を作動させることにより、大量に得られる融氷水
と無限に存する太陽熱等により能率よく大電力が
得られ、地中基地の照明及びすべての物流活動の
ための電力をまかなうことができる。

（実施例） 第１図及び第２図は本発明の方法及び装置に用
いる実施例の全体的な系統図である。

山岳地帯１を挟んで日本海側の降雪地帯Ａと太
平洋側の非降雪地帯Ｂがあり、両地帯を結ぶトン
ネル２と道路３とがある。降雪地帯Ａには氷塊製
造所４が設けられ、ここに降雪、除雪によつて得
られた雪がトラツク５等の運搬手段により搬入さ
れる。

ここで機械を用いて雪を圧縮し少量の水を加え
る等して水氷に比べて若干比重の小さい氷塊（圧
縮雪氷）を製造する。このようにして製造された
氷塊は、トラツク５等によりトンネル２内の道路
３に接した空間または横路等の空間に形成された
冷蔵庫６に運び込んで積み重ねて貯氷するととも
に冷蔵用として利用する。庫内の氷塊が融けてで
きる低温水は融氷水用貯水池７に貯める。冷蔵庫
６内の温度が０℃以上の場合は貯氷の融解熱によ
り庫内の冷蔵物資を保冷することができる。

０℃以下の低温を必要とするときは、冷凍機８
を運転して冷蔵庫６を低温冷蔵庫とする。冷凍機
８の凝縮器用の冷却水は融氷水用貯水池７の冷却
水を使用することとし送水ポンプ９により該水を
凝縮器に送る。凝縮器を出た冷却水は導水路１０
を経て浄水場貯水池１１に放出する。１２は冷蔵
庫６及び融氷水用貯水池７の扉である。

非降雪地帯Ｂにはソーラパネル１５、発電ユニ
ツト１６等からなる発電所１７が設けられ、太陽
熱と大気とを熱源として冷凍用冷媒を用いて逆冷
凍サイクルを運転し発電に供する。逆冷凍サイク
ルの凝縮器用の冷却水は送水ポンプ９により供給
され、凝縮器を出た冷却水は導水路１０を経て浄
水場貯水池１１に放出する。浄水場貯水池１１の
水は飲料水として利用する。

第３図ないし第６図は本発明の方法の実施例に
おいて氷塊または氷壁の融解熱を利用する冷蔵空
間について示すものである。

一般に山岳部のトンネル２は強固な岩盤構造が
多い。これはトンネル２内に形成される冷蔵空間
の強度を増大するとともに岩盤自体が優れた断熱
材となるので、断熱材も不要であるか、通常の冷
蔵庫に比べて遥かに簡単なものとすることができ
る。冷蔵空間近傍の岩盤の総てが同一温度の巨大
な低温塊を形成するため熱容量が無限大となり、
各冷蔵空間の全周壁が常に一定温度の低温パネル
となるので、優れた冷蔵空間を実現することがで
きる。

氷塊製造所４で製造された氷塊２０をトラツク
５等により冷蔵庫６内に運搬し、庫内の壁際に第
５図のように氷を積み上げる。庫内には貯蔵用の
棚２１を設け、ここに冷蔵物２２を貯蔵する。庫
内の天井と床との間に温度差が生ずるので空気循
環フアン２３をつけて庫内温度を均一にするとと
もに空気流を生ぜしめて冷蔵物２２の冷却効果を
増大する。庫内の壁際には融氷水用の溝２４を作
り、融水を集める。この融水は融氷水誘導路２５
によつて融氷水用貯水池７に導き、ここに貯水す
る。２６は岩盤であり、２７は積卸し用プラツト
ホームである。

第３図において、冷蔵庫６と積卸し用プラツト
ホーム２７との間には断熱壁２８を設けてトンネ
ル内の気温との断熱を行う。融氷水用貯水池７に
も断熱用の隔壁２９を設ける。

第７図ないし第９図は本発明の方法の実施例に
おいて氷塊または氷壁の融氷水を高熱源とし低温
冷蔵空間の大気を低熱源とする冷凍サイクルを作
動させることについて示すものであつて、冷蔵庫
６が０℃より低い低温冷蔵庫となる場合である。

２９は断熱層である。冷蔵庫６の外に冷凍機８
（コンデンシングユニツト）を設け、冷蔵庫６内
にユニツトクーラー３８を置いて庫内を強制的に
冷却する。ユニツトクーラー３８内には空気循環
フアン２３と蒸発器３７とが設けられる。４１，
４２は冷媒配管である。

第９図は冷凍機８（コンデンシングユニツト）
の詳細を示すもので、蒸発器３７で蒸発した冷媒
は冷媒配管４２を通つて圧縮機３４に吸込されて
圧縮され、凝縮器３５において液化された後、膨
脹弁３６を経て冷媒配管４１より再び蒸発器に流
入する。凝縮器３５を冷却するために冷却水配管
３１，３２と送水ポンプ３３が設けられている。
冷却水には融氷水用貯水池７の冷却水が用いられ
ている。冷凍機８からの冷却水は冷却水配管３２
を経て導水路１０に放流される。融氷水用貯水池
７からポンプ９により汲上げられる冷却水の水温
が０℃近傍のためこれに近い冷媒凝縮温度が得ら
れることにより、−40℃以下の超低温冷蔵の要求
に対しても単段圧縮の冷凍機で十分であり、しか
も通常の大気熱源のクーリングタワーによる冷却
水より遥かに少い動力で足りる。

本発明においては冷蔵庫内の照明、冷凍機の運
転、冷蔵庫内への氷塊の運搬と配列、貯蔵物の出
し入れのための移動運搬等のための動力（電気式
プラツター、自動倉庫用電力）、管理用電力等の
供給のため、非降雪地域に発電装置を設置する必
要がある。施設内動力用原動機として内燃機関を
用いると燃料エネルギーの1/3程度が動力として
利用され、残り2/3は排気ガスとして大気中に放
出されてしまう。本発明の場合におけるような低
温空間において前記排気ガスは冷熱に損失を生ぜ
しめるので、施設内動力手段としては電気自動車
等の電動機の使用が適しており、このために逆冷
凍サイクルを用いて発電を行う。

第１０図は逆冷凍サイクルのＰ−ｉ線図であ
り、ａ−ｂは加圧、ｂ−ｃは蒸発、ｃ−ｄは膨
脹、ｂ−ａは凝縮の過程を示す。

第１１図ないし第１３図は本発明の装置の実施
例を示すものである。ソーラパネル１５において
太陽熱及び大気を熱源として蒸発器５２により高
圧冷媒ガスを作り、これを膨脹機４３に導入して
これを回転させ、発電機４４を運転する。発電さ
れた電力の余分は蓄電池４５に蓄電し、夜間等の
動力用として利用する。５１は送電ケーブルであ
る。

膨脹機４３から流出する低圧冷媒ガスは凝縮器
４９において、融氷水用貯水池７からの冷却水が
管４７を経て凝縮器４９内に流入されることによ
り冷却凝縮せしめられ、冷媒液は冷媒ポンプ５０
によつて再び蒸発器５２に導入せしめられる。凝
縮器４９を出た冷却水は管４８より導水路１０に
放出する。冷却水の温度が０℃近傍の低温のた
め、冬期でもきわめて良好な発電効率が得られ
る。冷却水は導水路１０より浄水場貯水池１１に
流入し、全て飲料水として利用する。

このような電力供給装置により得られた電力
は、前記のようなトンネル内の物流作業等に必要
なエネルギーを総て供給することができる。

次に、融氷水の有効利用について考える。融氷
水の熱的な利用については前記のとおりである
が、融氷水用貯水池７で顕熱を利用した水は導水
路１０を通つて浄水場貯水池１１に導き、日常の
生活用水として利用できる。この水は汚れが少な
い清潔な水であるからトンネル内に浄水場を作る
ことも費用設備から考えて容易である。また、幹
線道路の上にあるときは夏季の水不足に際して都
市部へトラツク輸送することも経済的に可能であ
る。

〔発明の効果〕

本発明によれば、降雪地域の雪の捨て場が確保
されるとともに、圧縮雪氷（氷塊）の冷却力と天
然地形の冷蔵力とを利用してきわめて大規模の物
資貯蔵を能率よくしかも経済的に行うことができ
るとともに、圧縮雪氷の融氷水を高熱源とし低温
冷蔵空間の大気を低熱源とする冷凍サイクルを運
転し、また圧縮雪氷の融氷水を低熱源とし非降雪
地域の大気または太陽熱を高熱源とする逆冷凍サ
イクルを運転することにより熱エネルギーをきわ
めて有効に利用できるとともに、逆冷凍サイクル
の膨脹機によつて発電機を駆動することにより地
中基地の電力を十分にまかなうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法及び装置に用いる実施例
の全体的な系統図の概要立面図、第２図は第１図
の平面図、第３図は本発明における冷蔵方法を実
施するための実施例の概要平面図、第４図は第３
図の−断面図、第５図は第３図の−断面
図、第６図は第３図の−断面図、第７図は本
発明における低温冷蔵方法を実施するための実施
例の概要平面図、第８図は第７図の−断面
図、第９図は冷凍サイクルのフローシートダイヤ
グラム、第１０図は本発明の逆冷凍サイクルのＰ
−ｉ線図、第１１図は本発明による発電設備の概
要立面図、第１２図は第１１図の平面図、第１３
図は発電ユニツトのフローシートダイヤグラムで
ある。 １……山岳地帯、２……トンネル、３……道
路、４……氷塊製造所、６……物資冷蔵空間とし
ての冷蔵庫、７……融氷水用貯水池、８……冷凍
機、１１……浄水場貯水池、１５……ソーラパネ
ル、１６……発電ユニツト、２０……氷塊、４３
……膨脹機、４４……発電機、４５……蓄電池。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 降雪地域を含む山岳部の地中に、前記山岳部
   を貫通して設けられた交通用の道路又はトンネル
   に接するか道路又はトンネルから分岐して物資冷
   蔵空間を形成し、降雪地域の降雪を圧縮し比重が
   通常氷の半分以上となるようにした氷塊を前記冷
   蔵空間の地中壁面近傍に積み上げ氷壁を形成し、
   この氷塊又は氷壁の融解熱を利用する冷蔵空間内
   に貯蔵される物資を冷蔵するとともに、前記の物
   資冷蔵空間の氷塊又は氷壁の融氷水を高熱源とし
   低温冷蔵空間の大気を低熱源とする冷凍サイクル
   を作動させて該低温冷蔵空間に貯蔵される物資を
   氷温以下に冷蔵することを特徴とする山岳部地中
   を利用する物資冷蔵方法。 ２ 山岳部の一方が降雪地域、他方が非降雪地域
   を形成する地形の地中に前記山岳部を貫通しかつ
   前記両地域を結ぶ交通用の道路又はトンネルに接
   するか道路又はトンネルから分岐して形成された
   物資冷蔵空間において生ずる氷塊又は氷壁の融氷
   水を低熱源とし非降雪地域の大気又は太陽熱を高
   熱源とする逆冷凍サイクルを有し、高温高圧の冷
   媒を低温低圧の状態に膨脹させる膨脹機によつて
   駆動される発電機と余剰電力を蓄える蓄電池とを
   有する、山岳部地中を利用する物資冷蔵方法に使
   用される冷蔵又は低温の冷蔵空間内の照明及び物
   流活動のための電力供給装置。